用于悬架系统的操作的方法和具有视觉系统的悬架系统以及适当装备的车辆的制作方法
【专利说明】用于悬架系统的操作的方法和具有视觉系统的悬架系统以及适当装备的车辆
[0001]本发明涉及一种如权利要求1所声称的用于车辆的悬架系统的操作的方法。本发明还涉及一种如权利要求8所声称的用于车辆的具有视觉系统的悬架系统以及如权利要求10所声称的适当装备的车辆。
[0002]车辆中使用的悬架系统主要用于使车辆结构与将行驶的地面分离。减震器形式的阻尼装置通常用于这个目的。除传统(被动)阻尼装置之外，主动阻尼装置已经确定下来。在被动形式，在选择这些时，已经需要在对阻尼装置典型地作出关于车辆稳定性、车辆安全性和车辆舒适性的要求之间的妥协。相比之下，主动阻尼装置具有它们的特性以及因此阻尼行为的协调在操作期间仍然可以变化的优点。
[0003]主动阻尼装置在半主动和全主动实施例中可以显著不同。然而半主动阻尼装置主要与(被动)悬架弹簧结合，全主动阻尼装置实现两者的功能。也就是说，全主动阻尼装置提供驱动器，驱动器同时提供由减震器和悬架弹簧以其他方式单独提供的力。然而，与半主动阻尼装置相比，它们的全主动实施例需要高驱动能量以便在车辆结构和例如车辆的车轮之间的两个方向上产生必要的力。此外，控制确保稳定性是必要的。相比之下，半主动阻尼装置实现稳定悬架系统的结构，因为其操作的结构方式总是提供与运动的各自方向相反的力生成。
[0004]关于半主动阻尼装置，此时应该注意慢主动实施例的可能性。这提供半主动阻尼装置和悬架弹簧的组合，其拉力状态可以通过它们的支承区域的分离的主动变化而变化。
[0005]本发明针对半主动以及慢主动和全主动悬架驱动器的使用，其通常被称为在本发明的保护范围内的阻尼装置。因此，术语主动阻尼装置意味着在下文中的它的半主动、慢主动或全主动实施例。将选择的阻尼装置的实施例涉及针对它的各自预期用途和对它作出的需求。
[0006]虽然具有主动阻尼装置的悬架系统是相当成熟和流行的技术，但更多发展的努力是追求使具有主动阻尼装置的悬架系统更有效和负担得起的目的。关于用于这样的悬架系统的操作的先前方法，传感器检测的驾驶动态数据以及尤其至少一个车轮的运动用作开始基础。实时计算基于这些的相应控制信号，用控制信号最后控制主动阻尼装置。鉴于所述程序，悬架系统的调节有效地落后于实际条件。
[0007]鉴于已经说过的，当前已知的具有调节阻尼装置的悬架系统因此也一定继续提供改进的空间。
[0008]在这样的背景下，本发明目的是改进用于悬架系统的操作的方法，其可以以这种方式调节车辆以便实现对实际条件的更快响应，借以提高车辆的稳定性、安全性和舒适性。此外，将显示适当装备的车辆的悬架系统，在操作期间用该悬架系统提高稳定性、安全性和舒适性，因为更快的适应实际条件。
[0009]所述目的的程序部分是通过具有权利要求1的特征的方法来实现。在具有权利要求8的特征的悬架系统和在具有权利要求10的特征的车辆中找到关于目的的实物部分的解决方案。
[0010]各自从属权利要求公开本发明的更多特别有利的实施例。
[0011]应该注意的是，在下述说明中单独提到的特征可以以任何技术上有意义的方式彼此结合并且表示本发明的更多实施例。说明书尤其连同附图描述并且也具体说明本发明。
[0012]根据本发明的用于悬架系统的操作的方法限定用于车辆，尤其用于机动车辆。悬架系统包含至少一个可调节的阻尼装置。在方法的范围内，根据需要用控制信号控制至少一个可调节的阻尼装置，以便动态地调节阻尼装置的各自阻尼特性。根据本发明，控制信号的生成因此既基于各自当前驾驶动态数据又基于先前关于地面区域的光学记录信息。
[0013]关于地面区域的信息优选地是包含关于车辆周围地面至少一区域的迹象和它的构成。地面区域在这种情况下位于移动车辆与各自地面的每个接触区域的外面。
[0014]根据本发明使用以这种方式获得的关于各自地面区域的信息，以便实现悬架系统以及尤其相关阻尼装置的准备。也就是说，本发明给出了用不直接与各自阻尼装置有关但是在将来与它有关或至少可以与它有关的信息扩大各自当前的驾驶动态数据的可能性。
[0015]产生的优势是在到达与悬架系统有关的将行驶的地面子区域时阻尼特性的明显改进的适应。关于地面的每个区域的信息的有效主动收集因此是更快响应实际条件的现在总体能力的基础。结果，通过这个装置提高车辆稳定性、车辆安全性和车辆舒适性。
[0016]由于关于行驶车辆穿过的地面的各自区域的信息不断地变化，信息可以优选地以适当的方式暂时储存。
