DE102011002957A1

DE102011002957A1 - Vorrichtung zur Überwachung der Beladung von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE102011002957A1
Application number: DE102011002957A
Authority: DE
Inventors: Rainer Brueggemann; Andreas Reize; Philipp Frueh
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2012-07-26

Abstract

Vorrichtung bzw. Verfahren zur Überwachung einer Beladung und/oder einer Verteilung der Beladung eines Fahrzeugs mit einer Massenbestimmungsvorrichtung zur Ermittlung wenigstens einer, die Fahrzeugmasse repräsentierenden oder von der Fahrzeugmasse abhängigen, Massengröße und; einer Überwachungsvorrichtung die wenigstens abhängig von wenigstens einer der Massengrößen ein Überwachungssignal erzeugt, wobei das Überwachungssignal eine Änderung der Fahrzeugmasse während der Fahrt anzeigt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Überwachung der Beladung von Fahrzeugen mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
Stand der Technik
Aus der US 5 182 712 ist eine Vorrichtung bekannt zur Bestimmung der Beladung eines Arbeitsfahrzeugs, die die Drücke von Flüssigkeit, die sich in den Front- und Heckfederbeinen befindet, überwacht. Die Federbeine sind derart mit dem Last tragenden Teil und dem mit dem Boden verbundenen Teil des Arbeitsfahrzeugs verbunden, dass ein Zusammendrücken eines Federbeins bemerkt wird, während sich das Fahrzeug in Bewegung befindet. Darüber hinaus liefert der Druckunterschied als Folge aus dem Zusammendrücken des Federbeins einen Hinweis auf den Anteil an der Beladung, der durch dieses Federbein abgestützt wird.
Aus der DE 197 24 092 B4 ist bekannt ein Verfahren zur Ermittlung der Fahrzeugmasse bei einem Nutzkraftfahrzeug mit einem Zugfahrzeug und einem Anhänger/Auflieger mit betätigbaren Bremseinrichtungen, die auf die Räder des Zugfahrzeugs und/oder auf die Räder des Anhängers/Aufliegers wirken, bei dem

– wenigstens ein erster Beschleunigungswert, der die Fahrzeugbeschleunigung vor einer Betätigung der Bremseinrichtung repräsentiert, erfasst wird und
– wenigstens ein zweiter Beschleunigungswert, der die Fahrzeugbeschleunigung während einer Betätigung der Bremseinrichtung repräsentiert, erfasst wird und
– die Fahrzeugmasse in Abhängigkeit von dem ersten und zweiten erfassten Beschleunigungswert ermittelt wird.

Aus der EP 925 486 B1 ist bekannt ein Verfahren zur Ermittlung eines die Masse eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzkraftfahrzeugs, repräsentierenden Massenwertes mit einer Antriebseinheit und einer Kupplungseinheit, wobei durch ein Öffnen der Kupplungseinheit der Kraftfluss zwischen der Antriebseinheit und den Fahrzeugrädern im wesentlichen unterbrochen werden kann, mit den Schritten:

– Erfassung wenigstens eines ersten Beschleunigungswertes, der die Fahrzeugbeschleunigung zu einem ersten Zeitpunkt, zu dem die Kupplungseinheit im Wesentlichen geschlossen ist, repräsentiert,
– Erfassung wenigstens eines ersten Antriebswertes, der die Antriebskraft oder das Antriebsmoment der Antriebseinheit zu dem ersten Zeitpunkt repräsentiert,
– Erfassung wenigstens eines zweiten Beschleunigungswertes, der die Fahrzeugbeschleunigung zu einem zweiten Zeitpunkt repräsentiert, zu dem die Kupplungseinheit im Wesentlichen geöffnet ist,
– Vergleich des erfassten zweiten Beschleunigungswertes mit wenigstens einem vorgebbaren Schwellenwert,
– Ermittlung des Massenwertes wenigstens abhängig von dem Vergleich und wenigstens abhängig von dem erfassten ersten Beschleunigungswert und dem erfassten ersten Antriebswert.

