WO2020249274A1 - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen einer fahrbahnbeschaffenheit und/oder einer fahrwerkbelastung eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum bestimmen einer fahrbahnbeschaffenheit und/oder einer fahrwerkbelastung eines kraftfahrzeugs Download PDF

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    • B60G2400/821—Uneven, rough road sensing affecting vehicle body vibration

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a road surface condition and / or a chassis load of a motor vehicle, in which a state and / or a change in the state of at least one chassis component is detected by means of at least one sensor device, the sensor device being arranged on or in the chassis component.
  • the invention also relates to a device for determining a road surface condition and / or a chassis load of a motor vehicle, with at least one sensor device for detecting a state and / or a change in state of at least one chassis component, where the sensor device is arranged on or in the chassis component.
  • the object on which the invention is based is therefore to further develop a method and / or a device of the type mentioned at the outset in such a way that the assembly effort is reduced.
  • a retrofit solution and / or an alternative embodiment is to be provided.
  • the method according to the invention and / or the device according to the invention is designed to determine a road surface condition and / or a chassis loading of a motor vehicle.
  • a condition of the road and / or the road surface is determined as part of the determination of the road surface.
  • a roadway can be negatively affected due to potholes, ruts and / or an undulating surface. This can have a negative effect on driving comfort and / or on chassis components.
  • roadways of different quality or quality can be identified.
  • routes can be selected, for example, in such a way that undesirable negative effects on the driving comfort and / or the chassis of the motor vehicle are avoided.
  • a state and / or a change in state of at least one chassis component is detected by means of at least one sensor device.
  • the sensor device is arranged on or in the chassis component.
  • a sensor device already installed in the motor vehicle for another purpose can be used here.
  • a sensor device is preferably used which is specifically designed and / or designed to determine the condition of the roadway and / or the load on the chassis.
  • the sensor device is designed as a unit that can be retrofitted.
  • the sensor device is supplied with electrical energy for operating the sensor device by means of an autonomous energy supply.
  • the autonomous energy supply of the sensor device has an energy converter.
  • the energy converter of the sensor device can convert energy from the surroundings of the sensor device into electrical energy.
  • the energy converter converts energy from a movement and / or a deformation of the chassis component into electrical energy.
  • These types of energy generation can be referred to as energy harvesting.
  • the energy converter converts energy into electrical energy using a piezoelectric effect, a thermoelectric effect and / or a photoelectric effect. Long-term or permanent use or usability of the sensor device is preferably ensured by means of the energy converter.
  • electrical energy can be obtained from vibrations of the chassis component by means of the energy converter.
  • damping movements of a chassis component designed as a shock absorber can be used to generate electrical energy by means of the energy converter.
  • deformations of the chassis component using a piezoelectric effect can additionally or alternatively be used to generate electrical energy by means of the energy converter.
  • the sensor device has an energy store.
  • the energy store can be designed as an accumulator and / or as a capacitor.
  • the energy from the autonomous energy supply is stored in the energy store.
  • a fully charged energy store can ensure that the sensor device can be used or usable for a predetermined period of time.
  • the energy store can preferably be at least partially or completely charged by means of the energy converter. In this way, the period of time for using the sensor device can be extended or the sensor device can be used over the long term.
  • the sensor device can have a data memory in which the data recorded by the sensor device are stored. This allows a cable connection to forward the recorded data to a separate data memory be waived. As a result, the assembly effort can also be reduced and / or retrofitting can be improved or simplified.
  • the sensor device has a transmission unit with which data recorded and / or stored by the sensor device can be wirelessly sent to an evaluation device.
  • the evaluation device can have its own data memory.
  • the transmission unit is preferably designed to implement radio transmission.
  • the data are sent by means of the sending unit and a suitable transmission protocol.
  • the transmission unit is designed in such a way that a transmission protocol in accordance with the Bluetooth standard or the Bluetooth low energy standard can be implemented.
  • the sensor device has an acceleration sensor with which an acceleration of the chassis component is detected.
  • the condition of the road surface and / or the load on the chassis can be determined using the data from such an acceleration sensor.
  • the acceleration sensor can be designed as a wheel acceleration sensor for detecting a wheel acceleration of a wheel of the motor vehicle.
  • the acceleration sensor can alternatively be designed as a shock absorber acceleration sensor for detecting a shock absorber acceleration of a shock absorber of the motor vehicle.
  • the sensor device can be designed as a height level sensor system for determining a height level of the chassis.
  • the sensor device preferably has a wheel speed sensor with which a wheel speed of a wheel of the motor vehicle is detected.
  • the sensor device can alswei sen a wheel speed sensor with which a wheel speed of a wheel of the motor vehicle is detected.
  • the sensor device or a plurality of sensor devices can be designed such that a roll, pitch and / or yaw movement of the motor vehicle can be detected. This also enables the condition of the road surface and / or the load on the chassis to be assessed.
  • the motor vehicle has a first wheel track on a first side of the motor vehicle and a further wheel track on a further side of the motor vehicle. At least two wheels can be assigned to each wheel track of the motor vehicle. At least one first sensor device is assigned to the first side, in particular the first wheel track, and at least one further sensor device is assigned to the further side, in particular the further wheel track.
  • the condition of the roadway and / or the load on the chassis can be determined as a function of the first wheel track and the further wheel track.
  • a lane-resolved or lane-accurate determination of the road surface and / or the chassis load can be realized. In this way, for example, uneven road surfaces can be determined as a function of the wheel track of the motor vehicle. Overall, this results in the possibility of a more detailed and / or higher resolution determination of the road surface and / or chassis load.
