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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines aktiven Fahrwerks eines Fahrzeugs sowie ein Fahrzeug mit einem Steuergerät zur Durchführung des vorgestellten Verfahrens.
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Fahrzeuge mit einem aktiven Fahrwerk umfassen Aktuatoren zur Regulierung von fahrdynamischen Eigenschaften, wie bspw. einer Bodenfreiheit oder einer Federsteifigkeit einzelner Radaufhängungen. Diese Aktuatoren werden von einer Steuerungselektronik an eine aktuelle Fahrsituation angepasst und verbessern so Fahrdynamik und Fahrkomfort. Durch eine Anpassung jeweiliger Aktuatoren kann bspw. eine Beruhigung des Fahrzeugaufbaus zur Komforterhöhung, eine Wankabstützung bei Kurvenfahrten und eine Nickabstützung beim Bremsen und Beschleunigen erreicht werden. Ferner eignet sich eine aktive Regelung von Aktuatoren eines Fahrwerks zum Einstellen eines definierten Höhenniveaus eines Fahrzeugs, wobei Beladungseinflüsse ausgeglichen werden können.
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Da die Aktuatoren im Stillstand und/oder bei deaktiviertem Antrieb genutzt werden können, ist es möglich, einen Fahrzeugaufbau eines stehenden Fahrzeugs nahezu beliebig zu bewegen. Bspw. kann an allen vier Rädern kann der Fahrzeugaufbau beliebig vertikal verstellt werden und durch Kombination jeweiliger Aktuatoren eine beliebige Hub-, Nick- und Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus ausgeführt werden.
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In der deutschen Druckschrift
DE 10 2009 060 213 A1 wird ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs als Fahrsimulator offenbart, bei dem Aktuatoren des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit eines Dynamikparameters eines auf einer Anzeigeeinheit dargestellten virtuellen Fahrzeugs angesteuert werden.
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Die internationale Druckschrift WO 2006 / 015 592 A1 offenbart einen mobilen Fahrsimulator mit eingebautem Bewegungssystem, der zur Simulation einer Fahrt mit einem Fahrzeug dient.
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Aus der Firmenschrift „Bedienungsanleitung für iTAP“ der Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH, München 24.04.2014 (Y181590 (DE - Rev. 000)) geht ein Verfahren zum Steuern eines aktiven Fahrwerks eines Fahrzeugs hervor, bei dem eine mobile Recheneinheit mit dem Fahrzeug verbunden wird und ein von dem Fahrzeug umfasstes Steuergerät in Abhängigkeit von mindestens einer auf der mobilen Recheneinheit ausgeführten Anwendung mindestens einen von dem aktiven Fahrwerk umfassten Aktuator ansteuert.
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Die US 2009 / 0 011 389 A1 offenbart einen computerbasierten Fahrsimulator, der ein tatsächliches Drive-by-Wire-Fahrzeug als Eingabegerät und ein tragbares Display verwendet, um dem Fahrer eine simulierte virtuelle Fahrumgebung (VDE) zu präsentieren. Bestimmte Bordcomputer des Fahrzeugs, einschließlich Computer für Karten, Spiele oder Unterhaltung, können verwendet werden, um Simulationssoftware auszuführen, wodurch der Simulator auf eine Softwareanwendung reduziert wird.
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Vor diesem Hintergrund wird ein Verfahren zum Steuern eines aktiven Fahrwerks eines Fahrzeugs vorgestellt, bei dem eine mobile Recheneinheit mit dem Fahrzeug verbunden wird und ein von dem Fahrzeug umfasstes Steuergerät in Abhängigkeit von mindestens einer auf der mobilen Recheneinheit ausgeführten Anwendung mindestens einen von dem aktiven Fahrwerk des Fahrzeugs umfassten Aktuator ansteuert, wobei Steuerbefehle zum Ansteuern des aktiven Fahrwerks von dem Steuergerät in Abhängigkeit von durch die mobile Recheneinheit wiederzugebenden Klangmustern oder Klang- und Bildmustern ermittelt werden.
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Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und den abhängigen Ansprüchen.
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Unter einer auf einer mobilen Recheneinheit auszuführenden Anwendung ist im Kontext der vorgestellten Erfindung eine Software, wie bspw. ein Spiel, eine Wiedergabe von Audio- und/oder Videoinformationen, eine App oder jede weitere Software, die auf einer mobilen Recheneinheit auszuführen bzw. ausführbar ist, zu verstehen.
