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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Fahrzeugaufhängungssysteme und insbesondere auf Aufhängungssteuersysteme und - verfahren, die adaptive Aufhängungskomponenten unter Verwendung von Beschleunigungsdaten der ungefederten Masse und von vorausschauenden Straßendaten - auch als Präventiv-Straßendaten bezeichnet - steuern.
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HINTERGRUND
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Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung und stellen keinen Stand der Technik dar.
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Bei der Abstimmung herkömmlicher Dämpfer in einem Fahrzeugaufhängungssystem mussten die Dämpfereinstellungen so gewählt werden, dass ein akzeptabler Kompromiss zwischen Fahrkomfort und Karosseriekontrolle erreicht wurde. Heutzutage werden immer mehr Fahrzeuge mit Aufhängungssystemen ausgestattet, die adaptive Dämpfer aufweisen, die auf der Grundlage von Daten von On-Board-Sensoren dynamisch gesteuert werden, um die Dämpfereinstellungen in Echtzeit zu ändern. Solche Systeme können zum Beispiel die Zug- und Druckstufendämpfung der adaptiven Dämpfer dynamisch verändern und so die mit statischen Dämpfereinstellungen verbundenen Kompromisse verringern. Mit dem Aufkommen fahrzeuginterner Navigation und vorausschauenden Fahrzeugsensoren werden die Daten dieser Geräte allmählich auch für die Steuerung der adaptiven Dämpfungseinstellungen verwendet, aber die direkte Verwendung solcher Daten macht es schwierig, eine wiederholbare Reaktion des Fahrzeugaufhängungssystems durch eine vorausschauende bzw. präventive Aufhängungssteuerung zu erreichen.
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Zwar können Informationen über diskrete Straßenunebenheiten wie Bodenwellen und Schlaglöcher in die Kartenebene eines GPS-basierten Navigationssystems aufgenommen werden, um vor herannahenden Straßenereignissen zu warnen, doch ist der Einsatz von Sensoren an Bord erforderlich, um diese Informationen zu überprüfen und festzustellen, ob das Fahrzeug tatsächlich über die Bodenwelle oder das Schlagloch fahren wird. Für typische kostengünstige vorwärts gerichtete Sensoren, die die Straße vor dem Fahrzeug abtasten, ist es aufgrund des typischerweise geringen Einfallswinkels der elektromagnetischen Wellen, die von den vorwärts gerichteten Sensoren ausgehen, besonders schwierig, nach unten gerichtete Straßenunebenheiten wie Schlaglöcher richtig zu erfassen. Der Selbstabschattungseffekt, der durch den flachen Einfallswinkel entsteht, erschwert die Schätzung der Position des anfänglichen Gefälles und der Tiefe einer sich nähernden Fahrbahnunebenheit. Auch ist die Hinterkante der sich nähernden Fahrbahnunebenheit aufgrund desselben Effekts in der Regel nur teilweise sichtbar. Daher ist es schwierig, eine genaue und zuverlässige Schätzung des geometrischen Profils einer nach unten gerichteten Fahrbahnunebenheit zu erhalten, insbesondere wenn kostengünstige, für die Massenproduktion bestimmte Sensoren verwendet werden, die in der Regel gröbere Informationen aus dem Straßenbild gewinnen (z. B. geringere räumliche Auflösung und Genauigkeit). Selbst im Fall von nach oben gerichteten Straßenunebenheiten können die Daten typischer kosteneffizienter, vorwärts gerichteter Sensoren nur eine begrenzte Genauigkeit aufweisen, so dass ein gewisser Grad an Unsicherheit über die Lage und Größe der Unregelmäßigkeit besteht.
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Darüber hinaus müssen Informationen über nach unten und nach oben gerichtete Straßenereignisse schnell verarbeitet werden, wenn sie für eine vorausschauende bzw. präventive Zustandsschätzung und Aufhängungssteuerung verwendet werden sollen. Darüber hinaus müssen solche Systeme für die Möglichkeiten, die adaptive Dämpfer bieten, skalierbar sein. Daher besteht Bedarf an einem alternativen Ansatz zur Erfassung nach unten gerichteter Straßenereignisse und deren Kombination mit der Detektion bzw. Erkennung nach oben gerichteter Straßenereignisse durch den/die vorausschauenden Sensor(en).
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ZUSAMMENFASSUNG
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Dieser Abschnitt enthält eine allgemeine Zusammenfassung der Offenlegung und stellt keine umfassende Offenlegung des vollen Umfangs oder aller Merkmale dar.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Aufhängungssteuersystem vorgesehen, das eine Aufhängungssteuereinheit (SCU), Beschleunigungsmesser für ungefederte Masse an jedem Rad des Fahrzeugs und ein Global Positioning System (GPS) Modul aufweist. Jeder Beschleunigungsmesser für ungefederte Masse steht in elektronischer Verbindung bzw. Kommunikationsverbindung mit der Aufhängungssteuereinheit (SCU) und ist so konfiguriert, dass er Daten über die Beschleunigung der ungefederten Massen an die Aufhängungssteuereinheit (SCU) liefert. Das Global Positioning System (GPS) Modul steht in elektronischer Verbindung bzw. Kommunikationsverbindung mit der Aufhängungssteuereinheit (SCU) und ist so konfiguriert, dass es der Aufhängungssteuereinheit (SCU) Fahrzeugstandortdaten liefert. Die Aufhängungssteuereinheit (SCU) ist so programmiert, dass sie basierend auf Fahrzeugstandortdaten feststellt, ob sich ein Straßenereignis, wie z. B. ein durch eine Bodenwelle oder ein Schlagloch verursachter Schlag, nähert, und vorausschauende Straßenereignis-Klassifizierungsinformation - auch als Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation bezeichnet - für ein sich näherndes Straßenereignis bereitstellt. Die Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation kann beispielsweise auf einem Klassifizierungsindex beruhen, der Straßenereignisse basierend auf der erwarteten Schwere des Schlags auf das Aufhängungssystem einstuft. Die Aufhängungssteuereinheit (SCU) ist ferner so programmiert, dass sie sowohl eine schwellenwertbasierte Aufhängungsvoreinstellung als auch einen schwellenwertbasierten Pre-Trigger auf Basis der Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation einstellt. Die schwellenwertbasierte Aufhängungsvoreinstellung kann beispielsweise eine bestimmte Einstellung für eine adaptive Aufhängungskomponente sein, die einer bestimmten Klassifizierung des Straßenereignisses entspricht, und kann spezifische Einstellungen oder Zuordnungen für die Druck- und Zugstufendämpfung aufweisen.
