DE10252765A1

DE10252765A1 - Verfahren zum Feststellen einer fehlerhaften Achseinstellung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE10252765A1
Application number: DE2002152765
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. Borowski
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Borowski Joachim Dipl-Ing 71120 Grafenau De
Priority date: 2002-11-13
Filing date: 2002-11-13
Publication date: 2004-05-27

Abstract

Bei einem Verfahren zum Feststellen einer fehlerhaften Achseinstellung eines Fahrzeugs wird der durch den Fahrer an einer Lenkhandhabe erzeugte Lenkwinkel (101) erfasst. Gemäß der Erfindung wird darüber hinaus eine den tatsächlichen Kurs des Fahrzeugs repräsentierende Größe (102) erfasst. Darüber hinaus wird festgestellt, ob ein stationärer Fahrzustand (103) des Fahrzeugs vorliegt. Während des Vorliegens eines stationären Fahrzustandes wird zum einen der sich aus dem Lenkwinkel ergebende Kurs (104) und zum anderen der sich aus der repräsentierenden Größe ergebende Kurs (105) ermittelt und daraus die sich aus der Differenz (106) der beiden Kurse ergebende Kursabweichung berechnet. Es wird auf eine fehlerhafte Achseinstellung des Fahrzeugs (107) geschlossen, wenn die Kursabweichung einen Schwellenwert übersteigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen einer fehlerhaften Achseinstellung eines Fahrzeugs.
Die Achseinstellung umfasst im Wesentlichen die Einstellung von Spur, Sturz und Nachlauf der Räder. Die Achseinstellung muss in Werkstätten von geeignet geschultem Personal vorgenommen werden. Es sind dabei Einrichtungen zum Vermessen der Achsgeometrie bekannt.
Daneben ist es aus unterschiedlichen Fahrzeuganwendungen bekannt, den vom Fahrer an einer Lenkhandhabe erzeugten Lenkwinkel zu erfassen.
Daneben ist es beispielsweise aus der DE 195 51 266 C1 bekannt, das Schrägziehen eines Fahrzeugs während des Bremsens zu erfassen. Hierzu wird der an den einzelnen Rädern erzeugte Bremsdruck erfasst. Ein Schrägziehen des Fahrzeugs während des Bremsens tritt aufgrund ungleicher Bremsdrücke an den Fahrzeugseiten auf. Gemäß der DE 195 51 266 C1 wird durch entsprechendes Ansteuern der Bremsaktuatoren an beiden Fahrzeugseiten jeweils ein gleich großer Bremsdruck generiert. Hierdurch wird ein Schrägziehen des Fahrzeugs vermieden.
Ein Nachteil bei der Achseinstellung ist es, dass diese nur schwer durch den Fahrer zu erfassen ist. Eine ungenügend gute Achseinstellung äußert sich im Wesentlichen durch einen unge nügenden Geradeauslauf des Fahrzeugs. Diese wird von vielen Fahrern im Alltagsbetrieb des Fahrzeugs nicht zwangsläufig bemerkt. Eine ungenügende, also fehlerhafte Achseinstellung führt allerdings zu einem erhöhten Reifenverschleiß und eventuell auch zu einem ungleichen, asymmetrischen Abfahren der Laufflächen von Rädern.
Aufgabe der Erfindung ist es im Fahrbetrieb des Fahrzeugs eine fehlerhafte Achseinstellung eines Fahrzeugs festzustellen. Insbesondere soll die fehlerhafte Achseinstellung in Bezug auf den Geradeauslauf festgestellt werden.
Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren gelöst.
Bei einem Verfahren zum Feststellen einer fehlerhaften Achseinstellung eines Fahrzeugs wird der durch den Fahrer an einer Lenkhandhabe erzeugte Lenkwinkel erfasst. Gemäß der Erfindung wird darüber hinaus eine den tatsächlichen Kurs des Fahrzeugs repräsentierende Größe erfasst. Darüber hinaus wird festgestellt, ob ein stationärer Fahrzustand des Fahrzeugs vorliegt. Während des Vorliegens eines stationären Fahrzustandes wird zum einen der sich aus dem Lenkwinkel ergebende Kurs und zum anderen der sich, aus der repräsentierenden Größe ergebende Kurs ermittelt und daraus die sich aus der Differenz der beiden Kurse ergebende Kursabweichung berechnet. Es wird auf eine fehlerhafte Achseinstellung des Fahrzeugs geschlossen, wenn die Kursabweichung einen Schwellenwert übersteigt.
Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise die Achseinstellung eines Fahrzeugs laufend überprüfbar. Es können nicht nur bei Werkstattbesuchen ungenügend präzise vorgenommene Achseinstellungen festgestellt werden. Auch dann, wenn im Fahrbetrieb eine Veränderung der Achseinstellung – beispielsweise auch schleichend durch auftretenden Verschleiß – auf tritt, kann die insgesamt fehlerhafte Achseinstellung festgestellt werden.
Bei dem Kurs des Fahrzeugs kann es sich dabei insbesondere um einen Richtungsvektor handeln. Ein stationärer Fahrzustand kann in vielfältiger Weise festgestellt werden. Beispielsweise kann auf einen stationären Zustand geschlossen werden, wenn über eine gewisse Zeit hinweg, der Betätigungswinkel der Lenkhandhabe nicht verändert wurde.
Gemäß vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden nur solche stationäre Fahrzustände berücksichtigt, bei denen es sich um eine Geradeausfahrt handelt.
Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei der den Kurs des Fahrzeugs repräsentierenden Größe um das Signal eines Giergeschwindigkeitssensors. In den meisten Fahrzeugen wird die Giergeschwindigkeit oder der Gierwinkel des Fahrzeugs durch einen Giergeschwindigkeitssensor schon für andere Zwecke, beispielsweise eine Fahrdynamikregelung, erfasst und verarbeitet. Daher wird für das vorliegende Verfahren in vorteilhafter Weise kein zusätzlicher Sensoraufwand benötigt. Schon bekannte Daten können zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens herangezogen werden.
Gemäß weiterer vorteilhafter Ausgestaltung handelt es sich bei der den Kurs des Fahrzeugs repräsentierenden Größe um das Signal eines Navigationssystems. Soweit im Fahrzeug ein Navigationssystem vorhanden ist, sind die aktuelle Position des Fahrzeugs und auch die vom Fahrzeug gefahrene Fahrstrecke bekannt. Ein Fahrzeug bewegt sich zumeist im Bereich der dem Navigationssystem bekannten Straßenführungen. So ist es möglich aus dem Verlauf der Straßenführung den Kurs des Fahrzeugs abzuleiten. Dies ist auch durch mitprotokollieren aufeinander folgender Positionen des Fahrzeugs möglich. Dieser Kurs kann dann, ohne weiteren sensorischen Aufwand, mit dem sich aus den Lenkwinkeln der Lenkhandhabe ergebenden Kursen verglichen werden.
Gemäß vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird dann, wenn auf ein Fehler in der Achseinstellung geschlossen wird, in einem Fehlerspeicher ein Fehlercode auslesbar abgespeichert. Hierdurch ist bei einem Werkstattbesuch in einfacher Weise eine Kontrolle der Achseinstellung möglich, ohne dass eine gesonderte Prüfstandsuntersuchung erforderlich ist. Dies erspart turnusmäßige Prüfstandsuntersuchungen und reduziert den Untersuchungsaufwand bei der Fahrzeugwartung. Nur dann, wenn das Vorliegen einer fehlerhaften Einstellung festgestellt wurde, sind die Neueinstellung des Nachlaufs, folglich eventuell auch der Spur und/oder des Sturzes, und eine entsprechende Prüfstandsuntersuchung erforderlich.
Gemäß vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird dann, wenn auf ein Fehler in der Achseinstellung geschlossen wird, eine durch den Fahrer erfassbare Warnmeldung erzeugt. Diese Maßnahme ermöglicht es dem Fahrer alsbald eine Korrektur der Achseinstellung vornehmen zu lassen. In vorteilhafter Weise werden dann ein unnötig hoher Kraftstoffverbrauch und ein überhöhter Verschleiß der Fahrzeugreifen vermieden.
Im Übrigen ist die Erfindung nachfolgend an Hand des in der einzigen Figur dargestellten Flussdiagramms näher erläutert. Das Flussdiagramm zeigt in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Verfahren.
Gemäß dem Schritt 101 wird der Betätigungswinkel der Lenkhandhabe erfasst. Anschließend wird gemäß dem Schritt 102 die Gierwinkelgeschwindigkeit erfasst. Gemäß dem Schritt 103 wird dann überprüft, ob ein stationärer Fahrzustand vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so wird bis zum Vorliegen eines stationären Fahrzustandes eine Warteschleife ausgeführt und dazu zum Schritt 101 zurückgesprungen.
