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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion einer unerwünschten Radbewegung eines Kraftfahrzeugs.
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Ein unberechtigtes Entfernen eines geparkten oder abgestellten Kraftfahrzeuges von seinem Parkplatz stellt für einen Eigentümer oder Besitzer dieses Kraftfahrzeugs ein unerwünschtes Ereignis dar. Auch das unberechtigte Entfernen von Rädern, insbesondere Felgen dieser Räder, stellt ein unerwünschtes Ereignis dar.
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Im Falle des unberechtigten Entfernens eines Kraftfahrzeugs von z. B. seinem aktuellen Parkplatz ist nicht nur das unberechtigte Entfernen durch z. B. Diebstahl unerwünscht, sondern auch ein unerwünschtes Wegrollen des Kraftfahrzeugs aufgrund z. B. einer nicht aktivierten Feststellbremse und/oder einer Hanglage des Parkplatzes.
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Die
DE 10 2004 062 811 A1 offenbart ein Verfahren zum Modifizieren eines Bremsmoments einer Bremseinrichtung eines Fahrzeugs an wenigstens einem Rad mit folgenden Schritten. In einem ersten Schritt wird ein Betriebszustand des Fahrzeugs mit aufrechterhaltendem Bremsmoment ermittelt, in welchem sich das Fahrzeug an einem Hang befindet. Weiter wird die Bremseinrichtung des Kraftfahrzeugs derart gesteuert, sodass unabhängig von der Betätigung der Bremseinrichtung durch einen Fahrzeugführer das Bremsmoment so modifiziert wird, dass das Kraftfahrzeug in dem Betriebszustand am Hang hält, wenn in dem Betriebszustand des Fahrzeugs Fahrzeugbewegungen erfasst werden. Weiter wird überprüft, ob die erfassten Fahrzeugbewegungen Fahrzeugbewegungen sind, die in Hangabtriebsrichtung auftreten. Weiter wird das Bremsmoment erhöht, wenn derartige Fahrzeugbewegungen nicht mit einer gewünschten Fahrtrichtung übereinstimmen.
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Es stellt sich das technische Problem, ein verbessertes und einfach, insbesondere ohne zusätzliche Einrichtungen im Kraftfahrzeug, zu realisierendes Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Detektion einer unerwünschten Radbewegung eines Kraftfahrzeugs zu schaffen.
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Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Detektion einer unerwünschten Radbewegung eines Kraftfahrzeugs. Eine Radbewegung bezeichnet hierbei eine Änderung eines Radlenkwinkels mindestens eines (lenkbaren) Rades des Kraftfahrzeugs. Eine Radbewegung bezeichnet somit nicht eine Bewegung des Rades in Rollrichtung dieses Rades.
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Eine unerwünschte Radbewegung wird ausschließlich bei, einem abgestellten Zustand des Kraftfahrzeugs detektiert. Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielsweise nur in einem deaktivierten Zustand des Kraftfahrzeuges ausgeführt. Ein deaktivierter Zustand kann z. B. in Abhängigkeit einer Stellung eines Zündschlosses des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann hierbei beispielsweise bei einem abgezogenen Mittel zur Betätigung des Zündschlosses, beispielsweise bei einem abgezogenen Zündschlüssel durchgeführt werden. Auch kann das erfindungsgemäße Verfahren in einem eingesteckten Zustand des Mittels zur Betätigung des Zündschlosses durchgeführt werden, in welchem sich das Zündschloss bzw. das Kraftfahrzeug oder das elektrische System des Kraftfahrzeugs in einem sogenannten Zündung-aus-Zustand befindet. Selbstverständlich ist das Verfahren auch für anderweitige Einrichtungen zur Einstellung des aktiven oder deaktiven Zustands durch den Kraftfahrzeugführer, beispielsweise bei Chipkarten-Systemen, Keyless-go-Systemen und Fingerabdruck-Erkennungs-Systemen, anwendbar.
