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Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung für ein Fahrzeug, mit einer Sensoranordnung, mittels welcher eine Lage mindestens eines Fahrzeugrads oder einer Fahrzeugachse relativ zu einem Fahrzeugaufbau charakterisierende Sensorsignale erzeugbar sind, und mit einer Auswerteeinrichtung, die mit der Sensoranordnung verbunden ist, und mittels der Auswerteeinrichtung unter Auswertung der Sensorsignale mindestens eine einen Höhenstand des Fahrzeugaufbaus charakterisierende Höhenstandinformation ermittelbar ist, wobei die Sensoranordnung mindestens einen Kraftsensor aufweist, und die Höhenstandinformation mittels des mit dem Kraftsensor bereit gestellten Sensorsignals ermittelt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Messvorrichtung.
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Des Weiteres ist aus der
DE 10 2017 207 559 A1 bekannt, dass ein Beschleunigungssensor genutzt wird, um auf Basis der Sensorsignale des Beschleunigungssensors die Höhenstandinformation zu ermitteln. Als eine Alternative ist aus der
DE 10 2017 207 559 A1 die Verwendung eines Magnetfeldsensors zur Ermittlung der Höhenstandinformation bekannt.
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Zusätzlich oder alternativ zur Bestimmung einer Höhenstandinformation bezüglich des Höhenstands des Fahrzeugaufbaus in Bezug zu einem Fahrwerk, einem Rad des Fahrzeugs und/oder einer Fahrbahnoberfläche ist oftmals die Ermittlung einer Ladezustandinformation bezüglich einer Beladung des Fahrzeugs, insbesondere in Hinblick auf ein zugelassenes Gesamtgewicht des Fahrzeugs, von Interesse.
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Für die Bestimmung der Höhenstandinformation und/oder der Ladezustandinformation ist die Verwendung unterschiedlicher Sensortypen bekannt. Zugleich besteht das Bestreben die gewünschten Informationen mittels einer möglichst kostengünstigen Messvorrichtung oder Sensoranordnung erhalten zu können. Je nach Sensortyp und gewünschter Information sind verschiedene Sensoren mit einem unterschiedlichen Konstruktions- und Kostenaufwand verbunden.
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Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, eine Messvorrichtung und/oder ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass der Konstruktions- und/oder Kostenaufwand reduziert ist, insbesondere soll eine qualitativ hochwertige Höhenstandinformation und/oder Ladezustandinformation bereit gestellt werden. Vorzugsweise soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit einer Messvorrichtung nach Anspruch 1 und mittels eines Verfahrens Anspruch 9 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.
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Demnach wird eine Messvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, vorgeschlagen. Die Messvorrichtung weist eine Sensoranordnung auf, wobei mittels der Sensoranordnung eine Lage mindestens eines Fahrzeugrads oder einer Fahrzeugachse relativ zu einem Fahrzeugaufbau charakterisierende Sensorsignale erzeugbar oder erzeugt sind. Vorzugsweise sind mittels der Messvorrichtung eine Lage eines oder mindestens eines ein Fahrzeugrad mit einem Fahrzeugaufbau verbindenden und gelenkig mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen Fahrwerkbauteils relativ zu dem Fahrzeugaufbau charakterisierende Sensorsignale erzeugbar oder erzeugt. Insbesondere ist mittels der die Lage des Fahrwerkbauteils charakterisierenden Sensorsignale die Lage des mindestens einen Fahrzeugrads oder der Fahrzeugachse in Bezug zum Fahrzeugaufbau ermittelbar oder ermittelt.
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Die Messvorrichtung weist eine Auswerteeinrichtung auf, wobei die Auswerteeinrichtung mit der Sensoranordnung verbunden ist. Mittels der Auswerteeinrichtung ist unter Auswertung der Sensorsignale mindestens eine einen Höhenstand des Fahrzeugaufbaus charakterisierende Höhenstandinformation ermittelbar oder ermittelt.
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Die Sensoranordnung weist mindestens einen Kraftsensor auf, wobei die Höhenstandinformation mittels des mit dem Kraftsensor bereit gestellten Sensorsignals ermittelt ist.
