DE102016214110A1

DE102016214110A1 - Method for determining the center of gravity of a vehicle

Info

Publication number: DE102016214110A1
Application number: DE102016214110.4A
Authority: DE
Inventors: Rainer Willig; Michael Parker
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-08-01
Filing date: 2016-08-01
Publication date: 2018-02-01

Abstract

Bei einem Verfahren zur Schwerpunktsbestimmung eines Fahrzeugs werden an mindestens zwei Positionen Zustandsgrößen gemessen und mit einer Referenzgröße verglichen, wobei aus der Differenz auf die Position des Schwerpunktes geschlossen wird.In a method for determining the center of gravity of a vehicle, state variables are measured at at least two positions and compared with a reference variable, wherein the difference is based on the position of the center of gravity.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Schwerpunktsbestimmung eines Fahrzeugs. The invention relates to a method for determining the center of gravity of a vehicle.

Stand der TechnikState of the art

In der EP 1 749 722 B1 wird ein Überroll-Warn- und Erfassungsverfahren für Transportfahrzeuge wie beispielsweise Sattelschlepper beschrieben, bei dem die Höhe des Schwerpunktes des Anhängers durch Messen der Querbeschleunigung im Anhänger bestimmt wird. Die Höhe der Querbeschleunigung wird in Bezug zur Fahrzeuggeschwindigkeit und zur Gierrate gesetzt, die jeweils im Zugfahrzeug gemessen werden. Da die Querbeschleunigung mit zunehmender Schwerpunktshöhe zunimmt, kann aus der Höhe der Querbeschleunigung auf die Höhe des Schwerpunktes im Anhänger geschlossen werden. In the EP 1 749 722 B1 a rollover warning and detection method is described for transport vehicles such as semi-trailer, in which the height of the center of gravity of the trailer is determined by measuring the lateral acceleration in the trailer. The amount of lateral acceleration is set in relation to the vehicle speed and yaw rate measured in the towing vehicle, respectively. Since the lateral acceleration increases with increasing center of gravity height, it can be concluded from the height of the lateral acceleration to the height of the center of gravity in the trailer.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung des Schwerpunktes wird bei Fahrzeugen eingesetzt. Das Fahrzeug kann als Einzelfahrzeug oder als Fahrzeug mit Zugfahrzeug und Anhänger ausgeführt sein, beispielsweise als Sattelschlepper mit Zugmaschine und Auflieger oder als Lastkraftwagen mit Anhänger. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Straßenfahrzeug, ein landwirtschaftliches Fahrzeug, ein Baustellenfahrzeug, ein Schwerlastfahrzeug zum Einsatz im Offroad-Betrieb oder dergleichen handeln. Das Verfahren wird insbesondere bei Fahrzeugen eingesetzt, bei denen zwischen dem Zugfahrzeug und dem Anhänger sich ein Relativwinkel um die Hochachse (Deichselwinkel) und/oder ein Roll- bzw. Wankwinkel um die Längsachse einstellen kann.The inventive method for determining the center of gravity is used in vehicles. The vehicle may be designed as a single vehicle or as a vehicle with towing vehicle and trailer, for example as a tractor-trailer with semitrailer or as a truck with trailer. The vehicle may be a road vehicle, an agricultural vehicle, a construction vehicle, a heavy duty vehicle for off-road use, or the like. The method is used in particular in vehicles in which a relative angle about the vertical axis (drawbar angle) and / or a roll or roll angle about the longitudinal axis can be set between the towing vehicle and the trailer.

Mithilfe des Verfahrens kann der Schwerpunkt des Fahrzeugs bzw. des Anhängers während des laufenden Fahrbetriebs bestimmt werden. Mit Kenntnis des Schwerpunktes des Anhängers liegt auch der Gesamtschwerpunkt des Fahrzeugs fest, sofern der Schwerpunkt des Zugfahrzeugs zumindest annähernd bekannt ist, so dass aus den Informationen über die Schwerpunkte des Zugfahrzeugs und des Anhängers ein Gesamtschwerpunkt berechnet werden kann.The method can be used to determine the center of gravity of the vehicle or trailer while the vehicle is in motion. Knowing the center of gravity of the trailer also determines the overall center of gravity of the vehicle, provided that the center of gravity of the towing vehicle is at least approximately known, so that an overall center of gravity can be calculated from the information about the centers of gravity of the towing vehicle and the trailer.

