DE102014226490A1 - Device and method for reporting an extraordinary stress on a chassis of a means of transportation - Google Patents
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Abstract
Es werden ein Fortbewegungsmittel, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Meldung einer extraordinären Beanspruchung eines Fahrwerkes eines Fortbewegungsmittels (10) vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte: – Empfangen eines Beschleunigungssignals eines Beschleunigungssensors (1) des Fortbewegungsmittels (10), – Untersuchen des Signals anhand einer vordefinierten Referenz, – Erkennen einer extraordinären Beanspruchung einer Struktur des Fahrwerkes aus dem Ergebnis der Untersuchung, und – Ausgeben einer Meldung der extraordinären Beanspruchung.A means of locomotion, a device and a method for reporting an extraordinary stress on a chassis of a means of locomotion (10) are proposed. The method comprises the steps: - receiving an acceleration signal of an acceleration sensor (1) of the means of locomotion (10), - examining the signal based on a predefined reference, - detecting an extraordinary stress on a structure of the chassis from the result of the investigation, and - issuing a message extraordinary stress.
Description
Stand der Technik State of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fortbewegungsmittel, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Meldung einer extraordinären Beanspruchung eines Fahrwerkes eines Fortbewegungsmittels. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Vorsichtsmaßnahmen zur Vermeidung einer unerkannten Überbeanspruchung und Maßnahmen zur rechtzeitigen Aufforderung eines Anwenders zur Inaugenscheinnahme gegebenenfalls überbelasteter Fahrwerksbauteile. The present invention relates to a means of locomotion, a method and a device for reporting an extraordinary stress on a chassis of a means of transportation. In particular, the present invention relates to precautions for avoiding unrecognized overuse and measures to promptly prompt a user to inspect any overstressed suspension components.
Der durch die Gesetzgebung eingeschränkte CO2-Ausstoss führt zur Entwicklung immer leichterer Sicherheitsbauteile in den Fahrwerken von Fahrzeugen. Gleichzeitig wird die Produkthaftung der Fahrzeughersteller gegenüber den Kunden immer anspruchsvoller. Nach einem zu schnellen Durchfahren eines großen Schlagloches können die sicherheitsrelevanten Bauteile des Fahrwerkes beschädigt werden. Die Wahrnehmung einer Überbeanspruchung des Fahrwerkes ist bei den Fahrerinnen und Fahrern jedoch recht unterschiedlich ausgeprägt. Zur Vermeidung von Folgeschäden nach einer Überbeanspruchung sollte das Fahrwerk von einem Fachmann auf Schäden überprüft werden. Bisher wurden aufgetretene Überbeanspruchungen der Fahrwerksbauteile ausschließlich bei einer Sichtprüfung durch den Fachmann in der Werkstatt erkannt. Ein Versagen des Fahrwerkes nach einer zunächst unerkannten Überbeanspruchung war nicht auszuschließen. The legislation's limited CO2 emissions lead to the development of ever lighter safety components in the chassis of vehicles. At the same time, the product liability of vehicle manufacturers to customers is becoming more and more demanding. After driving through a large pothole too fast, the safety-relevant components of the chassis can be damaged. However, the perception of an overuse of the chassis is quite different among the drivers. To avoid consequential damage after overstressing, the suspension should be checked for damage by a specialist. So far occurring overstress of the chassis components were detected only in a visual inspection by a specialist in the workshop. A failure of the chassis after an initially unrecognized overuse could not be ruled out.
