Fahrzeugsystem

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Fahrtrichtung, eine Steuereinrichtung für ein Fahrzeugsystem, ein derartiges Fahrzeugsystem sowie ein Fahrzeug mit einem derartigen Fahrzeugsystem.

Die Messung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs erfolgt im Allgemeinen über die Raddrehzahlen, die von den Raddrehzahlsensoren der einzelnen Räder ermittelt werden. Die Raddrehzahlsensoren sind z.B. als Induktivgeber ausgebildet, die bei Drehung des Fahrzeugrades Änderungen der Induktivität bzw. des Magnetflusses eines Luftspaltes zu Zähnen bzw. Zahnflanken einer Metallscheibe ermitteln. Durch z.B. Flankenerkennung kann somit die Raddrehzahl sicher ermittelt werden; insbesondere bei passiven Raddrehzahlsensoren kann aus dem Raddrehzahl-Signal jedoch noch nicht die Fahrtrichtung ermittelt werden.

Um über die Raddrehzahlsensoren die Fahrtrichtung zu ermitteln, ist es bekannt, an mindestens einem Rad einen Doppel-Sensor zu verwenden. Hierdurch können Flanken der beiden Sensoren auf ihre Reihenfolge überwacht werden, woraus sich direkt die Fahrtrichtung ergibt. Derartige Doppelsensoren verursachen jedoch zum einen höhere Kosten. Weiterhin müssen die Abstände der Doppelsensoren und die Abstände der Zahnflanken genau aufeinander abgestimmt sein. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung einer Fahrtrichtung, eine Steuereinrichtung sowie ein Fahrzeugsystem unter Verwendung der Steuerrichtung sowie ein Fahrzeug zu schaffen, mit denen eine relativ einfache und hinreichend genaue Ermittlung der Fahrtrichtung möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 , eine Steuereinrichtung nach Anspruch 11 , ein Fahrzeugsystem nach Anspruch 20 und ein Fahrzeug nach Anspruch 23 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Fahrtrichtung aus Raddrehzahlen einfacher Raddrehzahlsensoren und einem zusätzlich gemessenes Längsbeschleunigungssignal des Fahrzeuges zu ermitteln. Hierzu wird vorteilhafterweise ein Anfahrvorgang detektiert und hierbei die Fahrtrichtung ermittelt, die sich nachfolgend erst wieder bei einem Stillstand und nachfolgenden Anfahrvorgang ändern kann.

Die Raddrehzahlsensoren dienen hierbei der Ermittlung einer Fahrgeschwindigkeit bzw. des Betrages der Fahrgeschwindigkeit, um insbesondere einen Anfahrvorgang zu ermitteln, wobei erfindungsgemäß insbesondere ein Anfahrvorgang in Rückwärtsrichtung detektiert wird. Hierbei wird ermittelt, ob zu einem ersten Zeitpunkt ein Stillstand des Fahrzeugs vorliegt, bei dem die Fahrgeschwindigkeit Null ist bzw. unterhalb eines hinreichend geringen Schwellwertes von z.B. 2 km/h liegt, da bei kleinen Geschwindigkeiten die Auflösung aufgrund der zeitlich weit beabstandeten Flankensignale erschwert ist. Wenn nach Erkennen eines Stillstands nachfolgend das Geschwindigkeitssignal steigt und gleichzeitig eine nach hinten gerichtete Längsbeschleunigung ermittelt wird, wird erfindungsgemäß somit auf einen Anfahrvorgang nach hinten entschieden. Der so ermittelte Rückwärts- Fahrzustand kann nachfolgend gespeichert werden, z.B. durch Setzen eines Flags oder Speichern eines Wertes in einem Speicher, bis nachfolgend wieder ein Stillstand des Fahrzeugs ermittelt wird.

