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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Bestimmung eines Einfederwegs eines Rads eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine entsprechende Steuereinheit gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 7 und ein entsprechendes Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 8. Die automatische Bestimmung des Einfederwegs betrifft insbesondere eine automatische Korrektur eines Einfederwegs bei einem versetzt angeordneten Sensor an einer Verbundlenkerachse.
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Bei Kraftfahrzeugen, wie z. B. Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, wird zur Verbesserung des Fahrverhaltens oder des Komforts des Fahrzeugs häufig der aktuelle Einfederweg eines Rads des Fahrzeugs verwendet, um entsprechende Steuervorrichtungen in Abhängigkeit des Einfederwegs einzustellen.
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Beispielsweise wird in der
DE 42 01 146 A1 ein System für die Vorhersage des Verhaltens eines Kraftfahrzeugs und für die hierauf basierende Steuerung des Fahrzeugverhaltens vorgeschlagen, bei dem unter anderem Federwegsignale zur Steuerung verwendet werden. In der
DE 42 18 087 A1 werden bei einem Verfahren zur Regelung der Dämpfung des Fahrwerks eines Fahrzeugs und zur Diagnose des Fahrwerks Prozessgrößen, welche mit einer vertikalen Bewegung des Fahrzeugs zusammenhängen, einem mathematischen Modell zugeführt, das den Zusammenhang zwischen der vertikalen Beschleunigung eines Rads oder eines Aufbaus des Fahrzeugs einerseits und anderen Prozessgrößen und Parametern andererseits darstellt. Die
DE 10 2005 051 964 A1 betrifft ein Kraftfahrzeugfahrassistenzsystem mit Achssensoren. Das Fahrassistenzsystem umfasst ein Steuergerät und Achssensoren zur Bestimmung einer Standhöhe des Kraftfahrzeugs. Zur Erhöhung der Verkehrssicherheit und Sicherstellung der Fahreigenschaften des Kraftfahrzeugs ist aus den Standhöhen jeweils eine Achslast unmittelbar und bei Überschreiten einer zulässigen Höchstbelastung ein Warnsignal ausgebbar. Schließlich betrifft die
DE 100 14 220 A1 ein Verfahren zur Bestimmung der Querbeschleunigung eines Kraftfahrzeugs. Die Querbeschleunigung wird aus Signalen von einem Radsensor und einem Lastsensor berechnet. Die ermittelten Werte für die Querbeschleunigung können beispielsweise für einen Fahrdynamikregler oder eine Vorrichtung zur Kippverhinderung verwendet werden. Als Lastsensor ist beispielsweise ein Drucksensor einer Luftfederung oder ein Federwegsensor für die Federwegmessung verwendbar.
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Grundlage für die zuvor genannten Verfahren und Vorrichtungen ist eine möglichst genaue Bestimmung eines aktuellen Federwegs eines jeden Rads des Fahrzeugs. Zur Erfassung der Federwege an der Vorder- und Hinterachse eines Fahrzeugs stellt beispielsweise die
DE 10 2008 052 035 A1 ein Verfahren zur Erfassung der Federwege an der Vorder- und/oder Hinterachse eines Kraftfahrzeugs durch Beschleunigungsmessung bereit. Dabei sind zwei Beschleunigungssensoren an einer gelenkig am Fahrgestell gelagerten Stange einer Radaufhängung, z. B. einer Radschwinge oder einem Längsgestänge, angebracht und eine erste Beschleunigung in Richtung der Stange und eine zweite Beschleunigung in Richtung der Lotrechten werden erfasst. Da kleine hochfrequente Federwegänderungen bei der Erfassung tendenziell fehlerbehaftet sind, wird in der
DE 10 2007 019 380 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines verstellbaren Fahrwerks bereitgestellt. Bei dem Verfahren dient ein Wegsensor zur Detektion einer Bewegung zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem achsseitigen Bauteil und ein weiterer Sensor zur Detektion einer Bewegung des Fahrzeugaufbaus. Die Ausgangssignale der Sensoren stellen ein Stellsignal für ein verstellbares Aggregat des Fahrzeugs dar. Das die Bewegung zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem achsseitigen Bauteil repräsentierende Signal wird in Abhängigkeit der besagten Bewegung mit einem Korrekturfaktor versehen.
