DE102009006617A1

DE102009006617A1 - Verfahren zur Ermittlung eines Beladungszustandes eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102009006617A1
Application number: DE200910006617
Authority: DE
Inventors: Jochen Dr. Rauh
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-01-29
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2009-09-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Beladungszustandes eines Fahrzeuges, wobei der Beladungszustand anhand von Signalen ermittelbar ist. Dabei werden die Signale von wenigstens einer zur Niveauregulierung oder Leuchtweitenregulierung vorgesehenen Erfassungseinheit (E1, E2) erfasst, wobei wenigstens eine Erfassungseinheit (E1, E2) an wenigstens einer Vorderachse (VA), einer Hinterachse (HA) und/oder einem Stabilisator (S1, S2) angeordnet ist, und wobei wenigstens eine der Erfassungseinheiten (E1, E2) außerhalb einer Mitte einer Querausdehnung des Fahrzeuges und außerhalb einer Mitte der entsprechenden Achse (VA, HA) oder des entsprechenden Stabilisators (S1, S2) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Beladungszustandes eines Fahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Beladungszustandes eines Fahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 6.
Aus der DE 10 2004 055 856 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Schätzung einer Schwerpunktlage eines Fahrzeuges bekannt. Dabei ist eine Erfassungsvorrichtung vorgesehen, die eine auf eine Gewichtslast hinweisende Gewichtslastgröße ermittelt. Eine Auswerteeinheit ermittelt auf Basis der ermittelten Gewichtslastgröße eine die Schwerpunktlage des Fahrzeuges wiedergebende Schwerpunktlagengröße. Die Erfassungsvorrichtung ist in räumlicher Nähe einer im Dachbereich des Fahrzeuges aufbringbaren Zusatzlast angeordnet, wobei die Auswerteeinheit die Schwerpunktlagengröße auf Basis der auf die Zusatzlast hinweisenden Gewichtslastgröße bestimmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zur Ermittlung eines Beladungszustandes eines Fahrzeuges anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die in Anspruch 6 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Verfahren zur Ermittlung eines Beladungszustandes eines Fahrzeuges sieht vor, dass der Beladungszustand erfindungsgemäß anhand von Signalen ermittelbar ist, wobei die Signale von wenigstens einer zur Niveauregulierung oder Leuchtweitenregulierung vorgesehenen Erfassungseinheit erfasst werden, wobei wenigstens eine Erfassungseinheit an wenigstens einer Vorderachse, einer Hinterachse und/oder einem Stabilisator angeordnet ist, und wobei wenigstens eine der Erfassungseinheiten außerhalb einer Mitte einer Querausdehnung des Fahrzeuges und außerhalb einer Mitte der entsprechenden Achse oder des entsprechenden Stabilisators angeordnet ist. Hierdurch ist eine verbesserte Beladungserkennung auf Basis vorhandener Sensorik ermöglicht, wodurch sich die Genauigkeit der Beladungserkennung erhöht und sich eine Kosteneinsparung ergibt.
Üblicher Weise sind die Erfassungseinheiten zur Niveau- oder Leuchtweitenregulierung, beispielsweise so genannte Winkel- und/oder Wegesensoren, an einem Fahrzeugunterboden des Fahrzeuges mittig angeordnet, wobei diese einen mittleren Einfederzustand der jeweiligen Achse als Wegabstand der Achse vom Fahrzeugboden bzw. am jeweiligen Stabilisator eine Stabilisatordrehung erfassen. Im Anwendungsfall der Leuchtweitenregulierung kann aus den Messungen an Vorder- und Hinterachse ein Nickwinkel und eine Längsneigung des Fahrzeuges abgeleitet werden. Eine Leuchtweite von am Fahrzeug angeordneten Frontscheinwerfern wird insbesondere in Abhängigkeit der jeweiligen Stabilisatordrehung geregelt und/oder gesteuert.
Anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Beladungszustand in Gewinn bringender Weise von bereits im Fahrzeug vorhandener Erfassungseinheiten ermittelt, wodurch zur Ermittlung des Beladungszustandes in vorteilhafter Weise keine weiteren Komponenten erforderlich sind und dadurch keine zusätzlichen Kosten entstehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung des Beladungszustandes ist vorzugsweise für Fahrzeuge geeignet, die eine Stahlfederung und insbesondere keine Federwegsensoren an den einzelnen Rädern aufweisen, wobei Federwegsensoren lediglich gemeinsam für die jeweilige Achse vorhanden sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 schematisch eine Vorderachse sowie eine Hinterachse eines Fahrzeuges mit an diesen angeordneten Stabilisatoren.
Einander entsprechende Teile sind in der Figur mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine beispielhafte Darstellung einer Vorderachse VA und einer Hinterachse HA eines Fahrzeuges, eines Personenkraftwagens oder Lastkraftwagens dargestellt.