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Die Aufhängungssteuereinheit (SCU) ist so programmiert, dass sie die Beschleunigungsdaten der ungefederten Masse - auch als Ungefederte-Masse-Beschleunigungsdaten bezeichnet - überwacht und ein Ereignisdetektionsflag aktiviert, wenn die Beschleunigungsdaten der ungefederten Masse den schwellenwertbasierten Pre-Trigger überschreiten. Die Aufhängungssteuereinheit (SCU) ist ferner so programmiert, dass sie einen Steigungswert für die Beschleunigungsdaten der ungefederten Masse berechnet. Die Aufhängungssteuereinheit (SCU) ist so konfiguriert, dass sie ein Steuersignal erzeugt, das die adaptiven Aufhängungseinstellungen der adaptiven Aufhängungskomponente(n) ändert, wenn sowohl die Beschleunigungsdaten der ungefederten Masse den schwellenwertbasierten Pre-Trigger überschreiten als auch der von der Aufhängungssteuereinheit (SCU) berechnete Steigungswert einen maximalen Steigungswert überschreitet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist das Aufhängungssteuersystem einen oder mehrere vorausschauende Sensoren auf, die in elektronischer Kommunikationsverbindung mit der Aufhängungssteuereinheit (SCU) angeordnet und so konfiguriert sind, dass sie Sensordaten über sich nähernde Straßenunregelmäßigkeiten, wie z. B. eine Bodenwelle oder ein Schlagloch, an die Aufhängungssteuereinheit (SCU) liefern. Bei dem/den vorausschauenden Sensor(en) kann es sich beispielsweise um LiDAR, RADAR, optische Sensoren wie eine Kamera oder akustische Sensoren wie einen Ultraschallsensor handeln. Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Aufhängungssteuereinheit (SCU) so programmiert, dass sie anhand der Sensordaten feststellt, ob sich ein Straßenereignis nähert, und Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation vorsieht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Steuern eines Aufhängungssteuersystems vorgesehen, das die folgenden Schritte aufweist: Empfangen von Daten zur Beschleunigung der ungefederten Masse von einem Beschleunigungsmesser für ungefederte Masse an jedem Rad des Fahrzeugs, Abrufen von Fahrzeugstandortdaten von einem Global Positioning System (GPS) Modul, Herstellen einer Verbindung zu einem Cloud-basierten Netzwerk und Abrufen von Präventiv-Ereignis-Klassifizierungsdaten von dem Cloudbasierten Netzwerk.
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Das Verfahren weist die Schritte des Bestimmens, ob sich ein Straßenereignis nähert, und des Erzeugens von Präventiv-Straßenereignisklassifizierungsinformationen auf, die zumindest teilweise auf den Fahrzeugstandortdaten vom GPS-Modul (Global Positioning System) und den Präventiv-Ereignisklassifizierungsdaten von der Cloud-Verbindung basieren. Das Verfahren weist die Schritte des Einstellens sowohl einer schwellenwertbasierten Aufhängungsvoreinstellung als auch eines schwellenwertbasierten Pre-Triggers für ein sich näherndes Straßenereignis basierend auf den Präventiv-Straßenereignisklassifizierungsinformationen. Das Verfahren fährt dann mit den Schritten des Überwachens der Beschleunigungsdaten der ungefederten Masse und des Berechnens eines Steigungswertes für die Beschleunigungsdaten der ungefederten Masse fort. Das Verfahren fährt mit dem Schritt des Aktivierens einer Aufhängungssteueraktion für das Straßenereignis fort, wenn die Beschleunigungsdaten der ungefederten Masse den schwellenwertbasierten Pre-Trigger überschreiten und der Steigungswert, der für die Beschleunigungsdaten der ungefederten Masse berechnet wurde, einen maximalen Steigungswert überschreitet.
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Die Überwachung der Beschleunigungsdaten der ungefederten Massen von jedem Rad des Fahrzeugs ermöglicht eine integrierte vorausschauende oder Präventiv-Zustandsbewertung und einen erweiterten Aufhängungs-Steueransatz mit einer ausreichend schnellen Reaktionszeit, um die Aufhängungseinstellungen zwischen dem Zeitpunkt, zu dem ein Rad in eine nach unten gerichtete Straßenunebenheit eintaucht, und dem Zeitpunkt, zu dem das Rad auf die Hinterkante der Straßenunebenheit trifft, zu ändern. Diese schnelle Reaktionszeit wird erreicht, ohne dass erhebliche Bordcomputerressourcen benötigt werden, da Straßenereignisse im Voraus erkannt und klassifiziert werden, wenn sich das Fahrzeug der Stelle der Straßenunebenheit nähert, und eine schwellenwertbasierte Aufhängungsvoreinstellung für das Straßenereignis basierend auf der vorausschauenden Klassifizierung des Straßenereignisses - auch als Präventiv-Straßenereignisklassifizierung bezeichnet - ausgewählt wird. Dadurch kann das Aufhängungssteuersystem schnell von der schwellenwertbasierten Aufhängungsvoreinstellung auf eine dynamische Aufhängungssteuerung umschalten, sobald ein Absinken des Rades erkannt wird, wenn die Beschleunigungsdaten der ungefederten Masse sowohl einen schwellenwertbasierten Pre-Trigger, der auf der vorausschauenden Klassifizierung des Straßenereignisses basiert, als auch einen maximalen Steigungswert überschreiten. Darüber hinaus können das hier beschriebene Aufhängungssteuersystem und das zugehörige Steuer- oder Regelverfahren an eine Vielzahl von Fahrbahnscan- und Dämpfertechnologien angepasst werden, um den Fahrkomfort und die Verkehrssicherheit zu verbessern, ohne dass die Hardwarekosten wesentlich steigen. Darüber hinaus können die durch das hier beschriebene Aufhängungssteuersystem gewonnenen Informationen zusammen mit anderen Eingaben vorausschauender Sensoren verwendet werden, um dynamische, cloudbasierte Kartierungen mit genauen und aktuellen Informationen über Straßenunebenheiten zu verbessern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind leicht ersichtlich durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in den Zeichnungen zeigt:
- 1 eine perspektivische Vorderansicht eines Fahrzeugs, das mit einem beispielhaften Aufhängungssteuersystem gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgestattet ist;
- 2 ist ein Blockdiagramm, das das beispielhafte Aufhängungssteuersystem der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
- 3 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern eines Aufhängungssteuersystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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In den Figuren, in denen gleiche Bezugsziechen die entsprechenden Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen, ist ein Aufhängungssteuersystem 20 zusammen mit einem zugehörigen Steuer- oder Regelverfahren dargestellt.
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Beispielhafte Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Beispielhafte Ausführungsformen sind vorgesehen, damit die Offenbarung ausführlich ist und dem Fachmann den Umfang vollständig vermittelt. Zahlreiche spezifische Details werden genannt, wie z. B. Beispiele für spezifische Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein umfassendes Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Dem Fachmann wird klar sein, dass spezifische Details nicht verwendet werden müssen, dass Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen verkörpert werden können und dass nichts davon so ausgelegt werden sollte, dass der Umfang der Offenbarung eingeschränkt wird. In einigen Ausführungsbeispielen werden bekannte Verfahren, bekannte Gerätestrukturen und bekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
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Die hier verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und ist nicht als einschränkend zu verstehen. Die hier verwendeten Singularformen „ein“, „eine“ und „der, die, das“ schließen auch die Pluralformen ein, sofern aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Die Begriffe „weist auf‟, „aufweisend“, „einschließend“ und „habend“ sind inklusiv und spezifizieren daher das Vorhandensein bestimmter Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten, schließen aber das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht aus. Die hier beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Operationen sind nicht so auszulegen, dass sie unbedingt in der besprochenen oder dargestellten Reihenfolge durchgeführt werden müssen, es sei denn, es ist ausdrücklich eine Reihenfolge der Durchführung vorgegeben. Es ist auch zu verstehen, dass zusätzliche oder alternative Schritte verwendet werden können.
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Wenn ein Element oder eine Schicht als „auf oder an“, „in Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, kann es direkt auf oder an, in Eingriff mit, verbunden oder gekoppelt mit dem anderen Element oder der anderen Schicht sein, oder es können dazwischen liegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Im Gegensatz dazu kann ein Element, das als „direkt auf oder an“, „direkt in Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten aufweisen. Andere Wörter, die zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet werden, sollten in gleicher Weise interpretiert werden (z. B. „zwischen“ im Gegensatz zu „direkt zwischen“, „angrenzend“ im Gegensatz zu „direkt angrenzend“ usw.). Wie hierin verwendet, schließt der Begriff „und/oder“ alle Kombinationen von einem oder mehreren der aufgeführten Elemente ein.
