DE102017121866A1

DE102017121866A1 - Verfahren zur Erfassung einer Straßenqualitätsangabe beim Fahren mit einem Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeugsystem

Info

Publication number: DE102017121866A1
Application number: DE102017121866.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dellermann; Markus Kraus; Oliver Merk
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2018-10-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung einer positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe beim Fahren mit einem Kraftfahrzeug, das mindestens einen Wankstabilisator mit einem Wankstabilisator-Sensor, mindestens ein Radlager mit einem Radlager-Sensor und eine Positionsbestimmungseinrichtung aufweist, wobei mit dem Wankstabilisator-Sensor eine erste Messgröße und mit dem Radlager-Sensor eine zweite Messgröße gemessen wird, wobei mit der Positionsbestimmungseinrichtung die Position des Kraftfahrzeugs bestimmt wird und die positionsbezogene Straßenqualitätsangabe zumindest anhand der ersten Messgröße, der zweiten Messgröße und der Position des Kraftfahrzeugs ermittelt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Einstellung eines Fahrwerkselements eines ersten Kraftfahrzeugs, wobei mittels eines vorstehend genannten Verfahrens eine positionsbezogene Straßenqualitätsangabe beim Fahren mit einem zweiten Kraftfahrzeug ermittelt wird und ein einstellbares Fahrwerkselement des ersten Kraftfahrzeugs auf Grundlage der positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe eingestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung einer positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe beim Fahren mit einem Kraftfahrzeug. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Einstellung eines Fahrwerkselements eines ersten Kraftfahrzeugs, wobei mittels eines Verfahrens zur Erfassung einer positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe beim Fahren mit einem zweiten Kraftfahrzeug eine positionsbezogene Straßenqualitätsangabe ermittelt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeugsystem.
Ein Verfahren zur Erfassung einer positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe beim Fahren mit einem Kraftfahrzeug wird beispielsweise in der US 9 108 640 B2 beschrieben. Bei dem bekannten Verfahren werden die Position des Kraftfahrzeugs sowie Vibrationen in vertikaler Richtung ermittelt und daraus positionsabhängige Straßenqualitätsangaben abgeleitet. Die auf diese Weise erlangten Straßenqualitätsangaben eignen sich zur Verbesserung von Straßenkarten für Navigationsanwendungen. Allerdings ist die Granularität der Straßenqualitätsangaben nicht ausreichend für andere Anwendungen, beispielsweise eine prädiktive Einstellung von Fahrwerkselementen eines Kraftfahrzeugs.
Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, eine verbesserte Erfassung positionsbezogener Straßenqualitätsangaben beim Fahren mit einem Kraftfahrzeug zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Erfassung einer positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe beim Fahren mit einem Kraftfahrzeug, das mindestens einen Wankstabilisator mit einem Wankstabilisator-Sensor, mindestens ein Radlager mit einem Radlager-Sensor und eine Positionsbestimmungseinrichtung aufweist, wobei mit dem Wankstabilisator-Sensor eine erste Messgröße und mit dem Radlager-Sensor eine zweite Messgröße gemessen wird, wobei mit der Positionsbestimmungseinrichtung die Position des Kraftfahrzeugs bestimmt wird und die positionsbezogene Straßenqualitätsangabe zumindest anhand der ersten Messgröße, der zweiten Messgröße und der Position des Kraftfahrzeugs ermittelt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mit dem Wankstabilisator-Sensor des Wankstabilisators eine erste Messgröße ermittelt und mit dem Radlager-Sensor des Radlagers eine zweite Messgröße. Beide Messgrößen und die mit der Positionsbestimmungseinrichtung bestimmte Position des Kraftfahrzeugs werden herangezogen, um die positionsbezogene Straßenqualitätsangabe zu ermitteln. Durch diese Überlagerung der Messungen des Wankstabilisator-Sensors und des Radlager-Sensors kann eine Straßenqualitätsangabe mit erhöhter Granularität erhalten werden, sodass eine mit weniger Fehlern behaftete Klassifikation verschiedener Qualitätsstufen der Straßenqualitätsangabe möglich ist. Insgesamt ergibt sich somit eine verbesserte Erfassung positionsbezogener Straßenqualitätsangaben beim Fahren mit einem Kraftfahrzeug.