Vorteilhafterweise wird als Steuereinrichtung die Steuereinrichtung bzw. das Steuergerät eines ohnehin vorhandenen Fahrdynamik- Regelungssystems verwendet, insbesondere ABS und/oder eines elektronischen Stabilitätssystems. Wenn die Steuereinrichtung ohnehin bereits einen derartigen Längsbeschleunigungssensor aufweist, ist kein zusätzlicher Hardware- Aufwand erforderlich. Weiterhin kann auch ein kombinierter Querbeschleuni- gungs- und Längsbeschleunigungssensor vorgesehen sein; viele Fahrzeuge, insbesondere auch Anhängerfahrzeuge, weisen bereits einen Querbeschleu- nigungssensor für ihre Fahrdynamikregelung auf. Die Verwendung eines kombinierten Längs- und Querbeschleunigungssensors ist gegenüber einem reinen Querbeschleunigungssensor nicht deutlich kostspieliger oder aufwendiger. Somit kann erfindungsgemäß durch einen geringen zusätzlichen Hardwareaufwand, der deutlich geringer als die Verwendung eines Doppelsensors an einem Fahrzeugrad ist, eine sichere Erkennung der Fahrtrichtung erfolgen. Hierbei kann ggf. die Längsbeschleunigung auch zur Ermittlung kritischer Fahrtzustände bzw. der Fahrdynamikregelung ergänzend herangezogen werden.

Das ermittelte Rückwärts-Fahrtsignal kann erfindungsgemäß insbesondere auch nach außen erkennbar ausgegeben werden, z.B. durch eine akustische Ausgabeeinrichtung, die bei erkannter Rückwärtsfahrt ein Warnsignal ausgibt. Somit kann direkt vom Anhängerfahrzeug eine akustische Warnung an dahinter stehende Personen und Fahrzeuge ausgegeben werden, dass der Anhänger rückwärts fährt. Ergänzend kann auch ein optisches Signal ausgegeben werden, z.B. direkt durch Ansteuerung von Rückfahr- Scheinwerfern.

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann die Einbaulage des Längsbeschleunigungssensors überprüft und/oder selbsttätig erlernt werden. Dieses Erlernen kann z.B. durch Ermittlung von Beschleunigungsvorgängen bei hinreichend hohen Geschwindigkeiten erfolgen. Wenn z.B. ein Fahrzeug bei einer höheren Geschwindigkeit einer stärkeren Beschleunigung unterliegt, so kann dies sicher als Verzögerungsrichtung erkannt und von einem Beschleunigungsvorgang unterschieden werden. Insbesondere bei Anhängerfahrzeugen von Lastkraftwagen sind die erreichbaren Beschleunigungen bei einer höheren Geschwindigkeit von z.B. 50 km/h mit Sicherheit deutlich geringer als die erreichbaren Verzögerungen.

Erfindungsgemäß wird insbesondere ein Anfahrvorgang ermittelt, um nicht fälschlicherweise einen Verzögerungsvorgang bzw. Bremsvorgang, bei dem ebenfalls eine Beschleunigung in Rückwärtsrichtung gemessen wird, als Rückwärtsfahrt zu ermitteln. Der Anfahrvorgang kann hinreichend sicher aus den Geschwindigkeitswerten erkannt werden, so dass entsprechende Fehlinterpretationen hierdurch ausgeschlossen werden können.

Weiterhin kann eine ergänzende Plausibilisierung erfolgen, z.B. auch durch Ausschließen gewisser kritischer Fahrzustände. Falls z.B. eine Bremsung auf einem glatten Untergrund bzw. Kies oder Sand zu blockierenden und somit kurzzeitig stillstehenden Rädern führt, wobei gleichzeitig aufgrund der Bremsung eine Längsbeschleunigung nach auftritt, und nachfolgend die Räder wieder vom Untergrund mitgenommen werden und somit wieder eine steigende Geschwindigkeit anzeigen, kann dies von einem Anfahrvorgang nach hinten unterschieden werden, indem ein erkannter ABS-Eingriffsfall die Ausgabe eines Rückfahr-Fahrsignals ausschließt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einer Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Anhängerfahrzeuges; Fig. 2 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Als Fahrzeug 1 ist in Fig. 1 ein Anhängerfahrzeug gezeigt, das z.B. als Anhänger oder Sattelzug-Auflieger ausgebildet sein kann und zum Anschluss an ein Zugfahrzeug vorgesehen ist; grundsätzlich kann die Erfindung jedoch auch einem Motorfahrzeug realisiert werden. Die Fahrtrichtung F weist nach vorne, entsprechend weist die Rückwärtsrichtung in die zu f entgegen gesetzte Richtung .

