DE102017131064A1

DE102017131064A1 - Detektionsvorrichtung zur Erkennung einer Dachträgerlast von einem auf einem Fahrzeug angeordneten Dachträger

Info

Publication number: DE102017131064A1
Application number: DE102017131064.9A
Authority: DE
Inventors: Adarsh Padmanabhan; Tobias Behn; Gregor Mader; Markus Schweigard; Oliver Vinzenz
Original assignee: Elektronische Fahrwerksysteme GmbH
Current assignee: E:FS TECHHUB GMBH, DE
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-06-27

Abstract

Detektionsvorrichtung 1 zur Erkennung einer Dachträgerlast von einem auf einem Fahrzeug 3 angeordneten Dachträger 2, welche Detektionsvorrichtung 1 mindestens eine Sensoreinheit 11 zur Detektion eines Fahrzeugparameters P und ein Steuergerät 12 zur Ermittlung eines Werts für die Höhe eines Fahrzeugschwerpunkts Sx,Sy,Sz anhand des detektierten Fahrzeugparameters P umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Fahrzeugparameters P während der Fahrt bei einer Bewegung des Fahrzeugs 3 erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Detektionsvorrichtung zur Erkennung einer Dachträgerlast von einem auf einem Fahrzeug angeordneten Dachträger gemäß dem unabhängigen Anspruch.
Die Erfindung betrifft das technische Gebiet von Dachträgersystemen, die es ermöglichen, Gegenstände auf dem Dach eines Fahrzeugs zu transportieren. Derartige Dachträgersysteme haben normalerweise zwei Querträger, die zum Beispiel an der Reling oder der Regenrinne des Fahrzeugs befestigt sind. An den Querträgern können individuell ausgebildete Trägervorrichtungen, wie eine Ski-Box oder ein Dachkoffer befestigt werden.
Es ist aus dem Stand der Technik mit der DE 10 2004 031 224 A1 bereits offenbart, mittels einer im Dachlastenträger integrierten Sensoreinrichtung die Gewichtskraft der Dachlast zu ermitteln. Es lässt sich sicherstellen, dass diese Gewichtskraft unter dem als zulässig erachteten Maximalwert liegt, so dass Überladungen und Überbelastungen von Fahrzeugkomponenten vermieden werden. Bei diesem bekannten Verfahren wird kontinuierlich, die auf dem Dachträger aufgeladene, Last mit konventionellen in dem Dachträger integrierten Druck- oder Kraftsensoren während des Beladens des Fahrzeugs erfasst. Derartige Sensoreinrichtungen haben den Nachteil, dass die Messungen oft ungenau sind und der Einfluss des aktuellen Fahrzeugschwerpunkts aufgrund der Geometrie der Dachlast unberücksichtigt bleibt.
Ferner ist aus der DE 10 2006 002 973 A1 ein Verfahren bekannt, bei dem eine Schwerpunkterhöhung des Fahrzeugs, bedingt durch eine Dachlast auf dem Fahrzeug, erfasst wird, und die dabei erhaltenen Informationen bei einer Einstellung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs im Hinblick auf ein Vermeiden eines Umkippens des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Das Bestimmen der Dachlast wird mit dem Beginn des Zuladens der Dachlast auf das Fahrzeug gestartet. Abhängig von den erfassten Informationen wird eine Änderung von Einstellungen eines elektronischen Fahrdynamikregelsystems des Fahrzeugs aktiviert. Dazu wird beim Installieren eines Dachträgers ein Schalter betätigt. Wird das manuelle Betätigen nicht ausgelöst durch eine schlechte Montage oder falls kein bestimmungsgemäßer Dachträger verwendet wird, der die Auslösung des Schalters bewirkt, behält das Fahrzeug auch bei erhöhter Dachlast die ursprünglichen Einstellungen bei, was insbesondere hinsichtlich der Funktion des ESP, welches auf den Fahrzeugschwerpunkt zurückgreift, von Nachteil ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Detektionsvorrichtung zur Erkennung einer Dachträgerlast von einem auf einem Fahrzeug angeordneten Dachträger bereitzustellen, die die Nachteile des Stands der Technik überwindet, und insbesondere zuverlässig funktioniert und darüber hinaus den Einfluss der Geometrie der Dachträgerlast auf den Fahrzeugschwerpunkt berücksichtigt.