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Obwohl die Begriffe „erster“, „zweiter“, „dritter“ usw. hier zur Beschreibung verschiedener Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte verwendet werden können, sollten diese Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden. Diese Begriffe werden nur verwendet, um ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe wie „erster“, „zweiter“ und andere numerische Begriffe implizieren keine Reihenfolge, es sei denn, dies geht eindeutig aus dem Kontext hervor. So könnte ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, von dem im Folgenden die Rede ist, auch als zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne dass dies von den Lehren der Ausführungsbeispiele abweicht.
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Die vorstehende Beschreibung dient lediglich der Veranschaulichung und soll in keiner Weise die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendung einschränken. Die umfassenden Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen umgesetzt werden. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Beispiele enthält, sollte der wahre Umfang der Offenbarung nicht auf diese eingeschränkt werden, da sich beim Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche andere Modifikationen ergeben werden. Es sei bemerkt, dass ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne dass sich dadurch die Grundsätze der vorliegenden Offenbarung ändern. Obwohl jede der oben beschriebenen Ausführungsformen bestimmte Merkmale aufweist, können ein oder mehrere dieser Merkmale, die in Bezug auf eine beliebige Ausführungsform der Offenbarung beschrieben sind, in einer beliebigen anderen Ausführungsform implementiert und/oder mit Merkmalen einer beliebigen anderen Ausführungsform kombiniert werden, selbst wenn diese Kombination nicht ausdrücklich beschrieben ist. Mit anderen Worten, die beschriebenen Ausführungsformen schließen sich nicht gegenseitig aus, und Permutationen von einer oder mehreren Ausführungsformen miteinander bleiben im Rahmen dieser Offenbarung.
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Räumliche und funktionale Beziehungen zwischen Elementen (z. B. zwischen Modulen, Schaltungselementen, Halbleiterschichten usw.) werden mit verschiedenen Begriffen beschrieben, darunter „verbunden“, „im Eingriff“, „gekoppelt“, „benachbart“, „neben“, „auf“, „über“, „unter“ und „angeordnet“. Wenn eine Beziehung zwischen einem ersten und einem zweiten Element in der obigen Weise nicht ausdrücklich als „direkt“ bezeichnet wird, kann diese Beziehung eine direkte Beziehung sein, bei der keine anderen dazwischenliegenden Elemente zwischen dem ersten und dem zweiten Element vorhanden sind, sie kann aber auch eine indirekte Beziehung sein, bei der ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente (entweder räumlich oder funktionell) zwischen dem ersten und dem zweiten Element vorhanden sind. Wie hierin verwendet, sollte der Ausdruck „mindestens eines von A, B und C“ als logische Verknüpfung (A ODER B ODER C) unter Verwendung eines nicht ausschließenden logischen ODER verstanden werden und nicht als „mindestens eines von A, mindestens eines von B und mindestens eines von C“.
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In den Figuren zeigt die Richtung eines Pfeils, wie durch die Pfeilspitze angegeben, im Allgemeinen den Fluss von Informationen (wie Daten oder Anweisungen), der für die Figur von Interesse ist. Wenn z. B. Element A und Element B eine Vielzahl von Informationen austauschen, aber die von Element A zu Element B übertragenen Informationen für die Figur relevant sind, kann der Pfeil von Element A zu Element B zeigen. Dieser unidirektionale Pfeil bedeutet nicht, dass keine anderen Informationen von Element B zu Element A übertragen werden. Ferner kann für Informationen von Element A zu Element B das Element B Anfragen oder Empfangsbestätigungen für die Informationen an Element A senden.
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In dieser Anmeldung, einschließlich der nachstehenden Definitionen, kann der Begriff „Modul“ oder der Begriff „Einheit“ durch den Begriff „Schaltkreis“ ersetzt werden. Der Begriff „Modul“ oder der Begriff „Einheit“ kann sich beziehen auf, Teil sein von, oder Folgendes aufweisen: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); eine (gemeinsam genutzte, dedizierte oder gruppierte) Prozessorschaltung, die einen Code ausführt; eine (gemeinsam genutzte, dedizierte oder gruppierte) Speicherschaltung, die einen von der Prozessorschaltung ausgeführten Code speichert; andere geeignete Hardwarekomponenten, die die beschriebene Funktionalität vorsehen; oder eine Kombination einiger oder aller der oben genannten Komponenten, beispielsweise in einem System-on-Chip.
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Das Modul oder die Einheit kann eine oder mehrere Schnittstellenschaltungen aufweisen. In einigen Beispielen können die Schnittstellenschaltungen verdrahtete oder drahtlose Schnittstellen aufweisen, die mit einem lokalen Netzwerk (LAN), dem Internet, einem Weitverkehrsnetz (WAN) oder Kombinationen davon verbunden sind. Die Funktionalität eines bestimmten Moduls oder einer Einheit gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf mehrere Module oder Einheiten verteilt werden, die über Schnittstellenschaltungen verbunden sind. So können beispielsweise mehrere Module oder Einheiten einen Lastausgleich ermöglichen. In einem weiteren Beispiel kann ein Server-Modul oder eine Server-Einheit (auch bekannt als Remote- oder Cloud-Modul oder -Einheit) einige Funktionen im Auftrag eines Client-Moduls oder einer Client-Einheit ausführen. Darüber hinaus bezieht sich der Begriff „elektronische Kommunikation“ auf Komponenten, die in der Lage sind, Signale, Daten und/oder Informationen über verdrahtete und/oder drahtlose Verbindungen miteinander zu übertragen.
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Der Begriff Code und der Begriff Programmierlogik, wie sie hier verwendet werden, können Software, Firmware und/oder Mikrocode aufweisen und sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen, Datenstrukturen und/oder Objekte beziehen. Der Begriff „gemeinsame Prozessorschaltung“ weist eine einzelne Prozessorschaltung auf, die einen Teil oder den gesamten Code mehrerer Module ausführt. Der Begriff Gruppenprozessorschaltung weist eine Prozessorschaltung auf, die in Kombination mit weiteren Prozessorschaltungen einen Teil oder den gesamten Code von einem oder mehreren Modulen ausführt. Der Bezug auf „mehrere Prozessorschaltungen“ umfasst mehrere Prozessorschaltungen auf separaten Chips, mehrere Prozessorschaltungen auf einem einzigen Chip, mehrere Kerne einer einzigen Prozessorschaltung, mehrere Threads einer einzigen Prozessorschaltung oder eine Kombination derselben. Der Begriff „gemeinsame Speicherschaltung“ weist eine einzelne Speicherschaltung auf, die einen Teil oder den gesamten Code mehrerer Module speichert. Der Begriff Gruppenspeicherschaltung weist eine Speicherschaltung auf, die in Kombination mit zusätzlichen Speichern einen Teil oder den gesamten Code von einem oder mehreren Modulen speichert.
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Der Begriff „Speicher“ und der Begriff „Speicherschaltung“ sind eine Untermenge des Begriffs „computerlesbares Medium“. Der Begriff computerlesbares Medium, wie er hier verwendet wird, weist keine vorübergehenden elektrischen oder elektromagnetischen Signale auf, die sich durch ein Medium (z. B. auf einer Trägerwelle) ausbreiten; der Begriff computerlesbares Medium kann daher als greifbar und nicht transitorisch angesehen werden. Nicht einschränkende Beispiele für ein nicht flüchtiges, greifbares computerlesbares Medium sind nichtflüchtige Speicherschaltungen (wie eine Flash-Speicherschaltung, eine löschbare programmierbare Lese-Speicherschaltung oder eine Maskenprogrammierbare Lese-Speicherschaltung), flüchtige Speicherschaltungen (wie eine statische Direktzugriffsspeicherschaltung oder eine dynamische Direktzugriffsspeicherschaltung), magnetische Speichermedien (wie ein analoges oder digitales Magnetband oder ein Festplattenlaufwerk) und optische Speichermedien (wie eine CD, eine DVD oder eine Blu-ray Disc).