  • a device for determining a road surface condition and / or a chassis load of a motor vehicle, with at least one sensor device for detecting a condition and / or a condition, is particularly advantageous. tion of at least one chassis component, wherein the sensor device is arranged on or in the chassis component.
  • the device according to the invention has a sensor device which has an autonomous energy supply for operating the sensor device with electrical energy. In particular, the device is designed to carry out the method according to the invention.
  • the sensor device can preferably be retrofitted in a chassis of the motor vehicle and / or on the chassis component due to its self-sufficient design.
  • the sensor device is designed to be self-sufficient and / or wireless in the sense that a cable connection of the sensor device to a device separate and / or additional to the sensor device can be dispensed with.
  • the sensor device can be designed or used as an independent and / or independent unit.
  • the sensor device is designed as a retrofit unit.
  • the sensor device or the retrofit unit can be mounted on a chassis component, in particular screwed and / or glued.
  • the sensor device used according to the method according to the invention is a previously described sensor device.
  • the method is preferably developed according to the embodiments explained in connection with the inventive device described here.
  • the device described here can be developed in accordance with the configurations explained in connection with the method.
  • Fig. 2 is a schematic side view of a motor vehicle with a device according to the invention
  • Fig. 3 is a schematic representation of a sensor device of the fiction, contemporary device of FIG. 2, and
  • Fig. 4 is a schematic plan view of the motor vehicle with the device according to the Invention according to FIG.
  • FIG. 1 shows a schematic sequence of a method according to the invention.
  • step S10 the method for determining a road surface condition and / or a chassis loading of a motor vehicle is started.
  • a sensor device is provided and / or arranged.
  • the sensor device is designed to detect a state and / or a state change of at least one chassis component.
  • a sensor device already installed in the motor vehicle for another purpose can be used as the sensor device.
  • a self-sufficient and / or retrofittable sensor device is preferably used.
  • an autonomous energy supply is provided for the sensor device.
  • the sensor device has an energy store and / or an energy converter.
  • energy from the environment of the sensor device, from a movement of the chassis component and / or from a deformation of the chassis component can be converted into electrical energy.
  • step S13 data are recorded by means of the sensor device.
  • the sensor device can, for example, have an acceleration sensor, a wheel speed sensor and / or a wheel speed sensor.
  • several sensor devices can be used at the same time. It is particularly advantageous if a first sensor device is assigned to a first wheel track and a further sensor device is assigned to a further wheel track of the motor vehicle. In this way, the condition of the road surface and / or the load on the chassis can be determined by lane breakdown.
  • step S14 the data recorded by means of the sensor device are stored and / or sent. For example, the data can be sent to an evaluation device immediately after they have been generated by means of a transmission unit of the sensor device.
  • the data can be stored in a data memory of the sensor device.
  • the data stored in the data memory can be sent with a time delay by means of the transmission unit or read out by means of a separate readout device. This reading out and / or an evaluation of the data takes place in accordance with step S15. To evaluate the data, they can be made available to an evaluation device. In particular, this is done by means of the transmitter unit or the readout device.
  • the evaluated data can be made available in a server or in a data cloud for subsequent use, for example for use in navigation systems.
  • the method ends with step S16.
  • FIG. 2 shows a schematic side view of a motor vehicle 1 with a device 2 according to the invention.
  • the motor vehicle 1 is designed as a car.
  • the device 2 is designed to determine a road surface condition and / or a chassis loading of the motor vehicle 1.
  • the condition of a roadway 3 is influenced by road unevenness 4 or 5.
  • the unevenness of the road 4 is designed as a road depression or a pothole.
  • the unevenness of the roadway 5 is implemented here as an example of a road bump.
  • the unevenness of the roadway 4, 5 results in a load on the chassis or a load on individual chassis components 11, 12, 13.
  • the device 2 has several sensor devices 6, 7 and 8.
  • the device 2 can have only a single sensor device, two sensor devices or several sensor devices.
  • both a front wheel 9 and a rear wheel 10 are each assigned a sensor device 6, 7, 8.
  • the sensor devices 6, 7, 8 are each on one of the chassis components 1 1, 12, 13 arranged or attached.
  • the chassis component 1 1 is designed as a suspension arm.
  • the chassis component 12 is implemented here as a wheel hub, for example.
  • the chassis component 13 is implemented as a shock absorber.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a sensor device 6 of the device 2 according to the invention according to FIG. 2.
  • the following statements on the sensor device 6 also apply largely correspondingly to the sensor devices 6 and 8 according to FIG. 2.
  • the sensor device 6 has an autonomous energy supply 14 for operating the sensor device 6 with electrical energy.
  • a cable connection for supplying the sensor device 6 with electrical energy can be dispensed with.
  • the energy supply 14 or the sensor device 6 has an energy converter 15.
  • energy from the environment of the sensor device 6, from a movement of the chassis component 1 1 and / or from a deformation of the chassis component 1 1 can be converted into electrical energy.
  • electrical energy is obtained from deformations of the chassis component 11 using a piezoelectric effect.
  • vibrations of the chassis component 12 are used to generate electrical energy by means of the energy converter 15.
  • damping movements of the chassis component 13 designed as a shock absorber are used to generate electrical energy by means of the energy converter 15.
  • the energy converter 15 is designed in a suitable manner for this.
  • the sensor device 6 has an energy store 16.
  • the energy store is designed as a rechargeable accumulator or as a rechargeable battery.
  • the energy store 16 can be charged by the electrical energy obtained by means of the energy converter 15.
  • the sensor device 6 also has a transmission unit 17. By means of the transmitting unit 17, the data acquired by means of the sensor device 6 can be transmitted wirelessly to an evaluation device not shown here.