Diese Aufgabe wird durch eine Detektionsvorrichtung zur Erkennung einer Dachträgerlast von einem auf einem Fahrzeug angeordneten Dachträger gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Aspekte bilden den Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Die Erfindung umfasst eine Detektionsvorrichtung zur Erkennung einer Dachträgerlast von einem auf einem Fahrzeug angeordneten Dachträger. Die Detektionsvorrichtung umfasst mindestens eine Sensoreinheit zur Detektion eines Fahrzeugparameters P und ein Steuergerät zur Ermittlung eines Werts für die Höhe eines Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z anhand des detektierten Fahrzeugparameters P. Die Erfindung sieht vor, dass die Ermittlung des Fahrzeugparameters P während der Fahrt bei einer Bewegung des Fahrzeugs erfolgt. Aufgrund der Ermittlung des Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z während der Bewegung des Fahrzeugs, lässt sich nicht nur die Änderung des Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z aufgrund der Gewichtskraft der Dachlast, sondern auch aufgrund der Geometrie der Dachlast berücksichtigen. So kann der Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z aufgrund der Fahrdynamik bei starken Bewegungen (Wankbewegung, Nickbewegung) genauer ermittelt werden. Dies ermöglicht eine verbesserte Einstellung der Funktion von fahrdynamischen Regelsystemen (z.B in einem externen Regler), die wie z.B. ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm) auf den Fahrzeugschwerpunkt zurückgreifen.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist das Steuergerät derart ausgebildet, um den Wert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z anhand des Schwerpunkts der gefederten Fahrzeugmasse zu ermitteln. Aufgrund der Verwendung der gefederten Masse lässt sich der Wert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z einfach anhand der von einem elektronischen Fahrwerk bereitgestellten Daten ermitteln.
Es ist besonders bevorzugt, dass das Steuergerät derart ausgebildet ist, um den Wert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z anhand des detektierten Fahrzeugparameters P kontinuierlich zu ermitteln. Die kontinuierliche Ermittlung des Fahrzeugparameters P erlaubt insbesondere die Genauigkeit aufgrund der Analyse der Fehler zu erhöhen oder bei sich bewegenden (verrutschenden) Dachlasten eine zuverlässige Ermittlung des Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z.
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt ist das Steuergerät derart ausgebildet, um den ermittelten Wert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z mit einem vorbestimmten Schwellwert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts S_x0,S_y0,S_z0 zu vergleichen und in Abhängigkeit davon ein Ausgabesignal für das Ändern der Einstellungen eines Fahrdynamikregelsystems des Fahrzeugs zu erzeugen. So ist sichergestellt, dass erst ab Überschreiten eines vorbestimmten Schwellwerts ein Ändern der Einstellungen eines Fahrdynamikregelsystems erfolgt und kleinere Änderungen des Fahrzeugschwerpunkts unberücksichtigt bleiben.
Ein anderer vorteilhafter Aspekt sieht vor, dass das Steuergerät derart ausgebildet ist, um den ermittelten Wert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z mit mehreren vorbestimmten Schwellwerten für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts S_x1-xn,S_y1-yn,S_z1-zn zu vergleichen und in Abhängigkeit davon unterschiedliche Ausgabesignale für das Ändern der Einstellungen eines Fahrdynamikregelsystems des Fahrzeugs zu erzeugen. So kann zum Beispiel ab einem ersten Schwellwert S_x1,S_y1,S_z1 ein erstes Ausgabesignal für das ESP erzeugt werden. Ab einem zweiten Schwellwert S_x2,S_y2,S_z2 kann ein zweites von dem ersten verschiedenes Ausgabesignal für das ABS erzeugt werden. So lassen sich zum Beispiel die ABS-Bremsintervalle anhand verschiedener Ausgabesignale anpassen.
