DE102012022367A1

DE102012022367A1 - Regelung und/oder Steuerung einer Dämpfungs-und/oder Stabilisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102012022367A1
Application number: DE201210022367
Authority: DE
Inventors: Johannes Huth
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2014-05-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (400) zum Regeln und/oder Steuern einer Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung (405) eines Kraftfahrzeugs (101), bei dem Verkehrsdaten zu einem vorausfahrenden Fahrzeug (102) erfasst und ausgewertet werden, auf Basis der Verkehrsdaten eine zukünftige Umgebungssituation des Kraftfahrzeugs (101) und ein an die zukünftige Umgebungssituation angepasster Fahrzeugzustand des Kraftfahrzeugs (101) ermittelt werden, und die Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung (405) in Abhängigkeit der ermittelten Umgebungssituation eingestellt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass mit einer optischen Sensorvorrichtung (401) eine Zeitreihe von Bilddaten des vorausfahrenden Fahrzeugs (102) erfasst werden, mit einer Bildauswerteeinheit (402) in den Bilddaten der Zeitreihe eine Vertikalbewegung (201) zumindest eines Teils (103) des vorausfahrenden Fahrzeugs (102) ermittelt wird, und die zukünftige Umgebungssituation des Kraftfahrzeugs (101) auf Basis der Vertikalbewegung (201) ermittelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln und/oder Steuern einer Dämpfungs- und/oder Stabilisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, bspw. eines adaptiven Fahrwerks. Dabei werden Verkehrsdaten zu einem vorausfahrenden Fahrzeug erfasst und ausgewertet, auf Basis der Verkehrsdaten werden eine zukünftige Umgebungssituation des Kraftfahrzeugs und ein an die zukünftige Umgebungssituation angepasster Fahrzeugzustand des Kraftfahrzeugs ermittelt, und die Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung wird in Abhängigkeit des ermittelten angepassten Fahrzeugzustandes eingestellt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer ebensolchen Vorrichtung.
Ein solches gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 10 2010 019 288 A1 bekannt. Darin wird ein Verfahren zum Regeln und/oder Steuern einer Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges offenbart, wobei durch ein Einstellen zumindest einer Komponente der Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung eine rechtzeitige Adaption des Fahrzeugzustandes an die zukünftige, dem Kraftfahrzeug voraus liegende Umgebungssituation erfolgt. Die in der DE 10 2010 019 288 A1 gebrauchten Begrifflichkeiten und deren Verständnis sind dem Fachmann bekannt und werden auch vorliegend verwendet.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die aus der DE 10 2010 019 288 A1 bekannte Regelung und/oder Steuerung einer Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit zu verbessern.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Der verfahrensgemäße Aspekt der Aufgabe ist mit einem Verfahren zum Regeln und/oder Steuern einer Dämpfungs- und/oder Stabilisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs gelöst, bei dem Umgebungsparameter des Kraftfahrzeugs erfasst werden, auf Basis der Umgebungsparameter eine zukünftige Umgebungssituation des Kraftfahrzeugs und ein an die zukünftige Umgebungssituation angepasster Fahrzeugzustand des Kraftfahrzeugs ermittelt werden, und die Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung zur rechtzeitigen Adaption des Zustandes des Kraftfahrzeugs an die der ermittelte zukünftige Umgebungssituation eingestellt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass mit einer optischen Sensorvorrichtung eine Zeitreihe von Bilddaten des vorausfahrenden Fahrzeugs erfasst werden, mit einer Bildauswerteeinheit in der Zeitreihe der Bilddaten eine Vertikalbewegung zumindest eines Teils des vorausfahrenden Fahrzeugs ermittelt wird, und die zukünftige Umgebungssituation bzw. die der angepasste Fahrzeugzustand des Kraftfahrzeugs auf Basis bzw. unter Verwendung der Vertikalbewegung ermittelt wird.
