DE102019216044A1 - Method and system for determining a load condition of a vehicle and a vehicle with such a system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verfahren zum Bestimmen eines Beladungszustands (35) eines Fahrzeugs (100). Hierbei wird ein Beschleunigungssignals (22) entlang wenigstens einer ersten Achse (y) innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne (T) mittels eines fest am Fahrzeug (100) angeordneten Beschleunigungssensors (20) erfasst, und in Abhängigkeit von dem erfassten Beschleunigungssignal (22) der Beladungszustands (35) bestimmt, wobei das Beschleunigungssignal (22) mit einem Referenz-Beschleunigungssignal (24) verglichen wird, und wobei das Referenz-Beschleunigungssignal (24) bei einem bekannten Beladungszustand des Fahrzeugs (100) erfasst wurdeDie Erfindung betrifft zudem ein System zum Bestimmen eines Beladungszustands (35) eines Fahrzeugs (100) sowie ein Fahrzeug (100) mit einem erfindungsgemäßen System (10), wobei wenigstens der Beschleunigungssensor (20) fest am Fahrzeug (100) angeordnet ist.The invention relates to a method for determining a load condition (35) of a vehicle (100). Here, an acceleration signal (22) is detected along at least one first axis (y) within a predetermined period of time (T) by means of an acceleration sensor (20) fixedly arranged on the vehicle (100), and depending on the detected acceleration signal (22) the load status ( 35), wherein the acceleration signal (22) is compared with a reference acceleration signal (24), and wherein the reference acceleration signal (24) was detected with a known load condition of the vehicle (100). The invention also relates to a system for determining a load condition (35) of a vehicle (100) and a vehicle (100) with a system (10) according to the invention, at least the acceleration sensor (20) being fixedly arranged on the vehicle (100).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Beladungszustands eines Fahrzeugs.The invention relates to a method for determining a load condition of a vehicle.
Solch ein Verfahren ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift
Zu viel beladene Fahrzeuge sind eine große Gefahr im Verkehr. Solch ein Überladung des Fahrzeugs kann bei einem starken Bremsvorgang die Fahreigenschaften eines Fahrzeugs negativ beeinflussen, was wiederum einen Unfall verursachen kann.Overloaded vehicles are a great danger in traffic. Such overloading of the vehicle can negatively affect the driving characteristics of a vehicle in the event of heavy braking, which in turn can cause an accident.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung betrifft ein zum Bestimmen eines Beladungszustands eines Fahrzeugs, aufweisend wenigstens folgende Verfahrensschritte:
- a. Erfassen eines Beschleunigungssignals entlang wenigstens einer ersten Achse innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne mittels eines fest am Fahrzeug angeordneten Beschleunigungssensors,
- b. Bestimmen des Beladungszustands in Abhängigkeit von dem erfassten Beschleunigungssignal, wobei das Beschleunigungssignal mit einem Referenz-Beschleunigungssignal verglichen wird, wobei das Referenz-Beschleunigungssignal bei einem bekannten Beladungszustand des Fahrzeugs erfasst wurde.
- a. Acquisition of an acceleration signal along at least one first axis within a predetermined period of time by means of an acceleration sensor which is fixedly arranged on the vehicle,
- b. Determination of the loading state as a function of the detected acceleration signal, the acceleration signal being compared with a reference acceleration signal, the reference acceleration signal being detected with a known loading state of the vehicle.
Der Beschleunigungssensor ist wenigstens ein einachsiger Beschleunigungssensor. Es kann jedoch auch ein mehrachsiger Beschleunigungssensor sein, falls beispielsweise weitere Beschleunigungswerte erfasst werden sollen. Hierbei kann der mehrachsige Beschleunigungssensor auch aus mehreren, einachsigen Beschleunigungssensoren aufgebaut sein.The acceleration sensor is at least one uniaxial acceleration sensor. However, it can also be a multi-axis acceleration sensor if, for example, further acceleration values are to be recorded. In this case, the multi-axis acceleration sensor can also be constructed from a plurality of single-axis acceleration sensors.
Unter Beladungszustand ist beispielsweise zu verstehen, ob das Fahrzeug leer, normal beladen oder überladen ist.The loading state is to be understood as meaning, for example, whether the vehicle is empty, normally loaded or overloaded.