  • the sensor device 6 has a data memory 18.
  • the data recorded by means of the sensor device 6 can be stored in the data memory 18.
  • the data in the data memory 18 can be read out by means of a suitably designed evaluation device, not shown here.
  • the sensor device 6 can optionally have the transmission unit 17 or the data memory 18.
  • the sensor device 6 has a sensor 19.
  • the sensor 19 can, for example, be designed as an acceleration sensor, wheel speed sensor or wheel speed sensor.
  • the sensor 19 of the sensor device 6 is designed as an acceleration sensor.
  • the sensor 19 in this exemplary embodiment is implemented as a wheel speed sensor.
  • the sensor 19 is implemented as a shock absorber acceleration sensor.
  • FIG. 4 shows a schematic plan view of the motor vehicle 1 with the device 2 according to the invention according to FIG. 2.
  • the motor vehicle 1 has a first wheel track 20 and a further wheel track 21.
  • the wheel tracks 20, 21 are indicated here by means of double arrows shown in dashed lines.
  • the wheels 9, 10 are assigned to the first track 20.
  • the first wheel track 20 is assigned to a first side 22 of the motor vehicle 1.
  • the further wheel track 21 is assigned to a further side 23 of the motor vehicle 1.
  • the first side 22 and the further side 23 run essentially parallel to one another and face away from one another.
  • the further side 23 is assigned a front wheel 9 ' and a rear wheel 10 ' .
  • the wheels 9 ′ and 10 ′ are arranged on the further wheel track 21.
  • On the other side 23 are corresponding to the first side 22 designed sensor devices 6 ' , 7 ' , 8 ' and driving Movement components 11 ' , 12 ' and 13 ' arranged. For the sake of better clarity, not all features are provided with a reference number.
  • At least one first sensor device 6, 7, 8 of the first side 22 or the first wheel track 20 and at least one further sensor device 6 ' , 7 ' , 8 'of the further side 23 or the further wheel track 21 to determine the Road condition and / or the chassis load is assigned.
  • the condition of the roadway and / or the load on the chassis can be determined as a function of the first wheel track 20 and the further wheel track 21 and thus with a track resolution.

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Fahrbahnbeschaffenheit und/oder einer Fahrwerkbelastung eines Kraftfahrzeugs (1), bei dem mittels mindestens einer Sensoreinrichtung (6, 6', 7, 7', 8, 8') ein Zustand und/oder eine Zustandsänderung mindestens eines Fahrwerkbauteils (11, 11', 12, 12', 13, 13') erfasst wird, wobei die Sensoreinrichtung (6, 6', 7, 7', 8, 8') an oder in dem Fahrwerkbauteil (11,11', 12, 12', 13, 13') angeordnet ist. Um den der Montageaufwand reduzieren und/oder eine Nachrüstlösung bereitstellen zu können, ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (6, 6', 7, 7', 8, 8') mittels einer autonomen Energieversorgung (14) mit elektrischer Energie zum Betrieb der Sensoreinrichtung (6, 6', 7, 7', 8, 8') versorgt wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Fahrbahnbeschaffenheit und/oder einer Fahrwerkbelastunq eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Fahrbahnbeschaffenheit und/oder einer Fahrwerkbelastung eines Kraftfahrzeugs, bei dem mittels mindestens einer Sensoreinrichtung ein Zustand und/oder eine Zustandsänderung mindestens eines Fahrwerkbauteils erfasst wird, wobei die Sensoreinrichtung an oder in dem Fahrwerkbauteil angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Fahrbahnbeschaffenheit und/oder einer Fahrwerkbelastung eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einer Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Zustands und/oder einer Zustandsänderung mindestens eines Fahrwerkbauteils, wo bei die Sensoreinrichtung an oder in dem Fahrwerkbauteil angeordnet ist.
Ein derartiges Verfahren und eine solche Vorrichtung sind aus der DE 10 2014 107 765 A1 bekannt.
Es ist bekannt, derartige Sensoreinrichtungen mittels einer Kabelverbindung an eine elektrische Energieversorgung anzuschließen. Zudem ist bekannt, eine Kabelverbin dung zum Weiterleiten von der Sensoreinrichtung erfassten Daten an eine Auswer teeinrichtung zu verwenden.
Insbesondere bei einer Nachrüstung eines Kraftfahrzeugs mit einer Sensoreinrich tung ist von Nachteil, dass der Montageaufwand aufgrund der notwendigen Kabel verbindungen unerwünscht hoch ist.
Es ist daher die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, ein Verfahren und/oder eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Montageaufwand reduziert ist. Insbesondere soll eine Nachrüstlösung und/oder eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit einem Verfahren nach An spruch 1 und mittels einer Vorrichtung nach Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte Weiter- bildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgen den Beschreibung.
Das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum Bestimmen einer Fahrbahnbeschaffenheit und/oder einer Fahrwerkbelastung eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Insbesondere wird im Rahmen der Bestimmung der Fahrbahnbeschaffenheit ein Zustand der Fahrbahn und/oder der Fahrbahnober fläche bestimmt. Beispielsweise kann eine Fahrbahn aufgrund von Schlaglöchern, Spurrillen und/oder einer welligen Oberfläche negativ beeinflusst sein. Dies kann sich negativ auf den Fahrkomfort und/oder auf Fahrwerkbauteile auswirken. Über die Be stimmung der Fahrbahnbeschaffenheit und/oder der Fahrwerkbelastung können Fahrbahnen unterschiedlicher Güte bzw. Qualität identifiziert werden. Auf der Basis der so erfassten Daten können Fahrtstrecken beispielsweise derart ausgewählt wer den, dass unerwünschte negative Auswirkungen auf den Fahrkomfort und/oder das Fahrwerk des Kraftfahrzeugs vermieden werden.
