DE102011116195B4

DE102011116195B4 - Method for determining a roof load on a vehicle

Info

Publication number: DE102011116195B4
Application number: DE102011116195.7A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Pfeiffer; Wolfgang Schmid
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2011-10-15
Filing date: 2011-10-15
Publication date: 2017-03-16
Anticipated expiration: 2031-10-16
Also published as: DE102011116195A1

Abstract

Verfahren zur Bestimmung einer Dachlast (1, 2a, 2b) auf einem Fahrzeug (3) mittels wenigstens einer Sensoreinrichtung (4), indem die durch die Dachlast modulierten Messsignale erfasst und hieraus eine die Dachlast kennzeichnende Messgröße abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass – das Fahrzeug (1) zu Fahrzeugschwingungen angeregt wird, und – aus dem Messsignalverlauf (S1, S2) der mit der Sensoreinrichtung (4) erfassten Fahrzeugschwingungen die die Dachlast (1, 2a, 2b) kennzeichnende Messgröße abgeleitet wird.Method for determining a roof load (1, 2a, 2b) on a vehicle (3) by means of at least one sensor device (4) by detecting the measured signals modulated by the roof load and deriving therefrom a measured variable characterizing the roof load, characterized in that - Vehicle (1) is excited to vehicle vibrations, and - from the measurement signal course (S1, S2) of the sensor device (4) detected vehicle vibrations, the roof load (1, 2a, 2b) characterizing measure is derived.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Dachlast auf einem Fahrzeug mittels wenigstens einer Sensoreinrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for determining a roof load on a vehicle by means of at least one sensor device according to the preamble of patent claim 1.

Aus der DE 10 2004 031 224 A1 ist ein gattungsbildendes Verfahren bekannt, bei dem in einem als Dachreling ausgebildeter Lastenträger eine Sensoreinrichtung integriert und diese Dachreling an einer fahrzeugfesten Tragstruktur des Fahrzeugdaches befestigt ist, wobei zur Erfassung der von einer Dachlast einschließlich des Lastenträgers erzeugten Druckkraft auf die Tragstruktur an jedem Auflagepunkt der Dachreling, insbesondere an jedem Stützfuß einer Dachrelingstange der Dachreling eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist. Mittels dieser in einer Dachreling als Lastenträger integrierten Sensoreinrichtung kann im stationären Zustand oder während des Fahrbetriebes die Gewichtskraft der Dachlast ermittelt und kontrolliert werden. Damit soll sichergestellt werden, dass diese Gewichtskraft unter dem als zulässig erachteten Maximalwert liegt, so dass Überladungen und Überbelastungen von Fahrzeugkomponenten vermieden werden.From the DE 10 2004 031 224 A1 a generic method is known, in which integrates in a trained as a roof rail load carrier sensor device and this roof rail is fixed to a vehicle-fixed support structure of the vehicle roof, wherein for detecting the generated by a roof load including the load carrier compressive force on the support structure at each support point of the roof rails, in particular, a sensor device is provided on each support leg of a roof rail rod of the roof rail. By means of this integrated in a roof rail as a load carrier sensor device, the weight of the roof load can be determined and controlled in the stationary state or while driving. This is to ensure that this weight is below the maximum value considered permissible so that overloading and overloading of vehicle components is avoided.

Zur Realisierung dieses bekannten Verfahrens werden Sensoreinrichtungen in Form von Druck- oder (Kraftsensoren eingesetzt, die bspw. als Dehnungsmessstreifen-Wandler ausgebildet sind. Auch Dickschicht-Drucksensoren mit verformbarer Messmembran und Dehnwiderständen, Halbleiter-Drucksensoren, die eine Silizium-Membran mit druckabhängigen Widerständen enthalten, piezoelektrische oder mag netoelektrische Lastmesssensoren, faseroptische Druckspannungssensoren oder auch hydraulisch oder pneumatisch arbeitende Sensoren können verwendet werden.For the realization of this known method, sensor devices are used in the form of pressure or (force sensors, which are designed, for example, as strain gauge transducers.) Also thick-layer pressure sensors with deformable measuring diaphragm and expansion resistors, semiconductor pressure sensors which contain a silicon diaphragm with pressure-dependent resistors , Piezoelectric or magneoelectric load measuring sensors, fiber optic pressure voltage sensors or hydraulically or pneumatically operated sensors can be used.

