DE102010013339A1

DE102010013339A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Motorlagers für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102010013339A1
Application number: DE102010013339A
Authority: DE
Inventors: Karl-Josef Dr.-Ing. Rieger
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-01-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (3) zur Steuerung eines Motorlagers (2) für ein Fahrzeug (F), wobei das Motorlager (2) zwischen einer Antriebseinheit (1) und einer Fahrzeugkarosserie oder einem Fahrzeugrahmen angeordnet ist, wobei eine Einstellung von Betriebsparametern des Motorlagers (2) in Abhängigkeit eines Zustands einer Fahrbahnoberfläche erfolgt. Erfindungsgemäß ist zumindest eine Bilderfassungseinheit (3.1) zu einer dreidimensionalen Erfassung der vor dem Fahrzeug (F) befindlichen Fahrbahnoberfläche vorgesehen, wobei die Bilderfassungseinheit (3.1) mit einer Auswerteeinheit (3.2) gekoppelt ist, anhand welcher Unebenheiten (U1, U2) im Verlauf der Fahrbahnoberfläche und eine jeweilige Entfernung (d1, d2) der Unebenheiten (U1, U2) zum Fahrzeug (F) ermittelbar sind, wobei in Abhängigkeit der ermittelten Unebenheiten (U1, U2) die Einstellung der Betriebsparameter des Motorlagers (2) erfolgt.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung eines Motorlagers (2) für ein Fahrzeug (F), wobei Betriebsparameter des Motorlagers (2) in Abhängigkeit eines Zustands einer Fahrbahnoberfläche eingestellt werden. Erfindungsgemäß werden Bilder (B1, B2) der vor dem Fahrzeug (F) befindlichen Fahrbahnoberfläche erfasst, wobei aus den Bildern (B1, B2) Unebenheiten (U1, U2) im Verlauf der Fahrbahnoberfläche und eine jeweilige Entfernung (d1, d2) der Unebenheiten (U1, U2) zum Fahrzeug (F) ermittelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines Motorlagers für ein Fahrzeug, wobei das Motorlager zwischen einer Antriebseinheit und einer Fahrzeugkarosserie oder einem Fahrzeugrahmen angeordnet ist, wobei eine Einstellung von Betriebsparametern des Motorlagers in Abhängigkeit eines Zustands einer Fahrbahnoberfläche erfolgt.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung eines Motorlagers für ein Fahrzeug, wobei Betriebsparameter des Motorlagers in Abhängigkeit eines Zustands einer Fahrbahnoberfläche eingestellt werden.
Aus der DE 195 47 314 A1 ist ein aktives Motorlagersystem zum Halten eines Motors an einem Fahrzeugkörper bekannt, welches der Steuerung von Vertikalbewegungen des Fahrzeugkörpers dient, die durch Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche entstehen. Das Motorlagersystem umfasst ein Stellglied, das zwischen dem Motor und dem Fahrzeugkörper angeordnet ist, um an den Fahrzeugkörper derart eine Vertikalkraft anzulegen, dass die Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugkörpers für jeden gegebenen Zustand der Straßenoberfläche durch Verstellen eines Beitrags der Masse des Motors zu einer Masse des Fahrzeugkörpers minimiert werden kann.
Die ältere DE 10 2009 033 219.7 der Anmelderin beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung eines einem Fahrzeug vorausliegenden Straßenprofils einer Fahrspur anhand von erfassten Bilddaten sowie erfassten Fahrzeugeigenbewegungsdaten. Dabei ist eine Schätzvorrichtung vorgesehen, der die erfassten Bilddaten und die erfassten Fahrzeugeigenbewegungsdaten zugeführt werden. Anhand der erfassten Bilddaten sowie der erfassten Fahrzeugeigenbewegungsdaten wird ein Straßenhöhenprofil der dem Fahrzeug vorausliegenden Fahrspur ermittelt, wobei die Bilddaten mittels einer Stereokamera erfasst werden. Weiterhin wird eine Vorrichtung zur Ermittlung eines einem Fahrzeug vorausliegenden Straßenprofils einer Fahrspur beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zum Betrieb eines aktiven Motorlagers für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betrieb eines aktiven Motorlagers für ein Fahrzeug anzugeben.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Steuerung eines Motorlagers für ein Fahrzeug vorgesehen. Das Motorlager ist zwischen einer Antriebseinheit und einer Fahrzeugkarosserie oder einem Fahrzeugrahmen angeordnet. Eine Einstellung von Betriebsparametern des Motorlagers erfolgt in Abhängigkeit eines Zustands einer Fahrbahnoberfläche.
Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung zumindest eine Bilderfassungseinheit zu einer dreidimensionalen Erfassung der vor dem Fahrzeug befindlichen Fahrbahnoberfläche, wobei die Bilderfassungseinheit mit einer Auswerteeinheit gekoppelt ist, anhand welcher Unebenheiten im Verlauf der Fahrbahnoberfläche und eine jeweilige Entfernung der Unebenheiten zum Fahrzeug ermittelbar sind, wobei in Abhängigkeit der ermittelten Unebenheiten die Einstellung der Betriebsparameter des Motorlagers erfolgt.
Mittels der Bilderfassungseinheit, welche insbesondere als Stereo-Kamera ausgebildet ist, sind die Unebenheiten und deren Entfernung zum Fahrzeug sehr genau und insbesondere im Voraus bestimmbar. Daraus folgt, dass die erforderlichen Betriebsparameter, insbesondere eine Steifigkeit und eine Härte des Motorlagers frühzeitig ermittelbar sind und das Motorlager rechtzeitig derart ansteuerbar ist, dass die Betriebsparameter des Motorlagers an die aktuelle Fahrbahnoberfläche anpassbar sind. Somit kann ein hoher Fahrkomfort erzielt werden, da sowohl eine Übertragung von Schwingungen der Antriebseinheit in ein Fahrzeuginneres als auch Schwingungen der Antriebseinheit beim Durchfahren von Unebenheiten minimiert werden. Auch zeichnet sich die Bilderfassungseinheit gegenüber Strahlungsenergie aussendenden Sensoren insbesondere bei Nässe oder einer vereisten Fahrbahn durch eine erhöhte Genauigkeit bei der Erfassung einer Umgebung des Fahrzeugs aus. Auch sind in den Bildern der Umgebung zu untersuchende Bildbereiche sehr genau auswählbar, so dass eine effiziente und sehr schnelle Auswertung der Bilder möglich ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Steuerung von Betriebsparametern eines Motorlagers und
2 schematisch die Vorrichtung gemäß 1.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist ein Fahrzeug F mit einer Antriebseinheit 1 dargestellt. Die Antriebseinheit 1, bei welcher es sich um eine Verbrennungskraftmaschine oder einen Elektromotor handelt, ist mittels eines Motorlagers 2 in nicht näher dargestellter Weise an einer Fahrzeugkarosserie oder einem Fahrzeugrahmen des Fahrzeugs F gelagert angeordnet. Aufgrund dieser Anordnung des Motorlagers 2 wird die Antriebseinheit 1 in ihrer Position weitestgehend fixiert, um beispielsweise so genannte Lastwechselreaktionen der Antriebseinheit 1 und aufgrund von Unebeneinheiten U1, U2 auftretende Schwingungen zu vermindern, aus welchen starke mechanische Belastungen von an der Antriebseinheit 1 angeordneten Aggregaten resultieren können. Auch wird eine Berührung der Antriebseinheit 1 mit in unmittelbarer Nähe zu dieser angeordneten Fahrzeugbauteilen vermieden.
Gleichzeitig wird eine Übertragung von während eines Betriebs der Antriebseinheit 1 entstehenden Vibrationen auf die Fahrzeugkarosserie oder den Fahrzeugrahmen verringert, um Vibrationen und daraus resultierende akustische Belästigungen für Fahrzeuginsassen innerhalb des Fahrzeugs F zu verringern.
