DE102016217612A1

DE102016217612A1 - Roof load detection method in a motor vehicle and chassis control system in a motor vehicle

Info

Publication number: DE102016217612A1
Application number: DE102016217612.9A
Authority: DE
Inventors: Frank Schimmack
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2016-09-15
Filing date: 2016-09-15
Publication date: 2018-03-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dachlasterkennung, umfassend die Verfahrensschritte: Ermittlung der aktuellen Fahrzeugmasse; Ermittlung der Beladung anhand der ermittelten aktuellen Fahrzeugmasse; Ermittlung der aktuellen Wankeigenfrequenz des Kraftfahrzeugs während der Fahrt; Vergleich der ermittelten aktuellen Wankeigenfrequenz mit einer hinterlegten Bezugsgröße für die Wankeigenfrequenz des Kraftfahrzeugs; Ermittlung eines Dachlastkennwertes aus dem Verhältnis aktuell ermittelte WankeigenfrequenzBezugsgröße für Wankeigenfrequenz sowie Rückschluss auf das Vorliegen einer kritischen Dachlast (20), wenn der Dachlastkennwert einen festgelegten, hinterlegten Grenzwert überschreitet. Der verfahrensgemäß ermittelte Dachlastkennwert dient als Eingangsgröße für ein Steuergerät (16), welches bei Vorliegen einer kritischen Dachlast ein Kennfeld für einen früheren ESP-Eingriff einstellt bzw. im anderen Falle das Kennfeld für einen späteren ESP-Eingriff eingestellt bleibt.The invention relates to a method for roof load detection, comprising the method steps: determination of the current vehicle mass; Determination of the load on the basis of the determined current vehicle mass; Determining the current Wankeigenfrequenz the motor vehicle while driving; Comparison of the determined current Wankeigenfrequenz with a stored reference variable for Wankeigenfrequenz the motor vehicle; Determination of a roof load characteristic value from the ratio currently determined WankeigenfrequenzBezugsgröße for Wankeigenfrequenz and inference of the presence of a critical roof load (20), if the roof load characteristic exceeds a specified, stored limit. The Dachlastkennwert determined according to the method serves as input for a control unit (16), which sets a map for a previous ESP intervention in the presence of a critical roof load or in the other case, the map remains set for a later ESP intervention.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dachlasterkennung bei einem Kraftfahrzeug gemäß der im Patentanspruch 1 angegebenen Art sowie ein System zur Fahrwerksregelung bei einem Kraftfahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 5 angegebenen Art. The invention relates to a method for roof load detection in a motor vehicle according to the type specified in claim 1 and a system for chassis control in a motor vehicle according to the specified in the preamble of claim 5 Art.

In der Kraftfahrzeugindustrie werden zunehmend SUVs mit einem hohen Schwerpunkt entwickelt. Falls der Fahrzeughalter noch zusätzlich das Fahrzeug auf dem Dach belädt, werden der Schwerpunkt und der lange Hebelarm der Dachlast zum Wankpol zusätzlich erhöht und somit auch das Kipprisiko gesteigert. In the automotive industry, SUVs are increasingly being developed with a high center of gravity. If the vehicle owner additionally loads the vehicle on the roof, the center of gravity and the long lever arm of the roof load to the roll pole are additionally increased, thus increasing the tipping risk.

Die fahrzeuginterne Ermittlung der relativen Schwerpunkthöhe ist aus dem Stand der Technik bekannt. Lediglich beispielhaft wird auf die DE 11 2006 003 274 B4 verwiesen. The in-vehicle determination of the relative center of gravity height is known from the prior art. Only by way of example is on the DE 11 2006 003 274 B4 directed.

Es ist weiterhin bekannt, dass zur Verringerung der Kippgefahr eines Kraftfahrzeugs nach Erkennen eines auf dem Dach montierten Gegenstands, wie z.B. einer Dachbox, mittels eines Steuergeräts ein ein frühes Ansprechen des elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) vorsehende und damit die fahrdynamischen Eigenschaften einschränkendes Kennfeld eingestellt wird, vgl. DE 10 2006 049 986 A1 . It is also known that to reduce the risk of tipping a motor vehicle after detecting a mounted on the roof object, such as a roof box, by means of a control device an early response of the electronic stability program (ESP) providing and thus the driving dynamics characteristics restricting map is set, see. DE 10 2006 049 986 A1 ,

