DE102014214926A1

DE102014214926A1 - Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Überprüfung der Zuladung und Verfahren zum Überprüfen der Zuladung

Info

Publication number: DE102014214926A1
Application number: DE102014214926.6A
Authority: DE
Inventors: Claudia Langner; Daniel Liebau
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2016-02-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Überprüfung der Zuladung sowie ein Verfahren zur Überprüfung der Zuladung in einem Kraftfahrzeug. Erfindungsgemäß wird sowohl die Position als auch das Gewicht einzelner Zuladungsobjekte bestimmt und Zuladungsgegenstände von Fahrzeuginsassen unterschieden. Hierdurch können einem Fahrzeuglenker Informationen zu den aktuell mitgeführten Zuladungsgegenständen übermittelt werden. Diese Informationen können dem Fahrzeuglenker mittels einer Anzeigeeinrichtung bildlich oder mittels eines Audiosystems als gesprochene Audionachricht übermittelt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Überprüfung der Zuladung in dem Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Überprüfen der Zuladung in einem Kraftfahrzeug.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 20 2007 002 646 U1 ist eine Waage für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug, bekannt, mit welcher das Gewicht einer Ladung im Laderaum gemessen werden kann. Die Sensoren der Waage können überall dort montiert sein, wo sich aufgrund des Ladungsgewichtes etwas bewegt oder Spannungen auftreten, wie z. B. im Fahrwerk, Stabilisatoren, Zugsteigung, Schubstangen oder Pendelstangen. Bei einem LKW kann eine Waage auch an einer Hebebühne angeordnet sein, um so die einzelnen Komponenten der Ladung zu wiegen. Mittels einer Anzeigeeinrichtung, wie z. B. einem Bordcomputer, kann das Gewicht der Zuladung angezeigt werden.
Aus der DE 20 2011 121 871 B3 geht ein Verfahren zur Insassengewichtsbestimmung zumindest eines Fahrzeuginsassen eines Kraftfahrzeuges mit einer auf einem Fahrwerk aufgebauten und darauf lastenden Fahrzeugkarosserie hervor. Eine auf das Fahrwerk einwirkende Last wird beim Einsteigen eines Fahrzeuginsassen in das Kraftfahrzeug zu einem ersten Zeitpunkt mittels im Bereich des Fahrwerks befindlicher Sensoren erfasst. Ein zweiter Fahrzeuginsasse wird zu einem zweiten Zeitpunkt erfasst und vom ersten Fahrzeuginsassen unterschieden.
Weitere Verfahren und Vorrichtungen zum Messen des Gewichtes von Fahrzeuginsassen sind aus der EP 923 768 B1 , EP 757 635 B1 , EP 1 189 787 B1 , EP 1 210 569 B1 , DE 103 43 807 A1 , EP 2 241 477 A1 , EP 1 533 194 B1 , EP 892 728 B1 EP 1 769 975 B1 , DE 198 41 728 B4 sowie der EP 1 299 269 B1 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Überprüfung der Zuladung und ein Verfahren zum Überprüfen der Zuladung in einem Kraftfahrzeug zu schaffen, mit welchem dem Fahrzeuglenker genauere Informationen bezüglich des Gewichts der Zuladung, wie sie mit der eingangs erläuterten Waage gemessen werden, bereitgestellt werden.
Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist eine Vorrichtung zur Überprüfung der Zuladung im Kraftfahrzeug auf, die umfasst
Waagen zum Wiegen der gesamten Zuladung, und
eine Positionsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Position eines im Kraftfahrzeug befindlichen Zuladungsgegenstandes.
Hierdurch ist es möglich, sowohl das Gewicht eines Zuladungsgegenstandes als auch den Ort bzw. die Position des Zuladungsgegenstandes im Kraftfahrzeug zu bestimmen und den Fahrzeuglenker entsprechend zu informieren.
Die Positionsbestimmungseinrichtung kann ein oder mehrere im Kraftfahrzeug verteilte Druck- und/oder Gewichtssensoren aufweisen, mit welchen der Ort eines von einem Objekt auf den Sensor ausgebildeten Drucks detektiert werden kann. Solche ortsauflösenden Druck- bzw. Kraftsensoren sind beispielsweise Druckmatten mit einer Matrix aus mehreren, insbesondere in einem zweidimensionalen Feld angeordneten Druckzellen.