Unter dem Begriff „optische Sensorvorrichtung” wird vorliegend bevorzugt eine Kamera, eine Videokamera, eine Infrarotkamera, oder eine Kombination daraus verstanden. Unter dem Begriff „Zeitreihe von Bilddaten” wird vorliegend eine zeitliche Abfolge von 2D-Bildern/Bilddaten verstanden. Die Aufnahmefrequenz der Bilddaten wird derart gewählt, dass eine vertikale Bewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs bzw. eines Teils davon, wie sie vom vorausfahnden Fahrzeug beim Überfahren von Bodenunebenheiten entsteht, mittels einer Bildanalyse zeitlich auflösbar ist. Die Aufnahmefrequenz beträgt hierzu bevorzugt über 25 Hz, insbesondere über 50 Hz. Die Umgebung vor dem eignen Kraftfahrzeug wird durch die optische Sensorvorrichtung örtlich hinreichend genau abgebildet, um bevorzugt in einem Entfernungsbereich von bis zu 100 m, insbesondere von 30 m bis 50 m vor dem eigenen Kraftfahrzeug vertikale Bewegungen mit einer Amplitude in einem Bereich von 2 mm bis 30 mm, insbesondere von 5 mm, 10 mm, 20 mm, in den Bilddaten noch aufzulösen zu können.
Die Umgebungsparameter umfassen bevorzugt zusätzlich den jeweiligen Abstand des Kraftfahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug und die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs sowie des Fahrzeugs. Entsprechende Sensoren zu Ermittlung dieser Parameter sind in diesen Fällen Verfahrensausprägungen im Kraftfahrzeug vorhanden.
Die vorliegende Erfindung beruht mithin auf der Idee, zur Bestimmung voraus liegender Bodenhindernisse, wie Bodenschwellen, Schlaglöcher, etc. oder veränderter Bodenrauhigkeiten wie bspw. ein Übergang von einem Asphaltbelag zu einem Kiesbelag etc., nicht das (Längs-)Profil bzw. eine Oberflächenbeschaffenheit der voraus liegenden Fahrbahn in Längsrichtung direkt zu ermitteln, wie dies bspw. in der zitierten DE 10 2010 019 288 A1 vorgeschlagen wird, sondern auf der Fahrbahn voraus liegende Bodenhindernisse oder Bodenunebenheiten auf Basis von deren Auswirkung auf ein vorausfahrendes Fahrzeug, d. h. konkret, einer durch ein Überfahren einer Bodenunebenheit entstehenden Vertikalbewegung zumindest eines Teils des vorausfahrenden Fahrzeugs, zu ermitteln.
Diese Vertikalbewegung wird bei Überfahrt einer signifikanten Bodenunebenheit am voraus fahrenden Fahrzeug erzeugt. Dabei wird die Vertikalbewegung von der Bilddatenauswerteeinheit relativ zu einem Bezugssystem ermittelt, das bevorzugt der ruhende Erdboden bzw. die Fahrbahnoberfläche an der aktuellen Position des eigenen Kraftfahrzeugs ist. Natürlich sind dem Fachmann weitere alternative Bezugssysteme bekannt und entsprechende Umrechnungen bekannt.
Je höher/tiefer eine zu überwindende Profilstufe/senke und je steiler eine Flanke dieser Profilstufe/senke einer voraus liegen Fahrbahn ist, desto größer ist die Amplitude der Vertikalbewegung bzw. desto größer ist die maximale Vertikalgeschwindigkeit und/oder die Vertikalbeschleunigung dieser Vertikalbewegung. Die Vertikalbewegungen des vorausfahrenden Fahrzeugs sind aufgrund der Dämpfer nach einer Anregung stark gedämpft, so dass jede erste Vertikalbewegung die einer Anregung folgt hinreichend genau erfasst werden muss.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich daher dadurch aus, dass mit der Bildauswerteinheit eine Vertikalgeschwindigkeit und/oder eine Vertikalbeschleunigung der Vertikalbewegung des zumindest einen Teils des voraus fahrenden Fahrzeugs ermittelt wird, und dass die zukünftige Umgebungssituation bzw. der daraus ermittelte angepasste Fahrzeugzustand des Kraftfahrzeugs auf Basis der Vertikalgeschwindigkeit und/oder der Vertikalbeschleunigung ermittelt wird. Aus der Amplitude, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung der Vertikalbewegung lassen sich ausreichend umfassende Rückschlüsse über die voraus liegende Bodenunebenheit ziehen, so dass die zukünftige Umgebungssituation in die das eigene Kraftfahrzeug bei Überfahrt der vorausliegenden Bodenunebenheit gerät, vorher ausreichend genau analysiert werden kann. Auf Basis dieser künftigen Umgebungssituation wird anschließend ein entsprechend angepasster Fahrzeugzustand ermittelt, aus dem sich dann ein Soll-Zustand für die Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung des eigenen Kraftfahrzeugs ergibt, der dann eingestellt wird.
