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DE102022212303A1 - Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Fahrzeugs Download PDF

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DE102022212303A1
DE102022212303A1 DE102022212303.4A DE102022212303A DE102022212303A1 DE 102022212303 A1 DE102022212303 A1 DE 102022212303A1 DE 102022212303 A DE102022212303 A DE 102022212303A DE 102022212303 A1 DE102022212303 A1 DE 102022212303A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
measured value
acceleration
determined
operating situation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022212303.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Grossmann
Rachid Mansour
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102022212303.4A priority Critical patent/DE102022212303A1/de
Publication of DE102022212303A1 publication Critical patent/DE102022212303A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/14Means for informing the driver, warning the driver or prompting a driver intervention
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs (1), wobei das Fahrzeug (1) mindestens eine einen Beschleunigungssensor (7) aufweist, der eingerichtet ist, einen ersten Messwert für eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs (1), einen zweiten Messwert für eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs (1) und einen dritten Messwert für eine Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugs (1) zu erfassen, wobei der erfasste erste Messwert für die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs (1) und/oder der erfasste zweite Messwert für die Querbeschleunigung des Fahrzeugs (1) und/oder der erfasste dritte Messwert für die Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugs (1) ausgewertet wird, um eine Betriebssituation des Fahrzeugs (1) zu ermitteln und abhängig von der ermittelten Betriebssituation des Fahrzeugs (1) den Betrieb des Fahrzeugs zu beeinflussen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Fahrzeugs.
  • Ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug verfügt über ein Antriebsaggregat mit mindestens einer elektrischen Maschine. So ist es möglich, dass das Antriebsaggregat eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs eine einzige elektrische Maschine aufweist, die dann eine Achse des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs antreibt. Ferner ist es möglich, dass Rädern des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs separate elektrische Maschinen zugeordnet sind. In diesem Fall treibt dann jede elektrische Maschine ein Rad des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs individuell an.
  • Das Antriebsaggregat eines Hybridfahrzeugs verfügt über mindestens eine elektrische Maschine und einen Verbrennungsmotor. Das Antriebsaggregat eines verbrennungsmotorisch angetrieben Fahrzeugs verfügt ausschließlich über einen Verbrennungsmotor.
  • EP 2 045 144 A1 offenbart ein Verfahren zum Erkennen einer Kollisionsseite unter einem Frontalaufprall mit teilweiser Überdeckung oder einem Winkel auf ein Kraftfahrzeug. Mithilfe von Beschleunigungssensoren, die einer linken Seite des Kraftfahrzeugs und einer rechten Seite des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind, werden der Beschleunigung entsprechende Signalgrößen erfasst, wobei abhängig von den Signalgrößen eine Vergleichsgröße ermittelt wird, welche ein Maß dafür ist, ob die erste oder die zweite Signalgröße betragsmäßig größer als die jeweils andere Größe ist. Abhängig von der Vergleichsgröße wird dann auf die Aufprallseite des Aufpralls geschlossen, um einen Airbag anzusteuern.
  • DE 10 2007 021 918 A1 offenbart ein Verfahren zur Überwachung eines Reifenzustands eines Fahrzeugs. Hierzu wird die Vertikalbeschleunigung an einer Achse des Fahrzeugs gemessen und aus der Vertikalbeschleunigung ein Reifensteifigkeitswert bestimmt. Dem Reifensteifigkeitswert wird ein Reifendruck zugeordnet.
  • Es besteht Bedarf an einem Verfahren zum Betreiben eines vorzugsweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, mithilfe dessen Betriebssituationen des Fahrzeugs zuverlässig und einfach erfasst werden können, um abhängig von der ermittelten Betriebssituation den weiteren Betrieb des Fahrzeugs zu beeinflussen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein entsprechendes Verfahren sowie Steuergerät bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs gemäß Patentanspruch 1 und durch eine Steuergerät nach Patentanspruch 12 gelöst.