Die Positionsbestimmungseinrichtung kann auch eine Detektionseinrichtung aufweisen, mit welcher eine gleichzeitige Änderung der an den mehreren Waagen gemessenen Gewichte ermittelt wird, wobei diese gleichzeitigen Gewichtsänderungen einem bestimmten Zuladungsgegenstand zugeordnet werden, und anhand der mehreren gemessenen Gewichtsänderungen dieses Zuladungsgegenstandes der Schwerpunkt und damit die Position des Zuladungsgegenstandes bestimmt wird. Die Detektionseinrichtung der Positionsbestimmungseinrichtung ist vorzugweise mit den mehreren Waagen zum Wiegen der gesamten Zuladung verbunden.
Im Kraftfahrzeug ist vorzugsweise zumindest ein Sensor zur Positionsbestimmung von Zuladungsgegenständen angeordnet. Dieser Sensor umfasst beispielsweise in Bodenflächen von Stauraumbereichen angeordnete Sensormatten, insbesondere Druckmatten und bevorzugt ortsauflösende Druckmatten. Der Sensor kann jedoch auch eine Kamera mit einer Bildanalyseeinrichtung sein, mit welcher Gegenstände von Personen unterschieden werden, sodass den jeweiligen Gegenständen ein Gewicht zugeordnet werden kann. Die Zuordnung des Gewichtes zu den entsprechenden Zuladungsgegenständen erfolgt beispielsweise anhand der Ermittlung eines Schwerpunktes des Gewichtes eines Zuladungsgegenstandes mittels der Waagen und Überprüfung, ob der Ort dieses Schwerpunktes mit dem Ort des mit der Kamera erfassten Zuladungsgegenstandes übereinstimmt. Die Zuordnung des Gewichtes eines Zuladungsgegenstandes kann auch über eine zeitliche Koinzidenz des erstmaligen Messens des Gewichtes eines bestimmten Zuladungsgegenstandes im Kraftfahrzeug und des erstmaligen Erscheinens dieses Zuladungsgegenstandes in einem von der Kamera erfassten Bild erfolgen.
Das Kraftfahrzeug weist mehrere Räder auf, die am Kraftfahrzeug jeweils mit einer Radaufhängung befestigt sind. Die Waagen zum Wiegen der gesamten Zuladung sind vorzugsweise an den Radaufhängungen angeordnet. Bei einem Motorrad sind die Waagen an den Radaufhängungen des Vorder- und Hinterrades angeordnet. Bei Dreirädern sind die Waagen an den Radaufhängungen der drei Räder angeordnet. Bei einem vierrädrigen Fahrzeug sind die Waagen an den Radaufhängungen der vier Räder angeordnet. Bei einem Kraftfahrzeug mit mehr als vier Rädern, wie z. B. einem Lastkraftwagen mit einer Doppelachse im Heckbereich, ist es zweckmäßig, dass die Waagen an allen Radaufhängungen aller Räder angeordnet sind. In einer vereinfachten Ausführungsform ist es jedoch auch möglich, die Waagen an zwei Radaufhängungen im Bereich einer Vorderachse und lediglich zwei Radaufhängungen im Bereich einer Hinterachse anzuordnen und an den Radaufhängungen einer weiteren Hinterachse keine Waagen vorzusehen. Auch mit einer solchen Anordnung ist es möglich, die gesamte Zuladung des Kraftfahrzeuges zu messen. Die Waagen sind bei einem Fahrzeug mit zumindest vier Rädern in der Draufsicht an den Ecken eines Rechtecks angeordnet.
Die Waagen zum Wiegen der gesamten Zuladung sind vorzugsweise Druckfederwaagen und/oder Zylinderwaagen.
Vorzugsweise sind zusätzliche Waagen in der Fahrgastzelle angeordnet, um das Gewicht von Fahrzeuginsassen zu messen. Diese Waagen sind insbesondere Druckmatten im Bereich der Sitzfläche. Sie können durch weitere Druckmatten im Bereich der Fußräume und/oder Cockpitablagen ergänzt sein. Zum Wiegen von Fahrzeuginsassen sind unterschiedliche Verfahren bekannt, wie sie oben näher erläutert sind. Auf die Dokumente ( EP 757 635 B1 , EP 1 189 787 B1 , EP 1 210 569 B1 , DE 103 43 807 A1 , EP 2 241 477 A1 , EP 1 533 194 B1 , EP 892 728 B1 , EP 1 769 975 B1 , DE 198 41 728 B4 , EP 1 299 269 B1 , EP 923 768 B1 ), die diese Verfahren zum Wiegen von Fahrzeuginsassen beschreiben, wird hiermit voll inhaltlich Bezug genommen.
