DE102017203331A1

DE102017203331A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen der Dämpfkraft-Charakteristik von Schwingungsdämpfern im Fahrwerk eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102017203331A1
Application number: DE102017203331.2A
Authority: DE
Inventors: Tommaso D'Avanzo; Thomas Sollacher
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-03-01
Filing date: 2017-03-01
Publication date: 2018-09-06
Anticipated expiration: 2037-03-02
Also published as: DE102017203331B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Einstellen der Dämpfkraft-Charakteristik von Schwingungsdämpfern im Fahrwerk eines Fahrzeugs unter Berücksichtigung von Ortsinformationen über eine zumindest regionale Unebenheitswahrscheinlichkeit einer Fahrbahn, auf welcher sich das Fahrzeug befindet, und ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines Grenzwertes für die Unebenheitswahrscheinlichkeit die Zugstufe der Dämpfer-Charakteristik härter eingestellt wird als bei Unterschreiten dieses Grenzwertes. Als regionale Unebenheitswahrscheinlichkeit wird dabei die Wahrscheinlichkeit bezeichnet, dass auf einer für den öffentlichen Straßenverkehr zugelassenen Fahrbahn in einer begrenzten Region ein bestimmtes Maß von Unebenheit anzutreffen ist. Bei der begrenzten Region kann es sich dabei um ein weitläufiges Gebiet handeln, welches sich bspw. über Hunderte von Quadratkilometern erstrecken kann, aber auch um einen eng begrenzten Fahrbahnabschnitt, der sich bspw. nur über 10 Meter einer bestimmten Fahrbahn streckt. Mit einer härteren Zugstufe kann die Wahrscheinlichkeit von Reifenschäden oder allgemein von Schäden an den Fahrzeug-Rädern verringert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Dämpfkraft-Charakteristik von Schwingungsdämpfern im Fahrwerk eines Fahrzeugs unter Berücksichtigung von Ortsinformationen über eine zumindest regionale Unebenheitswahrscheinlichkeit einer Fahrbahn, auf welcher sich das Fahrzeug befindet. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung sowie ein Computerprogrammprodukt und weiterhin ein Fahrzeug mit hinsichtlich ihrer Dämpfungscharakteristik verstellbaren Schwingungsdämpfern. Als beispielhafter Stand der Technik für solche Schwingungsdämpfer sei die DE 41 12 004 A1 genannt; ferner wird zum Stand der Technik auf DE 10 2014 214 729 A1 und WO 2014/197448 A1 sowie DE 10 2015 208 336 A1 verwiesen.
Die letztgenannte Schrift beschreibt ein Verfahren zum Steuern einer Einfederbewegung einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs über einen in seiner Dämpfkraft variierbaren Schwingungsdämpfer in Abhängigkeit von der Fahrbahnbeschaffenheit, wobei mittels einer Sensorik die Vertikalbeschleunigung oder der Ausfederweg einer ungefederten Masse der Radaufhängung ermittelt wird und von einem Steuergerät ab einem festgelegten Mindestbetrag des ermittelten Messwerts die Dämpfkraft der Druckstufe des Schwingungsdämpfers so eingestellt wird, dass die darauf folgende Einfederbewegung der Radaufhängung so erfolgt, dass die Fahrzeugkarosserie keine Fahrbahnberührung erfährt. Hiermit wird also ein Aufsetzen des Fahrzeug-Aufbaus auf stark unebenem Untergrund vermieden.