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Erfindungsgemäß wird in dem abgestellten oder deaktivierten Zustand des Kraftfahrzeugs ein Radlenkwinkelsignal oder ein zeitlicher Verlauf des Radlenkwinkelsignals ausgewertet. Das Radlenkwinkelsignal repräsentiert hierbei einen Radlenkwinkel mindestens eines lenkbaren Rades des Kraftfahrzeugs. Hierbei kann das Radlenkwinkelsignal den Radlenkwinkel direkt oder indirekt repräsentieren. Ein ein Radlenkwinkel direkt repräsentierendes Radlenkwinkelsignal wird beispielsweise von einem Radlenkwinkelsensor erzeugt, der unmittelbar einen an einem lenkbaren Rad vorliegenden Radlenkwinkel misst. Ein einen Radlenkwinkel indirekt repräsentierendes Radlenkwinkelsignal kann beispielsweise von weiteren Sensoren eines, beispielsweise elektromechanischen, Lenksystems des Kraftfahrzeuges, insbesondere einem Lenkwinkelsensors oder einem Rotorlagesensors erzeugt werden. Hierbei erfasst der Lenkwinkelsensor einen Winkel einer Lenkhandhabe oder einen Torsionswinkel einer Lenksäule, welcher mittels der Lenkhandhabe durch beispielsweise einen Kraftfahrzeugführer eingestellt wird. Ein Rotorlagesensor erfasst eine Rotorlage eines Rotors eines Servomotors, der in einem elektromechanischen Lenksystem ein Unterstützungsmoment erzeugt, welches einen Kraftfahrzeugführer beim Lenkvorgang unterstützt. Hierbei können mechanische Übertragungsstrecken zwischen dem Radlenkwinkel und dem Lenkwinkel und/oder dem Radlenkwinkel und der Rotorlage vorab bekannt sein. Hierbei wird vorausgesetzt, dass mechanische Übertragungselemente, beispielsweise die Lenksäule, die Lenkzahnstange sowie mechanische Kupplungen und deren mechanische Eigenschaften (Federsteifigkeit, Dämpfungseigenschaften, Masse) bekannt sind. Mittels einer bekannten mechanischen Übertragungstrecke kann somit von einem Lenkwinkel oder einer Rotorlage auf den Radlenkwinkel geschlossen werden.
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Eine unerwünschte Radbewegung wird detektiert, falls das Radlenkwinkelsignal einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Alternativ kann eine unerwünschte Radbewegung detektiert werden, falls eine zeitliche Änderung des Radlenkwinkelsignals einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Durch eine geeignete Wahl eines Betrages des vorbestimmten Schwellwerts lässt sich in vorteilhafter Weise eine fehlerhafte Detektion einer unerwünschten Radbewegung aufgrund z. B. von Sensorrauschen minimieren.
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Alternativ kann eine unerwünschte Radbewegung auch dann detektiert werden, wenn über einen vorbestimmten Zeitraum das Radlenkwinkelsignal einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet oder die zeitliche Änderung des Radlenkwinkelsignals über einen vorbestimmten Zeitraum einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Somit können ebenfalls in vorteilhafter Weise fehlerhafte Detektionen einer unerwünschten Radbewegung eines Kraftfahrzeugs minimiert werden.
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Durch das vorgeschlagene Verfahren ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache und ohne zusätzliche Bauteile, beispielsweise Sensoren, realisierbare Detektion einer unerwünschten Radbewegung eines Kraftfahrzeuges. Beispielsweise kann somit ein Demontieren von Rädern des Kraftfahrzeugs auch bei einem deaktivierten Zustand des Kraftfahrzeugs, also in einem geparkten oder abgestellten Zustand, detektiert werden.
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In besonders vorteilhafter Weise ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Detektion einer unerwünschten Radbewegung in Kraftfahrzeugen mit einem elektromechanischen Lenksystem, insbesondere in Kraftfahrzeugen mit einem elektromechanischen Lenksystem, welches einen Lenkwinkelsensor zur Erfassung eines relativen Lenkwinkels umfasst. Ein relativer Lenkwinkelsensor kann hierbei ausschließlich relative Änderungen des Lenkwinkels und keine absoluten Lenkwinkelinformationen erfassen. Um eine korrekte Funktion einer Regelung eines Unterstützungsmoments, welches durch das elektromechanische Lenksystem erzeugt wird, nach der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs zu gewährleisten, ist es notwendig, einen relativen Lenkwinkelsensor auch im abgestellten Zustand des Kraftfahrzeuges mit elektrischer Energie zu versorgen. In diesem Fall ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, also in vorteilhafter Weise, eine unerwünschte Radbewegung ohne eine zusätzliche Spannungsversorgung von z. B. Radlenkwinkelsensoren oder eines Lenkwinkelsensors im abgestellten Zustand des Kraftfahrzeugs zu detektieren. Somit ergibt sich in vorteilhafter Weise ein hinsichtlich eines Energieverbrauchs verbesserte Detektion einer unerwünschten Radbewegung eines Kraftfahrzeugs.