Ein ähnliches Verfahren zur Dachlasterkennung beschreibt die DE 196 23 398 A1 , bei dem ein Dachlastenträger für Fahrzeuge mit einem Messsystem ausgestattet ist, welches über die Erfassung elastischer Verformungen kritische Belastungen anzeigt. Ein solches Messsystem soll als Dehnungsmessstreifen oder als Wegmesssystem ausgebildet werden, wobei Dehnungsmessstreifen an einem Holm des Dachlastenträgers angeordnet sind und das Wegmesssystem zum Messen des Abstandes eines Holms zum Fahrzeugdach in dessen Bereich positioniert ist.A similar method of roof load detection describes the DE 196 23 398 A1 in which a roof rack for vehicles is equipped with a measuring system which indicates critical loads by detecting elastic deformations. Such a measuring system should be designed as a strain gauge or as a displacement measuring system, strain gauges are arranged on a spar of the roof rack and the Wegmesssystem is positioned to measure the distance of a spar to the vehicle roof in the area.

Bei diesen bekannten Verfahren zur Dachlasterkennung werden Dachträgersysteme mit integrierter Sensoreinrichtung beschrieben, die jeweils konstruktiv unterschiedlich ausgestaltet sind. Eine Dachlasterkennung kann daher nur in Abhängigkeit dieser bekannten Dachträgersysteme realisiert werden, eine Dachlasterkennung unabhängig von dem verwendeten Dachträgersystem ist nicht möglich.In these known methods for roof load detection roof rack systems are described with integrated sensor device, which are designed differently in each case constructively. A roof load detection can therefore only be realized as a function of these known roof rack systems, a roof load detection regardless of the roof rack system used is not possible.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Bestimmung einer Dachlast auf einem Fahrzeug der eingangs genannten Art anzugeben, welches unabhängig von dem verwendeten Trägersystem ist.The object of the invention is therefore to provide a method for determining a roof load on a vehicle of the type mentioned, which is independent of the carrier system used.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1.

Bei einem solchen Verfahren zur Bestimmung einer Dachlast auf einem Fahrzeug mittels wenigstens einer Sensoreinrichtung, bei dem die durch die Dachlast modulierten Messsignale erfasst und hieraus eine die Dachlast kennzeichnende Messgröße abgeleitet wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Fahrzeug zu Fahrzeugschwingungen angeregt und aus dem Messsignalverlauf der mit der Sensoreinrichtung erfassten Fahrzeugschwingungen die die Dachlast kennzeichnende Messgröße abgeleitet wird.In such a method for determining a roof load on a vehicle by means of at least one sensor device in which detects the modulated by the roof load measurement signals and from this a characteristic of the roof load measurement is derived, the invention provides that the vehicle excited to vehicle vibrations and from the measurement signal of vehicle vibrations detected with the sensor device, the measured characteristic characterizing the roof load is derived.

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird in vorteilhafter Weise die Erkenntnis genutzt, dass ein Fahrzeugdach bzw. ein Fahrzeugdachsystem ein konstantes Eigenschwingungsverhalten aufweist, und durch eine Erhöhung der Masse dieses Systems durch eine Dachlast, die auch lediglich durch einen montierten Dachlastenträger bewirkt werden kann, sich das Eigenschwingungsverhalten des Gesamtsystems aus Fahrzeugdach bzw. Fahrzeugdachsystem und Dachlast verändert. Aus diesem veränderten Schwingungsverhalten wird die die Dachlast kennzeichnende Messgröße abgeleitet.In this method according to the invention, the knowledge is advantageously used that a vehicle roof or a vehicle roof system has a constant natural vibration behavior, and by increasing the mass of this system by a roof load, which can be effected only by a mounted roof rack, the natural vibration behavior the overall system of vehicle roof or vehicle roof system and roof load changed. From this changed vibration behavior, the characteristic of the roof load is derived.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird unter einer Dachlast sowohl ein Dachlastenträger mit weiteren montierten Gegenständen, also bspw. einem beladenen oder unbeladenen Dachkoffer als auch nur der Dachlastenträger angesehen.According to the method of the invention, both a roof rack with further mounted objects, ie, for example, a loaded or unloaded roof box as well as only the roof rack is considered under a roof load.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann unabhängig von dem verwendeten Dachlastenträger, auch unabhängig von der verwendeten Befestigungsart eines solchen Dachlastenträgers an dem Fahrzeugdach eingesetzt werden, da zur Detektion der Fahrzeugschwingungen lediglich wenigstens eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist, die nicht im Dachlastenträger integriert ist, sondern im Dachbereich des Fahrzeugs angeordnet werden kann.The inventive method can be used regardless of the roof rack used, regardless of the type of mounting such a roof rack on the vehicle roof, since only at least one sensor device is provided for detecting the vehicle vibrations, which is not integrated in the roof rack, but arranged in the roof area of the vehicle can be.

