DE102007047399B4

DE102007047399B4 - Verfahren zur Erkennung eines Beladungszustands eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102007047399B4
Application number: DE200710047399
Authority: DE
Inventors: Günther Dipl.-Ing. Mäckle; Karl-Josef Dr.-Ing. Rieger
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2027-10-05
Also published as: DE102007047399A1

Abstract

Verfahren zur Erkennung eines Beladungszustands (B) eines Kraftfahrzeugs, bei dem mittels Radsensoren (3.1 bis 3.n) jeweils eine Raddrehzahl (n1 bis nn) für jedes der Räder (4.1 bis 4.n) des Kraftfahrzeugs und Drehzahldifferenzen zwischen den Raddrehzahlen (n1 bis nn) der Räder (4.1 bis 4.n) ermittelt werden, wobei mittels eines direkt messenden Reifendruckkontrollsystems ein erster Reifendruck (p1 bis pn) in jedem der Räder (4.1 bis 4.n) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Reifendruck für jedes der Räder (4.1 bis 4.n) anhand der Drehzahldifferenzen mit Hilfe eines Kennfelds (6) geschätzt wird und wobei durch einen Vergleich zwischen dem ersten Reifendruck (p1 bis pn) und dem zweiten Reifendruck zumindest eine Schwerpunktlage (B1) des Kraftfahrzeugs bestimmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines Beladungszustands eines Kraftfahrzeugs, bei dem mittels Radsensoren jeweils eine Raddrehzahl für jedes der Räder des Kraftfahrzeugs und Drehzahldifferenzen zwischen den Raddrehzahlen der Räder ermittelt werden, wobei mittels eines direkt messenden Reifendruckkontrollsystems ein erster Reifendruck in jedem der Räder gemessen wird.
Moderne Kraftfahrzeuge weisen eine Reihe von Fahrdynamik-Regelsystemen und Assistenzsystemen auf (ESP, Roll-Over-Protection, automatisches Notbremssystem, aktive Fahrwerkssysteme), deren Wirksamkeit durch unterschiedliche Beladung des Kraftfahrzeugs beeinträchtigt sein kann. Um diese Systeme auf wechselnde Beladung des Kraftfahrzeugs anzupassen, ist es erforderlich, den Beladungszustand zu erkennen.
Aus der DE 43 00 677 A1 ist ein Verfahren zur Messung und Überwachung des Luftdrucks in den Reifen und des Gewichts der Beladung eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem ein oder mehrere Beschleunigungs- oder Schwingungssensoren den zeitlichen Verlauf der senkrecht zur Fahrbahn erfolgenden Schwingungen von Karosserie und Achse beim bewegten Fahrzeug aufnehmen, diese Zeitsignal jeweils abschnittsweise in ein Frequenzspektrum transformiert und hieraus die Eigenfrequenz(en) der als starr betrachteten Karosserie und diejenige der als starr betrachteten Achsen bestimmt wird. Aus der Eigenfrequenz der Karosserie wird das Gewicht der Ladung bestimmt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Erkennung eines Beladungszustands eines Kraftfahrzeugs anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erkennung eines Beladungszustands eines Kraftfahrzeugs werden mittels Radsensoren jeweils eine Raddrehzahl für jedes der Räder des Kraftfahrzeugs und Drehzahldifferenzen zwischen den Raddrehzahlen der Räder ermittelt. Mittels eines direkt messenden Reifendruckkontrollsystems wird ein erster Reifendruck in jedem der Räder gemessen.
Ein zweiter Reifendruck kann für jedes der Räder anhand der Drehzahldifferenzen mit Hilfe eines Kennfelds geschätzt werden, so wie dies von indirekt messenden Reifendruckkontrollsystemen bekannt ist. Indirekte Reifendruckkontrollsysteme ermitteln beispielsweise aus der Drehzahldifferenz eines der Räder zu einem der anderen oder einem Mittelwert bzw. einem früher bestimmten Wert mittels eines Kennfeldes einen Abrollumfang des betreffenden Rades, woraus sich der zweite Reifendruck bestimmen lässt.
Die Raddrehzahl wird jedoch außer vom tatsächlichen Reifendruck von weiteren Größen beeinflusst, insbesondere Schlupf, Beladungszustand, Reifentemperatur, Antriebsmoment, Fahrgeschwindigkeit. Sind Schlupf, Reifentemperatur, Antriebsmoment und Fahrgeschwindigkeit noch vergleichsweise einfach zu bestimmen, verbleibt bei der indirekten Reifendruckkontrolle der Beladungszustand des Kraftfahrzeugs im Allgemeinen als unbekannte Störgröße, die nur unter Zuhilfenahme komplizierter Vergleichsverfahren und selbstlernender Algorithmen eliminiert werden kann.