Ein Fahrzeug kann hierbei beispielsweise ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, ein Schienenfahrzeug oder auch ein Flugzeug darstellen. Die Ladung kann sich hierbei typischerweise innerhalb des Fahrzeugs befinden, beispielsweise auf einer Ladefläche oder in einem Frachtraum des Fahrzeugs.A vehicle can represent, for example, a passenger car, a truck, a rail vehicle or an airplane. The load can typically be located inside the vehicle, for example on a loading area or in a cargo hold of the vehicle.
Unter fest angeordnet ist zu verstehen, dass der Beschleunigungssensor derartig am Fahrzeug angeordnet werden kann, dass auf das Fahrzeug wirkende Beschleunigungen mittels des Beschleunigungssensors erfasst werden können. Dies bedeutet, dass der Beschleunigungssensor die gleiche relative Bewegung wie das Fahrzeug erfährt. Insbesondere kann auch die Verarbeitungseinheit gemeinsam mit dem Beschleunigungssensor als eine Einheit am Fahrzeug anordenbar sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Verarbeitungseinheit als externer Server ausgestaltet ist, wobei die Beschleunigungswerte mittels einer entsprechenden Kommunikationseinheit vom Beschleunigungssensor zur Verarbeitungseinheit, insbesondere drahtlos, übertragen werden können. Dies hat den Vorteil, dass ein externer Server typischerweise eine sehr große Rechenleistung aufweist und somit der Beladungszustand schnell bestimmt werden kann.Fixedly arranged is to be understood as meaning that the acceleration sensor can be arranged on the vehicle in such a way that accelerations acting on the vehicle can be detected by means of the acceleration sensor. This means that the acceleration sensor experiences the same relative movement as the vehicle. In particular, the processing unit can also be arranged together with the acceleration sensor as a unit on the vehicle. However, it is also conceivable that the processing unit is designed as an external server, with the acceleration values being able to be transmitted from the acceleration sensor to the processing unit, in particular wirelessly, by means of a corresponding communication unit. This has the advantage that an external server typically has a very high computing power and thus the loading status can be determined quickly.
Das Referenz-Beschleunigungssignal ist vor dem Verfahren erfasst worden und wird im Verfahrensschritt
Vorteilhaft ist hierbei, dass ein Beladungszustand des Fahrzeugs bestimmbar ist, wobei anschließend beispielsweise auf den Beladungszustand entsprechend reagiert werden kann. Hierbei ist insbesondere zur Messwert-Erfassung nur ein einziger, beliebig am Fahrzeug fest angeordneter Beschleunigungssensor notwendig.
Vorteilhaft ist hierbei zudem, dass dies eine einfache Möglichkeit darstellt, den Beladungszustand zu bestimmen. Hierbei wird angenommen, dass der Beladungszustand die Beschleunigung des Fahrzeugs beeinflusst, wenn beispielsweise ein gewisses Fahrereignis auftritt und sich das Fahrzeug aufgrund der entsprechenden Beladung anders verhält als mit einem zuvor definierten Beladungszustand. Ist das erfasste Beschleunigungssignal dagegen im Wesentlichen identisch zu dem Referenz-Beschleunigungssignal, kann darauf geschlossen werden, dass das Fahrzeug den Beladungszustand aufweist,
welches das Fahrzeug beim Erfassen des Referenz-Beschleunigungssignals aufwies.
Vorteilhaft ist außerdem, dass eine zusätzliche Überwachung des Fahrzeugs erfolgen kann, wodurch die Sicherheit des Fahrzeugs erhöht wird.It is advantageous here that a load condition of the vehicle can be determined, and it is then possible, for example, to react accordingly to the load condition. In particular, only a single acceleration sensor, which can be fixedly arranged on the vehicle, is necessary for the acquisition of measured values.
It is also advantageous here that this represents a simple way of determining the loading condition. It is assumed here that the loading condition influences the acceleration of the vehicle if, for example, a certain driving event occurs and the vehicle behaves differently due to the corresponding loading than with a previously defined loading condition. If, on the other hand, the detected acceleration signal is essentially identical to the reference Acceleration signal, it can be concluded that the vehicle has the load status,
which the vehicle exhibited when the reference acceleration signal was detected.