Selbst ein montierter Dachlastenträger, entweder als Gepäckträger oder als mit längsverlaufenden Relingstangen verbundene Querträger kann über das veränderte Eigenschwingungsverhalten erkannt werden, da neben dem Gewicht auch die durch die Montage veränderte Steifigkeit des Daches das Eigenschwingungsverhalten des Gesamtsystems aus Dach und Dachlastenträger bzw. Dachträgersystem verändert wird.Even a mounted roof rack, either as a luggage rack or as associated with longitudinal rail rods crossmember can be detected on the changed natural vibration behavior, because in addition to the weight and the rigidity of the roof changed by the mounting the natural vibration behavior of the Overall system of roof and roof rack or roof rack system is changed.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass zur Detektion eines veränderten Schwingungsverhaltens zunächst bei fehlender Dachlast der durch die Fahrzeugschwingungen erzeugte Messsignalverlauf mittels der Sensoreinrichtung als Referenzsignal gespeichert wird. Vorzugsweise wird zur Bestimmung der die Dachlast kennzeichnenden Messgröße dieses Referenzsignal mit dem von der Sensoreinrichtung erzeugten Messsignalverlauf bei aktivierter Schwingungserzeugungsvorrichtung verglichen und die Abweichung bestimmt und bei Überschreitung eines Schwellwertes durch die Abweichung auf das Vorhandensein einer Dachlast geschlossen.In one embodiment of the invention, it is provided that, for the detection of an altered vibration behavior, the measurement signal profile generated by the vehicle oscillations is initially stored by means of the sensor device as a reference signal in the event of a missing roof load. For determining the measured variable characterizing the roof load, this reference signal is preferably compared with the measurement signal curve generated by the sensor device when the vibration generating device is activated, and the deviation is determined and if a threshold value is exceeded, the deviation is concluded by the presence of a roof load.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann aus dem Wert der den Schwellwert überschreitenden Abweichung die die Dachlast kennzeichnende Messgröße bestimmt werden.In a further development of the invention, the value of the deviation exceeding the threshold value can be used to determine the measured variable characterizing the roof load.

In vorteilhafter Weise kann die wenigstens eine Sensoreinrichtung im Bereich des Fahrzeugdaches oder im Bereich von mit dem Fahrzeugdach verbundenen Karosseriebauelementen der Fahrzeugkarosserie angeordnet werden, wobei modellabhängig die Montageorte mit dem signifikantesten Messsignal aus Versuchen bestimmt werden können.In an advantageous manner, the at least one sensor device can be arranged in the region of the vehicle roof or in the area of bodywork elements of the vehicle body connected to the vehicle roof, whereby the mounting locations with the most significant measurement signal from tests can be determined depending on the model.

Besonders vorteilhaft ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, wenn das Fahrzeugdach mit einer einen Dachlastenträger tragenden Tragstruktur ausgebildet ist und die wenigstens eine Sensoreinrichtung im Bereich der Tragstruktur angeordnet wird. Damit wird in der Regel ein deutliches Messsignal mit nur einem geringen Störanteil zur Verfügung gesteift.According to a development of the invention, it is particularly advantageous if the vehicle roof is designed with a supporting structure carrying a roof load carrier and the at least one sensor device is arranged in the region of the supporting structure. As a rule, a clear measurement signal with only a small amount of noise is available.

In einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Fahrzeugschwingungen durch die Antriebseinheit des Fahrzeugs erzeugt. Vorzugsweise werden mit dem Start der Antriebseinheit, insbesondere des Antriebsmotors eines Kraftfahrzeugs die hierdurch erzeugten Fahrzeugschwingungen von der wenigstens einen Sensoreinrichtung erfasst und mit dem Referenzsignal verglichen. Durch die Verwendung der Antriebseinheit des Fahrzeugs, insbesondere einer Brennkraftmaschine als Schwingungserzeugungsvorrichtung kann das erfindungsgemäße Verfahren kostengünstig realisiert werden.In one embodiment of the invention, the vehicle vibrations are generated by the drive unit of the vehicle. Preferably, with the start of the drive unit, in particular the drive motor of a motor vehicle, the vehicle vibrations generated thereby are detected by the at least one sensor device and compared with the reference signal. By using the drive unit of the vehicle, in particular an internal combustion engine as a vibration generating device, the inventive method can be realized inexpensively.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann zur Erzeugung von Fahrzeugschwingungen eine Schwingungserzeugungsvorrichtung, insbesondere ein piezoelektrischer Aktuator verwendet werden. Vorzugsweise werden mit dem Aktivieren der Schwingungserzeugungsvorrichtung die hierdurch erzeugten Fahrzeugschwingungen von der wenigstens einen Sensoreinrichtung erfasst und mit dem Referenzsignal verglichen. Eine solche Schwingungserzeugungsvorrichtung wird bspw. im Bereich des Fahrzeugdaches montiert.In a further embodiment of the invention, a vibration generating device, in particular a piezoelectric actuator can be used to generate vehicle vibrations. Preferably, with the activation of the vibration generating device, the vehicle vibrations generated thereby are detected by the at least one sensor device and compared with the reference signal. Such a vibration generating device is mounted, for example, in the region of the vehicle roof.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described in detail by means of an embodiment with reference to the accompanying figures. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein Fahrzeugdach eines Kraftfahrzeugs mit einer Dachlast zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 a schematic representation of a plan view of a vehicle roof of a motor vehicle with a roof load to explain the method according to the invention,

2 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein Fahrzeugdach eines Kraftfahrzeugs mit einer Dachreling und einer Dachlast zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 2 a schematic representation of a plan view of a vehicle roof of a motor vehicle with a roof rail and a roof load to explain the method according to the invention,

3 eine Schnittdarstellung des Schnittes I-I gemäß 2, 3 a sectional view of the section II according to 2 .

4 eine Darstellung von durch eine Sensoreinrichtung erzeugten Messsignalen zur Ermittlung einer Dachlast gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, 4 a representation of measurement signals generated by a sensor device for determining a roof load according to the method according to the invention,

5 eine schematische Darstellung des Schwingungsverhaltens eines Fahrzeugdaches ohne bzw. mit Dachlast. 5 a schematic representation of the vibration behavior of a vehicle roof without or with roof load.

Auf dem Fahrzeugdach 5 eines Kraftfahrzeugs 3 gemäß 1 ist ein Dachlastenträger montiert, der aus zwei Querträgern 2a und 2b besteht, die jeweils am Fahrzeugdach 5 montiert sind. Auf diesen Querträgern 2a und 2b ist bspw. ein Dachkoffer als Dachlast 1 angeordnet und mit diesen Querträgern 2a und 2b verbunden. Ferner ist im Bereich des Überganges zum Fahrzeugdach 5, beispielsweise in den B-Säulen 8b des Kraftfahrzeugs 3 als Tragstruktur jeweils eine Sensoranordnung 4 vorgesehen, die bspw. als Fahrzeugschwingungen detektierendes Piezoelement ausgebildet sind.On the vehicle roof 5 of a motor vehicle 3 according to 1 is a roof rack mounted, consisting of two cross members 2a and 2 B exists, each on the vehicle roof 5 are mounted. On these crossbeams 2a and 2 B is, for example, a roof box as a roof load 1 arranged and with these cross members 2a and 2 B connected. Furthermore, in the area of the transition to the vehicle roof 5 , for example in the B-pillars 8b of the motor vehicle 3 as a support structure in each case a sensor arrangement 4 provided, which are formed, for example, as a vehicle vibration detecting piezoelectric element.

Ein solches Fahrzeugdach 5 stellt ein System mit einem konstanten Eigenschwingungsverhalten dar, wie dies schematisch in 5a dargestellt ist. Als schwingungsfähiges System ist das Fahrzeugdach 5 mit seiner Masse M_Dach über die als Federelemente dargestellten A-, B- und C-Säulen 8a, 8b und 8c mit der restlichen Karosserie des Kraftfahrzeugs 3 verbunden. Es erfolgt eine Schwingungsanregung F(t), die eine Signalantwort p(t) bewirkt, die davon abhängt, ob das Fahrzeugdach 5 ohne Dachlast angeregt wird (vgl. 5a) oder ob das Fahrzeugdach 5 eine Dachlast mit einer zusätzlichen Masse M_Dachlast trägt (vgl. 5b).Such a vehicle roof 5 represents a system with a constant natural vibration behavior, as shown schematically in 5a is shown. As an oscillatory system is the vehicle roof 5 with its mass M _roof over the A, B and C pillars shown as spring elements 8a . 8b and 8c with the remaining body of the motor vehicle 3 connected. There is a vibration excitation F (t), which causes a signal response p (t), which depends on whether the vehicle roof 5 is stimulated without roof load (cf. 5a ) or whether the vehicle roof 5 carries a roof load with an additional mass M _{roof load} (see. 5b ).