In einer Fahrgastzelle ist vorzugsweise ein Sensor zum Detektieren von Personen bzw. zum Diskriminieren von Personen und Zuladungsgegenständen angeordnet. Ein solcher Sensor kann beispielsweise ein Infrarotsensor, eine Kamera oder ein Radarsensor sein. Mit dem Infrarotsensor kann die Temperatur eines Lebewesens detektiert werden, womit Lebewesen von Zuladungsgegenständen unterschieden werden. Mit der Kamera und einer entsprechenden Bildanalyseeinrichtung können Personen, Tiere und Zuladungsgegenstände unterschieden werden. Mit einem Radarsensor kann die Bewegung und der Pulsschlag von Personen und/oder Tieren detektiert werden. Diese Informationen werden mit den Gewichtsinformationen der Waagen kombiniert, sodass den einzelnen Personen, Tieren und/oder Zuladungsgegenständen die entsprechenden Gewichte zugeordnet werden.
Nach einem ersten Verfahrensaspekt sieht die Erfindung vor, das Gewicht der gesamten Zuladung zu messen und hiervon unabhängig das Gewicht der Fahrzeuginsassen zu messen, wobei das Gewicht der Zuladungsgegenstände aus der Differenz des Gewichtes der gesamten Zuladung und dem Gewicht der Fahrzeuginsassen berechnet wird.
Hierdurch wird, unabhängig vom Gewicht der Personen, die sich im Fahrzeug befinden, das Gewicht der Zuladungsgegenstände erfasst. Das Gewicht der gesamten Zuladung wird anhand mehrerer im Kraftfahrzeug verteilter Waagen bestimmt, die das Gewicht des oberhalb der Waagen befindlichen Fahrzeugaufbaus zusammen mit der gesamten Zuladung messen. Von diesem Gewicht wird ein vorbestimmtes Leergewicht abgezogen, um das Gewicht der gesamten Zuladung zu bestimmen. Vorzugsweise sind sicherheitsrelevante Gegenstände, wie Verbandskasten oder Reserverad, vom Leergewicht umfasst, das vom gemessenen Gesamtgewicht abgezogen wird. Somit umfasst das Gewicht der gesamten Zuladung das Gewicht aller Zuladungsgegenstände, Fahrzeuginsassen und zusätzlicher Anbauteile, wie z. B. einer Dachbox.
Nach einem zweiten Verfahrensaspekt der vorliegenden Erfindung wird das Gewicht eines Zuladungsgegenstandes mittels mehrerer über die Grundfläche des Kraftfahrzeuges verteilter Waagen gemessen und eine gleichzeitige Änderung der an den mehreren Waagen gemessenen Gewichte wird einem Zuladungsgegenstand zugeordnet. Die Position des Zuladungsgegenstandes wird bestimmt, indem entweder anhand dieser Gewichtsänderungen des Zuladungsgegenstandes der Schwerpunkt oder mittels eines weiteren Sensors der Ort des Zuladungsgegenstandes bestimmt wird. Da der Ort der Waagen bekannt ist, kann aus den mit den einzelnen Waagen gemessenen Gewichten einfach der Schwerpunkt des jeweiligen Zuladungsgegenstandes berechnet werden.
Vorzugsweise wird detektiert, wenn alle Türen des Kraftfahrzeuges geschlossen werden, und unmittelbar nach dem Schließen aller Türen des Kraftfahrzeuges wird das Gewicht der Zuladungsgegenstände bestimmt. Nach dem Schließen aller Türen des Kraftfahrzeuges befinden sich alle Zuladungsgegenstände und Personen im Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug ist noch nicht in Bewegung, sodass keine dynamischen Kräfte auf die Waagen wirken. Es wird das tatsächliche Gewicht der Zuladungsgegenstände und der Fahrzeuginsassen gemessen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Kraft- und/oder Drucksensoren zum Messen des Gewichtes und/oder des Ortes von Zuladungsgegenständen und Fahrzeuginsassen, in
2 eine Radaufhängung mit einer Waage.
