Beschreibung

Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugsystems sowie Schaltungsanordnung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugsystems, insbesondere einer mit Luftfeder- und Dämpfereinheiten versehenen Niveauregelungsanlage eines

Fahrzeuges, wobei der übergang zwischen den Fahrzeugzuständen „Stand" und „Fahrt" in beiden übergangsrichtungen erkannt wird durch die Auswertung der Signale von Sensoren für dynamische Bewegungen und die Auswertung von statischen Zustandsparametern des Fahrzeuges. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens .

Solche auch Stillstandserkennung oder Fahrzustandserkennung genannten Verfahren sind bei Fahrzeugregelungen bekannt, hier insbesondere bei Regelungen der Bremssysteme oder bei Antiblockiersystemen. So offenbart die DE 198 38 885 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sicherstellung des Stillstandes eines Fahrzeuges, bei dem/der bei erkanntem Stillstand unter anderem eine Feststellbremse betätigt wird. Vorgesehen ist dabei eine Stillstandserkennung, die neben den Geschwindigkeitssignalen des Fahrzeuges auch Eingangssignale verarbeitet, die über Leitungen zugeführt werden. Darunter befindet sich hier mindestens ein Signal, welches einen Anfahrwunsch repräsentiert. Die Leitungen kommen von Messeinrichtungen, die verschiedene Betriebsgrößen des Fahrzeuges über Sensoren ermitteln, etwa Lenkwinkel, Querbeschleunigungen etc.

Die WO 02/42132 Al offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen eines Stillstandszustandes eines Kraftfahrzeuges, bei dem/der unabhängig vom Betrieb einer zentralen Steuerung der Stillstand eines Fahrzeuges durch eine Lageänderung erkannt wird. Dabei wird ein aktueller Lageänderungsparameter mit einem (vorher) festgelegten

Lageänderungsparameter verglichen. Unter „Lageänderung" wird dabei wenigstens eine Neigungsänderung um die Längs- und/oder Querachse des Fahrzeuges verstanden. Insbesondere die dortige Beschreibung der Ausführungsbeispiele verweist auf einen Stand der Technik, der die Bewertung von mehreren typischen dynamischen Bewegungen eines Fahrzeuges für die Stillstandsbestimmung umfasst. Dabei wird auch daraufhingewiesen, dass diese dynamischen Bewegungen je nach Typ des Kraftfahrzeuges unterscheidbar sind.

Die WO 02/49893 Al offenbart ein Verfahren und System zur Steuerung einer im Stillstand eines Kraftfahrzeuges aktivierbaren Bremsausrüstung, bei dem der Stillstand eines Fahrzeuges dadurch erkannt wird, dass Fahrzeugbewegungen / -neigungen erfasst werden und mit solchen Fahrzeugbewegungen verglichen werden, wie sie typischerweise beim Fahrbetrieb eines Fahrzeuges auftreten. Wird ein Fehlen solcher typischer Bewegungen festgestellt, wird auf einen Stillstand geschlossen.

Die DE 36 18 532 Al offenbart eine Anfahrhilfe für ein Fahrzeug für das Anfahren an einer Steigung, bei der u.a. ein Stillstand des Fahrzeuges dadurch ermittelt wird, dass Fahrgeschwindigkeit, Kupplungssignale, Schaltungsstellungen und Neigungswinkel des Fahrzeuges bewertet werden. Wird damit ein Stillstand eines Kraftfahrzeuges erkannt, wird ein Bremsbetätigungsdruck über entsprechende Ventile aufrechterhalten.

All diese Verfahren oder Systeme weisen als Nachteil jedoch Mängel in der Aussagesicherheit bzw. in der Eindeutigkeit der Erkennung der Fahrzeugzustände „Fahrt" oder „Stand" auf, so dass für die Erfindung die Aufgabe bestand, diese Eindeutigkeit und Aussagesicherheit zu verbessern.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart. Ebenfalls offenbart ist eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Erkennung von Fahrzeugzuständen.

Dabei werden zur Erkennung der Fahrzeugzustände „Stand" und „Fahrt" die

Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges, die Geschwindigkeit von Fahrzeugsbewegungen und

der Motorlaufes ermittelt/erkannt und zueinander in Relation gesetzt und so bewertet werden, dass a) eine Erkennung des Fahrzeugzustandes „Fahrt" erfolgt, wenn i) der aktuelle Fahrzeugzustand „Stand" vorliegt, und ii) Endstufen des zu steuernden Fahrzeugsystems eingeschaltet und der

Steuerungsschaltkreis fehlerfrei ist, und iii) einer der Beträge der Geschwindigkeiten der Fahrzeugsbewegungen größer als ein Schwellwert ist, und iv) der Motor läuft, b) und dass eine Erkennung des Fahrzeugzustandes „Stand" erfolgt, wenn i) der aktuelle Fahrzeugzustand „Fahrt" vorliegt, und ii) alle Beträge der Geschwindigkeiten der Fahrzeugsbewegungen identisch Null sind oder der Motor nicht läuft, und eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist.