Mittels mindestens einer Sensoreinrichtung wird ein Zustand und/oder eine Zustand sänderung mindestens eines Fahrwerkbauteils erfasst. Hierbei ist die Sensoreinrich tung an oder in dem Fahrwerkbauteil angeordnet. Hierbei kann beispielsweise eine bereits in dem Kraftfahrzeug zu einem anderen Zweck verbaute Sensoreinrichtung genutzt werden. Vorzugsweise wird eine Sensoreinrichtung genutzt, die speziell zum Bestimmen der Fahrbahnbeschaffenheit und/oder der Fahrwerkbelastung vorgese hen und/oder ausgebildet ist. Insbesondere ist die Sensoreinrichtung als eine nach rüstbare Einheit ausgebildet.
Die Sensoreinrichtung wird mittels einer autonomen Energieversorgung mit elektri scher Energie zum Betrieb der Sensoreinrichtung versorgt.
Hierbei ist von Vorteil, dass auf eine Kabelverbindung zwischen der Sensoreinrich tung und einer separaten Energieversorgung zum Betreiben der Sensoreinrichtung mit elektrischer Energie verzichtet werden kann. Hierdurch wird der Montageaufwand für die Sensoreinrichtung reduziert und/oder die Nachrüstbarkeit eines Kraftfahr zeugs mit einer solchen Sensoreinrichtung vereinfacht. Gemäß einer Weiterbildung weist die autonome Energieversorgung der Sensorein richtung einen Energiewandler auf. Der Energiewandler der Sensoreinrichtung kann Energie aus dem Umfeld der Sensoreinrichtung in elektrische Energie umwandeln. Insbesondere wandelt der Energiewandler Energie aus einer Bewegung und/oder einer Verformung des Fahrwerkbauteils in elektrische Energie um. Diese Arten der Energiegewinnung können als Energy Harvesting bezeichnet werden. Insbesondere wandelt der Energiewandler Energie unter Nutzung eines piezoelektrischen Effekts, eines thermoelektrischen Effekts und/oder eines fotoelektrischen Effekts in elektri sche Energie um. Vorzugsweise ist mittels des Energiewandlers eine langfristige o- der dauerhafte Nutzung oder Verwendbarkeit der Sensoreinrichtung gewährleistet.
Beispielsweise kann mittels des Energiewandlers elektrische Energie aus Vibrationen des Fahrwerkbauteils gewonnen werden. Alternativ oder zusätzlich können Dämp fungsbewegungen eines als Stoßdämpfer ausgebildeten Fahrwerkbauteils zur Ge winnung von elektrischer Energie mittels des Energiewandlers genutzt werden. Des Weiteren können zusätzlich oder alternativ Verformungen des Fahrwerkbauteils unter Nutzung eines piezoelektrischen Effekts zur Erzeugung von elektrischer Energie mit tels des Energiewandlers genutzt werden.
Nach einer weiteren Ausführungseinrichtung weist die Sensoreinrichtung einen Energiespeicher auf. Der Energiespeicher kann als ein Akkumulator und/oder als ein Kondensator ausgebildet sein. In den Energiespeicher wird die Energie der autono men Energieversorgung gespeichert. Ein vollgeladener Energiespeicher kann eine Nutzung oder Verwendbarkeit der Sensoreinrichtung für einen vorgegebenen Zeit raum gewährleisten. Vorzugsweise ist der Energiespeicher mittels des Energiewand lers mindestens teilweise oder vollständig aufladbar. Hierdurch kann der Zeitraum zur Nutzung der Sensoreinrichtung verlängert oder eine dauerhafte Verwendbarkeit der Sensoreinrichtung erreicht werden.
Die Sensoreinrichtung kann einen Datenspeicher aufweisen, in den die mit der Sen soreinrichtung erfassten Daten gespeichert werden. Hierdurch kann auf eine Kabel verbindung zum Weiterleiten der erfassten Daten an einen separaten Datenspeicher verzichtet werden. Hierdurch kann ebenfalls der Montageaufwand reduziert und/oder die Nachrüstbarkeit verbessert oder vereinfacht werden.
Gemäß einer Weiterbildung weist die Sensoreinrichtung eine Sendeeinheit auf, mit der von der Sensoreinrichtung erfasste und/oder gespeicherte Daten kabellos an ei ne Auswerteeinrichtung gesendet werden. Somit können die Daten kabellos übertra gen werden. Die Auswerteeinrichtung kann einen eigenen Datenspeicher aufweisen. Vorzugsweise ist die Sendeeinheit zum Realisieren einer Funkübertragung ausgebil det. Insbesondere werden die Daten mittels der Sendeeinheit und eines geeigneten Übertragungsprotokolls versendet. Beispielsweise ist die Sendeeinheit derart ausge bildet, dass ein Übertragungsprotokoll gemäß dem Bluetooth-Standard oder dem Bluetooth-Low-Energy-Standard realisierbar ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist die Sensoreinrichtung einen Beschleuni gungssensor auf, mit dem eine Beschleunigung des Fahrwerkbauteils erfasst wird. Mittels der Daten eines solchen Beschleunigungssensors kann die Fahrbahnbe schaffenheit und/oder Fahrwerkbelastung ermittelt werden. Der Beschleunigungs sensor kann als ein Radbeschleunigungssensor zum Erfassen einer Radbeschleuni gung eines Rades des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Des Weiteren kann der Be schleunigungssensor alternativ als ein Stoßdämpferbeschleunigungssensor zum Er fassen einer Stoßdämpferbeschleunigung eines Stoßdämpfers des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinrichtung als eine Hö henstandssensorik zum Bestimmen eines Höhenstands des Fahrwerks ausgebildet sein.