Bevorzugt ist der Wankstabilisator ein aktiver Wankstabilisator, insbesondere ein elektromechanischer Wankstabilisator, über welchen Wankbewegungen des Kraftfahrzeugs reduziert werden können. Derartige unerwünschte Wankbewegungen können beim Durchfahren von Kurven oder Überfahren von Unebenheiten entstehen. Der Wankstabilisator kann einem solchen Wankverhalten entgegenwirken. Bevorzugt ist der Wankstabilisator an einer Achse des Kraftfahrzeugs angeordnet. Besonders bevorzugt umfasst der Wankstabilisator einen Aktor zur Erzeugung eines Dreh- bzw. Torsionsmoments, insbesondere einen Elektromotor. Vorteilhaft ist es, wenn die durch den Wankstabilisator-Sensor gemessene erste Messgröße zur Ansteuerung eines Aktors des Wankstabilisators herangezogen wird, so dass dem Wankstabilisator-Sensor eine Doppelfunktion zum Verringern von Wankbewegungen und zur Ermittlung der positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe zukommt. Beim dem Verfahren kommt bevorzugt ein Kraftfahrzeug zum Einsatz, welches mehrere, insbesondere zwei, Wankstabilisatoren aufweist, beispielsweise einen ersten Wankstabilisator an einer Vorderachse des Kraftfahrzeugs und einen zweiten Wankstabilisator an einer Hinterachse der Kraftfahrzeugs.
Bevorzugt umfasst die positionsbezogene Straßenqualitätsangabe eine Angabe über das Vorhandensein einer Unebenheit, über die Art einer Unebenheit, über die Länge einer Unebenheit oder einer Kurve, die vertikale Erstreckung einer Unebenheit, eine Anzahl von Unebenheiten in einem die bestimmte Position einschließenden Straßenabschnitt oder einen Reibwert. Bei der positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe kann es sich um ein Datenpaket handeln, dass eine Positionsangabe und eine oder mehrere der vorstehend genannten Angaben enthält.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Positionsbestimmungseinrichtung einen zum Empfang von Satellitennavigationssignalen eingerichteten Empfänger aufweist. Der Empfänger ist bevorzugt für den Empfang von Satellitennavigationssignalen eines globalen Satellitennavigationssystems eingerichtet, beispielsweise des Global Positioning System (GPS), des Global Navigation Satellite System (GLONASS), Galileo oder Beidou.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste Messgröße eine Angabe für einen Drehwinkel zwischen zwei Elementen des Wankstabilisators, für ein Drehmoment, welches ein Stabilisatorelement, auf Torsion beansprucht, für ein Drehmoment eines Aktors des Wankstabilisators, für eine Drehzahl eines Aktors des Wankstabilisators oder für eine Temperatur ist. Bei dem Drehwinkel kann es sich um einen Drehwinkel zwischen einem Aktor des Wankstabilisators und einem Stabilisatorelement, insbesondere einer Drehstabfeder, und/oder um einen Drehwinkel zwischen zwei Stabilisatorelementen, insbesondere Drehstabfedern, des Wankstabilisators handeln. Die erste Messgröße kann eine Angabe für ein in einer Drehfeder wirkendes Torsionsmoment sein.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die zweite Messgröße eine Angabe für eine in einer vorgegebenen Raumrichtung wirkende Kraft, für eine in einer vorgegebenen Raumrichtung wirkende Beschleunigung, für eine Drehzahl eines durch das Radlager gelagerten Rads oder für eine auf ein durch das Radlager gelagertes Rad wirkende Bremskraft ist. Der Radlager-Sensor kann insofern z. B. als Kraftsensor, Beschleunigungssensor, Bewegungssensor, Drehratensensor oder Drehzahlgeber ausgebildet sein.
Zur Erfassung der positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe kann die erste Messgröße und/oder die zweite Messgröße kontinuierlich gemessen werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die erste Messgröße und/oder die zweite Messgröße zur Erfassung der positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe ereignisgesteuert zur messen, insbesondere wenn die erste Messgröße und/oder die zweite Messgröße einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Beispielsweise kann immer dann eine Messung der ersten Messgröße und/oder zweiten Messgröße erfolgen, wenn ein Aktor des Wankstabilisators aktiv ist, z.B. um einer unerwünschten Wankbewegung entgegenzuwirken.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Kraftfahrzeug mehrere Radlager mit jeweils einem Radlager-Sensor auf, wobei mit den Radlager-Sensoren der Radlager mehrere zweite Messgrößen ermittelt werden, wobei die positionsbezogene Straßenqualitätsangabe zumindest anhand der erste Messgröße, der mehreren zweiten Messgrößen und der Position des Kraftfahrzeugs ermittelt wird. Durch die Messung an mehreren verschiedenen Radlagern des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines in Fahrtrichtung gesehen rechten und eines linken Radlagers, kann die Straßenqualitätsangabe mit einer erhöhten örtlichen Auflösung ermittelt werden. Zudem erlaubt die Messung mehrerer zweiter Messgrößen zusätzliche Informationen abzuleiten, die eine Klassifikation, insbesondere von Unebenheiten, verbessern können oder eine dynamische Radlastverteilung zu ermitteln. Beispielsweise können mehrere zweite Messgrößen, die von Radlagern-Sensoren auf einer bezüglich der Fahrtrichtung identischen Fahrzeugseite gemessen werden, die Erfassung einer örtlichen Ausdehnung einer Straßenqualitätsangabe, beispielsweise einer Angabe für eine Unebenheit, mit höherer Auflösung ermöglichen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Kraftfahrzeug mehrere Wankstabilisatoren mit jeweils einem Wankstabilisator-Sensor auf, wobei mit den Wankstabilisator-Sensoren der Wankstabilisatoren mehrere erste Messgrößen ermittelt werden, wobei die positionsbezogene Straßenqualitätsangabe zumindest anhand der mehreren ersten Messgrößen, der zweiten Messgröße und der Position des Kraftfahrzeugs ermittelt wird. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug genau zwei Wankstabilisatoren aufweisen.