[0017]通过成像方法以有利的方式记录光学信息。为此目的，至少一个照相机可以设置在车辆上，其包含至少一个图像处理传感器。根据实施例，该至少一个照相机可以是立体照相机或单色照相机。当然，立体照相机和单色照相机的组合也是可想到的。可选地或另外，LIDAR(激光雷达)系统或LADAR(雷达)系统可以用于此目的。这些光或激光辐射发射系统尤其适合于车辆和地面的任何相关点之间的距离测量。
[0018]在立体照相机的使用的情况下，彼此单独获得的本质上相互平行的照相机的两个图像彼此结合以便获得关于车辆周围环境的深度的信息。以这种方式生成的深度矩阵然后可以以有利的方式使用以便例如在合成图像上识别地面的特定区域的海拔。这留给本领域的技术人员关于他使用哪些已知的技术从两个或更多个图像计算上述深度矩阵。
[0019]通过适当的照相机系统和/或激光系统但是例如也通过适当的雷达系统，可以在这方面提供光学信息。
[0020]用于获得讨论中的光学信息的所有先前描述的系统和布置被称为本发明范围内的视觉系统。
[0021]优选地，已经使用的视觉系统包含它自己的内部处理算法和适当的计算容量以便能够及时提供在每个采样时间点的深度矩阵。
[0022]通过已经存在于车辆中的布置和系统以及它们的传感器的使用，根据本发明的解决方案可以以很少的努力回顾地拟合，因为解决方案仅设置有一个这样的视觉系统并且它的信息适当地包括在各自控制信号的计算中。在车辆已经包含适当的视觉系统和主动阻尼装置的情况下，有时仅控制信号的计算中的调节可以是必要的。这里光学记录信息于是必须适当地处理以便作为控制信号的生成的又一基础。
[0023]本发明的基本概念的特别优选的发展提供从当前驾驶动态数据估计将预期的车辆的结构的位移。在这种情况下，首先根据将预期的并且已经以这种方式估计的结构的位移计算用于控制信号的第一控制项。如果光学记录信息不包含关于阻尼特性的任何调节的相关信息，已经可以使用所述第一控制项以便生成适当的控制信号。
[0024]因此，用于估计车辆车体的悬架运动的适当的传感器用于获得驾驶动态数据以便根据第一控制项计算用于各自阻尼装置的适当的控制信号。计算优选地根据位移变量、侧倾和俯仰以及在车辆的垂直方向上的位移而发生。除通过相应传感器的所述位移变量的记录之外，可以尤其优选地根据记录的驾驶动态数据计算车辆的俯仰率。可以用于记录驾驶动态数据的中央测量单元的布置也是可想到的。
[0025]根据本发明的另一优选发展，首先从光学记录信息计算地面区域的绝对高度曲线。以这种方式计算的高度曲线用于简化包含记录的地面区域的潜在的相关高度点的实际情况。相应的第二控制项是根据在它们各自高度位置彼此不同的绝对高度曲线的相关高度点来计算并且馈送入控制信号的生成。
[0026]最后，两个控制项一一即第一控制项和第二控制项一一以有利的方式使用，以便基于其生成适当的控制信号，然后用其控制相关阻尼装置。
[0027]根据本发明的有利措施，提供从设置在车辆前方的检测区域范围内的地面的区域获得光学记录信息。当然，根据需求和根据本发明的实施例，也可以想到的是，获得车辆周围的这样的光学信息。以这种方式，它可以响应在每个潜在方向上的车辆的位移，因为例如甚至在换向的情况下，用基于光学信息的控制信号控制相关阻尼装置。然而，由于车辆通常以直线方式行驶，优选地记录车辆前方的至少每个地面区域。
[0028]为此目的，视觉系统例如在距离车辆的重心的先前确定的高度和/或距离处连接至车辆。使用以这种方式不断地获得的图像以便估计在指定检测区域中的地面的平均高度曲线。通过分组所有记录的平均高度点，首先仅生成相对高度曲线。
[0029]如果必要，检测区域相对于车辆的距离可以以特别优选的方式变化。这可以例如是用车辆的增加速度的情况以便获得用于第二控制项的计算的足够时间期间。
[0030]以这种方式构建的地面的高度曲线因此覆盖地面上的前车轮的当前预先计算的路径。通过视觉系统提供的相关高度点和车辆的前车轮之间的各自距离与这特别相关。这是在点的准确估计的背景下，在该点时间内到达各自高度点。
[0031]由于通过视觉系统光学记录的图像形式的信息在行驶期间受到车辆车体的运动的影响，它有时可以不直接用于将行驶的地面的本性的现实估计。根据本发明的特别优选的实施例，用于第二控制项的计算的绝对高度曲线因此可以是基于先前计算的相对高度曲线。在第一步骤中确定的高度曲线形成提到的相对高度曲线，其仍然受到车辆车体的运动的影响。所述相对高度曲线然后以适当的方式再处理以便获得绝对高度曲线。这在比如例如俯仰、侧倾和/或垂直运动这样的结构和/或车辆的固有运动的所需补偿的背景下。