Vorzugsweise weist die Sensoreinrichtung einen Raddrehzahlsensor auf, mit dem eine Raddrehzahl eines Rades des Kraftfahrzeugs erfasst wird. Alternativ oder zu sätzlich kann die Sensoreinrichtung einen Raddrehgeschwindigkeitssensor aufwei sen, mit dem eine Raddrehgeschwindigkeit eines Rades des Kraftfahrzeugs erfasst wird. Die vorstehend genannten Sensoreinrichtungen ermöglichen einzeln und/oder in Kombination miteinander eine Bestimmung und/oder Bewertung der Fahrbahnbe schaffenheit und/oder der Fahrwerkbelastung.
Die Sensoreinrichtung oder mehrere Sensoreinrichtungen können derart ausgebildet sein, dass eine Roll-, Nick- und/oder Gierbewegung des Kraftfahrzeugs erfassbar ist. Auch hierüber ist eine Beurteilung der Fahrbahnbeschaffenheit und/oder der Fahr werkbelastung ermöglicht.
Es können mehrere Sensoreinrichtungen, insbesondere unterschiedliche Datensätze von verschiedenen Sensoreinrichtungen, miteinander kombiniert werden. Hierdurch kann eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt werden und/oder eine höhere Genauig keit bezüglich der Beurteilung der Fahrbahnbeschaffenheit und/oder Fahrwerkbelas tung erreicht werden.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Kraftfahrzeug eine erste Radspur auf einer ersten Seite des Kraftfahrzeugs und eine weitere Radspur auf einer weiteren Seite des Kraftfahrzeugs auf. Hierbei können jeder Radspur des Kraftfahrzeugs jeweils mindestens zwei Räder zugeordnet sein. Mindestens eine erste Sensoreinrichtung ist der ersten Seite, insbesondere der ersten Radspur, und mindestens eine weitere Sensoreinrichtung der weiteren Seite, insbesondere der weiteren Radspur, zugeord net. Hierdurch kann die Fahrbahnbeschaffenheit und/oder die Fahrwerkbelastung in Abhängigkeit von der ersten Radspur und der weiteren Radspur bestimmt werden. Somit kann eine spuraufgelöste oder spurgenaue Bestimmung der Fahrbahnbe schaffenheit und/oder der Fahrwerkbelastung realisiert werden. Hierdurch lassen sich beispielsweise Fahrbahnunebenheiten in Abhängigkeit von der Radspur des Kraftfahrzeugs bestimmen. Insgesamt ergibt sich hierdurch die Möglichkeit einer de tailreicheren und/oder höher aufgelösten Bestimmung der Fahrbahnbeschaffenheit und/oder Fahrwerkbelastung.
Von besonderem Vorteil ist eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Fahrbahnbe schaffenheit und/oder einer Fahrwerkbelastung eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einer Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Zustands und/oder einer Zustandsände- rung mindestens eines Fahrwerkbauteils, wobei die Sensoreinrichtung an oder in dem Fahrwerkbauteil angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Sensoreinrichtung auf, die eine autonome Energieversorgung zum Betreiben der Sensoreinrichtung mit elektrischer Energie hat. Insbesondere ist die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet.
Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung aufgrund einer autarken Ausbildung in einem Fahrwerk des Kraftfahrzeugs und/oder an dem Fahrwerkbauteil nachrüstbar. Insbe sondere ist die Sensoreinrichtung in dem Sinne autark und/oder kabellos ausgebil det, dass auf eine Kabelverbindung der Sensoreinrichtung mit einer zu der Sen soreinrichtung separaten und/oder zusätzlichen Einrichtung verzichtet werden kann. Somit kann die Sensoreinrichtung als eine eigenständige und/oder unabhängige Ein heit ausgebildet sein oder verwendet werden. Insbesondere ist die Sensoreinrichtung als eine Nachrüsteinheit ausgebildet. Die Sensoreinrichtung bzw. die Nachrüsteinheit kann an einem Fahrwerkbauteil montiert, insbesondere verschraubt und/oder ver klebt, werden.
Insbesondere handelt es sich bei der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Sensoreinrichtung um eine zuvor beschriebene Sensoreinrichtung. Vorzugsweise ist das Verfahren gemäß den im Zusammenhang mit der hier be schriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung erläuterten Ausgestaltungen weiterge bildet. Ferner kann die hier beschriebene Vorrichtung gemäß den im Zusammenhang mit den Verfahren erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematischer Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Sensoreinrichtung der erfindungs gemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 2, und
Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf das Kraftfahrzeug mit der erfindungs gemäßen Vorrichtung gemäß Fig.2.
Figur 1 zeigt einen schematischen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Gemäß Schritt S10 wird das Verfahren zum Bestimmen einer Fahrbahnbeschaffen heit und/oder einer Fahrwerkbelastung eines Kraftfahrzeugs gestartet. Hierbei wird gemäß Schritt S1 1 eine Sensoreinrichtung bereitgestellt und/oder angeordnet. Die Sensoreinrichtung ist zum Erfassen eines Zustands und/oder einer Zustandsände rung mindestens eines Fahrwerkbauteils ausgebildet. Als Sensoreinrichtung kann eine bereits in dem Kraftfahrzeug zu einem anderen Zweck verbaute Sensoreinrich tung genutzt werden. Vorzugsweise wird eine autarke und/oder nachrüstbare Sen soreinrichtung verwendet.