Aus der DE 197 28 867 A1 ist bekannt ein Verfahren zur Ermittlung eines die Fahrzeugmasse repräsentierenden Massenwertes eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzkraftfahrzeugs, mit einer Antriebseinheit. Hierzu ist eine Erfassung wenigstens eines ersten und eines zweiten Beschleunigungswertes vorgesehen. Diese Beschleunigungswerte repräsentieren die Fahrzeugbeschleunigung zu einem ersten und einem zweiten Zeitpunkt. Weiterhin werden wenigstens ein erster und ein zweiter Antriebswert erfaßt. Diese Antriebswerte repräsentieren dabei die Antriebskraft oder das Antriebsmoment der Antriebseinheit zu dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt. Wenigstens abhängig von den erfassten Beschleunigungswerten und den erfassten Antriebswerten werden dann wenigstens ein erster und ein zweiter Fahrwiderstandswert bestimmt. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Ermittlung des Massenwertes wenigstens abhängig von einem Vergleich wenigstens des bestimmten ersten Fahrwiderstands- oder Massenschätzwerts mit dem bestimmten zweiten Fahrwiderstands- oder Massenschätzwert geschieht. Durch den erfindungsgemäßen Vergleich wird eine Fahrbahnneigung erfasst, wodurch eine durch die Fahrbahnneigung bedingte fehlerhafte Massenbestimmung vermieden wird.
Die aufgeführten Dokumente aus dem Stand der Technik haben gemein, dass sie Vorrichtungen bzw. Verfahren beschreiben, die versuchen die Fahrzeugmasse während der Fahrt bzw. während bestimmter Fahrsituationen, z. B. Bremsen, Ein und Auskuppeln, Anfahren, zu bestimmen. Dabei werden zu unterschiedlichen Zeitpunkten Messgrößen gemessen, die eine Ableitung auf die Fahrzeugmasse zulassen. Wenn zu unterschiedlichen Zeitpunkten die Fahrzeugmasse bestimmt wird, dann werden die zu unterschiedlichen Zeitpunkten gemessenen Fahrzeugmassen verwendet, um das System zu plausibilsieren, zu kalibrieren oder den Verschleiß zu messen.
Keine der Vorrichtungen und keines der Verfahren bewerten, im Gegensatz zu vorliegenden Erfindungen, die Art und Weise, insbesondere die Geschwindigkeit, mit der sich die gemessene Fahrzeugmasse ändert, unter anderem auch unter dem Gesichtspunkt, dass sich daraus der Verlust von Ladung ableiten lässt.
Der Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche ist der US 5 182 712 entnommen.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren haben dem gegenüber den Vorteil, dass die Beladung eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kleintransporters oder LKWs, überwacht wird und dass von der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Überwachungssignal erzeugt werden kann. Ein Überwachungssignal wird z. B. dann erzeugt, um vor einer Überladung des Fahrzeugs zu warnen oder um vor einer Überschreitung einer einzelnen Achslast zu warnen oder wenn eine auffällig schnelle Änderung der Fahrzeugmasse, insbesondere während der Fahrt, auftritt, die darauf schließen lässt, dass Ladung verloren wurde bzw. ein Ladungsverlust vorliegt.
Heutige Fahrzeuge, insbesondere Kleintransporter und LKWs, mit Systemen zur Fahrdynamikregelung, wie z. B. einem ESP-System, verfügen über Systeme zur Ladungserkennung, z. B. dem „Load Adaptive Control (LAC)”. Diese Systeme werten das Verhalten des Fahrzeugs bei Beschleunigungs- und Bremsvorgängen aus und berechnen daraus Massengrößen, die die Fahrzeugmasse repräsentieren oder von der Fahrzeugmasse abhängig sind. Die ermittelte Massengröße muss nicht die Fahrzeugmasse sein, aber sie muss von der Fahrzeugmasse abhängig sein bzw. ausreichende die Fahrzeugmasse repräsentieren, um eine Änderung der Fahrzeugmasse so derart zu repräsentieren, dass ein Ladungsverlust, insbesondere während der Fahrt erkannt werden kann. Außerdem berechnen die Systeme aus den eben genannten Verhaltensauswertungen die Lage des Schwerpunkts der Beladung in der Fahrzeuglängsachse. Auf diese Weise berechnen die Systeme auch die Achslasten. Die Berechnung der Massengrößen bzw. die Ermittlung des Schwerpunktes bzw. die Berechnung der Achslasten kann z. B. nach einem der Verfahren aus dem eingangs gewürdigten Stand der Technik geschehen. Basierend auf diesen Werten passen die Systeme zur Fahrdynamikregelung, wie z. B. ein ESP-System, seine Regeleingriffe an. Bisher wurden diese Größen lediglich innerhalb des Systems zur Fahrdynamikregelung eingesetzt.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren Änderungen der Fahrzeugmasse, insbesondere während der Fahrt, anzeigen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermittelt in einem Schritt die Massengröße. Diese Massengröße ist abhängig bzw. repräsentiert die Fahrzeugmasse. Wenn beim Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens festgestellt wird, dass eine Änderung der Fahrzeugmasse vorliegt, dann bewirkt das erfindungsgemäße Verfahren unter bestimmten Umständen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Überwachungssignal erzeugt. Ein Umstand kann z. B. eine auffällig schnelle Änderung, insbesondere eine Verringerung der Fahrzeugmasse, sein; ausgedrückt durch die Massengröße, die von der Fahrzeugmasse abhängig ist bzw. die Fahrzeugmasse repräsentiert. Ein weiterer Umstand kann die Überschreitung einer vorgegebenen Schwelle durch die Messgrößen sein. Diese Schwelle könnte z. B. durch einen Schwellenwert definiert sein.