Die Schwingungsanregung kann beispielsweise durch die Brennkraftmaschine als Antriebseinheit 7 des Kraftfahrzeugs 3 erfolgen, die Fahrzeugschwingungen erzeugt und damit auch das Fahrzeugdach 5 des Kraftfahrzeug 3 zu Eigenschwingungen anregt, die von einer Sensoreinheit 4, die gemäß 1 beispielsweise in einer B-Säule 8b oder auf der gegenüberliegenden Seite im Bereich einer C-Säule 8c des Kraftfahrzeugs 3 angeordnet sind, detektiert wird.The vibration excitation, for example, by the internal combustion engine as drive unit 7 of the motor vehicle 3 done, the vehicle vibrations generated and thus also the vehicle roof 5 of the motor vehicle 3 stimulates self-oscillations by a sensor unit 4 according to 1 for example in a B-pillar 8b or on the opposite side in the area of a C-pillar 8c of the motor vehicle 3 are arranged is detected.

Zunächst werden Fahrzeugschwingungen ohne eine Dachlast 1 und ohne die beiden Dachlastenträger 2a und 2b, bspw. während des Leerlaufs, oder bei spezifischen Drehzahlen der Antriebseinheit 7 erzeugt, die von einer Sensoreinrichtung 4 erfasst und als Referenzsignal S1 (vgl. 4) in einem Steuergerät (nicht dargestellt) gespeichert werden.First, vehicle vibrations without a roof load 1 and without the two roof rack 2a and 2 B For example, during idling, or at specific rotational speeds of the drive unit 7 generated by a sensor device 4 detected and as a reference signal S1 (see. 4 ) are stored in a controller (not shown).

Bei jedem nachfolgenden Start der Antriebseinheit 7 wird das Antwortsignal p(t) der Sensoreinrichtungen 4 als Messsignal S2 (vgl. 4) erfasst und mit dem gespeicherten Referenzsignal S1 verglichen. Zur Auswertung wird gemäß 4 bspw. die Phasenverschiebung Δt oder die Pegeländerung Δp als Abweichung bestimmt und mit einem Schwellwert verglichen. Falls diese Abweichung diesen Schwellwert überschreitet, wird von einer Dachlast oder einem montierten Dachlastenträger, also den Querträgern 2a und 2b ausgegangen. Außerdem kann aus der Größe des den Schwellwert überschreitenden Wertes auf die Dachlast als Messgröße oder auf den Massenzuwachs als Messgröße geschlossen werden.At each subsequent start of the drive unit 7 becomes the response signal p (t) of the sensor devices 4 as measuring signal S2 (cf. 4 ) and compared with the stored reference signal S1. For evaluation is according to 4 For example, the phase shift .DELTA.t or the level change .DELTA.p determined as a deviation and compared with a threshold value. If this deviation exceeds this threshold, is by a roof load or a mounted roof rack, so the cross members 2a and 2 B went out. In addition, it can be concluded from the size of the value exceeding the threshold value on the roof load as a measured variable or on the mass increase as a measured variable.

Somit kann aus dem Wert der Abweichung von dem Schwellwert erkannt werden, ob lediglich die beiden Querträger 2a und 2b montiert sind, oder ob zusätzlich auch der Dachkoffer 1 die Querträger 2a und 2b belastet und ob ggf. bei beladenem Dachkoffer 1 die zulässige Beladung überschritten wird.Thus, it can be seen from the value of the deviation from the threshold, if only the two cross members 2a and 2 B are mounted, or whether in addition, the roof box 1 the crossbeams 2a and 2 B loaded and if necessary with loaded roof box 1 the permissible load is exceeded.