  • Das Fahrzeug weist mindestens einen Beschleunigungssensor auf, der eingerichtet ist, einen ersten Messwert für eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs, einen zweiten Messwert für eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs und einen dritten Messwert für eine Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugs zu erfassen, wobei der erfasste erste Messwert für die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs und/oder der erfasste zweite Messwert für die Querbeschleunigung des Fahrzeugs und/oder der erfasste dritte Messwert für die Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugs ausgewertet wird, um eine Betriebssituation des Fahrzeugs zu ermitteln und abhängig von der ermittelten Betriebssituation Fahrzeugs den Betrieb des Fahrzeugs zu beeinflussen.
  • Bei einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug weist ein Antriebsaggregat des Fahrzeugs mindestens eine elektrische Maschine auf, wobei die mindestens eine elektrische Maschine einen in derselben oder einen an derselben verbauten Beschleunigungssensor aufweist, der eingerichtet ist, einen ersten Messwert für eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs, einen zweiten Messwert für eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs und einen dritten Messwert für eine Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugs zu erfassen. Der erfasste erste Messwert für die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs und/oder der erfasste zweite Messwert für die Querbeschleunigung des Fahrzeugs und/oder der erfasste dritte Messwert für die Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugs wird ausgewertet, um eine Betriebssituation des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs zu ermitteln und abhängig von der ermittelten Betriebssituation des Fahrzeugs den Betrieb des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs zu beeinflussen.
  • Mit der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, auf Basis von Messwerten eines Beschleunigungssensors, bei einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug auf Basis von Messwerten eines an oder in einer elektrischen Maschine des Antriebsaggregats des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs verbauten Beschleunigungssensors, eine Betriebssituation des Fahrzeugs zu ermitteln und abhängig hiervon den weiteren Betrieb des Fahrzeugs zu beeinflussen, und zwar abhängig von einem erfassten ersten Messwert für die Längsbeschleunigung und/oder einem erfassten zweiten Messwert für die Querbeschleunigung und/oder abhängig von einem erfassten dritten Messwert für die Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugs. Dies erlaubt eine einfache und zuverlässige Ermittlung der Betriebssituation eines Fahrzeugs sowie Beeinflussung des weiteren Betriebs des Fahrzeugs abhängig von der ermittelten Betriebssituation.
  • Dann, wenn der erfasste erste Messwert für die Längsbeschleunigung und/oder der erfasste zweite Messwert für die Querbeschleunigung größer als ein Grenzwert sind, wird als Betriebssituation für das Kraftfahrzeug ein Fahrzeugcrash ermittelt, wobei dann, wenn für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug als Betriebssituation ein Fahrzeugcrash ermittelt wird, eine Traktionsbatterie des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs elektrisch abgetrennt wird und Kondensatoren einer Spannungsversorgung des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs elektrisch entladen werden. Dies ist bevorzugt, um auf einen Fahrzeugs-Crash zu schließen und dann, wenn für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug auf einen Fahrzeugcrash geschlossen wird, eine hohe Sicherheit für das verunfallte, elektrisch angetriebene Fahrzeug bereitzustellen.
  • Abhängig von dem erfassten dritten Messwert für die Vertikalbeschleunigung wird als Betriebssituation ein Achsschaden ermittelt, und zwar für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug ein Achsschaden derjenigen Achse, welcher die jeweilige elektrische Maschine zugeordnet ist, wobei dann, wenn als Betriebssituation der Achsschaden ermittelt wird, eine Warnmeldung generiert und ausgegeben wird und/oder mindestens ein Betriebsparameter des Fahrzeugs angepasst wird.
  • Vorzugsweise wird abhängig von dem dritten Messwert für die Vertikalbeschleunigung eine Schwingungsfrequenz und Schwingungsamplitude des Fahrzeugs in Vertikalrichtung desselben ermittelt wird, wobei dann, wenn über der Zeit die Schwingungsfrequenz und/oder Schwingungsamplitude größer als ein Grenzwert wird, als Betriebssituation des Fahrzeugs der Achsschaden ermittelt wird. Dies ist bevorzugt, um einen Achsschaden an einem Fahrzeug zu erkennen.