Überbeanspruchungen an Fahrwerksbauteilen werden durch den vorstehend beschriebenen Stand der Technik nicht erkannt. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den vorstehend identifizierten Bedarf zu stillen. Overstress on chassis components are not recognized by the prior art described above. It is therefore an object of the present invention to meet the needs identified above.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die vorstehend identifizierte Aufgabe wird erfindungsgemäße durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Meldung einer extraordinären Beanspruchung eines Fahrwerkes eines Fortbewegungsmittels gelöst. Eine extraordinäre Beanspruchung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung derart zu verstehen, dass eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür, insbesondere jedoch keine Sicherheit darüber, besteht, dass ein Fahrwerksbestandteil Schaden genommen hat. Ein direkter Funktionsausfall ist nicht erforderlich, damit eine extraordinäre Beanspruchung vorliegt. Vielmehr ist in einem erfindungsgemäßen Verfahren eine Beanspruchung derart zu verzeichnen, welche die Zuverlässigkeit beziehungsweise die Lebensdauer des betrachteten Fahrwerksbestandteils erheblich verringert oder beendet, wobei dieser Zustand insbesondere erst bei einer fachmännischen Inaugenscheinnahme feststellbar ist. Mit anderen Worten wird dem Anwender und/oder dem das Fortbewegungsmittel begutachtenden Fachmann nahegelegt, das Fahrwerk auf Zuverlässigkeit und Funktionstüchtigkeit zu überprüfen. Hierzu wird in einem ersten Schritt ein Signal eines Beschleunigungssensors des Fortbewegungsmittels empfangen und anschließend anhand einer vordefinierten Referenz untersucht. Die Referenz kann als Schwellenwert ausgestaltet sein, kann jedoch auch einen vordefinierten Zeitverlauf für das Beschleunigungssignal beschreiben. Sofern das empfangene Signal in einem vordefinierten Verhältnis zur Referenz steht, wird anschließend eine extraordinäre Beanspruchung einer Struktur des Fahrwerkes aus dem Ergebnis der Untersuchung erkannt und eine Meldung repräsentierend eine extraordinäre Beanspruchung ausgegeben. Selbst für den Fall, dass eine Fehlfunktion weder direkt noch indirekt sensorisch festgestellt werden kann, kann auch eine geringe Wahrscheinlichkeit für eine erfolgte Überbeanspruchung dokumentiert beziehungsweise gemeldet werden, wodurch mitunter fatale Folgen abgewendet werden können. The above-identified object is achieved by a device and a method for reporting an extraordinary stress on a chassis of a means of transport according to the invention. An extraordinary stress is to be understood in the context of the present invention such that there is a high probability, but in particular no assurance that a chassis component has been damaged. A direct functional failure is not required, so that an extraordinary stress is present. Rather, in a method according to the invention, a stress is recorded in such a way that significantly reduces or terminates the reliability or the service life of the considered chassis component, wherein this condition can be determined in particular only when expertly inspected. In other words, it is suggested to the user and / or the person considering the means of locomotion to check the chassis for reliability and functionality. For this purpose, in a first step, a signal of an acceleration sensor of the means of locomotion is received and subsequently examined on the basis of a predefined reference. The reference may be configured as a threshold value, but may also describe a predefined time profile for the acceleration signal. If the received signal is in a predefined relationship to the reference, then an extraordinary stress of a structure of the chassis is recognized from the result of the investigation and a message representing an extraordinary stress output. Even in the event that a malfunction can not be determined either directly or indirectly by sensory means, a low probability of overuse can also be documented or reported, as a result of which fatal consequences can sometimes be averted.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. The dependent claims show preferred developments of the invention.
Das Beschleunigungssignal kann beispielsweise eine Beschleunigung in einer zur Fahrbahnoberfläche orthogonalen Richtung charakterisieren. Solche Beschleunigungen treten beispielsweise beim Durchfahren eines Schlagloches auf. For example, the acceleration signal may characterize acceleration in a direction orthogonal to the road surface. Such accelerations occur, for example, when driving through a pothole.
Bereits im Zuge der Entwicklung eines Fortbewegungsmittels können Grenzwerte für Beschleunigungssignale festgelegt werden, welche als extraordinäre Beanspruchung des Fahrwerkes zu betrachten sind und entsprechende Datensätze als vordefinierte Referenz in einem Datenspeicher des Fortbewegungsmittels hinterlegt werden. Selbstverständlich kann bei der Verwendung eines nicht mit dem Serienstand konformen Bauteils eine Anpassung der Referenz softwaretechnisch erfolgen, sodass gegenüber dem Serienstand weniger robust ausgelegte Bauteile mit geringeren Schwellenwerten und gegenüber dem Serienstand robuster ausgelegte Bauteile mit höheren Schwellenwerten abgesichert werden. Already in the course of the development of a means of transport limits for acceleration signals can be set, which are to be regarded as extraordinary stress on the chassis and corresponding records are deposited as a predefined reference in a data memory of the means of transport. Of course, when using a not compliant with the production standard component, an adjustment of the reference software done, so compared to the series status less robust designed components with lower thresholds and compared to the standard version robust designed components are hedged with higher thresholds.
Bevorzugt kann auch das Zeitsignal des Beschleunigungssignals beziehungsweise eine Mindestdauer für ein Einwirken eines vordefinierten Beschleunigungsbetrages vordefiniert und als Referenz hinterlegt werden. Alternativ oder zusätzlich können absolute Schwellenwerte je nach Art des beanspruchten Bauteils hinterlegt werden und bei der Untersuchung der extraordinären Beanspruchung herangezogen werden. Preferably, the time signal of the acceleration signal or a minimum duration for an action of a predefined acceleration amount can also be predefined and stored as a reference. Alternatively or additionally, absolute threshold values can be stored depending on the type of component claimed and used in the investigation of the extraordinary stress.