3 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeuges mit mehreren Kraft- und/oder Drucksensoren zum Messen des Gewichtes und/oder des Ortes von Zuladungsgegenständen und Fahrzeuginsassen, und
4 Beispiele von unterschiedlichen Zuladungszuständen.
Nachfolgend wird ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges erläutert (1). Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Fahrzeugkarosserie und ein Fahrwerk auf. Eine auf das Fahrwerk einwirkende Last ist mittels Waagen 2, welche in den Bereichen der Radaufhängungen zwischen dem Fahrwerk und der selbsttragenden Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, detektierbar (2). Die Waagen 2 können als Druckfederwaagen 2/1 im Bereich von Feder-/Dämpfereinheiten der Fahrwerke oder Zylinderwaagen 2/2 ausgebildet sein. Die Waagen 2 sind Kraftsensoren, die über Datenleitungen 3 mit einer zentralen Steuereinrichtung 4 verbunden sind. Die zentrale Steuereinrichtung 4 erhält von den einzelnen Waagen 2 Signale, die die auf den Waagen lastenden Kräfte widergeben. Diese Signale werden von der zentralen Steuereinrichtung 4 in ein Gewicht umgerechnet. Dieses Gewicht stellt das gesamte Gewicht, das auf den Radaufhängungen lastet und somit von den Waagen 2 erfasst wird, dar. Dieses Gewicht umfasst das Gewicht der Karosserie, aller sich innerhalb der Karosserie befindlichen Körper und aller Körper, die sich außerhalb der Karosserie befinden und mit dieser in fester Verbindung stehen. Solche außerhalb der Karosserie befindlichen Körper sind beispielsweise fest mit der Karosserie verbundene Dachboxen.
Das Kraftfahrzeug weist fünf Türen 5, 6 auf, wobei mit vier Türen ein Fahrgastinnenraum 7 und mit der fünften Tür 6 ein Kofferraum 8 geöffnet werden kann. Im Fahrgastinnenraum befinden sich Sitze 9, welche jeweils einen Sensor zum Detektieren einer auf dem Sitz befindlichen Person aufweisen. Im einfachsten Ausführungsbeispiel ist dieser Sensor 10 ein Gurtschlosssensor. Dieser Sensor kann auch ein in die Sitzfläche eingelassener Drucksensor bzw. eine Waage sein, wie sie aus dem eingangs erläuterten Stand der Technik bekannt ist.
Die zentrale Steuereinrichtung 4 der Waagen 2 ist mit einer zentralen Fahrzeugdatenerfassungseinrichtung 11 verbunden, in welcher unterschiedlichste Parameter vorgehalten werden, die den Zustand des Kraftfahrzeuges 1 beschreiben. Dies sind insbesondere Geschwindigkeitsinformationen, diverse Informationen der Motorsteuerung sowie allgemeine, den Zustand des Kraftfahrzeugs beschreibende Informationen. Hierunter fällt auch der mittels der Türsensoren 12 detektierbare Schließzustand der einzelnen Türen 5, 6.
Die zentrale Steuereinrichtung 4 der Waagen 2 ist somit darüber informiert, ob das Kraftfahrzeug 1 still steht und welche der Türen 5, 6 geöffnet oder geschlossen ist. Das Wiegen der Zuladungsobjekte wird vorzugsweise ausschließlich dann ausgeführt, wenn das Kraftfahrzeug 1 still steht. Ist zumindest eine der Türen 5, 6 geöffnet, dann wird jede Änderung der gesamten Zuladung erfasst und ausgewertet. Hierbei wird zwischen schnellen Gewichtsänderungen und langsamen Gewichtsänderungen unterschieden. Eine langsame Gewichtsänderung tritt auf, wenn dem Kraftfahrzeug eine Verbrauchsflüssigkeit, wie Treibstoff, Öl, Kühlwasser oder Reinigungswasser, zugeführt wird. Eine schnelle Gewichtsänderung tritt auf, wenn das Kraftfahrzeug mit einem Zuladungsobjekt beladen wird. Die Zeitspanne, innerhalb welcher schnelle Gewichtsänderungen detektiert werden, hängt von der Reaktionszeit der verwendeten Waagen 2 ab. Schnelle Gewichtsänderungen werden typischerweise in einem Zeitintervall von etwa 0,1 s bis 3 s und insbesondere von 0,1 s bis 1 s erfasst. Anstelle der Unterscheidung zwischen langsamen und schnellen Gewichtsänderungen kann die Zufuhr von Fahrzeugflüssigkeiten auch anhand entsprechender Füllstandssensoren des Tankinhalts, des Ölstandes, der Kühlflüssigkeit und/oder der Reinigungsflüssigkeit detektiert werden. Wird mit einer erfassten Gewichtsänderung gleichzeitig eine Änderung eines entsprechenden Füllstandes erfasst, dann können diese beiden Änderungen einander zugeordnet werden.
