WO2006066821A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung massebezogener grössen eines fahrzeugs - Google Patents

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WO2006066821A1 PCT/EP2005/013581 EP2005013581W WO2006066821A1 WO 2006066821 A1 WO2006066821 A1 WO 2006066821A1 EP 2005013581 W EP2005013581 W EP 2005013581W WO 2006066821 A1 WO2006066821 A1 WO 2006066821A1
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Peter Baumann
Markus Mai
Karl-Heinz Metz
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Daimlerchrysler Ag
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    • B60G2800/912—Attitude Control; levelling control
    • B60G2800/9124—Roll-over protection systems, e.g. for warning or control

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for determining mass-related variables of a vehicle, are measured in the compression travel on at least one sprung axle of the vehicle, and an apparatus for performing the method.
  • the location of the center of gravity, in particular the center of gravity, is of particular importance for the driving safety and handling of the vehicle.
  • a method and an apparatus for measuring the load distribution of a vehicle with at least one air-sprung axle is known.
  • a displacement sensor for determining the compression travel and a pressure sensor for determining the wheel load are arranged on the wheel suspensions of the air-suspended axle. From the sensor data, the wheel loads and therefrom both the load distribution and the total weight of the vehicle are calculated.
  • a method and a device for determining and detecting the danger of tipping a vehicle is further known, wherein changes in the center of gravity of the vehicle when cornering determined and compared with reference values.
  • the wheel loads determined on at least one leaf-sprung axle of the vehicle in the presence of a level control device via a pressure sensor, otherwise via a displacement sensor.
  • To determine the change in the center of gravity can also be used for cornering characteristic variables such as steering angle, wheel speeds, lateral acceleration, vehicle speed or yaw rate.
  • the object of the present invention is to provide a method and a device with which the actual center of gravity of a vehicle, in particular its center of gravity height, can be reliably determined.
  • an actual value for the center of gravity height of the vehicle is determined from the measured compression travel and its temporal change and at least one lateral dynamics variable describing the lateral dynamics of the vehicle.
  • a classification of the vertical load distribution of the vehicle can be carried out, in particular for known dimensions of the vehicle. In particular, it can be determined whether the center of gravity is arranged in a lower region (low load), in a middle region (middle load) or in an upper region (high load) of the vehicle.
  • wheel loads are measured on at least one sprung axle of the vehicle, wherein an actual value for the center of gravity in the vehicle longitudinal direction and / or an actual value for the center of gravity in the vehicle transverse direction and / or an actual value for the total weight of the vehicle is determined from the wheel loads.
  • an actual value for the center of gravity in the vehicle longitudinal direction can be detected in particular whether the vehicle is loaded top-heavy, tail-heavy or balanced, while based on the actual value of the center of gravity in the vehicle transverse direction a one-sided load or load of the vehicle and the same Chen can recognize.
  • the actual value of the total weight of the vehicle can be used to determine whether the vehicle is fully loaded, partially loaded or unloaded.
  • a second value for the center of gravity height of the vehicle is determined from wheel loads measured on at least one sprung axle of the vehicle and their temporal change and at least one lateral dynamics variable describing the lateral dynamics of the vehicle, a final value being derived for the vehicle from the actual value and the secondary value Center of gravity of the vehicle is determined.
  • a suitable weighting for example by averaging, the center of gravity of the vehicle can be determined considerably more accurately from the actual value and the secondary value by specifying the respective final value than would be possible by merely specifying the actual value.
  • the second value can be used to check the actual value, so that possible measurement errors can be detected.
  • a second value for the center of gravity in the vehicle longitudinal direction and / or a secondary value for the center of gravity in the vehicle transverse direction and / or a secondary value for the total weight of the vehicle is determined, from the actual values and the second values are each determined corresponding end values for the center of gravity in the vehicle transverse direction and / or the center of gravity in the vehicle longitudinal direction and / or the total weight of the vehicle.
  • a steering angle and / or a lateral acceleration and / or a vehicle speed and / or a yaw rate and / or a steering speed and / or a wheel speed and / or a vehicle base stabilization is used as the transverse dynamics quantity. From one or more of these variables, the actual center of gravity of the vehicle can be reliably determined in conjunction with the compression travel and / or wheel loads measured on the at least one sprung axle of the vehicle.
  • the vehicle is a commercial vehicle with a semi-trailer, the actual values and the secondary values being determined both for the commercial vehicle and for the semi-trailer. If the commercial vehicle has a steel-sprung front axle, the instantaneous total weight of the towing vehicle can be determined from the knowledge of the fifth-wheel balance and the load of the rear axle of the towing vehicle.
  • the vehicle is a towing vehicle with a trailer
  • the actual and secondary values are determined for both the towing vehicle and the trailer.
  • a rough estimate of the current center of gravity in the vehicle longitudinal direction can already be made.
  • the actual values and the second values or the end values are forwarded to an electronic stabilization system for influencing the driving behavior of the vehicle.
  • the electronic stabilization system can read the actual values and the secondary values resp. the end values to stabilize the driving behavior of the vehicle, in particular to prevent tipping when cornering • use. The reliability of the electronic stabilization system is thereby increased.