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In einer weiteren Ausführungsform wird das Radlenkwinkelsignal von einem Lenkwinkelsensor erzeugt und von diesem an ein Steuergerät einer elektromechanischen Lenkung des Kraftfahrzeugs übertragen. Hierbei wertet das Steuergerät als Auswerteeinrichtung im abgestellten Zustand des Kraftfahrzeugs das Radlenkwinkelsignal oder einen zeitlichen Verlauf des Radlenkwinkelsignals aus. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise die vorhergehend erläuterte Detektion einer unerwünschten Radbewegung ohne zusätzliche Bauteile sowie ohne eine zusätzliche Spannungsversorgung von Sensoren in dem abgestellten Zustand des Kraftfahrzeugs.
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In einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zur Detektion einer unerwünschten Rollbewegung des Kraftfahrzeugs aktiviert, falls eine unerwünschte Radbewegung detektiert wurde. Im abgestellten Zustand des Kraftfahrzeugs wird dann mindestens ein Raddrehzahlsignal ausgewertet, wobei das Raddrehzahlsignal eine Drehzahl mindestens eines Rades des Kraftfahrzeugs repräsentiert. Eine unerwünschte Rollbewegung wird detektiert, falls das Raddrehzahlsignal einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet oder eine zeitliche Änderung des Raddrehzahlsignals einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Auch kann eine unerwünschte Rollbewegung detektiert werden, falls das Raddrehzahlsignal über einen vorbestimmten Zeitraum einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet oder die zeitliche Änderung des Raddrehzahlsignals über einen vorbestimmten Zeitraum einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet.
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Hierbei kann nach einer Detektion einer unerwünschten Radbewegung eine Energieversorgung eines Raddrehzahlsensors sowie einer das von diesem Raddrehzahl erzeugte Raddrehzahlsignal auswertenden Auswerteeinrichtung hergestellt oder aktiviert werden. Beispielsweise kann die das Radlenkwinkelsignal auswertende Auswerteeinrichtung ein Wecken des Raddrehzahlsensors sowie der das Raddrehzahlsignal auswertenden Auswerteeinrichtung durchführen. Beispielsweise kann hierzu ein Wecksignal datentechnisch, beispielsweise über ein Bussystem, insbesondere CAN-Bus, übertragen werden. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein unerwünschtes Wegrollen des Kraftfahrzeugs detektiert werden, wobei das unerwünschte Wegrollen erst nach einer Detektion einer unerwünschten Radbewegung aktiviert wird.
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In einer weiteren Ausführungsform wird ein erster Warnhinweis erzeugt, falls eine unerwünschte Radbewegung im abgestellten Zustand des Kraftfahrzeugs detektiert wird. Alternativ oder kumulativ wird ein weiterer Warnhinweis erzeugt, falls eine unerwünschte Rollbewegung bei einem abgestellten Zustand des Kraftfahrzeugs detektiert wird. Ein Warnhinweis kann hierbei ein optisches und/oder akustisches Warnsignal sein. Beispielsweise kann ein Warnhinweis ein Hupsignal einer Hupe des Kraftfahrzeugs sein. Ein optisches Warnsignal kann z. B. ein Blinken von Fahrzeugscheinwerfern des Kraftfahrzeugs sein. Hierbei können der erste und der weitere Warnhinweise gleich sein. Auch können diese verschieden sein, wodurch in vorteilhafter Weise von der Art des Warnhinweises auf eine unerwünschte Radbewegung oder eine unerwünschte Rollbewegung geschlossen werden kann.
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Durch die Erzeugung eines Warnhinweises ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass ein Kraftfahrzeugführer oder weitere, sich in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs befindende Personen gewarnt werden, falls eine unerwünschte Radbewegung und/oder eine unerwünschte Rollbewegung vorliegt.