Erst eine solche Bewertung der Geschwindigkeiten von Fahrzeugbewegungen, d.h. also die zeitliche Veränderung der wesentlichen Fahrzeugbewegungen in Verbindung mit einer Aussage über den Motorlauf führen zu einer sicheren Bestimmung der Zustände „Fahrt" und „Stand", die Fehlinterpretationen bei Transporten des Fahrzeuges auf Transportmitteln wie z.B. LKW oder Schiffen, beim Schleppen eines Fahrzeuges, beim Heben auf Hebebühnen etc. verhindert.

Eine vorteilhafte Weiterbildung in eben diesem Sinne besteht darin, dass neben der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges als weitere wesentliche Geschwindigkeiten von Fahrzeugsbewegungen die Nickgeschwindigkeit, die Wankgeschwindigkeit und die Hebegeschwindigkeit des Fahrzeuges bzw. von Fahrzeugteilen ermittelt und bewertet werden.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass als Fahrzeugsbewegungen Aufbau- bzw. Karosseriebewegungen und /oder Fahrwerksbewegungen, also etwa auch Bewegungen der ungefederten Massen, der Räder etc. ermittelt und bewertet werden. Dies

kann auf eine sehr einfache Weise durch die Verwertung von Signalen ggf. bereits vorhandene Sensoren, wie Radbeschleunigungssignale oder Höhensensorsignale durchgeführt werden.

Eine solche im Sinne der Nutzung bereits vorhandener Sensoren vorteilhafte

Weiterbildung besteht darin, dass die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges anhand von in der Regel für die Bremsregelung bereits vorhandenen Radrehzahlsensoren ermittelt wird.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass zwischen der Erkennung des Fahrzeugzustandes „Stand" und der entsprechenden Signalabgabe an das Fahrzeugsystem eine Schaltverzögerung d.h. eine Ausschaltverzögerung für eine dadurch beeinflusste Systemsteuerung vorgesehen ist. Dadurch wird bei einem Regelsystem / einer Regelung, beispielsweise bei einer Luftfederregelung, ein Hin- und Herspringen der Regelung bei ausschwingenden Fahrzeugbewegungen verhindert.

Das erfmdungsgemäße Verfahren und die gegenständliche Ausführung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Die Fig. 1 zeigt hierzu eine Schaltungsanordnung 1 zur Erkennung von Fahrzeugzuständen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Schaltungsanordnung weist zwei Hauptzweige 2 und 3 auf, von denen einer, nämlich der Hauptzweig 2 zur Erkennung des Fahrzeugzustandes „Fahrt" und der andere Hauptzweig 3 zur Erkennung des Fahrzeugzustandes „Stand" dient.

Der zur Ermittlung des Fahrzeugzustandes „Fahrt" dienende Hauptzweig 2 besteht zunächst aus einem Vergleicher 4 für einen Signalwert der Nickgeschwindigkeit, aus einem Vergleicher 5 für einen Signalwert der Wankgeschwindigkeit und aus einem Vergleicher 6 für einen Signalwert der Hebegeschwindigkeit. Die jeweiligen aktuellen Signal werte für die Nickgeschwindigkeit, die Wankgeschwindigkeit und die

Hebegeschwindigkeit werden den Vergleichern 4, 5 und 6 durch die mit entsprechenden

Sensoren verbundenen Signalgeber 7, 8 und 9 zugeführt, wobei die Sensoren hier nicht näher dargestellt sind. Den Vergleichern 4, 5 und 6 sind ebenfalls entsprechende Speicher 10, 11 und 12 mit Schwellwerten/Schwellen zu geordnet, anhand derer der jeweilige Vergleicher den aktuellen jeweiligen Signalwert prüft und bei überschreiten der Schwelle ein Ausgangssignal bereitstellt.

Die Schaltungsanordnung 1 beinhaltet weiterhin einen Vergleicher 13 für einen Signalwert der Fahrgeschwindigkeit. Auch hier ist dem Vergleicher 13 ein Speicher 14 mit einem Schwellwert für die Geschwindigkeit zugeordnet, wobei der vergleicher 13 den jeweiligen Signalwert des Signalgebers 15 mit dem Schwellwert für die Fahrgeschwindigkeit vergleicht und ein Ausgangssignal bereitstellt, wenn der Signalwert den Schwellwert überschreitet. Der Signalgeber 15 verarbeitet hier die von den entsprechenden, aber nicht näher dargestellten Raddrehzahlsensoren bereitgestellten Geschwindigkeitssignale.

