DE102019113873B4 - Verfahren zur erfassung der abnutzung einer aufhängungsfeder und defekttoleranten reifenkraftschätzung - Google Patents

Verfahren zur erfassung der abnutzung einer aufhängungsfeder und defekttoleranten reifenkraftschätzung Download PDF

Info

Publication number
DE102019113873B4
DE102019113873B4 DE102019113873.6A DE102019113873A DE102019113873B4 DE 102019113873 B4 DE102019113873 B4 DE 102019113873B4 DE 102019113873 A DE102019113873 A DE 102019113873A DE 102019113873 B4 DE102019113873 B4 DE 102019113873B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
spring
spring force
force estimate
wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102019113873.6A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102019113873A1 (de
Inventor
SeyedAlireza Kasaiezadeh Mahabadi
Seyedeh Asal Nahidi
James H. Holbrook
Jin-Jae Chen
Bakhtiar B. Litkouhi
Hualin Tan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of DE102019113873A1 publication Critical patent/DE102019113873A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102019113873B4 publication Critical patent/DE102019113873B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/016—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/04—Suspension or damping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/018—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method
    • B60G17/0182—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method involving parameter estimation, e.g. observer, Kalman filter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D35/00—Vehicle bodies characterised by streamlining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D35/00—Vehicle bodies characterised by streamlining
    • B62D35/005—Front spoilers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D35/00—Vehicle bodies characterised by streamlining
    • B62D35/007—Rear spoilers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/04—Measuring force or stress, in general by measuring elastic deformation of gauges, e.g. of springs
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L25/00—Testing or calibrating of apparatus for measuring force, torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0057—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to spring-shaped elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/10—Type of spring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/08—Failure or malfunction detecting means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N2033/0078—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00 testing material properties on manufactured objects
    • G01N2033/0083—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00 testing material properties on manufactured objects vehicle parts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/026—Specifications of the specimen
    • G01N2203/0288—Springs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/88—Optimized components or subsystems, e.g. lighting, actively controlled glasses

Abstract

Verfahren zum Diagnostizieren einer Feder eines Aufhängungssystems eines Fahrzeugs, das ein aktives aerodynamisches System aufweist, wobei das Verfahren umfasst:Erfassen mindestens einer Fahreigenschaft des Fahrzeugs während des Betriebs des Fahrzeugs mit einem fahrzeugmontierten Sensor, wobei das aktive aerodynamische System ausgeschaltet ist;Berechnen eines ersten Federkraftschätzwerts aus der mindestens einen Fahreigenschaft des Fahrzeugs mit einer Rechenvorrichtung, wobei das Berechnen des ersten Federkraftschätzwerts das Berechnen einer statischen Lastübertragung, einer dynamischen Lastübertragung und einer Dämpfungskraft an jedem Rad des Fahrzeugs einschließt;Berechnen eines zweiten Federkraftschätzwerts aus einer nominellen Federkennlinie mit der Rechenvorrichtung; Vergleichen einer Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert mit einem Federschwellenwert, um zu bestimmen, ob die Differenz kleiner als der Federschwellenwert ist oder ob die Differenz gleich oder größer als der Federschwellenwert ist; undAktivieren eines Signals mit der Rechenvorrichtung, um eine Service-Empfehlung bereitzustellen, wenn die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert gleich oder größer als der Federschwellenwert ist,wobei das Berechnen des ersten Federkraftschätzwerts das Berechnen einer relativen Beschleunigungsrate zwischen einer gefederten Masse und einer ungefederten Masse an jedem Rad des Fahrzeugs einschließt, undwobei das Berechnen des ersten Federkraftschätzwerts ferner als das Berechnen des ersten Federkraftschätzwerts unter Verwendung eines Kalman-Filters basierend auf der statischen Lastübertragung an jedem Rad des Fahrzeugs, der dynamischen Lastübertragung an jedem Rad des Fahrzeugs, der Dämpfungskraft an jedem Rad des Fahrzeugs und der relativen Beschleunigungsrate an jedem Rad des Fahrzeugs definiert ist.