In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn das Kraftfahrzeug mehrere Wankstabilisatoren mit jeweils einem Wankstabilisator-Sensor und mehrere Radlager mit jeweils einem Radlager-Sensor aufweist, wobei mit den Wankstabilisator-Sensoren der Wankstabilisatoren mehrere erste Messgrößen ermittelt werden und mit den Radlager-Sensoren der Radlager mehrere zweite Messgrößen ermittelt werden. Bei einer derartigen Ausgestaltung wird die positionsbezogene Straßenqualitätsangabe bevorzugt anhand der mehreren ersten Messgrößen, der mehreren zweiten Messgrößen und der Position des Kraftfahrzeugs ermittelt, wodurch die Erfassung positionsbezogener Straßenqualitätsangaben beim Fahren mit einem Kraftfahrzeug nochmals verbessert werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Wankstabilisator zumindest einen weiteren Wankstabilisator-Sensor aufweist, wobei mit dem weiteren Wankstabilisator-Sensor eine dritte Messgröße gemessen wird. Die dritte Messgröße kann vorteilhaft zur Ermittlung der positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe herangezogen werden. Bevorzugt ist die dritte Messgröße von der ersten Messgröße verschieden, insbesondere komplementär. Beispielsweise kann mit einem ersten Wankstabilisator-Sensor ein Drehmoment eines Aktors oder ein Torsionsmoment zu messen und mit einem zweiten Wankstabilisator-Sensor einen Drehwinkel zwischen zwei Elementen des Wankstabilisators. Hierdurch kann beispielsweise die Erfassung von Kurvenwinkeln mit hoher Auflösung ermöglicht werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Radlager zumindest einen weiteren Radlager-Sensor aufweist, wobei mit dem weiteren Radlager-Sensor eine zusätzliche vierte Messgröße gemessen wird. Die vierte Messgröße kann, ggf. zusammen mit der dritten Messgröße, vorteilhaft zur Ermittlung der positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe herangezogen werden. Bevorzugt ist die vierte Messgröße von der zweiten Messgröße verschieden, insbesondere komplementär. Beispielsweise kann das Radlager einen ersten Radlager-Sensor aufweisen, mit dem eine Kraft oder Beschleunigung in einer ersten Raumrichtung gemessen wird, und einen zweiten Radlager-Sensor, mit dem eine Kraft oder Beschleunigung in einer senkrecht zur ersten Raumrichtung angeordneten, zweiten Raumrichtung gemessen wird. Bevorzugt weist das Radlager zusätzlich einen dritten Radlager-Sensor auf, mit dem eine Kraft oder Beschleunigung in einer dritten Raumrichtung gemessen wird, die senkrecht zu der ersten und zu der zweiten Raumrichtung angeordnet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden zur Ermittlung der Straßenqualitätsangabe eine Impulsdauer und/oder eine Änderungsrate des ersten Messwerts und/oder des zweiten Messwerts bestimmt. Die Bestimmung der Impulsdauer bzw. der Änderungsrate der Messwerte kann eine Klassifikation von Messereignissen erleichtern. Bevorzugt werden zur Ermittlung der Straßenqualitätsangabe eine Impulsdauer und eine Änderungsrate des ersten Messwerts und eine Impulsdauer und eine Änderungsrate des zweiten Messwerts bestimmt.
und eine Impulsdauer und/oder einer Änderungsrate des zweiten Messwerts ermittelt. Bevorzugt wird eine Unebenheit erkannt, wenn die Impulsdauer des ersten und/oder zweiten Messwerts kleiner ist als ein vorgegebener Impulsdauer-Schwellenwert und die Änderungsrate des ersten und/oder zweiten Messwerts höher ist als ein vorgegebener Änderungsraten-Schwellenwert. Bevorzugt wird eine Kurve erkannt, wenn die Impulsdauer des ersten und/oder zweiten Messwerts größer ist als ein vorgegebener Impulsdauer-Schwellenwert und die Änderungsrate des ersten und/oder zweiten Messwerts kleiner ist als ein vorgegebener Änderungsraten-Schwellenwert.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Einstellung eines Fahrwerkselements eines ersten Kraftfahrzeugs, wobei mittels eines vorstehend beschriebenen Verfahrens eine positionsbezogene Straßenqualitätsangabe beim Fahren mit einem zweiten Kraftfahrzeug ermittelt wird und ein einstellbares Fahrwerkselement des ersten Kraftfahrzeugs auf Grundlage der positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe eingestellt wird.
