DE102017117955A1

DE102017117955A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102017117955A1
Application number: DE102017117955.0A
Authority: DE
Inventors: Kazuaki Kaneko
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-08-08
Filing date: 2017-08-08
Publication date: 2019-02-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), welches eine sich an Bord befindliche Kamera (2) zur Erfassung der sich vor dem Kraftfahrzeug (1) befindlichen Fahrwegoberfläche, eine elektronische Steuerung (3) und mindestens eine Verstellvorrichtung (4) zur Veränderung der Höhe (h) der Karosserie (5) über dem Fahrweg aufweist. Um die Höhe der Fahrzeugkarosserie bestmöglich an die Fahrwegoberfläche anzupassen, sieht das vorgeschlagene Verfahren die Schritte vor: a) Erfassen der sich vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Fahrwegoberfläche durch die Kamera (2); b) Zuleiten der von der Kamera (2) erfassten Informationen zur elektronischen Steuerung (3); c) Ermittlung einer optimalen Höhe (h) der Karosserie (5) über dem Fahrweg unter Zugrundelegung von in der Steuerung (3) gespeicherten Vergleichsdaten und/oder eines in der Steuerung (3) gespeicherten Algorithmus; d) Betätigung der mindestens einen Verstellvorrichtung (4), um die Karosserie (5) auf eine optimale Höhe (h) einzustellen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, welches eine sich an Bord befindliche Kamera zur Erfassung der sich vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Fahrwegoberfläche, eine elektronische Steuerung und mindestens eine Verstellvorrichtung zur Veränderung der Höhe der Karosserie über dem Fahrweg aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Bei einem Kraftfahrzeug ist es aus Gründen des Komforts sowie aus Gründen eines möglichst geringen Luftwiderstandes anzustreben, die Höhe der Karosserie über dem Grund, d. h. über der Fahrwegoberfläche, auf eine optimale Größe einzustellen. Bei unebener Fahrbahn muss eine hinreichende Höhe eingestellt werden, damit es zu keiner Kontaktnahme der Karosserie mit dem Fahrweg kommt. Andererseits ist es zwecks Erreichens eines möglichst geringen Luftwiderstands auf ebener Fahrbahn erstrebenswert, die Höhe der Karosserie über dem Grund möglichst gering zu halten.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass es möglich wird, automatisch eine jeweils optimale Höhe der Karosserie über der Fahrwegoberfläche einzustellen. Die Höhe der Fahrzeugkarosserie soll demgemäß bestmöglich an die Fahrwegoberfläche angepasst werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte umfasst:

a) Erfassen der sich vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Fahrwegoberfläche durch die Kamera;
b) Zuleiten der von der Kamera erfassten Informationen zur elektronischen Steuerung;
c) Ermittlung einer optimalen Höhe der Karosserie über dem Fahrweg unter Zugrundelegung von in der Steuerung gespeicherten Vergleichsdaten und/oder eines in der Steuerung gespeicherten Algorithmus;
d) Betätigung der mindestens einen Verstellvorrichtung, um die Karosserie auf eine optimale Höhe einzustellen.

Eine Betätigung der Verstellvorrichtung gemäß obigem Schritt d) erfolgt dabei vorzugsweise erst, nachdem nach einer vorher bereits erfolgten Verstellung eine vorgegebene Zeit vergangen ist.
Weiterhin kann vorgesehen werden, dass in der Steuerung Vergleichsdaten gespeichert sind, die sich aus einer Vielzahl von Erfahrungswerten ergeben, die als Basis für die optimale Einstellung der Höhe in Abhängigkeit von der vorliegenden Fahrwegoberfläche dienen.
Die in der Steuerung gespeicherten Vergleichsdaten sind vorzugsweise einer definierten Anzahl unterschiedlicher Einstellungen der Höhe zugeordnet, vorzugsweise zwischen 5 und 15 definierten, diskreten Einstellungen.
Das vorgeschlagene Verfahren erlaubt es demgemäß, automatisch die Höhe der Karosserie über dem Grund auf einen optimalen Wert einzustellen. Damit wird der Komfort während der Fahrt stets aufrecht erhalten, während gleichzeitig der Luftwiderstand des Fahrzeugs während der Fahrt minimiert wird.
Üblicherweise ist es schwierig, die genauen Informationen über die Beschaffenheit der Fahrbahn der Steuerung zur Verfügung zu stellen. Durch Einsatz der vorliegenden Erfindung wird es insbesondere möglich, diese Datenbasis durch einen Lernmodus bereitzustellen, auf den die Software dann während der Fahrt zugreift. Besagte Daten können dann eingesetzt werden, die Vorrichtung zur Verstellung der Höhe der Karosserie über den Grund zu aktivieren, die auf pneumatischer Basis, auf hydraulischer Basis oder auf elektrischer Basis arbeiten kann.
Figurenliste
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug, welches auf einem Weg entlangfährt,
2 zeigt das Ablaufdiagramm für einen Lernmodus und
3 zeigt das Ablaufdiagramm bei der Ausführung des vorgeschlagenen Verfahrens.

