DE102006002973A1

DE102006002973A1 - Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102006002973A1
Application number: DE200610002973
Authority: DE
Inventors: Achim Goralczyk
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2007-08-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, bei dem eine Schwerpunkterhöhung des Fahrzeugs, bedingt durch eine Dachlast auf dem Fahrzeug, erfasst wird und die dabei erhaltenen Informationen bei einer Einstellung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs im Hinblick auf ein Vermeiden eines Umkippens des Fahrzeugs berücksichtigt werden, wobei das Bestimmen der Dachlast mit dem Beginn des Zuladens der Dachlast auf das Fahrzeug gestartet wird und abhängig von den erfassten Informationen eine Änderung von Einstellungen eines elektronischen Fahrdynamikregelsystems des Fahrzeugs aktiviert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, bei dem eine Schwerpunkterhöhung des Fahrzeugs aufgrund einer Dachlast auf dem Fahrzeug erfasst wird und die dabei erhaltenen Informationen bei einer Einstellung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs im Hinblick auf ein Vermeiden eines Umkippens des Fahrzeugs berücksichtigt werden.
Eine Verlagerung des Schwerpunkts eines Fahrzeugs in vertikaler Richtung hat einen wesentlichen Einfluss auf die Fahrdynamik. Insbesondere bei Geländewagen oder sogenannten Vans kann eine Schwerpunkterhöhung zum statischen Umkippen des Fahrzeugs führen. Eine exakte Modellierung eines Schwerpunkts eines Fahrzeugs ist sehr komplex und äußerst aufwendig in der Ermittlung.
Fahrzeuge mit einem relativ hohen Schwerpunkt müssen daher so ausgelegt werden, dass sie nicht umkippen können. Im Allgemeinen bedingt dies jedoch dann eine relativ unsportliche Fahrwerksabstimmung und eine entsprechend dafür erforderliche Einstellung von Fahrdynamikregelsystemen, insbesondere eines ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm) -Systems. Es ist dabei eine relativ stark untersteuernde Auslegung oder eine Begrenzung der Querbeschleunigung erforderlich.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 56 303 A1 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zum Erfassen der Gefahr des Umkippens eines Fahrzeugs bekannt. Dabei wird ein Wankwinkel eines Fahrzeugs in einer Kurvenfahrt ermittelt, wobei das Fahrzeug mit einer Querbeschleunigungssensorik ausgestattet ist, in welcher die am Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs angreifende Querbeschleunigung erfasst werden kann. Aus diesem Stand der Technik ist auch bekannt, dass sich die Gefahr eines Umkippens bei Fahrzeugen mit vergleichsweise großer Höhe und damit hohem Schwerpunkt, beispielsweise veranlasst durch eine Dachlast auf dem Fahrzeug, erhöht. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren soll eine Kippneigung des Fahrzeugs unabhängig vom Beladungszustand erfolgen, wobei dazu der aktuelle Wankzustand unter Zuhilfenahme geeigneter Querbeschleunigungsinformationen berechnet wird.

Des Weiteren ist aus der DE 102 47 993 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung der Schwerpunkthöhe eines Fahrzeugs bekannt. Auch bei diesem Verfahren wird die Wankbewegung und eine die Querbeschleunigung des Fahrzeugs repräsentierende Größe ermittelt. Abhängig davon wird dann die Schwerpunktshöhe ermittelt. Die Ermittlung der Schwerpunkthöhe wird jedoch nur in vordefinierten Fahrzuständen durchgeführt. Bei der Ermittlung der Schwerpunkthöhe wird auch die geschätzte Masse des Fahrzeugs berücksichtigt. Dabei kann auch die Dachlast berücksichtigt werden.

Des Weiteren ist aus der WO 99/38718 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs bekannt. Zum Verändern des Fahrverhaltens des Kraftfahrzeugs, welches auch eine Dachlast aufweisen kann, können Dämpfungseinrichtungen des Fahrzeugs individuell gesteuert werden. Die Steuerung erfolgt dabei derart, dass ein Aufschaukeleffekt verhindert wird und ein Umkippen des Fahrzeugs vermieden werden kann. Die Verhärtung oder Sperrung von Stoßdämpfern kann beladungsabhängig erfolgen, wobei die Beladung beispielsweise mittels eines Lastsensors an einem Dachträger des Kraftfahrzeugs erfasst werden kann.