  • other systems such as roll control (controlled axle dampers), can take into account the actual center of gravity of the vehicle and further enhance vehicle safety, as these systems tend to detect critical driving situations.
  • At least one threshold value of a state variable of the electronic stabilization system is defined as a function of the actual values and the secondary values.
  • a maximum allowable float angle, a maximum allowable lateral acceleration and / or a maximum allowable yaw rate is used as the threshold value of the state variable.
  • the three mentioned states are particularly critical for driving dynamics. For example, to prevent the vehicle from overturning when cornering, the lateral acceleration must not exceed a maximum permissible threshold value.
  • the threshold value of the state variable is determined by redetermining the actual values and the secondary values after a certain service life of the vehicle. During the service life, a change in the center of gravity may have been made, so that a new determination of these values is necessary. Even- understandably, a continuous determination of the center of gravity of the vehicle is possible, so that changes in the center of gravity during driving of the vehicle, in particular by moving insufficiently secured loads, can be determined.
  • a device having at least two displacement sensors for determining the compression travel on the at least one sprung axle of the vehicle, with at least one sensor for determining the at least one transverse dynamics variable, and with actual value means for determining an actual value for the center of gravity height of the vehicle from the measured compression paths and their temporal change as well as the at least one transverse dynamics variable.
  • the displacement sensors may be mounted as part of an air suspension unit on the wheels of the at least one sprung axle of the vehicle. Such displacement sensors are often already installed as standard in vehicles, so that no increased cost arises for the device.
  • a preferred embodiment of the device comprises at least two pressure sensors for determining the wheel loads on the at least one sprung axle of the vehicle, actual value means for determining an actual value for the center of gravity in the vehicle longitudinal direction and / or an actual value for the center of gravity in the vehicle transverse direction and / or an actual value for the total weight of the vehicle from the measured wheel loads.
  • the pressure sensors may for example be integrated into air spring units of the at least one sprung axle of the vehicle.
  • the actual value means for determining the actual values of the center of gravity can be formed by a part of a program running on a microprocessor, but it is also possible to implement it as hardware.
  • a further preferred embodiment of the device comprises second value means for determining a second value for the center of gravity height from the measured wheel loads and their temporal change and the at least one transverse dynamics quantity, and final value means for determining a final value for the center of gravity height of the vehicle from the actual value and the second value ,
  • the device makes it possible to determine the instantaneous value of the center of gravity height in two different ways, which makes it possible to check the current results.
  • the second value means, as well as the final value means can be formed by a part of a program running on a microprocessor, but realization as hardware is also possible.
  • a further advantageous embodiment comprises an electropneumatic brake system, second value means for determining a second value for the center of gravity in the vehicle longitudinal direction and / or a second value for the center of gravity in the vehicle transverse direction and / or a secondary value for the total weight of the vehicle on the basis of a mass calculation of the electropneumatic brake system and final value means for determining j eshingr end values for the center of gravity in the vehicle longitudinal direction and / or the center of gravity in the vehicle transverse direction and / or the total weight of the vehicle from the actual values and the secondary values.
  • the electropneumatic brake system carries out a mass calculation in order to tune braking processes to the instantaneous mass of the vehicle. The secondary values resulting from this mass determination can be used to check the current actual values. It is advantageous that the electropneumatisehehe brake system is standard in many vehicles and is therefore available for shared use.
  • Fig. 1 is a side view of a vehicle
  • Fig. 2 shows the vehicle of FIG. 1 in a view from below
  • Fig. 3 shows a schematically illustrated embodiment of the device according to the invention for determining the center of gravity of the vehicle of FIG. 1.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show a towing vehicle 14, which forms a vehicle 10 together with a non-illustrated trailer.
  • the towing vehicle 14 has a leaf-sprung front axle 15 and an air-sprung rear axle 11.
  • a left air suspension unit 12 is attached to a left rear wheel 20 and a right air suspension unit 13 is attached to a right rear wheel 21.
  • Each of the two air spring units 12, 13 comprises a in Fig.
  • a compression travel L e , i of the left rear wheel 20 is measured and from a change in the compression travel L e , i determined.
  • a compression travel L e , r and a change in the compression travel L e , r of the right rear wheel 21 are determined accordingly.
  • a wheel load F r , r and a change in the wheel load F r , r of the right rear wheel 21 are determined by means of the pressure sensor 27.
  • the displacement sensors 28, 29 and the pressure sensors 26, 27 are part of a in FIG.
  • the device 25 also comprises a sensor 30 for determining a lateral acceleration of the vehicle 10 and an electro-pneumatic brake system 35, which determines a mass distribution of the vehicle 10.
  • an actual value z s , x and in a second value means 37 a second value z s , 2 for the center of gravity height of the vehicle 10 are determined in an actual value means 36 of the device 25.
  • a final value z s for the center of gravity height of the vehicle 10 is determined in the final value means 38 and transmitted as an output quantity to an electronic stabilization system 39.
