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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Beladung eines Fahrzeugs sowie ein Verfahren zur Verstellung eines Schwingungsdämpfers.
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Verstellbare Fahrwerke von Fahrzeugen haben den Vorteil, dass die Dämpfkräfte jederzeit auf verschiedene Situationen sowie verschiedene Beladungszustände des Fahrzeugs angepasst werden können. Dabei sind an dem Fahrzeug meist zusätzliche Sensoren zur Ermittlung eines Beladungszustandes eines Fahrzeugs verbaut.
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Es wird ein Verfahren gesucht, bei dem ein Beladungszustand eines Fahrzeugs unter Verwendung bereits an dem Fahrzeug vorhandener Sensoren ermittelt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen vorteilhafte Ausführungsvarianten des Verfahrens dar.
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Dabei umfasst ein Fahrzeug einen Lagesensor, der kontinuierlich die Lage eines Aufbaus des Fahrzeugs in Form eines Lageparameters ermittelt. Der Lagesensor kann hierbei als Beschleunigungssensor, vorzugsweise ein mehrachsiger oder ein dreiachsiger Beschleunigungssensor, ausgebildet sein. Ein solcher Beschleunigungssensor kann bei Fahrzeugen mit verstellbarem Fahrwerk, insbesondere verstellbaren Schwingungsdämpfern, unter anderem zur Ermittlung einer Bewegung des Aufbaus verwendet. Hierbei wird vorzugsweise lediglich ein einziger Lagesensor oder ein einziger Beschleunigungssensor, beispielsweise aus Kostengründen, verwendet.
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Dabei kann mit dem Lagesensor ein Lageparameter ermittelt werden, der im Wesentlichen einen Neigungswinkel des Fahrzeugaufbaus, insbesondere gegenüber einer Richtung der Schwerkraft beschreibt. Im Wesentlichen lassen sich Änderungen der Lage des Aufbaus ermitteln. Dabei kann der Lageparameter insbesondere mehrere Werte umfassen. Vorzugsweise umfasst der Lageparameter mehrere Werte, sodass beispielsweise zwischen einem Kippen des Aufbaus, insbesondere einer Hochachse des Aufbaus, in Richtung einer Längsachse oder einer Querachse des Fahrzeugs unterschieden werden kann.
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Vorzugsweise wird der Lageparameter kontinuierlich ermittelt und ist zumindest für einen gewissen Zeitraum abrufbar oder gespeichert. Hierbei sind beispielsweise ein Verlauf des Lageparameters oder mehrere einzelne Lageparameter mit Zeitinformation denkbar. Dabei wird insbesondere die Lage des Fahrzeugaufbaus entlang einer Längsachse des Fahrzeugs ermittelt. Vorzugsweise wird zudem die Lage in Richtung in Richtung einer Querachse des Fahrzeugs ermittelt.
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Nach einem Anhalten des Fahrzeugs aus einer Fahrt wird ein erster Lageparameter zur weiteren Verwendung ermittelt. Dieser erste Lageparameter wird günstiger Weise gespeichert, damit dieser auch zu einem späteren Zeitpunkt weiterverwendbar ist. Zudem wird ein zweiter Lageparameter zur weiteren Verwendung ermittelt, sobald das Fahrzeug anfährt oder kurz bevor das Fahrzeug anfährt. Hierbei kann der zweite Lageparameter beispielsweise zu dem Zeitpunkt des Anfahrens ermittelt werden. Zudem kann auf die gespeicherten Lageparameter zurückgegriffen werden, um den zweiten Lageparameter zu dem gewünschten Zeitpunkt ermitteln zu können.