Description

  • EINLEITUNG
  • Die Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Diagnostizieren einer Feder eines Aufhängungssystems eines Fahrzeugs mit einem aktiven aerodynamischen System.
  • Viele Fahrzeuge schließen eine Rechenvorrichtung ein, die eine Reifenbelastung berechnet, um ein weiteres Fahrzeugsystem zu steuern. Ein Beispiel für ein Fahrzeugsystem, das eine Schätzung der Reifenbelastung erfordert, ist ein aktives aerodynamisches System. Das aktive aerodynamische System kann ein steuerbares aerodynamisches Merkmal auf dem Fahrzeug einschließen, das eingeschaltet werden kann, um eine Menge von aerodynamischem Auftrieb, Abtrieb, und/oder eine erzeugte seitliche Kraft zu steuern oder einzustellen. Zum Beispiel kann das aktive aerodynamische System einen beweglichen Frontspoiler, einen beweglichen Heckspoiler, eine bewegliche Bodenwanne, bewegliche Lamellen usw. einschließen. Wenn das aktive aerodynamische System ausgeschaltet ist, behält es eine konstante Anfangsposition bei und bewegt sich nicht. Wenn es eingeschaltet ist, kann das aktive aerodynamische System von der Ausgangsposition in eine oder mehrere Steuerpositionen bewegt werden, um die Menge von aerodynamischem Auftrieb, Abtrieb und/oder erzeugter aerodynamischer seitlicher Kraft zu steuern. Das aktive aerodynamische System wird durch eine Rechenvorrichtung gesteuert, die eine Schätzung der Reifenbelastung verwendet, um die Position des aktiven aerodynamischen Systems zu steuern.
  • Die Rechenvorrichtung verwendet eine nominelle Federkennlinie, um die Reifenbelastung zu berechnen. Die Schätzung der Reifenbelastung kann verwendet werden, um ein Fahrzeugsystem zu steuern, wie etwa, aber nicht beschränkt auf, das beispielhafte aktive aerodynamische System. Die nominelle Federkennlinie stellt eine Beziehung zwischen einer Federkraft und einer Federverschiebung bereit. Die nominelle Federkennlinie wird basierend auf Eigenschaften der Feder, wenn sie hergestellt wird, definiert. Jedoch können sich bei der Verwendung oder als Reaktion auf eine übermäßige Belastung die Eigenschaften der Feder ändern, sodass die nominelle Federkennlinie die Beziehung zwischen der Federkraft und der Federverschiebung nicht mehr genau widerspiegelt.
  • DE 10 2016 207 789 A1 offenbart ein Verfahren zum Schätzen des Verschleißausmaßes eines Aufhängungssystems in einem Fahrzeug unter Verwendung einer Rechenvorrichtung. Ausgangs-Betriebsparameter des Aufhängungssystems werden empfangen, und es werden Bewegungsparameter des Fahrzeugs erfasst. Tatsächliche Betriebsparameter des Aufhängungssystems werden auf der Basis der erfassten Bewegungsparameter geschätzt. Ein Alarm, um das Verschleißausmaß des Aufhängungssystems anzuzeigen, wird basierend auf der Bestimmung einer Abweichung der tatsächlichen Betriebsparameter von den tatsächlichen Betriebsparametern bestimmt.
  • DE 103 58 335 B3 offenbart ein Verfahren und eine Anordnung zum Bestimmen von dynamischen Achslasten und/oder dynamischen Radlasten eines Radfahrzeuges, wobei in dem Radfahrzeug zumindest zwei jeweils quer zueinander gerichtete Linearbeschleunigungen des Radfahrzeuges und drei Drehraten, jeweils einer Drehbewegung oder einer Komponente einer Drehbewegung um eine Koordinatenachse des Radfahrzeuges, gemessen werden, wobei die drei Koordinatenachsen jeweils quer zueinander verlaufen, und unter Verwendung der zumindest zwei Linearbeschleunigungen und der drei Drehraten zumindest eine Achslast und/oder eine Radlast des Radfahrzeuges bestimmt wird.
  • DE 10 2008 053 860 A1 zeigt ein Kolben-Zylinder-Aggregat für Kraftfahrzeuge, eingebaut zwischen einer Radaufhängung und dem Fahrzeugaufbau einer zwischen dem Kolben-Zylinder-Aggregat und dem Fahrzeugaufbau angeordneten Schraubenfeder, mit mindestens einem Sensor, welche mit mindestens einer Überwachungseinrichtung in Verbindung steht, wobei zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Schraubenfeder ein mindestens erster Sensor und dem Fahrzeugaufbau und dem Kolben-Zylinder-Aggregat mindestens ein zweiter Sensor angeordnet ist und Signale des ersten und zweiten Sensors einer Auswerteelektronik zugeführt werden.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Diagnostizieren einer Feder eines Aufhängungssystems eines Fahrzeugs vorzuschlagen..
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Es wird ein Verfahren zum Diagnostizieren einer Feder eines Aufhängungssystems eines Fahrzeugs mit einem aktiven aerodynamischen System bereitgestellt. Das Verfahren schließt das Erfassen mindestens einer Fahreigenschaft eines Fahrzeugs während des Betriebs des Fahrzeugs ein, während das aktive aerodynamische System ausgeschaltet ist. Die Fahreigenschaft des Fahrzeugs wird mit einem fahrzeugmontierten Sensor erfasst. Die Fahreigenschaft des Fahrzeugs kann mindestens eine von einer Beschleunigungsrate des Fahrzeugs entlang einer X-Achse des Fahrzeugs, einer Beschleunigungsrate des Fahrzeugs entlang einer Y-Achse des Fahrzeugs, einer Beschleunigungsrate des Fahrzeugs entlang einer Z-Achse des Fahrzeugs, einer Rollrate des Fahrzeugs, eine Neigungsrate des Fahrzeugs oder einer vertikalen Beschleunigungsrate von mindestens einem Rad des Fahrzeugs einschließen. Eine Rechenvorrichtung berechnet einen ersten Federkraftschätzwert aus der mindestens einen Fahreigenschaft des Fahrzeugs. Die Rechenvorrichtung berechnet auch einen zweiten Federkraftschätzwert aus einer nominellen Federkennlinie. Die Rechenvorrichtung vergleicht dann eine Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert mit einem Federschwellenwert, um zu bestimmen, ob die Differenz kleiner als der Federschwellenwert ist oder ob die Differenz gleich oder größer als der Federschwellenwert ist. Die Rechenvorrichtung aktiviert ein Signal, um eine Service-Empfehlung bereitzustellen, wenn die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert gleich oder größer als der Federschwellenwert ist.
  • Das Berechnen des ersten Federkraftschätzwerts schließt das Berechnen einer statischen Lastübertragung und einer dynamischen Lastübertragung an jedem Rad des Fahrzeugs ein, das Berechnen einer Dämpfungskraft an jedem Rad des Fahrzeugs und das Berechnen einer relativen Beschleunigungsrate zwischen einer gefederten Masse und einer ungefederten Masse an jedem Rad des Fahrzeugs ein. Die Rechenvorrichtung berechnet dann den ersten Federkraftschätzwert unter Verwendung eines Kalman-Filters basierend auf der statischen Lastübertragung an jedem Rad des Fahrzeugs, der dynamischen Lastübertragung an jedem Rad des Fahrzeugs, der Dämpfungskraft an jedem Rad des Fahrzeugs und der relativen Beschleunigungsrate an jedem Rad des Fahrzeugs.