Ein anderer technisch bevorzugter Aspekt sieht vor, dass das Steuergerät derart ausgebildet ist, um aufgrund des Ausgabesignals für das Ändern des Fahrdynamikregelsystems zumindest einen Parameter beim ESP/ABS oder der Fahrwerksregelung zu ändern. Bevorzugt kann ein einziges Steuergerät sowohl die Dachträgerlast erkennen und gleichzeitig das ESP/ABS oder die Fahrwerksregelung ändern.
Ein anderer vorteilhafter Aspekt sieht vor, dass das Steuergerät derart ausgebildet ist, um den ermittelten Wert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z mit einem weiteren vorbestimmten Überladungsschwellwert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts S_xu,S_yu,S_zu zu vergleichen und in Abhängigkeit davon ein Ausgabesignal für einen Überladungszustand zu erzeugen. Dieses Ausgabesignal kann zum Beispiel zu einer Warnung an den Fahrer und/oder Drosselung der Geschwi ndigkeitfüh ren.
Es ist ferner bevorzugt, dass das Steuergerät derart ausgebildet ist, um den ermittelten Wert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z (unter Berücksichtigung eines Wankmoments) mit einem weiteren vorbestimmten Roll-Over-Schwellwert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts S_xr,S_yr,S_zr zu vergleichen und in Abhängigkeit davon ein Ausgabesignal für eine Roll-Over-Gefahr zu erzeugen. Dieses Ausgabesignal kann zum Beispiel zur Steuerung der Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden.
Ein technisch vorteilhafter Aspekt sieht vor, dass die mindestens eine Sensoreinheit Aufbauhöhenänderungssensoren, Querbeschleunigungssensoren und Wankwinkelsensoren umfasst.
Alternativ oder Additiv dazu, kann die mindestens eine Sensoreinheit Aufbauhöhenänderungssensoren, Längsbeschleunigungssensoren und Nickwinkelsensoren umfasst.
Ein anderer bevorzugter Aspekt sieht vor, dass die mindestens eine Sensoreinheit Fahrzeugvertikalbeschleunigungssensoren, Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, Fahrzeugquergeschwindigkeit und / oder Drehratensensoren (Gierratensensor) zur Detektion der jeweiligen Fahrzeugparameter P umfasst. Diese zusätzlichen Sensoren können insbesondere zur Erhöhung der Genauigkeit der Bestimmung des Fahrzeugschwerpunkts und damit zur präziseren Einstellung der Fahrzeugparameter verwendet werden.
Gemäß einem anderen technischen Aspekt umfasst die mindestens eine Sensoreinheit ferner Dämpferbestromungssensoren. Das Steuergerät ist derart ausgebildet, um bei der Ermittlung des Werts für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z eine Korrektur anhand unterschiedlicher detektierter fahrdynamischer Fahrzeugparameter P durchzuführen. Auf diese Art und Weise lässt sich mit korrigierten Werten für den Fahrzeugschwerpunkt eine präzisere Einstellung der Fahrzeugparameter P realisieren.
Außerdem ist es besonders bevorzugt, dass die mindestens eine Sensoreinheit Tür-Status-Sensoren und/- oder Fahrbahnunebenheitssensoren umfasst. Die Tür-Status-Sensoren erlauben ein Vorteilhaftes Starten des Ablaufs der Detektion des Fahrzeugschwerpunkts. Die Fahrbahnunebenheitssensoren erlauben eine Unterbrechung der Ermittlung des Fahrzeugschwerpunkts, wenn die detektierten Werte unbrauchbar sind.
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Detektionsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche umfassend eine Sensoreinheit zur Detektion eines Fahrzeugparameters P und ein Steuergerät zur Ermittlung eines Werts für die Höhe eines Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z anhand des detektierten Fahrzeugparameters P.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figur näher erläutert. Die Figur zeigt ein Fahrzeug mit einer Detektionsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend eine Sensoreinheit zur Detektion eines Fahrzeugparameters P.