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Das vorgestellte Verfahren dient insbesondere zur Verwendung eines Fahrzeugs als Fahr- bzw. Spielsimulator. Dazu ist vorgesehen, dass ein jeweiliger Nutzer seine mobile Recheneinheit, wie bspw. ein Smartphone, einen tragbaren Computer oder jede weitere mobile Recheneinheit, die zur Verwendung in einem Fahrzeug geeignet ist, mit einem Steuergerät des Fahrzeugs über eine Schnittstelle, wie bspw. eine Bluetooth-, WLAN- oder jede weitere technisch geeignete Schnittstelle zum Austausch von Daten zwischen der mobilen Recheneinheit des Nutzers und dem Steuergerät verbindet, und Daten austauscht.
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Anhand von durch die mobile Recheneinheit an das Steuergerät des Fahrzeugs übermittelten bzw. von dem Steuergerät aus der mobilen Recheneinheit heruntergeladenen Daten ermittelt das Steuergerät Steuerbefehle für jeweilige Aktuatoren des Fahrwerks des Fahrzeugs und steuert die Aktuatoren entsprechend an. Dies bedeutet, dass die Aktuatoren eine Karosserie des Fahrzeugs in Abhängigkeit von auf der mobilen Recheneinheit wiedergegebenen Inhalten gegenüber einer Aufstandsfläche bzw. einer Karosserie des Fahrzeugs bewegen bzw. verschwenken.
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Durch jeweilige Schwenkbewegungen der Karosserie ergibt sich für einen in dem Fahrzeug befindlichen Nutzer ein Eindruck einer realen Bewegung, die von dem Nutzer auf eine Bewegung von auf der mobilen Recheneinheit dargestellten Inhalten übertragen werden kann. Bspw. kann sich das Fahrzeug entsprechend einem virtuellen Fahrzeug eines auf der mobilen Recheneinheit ausgeführten Rennspiels verschwenken und so Kurvenfahrten des virtuellen Fahrzeugs mechanisch simulieren. Beschleunigungen in Vertikalrichtung, Drehbeschleunigungen um Wank-/ und Nickachse sowie stationäre Wank-/ und Nickneigungen sind ebenfalls denkbar.
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In einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass als Fahrzeug ein für einen öffentlichen Straßenverkehr zugelassenes Fahrzeug gewählt wird.
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Das vorgestellte Verfahren dient insbesondere dazu, einem Nutzer eines Fahrzeugs einen Mehrwert auf Grundlage eines aktiven Fahrwerks zu bieten. Entsprechend ist vorgesehen, dass das vorgestellte Verfahren in realen Fahrzeugen, wie sie gewöhnlich erworben werden können, d. h. für im Straßenverkehr einsetzbare Fahrzeuge, verwendet wird. Im Gegensatz zu Fahrsimulatoren oder sogenannten „Showcars“, die keinen gesetzlichen Regularien unterliegen und somit Spielraum für beliebige Zusatzkomponenten und Wiedergabevorrichtungen bieten, muss ein Fahrzeug, das für den öffentlichen Straßenverkehr geeignet sein soll, bestimmten Mindestkriterien in Bezug auf bspw. Anbauten genügen.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass Steuerbefehle zum Ansteuern des aktiven Fahrwerks von der mobilen Recheneinheit an das Steuergerät übermittelt werden.
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Anwendungen, wie bspw. Spiele, erzeugen häufig Steuerbefehle zum Ansteuern von Benutzerschnittstellen, wie bspw. einem Joystick mit einem Vibrationsmotor. Es ist in Ausgestaltung vorgesehen, dass diese Steuerbefehle, die von einer jeweiligen Anwendung erzeugt werden, in Steuerbefehle zur Ansteuerung von Aktuatoren des Fahrwerks umgewandelt werden und, dadurch bedingt, eine von der jeweiligen Anwendung selbst vorgesehene haptische Rückmeldung durch die Aktuatoren verstärkt wird.
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In dem vorgestellten Verfahren ist vorgesehen, dass Steuerbefehle zum Ansteuern des aktiven Fahrwerks von dem Steuergerät in Abhängigkeit von wiederzugebenden Klang- und/oder Bildmustern ermittelt werden.
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Für den Fall, dass von einer jeweiligen Anwendung keine Signale bereitgestellt werden, die zum Erzeugen von Steuerbefehlen für die Aktuatoren verwendet werden können, ist vorgesehen, dass das Steuergerät anhand von auf der mobilen Recheneinheit wiedergegebenen bzw. berechneten Klang- und/oder Bildmustern passende Steuerbefehle berechnet und das Fahrwerk entsprechend ansteuert. Bspw. ist vorgesehen, dass das Steuergerät für den Fall, dass auf einer mobilen Recheneinheit eine Audiowiedergabe abläuft, Steuerbefehle erzeugt, die das Fahrwerk und, dadurch begingt, die Karosserie des Fahrzeugs entsprechend zu jeweiligen Sinusanteilen der Audiowiedergabe schwenken.