Eine gleichzeitige Änderung der mehreren am Kraftfahrzeug 1 verteilt angeordneten Waagen 2 wird einem Zuladungsobjekt zugeordnet. Da der Ort der Waagen 2 bekannt ist, kann aus den unterschiedlichen Belastungen der unterschiedlichen Waagen 2 der Schwerpunkt des Zuladungsobjektes berechnet werden. Somit kann ermittelt werden, ob sich das Zuladungsobjekt im Kofferraum 8, auf einem der Sitze 9 oder in einem Staufach 13 einer der Türen 5 befindet. Wird einer der Gurtschlosssensoren 10 geschlossen, dann wird dies dahingehend interpretiert, dass das Zuladungsobjekt auf dem Sitz 9, dem das Gurtschloss 10 zugeordnet ist, eine Person ist. Dieser Person wird das Gewicht zugeordnet, das im Bereich dieses Sitzes 9 angeordnet ist. Somit wird bei den Zuladungsobjekten zwischen Personen und Zuladungsgegenständen unterschieden.
Mit diesem Verfahren lässt sich somit ein Zuladungsgegenstand mit seinem Gewicht eindeutig identifizieren, wobei dessen Position bzw. dessen Ort im Kraftfahrzeug detektiert wird.
Die Waagen 2 fungieren zusammen mit der zentralen Steuereinrichtung 4 auch als Positionsbestimmungseinrichtung, da mit ihnen der Schwerpunkt der Zuladungsobjekte bzw. Zuladungsgegenstände detektierbar ist.
Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert (3), das im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel aus 1 entspricht, weshalb gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind und nicht nochmals erläutert werden.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass als Positionsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung des Ortes von Zuladungsgegenständen Druckmatten 14 vorgesehen sind, welche im Bereich des Fußraumes des Fahrers 14/1, des Fußraumes des Beifahrers 14/2, des Fußraumes im Fond rechts 14/3 des Fußraumes im Fond links 14/4, in der Mittelkonsole 14/5 in den Staufächern 13 der Fahrertür 14/6, der Beifahrertür 14/7, der Tür im Fond rechts 14/8, der Tür im Fond links 14/9 und im Kofferraum 14/10 angeordnet sind. Diese Druckmatten 14 sind vorzugsweise überall dort vorgesehen, wo sich im Kraftfahrzeug 1 eine Ablage für Zuladungsgegenstände befindet. Je nach Ausgestaltung des Kraftfahrzeuges können deshalb die Druckmatten 14 unterschiedlich im Kraftfahrzeug 1 angeordnet sein. So kann es auch sinnvoll sein, eine solche Druckmatte im Bereich des Armaturenbrettes, der Cockpitablage (z.B. Mittelkonsole/Armauflage) und/oder im Handschuhfach vorzusehen.
Die Druckmatten 14 erstrecken sich im Kofferraum 8 und in den Fußräumen über größere Flächen. Hier sind die Druckmatten 14 vorzugsweise derart ausgebildet, dass im Bereich der Druckmatten der Ort der einzelnen Zuladungsgegenstände detektierbar ist. Derartige ortsauflösende Druckmatten 14 sind beispielsweise aus einer zweidimensionalen Matrix aus mehreren unabhängigen Druckzellen ausgebildet. Vorzugsweise können die Druckmatten auch zum unmittelbaren Messen des Gewichtes der auf den Druckmatten befindlichen Zuladungsgegenstände ausgebildet sein. Dies ist vor allem zweckmäßig, um leichte und/oder kleine Gegenstände zu wiegen. Eine solche zusätzliche Gewichtsmessung mittels der Druckmatten für leichte Gegenstände verringert die Anforderung der Waagen 2 im Bereich der Radaufhängungen, welche fast das gesamte Gewicht des Kraftfahrzeuges tragen müssen.
