DE10209006A1

DE10209006A1 - Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10209006A1
Application number: DE10209006A
Authority: DE
Inventors: Helmut Struck
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-10-09

Abstract

Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit welcher die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf eine vorgebbare Grenzgeschwindigkeit begrenzbar ist. Die erfindungsgemäße Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung umfasst eine Grenzgeschwindigkeitsermittlungsstufe, welche aus den Signalen einer Beladungsermittlungsvorrichtung und einer Reifenfülldruckermittlungsvorrichtung die Grenzgeschwindigkeit ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In einem Teil heutiger Fahrzeuge sind Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtungen vorhanden, welche die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf einen Maximalwert begrenzen, welcher vom Fahrer vorgegeben wird. Die Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung ist häufig mit einer Geschwindigkeitsregelvorrichtung (Tempomat) verbunden bzw. wird von dieser umfasst. Aus der DE 195 09 494 C2 ist eine solche Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung als Begrenzungsfunktionsbaugruppe zur Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit auf einen einstellbaren Grenzgeschwindigkeitswert bekannt.

Auch aus der gattungsbildenden DE 42 06 227 A1 ist eine Vorrichtung zur Geschwindigkeitsbegrenzung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Diese erhält von einer Grenzgeschwindigkeitsvorgabeeinheit ein Geschwindigkeitsbegrenzungssignal vorgegeben, wobei das Geschwindigkeitsbegrenzungssignal durch das Einschalten von Nebelleuchten aktiv wird. Das Geschwindigkeitsbegrenzungssignal bewirkt durch einen automatischen Eingriff in die Motorsteuerung oder in einer einfacheren Ausführung durch ein Warnsignal an den Fahrer eine Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit, welche an eine durch Nebel verringerte Sichtweite angepasst ist.

Auch verfügen heutige Kraftfahrzeuge in wachsender Anzahl über Reifendruckermittlungsvorrichtungen, welche einen Reifenfülldruck für einen oder mehrere Fahrzeugreifen ermitteln. Eine derartige Vorrichtung zur Messung des Reifenfülldruckes bei Kraftfahrzeugen ist beispielsweise aus der DE 196 30 015 A1 bekannt.

Es ist darüber hinaus bekannt, Beladungsgrößen zu ermitteln, welche indikativ für den Beladungszustand eines Fahrzeugs sind. Insbesondere für aktive Fahrwerksysteme bei modernen Kraftfahrzeugen sind Vorrichtungen zur Ermittlung einer Beladungsgröße bekannt. Beladungsgrößen sind beispielsweise der Abstand zwischen einem Fahrzeugaufbau und einer Radaufhängung, das Gewicht des Fahrzeugs oder die Gewichtskraft, welche auf ein Rad wirkt.

Zusätzlich zum Fahrwerk erfüllt der Reifen eine wichtige Rolle beim Fahrkomfort eines Kraftfahrzeugs. Als alleinige Verbindungsstelle zur Straßenoberfläche kommt dem Reifen überdies eine wichtige Aufgabe bei der aktiven Fahrsicherheit zu. Deshalb müssen Reifengröße und Reifenart an ein Kraftfahrzeug und an dessen Verwendungszweck angepasst sein. Dies gilt ebenso für den Reifenfülldruck, welcher auch an die Fahrzeugbeladung angepasst werden muss. Ändert sich die Fahrzeugbeladung wesentlich, so muss der Reifenfülldruck ebenfalls geändert werden.

Ist ein Fahrzeuge stark beladen, so muss der Reifenfülldruck auf einen vorgegebenen Wert erhöht werden, um die Fahrsicherheit zu Gewährleisten. Denn, ist der Reifenfülldruck geringer, als es für die Belastung des Rades erforderlich ist, so vergrößert sich der Reifenlatsch, und die Walkarbeit beim Abrollen nimmt zu. Hierdurch erwärmt sich der Reifen, was sich mit zunehmender Geschwindigkeit so lange verstärkt, bis der Reifen überhitzt. Ein Überhitzen des Reifens führt zu einem Totalausfall desselben, wodurch die Fahrsicherheit erheblich verringert wird.

Wird nun im umgekehrten Fall ein beladenes Fahrzeug mit an die Beladung angepasstem hohen Reifendruck entladen und der Reifenfülldruck nicht entsprechend verringert, so führt das zu einem harten Abrollverhalten und somit zu einem unkomfortablen Fahrgefühl. Zusätzlich wird bei einem zu hohen Reifendruck der Reifenlatsch geringer als vom Reifenhersteller vorgesehen. Dies führt zu einer Verringerung der Haftung des Reifens auf der Fahrbahn.