  • Es wird ein Verfahren zum Steuern eines aktiven aerodynamischen Systems eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren schließt das Erfassen mindestens einer Fahreigenschaft des Fahrzeugs während des Betriebs des Fahrzeugs ein, während das aktive aerodynamische System ausgeschaltet ist. Die Fahreigenschaft des Fahrzeugs wird mit einem fahrzeugmontierten Sensor erfasst. Eine Rechenvorrichtung berechnet einen ersten Federkraftschätzwert aus der mindestens einen Fahreigenschaft des Fahrzeugs. Die Rechenvorrichtung berechnet einen zweiten Federkraftschätzwert aus einer nominellen Federkennlinie. Die Rechenvorrichtung vergleicht dann eine Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert mit einem Federschwellenwert, um zu bestimmen, ob die Differenz kleiner als der Federschwellenwert ist oder ob die Differenz gleich oder größer als der Federschwellenwert ist. Wenn die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert kleiner als der Federschwellenwert ist, schaltet die Rechenvorrichtung das aktive aerodynamische System ein und steuert das aktive aerodynamische System unter Verwendung der nominellen Federkennlinie. Wenn die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert gleich oder größer als der Federschwellenwert ist, stellt die Rechenvorrichtung die nominelle Federkennlinie ein, um eine eingestellte Federkennlinie zu definieren. Die Rechenvorrichtung kann das aktive aerodynamische System dann einschalten und das aktive aerodynamische System unter Verwendung der eingestellten Federkennlinie steuern.
  • In einem Aspekt des Verfahrens zum Steuern des aktiven aerodynamischen Systems des Fahrzeugs schließt die mindestens eine Fahreigenschaft des Fahrzeugs mindestens eine von einer Beschleunigungsrate des Fahrzeugs entlang einer X-Achse des Fahrzeugs, einer Beschleunigungsrate des Fahrzeugs entlang einer Y-Achse des Fahrzeugs, einer Beschleunigungsrate des Fahrzeugs entlang einer Z-Achse des Fahrzeugs, einer Rollrate des Fahrzeugs, eine Neigungsrate des Fahrzeugs oder einer vertikalen Beschleunigungsrate von mindestens einem Rad des Fahrzeugs ein.
  • In einem Aspekt des Verfahrens zum Steuern des aktiven aerodynamischen Systems des Fahrzeugs aktiviert die Rechenvorrichtung ein Signal, um eine Service-Empfehlung bereitzustellen, wenn die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert gleich oder größer als der Federschwellenwert ist.
  • In einem Aspekt des Verfahrens zum Steuern des aktiven aerodynamischen Systems des Fahrzeugs berechnet die Rechenvorrichtung eine Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern des aktiven aerodynamischen Systems des Fahrzeugs schließt das Berechnen des ersten Federkraftschätzwerts das Berechnen einer statischen Lastübertragung und einer dynamischen Lastübertragung an jedem Rad des Fahrzeugs, das Berechnen einer Dämpfungskraft an jedem Rad des Fahrzeugs und das Berechnen einer relativen Beschleunigungsrate zwischen einer gefederten Masse und einer ungefederten Masse an jedem Rad des Fahrzeugs ein. Die Rechenvorrichtung verwendet dann einen Kalman-Filter, um den ersten Federkraftschätzwert basierend auf der statischen Lastübertragung an jedem Rad des Fahrzeugs, der dynamischen Lastübertragung an jedem Rad des Fahrzeugs, der Dämpfungskraft an jedem Rad des Fahrzeugs und der relativen Beschleunigungsrate an jedem Rad des Fahrzeugs zu berechnen.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern des aktiven aerodynamischen Systems des Fahrzeugs schließt das Einstellen der nominellen Federkennlinie, um die eingestellten Federkennlinie zu definieren, das Berechnen eines Umwandlungsfaktors ein, der betreibbar ist, um den zweiten Federkraftschätzwert in den ersten Federkraftschätzwert umzuwandeln. Die Rechenvorrichtung kann den Umwandlungsfaktor unter Verwendung eines Recessive-Least-Squares-Filters basierend auf dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert berechnen. Der Umwandlungsfaktor wird auf die nominelle Federkennlinie angewendet, um die eingestellte Federkennlinie zu definieren.
  • Es wird auch ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrzeug schließt ein aktives aerodynamisches System ein, das einschaltbar ist, um den aerodynamischen Abtrieb auf dem Fahrzeug einzustellen. Das Fahrzeug schließt ferner ein Aufhängungssystem mit einer Feder, die ein Rad abstützt, und mindestens einen Sensor ein, der betreibbar ist, um mindestens eine Fahreigenschaft des Fahrzeugs zu erfassen. Die mindestens eine Fahreigenschaft des Fahrzeugs schließt mindestens eine von einer Beschleunigungsrate des Fahrzeugs entlang einer X-Achse des Fahrzeugs, einer Beschleunigungsrate des Fahrzeugs entlang einer Y-Achse des Fahrzeugs, einer Beschleunigungsrate des Fahrzeugs entlang einer Z-Achse des Fahrzeugs, einer Rollrate des Fahrzeugs, einer Neigungsrate des Fahrzeugs oder einer vertikalen Beschleunigungsrate von mindestens einem Rad des Fahrzeugs ein. Eine Rechenvorrichtung ist in Verbindung mit dem aktiven aerodynamischen System und dem zumindest einen Sensor angeordnet. Die Rechenvorrichtung schließt einen Prozessor und einen Speicher ein, der darin einen Aufhängungsdiagnose- und Steueralgorithmus gespeichert hat. Der Prozessor ist betreibbar, um den Aufhängungsdiagnose- und Steueralgorithmus auszuführen, damit er mindestens eine Fahreigenschaft des Fahrzeugs während des Betriebs des Fahrzeugs erfasst, während das aktive aerodynamische System ausgeschaltet ist. Der Aufhängungsdiagnose- und Steueralgorithmus berechnet auch einen ersten Federkraftschätzwert von mindestens einer Fahreigenschaft des Fahrzeugs und berechnet einen zweiten Federkraftschätzwert von einer nominellen Federkennlinie, die im Speicher der Rechenvorrichtung gespeichert ist. Der Algorithmus berechnet dann eine Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert und vergleicht die Differenz mit einem Federschwellenwert, um zu bestimmen, ob die Differenz kleiner als der Federschwellenwert ist oder ob die Differenz gleich oder größer als der Federschwellenwert ist. Wenn die Differenz kleiner als der Federschwellenwert ist, kann der Algorithmus das aktive aerodynamische System unter Verwendung der nominellen Federkennlinie einschalten und steuern. Wenn die Differenz gleich oder größer als der Federschwellenwert ist, stellt der Algorithmus die nominelle Federkennlinie ein, um eine eingestellte Federkennlinie zu definieren, und kann dann das aktive aerodynamische System unter Verwendung der eingestellten Federkennlinie einschalten und steuern.
  • In einer Ausführungsform des Fahrzeugs ist der Prozessor betreibbar, um den Aufhängungsdiagnose- und Steueralgorithmus auszuführen, damit ein Signal zum Bereitstellen einer Service-Empfehlung aktiviert wird, wenn die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert gleich oder größer als der Federschwellenwert ist.
  • In einer Ausführungsform des Fahrzeugs ist der Prozessor betreibbar, um den ersten Federkraftschätzwert unter Verwendung eines Kalman-Filters basierend auf einer statischen Lastübertragung am Rad, einer dynamischen Lastübertragung am Rad, einer Dämpfungskraft am Rad und der relativen Beschleunigungsrate am Rad zu berechnen.
  • In einer anderen Ausführungsform des Fahrzeugs ist der Prozessor betreibbar, um einen Umwandlungsfaktor zum Umwandeln der nominellen Federkennlinie in die eingestellte Federkennlinie unter Verwendung eines Recessive-Least-Squares-Filters zu berechnen.
