DE102014226108A1

DE102014226108A1 - Ladungsüberwachung im Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014226108A1
Application number: DE102014226108.2A
Authority: DE
Inventors: Patrick Pascheka; Jens Langenberg; Steffen Heinrich
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2016-06-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer ungesicherten Ladung (3) in einem Kraftfahrzeug (1), wobei durch eine Überwachungsvorrichtung (11) in einem ersten Messzyklus vor oder während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs (1) mittels einer Lageerfassungseinrichtung (9, 13) ein erster mit einer Lage (P1, P2) der Ladung (3) im Kraftfahrzeug (1) korrelierender Lagedatensatz (14) ermittelt wird und in einem späteren zweiten Messzyklus während der Fahrt mittels der Lageerfassungseinrichtung (9, 13) ein zweiter mit der Lage (P1, P2) der Ladung (3) korrelierender Lagedatensatz ermittelt wird. Es wird ein Unterschied (dA, dS) zwischen dem ersten Lagedatensatz (14) und dem zweiten Lagedatensatz ermittelt und, falls der ermittelte Unterschied (dA, dS) ein vorbestimmtes Auslösekriterium erfüllt, eine vorbestimmte Sicherungsmaßnahme eingeleitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer ungesicherten Ladung in einem Kraftfahrzeug. Als ungesichert wird eine Ladung dann angesehen, wenn sie während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs aufgrund einer Längs- und/oder Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs ihre Lage im Kraftfahrzeug verändern kann. Zu der Erfindung gehören auch eine Überwachungsvorrichtung zum Durchführen des Verfahrens sowie ein Kraftfahrzeug, welches die Überwachungsvorrichtung aufweist.
Kraftfahrzeuge werden häufig beladen, ohne dass ausreichend auf die Ladungssicherung geachtet wird. So kann die Ladung im Laderaum hin und her rutschen, ohne dass der Fahrer es mitbekommt. In Kurvenfahrten rollt oder rutscht die Ladung zur kurvenäußeren Seite. Bei besonders dynamischer oder sportlicher Fahrweise oder bei einem Ausweichmanöver kann die Ladung sogar mit Schwung gegen eine Seitenwand des Kraftfahrzeugs prallen. Durch den hierdurch erzeugten Impuls kann ein Wankmoment im Kraftfahrzeug induziert werden, was Radlastdifferenzen erhöhen und hierdurch die von den Reifen auf die Straße übertragbaren Seitenkräfte vorübergehend verringern kann. So kann es vorkommen, dass ein Fahrzeug, dessen Ladung nicht ausreichend gesichert ist, in einer Kurvenfahrt oder bei dem beschriebenen Ausweichmanöver die Haftung einbüßt und zu gieren beginnt. Dies ist insbesondere an der Hinterachse häufig der Fall. Ferner kann ein Fahrer durch einen Knall, den das Auftreffen der Ladung an der Laderaumseitenwand erzeugt, erschrocken werden und unangemessen überreagieren, was ihn und andere in Gefahr bringen kann. Darüber hinaus kann es zu einer Beschädigung des Kraftfahrzeugs und/oder der Ladung kommen.
Um dies zu vermeiden, wird die Ladung in der Regel zur Ladungssicherung beispielsweise verzurrt oder verspannt oder auf einem rutschhemmenden Boden platziert. Diese Lösungen helfen aber nur dabei, Ladung korrekt zu sichern. Wird dies vom Fahrer versäumt oder unterlässt der Fahrer es wissentlich, da er beispielsweise nicht damit rechnet, dass seine Ladung verrutschen könnte, so fehlt es an der entsprechenden Sicherung der Ladung.
Aus der DE 199 04 216 A1 ist die Erkennung einer Kippgefahr eines Kraftfahrzeugs bekannt. Die Erkennung erfolgt mittels dynamischer Erkennung von Änderungen des Fahrzeugschwerpunktes. Falls das Kraftfahrzeug in einer Kurvenfahrt sich zu weit zur Seite neigt, weil es beispielsweise unsachgemäß beladen worden ist, so wird diese Neigung mit einem Schwellwert verglichen und bei Überschreiten des Schwellwertes eine Fahrstabilisierung vorgenommen. Die Neigung kann beispielsweise an der Radaufhängung gemessen werden.
