用于懸架系統(tǒng)的操作的方法和具有視覺系統(tǒng)的懸架系統(tǒng)以及適當(dāng)裝備的車輛的制作方法
【專利說明】用于懸架系統(tǒng)的操作的方法和具有視覺系統(tǒng)的懸架系統(tǒng)以及適當(dāng)裝備的車輛
[0001]本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1所聲稱的用于車輛的懸架系統(tǒng)的操作的方法。本發(fā)明還涉及一種如權(quán)利要求8所聲稱的用于車輛的具有視覺系統(tǒng)的懸架系統(tǒng)以及如權(quán)利要求10所聲稱的適當(dāng)裝備的車輛。
[0002]車輛中使用的懸架系統(tǒng)主要用于使車輛結(jié)構(gòu)與將行駛的地面分離。減震器形式的阻尼裝置通常用于這個目的。除傳統(tǒng)(被動)阻尼裝置之外，主動阻尼裝置已經(jīng)確定下來。在被動形式，在選擇這些時，已經(jīng)需要在對阻尼裝置典型地作出關(guān)于車輛穩(wěn)定性、車輛安全性和車輛舒適性的要求之間的妥協(xié)。相比之下，主動阻尼裝置具有它們的特性以及因此阻尼行為的協(xié)調(diào)在操作期間仍然可以變化的優(yōu)點(diǎn)。
[0003]主動阻尼裝置在半主動和全主動實(shí)施例中可以顯著不同。然而半主動阻尼裝置主要與(被動)懸架彈簧結(jié)合，全主動阻尼裝置實(shí)現(xiàn)兩者的功能。也就是說，全主動阻尼裝置提供驅(qū)動器，驅(qū)動器同時提供由減震器和懸架彈簧以其他方式單獨(dú)提供的力。然而，與半主動阻尼裝置相比，它們的全主動實(shí)施例需要高驅(qū)動能量以便在車輛結(jié)構(gòu)和例如車輛的車輪之間的兩個方向上產(chǎn)生必要的力。此外，控制確保穩(wěn)定性是必要的。相比之下，半主動阻尼裝置實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠洳僮鞯慕Y(jié)構(gòu)方式總是提供與運(yùn)動的各自方向相反的力生成。
[0004]關(guān)于半主動阻尼裝置，此時應(yīng)該注意慢主動實(shí)施例的可能性。這提供半主動阻尼裝置和懸架彈簧的組合，其拉力狀態(tài)可以通過它們的支承區(qū)域的分離的主動變化而變化。
[0005]本發(fā)明針對半主動以及慢主動和全主動懸架驅(qū)動器的使用，其通常被稱為在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)的阻尼裝置。因此，術(shù)語主動阻尼裝置意味著在下文中的它的半主動、慢主動或全主動實(shí)施例。將選擇的阻尼裝置的實(shí)施例涉及針對它的各自預(yù)期用途和對它作出的需求。
[0006]雖然具有主動阻尼裝置的懸架系統(tǒng)是相當(dāng)成熟和流行的技術(shù)，但更多發(fā)展的努力是追求使具有主動阻尼裝置的懸架系統(tǒng)更有效和負(fù)擔(dān)得起的目的。關(guān)于用于這樣的懸架系統(tǒng)的操作的先前方法，傳感器檢測的駕駛動態(tài)數(shù)據(jù)以及尤其至少一個車輪的運(yùn)動用作開始基礎(chǔ)。實(shí)時計算基于這些的相應(yīng)控制信號，用控制信號最后控制主動阻尼裝置。鑒于所述程序，懸架系統(tǒng)的調(diào)節(jié)有效地落后于實(shí)際條件。
[0007]鑒于已經(jīng)說過的，當(dāng)前已知的具有調(diào)節(jié)阻尼裝置的懸架系統(tǒng)因此也一定繼續(xù)提供改進(jìn)的空間。
[0008]在這樣的背景下，本發(fā)明目的是改進(jìn)用于懸架系統(tǒng)的操作的方法，其可以以這種方式調(diào)節(jié)車輛以便實(shí)現(xiàn)對實(shí)際條件的更快響應(yīng)，借以提高車輛的穩(wěn)定性、安全性和舒適性。此外，將顯示適當(dāng)裝備的車輛的懸架系統(tǒng)，在操作期間用該懸架系統(tǒng)提高穩(wěn)定性、安全性和舒適性，因?yàn)楦斓倪m應(yīng)實(shí)際條件。
[0009]所述目的的程序部分是通過具有權(quán)利要求1的特征的方法來實(shí)現(xiàn)。在具有權(quán)利要求8的特征的懸架系統(tǒng)和在具有權(quán)利要求10的特征的車輛中找到關(guān)于目的的實(shí)物部分的解決方案。
[0010]各自從屬權(quán)利要求公開本發(fā)明的更多特別有利的實(shí)施例。