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Die in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig von einem Spezialcomputer implementiert werden, der durch Konfiguration eines Allzweckcomputers zur Ausführung einer oder mehrerer bestimmter, in Computerprogrammen verkörperter Funktionen hergestellt wird. Die oben beschriebenen Funktionsblöcke, Flussdiagrammkomponenten und anderen Elemente dienen als Softwarespezifikationen, die durch die Routinearbeit eines erfahrenen Technikers oder Programmierers in Computerprogramme übersetzt werden können.
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Die Computerprogramme enthalten prozessorausführbare Anweisungen, die auf mindestens einem nicht transitorischen, greifbaren, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten enthalten oder sich auf diese stützen. Die Computerprogramme können ein Basis-Eingabe-/Ausgabesystem (BIOS) aufweisen, das mit der Hardware des Spezialcomputers, Gerätetreibern, die mit bestimmten Geräten des Spezialcomputers interagieren, einem oder mehreren Betriebssystem(en), Benutzeranwendungen, Hintergrunddienste, Hintergrundanwendungen usw. interagiert.
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Die Computerprogramme können folgendes enthalten: (i) beschreibenden Text, der geparst werden soll, wie z. B. HTML (Hypertext Markup Language), XML (Extensible Markup Language) oder JSON (JavaScript Object Notation), (ii) Assemblercode, (iii) Objektcode, der von einem Compiler aus dem Quellcode erzeugt wird, (iv) Quellcode zur Ausführung durch einen Interpreter, (v) Quellcode zur Kompilierung und Ausführung durch einen Just-in-Time-Compiler usw. Der Quellcode kann nur beispielsweise in der Syntax von Sprachen wie C, C++, C#, Objective C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5 (Hypertext Markup Language 5th revision), Ada, ASP (Active Server Pages), PHP (PHP: Hypertext Preprocessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic®, Lua, MATLAB, SIMULINK und Python® geschrieben sein.
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In 1 ist ein Beispielfahrzeug 22 dargestellt, das mit dem Aufhängungssteuersystem 20 der vorliegenden Offenbarung ausgestattet ist. Das Fahrzeug 22 in 1 ist als Automobil dargestellt; es ist jedoch zu beachten, dass das hier beschriebene Aufhängungssteuersystem 20 nicht auf Automobile beschränkt ist und auch in anderen Arten von Fahrzeugen verwendet werden kann. Im dargestellten Beispiel hat das Fahrzeug 22 vier Räder 24 mit einer adaptiven Aufhängungskomponente 26 pro Rad 24. Die vier adaptiven Aufhängungskomponenten 26 bilden zusammen ein Aufhängungssystem 28 des Fahrzeugs 22, das mit anderen Komponenten wie Achsschenkeln, Schwingen, Querlenkern, Federn und anderen Komponenten (nicht dargestellt) kombiniert werden kann. Der hier verwendete Begriff „adaptive Aufhängungskomponenten 26“ bezieht sich auf Aufhängungskomponenten, die dynamisch einstellbar sind (d. h. „on-the-fly“ einstellbar), um die Betriebsweise des Aufhängungssystems 28 zu ändern. Der Begriff adaptive Aufhängungskomponenten 26 weist adaptive Dämpfer, adaptive Linearaktuatoren, adaptive Federn (einschließlich adaptiver Schraubenfedern und Luftfedern) auf. Gemäß einer Ausführungsform können die adaptiven Aufhängungskomponenten 26 beispielsweise Skyhook-Dämpfer sein (d. h. einstellbare Dämpfer, die nach dem Skyhook-Regelprinzip gesteuert werden). Das hier beschriebene Aufhängungssteuersystem 20 ist so ausgelegt, dass es adaptive Aufhängungskomponenten 26 steuert, die eine oder mehrere adaptive Aufhängungseinstellungen haben, bei denen bestimmte Betriebseigenschaften der adaptiven Aufhängungskomponenten 26 durch elektronische Steuerung geändert werden können, wie z. B. die Druck- und Zugstufen-Dämpfungseinstellungen oder Kennfelder für die adaptiven Aufhängungskomponenten 26.
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Das Aufhängungssteuersystem 20 weist eine Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30, Beschleunigungsmesser für ungefederte Masse 32 an jedem Rad 24 des Fahrzeugs 22, vorwärts schauende Sensoren 34, die am Fahrzeug 22 montiert sind, eine Trägheitsmesseinheit (IMU) 36, ein Antriebsstrang-Steuermodul (PCM) 38, das im Fahrzeug 22 montiert ist, und eine Cloud-Verbindung 40 oder eine andere Form einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle auf. Die Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 weist einen oder mehrere Prozessoren 42 auf, der/die konfiguriert ist/sind zum Steuern der adaptiven Aufhängungseinstellungen der adaptiven Aufhängungskomponenten 26, sowie einen Speicher 44, der mit einer oder mehreren Standard-Aufhängungseinstellung(en) programmiert ist.
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Die Beschleunigungsmesser 32 für ungefederte Masse können am Achsschenkel, an der Achse, am Querlenker, an der Schwinge, am Dämpfer, oder an anderen Bauteilen angebracht werden, die das Rad 24 tragen und sich mit ihm auf und ab bewegen, wenn das Rad 24 über Straßenunebenheiten wie Bodenwellen und Schlaglöcher fährt. Alternativ können die Beschleunigungsmesser 32 für ungefederte Masse auch an den Rädern 24 selbst angebracht werden. Die Beschleunigungsmesser 32 für ungefederte Masse stehen in elektronischer Verbindung mit der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 und sind konfiguriert zum Liefern von Ungefederte-Massen-Beschleunigungsdaten an die Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30.
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Obwohl eine Vielzahl von verschiedenen Sensortypen und -kombinationen verwendet werden kann, sind im dargestellten Beispiel zwei vorwärts schauende Sensoren 34 am Fahrzeug 22 angebracht. Einer der vorwärts schauenden Sensoren 34 ist in der Nähe des Stoßfängers/Scheinwerfers des Fahrzeugs 22 angebracht, während der andere vorwärts schauende Sensor 34 in der Nähe der Windschutzscheibe des Fahrzeugs 22 angebracht ist. Die vorwärts schauenden Sensoren 34 stehen in elektronischer Verbindung mit der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 und sind konfiguriert zum Liefern von Sensordaten über sich nähernde Straßenunebenheiten an die Aufhängungssteuereinheit 30 (SCU). Als Beispiel und ohne Einschränkung kann der vorwärts schauende Sensor 34 ein LiDAR, ein RADAR, ein optischer Sensor wie eine Kamera oder ein akustischer Sensor wie einen Ultraschallsensor sein.
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Das Aufhängungssteuersystem 20 weist auch ein Global Positioning System (GPS) Modul 35 auf, eine Trägheitsmesseinheit 36 und ein Antriebsstrang-Steuermodul 38, die in das Fahrzeug 22 eingebaut sind und von anderen Systemen des Fahrzeugs 22 gemeinsam genutzt werden können. Das Global Positioning System (GPS) Modul 35 steht in elektronischer Verbindung mit der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 und ist konfiguriert zum Liefern von Fahrzeugstandortdaten an die Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30. Die Trägheitsmesseinheit (IMU) 36 steht in elektronischer Verbindung mit der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 und ist konfiguriert zum Liefern von Gefederte-Massen-Beschleunigungsdaten an die Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30. Als solche kann die Trägheitsmesseinheit (IMU) 36 einen oder mehrere Beschleunigungsmesser aufweisen, die an der Fahrzeugkarosserie angebracht sind, um lineare Beschleunigungen der gefederten Masse des Fahrzeugs 22 zu messen, sowie ein oder mehrere Gyroskope oder Magnetometer, die Neigungsmessungen und Richtungsreferenzen liefern. Das Antriebsstrang-Steuermodul (PCM) 38 steht in elektronischer Verbindung mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (VSS) und der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 und ist konfiguriert zum Liefern von Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten an die Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30. Obwohl auch andere Arten von Sensoren verwendet werden können, kann der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (VSS) zum Beispiel ein Raddrehzahlsensor sein. Alternativ kann die Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten direkt vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (VSS) oder dem Global Positioning System (GPS) Modul 35 empfangen.