Zur Erzeugung von Fahrzeugschwingungen kann anstelle der Antriebseinheit 7 gemäß 1 auch eine separate Schwingungserzeugungsvorrichtung 9, bspw. ein Piezoschwinger verwendet werden, die beispielsweise in einer B-Säule 8b im Bereich des Fahrzeugdaches 5 oder auf der gegenüberliegenden Seite im Bereich der C-Säule 8c angeordnet ist. In diesem Fall dient entweder die im Bereich der C-Säule 8c bzw. in der B-Säule 8b angeordnete Sensoreinheit 4 zur Erfassung des Antwortsignals p(t).For generating vehicle vibrations may instead of the drive unit 7 according to 1 also a separate vibration generating device 9 , For example, a piezoelectric vibrator are used, for example, in a B-pillar 8b in the area of the vehicle roof 5 or on the opposite side in the area of the C-pillar 8c is arranged. In this case, either the one in the area of the C-pillar is used 8c or in the B-pillar 8b arranged sensor unit 4 for detecting the response signal p (t).

Zur Erzeugung des Referenzsignals S1 wird auch bei dieser Ausführung die Schwingungserzeugungsvorrichtung 9 ohne Dachlast 1, also auch ohne die beiden Querträger 2a und 2b aktiviert, so dass die Sensoreinrichtung 4 das Antwortsignal p(t) als Messsignal S1 detektieren kann.For generating the reference signal S1, the vibration generating device is also used in this embodiment 9 without roof load 1 So without the two crossbeams 2a and 2 B activated, so that the sensor device 4 the response signal p (t) can detect as a measurement signal S1.

Es ist auch möglich, bei einer Schwingungsanregung durch die Brennkraftmaschine 7 nicht nur einen der beiden in 1 dargestellten Sensoreinrichtungen 4, sondern beide zu verwenden. Damit kann eine Plausibilisierung der von diesen Sensorsignalen erzeugten Messsignale durchgeführt werden. Mehrere solcher Sensoreinrichtungen 4 können auch vorgesehen werden, wenn zur Schwingungsanregung anstelle der Brennkraftmaschine 7 einer der genannten Schwingungserzeugungsvorrichtungen 9 verwendet wird.It is also possible for a vibration excitation by the internal combustion engine 7 not just one of the two in 1 illustrated sensor devices 4 but to use both. In this way, a plausibility check of the measurement signals generated by these sensor signals can be carried out. Several such sensor devices 4 can also be provided if to vibrational excitation instead of the internal combustion engine 7 one of said vibration generating devices 9 is used.

Das Kraftfahrzeug 3 gemäß 2 unterscheidet sich von demjenigen gemäß 1 dadurch, dass das Fahrzeugdach 5 eine Dachreling 6 trägt, die aus zwei längsverlaufenden Dachrelingstangen besteht. Als Dachlastenträger dienen zwei mit den Dachrelingstangen der Dachreling 6 verbundene Querträger 2a und 2b, auf denen bspw. ein Dachkoffer als Dachlast 1 befestigt werden kann. Zur Schwingungsanregung des Fahrzeugdaches 5 durch Fahrzeugschwingungen ist eine Schwingungserzeugungsvorrichtung 9, bspw. ein Piezoschwinger vorgesehen, der im Dachbereich oder an angeschlossenen Karosseriebauteilen oder gemäß 2 beispielsweise im Bereich einer B-Säule 8b oder C-Säule 8c als Tragstruktur angeordnet werden kann.The car 3 according to 2 differs from the one according to 1 in that the vehicle roof 5 a roof rail 6 carries, which consists of two longitudinal roof rails. As a roof rack two serve with the roof rails of the roof rails 6 connected cross members 2a and 2 B on which, for example, a roof box as a roof load 1 can be attached. For vibration excitation of the vehicle roof 5 by vehicle vibrations is a vibration generating device 9 , For example, a piezoelectric vibrator provided in the roof area or connected to body components or according to 2 for example in the area of a B-pillar 8b or C-pillar 8c can be arranged as a support structure.

Die von der Schwingungserzeugungsvorrichtung 9 erzeugten Fahrzeugschwingungen werden ebenso von einer Sensoreinrichtung 4 erfasst, die im Bereich einer der Stützfüße der Dachrelingstangen der Dachreling 6 angeordnet werden können, insbesondere wie in 2 dargestellt, entweder im Bereich der B-Säule 8b oder der C-Säule 8c des Fahrzeugs 3. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, mehrere Sensoreinrichtungen 4 vorzusehen, um mittels deren Antwortsignalen eine Plausibilisierung durchzuführen.The of the vibration generating device 9 generated vehicle vibrations are also from a sensor device 4 captured in the area of one of the support feet of the roof rails of the roof rails 6 can be arranged, in particular as in 2 shown, either in the area of the B-pillar 8b or the C-pillar 8c of the vehicle 3 , Also in this embodiment, it is possible to have a plurality of sensor devices 4 to provide a plausibility check by means of their response signals.