Bei allen bekannten Verfahren und Vorrichtungen kann insbesondere eine Dachlasterkennung lediglich durch eine indirekte Erkennung erfolgen. Indem die Schwerpunkthöhe nur zu bestimmten vordefinierten Fahrzuständen erfasst werden soll, kann eine stets zuverlässige und sichere Betriebsweise des Fahrzeugs nicht gewährleistet werden. Insbesondere dann, wenn das Fahrzeug unterschiedliche Dachlasten aufweist, können somit die Anpassungen von Fahrdynamikregelsystemen nur relativ unzureichend durchgeführt werden und der Betrieb des Fahrzeugs bei derartigen Beladungen nicht optimal ermöglicht werden.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereitzustellen, bei dem auch dann, wenn das Fahrzeug eine Dachlast aufweist, ein verbesserter Betrieb gewährleistet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, welches die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs wird eine Schwerpunkterhöhung des Fahrzeugs, welche aufgrund einer Dachlast erzeugt wird, erfasst. Die dabei erhaltenen Informationen werden bereitgestellt und zu einer Einstellung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs im Hinblick auf eine Vermeidung eines Umkippens des Fahrzeugs berücksichtigt. Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass das Erfassen der Dachlast auf dem Fahrzeug bereits mit dem Beginn des Zuladens der Dachlast auf das Fahrzeug, insbesondere mit der Installation eines Dachträgers an dem Fahrzeug, gestartet wird und abhängig von den erfassten Informationen eine Änderung der Einstellungen eines elektronischen Fahrdynamikregelsystems aktiviert wird. Durch das vorgeschlagene Verfahren kann stets ein zuverlässiger Betrieb des Fahrzeugs ermöglicht werden und die Wahrscheinlichkeit eines Umkippens auch bei relativ großer Dachlast oder relativ großer Schwerpunkterhöhung durch die Dachlast zumindest reduziert werden. Da bei sehr unterschiedlichen Beladungen auf dem Dach auch unterschiedliche Schwerpunkterhöhungen des Fahrzeugs einhergehen, ist es durch das vorgeschlagene Verfahren in sicherer Weise möglich, bereits mit der Installation eines Dachträgers und somit auch bereits auch vor dem Fahrtantritt eine zuverlässige Erfassung ermöglichen zu können. Die dabei gewonnenen Informationen können somit frühest möglich bereitgestellt werden und sofort oder zu einem späteren Zeitpunkt für Änderungen von Einstellungen eines oder mehrerer Fahrdynamikregelsysteme des Fahrzeugs herangezogen werden. Unter einer Dachlast wird sowohl der Dachträger selbst und somit ausschließlich der Dachträger betrachtet, als auch eine Situation, in der auf diesem Dachträger weitere Gegenstände aufgeladen sind. Somit stellt die Montage und das Anbringen des Dachträgers bereits eine Dachlast dar, welche mit dem vorgeschlagenen Verfahren erfasst wird. Darüber hinaus wird mit dem Verfahren in einer wesentlich exakteren Weise erkannt, ob die erfasste Dachlast Anlass für eine Änderung der vorliegenden Einstellungen des Fahrdynamikregelsystems gibt. Es wird somit nicht nur in präziserer Weise erkannt, inwieweit eine Einstellung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs geändert werden muss, sondern auch erkannt, ob prinzipiell überhaupt eine Änderung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs erforderlich ist, obwohl eine Dachlast auf dem Fahrzeug erkannt wird.

Mit der Erkennung der Dachlast als primärer Einflussfaktor auf eine Schwerpunkterhöhung kann das Fahrzeug von Grund auf mit einem relativ sportlichen Fahrverhalten ausgelegt werden. Nur bei Bedarf, wenn eine signifikante Schwerpunkterhöhung zu erwarten ist, werden entsprechende Zusatzfunktionen eingeleitet bzw. aktiviert, um das Fahrverhalten im Hinblick auf ein Vermeiden eines Umkippens des Fahrzeugs einzustellen.

In vorteilhafter Weise wird das Ändern der Einstellungen des Fahrdynamikregelsystems dann aktiviert, wenn die durch die Dachlast bedingte Schwerpunkterhöhung des Fahrzeugs einen vorgebbaren Schwellwert-Schwerpunkt übersteigt. Es wird somit prinzipiell nicht bei jeder erfassten Dachlast eine Änderung des Fahrverhaltens durchgeführt sondern lediglich dann, wenn die Schwellwertvorgabe überschritten wird. Dadurch kann die relativ sportliche Auslegung eines Fahrverhaltens des Fahrzeugs beibehalten werden und der Fahrspaß eines Fahrzeugsnutzers wird nur bei Bedarf zugunsten der Sicherheit eingeschränkt.