Zwischen der Verminderung der Lastwechselreaktionen und der Schwingungen aufgrund der Unebeneinheiten U1, U2 einerseits und der Verminderung der Übertragung von während des Betriebs der Antriebseinheit 1 entstehenden Vibrationen auf die Fahrzeugkarosserie oder den Fahrzeugrahmen andererseits besteht ein Zielkonflikt, da zur Verringerung der Schwingungen als Betriebsparameter des Motorlagers 2 eine große Härte bei gleichzeitig hoher Dämpfung und bei einer Verringerung der Übertragung der Vibrationen eine geringe Härte und geringe Dämpfung erforderlich sind.
Deshalb ist das Motorlager 2 als aktives oder semi-aktives Lager, beispielsweise als schaltbares Hydrolager ausgebildet, dessen Betriebsparameter, d. h. dessen Härte und Dämpfung, variabel und situationsabhängig einstellbar sind.
Zu dieser variablen und situationsabhängigen Einstellung ist das Motorlager 2 mit einer Vorrichtung 3 gekoppelt, deren Aufbau in 2 näher dargestellt ist.
2 zeigt eine Vorrichtung 3, welche sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet. Die Vorrichtung 3 umfasst eine Bilderfassungseinheit 3.1 zu einer dreidimensionalen Erfassung der vor dem Fahrzeug F befindlichen Fahrbahnoberfläche. Die Bilderfassungseinheit 3.1 ist als Stereo-Kamera ausgebildet.
Die Stereo-Kamera ist insbesondere Bestandteil eines nicht dargestellten Fahrerassistenzsystems, insbesondere eines so genannten Preview-Systems zur Straßenerfassung, anhand welchem die Umgebung des Fahrzeugs F erfasst und ausgewertet wird. Unter Zuhilfenahme dieser Auswertung werden Sicherheitsvorrichtungen des Fahrzeugs F, ein Antriebsstrang, Bremsen des Fahrzeugs F und/oder eine Lenkung des Fahrzeugs F automatisch angesteuert, um Kollisionen des Fahrzeugs F und Unfälle zu vermeiden. Somit ist zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens, der Vorrichtung 3 und deren Ausgestaltungen lediglich ein geringer Kosten- und Materialaufwand erforderlich. Auch resultiert aus der Verwendung der Stereo-Kamera des Fahrerassistenzsystems der Vorteil, dass ein geringer Wartungsaufwand und geringe Wartungskosten erforderlich sind.
Die Stereo-Kamera umfasst zwei Kameras, anhand welcher die Umgebung vor dem Fahrzeug F, d. h. insbesondere die Fahrbahn und deren Oberfläche erfasst werden. Die von den Kameras erfassten Bilder B1, B2 werden anschließend stereoskopisch verarbeitet, so dass ein dreidimensionales Bild mit Tiefeninformationen oder ein so genanntes Disparitätsbild gebildet werden. Zu dieser stereoskopischen Verarbeitung ist die Bilderfassungseinheit 3.1 mit einer Auswerteeinheit 3.2 gekoppelt.
Aus den Bildern B1, B2 der Bildererfassungseinheit 3.1, d. h. aus dem Bild mit Tiefeninformationen oder dem Disparitätsbild, werden Entfernungen d1, d2 des Fahrzeugs F zu den Unebenheiten U1, U2 der Fahrbahnoberfläche, eine Form und eine Ausdehnung dieser ermittelt.
In Abhängigkeit einer aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs F wird ermittelt, wann das Fahrzeug F die Unebeneinheiten U1, U2 durchfährt. Rechtzeitig vor dem Durchfahren der Unebenheiten U1, U2 werden dann die Härte und Dämpfung des Motorlagers 2 erhöht, so dass eine Positionierung und Fixierung der Antriebseinheit 1 aufgrund der Unebenheiten U1, U2 sichergestellt wird.