Um den Schwerpunkt des Fahrzeugs bzw. Anhängers zu ermitteln, werden an mindestens zwei Positionen im Fahrzeug bzw. Anhänger kinematische Zustandgrößen gemessen und mit einer Referenzgröße verglichen. Aus der Differenz zwischen mindestens einer gemessenen Zustandsgröße und der Referenzgröße wird auf die Position des Schwerpunktes im Fahrzeug bzw. Anhänger geschlossen. Die Position des Schwerpunktes wird hierbei in mindestens einer Raumrichtung bestimmt, insbesondere in Vertikalrichtung, da die Höhe des Schwerpunktes im Fahrzeug bzw. Anhänger maßgeblich ist für die Fahrzeugstabilität bei Kurvenfahrt. In order to determine the center of gravity of the vehicle or trailer, kinematic state variables are measured at at least two positions in the vehicle or trailer and compared with a reference variable. From the difference between at least one measured state variable and the reference size is closed to the position of the center of gravity in the vehicle or trailer. The position of the center of gravity is in this case determined in at least one spatial direction, in particular in the vertical direction, since the height of the center of gravity in the vehicle or trailer is decisive for vehicle stability when cornering.

Indem an mindestens zwei Positionen, die zueinander beabstandet sind, im Fahrzeug bzw. Anhänger die mindestens zwei kinematischen Zustandsgrößen gemessen werden, ergeben sich verschiedene Vorteile. Es ist zum einen möglich, gleiche Zustandsgrößen an den mindestens zwei verschiedenen Positionen im Fahrzeug bzw. Anhänger zu messen. In diesem Fall kann eine verbesserte Genauigkeit der Schwerpunktsbestimmung erzielt werden, indem jede einzelne gemessene Zustandsgröße an den verschiedenen Positionen im Fahrzeug bzw. Anhänger jeweils mit einer zugeordneten Referenzgröße verglichen wird. In einer weiteren Ausführung ist es auch möglich, dass eine gemessene Zustandsgröße als Referenzgröße herangezogen und die mindestens eine weitere gemessene Zustandsgröße mit dieser Referenzgröße verglichen wird. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass die Referenzgröße während des laufenden Verfahrens bestimmt wird. By measuring the at least two kinematic state variables in the vehicle or trailer at at least two positions which are spaced apart from one another, various advantages result. On the one hand, it is possible to measure the same state variables at the at least two different positions in the vehicle or trailer. In this case, an improved accuracy of the center of gravity determination can be achieved by comparing each individual measured state variable at the various positions in the vehicle or trailer respectively with an assigned reference variable. In a further embodiment, it is also possible for a measured state variable to be used as reference variable and the at least one further measured state variable to be compared with this reference variable. This embodiment has the advantage that the reference size is determined during the current process.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung werden an verschiedenen Positionen im Fahrzeug bzw. Anhänger unterschiedliche Zustandsgrößen gemessen und mit jeweils zugeordneten Referenzgrößen verglichen. Auf diese Weise ist es möglich, an verschiedenen Positionen im Fahrzeug bzw. Anhänger unterschiedliche Zustandsgrößen, welche den Fahrzustand repräsentieren, zu ermitteln. According to a further expedient embodiment, different state variables are measured at different positions in the vehicle or trailer and compared with respectively assigned reference variables. In this way, it is possible to determine different state variables which represent the driving state at different positions in the vehicle or trailer.