Hierdurch kann eine prädiktive Einstellung eines Fahrwerkselements des ersten Kraftfahrzeugs auf Grundlage der durch Messungen des zweiten Kraftfahrzeugs ermittelten positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe ermöglicht werden. Diese Maßnahmen können den Komfort und/oder die Sicherheit beim Fahren mit dem ersten Kraftfahrzeug erhöhen.
Bevorzugt erfolgt die Einstellung des Fahrwerkselements des ersten Kraftfahrzeugs positionsbezogen. Bei dem Fahrwerkselement kann es sich beispielsweise um einen Wankstabilisator des ersten Kraftfahrzeugs handeln.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die positionsbezogene Straßenqualitätsangabe in einer Berechnungseinrichtung ermittelt, die von dem ersten Kraftfahrzeug und dem zweiten Kraftfahrzeug entfernt angeordnet ist. Hierzu können die ersten, zweiten und ggf. weiteren Messwerte sowie die Position des zweiten Kraftfahrzeugs insbesondere drahtlos zu der Berechnungseinrichtung übertragen werden. Dabei kann eine separate Kommunikationsverbindung von dem zumindest einen Wankstabilisator-Sensor, dem mindestens einen Radlager-Sensor und der Positionsbestimmungseinrichtung zu der Berechnungseinrichtung vorgesehen sein. Alternativ kann das das Kraftfahrzeug ein Gateway aufweisen, über welches die ersten, zweiten und ggf. weiteren Messwerte sowie die Position des zweiten Kraftfahrzeugs an die Berechnungseinrichtung übermittelt werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die positionsbezogene Straßenqualitätsangabe in einer Berechnungseinrichtung in dem ersten Kraftfahrzeug oder in dem zweiten Kraftfahrzeug ermittelt wird.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem Wankstabilisator, der einen Wankstabilisator-Sensor zur Messung einer ersten Messgröße aufweist, mit mindestens einem Radlager, das einen Radlager-Sensor zur Messung einer zweiten Messgröße aufweist, mit einer Positionsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Position des Kraftfahrzeugs, und mit einer Berechnungseinrichtung, die konfiguriert ist eine positionsbezogene Straßenqualitätsangabe zumindest anhand der ersten Messgröße, der zweiten Messgröße und der Position des Kraftfahrzeugs zu ermitteln.
Bei dem Kraftfahrzeug können dieselben Vorteile erreicht werden, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erfassung einer positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe beim Fahren mit einem Kraftfahrzeug beschrieben worden sind.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeugsystem

- mit einem ersten Kraftfahrzeug, das ein einstellbares Fahrwerkselement umfasst,
- mit einem zweiten Kraftfahrzeug, das mindestens einen Wankstabilisator, der einen Wankstabilisator-Sensor zur Messung einer ersten Messgröße aufweist, mindestens ein Radlager, das einen Radlager-Sensor zur Messung einer zweiten Messgröße aufweist, und eine Positionsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Position des zweiten Kraftfahrzeugs umfasst,
- mit einer Berechnungseinrichtung, die konfiguriert ist eine positionsbezogene Straßenqualitätsangabe zumindest anhand der ersten Messgröße, der zweiten Messgröße und der Position des zweiten Kraftfahrzeugs zu ermitteln, und
- mit einer Einstelleinrichtung, die konfiguriert ist, das Fahrwerkselement des ersten Kraftfahrzeugs auf Grundlage der positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe einzustellen.

Bei dem Kraftfahrzeugsystem kann eine prädiktive Einstellung des Fahrwerkselements des ersten Kraftfahrzeugs auf Grundlage der durch Messungen des zweiten Kraftfahrzeugs ermittelten positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe ermöglicht werden. Diese Maßnahmen können den Komfort und/oder die Sicherheit beim Fahren mit dem ersten Kraftfahrzeug erhöhen.
Die Berechnungseinrichtung des Kraftfahrzeugsystems kann von dem ersten Kraftfahrzeug und dem zweiten Kraftfahrzeug entfernt angeordnet sein, beispielsweise als Teil eines Kommunikationsnetzwerks. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Berechnungseinrichtung in dem ersten Kraftfahrzeug oder in dem zweiten Kraftfahrzeug angeordnet ist. Die Einstelleinrichtung ist bevorzugt in dem ersten Fahrzeug angeordnet.