Die Ermittelung der Massengröße kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren auch durch ein bereits vorhandenes System zur Fahrdynamikregelung, wie z. B. einem ESP-System, geschehen. Denkbar wäre aber auch der Einsatz eines separaten Systems zur Bestimmung der Messgrößen und der aus ihr abgeleiteten Größen wie z. B. der Fahrzeugmasse oder der Achslast. Beispielsweise nach einem der Verfahren aus dem eingangs gewürdigten Stand der Technik.
Die Geschwindigkeit mit der sich die Fahrzeugmasse ändern muss, also die Schnelle mit der sich die Fahrzeugmasse ändern muss, um als entsprechend auffällig von der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahren für einen Ladungsverlust erkannt zu werden, muss auf den Fahrzeugtyp entsprechend abgestimmt werden.
Das Überwachungssignal kann verwendet werden, um dem Fahrer in geeigneter Weise anzuzeigen, dass ein Verlust der Ladung vorliegt. Zum Beispiel könnte ein Tonsignal ertönen oder ein optisches Signal, wie das Aufleuchten einer Warnlampe, entstehen oder eine Bildschirminformation erscheinen oder eine Warnung durch eine Sprachausgabe erzeugt werden; ebenfalls denkbar sind haptische Signale oder eine Kombination aus diesen Signaltypen.
Durch die Erfindung wird eine Erhöhung der Verkehrssicherheit erreicht, indem, insbesondere bei Kleintransportern und LKWs, auf eine zulässige Beladung geachtet werden kann.
Des Weiteren lassen sich Verschleiß und Schäden an Fahrzeugen hervorgerufen durch z. B. Überladung oder Überschreitung von Achslasten vermeiden.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Unteransprüche.
Vorteilhaft setzt die erfindungsgemäße Vorrichtung die ermittelten Größen ein, um die Beladung des Fahrzeugs zu überwachen. Z. B. können die ermittelten Größen mit einem vorgegeben Schwellenwert, z. B. einem Schwellwert abhängig vom zulässigen Gesamtgewicht, verglichen werden. Bei einem Überschreiten dieses Schwellenwerts erzeugt die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Überwachungssignal, das die Überschreitung des Schwellenwerts anzeigt.
Vorteilhaft setzt die erfindungsgemäße Vorrichtung die ermittelten Größen ein, um die Achslasten zu überwachen. Z. B. können die ermittelten Größen mit einem vorgegebenen Schwellenwert pro Achse, z. B. einem Schwellenwert abhängig von der zulässigen Achslast, verglichen werden. Bei einem Überschreiten des Schwellewerts erzeugt die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Überwachsungssignal, das die Überschreitung des Schwellenwerts anzeigt.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Steuerelements, das für ein Steuergerät einer zur Fahrdynamikregelung eines Kraftfahrzeugs eingesetzten Systems (z. B. eines ESP-Systems) vorgesehen ist.
Dabei ist auf dem Steuerelement ein Programm gespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor oder Signalprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so dass dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Programm geeignet ist. Als Steuerelement kann ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen, insbesondere ein Read-Only-Memory.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Zeichnungen.
Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen
1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
1 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer möglichen Ausführungsform. Das Steuergerät (SG1) des zur Fahrdynamikregelung eingesetzten Systems erhält Signale (S1) mit Informationen über die Raddrehzahlen, die Fahrzeugbeschleunigung und das Antriebsmoment. Im Massenbestimmungsblock (10) werden aus diesen Informationen die Fahrzeugmasse und/oder die Achslasten und/oder die Änderung der Fahrzeugmasse bestimmt bzw. berechnet. Z. B. kann das durch die allgemein bekannte Newtonsche Bewegungsgleichung geschehen, wobei aus dem Antriebsmoment eine entsprechende Kraft und aus den Raddrehzahlen und der Fahrzeugbeschleunigung eine entsprechende Beschleunigung abgeleitet werden kann. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Fahrzeugmasse und/oder die Achslasten und/oder die Änderung der Fahrzeugmasse mittels separater Sensorik, z. B. Wegsensoren an den Achsen, bestimmt bzw. berechnet wird. Danach wird im Gesamtgewichtsblock (11) die ermittelte Fahrzeugmasse gegen einen Schwellenwert für die Fahrzeugmasse verglichen. Z. B. kann das zulässige Gesamtgewicht des Fahrzeugs als Schwellenwert für die Fahrzeugmasse verwendet werden. Natürlich kann auch jeder andere Schwellenwert verwendet werden. Es ist auch denkbar, dass der Schwellenwert interaktiv oder dynamisch angepasst werden kann. Wird eine Überschreitung des Schwellenwerts erkannt, wird ein Überwachungssignal (S2) erzeugt. Im Achslastbestimmungsblock (12) werden die Achslasten gegen Schwellenwerte für die Achslasten verglichen. Z. B. kann für jede Achse ein einzelner Schwellenwert wie die zulässige Achslast verwendet werden. Natürlich kann auch jeder andere Schwellenwert verwendet werden. Es ist auch denkbar, dass der Schwellenwert interaktiv oder dynamisch angepasst werden kann. Wird eine Überschreitung eines der Schwellenwerte für die Achslasten erkannt, wird ein Überwachungssignal (S3) erzeugt. Im Ladungsverlustbestimmungsblock (13) wird die Änderung der Fahrzeugmasse gegen einen Schwellwert verglichen. Der Schwellenwert ist so gewählt dass beim Überschreiten dieses Schwellwerts ein Ladungsverlust vorliegt. Natürlich kann auch jeder andere Schwellenwert verwendet werden. Es ist auch denkbar, dass der Schwellenwert interaktiv oder dynamisch angepasst werden kann. Wird eine Überschreitung des Schwellenwerts für die Änderung der Fahrzeugmasse erkannt, wird ein Signal (S4) erzeugt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5182712 [0002, 0008]
DE 19724092 B4 [0003]
EP 925486 B1 [0004]
DE 19728867 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung (SG1) zur Überwachung einer Beladung und/oder einer Verteilung der Beladung eines Fahrzeugs mit einer Massenbestimmungsvorrichtung (10) zur Ermittlung wenigstens einer, die Fahrzeugmasse repräsentierenden oder von der Fahrzeugmasse abhängigen, Massengröße und; einer Überwachungsvorrichtung (11, 12, 13) die wenigstens abhängig von wenigstens einer der Massengrößen ein Überwachungssignal (S2, S3, S4) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungssignal (S2, S3, S4) eine Änderung der Fahrzeugmasse während der Fahrt anzeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Massenbestimmungsvorrichtung (10) Teil eines zur Fahrdynamikregelung eingesetzten Systems ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungssignal (S4) einen Verlust der Ladung anzeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die die ermittelte Massengröße einsetzt, um die Beladung des Fahrzeugs zu überwachen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die die ermittelte Massengröße einsetzt, um die Last auf eine Achse des Fahrzeugs zu überwachen
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Teil eines zur Fahrdynamikregelung eingesetzten Systems ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung die Beladung und/oder die Last auf eine Achse und/oder die Änderung der Fahrzeugmasse gegen wenigstens einen Schwellenwert vergleicht.
Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert fest vorgegeben ist und/oder interaktiv einstellbar ist und/oder dynamisch änderbar ist.
Verfahren zur Überwachung der Beladung eines Fahrzeugs mit den Verfahrensschritten: – Ermitteln (10) einer die Fahrzeugmasse repräsentierenden oder wenigstens von der Fahrzeugmasse abhängigen Massengröße; – Erzeugen (11, 12, 13) eines Überwachungssignals (S2, S3, 34) wenigstens abhängig von wenigstens einer der Massengrößen. dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungssignal (S2, S3, S4) eine Änderung der Fahrzeugmasse während der Fahrt anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung (10) der Massengröße von einer Vorrichtung, die Teil eines zur Fahrdynamikregelung eingesetzten Systems ist, ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10 dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungssignal (S2, S3, S4) einen Verlust der Ladung anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10 dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren von einer Vorrichtung, die Teil eines zur Fahrdynamikregelung eingesetzten Systems ist, ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Beladung und/oder die Last auf eine Achse und/oder die Änderung der Fahrzeugmasse gegen wenigstens einen Schwellenwert verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert fest vorgegeben ist und/oder interaktiv einstellbar ist und/oder dynamisch änderbar ist.