  • Abhängig von dem erfassten zweiten Messwert für die Querbeschleunigung und dem erfassten dritten Messwert für die Vertikalbeschleunigung wird als Betriebssituation ein Reifenschaden eines Reifens oder eine Fahrzeugkippung ermittelt, wobei dann, wenn als Betriebssituation der Reifenschaden oder eine Fahrzeugkippung ermittelt wird, eine Warnmeldung generiert und ausgegeben wird und/oder mindestens ein Betriebsparameter des Fahrzeugs angepasst wird.
  • Vorzugsweise wird dann, wenn bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs ein Mittelwert der Querbeschleunigung und ein Mittelwert der Vertikalbeschleunigung um jeweils mehr als einen Grenzwert von Null abweichen, als Betriebssituation des Fahrzeugs der Reifenschaden ermittelt wird.
  • Dann, wenn bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs der zweite Messwert für die Querbeschleunigung und der dritte Messwert für die negative Vertikalbeschleunigung jeweils größer als ein Grenzwert sind, wird als Betriebssituation des Fahrzeugs die Fahrzeugkippung ermittelt.
  • Abhängig von dem erfassten zweiten Messwert für die Querbeschleunigung und dem erfassten dritten Messwert für die Vertikalbeschleunigung kann als Betriebssituation eine Fahrbahnbeschaffenheit ermittelt werden, wobei abhängig von der Fahrbahnbeschaffenheit eine Warnmeldung generiert und/oder mindestens ein Betriebsparameter des Fahrzeugs angepasst wird, und/oder die Fahrbahnbeschaffenheit in Kartendaten hinterlegt wird.
  • Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
    • 1 eine schematisierte Darstellung eines ersten elektrisch angetriebenen Fahrzeugs,
    • 2 eine schematisierte Darstellung eines zweiten elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.
  • 1 zeigt stark schematisiert einen Antriebsstrang eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 1. Nachfolgend wird die Erfindung für den bevorzugten Einsatzbereich bzw. Anwendungsfall an einem elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 1 beschrieben. Die Erfindung kann jedoch auch bei einem Hybridfahrzeug oder einem rein verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeug zum Einsatz kommen.
  • So zeigt 1 einen Antriebsstrang eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 1 mit zwei Achsen 2 und 3, wobei in 1 die Achse 2 angetrieben und die Achse 3 nicht angetrieben ist. Zum Antreiben der elektrisch angetriebenen Achse 2 verfügt das elektrisch angetriebene Fahrzeug über ein Antriebsaggregat 4, wobei dieses Antriebsaggregat 4 in 1 dem Antreiben beider Räder 5 der angetriebenen Achse 2 dient.
  • An der elektrischen Maschine 4 oder in der elektrischen Maschine 4 ist ein Beschleunigungssensor 7 verbaut. Der Beschleunigungssensor 7 ist eingerichtet, einen ersten Messwert für eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs 1, einen zweiten Messwert für eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs 1 und einen dritten Messwert für eine Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugs 1 zu ermitteln.
  • 1 zeigt weiterhin ein Steuergerät 8, welches eingerichtet ist, mit der elektrischen Maschine 4 und dem in derselben oder an derselben verbauten Beschleunigungssensor 7 Daten auszutauschen. Das Steuergerät 8 verfügt über mindestens eine Datenschnittstelle, um mit der elektrischen Maschine 4 und dem Beschleunigungssensor 7 Daten auszutauschen. Ferner verfügt das Steuergerät 8 über einen Prozessor zur Datenverarbeitung und einen Speicher zur Datenspeicherung. Zur Datenverarbeitung sind im Steuergerät 8 insbesondere Programmbausteine implementiert.