Bei dem Kraftfahrzeug und dem Kraftfahrzeugsystem können alternativ oder zusätzlich die vorteilhaften Merkmale oder Ausgestaltungen Anwendung finden, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erfassung einer positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe beim Fahren mit einem Kraftfahrzeug beschrieben worden sind.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. Hierin zeigt:

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs in einer schematischen Darstellung,
2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsystems in einem Blockdiagramm und
3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Abläufe bei einem Verfahren zur Erfassung einer positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe beim Fahren mit einem Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In der 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, welches zur Durchführung eines Verfahrens zur Erfassung einer positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe beim Fahren mit dem Kraftfahrzeug 1 geeignet ist. Das Kraftfahrzeug 1 weist einen an einer Vorderachse angeordneten, ersten Wankstabilisator 2 und einen an einer Hinterachse angeordneten zweiten Wankstabilisator 2' auf. die Wankstabilisatoren 2, 2' sind als aktive, insbesondere elektromechanische, Wankstabilisatoren ausgebildet. Der erste und der zweite Wankstabilisator 2, 2' weist jeweils einen Aktor, insbesondere einen Elektromotor, auf, der ein Dreh- bzw. Torsionsmoment erzeugen kann. Beide Wankstabilisatoren 2, 2' weisen jeweils einen ersten Wankstabilisator-Sensor zur Messung einer ersten Messgröße auf, beispielsweise eines Drehmoments, das ein Stabilisatorelement, auf Torsion beansprucht. Zudem sind in beiden Wankstabilisatoren 2, 2' weitere Wankstabilisator-Sensoren vorgesehen, über welche ein Drehwinkel zwischen zwei Elementen des Wankstabilisators 2, 2', eine Drehzahl des Aktors des Wankstabilisators 2, 2' und die Temperatur gemessen werden.
Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ferner mehrere, insbesondere vier, Radlager 3, 3', 3", 3"', welche jeweils ein Rad des Kraftfahrzeugs lagern. Bei den Rädern kann es sich sowohl um angetriebene als auch um nicht angetriebene Räder handeln. Jedes der Radlager 3, 3', 3", 3"', weist einen Radlager-Sensor zur Messung einer zweiten Messgröße auf, beispielsweise eine in einer ersten Raumrichtung wirkende Kraft oder Beschleunigung. Ferner sind in den Radlagern 3, 3', 3", 3'" weitere Radlager-Sensoren vorgesehen, über welche eine in eine zweite Raumrichtung wirkende Kraft oder Beschleunigung gemessen wird, wobei die zweite Raumrichtung senkrecht zur erste Raumrichtung angeordnet ist. Zudem wird über einen weiteren Radlager-Sensor der Radlager 3, 3', 3", 3'" eine in eine dritte Raumrichtung wirkende Kraft oder Beschleunigung gemessen, wobei die dritte Raumrichtung senkrecht zu der Ersten und senkrecht zu der zweiten Raumrichtung angeordnet ist. Insofern können Bewegungen im dreidimensionalen Raum vollständig erfasst werden. Darüber hinaus können noch weitere Radlager-Sensoren vorgesehen sein, beispielweise zur Messung einer Drehzahl des jeweiligen durch das Radlager gelagerten Rads oder zur Messung einer auf das jeweilige Rad wirkenden Bremskraft. Mehrere der Radlager-Sensoren, insbesondere diejenigen Radlager-Sensoren, die eine Kraft oder Beschleunigung messen, sind bevorzugt in einer Sensoreinheit zusammengefasst.
Ein weiterer Bestandteil der Kraftfahrzeugs 1 ist eine Positionsbestimmungseinrichtung 4, über welche die Position des Kraftfahrzeugs 1 bestimmt werden kann. Die Positionsbestimmungseinrichtung 4 weist einen zum Empfang von Satellitennavigationssignalen eingerichteten Empfänger auf. Der Empfänger ist bevorzugt für den Empfang von Satellitennavigationssignalen eines globalen Satellitennavigationssystems eingerichtet, beispielsweise des GPS, GLONASS, Galileo oder Beidou.
Ferner umfasst das Kraftfahrzeug 1 eine Berechnungseinrichtung 5, die dazu eingerichtet ist, zumindest die Messgröße der Wankstabilisator-Sensoren und Radlager-Sensoren als auch die Position des Kraftfahrzeugs 1 zu empfangen und zumindest anhand der ersten Messgröße, der zweiten Messgröße und der Position des Kraftfahrzeugs 1 eine positionsbezogene Straßenqualitätsangabe zu ermitteln. Diese positionsbezogene Straßenqualitätsangabe kann als Datenpaket vorliegen, das neben der Straßenqualitätsangabe zusätzlich eine Position enthält, auf welche sich die Straßenqualitätsangabe bezieht. Die positionsbezogene Straßenqualitätsangabe kann in einem fahrzeugfesten Speicher 10 abgelegt werden oder über eine insbesondere drahtlose Kommunikationsverbindung an einen fahrzeugexternen Speicher übertragen werden.