[0011]應(yīng)該注意的是，在下述說明中單獨(dú)提到的特征可以以任何技術(shù)上有意義的方式彼此結(jié)合并且表示本發(fā)明的更多實(shí)施例。說明書尤其連同附圖描述并且也具體說明本發(fā)明。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的用于懸架系統(tǒng)的操作的方法限定用于車輛，尤其用于機(jī)動車輛。懸架系統(tǒng)包含至少一個可調(diào)節(jié)的阻尼裝置。在方法的范圍內(nèi)，根據(jù)需要用控制信號控制至少一個可調(diào)節(jié)的阻尼裝置，以便動態(tài)地調(diào)節(jié)阻尼裝置的各自阻尼特性。根據(jù)本發(fā)明，控制信號的生成因此既基于各自當(dāng)前駕駛動態(tài)數(shù)據(jù)又基于先前關(guān)于地面區(qū)域的光學(xué)記錄信息。
[0013]關(guān)于地面區(qū)域的信息優(yōu)選地是包含關(guān)于車輛周圍地面至少一區(qū)域的跡象和它的構(gòu)成。地面區(qū)域在這種情況下位于移動車輛與各自地面的每個接觸區(qū)域的外面。
[0014]根據(jù)本發(fā)明使用以這種方式獲得的關(guān)于各自地面區(qū)域的信息，以便實(shí)現(xiàn)懸架系統(tǒng)以及尤其相關(guān)阻尼裝置的準(zhǔn)備。也就是說，本發(fā)明給出了用不直接與各自阻尼裝置有關(guān)但是在將來與它有關(guān)或至少可以與它有關(guān)的信息擴(kuò)大各自當(dāng)前的駕駛動態(tài)數(shù)據(jù)的可能性。
[0015]產(chǎn)生的優(yōu)勢是在到達(dá)與懸架系統(tǒng)有關(guān)的將行駛的地面子區(qū)域時阻尼特性的明顯改進(jìn)的適應(yīng)。關(guān)于地面的每個區(qū)域的信息的有效主動收集因此是更快響應(yīng)實(shí)際條件的現(xiàn)在總體能力的基礎(chǔ)。結(jié)果，通過這個裝置提高車輛穩(wěn)定性、車輛安全性和車輛舒適性。
[0016]由于關(guān)于行駛車輛穿過的地面的各自區(qū)域的信息不斷地變化，信息可以優(yōu)選地以適當(dāng)?shù)姆绞綍簳r儲存。
[0017]通過成像方法以有利的方式記錄光學(xué)信息。為此目的，至少一個照相機(jī)可以設(shè)置在車輛上，其包含至少一個圖像處理傳感器。根據(jù)實(shí)施例，該至少一個照相機(jī)可以是立體照相機(jī)或單色照相機(jī)。當(dāng)然，立體照相機(jī)和單色照相機(jī)的組合也是可想到的?？蛇x地或另外，LIDAR(激光雷達(dá))系統(tǒng)或LADAR(雷達(dá))系統(tǒng)可以用于此目的。這些光或激光輻射發(fā)射系統(tǒng)尤其適合于車輛和地面的任何相關(guān)點(diǎn)之間的距離測量。
[0018]在立體照相機(jī)的使用的情況下，彼此單獨(dú)獲得的本質(zhì)上相互平行的照相機(jī)的兩個圖像彼此結(jié)合以便獲得關(guān)于車輛周圍環(huán)境的深度的信息。以這種方式生成的深度矩陣然后可以以有利的方式使用以便例如在合成圖像上識別地面的特定區(qū)域的海拔。這留給本領(lǐng)域的技術(shù)人員關(guān)于他使用哪些已知的技術(shù)從兩個或更多個圖像計算上述深度矩陣。
[0019]通過適當(dāng)?shù)恼障鄼C(jī)系統(tǒng)和/或激光系統(tǒng)但是例如也通過適當(dāng)?shù)睦走_(dá)系統(tǒng)，可以在這方面提供光學(xué)信息。
[0020]用于獲得討論中的光學(xué)信息的所有先前描述的系統(tǒng)和布置被稱為本發(fā)明范圍內(nèi)的視覺系統(tǒng)。
[0021]優(yōu)選地，已經(jīng)使用的視覺系統(tǒng)包含它自己的內(nèi)部處理算法和適當(dāng)?shù)挠嬎闳萘恳员隳軌蚣皶r提供在每個采樣時間點(diǎn)的深度矩陣。
[0022]通過已經(jīng)存在于車輛中的布置和系統(tǒng)以及它們的傳感器的使用，根據(jù)本發(fā)明的解決方案可以以很少的努力回顧地擬合，因?yàn)榻鉀Q方案僅設(shè)置有一個這樣的視覺系統(tǒng)并且它的信息適當(dāng)?shù)匕ㄔ诟髯钥刂菩盘柕挠嬎阒?。在車輛已經(jīng)包含適當(dāng)?shù)囊曈X系統(tǒng)和主動阻尼裝置的情況下，有時僅控制信號的計算中的調(diào)節(jié)可以是必要的。這里光學(xué)記錄信息于是必須適當(dāng)?shù)靥幚硪员阕鳛榭刂菩盘柕纳傻挠忠换A(chǔ)。