  • 2 zeigt ein alternatives elektrisch angetriebenes Fahrzeug 1 mit zwei angetriebenen Achsen 2, 3. In 2 ist jedem Rad 5 der angetriebenen Achse 2 sowie jedem Rad 5 der angetriebenen Achse 3 jeweils eine elektrische Maschine 4 mit einem in derselben oder an derselben verbauten Beschleunigungssensor 7 zugeordnet. Jede elektrische Maschine 4 treibt dabei jeweils eines der Räder 5 des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 1 an. Sowohl die elektrischen Maschinen 4 als auch die Beschleunigungssensoren 7 tauschen wiederum mit einem Steuergerät 8 Daten aus. Jeder der Beschleunigungssensoren 7 der in 2 gezeigten elektrischen Maschinen 4 ist eingerichtet, um jeweils einen ersten Messwert für die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs, einen zweiten Messwert für die Querbeschleunigung des Fahrzeugs und einen dritten Messwert für die Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugs zu erfassen und dem Steuergerät 8 bereitzustellen.
  • 1 und 2 zeigen ferner stark schematisiert eine Traktionsbatterie 6 und eine Kondensatoren 10 aufweisende Spannungsversorgung 9 des jeweiligen elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 1.
  • Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird abhängig von dem erfassten ersten Messwert für die Längsbeschleunigung und/oder abhängig von dem erfassten zweiten Messwert für die Querbeschleunigung und/oder abhängig von dem erfassten dritten Messwert für die Vertikalbeschleunigung, der in 1 von dem Beschleunigungssensor 7 und in 2 von jedem der Beschleunigungssensoren 7 erfasst und dem jeweiligen Steuergerät 8 bereitgestellt wird, eine akutelle Betriebssituation des Fahrzeugs ermittelt, wobei abhängig von der ermittelten Betriebssituation des Fahrzeugs der Betrieb desselben beeinflusst wird.
  • Hiermit ist es mit einfachen Mitteln möglich, die Betriebssituation eines Fahrzeugs zu ermitteln und den Betrieb desselben abhängig hiervon zu beeinflussen.
  • In einer ersten Ausprägung der Erfindung wird der erste erfasste Messwert für die Längsbeschleunigung und/oder der erfasste zweite Messwert für die Querbeschleunigung ausgewertet, um als Betriebssituation einen Fahrzeugcrash zu ermitteln. Dann, wenn der erfasste erste Messwert für die Längsbeschleunigung und/oder der erfasste zweite Messwert für die Querbeschleunigung größer als ein vorgegebener Grenzwert ist, wird als Betriebssituation ein Fahrzeugcrash ermittelt, und zwar entweder ein Frontal-Crash oder ein Seiten-Crash oder ein Frontal-Crash mit Seitenüberlappung. Abhängig davon, um wie viel oder um welchen Betrag der jeweilige Messwert von dem jeweiligen Grenzwert abweicht, kann auch die Schwere des Fahrzeugcrashs ermittelt werden. Abhängig von der Schwere des Fahrzeugcrashs kann automatisch ein Notrufsignal an die Polizei und/oder an die Feuerwehr und/oder an einen Rettungsdienst abgesetzt werden.
  • Dann, wenn für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug 1 als Betriebssituation ein Fahrzeugcrash ermittelt wird, wird die Traktionsbatterie 6 des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 1 abgetrennt, ferner werden die Kondensatoren 10 der Spannungsversorgung 9 elektrisch entladen. So wird das verunfallte, elektrisch angetriebene Fahrzeug 1 schnell spannungsfrei und stromfrei geschaltet, wodurch nach einem Fahrzeugcrash die Sicherheit erhöht werden kann. Zum elektrischen Abtrennen der Traktionsbatterie 6 des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 1 werden Klemmen derselben geöffnet. Die Kondensatoren 10 der Spannungsversorgung 9 des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 1 werden in den Invertern für den Antrieb, einer Niederspannungsversorgung, einer elektrischen Lenkungspumpe, eines elektrisch angetriebenen Klimaprozessors sowie weiterer elektrischer Baugruppen entladen.