  • the actual value means 36, the second value means 37 and the final value means 38 are realized for example by a microprocessor.
  • an end value x s for the center of gravity in the vehicle longitudinal direction is determined from an actual value x s , i and a secondary value x S / 2 for the center of gravity in the vehicle longitudinal direction and transmitted to the electronic stabilization system 39.
  • a final value y s for the center of gravity in the vehicle transverse direction is transmitted, which is determined from an actual value y s , i and a second value y s , 2 for the center of gravity in the vehicle transverse direction.
  • An actual value GG x for the total weight of the vehicle 10 is determined from the wheel loads F r , i, F r , r in the actual value means 36.
  • a second value GG 2 for the total weight of the vehicle 10 is determined on the basis of the mass calculation of the electropneumatic brake system 35 in the second value means 37. From the actual value GGi and the second value GG 2 , a final value GG for the total weight of the vehicle 10 is determined in the final value means 38 and transmitted to the electronic stabilization system 39.
  • the outputs of the device 25 are stored in the electronic stabilization system 39 for establishing threshold values. values of. State variables, for example, a maximum lateral acceleration aquer.max used.
  • sensors may be provided in the device 25, in particular those which provide further transverse dynamics quantities. These include, for example, a steering angle, a vehicle speed, a yaw rate, a Einlenk Anthony, a wheel speed or a vehicle ground stabilization.
  • the device can also take into account sensor values supplied by a trailer.
  • the actual values and secondary values determined on the trailer side can be transmitted to the towing vehicle 14, and conclusions about the actual center of gravity of the vehicle 10 can be drawn from the actual values and the secondary values for the towing vehicle 14 and the trailer. The same applies if it is a semitrailer instead of the trailer.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung massebezogener Größen eines Fahrzeugs, bei dem Einfederwege (Le,1, Le,r) an mindestens einer gefederten Achse des Fahrzeugs gemessen werden, und bei dem aus den gemessenen Einfederwegen (Le,1, Le,r) und deren zeitlicher Änderung (Le,1, Le,r) sowie mindestens einer die Querdynamik des Fahrzeugs (10) beschreibenden Querdynamikgröße ein Istwert (zs,1) für die Schwerpunkthöhe des Fahrzeugs (10) bestimmt wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung massebezogener
Größen eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung massebezogener Größen eines Fahrzeugs , bei dem Einfederwege an mindestens einer gefederten Achse des Fahrzeugs gemessen werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens .
Bei einem Fahrzeug, welches mit einem elektronischen Stabilisierungssystem ausgestattet ist , ist die Lage des Schwerpunkts, insbesondere die Schwerpunkthöhe, von besonderer Bedeutung für die Fahrsicherheit und das Fahrverhalten des Fahrzeugs .
Aus der DE 100 29 332 Al ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der Lastverteilung eines Fahrzeugs mit mindestens einer luftgefederten Achse bekannt . An den Radaufhängungen der luftgefederten Achse ist j eweils ein Wegsensor zur Bestimmung des Einfederwegs und ein Drucksensor zur Bestimmung der Radlast angeordnet . Aus den Sensordaten werden die Radlasten und daraus sowohl die Lastverteilung als auch das Gesamtgewicht des Fahrzeugs berechnet .
Aus der DE 199 04 216 Al ist weiterhin ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen und Erkennen der Kippgefahr eines Fahrzeugs bekannt , wobei Änderungen der Schwerpunktläge des Fahrzeugs bei einer Kurvenfahrt ermittelt und mit Referenz- werten verglichen werden. Zur Schwerpunktlagenbestimmung wer- den die Radlasten an mindestens einer blattgefederten Achse des Fahrzeugs bestimmt , und zwar bei Vorhandensein einer Höhenstandsregeleinrichtung über einen Drucksensor, ansonsten über einen Wegsensor. Zur Bestimmung der Änderung der Schwerpunktlage können auch weitere für die Kurvenfahrt charakteristische Größen wie Lenkwinkel , Raddrehzahlen, Querbeschleunigung, Fahrzeuggeschwindigkeit oder Gierrate herangezogen werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es , ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der sich die tatsächliche Schwerpunktläge eines Fahrzeugs , insbesondere dessen Schwerpunkthöhe , zuverlässig bestimmen lässt .
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art , bei dem aus den gemessenen Einfederwegen und deren zeitlicher Änderung sowie mindestens einer die Querdynamik des Fahrzeugs beschreibenden Querdynamikgröße ein Istwert für die Schwerpunkthöhe des Fahrzeugs bestimmt wird. Auf Basis des Istwerts der Schwerpunkthöhe kann insbesondere bei bekannten Abmessungen des Fahrzeugs eine Klassifizierung der vertikalen Lastverteilung des Fahrzeugs vorgenommen werden . Insbesondere kann ermittelt werden, ob der Schwerpunkt in einem unteren Bereich (Tieflast) , in einem mittleren Bereich (mittlere Last) oder in einem oberen Bereich (Hochlast) des Fahrzeugs angeordnet ist .