Eine Steuereinrichtung 2 nimmt Raddrehzahl-Signale ni mit i = 1 , 2, 3 ... von Raddrehzahlsensoren 3, 4, 5 der Räder 6, 7, 8 sämtlicher oder einiger Achsen des Fahrzeuges 1 auf. Weiterhin ist in oder am Fahrzeug 1 ein Längsbeschleunigungssensor 9 vorgesehen; gemäß der gezeigten Ausführungsform kann der Längsbeschleunigungssensor 9 direkt in der Steuereinrichtung 2 vorgesehen sein und Längsbeschleunigungs-Messsignale Sa liefern, die von einer Recheneinrichtung 10 in der Steuereinrichtung 2 zusammen mit den Raddrehzahl-Signalen ni aufgenommen und verarbeitet werden.

Die Steuereinrichtung 2 kann insbesondere als ein Steuergerät 2 ausgebildet sein, das einer Fahrzeug-Regelung dient, z.B. einer Fahrdynamikregelung bzw. einer Bremsregelung. Hierbei kann der Längsbeschleunigungssensor 9 als kombinierter Längs- und Querbeschleunigungssensor ausgebildet sein, da eine derartige kombinierte Ausbildung kostengünstig ist und Montageplatz auf der Leiterplatte spart.

Erfindungsgemäß ermittelt die Steuereinrichtung 2 in an sich bekannter Weise aus den Raddrehzahlen ni die einzelnen Geschwindigkeiten der Räder 3, 4, 5 und somit auch eine Geschwindigkeit v (t) in Abhängigkeit der Zeit t. Bei dieser Ermittlung wird - in an sich bekannter und somit hier nicht detaillierter darzustellender Weise - aus den Flanken der Raddrehzahl- Signale n3, n4, n5 die Drehzahl des jeweiligen Rades 6, 7, 8 und somit der Betrag der Geschwindigkeit ermittelt; die insgesamt ermittelte Fahrzeug- Ge- schwindigkeit v (t) ist somit ein positiver Betrag unabhängig von der Fahrtrichtung. Eine direkte Ermittlung der Fahrtrichtung ist aus den hier verwendeten Raddrehzahlsensoren 3, 4, 5 nicht möglich.

Das erfindungsgemäß ergänzend herangezogene, zeitabhängige Längsbeschleunigungs-Messsignal Sa (t) zeigt zunächst die Richtung einer Beschleunigung bzw. einer Verzögerung an. Gemäß der Pfeilangabe in Fig. 1 wird die Beschleunigung a in Fahrtrichtung als positiv und somit entsprechend in Rückwärtsrichtung als negativ bezeichnet. Eine negative, gemessene Längsbeschleunigung a (t) kann hierbei zunächst eine Verzögerung bzw. Abbremsung während einer normalen Fahrt nach vorne oder eine Beschleunigung nach hinten sein.

Erfindungsgemäß wird aus den Messsignalen jeweils ermittelt, ob ein Anfahrvorgang aus dem Stillstand nach hinten erfolgt und bei Erkennen eines derartigen Anfahrvorgangs nach hinten ein Signal r ausgegeben.

Gemäß dem Flussdiagramm der Fig. 2 wird das Verfahren somit in Schritt St1 gestartet, z.B. beim Start des Zugfahrzeuges und somit der Initialisierung der Fahrdynamikregelung durch die Steuereinrichtung 2 des Fahrzeugs 1 bzw. Anhängerfahrzeugs 1. In Schritt St2 werden fortlaufend die Raddrehzahlen ni, i = 1 , 2, 3, ... der einzelnen Räder 6, 7, 8 des Fahrzeugs 1 ermittelt und von der Steuereinrichtung 2 aufgenommen. Weiterhin wird fortlaufend über den Längsbeschleunigungssensor 9 die Längsbeschleunigung gemessen und das Signal Sa (t) ausgegeben.