Als nachteilig erweist sich hierbei, dass die Einschränkung der fahrdynamischen Eigenschaften auch dann erfolgt, wenn z.B. der Fahrer auf dem Dach eine Gepäcksbox ohne relevantes Gewicht fixiert hat. It proves to be disadvantageous here that the restriction of the driving dynamics properties also takes place when e.g. the driver has fixed a luggage box on the roof without relevant weight.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Dachlasterkennung bei einem Kraftfahrzeug anzugeben, welches einfach durchzuführen ist und einen schnellen Rückschluss auf das Vorliegen einer – im Hinblick auf die Kippgefahr des Kraftfahrzeugs – kritischen Dachlast erlaubt. The invention has for its object to provide a method for roof load detection in a motor vehicle, which is easy to perform and a quick conclusion on the existence of - in view of the risk of tipping of the motor vehicle - critical roof load allowed.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 4 geben vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens an. This object is solved by the features of claim 1. The dependent claims 2 to 4 indicate advantageous developments of the method.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Dachlasterkennung bei einem Kraftfahrzeug umfasst die nachfolgenden Verfahrensschritte:

• Ermittlung der aktuellen Fahrzeugmasse;
• Ermittlung der Beladung anhand der ermittelten aktuellen Fahrzeugmasse;
• Ermittlung der aktuellen Wankeigenfrequenz des Kraftfahrzeugs während der Fahrt;
• Vergleich der ermittelten aktuellen Wankeigenfrequenz mit einer hinterlegten Bezugsgröße für die Wankeigenfrequenz des Kraftfahrzeugs;
• Ermittlung eines Dachlastkennwertes aus dem Verhältnis aktuell ermittelte Wankeigenfrequenz / Bezugsgröße für Wankeigenfrequenz;
• Rückschluss auf das Vorliegen einer kritischen Dachlast, wenn der Dachlastkennwert einen festgelegten, hinterlegten Grenzwert überschreitet.

The method according to the invention for detecting the roof load in a motor vehicle comprises the following method steps:

• determination of the current vehicle mass;
Determination of the load on the basis of the determined current vehicle mass;
• Determining the current Wankeigenfrequenz of the motor vehicle while driving;
Comparison of the determined current Wankeigenfrequenz with a stored reference variable for Wankeigenfrequenz of the motor vehicle;
• Determination of a roof load characteristic value from the ratio currently determined Wankeigenfrequenz / reference variable for Wankeigenfrequenz;
• Conclusion of the presence of a critical roof load if the roof load characteristic value exceeds a specified, stored limit value.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass eine zusätzliche Dachlast die Wankeigenfrequenz des Kraftfahrzeugs signifikant ändert, da die Dachlast über den Steineranteil der Dachträgheit die gesamte Trägheit deutlich ändert und somit auf eine Dachlast geschlossen werden kann. Die Beladung im Fahrzeug ohne Dachträger bzw. Dachlast (z.B. 4 Personen plus beladener Kofferraum) ändert die Schwerpunkthöhe und die Wankeigenfrequenz unwesentlich, so dass bei einer signifikanten Änderung der Wankeigenfrequenz auf eine Dachlast geschlossen werden kann. The method according to the invention is based on the finding that an additional roof load significantly changes the Wankeigen frequency of the motor vehicle, since the roof load over the Steiner portion of the roof inertia significantly alters the entire inertia and thus can be closed to a roof load. The load in the vehicle without roof rack or roof load (for example 4 persons plus loaded trunk) changes the center of gravity height and the Wankeigenfrequenz insignificantly, so that a significant change in the Wankeigenfrequenz can be concluded on a roof load.

Das erfindungsgemäße Verfahren erweist sich als besonders vorteilhaft, da mittels eines einfachen Vergleichs mit einem hinterlegten Grenzwert ein schneller, einfacher Rückschluss auf das Vorhandensein einer kritischen Dachlast ermöglicht wird. The inventive method proves to be particularly advantageous because by means of a simple comparison with a stored limit, a faster, easier inference to the presence of a critical roof load is possible.

Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass aus dem Stand der Technik verschiedene Methoden zur Ermittlung der aktuellen Fahrzeugmasse hinreichend bekannt sind. Lediglich beispielhaft wird auf die DE 197 28 867 A1 , DE 10 2007 000 628 A1 oder auch die DE 42 28 413 A1 verwiesen. For the sake of completeness, it is pointed out that various methods for determining the current vehicle mass are sufficiently known from the prior art. Only by way of example is on the DE 197 28 867 A1 . DE 10 2007 000 628 A1 or even the DE 42 28 413 A1 directed.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Ermittlung der aktuellen Wankrateneigenfrequenz aus den Daten eines Sensors zur Wankratenermittlung mittels einer Fast-Fourier-Transformation. Vorteilhaft hierbei ist, dass derartige Sensoren zur Wankratenermittlung in der Regel bei Fahrzeugen mit geregelten Dämpfern standardmäßig vorgesehen sind, so dass für die Ermittlung der Wankrateneigenfrequenz auf bereits im Fahrzeug verbaute Sensoren zurückgegriffen werden kann und somit ein Einbau separater bzw. zusätzlicher Sensoren nicht erforderlich ist. According to a particularly advantageous embodiment of the method, the determination of the current roll rate natural frequency is performed from the data of a sensor for roll rate determination by means of a fast Fourier transformation. The advantage here is that such sensors for rolling rate determination are usually provided as standard in vehicles with controlled dampers, so that can be used for the determination of the rolling rate natural frequency already installed in the vehicle sensors and thus installation of separate or additional sensors is not required.