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Die Cloud-Verbindung 40 des Aufhängungssteuersystems 20 steht in elektronischer Verbindung bzw. Kommunikation mit der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 und einem Cloud-basierten Netzwerk 46. Die Cloud-Verbindung 40 kann in Form eines Transceivers bereitgestellt werden, der konfiguriert ist zum Kommunizieren mit beispielsweise einem oder mehreren zellularen Netzwerken, WiFi-Netzwerken und/oder Kommunikationssatelliten. Die Cloud-Verbindung 40 ermöglicht es der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30, drahtlos mit dem Cloud-basierten Netzwerk 46 zu kommunizieren, in dem Informationen und Daten in Bezug auf Straßenoberflächen, Fahrzeug Betriebsparameter und Aufhängungseinstellungen gespeichert und anschließend abgerufen werden können. Beispielsweise ist die Cloud-Verbindung 40 im dargestellten Beispiel konfiguriert zum Bereitstellen von Straßenklassifizierungsdaten und Präventiv-Ereignisklassifizierungsdaten, die in dem cloudbasierten Netzwerk 46 gespeichert sind, an die Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30, und zwar basierend auf Fahrzeugstandortdaten die vom Global Positioning System (GPS) Modul 35 des Fahrzeugs 22 vorgesehen werden.
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Die Straßenklassifizierungsdaten können beispielsweise auf einem Klassifizierungsindex beruhen, der einen Straßenabschnitt (d. h. eine Straße oder einen Straßenabschnitt) auf der Grundlage der Unebenheit der Straßenoberfläche einstuft. So bieten beispielsweise ISO 8608 und ISO 13473 Industriestandards für die Klassifizierung der Unebenheit einer Straße. Die Präventiv-Ereignisklassifizierungsdaten können beispielsweise auf einem anderen Klassifizierungsindex beruhen, der bestimmte Straßenereignisse (z. B. Stöße durch Bodenwellen und Schlaglöcher) auf der Grundlage der Schwere der Auswirkungen, die das Straßenereignis voraussichtlich auf das Fahrzeug 22 haben wird, einstuft. Alternativ können die Straßenklassifizierungsdaten und/oder Präventiv-Ereignisklassifizierungsdaten als Kartenebene oder Overlay für die vom Global Positioning System (GPS) Modul 35 verwendete Navigationskarte bereitgestellt werden. Da viele Fahrzeuge mit dem cloudbasierten Netzwerk 46 verbunden sein können, können die Straßenklassifizierungsdaten und die Präventiv-Ereignisklassifizierungsdaten zumindest teilweise auf Informationen oder Daten basieren, die von anderen Fahrzeugen an das cloudbasierte Netzwerk 46 übertragen wurden, nachdem sie einen bestimmten Straßenabschnitt oder ein bestimmtes Straßenereignis befahren und/oder angetroffen haben.
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Wie in 2 dargestellt, verfügt der Prozessor 42 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 über eine Vielzahl von Aufhängungsverarbeitungsmodulen (SPU) 50, 52, 54, 56, 58, 60, von denen jedes Programmierlogik enthält. In der dargestellten Ausführungsform weist die Aufhängungsverarbeitungseinheit (SPU) 48 beispielsweise ein Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsmodul 50 (zur Klassifizierung eines voraussichtlich auftretenden Straßenereignisses), ein schwellenwertbasiertes Pre-Trigger Modul 52, ein Ereignis-Treffer-Bestätigungsmodul 54, ein Ereignis-Verfehlt-Bestätigungsmodul 56, ein Ereignis-Ende-Bestätigungsmodul 58 und ein Aufhängungssteuereinheit (SCU) Zuordnungs- oder Kennfeldmodul 60. Der Prozessor 42 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 ist konfiguriert zum Empfangen der Fahrzeugstandortdaten vom GPS-Modul 35 und von Straßenklassifizierungsdaten von der Cloud-Verbindung 40 und ist programmiert zum Bestimmen, ob das Fahrzeug 22 auf einem klassifizierten Straßenabschnitt unterwegs ist. Sobald diese Bestimmung getroffen wurde, ist der Prozessor 42 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 programmiert zum Abrufen und Initialisieren einer straßenspezifischen Aufhängungseinstellung, wenn der Straßenabschnitt, auf dem das Fahrzeug 22 fährt, klassifiziert ist. Die straßenspezifischen Aufhängungseinstellungen, die der Prozessor 42 aus dem Speicher 44 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 und/oder dem cloudbasierten Netzwerk 46 abrufen kann, können in Form von spezifischen Einstellungen oder Kennfeldern für die Druck- und Zugstufendämpfung vorgesehen werden, die auf der Grundlage der Straßenklassifizierungsdaten beispielsweise mithilfe einer Nachschlagetabelle ausgewählt werden.
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Genauer gesagt ist das Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsmodul 50 der Aufhängungsverarbeitungseinheit (SPU) 48 konfiguriert zum Empfangen von Sensordaten über sich nähernde Straßenunebenheiten von dem/den vorwärts schauenden Sensor(en) 34 und Präventiv-Ereignisklassifizierungsdaten von der Cloud-Verbindung 40 und programmiert zum Bestimmen, ob sich ein Straßenereignis nähert. Auf diese Weise können die Sensordaten von dem/den vorwärts schauenden Sensor(en) 34 in Verbindung mit Präventiv-Ereignisklassifizierungsdaten aus der Cloud-Verbindung 40 oder anstelle der Präventiv-Ereignisklassifizierungsdaten verwendet werden, um herannahende Straßenereignisse zu identifizieren. Wenn Bestimmung getroffen wird, dass sich ein Straßenereignis nähert, stellt das Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsmodul 50 Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation für ein sich näherndes Straßenereignis bereit, die Informationen darüber enthalten können, dass sich ein Straßenereignis nähert, den erwarteten Ort, die erwartete Entfernung oder die erwartete Zeit des Straßenereignisses und die Klassifizierung für das Straßenereignis.
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Das Kennfeldmodul 60 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) ist konfiguriert zum Empfangen der Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation von dem Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsmodul 50 und programmiert zum Einstellen einer schwellenwertbasierten Aufhängungsvoreinstellung basierend auf der Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation. Die schwellenwertbasierte Aufhängungsvoreinstellung kann in Form spezifischer Voreinstellungen oder Kennfeldern für die Druck- und Zugstufendämpfung bereitgestellt werden, die ausgewählt werden, wenn die Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation einen bestimmten Schwellenwert oder mehrere Schwellenwerte erreicht, der/die beispielsweise im Speicher 44 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 in einer Nachschlagetabelle gespeichert sein kann/können. Das Kennfeldmodul 60 des Fahrwerksteuergeräts (SCU) ist auch so konfiguriert, dass es die Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation an das schwellenwertbasierte Pre-Trigger Modul 52 weiterleitet.