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Hierbei ist von Vorteil, dass das ein Kraftsensor im Vergleich zu anderen Sensortypen, insbesondere einem magnetfeldempfindlichen Sensor, einen einfacheren konstruktiven Aufbau aufweist und kostengünstiger ist. Vorzugsweise ist der Kraftsensor an einem Fahrwerkbauteil des Fahrzeugs angeordnet. Der Kraftsensor kann beispielsweise als ein Drucksensor oder als ein Dehnmessstreifen ausgebildet sein. Hierbei liegt der erfindungsgemäßen Lösung unter anderem die Erkenntnis zu Grunde, dass anhand eines oder mehrere Sensorsignale des Kraftsensors auf die gewünschte Höhenstandinformation geschlossen werden kann. Hierbei kann die Höhenstandinformation mittels einer Berechnung oder einer Look-Up-Tabelle bestimmt und/oder ermittelt werden. Insbesondere ist mittels des Kraftsensors ein Einfederungszustand eines Fahrwerks des Fahrzeugs bestimmbar oder bestimmt. Die Höhenstandinformation und/oder eine Ladezustandinformation kann mittels des Sensorsignale des Kraftsensors und unter Berücksichtigung einer bekannten Federrate oder Federkontante einer Fahrwerksfeder im Fahrwerk des Fahrzeugs bestimmbar oder bestimmt sein. Vorzugsweise ist aufgrund einer Ableitung des Wertes des Sensorsignals des Kraftsensors eine Beschleunigung eines Rades des Fahrzeugs bestimmbar oder bestimmt. Insbesondere ist hierüber die gewünschte Höhenstandinformation ermittelbar oder ermittelt.
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Vorzugsweise wird die Höhenstandinformation ausschließlich auf Basis des Sensorsignals des Kraftsensors ermittelt. Somit kann ein kostengünstiger Kraftsensor, insbesondere anstelle eines magnetfeldempfindlichen Sensors, zur Bestimmung des Höhenstands des Fahrzeugaufbaus eingesetzt sein oder werden. Alternativ kann die Höhenstandinformation aufgrund einer Kombination des mittels des Kraftsensors bereitgestellten ersten Sensorsignals und mittels von mindestens einem weiteren Sensor bereitgestellten weiteren Sensorsignals ermittelt sein oder werden. Aufgrund einer Kombination von mindestens zwei Sensoren kann eine qualitativ höherwertige und/oder genauere Höhenstandinformation ermittelt sein oder werden.
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Erfindungsgemäß weist die Sensoranordnung mindestens einen ersten Sensor und mindestens einen weiteren Sensor auf. Hierbei ist der erste Sensor als der Kraftsensor und der weitere Sensor als ein von dem Kraftsensor abweichender Sensortyp ausgebildet. Die Sensoranordnung kann mehrere erste Sensoren und/oder mehrere weitere Sensoren aufweisen. Insbesondere ergeben sich aufgrund der abweichenden Sensortypen der mindestens zwei Sensoren unterschiedliche Funktionsweisen und/oder Messverfahren. Aufgrund einer Kombination von mindestens zwei Sensoren, die abweichend voneinander hinsichtlich ihres Sensortyps ausgebildet sind, kann die Genauigkeit der aus den jeweiligen Sensorsignalen ermittelten Information verbessert sein oder werden.
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Vorzugsweise ist der weitere Sensor als ein magnetfeldempfindlicher Sensor, insbesondere als ein Hall-Sensor, ausgebildet. Hierbei wirkt der magnetfeldempfindliche Sensor mit einem Magneten zusammen. Die Höhenstandinformation wird mittels des von dem magnetfeldempfindlichen Sensor bereitgestellten Sensorsignals ermittelt. Hierbei kann die Höhenstandinformation bereits ausschließlich mittels des Sensorsignals des magnetfeldempfindlichen Sensors ermittelt werden. Vorzugsweise ist die Höhenstandinformation aufgrund einer Kombination der Sensorsignale des magnetfeldempfindlichen Sensors und des Kraftsensors verbessert.
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Erfindungsgemäß ist mittels der Auswerteeinrichtung unter Auswertung der Sensorsignale mindestens eine einen Beladungszustand des Fahrzeugs charakterisierende Ladezustandinformation ermittelbar oder ermittelt. Somit kann die Messvorrichtung sowohl eine Höhenstandinformation als auch eine Ladezustandinformation für das Fahrzeug bereitstellen. Insbesondere ist mit der Ladezustandinformation ein aktuelles Gesamtgewicht, vorzugsweise in Bezug zu einem zugelassenen maximalen Gesamtgewicht des Fahrzeugs, bestimmt oder ermittelt. Die Höhenstandinformation und/oder die Ladezustandinformation kann als Eingangsinformation für weitere Fahrzeugvorrichtungen genutzt sein oder werden. Bei diesen weiteren Fahrzeugvorrichtungen kann es sich um eine aktive Fahrwerkregelung, eine Fahrdynamikregelung, eine Scheinwerfereinstelleinrichtung, eine Verschleißüberwachungseinrichtung oder eine Straßenzustandsüberwachungseinrichtung handeln.