Auf einem stark unebenen Untergrund bzw. einer solchen Fahrbahn, welche insbesondere ein Vielzahl von Schlaglöchern oder dgl. aufweisen kann, können aber auch die Reifen oder allgemein die Räder des Fahrzeugs Schaden nehmen, insbesondere wenn es sich um eine länger andauernde Belastung durch Schlaglöcher oder Schwellen oder dgl. handelt. Ein Vorschlag, mit dem dies vermieden werden kann, ist in der eingangs genannten DE 10 2014 214 729 A1 beschrieben. Darin ist ein Verfahren zum Erstellen einer digitalen Karte vorgeschlagen, die eine Grundlage für Fahrerassistenzsysteme bildet. Diese Systeme sollen den Fahrer unterstützen, indem sie beispielsweise Warnsignale ausgegeben oder selbstständig die Geschwindigkeit reduzieren, wenn die Straßenverhältnisse dies erfordern. Die vorgeschlagene Karte soll derart funktionieren, dass beim Auftreten eines Straßenschadens die aktuelle Fahrzeugposition mittels globaler Satellitennavigation ermittelt wird. Diese Information soll in die Karte eingetragen werden, sodass sowohl das eigene Fahrzeug als auch andere Fahrzeuge darauf zugreifen können. Somit sind lokale Bereiche mit schlechten Straßenverhältnissen im Vorfeld bekannt und das Fahrzeug kann entsprechend seiner Assistenzsysteme geeignet agieren. In diesem Zusammenhang kann noch die WO 2014/197448 A1 genannt werden, die ein System zur Analyse einer Oberfläche beschreibt, welches auf Basis von Bildern Oberflächenschäden erkennt. Jedes Bild wird zu diesem Zweck mit Hilfe eines GPS-Moduls um eine Geo-Koordinate erweitert sowie mit einem Zeitstempel versehen. Mit diesen Informationen lassen sich Trends ermitteln bezüglich der weiteren Oberflächendegradierung. Ein Anwendungsgebiet sind insbesondere Straßenreparaturen.
Mit der vorliegenden Erfindung soll nun aufgezeigt werden, wie die Reifen oder Räder eines Fahrzeugs auf einer sog. Schlechtwegestrecke, d.h. auf stark unebenem Untergrund wie einer Fahrbahn mit einer Vielzahl von Schlaglöchern oder dgl., geschont oder weniger belastet werden können, ohne dass ein Umfahren dieser Schlaglöcher praktiziert und/oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zwangsweise herabgesetzt wird (= Aufgabe der Erfindung).
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des Anspruchs 1, während eine entsprechende Vorrichtung und ein Computerprogramm-(Produkt) in den Ansprüchen 4 und 6 angegeben ist. Ein Fahrzeug (und somit quasi eine Grundlage für ein erfindungsgemäßes Verfahren ist in Anspruch 7 angegeben und auch dahingehend weitergebildet, dass ein Fahrzeug-Nutzer selbst auf einfache Weise für eine Schonung der Reifen seines Fahrzeugs sorgen kann.
Erfindungsgemäß wurde nämlich erkannt, dass beim Überfahren eines Schlaglochs oder einer sonstigen intensiven Unebenheit in einer Fahrbahn die Gefahr eines Rad- oder Reifenschadens durch eine harte (bzw. gegenüber der üblichen auch auf Komfort bedachten Fahrwerksauslegung härtere) Dämpferzugstufe deutlich reduziert werden kann. Dies lässt sich damit erklären, dass bei der üblichen auch auf Komfort bedachten Fahrwerksauslegung mit einer (gegenüber der nun hier vorgeschlagenen harten oder härteren Zugstufe) weicheren Dämpfer-Zugstufe die Räder des Fahrzeugs beim Überfahren eines Schlaglochs oder dgl. gegenüber dessen Karosserie relativ schnell und stark ausfedern und sich folglich bei der anschließenden Zurück-Bewegung (= Einfedern mit der Dämpfer-Druckstufe) eine relativ große sog. Eintauchtiefe (des Fahrzeug-Aufbaus gegenüber dessen Rädern) ergibt, welche ihrerseits eine hohe Reifenbelastung verursacht. Um letztere zu reduzieren, soll vorliegend die Einstellung einer gegenüber der normalen Auslegung härteren Dämpfercharakteristik ausschließlich in der Dämpfer-Zugstufe, also beim Ausfedern der Räder, beim Befahren einer Schlechtwegestrecke möglich sein. Mit einer härteren Zugstufe federt das jeweilige Rad beim Überfahren eines Schlaglochs um ein geringeres Maß aus und damit nachfolgend auch wieder weniger ein, was zu einer geringeren Belastung der Räder sowie der an den Rädern aufgezogenen Reifen führt. Eine solche härtere Zugstufe kann dabei selbsttätig oder manuell vom Fahrer bzw. Nutzer des Fahrzeugs eingestellt werden, wenn er eine sog. Schlechtwegestrecke erkennt oder wenn eine solche geeignet erkannt wird.