Das Verfahren zur Bestimmung einer Dachlast erfolgt bei diesem Kraftfahrzeug 3 gemäß 2 in der gleichen Weise wie im Zusammenhang mit der 1 bereits erläutert wurde. Dabei ist es ebenso möglich festzustellen, ob lediglich die Querträger 2a und 2b montiert sind, ober ob bereits eine Dachlast 1 in Form des Dachkoffers 1 auf den Querträgern 2a und 2b angeordnet ist.The method for determining a roof load takes place in this motor vehicle 3 according to 2 in the same way as related to the 1 has already been explained. It is also possible to determine if only the cross member 2a and 2 B are mounted, upper whether already a roof load 1 in the form of the roof box 1 on the crossbeams 2a and 2 B is arranged.

Die Anordnung einer Sensoreinrichtung 4 im Bereich einer der Dachrelingstangen 6 zeigt die Schnittdarstellung gemäß 3. Im Bereich eines Dachrahmens 11 des Fahrzeugdaches 5 ist mittels eines Verbindungsbolzens 17 die hohlprofilartige Relingstange 6 zusammen mit einer Sensoreinrichtung 4 montiert, die über Kabel 10 mit einem Steuergerät verbunden ist.The arrangement of a sensor device 4 in the area of one of the roof rails 6 shows the sectional view according to 3 , In the area of a roof frame 11 of the vehicle roof 5 is by means of a connecting bolt 17 the hollow profile railing bar 6 together with a sensor device 4 mounted by cable 10 connected to a control unit.

Der Dachrahmen 11 besteht aus einer Außenwand 12 und einer Innenwand 13, wobei die Außenwand 12 zusammen mit einer Zwischenwand 14 mit der Bildung eines Hohlraumes 15 in das Fahrzeugdach 5 übergeht und die Innenwand 13 zusammen mit der Zwischenwand 14 einen weiteren, die Sensoreinrichtung 4 aufnehmenden weiteren Hohlraum 16 bildet.The roof frame 11 consists of an outer wall 12 and an inner wall 13 , where the outer wall 12 together with a partition 14 with the formation of a cavity 15 in the vehicle roof 5 passes over and the inner wall 13 together with the partition 14 another, the sensor device 4 receiving further cavity 16 forms.

Die Sensoreinrichtung 4 wird zwischen einem Bolzenkopf 18 des Verbindungsbolzens 17 und der Zwischenwand 14 mechanisch starr verbunden, wobei dessen Bolzenschaft 19 des Verbindungsbolzens 17 durch den Hohlraum 15 in das Hohlprofil der Relingstange 6 geführt wird, um dort eine Schraubverbindung mit der Relingstange 6 zu bilden.The sensor device 4 is between a bolt head 18 of the connecting bolt 17 and the partition 14 mechanically rigidly connected, wherein the bolt shank 19 of the connecting bolt 17 through the cavity 15 in the hollow profile of the railing rail 6 is guided to there a screw connection with the railing rail 6 to build.

Damit befindet sich die Sensoreinrichtung 4 in einem Bereich der Dachreling 6 mit einer maximalen Signalamplitude, wenn diese Dachreling 6 mittels der Schwingungserzeugungsvorrichtung 9 zu Schwingungen angeregt wird.This is the sensor device 4 in an area of the roof rails 6 with a maximum signal amplitude, if this roof rails 6 by means of the vibration generating device 9 is excited to vibrate.

Bei dem Fahrzeug 3 gemäß 2 ist auch eine Schwingungsanregung des Fahrzeugdaches 5 durch die Erzeugung von Fahrzeugschwingungen mittels der Brennkraftmaschine 7 des Fahrzeugs 3 möglich.In the vehicle 3 according to 2 is also a vibration excitation of the vehicle roof 5 by the generation of vehicle vibrations by means of the internal combustion engine 7 of the vehicle 3 possible.

Mit dem im Zusammenhang mit der Erläuterung der 1 und 2 dargestellten Verfahren lässt sich sowohl jede Art von Dachlast und auch deren Masse unabhängig von der verwendeten Befestigungsmethode als auch ein montierter Dachlastenträger, insbesondere über die dadurch veränderte Steifigkeit erkennen.With that in connection with the explanation of the 1 and 2 The method shown can be any type of roof load and also their mass regardless of the mounting method used as well as a mounted roof rack, in particular recognize the resulting changed rigidity.