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Bei der
WO 2004/024521 A1 , dem gattungsbildenden Stand der Technik, werden zur Überwachung von Fahrwerksfunktionen und Fahrwerksbauteilen eines Kraftfahrzeugs und zum Erkennen von Verschleiß, Verschleißtrends, Bauteildefekten oder nachlassenden Funktionen Informationen ausgewertet, die im Fahrzeug vorhandene Regelungssysteme zur Verfügung stellen oder die mit zusätzlicher Sensorik gewonnen werden. Zum Erkennen der Fahrzeug- oder Fahrzustände können beispielsweise eine Raddrehzahlinformation, eine Querbeschleunigung, eine Gierrate, eine Fahrzeugverzögerung oder ein Federweg ausgewertet werden.
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Ferner werden im Stand der Technik Federwegsensoren beispielsweise parallel zu einer Federung einer Radaufhängung des Fahrzeugs angeordnet, um den Federweg des Rads direkt zu bestimmen. Bei Fahrzeugen mit einer Verbundlenkerhinterachse ist es jedoch häufig aus baulichen Maßnahmen nicht möglich, den Federwegsensor direkt bei dem Rad anzuordnen, sondern es ist erforderlich, den Federwegsensor weiter in Richtung Fahrzeugmitte anzuordnen. Demzufolge erfasst der Federwegsensor nicht direkt den Einfederweg des Rads, sondern eine Lageveränderung der Verbundlenkerhinterachse. Diese Lageveränderung der Verbundlenkerhinterachse wird jedoch von beiden Hinterrädern beeinflusst, so dass der erfasste Wert des Federwegsensors nicht ohne weiteres zur Bestimmung des Einfederwegs der Feder eines bestimmten Rads verwendet werden kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den Einfederweg eines Rads eines Fahrzeugs mit einer Verbundlenkerhinterachse automatisch zu bestimmen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zur automatischen Bestimmung eines Einfederwegs eines Rads eines Fahrzeugs nach Anspruch 1, eine Steuereinheit zur automatischen Bestimmung eines Einfederwegs eines Rads eines Fahrzeugs nach Anspruch 7 und ein Fahrzeug nach Anspruch 8 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur automatischen Bestimmung eines Einfederwegs eines Rads eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Fahrzeug umfasst eine erste Achse mit einem ersten Rad und einem zweiten Rad und eine zweite Achse mit einem dritten Rad und einem vierten Rad. Die erste Achse ist beispielsweise die Vorderachse des Fahrzeugs und die zweite Achse ist eine Verbundlenkerachse, beispielsweise eine Verbundlenkerhinterachse. Bei dem Verfahren wird ein erster Einfederweg an dem ersten Rad und ein zweiter Einfederweg an dem zweiten Rad erfasst. Ferner wird ein Einfederweg der Verbundlenkerachse an einer Position der Verbundlenkerachse erfasst, die beabstandet zu dem dritten Rad und dem vierten Rad ist. Beispielsweise kann sich die Position, an welcher der Einfederweg der Verbundlenkerachse erfasst wird, zwischen dem dritten Rad und einer Mitte der Verbundlenkerachse befinden. Weiterhin wird eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst und der Einfederweg des dritten Rads auf der Grundlage des ersten Einfederwegs, des zweiten Einfederwegs, des Einfederwegs der Verbundlenkerachse und der Fahrgeschwindigkeit automatisch bestimmt.