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Das schwellenwertbasierte Pre-Trigger Modul 52 ist konfiguriert zum empfangen der Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation vom Kennfeldmodul 60 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) und programmiert zum Einstellen eines schwellenwertbasierten Pre-Triggers auf der Grundlage der Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation. Der schwellenwertbasierte Pre-Trigger kann in Form eines oder mehrerer Beschleunigungswerte oder -messwerts bereitgestellt werden, der/die ausgewählt wird/werden, wenn die Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation einen bestimmten Schwellenwert oder mehrere Schwellenwerte erreichen, die beispielsweise im Speicher 44 des Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 in einer Nachschlagetabelle gespeichert oder im Cloud-basierten Netzwerk 46 gespeichert und über die Cloud-Verbindung 40 abgerufen werden können. Das Kennfeldmodul 60 des Aufhängungssteuereinheit (SCU) ist auch so konfiguriert, dass es die Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation an das schwellenwertbasierte Pre-Trigger Modul 52 weiterleitet.
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Das Ereignis-Treffer-Bestätigungsmodul 54 der Aufhängungsverarbeitungseinheit (SPU) 48 ist konfiguriert zum Empfangen des schwellenwertbasierten Pre-Triggers für sich nähernde Straßenereignisse vom schwellenwertbasierten Pre-Trigger Modul 52 und der Ungefederte-Masse-Beschleunigungsdaten von jedem der Beschleunigungsmesser 32 für ungefederte Masse. Das Ereignis-Treffer-Bestätigungsmodul 54 ist programmiert zum Überwachen der Ungefederte-Masse-Beschleunigungsdaten und zum Aktivieren eines Ereignisdetektionsflags, wenn die Ungefederte-Masse-Beschleunigungsdaten den schwellenwertbasierten Pre-Trigger überschreiten. Mit anderen Worten, wenn ein Spike (eine Spitze) in den Ungefederte-Masse-Beschleunigungsdaten auftritt, die den schwellenwertbasierten Pre-Trigger überschreitet, aktiviert das Ereignis-Treffer-Bestätigungsmodul 54 das Ereignisdetektionsflag. Der Prozessor 42 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 ist ferner programmiert zum Berechnen eines Steigungswerts der Ungefederte-Masse-Beschleunigungsdaten. Die Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 liefert eine Straßenereignis-Treffer-Bestätigung, wenn sowohl die Ungefederte-Masse-Beschleunigungsdaten den schwellenwertbasierten Pre-Trigger überschreiten als auch der vom Prozessor 42 berechnete Steigungswert einen maximalen Steigungswert übersteigt, der im Speicher 44 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 gespeichert oder mit Hilfe einer Nachschlagetabelle auf der Grundlage der Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation festgelegt werden kann. Wenn eine Straßenereignis-Bestätigung gemacht wird, aktiviert der Prozessor 42 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 eine Aufhängungssteueraktion für das Straßenereignis, die die adaptiven Aufhängungseinstellungen gemäß den spezifischen Einstellungen oder Kennfeldern für die Druck- und Zugstufendämpfung anpasst, die auf der Grundlage der Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation ausgewählt wurden. Beispielsweise kann die Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 konfiguriert sein zum Erzeugen eines Steuersignals, das die adaptiven Aufhängungseinstellungen der adaptiven Aufhängungskomponente(n) 26 ändert, wenn sowohl: (1) eine Spitze in den Ungefederte-Masse-Beschleunigungsdaten den schwellenwertbasierten Pre-Trigger überschreitet, als auch (2) der von der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 berechnete Steigungswert einen maximalen Steigungswert überschreitet, was gleichzeitig überwacht werden kann.
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Das Ereignis-Ende-Bestätigungsmodul 58 der Aufhängungsverarbeitungseinheit (SPU) 48 ist konfiguriert zum Empfangen einer Straßenereignis-Treffer-Bestätigung vom Ereignis-Treffer-Bestätigungsmodul 54, die bestätigt, dass das Fahrzeug 22 auf das Straßenereignis gestoßen ist. Das Ereignis-Ende-Bestätigungsmodul 58 ist ferner konfiguriert zum Empfangen der Gefederte-Masse-Beschleunigungsdaten von der Trägheitsmesseinheit (IMU) 36 oder einzelnen Beschleunigungssensoren für gefederte Masse empfängt und programmiert zum Überwachen der Gefederte-Masse-Beschleunigungsdaten und zum Ausgeben einer Straßenereignis-Ende-Bestätigung basierend auf den Gefederte-Masse-Beschleunigungsdaten, Winkelgeschwindigkeitsdaten und/oder Positionsinformation. Als nicht einschränkendes Beispiel kann das Ereignis-Ende-Bestätigungsmodul 58 eine Straßenereignis-Ende-Bestätigung liefern, wenn Gefederte-Masse-Beschleunigungsdaten für eine vordefinierte Zeitspanne unter einem Schwellenwert bleiben. Sowohl der Schwellenwert als auch der vordefinierte Zeitraum können im Speicher 44 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 als Standardwert oder als Index von Werten in einer Nachschlagetabelle gespeichert, aus dem cloudbasierten Netzwerk 46 abgerufen und als Teil der Präventiv-Ereignis-Klassifizierungsinformation weitergegeben werden.
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Alternativ kann die vordefinierte Zeitspanne vom Prozessor 42 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 zumindest teilweise auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten berechnet werden. Unabhängig vom Verfahren, wenn eine Straßenereignis-Ende-Bestätigung ausgegeben wird ist der Prozessor 42 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 programmiert zum Überprüfen, ob sich ein weiteres Straßenereignis nähert, und zum Freigeben des schwellenwertbasierten Pre-Triggers und der schwellenwertbasierten Aufhängungsvoreinstellung, wenn sich kein weiteres Straßenereignis nähert.
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Das Ereignis-Verfehlt-Bestätigungsmodul 56 der Aufhängungsverarbeitungseinheit (SPU) 48 ist konfiguriert zum Empfangen des schwellenwertbasierten Pre-Triggers für das sich nähernde Straßenereignis vom schwellenwertbasierten Pre-Trigger Modul 52, der Ungefederte-Masse-Beschleunigungsdaten von jedem Beschleunigungsmesser 32 für ungefederte Masse, der Fahrzeugstandortdaten vom Global Positioning System (GPS) Modul 35 und der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten vom Antriebsstrangsteuermodul (PCM) 38. Das Ereignis-Verfehlt-Bestätigungsmodul 56 ist programmiert zum Berechnen einer Haltezeit basierend auf den Fahrzeugstandortdaten und den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, zum Überwachen der Ungefederte-Masse-Beschleunigungsdaten und zum Ausgeben einer Straßenereignis-Verfehlt-Bestätigung, wenn die Ungefederte-Masse-Beschleunigungsdaten während der Haltezeit den schwellenwertbasierten Pre-Trigger nicht überschreiten. Beispielsweise wird die Haltezeit im Allgemeinen kürzer sein, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist und der Standort des Fahrzeugs 22 in der Nähe des erwarteten Straßenereignisses liegt, wenn die Haltezeit von der Aufhängungsverarbeitungseinheit (SPU) 48 eingestellt wird. Wenn die Straßenereignis-Verfehlt-Bestätigung ausgegeben wird, ist die Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 programmiert zum Prüfen, ob sich ein weiteres Straßenereignis nähert, und zum Freigeben des schwellenwertbasierten Pre-Triggers und der schwellenwertbasierten Aufhängungsvoreinstellung, wenn sich kein weiteres Straßenereignis nähert.