Bevorzugt wird die Vertikalbewegung mehrerer Teile des vorausfahrenden Fahrzeugs über die Zeit ermittelt und die Vertikalbewegungen gemittelt. Dies macht das Verfahren robuster und damit zuverlässiger.
Die optische und zeitliche Auflösung der vom optischen Sensorsystem erzeugten Bilddaten ist bevorzugt möglichst hoch, um Vertikalbewegungen mit geringer Amplitude und/oder Vertikalbewegungen hoher Frequenz (wie sie bspw. bei Überfahren eines Kiesbelags auftreten) auflösen zu können.
Eine bevorzugte Verfahrensvariante zeichnet sich dadurch aus, dass der Teil des Fahrzeugs, ein Rücklicht, ein Fahrzeugkennzeichen, eine Kontur, ein Rückfenster des Fahrzeugs oder eine Kombination daraus ist. Zwischen den genannten Optionen wird vorzugsweise zwischen einem Tagbetrieb/Nachtbetrieb des Kraftfahrzeugs gewechselt. So kann bspw. das leuchtende Rücklicht oder das beleuchtete, rückwärtig am vorausfahrenden Fahrzeug angebrachte Fahrzeugkennzeichen nachts zur Ermittlung einer Vertikalbewegung herangezogen werden, da diese beleuchteten Elemente mittel Bildanalyse einfach zu erkennen und in aufeinanderfolgenden Bildern zu verfolgen sind, während tagsüber bevorzugt die Kontur des Fahrzeugs oder die Rückfenster(-Kontur) als solches „Teil” des Fahrzeugs zur Ermittlung von dessen Vertikalbewegung genutzt wird.
In einer bevorzugten weiteren Verfahrensvariante ist die Bildauswerteeinheit derart ausgeführt und eingerichtet, dass aus den Bilddaten automatisch ein oder mehrere Merkmale (Punkte/Teile/Elemente des Fahrzeugs) des darin abgebildeten vorausfahrenden Fahrzeugs ermittelt und deren Vertikalbewegung/en in der Zeitreihe analysiert werden. Insbesondere wird von der Bildauswerteeinheit auf Basis vorgegebener Kriterien automatisch ein Element der in den Bilddaten der Zeitreihe abgebildeten Karosserie des Fahrzeugs als Teil ausgewählt und verwendet. Das automatische Auswählen des zumindest eines Teils des vorausfahrenden Fahrzeugs in den Bilddaten, erfolgt bevorzugt anhand leicht und eindeutig erkenn- und verfolgbarer Merkmale, bspw. anhand einer in den Bilddaten leicht erkennbaren Form eines Teils oder eines kontrastreichen Elementes etc.
Vertikalbewegungen des Teils des vorausfahrenden Fahrzeugs sind mit bekannten Bildanalysealgorithmen einfach, zuverlässig und mit ausreichend geringem Rechenaufwand aus den Bilddaten der Zeitreihe ermittelbar. Dabei werden bevorzugt von der Bildauswerteeinheit Eigenbewegungen des Kraftfahrzeugs, insbesondere Vertikalbewegungen der optischen Sensorvorrichtung, während der Erfassung der Zeitreihe der Bilddaten bei der Ermittlung der Vertikalbewegung berücksichtigt, d. h. heraus gerechnet. Dies verringert die Störanfälligkeit des Verfahrens und erhöht seine Zuverlässigkeit.
Bevorzugt berücksichtigt die Bildauswerteeinheit den Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeugs während der Erfassung der Zeitreihe der Bilddaten bei der Ermittlung der Vertikalbewegung des Teils des Fahrzeugs. Somit werden abstandsabhängige Effekte bei der Ermittlung der Vertikalbewegung in den Bilddaten berücksichtigt, was ebenfalls die Zuverlässigkeit des Verfahrens erhöht.
Weiterhin bevorzugt ist, dass die Einstellung der Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung auf Basis einer Eigenbewegung des Kraftfahrzeugs und ermittelter Vertikalbewegungen des vorausfahrenden Fahrzeugs auf das vorausfahrende Fahrzeug eingelernt wird. Das ermöglicht eine Berücksichtigung unterschiedlicher (Fahrwerks-)Dämpfungscharakteristiken/-einstellungen bei unterschiedlichen voraus fahrenden Fahrzeugen oder bei dem vorausfahrenden Fahrzeug.