  • Dementsprechend kann der aktuelle Zustand oder die gegenwärtige Gesundheit der Feder des Aufhängungssystems diagnostiziert werden, und ein Service-Anbieter kann benachrichtigt werden, wenn die Feder eine Leistungsänderung aufweist. Zusätzlich kann, wenn die Feder eine Leistungsänderung aufweist, die nominelle Federkennlinie eingestellt werden, um die eingestellte Federkennlinie zu definieren, die die aktuellen Betriebseigenschaften der Feder widerspiegelt. Die eingestellte Federkennlinie kann dann verwendet werden, um das aktive aerodynamische System des Fahrzeugs basierend auf der Leistungsänderung der Feder genauer zu steuern.
  • Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Arten zum Ausführen der Lehren in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht ersichtlich.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs.
    • 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Diagnostizieren einer Feder des Fahrzeugs und zum Steuern eines aktiven aerodynamischen Systems des Fahrzeugs darstellt.
    • 3 ist ein Graph, der eine nominelle Federkennlinie und eine eingestellte Federkennlinie zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Der Fachmann auf dem Gebiet weiß, dass Begriffe wie „oben“, „unten“, „nach oben“, „nach unten“, „obere“, „untere“ usw. beschreibend für die Abbildungen verwendet werden und keine Einschränkungen für den Schutzumfang der Offenbarung, wie von den beiliegenden Ansprüchen definiert, darstellen. Ferner können die Lehren hierin in Form von funktionalen und/oder logischen Blockkomponenten und/oder verschiedenen Verarbeitungsschritten beschrieben werden. Es sollte klar sein, dass solche Blockkomponenten eine Anzahl von Hardware-, Software-, und/oder Firmware-Komponenten umfassen können, die konfiguriert sind, um die spezifizierten Funktionen auszuführen.
  • Bezug nehmend auf die FIG., in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile überall in den verschiedenen Ansichten anzeigen, wird ein Fahrzeug allgemein bei 20 in 1 dargestellt. In Bezug auf 1 kann das Fahrzeug 20 eine Art bewegliche Plattform, einschließlich eines Aufhängungssystems 22 mit einer Feder 24, die ein Rad 26 abstützt, und ein aktives aerodynamisches System 28 einschließen. Die spezielle Art und Konfiguration des Aufhängungssystems 22 sind für die Lehren dieser Offenbarung nicht relevant, sind Fachleuten im Stand der Technik bekannt und werden daher hierin nicht im Detail beschrieben. Die Feder 24 kann eine elastisch verformbare Vorrichtung sein, die Energie speichern und freigeben kann. Beispielhafte Ausführungsformen einer Feder 24, die in beweglichen Plattformen verwendet wird, können eine Schraubenfeder, eine Blattfeder oder eine Luftfeder einschließen, sind aber nicht darauf beschränkt. Während die schriftliche Beschreibung allgemein ein einzelnes Rad 26 und eine einzelne Feder 24 beschreibt, ist zu verstehen, dass das Aufhängungssystem 22 des Fahrzeugs 20 mehrere Räder 26 einschließen kann, wobei jedes Rad 26 eine jeweilige Feder 24 aufweist. Ferner versteht es sich, dass, während die schriftliche Beschreibung das Aufhängungssystem 22, das das Rad 26 abstützt, beschreibt, das Rad 26 derart ausgelegt werden kann, dass es eine andere Form einer Oberflächenkontaktvorrichtung einschließt, wie etwa, aber nicht beschränkt auf, eine Schienenvorrichtung oder einen Ski. Dementsprechend sollte das Rad 26 breit ausgelegt werden, sodass es andere Formen von Bodenkontaktvorrichtungen einschließt.
  • Das aktive aerodynamische System 28 kann ein steuerbares aerodynamisches Merkmal auf dem Fahrzeug 20 einschließen, das eingeschaltet werden kann, um eine Menge von aerodynamischem Auftrieb, Abtrieb und/oder eine seitliche Kraft, die durch über das Merkmal strömende Luft erzeugt wird, zu steuern oder einzustellen. Zum Beispiel kann das aerodynamische Merkmal einen beweglichen Frontspoiler 30, einen beweglichen Heckspoiler 32, eine bewegliche Bodenwanne 34, bewegliche Lamellen (nicht dargestellt) usw. einschließen. Das aktive aerodynamische System 28 ist zwischen einem ausgeschalteten Zustand und einem eingeschalteten Zustand steuerbar. Wenn es in den ausgeschalteten Zustand gesteuert wird, behält das aktive aerodynamische System 28 eine konstante Anfangsposition bei und bewegt sich nicht. Wenn es in den eingeschalteten Zustand gesteuert wird, kann das aktive aerodynamische System 28 von der Ausgangsposition in eine oder mehrere Steuerpositionen bewegt werden, um die Menge von aerodynamischem Auftrieb, Abtrieb und/oder erzeugter aerodynamischer seitlicher Kraft zu steuern. Die spezielle Art, Konfiguration und Funktionsweise des aktiven aerodynamischen Merkmals sind für die Lehren dieser Offenbarung nicht relevant, sie sind Fachleuten bekannt und werden daher hierin nicht im Detail beschrieben.
  • Das Fahrzeug 20 schließt ferner einen oder mehrere Sensoren 36 ein, die betreibbar sind, um Daten in Bezug auf eine oder mehrere Fahreigenschaften des Fahrzeugs 20 zu erfassen. Die Fahreigenschaften des Fahrzeugs 20 können, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, mindestens eine von einer Beschleunigungsrate eines Schwerpunkts 38 des Fahrzeugs 20 entlang einer X-Achse 40 des Fahrzeugs 20, einer Beschleunigungsrate des Schwerpunkts 38 des Fahrzeugs 20 entlang einer Y-Achse 42 des Fahrzeugs 20, einer Beschleunigungsrate des Schwerpunkts 38 des Fahrzeugs 20 entlang einer Z-Achse 44 des Fahrzeugs 20, einer Rollrate des Fahrzeugs 20 um die X-Achse 40, einer Neigungsrate des Fahrzeugs 20 um die X-Achse 42 oder einer vertikalen Beschleunigungsrate von mindestens einem Rad 26 des Fahrzeugs 20 einschließen. Die Sensoren 36 können an einem geeigneten Ort auf dem Fahrzeug 20 für die bestimmten Daten, die erfasst werden, angeordnet sein. Die Sensoren 36 können, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, einen oder mehrere Beschleunigungsmesser, Gyroskope usw. einschließen. Der Typ, die Art, die Position und der Betrieb der Sensoren 36 sind für die Lehren dieser Offenbarung nicht relevant, sie sind Fachleuten bekannt und werden daher hierin nicht im Detail beschrieben. Es sollte erkannt werden, dass einige oder alle der Fahreigenschaften des Fahrzeugs 20 an einer beliebigen Anzahl von Rad-/Federpositionen des Fahrzeugs 20 erfasst werden können. Wie hierin verwendet, verläuft die X-Achse 40 des Fahrzeugs 20 durch den Schwerpunkt 38 des Fahrzeugs 20 und entlang einer Längsmittellinie des Fahrzeugs 20 zwischen einem vorderen Ende und einem hinteren Ende des Fahrzeugs 20. Die Y-Achse 42 des Fahrzeugs 20 verläuft durch den Schwerpunkt 38 des Fahrzeugs 20 und seitlich über das Fahrzeug 20 zwischen einer linken Seite und einer rechten Seite des Fahrzeugs 20. Die Z-Achse 44 des Fahrzeugs 20 ist eine allgemein vertikale Achse 56, die durch den Schwerpunkt 38 des Fahrzeugs 20 verläuft.