Auch wird aus den Bildern B1, B2 der Bilderfassungseinheit 3.1 mittels der Auswerteeinheit 3.2 eine vertikale Bewegung der Fahrzeugkarosserie relativ zur Fahrbahn ermittelt, so dass eine sehr genaue Einstellung der Härte und der Dämpfung im Moment der Schwingung bzw. kurz vor dieser möglich ist.
Auf einer ebenen Fahrbahnoberfläche werden dagegen die Härte und Dämpfung des Motorlagers 2 vorzugsweise verringert, so dass die Übertragung der Vibrationen der Antriebseinheit 1 auf den Fahrzeugrahmen und/oder die Fahrzeugkarosserie verringert wird.
Auch bei Beschleunigungen, Bremsungen und in Abhängigkeit eines mittels der Bilderfassungseinheit 3.1 erfassten zukünftigen Straßen- oder Spurverlaufs werden die Härte und Dämpfung des Motorlagers 2 derart eingestellt, dass jederzeit die notwendige Fixierung und Positionierung der Antriebseinheit 1 bei gleichzeitig möglichst hohem Komfort für die Insassen des Fahrzeugs F sichergestellt ist.
Bezugszeichenliste

1: Antriebseinheit
2: Motorlager
3: Vorrichtung
3.1: Bilderfassungseinheit
3.2: Auswerteeinheit
B1, B2: Bild
d1, d2: Entfernung
F: Fahrzeug
U1: Unebenheit
U2: Unebenheit

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 19547314 A1 [0003]
- DE 102009033219 [0004]

Claims

Vorrichtung (3) zur Steuerung eines Motorlagers (2) für ein Fahrzeug (F), wobei das Motorlager (2) zwischen einer Antriebseinheit (1) und einer Fahrzeugkarosserie oder einem Fahrzeugrahmen angeordnet ist, wobei eine Einstellung von Betriebsparametern des Motorlagers (2) in Abhängigkeit eines Zustands einer Fahrbahnoberfläche erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Bilderfassungseinheit (3.1) zu einer dreidimensionalen Erfassung der vor dem Fahrzeug (F) befindlichen Fahrbahnoberfläche vorgesehen ist, wobei die Bilderfassungseinheit (3.1) mit einer Auswerteeinheit (3.2) gekoppelt ist, anhand welcher Unebenheiten (U1, U2) im Verlauf der Fahrbahnoberfläche und eine jeweilige Entfernung (d1, d2) der Unebenheiten (U1, U2) zum Fahrzeug (F) ermittelbar sind, wobei in Abhängigkeit der ermittelten Unebenheiten (U1, U2) die Einstellung der Betriebsparameter des Motorlagers (2) erfolgt.
Vorrichtung (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassungseinheit (3.1) eine Stereo-Kamera ist.
Vorrichtung (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorlager (2) ein aktives oder semi-aktives Lager ist.
Vorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsparameter des Motorlagers (2) eine Dämpfung und eine Härte umfassen.
Verfahren zur Steuerung eines Motorlagers (2) für ein Fahrzeug (F), wobei Betriebsparameter des Motorlagers (2) in Abhängigkeit eines Zustands einer Fahrbahnoberfläche eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass Bilder (B1, B2) der vor dem Fahrzeug (F) befindlichen Fahrbahnoberfläche erfasst werden, wobei aus den Bildern (B1, B2) Unebenheiten (U1, U2) im Verlauf der Fahrbahnoberfläche und eine jeweilige Entfernung (d1, d2) der Unebenheiten (U1, U2) zum Fahrzeug (F) ermittelt werden und in Abhängigkeit der ermittelten Unebenheiten (U1, U2) die Betriebsparameter des Motorlagers (2) eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Bildern (B1, B2) eine relative vertikale Bewegung einer Fahrzeugkarosserie zur Fahrbahn ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass Bilder (B1, B2) mittels einer Stereo-Kamera erfasst und mittels einer Auswerteeinheit (3.2) stereoskopisch verarbeitet werden.