Das Auswerteergebnis des Steuergerätes wird über einen Fahrzeugbus des Kraftfahrzeugs 3 einem Fahrerassistenz- und Fahrstabilitätsprogramm zur Verfügung gestellt, damit durch diese Systeme Eingriffe in das Fahrzeugverhalten im Sinne maximaler Fahrsicherheit bei maximal möglicher Fahrdynamik durchführen können.The evaluation result of the control unit is via a vehicle bus of the motor vehicle 3 a driver assistance and driving stability program made available so that these systems can perform interventions in the vehicle behavior in terms of maximum driving safety with maximum possible driving dynamics.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Dachlastroof load
2a2a: Dachlastenträger, Querträger Dachträgersystem,Roof rack, cross member roof rack system,
2b2 B: Dachlastenträger, Querträger DachträgersystemRoof rack, cross member roof rack system
33: Fahrzeug, KraftfahrzeugVehicle, motor vehicle
44: Sensoreinrichtungsensor device
55: Fahrzeugdachvehicle roof
66: Dachreling des Fahrzeugs 3, DachrelingstangeRoof rail of the vehicle 3 , Roof rail
77: Antriebseinheit, Antriebsmotor, BrennkraftmaschineDrive unit, drive motor, internal combustion engine
8a8a: A-Säule des Fahrzeugs 3 A pillar of the vehicle 3
8b8b: B-Säule des Fahrzeugs 3 B pillar of the vehicle 3
8c8c: C-Säule des Fahrzeugs 3 C-pillar of the vehicle 3
99: SchwingungserzeugungsvorrichtungVibration generating apparatus
1010: Kabel des Sensoreinrichtung 4 Cable of the sensor device 4
1111: Dachrahmenroof frame
1212: Außenwandouter wall
1313: Innenwandinner wall
1414: Zwischenwandpartition
1515: Hohlraumcavity
1616: Hohlraumcavity
1717: Verbindungsbolzenconnecting bolts
1818: Bolzenkopfbolt head
1919: Bolzenschaftbolt shaft

Claims

Method for determining a roof load ( 1 . 2a . 2 B ) on a vehicle ( 3 ) by means of at least one sensor device ( 4 ) by detecting the measured signals modulated by the roof load and deriving therefrom a measured variable characterizing the roof load, characterized in that - the vehicle ( 1 ) is excited to vehicle vibrations, and - from the measurement signal waveform (S1, S2) of the with the sensor device ( 4 ) recorded vehicle vibrations that the roof load ( 1 . 2a . 2 B ) characteristic quantity is derived.

A method according to claim 1, characterized in that in the absence of roof load ( 1 . 2a . 2 B ) the measurement signal profile (S1) generated by the vehicle oscillations by means of the sensor device ( 4 ) is stored as a reference signal.

Method according to claim 2, characterized in that - for determining the roof load ( 1 . 2a . 2 B ) characterizing the reference signal (S1) with that of the sensor device ( 4 ) and the deviation (Δt, Δp) is determined on the basis of the vehicle oscillations, and - if a threshold value is exceeded by the deviation (Δt, Δp) for the presence of a roof load ( 1 . 2a . 2 B ) is closed.

A method according to claim 3, characterized in that from the value of the threshold exceeding the deviation (.DELTA.t, Ap), the roof load ( 1 . 2a . 2 B ) characterizing measure is determined.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one sensor device ( 4 ) in the region of the vehicle roof or in the region of the vehicle roof ( 5 ) associated body components of the vehicle ( 3 ) is arranged.

Method according to claim 5, characterized in that the vehicle roof ( 5 ) with a roof rack ( 2a . 2 B ) supporting support structure ( 8b ) is formed, wherein the at least one sensor device ( 4 ) in the area of the supporting structure ( 8b ) is arranged.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle by the drive unit ( 7 ) is excited to vehicle vibrations.

A method according to claim 7, characterized in that with the start of the drive unit ( 7 ), in particular the drive motor of a motor vehicle ( 3 ) the vehicle vibrations generated thereby from the at least one sensor device ( 4 ) and compared with the reference signal (S1).

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that for generating vehicle vibrations, a vibration generating device ( 9 ), in particular a piezoelectric actuator is provided.

A method according to claim 9, characterized in that with the activation of the vibration generating device ( 9 ) the vehicle vibrations generated thereby from the at least one sensor device ( 4 ) and compared with the reference signal.