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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines an einer Dachreling mittels wenigstens einem Dachträgerfuß montierten Dachträgers eines Fahrzeugs gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Dachreling für ein Fahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 6.
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Aus der
DE 10 2004 031 224 A1 ist ein gattungsbildendes Verfahren bekannt, bei dem in einer als Dachreling ausgebildeten Dachträgerstruktur eine Sensoreinrichtung integriert und diese Dachreling an einer fahrzeugfesten Tragstruktur des Fahrzeugdaches befestigt ist, wobei zur Erfassung der von einer Dachlast einschließlich Dachträgerstruktur 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 Dachträgerstruktur integrierten als Drucksensor ausgebildeten 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.
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Ein ähnliches Verfahren zur Dachlasterkennung beschreibt die
DE 196 23 398 A1 , bei dem ein Dachträger 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 Dachträgers angeordnet sind und das Wegmesssystem zum Messen des Abstandes eines Holms zum Fahrzeugdach in dessen Bereich positioniert ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erkennung eines an einer Dachreling mittels wenigstens einem Dachträgerfuß montierten Dachträgers eines Fahrzeugs der eingangs genannten Art anzugeben, welches einfach durchführbar und dennoch eine hohe Erkennnungssicherheit aufweist sowie kostengünstig realisierbar ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine Dachreling für ein Fahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben.
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Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Bei einem solchen Verfahren eines an einer Dachreling mittels wenigstens einem Dachträgerfuß montierten Dachträgers eines Fahrzeugs, bei welchem wenigstens eine Sensoreinrichtung dem Dachträger zugeordnet ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass
- – als Sensoreinrichtung wenigstens eine Dachrelingstange der Dachreling wenigstens teilweise mit einem in Längsrichtung der Dachrelingstange verlaufenden Elektrodenmuster ausgebildet ist,
- – das Elektrodenmuster aus mit einer Detektionsspannung, vorzugsweise der Bordnetzspannung des Fahrzeugs verbundenen Detektionsflächen ersten Art gebildet ist, wobei zwischen benachbarten Detektionsflächen erster Art jeweils eine mit einer Bezugsspannung, vorzugsweise der Fahrzeugmasse verbundene Detektionsfläche zweiter Art angeordnet ist,
- – die Ausdehnung der Detektionsflächen und der Abstand zwischen benachbarten Detektionsflächen in Längsrichtung der Dachrelingstange derart gewählt sind, dass der montierter Dachträgerfuß wenigstens zwei benachbarte Detektionsflächen wenigstens teilweise überdeckt und diese elektrisch überbrückt und/oder die Koppelkapaziät zwischen diesen benachbarten Detektionsflächen ändert, und
in Abhängigkeit des detektierten Überbrückungswiderstandes und/oder der detektierten Koppelkapazität zwischen den Detektionsflächen erster Art und den Detektionsflächen zweiter Art ein montierten Dachträger erkannt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit kostengünstigen Mitteln realisierbar und weist eine hohe Erkennungssicherheit auf, da die Auswertung des Überbrückungswiderstandes bzw. der Koppelkapazität zur Bestimmung, ob ein Dachträger montiert ist, softwaremäßig in einem Steuergerät des Fahrzeugs durchgeführt werden kann.
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Ferner kann in vorteilhafter Weise das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig von der Art des jeweils montierten Dachträgers eingesetzt werden. Es muss lediglich geeignet sein, an den Dachrelingstangen des Fahrzeugs montierbar zu sein. Ein montierter Dachträger kann mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren automatisch erkannt und diese Information den Fahrerassistenz- und Fahrstabilitätsprogrammen eines Fahrzeugs, insbesondere einer Kraftfahrzeugs zur Erhöhung der Fahrzeugsicherheit zur Verfügung gestellt werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Elektrodenmuster nur im Bereich des an den Relingstangen vorgesehenen Montagebereichs angeordnet. Dadurch lassen sich die zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen Kosten gering halten.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dadurch, dass bei fehlendem Dachträger der Übergangswiderstand zwischen den Detektionsflächen erster Art und den Detektionsflächen zweiter Art als Referenzsignal gespeichert wird bzw. die Koppelkapazität zwischen den Detektionsflächen erster Art und den Detektionsflächen zweiter Art als Referenzsignal gespeichert wird. Dies braucht nur bei der erstmaligen Inbetriebnahme des Fahrzeugs durchgeführt werden und in einer Auswerteeinheit, bspw. einem Steuergerät des Fahrzeugs, welches die Auswertung des Überbrückungswiderstandes bzw. der Koppelkapazität übernimmt, abgespeichert werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird zur Erkennung eines montierten Dachträgers das Referenzsignal mit dem detektierten Übergangswiderstand bzw. mit der detektierten Koppelkapazität verglichen und bei Überschreitung eines Schwellwertes durch die Differenz aus Übergangwiderstand und Referenzsignal bzw. durch die Differenz aus Koppelkapazität und Referenzsignal auf das Vorhandensein eines Dachträgers geschlossen. Zum Erreichen einer hohen Erkennungssicherheit kann der Schwellwert so gewählt werden, dass unterschiedliche Umgebungsbedingungen berücksichtigt werden, also bspw. Nässe durch Regen oder Verschmutzungen, die den Überbrückungswiderstand oder die Koppelkapaziät entsprechend beeinflussen würden.