Im Fahrzeug bzw. Anhänger sind mindestens zwei versetzt zueinander angeordnete Sensoren platziert, über die jeweils eine Zustandsgröße gemessen wird. Die Sensoren können in Längsrichtung, in Querrichtung und/oder in Vertikalrichtung zueinander versetzt angeordnet sein. Beispielsweise befinden sich im unteren Bereich sowie im oberen Bereich des Fahrzeugs bzw. Anhängers jeweils drei Sensoren, die über die Länge verteilt angeordnet sind, beispielsweise jeweils im vorderen, im mittleren und im hinteren Bereich des Fahrzeugs bzw. Anhängers. Die Sensoren können bezogen auf die Querrichtung jeweils in der Mitte oder mit seitlichem Versatz im Fahrzeug bzw. Anhänger angeordnet sein. In the vehicle or trailer at least two mutually offset sensors are placed, on each of which a state variable is measured. The sensors can be arranged offset to one another in the longitudinal direction, in the transverse direction and / or in the vertical direction. For example, in the lower region and in the upper region of the vehicle or trailer there are three sensors each, which are distributed over the length, for example in each case in the front, in the middle and in the rear region of the vehicle or trailer. The sensors can be arranged with respect to the transverse direction in each case in the middle or with a lateral offset in the vehicle or trailer.

Jeder Sensor kann mindestens eine Zustandsgröße ermitteln. Bei den Zustandsgrößen handelt es sich insbesondere um kinematische Zustandsgrößen, vorzugsweise um Beschleunigungsgrößen und/oder Drehraten in bzw. um die Fahrzeuglängsachse, die Fahrzeugquerachse bzw. die Fahrzeughochachse. Each sensor can determine at least one state variable. The state variables are, in particular, kinematic state variables, preferably acceleration variables and / or yaw rates in or around the vehicle longitudinal axis, the vehicle transverse axis or the vehicle vertical axis.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist mindestens ein Sensor, vorzugsweise alle Sensoren als Mehrachssensor ausgebildet, über die mehrere kinematische Zustandsgrößen gemessen werden können, beispielsweise die Längs-, Querund Vertikalbeschleunigung im Fahrzeug bzw. Anhänger sowie die Drehraten um die Längsachse, die Querachse und die Hoch- bzw. Vertikalachse im Fahrzeug bzw. Anhänger.According to an advantageous embodiment, at least one sensor, preferably all sensors are designed as a multi-axis sensor, via the several kinematic state variables can be measured, for example, the longitudinal, transverse and vertical acceleration in the vehicle or trailer and the rotation rates about the longitudinal axis, the transverse axis and the vertical or vertical axis in the vehicle or trailer.

Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung, die sich auf ein Fahrzeug mit Zugfahrzeug und Anhänger bezieht, wird auch mindestens eine Zustandsgröße des Zugfahrzeugs ermittelt und zur Bestimmung der Referenzgröße herangezogen. So beeinflusst beispielsweise die Kurvenfahrt die Referenzgröße für den Anhänger in Bezug auf querdynamische Zustandsgrößen, insbesondere die Querbeschleunigung. Die Kurvenfahrt kann zum Beispiel anhand des Lenkwinkels aus dem Zugfahrzeug bestimmt werden. Auch die Fahrzeuggeschwindigkeit, welche vorzugsweise im Zugfahrzeug sensorisch bestimmt wird, kann einen wesentlichen Einfluss auf die Referenzgröße haben, die zum Vergleich mit einer gemessenen kinematischen Zustandsgröße im Anhänger gebildet wird. Des Weiteren kann gegebenenfalls auch eine Drehrate oder mehrere Drehraten um verschiedene Achsen des Zugfahrzeugs bestimmt und zur Ermittlung einer Referenzgröße herangezogen werden.According to yet another advantageous embodiment, which relates to a vehicle with traction vehicle and trailer, and at least one state variable of the towing vehicle is determined and used to determine the reference size. For example, cornering influences the reference variable for the trailer in terms of lateral dynamic state variables, in particular the lateral acceleration. The cornering can be determined, for example, based on the steering angle from the towing vehicle. Also, the vehicle speed, which is preferably determined by sensors in the towing vehicle, can have a significant influence on the reference variable, which is formed for comparison with a measured kinematic state variable in the trailer. Furthermore, if appropriate, a rate of rotation or several yaw rates about different axes of the towing vehicle can also be determined and used to determine a reference quantity.

Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung wird mindestens eine Referenzgröße aus einem mathematischen Fahrzeugmodell bestimmt, in welchem parallel zur Messung der Zustandsgrößen die aktuelle Fahrzeugdynamik abgebildet wird, wobei der Verlauf von berechneten Zustandsgrößen, welche den gemessenen Zustandsgrößen entsprechen, mit den Messwerten verglichen wird. Da in dem mathematischen Modell mit einem Standard-Ausgangswert des Fahrzeugschwerpunktes gerechnet wird, kann aus einer Abweichung der Messwerte von den berechneten Zustandsgrößen auf die aktuelle Position des Fahrzeugschwerpunktes geschlossen werden.In accordance with yet another expedient embodiment, at least one reference variable is determined from a mathematical vehicle model in which the current vehicle dynamics are mapped parallel to the measurement of the state variables, the course of calculated state variables corresponding to the measured state variables being compared with the measured values. Since a standard initial value of the vehicle's center of gravity is calculated in the mathematical model, a deviation of the measured values from the calculated state variables to the current position of the vehicle's center of gravity can be deduced.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung liegt mindestens eine Referenzgröße als vorab bestimmte Ausgangsgröße vor. Beispielsweise kann für einen definierten Beladungszustand des Fahrzeugs bzw. Anhängers vorab der Schwerpunkt im Fahrzeug bzw. Anhänger ermittelt werden und der Verlauf der Querbeschleunigung im Fahrzeug bzw. Anhänger für eine definierte Geschwindigkeit und einen definierten Lenkwinkel als Referenzgröße bestimmt werden, mit der die gemessene Querbeschleunigung im Fahrzeug bzw. Anhänger verglichen wird. Aus einer eventuellen Abweichung der gemessenen Querbeschleunigung zur Referenz-Querbeschleunigung kann auf die Höhenverschiebung des aktuellen Schwerpunktes gegenüber dem Referenzschwerpunkt geschlossen werden.In accordance with a further expedient embodiment, at least one reference variable is present as a predefined output variable. For example, the center of gravity in the vehicle or trailer can be ascertained in advance for a defined loading state of the vehicle or trailer and the course of the lateral acceleration in the vehicle or trailer for a defined speed and a defined steering angle can be determined as the reference variable with which the measured lateral acceleration in the vehicle Vehicle or trailer is compared. From a possible deviation of the measured lateral acceleration to the reference lateral acceleration can be concluded that the height shift of the current center of gravity relative to the reference center of gravity.

Die gleiche Vorgehensweise gilt im Prinzip auch bei einer Bestimmung der Referenzgröße aus einem mathematischen Fahrzeugmodell.In principle, the same procedure also applies when determining the reference variable from a mathematical vehicle model.

Sofern eine Referenzgröße aus einer gemessenen Zustandsgröße im Fahrzeug bzw. Anhänger bestimmt wird, indem beispielsweise die gemessene Zustandsgröße an einem Sensor unmittelbar als Referenzgröße verwendet wird, mit der die entsprechende gemessene Zustandsgröße an einem weiteren Sensor verglichen wird, kann bei einem Zusammenfallen von Zustandsgröße und Referenzgröße – bei bekannten sonstigen fahrdynamischen Zustandsgrößen wie Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkwinkel – bzw. aus der Differenz zwischen Referenzgröße und gemessener Zustandsgröße auf die Position des Schwerpunktes geschlossen werden. Je nach betrachteter Zustandsgröße ist eine Bestimmung des Schwerpunktes in Fahrzeuglängsrichtung, in Fahrzeugquerrichtung und/oder in Vertikalrichtung des Fahrzeugs möglich. Diese Vorgehensweise ermöglicht es auch, während der Fahrt erfolgende Ladungsverschiebungen innerhalb des Fahrzeugs bzw. Anhängers zu berücksichtigen, die entsprechend zu einer Schwerpunktsverschiebung führen. Die Kenntnis des aktuellen Schwerpunktes bzw. der Verlagerung des Schwerpunktes im Fahrzeug bzw. Anhänger kann zu einer entsprechenden Parametrierung oder Ansteuerung beispielsweise eines Fahrerassistenzsystems führen und/oder gegebenenfalls als Warnsignal dem Fahrer angezeigt werden. If a reference variable from a measured state variable in the vehicle or trailer is determined by, for example, the measured state variable is used directly as a reference variable at a sensor with which the corresponding measured state variable is compared to another sensor, can coincide state variable and reference size - For other known dynamic state variables such as vehicle speed and steering angle - or from the difference between the reference variable and the measured state variable are closed to the position of the center of gravity. Depending on the state variable considered, a determination of the center of gravity in the vehicle longitudinal direction, in the vehicle transverse direction and / or in the vertical direction of the vehicle is possible. This approach also makes it possible to take account of load shifts within the vehicle or trailer during the journey, which lead to a shift in the center of gravity accordingly. The knowledge of the current center of gravity or the displacement of the center of gravity in the vehicle or trailer can lead to a corresponding parameterization or control, for example, of a driver assistance system and / or optionally be displayed to the driver as a warning signal.