  • Sollte es sich beim elektrisch angetriebenen Fahrzeug um ein Brennstoffzellenfahrzeug handeln, so wird zusätzlich ein Wasserstofftank verriegelt, um ein unkontrolliertes Austreten von Wasserstoff zu verhindern.
  • In einer zweiten Ausprägung der Erfindung, die vorzugsweise in Kombination mit der ersten Ausprägung zum Einsatz kommt, wird abhängig von dem oder jedem erfassten dritten Messwert für die Vertikalbeschleunigung als Betriebssituation ein Achsschaden ermittelt, bei dem elektrisch angetriebenen Fahrzeug 1 ein Achsschaden derjenigen Achse ermittelt, welcher die jeweilige elektrische Maschine mit dem entsprechenden Beschleunigungssensor zugeordnet ist. Dann, wenn als Betriebssituation ein Achsschaden ermittelt wird, wird vorzugsweise eine Warnmeldung für den Fahrer generiert und ausgegeben sowie im Steuergerät gespeichert. Auch kann dann mindestens ein Betriebsparameter des Fahrzeugs angepasst werden, um abhängig vom Achsschaden einen Notbetrieb zu ermöglichen.
  • Insbesondere werden die erfassten dritten Messwerte für die Vertikalbeschleunigung derart ausgewertet, dass eine Schwingungsfrequenz und eine Schwingungsamplitude des Fahrzeugs in Vertikalrichtung desselben ermittelt werden. Die über der Zeit oder Fahrtstrecke ermittelte Schwingungsfrequenz und Schwingungsamplitude wird im Steuergerät gespeichert und vorzugsweise über der Zeit oder Fahrtstrecke ausgewertet. Dann, wenn über der Zeit oder Fahrtstrecke die Schwingungsfrequenz und/oder die Schwingungsamplitude größer als ein Grenzwert wird, wird als Betriebssituation ein Achsschaden ermittelt.
  • Auch ist es möglich, die Schwingungsfrequenz und/oder die Schwingungsamplitude mit mehreren Grenzwerten zu vergleichen. Hierbei kann vorgesehen sein, dann, wenn über der Zeit oder Fahrtstrecke die Schwingungsfrequenz und/oder die Schwingungsamplitude größer als ein jeweiliger erster Grenzwert wird, als Betriebssituation einen leichten Achsschaden zu ermitteln, und dann, wenn über der Zeit oder Fahrtstrecke die Schwingungsfrequenz und/oder die Schwingungsamplitude größer als ein jeweiliger zweiter Grenzwert wird, der größer als der jeweilige erste Grenzwert ist, als Betriebssituation einen schweren Achsschaden zu ermitteln. Bei einem leichten Achsschaden kann vorgesehen sein, lediglich eine Warnmeldung für den Fahrer zu generieren. Bei einem schweren Achsschaden kann vorgesehen sein, zusätzlich einen Betriebsparameter des Fahrzeugs zu beeinflussen, z. B. eine Fahrgeschwindigkeit zu beschränken.
  • Werden die Schwingungsfrequenz und die Schwingungsamplitude über eine längere Zeit oder Fahrstrecke ermittelt und ausgewertet, so kann einfach und zuverlässig die Wahrscheinlichkeit des Zustands eines Achsschadens erkannt werden. So kann auf einen Verschleißzustand bzw. eine Restlebensdauer der elektrisch angetriebenen Achse geschlossen werden, um Schäden frühzeitig zu erkennen und Fahrzeugausfallzeiten zu minimieren. Auch kann zur Bereitstellung eines Notbetriebs insbesondere die Fahrtgeschwindigkeit beschränkt werden.