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Die Ladezustandinformation wird oder ist aufgrund einer Kombination des mittels des Kraftsensors bereitgestellten ersten Sensorsignals und mittels von mindestens einem weiteren Sensor, insbesondere einem magnetfeldempfindlichen Sensor oder einem Hall-Sensor, bereitgestellten weiteren Sensorsignals ermittelt. Zur Bestimmung der Ladezustandinformation können die Sensorsignale des Kraftsensors und des weiteren Sensors miteinander verrechnet werden oder sein. Insbesondere wird eines der beiden Sensorsignale mittels des jeweils anderen Sensorsignals korrigiert. Alternativ ist oder wird die Ladezustandinformation auf Basis des ersten Sensorsignals des Kraftsensors hinsichtlich ihrer Plausibilität mittels des weiteren Sensorsignals des weiteren Sensors geprüft. Umgekehrt kann eine Höhenstandinformation auf Basis des weiteren Sensorsignals hinsichtlich ihrer Plausibilität mittels des ersten Sensorsignals des Kraftsensors geprüft sein oder werden.
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Erfindungsgemäß weist das Sensorsignal des weiteren Sensors, insbesondere des magnetfeldempfindlichen Sensors, ein Hysterese-Verhalten auf. Hierbei ist mittels des ersten Sensorsignals des Kraftsensors eine Einfederbewegung oder eine Ausfederbewegung bestimmbar. Aufgrund der Identifizierung der Einfederbewegung oder Ausfederbewegung ist das Hysterese-Verhalten des weiteren Sensors identifizierbar, abschätzbar und/oder kompensierbar. Vorzugsweise weist der weitere Sensor bezüglich der Einfederbewegung und der Ausfederbewegung ein unterschiedlich ausgebildetes Hysterese-Verhalten auf. Insbesondere ist unter einem Hysterese-Verhalten eine Änderung einer Wirkung zu verstehen, die verzögert gegenüber einer Änderung einer Ursache auftritt. Hier kann die Ursache eine Einfederbewegung oder eine Ausfederbewegung sein. Die Wirkung kann ein sich ändernder Höhenstand und/oder Beladungszustand sein.
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Gemäß einer Weiterbildung ist mindestens ein Kraftsensor als ein erster Sensor einer Hinterachse oder einem Hinterrad des Fahrzeugs zugeordnet. Hierbei ist mindestens ein magnetfeldempfindlicher Sensor, insbesondere ein Hall-Sensor, als ein weiterer Sensor einer Vorderachse oder einem Vorderrad des Fahrzeugs zugeordnet. Hierbei kann der erste Sensor und/oder der magnetfeldempfindliche Sensor an einem Fahrwerkbauteil angeordnet sein. Insbesondere ist das Fahrwerkbauteil direkt oder indirekt gelenkbeweglich mit der Hinterachse oder dem Hinterrad beziehungsweise mit der Vorderachse oder dem Vorderrad verbunden.
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Vorzugsweise ist mittels des Sensorsignals des Kraftsensors die Höhenstandinformation für den Fahrzeugaufbau an der Hinterachse oder im Bereich des Hinterrads ermittelt oder ermittelbar. Mittels des Sensorsignals des magnetfeldempfindlichen Sensors ist eine Ladezustandinformation an der Vorderachse oder im Bereich des Vorderrads ermittelt. Darüber hinaus kann mittels des Sensorsignals des Kraftsensors die Ladezustandinformation an der Hinterachse oder im Bereich des Hinterrads ermittelt werden. Des Weiteren kann mittels des Sensorsignals des magnetfeldempfindlichen Sensors die Höhenstandinformation an der Vorderachse oder im Bereich des Vorderrads ermittelt werden. Gemäß einer Weiterbildung sind die Höhenstandinformation und/oder die Ladezustandinformation für die Hinterachse oder den Bereich des Hinterrads sowie für die Vorderachse oder den Bereich des Vorderrads aufgrund einer Kombination und/oder Korrelation der Sensorsignale und deren Auswertung mit der Auswerteeinrichtung ermittelt und/oder optimiert. Somit kann aufgrund unterschiedlicher Sensortypen an der Vorderachse und an der Hinterachse die Qualität der Höhenstandinformation und der Ladezustandinformation verbessert sein.