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Durch anschließenden Vergleich des ersten Lageparameters und des zweiten Lageparameters kann eine Änderung des Beladungszustands in Form eines Beladungsparameters ermittelt werden. Dabei werden insbesondere die Änderungen der Lage des Aufbaus in Richtung der Längsachse und gegebenenfalls in Richtung der Querachse des ersten Lageparameters und des zweiten Lageparameters verwendet. Hieraus kann auf einen veränderten Beladungszustand und insbesondere auf ein verändertes Belastungsverhältnis der Radachsen oder der Räder des Fahrzeugs geschlossen werden. Diese Informationen wird in Form des Beladungsparameters ermittelt und direkt weiter verwendete oder gegebenenfalls zur späteren Verwendung gespeichert. Der Beladungsparameter kann beispielsweise verwendet werden, um eine Verstellung von verstellbaren Schwingungsdämpfern des Fahrzeugs zu beeinflussen. Dabei kann beispielsweise eine Dämpfkraft bei steigender Zuladung erhöht und bei sinkender Zuladung verringert werden. Hierdurch wird ein gleichmäßiges und komfortables Ansprechen des Fahrwerks ermöglicht. Dabei stehen die Schwingungsdämpfer zur einfachen Erläuterung der Erfindung stellvertretend für das Fahrwerk des Fahrzeugs.
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Die Lage des Aufbaus kann sich beispielsweise während der Fahrt durch Änderungen der Fahrbahn oder bei Stillstand durch Änderung der Zuladung verändern. Somit kann durch fortlaufende Erfassung des ersten Lageparameters und des zweiten Lageparameters zwischen Änderungen aufgrund der Fahrbahnneigung sowie aufgrund der Beladung differenziert werden.
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In einer Variante kann der Beladungszustand, insbesondere der Beladungsparameter, ausgehend von einem Referenzbeladungszustand, insbesondere von einem Referenzbeladungsparameter, fortlaufend entwickelt, angepasst oder verändert werden, insbesondere aus den ermittelten Veränderungen der Lage des Aufbaus ermittelt werden. Dabei werden, wie bereits erwähnt, der erste Lageparameter und der zweite Lageparameter zu Beginn und zum Ende des Stillstand des Fahrzeugs miteinander verglichen.
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In einer anderen Ausführungsvariante kann der Beladungsparameter anhand einer Kennlinie oder anhand eines Kennfelds ermittelt werden. Durch fortlaufende und differenzierbare Ermittlung der Änderungen ausgehend von der Fahrbahn und von der Beladung, kann eine aus den aktuell ermittelten Lageparametern eine Neigung des Untergrundes herausgerechnet werden, wodurch aus einem bereinigter Lageparameter anhand einer Kennlinie oder eines Kennfelds der Beladungsparameter ermittelt werden kann.
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Die Ermittlung des Beladungszustands und des Beladungsparameters kann unabhängig von den gemachten Erläuterungen auch auf andere Art und Weise, als durch fortlaufende Entwicklung oder anhand einer Kennlinie, durchgeführt werden.
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In den weiterführenden Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausführungen der Erfindungen beschrieben.
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Dabei wird vorgeschlagen, dass eine Änderung des Beladungszustandes zu Beginn einer Fahrt, insbesondere jeder Fahrt, des Fahrzeugs ermittelt wird.
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Der Beginn einer Fahrt entspricht hierbei im Wesentlichen dem Anfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand. Dadurch kann beispielsweise ein Ein- oder Aussteigen von Personen oder auch die Zuladung oder Entnahme von Gepäck, auch bei einem kurzen Stillstand des Fahrzeugs, beispielsweise an einer Ampel, erfasst werden.
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Günstigerweise wird der Beladungsparameter aus dem relativen Unterschied zwischen dem ersten Lagerparameter und dem zweiten Lageparameter ermittelt.
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Wie bereits weiter oben erwähnt, kann der Beladungsparameter ausgehend von einem Referenzparameter weiterentwickelt werden oder anhand eines Kennfelds bei differenzierter Betrachtung von Lageveränderung des Fahrzeugs durch Untergrund und Beladung ermittelt werden. Dabei stehen die Lageparameter beispielsweise stellvertretend für entsprechende Neigungswinkel des Fahrzeugaufbaus.
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Mit Vorteil verbleibt der Beladungsparameter während der Fahrt unverändert oder wird anhand einer im Fahrzeug vorhandenen Kraftstoffmenge korrigiert.
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Die in dem Fahrzeug vorhandene Kraftstoffmenge ist im Normalfall bekannt. Durch eine Änderung dieser Kraftstoffmenge kann eine angepasste Änderung des Beladungszustands durch einen Korrekturwert bestimmt werden. Dabei wird die Korrektur kontinuierlich, fortlaufend oder in bestimmten gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Abständen, insbesondere Zeitabständen, erfolgen. Beispielsweise bei jedem Anfahren des Fahrzeugs. Der Korrekturwert wird gegebenenfalls nach einem Tankvorgang dem Tankinhalt angepasst.