Liegt ein stationärer Fahrzustand vor, so wird gemäß dem Schritt 104 aus dem Betätigungswinkel der Lenkhandhabe ein Wert für den Kurs des Fahrzeugs, beispielsweise ein Kurswinkel gegenüber der Fahrzeuglängsachse ermittelt. Dieser Kurswinkel ergibt sich beispielsweise aus dem mit Hilfe eines geeigneten Sensors gemessenen Betätigungswinkel der Lenkhandhabe unter Berücksichtigung der Lenkübersetzung.
Gemäß dem Schritt 105 wird aus der Gierwinkelgeschwindigkeit ebenfalls ein Kurswinkel gegenüber der Fahrzeuglängsachse ermittelt. Zur Ermittlung dieses Kurswinkels wird die mit Hilfe eines Giergeschwindigkeitssensors ermittelte Gierwinkelgeschwindigkeit aufintegriert. Da ein stationärer Fahrzustand vorliegt, bei dem der an der Lenkhandhabe eingestellte Winkel nicht verändert wird, ergibt sich der Wert des Integrals in einfacher Weise durch Multiplikation des Wertes der gemessenen Gierwinkelgeschwindigkeit mit einem vorgegebenen kleinen Zeitwert. Dieser Zeitwert entspricht beispielsweise der Zeitdauer, während der eine von Null verschiedene Gierwinkelgeschwindigkeit vorliegt.
Bei einer zu der vorstehenden ersten Vorgehensweise alternativen zweiten Vorgehensweise wird für den zweiten Kurswinkel anstelle der aufintegrierten Gierwinkelgeschwindigkeit ein Wert für den Gierwinkel verwendet, der von einem in dem Fahrzeug angeordneten Navigationssystem bereitgestellt wird. Der erste Kurswinkel wird wie für die erste Vorgehensweise beschrieben ermittelt.
Vorteilhafterweise können auch die erste und die zweite Vorgehensweise kombiniert werden, was dazu führt, dass der zweite Kurswinkel in Abhängigkeit der gemessenen Gierwinkelgeschwindigkeit und des von einem Navigationssystem bereitgestellten Gierwinkels ermittelt wird. Diese Kombination stellt eine dritte Vorgehensweise dar. Dadurch besteht die Möglichkeit einer Plausibilisierung. Durch Einbeziehung des vom Navigationssystem bereitgestellten Gierwinkels können topogra phische Unebenheiten, die zu einer Verfälschung der gemessenen Gierwinkelgeschwindigkeit führen, herausgerechnet werden.
Anschließend wird im Schritt 106 der Betrag der Differenz der beiden Kurswinkel ermittelt. Im Schritt 107 wird überprüft, ob dieser Betrag einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Der Schwellenwert stellt dabei eine Toleranzschwelle dar und wird beispielsweise bei der Auslegung des Fahrzeugs oder durch Fahr- und Prüfstandsversuche ermittelt. Der Wert ist fahrzeugtypspezifisch zu ermitteln.
Ist der Betrag der Differenz kleiner als der Schwellenwert, so wird zum Schritt 101 zurückgesprungen. Andernfalls wird gemäß dem Schritt 108 zunächst ein Fehlercode in einen Fehlerspeicher eingetragen. Von dort aus kann er mit einem Diagnosegerät ausgelesen werden. Der Fehlercode identifiziert wenigstens den Typ des aufgetretenen Fehlers, er kann aber auch zusammen mit weiteren, den Fehler und das Auftreten des Fehlers weiter charakterisierenden Größen abgespeichert werden. So können die Sensorwerte, die daraus abgeleiteten Kurswinkel, die gefahrene Fahrzeuggeschwindigkeit, Datum und Uhrzeit des Auftretens des Fehlers mit abgespeichert werden.
Nachfolgend wird gemäß dem Schritt 109 des Verfahrens noch ein Warnsignal erzeugt. Beispielsweise kann in einem Anzeigebereich des Fahrzeugs für den Fahrer sichtbar eine Warnmeldung oder eine Warnanzeige aktiviert werden, die ihn zum Aufsuchen einer Werkstatt zwecks Vornahme korrekter Achseinstellung auffordert.