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In einer weiteren Ausführungsform wird mindestens ein Rad des Kraftfahrzeugs gebremst, falls eine unerwünschte Radbewegung und/oder eine unerwünschte Rollbewegung des Kraftfahrzeugs detektiert wird. Wird eine unerwünschte Radbewegung detektiert, so kann ein Rad in vorteilhafter Weise vorsorglich gebremst werden, wobei durch das Bremsen eine Rollbewegung des Rades verhindert oder erschwert wird. Vorzugsweise kann das Rad jedoch nach Detektion einer unerwünschten Rollbewegung gebremst werden. Hierbei kann bei oder nach Detektion einer unerwünschten Rollbewegung ein Bremssystem des Kraftfahrzeugs aktiviert werden, insbesondere zu dem Bremssystem gehörende Elemente, beispielsweise Hydraulikpumpen und ein Bremsensteuergerät, mit Energie versorgt werden. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass eine unerwünschte Rollbewegung, verhindert werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die mindestens eine Raddrehzahl auf 0 oder eine vorbestimmte (geringe) Raddrehzahl, die größer als 0 ist, geregelt, falls eine unerwünschte Rollbewegung des Kraftfahrzeugs detektiert wird. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein Wegrollen oder ein zu schnelles Wegrollen des Kraftfahrzeugs verhindert werden. Eine vorbestimmte Raddrehzahl, die größer als 0 ist, ist insbesondere derart zu wählen, dass eine kinetische Energie des sich unerwünscht bewegenden Kraftfahrzeugs eine vorbestimmte Schwelle nicht überschreitet, wodurch gewährleistet wird, dass ein durch eine Kollision mit weiteren Gegenständen verursachter Sachschaden minimiert wird und dass weitere Personen im Straßenverkehr genügend Zeit zum Ausweichen haben.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die mindestens eine Raddrehzahl für eine erste Zeitdauer nach Detektion einer unerwünschten Rollbewegung auf 0 geregelt, wobei die mindestens eine Raddrehzahl nach Ablauf der ersten Zeitdauer auf die vorbestimmte Raddrehzahl geregelt wird.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass für eine erste Zeitdauer eine Fortbewegung des Kraftfahrzeugs vollständig verhindert wird, was in der Regel einen vorbestimmten Energieverbrauch von elektrischer Energie, welche z. B. in einer Fahrzeugbatterie gespeichert ist, benötigt. Um Energie zu sparen, kann nach der ersten Zeitdauer eine Bremskraft reduziert werden, sodass sich das Kraftfahrzeug mit einer vorbestimmten (kleinen) Raddrehzahl bewegen kann. Die erste Zeitdauer ist hierbei insbesondere derart zu wählen, dass ein Kraftfahrzeugführer, insbesondere nach einem erfolgten Warnhinweis genügend Zeit hat, eine Führung des Kraftfahrzeuges wieder zu übernehmen.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die erste Zeitdauer abhängig von einem Betriebszustand einer Fahrzeugbatterie bestimmt. Ein Betriebszustand kann hierbei ein Ladezustand und/oder ein Gesundheitszustand der Fahrzeugbatterie sein. Ein Betriebszustand der Fahrzeugbatterie kann auch eine Temperatur oder ein weiterer Betriebszustand der Fahrzeugbatterie sein. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine zu schnelle oder zu tiefe Entladung einer Fahrzeugbatterie durch ein Bremsen oder Regeln der Raddrehzahl auf 0 verhindert. So ist es zwar möglich, bis zur vollständigen Entladung der Fahrzeugbatterie einen Stillstand des Kraftfahrzeuges zu gewährleisten, jedoch wird sich hiernach das Kraftfahrzeug ungebremst in Bewegung setzen. Hierbei könnten in unvorteilhafter Weise Geschwindigkeiten auftreten, die es weiteren Personen im Straßenverkehr erschweren oder unmöglich machen, dem sich nun bewegenden Kraftfahrzeug auszuweichen. Gleichzeitig kann eine kinetische Energie des sich unerwünscht bewegenden Kraftfahrzeugs derart hoch werden, dass aus einer Kollision resultierende Sachschäden größer werden. Zwar wird durch eine Freigabe der Rollbewegung auf die erste vorbestimmte Raddrehzahl nach Ablauf der ersten Zeitdauer eine Bewegung des Kraftfahrzeuges vor einer vollständigen Entladung freigegeben, jedoch wird hierdurch in vorteilhafter Weise eine kontrollierte Bewegung des Kraftfahrzeugs erreicht. Beispielsweise kann die erste Zeitdauer derart bestimmt werden, dass bis zum Ablauf dieser ersten Zeitdauer der Ladezustand der Fahrzeugbatterie einen vorbestimmten Ladezustand, beispielsweise 30% bis 50%, erreicht hat, wobei bis zum Ablauf der ersten Zeitdauer die Raddrehzahl auf 0 geregelt wird. Hierzu wird ein aktueller Ladezustand der Fahrzeugbatterie sowie ein Energieverbrauch der Regelung der Raddrehzahl auf 0 bestimmt.
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Alternativ kann die erste Zeitdauer eine vorbestimmte Zeitdauer, die unabhängig von einem Betriebszustand der Fahrzeugbatterie ist, sein.
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Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass die vorbestimmte Zeitdauer einfach bestimmbar und keine Auswertung eines Betriebszustandes der Fahrzeugbatterie notwendig ist.