In dem Entscheidungsschritt St3 wird ermittelt, ob: a) zu einem Zeitpunkt tθ ein Stillstand vorliegt, d.h. v (tθ) = 0 bzw. v (tθ) ≤ vmin = 2 km/h, da im Allgemeinen Geschwindigkeiten unterhalb von vmin = 2 km/h nicht weiter differenziert und somit nicht vom Stillstand unterschieden werden können. Weiterhin wird ermittelt, ob b) v (t) > 0 für t > tθ, d.h. ein Anfahrvorgang vorliegt, und c) Sa (t) < 0 für t > tθ, d.h. der Anfahrvorgang mit einer Beschleunigung in negativer Richtung, d.h. nach hinten erfolgt. In den Gleichungen a), b) und c) ist hierbei jeweils der Zeitraum t > tθ für alle auf tθ folgenden Zeiten t relevant. Falls somit zunächst ein Anfahrvorgang nach vorn vorliegt, d.h. Sa (t) > 0, muss zunächst wieder gemäß a) ein Stillstand vorliegen, bevor ein Anfahrvorgang nach hinten erfolgen kann.

Falls die Bedingungen a), b) und c) erfüllt sind, wird in dem Entscheidungsschritt St3 somit ein Anfahrvorgang nach hinten erkannt. In diesem Fall wird gemäß Verzweigung y das Rückwärts-Fahrsignal r ausgegeben; hierzu kann ein Flag gesetzt oder dieser Wert in einem Speicher gespeichert werden, so dass der nachfolgende Fahrvorgang jeweils als Rückwärts-Fahrt erkannt wird. Gemäß Schritt St4 kann mit dem Rückwärts-Fahrsignal r nachfolgend ein Vorgang angesteuert werden, z.B. ein akustisches Signal über eine akustische Ausgabeeinrichtung 12 ausgegeben werden und/oder ein Lichtsignal nach hinten über Rückleuchte 14 ausgegeben werden. Weiterhin kann das ermittelte Signal r grundsätzlich auch an ein anderes Fahrzeug, z.B. das Zugfahrzeug, ausgegeben werden, z.B. für eine Plausibilisierung.

Das Verfahren wird hierbei nach Schritt St4 oder auch im Fall n des Entscheidungsschritts St3, wenn kein Anfahrvorgang nach hinten ermittelt wird, jeweils vor Schritt St2 zurückgesetzt und somit fortlaufend durchgeführt.

Eine Plausibilisierung kann hierbei ergänzend auch in Schritt St3 erfolgen, um z.B. bei einem Schleuderzustand, bei dem die Räder 6, 7, 8 stehen, jedoch das Fahrzeug 1 sich bewegt, d.h. v ≠ 0 vorliegt, nicht fälschlicherweise nachfolgend einen Anfahrvorgang nach hinten zu detektieren. Falls somit in einem Schleuderzustand zunächst die Räder 6, 7, 8 blockieren und somit aus den Raddrehzahlen ni = 0 ein Stillstand der Räder ermittelt wird, kann so vermieden werden, dass nachfolgend, wenn bei ABS-Eingriff die Räder 6, 7, 8 freigegeben werden und somit wieder zu drehen anfangen, aufgrund der ermittelten Brems-Abbremsung mit negativem Sa fälschlicherweise ein Anfahrvorgang nach hinten ermittelt wird.

Weiterhin kann erfindungsgemäß die Einbaulage des Längsbeschleunigungssensors 9 überprüft und/oder selbsttätig erlernt werden. Dieses Erlernen kann z.B. durch Ermittlung von Brems- bzw. Verzögerungsvorgängen bei hinreichend hohen Geschwindigkeiten v erfolgen. Wenn das Fahrzeug 1 bei einer höheren Geschwindigkeit einer stärkeren Beschleunigung a unterliegt, so kann diese Richtung der Beschleunigung a sicher als Verzögerungsrichtung, d.h. entgegen der Fahrtrichtung erkannt und von einem Beschleunigungsvorgang unterschieden werden.