Ausführliche Beschreibung der Figuren
In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 schematisch dargestellt, welches auf einem Wegabschnitt fährt. Im dargestellten Falle umfasst der Wegabschnitt einen ebenen Teil 6 sowie einen Teil 7 mit größerer Unebenheit. Das Kraftfahrzeug 1 ist mit einer Kamera 2 ausgestattet, die den Wegabschnitt vor dem Kraftfahrzeug optisch erfasst. Durch eine geeignete Bilderkennungssoftware wird es der Kamera 2 möglich, Informationen über den Grad der Unebenheit der vor dem Kraftfahrzeug 1 liegenden Straße zu erfassen.
Die Kameradaten werden einer Steuerung 3 zugeführt, welche mit Verstellvorrichtungen 4 in Verbindung steht, mit denen die Höhe h der Karosserie 5 des Kraftfahrzeugs 1 über dem Boden eingestellt werden kann.
Liegt demgemäß ein ebener Wegabschnitt vor dem Kraftfahrzeug, kann die Höhe h klein gewählt werden, womit sich auch vorteilhaft ein geringer Luftwiderstand ergibt. Liegt indes ein unebener Wegabschnitt vor dem Kraftfahrzeug, muss die Höhe h vergrößert werden, damit die Karosserie 5 nicht auf dem Boden aufsetzt.
Demgemäß werden die erfassten Bilddaten von der Kamera 2 der Steuerung 3 zugeleitet, was mit einer vorgegebenen Übertragungsrate erfolgt. In der Steuerung 3 sind Informationen gespeichert, die eine Korrelation zulassen zwischen dem Grad der Unebenheiten der Straße und der benötigten Höhe h, um besagten Straßenabschnitt in optimierter Weise befahren zu können.
Die in der Steuerung 3 gespeicherten Daten können über einen Lernmodus erzeugt werden, auf den die Steuerung dann während der Fahrt zurückgreift.
Hierzu wird auf 2 verwiesen, wo die Off-Line-Erfassung von Daten im Trainingsmodus schematisch illustriert ist.
Nach dem Start der Datenerfassung werden in einem Schritt A eine Vielzahl von Trainingsdaten zur Verfügung gestellt, die Bilddarstellungen umfassen, die den Grad der Unebenheiten der Straße angeben. Diese Bilddarstellungen können dahingehend klassifiziert werden, dass sie in eine Anzahl von Kategorien untergliedert sind, beispielsweise „Level 1: absolut ebene Straße“ bis „Level 10: erhebliche Unebenheit des Weges im Gelände“.
Hierfür kann eine entsprechend große Zahl von Geländetopographien für die unterschiedlichsten Straßen bzw. Wege gespeichert und diesen entsprechende Levels zugewiesen werden. Hierbei können gegebenenfalls auch fahrerbezügliche Erfahrungswerte mit einfließen, so dass der entsprechenden Geländetopographie ein entsprechendes Level zugewiesen wird.
Diesbezüglich sollte erwähnt werden, dass eine Korrelation über entsprechende mathematische Funktionen möglich ist bzw. entsprechende Approximationen erfolgen können.
Hierbei sei insbesondere die Sigmoid-Funktion erwähnt, die zur Korrelation zwischen erfassten Topographien der Fahrbahn und der optimalen Höhe der Karosserie über Grund herangezogen werden kann.
Insoweit steht also auch die Möglichkeit zur Verfügung, eine Vielzahl von vorhandenen Informationen über die Straßenbeschaffenheit statistisch entsprechenden Levels für die Höhe h zuzuweisen. Dadurch wird es möglich, nach Erfassung von topographischen Daten über die Kamera die Höhe h zu ermitteln, die mit höchster Wahrscheinlichkeit am passendsten ist. Unter Einsatz einer Linearisierung kann dann eine Zuordnung beispielsweise von 10 verschiedenen Levels erfolgen (Level 1: geringste Höhe h über der Fahrbahn; Level 10: größte Höhe h über der Fahrbahn).
In dem genannten Schritt B werden also die erfassten Daten optimalen Höhen h der Karosserie über dem Boden zugeordnet, d. h. es findet ein Lernalgorithmus dahingehend statt, aufgrund welcher Straßenbeschaffenheit welche Fahrzeughöhe zu empfehlen ist.
Die so gewonnene Datenbasis wird dann der Steuerung 3 zur Verfügung gestellt bzw. in selbiger gespeichert.
In 3 ist der Betrieb des vorgeschlagenen Verfahrens illustriert, d. h. das On-Line-Verfahren bzw. Echtzeitverfahren, welches während des Betriebs des Kraftfahrzeugs 1 eingesetzt wird.
Nach dem Start erfolgt gemäß Schritt C die Gewinnung von Bilddaten über die Kamera 2.
Gemäß Schritt D wird dann unter Zugrundelegung der im Trainingsmodus gewonnenen Daten eine Auswahl getroffen, wie angesichts der vorliegenden Fahrbahnbeschaffenheit die Höhe h gewählt werden sollte.
In Schritt E erfolgt eine Auswahl aufgrund der gemäß Schritt D gewonnenen Informationen dahingehend, welches konkrete bzw. diskrete Level für die Höhe h durch die Steuerung 3 den Verstellvorrichtungen 4 vorgegeben werden soll.
Hierbei ist insbesondere daran gedacht, dass eine Diskretisierung im Sinne der oben genannten beispielsweise 10 unterschiedlichen Levels erfolgt.
In der sich anschließenden Abfrage F wird geprüft, wann zuletzt eine Verstellung der Höhe h erfolgte. Hierzu kann beispielsweise vorgegeben werden, dass eine (weitere, neue) Verstellung erst dann realisiert wird, wenn seit der letzten Verstellung eine gewisse Zeit t_Soll vergangen ist, beispielsweise 15 Sekunden.
Ohne eine solche Abfrage F würde die Gefahr bestehen, dass eine ständige Nachregelung erfolgt, die mit Blick auf die gegebene Fahrbahnbeschaffenheit nicht gerechtfertigt ist und die zu einem unerwünschten ständigen Anheben bzw. Absenken der Karosserie über dem Grund führt.
Daher hat es sich bewährt, dass hierfür eine zeitliche Schwelle vorgegeben wird. Ist diese unterschritten, d. h. wurde erst jüngst während einer Zeit unterhalb der Vorgabe t_Soll bereits eine Verstellung vorgenommen, findet keine weitere Verstellung statt, wie es aus dem Flussdiagramm gemäß 3 folgt.
Ist indes die entsprechende Zeit abgelaufen, erfolgt in Schritt G eine Einstellung der Höhe h der Karosserie gemäß dem in Schritt E determinierten Level.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Kamera
3: Steuerung
4: Verstellvorrichtung
5: Karosserie
6: ebener Wegabschnitt
7: Wegabschnitt mit größerer Unebenheit
h: Höhe
t_Soll: vorgegebene Zeit