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Es wird vorgeschlagen, dass zumindest der erste Lageparameter und auch bei längerem Stillstand des Fahrzeug oder auch bei ausgeschalter Zündung des Fahrzeugs gespeichert bleibt.
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Hierdurch kann auch durch Abschalten oder nach längerer Standzeit des Fahrzeugs eine Änderung der Beladung erkannt und ermittelt werden. Dabei wird der erste Lageparameter günstiger Weise auch gespeichert, wenn das Fahrzeug stromlos ist, beispielsweise durch Abklemmen einer Batterie.
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Mit besonderem Vorteil wird der erste Lageparameter zum Zeitpunkt des Anhaltens oder innerhalb von einer Sekunde, zwei Sekunden, drei Sekunden oder vier Sekunden nach dem Anhalten des Fahrzeugs gespeichert.
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Hierdurch kann eine Bewegung des Aufbaus, beispielsweise ein nachfolgendes Wippen oder Nicken des Fahrzeugs, abgewartet werden. Dementsprechend kann der erste Lageparameter bei Stillstand des Fahrzeugs und bei ruhigem Aufbau ermittelt werden. In einer anderen Variante kann eine Beschleunigung des Aufbaus, beispielsweise entlang einer Hochachse, durch den Lagesensor ermittelt werden, wobei der Lageparameter ermittelt wird, sobald die ermittelte Beschleunigung des Lagesensors, gegebenenfalls innerhalb eines definierten Zeitraums, innerhalb einer bestimmten Vorgabe liegt. Die Vorgabe, insbesondere ein entsprechender Bereich einer erlaubten Beschleunigung entlang der Hochachse, ist dabei so gewählt, dass weitere Bewegungen des Fahrzeugaufbaus unwesentlich für die Ermittlung des ersten Lageparameters sind.
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In einer vorteilhaften Ausführungsvariante wird der zweite Lageparameter zum Zeitpunkt des Anfahrens oder innerhalb von einer Sekunde, zwei Sekunden, drei Sekunden oder vier Sekunden vor dem Anfahren des Fahrzeugs gespeichert.
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Dabei wird der Lageparameter, wie bereits mehrfach erwähnt, kontinuierlich ermittelt und gegebenenfalls bei Anfahrt des Fahrzeugs ermittelt oder durch Rückgriff auf den Verlauf des Lageparameters ermittelt. Ein Anfahren des Fahrzeugs kann beispielsweise durch eine Änderung der Geschwindigkeit ausgehend von dem Stillstand des Fahrzeugs, durch einen Einkuppelvorgang oder durch einen anderen Vorgang definiert sein.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass bei einem Referenzzustand, insbesondere einem Referenzbeladungszustand, des Fahrzeugs ein Referenzbeladungsparameter wiederherstellbar ist.
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Der Referenzzustand kann beispielsweise einem vollgetankten sowie leeren Fahrzeug ohne Fahrer entsprechen. Dieser Zustand ist im Wesentlichen der Ausgangszustand oder Werkszustand des Fahrzeugs, insbesondere wenn der Beladungszustand ausgehend von einem Referenzbeladungszustand weiterentwickelt wird.
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Es wird zudem ein weiteres Verfahren zur Verstellung eines Schwingungsdämpfers eines Fahrzeugs vorgeschlagen. Hierbei wird die Beladung des Fahrzeugs gemäß zumindest einer der vorherigen Ausführungen oder gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 8 ermittelt, wobei eine Verstellung des Schwingungsdämpfers durch den Beladungsparameters beeinflusst wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der 1 beispielhaft erläutert.