Als Positionsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Position der sich im Kraftfahrzeug 1 befindlichen Personen sind in die Sitze 9 Druckmatten integriert. Ein jeder Sitz 9 weist eine separate Druckmatte auf, sodass festgestellt werden kann, ob ein bestimmter der Sitze 9 mit einer Person belegt ist.
Diese in die Sitze 9 integrierten Druckmatten können auch als Waagen zum Wiegen der darauf befindlichen Personen verwendet werden. Derartige Waagen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden vor allem zum Ansteuern von Rückhaltesystemen verwendet. Die in die Sitze 9 integrierten ruckmatten können auch in Verbindung mit den weiteren Druckmatten 14 zum Bestimmen des Gewichtes von Personen verwendet werden, wobei anhand von an sich bekannten Algorithmen die vom Körper einer Person auf mehrere Druckmatten ausgeübte Druckverteilung erfasst wird.
Nach einer ersten Ausführungsform des beim zweiten Ausführungsbeispiel angewendeten erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Gewicht der Zuladungsobjekte bzw. Zuladungsgegenstände, genauso wie beim ersten Ausführungsbeispiel, ausschließlich mittels der Waagen 2 im Bereich der Radaufhängungen detektiert und der Ort der Zuladungsgegenstände wird mittels der Druckmatten 14 bzw. der in die Sitze 9 integrierten Druckmatten erfasst.
Bei einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens zum Bestimmen des Gewichtes und der Position von Zuladungsgegenständen wird das Gewicht der Zuladungsgegenstände mittels der Druckmatten 14 und der in den Sitzen 9 integrierten Druckmatten gemessen. Mit diesen Druckmatten wird gleichzeitig die Position der Zuladungsobjekte erfasst. Vorzugsweise wird diese Gewichts- und Positionsmessung mit den Gewichts- und Positionsmessungen mittels der an den Radaufhängungen befindlichen Waagen 2 verglichen und korreliert. Bei kleinen Gewichten werden die Messungen mittels der Druckmatten höher gewichtet. Bei großen Gewichten werden die Messungen mit den Waagen 2 höher gewichtet. Kleine Gewichte sind typischerweise leichter als etwa 5 kg bis 15 kg und große Gewichte sind typischerweise schwerer als 5 kg bis 15 kg.
Der Ort von Personen kann anstelle oder in Ergänzung zu den oben erläuterten Sensoren (Gurtschlosssensor, in den Sitz integrierte Druckmatte) durch weitere Sensoren, wie z. B. einer Kamera mit automatischer Bildanalyse, einem Infrarotsensor oder einem Radarsensor, erfasst werden. Mit diesen Sensoren können Lebewesen von nicht lebenden Gegenständen unterschieden werden. Es ist auch möglich, zwischen Menschen und Tieren zu unterscheiden. Eine derartige Unterscheidung kann beispielsweise mittels einer Bildanalyse erfolgen. Sie kann auch durch Kombination eines dieser Sensoren mit dem Gurtschlosssensor erfolgen, wobei ein lebender Insasse, der mittels eines Sicherheitsgurtes angeschlossen ist, was mit dem Gurtschlosssensor erfasst wird, als Mensch interpretiert wird, und ein lebender Insasse, der nicht mit einem Sicherheitsgurt angeschlossen ist, als Tier interpretiert wird. Dies kann zusätzlich durch eine Diskriminierung anhand des Gewichtes überprüft werden, wobei typische Haustiere, die mit einem Kraftfahrzeug mitgenommen werden, üblicherweise deutlich leichter als Menschen sind. Mit den oben erläuterten Ausführungsbeispielen und den hiermit verwendeten unterschiedlichen Verfahren kann jeweils das Gewicht und die Position eines Zuladungsobjektes im Kraftfahrzeug bestimmt werden. Vorzugsweise wird mit den Waagen 2 die gesamte Zuladung des Kraftfahrzeuges gemessen. Das Gewicht der Fahrzeuginsassen wird gemessen, wobei hierzu die Waagen 2 und/oder in die Sitze integrierte Druckmatten und/oder andere Gewichtssensoren, wie z. B. eine Blase mit integriertem Drucksensor (siehe EP 892 728 B1 ) zum Messen des Gewichtes der Fahrzeuginsassen oder ein kapazitiver Sensor zum Messen des Gewichtes der Fahrzeuginsassen ( EP 1 769 975 B1 ) verwendet werden können.
