DE102016217612A1

DE102016217612A1 - Verfahren zur Dachlasterkennung bei einem Kraftfahrzeug und System zur Fahrwerksregelung bei einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016217612A1
Application number: DE102016217612.9A
Authority: DE
Inventors: Frank Schimmack
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2016-09-15
Filing date: 2016-09-15
Publication date: 2018-03-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dachlasterkennung, umfassend die Verfahrensschritte: Ermittlung der aktuellen Fahrzeugmasse; Ermittlung der Beladung anhand der ermittelten aktuellen Fahrzeugmasse; Ermittlung der aktuellen Wankeigenfrequenz des Kraftfahrzeugs während der Fahrt; Vergleich der ermittelten aktuellen Wankeigenfrequenz mit einer hinterlegten Bezugsgröße für die Wankeigenfrequenz des Kraftfahrzeugs; Ermittlung eines Dachlastkennwertes aus dem Verhältnis aktuell ermittelte WankeigenfrequenzBezugsgröße für Wankeigenfrequenz sowie Rückschluss auf das Vorliegen einer kritischen Dachlast (20), wenn der Dachlastkennwert einen festgelegten, hinterlegten Grenzwert überschreitet. Der verfahrensgemäß ermittelte Dachlastkennwert dient als Eingangsgröße für ein Steuergerät (16), welches bei Vorliegen einer kritischen Dachlast ein Kennfeld für einen früheren ESP-Eingriff einstellt bzw. im anderen Falle das Kennfeld für einen späteren ESP-Eingriff eingestellt bleibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dachlasterkennung bei einem Kraftfahrzeug gemäß der im Patentanspruch 1 angegebenen Art sowie ein System zur Fahrwerksregelung bei einem Kraftfahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 5 angegebenen Art.
In der Kraftfahrzeugindustrie werden zunehmend SUVs mit einem hohen Schwerpunkt entwickelt. Falls der Fahrzeughalter noch zusätzlich das Fahrzeug auf dem Dach belädt, werden der Schwerpunkt und der lange Hebelarm der Dachlast zum Wankpol zusätzlich erhöht und somit auch das Kipprisiko gesteigert.
Die fahrzeuginterne Ermittlung der relativen Schwerpunkthöhe ist aus dem Stand der Technik bekannt. Lediglich beispielhaft wird auf die DE 11 2006 003 274 B4 verwiesen.
Es ist weiterhin bekannt, dass zur Verringerung der Kippgefahr eines Kraftfahrzeugs nach Erkennen eines auf dem Dach montierten Gegenstands, wie z.B. einer Dachbox, mittels eines Steuergeräts ein ein frühes Ansprechen des elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) vorsehende und damit die fahrdynamischen Eigenschaften einschränkendes Kennfeld eingestellt wird, vgl. DE 10 2006 049 986 A1 .
Als nachteilig erweist sich hierbei, dass die Einschränkung der fahrdynamischen Eigenschaften auch dann erfolgt, wenn z.B. der Fahrer auf dem Dach eine Gepäcksbox ohne relevantes Gewicht fixiert hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Dachlasterkennung bei einem Kraftfahrzeug anzugeben, welches einfach durchzuführen ist und einen schnellen Rückschluss auf das Vorliegen einer – im Hinblick auf die Kippgefahr des Kraftfahrzeugs – kritischen Dachlast erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 4 geben vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens an.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Dachlasterkennung bei einem Kraftfahrzeug umfasst die nachfolgenden Verfahrensschritte:

• Ermittlung der aktuellen Fahrzeugmasse;
• Ermittlung der Beladung anhand der ermittelten aktuellen Fahrzeugmasse;
• Ermittlung der aktuellen Wankeigenfrequenz des Kraftfahrzeugs während der Fahrt;
• Vergleich der ermittelten aktuellen Wankeigenfrequenz mit einer hinterlegten Bezugsgröße für die Wankeigenfrequenz des Kraftfahrzeugs;
• Ermittlung eines Dachlastkennwertes aus dem Verhältnis aktuell ermittelte Wankeigenfrequenz / Bezugsgröße für Wankeigenfrequenz;
• Rückschluss auf das Vorliegen einer kritischen Dachlast, wenn der Dachlastkennwert einen festgelegten, hinterlegten Grenzwert überschreitet.

Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass eine zusätzliche Dachlast die Wankeigenfrequenz des Kraftfahrzeugs signifikant ändert, da die Dachlast über den Steineranteil der Dachträgheit die gesamte Trägheit deutlich ändert und somit auf eine Dachlast geschlossen werden kann. Die Beladung im Fahrzeug ohne Dachträger bzw. Dachlast (z.B. 4 Personen plus beladener Kofferraum) ändert die Schwerpunkthöhe und die Wankeigenfrequenz unwesentlich, so dass bei einer signifikanten Änderung der Wankeigenfrequenz auf eine Dachlast geschlossen werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren erweist sich als besonders vorteilhaft, da mittels eines einfachen Vergleichs mit einem hinterlegten Grenzwert ein schneller, einfacher Rückschluss auf das Vorhandensein einer kritischen Dachlast ermöglicht wird.
Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass aus dem Stand der Technik verschiedene Methoden zur Ermittlung der aktuellen Fahrzeugmasse hinreichend bekannt sind. Lediglich beispielhaft wird auf die DE 197 28 867 A1 , DE 10 2007 000 628 A1 oder auch die DE 42 28 413 A1 verwiesen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Ermittlung der aktuellen Wankrateneigenfrequenz aus den Daten eines Sensors zur Wankratenermittlung mittels einer Fast-Fourier-Transformation. Vorteilhaft hierbei ist, dass derartige Sensoren zur Wankratenermittlung in der Regel bei Fahrzeugen mit geregelten Dämpfern standardmäßig vorgesehen sind, so dass für die Ermittlung der Wankrateneigenfrequenz auf bereits im Fahrzeug verbaute Sensoren zurückgegriffen werden kann und somit ein Einbau separater bzw. zusätzlicher Sensoren nicht erforderlich ist.
Vorzugsweise werden dabei die Daten für die Fast-Fourier-Transformation mittels des Sensors zur Wankratenermittlung bei Geradeausfahrt unter Ausschluss einer Zwangsanregung durch Lenken, Hindernisüberfahrt, Nicken oder Gieren, insbesondere bei einer Geschwindigkeit ≤ 30km/h, ermittelt.
Dies hat den Vorteil, dass die Ermittlung der Daten für die Fast-Fourier-Transformation bereits nach dem Ausparken aus der Garage bei einem normalen Dahinrollen erfolgen kann und somit “wilde Ausreißversuche“, wie z.B. starke Lenkeingriffe, nicht erforderlich sind.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein System zur Fahrwerksregelung bei einem Kraftfahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 5 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass ein die fahrdynamischen Eigenschaften einschränkender Eingriff des elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) bedarfsgerechter erfolgt.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 5 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
In bekannter Art und Weise umfasst das System zur Fahrwerksregelung bei einem Kraftfahrzeug ein Steuergerät, in dem wenigstens zwei unterschiedliche Kennfelder eines elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) hinterlegt sind, um ein unterschiedliches Ansprechen des elektronischen Stabilitätsprogramms einstellen zu können.
Erfindungsgemäß dient dem Steuergerät als eine Eingangsgröße ein nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ermittelter kritischer Dachlastkennwert, wobei im Falle des Vorliegens einer kritischen Dachlast das Steuergerät das Kennfeld für einen früheren ESP-Eingriff einstellt und im anderen Falle das Kennfeld für einen späteren ESP-Eingriff eingestellt bleibt.
Das erfindungsgemäße System zur Fahrwerksregelung erweist sich als besonders vorteilhaft, da nunmehr der einschränkende Eingriff nur dann erfolgt, wenn aufgrund einer erkannten Dachlast eine erhöhte Kippgefahr zu befürchten ist. In anderen Fällen, beispielsweise montierte Dachbox, aber ohne nennenswertes Gewicht, unterbleibt der Eingriff, so dass in diesem Fall der Fahrer dynamischer fahren kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.
In der Zeichnung bedeutet:
1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit montierter Dachbox.
1 zeigt ein insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnetes Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug 10 weist mehrere Räder 12 auf, die Teil eines nicht dargestellten aktiven Fahrwerks des Kraftfahrzeugs sind. Hierbei sind in bekannter Art und Weise die geregelten Dämpfer des aktiven Fahrwerks mit Sensoren 14 zur Wankratenermittlung versehen.
Das aktive Fahrwerk und insbesondere ein an sich in bekannter Art und Weise auf das Fahrwerk wirkendes elektronisches Stabilitätsprogramm ESP sind mit einem Steuergerät 16 verbunden, in welchem wenigstens zwei unterschiedliche Kennfelder des elektronischen Stabilitätsprogramms ESP hinterlegt sind, nämlich ein erstes Kennfeld, welches zur Verhinderung einer Kippgefahr einen früheren ESP-Eingriff vorsieht, sowie ein zweites Kennfeld, welches einen späteren ESP-Eingriff vorsieht und somit eine dynamischere Fahrweise ermöglicht.
Wie 1 weiter zeigt, ist auf dem Dach 18 des Kraftfahrzeugs 10 eine Dachbox 20 angeordnet.
Nach dem Losfahren des Kraftfahrzeugs wird zunächst die Beladung des Kraftfahrzeugs und basierend darauf die Wankeigenfrequenz des Kraftfahrzeugs sowie der Dachlastkennwert ermittelt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde eine Beladung von 500 kg ermittelt. Eine “normale“ Verteilung der Beladung, d.h. Beladung im Fahrgastraum und Kofferraum, würde die Wankeigenfrequenz des Fahrzeugs um ca. 5% ändern. Tatsächlich wird vorliegend jedoch eine Abweichung von 10% berechnet. Aufgrund der erhöhten Änderung lässt sich somit darauf schließen, dass vorliegend ein wesentlicher Anteil der Beladung in Form einer kritischen Dachlast vorhanden ist, die die Kippgefahr des Kraftfahrzeugs erhöht.
Der ermittelte, vorliegende kritische Dachlastkennwert hat wiederum zur Folge, dass das Steuergerät 16 das erste Kennfeld, das einen früheren ESP-Eingriff vorsieht, einstellt, so dass der erhöhten Kippgefahr entgegengewirkt wird.
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