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In der 1 ist ein Fahrzeug 10 dargestellt. Das Fahrzeug 10 umfasst dabei einen Aufbau 12, der über mehrere Schwingungsdämpfer 14 und Räder 16 mit einer Fahrbahn 18 wirkverbunden ist. Das Fahrzeug 10 ist hierbei schematisch dargestellt. Zudem ist ein Fahrwerk des Fahrzeugs 10 stellvertretend durch die Schwingungsdämpfer 14 dargestellt. Dabei können alle oder auch nur ein Teil der Schwingungsdämpfer 14 verstellbar ausgebildet sein. Des Weiteren ist an dem Aufbau 12 ein Lagesensor 20 angeordnet. Der Lagesensor 20 ist hierbei als mehrachsiger Beschleunigungssensor ausgeführt, der Beschleunigungen entlang einer Längsachse 22, einer Querachse 24 sowie einer Hochachse 26 ermitteln kann. Mit Hilfe des Lagesensors 22 kann eine Auslenkung der Hochachse 26 gegenüber einer Richtung der Schwerkraft RS, hier in Form eines Pfeils RS dargestellt, ermittelt werden. Dieser ermittelte Lageparameter steht hierbei beispielshaft als Referenz für einen Auslenkwinkel der Hochachse 26 gegenüber der Schwerkraftrichtung RS. Aus dem Lageparameter kann der entsprechende Auslenkwinkel berechnet werden, obwohl dies im Weiteren nicht zwingend notwendig ist. Hierbei wird insbesondere eine Auslenkung der Hochachse gegenüber der Schwerkraftrichtung in Richtung der Längsachse 22 ermittelt. Gegebenenfalls kann ebenso eine Auslenkung in Richtung der Querachse 24 ermittelt werden. Der Lageparameter kann somit gegebenenfalls mehrere Werte aufweisen. Durch Änderungen des Lageparameters, welche eine Änderung der Lage des Aufbaus 12 darstellt, kann auf eine Änderung der Beladung des Fahrzeugs 10 sowie auf eine Änderung der Neigung der Fahrbahn 18 geschlossen werden. Eine Beladung ändert sich dabei im Normalfall bei Stillstand des Fahrzeugs 10, wobei sich die Neigung der Fahrbahn während der Fahrt des Fahrzeugs 10 ändert. Der Lageparameter wird günstigerweise kontinuierlich ermittelt und ist vorzugsweise zumindest über einen gewissen Zeitraum rückwirkend abrufbar.
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Dabei wird nach einer Fahrt des Fahrzeugs 10 entlang einer Längsachse 22 ein erster Lageparameter ermittelt und gespeichert. Dies entspricht im Wesentlichen dem Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug 10 aus der Bewegung in den Stillstand überführt wird. Der Lageparameter wird hierbei kontinuierlich ermittelt. Ein zweiter Lageparameter wird zu Beginn einer Fahrt oder auch rückwirkend aus dem abrufbaren Lageparameter vor Beginn einer Fahr ermittelt. Der Beginn einer Fahrt ist im Wesentlichen durch einen Übergang von dem Stillstand in eine Bewegung charakterisiert.
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Bei einer Änderung des Beladungszustands beispielsweise durch Zustieg oder Ausstieg von Personen oder durch Zuladung oder Ausladung von Gepäck ändert sich eine Neigung oder eine Lage des Aufbaus. Hieraus kann auf eine Änderung des Beladungszustandes geschlossen werden. Dabei werden insbesondere der erste Lageparameter sowie der zweite Lageparameter miteinander verglichen und aus dem Unterschied zwischen dem ersten Lageparameter und dem zweiten Lageparameter wird ein Beladungsparameter ermittelt. Dabei ist bei Fahrzeugen, insbesondere bei Autos, eine Beladung oder Zuladung vorzugsweise im hinteren Bereich 12a, beispielsweise in einem Kofferraum, angeordnet. Der Beladungsparameter kann, wie auch im Weiteren noch erläutert wird, zur Verstellung der Schwingungsdämpfer 14 verwendet werden. Hierdurch wird ein gleichmäßig ansprechendes Fahrwerk bereitgestellt, welches insbesondere auf Ladungsveränderungen reagiert.