  • Bei der Achse, für die auf die obige Art und Weise ein Achsschaden erkannt werden kann, kann es sich um eine angetriebene oder eine nicht angetrieben Achse, um eine lenkbare oder auch um eine nicht lenkbare Achse des Kraftfahrzeugs handeln. An der jeweiligen Achse ist mindestens ein Beschleunigungssensor verbaut.
  • In einer dritten Ausprägung der Erfindung, die vorzugsweise in Kombination mit der ersten und/oder zweiten Ausprägung zum Einsatz kommt, ist vorgesehen, abhängig von dem erfassten zweiten Messwert für die Querbeschleunigung und abhängig von dem erfassten dritten Messwert für die Vertikalbeschleunigung als Betriebssituation einen Reifenschaden eines Reifens des Fahrzeugs oder eine Fahrzeugkippung desselben zu ermitteln. Abhängig von der ermittelten Betriebssituation kann wiederum eine Warnmeldung generiert und ausgegeben sowie im jeweiligen Steuergerät gespeichert werden. Auch kann dann wiederum mindestens ein Betriebsparameter des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs angepasst werden, um insbesondere bei einem Reifenschaden einen Notbetrieb zu ermöglichen oder der Fahrzeugkippung entgegenzuwirken.
  • Dann, wenn bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs ein Mittelwert der Querbeschleunigung und ein Mittelwert der Vertikalbeschleunigung um jeweils mehr als einen Grenzwert von Null abweichen, wird als Betriebssituation ein Reifenschaden ermittelt. Eine Geradeausfahrt des Fahrzeugs kann zum Beispiel abhängig von einem Lenkwinkel der Lenkung erkannt werden.
  • Ist kein Reifendefekt vorhanden und fährt das Fahrzeug geradeaus, so wird zwar der Mittelwert der Vertikalbeschleunigung größer als Null sein, jedoch nicht der Mittelwert der Querbeschleunigung. Ist jedoch bei einer Geradeausfahrt ein Reifenschaden vorhanden, so wird der Mittelwert der Querbeschleunigung sowie der Mittelwert der Vertikalbeschleunigung jeweils um mehr als einen Grenzwert von Null abweichen.
  • Durch Auswertung der Vertikalbeschleunigung und der Querbeschleunigung über eine längere Fahrtstrecke oder Zeit sowie durch eine entsprechende Mittelwertbildung kann so auf einen Reifenschaden, zum Beispiel einen platten Reifen oder einen Reifen mit zu wenig Luftdruck, erkannt werden. Dies kann einem Fahrer des Fahrzeugs als Warnmeldung angezeigt werden. Auch kann dann ein Betriebsparameter des Fahrzeugs angepasst werden, um insbesondere bei einem Reifenschaden einen Notbetrieb mit beschränkter Fahrgeschwindigkeit zu ermöglichen.
  • Wird bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs festgestellt, dass der zweite Messwert für die Querbeschleunigung und der Betrag des dritten Messwerts für die Vertikalbeschleunigung jeweils größer als ein Grenzwert sind, so kann als Betriebssituation eine Fahrzeugkippung erkannt werden. Eine Kurvenfahrt kann zum Beispiel wiederum abhängig vom Lenkwinkel einer Lenkung erkannt werden. Durch eine zu große Beschleunigung in der vertikalen Richtung, nämlich in einer nach unten gerichteten vertikalen Richtung, sowie durch eine zu große Beschleunigung in Querrichtung, kann bei Kurvenfahrten ein Fahrzeugkippen erkannt werden.
  • Abhängig davon, um wie viel oder um welchen Betrag der zweite Messwert für die Querbeschleunigung und der Betrag des dritten Messwerts für die Vertikalbeschleunigung vom jeweiligen Grenzwert abweichen, kann das Ausmaß der Fahrzeugkippung ermittelt werden. Bei einer kleinen Fahrzeugkippung kann vorgesehen sein, lediglich eine Warnmeldung für den Fahrer zu generieren. Bei einem großen Fahrzeugkippung kann vorgesehen sein, zusätzlich einen Betriebsparameter des Fahrzeugs zu beeinflussen, z. B. eine Fahrgeschwindigkeit zu beschränken.