Das Gewicht der Zuladungsgegenstände wird aus der Differenz des Gewichtes der gesamten Zuladung abzüglich des Gewichtes der Fahrzeuginsassen berechnet. Diese Berechnung erfolgt vorzugsweise jeweils nach der Zuladung eines Zuladungsobjektes, die sowohl Fahrzeuginsassen als auch Zuladungsgegenstände umfassen. Die Zuladungsgegenstände werden als solche identifiziert und deren Gewicht und Ort im Fahrzeug bestimmt.
Werden alle Türen geschlossen, dann wird eine abschließende Messung durchgeführt und mit den bisherigen Messungen korreliert. Hierbei wird auch überprüft, ob das Fahrzeug still steht und damit keine dynamischen Kräfte auf die Waagen ausgeübt werden. Wird eine Zuladung festgestellt, dann wird dies dem Fahrzeuglenker mitgeteilt. Vorzugsweise wird auch ein aufgrund der Zuladung erhöhter Mehrverbrauch des Kraftstoffes berechnet und ausgegeben. Falls die maximale Zuladung im Kraftfahrzeug überschritten wird, dann wird ein entsprechender Warnhinweis ausgegeben.
4 zeigt Beispiele von unterschiedlichen Zuladungszuständen.
Beim Beispiel A befinden sich zwei Insassen mit jeweils einem Gewicht von 75 kg im Kraftfahrzeug. Es ist ein Gepäck mit 63 kg zugeladen. Das ergibt eine gesamte Zuladung von 213 kg. Dies ist kleiner als die maximale Zuladung von 450 kg. Während der Fahrt wird deshalb mit grüner Farbe das Gewicht der Zuladung von 63 kg an einer entsprechenden Anzeige ausgegeben, wobei der bisherige Mehrverbrauch (hier: 7,2 l) auch dargestellt wird.
Beim Beispiel B befinden sich drei Insassen mit einem Gewicht von jeweils 80 kg im Fahrzeug. Sie führen ein Gepäck mit 120 kg mit sich. Dies ergibt eine Zuladung von 360 kg. Auch diese ist kleiner als die maximale Zuladung von 450 kg. Vor der Fahrt wird auf der Anzeige eine Nachricht ausgegeben, mit der mitgeteilt wird, dass 120 kg Gepäck mitgeführt werden und dies einem Mehrverbrauch von 0,7 l auf 100 km entspricht.
Beim Beispiel C befinden sich vier Insassen mit einem Gewicht von jeweils 80 kg im Kraftfahrzeug, zusammen mit einem Gepäck mit einem Gewicht von 200 kg. Dies ergibt eine gesamte Zuladung von 520 kg. Diese Zuladung liegt über der maximalen Zuladung von 450 kg. Ein entsprechender Warnhinweis („Sie haben die maximale Fahrzeugzuladung überschritten“) wird in roter Schrift ausgegeben.
Die Bestimmung der Position der einzelnen Zuladungsobjekte dient der Diskriminierung von Fahrzeuginsassen und Zuladungsgegenständen. Sie kann jedoch auch dazu verwendet werden, um dem Fahrzeuglenker entsprechende Hinweise zu geben, ob das Kraftfahrzeug korrekt beladen ist. Bei einer einseitigen Überladung des Fahrzeuges kann entsprechend darauf hingewiesen werden.
Die Erfindung kann folgendermaßen kurz zusammengefasst werden:
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Überprüfung der Zuladung sowie ein Verfahren zur Überprüfung der Zuladung in einem Kraftfahrzeug.
Erfindungsgemäß wird sowohl die Position als auch das Gewicht einzelner Zuladungsobjekte bestimmt und Zuladungsgegenstände von Fahrzeuginsassen unterschieden. Hierdurch können einem Fahrzeuglenker Informationen zu den aktuell mitgeführten Zuladungsgegenständen übermittelt werden.