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Indem der Einfederweg des dritten Rads, welches an der Verbundlenkerachse angebracht ist, auf der Grundlage der Einfederwege der Räder an der ersten Achse und einer Positionsänderung der Verbundlenkerachse und der Fahrgeschwindigkeit bestimmt wird, ist eine Bestimmung des Einfederwegs des dritten Rads auch dann möglich, wenn aus baulichen Gegebenheiten heraus eine direkte Bestimmung des Einfederwegs des dritten Rads nicht oder nur schwer möglich ist. Dadurch kann eine Konstruktion einer Verbundlenkerhinterachse vereinfacht werden und somit kostengünstig realisiert werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich eine Wankbewegung des Fahrzeugs um eine Längsachse des Fahrzeugs bestimmt. Die Längsachse des Fahrzeugs ist die Achse, welche in Fahrzeugfahrrichtung, d. h. von vorne nach hinten, verläuft. Der Einfederweg des dritten Rads wird zusätzlich auf der Grundlage der Wankbewegung bestimmt. Die Wankbewegung kann beispielsweise eine Erfassung einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs, einer Gierrate des Fahrzeugs oder eines Lenkwinkels des Fahrzeugs umfassen.
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Indem zusätzlich die Wankbewegung des Fahrzeugs bestimmt wird, lassen sich auf einfache Art und Weise folgende drei Einfedersituationen der ersten Achse bestimmen. Eine erste Einfedersituation, bei welcher das erste und das zweite Rad im Wesentlichen parallel einfedern, wie es beispielsweise beim Überfahren einer Schwelle oder beim Durchfahren einer Fahrbahnabsenkung auftreten kann. Diese erste Einfedersituation kann auf einfache Art und Weise aus Informationen des ersten Einfederwegs und des zweiten Einfederwegs bestimmt werden. In einer zweiten Einfedersituation federn das erste Rad und das zweite Rad aufgrund einer Wankbewegung wechselseitig ein. Das wechselseitige Einfedern wird anhand des ersten Einfederwegs und des zweiten Einfederwegs erkannt. Wechselseitiges Einfedern aufgrund einer Wankbewegung kann beispielsweise bei einer Kurvenfahrt oder einem Lastwechsel auftreten. Eine dritte Einfedersituation betrifft ein wechselseitiges Einfedern des ersten und des zweiten Rads aufgrund einer Fahrbahnunebenheit. Diese dritte Einfedersituation tritt beispielsweise auf, wenn nur eines der Räder der ersten Achse eine Fahrbahnunebenheit, wie beispielsweise ein Schlagloch oder eine Schwelle, passiert. Eine Wankbewegung des Fahrzeugs ist bei dieser dritten Einfedersituation nur sehr gering und daher kann die dritte Einfedersituation anhand der Wankbewegungsinformation auf einfache Art und Weise von der zweiten Einfedersituation unterschieden werden. Auf der Grundlage der so bestimmten drei verschiedenen Einfedersituationen kann der Einfederweg des dritten Rads in Kombination mit dem Einfederweg der Verbundlenkerachse zuverlässig bestimmt werden, wie nachfolgend beschrieben werden wird.
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Wenn für einen Zeitpunkt t0 die erste Einfedersituation, d. h. ein paralleles Einfedern, bestimmt wurde, gilt für einen Zeitpunkt t1, dass der Einfederweg des dritten Rads nur in Abhängigkeit des Einfederwegs der Verbundlenkerachse bestimmt wird. Der Zeitpunkt t1 entspricht dem Zeitpunkt t0 plus einer Zeitdauer, die das Fahrzeug benötigt, um eine Strecke der Länge eines Abstands zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse bei der bestimmten Fahrgeschwindigkeit zurückzulegen. Unter der Annahme, dass die erste Achse eine Vorderachse des Fahrzeugs und die zweite Achse, d. h. die Verbundlenkerachse, eine Hinterachse des Fahrzeugs ist, bedeutet dies, dass sich die Hinterachse zum Zeitpunkt t1 an der Position des Wegs, auf dem das Fahrzeug fährt, befindet, an den sich die Vorderachse zum Zeitpunkt t0 befand. Wenn die Vorderachse zum Zeitpunkt t0 parallel eingefedert ist, federt demzufolge die Hinterachse zum Zeitpunkt t1 ebenfalls parallel ein und der Einfederweg des dritten Rads kann direkt aus dem Einfederweg der Verbundlenkerachse bestimmt werden.