So wird bei gleicher Anregung eines Vertikalausschlages bei Überfahrt über eine Bodenunebenheit typischerweise ein Sportwagen eine geringere Vertikalbewegung erzeugen als bspw. ein Geländewagen. Fährt das eigene Kraftfahrzeug eine Zeit lang hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug her, so können erfasste Vertikalbewegungen des Teils des vorausfahrenden Fahrzeugs mit den Vertikalbewegungen des eigenen Kraftfahrzeugs bei Überfahrt über die selbe Bodenunebenheit verglichen werden, und damit die Regelung/Steuerung der Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung individuell auf das vorausfahrende Fahrzeug angepasst werden.
Das Verfahren kann alternativ oder aber insbesondere zusätzlich zu den aus DE 10 2010 019 288 A1 bekannten Verfahrenselementen eingesetzt werden. Im letzteren Fall, kann das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt zur Verifikation der vorbekannten Verfahrenselemente aus DE 10 2010 019 288 A1 genutzt werden.
Ein vorrichtungsgemäßer Aspekt der Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Regeln und/oder Steuern einer Dämpfungs- und/oder Stabilisierungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs gelöst, wobei die Vorrichtung umfasst: zumindest einen Umgebungssensor, mit dem Umgebungsparameter des Kraftfahrzeugs erfasst werden, eine Auswerteeinheit, mit der auf Basis der Umgebungsparameter eine zukünftige Umgebungssituation des Kraftfahrzeugs und ein an die zukünftige Umgebungssituation angepasster Fahrzeugzustand des Kraftfahrzeugs ermittelt werden, und eine Regel- und Steuervorrichtung Dämpfungs- und/oder Stabilisierungsvorrichtung, mit der die Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung zur rechtzeitigen Adaption des Zustandes des Kraftfahrzeugs an die ermittelte zukünftige Umgebungssituation auf Basis des angepassten Fahrzeugzustandes des Kraftfahrzeugs eingestellt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Umgebungssensor eine optische Sensorvorrichtung zur Erfassung einer Zeitreihe von Bilddaten eines vorausfahrenden Fahrzeugs ist, eine Bildauswerteeinheit vorhanden ist, mit der in den Bilddaten der Zeitreihe eine Vertikalbewegung zumindest eines Teils eines vorausfahrenden Fahrzeugs ermittelt wird, und die Auswerteeinheit derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass die zukünftige Umgebungssituation des Kraftfahrzeugs und damit der angepasste Fahrzeugzustand des Kraftfahrzeugs auf Basis der Vertikalbewegung ermittelt wird. Die Dämpfungs- und/oder Stabilisierungsvorrichtung wird anschließend durch die Dämpfungs- und/oder Stabilisierungsvorrichtung entsprechend dem angepassten Fahrzeugzustand eingestellt.
Bevorzugt ist die Bildauswerteeinheit derart ausgeführt und eingerichtet, dass auf Basis vorgegebener Kriterien automatisch ein Element der in den Bilddaten der Zeitreihe abgebildeten Karosserie des Fahrzeugs als Teil ausgewählt und verwendet wird. Entsprechende Bildauswerteverfahren sind im Stand der Technik, insbesondere im Zusammenhang mit der Auswertung medizinischer Bilddaten, bekannt.
Bevorzugt ist die Bildauswerteeinheit derart ausgeführt und eingerichtet, dass eine Vertikalgeschwindigkeit und/oder eine Vertikalbeschleunigung der Vertikalbewegung ermittelt wird, und die zukünftige Umgebungssituation bzw. der angepasste Fahrzeugzustand des Kraftfahrzeugs auf Basis der Vertikalgeschwindigkeit und/oder der Vertikalbeschleunigung ermittelt wird.
Bevorzugt ist die Bildauswerteeinheit derart ausgeführt und eingerichtet, dass Eigenbewegungen des Kraftfahrzeugs während der Erfassung der Zeitreihe der Bilddaten bei der Ermittlung der Vertikalbewegung berücksichtigt werden.
Bevorzugt ist die Bildauswerteeinheit derart ausgeführt und eingerichtet, dass der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug während der Erfassung der Zeitreihe der Bilddaten bei der Ermittlung der Vertikalbewegung aus den Bilddaten der Zeitreihe berücksichtigt wird.
Weiterhin bevorzugt ist die Regel- und Steuereinheit derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass die Einstellung der Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung auf Basis einer Eigenbewegung des Kraftfahrzeugs und ermittelter Vertikalbewegungen des Teils des vorausfahrenden Fahrzeugs auf das vorausfahrende Fahrzeug eingelernt wird.
Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich durch eine analoge Übertragung der vorstehend zum erfindungsgemäßen Verfahren gemachten Ausführungen.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung gemäß den vorananstehenden Ausführungen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
1a, b schematische Darstellungen von Fahrsituationen auf einer Fahrbahn;
2a, b jeweils ein schematisiertes Bild (2D-Bilddaten) einer Zeitreihe, die während einer Fahrsituation gemäß 1a bzw. 1b erfasst wurden;
3 einen schematisierten Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
4 eine schematisierte Darstellung der Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
1a und 1b zeigen jeweils eine schematische Darstellung einer Fahrsituation auf einer Fahrbahn 104. Die Fahrbahn 104 weist eine Fahrbahnunebenheit 106 auf. Beiden Figuren kann entnommen werden, dass ein Kraftfahrzeug 101 auf der Fahrbahn 104 hinter einem vorausfahrenden Fahrzeug 102 von links nach rechts fährt (die Bewegungsrichtung ist durch die horizontalen Pfeile an den Fahrzeugen angedeutet). Das Kraftfahrzeug 101 weist ein optisches Sensorsystem 105 zur optischen Abtastung einer vor dem Kraftfahrzeug 101 liegenden Umgebung auf. Der von dem optischen Sensorsystem 105 abgetastete Umgebungsbereich 107 ist vorliegend durch den punktiert umrandeten Bereich angedeutet.
In 1a ist eine Fahrsituation dargestellt, in der beide Fahrzeuge 101, 102 aktuell auf einer ebenen Fahrbahn 104 fahren. Erfindungsgemäß wird mit der optischen Sensorvorrichtung 105 eine Zeitreihe von Bilddaten eines vorausfahrenden Fahrzeugs 102 erfasst. Mit einer Bildauswerteeinheit 402 (nicht dargestellt) wird in den Bilddaten der Zeitreihe eine Vertikalbewegung 201 zumindest eines Teils 103 des vorausfahrenden Fahrzeugs 102 ermittelt. Vorliegend sei der Teil 103 des voraus fahrenden Fahrzeugs 102, dessen rückwärtiges Fahrzeugkennzeichen (dargestellt als schwarzes Viereck). Da beide Fahrzeuge 101, 102 aktuell auf einem ebene Stück der Fahrbahn 104 ohne Fahrbahnunebenheiten 106 fahren, wird bei der Bildauswertung keine Vertikalbewegung des Teils 103 ermittelt. Die zukünftige Umgebungssituation (d. h. die Situation an der das Kraftfahrzeug 101 an der Stelle angelangt ist, an der sich in 1a aktuell das Fahrzeug 102 befindet) unterscheidet sich daher nicht von der Ist-Situation des Kraftfahrzeugs 101. Hierzu sei erwähnt, dass der Begriff der „Umgebungssituation” in diesem Beispiel auf Unebenheiten der Fahrbahn eingeschränkt ist. Werden zusätzlich weitere Umgebungsparameter erfasst, so können diese bei der Ermittlung des angepassten Fahrzeugzustands, und der sich daraus ergebenden Regelung/Steuerung der Dämpfungs- und/oder Stabilisierungsvorrichtung 405 des Kraftfahrzeugs 101 ebenfalls einbezogen werden. Im vorliegenden Beispiel (1a) erfolgt somit keine vorausschauende veränderte Regelung und/oder Steuerung der Dämpfungs- und/oder Stabilisierungsvorrichtung 405 des Kraftfahrzeugs. Die Einstellung der Dämpfungs- und/oder Stabilisierungsvorrichtung 405 bleibt also unverändert.