Aus der WO 2006/066821 A1 ist ein Verfahren bekannt, um die Höhe eines Schwerpunkts eines Kraftfahrzeugs über dem Straßenboden zu ermitteln. Der ermittelte Schwerpunkt kann in die Bereiche Tieflast, mittlere Last und Hochlast eingeordnet werden. Zum Ermitteln der Lage des Schwerpunktes werden Einfederwege gemessen, während eine Querdynamik des Kraftfahrzeugs wirkt, also beispielsweise das Kraftfahrzeug eine Kurvenfahrt durchführt. Falls der Schwerpunkt zu hoch liegt, wird ein elektronisches Stabilisierungssystem aktiviert.
Mittels der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren kann eine unsachgemäße Beladung des Kraftfahrzeugs erkannt werden. Falls das Kraftfahrzeug jedoch korrekt beladen ist, also beispielsweise der Schwerpunkt tief genug liegt, kann eine ungesicherte Ladung damit nicht erkannt werden. Die Ladung kann weiterhin beispielsweise in einem Laderaum frei verrutschen, solange hierdurch keine Kippgefahr verursacht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Kraftfahrzeug eine ungesicherte Ladung zu erkennen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche.
Erfindungsgemäß bereitgestellt wird ein Verfahren zum Erkennen einer ungesicherten Ladung in einem Kraftfahrzeug. Durch eine Überwachungsvorrichtung, beispielsweise ein Steuergerät, wird in einem ersten Messzyklus vor oder während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs mittels einer Lageerfassungseinrichtung ein erster Lagedatensatz ermittelt. Der Lagedatensatz ist abhängig von einer Lage der Ladung im Kraftfahrzeug. Mit anderen Worten korreliert der Lagedatensatz mit der Lage der Ladung. Welche Lagedaten hierfür geeignet sind und welche Lageerfassungseinrichtung hierfür geeignet ist, wird im Folgenden noch genauer beschrieben. Bei dem Verfahren wird in einem späteren zweiten Messzyklus während der Fahrt dann mittels der Lageerfassungseinrichtung ein zweiter mit der Lage der Ladung korrelierender Lagedatensatz ermittelt. Mit anderen Worten wird mindestens zweimal zu unterschiedlichen Messzeitpunkten oder Messzeitintervallen, die beispielsweise mehr als eine Minute auseinanderliegen können, die Lage der Ladung im Kraftfahrzeug durch Ermitteln eines jeweiligen Lagedatensatzes ermittelt. Ein weiterer Schritt des Verfahrens besteht darin, einen Unterschied zwischen dem ersten Lagedatensatz und dem zweiten Lagedatensatz zu ermitteln. Mit anderen Worten wird unabhängig davon, ob beispielsweise die Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs gefährdet ist, überprüft, ob sich die Lage der Ladung verändert hat. Dies wird durch Ermitteln des Unterschieds zwischen den beiden Lagedatensätzen realisiert. Falls der ermittelte Unterschied ein vorbestimmtes Auslösekriterium erfüllt, wird eine vorbestimmte Sicherungsmaßnahme eingeleitet.
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass eine im Kraftfahrzeug während der Fahrt verrutschende oder sich auf andere Weise bewegende Ladung erkannt und die Sicherungsmaßnahme dann eingeleitet werden kann, wenn die Lageveränderung der Ladung gemäß dem Auslösekriterium als kritisch eingestuft wird. Insbesondere kann auch eine horizontal verrutschende Ladung erkannt werden, selbst wenn sich dadurch keine Veränderung der Schwerpunkthöhe ergibt. Ein Beispiel hierfür kann ein liegendes Bierfass darstellen, welches ohne ausreichende Sicherung im Laderaum hin und her rollen kann, sodass sich die Schwerpunktlage zwar nicht in ihrer Höhe, wohl aber in der horizontalen Ebene verschiebt, wodurch es durch das erfindungsgemäße Verfahren detektiert werden kann. Des Weiteren kann beispielsweise auch gestapeltes Transportgut als ungesichert erkannt werden, wenn dieses umstürzt, obschon der sich hierdurch ergebende tiefere Schwerpunkt die Fahrdynamik verbessert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch Ermitteln des Unterschieds keine Absolutwertbetrachtung nötig ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist unterschiedliche Weiterbildungen auf, die sich darin unterscheiden, welche Lageerfassungseinrichtung genutzt wird und welche Ladedaten erfasst werden.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass mittels der Ladeerfassungseinrichtung ein Einfederzustand von Stoßdämpfern des Kraftfahrzeugs ermittelt wird und der erste Lagedatensatz und der zweite Lagedatensatz auf der Grundlage des in dem jeweiligen Messzyklus ermittelten Einfederzustands gebildet werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass ohne zusätzliche Sensorik auf der Grundlage der Sensorik für den Einfederzustand das Verfahren zum Erkennen der ungesicherten Ladung in dem Kraftfahrzeug durchgeführt werden kann.