Es können verschiedenartige Zustandsgrößen im Anhänger gemessen werden. Hierbei handelt es sich bevorzugt um kinematische Zustandsgrößen, wobei gegebenenfalls auch sonstige Zustandsgrößen gemessen werden können, beispielsweise Kräfte wie zum Beispiel die Gewichtskraft des Anhängerwagens, der auf einem Anhängerfahrwerk lastet. Various state variables can be measured in the trailer. These are preferably kinematic state variables, where appropriate, other state variables can be measured, for example, forces such as the weight of the trailer, which rests on a trailer chassis.

Da das Verfahren zur Bestimmung des Anhängerschwerpunktes während des Fahrbetriebs durchgeführt wird, können gegebenenfalls auch dynamische Lasten im Anhänger berücksichtigt werden, beispielsweise Flüssigkeiten, die zum Beispiel beim Bremsen oder in Kurvenfahrten zu einer Schwerpunktsverschiebung im Anhänger führen.Since the method of determining the trailer's center of gravity during driving is carried out, dynamic loads in the trailer may also be taken into account, for example fluids which, for example during braking or cornering, lead to a shift in the center of gravity in the trailer.

Ein weiterer Aspekt bezieht sich auf ein Verfahren zur Beeinflussung der Fahrdynamik eines Fahrzeugs, das als Einzelfahrzeug oder mit Zugfahrzeug und Anhänger ausgeführt ist, nachdem die Position des Schwerpunktes im Fahrzeug bzw. Anhänger nach einem der vorbeschriebenen Verfahrensschritte bestimmt worden ist. In Abhängigkeit der aktuell ermittelten Position des Schwerpunktes wird mindestens ein Aktuator im Fahrzeug – im Zugfahrzeug und/oder im Anhänger – zur Änderung des Fahrzustandes betätigt. Der Aktuator wird hierbei von Stellsignalen eines Regel- bzw. Steuergerätes angesteuert, in welchem die verschiedenen Verfahrensschritte ablaufen. Der angesteuerte Aktuator zur Änderung des Fahrzustands kann Bestandteil des Lenksystems, des Bremssystems oder eines aktiven Fahrwerks oder dergleichen sein.Another aspect relates to a method for influencing the driving dynamics of a vehicle, which is designed as a single vehicle or with towing vehicle and trailer, after the position of the center of gravity has been determined in the vehicle or trailer according to one of the above-described method steps. Depending on the currently determined position of the center of gravity at least one actuator in the vehicle - in the towing vehicle and / or trailer - operated to change the driving condition. The actuator is in this case of actuating signals of a control or control device controlled, in which proceed the various process steps. The controlled actuator for changing the driving state may be part of the steering system, the brake system or an active chassis or the like.

Dementsprechend bezieht sich die Erfindung auch auf ein Fahrerassistenzsystem in einem Fahrzeug, das als Einzelfahrzeug oder mit Zugfahrzeug und Anhänger ausgeführt und mit einem Regel- bzw. Steuergerät ausgestattet ist, in welchem die Verfahrensschritte zur Ermittlung der Schwerpunktsposition des Fahrzeugs bzw. Anhängers sowie zur Ansteuerung mindestens eines Aktuators im Fahrzeug bzw. Anhänger ablaufen.Accordingly, the invention also relates to a driver assistance system in a vehicle, which is designed as a single vehicle or tractor and trailer and equipped with a control unit, in which the method steps for determining the center of gravity position of the vehicle or trailer and for driving at least run an actuator in the vehicle or trailer.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:

1 in Draufsicht ein Sattelschlepper mit Zugmaschine und Auflieger, wobei in der Zugmaschine und im Auflieger verschiedene Sensoren zur Ermittlung kinematischer Zustandsgrößen angeordnet sind, 1 in plan view a semi-trailer tractor and semi-trailer, wherein in the tractor and in the trailer different sensors for determining kinematic state variables are arranged,

2 der Auflieger im Schnitt, mit Sensoren im oberen und unteren Bereich bei zentrischer Position des Anhängerschwerpunkts, 2 the semi-trailer on average, with sensors in the upper and lower area in centric position of the trailer's center of gravity,

3 eine 2 entsprechende Darstellung des Aufliegers, jedoch mit nach oben sowie seitlich verschobenem Anhängerschwerpunkt, 3 a 2 corresponding representation of the trailer, but with upward and laterally displaced trailer center of gravity,

4 ein Blockschaltbild mit Verfahrensschritten zur Schwerpunktsbestimmung des Anhängers und zur Beeinflussung der Fahrdynamik des Fahrzeugs. 4 a block diagram with process steps for determining the center of gravity of the trailer and to influence the driving dynamics of the vehicle.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.

In den 1 bis 3 ist ein Fahrzeug 1 dargestellt, das ein Zugfahrzeug 2 und einen Anhänger 3 umfasst. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Fahrzeug um einen Sattelschlepper mit einer Zugmaschine als Zugfahrzeug 2 und einem Auflieger als Anhänger 3. Der Anhänger 3 kann bei Kurvenfahrt gegenüber dem Zugfahrzeug 2 als Relativwinkel zwischen den Längsachsen von Zugfahrzeug und Anhänger einen Deichselwinkel einnehmen. Außerdem kann der Anhänger 3 gegenüber dem Zugfahrzeug 2 als Relativwinkel um seine Anhängerlängsachse einen Roll- bzw. Wankwinkel ausführen. In the 1 to 3 is a vehicle 1 shown that a towing vehicle 2 and a trailer 3 includes. In the exemplary embodiment, the vehicle is a semi-trailer with a tractor as towing vehicle 2 and a trailer as a trailer 3 , The trailer 3 can when cornering opposite the towing vehicle 2 as a relative angle between the longitudinal axes of towing vehicle and trailer take a drawbar angle. In addition, the trailer can 3 opposite the towing vehicle 2 as a relative angle around its trailer longitudinal axis to execute a roll or roll angle.

Zur Ermittlung des Schwerpunktes 4 (2, 3) werden Sensordaten während der Fahrt ermittelt, die Zustandsgrößen des Fahrzeuges repräsentieren. Hierzu ist im Zugfahrzeug 2 ein Sensor 5 angeordnet, im Anhänger 3 sind insgesamt sechs Sensoren 6a, b, 7a, b und 8a, b angeordnet, von denen sich jeweils drei Sensoren über die Länge des Anhängers 3 im vorderen, mittleren und hinteren Bereich sowie im oben liegenden und im unten liegenden Bereich des Anhängers verteilen. Über die Sensoren 5 bis 8 können insbesondere kinematische Zustandsgrößen gemessen werden, vorzugsweise die Beschleunigungen in Längs-, Quer- und Vertikalrichtung des Zugfahrzeugs 2 sowie des Anhängers 3 und die Drehraten um die Längs-, Quer- und Vertikalachse. Im Zugfahrzeug 2 können außerdem die Fahrzeuggeschwindigkeit des Zugfahrzeugs sowie der Lenkwinkel ermittelt werden.To determine the center of gravity 4 ( 2 . 3 ) sensor data are determined while driving, representing the state variables of the vehicle. This is in the towing vehicle 2 a sensor 5 arranged in the trailer 3 are a total of six sensors 6a , b, 7a , Federation 8a , b arranged, of which in each case three sensors over the length of the trailer 3 distribute in the front, middle and rear area as well as in the overhead and in the lower area of the trailer. About the sensors 5 to 8th In particular, kinematic state variables can be measured, preferably the accelerations in the longitudinal, transverse and vertical directions of the towing vehicle 2 as well as the trailer 3 and the rotation rates about the longitudinal, transverse and vertical axis. In the towing vehicle 2 In addition, the vehicle speed of the towing vehicle and the steering angle can be determined.