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Sowohl das Ereignis-Treffer-Bestätigungsmodul 54 als auch das Ereignis-Verfehlt-Bestätigungsmodul 56 stehen in elektronischer Kommunikation mit der Cloud-Verbindung 40 und senden entweder die Straßenereignis-Treffer-Bestätigung oder die Straßenereignis-Verfehlt-Bestätigung an die Cloud-Verbindung 40 zur Protokollierung im Cloud-basierten Netzwerk 46. Diese Rückmeldungen, die von mehreren Fahrzeugen gesammelt werden, werden zur Validierung oder Aktualisierung der im cloudbasierten Netzwerk 46 gespeicherten Präventiv-Ereignis-Klassifizierungsdaten verwendet, damit die gespeicherten Informationen über Straßenereignisse aktuell und genau bleiben. Optional kann das Ereignis-Ende-Bestätigungsmodul 58 auch in elektronischer Kommunikation mit der Cloud-Verbindung 40 stehen und Informationen über die Straßenereignis-Ende-Bestätigung an die Cloud-Verbindung 40 senden, um sie in dem cloud-basierten Netzwerk 46 zu protokolieren bzw. zu speichern.
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3 veranschaulicht ein Verfahren zum Steuern des oben beschriebenen Aufhängungssteuersystems 20. Das Verfahren weist Schritt 100 auf, bei dem eine Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 mit einer oder mehreren Standard-Aufhängungseinstellung(en) programmiert wird. Bei den Standard-Aufhängungseinstellungen kann es sich beispielsweise um Standardeinstellungen oder Kennfelder für die Druck- und Zugstufendämpfung handeln, die im Speicher 44 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 gespeichert werden können. Diese Standard-Aufhängungseinstellungen werden vom Aufhängungssteuersystem 20 verwendet, wenn keine anderen Aufhängungseinstellungen verfügbar sind, z. B. wenn das Fahrzeug 22 auf einer nicht klassifizierten Straße fährt, wenn sich das Fahrzeug 22 nicht einem identifizierten Straßenereignis nähert, wenn keine Fahrzeugstandortdaten verfügbar sind, wenn keine Verbindung zum Cloud-basierten Netzwerk 46 verfügbar ist, wenn Sensordaten von dem/den vorausschauenden Sensor(en) 34 nicht verfügbar sind, wenn Beschleunigungs- und Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten von den Beschleunigungsmessern 32 für ungefederte Masse, der Trägheitsmesseinheit (IMU) 36 oder dem Antriebsstrang-Steuermodul (PCM) 38 nicht verfügbar sind oder wenn Fehlfunktionen oder Schäden am System auftreten.
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Das Verfahren weist Schritt 102 auf, bei dem die Standortdaten des Fahrzeugs 22 von dem im Fahrzeug 22 eingebauten Global Positioning System (GPS) Modul 35 abgerufen werden. Das Verfahren weist auch Schritt 104 auf, bei dem eine Cloud-Verbindung 40 zwischen der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 und dem Cloudbasierten Netzwerk 46 hergestellt wird und Straßenklassifizierungsdaten und Präventiv-Ereignis-Klassifizierungsdaten aus dem Cloud-basierten Netzwerk 46 abgerufen werden. Wenn die Fahrzeugstandortdaten nicht abgerufen werden können, wird das Verfahren mit den Standard-Aufhängungseinstellungen fortgesetzt.
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Sobald der Standort des Fahrzeugs 22 abgerufen und die Cloud-Verbindung 40 hergestellt ist, führt die Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 den Schritt 106 aus, in dem bestimmt wird, ob das Fahrzeug 22 auf einem klassifizierten Straßenabschnitt fährt. Diese Bestimmung basiert auf den Fahrzeugstandortdaten des Global Positioning System (GPS) Moduls 35 und den Straßenklassifizierungsdaten aus der Cloud-Verbindung 40. Wenn der Straßenabschnitt, auf dem das Fahrzeug 22 fährt, klassifiziert ist, führt die Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 den Schritt 108 aus, der das Abrufen und Initialisieren einer straßenspezifischen Aufhängungseinstellung auf der Grundlage der Straßenklassifizierungsdaten beinhaltet. Wie oben erläutert, können die Straßenklassifizierungsdaten auf einem numerischen Index oder einer Skala auf der Grundlage der Unebenheit der Straßenoberfläche dargestellt werden, und die straßenspezifische Aufhängungseinstellung kann eine spezifische Einstellung oder ein Kennfeld für die Druck- und Zugstufendämpfung sein, die/das auf der Grundlage der Straßenklassifizierungsdaten unter Verwendung einer Nachschlagetabelle ausgewählt wird, die im Speicher 44 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 oder in dem cloudbasierten Netzwerk 46 gespeichert ist. In Schritt 108 wird daher von der Standard-Aufhängungseinstellung auf die abgerufene straßenspezifische Aufhängungseinstellung umgeschaltet. Wenn der Straßenabschnitt, auf dem das Fahrzeug 22 fährt, nicht klassifiziert ist, wird das Verfahren mit der Standard-Aufhängungseinstellung fortgesetzt.
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Das Verfahren umfasst auch den Schritt 110 des Empfangs von Sensordaten über sich nähernde Straßenunregelmäßigkeiten von dem/den am Fahrzeug 22 angebrachten vorausschauenden Sensor(en) 34, des Empfangs von Gefederte-Masse-Beschleunigungsdaten von der Trägheitsmesseinheit (IMU) 36 und des Empfangs von Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten entweder vom Antriebsstrang-Steuermodul (PCM) 38 oder direkt vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (VSS). In Schritt 112 bestimmt das Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsmodul 50 der Aufhängungsverarbeitungseinheit (SPU) 48, ob sich ein Straßenereignis nähert, und erzeugt Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation basierend auf einem oder mehreren der folgenden Punkte: den Fahrzeugstandortdaten des Global Positioning System (GPS)-Moduls 35, den Präventiv-Ereignis-Klassifizierungsdaten von der Cloud-Verbindung 40, Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten des Antriebsstrang-Steuermoduls (PCM) 38 oder des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors (VSS) und den Sensordaten über sich nähernde Straßenunregelmäßigkeiten von dem/den vorausschauenden Sensor(en) 34. Wenn sich kein Straßenereignis nähert, kehrt das Aufhängungssteuersystem 20 zu einem späteren Zeitpunkt zum Schritt der Abfrage des Fahrzeugstandorts zurück und wiederholt das Verfahren.
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Wenn das Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsmodul 50 der Aufhängungsverarbeitungseinheit (SPU) 48 feststellt, dass sich ein Straßenereignis nähert, führt die Aufhängungsverarbeitungseinheit (SPU) 48 den Schritt 114 aus, der das Einstellen sowohl einer schwellenwertbasierten Aufhängungsvoreinstellung als auch eines schwellenwertbasierten Pre-Triggers für das sich nähernde Straßenereignis auf der Grundlage der Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation beinhaltet. Wie oben erläutert, kann die Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation Informationen darüber enthalten, dass sich ein Straßenereignis nähert, den erwarteten Ort, die Entfernung oder den Zeitpunkt des Straßenereignisses und die Klassifizierung des Straßenereignisses. Der schwellenwertbasierte Pre-Trigger, der vom schwellenwertbasierten Pre-Trigger Modul 52 eingestellt wird, kann ein Beschleunigungswert oder eine -messung sein, der/die ein bestimmtes Schwellenniveau über dem normalen Niveau der Beschleunigungswerte darstellt, die für den Straßenverkehr im Allgemeinen oder den spezifischen Straßenabschnitt, auf dem das Fahrzeug 22 unterwegs ist, angesichts der Straßen-Klassifizierungsdaten erwartet werden. Die schwellenwertbasierte Voreinstellung kann im Speicher 44 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 beispielsweise in einer Nachschlagetabelle gespeichert werden. Bei der schwellenwertbasierten Aufhängungsvoreinstellung, die vom Kennfeldmodul 60 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) eingestellt wird, kann eine spezifische Voreinstellung oder ein Kennfeld für die Druck- und Zugstufendämpfung sein, die ausgewählt wird, wenn die Präventiv-Straßenereignis-Klassifizierungsinformation einen bestimmten Schwellenwert oder mehrere Schwellenwerte erreicht, die im Speicher 44 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 in einer Nachschlagetabelle gespeichert werden können.