  • Eine Rechenvorrichtung 46 ist in Verbindung mit dem aktiven aerodynamischen System 28 und den Sensoren 36 des Fahrzeugs 20 angeordnet. Die Rechenvorrichtung 46 empfängt Daten von den Sensoren 36 und übermittelt ein Steuersignal an das aktive aerodynamische System 28 des Fahrzeugs 20. Die Rechenvorrichtung 46 kann als ein Steuermodul, eine Steuereinrichtung, ein Computer, eine Steuereinheit usw. bezeichnet werden. Die Rechenvorrichtung 46 steuert den Betrieb des aktiven aerodynamischen Systems 28. Die Rechenvorrichtung 46 kann einen Computer und/oder Prozessor 48 einschließen und Software, Hardware, Speicher 50, Algorithmen 52, Anschlüsse, Sensoren 36 usw. zum Diagnostizieren der Feder und zum Verwalten und Steuern von mindestens einem Fahrzeugsystem einschließen, wie etwa, jedoch nicht beschränkt auf, den Betrieb des aktiven aerodynamischen Systems 28. Von daher kann ein unten beschriebenes Verfahren als ein Programm oder Algorithmus, das/der auf der Rechenvorrichtung 46 betreibbar ist, enthalten sein. Es sei angemerkt, dass die Rechenvorrichtung 46 eine Vorrichtung einschließen kann, die Daten von den verschiedenen Sensoren 36 analysieren, Daten vergleichen, die erforderlichen Entscheidungen treffen, um den Betrieb des aktiven aerodynamischen Systems 28 zu steuern, und die erforderlichen Aufgaben ausführen kann, um den Betrieb des aktiven aerodynamischen Systems 28 zu steuern.
  • Die Rechenvorrichtung 46 kann als ein oder mehrere digitale Computer oder Host-Maschinen, die jeweils einen oder mehrere Prozessoren 48, Festwertspeicher (ROM), Arbeitsspeicher (RAM), elektrisch programmierbare Festwertspeicher (EPROM), optische Antriebe, magnetische Antriebe, usw. aufweisen, ein schneller Taktgeber, eine Analog-zu-Digital (A/D)-Schaltung, eine Digital-zu-Analog (D/A)-Schaltung und die erforderliche Eingangs-/Ausgangs-(E/A)-Schaltung, E/A-Vorrichtungen und Kommunikationsschnittstellen, sowie Signalaufbereitungs- und Pufferelektronik enthalten sein.
  • Der computerlesbare Speicher kann ein nicht nicht transitorisches/greifbares Medium einschließen, das sich am Bereitstellen von Daten oder computerlesbaren Anweisungen beteiligt. Der Speicher kann nichtflüchtig oder flüchtig sein. Nichtflüchtige Medien können beispielsweise optische oder magnetische Platten und andere persistente Speicher einschließen. Beispielhafte flüchtige Medien können einen dynamischen Festwertspeicher (DRAM) einschließen, der einen Hauptspeicher bilden kann. Andere Beispiele für Ausführungsformen der Speicher schließen eine Diskette, eine flexible Diskette oder eine Festplatte, ein Magnetband oder ein anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD und/oder anderes optisches Medium, sowie andere Speicher wie etwa einen Flash-Speicher ein.
  • Die Rechenvorrichtung 46 schließt einen greifbaren, nicht-transitorischen Speicher 50 ein, auf dem computerausführbare Anweisungen aufgezeichnet sind, einschließlich eines Aufhängungsdiagnose- und Steueralgorithmus 52. Der Prozessor 48 der Steuereinheit ist zum Ausführen des Aufhängungsdiagnose- und Steueralgorithmus 52 konfiguriert. Der Aufhängungsdiagnose- und Steueralgorithmus 52 implementiert ein Verfahren zum Steuern des aktiven aerodynamischen Systems 28 und/oder ein Verfahren zum Diagnostizieren der Leistung der Feder 24.
  • In Bezug auf 2 wird das Verfahren zum Diagnostizieren der Leistung der Feder 24 des Fahrzeugs 20 und/oder zum Steuern des aktiven aerodynamischen Systems 28 des Fahrzeugs 20 beschrieben. Obwohl die beispielhafte Ausführungsform die Steuerung des aktiven aerodynamischen Systems 28 des Fahrzeugs 20 beschreibt, versteht es sich, dass die Lehren dieser Offenbarung in Bezug auf das Diagnostizieren der Leistung der Feder 24 und das Einstellen einer nominellen Federkennlinie 54, um eine eingestellte Federkennlinie 60 zu definieren, zum Steuern anderer Fahrzeugsysteme des Fahrzeugs 20 verwendet werden können, die hierin nicht spezifisch erwähnt werden.
  • Das Verfahren schließt das Erfassen mindestens einer Fahreigenschaft des Fahrzeugs 20 während des Betriebs des Fahrzeugs 20 ein, während das aktive aerodynamische System 28 ausgeschaltet ist. Der Schritt des Erfassens der Fahreigenschaften des Fahrzeugs 20 wird allgemein in Kasten 120 in 2 angezeigt. Die Sensoren 36 des Fahrzeugs 20 sammeln Daten in Bezug auf die Fahreigenschaften des Fahrzeugs 20, wenn das aktive aerodynamische System 28 nicht eingeschaltet ist und daher zwischen unterschiedlichen Positionen nicht aktiv bewegt wird. Wie oben angeführt, können die Fahreigenschaften des Fahrzeugs 20 mindestens eine von der Beschleunigungsrate des Schwerpunkts 38 des Fahrzeugs 20 entlang der X-Achse 40 des Fahrzeugs 20, der Beschleunigungsrate des Schwerpunkts 38 des Fahrzeugs 20 entlang der Y-Achse 42 des Fahrzeugs 20, der Beschleunigungsrate des Schwerpunkts 38 des Fahrzeugs 20 entlang der Z-Achse 44 des Fahrzeugs 20, der Rollrate des Fahrzeugs 20 um die X-Achse 40, der Neigungsrate des Fahrzeugs 20 um die X-Achse 42 oder der vertikalen Beschleunigungsrate des Rads 26 einschließen, beschränkt sich aber nicht darauf.
  • Die Rechenvorrichtung 46 verwendet die erfassten Fahreigenschaften des Fahrzeugs 20, um einen ersten Federkraftschätzwert zu berechnen. Der Schritt des Berechnens des ersten Federkraftschätzwerts wird allgemein durch Kasten 122 in 2 angezeigt. Dementsprechend können die erfassten Fahreigenschaften eine Kombination von Eigenschaften einschließen, die es der Rechenvorrichtung 46 ermöglichen, den ersten Federkraftschätzwert zu berechnen, unabhängig davon, ob hierin beschrieben oder nicht. Der erste Federkraftschätzwert ist ein berechneter Wert des Betrags der Federkraft, die durch die Feder 24 zum Zeitpunkt erzeugt wird, zu dem die Fahreigenschaften erfasst wurden. Es sollte beachtet werden, dass der erste Federkraftschätzwert für jede Feder 24 des Fahrzeugs 20 berechnet werden kann.
  • Der erste Federkraftschätzwert kann auf geeignete Weise berechnet werden. Zum Beispiel schließt das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel das Berechnen einer statischen Lastübertragung und einer dynamischen Lastübertragung am Rad 26, das Berechnen einer Dämpfungskraft am Rad 26 und das Berechnen einer relativen Beschleunigungsrate zwischen einer gefederten Masse und einer ungefederten Masse am Rad 26 ein. Wie oben erwähnt, kann der erste Federkraftschätzwert für jedes Rad 26 berechnet werden. Dementsprechend können die statische Lastübertragung und die dynamische Lastübertragung, die Dämpfungskraft und die relative Beschleunigung jeweils für jedes Rad 26 des Fahrzeugs 20 berechnet werden. Die Rechenvorrichtung 46 kann dann den ersten Federkraftschätzwert unter Verwendung eines Filters, wie etwa, aber nicht beschränkt auf, einen Kalman-Filter, basierend auf der statischen Lastübertragung an jedem Rad 26 des Fahrzeugs 20, der dynamischen Lastübertragung an jedem Rad 26 des Fahrzeugs 20, der Dämpfungskraft an jedem Rad 26 des Fahrzeugs 20 und der relativen Beschleunigungsrate an jedem Rad 26 des Fahrzeugs 20 berechnen.
  • Die statische Lastübertragung an jedem Rad 26 des Fahrzeugs 20, die dynamische Lastübertragung an jedem Rad 26 des Fahrzeugs 20, die Dämpfungskraft an jedem Rad 26 des Fahrzeugs 20 und die relative Beschleunigungsrate zwischen der gefederten Masse und der ungefederten Masse an jedem Rad 26 des Fahrzeugs 20 können auf geeignete Weise berechnet werden. Beispielhafte Prozesse, die verwendet werden, um die statische Lastübertragung, die dynamische Lastübertragung, die Dämpfungskraft und die relative Beschleunigungsrate zwischen der gefederten Masse und der ungefederten 24 Masse zu berechnen, sind Fachleuten bekannt und werden daher hierin nicht im Detail beschrieben.