Die Bestimmung des Anhängerschwerpunktes kann während der Fahrt durchgeführt werden. Über die gemessenen Zustandsgrößen kann die aktuelle Position des Schwerpunktes 4 im Anhänger 3 bestimmt werden, wobei gegebenenfalls auch dynamische Anhängerverschiebungen aus einer Mittellage, wie in 2 dargestellt, in eine außermittige Position gemäß 3 erfasst werden können, beispielsweise bei im Anhänger 3 befindlichen Flüssigkeiten, die sich bei einem Bremsvorgang oder bei Kurvenfahrt im Anhänger 3 dynamisch verlagern.The determination of the trailer's center of gravity can be carried out while driving. The measured state variables can be used to determine the current position of the center of gravity 4 in the trailer 3 be determined, where appropriate, also dynamic trailer shifts from a central position, as in 2 shown in an off-center position according to 3 can be detected, for example, in the trailer 3 Liquids, resulting in a braking operation or cornering in the trailer 3 shift dynamically.

In 4 ist ein Blockdiagramm zur Ermittlung der Position des Anhängerschwerpunktes dargestellt. In einem ersten Block 10 werden aus den insgesamt sechs an verschiedenen Positionen im Anhänger angeordneten Sensoren 6a, b, 7a, b und 8a, b die kinematischen Zustandsgrößen im Anhänger gemessen. Im Zugfahrzeug werden die kinematischen Zustandsgrößen im Sensor 5 gemessen, darüber hinaus im Sensor 11 die Fahrzeuggeschwindigkeit des Zugfahrzeugs und im Sensor 12 der Lenkwinkel im Zugfahrzeug.In 4 a block diagram for determining the position of the trailer's center of gravity is shown. In a first block 10 are made up of the six sensors located at different positions in the trailer 6a , b, 7a , Federation 8a , b measured the kinematic state variables in the trailer. In the towing vehicle, the kinematic state variables in the sensor 5 measured, beyond that in the sensor 11 the vehicle speed of the towing vehicle and in the sensor 12 the steering angle in the towing vehicle.

Die Sensordaten werden einem folgenden Block 13 zugeführt, in welchem ein Vergleich der Sensordaten mit Referenzwerten aus einem mathematischen Fahrzeugmodell 14 durchgeführt wird. Im Fahrzeugmodell 14 kann eine Referenzposition für den Anhängerschwerpunkt verwendet werden, insbesondere für einen definierten Lastzustand und Beladungszustand im Anhänger. Hieraus ergeben sich im Fahrzeugmodell 14 berechnete Zustandsgrößen, die als Referenzgrößen für die gemessenen Zustandsgrößen insbesondere aus dem Block im Anhänger verwendet werden können. The sensor data becomes a following block 13 in which a comparison of the sensor data with reference values from a mathematical vehicle model 14 is carried out. In the vehicle model 14 a reference position for the trailer's center of gravity can be used, in particular for a defined load condition and loading condition in the trailer. This results in the vehicle model 14 calculated state variables that can be used as reference variables for the measured state variables, in particular from the block in the trailer.

Im folgenden Block 15 erfolgt die Bestimmung des aktuellen Anhängerschwerpunktes aus dem vorangegangenen Vergleich der gemessenen kinematischen Zustandsgrößen im Anhänger mit den aus dem Fahrzeugmodell 14 berechneten Zustandsgrößen. Fallen die gemessenen und die berechneten Größen zusammen, so entspricht der aktuelle Anhängerschwerpunkt dem Referenzschwerpunkt. Fallen die gemessenen Zustandsgrößen und die Referenzgrößen auseinander, so entspricht der aktuelle Anhängerschwerpunkt nicht der Position des Referenzschwerpunktes. Aus der Abweichung der verschiedenen gemessenen und berechneten Zustandsgrößen kann auf die aktuelle Lage des Anhängerschwerpunktes mit einer Verschiebung gegenüber dem Referenzschwerpunkt in Längs-, Quer- und Vertikalrichtung geschlossen werden.In the following block 15 the determination of the current trailer center of gravity results from the preceding comparison of the measured kinematic state variables in the trailer with those from the vehicle model 14 calculated state variables. If the measured and calculated quantities coincide, then the current focus of the supporter is the reference focus. Fall the measured state variables and the reference variables apart, the current trailer focus does not correspond to the position of the reference center of gravity. From the deviation of the different measured and calculated state variables can be concluded that the current position of the trailer's center of gravity with a shift relative to the reference center of gravity in the longitudinal, transverse and vertical directions.