An der Vorderachse VA und an der Hinterachse HA ist jeweils ein Stabilisator S1, S2 angeordnet. Der jeweilige Stabilisator S1, S2 ist ein Federelement des Fahrzeuges, welches insbesondere eine Straßenlage des Fahrzeuges verbessert. Dabei wird eine Federwirkung des Stabilisators S1, S2 anhand einer Verdrehung des Stabilisators S1, S2 erreicht.
Beide Räder R1, R2 der Vorderachse VA und beide Räder R3, R4 der Hinterachse HA sind jeweils durch den Stabilisator S1, S2 miteinander verbunden, was sich insbesondere bei einem einseitigen Einfedern eines jeweiligen Rades R1 bis R4 auswirkt.
Der Stabilisator S1, S2 kann als Drehstabfeder, die aus Rundstahl gebildet ist, ausgeführt sein.
Ein Mittelteil M1 des an der Vorderachse VA angeordneten Stabilisators S1 ist an vorgebbaren Anordnungspunkten A1, A2 drehbar an einer Karosserie des Fahrzeuges gelagert. Ein Mittelteil M2 des an der Hinterachse HA angeordneten Stabilisators S2 ist ebenfalls an vorgegebenen Anordnungspunkten A3, A4 drehbar an der Karosserie des Fahrzeuges gelagert. Die jeweiligen abgewinkelten Teile T1 bis T4 des jeweiligen Stabilisators S1, S2, die insbesondere als Hebel wirken, sind über Verbindungselemente an einer Radaufhängung, beispielsweise an den Radträgern, angeordnet bzw. befestigt.
Bei Einfedern eines Rades R1 der Vorderachse VA und/oder eines Rades R3 der Hinterachse HA, z. B. bei einer Kurvenfahrt, wird über eine Verdrehung des Stabilisators S1, S2 auf das andere Rad R2, R4 der jeweiligen Achse VA, HA eine Kraft übertragen. Dadurch wird bei Kurvenfahrten des Fahrzeuges einem übermäßigen Wanken der Karosserie entgegen gewirkt. Dabei bezeichnet der Begriff Wanken eine Drehbewegung des Fahrzeuges um dessen Längsachse.
Insbesondere stellt der Stabilisator S1, S2 eine parallel, aber nur bei wechselseitigen Radhüben, wirksame Feder dar.
An den Stabilisatoren S1, S2 ist jeweils eine Erfassungseinheit E1, E2 angeordnet, die Bestandteil einer automatisch-statischen oder einer automatisch-dynamischen Leuchtweitenregulierung ist.
Die Leuchtweitenregulierung ermöglicht bei allen Beladungszuständen des Fahrzeuges eine gleich bleibende Leuchtweite und verhindert ein Blenden entgegen kommender Fahrzeuge. Die Leuchtweitenregulierung erfolgt automatisch und passt einen Neigungswinkel von am Fahrzeug angeordneter Frontscheinwerfer an einen jeweiligen Beladungszustand an.
Die Erfassungseinheiten E1, E2, beispielsweise so genannte Winkelsensoren und/oder Wegesensoren, erfassen einen Nickwinkel, d. h. eine Längsneigung des Fahrzeuges anhand einer Drehung der Stabilisatoren S1, S2, wobei in Abhängigkeit des erfassten Nickwinkels die Leuchtweite der Frontscheinwerfer eingestellt, also geregelt wird. Hierzu sind beispielsweise in einer Steuereinheit Kennfelder hinterlegt, anhand derer die Leuchtweitenregulierung durchgeführt wird.
Erfindungsgemäß wird mittels der Erfassungseinheiten E1, E2 zur Leuchtweitenregulierung anhand der erfassten Signale zusätzlich ein Beladungszustand des Fahrzeuges ermittelt. Hierzu ist vorgesehen, dass wenigstens eine der an dem jeweiligen Stabilisator S1, S2 angeordneten Erfassungseinheiten E1, E2 außerhalb einer Mitte einer Querausdehnung des Fahrzeuges und außerhalb einer Mitte des entsprechenden Stabilisators S1, S2 angeordnet ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die an der Hinterachse HA angeordnete Erfassungseinheit E2 außermittig angeordnet.
Die entsprechend außermittig angeordnete Erfassungseinheit E2 erfasst Wanksignale, die mit dem Wanken des Fahrzeuges korrelieren. Dadurch, dass ebenfalls eine Längsbeschleunigung und eine Querbeschleunigung des Fahrzeuges mittels weiterer am Fahrzeug angeordneter Erfassungseinheiten, die nicht näher dargestellt sind, erfasst oder geschätzt wird, werden durch einen dynamischen Auswertungsansatz ein Betrag der Beladung sowie die Lage in eine Fahrzeuglängsrichtung und eine Fahrzeugquerrichtung sowie eine wirksame Beladungshöhe geschätzt.
Der Beladungszustand wird dabei anhand einer Erfassung und Messung einer Stabilisatorverdrehung, d. h. einer Einfederung des jeweiligen Rades R1 bis R4 bestimmt.