  • Die Rechenvorrichtung 46 berechnet ferner einen zweiten Federkraftschätzwert aus einer nominellen Federkennlinie 54. Der Schritt des Berechnens des zweiten Federkraftschätzwerts wird allgemein durch Kasten 124 in 2 angezeigt. Die nominelle Federkennlinie 54 wird im Speicher 50 der Rechenvorrichtung 46 gespeichert. 3 zeigt die Beziehung zwischen einer Kraft der Feder 24 entlang einer vertikalen Achse 56 relativ zu einer Verschiebung der Feder 24 entlang einer horizontalen Achse 58. Die nominelle Federkennlinie wird in der Regel durch die Linie 54 dargestellt. Die nominelle Federkennlinie 54 wird von der Rechenvorrichtung 46 dazu verwendet, eine Reifenkraft zu berechnen, die dann verwendet wird, um die Position des aktiven aerodynamischen Systems 28 zu steuern. Die Art und Weise, in der die Rechenvorrichtung 46 den zweiten Federkraftschätzwert aus der nominellen Federkennlinie 54 berechnet, ist Fachleuten bekannt und wird daher hierin nicht im Detail beschrieben. Die nominelle Federkennlinie 54 ist anfänglich definiert, um die Kraft der Feder 24 auf die Verschiebung der Feder 24 zu beziehen, wenn die Feder 24 neu ist. Dementsprechend stellt die nominelle Federkennlinie 54 eine beabsichtigte oder entworfene Beziehung zwischen Kraft und Verschiebung der Feder 24 dar. Von daher arbeitet die Feder 24 unter normalen Betriebsbedingungen, wie beschrieben, anhand der nominellen Federkennlinie 54.
  • Da der erste Federkraftschätzwert aus erfassten Fahreigenschaften des Fahrzeugs 20 berechnet wird, stellt der erste Federkraftschätzwert eine tatsächliche oder aktuelle Funktionalität der Feder 24 dar. Da der zweite Federkraftschätzwert unter Verwendung der nominellen Federkennlinie 54 berechnet wird, stellt der zweite Federkraftschätzwert die beabsichtigte oder erwartete Funktionalität der Feder 24, wie sie entworfen wurde, dar.
  • Die Rechenvorrichtung 46 kann dann eine Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert berechnen. Der Schritt des Berechnens der Differenz wird allgemein durch Kasten 126 in 2 angezeigt. Die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert kann auf geeignete Weise berechnet werden. Beispielsweise kann die Rechenvorrichtung 46 den ersten Federkraftschätzwert vom zweiten Federkraftschätzwert subtrahieren, um die Differenz zu berechnen. In einigen Ausführungsformen kann die Rechenvorrichtung 46 dann den Absolutwert der Differenz nehmen, sodass die Differenz als positiver Wert ausgedrückt wird.
  • Die Rechenvorrichtung 46 vergleicht dann die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert mit einem Federschwellenwert, um zu bestimmen, ob die Differenz kleiner als der Federschwellenwert ist oder ob die Differenz gleich oder größer als der Federschwellenwert ist. Der Schritt des Vergleichens der Differenz mit dem Federschwellenwert wird allgemein in Kasten 128 in 2 angezeigt. Der Federschwellenwert ist ein vordefinierter Wert, der eine übermäßige Leistungsabweichung der Feder 24 relativ zur beabsichtigten Leistung anzeigt. Wenn die Differenz als ein absoluter Wert ausgedrückt wird, dann kann der Federschwellenwert als ein einzelner positiver Wert definiert werden, in dem der absolute Wert der Differenz entweder weniger als der Federschwellenwert, gleich dem Federschwellenwert oder größer als der Federschwellenwert ist. Wenn die Differenz entweder als ein negativer Wert oder ein positiver Wert ausgedrückt wird, dann kann der Federschwellenwert als ein Bereich definiert werden. Von daher kann die Differenz größer als der Federschwellenwert betrachtet werden, wenn die Differenz außerhalb des Bereichs des Federschwellenwerts liegt. Es sollte beachtet werden, dass die spezifische Art und Weise, in der die Differenz und der Federschwellenwert ausgedrückt und/oder miteinander verglichen werden, von den hierin offenbarten Ausführungsbeispielen abweichen kann.
  • Wenn die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert kleiner als der Federschwellenwert ist, der allgemein mit 130 bezeichnet wird, so kann die Rechenvorrichtung 46 bestimmen, dass die Feder 24 wie beabsichtigt und wie durch die nominelle Federkennlinie 54 beschrieben arbeitet. Von daher kann die Rechenvorrichtung 46 das aktive aerodynamische System 28 einschalten und das aktive aerodynamische System 28 unter Verwendung der nominellen Federkennlinie 54 steuern. Es versteht sich, dass auch andere Fahrzeugsysteme unter Verwendung der nominellen Federkennlinie 54 gesteuert werden können. Der Schritt des Steuerns des aktiven aerodynamischen Systems 28 unter Verwendung der nominellen Federkennlinie 54 wird allgemein durch Kasten 132 in 2 angezeigt.
  • Wenn die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert gleich oder größer als der Federschwellenwert ist, der allgemein mit 134 bezeichnet wird, kann die Rechenvorrichtung 46 bestimmen, dass die Feder 24 nicht wie beabsichtigt arbeitet und dass die nominelle Federkennlinie 54 die aktuelle Leistung der Feder 24 nicht mehr genau widerspiegelt. Wenn von daher die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert gleich oder größer als der Federschwellenwert ist, kann die Rechenvorrichtung 46 die nominelle Federkennlinie 54 einstellen, um eine eingestellte Federkennlinie 60 zu definieren. Der Schritt des Einstellens der nominellen Federkennlinie 54 zum Definieren der eingestellten Federkennlinie 60 wird allgemein durch Kasten 136 in 2 angezeigt. In Bezug auf 3 wird die eingestellte Federkennlinie allgemein durch Linie 60 angezeigt.
  • Die Rechenvorrichtung 46 kann die nominelle Federkennlinie 54 einstellen, um die eingestellte Federkennlinie 60 in geeigneter Weise zu definieren. Beispielsweise kann die Rechenvorrichtung 46 einen Umwandlungsfaktor berechnen, der betreibbar ist, um den zweiten Federkraftschätzwert in den ersten Federkraftschätzwert umzuwandeln. Der Umwandlungsfaktor kann berechnet werden, um die nominelle Federkennlinie 54 in einer oder mehreren Dimensionen einzustellen. Beispielsweise kann der Umwandlungsfaktor die nominelle Federkennlinie 54 entlang einer oder beider von der vertikalen Achse 56 und der horizontalen Achse 58 bewegen, kann die nominelle Federkennlinie 54 entlang einer oder beider von der vertikalen Achse 56 und der horizontalen Achse 58 skalieren und/oder kann die nominelle Federkennlinie 54 um einen Punkt drehen. Die Rechenvorrichtung 46 kann den Umwandlungsfaktor in geeigneter Weise berechnen. Zum Beispiel kann die Rechenvorrichtung 46 einen Filter wie etwa, aber nicht beschränkt auf, einen Recessive-Least Squares-Filter verwenden, um den Umwandlungsfaktor basierend auf dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert zu berechnen. Der Umwandlungsfaktor kann dann auf die nominelle Federkennlinie 54 angewendet werden, um die eingestellte Federkennlinie 60 zu definieren.
  • Der spezifische Prozess, der zum Einstellen der nominellen Federkennlinie 54 verwendet wird, kann sich von dem hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsbeispiel unterscheiden. Viele mathematische Prozesse sind unter Fachleuten bekannt, die sich zum Einstellen einer Kurve eignen, um einen oder mehreren Punkten zu entsprechen. Dementsprechend sollte sich der spezifische Prozess, der zum Einstellen der nominellen Federkennlinie 54 verwendet wird, um die eingestellte Federkennlinie 60 zu definieren, nicht auf die hierin beschriebene beispielhafte Ausführungsform beschränken.