Auch bei einem Fahrzeug, welches mit einer Reifendruckermittlungsvorrichtung und einer Vorrichtung zur Ermittlung einer Beladungsgröße ausgerüstet ist, muss der Fahrer die Änderung des Reifenfülldrucks manuell vornehmen, wozu er zumeist eine Tankstelle aufsuchen muss. Die manuelle Änderung des Reifenluftdrucks, insbesondere wenn sie häufig erfolgt, ist lästig und unkomfortabel und zudem häufig mit einem Verschmutzen zumindest der Hände verbunden. Deshalb unterbleibt sie auch in vielen Fällen.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung bereitzustellen, welche den Komfort beim Betreiben eines Kraftfahrzeugs bei unterschiedlichen Beladungszuständen, d. h. mit wechselnder Beladung erhöht, ohne die Fahrsicherheit zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Die abhängigen Patentansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen.

Die Erfindung geht aus von einer Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit welcher die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf eine vorgebbare Grenzgeschwindigkeit begrenzbar ist. Die Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung umfasst eine Grenzgeschwindigkeitsermittlungsstufe zur Ermittlung der Grenzgeschwindigkeit. Erfindungsgemäß ermittelt die Grenzgeschwindigkeitsermittlungsstufe aus den Signalen einer Beladungsermittlungsvorrichtung und einer Reifenfülldruckermittlungsvorrichtung die Grenzgeschwindigkeit. Die Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung bewirkt die Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit auf einen oberen Grenzwert, die Grenzgeschwindigkeit.

Die Ermittlung der Grenzgeschwindigkeit erfolgt derart, dass eine Dauerfahrt mit der Grenzgeschwindigkeit als Dauerfahrgeschwindigkeit einen sicheren Fahrbetrieb gewährleistet. Hierbei kann eine Zuordnung der Signale der Beladungsermittlungsstufe und der Reifenfülldruckermittlungsvorrichtung bzw. einer Beladungsgröße und eines Reifenfülldrucks zu einer Grenzgeschwindigkeit mit Hilfe einer Tabelle, einer vorgebbaren Funktion oder eines Kennfeldes erfolgen.

Vorteil der erfindungsgemäßen Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung ist es, dass bei einer Änderung der Beladung eines Fahrzeugs der Reifenluftdruck nicht angepasst werden muss. Dies ist besonders Vorteilhaft, wenn öfters die Anzahl der im Fahrzeug beförderten Personen oder die Beladung des Fahrzeugs sich ändert. Beispielsweise wird ein Fahrzeug beim täglichen Gebrauch für den Arbeitsweg nur vom Fahrer allein genutzt, weshalb der Reifenfülldruck an die entsprechend geringe Zuladung anzupassen ist, um ein komfortables Abrollverhalten der Reifen zu erhalten. Dasselbe Fahrzeug kann mit einer erfindungsgemäßen Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung abends und am Wochenende von einer mehrköpfigen Familie plus Sportausrüstung oder Ausflugsgepäck genutzt werden, ohne dass der Reifenfülldruck geändert werden muss. Die Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung bewirkt, dass die maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit so vorgegeben wird, dass die Fahrsicherheit nicht beeinträchtigt wird. Es ist nicht nötig den Reifenfülldruck an die Beladungssituation anzupassen.

Eine Ausführungsform der Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung gibt ein der ermittelten Grenzgeschwindigkeit zugeordnetes Grenzgeschwindigkeitssignal für eine Motorsteuerung aus. Das Grenzgeschwindigkeitssignal wird an die Motorsteuerung übermittelt, und diese begrenzt aufgrund des übermittelten Signals die maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit auf die Grenzgeschwindigkeit.