Die Informationen über den aktuellen Anhängerschwerpunkt können über einen Datenbus 16 beispielsweise an ein weiteres Steuergerät, zum Beispiel in einem Bremssystem oder Lenksystem oder einem sonstigen Fahrzeugregelsystem zur Verfügung gestellt werden. Im Block 17 erfolgt die Abfrage, ob auf der Grundlage der gemessenen Zustandsgrößen sowie des ermittelten Anhängerschwerpunktes die Gefahr einer Fahrzeuginstabilität besteht. Dies kann beispielsweise über ein weiteres Fahrzeugmodell durchgeführt werden unter Berücksichtigung der gemessenen Größen. Ergibt die Abfrage im Schritt 17, dass die Gefahr einer Instabilität besteht, beispielsweise bei Kurvenfahrt, kann der Ja-Verzweigung („Y“) folgend zum nächsten Block 18 vorgerückt werden und ein Aktuator im Fahrzeug, beispielsweise im Lenk- oder Bremssystem oder in einem aktiven Fahrwerk angesteuert werden, um das Fahrzeug zu stabilisieren. Andernfalls wird der Nein-Verzweigung („N“) folgend vorgerückt und das Verfahren ist beendet. The information about the current trailer focus can be accessed via a data bus 16 be made available for example to another control device, for example in a brake system or steering system or other vehicle control system. In the block 17 a query is made as to whether there is a risk of vehicle instability on the basis of the measured state variables and the determined trailer center of gravity. This can be carried out, for example, via a further vehicle model taking into account the measured variables. Returns the query in step 17 in that there is a risk of instability, for example when cornering, following the yes-branch ("Y") to the next block 18 be advanced and an actuator in the vehicle, for example, in the steering or braking system or in an active chassis are controlled to stabilize the vehicle. Otherwise, the no branch ("N") is advanced following and the procedure is finished.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1749722 B1 [0002]

Claims

A method for determining the center of gravity in a vehicle, in which the driving state determining state variables are measured and compared with a reference variable at at least two positions, wherein the difference between at least one measured state variable and the reference variable on the position of the center of gravity ( 4 ) is closed in the vehicle.

A method according to claim 1, characterized in that for determining the center of gravity in a vehicle which is a towing vehicle ( 2 ) and a trailer ( 3 ), wherein in the trailer ( 3 ) are measured at at least two positions of the driving state determining state variables and compared with a reference variable, wherein from the difference between at least one measured state variable and the reference variable on the position of the center of gravity ( 4 ) in the trailer ( 3 ) is closed.

Method according to Claim 2, characterized in that at least one state variable of the towing vehicle ( 2 ) and used to determine the reference size.

Method according to Claim 3, characterized in that the state variables of the towing vehicle ( 2 ) the vehicle speed, the steering angle and / or one or more accelerations and / or yaw rates of the towing vehicle ( 2 ) be determined.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the vehicle or trailer ( 3 ) arranged sensors ( 5 . 6a , b, 7a , b, 8a , b) are arranged offset from each other for measuring the state variables in the longitudinal direction, in the transverse direction and / or in the vertical direction.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the reference variable of a measured state variable in the vehicle or trailer ( 3 ) is formed.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that as a state variable in the vehicle or trailer ( 3 ) One or more accelerations and / or rotation rates in the trailer ( 3 ) are measured.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one reference variable from a mathematical vehicle model ( 14 ) is determined.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one reference variable is present as a predetermined output.

Method for influencing the driving dynamics of a vehicle ( 1 ), the position of the center of gravity in the vehicle ( 1 ) or a trailer ( 3 ) according to one of claims 1 to 9, wherein, depending on the position of the center of gravity, at least one actuator in the vehicle ( 1 ) or trailer ( 3 ) is operated to change the driving state.

Control or control device for carrying out the method according to one of claims 1 to 9.

Driver assistance system in a vehicle ( 1 ) with a control or control device according to claim 11.