Bei einer vorteilhaften Variante werden Radlasten an mindestens einer gefederten Achse des Fahrzeugs gemessen, wobei aus den Radlasten ein Istwert für die Schwerpunktläge in Fahrzeuglängsrichtung und/oder ein Istwert für die Schwerpunktläge in Fahrzeugquerrichtung und/oder ein Istwert für das Gesamtgewicht des Fahrzeugs bestimmt wird . Auf Basis des Istwerts der Schwerpunktläge in Fahrzeuglängsrichtung kann insbesondere erkannt werden, ob das Fahrzeug kopflastig, hecklastig oder ausgeglichen beladen ist, während sich auf Basis des Istwerts der Schwerpunktläge in Fahrzeugquerrichtung eine einseitige Belastung bzw. Beladung des Fahrzeugs und derglei chen erkennen lässt . Ferner kann der Istwert des Gesamtgewichts des Fahrzeugs herangezogen werden, um festzustellen, ob das Fahrzeug voll beladen, teilweise beladen oder unbela- den ist .
Bei einer vorteilhaften Variante des Verfahrens wird aus an mindestens einer gefederten Achse des Fahrzeugs gemessenen Radlasten und deren zeitlicher Änderung sowie mindestens einer die Querdynamik des Fahrzeugs beschreibenden Querdynamikgröße ein Zweitwert für die Schwerpunkthöhe des Fahrzeugs bestimmt , wobei aus dem Istwert und dem Zweitwert ein Endwert für die Schwerpunkthöhe des Fahrzeugs bestimmt wird. Aus dem Istwert und dem Zweitwert kann mittels einer geeigneten Gewichtung, zum Beispiel durch Mittelwertbildung, die Schwerpunkthöhe des Fahrzeugs durch Angabe des j eweiligen Endwerts erheblich genauer bestimmt werden, als dies durch alleinige Angabe des Istwerts möglich wäre . Außerdem kann der Zweitwert zur Überprüfung des Istwerts herangezogen werden, sodass sich mögliche Messfehler erkennen lassen.
Bei einer vorteilhaften Variante wird auf Basis einer Massen- berechung einer elektropneumatischen Bremsanlage des Fahrzeugs ein Zweitwert für die Schwerpunktläge in Fahrzeuglängsrichtung und/oder ein Zweitwert für die Schwerpunktläge in Fahrzeugquerrichtung und/oder ein Zweitwert für das Gesamtgewicht des Fahrzeugs bestimmt , wobei aus den Istwerten und den Zweitwerten j eweils zugehörige Endwerte für die Schwerpunktlage in Fahrzeugquerrichtung und/oder die Schwerpunktläge in Fahrzeuglängsrichtung und/oder das Gesamtgewicht des Fahrzeugs bestimmt werden. Durch Verwendung der Istwerte und der Zweitwerte kann die Schwerpunktläge in Fahrzeugquerrichtung, die Schwerpunktläge in Fahrzeuglängsrichtung sowie das Gesamtgewicht des Fahrzeugs durch Angabe der j eweiligen Endwerte analog zur Bestimmung des Endwerts der Schwerpunkthöhe präzise bestimmt werden. In einer weiteren vorteilhaften Variante wird als Querdynamikgröße ein Lenkwinkel und/oder eine Querbeschleunigung und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine Gierrate und/oder eine Einlenkgeschwindigkeit und/oder eine Raddrehzahl und/oder eine Fahrzeuggrundstabilisierung verwendet . Aus einer oder mehreren dieser Größen lässt sich in Verbindung mit den an der mindestens einen gefederten Achse des Fahrzeugs gemessenen Einfederwegen und/oder Radlasten die tatsächliche Schwerpunktläge des Fahrzeugs zuverlässig bestimmen .
Es ist möglich, die Schwerpunktläge des Fahrzeugs auf mehreren voneinander unabhängigen Wegen zu bestimmen, wobei für j eden Weg eine oder mehrere der oben genannten Größen mit den gemessenen Einfederwegen und/oder Radlasten kombiniert werden, sich die verwendeten Größen j edoch bei den unterschiedlichen Wegen voneinander unterscheiden. Auch hier kann eine gegenseitige Überprüfung der auf diese Weise unabhängig voneinander gewonnenen Werte bezüglich der Schwerpunktläge des Fahrzeugs erfolgen.
Bei einer weiteren bevorzugten Variante handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Nutzfahrzeug mit einem Auflieger, wobei die Istwerte und die Zweitwerte sowohl für das Nutzfahrzeug als auch für den Auflieger bestimmt werden. Weist das Nutzfahrzeug eine stahlgefederte Vorderachse auf, kann aus der Kenntnis des Sattelvormaßes und der Last der Hinterachse des Fahrzeugs das momentane Gesamtgewicht des Zugfahrzeugs bestimmt werden.