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Es ist denkbar, dass das Steuergerät einen Satz an Steuerbefehlen für vorgegebene Bewegungsmuster des Fahrwerks umfasst, die per Zufall oder in Abhängigkeit eines gemessenen Parameters, wie bspw. einer Anzahl Schläge pro Minute eines Musikstücks, variiert werden. Dabei ist auch denkbar, dass die mobile Recheneinheit verwendet wird, um das Fahrwerk von einem Punkt außerhalb des Fahrzeugs zu steuern.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass das Steuergerät in Abhängigkeit einer auf der mobilen Recheneinheit ausgeführten Anwendung ein Entertainmentsystem des Fahrzeugs ansteuert.
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In einer weiteren möglichen Ausführungsform des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass mittels einer Applikation, die auf einem Smartphone ausgeführt wird, ein Bewegungsmuster für einen Fahrzeugaufbau eines jeweiligen Fahrzeugs zusammengestellt wird. Die mittels der Applikation erzeugte Bewegung kann zunächst mittels einer Visualierungssoftware, wie bspw. einem 3D-Programm auf dem Smartphone dargestellt werden und, falls das Smartphone sich in kommunikativer Verbindung mit dem Fahrzeug befindet, an das Fahrzeug übertragen und dort ausgeführt werden. Es ist denkbar, dass das mittels der Applikation erzeugte Bewegungsmuster, das bspw. eine Choreographie zu einem Musikstück umfassen kann, über ein Datennetzwerk mit weiteren Nutzern geteilt werden kann, so dass die weiteren Nutzer das Bewegungsmuster auf ihre jeweiligen Fahrzeuge übertragen können.
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Um ein jeweiliges Fahrzeug zur Simulation einer auf einer mobilen Recheneinheit dargestellten Szenerie zu verwenden, kann es vorteilhaft sein, wenn Zusatzsysteme des Fahrzeugs, wie bspw. ein Audio- bzw. Videosystem zu Wiedergabe entsprechender Informationen verwendet werden. Insbesondere ist denkbar, dass ein Motor des jeweiligen Fahrzeugs verwendet wird, um ein Motorgeräusch eines virtuellen Fahrzeugs zu simulieren, so dass das reale Fahrzeug entsprechende Vibrationen erzeugt, die ein sehr tiefes Spielerlebnis fördern. Selbstverständlich ist auch denkbar, jeweilige Steuerungselemente des Fahrzeugs, wie bspw. eine Pedalerie oder ein Lenkrad als Benutzerschnittstellen zur Eingabe von Steuersignalen auf der mobilen Recheneinheit zu verwenden.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass das Steuergerät in Abhängigkeit einer auf der mobilen Recheneinheit ausgeführten Anwendung mindestens einen Aktuator in einem Innenraum des Fahrzeugs ansteuert.
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Da Fahrzeuge häufig auch über Aktuatoren in ihrem Innern, d. h. innerhalb einer Fahrgastzelle, bspw. mit Massagefunktion in einem Sitz, verfügen, ist vorgesehen, diese Aktuatoren als jeweilige zusätzliche Komponenten zur Simulation einer jeweiligen virtuellen Szenerie zu verwenden und die Aktuatoren entsprechend der auf der mobilen Recheneinheit ausgeführten Anwendung anzusteuern. Insbesondere bei der Wiedergabe von Audioinformationen kann ein synchronisiertes Vibrieren eines Sitzes ein rhythmisches Gefühl eines jeweiligen Nutzers vertiefen.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass die mindestens eine auf der mobilen Recheneinheit ausgeführte Anwendung von einem Nutzer der mobilen Recheneinheit beliebig anzupassen ist.
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Um einem jeweiligen Nutzer eine vollständige Kontrolle über die Steuerbefehle zur Aktivierung der Aktuatoren des Fahrwerks bzw. jeweiliger Komponenten des Fahrzeugs zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass das Steuergerät eine Schnittstelle bereitstellt, durch die der jeweilige Nutzer seine persönlichen Steuerbefehle definieren und an das Steuergerät übermitteln kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Nutzer über eine Entwicklerapplikation, die bspw. auf einer mobilen Recheneinheit des Nutzers ausgeführt wird, individuelle Steuerbefehle generiert und verwaltet. Individuelle Steuerbefehle sind bspw. geeignet, um einen Techniker beim Sichten eines Fahrzeugs zu unterstützen. Der Techniker könnte mittels seines Smartphones das Fahrwerk des Fahrzeugs derart verschwenken, dass der Techniker mühelos Zugang zu bspw. einem Bremssystem eines jeweiligen Rades des Fahrzeugs bekommt oder einen Rütteltest durchführen kann, wie er bspw. bei einer technischen Vorsorgeuntersuchung durchgeführt wird, um Fahrwerkskomponenten zu überprüfen.