It is also advantageous that an additional monitoring of the vehicle can take place, whereby the safety of the vehicle is increased.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die erste Achse parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass entlang der Fahrtrichtung des Fahrzeugs ein besonders deutlicher Unterschied im Beschleunigungssignal festgestellt werden kann, wenn das Fahrzeug unterschiedliche Beladungszustände aufweist.In one embodiment of the method according to the invention it is provided that the first axis is aligned parallel to the direction of travel of the vehicle.
It is advantageous here that a particularly clear difference in the acceleration signal can be determined along the direction of travel of the vehicle when the vehicle has different load states.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Beschleunigungssignal zusätzlich entlang einer zweiten Achse und/oder dritten Achse erfasst wird, wobei die erste Achse sich mit der zweiten und/oder dritten Achse schneidet und insbesondere die Achsen jeweils orthogonal zueinander ausgerichtet sindIn one embodiment of the method according to the invention, it is provided that the acceleration signal is additionally recorded along a second axis and / or third axis, the first axis intersecting the second and / or third axis and in particular the axes being aligned orthogonally to one another
Vorteilhaft ist hierbei, dass zum Beispiel eine Plausibilisierung erfolgen kann, indem die Messwerte von mehreren Erfassungsrichtungen ausgewertet werden.It is advantageous here that, for example, a plausibility check can be carried out by evaluating the measured values from several detection directions.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Beladungszustand in Abhängigkeit von Amplitude und/oder Frequenz des Beschleunigungssignals bestimmt wird
Vorteilhaft ist hierbei, dass anhand solcher charakteristischen Merkmale des Beschleunigungssignals auf den Beladungszustand geschlossen werden kann, indem die Amplitude und/oder die Frequenz des Referenz-Beschleunigungssignals entsprechend zum Vergleich herangezogen wird.In one embodiment of the method according to the invention, it is provided that the loading state is determined as a function of the amplitude and / or frequency of the acceleration signal
It is advantageous here that the loading state can be deduced from such characteristic features of the acceleration signal by using the amplitude and / or the frequency of the reference acceleration signal for comparison.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass ein zeitlicher Abschnitt des erfassten Beschleunigungssignals zum Bestimmen des Beladungszustands herangezogen wird, wobei der zeitliche Abschnitt auf ein vorbestimmtes Fahrereignis des Fahrzeugs folgt, wobei das Fahrereignis insbesondere ein Bremsen, Beschleunigen oder eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs ist und in Abhängigkeit von dem erfassten Beschleunigungssignal bestimmbar ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass insbesondere im Anschluss auf ein entsprechendes Fahrereignis eine Auswertung des Beschleunigungssignals erfolgen kann, da in diesem zeitlichen Abschnitt die Auswirkung einer entsprechenden Beladung auf das Beschleunigungssignal am stärksten ist. So erfährt das Fahrzeug beispielsweise nach einem starken Bremsvorgang eine Wipp-Bewegung. Diese Wipp-Bewegung hängt hierbei stark vom Beladungszustand ab. Ist das Fahrzeug leer, ist die Wipp-Bewegung aufgrund der Trägheit des gesamten Fahrzeugs deutlich geringer als bei einem überladenen Fahrzeug. Ist das Fahrzeug überladen, ist somit die Amplitude des Beschleunigungssignals während der Wipp-Bewegung deutlich stärker als bei einem unbeladenen Fahrzeug. Des Weiteren weist das Beschleunigungssignal gegebenenfalls über eine gewisse Zeitdauer die nahezu gleiche Amplitude auf, da beispielweise beim Wipp-Vorgang des überladenen Fahrzeugs, die Stoßdämpfer an ihr Limit kommen und das Fahrzeug dadurch keine Beschleunigung mehr erfährt. Dies ist ebenfalls ein klares Indiz für eine Überbeladung. Eine solche im Wesentlichen konstante Amplitude ist bei einem leeren oder normal beladenen Fahrzeug dagegen nicht typisch.In one embodiment of the method according to the invention, it is provided that a time segment of the detected acceleration signal is used to determine the load condition, the time segment following a predetermined driving event of the vehicle, the driving event being in particular braking, acceleration or cornering of the vehicle and can be determined as a function of the detected acceleration signal.