Das Fahrzeug kann somit bspw. in Form eines Schalters oder Tasters mit einer besonderen Fahrwerks-Einstellungsoption „Schlechtwege-Modus“ ausgerüstet sein, welche vom Fahrer gewählt werden kann. Damit wird im Fahrwerk bzw. in dessen Dämpfern eine Änderung der Fahrwerksabstimmung im Sinne einer härteren Dämpfer-Zugstufe vorgenommen. Zwar wird als Folge dessen der Fahrkomfort etwas herabgesetzt, aber beim Befahren einer Schlechtwegestrecke sollten die Komfort-Erwartungen der FahrzeugInsassen ohnehin nicht allzu hoch sein. Nun kann - vergleichbar der eingangs bereits gewürdigten DE 10 2014 214 729 A1 - die Information über das örtliche Vorliegen einer Schlechtwegestrecke gespeichert und durch Funkübertragung bspw. auf einem Datenserver gesammelt werden, so dass diese Information entweder für dasselbe Fahrzeug oder auch für andere Fahrzeuge zur Verfügung steht und zu einem späteren Zeitpunkt, wenn sich das Fahrzeug (bspw. über GPS erkennbar) wieder an diesem Ort befindet, abgerufen werden kann. Damit kann somit eine Landkarte oder allgemein eine Ortsinformation über eine zumindest regionale Unebenheitswahrscheinlichkeit einer Fahrbahn erstellt werden, worauf an späterer Stelle noch näher eingegangen wird.
Zunächst sei jedoch das vorgeschlagene und beanspruchte erfindungsgemäße Verfahren zum Einstellen der Dämpfkraft-Charakteristik von Schwingungsdämpfern im Fahrwerk eines Fahrzeugs unter Berücksichtigung von Ortsinformationen über eine zumindest regionale Unebenheitswahrscheinlichkeit einer Fahrbahn, auf welcher sich das Fahrzeug befindet, beschrieben. Demnach wird bei Überschreiten eines (vorgegebenen) Grenzwertes für die Unebenheitswahrscheinlichkeit die Zugstufe der Dämpfer-Charakteristik selbsttätig, d.h. veranlasst durch eine elektronische Steuereinheit oder dgl., härter eingestellt als bei Unterschreiten dieses Grenzwertes. Basierend bspw. auf Marktrückmeldungen, vorhandenes Wissen oder auch früher gesammelte Fahrzeugdaten können bspw. grobgranulare Landkarten für Schlechtwege-Regionen erstellt werden bzw. vorliegen. Befindet sich nun ein erfindungsgemäß befähigtes (bzw. ausgerüstetes) Fahrzeug innerhalb einer solchen Schlechtwege-Region, so wird das Fahrzeug bzw. dessen Fahrwerk automatisch in den Zustand „Schlechtwege-Modus“ überführt, in welchem eine härtere Dämpfer-Zugstufe eingestellt ist, als wenn sich das Fahrzeug außerhalb einer solchen Schlechtwege-Region befindet.
Bei einer solchen (örtlich begrenzten) Schlechtwege-Region kann es sich dabei entweder um ein weitläufiges Gebiet handeln, welches sich bspw. über Hunderte von Quadratkilometern erstrecken kann, aber alternativ auch nur um einen eng begrenzten Fahrbahnabschnitt, der sich bspw. nur über 10 Meter einer bestimmten Fahrbahn streckt. Selbstverständlich ist jede dazwischen liegende Regionen-Größe ebenso wie ein Überschreiten oder Unterschreiten der angegebenen Beispiele möglich.
Im Patentanspruch wird ferner von einer sog. regionalen Unebenheitswahrscheinlichkeit gesprochen. Als solche wird vorliegend die Wahrscheinlichkeit bezeichnet, dass auf einer für den öffentlichen Straßenverkehr zugelassenen Fahrbahn in einer örtlich begrenzten Region, nämlich der vorstehend genannten Schlechtwege-Region ein bestimmtes Maß oder Ausmaß von Unebenheit anzutreffen ist. Dieses Maß oder Ausmaß kann dabei unterschiedlich definiert sein, bspw. in Form der durchschnittlichen Anzahl von Schlaglöchern je Quadratmeter, wobei diese Schlaglöcher zusätzlich hinsichtlich ihrer Intensität bzw. Abmessungen klassifiziert sein können. Wesentlich ist nur, dass für eine Region welcher Größe auch immer ein Wahrscheinlichkeitsmaß für das Vorliegen von Fahrbahnunebenheiten, insbesondere von Schlaglöchern oder Schwellen oder ähnlichem existiert, auf welches von einer elektronischen Steuereinheit zugegriffen werden kann. Erkennt diese elektronische Steuereinheit unter Rückgriff auf eine Positionsbestimmung des Fahrzeugs dann, dass sich das Fahrzeug in einer Region befindet, in welcher das genannte Wahrscheinlichkeitsmaß, nämlich die regionale Unebenheitswahrscheinlichkeit oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegt, so erfolgt eine Härter-Stellung der Dämpfer-Zugstufe.