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Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 6.
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Eine solche Dachreling für Fahrzeuge, die zwei in Fahrzeuglängsrichtung auf dem Fahrzeugdach sich erstreckenden Dachrelingstangen zur lösbaren Befestigung von Querträgern als Dachträger mittels wenigstens eines Dachträgerfußes umfasst, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass
- – wenigstens eine Dachrelingstange wenigstens teilweise mit einem in Längsrichtung der Dachrelingstange verlaufenden Elektrodenmuster ausgebildet ist,
- – das Elektrodenmuster aus mit einer Detektionsspannung, vorzugsweise der Bordnetzspannung des Fahrzeugs verbundenen Detektionsflächen ersten Art gebildet ist, wobei zwischen benachbarten Detektionsflächen jeweils eine mit einer Bezugsspannung, vorzugsweise der Fahrzeugmasse verbundene Detektionsfläche zweiter Art angeordnet ist,
- – die Detektionsflächen mit einer Ausdehnung und einem Abstand in Längsrichtung der Dachreling derart angeordnet sind, dass der montierte Dachträgerfuß wenigstens zwei benachbarte Detektionsflächen wenigstens teilweise überdeckt und diese elektrisch überbrückt und/oder die Koppelkapaziät zwischen benachbarten Detektionsflächen ändert, und
- – eine Messeinrichtung vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit des detektierten Überbrückungswiderstandes und/oder der detektierten Koppelkapazität zwischen den Detektionsflächen erster Art und den Detektionsflächen zweiter Art einen montierten Dachträger anzeigt.
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Mit einer solchen erfindungsgemäßen Dachreling lassen sich jede Art von Dachträgersystemen, die eine Montage an den Dachrelingstangen vorsehen, verwenden und damit eine automatische Erkennung des montierten Dachträgers erkennen und in Fahrerassistenz- und Fahrstabilitätsprogrammen eines Fahrzeugs, insbesondere einer Kraftfahrzeugs zur Erhöhung der Fahrsicherheit einsetzen.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Detektionsflächen identisch mit einer Rechteckform ausgebildet. Daher können sowohl für die Detektionsflächen erster Art und die Detektionsflächen zweiter Art die identischen Elektroden verwendet werden, um dadurch die Herstellungskosten niedrig zu halten.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Detektionsflächen als Elektroden mit einer metallisierten Folie ausgebildet werden. Solche Elektroden können direkt auflackiert, aufgedruckt oder über eine lackierte bzw. leitend bedruckte Folie appliziert werden.
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Weiterhin ist es weiterbildungsgemäß vorgesehen, dass die Detektionsflächen der ersten und zweiten Art jeweils mit einer in Richtung der Dachre-lingstange verlaufenden elektrischen Verbindungsleitung verbunden sind. Damit kann die elektrische Anbindung an diese Verbindungsleitung kurz gehalten werden, so dass nicht für jede Detektionsfläche eine separate Verbindungsleitung erforderlich ist.
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Vorzugsweise werden diese Verbindungsleitungen über elektrische Kontaktelemente in einem Dachrelingfuß mit dem Bordnetz und der Messeinrichtung, bspw. einem Steuergerät des Fahrzeugs elektrisch verbunden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugdaches eines Kraftfahrzeugs mit einer Dachrelingstange einer Dachreling,
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2 eine schematische Darstellung des Details A aus 1 mit einem Elektrodenmuster auf der Dachrelingstange, und
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3 eine schematische Darstellung des Details B aus 2 mit einer Verschaltung der Detektionsflächen erster und zweiter Art mit einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs.
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Auf einem angedeuteten Fahrzeugdach 2 eines Kraftfahrzeugs 1 gemäß 1 ist eine Dachreling 3 mit einer Dachrelingstange 3a angeordnet, die an ihren Enden über jeweils einen Dachrelingfuß 3b mit dem Fahrzeugdach 2 verbunden ist. Als Dachträger 4 sind zwei andeutungsweise gezeichnete Querträger 4b mit jeweils einem Dachträgerfuß 4a mit der Dachrelingstange 3a lösbar verbunden. Auf diesen Querträgern 4b kann eine Dachlast (nicht dargestellt), bspw. ein Dachkoffer angeordnet und mit diesen Querträgern 4b verbunden werden.