It is advantageous here that an evaluation of the acceleration signal can take place in particular after a corresponding driving event, since the effect of a corresponding load on the acceleration signal is greatest in this time segment. For example, the vehicle experiences a rocking movement after heavy braking. This rocking movement depends to a large extent on the load condition. If the vehicle is empty, the rocking movement is significantly less than with an overloaded vehicle due to the inertia of the entire vehicle. If the vehicle is overloaded, the amplitude of the acceleration signal during the rocking movement is significantly stronger than in the case of an unloaded vehicle. Furthermore, the acceleration signal may have almost the same amplitude over a certain period of time because, for example, when the overloaded vehicle is rocking, the shock absorbers reach their limit and the vehicle is no longer accelerated. This is also a clear indication of overloading. In contrast, such an essentially constant amplitude is not typical for an empty or normally loaded vehicle.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass im Verfahrensschritt
Vorteilhaft ist hierbei, dass anhand der Geschwindigkeit zudem auf die Auswirkungen eines entsprechenden Fahrereignis geschlossen werden kann und somit ein verbesserter Vergleich mit dem Referenz-Beschleunigungssignal möglich ist, was wiederum zu einer verbesserten Bestimmung des Beladungszustands führt.In one embodiment of the method according to the invention, it is provided that in method step
The advantage here is that the speed can also be used to infer the effects of a corresponding driving event and thus an improved comparison with the reference acceleration signal is possible, which in turn leads to an improved determination of the load condition.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass nach dem Verfahrensschritt
Vorteilhaft ist hierbei, dass eine externe Einheit den Beladungszustand
empfangen und entsprechend darauf reagieren kann. So kann beispielsweise dem Fahrer des Fahrzeugs der Beladungszustand mitgeteilt werden, indem der ausgesendete Beladungszustand von seinem Mobiltelefon oder dem Fahrzeug empfangen wird und dem Fahrer anschließend ein Hinweis über den Beladungszustand auf einem entsprechenden Display angezeigt wird. Es ist jedoch beispielsweise auch denkbar, dass der Beladungszustand an eine Kontrollinstanz, beispielsweise an die Polizei oder an ein Transportunternehmen, gesendet wird, welche anschließend auf die Information entsprechend reagieren kann. Der Beladungszustand kann hierbei insbesondere drahtlose, beispielsweise über WLAN, Bluetooth oder auch ein Mobilfunknetz ausgesendet werden.In one embodiment of the method according to the invention it is provided that after the method step
It is advantageous here that an external unit monitors the loading status
can receive and react accordingly. For example, the driver of the vehicle can be informed of the loading status by receiving the transmitted loading status from his mobile phone or the vehicle and then showing the driver an indication of the loading status on a corresponding display. However, it is also conceivable, for example, that the loading status is sent to a control entity, for example to the police or a transport company, which can then react accordingly to the information. The loading status can be transmitted wirelessly, for example via WLAN, Bluetooth or even a cellular network.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, ein Signal zu erzeugen, welches unter anderem den Beladungszustand umfasst.
Vorteilhaft ist hierbei, dass anhand des Signals festgestellt werden kann, wie der Beladungszustand des Fahrzeugs ist.
Das Signal signalisiert entsprechend den Beladungszustand. Hierbei ist es auch denkbar, dass der Zeitpunkt des bestimmten Beladungszustands verarbeitet wird. Hierdurch kann beispielsweise darauf geschlossen werden, wann das Fahrzeug einen entsprechenden Beladungszustand aufwies.Another embodiment of the invention provides that the processing unit for this purpose is set up to generate a signal which, among other things, includes the load status.
It is advantageous here that the signal can be used to determine what the load status of the vehicle is.
The signal accordingly signals the load status. It is also conceivable here that the point in time of the specific load condition is processed. In this way, for example, it can be concluded when the vehicle had a corresponding load condition.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung
eine Speichereinheit aufweist, wobei die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, den Beladungszustand in der Speichereinheit abzuspeichern.According to one embodiment of the invention it is provided that the device
has a storage unit, wherein the processing unit is set up to store the loading state in the storage unit.