Eine alternative Ausführungsform der Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung gibt ein der ermittelten Grenzgeschwindigkeit zugeordnetes Grenzgeschwindigkeitssignal für eine Fahrerinformationsvorrichtung aus. Die Fahrerinformationsvorrichtung zeigt dem Fahrer eine dem übermittelten Signal zugeordnete Grenzgeschwindigkeit an. Abhängig von einer zusätzlich erfassten tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit kann ein ergänzender Hinweis oder bei Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit eine hierfür vorgesehene Warnung des Fahrers erfolgen. Vorteil dieser Ausgestaltung der Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung ist es, dass der Fahrer für jeden Beladungszustand die maximal sinnvolle Fahrgeschwindigkeit erfährt und eigenverantwortlich eine dem Beladungszustand und dem Reifenfülldruck angemessene Fahrgeschwindigkeit wählen kann.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus der Kombination der beiden vorstehend als alternativ dargestellten Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtungen. Die von der Grenzgeschwindigkeitsermittlungsstufe der Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung ermittelte Grenzgeschwindigkeit wird zur Information des Fahrers an eine Fahrerinformationsvorrichtung und zur automatischen Geschwindigkeitsbegrenzung an ein Motorsteuergerät übermittelt. Hierbei können mehrere Eskalationsstufen einer Informations- und Warnstrategie vorgesehen sein, bevor die automatische Geschwindigkeitsbegrenzung erfolgt. Mittels dieser kombinierten Ausgestaltung wird der Fahrer einerseits informiert und andererseits wird ihm die Überwachungsaufgabe durch die Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung zumindest teilweise abgenommen. Es kann vorgesehen werden, dass der Fahrer grundsätzlich oder zumindest in vorgegebenen Situationen, beispielsweise in einer Notsituation, die Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung überstimmen und die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit über die ermittelte Grenzgeschwindigkeit hinaus erhöhen kann. Dies kann beispielsweise mittels einer Kick-Down- Funktion des Fahrpedals erfolgen. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine solche Funktion einer Zeitbeschränkung unterliegt, so dass die Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit über die ermittelte Grenzgeschwindigkeit nur für eine vorgebbare Zeitdauer, beispielsweise nur für eine Minute möglich ist. Spätestens nach Ablauf einer Minute wird die Fahrgeschwindigkeit wieder unterhalb die ermittelte Grenzgeschwindigkeit geregelt.

In Ausgestaltung einer der obigen Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung zieht die Grenzgeschwindigkeitsermittlungsstufe zur Ermittlung der Grenzgeschwindigkeit den jeweiligen Reifenfülldruck aller vier Fahrzeugreifen heran. Mittels allen vier Reifenfülldrucken kann die Grenzgeschwindigkeit für jedes Rad einzeln berechnet werden. Hierdurch wird die Fahrsicherheit weiter erhöht.

In einer Weiterbildung der Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung zieht die Grenzgeschwindigkeitsermittlungsstufe zur Ermittlung der Grenzgeschwindigkeit zusätzlich die Außentemperatur heran. Auch hierdurch wird die Fahrsicherheit weiter erhöht, da die Grenzgeschwindigkeit bei einem nicht optimal gefüllten Reifen besonders von der Außentemperatur abhängt.

In einer anderen Weiterbildung der Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung zieht die Grenzgeschwindigkeitsermittlungsstufe zur Ermittlung einer Grenzgeschwindigkeit reifenspezifische Informationen heran. Reifenspezifische Informationen sind beispielsweise die Reifenmarke und das Reifenmodell, die Reifengröße, die Reifenart, das Reifenalter und das Reifenfüllmittel. Durch das Heranziehen einer oder mehrerer reifenspezifischer Informationen kann die Grenzgeschwindigkeit noch genauer und zutreffender ermittelt werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung zieht die Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung eine Beladungsgröße, wie beispielsweise das Zuladungsgewicht und/oder eine zur Fahrwerksregelung ermittelte Größe, wie insbesondere die Radlast heran. Vorteil beim Heranziehen der Radlast zur Ermittlung der Grenzgeschwindigkeit ist, dass die Radlast direkt die Belastung des Reifens beschreibt.