In einer Weiterbildung wird zum Ermitteln des Einfederzustands von jedem der Stoßdämpfer ein jeweiliger Einfederweg und/oder ein jeweiliger Gasdruck einer Gasdruckfeder erfasst. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Lageveränderung der Last in horizontaler Richtung erkannt wird, also beispielsweise ein Verrutschen oder eine Positionsveränderung der Ladung in Fahrzeuglängsrichtung und/oder Fahrzeugquerrichtung.
Aus den erfassten Einfederwegen und/oder Gasdrücken kann dann jeweils der Lagedatensatz gebildet werden. Eine Weiterbildung sieht hierzu aber vor, dass als der Einfederzustand eine Achslastverteilung und/oder eine Spurlastverteilung ermittelt wird. Mit anderen Worten werden nicht die einzelnen Messwerte allein gespeichert. Stattdessen kann zusätzlich oder alternativ dazu ein Verhältnis der Messwerte zwischen linker und rechter Seite und/oder vorderer Achse und hinterer Achse ermittelt werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass keine absoluten Messwerte ausgewertet werden müssen.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird durch die Überwachungseinrichtung ermittelt, ob eine der folgenden Fahrsituationen vorliegt, dass nämlich das Kraftfahrzeug stillsteht oder das Kraftfahrzeug eine unbeschleunigte Geradeausfahrt durchführt. Bei Erkennen einer dieser Fahrsituationen, insbesondere bei unbeschleunigter Geradeausfahrt, wird jeweils einer der Messzyklen gestartet. Bei Fahrzeugstillstand und bei einer unbeschleunigten Geradeausfahrt ergibt sich der Vorteil, dass keine Zentrifugalkraft und/oder Beschleunigungskraft auf das Kraftfahrzeug wirkt, durch welche die Erfassung des jeweiligen Lagedatensatzes verfälscht werden könnte. Beispielsweise kann beim Messen des Einfederzustands das bei einer Kurvenfahrt verursachte Wanken des Kraftfahrzeugs das Ermitteln des Lagedatensatzes verfälschen.
Eine Weiterbildung hierzu sieht vor, dass zum Erkennen der Fahrsituation ein Beschleunigungssignal eines Beschleunigungssensors des Kraftfahrzeugs zugrundegelegt wird. Beispielsweise kann dieses Beschleunigungssignal von einem Beschleunigungssensor eines elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) empfangen werden. Das Beschleunigungssignal kann eine Längsbeschleunigung und/oder eine Querbeschleunigung beschreiben. Das Nutzen des Beschleunigungssignals weist den Vorteil auf, dass auch eine Horizontalfahrt des Kraftfahrzeugs erkannt werden kann, so dass beispielsweise eine Veränderung des Einfederzustands aufgrund einer schrägen Fahrbahn ebenfalls bei dem Erfassen der Lagedatensätze ausgeschlossen werden kann.
Besonders bevorzugt ist hierbei, aus dem Beschleunigungssignal ein zeitlich gemitteltes Signal zu erzeugen, beispielsweise durch eine rekursive Mittelung oder einer Zeitfenster-basierten Mittelung, und die Fahrsituation dann zu erkennen oder zu signalisieren, falls das gemittelte Signal eine Beschleunigung signalisiert, die betragsmäßig kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Durch Vorsehen des gemittelten Signals ergibt sich der Vorteil, dass die Geradeausfahrt auch bei einer Schaukelbewegung des Kraftfahrzeugs erkannt werden kann.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass nach einem Durchführen des ersten Messzyklus, wenn also die Lage der Ladung erfasst wurde, durch die Überwachungseinrichtung überprüft wird, ob das Kraftfahrzeug eine Kurvenfahrt durchführt. Dies kann beispielsweise auf der Grundlage eines den Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs beschreibenden Signals und/oder auf der Grundlage des Beschleunigungssignals erkannt werden. Der zweite Messzyklus wird nach der Kurvenfahrt durchgeführt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass während des zweiten Messzyklus die Lageveränderung besonders wahrscheinlich ist, falls die Ladung tatsächlich ungesichert ist.