Bei einer alternativen Variante handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Zugfahrzeug mit einem Anhänger, und die Istwerte und die Zweitwerte werden sowohl für das Zugfahrzeug als auch für den Anhänger bestimmt . Bei Kenntnis der Gesamtlast sowohl des Zugfahrzeugs als auch des Anhängers kann bereits eine grobe Abschätzung der momentanen Schwerpunktläge in Fahrzeuglängsrichtung erfolgen . Bei einer weiteren bevorzugten Variante werden die Istwerte und die Zweitwerte bzw. die Endwerte an ein elektronisches Stabilisierungssystem zur Beeinflussung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs weitergeleitet . Das elektronische Stabilisierungssystem kann die Istwerte und die Zweitwerte bzw . die Endwerte zur Stabilisierung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs , insbesondere zur Verhinderung eines Umkippens bei einer •Kurvenfahrt , verwenden. Die Zuverlässigkeit des elektronischen Stabilisierungssystems wird hierdurch gesteigert . Außerdem können weitere Systeme, zum Beispiel eine Wankregelung (geregelte Achsdämpfer) , die tatsächliche Schwerpunktlage des Fahrzeugs berücksichtigen und die Fahrzeugsicherheit weiter steigern, indem diese Systeme kritische Fahrsituationen eher erkennen .
Bei einer besonders vorteilhaften Variante wird mindestens ein Schwellenwert einer Zustandsgröße des elektronischen Stabilisierungssystems in Abhängigkeit von den Istwerten und den Zweitwerten festgelegt . Durch die Anpassung des Schwellenwerts an die Schwerpunktläge können kritische Fahrsituationen schneller erkannt und auf diese geeignet reagiert werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Variante wird als Schwellenwert der Zustandsgröße ein maximal zulässiger Schwimmwinkel , eine maximal zulässige Querbeschleunigung und/oder eine maximal zulässige Gierrate verwendet . Die drei genannten Zu- standsgrδßen sind für die Fahrdynamik besonders kritisch. Um ein seitliches Umkippen des Fahrzeugs bei einer Kurvenfahrt zu verhindern, darf zum Beispiel die Querbeschleunigung einen maximal zulässigen Schwellenwert nicht überschreiten .
Bei einer weiteren bevorzugten Variante wird nach einer bestimmten Standzeit des Fahrzeugs der Schwellenwert der Zustandsgröße durch erneute Bestimmung der Istwerte und der Zweitwerte festgelegt . Während der Standzeit kann eine Veränderung der Schwerpunktläge vorgenommen worden sein, sodass eine erneute Bestimmung dieser Werte notwendig ist . Selbst- verständlich ist auch eine kontinuierliche Bestimmung der Schwerpunktlage des Fahrzeugs möglich, sodass auch Änderungen in der Schwerpunktläge während der Fahrt des Fahrzeugs , insbesondere durch Verschieben von unzureichend gesicherten Lasten, ermittelt werden können .
Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung mit mindestens zwei Wegsensoren zur Bestimmung der Einfederwege an der mindestens einen gefederten Achse des Fahrzeugs , mit mindestens einem Sensor zur Bestimmung der mindestens einen Querdynamikgröße , und mit Istwertmitteln zur Bestimmung eines Istwerts für die Schwerpunkthöhe des Fahrzeugs aus den gemessenen Einfederwegen und deren zeitlicher Änderung sowie der mindestens einen Querdynamikgröße .
Mit der Vorrichtung kann auf vorteilhafte Weise die tatsächliche Schwerpunkthöhe des Fahrzeugs bestimmt werden. Die Wegsensoren können als Teil einer Luftfedereinheit an den Rädern der mindestens einen gefederten Achse des Fahrzeugs angebracht sein . Solche Wegsensoren sind häufig bereits serienmäßig in Fahrzeugen verbaut , sodass für die Vorrichtung kein erhöhter Kostenaufwand entsteht .
Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung umfasst mindestens zwei Drucksensoren zur Bestimmung der Radlasten an der mindestens einen gefederten Achse des Fahrzeugs, Istwert- mittel zur Bestimmung eines Istwerts für die Schwerpunktläge in Fahrzeuglängsrichtung und/oder eines Istwerts für die Schwerpunktläge in Fahrzeugquerrichtung und/oder eines Istwerts für das Gesamtgewicht des Fahrzeugs aus den gemessenen Radlasten. Die Drucksensoren können beispielsweise in Luftfedereinheiten der mindestens einen gefederten Achse des Fahrzeugs integriert sein. Die Istwertmittel zur Bestimmung der Istwerte der Schwerpunktläge können durch einen Teil eines auf einem Mikroprozessor ablaufenden Programms gebildet werden, es ist aber auch eine Realisierung als Hardware möglich. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung um- fasst Zweitwertmittel zur Bestimmung eines Zweitwerts für die Schwerpunkthöhe aus den gemessenen Radlasten und deren zeitlicher Änderung sowie der mindestens einen Querdynamikgröße, und Endwertmittel zur Bestimmung eines Endwerts für die Schwerpunkthöhe des Fahrzeugs aus dem Istwert und dem Zweit- wert . Durch die Vorrichtung ist die Bestimmung des momentanen Werts der Schwerpunkthöhe auf zwei verschiedene Arten möglich, was eine Überprüfung der j eweiligen Ergebnisse ermöglicht . Die Zweitwertmittel können hierbei - ebenso wie die Endwertmittel - durch einen Teil eines auf einem Mikroprozessor ablaufenden Programms gebildet werden, wobei aber auch eine Realisierung als Hardware möglich ist .