Vorzugsweise werden dabei die Daten für die Fast-Fourier-Transformation mittels des Sensors zur Wankratenermittlung bei Geradeausfahrt unter Ausschluss einer Zwangsanregung durch Lenken, Hindernisüberfahrt, Nicken oder Gieren, insbesondere bei einer Geschwindigkeit ≤ 30km/h, ermittelt. In this case, the data for the fast Fourier transformation are preferably determined by means of the sensor for roll rate determination when driving straight ahead, with the exclusion of forced excitation by steering, obstacle crossing, pitching or yawing, in particular at a speed ≦ 30km / h.

Dies hat den Vorteil, dass die Ermittlung der Daten für die Fast-Fourier-Transformation bereits nach dem Ausparken aus der Garage bei einem normalen Dahinrollen erfolgen kann und somit “wilde Ausreißversuche“, wie z.B. starke Lenkeingriffe, nicht erforderlich sind. This has the advantage that the determination of the data for the Fast Fourier transformation can already take place after parking out of the garage during a normal rolling and thus "wild Outliers ", such as strong steering interventions, are not required.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein System zur Fahrwerksregelung bei einem Kraftfahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 5 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass ein die fahrdynamischen Eigenschaften einschränkender Eingriff des elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) bedarfsgerechter erfolgt. The invention is further based on the object, a system for suspension control in a motor vehicle according to the type specified in the preamble of claim 5 such that the vehicle dynamic properties restrictive engagement of the electronic stability program (ESP) is carried out as needed.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 5 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst. This object is achieved by the characterizing features of claim 5 in conjunction with its preamble features.

In bekannter Art und Weise umfasst das System zur Fahrwerksregelung bei einem Kraftfahrzeug ein Steuergerät, in dem wenigstens zwei unterschiedliche Kennfelder eines elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) hinterlegt sind, um ein unterschiedliches Ansprechen des elektronischen Stabilitätsprogramms einstellen zu können. In a known manner, the chassis control system in a motor vehicle comprises a control unit in which at least two different maps of an electronic stability program (ESP) are stored in order to be able to set a different response of the electronic stability program.

Erfindungsgemäß dient dem Steuergerät als eine Eingangsgröße ein nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ermittelter kritischer Dachlastkennwert, wobei im Falle des Vorliegens einer kritischen Dachlast das Steuergerät das Kennfeld für einen früheren ESP-Eingriff einstellt und im anderen Falle das Kennfeld für einen späteren ESP-Eingriff eingestellt bleibt. According to the control unit serves as an input variable according to one of claims 1 to 4 determined critical Dachlastkennwert, wherein in the presence of a critical roof load, the controller adjusts the map for a previous ESP intervention and in the other case the map for a later ESP intervention remains set.

Das erfindungsgemäße System zur Fahrwerksregelung erweist sich als besonders vorteilhaft, da nunmehr der einschränkende Eingriff nur dann erfolgt, wenn aufgrund einer erkannten Dachlast eine erhöhte Kippgefahr zu befürchten ist. In anderen Fällen, beispielsweise montierte Dachbox, aber ohne nennenswertes Gewicht, unterbleibt der Eingriff, so dass in diesem Fall der Fahrer dynamischer fahren kann. The system according to the invention for chassis control proves to be particularly advantageous, since now the restrictive engagement takes place only if an increased risk of tipping is to be feared due to a recognized roof load. In other cases, for example, mounted roof box, but without significant weight, the intervention is omitted, so that in this case the driver can drive more dynamic.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the embodiment shown in the drawing.

In der Zeichnung bedeutet: In the drawing:

1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit montierter Dachbox. 1 a side view of a motor vehicle with mounted roof box.

1 zeigt ein insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnetes Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug 10 weist mehrere Räder 12 auf, die Teil eines nicht dargestellten aktiven Fahrwerks des Kraftfahrzeugs sind. Hierbei sind in bekannter Art und Weise die geregelten Dämpfer des aktiven Fahrwerks mit Sensoren 14 zur Wankratenermittlung versehen. 1 shows a total with the reference numeral 10 designated motor vehicle. The car 10 has several wheels 12 on, which are part of an active chassis, not shown, of the motor vehicle. Here, in a known manner, the controlled damper of the active chassis with sensors 14 provided for roll rate determination.