Der Beschleunigungssensor kann beispielsweise an einem Radträger angeordnet sein. Insbesondere kann der Beschleunigungssensor in einen Drehzahlsensor eines Fahrdynamikregelsystems integriert werden. Dies bietet die Möglichkeit, auf die informationstechnische Infrastruktur der für Fahrdynamikregelungssysteme ohnehin erforderlichen Drehzahlsensoren zurückzugreifen. Überdies kann die gegebenenfalls erforderliche Energieversorgung des Drehzahlsensors verwendet werden. Zusätzliche Leitungen und für diese erforderliche Bauräume und Kosten können somit vermieden werden. The acceleration sensor can be arranged, for example, on a wheel carrier. In particular, the acceleration sensor can be integrated into a speed sensor of a vehicle dynamics control system. This offers the possibility of resorting to the information technology infrastructure of the speed sensors which are required anyway for vehicle dynamics control systems. Moreover, the possibly required power supply of the speed sensor can be used. Additional lines and required installation space and costs can thus be avoided.
Die vom erfindungsgemäßen Verfahren ausgegebene Meldung der extraordinären Beanspruchung kann beispielsweise eine optische und/oder eine akustische Ausgabe an einen Fahrer des Fortbewegungsmittels umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Eintrag in einen Fehlerspeicher des Fortbewegungsmittels veranlasst werden, welcher im Rahmen eines nächsten Werkstattaufenthalts eine fachmännische Überprüfung veranlasst. Selbstverständlich sind die Fehlerspeichereinträge auch im Rahmen anderer Untersuchungen (beispielsweise durch das Anschließen eines Datenloggers durch einen Privatmann) erkennbar. The message of the extraordinary stress issued by the method according to the invention can comprise, for example, an optical and / or an acoustic output to a driver of the means of locomotion. Alternatively or additionally, an entry in a fault memory of the means of transport can be initiated, which causes a professional review in the context of a next workshop visit. Of course, the error memory entries are also recognizable in the context of other investigations (for example, by the connection of a data logger by a private individual).
Bevorzugt kann zudem eine geografische Position des Fortbewegungsmittels in zeitlichem Kontext der extraordinären Beanspruchung bestimmt werden. Eine solche Positionsermittlung kann beispielsweise satellitenbasiert, unter Verwendung von Drahtloskommunikationssignalen (WiFi, WLAN, Bluetooth, GSM, EDGE, UMTS, LTE, LTE-A etc.) ergänzt werden. Anschließend kann die Position durch einen Datensatz repräsentiert und gemeinsam mit einem die extraordinäre Beanspruchung charakterisierenden beziehungsweise bewertenden Datensatz abgespeichert werden. Auf diese Weise wird die Position der extraordinären Beanspruchung dokumentiert und kann beispielsweise für einen Straßenwartungsdienst bereitgestellt werden oder verwendet werden, um andere Verkehrsteilnehmer vor den mit der geografischen Position verbundenen Risiken zu warnen. Hierzu kann die Meldung beispielsweise sofort nach ihrer Erstellung über eine Drahtloskommunikationsverbindung indirekt oder direkt an andere Verkehrsteilnehmer gesendet oder einem für den Fahrbahnbelag zuständigen Unternehmen zugeschickt werden. In addition, a geographical position of the means of locomotion can preferably also be determined in a temporal context of the extraordinary stress. Such position determination may be supplemented, for example, satellite-based, using wireless communication signals (WiFi, WLAN, Bluetooth, GSM, EDGE, UMTS, LTE, LTE-A, etc.). Subsequently, the position can be represented by a data record and stored together with a data record characterizing or evaluating the extraordinary stress. In this way, the position of the extraordinary load is documented and can be provided, for example, for a road maintenance service or used to warn other road users of the risks associated with the geographical position. For this purpose, the message can be sent, for example, immediately after its creation via a wireless communication link indirectly or directly to other road users or sent to a company responsible for the road surface company.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Meldung einer extraordinären Beanspruchung eines Fahrwerkes eines Fortbewegungsmittels vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst einen Beschleunigungssensor, eine Auswerteeinheit (z. B. ein elektronisches Steuergerät mit einem Mikrocontroller, einem Nanocontroller, einem Mikroprozessor o.ä.) und ein Speichermittel zum Abspeichern eines Fehlerspeichers und/oder ein Ausgabemittel zum Ausgeben einer Meldung an einen Anwender oder zum Versand einer Drahtlosmitteilung bezüglich der extraordinären Beanspruchung. Die Auswerteeinheit ist eingerichtet, ein Beschleunigungssignal des Beschleunigungssensors anhand einer vordefinierten Referenz zu untersuchen, eine extraordinäre Beanspruchung einer Struktur des Fahrwerkes aus dem Ergebnis der Untersuchung zu erkennen und eine Meldung über die extraordinäre Beanspruchung an die Speichermittel und/oder die Ausgabemittel zu senden. Die Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechen den in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführten derart ersichtlich, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. According to a second aspect of the present invention, a device for reporting an extraordinary load of a chassis of a means of transport is proposed. The device comprises an acceleration sensor, an evaluation unit (eg an electronic control unit with a microcontroller, a nanocontroller, a microprocessor or the like) and a memory means for storing a fault memory and / or an output means for outputting a message to a user or to send a wireless message concerning the extraordinary stress. The evaluation unit is set up to examine an acceleration signal of the acceleration sensor based on a predefined reference, to recognize an extraordinary stress on a structure of the chassis from the result of the investigation and to send a report about the extraordinary stress to the storage means and / or the output means. The combinations of features and the advantages resulting therefrom correspond to those embodied in connection with the method according to the invention in such a way that, to avoid repetition, reference is made to the above statements.