DE 112006003274 B4 [0003]
DE 102006049986 A1 [0004]
DE 19728867 A1 [0011]
DE 102007000628 A1 [0011]
DE 4228413 A1 [0011]

Claims

Verfahren zur Dachlasterkennung bei einem Kraftfahrzeug (10), umfassend die Verfahrensschritte: – Ermittlung der aktuellen Fahrzeugmasse; – Ermittlung der Beladung anhand der ermittelten aktuellen Fahrzeugmasse; – Ermittlung der aktuellen Wankeigenfrequenz des Kraftfahrzeugs während der Fahrt; – Vergleich der ermittelten aktuellen Wankeigenfrequenz mit einer hinterlegten Bezugsgröße für die Wankeigenfrequenz des Kraftfahrzeugs; – Ermittlung eines Dachlastkennwertes aus dem Verhältnis aktuell ermittelte Wankeigenfrequenz / Bezugsgröße für Wankeigenfrequenz; – Rückschluss auf das Vorliegen einer kritischen Dachlast (20), wenn der Dachlastkennwert einen festgelegten, hinterlegten Grenzwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus Daten eines im Kraftfahrzeug (10) verbauten Sensors (14) zur Wankratenermittlung mittels einer Fast-Fourier-Transformation die aktuelle Wankrateneigenfrequenz ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten für die Fast-Fourier-Transformation mittels des Sensors (14) zur Wankratenermittlung bei Geradeausfahrt unter Ausschluss einer Zwangsanregung durch Lenken, Hindernisüberfahrt, Nicken oder Gieren ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten für die Fast-Fourier-Transformation mittels des Sensors (14) zur Wankratenermittlung bei einer Geschwindigkeit ≤ 30km/h ermittelt werden.
System zur Fahrwerksregelung bei einem Kraftfahrzeug (10), mit einem Steuergerät (16), in welchem wenigstens zwei unterschiedliche Kennfelder eines elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) hinterlegt sind, um ein unterschiedliches Ansprechen des elektronischen Stabilitätsprogramms einstellen zu können, dadurch gekennzeichnet, dass dem Steuergerät (16) als Eingangsgröße ein nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ermittelter Dachlastkennwert dient, und dass im Falle des Vorliegens einer kritischen Dachlast, das Steuergerät (16) das Kennfeld für einen früheren ESP-Eingriff einstellt und im anderen Falle das Kennfeld für einen späteren ESP-Eingriff eingestellt bleibt.