Gemäß Schritt S12 wird eine autonome Energieversorgung für die Sensoreinrichtung bereitgestellt. Insbesondere weist die Sensoreinrichtung einen Energiespeicher und/oder einen Energiewandler auf. Hierbei kann mittels des Energiewandlers Ener gie aus dem Umfeld der Sensoreinrichtung, aus einer Bewegung des Fahrwerkbau teils und/oder aus einer Verformung des Fahrwerkbauteils in elektrische Energie um gewandelt werden.
Gemäß Schritt S13 werden mittels der Sensoreinrichtung Daten erfasst. Hierzu kann die Sensoreinrichtung beispielsweise einen Beschleunigungssensor, einen Raddreh zahlsensor und/oder einen Raddrehgeschwindigkeitssensor aufweisen. Zudem kön nen mehrere Sensoreinrichtungen gleichzeitig eingesetzt werden. Hierbei ist von be sonderem Vorteil, wenn eine erste Sensoreinrichtung einer ersten Radspur und eine weitere Sensoreinrichtung einer weiteren Radspur des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist. Hierdurch kann die Fahrbahnbeschaffenheit und/oder die Fahrwerkbelastung spur aufgelöst bestimmt werden. Gemäß Schritt S14 werden die mittels der Sensoreinrichtung erfassten Daten ge speichert und/oder versendet. So können die Daten beispielsweise unmittelbar nach deren Erzeugung mittels einer Sendeeinheit der Sensoreinrichtung an eine Auswer teeinrichtung gesendet werden. Alternativ oder zusätzlich können die Daten in einem Datenspeicher der Sensoreinrichtung gespeichert werden. Die in dem Datenspeicher gespeicherten Daten können zeitversetzt mittels der Sendeeinheit versendet werden oder mittels eines separaten Auslesegerätes ausgelesen werden. Dieses Auslesen und/oder ein Auswerten der Daten erfolgt gemäß Schritt S15. Zum Auswerten der Daten können diese einer Auswerteeinrichtung zur Verfügung gestellt werden. Ins besondere erfolgt dies mittels der Sendeeinheit oder dem Auslesegerät.
Die ausgewerteten Daten können in einem Server oder in einer Datencloud für eine nachfolgende Verwendung, beispielsweise für die Nutzung in Navigationssystemen, bereitgestellt werden. Das Verfahren endet mit Schritt S16.
Figur 2 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs 1 mit einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung 2. Das Kraftfahrzeug 1 ist bei diesem Ausführungsbei spiel als ein PKW ausgebildet. Die Vorrichtung 2 ist zum Bestimmen einer Fahrbahn beschaffenheit und/oder einer Fahrwerkbelastung des Kraftfahrzeugs 1 ausgebildet. Beispielsweise wird die Fahrbahnbeschaffenheit einer Fahrbahn 3 aufgrund von Fahrbahnunebenheiten 4 oder 5 beeinflusst. Hier ist die Fahrbahnunebenheit 4 bei spielhaft als eine Fahrbahnsenke bzw. ein Schlagloch ausgebildet. Die Fahr bahnunebenheit 5 ist hier beispielhaft als eine Fahrbahnerhebung realisiert. Zudem bewirken die Fahrbahnunebenheiten 4, 5 eine Fahrwerkbelastung bzw. eine Belas tung einzelner Fahrwerkbauteile 11 , 12, 13.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 2 mehrere Sensoreinrichtun gen 6, 7 und 8 auf. Alternativ kann die Vorrichtung 2 nur eine einzige Sensoreinrich tung, zwei Sensoreinrichtungen oder mehrere Sensoreinrichtungen aufweisen.
Des Weiteren sind bei diesem Ausführungsbeispiel sowohl einem vorderen Rad 9 als auch einem hinteren Rad 10 jeweils eine Sensoreinrichtung 6, 7, 8 zugeordnet. Die Sensoreinrichtungen 6, 7, 8 sind jeweils an einem der Fahrwerkbauteile 1 1 , 12, 13 angeordnet bzw. befestigt. Zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit sind nicht sämtliche Fahrwerkbauteile mit einem Bezugszeichen versehen. Bei diesem Ausfüh rungsbeispiel ist das Fahrwerkbauteil 1 1 als ein Fahrwerklenker ausgebildet. Das Fahrwerkbauteil 12 ist hier beispielhaft als eine Radnabe realisiert. Schließlich ist das Fahrwerkbauteil 13 bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Stoßdämpfer realisiert.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Sensoreinrichtung 6 der erfin dungsgemäßen Vorrichtung 2 gemäß Figur 2. Die nachfolgenden Ausführungen zu der Sensoreinrichtung 6 gelten weitgehend entsprechend auch für die Sensoreinrich tungen 6 und 8 gemäß Figur 2.