Weiterhin weist die Schaltungsanordnung 1 einen ersten Logikoperator 16 auf, der die Ausgangssignale der Vergleicher 4, 5 und 6 in einer „ODER"- Verknüpfung auf ihr Vorhandensein prüft und bei Vorhandensein ein Ausgangssignal an einen zweiten Logikoperator 17 ausgibt. Der zweite Logikoperator 17 prüft das Ausgangssignal des ersten Logikoperators 16 und das Ausgangssignal „Motor läuft" eines Signalgebers 18, welcher mit einem hier nicht näher dargestellten Sensor für den Motorlauf verbunden ist, in einer „UND" -Verknüpfung auf ihr Vorhandensein und gibt bei Vorhandensein ein Ausgangssignal an eine dritten Logikoperator 19 aus.

Der dritte Logikoperator 19, prüft das Ausgangssignal des zweiten Logikoperators 17 und das Ausgangssignal der Vergleichers 13 in einer „ODER" -Verknüpfung auf ihr

Vorhandensein und bei Vorhandensein ein Ausgangssignal ausgibt, bei dem also bereits alle wesentlichen den Fahrzeugzustand „Fahrt" charakterisierenden Merkmale abgeprüft sind.

Der zur Ermittlung des Fahrzeugzustandes „Stand" dienende Hauptzweig 3 besteht, ähnlich wie der Hauptzweig 2, aus einem Vergleicher 20 für einen Signalwert der

Nickgeschwindigkeit, aus einem Vergleicher 21 für einen Signalwert der Wankgeschwindigkeit und aus einem Vergleicher 22 für einen Signalwert der Hebegeschwindigkeit.

Die jeweiligen aktuellen Signalwerte für die Nickgeschwindigkeit, die

Wankgeschwindigkeit und die Hebegeschwindigkeit werden den Vergleichern 20, 21 und 22 durch die oben bereits erwähnten und mit entsprechenden Sensoren verbundenen Signalgeber 7, 8 und 9 zugeführt. Den Vergleichern 4, 5 und 6 sind ebenfalls entsprechende Speicher 23, 24 und 25 mit einem O-Wert als Schwelle zugeordnet, anhand derer der jeweilige Vergleicher 20, 21, 22 den aktuellen jeweiligen Signalwert prüft und in diesem Falle / in diesem Hauptzweig bei Identität des jeweilig aktuellen Signalwertes mit dem O-Wert ein Ausgangssignal bereitstellt.

Der Hauptzweig 3 weist einen weiteren Vergleicher 26 für den Signalwert der Fahrgeschwindigkeit auf. Auch hier ist dem Vergleicher 26 wieder ein Speicher 27 mit einem 0-Wert für die Geschwindigkeit zugeordnet. Der Vergleicher 26 überprüft den jeweiligen Signalwert des Signalgebers 15 für die Fahrgeschwindigkeit auf Identität mit dem Nullwert stellt und ein Ausgangssignal bereit, wenn Identität vorhanden ist, d.h. wenn der Signal wert gleich Null ist.

Der Hauptzweig 3 beinhaltet weiterhin einen vierten Logikoperator 28, der die Ausgangssignale der Vergleicher 20, 21 und 22 in einer „UND"- Verknüpfung auf ihr Vorhandensein prüft und bei Vorhandensein ein Ausgangssignal an einen fünften Logikoperator 29 ausgibt.

Der fünfte Logikoperator 29, prüft das Ausgangssignal des vierten Logikoperators 28 und das Ausgangssignal „Motor steht", d.h. also das „NOT" - Signal oder „Motor läuft nichtSignal" des oben genannten Signalgebers 18 in einer „ODER" - Verknüpfung auf ihr Vorhandensein und gibt bei Vorhandensein ein Ausgangssignal an eine sechsten Logikoperator 30 aus.

Der sechste Logikoperator 30 prüft das Ausgangssignal des fünften Logikoperators 29 und das Ausgangssignal des Vergleichers 26 in einer „UND" - Verknüpfung auf ihr Vorhandensein und gibt bei Vorhandensein ein Ausgangssignal aus, welches alle wesentlichen den Fahrzeugzustand „Stand" charakterisierenden Merkmale beinhaltet.