Die auf diese Weise ermittelten positionsbezogenen Straßenqualitätsangaben können genutzt werden, um den Fahrer des Kraftfahrzeugs über die Qualität des befahrenen Streckenabschnitts zu informieren. Alternativ oder zusätzlich können die positionsbezogenen Straßenqualitätsangaben in eine Straßenkarte eingehen und/oder zur prädiktiven Einstellung eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs genutzt werden.
In der Darstellung in 2 ist schematisch ein Kraftfahrzeugsystem 20 gezeigt, welches ein erstes Kraftfahrzeug 1' umfasst, dessen Fahrwerk zumindest ein einstellbares Fahrwerkselement, beispielsweise einen Wankstabilisator, aufweist. Mit diesem Kraftfahrzeugsystem 20 kann ein Verfahren zur Einstellung eines Fahrwerkselements verwirklicht werden.
Ein weiterer Bestandteil des Kraftfahrzeugsystems 20 ist ein zweites Kraftfahrzeug 1, das wie im Zusammenhang mit 1 beschrieben ausgestaltet sein kann. Das zweite Kraftfahrzeug 2 umfasst mindestens einen Wankstabilisator 2, 2', der einen Wankstabilisator-Sensor zur Messung einer ersten Messgröße aufweist, mindestens ein Radlager 3, 3', 3", 3"', das einen Radlager-Sensor zur Messung einer zweiten Messgröße aufweist, und eine Positionsbestimmungseinrichtung 4 zur Bestimmung der Position des zweiten Kraftfahrzeugs 1. Ferner ist in dem zweiten Kraftfahrzeug 1 eine Berechnungseinrichtung 5 vorgesehen, die konfiguriert ist eine positionsbezogene Straßenqualitätsangabe zumindest anhand der ersten Messgröße, der zweiten Messgröße und der Position des zweiten Kraftfahrzeugs zu ermitteln.
Die positionsbezogene Straßenqualitätsangabe wird von dem zweiten Kraftfahrzeug 1 an das erste Kraftfahrzeug 1' insbesondere über eine drahtlose Kommunikationsverbindung oder ein Kommunikationsnetz übermittelt. In dem ersten Kraftfahrzeug 1' ist eine Einstelleinrichtung vorhanden, die konfiguriert ist, das Fahrwerkselement des ersten Kraftfahrzeugs 1' auf Grundlage der positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe einzustellen. Hierdurch kann der Komfort und/oder die Sicherheit beim Fahren mit dem ersten Kraftfahrzeug 1' erhöht werden. Zudem ist es möglich, dem Fahrer des ersten Kraftfahrzeugs Warnhinweise anzugeben, die auf den positionsbezogenen Straßenqualitätsangaben beruhen, beispielsweise eine Warnung betreffend eine besonders scharfe Kurve, eine rasche Kurvenabfolge oder eine Unebenheit.
Gemäß einer in 2 mit gestrichelten Linien dargestellten, alternativen Ausgestaltung des Kraftfahrzeugsystems 20 ist die Berechnungseinrichtung 5' des Kraftfahrzeugsystems 20 von dem ersten Kraftfahrzeug 1' und dem zweiten Kraftfahrzeug 1 entfernt angeordnet, beispielsweise als Teil eines Kommunikationsnetzwerks. In diesem Fall werden die in dem zweiten Kraftfahrzeug 1 ermittelten Daten, insbesondere die erste Messgröße, die zweite Messgröße und die Position des zweiten Kraftfahrzeugs 1, an die Berechnungseinrichtung 5' übertragen. Die in der Berechnungseinrichtung 5' ermittelten positionsbezogenen Straßenqualitätsangaben werden dann von der Berechnungseinrichtung 5' an das erste Kraftfahrzeug 1 übertragen.
Anhand der Darstellung in 3 soll nachfolgend auf das Verfahren zur Erfassung einer positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe beim Fahren mit einem Kraftfahrzeug 1 eingegangen werden, wie es am Beispiel der 1 beschrieben worden ist.