[0023]本發(fā)明的基本概念的特別優(yōu)選的發(fā)展提供從當(dāng)前駕駛動態(tài)數(shù)據(jù)估計將預(yù)期的車輛的結(jié)構(gòu)的位移。在這種情況下，首先根據(jù)將預(yù)期的并且已經(jīng)以這種方式估計的結(jié)構(gòu)的位移計算用于控制信號的第一控制項(xiàng)。如果光學(xué)記錄信息不包含關(guān)于阻尼特性的任何調(diào)節(jié)的相關(guān)信息，已經(jīng)可以使用所述第一控制項(xiàng)以便生成適當(dāng)?shù)目刂菩盘枴?br>[0024]因此，用于估計車輛車體的懸架運(yùn)動的適當(dāng)?shù)膫鞲衅饔糜讷@得駕駛動態(tài)數(shù)據(jù)以便根據(jù)第一控制項(xiàng)計算用于各自阻尼裝置的適當(dāng)?shù)目刂菩盘?。計算?yōu)選地根據(jù)位移變量、側(cè)傾和俯仰以及在車輛的垂直方向上的位移而發(fā)生。除通過相應(yīng)傳感器的所述位移變量的記錄之外，可以尤其優(yōu)選地根據(jù)記錄的駕駛動態(tài)數(shù)據(jù)計算車輛的俯仰率。可以用于記錄駕駛動態(tài)數(shù)據(jù)的中央測量單元的布置也是可想到的。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選發(fā)展，首先從光學(xué)記錄信息計算地面區(qū)域的絕對高度曲線。以這種方式計算的高度曲線用于簡化包含記錄的地面區(qū)域的潛在的相關(guān)高度點(diǎn)的實(shí)際情況。相應(yīng)的第二控制項(xiàng)是根據(jù)在它們各自高度位置彼此不同的絕對高度曲線的相關(guān)高度點(diǎn)來計算并且饋送入控制信號的生成。
[0026]最后，兩個控制項(xiàng)一一即第一控制項(xiàng)和第二控制項(xiàng)一一以有利的方式使用，以便基于其生成適當(dāng)?shù)目刂菩盘?，然后用其控制相關(guān)阻尼裝置。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的有利措施，提供從設(shè)置在車輛前方的檢測區(qū)域范圍內(nèi)的地面的區(qū)域獲得光學(xué)記錄信息。當(dāng)然，根據(jù)需求和根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，也可以想到的是，獲得車輛周圍的這樣的光學(xué)信息。以這種方式，它可以響應(yīng)在每個潛在方向上的車輛的位移，因?yàn)槔缟踔猎趽Q向的情況下，用基于光學(xué)信息的控制信號控制相關(guān)阻尼裝置。然而，由于車輛通常以直線方式行駛，優(yōu)選地記錄車輛前方的至少每個地面區(qū)域。
[0028]為此目的，視覺系統(tǒng)例如在距離車輛的重心的先前確定的高度和/或距離處連接至車輛。使用以這種方式不斷地獲得的圖像以便估計在指定檢測區(qū)域中的地面的平均高度曲線。通過分組所有記錄的平均高度點(diǎn)，首先僅生成相對高度曲線。
[0029]如果必要，檢測區(qū)域相對于車輛的距離可以以特別優(yōu)選的方式變化。這可以例如是用車輛的增加速度的情況以便獲得用于第二控制項(xiàng)的計算的足夠時間期間。
[0030]以這種方式構(gòu)建的地面的高度曲線因此覆蓋地面上的前車輪的當(dāng)前預(yù)先計算的路徑。通過視覺系統(tǒng)提供的相關(guān)高度點(diǎn)和車輛的前車輪之間的各自距離與這特別相關(guān)。這是在點(diǎn)的準(zhǔn)確估計的背景下，在該點(diǎn)時間內(nèi)到達(dá)各自高度點(diǎn)。
[0031]由于通過視覺系統(tǒng)光學(xué)記錄的圖像形式的信息在行駛期間受到車輛車體的運(yùn)動的影響，它有時可以不直接用于將行駛的地面的本性的現(xiàn)實(shí)估計。根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施例，用于第二控制項(xiàng)的計算的絕對高度曲線因此可以是基于先前計算的相對高度曲線。在第一步驟中確定的高度曲線形成提到的相對高度曲線，其仍然受到車輛車體的運(yùn)動的影響。所述相對高度曲線然后以適當(dāng)?shù)姆绞皆偬幚硪员惬@得絕對高度曲線。這在比如例如俯仰、側(cè)傾和/或垂直運(yùn)動這樣的結(jié)構(gòu)和/或車輛的固有運(yùn)動的所需補(bǔ)償?shù)谋尘跋隆?