1b basiert auf 1a und zeigt eine Entwicklung der Fahrsituation von 1a für einen etwas späteren Zeitpunkt, an dem das vorausfahrende Fahrzeug 102 über die Fahrbahnunebenheit 106 fährt, während das Kraftfahrzeug 101 noch auf einem ebenen Stück der Fahrbahn 104 fährt. Das Überfahren der Fahrbahnunebenheit 106 bewirkt eine Vertikalbewegung 201 des Teils 103 (Nummernschild) des Fahrzeugs 102, die von der Bildauswerteeinheit 402 ermittelt wird. Diese ermittelte Vertikalbewegung definiert eine geänderte zukünftige Umgebungssituation (zur Erläuterung hierzu siehe auch vorstehender Absatz) für das Kraftfahrzeug 101, was bewirkt, dass ein angepasster Fahrzeugzustand des Kraftfahrzeugs 101 ermittelt wird, der sich von dem bisherigen Fahrzeugzustand unterscheidet. Dieser angepasste Fahrzeugzustand definiert wiederum eine diesem angepassten Fahrzeugzustand zugewiesene/zugeordnete optimale Ansteuerung/Regelung der Dämpfungs- und/oder Stabilisierungsvorrichtung 405 des Kraftfahrzeugs, deren Einstellung nun vorausschauend von der Regel- und Steuereinheit 404 (nicht dargestellt) umgesetzt wird. Die Zuweisung/Zuordnung von angepasstem Fahrzeugzustand zu einer Soll-Ansteuerung/Regelung der Dämpfungs- und/oder Stabilisierungsvorrichtung 405 des Kraftfahrzeugs 101 kann bspw. als Look-Up-Tabelle vorgegeben werden. Vorteilhaft, kann diese Zuordnung/Zuweisung auch im Rahmen eines Bewertungsalgorithmus ermittelt werden.
2a und 2b zeigen jeweils eine Darstellung eines schematisierten Bildes (2D-Bilddaten) einer Zeitreihe, die während einer Fahrsituation gemäß 1a bzw. 1b erfasst wurden. Dabei zeigt 2a das Bild B1, wie es von der optischen Sensorvorrichtung 105 des Kraftfahrzeugs 101 in einer Situation gemäß 1a aufgenommen wurde. 2b zeigt das Bild B2, wie es von der optischen Sensorvorrichtung 105 des Kraftfahrzeugs 101 in einer Situation gemäß 1b aufgenommen wurde. Deutlich zu erkennen ist bei einem Vergleich der Bilder von 2a und 2b eine Vertikalbewegung 201 des Teils 103 des Fahrzeugs 102 nach oben. Aus der Amplitude und bevorzugt zusätzlich aus der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung der Vertikalbewegung 201 kann auf Ausmaße der Fahrbahnunebenheit geschlossen werden, was wiederum die zukünftige Umgebungssituation des Kraftfahrzeugs und entsprechend den zu ermittelnden angepassten Fahrzeugzustand definiert.
3 zeigt einen schematisierten Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Regeln und/oder Steuern einer Dämpfungs- und/oder Stabilisierungsvorrichtung 405 eines Kraftfahrzeugs 101, mit folgenden Schritten. In einem ersten Schritt 301 erfolgt ein Erfassen einer Zeitreihe von Bilddaten eines vorausfahrenden Fahrzeugs 102 mit einer optischen Sensorvorrichtung 105 des Kraftfahrzeugs 101. In einem zweiten Schritt 302 erfolgt durch eine Bildauswerteeinheit 402 in den Bilddaten der Zeitreihe ein Ermitteln einer Vertikalbewegung 201 zumindest eines Teils 103 des vorausfahrenden Fahrzeugs 102. Hierzu wird in den Bilddaten jeweils zunächst das Teil 103 selbst ermittelt. Das Teil 103 kann dabei vorgegeben sein, bspw. das Kraftfahrzeugkennzeichen oder das Rücklicht oder aber eine Kontur der Fahrzeugkarosserie etc. oder aber die Bildauswerteeinheit 402 wählt das Teil auf Basis der Bilddaten automatisch selbst nach vorgegebenen Kriterien aus und verwendet es fortan zur Auswertung. In einem dritten Schritt 303 erfolgt ein Ermitteln einer zukünftigen Umgebungssituation des Kraftfahrzeugs 101 auf Basis der in den Bilddaten der ermittelten Vertikalbewegung 201. Die Umgebungssituation bezieht sich vorliegend insbesondere auf das Vorliegen von Fahrbahnunebenheiten. Bevorzugt werden auch weitere erfasste Umgebungsparameter, wie bspw. erkannter Wasser-, Schnee-, oder Eisbelag auf der Fahrbahn, und/oder vorherrschender Querwind, bei der Ermittlung der zukünftigen Umgebungssituation berücksichtigt. In einem vierten Schritt 304 erfolgt auf Basis der ermittelten zukünftigen Umgebungssituation ein Ermitteln eines an die zukünftige Umgebungssituation angepassten Fahrzeugzustandes des Kraftfahrzeugs 101. Dieser angepasste Fahrzeugzustand definiert eine dann Einstellung der Dämpfungs- und/oder Stabilisierungsvorrichtung 405 des Kraftfahrzeugs 101. In einem fünften Schritt 305 wird die Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung 405 durch eine Regel- und Steuereinheit 404 zur rechtzeitigen Adaption des Zustandes des Kraftfahrzeugs 101 an die ermittelte zukünftige Umgebungssituation eingestellt.