Wird hingegen der erste Reifendruck mit dem ungenaueren zweiten Reifendruck verglichen, ergibt sich eine Differenz, mit deren Hilfe zumindest eine Schwerpunktlage des Kraftfahrzeugs bestimmt werden kann. Hierzu kann insbesondere jeweils zwischen zwei Rädern verglichen werden, beispielsweise achsweise, spurweise oder überkreuz, so dass die Schwerpunktlage recht genau bestimmbar ist. Bei Kenntnis der absoluten Fahrgeschwindigkeit, beispielsweise aus einem satellitengestützten Positionsbestimmungs- und Navigationssystem, kann auch auf die Gesamtbeladung des Kraftfahrzeugs geschlossen werden.
Vorteilhaft ist, dass das Verfahren außer einem bei vielen Kraftfahrzeugen bereits vorhandenen direkten Reifendruckkontrollsystem und den in nahezu allen modernen Kraftfahrzeugen vorgesehenen Radsensoren eines Antiblockier-Systems keine weiteren Vorrichtungen erforderlich sind und so nur geringe Kosten anfallen, beispielsweise für eine Software, in der das Verfahren implementiert wird.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Darin zeigt:
1 eine Blockdarstellung einer Steuereinheit mit Sensoren und Fahrdynamik-Regelsystemen sowie Assistenzsystemen in einem Kraftfahrzeug.
In 1 ist eine Steuereinheit 1 eines Kraftfahrzeugs gezeigt, der jeweils ein erster Reifendruck p1 bis p4 aus Reifendrucksensoren 2.1 bis 2.4 eines direkten Reifendruckkontrollsystems zuführbar sind. Weiter werden der Steuereinheit 1 Raddrehzahlen n1 bis n4 aus Radsensoren 3.1 bis 3.4 zugeführt, die an vier Rädern 4.1 bis 4.4 des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Die Radsensoren werden insbesondere auch von einem Antiblockier-System genutzt (nicht gezeigt). Des Weiteren erhält die Steuereinheit 1 eine absolute Fahrgeschwindigkeit v aus einem satellitengestützten Navigationssystem 5.
Aus den Drehzahldifferenzen der Drehzahlen n1 bis n4 kann durch die Steuereinheit 1 für jedes Rad mithilfe eines Kennfeldes 6 ein zweiter Reifendruck errechnet werden, der jedoch verglichen mit dem ersten Reifendruck p1 bis p4 mit Ungenauigkeiten behaftet ist, solange Störgrößen wie Schlupf s, Beladungszustand B, Antriebsmoment M_A und Reifentemperaturen T_R nicht bekannt sind. Von diesen Größen können zumindest Schlupf s, Antriebsmoment M_A und Reifentemperatur T_R mittels geeigneter Sensoren oder indirekt über Berechnungen vergleichsweise einfach bestimmt werden.
Durch Vergleich des ersten Reifendrucks p1 bis p4 mit dem zweiten Reifendruck oder den Raddrehzahlen n1 bis n4 bzw. deren paarweisen Differenzen innerhalb einer Achse, einer Spur oder überkreuz kann der Beladungszustand B zumindest bezüglich einer Schwerpunktlage B1 und unter Zuhilfenahme der absoluten Fahrgeschwindigkeit v auch einer Gesamtbeladung B2 bestimmt werden.
Die Beladung B bzw. die Schwerpunktlage B1 und/oder die Gesamtbeladung können einem oder mehreren Fahrdynamikregeloder Assistenzsystemen 7.1 bis 7.n zur Verfügung gestellt werden, um deren Verhalten auf den Beladungszustand B abzustimmen. Ein solches Fahrdynamikregel- oder Assistenzsystem 7.1 bis 7.n kann insbesondere ein ESP-System (elektronischen Stabilitätsprogramm), ein Roll-Over-Protection-System, ein automatisches Notbremssystem oder ein aktives Fahrwerkssystem sein.
Alternativ kann eine Masseschätzung durch Vergleich des Schlupfes s mit dem Antriebsmoment M_A oder einer Beschleunigung a mit dem Antriebsmoment M_A erfolgen.
Die Schwerpunktlage kann zudem aus einem Vergleich der Raddrehzahlen n1 bis n4 bei einer definierten Kurvenfahrt ermittelt werden.
Hierzu können die Raddrehzahlen bei einem vorgebbaren Beladungszustand, insbesondere im unbeladenen Zustand und bei einer Geradeausfahrt erfasst und zum Einlernen des Systems herangezogen werden. Hierbei wird der Reifendruck direkt erfasst in das System eingegeben. Während des Einlernens werden Wertepaare oder Kennfelder der dynamischen Abrollumfänge und der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeiten im System gespeichert. Anhand dieser Daten lässt sich dann ein Vergleich mit jeweils aktuell ermittelten Abrollradien vornehmen.
Insbesondere kann hiermit dann ein Vergleich der Raddrehzahlen n1 bis n4 mit vorher gemessenen Werten zur Berechnung des Beladungszustands B der Räder 4.1 bis 4.4 durchgeführt werden.
Die Anzahl der Räder 4.1 bis 4.n und der dazugehörigen Reifendrucksensoren 2.1 bis 2.n und der Radsensoren 3.1 bis 3.n kann von vier verschieden sein.