Falls ein ermittelter Unterschied, also beispielsweise ein Differenzwert, betragsmäßig größer als ein Schwellenwert ist oder ein Verhältnis von Werten des ersten Lagedatensatzes und des zweiten Lagedatensatzes mindestens einen vorbestimmten Betrag vom Wert 1 abweicht, so wird in der beschriebenen Weise die genannte Sicherungsmaßnahme eingeleitet.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als die Sicherungsmaßnahme ein Hinweis an den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Kraftfahrzeug selbst seine Fahrdynamik nicht überraschend ändert, falls eine ungesicherte Ladung erkannt wird. Stattdessen kann der Fahrer sein Fahrverhalten rechtzeitig anpassen und/oder geeignete Maßnahmen zur Sicherung der Ladung selbst ergreifen.
Eine andere Weiterbildung sieht dagegen vor, als die Sicherungsmaßnahme bei einem elektronischen Stabilitätsprogramm eine vorbestimmte Konfiguration einzustellen. Diese Konfiguration kann dazu ausgelegt sein, die Fahrstabilität bei beweglicher Ladung zu vergrößern. Welche Konfiguration hierzu geeignet ist, kann vom Fachmann anhand von Versuchen festgestellt werden.
Bisher wurde beschrieben, dass die Überwachungsvorrichtung mittels der Lageerfassungseinrichtung den Einfederzustand von Stoßdämpfern erfassen kann. Eine andere Weiterbildung sieht dagegen vor, mittels der Lageerfassungseinrichtung Sensordaten von zumindest einem die Ladung abbildenden Sensor, insbesondere einer Kamera und/oder einem Ultraschallsensor, zu erfassen. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise mittels der Lageerfassungseinrichtung die Lage der Ladung im Kraftfahrzeug direkt erfasst. Insbesondere kann die Lage der Ladung unabhängig von deren Masse oder Gewicht erfasst werden. Die Lageerfassung erfolgt also optisch im Falle einer Kamera oder akustisch im Falle eines Ultraschallsensors.
Der Unterschied zwischen den Lagedatensätzen kann beispielsweise im Falle eines Kamerabilds oder eines Ultraschallbilds durch Bilden eines Differenzbildes ermittelt werden. Verändert die Ladung zwischen dem ersten und dem zweiten Messzyklus ihre Lage, so ergibt sich hierdurch in dem Differenzbild ein entsprechender Unterschied in den Bildpunktwerten, also den Farbwerten und/oder Helligkeitswerten.
Eine Weiterbildung hierzu sieht vor, dass aus den Sensordaten zum Bilden des ersten Lagedatensatzes und/oder des zweiten Lagedatensatzes jeweils ein Volumenschwerpunkt der Ladung ermittelt wird. Mit anderen Worten wird eine Hüllfläche der in den Sensordaten abgebildeten Ladung ermittelt. Durch Ermitteln eines Volumenschwerpunkts mittels beispielsweise einer Hüllkurve ergibt sich der Vorteil, dass auch dann die Lageveränderung der Ladung erkannt werden kann, wenn der Sensor, insbesondere die Kamera, während der Fahrt vibriert oder geschüttelt wird. In einem solchen Fall kann ein Differenzbild in der Regel nicht gebildet werden.