Die Wankstabilisator-Sensoren und die Radlager-Sensoren messen kontinuierlich. Dabei wird überwacht, ob die erste Messgröße eines Wankstabilisator-Sensors einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. Wird als erste Messgröße das Drehmoment überwacht, das ein Stabilisatorelement, auf Torsion beansprucht, so ist der vorgegebene Schwellenwert ein Drehmoment-Schwellenwert. Bei Überschreiten des Drehmoment-Schwellenwerts wird in einen Detektionsschritt 100 übergegangen, d.h. dass ein Ereignis detektiert wurde, dass von einem vorgegebenen Normalzustand, beispielsweise einer Geradeausfahrt über ebenes Gelände, abweicht. Gleichzeitig wird in einem Aktivierungsschritt 103 der Aktor des Wankstabilisators 2, 2' aktiviert, so dass dieser dem detektierten Drehmoment entgegenwirken kann. Ferner werden in einem Messschritt 101 mittels der Radlager-Sensoren Messgrößen gemessen, beispielsweise Kräfte oder Beschleunigungen in drei zueinander senkrechten Raumrichtungen. Optional wird eine Messgröße eines weiteren Wankstabilisator-Sensors gemessen. Ferner wird in einem Positionsbestimmungsschritt 102 über die Positionsbestimmungseinrichtung 4 die Position des Kraftfahrzeugs 1 bestimmt. In den Auswertungsschritten 104 und 105 werden die von den Wankstabilisator-Sensoren und den Radlager-Sensoren gemessenen Messgrößen ausgewertet. Insbesondere wird im Rahmen der Auswertung die Impulsdauer und die Änderungsrate der Messgrößen bestimmt. Die ermittelten Impulsdauern und Änderungsraten der Messgrößen werden in einem nachfolgenden Klassifikationsschritt 106 zur Klassifikation des Ereignisses herangezogen. Hierbei erfolgt jeweils ein Vergleich der jeweiligen Impulsdauer mit einem vorgegeben Impulsdauer-Schwellenwert und ein Vergleich der jeweiligen Änderungsrate mit einem vorgegebenen Änderungsraten-Schwellenwert. In einem beispielhaften Klassifikationsschema werden folgenden Zuordnungen erkannt:
Ist die Impulsdauer der ersten Messgröße des Wankstabilisator-Sensors größer als ein erster Impulsdauer-Schwellenwert und die Änderungsrate der ersten Messgröße kleiner als ein erster Änderungsraten-Schwellenwert, so wird das Ereignis als Kurve klassifiziert.
Ist die Impulsdauer einer Messgröße des Radlager-Sensors größer als ein zweiter Impulsdauer-Schwellenwert und die Änderungsrate der Messgröße des Radlager-Sensors kleiner als ein zweiter Änderungsraten-Schwellenwert, so wird das Ereignis als Kurve oder Steigung/Gefälle klassifiziert.
Ist die Impulsdauer der ersten Messgröße des Wankstabilisator-Sensors kleiner als ein dritter Impulsdauer-Schwellenwert und die Änderungsrate der ersten Messgröße größer als ein dritter Änderungsraten-Schwellenwert, so wird das Ereignis als Unebenheit, insbesondere Schlagloch oder Hindernis, klassifiziert.
Ist die Impulsdauer einer Messgröße des Radlager-Sensors kleiner als ein vierter Impulsdauer-Schwellenwert und die Änderungsrate der Messgröße des Radlager-Sensors größer als ein vierter Änderungsraten-Schwellenwert, so wird das Ereignis als Unebenheit, insbesondere Schlagloch oder Hindernis, klassifiziert.
Im Kombinationsschritt 107 wird das Ergebnis der Klassifikation, die Straßenqualitätsangabe, mit der im Positionsbestimmungsschritt 102 bestimmten Position des Kraftfahrzeugs 1 verbunden, so dass eine positionsbezogene Straßenqualitätsangabe erhalten wird.
Gemäß einer Abwandlung der dargestellten Verfahrensablaufs wird überwacht, ob eine Messgröße eines Radlager-Sensors einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt und bei Überschreiten dieses Schwellenwerts die Messung der Messgrößen der Wankstabilisator-Sensoren und Radlager-Sensoren gestartet.