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Nachdem Schritt 114 ausgeführt wurde, führt die Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 Schritt 116 aus, um die schwellenwertbasierte Aufhängungsvoreinstellung für das Straßenereignis zu aktivieren, die sich von der in Schritt 100 eingestellten Standard-Aufhängungseinstellung und der in Schritt 108 eingestellten straßenspezifischen Aufhängungseinstellung unterscheiden kann. Das Verfahren fährt mit Schritt 118 fort, der den Empfang von Ungefederte-Masse-Beschleunigungsdaten von den Beschleunigungsmessern 32 für ungefederte Masse, die an jedem Rad 24 des Fahrzeugs 22 angebracht sind, und das Überwachen der Ungefederte-Masse-Beschleunigungsdaten, einschließlich des Überwachens bezüglich etwaiger Spitzen in den Ungefederte-Masse-Beschleunigungsdaten aufweist. Die Aufhängungsverarbeitungseinheit (SPU) 48 führt auch den Schritt 126 der Berechnung eines Steigungswertes für die Ungefederte-Masse-Beschleunigungsdaten durch. In Schritt 122 berechnet die Aufhängungsverarbeitungseinheit (SPU) 48 eine Haltezeit t basierend auf den Fahrzeugstandortdaten und den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten (und optional der Unsicherheit/Genauigkeit des Ereignisorts und eines Sicherheitsfaktors) und bestimmt, ob die Ungefederte-Masse-Beschleunigungsdaten den schwellenwertbasierten Pre-Trigger während einer Zeitspanne überschreiten, die der Haltezeit t entspricht. Wenn eine solche Bestimmung getroffen wird, führt die Aufhängungsverarbeitungseinheit (SPU) 48 einen Schritt 124 des Aktivierens eines Ereignisdetektionsflags durch.
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Wenn das Ereignisdetektionsflag aktiviert ist, führt die Aufhängungsverarbeitungseinheit (SPU) 48 einen Schritt 126 des Bestimmens, ob der berechnete Steigungswert einen maximalen Steigungswert überschreitet, aus. Wenn eine solche Bestimmung getroffen wird, erzeugt das Ereignis-Treffer-Bestätigungsmodul 54 eine Straßenereignis-Treffer-Bestätigung, und die Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 führt Schritt 128 des Aktivierens einer Aufhängungssteuermaßnahme für das Straßenereignis durch, die die adaptiven Aufhängungseinstellungen speziell anpasst, um die Auswirkungen des Straßenereignisses auf die Aufhängung besser zu absorbieren und den Fahrkomfort zu verbessern.
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Wenn eine Straßenereignis-Treffer-Bestätigung erfolgt, überwacht das Ereignis-Ende-Bestätigungsmodul 58 die Gefederte-Masse-Beschleunigungsdaten von der Trägheitsmesseinheit (IMU) 36 oder den Beschleunigungsmessern für gefederte Masse und erzeugt eine Straßenereignis-Ende-Bestätigung basierend auf den Gefederte-Masse-Beschleunigungsdaten. Beispielhaft und ohne Einschränkung kann das Ereignis-Ende-Bestätigungsmodul 58 bestimmen, dass das Straßenereignis beendet ist, wenn die Gefederte-Masse-Beschleunigungsdaten für eine vordefinierte Zeitspanne unter einem Schwellenwert bleiben, welches Werte sein können, die im Speicher 44 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 als Standardwert oder als Index von Werten in einer Nachschlagetabelle gespeichert sind. Alternativ kann der Schwellenwert aus dem cloudbasierten Netzwerk 46 abgerufen und als Teil der Präventiv-Ereignis-Klassifizierungsinformation weitergegeben werden, und die vordefinierte Zeitspanne kann von dem Prozessor 42 der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 zumindest teilweise basierend auf den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten berechnet werden.
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Im Schritt 130 werden sowohl der schwellenwertbasierte Pre-Trigger als auch die schwellenwertbasierte Aufhängungsvoreinstellung in der Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 für die Haltezeit t gehalten. Wenn die Ungefederte-Masse-Beschleunigungsdaten den schwellenwertbasierten Pre-Trigger und/oder den maximalen Steigungswert während der Haltezeit t nicht überschreiten, erzeugt das Ereignis-Verfehlt-Bestätigungsmodul 56 eine Straßenereignis-Verfehlt-Bestätigung. Sobald entweder eine Straßenereignis-Ende-Bestätigung oder eine Ereignis-Verfehlt-Bestätigung gemacht wird, fährt das Verfahren mit dem Schritt 132 fort, in dem bestimmt wird, ob sich ein weiteres Straßenereignis nähert, und zwar basierend auf einem oder mehreren der folgenden: den Fahrzeugstandortdaten vom Global Positioning System (GPS) Modul 35, den Präventiv-Ereignis-Klassifizierungsdaten von der Cloud-Verbindung 40, den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten vom Antriebsstrang-Steuermodul (PCM) 38 und/oder dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (VSS), und den Sensordaten über sich nähernde Straßenunebenheiten von mindestens einem der vorausschauenden Sensoren 34. Wenn sich ein weiteres Straßenereignis nähert, hält die Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 den schwellenwertbasierten Pre-Trigger und die schwellenwertbasierte Aufhängungsvoreinstellung und kehrt zum Schritt 114 des Einstellens des schwellenwertbasierten Pre-Triggers und des schwellenwertbasierten Voreinstellung für das Straßenereignis zurück. Wird hingegen festgestellt, dass sich kein Straßenereignis nähert, führt die Aufhängungssteuereinheit (SCU) 30 den Schritt 134 aus, der die Freigabe sowohl des schwellenwertbasierten Pre-Triggers als auch der schwellenwertbasierten Aufhängungsvoreinstellung beinhaltet. Wenn dies geschieht, kehrt das Aufhängungssteuersystem 20 zu Schritt 102 zurück, in dem die Fahrzeugposition zu einem späteren Zeitpunkt abgerufen wird, und wiederholt das Verfahren. Optional kann das Verfahren beinhalten, dass entweder die Straßenereignis-Treffer-Bestätigung oder die Straßenereignis-Verfehlt-Bestätigung zur Protokollierung an das cloudbasierte Netzwerk 46 übermittelt wird.
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Daher sollte man sich darüber im Klaren sein, dass das Aufhängungssteuersystem 20 der vorliegenden Offenbarung insgesamt vier verschiedene Betriebsmodi bietet, die sich wie folgt zusammenfassen lassen: (1) einen Standardsteuermodus - die adaptive(n) Aufhängungskomponente(n) 26 arbeiten unter Verwendung der Standard-Aufhängungseinstellung, die in Schritt 100 bereitgestellt wird, (2) einen straßenspezifischen Steuermodus - die adaptive(n) Aufhängungskomponente(n) 26 arbeiten unter Verwendung der straßenspezifischen Aufhängungseinstellung, die in Schritt 108 bereitgestellt wird, (3) einen Voreinstellungssteuermodus - die adaptive(n) Aufhängungskomponente(n) 26 arbeiten unter Verwendung der schwellenwertbasierten Voreinstellung, die in Schritt 116 bereitgestellt wird, und (4) einen aktiven Steuermodus - die adaptive(n) Aufhängungskomponente(n) 26 werden dynamisch durch die Aufhängungssteueraktion eingestellt, die in Schritt 128 bereitgestellt wird.
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Viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung sind in Anbetracht der obigen Lehren möglich und können anders als wie spezifisch beschrieben ausgeführt werden, während sie im UMfang der beigefügten Ansprüche liegen.