Es kann vorgesehen sein, dass die Installation des Dachträgers selbst als Schwerpunkterhöhung erfasst wird und Einstellungen eines Fahrdynamikregelsystems pauschal verändert werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass dann beim Installieren des Dachträgers ein Schalter betätigt wird, wodurch eine vorgebbare Änderung der Einstellungen des Fahrdynamikregelsystems automatisch durchgeführt wird. Der Schalter kann durch das Installieren bzw. Anbringen des Dachträgers ebenfalls in automatischer Weise betätigt werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass dieser Schalter durch einen Nutzer des Fahrzeugs in manueller bewusster Weise betätigt wird. Die pauschale Veränderung der Einstellungen des Fahrdynamikregelsystems kann dabei in einer Steuereinheit abgespeichert sein und in einer programmierbaren Tabelle abgelegt sein. Diese pauschalen Veränderungen können in individueller Weise vorgegeben werden und fahrzeugtypabhängig eingestellt werden. Selbst bei einer derartigen pauschalen Veränderung, welche im Hinblick auf die Schwerpunkterhöhung und die prinzipielle gewichtmäßige Erfassung der Dachlast relativ grob vorgegeben wird, kann dennoch eine deutlich verbesserte Einstellung des Fahrverhaltens erreicht werden. Auch hier wird durch die sehr frühzeitige und stetige Erfassung ein sicherer Betrieb des Fahrzeugs gewährleistet.

In vorteilhafter Weise werden die erfassten Informationen über die Dachlast im Wesentlichen gleichzeitig mit der Aktivierung der Zündung des Fahrzeugs für eine gegebenenfalls durchzuführende Einstellungsänderung des Fahrdynamikregelsystems bereitgestellt. Der Beladungszustand des Fahrzeugs und insbesondere die Dachbeladung ist somit praktisch sofort nach dem Betriebszustand „Zündung ein" des Fahrzeugs bekannt. Im Unterschied zu bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist es somit nicht erforderlich, dass beispielsweise bei einer Wankerkennung ein Reglersystem immer erst von einem „Worstcase" (Schwerpunkterhöhung durch Dachlast) ausgehen muss, um sich dann von diesem sicheren „Worstcase"-Szenario kommend gegebenenfalls auf den aktuellen Beladungszustand hin nähert.

In vorteilhafter Weise wird die Dachlast, insbesondere auch die auf dem Dachträger aufgeladene Last, kontinuierlich während des Beladens des Fahrzeugs auf dem Dach erfasst. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Druck- oder Kraftsensoren in dem Dachträger installiert sind, mit welchen eine Bestimmung dieser Dachlast ermöglicht wird. Die Änderungen der Einstellungen des Fahrdynamikregelsystems können dann bei Bedarf kontinuierlich erfolgen.

In vorteilhafter Weise wird durch eine geeignete Sensorik ein Überladungszustand bei einer Beladung des Fahrzeugdachs erkannt und angezeigt. Somit kann bereits während des Beladens des Fahrzeugs auf dem Dach, insbesondere des Dachträgers, eine mögliche Überladung frühzeitig und sicher angezeigt werden. Eine Korrekturmöglichkeit der Dachbeladung ist somit bereits vor Fahrtantrieb noch möglich. Auch dies trägt zum Sicherheitsaspekt positiv bei. Die Anzeige des Überladungszustands kann dabei in vielfältiger Weise erfolgen und beispielsweise durch ein optisches und/oder akustisches Signal angezeigt werden.

In vorteilhafter Weise ist das Fahrdynamikregelsystem ein ESP-System.

Als Fahrverhalten des Fahrzeugs werden bevorzugt das Wankverhalten und/oder die Querbeschleunigung des Fahrzeugs verändert.