Wie bereits ausgeführt, gehört zu der Erfindung auch eine Überwachungsvorrichtung zum Erkennen der ungesicherten Ladung im Kraftfahrzeug. Die Überwachungseinrichtung kann beispielsweise durch ein Steuergerät oder durch eine Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise ein Informations-/Unterhaltungssystem (Infotainmentsystem) oder einen Zentralrechner des Kraftfahrzeugs, bereitgestellt sein. Die Überwachungsvorrichtung weist eine Empfangseinrichtung auf, die dazu ausgelegt ist, Lagedatensätze von einer Lageerfassungseinrichtung des Kraftfahrzeugs zu empfangen. Es handelt sich hierbei um die beschriebenen Lagedatensätze, die mit einer Lage der Ladung im Kraftfahrzeug korrelieren. Des Weiteren weist die Überwachungsvorrichtung eine Steuereinrichtung zum Einleiten einer vorbestimmten Sicherheitsmaßnahme auf. Schließlich ist eine Prozessoreinrichtung vorgesehen, die dazu ausgelegt ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Mittels der Empfangseinrichtung lässt sich die Überwachungsvorrichtung also beispielsweise mit einem Datenbus des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einem CAN-Bus (CAN – controller area network) koppeln, um beispielsweise Einfederwege oder Gasdruckwerte von entsprechenden Sensoren von Stoßdämpfern des Kraftfahrzeugs zu empfangen. Die Steuereinrichtung zum Einleiten der Sicherheitsmaßnahme kann beispielsweise eine Anzeigeeinrichtung des Kraftfahrzeugs ansteuern, um einen Hinweis an den Fahrer auszugeben.
Zu der Erfindung gehört schließlich auch ein Kraftfahrzeug, welches eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung aufweist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Lastkraftwagen oder Personenkraftwagen oder Transporter oder Personenbus, ausgestaltet.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs;
2 das Kraftfahrzeug von 1 in einer ersten Fahrsituation bei einer unbeschleunigten Geradeausfahrt;
3 das Kraftfahrzeug von 1 während einer Kurvenfahrt; und
4 ein Flussdiagramm zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches in dem Kraftfahrzeug durchgeführt werden kann.
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen aber die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, bei dem es sich beispielsweise um einen Kraftwagen, insbesondere einen Lastkraftwagen oder Transporter oder Personenkraftwagen, handeln kann. Das Kraftfahrzeug 1 kann einen Laderaum 2 aufweisen, der beispielsweise durch eine Ladepritsche oder einen Ladekasten oder einen Kofferraum oder einen Anhänger gebildet sein kann. In dem Laderaum 2 kann sich eine Ladung 3 befinden, beispielsweise ein Transportgut auf einer Transportpalette. In dem Beispiel wird davon ausgegangen, dass die Ladung 3 ungesichert ist, das heißt die Ladung 3 ihre Position oder Lage im Laderaum 2 durch Verrutschen und/oder Rollen und/oder Umkippen verändern kann. Beispielsweise kann versäumt worden sein, Sicherungsgurte an die Ladung 3 anzulegen, um die Ladung 3 fest mit dem Kraftfahrzeug 1 zu verbinden.
In 1 sind des Weiteren von dem Kraftfahrzeug 1 gezeigt: ein Führerhaus 4, Räder 5, eine Vorderachse 6 und eine Hinterachse 7, Radaufhängungen 8, von denen jede einen jeweiligen Sensor 9 zum Erfassen eines Einfederwegs von (nicht näher dargestellten) Stoßdämpfern der jeweiligen Radaufhängung 8 aufweisen kann, eine Beschleunigungssensoreinrichtung 10, die beispielsweise durch ein elektronisches Stabilitätsprogramm bereitgestellt sein kann, eine Überwachungseinrichtung 11 sowie eine Anzeigeeinrichtung 12. Optional kann eine Kamera 13 und/oder ein (nicht dargestellter) Ultraschallsensor bereitgestellt sein.
Die Sensoren 9 stellen zusammen eine Lageerfassungseinrichtung dar, mittels welcher die Überwachungseinrichtung 11 einen Lagedatensatz 14 erzeugen kann, welche Lagedaten 15 aufweisen kann, die abhängig von einer Lage der Ladung 3 in Fahrzeug 1 sein können. Beispielsweise können die Lagedaten eine Achsverteilung A enthalten sein. Die Achsverteilung A kann eine Verteilung eines Gewichts des Kraftfahrzeugs 1 auf die Vorderachse 6 und Hinterachse 7 beschreiben. Des Weiteren kann ein Lagedatensatz 14 eine Spurlastverteilung S enthalten, welche eine Verteilung des Gewichts des Kraftfahrzeugs 1 zwischen der linken Seite 16 und der rechten Seite 17 des Kraftfahrzeugs 1 beschreiben kann.