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Wenn zu einem beliebigen Zeitpunkt die zweite Einfedersituation bestimmt wird, d. h. ein wechselseitiges Einfedern des ersten und des zweiten Rads aufgrund einer Wankbewegung, kann der Einfederweg des dritten Rads für diesen Zeitpunkt in Abhängigkeit des Einfederwegs der Verbundlenkerachse und einem Differenzwert zwischen dem ersten Einfederweg und dem zweiten Einfederweg bestimmt werden. Da das Fahrzeug bei der zweiten Einfedersituation bezüglich der Vorderachse und der Hinterachse gleichermaßen wanken wird, wird eine Einfederdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Rad an der Vorderachse entsprechend an der Hinterachse auftreten. Aufgrund von geometrischen und dynamischen Daten des Fahrzeugs kann dann der Einfederweg des dritten Rads in Abhängigkeit des Einfederwegs der Verbundlenkerachse und der Einfederdifferenz an der Vorderachse bestimmt werden. Dies kann beispielsweise auch über eine Kennlinie oder ein Kennfeld, welche bei der Konstruktion des Fahrzeugs bestimmt wurden oder experimentell ermittelt wurden, bestimmt werden.
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Wenn für einen Zeitpunkt t0 die dritte Einfedersituation bestimmt wurde, d. h., ein wechselseitiges Einfedern des ersten und zweiten Rads aufgrund einer Fahrbahnunebenheit, wird für einen Zeitpunkt t1 der Einfederweg des dritten Rads in Abhängigkeit des Einfederwegs der Verbundlenkerachse zum Zeitpunkt t1 und einer Einfederdifferenz zwischen dem ersten Einfederweg und dem zweiten Einfederweg zum Zeitpunkt t0 bestimmt. Bei einem wechselseitigen Einfedern des ersten und zweiten Rads der Vorderachse des Fahrzeugs aufgrund einer Fahrbahnunebenheit zum Zeitpunkt t0 wird die Verbundlenkerhinterachse des Fahrzeugs diese Fahrbahnunebenheit zum Zeitpunkt t1 erreichen. Demzufolge wird das Einfedern des dritten und vierten Rads in ähnlicher Weise erfolgen wie das Einfedern des ersten und des zweiten Rads, so dass der Einfederweg des dritten Rads in Abhängigkeit des Einfederwegs der Verbundlenkerachse zum Zeitpunkt t1 und dem Einfederverhalten der Vorderräder zum Zeitpunkt t0 bestimmt werden kann.