Diese Informationen können dem Fahrzeuglenker mittels einer Anzeigeeinrichtung bildlich oder mittels eines Audiosystems als gesprochene Audionachricht übermittelt werden.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Waage
3: Datenleitung
4: Zentrale Steuereinrichtung
5: Tür
6: Tür
7: Fahrgastinnenraum
8: Kofferraum
9: Sitz
10: Gurtschlosssensor
11: Zentrale Fahrzeugdatenerfassungseinrichtung
12: Türsensor
13: Staufach
14: Druckmatte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202007002646 U1 [0002]
DE 202011121871 B3 [0003]
EP 923768 B1 [0004, 0014]
EP 757635 B1 [0004, 0014]
EP 1189787 B1 [0004, 0014]
EP 1210569 B1 [0004, 0014]
DE 10343807 A1 [0004, 0014]
EP 2241477 A1 [0004, 0014]
EP 1533194 B1 [0004, 0014]
EP 892728 B1 [0004, 0014, 0039]
EP 1769975 B1 [0004, 0014, 0039]
DE 19841728 B4 [0004, 0014]
EP 1299269 B1 [0004, 0014]

Claims

Kraftfahrzeug (1) mit einer Vorrichtung zur Überprüfung der Zuladung in dem Kraftfahrzeug (1), umfassend – Waagen (2) zum Wiegen der gesamten Zuladung, und – eine Positionsbestimmungseinrichtung (2, 4, 14) zum Bestimmen der Position eines im Kraftfahrzeug (1) befindlichen Zuladungsgegenstandes.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsbestimmungseinrichtung (2, 4, 14) ein oder mehrere im Kraftfahrzeug verteilte Druck und/oder Gewichtssensoren sind.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsbestimmungseinrichtung eine Detektionseinrichtung (4) aufweist, mit welcher eine gleichzeitige Änderung der an den mehreren Waagen (2) gemessenen Gewichte ermittelt wird, wobei diese gleichzeitigen Gewichtsänderungen einem Zuladungsgegenstand zugeordnet werden, und anhand der mehreren gemessenen Gewichtsänderungen des Zuladungsgegenstandes der Schwerpunkt und damit die Position des Zuladungsgegenstandes bestimmbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (4) zum Bestimmen des Schwerpunktes mit den mehreren Waagen (2) zum Wiegen der gesamten Zuladung verbunden ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Kraftfahrzeug (1) zumindest ein Sensor zur Positionsbestimmung von Zuladungsgegenständen angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor zur Positionsbestimmung in Bodenflächen von Stauraumbereichen angeordnete Sensormatten (14), insbesondere Druckmatten, und/oder eine Kamera mit einer Bildanalyseeinrichtung umfasst.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug mehrere Räder aufweist, die am Kraftfahrzeug jeweils mit einer Radaufhängung befestigt sind, wobei an den Radaufhängungen, insbesondere in einem Feder-/Stoßdämpfer bzw. in einem Radgelenk, jeweils eine der Waagen (2) zum Wiegen der gesamten Zuladung angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Waagen (2) zum Wiegen der gesamten Zuladung Druckfederwaagen und/oder Zylinderwaagen sind.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Waagen (14) in einem Fahrgastinnenraum (7) angeordnet sind, um das Gewicht von Fahrzeuginsassen zu messen.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Waagen Druckmatten (14) umfassen.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fahrgastinnenraum (7) zumindest ein Sensor zum Detektieren von Personen, wie z. B. ein Infrarotsensor, eine Kamera oder ein Radarsensor, angeordnet ist.
Verfahren zum Überprüfen der Zuladung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend – Wiegen der gesamten Zuladung, – Wiegen der Fahrzeuginsassen und – Berechnen des Gewichtes der Zuladungsgegenstände aus der Differenz des Gewichtes der gesamten Zuladung und dem Gewicht der Fahrzeuginsassen.
Verfahren, insbesondere nach Anspruch 12, zum Überprüfen der Zuladung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Gewicht eines Zuladungsgegenstandes mittels mehrerer, über die Grundfläche des Kraftfahrzeuges verteilter Waagen (2) gemessen wird, und eine gleichzeitige Änderung der an den mehreren Waagen (2) gemessenen Gewichte einem Zuladungsgegenstand zugeordnet wird, wobei die Position dieses Zuladungsgegenstandes bestimmt wird, indem entweder anhand dieser Gewichtsänderungen des Zuladungsgegenstandes der Schwerpunkt oder mittels eines weiteren Sensors (14) der Ort des Zuladungsgegenstandes bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass detektiert wird, wenn alle Türen (5, 6) des Kraftfahrzeuges (1) geschlossen werden, und unmittelbar danach das Gewicht der Zuladungsgenstände bestimmt wird.