Bezugszeichenliste

1, 1': Kraftfahrzeug
2, 2': Wankstabilisator
3, 3', 3", 3'": Radlager
4: Positionsbestimmungseinrichtung
5, 5': Berechnungseinrichtung
10: Speicher
20: Kraftfahrzeugsystem
100: Detektionsschritt
101: Messschritt
102: Positionsbestimmungsschritt
103: Aktivierungsschritt
104: Auswertungsschritt
105: Auswertungsschritt
106: Klassifikationsschritt
107: Kombinationsschritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 9108640 B2 [0002]

Claims

Verfahren zur Erfassung einer positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe beim Fahren mit einem Kraftfahrzeug (1), das mindestens einen Wankstabilisator (2, 2') mit einem Wankstabilisator-Sensor, mindestens ein Radlager (3, 3', 3", 3"') mit einem Radlager-Sensor und eine Positionsbestimmungseinrichtung (4) aufweist, wobei mit dem Wankstabilisator-Sensor eine erste Messgröße und mit dem Radlager-Sensor eine zweite Messgröße gemessen wird, wobei mit der Positionsbestimmungseinrichtung (4) die Position des Kraftfahrzeugs bestimmt wird und die positionsbezogene Straßenqualitätsangabe zumindest anhand der ersten Messgröße, der zweiten Messgröße und der Position des Kraftfahrzeugs ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messgröße eine Angabe für einen Drehwinkel zwischen zwei Elementen des Wankstabilisators (2, 2'), für ein Drehmoment, welches ein Stabilisatorelement auf Torsion beansprucht, für ein Drehmoment eines Aktors des Wankstabilisators, für eine Drehzahl eines Aktors des Wankstabilisators oder für eine Temperatur ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Messgröße eine Angabe für eine in einer vorgegebenen Raumrichtung wirkende Kraft, für eine in einer vorgegebenen Raumrichtung wirkende Beschleunigung, für eine Drehzahl eines durch das Radlager (3, 3', 3", 3"') gelagerten Rads oder für eine auf ein durch das Radlager (3, 3', 3", 3"') gelagertes Rad wirkende Bremskraft ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug mehrere Radlager (3, 3', 3", 3"') mit jeweils einem Radlager-Sensor aufweist, wobei mit den Radlager-Sensoren der Radlager mehrere zweite Messgrößen ermittelt werden, wobei die positionsbezogene Straßenqualitätsangabe zumindest anhand der erste Messgröße, der mehreren zweiten Messgrößen und der Position des Kraftfahrzeugs (1) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) mehrere Wankstabilisatoren (2, 2') mit jeweils einem Wankstabilisator-Sensor aufweist, wobei mit den Wankstabilisator-Sensoren der Wankstabilisatoren mehrere erste Messgrößen ermittelt werden, wobei die positionsbezogene Straßenqualitätsangabe zumindest anhand der mehreren ersten Messgrößen, der zweiten Messgröße und der Position des Kraftfahrzeugs (1) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wankstabilisator (2, 2') zumindest einen weiteren Wankstabilisator-Sensor aufweist, wobei mit dem weiteren Wankstabilisator-Sensor eine dritte Messgröße gemessen wird, und/oder dass das Radlager (3, 3', 3", 3"') zumindest einen weiteren Radlager-Sensor aufweist, wobei mit dem weiteren Radlager-Sensor eine zusätzliche vierte Messgröße gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Straßenqualitätsangabe eine Impulsdauer und/oder eine Änderungsrate des ersten Messwerts und/oder des zweiten Messwerts bestimmt werden.
Verfahren zur Einstellung eines Fahrwerkselements eines ersten Kraftfahrzeugs (1'), wobei mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eine positionsbezogene Straßenqualitätsangabe beim Fahren mit einem zweiten Kraftfahrzeug (1) ermittelt wird und ein einstellbares Fahrwerkselement des ersten Kraftfahrzeugs (1') auf Grundlage der positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe eingestellt wird.
Kraftfahrzeug mit mindestens einem Wankstabilisator (2, 2'), der einen Wankstabilisator-Sensor zur Messung einer ersten Messgröße aufweist, mit mindestens einem Radlager (3, 3', 3", 3"'), das einen Radlager-Sensor zur Messung einer zweiten Messgröße aufweist, mit einer Positionsbestimmungseinrichtung (4) zur Bestimmung der Position des Kraftfahrzeugs (1), und mit einer Berechnungseinrichtung (5), die konfiguriert ist eine positionsbezogene Straßenqualitätsangabe zumindest anhand der ersten Messgröße, der zweiten Messgröße und der Position des Kraftfahrzeugs (1) zu ermitteln.
Kraftfahrzeugsystem - mit einem ersten Kraftfahrzeug (1'), das ein einstellbares Fahrwerkselement umfasst, - mit einem zweiten Kraftfahrzeug (1), das mindestens einen Wankstabilisator (2, 2'), der einen Wankstabilisator-Sensor zur Messung einer ersten Messgröße aufweist, mindestens ein Radlager (3, 3', 3", 3"'), das einen Radlager-Sensor zur Messung einer zweiten Messgröße aufweist, und eine Positionsbestimmungseinrichtung (4) zur Bestimmung der Position des zweiten Kraftfahrzeugs (1) umfasst, - mit einer Berechnungseinrichtung (5, 5'), die konfiguriert ist eine positionsbezogene Straßenqualitätsangabe zumindest anhand der ersten Messgröße, der zweiten Messgröße und der Position des zweiten Kraftfahrzeugs (1) zu ermitteln, und - mit einer Einstelleinrichtung, die konfiguriert ist, das Fahrwerkselement des ersten Kraftfahrzeugs (1') auf Grundlage der positionsbezogenen Straßenqualitätsangabe einzustellen.