Die Sensoreinrichtung 6 weist eine autonome Energieversorgung 14 zum Betreiben der Sensoreinrichtung 6 mit elektrischer Energie auf. Somit kann auf eine Kabelver bindung zum Versorgen der Sensoreinrichtung 6 mit elektrischer Energie verzichtet werden. Die Energieversorgung 14 bzw. die Sensoreinrichtung 6 weist einen Ener giewandler 15 auf. Mittels des Energiewandlers 15 kann Energie aus dem Umfeld der Sensoreinrichtung 6, aus einer Bewegung des Fahrwerkbauteils 1 1 und/oder aus einer Verformung des Fahrwerkbauteils 1 1 in elektrische Energie umgewandelt wer den. Bei diesem konkreten Ausführungsbeispiel wird bei der Sensoreinrichtung 6 mit tels des Energiewandlers 15 elektrische Energie aus Verformungen des Fahrwerk bauteils 1 1 unter Nutzung eines piezoelektrischen Effekts gewonnen. Bei der Sen soreinrichtung 7 werden Vibrationen des Fahrwerkbauteils 12 zur Gewinnung von elektrischer Energie mittels des Energiewandlers 15 genutzt. Bei der Sensoreinrich tung 8 werden Dämpfungsbewegungen des als Stoßdämpfer ausgebildeten Fahr werkbauteils 13 zur Gewinnung elektrischer Energie mittels des Energiewandlers 15 genutzt. Hierzu ist der Energiewandler 15 in jeweils geeigneter Weise ausgebildet.
Des Weiteren weist die Sensoreinrichtung 6 einen Energiespeicher 16 auf. Der Ener giespeicher ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein aufladbarer Akkumulator bzw. als eine aufladbare Batterie ausgebildet. Hierbei kann der Energiespeicher 16 durch die mittels des Energiewandlers 15 gewonnene elektrische Energie aufgeladen wer den. Des Weiteren weist die Sensoreinrichtung 6 eine Sendeeinheit 17 auf. Mittels der Sendeeinheit 17 können die mittels der Sensoreinrichtung 6 erfassten Daten kabellos an eine hier nicht näher dargestellte Auswerteeinrichtung übertragen werden.
Schließlich weist die Sensoreinrichtung 6 bei diesem Ausführungsbeispiel einen Da tenspeicher 18 auf. In dem Datenspeicher 18 können die mittels der Sensoreinrich tung 6 erfassten Daten gespeichert werden. Die Daten in dem Datenspeicher 18 können mittels eines hier nicht näher dargestellten geeignet ausgebildeten Auswer tegerätes ausgelesen werden. In alternativen Ausführungsformen kann die Sen soreinrichtung 6 wahlweise die Sendeeinheit 17 oder den Datenspeicher 18 aufwei sen.
Die Sensoreinrichtung 6 weist einen Sensor 19 auf. Der Sensor 19 kann beispiels weise als ein Beschleunigungssensor, Raddrehzahlsensor oder Raddrehgeschwin digkeitssensor ausgebildet sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Sensor 19 der Sensoreinrichtung 6 als ein Beschleunigungssensor ausgebildet. Bei der Sen soreinrichtung 7 ist der Sensor 19 bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Raddreh zahlsensor realisiert. Bei der Sensoreinrichtung 8 ist der Sensor 19 als ein Stoß dämpferbeschleunigungssensor realisiert.
Figur 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf das Kraftfahrzeug 1 mit der erfin dungsgemäßen Vorrichtung 2 gemäß Figur 2. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine erste Radspur 20 und eine weitere Radspur 21 auf. Die Radspuren 20, 21 sind hier mittels gestrichelt dargestellter Doppelpfeile angedeutet. Die Räder 9, 10 sind der ersten Spur 20 zugeordnet. Hierbei ist die erste Radspur 20 einer ersten Seite 22 des Kraft fahrzeugs 1 zugeordnet. Die weitere Radspur 21 ist einer weiteren Seite 23 des Kraftfahrzeugs 1 zugeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel verlaufen die erste Seite 22 und die weitere Seite 23 im Wesentlichen parallel zueinander und sind von einander abgewandt. Entsprechend der ersten Seite 22 ist der weiteren Seite 23 ein vorderes Rad 9' und ein hinteres Rad 10' zugeordnet. Die Räder 9' und 10' sind auf der weiteren Radspur 21 angeordnet. Auf der weiteren Seite 23 sind korrespondie rend zu der ersten Seite 22 ausgebildete Sensoreinrichtungen 6', 7', 8' und Fahr- Werkbauteile 11 ', 12' und 13' angeordnet. Zugunsten einer besseren Übersichtlich keit sind nicht sämtliche Merkmale mit einem Bezugszeichen versehen.
Wesentlich ist nun, dass mindestens eine erste Sensoreinrichtung 6, 7, 8 der ersten Seite 22 bzw. der ersten Radspur 20 und mindestens eine weitere Sensoreinrichtung 6', 7', 8' der weiteren Seite 23 bzw. der weiteren Radspur 21 zum Bestimmen der Fahrbahnbeschaffenheit und/oder der Fahrwerkbelastung zugeordnet ist. Hierdurch lässt sich die Fahrbahnbeschaffenheit und/oder Fahrwerkbelastung in Abhängigkeit von der ersten Radspur 20 und der weiteren Radspur 21 und somit spuraufgelöst bestimmen.