Mit der vorgeschlagenen Dachlasterkennung lässt sich auch mit einem relativ geringen Aufwand ein zuverlässiger Roll-Over-Schutz auch nachträglich in Fahrzeugen einbauen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Die einzige 1 zeigt ein Ablaufdia gramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugs.
Ein nicht dargestelltes Fahrzeug ist im Ausführungsbeispiel mit einem ESP-System ausgestattet und weist darüber hinaus Vorrichtungen auf, mit denen das Wankverhalten und die Querbeschleunigung des Fahrzeugs beeinflusst werden können.
Im Ausführungsbeispiel ist das Fahrzeug gemäß einem Schritt S1 abgestellt und ein Fahrzeugnutzer beginnt einen Dachträger auf dem Dach des Fahrzeugs zu installieren. Gemäß einem Schritt S2 wird bei dieser Montage bzw. bei diesem Installieren des Dachträgers ein Schalter betätigt, mit dem eine Änderung der Einstellungen des ESP-Systems aktiviert wird und die vorgegebenen neuen Einstellungswerte eingestellt werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die gegebenenfalls durchzuführenden Änderungen der Einstellungen des Fahrdynamikregelsystems erst mit dem Starten des Fahrzeugs bzw. mit der Stellung „Zündung ein" aktiviert wird.
Gemäß Schritt S3 wird somit das Fahrverhalten des Fahrzeugs im Hinblick auf ein Vermeiden eines Umkippens des Fahrzeugs insbesondere bereits vor dem Fahrtantritt erforderlichenfalls geändert.
In einer weiteren Ausführung kann nachfolgend auf den Schritt S2 ein Schritt S3 durchgeführt werden, in dem verglichen wird, ob erfasste Informationen über eine Dachlast des Fahrzeugs zu einer Schwerpunkterhöhung des Fahrzeugs führen, welche einen vorgebbaren Schwellwert-Schwerpunkt des Fahrzeugs übersteigt. Wird im Schritt S3 ein Übersteigen des Schwellwert-Schwerpunkts durch die Schwerpunkterhöhung des Fahrzeugs aufgrund der Dachlast erkannt, kann in einem weiteren Schritt S4 unmittelbar nachfolgend und unabhängig vom Betriebszustand des Fahrzeugs eine Änderung der Einstellungen des ESP-Systems aktiviert werden. Dies kann auch bereits dann erfolgen, wenn das Fahrzeug noch nicht gestartet ist.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass diese erfassten Informationen und somit das Erfordernis einer Änderung der Einstellungen des ESP-Systems gemäß einem Schritt S4 gespeichert werden und gemäß einem Schritt S5 im Wesentlichen gleichzeitig mit der Aktivierung der Zündung des Fahrzeugs und somit mit dem Herstellen des Betriebszustands „Zündung ein" die Änderung der Einstellungen des ESP-Systems durchgeführt wird.
Gemäß einem Schritt S6 wird diese Änderung dabei nicht pauschal durch vorgegebene abgelegte Einstellungswerte verändert, sondern in individueller Weise abhängig von der Schwerpunkterhöhung und/oder dem Gewicht der Dachlast verändert.
Im Ausführungsbeispiel wird abhängig von diesen erhaltenen Informationen als Fahrverhalten des Fahrzeugs das Wankverhalten und/oder die Querbeschleunigung des Fahrzeugs verändert.
Bei allen Ausführungen kann auch vorgesehen sein, dass ein Überladungszustand erkannt und angezeigt wird. Hierbei kann eine Sensorik angeordnet sein, mit welcher bereits beim Beladen eines Dachträgers kontinuierlich das Zuladen erfasst und insbesondere das Gewicht dieser Zuladungen erfasst wird. Übersteigt dies eine zulässige und vorgebbare Höchstgrenze, kann ein akustisches und/oder optisches Signal den Überladungszustand anzeigen.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bei dem eine Schwerpunkterhöhung des Fahrzeugs bedingt durch eine Dachlast auf dem Fahrzeug erfasst wird und die dabei erhaltenen Informationen bei einer Einstellung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs im Hinblick auf ein Vermeiden eines Umkippens des Fahrzeugs berücksichtigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der Dachlast mit dem Beginn des Zuladens der Dachlast auf das Fahrzeug gestartet wird und abhängig von den erfassten Informationen eine Änderung von Einstellungen eines Fahrdynamikregelsystems des Fahrzeugs aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern der Einstellungen des Fahrdynamikregelsystems dann aktiviert wird, wenn die durch die Dachlast bedingte Schwerpunkterhöhung des Fahrzeugs einen vorgebbaren Schwellwert-Schwerpunkt übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachlast zumindest einen am Fahrzeug angebrachten Dachträger umfasst, welcher als Schwerpunkterhöhung erfasst wird und Einstellungen eines Fahrdynamikregelsystems pauschal verändert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Anbringen des Dachträgers ein Schalter betätigt wird, wodurch eine pauschal vorgebbare Änderung der Einstellungen des Fahrdynamikregelsystems automatisch durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Informationen im Wesentlichen gleichzeitig mit der Aktivierung der Zündung des Fahrzeugs für eine gegebenenfalls durchzuführende Einstellungsänderung des Fahrdynamikregelsystems bereitgestellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachlast, insbesondere die auf dem Dachträger geladene Last, kontinuierlich zumindest während der Dachbeladung des Fahrzeugs erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überladungszustand erkannt und angezeigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrdynamikregelsystem ein ESP-System umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet; dass als Fahrverhalten des Fahrzeugs das Wankverhalten und/oder die Querbeschleunigung des Fahrzeugs verändert werden.