1: Steuereinheit
2.1 bis 2.n: Reifendrucksensor
3.1 bis 3.n: Radsensor
4.1 bis 4.n: Rad
5: satellitengestütztes Navigationssystem
6: Kennfeld
7.1 bis 7.n: Fahrdynamikregel- oder Assistenzsystem
a: Beschleunigung
B: Beladungszustand
B1: Schwerpunktlage
B2: Gesamtbeladung
MA: Antriebsmoment
n1 bis nn: Raddrehzahl
p1 bis pn: erster Reifendruck
s: Schlupf
TR: Reifentemperatur
v: absolute Fahrgeschwindigkeit

Claims

Verfahren zur Erkennung eines Beladungszustands (B) eines Kraftfahrzeugs, bei dem mittels Radsensoren (3.1 bis 3.n) jeweils eine Raddrehzahl (n1 bis nn) für jedes der Räder (4.1 bis 4.n) des Kraftfahrzeugs und Drehzahldifferenzen zwischen den Raddrehzahlen (n1 bis nn) der Räder (4.1 bis 4.n) ermittelt werden, wobei mittels eines direkt messenden Reifendruckkontrollsystems ein erster Reifendruck (p1 bis pn) in jedem der Räder (4.1 bis 4.n) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Reifendruck für jedes der Räder (4.1 bis 4.n) anhand der Drehzahldifferenzen mit Hilfe eines Kennfelds (6) geschätzt wird und wobei durch einen Vergleich zwischen dem ersten Reifendruck (p1 bis pn) und dem zweiten Reifendruck zumindest eine Schwerpunktlage (B1) des Kraftfahrzeugs bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine absolute Fahrgeschwindigkeit (v) ermittelt und zur Bestimmung einer Gesamtbeladung (B2) des Kraftfahrzeugs berücksichtigt wird.