Nachfolgend wird eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Grenzgeschwindigkeitsermittlungsvorrichtung anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt eine Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung 10, welche eine Grenzgeschwindigkeitsermittlungsstufe 11 umfasst. An die Grenzgeschwindigkeitsermittlungsstufe 11 der Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung 10 werden von einer Reifendruckermittlungsvorrichtung 12 die Reifenfülldrucke p_i der vier Fahrzeugreifen übermittelt. Die Reifendruckermittlungsvorrichtung 12 erfasst zur Berechnung der Reifenfülldrucke p_i reifenfülldruckindikative Signale a₁ bis a₄, wobei beispielsweise jedes der vier Signale a₁ bis a₄ von je einem Reifendrucksensor an je einem der vier Reifen stammt.
Anstelle der vier Reifenfülldrucke p_i kann auch ein gemittelter Reifenfülldruck p_mittel, der kleinste Reifenfülldruck p_min oder ein mittels den Reifenfülldrucken ermittelter Reifendruckkennwert p_kenn an die Grenzgeschwindigkeitsermittlungsstufe 11 übermittelt werden.
Die Beladungsermittlungsvorrichtung 14 erfasst Belastungssignale b_n, beispielsweise radspezifische Belastungssignale b₁ bis b₄, welche indikativ für den Beladungszustand des Fahrzeugs bzw. je eines Fahrzeugrades sind. Aus diesen Belastungssignalen b₁ bis b₄ ermittelt die Beladungsermittlungsvorrichtung 14 die Beladung m_j. Die Beladungsermittlungsvorrichtung 14 ermittelt die Beladung m_j für jedes der vier Räder und übermittelt die Werte m_j an die Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung 10.
Anstelle der vier radspezifischen Beladungsgrößen m_j, welche beispielsweise durch eine Masse dargestellt werden, kann auch eine gemittelte Beladungsgröße m_mittel, die maximale Beladungsgröße m_max oder ein mittels der Beladungsgrößen m_j ermittelter Beladungskennwert m_kenn an die Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung 10 übermittelt werden.
Die Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung 10 kann zusätzlich weitere Informationen c, d, e erfassen, um eine Grenzgeschwindigkeit zu ermitteln. Diese zusätzlichen Informationen c, d, e sind beispielsweise Reifentyp, Reifenmodell, Reifenalter, Reifenlaufleistung, Reifentemperatur und Reifenfüllmittel. Weitere Parameter wie Außentemperatur, Informationen zum Straßenbelag, bisherige Durchschnittsgeschwindigkeit, bisheriger und zu erwartender Straßenverlauf und andere auf die Reifenbelastung einwirkende Größen können berücksichtigt werden.
Als Ausgangsgröße übermittelt die Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung 10 die Grenzgeschwindigkeit v_g oder ein dieser Grenzgeschwindigkeit zugeordnetes Steuersignal an eine Motorsteuerung 16. Die Motorsteuerung 16 regelt die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs derart, dass diese die dem Steuersignal entsprechende maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit nicht überschreitet.
Ergänzend zur Ausgabe an eine Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung 16 wird das Grenzgeschwindigkeitssignal v_g an eine Fahrerinformationsvorrichtung 18 ausgegeben. Diese gibt beispielsweise mittels einer Anzeigevorrichtung eine Information oder eine Warnmeldung an den Fahrer aus. Hierzu können zusätzlich weitere Informationen wie beispielsweise die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit v_e herangezogen werden.

Claims

1. Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit welcher die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf eine vorgebbare Grenzgeschwindigkeit begrenzbar ist, mit einer Grenzgeschwindigkeitsermittlungsstufe zur Ermittlung der Grenzgeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeitsermittlungsstufe aus den Signalen einer Beladungsermittlungsvorrichtung und einer Reifenfülldruckermittlungsvorrichtung die Grenzgeschwindigkeit ermittelt.

2. Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung ein Grenzgeschwindigkeitssignal an die Motorsteuerung übermittelt, so dass diese die zulässige Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf die dem Grenzgeschwindigkeitssignal entsprechende Grenzgeschwindigkeit begrenzt.

3. Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung ein Grenzgeschwindigkeitssignal an eine Fahrerinformationsvorrichtung ausgibt, so dass diese die dem Grenzgeschwindigkeitssignal entsprechende Grenzgeschwindigkeit dem Fahrer anzeigt.

4. Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeitsermittlungsstufe zur Ermittlung der Grenzgeschwindigkeit den Reifenfülldruck aller vier Fahrzeugreifen heranzieht.

5. Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeitsermittlungsstufe zur Ermittlung einer Grenzgeschwindigkeit zusätzlich die Außentemperatur heranzieht.

6. Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeitsermittlungsstufe zur Ermittlung einer Grenzgeschwindigkeit zusätzlich reifenspezifische Informationen heranzieht.

7. Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeitsermittlungsstufe zur Ermittlung einer Grenzgeschwindigkeit eine zur Fahrwerksregelung ermittelte Größe, insbesondere eine für die Radlast indikative Größe heranzieht.

8. Fahrgeschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeitsermittlungsstufe zur Ermittlung einer Grenzgeschwindigkeit die Radlast heranzieht.