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform umfasst eine elekt- ropneumatische Bremsanlage, Zweitwertmittel zur Bestimmung eines Zweitwerts für die Schwerpunktläge in Fahrzeuglängsrichtung und/oder eines Zweitwerts für die Schwerpunktläge in Fahrzeugquerrichtung und/oder eines Zweitwerts für das Gesamtgewicht des Fahrzeugs auf Basis einer Massenberechnung der elektropneumatisehen Bremsanlage und Endwertmittel zur Bestimmung j eweiliger Endwerte für die Schwerpunktlage in Fahrzeuglängsrichtung und/oder der Schwerpunktläge in Fahrzeugquerrichtung und/oder des Gesamtgewichts des Fahrzeugs aus den Istwerten und den Zweitwerten . Die elektropneumati- sche Bremsanlage führt eine Massenberechnung durch, um Brems- Vorgänge auf die momentane Masse des Fahrzeugs abzustimmen. Die sich auf Basis dieser Massenbestimmung ergebenden Zweit- werte können zur Überprüfung der j eweiligen Istwerte herangezogen werden. Vorteilhaft ist , dass die elektropneumatisehe Bremsanlage in vielen Fahrzeugen serienmäßig vorhanden ist und dementsprechend zur Mitnutzung zur Verfügung steht .
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können j e einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung realisiert sein.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der schematischen Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung erläutert . Dabei zeigen :
Fig . 1 eine Seitenansicht eines Fahrzeugs,
Fig . 2 das Fahrzeug von Fig . 1 in einer Ansicht von unten, Fig . 3 eine schematisch dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung der Schwerpunktläge des Fahrzeugs von Fig. 1.
Fig . 1 und Fig . 2 zeigen ein Zugfahrzeug 14 , welches zusammen mit einem nicht bildlich dargestellten Anhänger ein Fahrzeug 10 bildet . Das Zugfahrzeug 14 weist eine blattgefederte Vorderachse 15 und eine luftgefederte Hinterachse 11 auf . An der Hinterachse 11 sind eine linke Luftfedereinheit 12 an einem linken Hinterrad 20 und eine rechte Luftfedereinheit 13 an einem rechten Hinterrad 21 angebracht .
Jede der beiden Luftfedereinheiten 12 , 13 umfasst einen in Fig . 3 dargestellten Drucksensor 26 , 27 sowie einen Wegsensor 28 , 29. Durch den Wegsensor 28 wird ein Einfederweg Le,i des linken Hinterrads 20 gemessen und daraus eine Änderung des Einfederwegs Le,i ermittelt . Mit dem Wegsensor 29 werden entsprechend ein Einfederweg Le,r und eine Änderung des Einfederwegs Le,r des rechten Hinterrads 21 bestimmt . Analog wird mit Hilfe des Drucksensors 26 eine Radlast Fr,i des linken Hinterrads 20 und daraus eine Änderung der Radlast Fr,i bestimmt . Ebenso werden mittels des Drucksensors 27 eine Radlast Fr,r und eine Änderung der Radlast Fr,r des rechten Hinterrads 21 ermittelt . Die Wegsensoren 28 , 29 sowie die Drucksensoren 26 , 27 sind Teil einer in Fig . 3 gezeigten Vorrichtung 25 zur Bestimmung der Schwerpunktlage des Fahrzeugs 10. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung 25 noch einen Sensor 30 zur Ermittlung einer Querbeschleunigung
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des Fahrzeugs 10 und eine elektro- pneumatische Bremsanlage 35 , welche eine Massenverteilung des Fahrzeugs 10 bestimmt .
Aus den oben genannten Eingangsgrößen werden in einem Ist- wertmittel 36 der Vorrichtung 25 ein Istwert zs,x und in einem Zweitwertmittel 37 ein Zweitwert zs,2 für die Schwerpunkthöhe des Fahrzeugs 10 bestimmt . Aus den Werten zs,x und zs,2 wird in Endwertmitteln 38 ein Endwert zs für die Schwerpunkthöhe des Fahrzeugs 10 bestimmt und als Ausgangsgröße an ein elektronisches Stabilisierungssystem 39 übermittelt . Die Istwertmittel 36 , die Zweitwertmittel 37 und die Endwertmittel 38 sind beispielsweise durch einen Mikroprozessor verwirklicht . Auf analoge Weise wird aus einem Istwert xs,i und einem Zweitwert xS/ 2 für die Schwerpunktläge in Fahrzeuglängsrichtung ein Endwert xs für die Schwerpunktläge in Fahrzeuglängsrichtung bestimmt und an das elektronisches Stabilisierungssystem 39 übermittelt . Analog wird ein Endwert ys für die Schwerpunktläge in Fahrzeugquerrichtung übermittelt , welche aus einem Istwert ys,i und einem Zweitwert ys,2 für die Schwerpunktläge in Fahrzeugquerrichtung bestimmt wird . Ein Istwert GGx für das Gesamtgewicht des Fahrzeugs 10 wird aus den Radlasten Fr,i , Fr,r in den Istwertmitteln 36 bestimmt . Ein Zweitwert GG2 für das Gesamtgewicht des Fahrzeugs 10 wird auf Basis der Massenberechnung der elektropneu- matischen Bremsanlage 35 in den Zweitwertmitteln 37 bestimmt . Aus dem Istwert GGi und dem Zweitwert GG2 wird in den Endwertmitteln 38 ein Endwert GG für das Gesamtgewicht des Fahrzeugs 10 bestimmt und an das elektronische Stabilisierungssystem 39 übermittelt .