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Weiter vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Detektion einer unerwünschten Radbewegung eines Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung umfasst mindestens einen Sensor zur Erfassung eines Radlenkwinkels und eine Auswerteeinrichtung. Hierbei kann der Sensor den Radlenkwinkel, wie vorhergehend erläutert, direkt oder indirekt erfassen. So kann der Sensor beispielsweise ein Radlenkwinkelsensor, ein Rotorlagesensor, bevorzugt jedoch ein Lenkwinkelsensor sein. Die Auswerteeinrichtung kann ein Steuergerät einer elektromechanischen Lenkung des Kraftfahrzeugs sein. Mittels der vorgeschlagenen Vorrichtung ist in vorteilhafter Weise eines der vorhergehend genannten Verfahren durchführbar.
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Weiter kann die Vorrichtung einen Raddrehzahlsensor umfassen, wobei mittels der weiteren Auswerteeinrichtung ein Raddrehzahlsignal auswertbar ist. Hierbei kann die Auswerteeinrichtung zur Auswertung des Radlenkwinkelsignals, falls eine unerwünschte Radbewegung detektiert wurde, die eitere Auswerteeinrichtung und den mindestens einen Raddrehzahlsensor aktivieren bzw. eine Energieversorgung herstellen. Die Auswerteeinrichtung und die weitere Auswerteeinrichtung können selbstverständlich auch eine einzige Auswerteeinrichtung sein.
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Fig. zeigt:
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1 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Detektion einer unerwünschten Radbewegung eines Kraftfahrzeugs.
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In 1 ist ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung 1 zur Detektion einer unerwünschten Radbewegung eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges dargestellt. Die Vorrichtung 1 umfasst hierbei eine erste Auswerteeinrichtung 2 und eine weitere Auswerteeinrichtung 3. Die erste Auswerteeinrichtung 2 ist hierbei datentechnisch mit einem Lenkwinkelsensor 4 und einem Sensor 5 zur Erfassung z. B. eines Zündzustands des Kraftfahrzeugs verbunden. Weiter ist die Auswerteeinrichtung 2 datentechnisch mit einer Einrichtung 6 zur Erzeugung eines Warnhinweises, welches z. B. ein Warnsignal sein kann, und der weiteren Auswerteeinrichtung 3 sowie einem Raddrehzahlsensor 7 verbunden. Falls ein deaktivierter Zündzustand, d. h. ein abgestellter Zustand des Kraftfahrzeuges, welcher mittels des Sensors 5 zur Erfassung eines Zündzustandes erfasst wird, detektiert wird, sowie eine zeitliche Änderung des Radlenkwinkelsignals, welches von dem Lenkwinkelsensor 4 erzeugt wird, einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, erzeugt die Auswerteeinrichtung 2 ein Aktivierungssignal für die Einrichtung 6 zur Erzeugung eines Warnhinweises, die wiederum einen akustischen und einen optischen Warnhinweis erzeugt. Weiter erzeugt die Auswerteeinrichtung 2 in dem genannten Fall ein Aktivierungssignal für die weitere Auswerteeinrichtung 3 sowie den Raddrehzahlsensor 7. Diese werden durch das Aktivierungssignal aufgeweckt und mit elektrischer Energie versorgt. Hiernach erfasst die weitere Auswerteeinrichtung 3 eine von dem Raddrehzahlsensor 7 erzeugte Raddrehzahl und detektiert eine unerwünschte Rollbewegung des Kraftfahrzeuges, falls das Raddrehzahlsignal einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. In diesem Fall erzeugt die weitere Auswerteeinrichtung 3 ein Aktivierungssignal für eine weitere Einrichtung 8 zur Erzeugung eines Warnhinweises sowie einer Bremseinrichtung 9 und regelt, in Abhängigkeit des Raddrehzahlsignals, die Bremseinrichtung 9 des Rades. Die weitere Einrichtung 8 zur Erzeugung eines Warnhinweises kann nach deren Aktivierung einen Warnhinweis abgeben.
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Selbstverständlich kann die weitere Auswerteeinrichtung 3 auch alle Räder des Kraftfahrzeuges bremsen bzw. deren Raddrehzahlen auf vorbestimmte Raddrehzahlen regeln.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Auswerteeinrichtung
- 3
- weitere Auswerteeinrichtung
- 4
- Sensor zur Erfassung eines Zündzustandes
- 5
- Lenkwinkelsensor
- 6
- Einrichtung zur Erzeugung eines Warnhinweises
- 7
- Raddrehzahlsensor
- 8
- weitere Einrichtung zur Erzeugung eines Warnhinweises
- 9
- Bremseinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004062811 A1 [0004]