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Von besonderem Vorteil ist ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung, wobei das mittels des Kraftsensors bereitgestellte Sensorsignal zur Ermittlung der Höhenstandinformation ausgewertet wird. Vorzugsweise ist das Verfahren gemäß den im Zusammenhang mit der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Messvorrichtung erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figur näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigt:
- 1 eine teiltransparente Seitenansicht einer schematischen Darstellung eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung.
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1 zeigt eine teiltransparente Seitenansicht einer schematischen Darstellung eines Fahrzeugs 1 mit einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung 2. Die Messvorrichtung 2 hat eine Sensoranordnung 3. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Sensoranordnung 3 einen Kraftsensor 4 auf. Der Kraftsensor 4 ist einer Hinterachse 5 beziehungsweise einem Hinterrad 6 zugeordnet. Hierbei ist der Kraftsensor 4 an einem hier lediglich schematisch angedeuteten Fahrwerkbauteil 7 angeordnet beziehungsweise befestigt. Das Fahrwerkbauteil 7 ist auf hier nicht näher dargestellte Weise gelenkbeweglich mit einem Fahrzeugaufbau 8 und einem lediglich schematisch angedeuteten Radträger 9 verbunden. Einem zweiten hier nicht näher dargestellten Hinterrad 6 ist entsprechend dem vorstehend beschriebenen Kraftsensor 4 ein zweiter Kraftsensor 4 zugeordnet.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Sensoranordnung 3 einen weiteren Sensor 10 auf. Der weitere Sensor 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein magnetfeldempfindlicher Sensor, nämlich als ein Hall-Sensor, ausgebildet. Des Weiteren ist bei diesem Ausführungsbeispiel der weitere Sensor 10 einer Vorderachse 11 beziehungsweise einem Vorderrad 12 zugeordnet. Der weitere Sensor 10 ist gemäß diesem Beispiel an einem Fahrwerkbauteil 13 angeordnet. Das Fahrwerkbauteil 13 ist auf hier nicht näher dargestellte Weise gelenkbeweglich mit dem Fahrzeugaufbau 8 verbunden. Darüber hinaus ist das Fahrwerkbauteil 13 mittels eines Kugelgelenks 14 mit einem schematisch angedeuteten Radträger 15 verbunden. Der weitere Sensor 10 wirkt mit einem Magneten 16 zusammen. Hierbei ist der Magnet 16 in einer Gelenkkugel 17 des Kugelgelenks 14 aufgenommen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist einem zweiten hier nicht näher dargestellten Vorderrad 12 entsprechend dem vorstehend beschriebenen weiteren Sensor 10 ein zweiter weiterer Sensor 10 zugeordnet.
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Die Sensoranordnung 3 beziehungsweise der Kraftsensor 4 und der weitere Sensor 10 sind auf hier nicht näher dargestellte Weise mit einer Auswerteeinrichtung 18 verbunden.
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Mittels Sensorsignalen des Kraftsensors 4 und des weiteren magnetfeldempfindlichen Sensors 10 wird jeweils eine einen Höhenstand des Fahrzeugaufbaus 8 charakterisierende Höhenstandinformation ermittelt. Des Weiteren wird bei diesem Ausführungsbeispiel mittels des Kraftsensors 4 und des weiteren Sensors 10 jeweils eine den Beladungszustand des Fahrzeugs 1 charakterisierende Ladezustandinformation ermittelt. Somit werden unterschiedliche Sensortypen, nämlich Kraftsensoren 4 im Bereich der Hinterachse 5 und magnetfeldempfindliche Sensoren 10 im Bereich der Vorderachse 11, zur Ermittlung der Höhenstandinformation und Ladezustandinformation genutzt. Die Sensorsignale der unterschiedlichen Sensortypen können zu einer Verbesserung der ermittelten Informationen miteinander verrechnet und/oder korreliert werden oder sein.
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Bezugszeichen
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Messvorrichtung
- 3
- Sensoranordnung
- 4
- Kraftsensor
- 5
- Hinterachse
- 6
- Hinterrad
- 7
- Fahrwerkbauteil
- 8
- Fahrzeugaufbau
- 9
- Radträger
- 10
- weiterer Sensor
- 11
- Vorderachse
- 12
- Vorderrad
- 13
- Fahrwerkbauteil
- 14
- Kugelgelenk
- 15
- Radträger
- 16
- Magnet
- 17
- Gelenkkugel
- 18
- Auswerteeinrichtung