  • Wenn die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert gleich oder größer als der Federschwellenwert ist, und nachdem die Rechenvorrichtung 46 die nominelle Federkennlinie 54 eingestellt hat, um die eingestellte Federkennlinie 60 zu definieren, kann die Rechenvorrichtung 46 dann das aktive aerodynamische System 28 des Fahrzeugs 20 einschalten und das aktive aerodynamische System 28 unter Verwendung der eingestellten Federkennlinie 60 steuern. Der Schritt des Steuerns des aktiven aerodynamischen Systems 28 unter Verwendung der eingestellten Federkennlinie 60 wird allgemein durch Kasten 138 in 2 angezeigt. Da die eingestellte Federkennlinie 60 die aktuelle Funktionsfähigkeit der Feder 24 widerspiegelt, kann die Rechenvorrichtung 46 die Reifenkraft zum Steuern des aktiven aerodynamischen Systems 28 für die aktuelle Leistung der Feder 24 genauer berechnen. Es versteht sich, dass die eingestellte Federkennlinie 60 auch verwendet werden kann, um andere Fahrzeugsysteme zu steuern. Von daher verbessert der hierin beschriebene Prozess die Funktionsfähigkeit des aktiven aerodynamischen Systems 28 (oder eines anderen Fahrzeugsystems, das eine geschätzte Reifenbelastung erfordert), wenn die Leistung der Feder 24 von der nominellen Federkennlinie 54 abweicht.
  • Zusätzlich kann, wie oben angeführt, wenn die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert gleich oder größer als der Federschwellenwert ist, der allgemein mit 134 bezeichnet wird, die Rechenvorrichtung 46 bestimmen, dass die Feder 24 nicht mehr funktioniert, wie sie beabsichtigt oder gestaltet wurde, und so Service benötigt. Wenn die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert daher gleich oder größer als der Federschwellenwert ist, kann die Rechenvorrichtung 46 ein Signal 62 einschalten oder aktivieren, um eine Serviceanfrage oder Empfehlung bereitstellen. Der Schritt des Einschaltens oder Aktivierens des Signals 62 wird allgemein durch Kasten 140 in 2 angezeigt. Das Signal 62 kann ein Folgendes einschließen, beschränkt sich aber nicht darauf: ein Warnlicht, eine akustische Warnung, ein an einen entfernten Service-Anbieter übertragenes Signal oder eine andere Vorrichtung, welche einen Service-Anbieter zu benachrichtigen kann, dass die Feder 24 möglicherweise eine Wartung benötigt.
  • Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Abbildungen sind unterstützend und beschreibend für die Offenbarung, aber der Schutzumfang der Offenbarung ist allein durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Arten und anderen Ausführungsformen zum Ausführen der beanspruchten Lehren im Detail beschrieben worden sind, existieren verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zum Ausführend der in den beiliegenden Ansprüchen definierten Offenbarung.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Diagnostizieren einer Feder eines Aufhängungssystems eines Fahrzeugs, das ein aktives aerodynamisches System aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Erfassen mindestens einer Fahreigenschaft des Fahrzeugs während des Betriebs des Fahrzeugs mit einem fahrzeugmontierten Sensor, wobei das aktive aerodynamische System ausgeschaltet ist; Berechnen eines ersten Federkraftschätzwerts aus der mindestens einen Fahreigenschaft des Fahrzeugs mit einer Rechenvorrichtung, wobei das Berechnen des ersten Federkraftschätzwerts das Berechnen einer statischen Lastübertragung, einer dynamischen Lastübertragung und einer Dämpfungskraft an jedem Rad des Fahrzeugs einschließt; Berechnen eines zweiten Federkraftschätzwerts aus einer nominellen Federkennlinie mit der Rechenvorrichtung; Vergleichen einer Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert mit einem Federschwellenwert, um zu bestimmen, ob die Differenz kleiner als der Federschwellenwert ist oder ob die Differenz gleich oder größer als der Federschwellenwert ist; und Aktivieren eines Signals mit der Rechenvorrichtung, um eine Service-Empfehlung bereitzustellen, wenn die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert gleich oder größer als der Federschwellenwert ist, wobei das Berechnen des ersten Federkraftschätzwerts das Berechnen einer relativen Beschleunigungsrate zwischen einer gefederten Masse und einer ungefederten Masse an jedem Rad des Fahrzeugs einschließt, und wobei das Berechnen des ersten Federkraftschätzwerts ferner als das Berechnen des ersten Federkraftschätzwerts unter Verwendung eines Kalman-Filters basierend auf der statischen Lastübertragung an jedem Rad des Fahrzeugs, der dynamischen Lastübertragung an jedem Rad des Fahrzeugs, der Dämpfungskraft an jedem Rad des Fahrzeugs und der relativen Beschleunigungsrate an jedem Rad des Fahrzeugs definiert ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Fahreigenschaft des Fahrzeugs mindestens eine von einer Beschleunigungsrate des Fahrzeugs entlang einer X-Achse des Fahrzeugs, einer Beschleunigungsrate des Fahrzeugs entlang einer Y-Achse des Fahrzeugs, einer Beschleunigungsrate des Fahrzeugs entlang einer Z-Achse des Fahrzeugs, einer Rollrate des Fahrzeugs, einer Neigungsrate des Fahrzeugs oder einer vertikalen Beschleunigungsrate von mindestens einem Rad des Fahrzeugs einschließt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Einschalten und Steuern des aktiven aerodynamischen Systems mit der Rechenvorrichtung unter Verwendung der nominellen Federkennlinie, wenn die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert kleiner als der Federschwellenwert ist, Einstellen der nominellen Federkennlinie, um eine eingestellte Federkennlinie mit der Rechenvorrichtung zu definieren, wenn die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert gleich oder größer als der Federschwellenwert ist, und Einschalten und Steuern des aktiven aerodynamischen Systems mit der Rechenvorrichtung unter Verwendung der eingestellten Federkennlinie, wenn die Differenz zwischen dem ersten Federkraftschätzwert und dem zweiten Federkraftschätzwert gleich oder größer als der Federschwellenwert ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Einstellen der nominellen Federkennlinie, um die eingestellte Federkennlinie zu definieren, das Berechnen eines Umwandlungsfaktors einschließt, der betreibbar ist, um den zweiten Federkraftschätzwert in den ersten Federkraftschätzwert umzuwandeln.
DE102019113873.6A 2018-08-29 2019-05-23 Verfahren zur erfassung der abnutzung einer aufhängungsfeder und defekttoleranten reifenkraftschätzung Active DE102019113873B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/116,133 US10768074B2 (en) 2018-08-29 2018-08-29 Vehicle and method for suspension spring degradation detection and fault tolerant tire force estimation
US16/116,133 2018-08-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102019113873A1 DE102019113873A1 (de) 2020-03-05
DE102019113873B4 true DE102019113873B4 (de) 2022-12-15