Um eine besonders detaillierte Fehlerbeschreibung anfertigen zu können, kann das Beschleunigungssignal einem vordefinierten Teil des Fahrwerkes zugeordnet werden. So kann für eine Vielzahl von Bauteilen eine jeweilige Referenz abgespeichert sein, und bei Erreichen bzw. Überschreiten vordefinierter Belastungen das jeweilige Bauteil als potentiell defekt gekennzeichnet werden. Auf diese Weise kann eine Inaugenscheinnahme bevorzugt direkt beim mit der höchsten Wahrscheinlichkeit betroffenen und als potentiell defekt gemeldeten Bauteil beginnen, wodurch Zeit bei der Inaugenscheinnahme gespart werden kann. In order to be able to produce a particularly detailed error description, the acceleration signal can be assigned to a predefined part of the chassis. Thus, a respective reference can be stored for a large number of components, and if the predefined loads are reached or exceeded, the respective component can be identified as potentially defective. In this way, a visual inspection may be preferred start directly at the most likely affected and reported as potentially defective component, saving time at inspection.
Der Beschleunigungssensor kann beispielsweise an einem Radträger angeordnet werden, welchem die Beschleunigungssignale auch softwaretechnisch und/oder informationstechnisch zugeordnet werden. Insbesondere kann der Beschleunigungssensor in einen Drehzahlsensor eines Fahrdynamikregelsystems integriert werden. Dies ermöglicht eine Nutzung der Infrastruktur der Drehzahlsensoren bezüglich einer Energieversorgung sowie einer informationstechnischen Anbindung an die Auswerteeinheit. The acceleration sensor can be arranged, for example, on a wheel carrier, to which the acceleration signals are also assigned by software technology and / or information technology. In particular, the acceleration sensor can be integrated into a speed sensor of a vehicle dynamics control system. This makes it possible to use the infrastructure of the rotational speed sensors with regard to a power supply and an information technology connection to the evaluation unit.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel (z. B. ein PKW, ein Transporter, ein LKW, ein Motorrad o.ä.) vorgeschlagen, welches eine Vorrichtung gemäß dem zweitgenannten Erfindungsaspekt umfasst. Auch diesbezüglich wird auf die Merkmale, Merkmalskombinationen und die Vorteile verwiesen, welche in Verbindung mit den vorgenannten Erfindungsaspekten im Detail beschrieben worden sind. According to a third aspect of the present invention, there is proposed a transportation means (eg, a car, a van, a truck, a motorcycle or the like) comprising a device according to the second aspect of the invention. Also in this regard, reference is made to the features, feature combinations and the advantages which have been described in detail in connection with the aforementioned aspects of the invention.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist: Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings:
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte und vorteilhaften Ausführungsformen anhand der in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren erläuterten Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann Modifikationen und Kombinationen von Merkmalen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert wird. Although the aspects and advantageous embodiments of the invention have been described in detail with reference to the embodiments explained in connection with the accompanying drawings, modifications and combinations of features of the illustrated embodiments are possible for the skilled person, without departing from the scope of the present invention, the scope of protection the appended claims are defined.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Beschleunigungssensor kombiniert mit Drehzahlsensor Accelerometer combined with speed sensor
- 22
- elektronisches Steuergerät electronic control unit
- 33
- Bildschirm screen
- 44
- Datenspeicher data storage
- 55
- Antenne antenna
- 66
- Fahrbahnoberfläche road surface
- 77
- Schlagloch pothole
- 1010
- PKW car
- 2020
- Satellit satellite
- 100 bis 500 100 to 500
- Verfahrensschritte steps
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102012024984 A1 [0005] DE 102012024984 A1 [0005]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R079 | Amendment of ipc main class |
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