Der Lagedatensatz 14 kann auch auf der Grundlage von Sensordaten der Kamera 13 oder des Ultraschallsensors gebildet sein. Als Lagedaten 15 kann dann beispielsweise ein Standbild von der Ladung im Laderaum 2 bereitgestellt sein.
Die Anzeigeeinrichtung 12 kann beispielsweise durch einen Monitor oder ein Kopf-oben-Anzeigeelement (Head-up-Display) bereitgestellt sein. Über die Anzeigeeinrichtung 12 kann durch die Überwachungseinrichtung 11 einem (nicht dargestellten) Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 ein Hinweis ausgegeben werden, dass z. B. die Ladung 3 ungesichert ist und/oder sich bewegt oder verlagert hat.
Die Überwachungsvorrichtung 11 kann beispielsweise durch ein Steuergerät oder durch ein Programmmodul einer Recheneinrichtung des Kraftfahrzeugs 1 bereitgestellt sein. Zum Empfangen der Sensorsignale von den Sensoren 9 und/oder der Kamera 13 und/oder dem Ultraschallsensor kann die Überwachungsvorrichtung 11 an einen Datenbus oder ein Datenbussystem des Kraftfahrzeugs 1 angeschlossen sein. Der Datenaustausch mit dem Datenbus kann durch eine (nicht dargestellte) Empfangseinrichtung der Überwachungsvorrichtung 11 durchgeführt werden, also beispielsweise einen Busankoppler und/oder ein Programmmodul. Zum Steuern der Anzeigeeinrichtung 12 kann die Überwachungsvorrichtung 11 eine (nicht dargestellte) Steuereinrichtung zum Erzeugen beispielsweise des Hinweises auf eine Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung 12 aufweisen, also z. B. eine Graphiksteuerschaltung und/oder ein Programmmodul.
Für die folgenden Erläuterungen sei angenommen, dass das Kraftfahrzeug 1 zunächst eine unbeschleunigte Geradeausfahrt 18 durchführt. Des Weiteren wird im Folgenden auf 2, 3 und 4 verwiesen.
Das Kraftfahrzeug 1 befahre in dem veranschaulichten Beispiel eine Straße 19 entlang der durch den Fahrtrichtungspfeil der Geradeausfahrt 18 veranschaulichten Richtung. Im Laderaum 2 befinde sich die ungesicherte Ladung 3. Durch eine (nicht näher dargestellte) Prozessoreinrichtung der Überwachungsvorrichtung 11 kann das in 4 veranschaulichte Verfahren durchgeführt werden.
Die Überwachungsvorrichtung ermittelt im Kraftfahrzeug 1 mithilfe der Beschleunigungssensoreinrichtung 10, also beispielsweise der ESP-Beschleunigungssensoren Beschleunigungswerte 20 für eine Querbeschleunigung a_q und eine Längsbeschleunigung a_l. Hierzu können beispielsweise zeitliche Mittelwerte der Beschleunigungswerte 20 in Längs- und Querrichtung berechnet werden. Liegen diese Mittelwerte unterhalb einer definierten Schwelle, wird hierdurch die unbeschleunigte Geradeausfahrt 18 erkannt. Diese Erkennung bildet einen Schritt S1 des Verfahrens.
Das Erkennen der unbeschleunigten Geradeausfahrt 18 ist in 4 durch ein Pluszeichen „+“ veranschaulicht. Falls die Geradeausfahrt 18 nicht erkannt wird, ergibt sich eine negative Auswertung, was durch ein Minuszeichen „–“ veranschaulicht ist.
In einem Schritt S2 kann bei erkannter unbeschleunigter Geradeausfahrt 18 eine Gewichtsverteilung G des Kraftfahrzeugs 1 ermittelt und abgespeichert werden. Hierzu kann beispielsweise auf die Einfederwegmessung der Räder 5 zurückgegriffen werden, indem die Sensorsignale der Sensoren 9 durch die Überwachungsvorrichtung 11 empfangen werden.
Dabei ist es insbesondere nicht zwingend von Bedeutung, wie die exakte Gewichtsverteilung aussieht. Es kommt im Folgenden insbesondere darauf an, eine Veränderung zu identifizieren.