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Durch ein freies Anpassen von durch jeweilige Aktuatoren eines Fahrzeugs vermittelten Bewegungsmustern können Funktionen, die mit einer Bewegung des Fahrzeugs verbunden sind, mittels der erfindungsgemäß vorgesehenen mobilen Recheneinheit bereitgestellt und gesteuert werden. Entsprechend ist es denkbar, eine Fahrzeugkarosserie für eine Unterbodenwäsche oder eine Montage von Schneeketten anzuheben. Weiterhin ist denkbar, die Karosserie selektiv anzuheben, um bspw. eine Deichsel über eine Anhängerkupplung zu positionieren.
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Durch ein selektives Absenken bzw. Anheben von Aktuatoren kann ferner eine Ein- bzw. Ausstiegshilfe geschaffen werden, wobei bspw. nach einer Ausstiegsposition das Fahrzeug über eine jeweilige mobile Recheneinheit abgesenkt wird, um eine ästhetisch ansprechende Stellung des Fahrzeugs zu ermöglichen.
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Ferner ist denkbar, dass das vorgestellte Verfahren verwendet wird, um einen Zugang eines Technikers unter ein jeweiliges Fahrzeug zu ermöglichen. Dazu ist vorgesehen, dass jeweilige Aktuatoren des Fahrzeugs maximal ausgelenkt werden, woraufhin Unterstellvorrichtungen, wie bspw. Stellböcke, unter das Fahrzeug gebracht werden, um das Fahrzeug zu sichern. Das Fahrzeug kann danach auf die Unterstellvorrichtungen abgelassen werden, indem die Aktuatoren der Räder aus der ausgelenkten Stellung zurückfahren und jeweilige Räder des Fahrzeugs von einer Aufstandsfläche des Fahrzeugs lösen. Entsprechend können durch eine derartige Bewegung Räder des Fahrzeugs schnell und einfach gewechselt werden.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit einem aktiven Fahrwerk und einem Steuergerät, wobei das Steuergerät dazu konfiguriert ist, sich mit einer mobilen Recheneinheit für einen Datenaustausch zu verbinden und in Abhängigkeit von durch die mobile Recheneinheit an das Steuergerät zu übertragenden Daten mindestens einen Aktuator des aktiven Fahrwerks anzusteuern. Das Steuergerät ist weiterhin dazu konfiguriert, Steuerbefehle zum Ansteuern des aktiven Fahrwerks von dem Steuergerät in Abhängigkeit von durch die mobile Recheneinheit wiederzugebenden Klangmustern oder Klang- und Bildmustern zu ermitteln.
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Das vorgestellte Fahrzeug dient insbesondere zur Ausführung des vorgestellten Verfahrens.
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In einer möglichen Ausgestaltung des vorgestellten Verfahrens ist vorgesehen, dass das Steuergerät weiterhin dazu konfiguriert ist, eine Videobrille in Abhängigkeit von den durch die mobile Recheneinheit an das Steuergerät zu übertragenden Daten anzusteuern.
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Um einem jeweiligen Nutzer ein möglichst tiefgehendes Simulationserlebnis zu ermöglichen, kann es vorteilhaft sein, wenn dem Nutzer eine Videobrille bereitgestellt wird, mittels derer Videoinformationen entsprechend einer jeweiligen, auf der mobilen Recheneinheit ausgeführten Anwendung dargestellt werden.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer möglichen Ausgestaltung eines aktiven Fahrwerks zur Durchführung des vorgestellten Verfahrens.
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In 1 ist eine Radaufhängung 1 mit einem elektromechanischen Aktuator 3 dargestellt, der an einem Querlenker 5 eines Fahrzeugs angreift, um diesen aus- bzw. einzulenken.
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Ferner umfasst die Radaufhängung 1 einen Verstelldämpfer 9 und eine Feder 7 für eine Stationärlast.
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Um den Aktuator 3 anzusteuern und den Querlenker 5 auszulenken, sowie, dadurch bedingt, eine Karosserie gegenüber einem Chassis des Fahrzeugs zu verschwenken, verbindet sich ein Nutzer über eine mobile Recheneinheit mit einem Steuergerät des Fahrzeugs. Das Steuergerät empfängt Informationen der mobilen Recheneinheit, die in Abhängigkeit einer Bewegung eines virtuellen Objekts auf einer Anzeigeeinheit der Recheneinheit ausgegeben werden und berechnet Steuerbefehle, die zu einem der Bewegung des virtuellen Objekts entsprechenden Bewegungsmuster des Aktuators 3 bzw. der Karosserie des Fahrzeugs führen. Sobald die berechneten Steuersignale an den Aktuator 3 übertragen werden, bewegt der Aktuator den Querlenker 5 und verschwenkt darüber die Karossiere des Fahrzeugs, wodurch der Nutzer entsprechend mit bewegt wird und tief in der von der mobilen Recheneinheit wiedergegebenen Szenerie versinkt.