Durch eine derartige Bestimmung des Beladungszustandes wird gleichzeitig erfasst, wo die Zuladung positioniert ist. Die erfassten Signale werden einer Auswerteeinheit, die beispielsweise in die Steuereinheit der Fahrdynamikregelung integriert ist, zugeführt.
In der Auswerteeinheit werden die erfassten Signale dynamisch, d. h. fortlaufend ausgewertet, wodurch sowohl der Betrag der Beladung als auch die wirksame Beladungshöhe abgeschätzt wird. Durch eine statische Betrachtung können aus der mittleren Einfederung an Vorder- und Hinterachse (VA, HA) der Betrag der Beladung sowie die Lage bezüglich der Längsorientierung des Fahrzeugs bestimmt werden. Durch die dynamische Betrachtung der erfassten Signale können insbesondere auch Informationen über die wirksame Beladungshöhe und damit über eine Beladungswirkung, wie z. B. eine Zuladungsmasse multipliziert mit einem Abstand zu einer Rollachse des Fahrzeuges ermittelt werden.
Der anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelte Beladungszustand, der durch Betrag, Lage in Fahrzeuglängsrichtung und Fahrzeugquerrichtung sowie die Höhe der Beladung definiert ist, wird in besonders vorteilhafter Weise einem elektronischen Stabilitätsprogramm des Fahrzeuges zugrunde gelegt, wodurch beispielsweise eine Anpassung der Eingriffe in eine Bremsfunktion oder Stabilisierungsfunktion des Fahrzeuges entsprechend dem Beladungszustand gesteuert und/oder geregelt wird.
In besonders vorteilhafter Weise werden zur Ermittlung des Beladungszustandes bereits am Fahrzeug angeordnete Erfassungseinheiten E1, E2, nämlich die zur Niveau- oder Leuchtweitenregulierung verwendet. D. h., dass die Erfassungseinheiten E1, E2 sowohl Signale für die Niveau- und Leuchtweitenregulierung als auch Signale zur Ermittlung des Beladungszustandes des Fahrzeuges erfassen, wodurch bevorzugt keine weiteren Kosten zur Ermittlung des Beladungszustandes entstehen.

HA: Hinterachse
VA: Vorderachse
A1 bis A2: Anordnungspunkt
E1, E2: Erfassungseinheit
M1, M2: Mittelteil
R1 bis R4: Rad
S1, S2: Stabilisator
T1 bis T4: abgewinkeltes Teil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102004055856 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Ermittlung eines Beladungszustandes eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass der Beladungszustand anhand von Signalen ermittelbar ist, wobei die Signale von wenigstens einer zur Niveauregulierung oder Leuchtweitenregulierung vorgesehenen Erfassungseinheit (E1, E2) erfasst werden, wobei wenigstens eine Erfassungseinheit (E1, E2) an wenigstens einer Vorderachse (VA), einer Hinterachse (HA) und/oder einem Stabilisator (S1, S2) angeordnet ist, und wobei wenigstens eine der Erfassungseinheiten (E1, E2) außerhalb einer Mitte einer Querausdehnung des Fahrzeuges und außerhalb einer Mitte der entsprechenden Achse (VA, HA) oder des entsprechenden Stabilisators (S1, S2) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anhand einer Auswertung der erfassten Signale ein Betrag einer Beladung abgeschätzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Recheneinheit auf Basis der von der wenigstens einen Erfassungseinheit (E1, E2) erfassten Signale eine Lage einer Fahrzeugbeladung in eine Fahrzeuglängsrichtung und/oder in eine Fahrzeugquerrichtung berechnet, insbesondere abschätzt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Recheneinheit auf Basis der von der wenigstens einen Erfassungseinheit (E1, E2) erfassten Signale eine Höhenlage einer Fahrzeugbeladung in einer Fahrzeughochrichtung berechnet, insbesondere abschätzt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ermittelte Beladungszustand einer Steuerung und/oder Regelung eines elektronischen Stabilitätsprogramms zugrunde gelegt wird.
Vorrichtung zur Ermittlung eines Beladungszustandes eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass der Beladungszustand anhand von Signalen ermittelbar ist, wobei die Signale von wenigstens einer zur Niveauregulierung oder Leuchtweitenregulierung vorgesehenen Erfassungseinheit (E1, E2) erfasst werden, wobei wenigstens eine Erfassungseinheit (E1, E2) an wenigstens einer Vorderachse (VA), einer Hinterachse (HA) und/oder einem Stabilisator (S1, S2) angeordnet ist, und wobei wenigstens eine der Erfassungseinheiten (E1, E2) außerhalb einer Mitte einer Querausdehnung des Fahrzeuges und außerhalb einer Mitte der entsprechenden Achse (VA, HA) oder des entsprechenden Stabilisators (S1, S2) angeordnet ist.