  • Dann, wenn, wie in 2 gezeigt, ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug mehrere elektrische Maschinen 4 mit Beschleunigungssensoren 7 aufweist, können die Messwerte der einzelnen Beschleunigungssensoren 7 genutzt werden, um eine Plausibilitätsprüfung durchzuführen. So können die Messwerte der einzelnen Beschleunigungssensoren 7 miteinander verglichen werden, um zu überprüfen, ob die Beschleunigungssensoren ordnungsgemäß arbeiten. Nur dann, wenn plausible Messwerte der Beschleunigungssensoren vorliegen, wird dann auf Basis der Messwerte der Beschleunigungssensoren eine Betriebssituation ermittelt und der weitere Betrieb des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs beeinflusst.
  • Mit der Erfindung ist es weiterhin vorzugsweise zusätzlich zur oben beschriebenen ersten und/oder zweiten und/oder dritten Ausprägung möglich, abhängig von dem erfassten Messwert für die Querbeschleunigung sowie dem erfassten Messwert für die Vertikalbeschleunigung als Betriebssituation eine Fahrbahnbeschaffenheit einer Fahrbahn, auf welcher das Fahrzeug betrieben wird, zu ermitteln. So kann auf schlechte Straßen, Schlaglöcher, einen Offroad-Betrieb oder auch auf eine Fahrt auf öffentlichen Straßen geschlossen werden.
  • Abhängig von der erkannten Fahrbahnbeschaffenheit kann eine Warnmeldung generiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann aber auch der Betrieb des Kraftfahrzeugs automatisch angepasst werden, indem zum Beispiel eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs reduziert wird. Es ist auch möglich, eine ermittelte Fahrbahnbeschaffenheit in Kartendaten zu hinterlegen. Hierbei kann dann zum Beispiel über eine Telekommunikationsschnittstelle eine ermittelte Fahrbahnbeschaffenheit vom Steuergerät 8 des Fahrzeugs 1 an eine Datenbank übertragen werden, in welcher Kartendaten hinterlegt sind. Eine Straßenmeisterei kann auf diese Kartendaten zugreifen, um Straßenschäden zeitnah auszubessern.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin das Steuergerät 8 des Fahrzeugs 1, welches eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren automatisch auszuführen.
  • Bezugszeichen
  • 1
    Fahrzeug
    2
    Achse
    3
    Achse
    4
    elektrische Maschine
    5
    Rad
    6
    Traktionsbatterie
    7
    Beschleunigungssensor
    8
    Steuergerät
    9
    Spannungsversorgung
    10
    Kondensator
  • 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
    • EP 2045144 A1 [0004]
    • DE 102007021918 A1 [0005]

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs (1), wobei das Fahrzeug (1) mindestens einen Beschleunigungssensor (7) aufweist, der eingerichtet ist, einen ersten Messwert für eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs (1), einen zweiten Messwert für eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs (1) und einen dritten Messwert für eine Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugs (1) zu erfassen, wobei der erfasste erste Messwert für die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs (1) und/oder der erfasste zweite Messwert für die Querbeschleunigung des Fahrzeugs (1) und/oder der erfasste dritte Messwert für die Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugs (1) ausgewertet wird, um eine Betriebssituation des Fahrzeugs (1) zu ermitteln und abhängig von der ermittelten Betriebssituation des Fahrzeugs (1) den Betrieb des Fahrzeugs zu beeinflussen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrzeug ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug (1), das als Antriebsaggregat mindestens eine elektrische Maschine (4) aufweist, betrieben wird, die mindestens eine elektrische Maschine (4) einen in derselben oder einen an derselben verbauten Beschleunigungssensor (7) aufweist, der eingerichtet ist, den ersten Messwert für die Längsbeschleunigung, den zweiten Messwert für die Querbeschleunigung und den dritten Messwert für die Vertikalbeschleunigung