In dem Beispiel sei des Weiteren angenommen, dass das Kraftfahrzeug nach Erfassen des ersten Lagedatensatzes 14 eine Kurve 21 befahre, so dass das Kraftfahrzeug 1 eine Kurvenfahrt 18' durchführt. Hierdurch werde in dem Beispiel die Ladung 3 im Laderaum 2 bewegt. Die Ladung 3 bewegt sich von ihrer ursprünglichen Position P1 in eine neue Position P2 in Richtung zu einer Kurvenaußenseite 22. Dies ist in 3 veranschaulicht.
Wird im zeitlichen Verlauf der Fahrt erneut eine unbeschleunigte Geradeausfahrt 18 erkannt, wird erneut eine Gewichtsverteilung G entsprechend dem Schritt S2 ermittelt.
Sodann kann in einem Schritt S3 die neue Gewichtsverteilung mit der vorherigen Gewichtsverteilung verglichen werden. Hierzu können beispielsweise die Änderungen in der Achsverteilung A und der Spurlastverteilung S bestimmt werden, also eine Achslastveränderung dA und eine Spurlastveränderung dS. Die ermittelten Änderungen dA, dS der Achslastverteilung A beziehungsweise der Spurlastverteilung S können dann mit zugehörigen Schwellwerten verglichen werden. Liegt die Änderung dA, dS der Achslastverteilung A beziehungsweise der Spurlastverteilung S über dem zugehörigen Schwellwert, kann hierdurch ein Signal oder eine binäre Größe „Ladungsverschiebung erkannt“, L, auf „wahr“ (true) gesetzt werden.
Wird die Ladungsverschiebung erkannt (L gleich wahr) kann zu einem Schritt S4 übergegangen werden. Schritt S4 wird als Reaktion auf eine erkannte Ladungsverschiebung eine Sicherheitsmaßnahme eingeleitet. Diese kann beispielsweise in einer Ausgabe einer Warnung an den Fahrer über die Anzeigeeinrichtung 12 bestehen, beispielsweise die Anzeige „Bitte Ladung prüfen!“.
Alternativ kann ein Verrutschen der Ladung auch durch andere Sensoren erkannt werden, beispielsweise durch im Laderaum 2 verbaute Kameras 13 oder Ultraschallsensoren.
Bevorzugt wird aber auf vorhandene Sensorik zurückgegriffen, um den Einfederzustand des Fahrzeugs zu ermitteln und damit auf seine Gewichtsverteilung G zu schließen. Wie beschrieben hilft es allerdings wenig, auf die (statische) Gewichtsverteilung alleine zu achten. So kann durch eine Beladung des Kraftfahrzeugs mit korrekt gesicherter Ladung der Schwerpunkt ebenfalls verschoben sein, ohne dass es gefährlich wäre. Um ungesicherte Ladung zu identifizieren, wird erfindungsgemäß also eine Gewichtsverlagerung während der Fahrt erkannt, also eine zeitliche Veränderung. Hierzu wird in geraden und unbeschleunigten Streckenabschnitten die Gewichtsverteilung (vorne/hinten, links/rechts) aus den Einfederzuständen ermittelt. Sodann werden die Gewichtsverteilungen verschiedener Geradeausabschnitte miteinander verglichen.
Aus dem Vergleich der Gewichtsverteilungen zweier Messabschnitte (das heißt unbeschleunigter Geradeausfahrten) wird auf eine Verschiebung der Ladung während der Fahrt geschlossen. Dabei wird die Veränderung nur dann als eine kritische Verschiebung der Ladung identifiziert, wenn sie über einen Schwellenwert hinaus erfolgt.
Das Verfahren hat hierdurch den Vorteil, dass es ohne zusätzliche Hardware auskommt, sofern das Kraftfahrzeug 1 mit einer Sensorik für den Einfederzustand ausgerüstet ist. Dies ist beispielsweise bei Fahrzeugen mit verstellbaren Dämpfern regelmäßig der Fall. In vielen Fahrzeugen kommt das Verfahren daher ohne zusätzliche Hardware aus. Es ist somit einfach und kostengünstig realisierbar.
Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung ein Verfahren zur Erkennung ungesicherter Ladung im Fahrzeug bereitgestellt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19904216 A1 [0004]
WO 2006/066821 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Erkennen einer ungesicherten Ladung (3) in einem Kraftfahrzeug (1), wobei durch eine Überwachungsvorrichtung (11) – in einem ersten Messzyklus vor oder während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs (1) mittels einer Lageerfassungseinrichtung (9, 13) ein erster mit einer Lage (P1, P2) der Ladung (3) im Kraftfahrzeug (1) korrelierender Lagedatensatz (14) ermittelt wird (S2), – in einem späteren zweiten Messzyklus während der Fahrt mittels der Lageerfassungseinrichtung (9, 13) ein zweiter mit der Lage (P1, P2) der Ladung (3) korrelierender Lagedatensatz ermittelt wird (S2), – ein Unterschied (dA, dS) zwischen dem ersten Lagedatensatz (14) und dem zweiten Lagedatensatz ermittelt wird (S3), und – falls der ermittelte Unterschied (dA, dS) ein vorbestimmtes Auslösekriterium erfüllt, eine vorbestimmte Sicherungsmaßnahme eingeleitet wird (S4).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei mittels der Lageerfassungseinrichtung (9) einen Einfederzustand von Stoßdämpfern (8) des Kraftfahrzeugs (1) ermittelt wird und der ersten Lagedatensatz (14) und der zweiten Lagedatensatz aus dem in dem jeweiligen Messzyklus ermittelten Einfederzustand gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei zum Ermitteln des Einfederzustands von jedem der Stoßdämpfer (8) ein jeweiliger Einfederweg und/oder ein jeweiliger Gasdruck einer Gasdruckfeder erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei als der Einfederzustand eine Achslastverteilung (A) und/oder eine Spurlastverteilung (S) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die Überwachungseinrichtung (11) ermittelt wird, ob eine der folgenden Fahrsituationen vorliegt: das Kraftfahrzeug steht still oder das Kraftfahrzeug führt eine unbeschleunigte Geradeausfahrt (18) durch; und bei Erkennen einer der Fahrsituationen jeweils einer der Messzyklen gestartet wird (S1).
Verfahren nach Anspruch 5, wobei zum Erkennen der Fahrsituation ein Beschleunigungssignal (20) einen Beschleunigungssensors (10) des Kraftfahrzeugs (1) zugrunde gelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei aus dem Beschleunigungssignal (20) ein zeitlich gemitteltes Signal erzeugt wird und die Fahrsituation erkannt wird, falls das gemittelte Signal eine Beschleunigung signalisiert, die betragsmäßig kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach einem Durchführen des ersten Messzyklus durch die Überwachungseinrichtung (11) überprüft wird, ob das Kraftfahrzeug (1) eine Kurvenfahrt (18’) durchführt, und der zweite Messzyklus nach der Kurvenfahrt (18’) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als die Sicherungsmaßnahme ein Hinweis an den Fahrer des Kraftfahrzeugs (1) ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als die Sicherungsmaßnahme bei einem elektronischen Stabilitätsprogramm eine vorbestimmte Konfiguration eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels der Lageerfassungseinrichtung (13) Sensordaten von zumindest einem die Ladung abbildenden Sensor, insbesondere einer Kamera (13) und/oder einem Ultraschallsensor, erfasst werden und hierdurch mittels der Lageerfassungseinrichtung die Lage (P1, P2) der Ladung (3) im Kraftfahrzeug (1) direkt erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei aus den Sensordaten zum Bilden des ersten Lagedatensatzes (14) und/oder des zweiten Lagedatensatzes jeweils ein Volumenschwerpunkt der Ladung (3) ermittelt wird.
Überwachungsvorrichtung (11) zum Erkennen einer ungesicherten Ladung in einem Kraftfahrzeug, aufweisend: – eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von mit einer Lage (P1, P2) der Ladung (3) im Kraftfahrzeug (1) korrelierenden Lagedatensätzen (14) von einer Lageerfassungseinrichtung (9, 13) des Kraftfahrzeugs (1), – eine Steuereinrichtung zum Einleiten einer vorbestimmten Sicherheitsmaßname, – eine Prozessoreinrichtung, die dazu ausgelegt ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Kraftfahrzeug (1) mit einer Überwachungsvorrichtung (11) nach Anspruch 13.