Bezuqszeichen
Kraftfahrzeug
Vorrichtung
Fahrbahn
Fahrbahnunebenheit
Fahrbahnunebenheit
, 6' Sensoreinrichtung
, 7' Sensoreinrichtung
, 8' Sensoreinrichtung
, 9' vorderes Rad
0, 10 ' hinteres Rad
1 , 1 1 ' Fahrwerkbauteil
2, 12' Fahrwerkbauteil
3, 13' Fahrwerkbauteil
4 elektrische Energieversorgung5 Energiewandler
6 Energiespeicher
7 Sendeeinheit
8 Datenspeicher
9 Sensor
0 erste Radspur
1 weitere Radspur
2 erste Seite
3 weitere Seite

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Bestimmen einer Fahrbahnbeschaffenheit und/oder einer Fahr werkbelastung eines Kraftfahrzeugs (1 ), bei dem mittels mindestens einer Sensorein richtung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘) ein Zustand und/oder eine Zustandsänderung mindestens eines Fahrwerkbauteils (1 1 , 1 1‘, 12, 12‘, 13, 13‘) erfasst wird, wobei die Sensorein richtung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘) an oder in dem Fahrwerkbauteil (11 , 11‘, 12, 12‘, 13, 13‘) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘) mittels einer autonomen Energieversorgung (14) mit elektrischer Energie zum Be trieb der Sensoreinrichtung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘) versorgt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die autonome Ener gieversorgung (14) einen Energiewandler (1 5) aufweist, der Energie aus dem Umfeld der Sensoreinrichtung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘), aus einer Bewegung des Fahrwerkbauteils (1 1 , 1 1 ', 12, 12‘, 13, 13‘) und/oder aus einer Verformung des Fahrwerkbauteils (1 1 , 1 1‘, 12, 12‘, 13, 13‘) in elektrische Energie umwandelt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Energie wandlers (1 5) elektrische Energie gewonnen wird aus:
- Vibrationen des Fahrwerkbauteils (12, 12‘) und/oder
- Dämpfungsbewegungen eines als Stoßdämpfer ausgebildeten Fahrwerkbau- Teils (13, 13‘) und/oder
- Verformungen des Fahrwerkbauteils (1 1 , 1 T) unter Nutzung eines piezo elektrischen Effekts.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘) einen Energiespeicher (16), insbeson dere einem Akkumulator und/oder Kondensator, aufweist, in dem die Energie der autonomen Energieversorgung (14) gespeichert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘) einen Datenspeicher (18) aufweist, in dem die mit der Sensoreinrichtung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘) erfassten Daten gespeichert werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘) eine Sendeeinheit (17) aufweist, mit der von der Sensoreinrichtung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘) erfasste und/oder gespeicherte Daten kabellos an eine Auswerteeinrichtung gesendet werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘) einen Beschleunigungssensor (19) aufweist, mit dem eine Beschleunigung des Fahrwerkbauteils (1 1 , 11 ', 12, 12‘, 13,
13‘) erfasst wird, vorzugsweise ist der Beschleunigungssensor (19) als ein Radbe schleunigungssensor zum Erfassen einer Radbeschleunigung eines Rades (9, 9‘, 10, 10‘) des Kraftfahrzeugs (1 ) oder als ein Stoßdämpferbeschleunigungssensor zum Erfassen einer Stoßdämpferbeschleunigung eines Stoßdämpfers des Kraftfahrzeugs (1 ) ausgebildet.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die Sensoreinrichtung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘) einen Raddrehzahlsensor (19) aufweist, mit dem eine Raddrehzahl eines Rades (9, 9‘, 10, 10‘) des Kraftfahrzeugs (1 ) erfasst wird, und/oder die Sensoreinrichtung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘) einen Raddrehge schwindigkeitssensor (19) aufweist, mit dem eine Raddrehgeschwindigkeit eines Ra des (9, 9‘, 10, 10‘) des Kraftfahrzeuges (1 ) erfasst wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1 ) eine erste Radspur (20) auf einer ersten Seite (22) des Kraftfahrzeugs (1 ) und eine weitere Radspur (21 ) auf einer weiteren Seite (23) des Kraftfahrzeugs (1 ) aufweist, wobei mindestens eine erste Sensoreinrichtung (6, 7, 8) der ersten Seite (22) und mindestens eine weitere Sensoreinrichtung (6‘, 7‘, 8‘) der weiteren Seite (23) zugeordnet ist und die Fahrbahnbeschaffenheit und/oder die Fahrwerkbelastung in Abhängigkeit von der ersten Radspur (20) und der weiteren Radspur (21 ), insbesondere spuraufgelöst, bestimmt wird.
10. Vorrichtung zum Bestimmen einer Fahrbahnbeschaffenheit und/oder einer Fahr werkbelastung eines Kraftfahrzeugs (1 ), mit mindestens einer Sensoreinrichtung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘) zum Erfassen eines Zustands und/oder einer Zustandsänderung min- destens eines Fahrwerkbauteils (1 1 , 1 1 ', 12, 12‘, 13, 13‘), wobei die Sensoreinrich tung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘) an oder in dem Fahrwerkbauteil (1 1 , 1 V , 12, 12‘, 13, 13‘) an geordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘) eine autonome Energieversorgung (14) zum Betreiben der Sensoreinrichtung (6, 6‘,
7, 7‘, 8, 8‘) mit elektrischer Energie aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrich tung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘) aufgrund einer autarken Ausbildung in einem Fahrwerk des Kraftfahrzeugs (1 ) und/oder an dem Fahrwerkbauteil (1 1 , 1 1 ', 12, 12‘, 13, 13‘) nach rüstbar ist und/oder die Sensoreinrichtung (6, 6‘, 7, 7‘, 8, 8‘) als eine Nachrüsteinheit ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kraft fahrzeug (1 ) eine erste Radspur (20) auf einer ersten Seite (22) des Kraftfahrzeugs (1 ) und eine weitere Radspur (21 ) auf einer weiteren Seite (23) des Kraftfahrzeugs
(1 ) aufweist, wobei mindestens eine erste Sensoreinrichtung (6, 7, 8) der ersten Seite
(22) und mindestens eine weitere Sensoreinrichtung ( 6‘, 7‘, 8‘) der weiteren Seite
(23) zum Bestimmen der Fahrbahnbeschaffenheit und/oder der Fahrwerkbelastung in Abhängigkeit von der ersten Radspur (20) und der weiteren Radspur (21 ), insbeson dere spuraufgelöst, zugeordnet ist.
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