des Fahrzeugs (1) zu erfassen, der erfasste erste Messwert und/oder der erfasste zweite Messwert und/oder der erfasste dritte Messwert ausgewertet wird, um eine Betriebssituation des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (1) zu ermitteln und abhängig von der ermittelten Betriebssituation des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (1) den Betrieb des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (1) zu beeinflussen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der erfasste erste Messwert für die Längsbeschleunigung und/oder der erfasste zweite Messwert für die Querbeschleunigung größer als ein Grenzwert sind, als Betriebssituation des Fahrzeugs (1) ein Fahrzeugcrash ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn als Betriebssituation des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (1) ein Fahrzeugcrash ermittelt wird, eine Traktionsbatterie (6) desselben elektrisch abgetrennt und Kondensatoren (10) einer Spannungsversorgung (9) desselben elektrisch entladen werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von dem erfassten dritten Messwert für die Vertikalbeschleunigung als Betriebssituation ein Achsschaden ermittelt wird, dann, wenn als Betriebssituation des Fahrzeugs (1) der Achsschaden ermittelt wird, eine Warnmeldung generiert und ausgegeben wird und/oder mindestens ein Betriebsparameter des Fahrzeugs (1) angepasst wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von dem dritten Messwert für die Vertikalbeschleunigung eine Schwingungsfrequenz und Schwingungsamplitude des Fahrzeugs (1) in Vertikalrichtung desselben ermittelt wird, dann, wenn über der Zeit oder Fahrstrecke die Schwingungsfrequenz und/oder Schwingungsamplitude größer als ein Grenzwert wird, als Betriebssituation des Fahrzeugs (1) der Achsschaden ermittelt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von dem erfassten zweiten Messwert für die Querbeschleunigung und dem erfassten dritten Messwert für die Vertikalbeschleunigung als Betriebssituation ein Reifenschaden eines Reifens oder eine Fahrzeugkippung ermittelt wird, dann, wenn als Betriebssituation des Fahrzeugs (1) ein Reifenschaden oder eine Fahrzeugkippung ermittelt wird, eine Warnmeldung generiert und ausgegeben wird und/oder mindestens ein Betriebsparameter des Fahrzeugs (1) angepasst wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs (1) ein Mittelwert der Querbeschleunigung und ein Mittelwert der Vertikalbeschleunigung um jeweils mehr als einen Grenzwert von Null abweichen, als Betriebssituation des Fahrzeugs (1) der Reifenschaden ermittelt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs (1) der zweite Messwert für die Querbeschleunigung und der dritte Messwert für die Vertikalbeschleunigung jeweils größer als ein Grenzwert sind, als Betriebssituation des Fahrzeugs (1) die Fahrzeugkippung ermittelt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von dem erfassten zweiten Messwert für die Querbeschleunigung und dem erfassten dritten Messwert für die Vertikalbeschleunigung als Betriebssituation des Fahrzeugs (1) eine Fahrbahnbeschaffenheit einer Fahrbahn, auf welcher das Fahrzeug (1) betrieben wird, ermittelt wird, abhängig von der Fahrbahnbeschaffenheit eine Warnmeldung generiert und ausgegeben wird und/oder mindestens ein Betriebsparameter des Fahrzeugs (1) angepasst wird und/oder die Fahrbahnbeschaffenheit in Kartendaten hinterlegt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das Fahrzeug (1) mehrere Beschleunigungssensor (7) aufweist, zur Ermittlung der Betriebssituation des Fahrzeugs (1) die Messewerte der Beschleunigungssensoren (7) gegeneinander plausibilisiert werden.
  12. Steuergerät (8) eines Fahrzeugs, insbesondere eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe eingerichtet ist, dass Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 automatisch auszuführen.
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