4 zeigt eine schematisierte Darstellung der Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Regeln und/oder Steuern einer Dämpfungs- und/oder Stabilisierungsvorrichtung 405 eines Kraftfahrzeugs 101, umfassend: zumindest einen Umgebungssensor 401, mit dem Umgebungsparameter des Kraftfahrzeugs 101 erfasst werden, eine Auswerteeinheit 403, mit der auf Basis der Umgebungsparameter eine zukünftige Umgebungssituation des Kraftfahrzeugs 101 und ein an die zukünftige Umgebungssituation angepasster Fahrzeugzustand des Kraftfahrzeugs 101 ermittelt werden, und eine Regel- und Steuereinheit 404, mit der die Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung 405 zur rechtzeitigen Adaption des Zustandes des Kraftfahrzeugs 101 an die ermittelte zukünftige Umgebungssituation auf den ermittelten, angepassten Fahrzeugzustand eingestellt wird, wobei der der Umgebungssensor 401 eine optische Sensorvorrichtung 105 zur Erfassung einer Zeitreihe von Bilddaten eines vorausfahrenden Fahrzeugs 102 ist, eine Bildauswerteeinheit 402 vorhanden ist, mit der in der Zeitreihe der Bilddaten Vertikalbewegungen 201 zumindest eines Teils 103 des vorausfahrenden Fahrzeugs 102 ermittelt werden, und die Auswerteeinheit 403 derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass die zukünftige Umgebungssituation des Kraftfahrzeugs 101 auf Basis der Vertikalbewegung 201 ermittelt wird.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
Bezugszeichenliste

101: Kraftfahrzeug
102: vorausfahrendes Fahrzeug
103: Teil des vorausfahrenden Fahrzeugs
104: Fahrbahn
105: optische Sensorvorrichtung
106: Fahrbahnunebenheit
107: von der optischen Sensorvorrichtung abgetasteter Bereich
B1, B2: Bilder der Zeitreihe
201: Vertikalbewegung
301–306: Verfahrensschritte
401: Umgebungssensor, optischer Sensor
402: Bildauswerteeinheit
403: Auswerteeinheit
404: Regel- und Steuereinheit
405: Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs 101

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010019288 A1 [0002, 0002, 0003, 0009, 0021, 0021]

Claims

Verfahren zum Regeln und/oder Steuern einer Dämpfungs- und/oder Stabilisierungsvorrichtung (405) eines Kraftfahrzeugs (101), bei dem Umgebungsparameter des Kraftfahrzeugs (101) erfasst werden, auf Basis der Umgebungsparameter eine zukünftige Umgebungssituation des Kraftfahrzeugs (101) und ein an die zukünftige Umgebungssituation angepasster Fahrzeugzustand des Kraftfahrzeugs (101) ermittelt werden, und die Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung (405) zur rechtzeitigen Adaption des Zustandes des Kraftfahrzeugs (101) an die ermittelte zukünftige Umgebungssituation eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – mit einer optischen Sensorvorrichtung (105) eine Zeitreihe von Bilddaten eines vorausfahrenden Fahrzeugs (102) erfasst wird, – mit einer Bildauswerteeinheit (402) in den Bilddaten der Zeitreihe eine Vertikalbewegung (201) zumindest eines Teils (103) des vorausfahrenden Fahrzeugs (102) ermittelt wird, und – die zukünftige Umgebungssituation des Kraftfahrzeugs (101) auf Basis der Vertikalbewegung (201) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der Bildauswerteeinheit (402) als Teil (103) des Fahrzeugs (102) ein Rücklicht, ein Fahrzeugkennzeichen, eine Kontur, ein Rückfenster des Fahrzeugs oder eine Kombination daraus verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der Bildauswerteeinheit (402) auf Basis vorgegebener Kriterien automatisch ein Element der in den Bilddaten der Zeitreihe abgebildeten Karosserie des Fahrzeugs (102) als Teil (103) ausgewählt und verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Bildauswerteinheit (402) eine Ampliutde und/oder eine Vertikalgeschwindigkeit und/oder eine Vertikalbeschleunigung der Vertikalbewegung (201) ermittelt wird, und die zukünftige Umgebungssituation des Kraftfahrzeugs (101) unter Verwendung der ermittelten Amplitude und/oder der Vertikalgeschwindigkeit und/oder der Vertikalbeschleunigung ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswerteeinheit (402) Eigenbewegungen des Kraftfahrzeugs (101) während der Erfassung der Zeitreihe der Bilddaten bei der Ermittlung der Vertikalbewegung (201) aus den Bilddaten der Zeitreihe berücksichtigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswerteeinheit (402) den Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug (101) und dem vorausfahrenden Fahrzeug (102) während der Erfassung der Zeitreihe der Bilddaten bei der Ermittlung der Vertikalbewegung (201) aus den Bilddaten der Zeitreihe berücksichtigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung auf Basis einer Eigenbewegung des Kraftfahrzeugs (101) und ermittelter Vertikalbewegungen (201) des vorausfahrenden Fahrzeugs (102) auf das vorausfahrende Fahrzeug eingelernt wird.