Family

ID=69527041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019113873.6A Active DE102019113873B4 (de) 2018-08-29 2019-05-23 Verfahren zur erfassung der abnutzung einer aufhängungsfeder und defekttoleranten reifenkraftschätzung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10768074B2 (de)
CN (1) CN110871655B (de)
DE (1) DE102019113873B4 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220371670A1 (en) * 2021-05-21 2022-11-24 Ford Global Technologies, Llc Aerodynamic Deployable Underbody Strakes
US11772720B2 (en) 2021-10-22 2023-10-03 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Vehicle active aerodynamic device with service support logic and mechanism

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10358335B3 (de) 2003-12-12 2005-05-25 Siemens Ag Bestimmung von dynamischen Achslasten und/oder Radlasten eines Radfahrzeuges
DE102008053860A1 (de) 2008-10-30 2010-05-27 Zf Friedrichshafen Ag Kolben-Zylinder-Aggregat
DE102016207789A1 (de) 2015-05-22 2016-11-24 Ford Global Technologies, Llc Schätzung des Verschleißausmaßes eines Aufhängungssystems

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008213785A (ja) * 2007-03-07 2008-09-18 Toyota Motor Corp サスペンション制御装置、サスペンションシステムおよびサスペンション機構の制御方法
US8731781B2 (en) * 2012-03-06 2014-05-20 Michael Prentice Dynamically-supported movable downforce-generating underbody in a motor vehicle
MX338275B (es) * 2012-05-14 2016-04-11 Nissan Motor Dispositivo de cotrol de vehiculo y metodo de control de vehiculo.
US9098951B2 (en) * 2012-09-28 2015-08-04 Firestone Industrial Products Company, Llc Indicator of estimated spring life as well as gas spring assembly, system and method
US10035549B2 (en) * 2015-09-17 2018-07-31 GM Global Technology Operations LLC Determination of aerodynamic actuation commands
US9937908B2 (en) * 2015-09-17 2018-04-10 GM Global Technology Operations LLC Vehicle with model-based control of an active aerodynamic element
US9828044B2 (en) * 2015-09-25 2017-11-28 GM Global Technology Operations LLC Feedback control of vehicle aerodynamics
US10246139B2 (en) * 2015-09-25 2019-04-02 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for controlling vehicle tractive effort
US9827957B2 (en) * 2015-09-25 2017-11-28 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for controlling vehicle downforce
US9950751B2 (en) * 2015-09-25 2018-04-24 GM Global Technology Operations LLC Aerodynamic system and method for diagnosing the aerodynamic system and verify downforce estimation based on electric motor current
US10410290B2 (en) * 2016-03-24 2019-09-10 Ford Global Technologies, Llc Vehicle damage detector
US10065636B2 (en) * 2016-06-23 2018-09-04 Ford Global Technologies, Llc Vehicle tire saturation estimator
US10071777B2 (en) * 2016-10-26 2018-09-11 GM Global Technology Operations LLC Aerodynamic actuator control systems and methods

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10358335B3 (de) 2003-12-12 2005-05-25 Siemens Ag Bestimmung von dynamischen Achslasten und/oder Radlasten eines Radfahrzeuges
DE102008053860A1 (de) 2008-10-30 2010-05-27 Zf Friedrichshafen Ag Kolben-Zylinder-Aggregat
DE102016207789A1 (de) 2015-05-22 2016-11-24 Ford Global Technologies, Llc Schätzung des Verschleißausmaßes eines Aufhängungssystems

Also Published As

Publication number Publication date
CN110871655B (zh) 2022-12-06
DE102019113873A1 (de) 2020-03-05
CN110871655A (zh) 2020-03-10
US10768074B2 (en) 2020-09-08
US20200072705A1 (en) 2020-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102019111321B4 (de) Elektronisch gesteuertes, Fahrbahnoberflächeninformationen verwendendes Aufhängungssteuerungssystem eines Fahrzeugs und ein derartiges System verwendendes Steuerungsverfahren
EP2069171B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur schwerpunkthöhenschätzung eines fahrzeugs
EP2729337B1 (de) Einrichtung sowie verfahren zur regelung der fahrdynamik eines fahrzeugs sowie fahrzeug mit einer derartigen einrichtung
DE102021103821A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeugaufhängung
DE102009033219A1 (de) Verfahren zur Ermittlung eines Fahrzeug vorausliegenden Straßenprofils einer Fahrspur
DE102018122058A1 (de) Systeme und verfahren zur bestimmung von anomalien in einem fahrzeugstabilisierungssystem
EP2331381A1 (de) Verfahren zum bestimmen einer eigenschaft eines fahrweglageparameters
DE102014208541A1 (de) Bestimmung redundanter Absolutpositionen mit Fahrdynamiksensoren
DE102019113873B4 (de) Verfahren zur erfassung der abnutzung einer aufhängungsfeder und defekttoleranten reifenkraftschätzung
DE102019104363A1 (de) Verfahren zum schätzen der reibung zwischen reifen und strasse vor dem eingreifen des sicherheitssystems
DE102017206055B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Dämpferregelung in einem Fahrzeug
DE102018117680A1 (de) Bestimmung des Gesundheitszustands des Dämpfers mittels indirekter Messungen
DE102019114785A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur zustandsüberwachung eines fahrzeugaufhängungssystems
DE102017202178A1 (de) Ermittlung der Schwerpunktshöhe eines Kraftfahrzeugs
DE102016117140A1 (de) Aktive Fahrzeugfederung
DE102015208294A1 (de) Datenaufzeichnungsgerät und Datenaufzeichnungsprogramm
DE102022119009A1 (de) Luftfederungssteuerung
DE102010003205A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung, der longitudinalen Winkelbeschleunigung und der transversalen Winkelbeschleunigung eines Körpers, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
WO2008077670A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ermitteln einer reibkennzahl
DE102018132952A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erleichtern einer reifenkraftschätzung
EP3569463A1 (de) Verfahren zur ermittlung einer kippwahrscheinlichkeit eines fahrzeuges, auswerteeinheit, system und fahrzeug
DE102016218281A1 (de) Verfahren zum verwenden von drucksensoren zum diagnostizieren des aktiven aerodynamischen systems und zum verifizieren der aerodynamischen krafteinschätzung für ein fahrzeug
DE102018119099A1 (de) Fahrzeuganhängererfassung
DE102014016121A1 (de) Verfahren zur Bestimmung eines Höhenprofils einer Fahrbahn und Verfahren zur Bestimmung einer Fahrzeugposition
DE102007051204B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Bewegungsgrößen, insbesondere von Aufbaubewegungen, eines Körpers

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60G0017015000

Ipc: B60G0017018500

R082 Change of representative

Representative=s name: LK GLOBAL PATENTANWAELTE PARTGMBB, DE

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final