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), welches eine sich an Bord befindliche Kamera (2) zur Erfassung der sich vor dem Kraftfahrzeug (1) befindlichen Fahrwegoberfläche, eine elektronische Steuerung (3) und mindestens eine Verstellvorrichtung (4) zur Veränderung der Höhe (h) der Karosserie (5) über dem Fahrweg aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte umfasst: a) Erfassen der sich vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Fahrwegoberfläche durch die Kamera (2); b) Zuleiten der von der Kamera (2) erfassten Informationen zur elektronischen Steuerung (3); c) Ermittlung einer optimalen Höhe (h) der Karosserie (5) über dem Fahrweg unter Zugrundelegung von in der Steuerung (3) gespeicherten Vergleichsdaten und/oder eines in der Steuerung (3) gespeicherten Algorithmus; d) Betätigung der mindestens einen Verstellvorrichtung (4), um die Karosserie (5) auf eine optimale Höhe (h) einzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betätigung der Verstellvorrichtung (4) gemäß Schritt d) von Anspruch 1 erst erfolgt, nachdem nach einer vorher bereits erfolgten Verstellung eine vorgegebene Zeit (t_Soll) vergangen ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerung (3) Vergleichsdaten gespeichert sind, die sich aus einer Vielzahl von Erfahrungswerten ergeben, die als Basis für die optimale Einstellung der Höhe (h) in Abhängigkeit von der vorliegenden Fahrwegoberfläche dienen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Steuerung (3) gespeicherten Vergleichsdaten einer definierten Anzahl unterschiedlicher Einstellungen der Höhe (h) zugeordnet sind, vorzugsweise zwischen 5 und 15 definierten Einstellungen.