Das aktive Fahrwerk und insbesondere ein an sich in bekannter Art und Weise auf das Fahrwerk wirkendes elektronisches Stabilitätsprogramm ESP sind mit einem Steuergerät 16 verbunden, in welchem wenigstens zwei unterschiedliche Kennfelder des elektronischen Stabilitätsprogramms ESP hinterlegt sind, nämlich ein erstes Kennfeld, welches zur Verhinderung einer Kippgefahr einen früheren ESP-Eingriff vorsieht, sowie ein zweites Kennfeld, welches einen späteren ESP-Eingriff vorsieht und somit eine dynamischere Fahrweise ermöglicht. The active chassis and in particular a per se acting in a known manner on the chassis electronic stability program ESP are with a control unit 16 in which at least two different maps of the electronic stability program ESP are stored, namely a first map, which provides a previous ESP intervention to prevent a risk of tipping, and a second map, which provides a later ESP intervention and thus enables a more dynamic driving style ,

Wie 1 weiter zeigt, ist auf dem Dach 18 des Kraftfahrzeugs 10 eine Dachbox 20 angeordnet. As 1 Further shows is on the roof 18 of the motor vehicle 10 a roof box 20 arranged.

Nach dem Losfahren des Kraftfahrzeugs wird zunächst die Beladung des Kraftfahrzeugs und basierend darauf die Wankeigenfrequenz des Kraftfahrzeugs sowie der Dachlastkennwert ermittelt. After starting the motor vehicle, first the loading of the motor vehicle and, based thereon, the Wankeigen frequency of the motor vehicle and the roof load characteristic value are determined.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde eine Beladung von 500 kg ermittelt. Eine “normale“ Verteilung der Beladung, d.h. Beladung im Fahrgastraum und Kofferraum, würde die Wankeigenfrequenz des Fahrzeugs um ca. 5% ändern. Tatsächlich wird vorliegend jedoch eine Abweichung von 10% berechnet. Aufgrund der erhöhten Änderung lässt sich somit darauf schließen, dass vorliegend ein wesentlicher Anteil der Beladung in Form einer kritischen Dachlast vorhanden ist, die die Kippgefahr des Kraftfahrzeugs erhöht. In the present embodiment, a load of 500 kg was determined. A "normal" distribution of loading, i. Loading in the passenger compartment and trunk, the Wankeigenfrequenz of the vehicle would change by about 5%. In fact, however, a deviation of 10% is calculated here. Due to the increased change can therefore be concluded that in the present case, a substantial proportion of the load in the form of a critical roof load is present, which increases the risk of tipping the motor vehicle.

Der ermittelte, vorliegende kritische Dachlastkennwert hat wiederum zur Folge, dass das Steuergerät 16 das erste Kennfeld, das einen früheren ESP-Eingriff vorsieht, einstellt, so dass der erhöhten Kippgefahr entgegengewirkt wird. The determined, present critical roof load characteristic value in turn means that the control unit 16 the first map, which provides a previous ESP intervention, sets, so that the increased risk of tipping is counteracted.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 112006003274 B4 [0003]
DE 102006049986 A1 [0004]
DE 19728867 A1 [0011]
DE 102007000628 A1 [0011]
DE 4228413 A1 [0011]

Claims

Method for detecting the roof load in a motor vehicle ( 10 ), comprising the method steps: - determination of the current vehicle mass; - determination of the load based on the determined current vehicle mass; - Determining the current Wankeigenfrequenz the motor vehicle while driving; - Comparison of the determined current Wankeigenfrequenz with a stored reference value for Wankeigenfrequenz of the motor vehicle; - Determination of a roof load characteristic value from the ratio

currently determined Wankeigenfrequenz / reference variable for Wankeigenfrequenz;

- Conclusion on the existence of a critical roof load ( 20 ), if the roof load characteristic value exceeds a defined, stored limit value.

A method according to claim 1, characterized in that from data in the motor vehicle ( 10 ) built-in sensor ( 14 ) for rolling rate determination by means of a fast Fourier transformation, the current Wankrateneigenfrequenz is determined.

Method according to Claim 2, characterized in that the data for the fast Fourier transformation by means of the sensor ( 14 ) for roll rate determination when driving straight ahead under exclusion of a forced excitation by steering, obstacle crossing, pitching or yawing.

Method according to claim 2 or 3, characterized in that the data for the fast Fourier transformation by means of the sensor ( 14 ) for roll rate determination at a speed ≤ 30km / h.

System for chassis control in a motor vehicle ( 10 ), with a control unit ( 16 ), in which at least two different maps of an electronic stability program (ESP) are stored in order to be able to set a different response of the electronic stability program, characterized in that the control device ( 16 ) is used as an input size determined according to one of claims 1 to 4 roof load characteristic value, and that in the case of the presence of a critical roof load, the control unit ( 16 ) sets the map for a previous ESP intervention and in the other case, the map remains set for a later ESP intervention.