Vorrichtung (400) zum Regeln und/oder Steuern einer Dämpfungs- und/oder Stabilisierungsvorrichtung (405) eines Kraftfahrzeugs (101), umfassend: zumindest einen Umgebungssensor (401), mit dem Umgebungsparameter des Kraftfahrzeugs (101) erfasst werden, eine Auswerteeinheit (403), mit der auf Basis der Umgebungsparameter eine zukünftige Umgebungssituation des Kraftfahrzeugs (101) und ein an die zukünftige Umgebungssituation angepasster Fahrzeugzustand des Kraftfahrzeugs (101) ermittelt werden, und eine Regel- und Steuereinheit (404), mit der die Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung (405) zur rechtzeitigen Adaption des Zustandes des Kraftfahrzeugs (101) an die ermittelte zukünftige Umgebungssituation eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – der Umgebungssensor (401) eine optische Sensorvorrichtung (105) zur Erfassung einer Zeitreihe von Bilddaten eines vorausfahrenden Fahrzeugs (102) ist, – eine Bildauswerteeinheit (402) vorhanden ist, mit der in den Bilddaten der Zeitreihe Vertikalbewegungen (201) zumindest eines Teils (103) des vorausfahrenden Fahrzeugs (102) ermittelt werden, und – die Auswerteeinheit (403) derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass die zukünftige Umgebungssituation des Kraftfahrzeugs (101) auf Basis der Vertikalbewegung (201) ermittelt wird.
Vorrichtung (400) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil (103) des Fahrzeugs (102), ein Rücklicht, ein Fahrzeugkennzeichen, eine Kontur, ein Rückfenster des Fahrzeugs (102) oder eine Kombination daraus ist.
Vorrichtung (400) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswerteeinheit (402) derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass auf Basis vorgegebener Kriterien automatisch ein Element der in den Bilddaten der Zeitreihe abgebildeten Karosserie des Fahrzeugs (102) als Teil (103) ausgewählt und verwendet wird.
Vorrichtung (400) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswerteeinheit (402) derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass eine Vertikalgeschwindigkeit und/oder eine Vertikalbeschleunigung der Vertikalbewegung (201) ermittelt wird und die zukünftige Umgebungssituation des Kraftfahrzeugs (101) auf Basis der ermittelten Vertikalgeschwindigkeit und/oder der Vertikalbeschleunigung ermittelt wird.
Vorrichtung (400) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswerteeinheit (402) derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass Eigenbewegungen des Kraftfahrzeugs (101) während der Erfassung der Zeitreihe der Bilddaten bei der Ermittlung der Vertikalbewegung aus den Bilddaten der Zeitreihe berücksichtigt werden.
Vorrichtung (400) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswerteeinheit (402) derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug (101) und dem vorausfahrenden Fahrzeug (102) während der Erfassung der Zeitreihe der Bilddaten bei der Ermittlung der Vertikalbewegung (201) aus den Bilddaten der Zeitreihe berücksichtigt wird.
Vorrichtung (400) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel- und Steuereinheit (404) derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass die Einstellung der Dämpfungs-/Stabilisierungsvorrichtung (405) auf Basis einer Eigenbewegung des Kraftfahrzeugs (101) und ermittelter Vertikalbewegungen (201)) des vorausfahrenden Fahrzeugs (102) auf das vorausfahrende Fahrzeug eingelernt wird.
Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 14.