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Der Dachträger 4 wird mit den Dachträgerfüßen 4a an vorgegebenen Montagebereichen M montiert. In einem dieser Montagebereiche M ist auf der Dachrelingstange 3a ein Elektrodenmuster 5 angeordnet, wie dies aus 2, welche diesen Montagebereich M zeigt, ersichtlich ist. Entsprechend kann auch im für den weiteren Dachträger 4 vorgesehenen Montagebereich M ebenso ein solches Elektrodenmuster 5 angeordnet werden.
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Dieses Elektrodenmuster 5 besteht aus in Reihe angeordneten und voneinander elektrisch isolierten Detektionsflächen 6 und 7, die als aneinandergereihte rechteckförmige Elektroden ausgebildet sind. Nach 3 gibt es Detektionsflächen 6 erster Art und Detektionsflächen 7 zweiter Art, die sich darin unterscheiden, dass die Detektionsflächen 6 erster Art mit einer Verbindungsleitung 8 und die Detektionsflächen 7 zweiter Art mit einer weiteren Verbindungsleitung 9 verbunden sind. Diese Verbindungsleitungen 8 und 9 verlaufen längs der Dachrelingstange 3a, so dass zur elektrischen Verbindung jeder einzelnen Detektionsfläche 6 und 7 an die Verbindungsleitung 8 bzw. 9 nur ein kurzes Leitungsstück erforderlich ist. Die mit den Detektionsflächen 6 erster Art verbundene Verbindungsleitung 8 ist an eine Detektionsspannung, hier die Bordnetzspannung VB des Fahrzeugs 1 angeschlossen, während die mit den Detektionsflächen 7 zweiter Art verbundene Verbindungsleitung 9 auf eine Bezugsspannung, hier die Fahrzeugmasse 10 geführt ist.
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Die einzelnen Detektionsflächen 6 und 7 weisen in Längsrichtung der Dachrelingstange 3a eine Ausdehnung d und einen Abstand s auf, so dass durch den montierten Dachträgerfuß 4a wenigstens zwei benachbarte Detektionsflächen 6 und 7 flächenmäßig überbrückt werden, wie dies in 2 dargestellt ist. Dort werden sechs benachbarte Detektionsflächen in der Reihenfolge 6a, 7a, 6b, 7b, 6c und 7c überbrückt.
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Sind diese Detektionsflächen 6 und 7 elektrisch leitend ausgebildet und der montierte Dachträgerfuß 4a ebenso metallisch, so ändert sich der Übergangswiderstand zwischen der Verbindungsleitung 8 und 9, dessen Wert in einer an die Verbindungsleitungen 8 und 9 angeschlossenen Auswerteeinheit 11 als Messeinrichtung erfasst und ausgewertet wird. Diese Auswerteeinheit 11 stellt bspw. ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs 1 dar. Diese Änderung des Überbrückungswiderstandes wird zur Erkennung eines montierten Dachträgers 4 verwendet.
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Da die Detektionsflächen 6 und 7 als metallische Elektroden ausgebildet sind, sind benachbarte Detektionsflächen 6 und 7 kapazitiv gekoppelt. Daher kann zusätzlich oder alternativ auch die Änderung der zwischen benachbarten Detektionsflächen 6 und 7 bestehenden Koppelkapazität aufgrund eines montierten metallischen Dachträgerfußes 4a zur Erkennung eines montierten Dachträgers 4 benutzt werden.
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Die Detektionsflächen 6 und 7 können direkt auf die Dachrelingstange 3a auflackiert, aufgedruckt oder über eine lackierte bzw. leitend bedruckte Folie appliziert werden. Ferner können die Detektionsflächen 6 und 7 sowie die Verbindungsleitungen 8 und 9 aus optischen Gründen mit farbigen bzw. metallisch glänzenden, jedoch durchlässigen Überzügen versehen sein.
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Die Auswerteeinheit 11 ist mit einem Fahrzeug-Bus 12 verbunden, an den Fahrzeugassistenzsysteme 13, Fahrzeugsicherheitssysteme 14, die Zündung 15 des Kraftfahrzeugs 1 und Raddrehzahlsensoren 16 angeschlossen sind. Die Verbindungsleitungen 8 und 9 sind über mit der Auswerteeinheit 11 verbundene Kontaktmittel im Dachrelingfuß 3b mit dem Kabelbaum des Kraftfahrzeugs 1 verbunden.