Die Ausgangssignale des dritten Logikoperators 19 und des sechsten Logikoperators 30 als Ausgangssignale der beiden Hauptzweige werden in einem Schaltglied 31 zusammengeführt und zu einem Signal 32 für den Fahrzeugzustand „Fahrt" oder zu einem Signal 33 für den Fahrzeugzustand „Stand" umgeformt werden, wobei das Standsignal zunächst eine hier nicht näher dargestellte Zeitverzögerungsschaltung 34 startet und nach Ablauf der Verzögerungszeit als „Stand" - Signal 33 in die Systemsteuerung eingespeist wird.

Die Funktion der Schaltungsanordnung bzw. des Verfahrens zur Erkennung des Zustandes „Fahrt" wird im Folgenden noch einmal in Form von Logikprüfungen (wahr/falsch) verdeutlicht:

Es sei davon ausgegangen, dass weder eine Fahrgeschwindigkeit, noch eine Aufbauwegung (Heben, Nicken oder Wanken) vorliegt.

Wird die Fahrgeschwindigkeit auf über 0 km/h erhöht, so führt Vergleicher 13 dem Logikoperator 19 ein „Wahr" zu, so dass dieser das als Setzer/Rücksetzer ausgebildete Schaltglied 31 betätigt, d.h. dort den Ausgang Q belegt, wodurch auf Fahrt erkannt wird.

Liegt hingegen die Fahrgeschwindigkeit nicht über 0, befindet sich also das Fahrzeug im Stillstand, so wird über Vergleicher 13 ein „Falsch" an Logikoperator 19 gegeben. Bewegt sich aber nun der Aufbau, wird also entweder eine Hebe-, Nick- oder Wankgeschwindigkeit detektiert, die über der jeweiligen Schwelle liegt, so führt dies über die entsprechenden Vergleicher 4, 5 und 6 und über den Logikoperator 16 zum Setzen eines „Wahr" am Logikoperator 17. Wird zudem zeitgleich auf Motorlauf erkannt, so verknüpft Logikoperator 17 die beiden Eingangsinformationen zu einem „Wahr" an

Logikoperator 19. Das Schaltglied 31, d.h. der Setzer/Rücksetzer wird daher betätigt (Ausgang Q), es wird auf „Fahrt" erkannt. Die Verknüpfung der Aufbaubewegung mit dem Motorlauf sorgt dafür, daß im Stand, bei eingeschalteter Zündung und bei ausgeschaltetem Motor etwa die Dämpfer einer Niveauregelungsanlage nicht bestromt werden, wenn sich der Aufbau aufgrund äußerer Anregungen (Transport, Beladung...) bewegt.

Die Funktion der Schaltungsanordnung bzw. des Verfahrens zur Erkennung des Zustandes „Stand" läuft ab wie im Folgenden verdeutlicht:

Wurde zuvor auf den Zustand „Fahrt" erkannt, so wechselt das Fahrzeug in den Zustand „Stand", wenn Vergleicher 26 aufgrund der nicht vorhandenen Fahrgeschwindigkeit auf Stillstand erkennt und (Logikoperator 30) wenn keine Aufbauwegung mehr detektiert wird oder der Motor nicht mehr läuft. Das Ausbleiben einer Aufbaubewegung wird über den Vergleicher 21 für das Wanken, über Vergleicher 20 für das Nicken und über Vergleicher 22 für das Heben festgestellt. Erst wenn alle drei Vergleicher ein „Wahr" an den Eingang des Logikoperators 29 geben kann in Verbindung mit der Fahrgeschwindigkeit der Eingang R des Setzers/Rücksetzers (Schaltglied 31) gesetzt werden.

Der Zustand „Stand" wird jedoch bei erfüllten Bedingungen nicht sofort gesetzt, sondern wird über eine Ausschaltverzögerungsschaltung 34 entprellt. Das verhindert ein Hin- und Herspringen des Stillstandreglers etwa bei ausschwingenden Fahrzeugbewegungen.

Bezugszeichenliste

(Teil der Beschreibung)

1) Schaltungsanordnung

2) Hauptzweig: Erkennung „Fahrt"

3) Hauptzweig: Erkennung „Stand"

4 - 6) Vergleicher

7 - 9) Signalgeber

10 - 12) Speicher

13) Vergleicher

14) Speicher

15) Signalgeber

16) Erster Logikoperator

17) Zweiter Logikoperator

18) Signalgeber

19) Dritter Logikoperator

20 - 22) Vergleicher

23 - 25) Speicher

26) Vergleicher

27) Speicher

28) Vierter Logikoperator

29) Fünfter Logikoperator

30) Sechster Logikoperator

31) Schaltglied

32) Ausgangssignal: Fahrzustand „Fahrt"

33) Ausgangssignal: Fahrzustand „Stand"

34) Zeitverzögerungsschaltung