Alternativ zu den vorstehend beschriebenen drei Vorgehensweisen ist folgender weiterer Ansatz denkbar: Es wird ein stationärer Fahrzustand des Fahrzeuges betrachtet, bei dem dieses geradeaus fährt. In diesem Fall weist der Betätigungswinkel der Lenkhandhabe den Wert Null auf. Folglich nimmt der erste Kurswinkel, der in Abhängigkeit des Betätigungswinkels der Lenkhandhabe ermittelt wird, ebenfalls den Wert Null an. In diesem Fall kann die Differenzbildung entfallen, da der Betrag der gebildeten Differenz dem Wert des zweiten Kurswinkels entspricht. Folglich entspricht in diesem Fall der Vergleich der Differenz mit einem Schwellenwert, wie er bei den vorstehend beschriebenen drei Vorgehensweisen vorgenommen wird, dem Vergleich des jeweiligen zweiten Kurswinkels – entweder mittels Integration gewonnen oder durch ein Navigationssystem bereitgestellt – mit einem zugehörigen Schwellenwert. Dieser Schwellenwert kann dem Schwellenwert der vorstehend beschriebenen drei Vorgehensweisen entsprechen oder sich aber von diesem unterscheiden. Das Ergebnis des Vergleiches des jeweiligen zweiten Kurswinkels mit dem zugehörigen Schwellenwert wird entsprechend den vorstehend beschriebenen drei Vorgehensweisen verarbeitet.
Es bietet sich eine weitere Möglichkeit der Feststellung, ob ein Fehler in der Achseinstellung des Fahrzeugs vorliegt oder nicht, an. Auch in diesem Fall wird ein stationärer Fahrzustand des Fahrzeuges betrachtet. Bei dieser Möglichkeit sind an der Lenkhandhabe Mittel vorgesehen, insbesondere ein oder mehrere Kraftmesssensoren, mit denen die vom Fahrer auf die Lenkhandhabe ausgeübte Lenkkraft erfasst werden kann. Es wird das von dem Giergeschwindigkeitssensor erzeugte Signal ausgewertet, um solche Fahrsituationen zu erkennen, in denen die Gierwinkelgeschwindigkeit den Wert Null annimmt. Es werden also Fahrsituationen erkannt, in denen das Fahrzeug keine Kurve fährt. Folglich dürfte in diesen Fahrsituationen keine Betätigung der Lenkhandhabe durch den Fahrer vorliegen, d.h. die an der Lenkhandhabe angebrachten Mittel, mit denen die vom Fahrer auf die Lenkhandhabe ausgeübte Lenkkraft erfasst werden, müssten ein Signal erzeugen, welches dem Wert Null entspricht. Wenn nun diese Mittel ein Signal erzeugen, dessen Wert von Null verschieden ist, dann ist dies ein Zeichen dafür, dass ein Fehler in der Achseinstellung des Fahrzeugs vorliegt. Folglich wird bei dieser Konstellation ein Fehlercode erzeugt und in einen Fehlerspeicher eingetragen.
Abschließend soll noch auf einen weiteren Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens hingewiesen werden. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahren werden Einflüsse auf das Fahrzeug, die von seitlich abfallenden Fahrbahnen herrühren, kompensiert. D.h. bei Fahrzeugen, die für den Linkslenkerverkehr gebaut werden, wird der Tendenz, dass das Fahrzeug bei einer Geradeausfahrt leicht nach rechts fährt bzw. „zieht", entgegengewirkt. Entsprechendes gilt für Fahrzeuge, die für den Rechtslenkerverkehr gebaut werden. Bei diesen Fahrzeugen wird der Tendenz, dass das Fahrzeug bei einer Geradeausfahrt leicht nach links fährt bzw. „zieht", entgegengewirkt.

Claims

Verfahren zum Feststellen einer fehlerhaften Achseinstellung eines Fahrzeugs, wobei der vom Fahrer an einer Lenkhandhabe erzeugte Lenkwinkel erfasst wird, dadurch gekennzeichnet , dass eine den tatsächlichen Kurs des Fahrzeugs repräsentierende Größe erfasst wird, dass bei stationären Fahrzuständen die sich aus der Differenz des sich aus dem Lenkwinkel ergebenden Kurses und dem tatsächlichen Kurs ergebende Kursabweichung ermittelt wird und auf ein Fehler in der Achseinstellung des Fahrzeugs geschlossen wird, wenn die Kursabweichung einen Schwellenwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem stationären Fahrzustand um eine Geradeausfahrt handelt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der den Kurs des Fahrzeugs repräsentierenden Größe um das Signal eines Giergeschwindigkeitssensors handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der den Kurs des Fahrzeugs repräsentie renden Größe um das Signal eines Navigationssystems handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn auf ein Fehler in der Achseinstellung geschlossen wird, ein Fehlercode in einem Fehlerspeicher auslesbar abgespeichert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn auf ein Fehler in der Achseinstellung geschlossen wird, eine durch den Fahrer erfassbare Warnmeldung erzeugt wird.