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Zur Erkennung eines montierten Dachträgers 4 wird zunächst bei einer Erstinbetriebnahme des Kraftfahrzeugs 1 ohne einen solchen Dachträger 4 der Wert des Übergangswiderstandes bzw. der Wert der Koppelkapazität zwischen den beiden Verbindungsleitungen 8 und 9 ermittelt und als Referenzwert R1 bzw. R2 in einem Speicher der Auswerteeinheit 11 abgelegt.
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Bei jedem Einschalten der Zündung 15 oder nach jedem Radstillstand von vorgegebener Dauer (erfasst über die Raddrehzahlsensoren 16) wird durch die Auswerteeinheit 11 der Wert M1 des Übergangswiderstands bzw. der Wert M2 der Koppelkapazität zwischen den beiden Verbindungsleitungen 8 und 9 erfasst und ausgewertet, d. h. ein Vergleich des erfassten Wertes mit dem gespeicherten Referenzwert R1 bzw. R2 durch Bestimmung einer Differenz (M1 – R1) bzw. (M2 – R2) durchgeführt und diese Differenz (M1 – R1) bzw. (M2 – R2) mit einem Schwellwert S1 bzw. S2 verglichen.
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Falls diese Differenz (M1 – R1) bzw. (M2 – R2) diesen Schwellwert S1 bzw. S2 überschreitet, wird von einem montierten Dachträger 4, also von an den Dachrelingstangen 3a montierter Querträger 4b ausgegangen.
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Die Information eines erkannten Dachträgers 4 wird über das Fahrzeug-Bussystem 12 den Fahrerassistenzsystemen 13 und den Fahrzeugsicherheitssystemen 14 zur Verfügung gestellt, damit diese Eingriffe in das Fahrzeugverhalten des Fahrzeugs 1 im Sinne maximaler Fahrsicherheit bei maximaler Fahrdynamik durchführen können.
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Mit diesem beschriebenen Verfahren kann jede Art von Dachträger 4 erkannt werden, die eine Anbindung an die Dachreling 3, also an die beiden Relingstangen 3a der Dachreling 3 vorsehen.
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In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist für eine Dachrelingstange 3a des Kraftfahrzeugs 1 ein Elektrodenmuster 5 vorgesehen. Natürlich kann auch an der gegenüberliegenden Dachrelingstange ein solches Elektrodenmuster 5 angeordnet und mit der Auswerteeinheit 11 verbunden werden. Damit kann bspw. eine Plausibilisierung der detektierten Werte für den Überbrückungswiderstand bzw. für die Werte der Koppelkapazität durchgeführt werden.
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Schließlich können auch an allen für die Montage eines Dachträgers vorgesehene Montagebereiche einer Dachreling solche Elektrodenmuster 5 angeordnet und jeweils mit der Auswerteeinheit 11 verbunden werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug, Kraftfahrzeug
- 2
- Fahrzeugdach
- 3
- Dachträgerstruktur, Dachreling
- 3a
- Relingstange
- 3b
- Dachrelingfuß
- 4
- Dachträger
- 4a
- Dachträgerfuß des Dachträgers 4
- 4b
- Querträger des Dachträgers 4
- 5
- Elektrodenmuster, Sensoreinrichtung
- 6
- Detektionsfläche erster Art
- 6a
- Detektionsfläche erster Art
- 6b
- Detektionsfläche erster Art
- 6c
- Detektionsfläche erster Art
- 7
- Detektionsfläche zweiter Art
- 7a
- Detektionsfläche zweiter Art
- 7b
- Detektionsfläche zweiter Art
- 7c
- Detektionsfläche zweiter Art
- 8
- Verbindungsleitung der Detektionsflächen 7 erster Art
- 9
- Verbindungsleitung der Detektionsflächen 8 zweiter Art
- 10
- Fahrzeugmasse des Bordnetzes
- 11
- Steuergerät
- 12
- Fahrzeug-Bus
- 13
- Fahrzeugassistenzsystem
- 14
- Fahrzeugsicherheitssystem
- 15
- Zündung
- 16
- Raddrehzahlsensoren
- M
- Montagebereich
- d
- Ausdehnung der Detektionsfläche 6 erster Art
- s
- Abstand benachbarter Detektionsflächen 6 und 7
- M1
- Messwert
- M2
- Messwert
- R1
- Referenzwert
- R2
- Referenzwert
- S1
- Schwellwert
- S2
- Schwellwert
- VB
- Bordnetzspannung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004031224 A1 [0002]
- DE 19623398 A1 [0003]