In 1 ist ein Fahrzeug 3 mit einem Dachträger 2 dargestellt. Das Fahrzeug umfasst eine Detektionsvorrichtung 1 zur Erkennung einer Dachträgerlast, die von auf dem Dachträger 2 angeordneten Transportgegenständen erzeugt wird. Dachträger 2 hat im gezeigten Beispiel zwei Querträger, an denen die Dachlast selbst oder individuell ausgebildete Trägervorrichtungen, wie eine Ski-Box oder ein Dachkoffer, befestigbar sind.
Die Detektionsvorrichtung 1 umfasst in diesem Beispiel eine Sensoreinheit 11 zur Detektion eines Fahrzeugparameters P, wie zum Beispiel Sensoren zur Bestimmung der Aufbauhöhenänderungssensoren, Querbeschleunigungssensoren und Wankwinkelsensoren, Fahrzeugslängsgeschwindigkeit, Fahrzeugquergeschwindigkeit, Längsbeschleunigungssensoren und Nickwinkelsensoren, Fahrzeugvertikal-beschleunigungssensoren und / oder Drehratensensoren.
Eine Sensoreinheit 11 kann ferner Dämpferbestromungssensoren umfassen, die zur Korrektur des ermittelten Werts für den Fahrzeugschwerpunkt S_x,S_y,S_z verwendbar sind.
Detektionsvorrichtung 1 umfasst ferner ein Steuergerät 12 zur Ermittlung eines Werts für die Höhe eines Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z anhand der detektierten Fahrzeugparameter P.
Vorteilhafterweise wird dabei nicht nur die Änderung des Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z aufgrund der Gewichtskraft der Dachlast, sondern auch aufgrund der Geometrie der Dachlast berücksichtigt. So wird eine verbesserte Einstellung der Funktion von fahrdynamischen Regelsystemen wie später ausgeführt ermöglicht.
Das dargestellte Steuergerät 12 ist derart ausgebildet, um den Wert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z anhand des Schwerpunkts der gefederten Fahrzeugmasse zu ermitteln.
In einer Variante vergleicht das Steuergerät 12 den ermittelten Wert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z mit einem vorbestimmten Schwellwert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts S_x0,S_y0,S_z0.
Alternativ oder Additiv dazu, wird der ermittelte Wert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z mit mehreren vorbestimmten Schwellwerten für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts S_x1-xn,S_y1-yn,S_z1-zn verglichen.
In Abhängigkeit davon können unterschiedliche Ausgabesignale erzeugt werden. Aufgrund des Ausgabesignals können Parameter beim ESP oder ABS 13 geändert werden.
In Abhängigkeit von dem Ausgabesignal können auch Parameter der Fahrwerksregelung 14 (wie elektronische aktive Wankstabilisierung, el. ActivBodyControl, Neigungsanzeige, Dämpferregelung, Integralllenkung (Dynamik + Hinterachslenkung)) geändert werden. Dazu kann ein Schwellwert oder mehrere Schwellwerte verwendet werden.
Außerdem kann das Ausgabesignal abhängig von den Tür-Status-Sensoren 15 erzeugt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004031224 A1 [0003]
DE 102006002973 A1 [0004]

Claims

Detektionsvorrichtung (1) zur Erkennung einer Dachträgerlast von einem auf einem Fahrzeug (3) angeordneten Dachträger (2), welche Detektionsvorrichtung (1) mindestens eine Sensoreinheit (11) zur Detektion eines Fahrzeugparameters (P) und ein Steuergerät (12) zur Ermittlung eines Werts für die Höhe eines Fahrzeugschwerpunkts (S_x,S_y,S_z) anhand des detektierten Fahrzeugparameters (P) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (12) derart ausgebildet ist, dass die Ermittlung des Fahrzeugparameters (P) bei einer Bewegung des Fahrzeugs (3) erfolgt und anhand der Änderung des Fahrzeugschwerpunkts (S_x,S_y,S_z) eine Dachträgerlast ermittelt wird.
Detektionsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät (12) derart ausgebildet ist, um den Werts für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts (S_x,S_y,S_z) anhand des Schwerpunkts der gefederten Fahrzeugmasse oder der Gesamtfahrzeugmasse zu ermitteln.
Detektionsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuergerät (12) derart ausgebildet ist, um den Wert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts (S_x,S_y,S_z) anhand des detektierten Fahrzeugparameters (P) kontinuierlich zu ermitteln.
Detektionsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Steuergerät (12) derart ausgebildet ist, um den ermittelten Wert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts (S_x,S_y,S_z) mit einem vorbestimmten Schwellwert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts (S_x0,S_y0,S_z0) zu vergleichen und in Abhängigkeit davon ein Ausgabesignal für das Ändern der Einstellungen eines Fahrdynamikregelsystems (13, 14) des Fahrzeugs (1) zu erzeugen.
Detektionsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Steuergerät (12) derart ausgebildet ist, um den ermittelten Wert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts (S_x,S_y,S_z) mit mehreren vorbestimmten Schwellwerten für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts (S_x1-xn,S_y1-yn,S_z1-zn) zu vergleichen und in Abhängigkeit davon unterschiedliche Ausgabesignale für das Ändern der Einstellungen eines Fahrdynamikregelsystems (13, 14) des Fahrzeugs (3) zu erzeugen.
Detektionsvorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Steuergerät (12) derart ausgebildet ist, um aufgrund des Ausgabesignals für das Ändern des Fahrdynamikregelsystems (13, 14) zumindest einen Parameter beim ESP/ABS (13) oder der Fahrwerksregelung (14) zu ändern.
Detektionsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Steuergerät (12) derart ausgebildet ist, um den ermittelten Wert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts (S_x,S_y,S_z) mit einem weiteren vorbestimmten Überladungsschwellwert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts (S_xu,S_yu,S_zu) zu vergleichen und in Abhängigkeit davon ein Ausgabesignal für einen Überladungszustand zu erzeugen.
Detektionsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Steuergerät (12) derart ausgebildet ist, um den ermittelten Wert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts (S_x,S_y,S_z) mit einem weiteren vorbestimmten Roll-Over-Schwellwert für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts (S_xr,S_yr,S_zr) zu vergleichen und in Abhängigkeit davon ein Ausgabesignal für eine Roll-Over-Gefahr zu erzeugen.
Detektionsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Sensoreinheit (11) Sensoren zur Bestimmung der Aufbauhöhenänderung, Querbeschleunigungssensoren und Wankwinkelsensoren zur Detektion der jeweiligen Fahrzeugparameter (P) umfasst.
Detektionsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Sensoreinheit (11) Sensoren zur Bestimmung der Aufbauhöhenänderung, Längsbeschleunigungssensoren und Nickwinkelsensoren zur Detektion der jeweiligen Fahrzeugparameter (P) umfasst.
Detektionsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Sensoreinheit (11) Fahrzeugvertikalbeschleunigungssensoren, Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, Fahrzeugquergeschwindigkeit und / oder Drehratensensoren zur Detektion der jeweiligen Fahrzeugparameter (P) umfasst.
Detektionsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die mindestens eine Sensoreinheit (11) ferner Dämpferbestromungssensoren umfasst, und wobei das Steuergerät (12) derart ausgebildet ist, um bei der Ermittlung des Werts für die Höhe des Fahrzeugschwerpunkts (S_x,S_y,S_z) eine Korrektur anhand unterschiedlicher detektierter fahrdynamischer Fahrzeugparameter (P) durchzuführen.
Detektionsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Sensoreinheit (11) Tür-Status-Sensoren (15) oder Fahrbahnunebenheitssensoren (16) umfasst.
Fahrzeug mit einer Detektionsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche umfassend eine Sensoreinheit zur Detektion eines Fahrzeugparameters P und ein Steuergerät zur Ermittlung eines Werts für die Höhe eines Fahrzeugschwerpunkts S_x,S_y,S_z anhand des detektierten Fahrzeugparameters P.