Die Ausgangsgrößen der Vorrichtung 25 werden im elektronischen Stabilisierungssystem 39 zur Festlegung von Schwellen- werten von. Zustandsgrößen, beispielsweise einer maximalen Querbeschleunigung aquer.max , verwendet .
Es versteht sich, dass weitere Sensoren in der Vorrichtung 25 vorgesehen sein können, insbesondere solche , die weitere Querdynamikgrößen liefern. Hierzu gehören zum Beispiel ein Lenkwinkel , eine Fahrzeuggeschwindigkeit , eine Gierrate, eine Einlenkgeschwindigkeit , eine Raddrehzahl oder eine Fahrzeuggrundstabilisierung .
Die Vorrichtung kann neben dem Zugfahrzeug 14 auch von einem Anhänger gelieferte Sensorwerte berücksichtigen . Die anhän- gerseitig ermittelten Istwerte und Zweitwerte können an das Zugfahrzeug 14 übermittelt werden, und aus den Istwerten und den Zweitwerten für das Zugfahrzeug 14 und den Anhänger können Rückschlüsse auf die tatsächliche Schwerpunktläge des Fahrzeugs 10 gezogen werden . Entsprechendes gilt , wenn es sich anstelle des Anhängers um einen Auflieger handelt .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung massebezogener Größen eines Fahrzeugs , bei dem Einfederwege ( Le,i / Le,r ) an mindestens einer gefederten Achse (11) des Fahrzeugs (10) gemessenen werden, dadurch gekennzeichnet , dass aus den gemessenen Einfederwegen ( Le,i , Le,r ) und deren zeitlicher Änderung ( Le,i , Le,r ) sowie mindestens einer die Querdynamik des Fahrzeugs (10) beschreibenden Querdynamikgröße ein Istwert ( zs,i ) für die Schwerpunkthöhe des Fahrzeugs (10) bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass Radlasten ( Fril , Fr,r ) an mindestens einer gefederten Achse (11) des Fahrzeugs (10) gemessen werden, wobei aus den gemessenen Radlasten (Fr,i , Fr,r ) ein Istwert (xs,i ) für die Schwerpunktläge in Fahrzeuglängsrichtung und/oder ein Istwert (ys,i ) für die Schwerpunktläge in Fahrzeugquerrichtung und/oder ein Istwert (GGX ) für das Gesamtgewicht des Fahrzeugs (10) bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass Radlasten ( Fril , Fr,r ) an mindestens einer gefederten Achse (11) des Fahrzeugs (10) gemessen werden, wobei aus den gemessenen Radlasten (Fr,i / Fr,r ) und deren zeitlicher Änderung ( Fr,i / Fr,r ) sowie mindestens einer die Querdyna- mik des Fahrzeugs (10 ) beschreibenden Querdynamikgröße ein Zweitwert ( zs,2 ) für die Schwerpunkthöhe des Fahrzeugs (10) bestimmt wird, wobei aus dem Istwert ( zs,i ) und dem Zweitwert ( zS/2 ) ein Endwert ( zs ) für die Schwer- punkthöhe des Fahrzeugs (10) bestimmt wird .
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet , dass auf Basis einer Masseberechung einer elektropneuma- tischen Bremsanlage des Fahrzeugs (10) ein Zweitwert (xs,2 ) für die Schwerpunktläge in Fahrzeuglängsrichtung und/oder ein Zweitwert (ys,2 ) für die Schwerpunktläge in Fahrzeugquerrichtung und/oder ein Zweitwert ( GG2 ) für das Gesamtgewicht des Fahrzeugs (10) bestimmt wird, wobei aus den Istwerten ( xs,i , ys,i , GGi ) und den Zweitwerten ( xs,2 / ys,2 / GG2 ) j eweils zugehörige Endwerte (xs , ys , GG ) für die Schwerpunktlage in Fahrzeugquerrichtung und/oder die Schwerpunktläge in Fahrzeuglängsrichtung und/oder das Gesamtgewicht (GG) des Fahrzeugs (10) bestimmt werden .
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Querdynamikgröße ein Lenkwinkel und/oder eine Querbeschleunigung ( aquer ) und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine Gierrate und/oder eine Einlenkgeschwindigkeit und/oder eine Raddrehzahl und/oder eine Fahrzeuggrundstabilisierung verwendet wird .
6. ' Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass es sich bei dem Fahrzeug (10) um ein Nutzfahrzeug mit einem Auflieger handelt , wobei die Istwerte (xs,i , ys,i , zs,! , GGi ) und die Zweitwerte ( xs,2 , ys,2 , zS/2 , GG2 ) sowohl für das Nutzfahrzeug als auch für den Auflieger bestimmt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , dass es sich bei dem Fahrzeug (10) um ein Zugfahrzeug (14) mit einem Anhänger handelt , wobei die Istwerte ( xs,i , ys,i , zs,i , GGi ) und die Zweitwerte ( xS/2 , yB,2 , zε,2 , GG2 ) sowohl für das Zugfahrzeug ( 14 ) als auch für den Anhänger bestimmt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass die Istwerte ( xs,i , yB,i , zs,i , GGi ) und die Zweitwerte ( x8|2 , ys,2 , zs,2 , GG2 ) an ein elektronisches Stabilisierungssystem (39) zur Beeinflussung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs (10) weitergeleitet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet , dass mindestens ein Schwellenwert einer Zustandsgröße des elektronischen Stabilisierungssystems (39) in Abhängigkeit der Istwerte (xs,i , ys,i , zB,i , GGi ) und der Zweitwerte ( xB(2 , ys,2 / Z5,2 , GG2 ) festgelegt wird .
10. Verfahren nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet , dass als Schwellenwert der Zustandsgröße ein maximal zulässiger Schwimmwinkel und/oder eine maximal zulässige Querbeschleunigung ( aquer.max ) und/oder eine maximal zulässige Gierrate verwendet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10 , dadurch gekennzeichnet , dass nach einer bestimmten Standzeit des Fahrzeugs (10) der Schwellenwert der Zustandsgröße durch erneute Bestimmung der Istwerte ( xs,i , ys,i , zs,i , GGi ) und der Zweitwerte ( xε,2 , yS/2 , zs,2 , GG2 ) festgelegt wird.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens zwei Wegsensoren (28 , 29) zur Bestimmung der Einfederwege ( Le,i / Le,r ) an der mindestens einen gefederten Achse (11) , mit mindestens einem Sensor (30) zur Bestimmung der mindestens einen Querdynamikgrόße , und mit Istwertmitteln (36) zur Bestimmung des Istwerts (zs,i) für die Schwerpunkthöhe des Fahrzeugs (10) aus den gemessenen Einfederwegen (Le,i , Le,r ) und deren zeitlicher Änderung ( Leιi , Le,t ) sowie der mindestens einen Querdynamikgröße .
13. Vorrichtung nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet , dass mindestens zwei Drucksensoren (25 , 27) zur Bestimmung von Radlasten ( Fr,i , Fr,r ) an der mindestens einen gefederten Achse (11) und Istwertmittel (36) zur Bestimmung eines Istwerts ( Xs,i ) fur die Schwerpunktläge in Fahrzeuglängsrichtung und/oder eines Istwerts ( ys,i ) für die Schwerpunktläge in Fahrzeugquerrichtung und/oder eines Istwerts ( GGi ) für das Gesamtgewicht des Fahrzeugs (10) aus den gemessenen Radlasten ( Fr,i , Fr,r ) vorgesehen sind .
14. Vorrichtung nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Drucksensoren (26 , 27) zur Bestimmung der Radlasten ( Fr,i , Fr,r ) an der mindestens einen gefederten Achse (11) , Zweitwertmittel (37) zur Bestimmung eines Zweitwerts ( zs,2 ) für die Schwerpunkthöhe des Fahrzeugs (10) aus den Radlasten ( Fr,i , Fr,r ) und deren zeitlicher Änderung ( Fr,i , Fr,r ) sowie der mindestens einen Querdynamikgröße , und Endwertmittel (38) zur Bestimmung eines Endwerts ( zs ) für die Schwerpunkthöhe des Fahrzeugs (10 ) aus dem Istwert ( zs,i ) un<ä dem Zweitwert ( zs,2 ) vorgesehen sind .
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14 , dadurch gekennzeichnet , dass eine elektropneumatische Bremsanlage , Zweitwertmittel (37) zur Bestimmung eines Zweitwerts ( xε,2 ) für die Schwerpunktläge in Fahrzeuglängsrichtung ( xs ) und/oder eines Zweitwerts ( ys,2 ) für die Schwerpunktläge in Fahrzeugquerrichtung und/oder eines Zweitwerts ( GG2 ) für das Gesamtgewicht des Fahrzeugs (10) auf Basis einer Massenberechnung der elektropneumatisehen Bremsanlage, und Endwertmittel (38 ) zur Bestimmung j eweiliger Endwerte (xs , ys , GG ) für die Schwerpunktläge in Fahrzeuglängsrichtung und/oder die Schwerpunktläge in Fahrzeugquerrichtung und/oder das Gesamtgewicht des Fahrzeugs (10) aus den Istwerten ( xs,i , ys,i , zBιl , GGi ) und den Zweitwerten ( xs,2 / y s,2 / zs,2 , GG 2 ) vorgesehen sind .
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