Es kann vorgesehen sein, dass dem Nutzer oder Fahrer des Fahrzeugs eine durch die regionale Unebenheitswahrscheinlichkeit veranlasste härtere Zugstufe der Dämpfer-Charakteristik mitgeteilt wird, bspw. durch eine geeignete Anzeige auf einem Bordmonitor oder in der Armaturentafel des Fahrzeugs. Dies hat den Vorteil, dass der Fahrer durch die daraus resultierende Komforteinbuße nicht verunsichert wird und insbesondere kann sich der Fahrer auch in seiner Führung des Fahrzeugs, insbesondere hinsichtlich der Fahrgeschwindigkeit, auf die Schlechtwegestrecke einstellen, was ohne eine solche Funktion insbesondere bei Dunkelheit kaum möglich ist. Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, dass dem Nutzer des Fahrzeugs ermöglicht wird, eine Einstellung einer härteren Zugstufe der Dämpfer-Charakteristik zu verhindern oder rückgängig zu machen, falls er dem Fahrkomfort eine höhere Bedeutung beimisst als einer Verlängerung der Lebensdauer der Fahrzeug-Reifen und/oder Räder.
Neben dem soweit beschriebenen Verfahren wird auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beansprucht, mit einer geeigneten Sensorik zum Ermitteln der (aktuellen) Fahrzeugposition sowie mit Mitteln zur Abfrage der regionalen Unebenheitswahrscheinlichkeit (bspw. bei einem fahrzeuginternen Datenspeicher oder bei einem externen Server) sowie einer geeigneten Schnittstelle zur fahrzeuginternen Ansteuerung der Fahrzeug-Schwingungsdämpfer. Beansprucht wird auch ein Computerprogramm und/oder ein Computerprogrammprodukt, umfassend ausführbaren Programmcode, welcher bei Ausführung durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung ein Verfahren wie beschrieben ausführt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4112004 A1 [0001]
DE 102014214729 A1 [0001, 0003, 0007]
WO 2014/197448 A1 [0001, 0003]
DE 102015208336 A1 [0001]

Claims

Verfahren zum Einstellen der Dämpfkraft-Charakteristik von Schwingungsdämpfern im Fahrwerk eines Fahrzeugs unter Berücksichtigung von Ortsinformationen über eine zumindest regionale Unebenheitswahrscheinlichkeit einer Fahrbahn, auf welcher sich das Fahrzeug befindet, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines Grenzwertes für die Unebenheitswahrscheinlichkeit die Zugstufe der Dämpfer-Charakteristik härter eingestellt wird als bei Unterschreiten dieses Grenzwertes.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei dem Nutzer des Fahrzeugs eine durch die regionale Unebenheitswahrscheinlichkeit veranlasste härtere Zugstufe der Dämpfer-Charakteristik mitgeteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei dem Nutzer des Fahrzeugs ermöglicht wird, eine Einstellung einer härteren Zugstufe der Dämpfer-Charakteristik zu verhindern oder rückgängig zu machen.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 mit einer geeigneten Sensorik zum Ermitteln der Fahrzeugposition sowie mit Mitteln zur Abfrage der regionalen Unebenheitswahrscheinlichkeit und einer geeigneten Schnittstelle zur fahrzeuginternen Ansteuerung der Fahrzeug-Schwingungsdämpfer.
Vorrichtung nach Anspruch 4 mit einem Eingabeelement für den Fahrzeug-Nutzer, mit Hilfe dessen dieser eine Einstellung einer härteren Zugstufe der Dämpfer-Charakteristik verhindern oder rückgängig machen kann.
Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt, umfassend ausführbaren Programmcode, welcher bei Ausführung durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ausführt.
Fahrzeug mit semiaktiven oder aktiven Schwingungsdämpfern, deren Dämpfungscharakteristik geeignet veränderbar ist und bei dem die Möglichkeit besteht, ausschließlich die Zugstufe der Schwingungsdämpfer härter oder weicher zu schalten.
Fahrzeug nach Anspruch 7, bei dem einem Nutzer oder Fahrer des Fahrzeugs die Möglichkeit eingeräumt ist, ausschließlich die Zugstufe der Schwingungsdämpfer härter oder weicher zu schalten.