Vorteilhaft ist hierbei, dass anhand des abgespeicherten Beladungszustands jederzeit überprüft werden kann, wie der Beladungszustand des Fahrzeugs ist bzw. war. Somit kann beispielsweise nach einem Unfall darauf geschlossen werden, ob eine Überbeladung des Fahrzeugs als Unfallursache in Frage kommt.The advantage here is that the stored load status can be used to check at any time how the load status of the vehicle is or was. Thus, after an accident, for example, it can be concluded whether overloading of the vehicle is a possible cause of the accident.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Aussenden des Beladungszustands in Abhängigkeit des erfassten Beschleunigungssignals erfolgt, wobei insbesondere ein Aussenden erfolgt, wenn das Beschleunigungssignal einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Vorteilhaft ist hierbei, dass der Schwellenwert entsprechend gewählt werden kann, so dass der Beladungszustand beispielsweise nur bei einem kritischen Beladungszustand ausgesendet wird, wodurch der Fahrer oder die entsprechende Kontrollinstanz nur in einem solchem Fall informiert wird.In one embodiment of the method according to the invention, it is provided that the loading state is sent out as a function of the detected acceleration signal, with it being sent out in particular when the acceleration signal exceeds a predetermined threshold value.
It is advantageous here that the threshold value can be selected accordingly, so that the load status is only transmitted in the event of a critical load status, for example, whereby the driver or the corresponding control entity is only informed in such a case.
Die Erfindung betrifft zudem ein System zum Bestimmen eines Beladungszustands eines Fahrzeugs, wobei das System wenigstens einen Beschleunigungssensor zur festen Anordnung am Fahrzeug und eine Verarbeitungseinheit aufweist, wobei die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Das System hat vorteilhafterweise geringe Produktionskosten und ist einfach am Fahrzeug zu installieren. Insbesondere kann der Beschleunigungssensor des Systems auch nachträglich an Fahrzeugen angebracht werden.The invention also relates to a system for determining a load status of a vehicle, the system having at least one acceleration sensor for fixed arrangement on the vehicle and a processing unit, the processing unit being set up to carry out a method according to one of the preceding claims.
The system advantageously has low production costs and is easy to install on the vehicle. In particular, the system's acceleration sensor can also be retrofitted to vehicles.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen System, wobei wenigstens der Beschleunigungssensor des Systems fest am Fahrzeug angeordnet ist.The invention also relates to a vehicle with a system according to the invention, at least the acceleration sensor of the system being fixedly arranged on the vehicle.
FigurenlisteFigure list
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems zum Bestimmen eines Beladungszustands eines Fahrzeugs.1 shows an embodiment of a system according to the invention for determining a load condition of a vehicle. -
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen eines Beladungszustands eines Fahrzeugs.2 shows an embodiment of a method according to the invention for determining a load condition of a vehicle. -
3 zeigt einen beispielhaften Verlauf von einem mittels eines erfindungsgemäßen Systems erfassten Beschleunigungssignals eines nicht beladenen Fahrzeugs über die Zeit während einer Fahrt des Fahrzeugs.3 shows an exemplary profile of an acceleration signal of an unloaded vehicle detected by means of a system according to the invention over time while the vehicle is in motion. -
4 zeigt einen beispielhaften Verlauf von einem mittels eines erfindungsgemäßen Systems erfassten Beschleunigungssignals eines überladenen Fahrzeugs über die Zeit während einer Fahrt des Fahrzeugs.4th shows an exemplary course of an acceleration signal of an overloaded vehicle detected by means of a system according to the invention over time while the vehicle is traveling.
Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments
Dargestellt ist ein System
Die Verarbeitungseinheit
A system is shown
The processing unit
Optional ist die Verarbeitungseinheit
Des Weiteren kann das System
Optional weist das System
Des Weiteren kann die Verarbeitungseinheit
Zuerst wird in einem Verfahrensschritt a ein Beschleunigungssignal
Zudem kann im Verfahrensschritt a das Beschleunigungssignal
First, in a method step a, an acceleration signal is generated
In addition, in method step a, the acceleration signal
In einem Verfahrensschritt
Besonders bevorzugt wird hierbei ein zeitlicher Abschnitt
Anschließend kann nach dem Verfahrensschritt
Insbesondere erfolgt das Aussenden des Beladungszustands
In particular, the load status is sent out
Alternativ oder zusätzlich kann das Signal
Dargestellt ist ein während einer Zeitspanne T erfasstes Beschleunigungssignal, welches als Referenz-Beschleunigungssignal
Nach dem Abbremsvorgang gibt es noch ein Ausschwingen
After the braking process, there is still a swing out
Insbesondere wird der Zeitabschnitt
Auch das Beschleunigungssignal
Dies sind alles Faktoren, welche zeigen, dass sich das Beschleunigungssignal
In particular, the period of time
Also the acceleration signal
These are all factors that show the acceleration signal
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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