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Die Änderung des Beladungszustandes wird vorzugsweise mit dem Beginn einer Fahrt des Fahrzeugs 10 ermittelt. Insbesondere bei Übergang des Fahrzeugs aus dem Stillstand in die Fahrt. Der Beladungsparameter kann hierbei ausgehend von einem Referenzbeladungsparameter bei einem Referenzbeladungszustand des Fahrzeugs 10 kontinuierlich und fortschreitend ermittelt werden. Zudem besteht die Möglichkeit den Beladungsparameter mithilfe einer Kennlinie oder eines Kennfelds zu ermitteln entsprechend der Ausführungen aus der Beschreibung zu ermitteln. Der Beladungsparameter verbleibt während der Fahrt vorzugsweise unverändert, da hierbei keine wesentliche Zuladung oder Entladung des Fahrzeugs stattfindet oder zu erwarten ist. Gegebenenfalls kann der Beladungsparameter um einen Korrekturfaktor erweitert werden, der den Beladungsparameter in Abhängigkeit von der im Fahrzeug vorhandenen Kraftstoffmenge korrigiert.
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Der erste Lageparameter, der bei Stillstand des Fahrzeugs ermittelt und gespeichert wird bleibt günstigerweise auch bei länger stehendem Fahrzeug insbesondere bei abgeschaltetem Fahrzeug oder auch bei stromlosen Fahrzeug, beispielsweise bei abgeklemmter Batterie, gespeichert. Hierdurch ist bei einer Weiterentwicklung des Beladungsparameters aus deren vorhergehenden Beladungsparametern lückenlos möglich.
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Der erste Lageparameter wird dabei günstiger Weise zum Zeitpunkt des Anhaltens oder kurz nach dem Anhalten, insbesondere innerhalb von einer, zwei, drei oder vier Sekunden nach dem Anhalten des Fahrzeugs 10 ermittelt und gegebenenfalls gespeichert. Dabei ist zu dem Zeitpunkt der Ermittlung das Fahrzeug 10, insbesondere dessen Aufbau 12, günstigerweise in Ruhe. Gegebenenfalls kann eine ermittelte Beschleunigung des Lagesensors entlang der Hochachse 26 herangezogen werden. Dabei wird der erste Lageparameter ermittelt, sobald eine Restbewegung des Aufbaus 12 unerheblich für die Ermittlung des ersten Lageparameters ist. Analog hierzu wird der zweite Lageparameter zum Zeitpunkt des Anfahrens oder innerhalb von einer, zwei, drei oder vier Sekunden vor dem Anfahren des Fahrzeugs 10 ermittelt. Dabei wird der Lageparameter vorzugsweise kontinuierlich ermittelt und für eine gewisse Zeit abrufbar gehalten. Hierdurch kann rückwirkend auf den benötigten Lageparameter zugegriffen werden. Günstigerweise kann auch hier der Zeitpunkt zu dem der zweite Lageparameter ermittelt wird mit Hilfe des Beschleunigungssensors festgelegt sein, so dass das Fahrzeug 10 auch vor Anfahrt oder Fahrbeginn in einem ruhigen Zustand ist.
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Zudem kann der Beladungsparameter des Fahrzeugs 10 günstigerweise in den Referenzbeladungszustand der als Ausgang dient, zurückversetzt werden. Dabei wird das Fahrzeug vorzugsweise in einen Referenzzustand versetzt, beispielsweise mit vollem Tank und leerem Fahrzeug.
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An dem Fahrzeug 10 kann zumindest eine Teilanzahl der Schwingungsdämpfer 14 verstellbar ausgebildet sein. Hierbei sind beispielsweise die beiden hinteren Schwingungsdämpfer 14a, die sich in einem hinteren Bereich 12a des Fahrzeugs 10 befinden, verstellbar ausgebildet. Die Verstellung der Schwingungsdämpfer 14a ist hierbei vorzugsweise durch den ermittelten Beladungsparameter beeinflusst. Bei einer steigenden Zuladung kann beispielsweise die Dämpfkraft der beiden verstellbaren Schwingungsdämpfer 14a so verstellt werden, dass die Bewegungen des Aufbaus 12 gleichmäßig gedämpft werden. Dabei wird die Dämpfkraft, insbesondere eine Grunddämpfkraft und / oder eine Dämpfkraftänderung, bei steigender Zuladung vorzugsweise erhöht und bei sinkender Beladung verringert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeug
- 12
- Aufbau
- 12a
- Bereich
- 14,a
- Schwingungsdämpfer
- 16
- Rad
- 18
- Fahrbahn
- 20
- Lagesensor
- 22
- Längsachse
- 24
- Querachse
- 26
- Hochachse
- RS
- Pfeil, Richtung Schwerkraft