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Somit kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Einfederweg eines Rads an einer Verbundlenkerachse auch dann genau bestimmt werden, wenn die Erfassung des Einfederwegs nicht am Rad direkt, sondern dazu beabstandet an der Verbundlenkerachse gemessen wird. Dadurch kann auch bei Fahrzeugen, bei denen bauartbedingt eine direkte Messung des Einfederwegs am Rad nicht möglich ist, der Einfederweg des Rads bestimmt werden. Darüber hinaus ist es möglich, den Einfederweg des vierten Rads gegebenenfalls unter Berücksichtigung einer Aufbaubeschleunigung und/oder einer Fahrzeuggeometrie zu bestimmen. Dadurch ist es möglich, die Einfederwege des dritten und des vierten Rads zu bestimmen, ohne dass zwei entsprechende Sensoren an der Achse des dritten und vierten Rads benötigt werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Steuereinheit zur automatischen Bestimmung eines Einfederwegs eines Rads eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Fahrzeug umfasst eine erste Achse mit einem ersten Rad und einem zweiten Rad sowie eine zweite Achse mit einem dritten Rad und einem vierten Rad. Die zweite Achse ist eine Verbundlenkerachse. Die Steuereinheit ist mit Erfassungseinrichtungen des Fahrzeugs zur Erfassung eines ersten Einfederwegs an dem ersten Rad, eines zweiten Einfederwegs an dem zweiten Rad, eines Einfederwegs der Verbundlenkerachse an einer zu dem dritten Rad und dem vierten Rad beabstandeten Position an der Verbundlenkerachse, und einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs koppelbar. Die Steuereinheit ist ausgestaltet, einen Federweg des dritten Rads auf der Grundlage des ersten Einfederwegs, des zweiten Einfederwegs, des Einfederwegs der Verbundlenkerachse und der Fahrgeschwindigkeit automatisch zu bestimmen. Ferner kann die Steuereinheit ausgestaltet sein, eine der Ausführungsformen des zuvor beschriebenen Verfahrens auszuführen.
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Schließlich wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine erste Achse mit einem ersten Rad und einem zweiten Rad und eine zweite Achse mit einem dritten Rad und einem vierten Rad umfasst. Die zweite Achse ist eine Verbundlenkerachse. Weiterhin umfasst das Fahrzeug eine erste Erfassungsvorrichtung, welche in der Lage ist, einen Einfederweg des ersten Rads zu erfassen, eine zweite Erfassungsvorrichtung, welche in der Lage ist, einen zweiten Einfederweg an dem zweiten Rad zu erfassen, sowie eine dritte Erfassungsvorrichtung, welche in der Lage ist, einen Einfederweg der Verbundlenkerachse an einer Position zu erfassen, welche beabstandet zu dem dritten Rad und dem vierten Rad ist. Weiterhin umfasst das Fahrzeug eine Geschwindigkeitserfassungsvorrichtung zur Erfassung einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und eine Steuereinheit zur automatischen Bestimmung eines Einfederwegs eines Rads, wie sie zuvor beschrieben wurde.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert werden.
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1 zeigt ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt schematisch Einfederwege und Sensoren an einer Vorderachse und einer Hinterachse des Fahrzeugs der 1.
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1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1 mit einer Vorderachse 2 und einer Hinterachse 3 mit einem Achsabstand L. Die Hinterachse 3 ist eine so genannte Verbundlenkerhinterachse. An der Vorderachse 2 befinden sich ein linkes Vorderrad 4 und ein in 1 nicht gezeigtes rechtes Vorderrad 5. An der Hinterachse 3 befinden sich ein linkes Hinterrad 6 und ein in 1 nicht gezeigtes rechtes Hinterrad 7. Die Radaufhängung der Vorderräder 4, 5 ist derart ausgestaltet, dass ein Einfederweg von jedem der Vorderräder 4, 5 getrennt mit jeweils einem entsprechenden Sensor erfasst werden kann. Dementsprechend ist an dem linken Vorderrad 4 ein linker Vorderradsensor 8 und an dem rechten Vorderrad 5 ein in 1 nicht gezeigter rechter Vorderradsensor 9 angebracht. Die Hinterräder 6, 7 sind über die Verbundlenkerachse 3 federnd an dem Fahrzeug 1 angebracht und ein Wegsensor 10 ist an der Verbundlenkerachse 3 beabstandet zu dem rechten und linken Hinterrad 6, 7 an der Verbundlenkerachse 3 angebracht. Der Wegsensor 10 ist daher in der Lage, eine Lageveränderung der Verbundlenkerhinterachse 3 zu erfassen. Die Sensoren 8–10 sind mit einer Steuereinheit 11 des Fahrzeugs 1 verbunden und stellen entsprechende Weginformationen bezüglich eines aktuellen Einfederwegs des linken Vorderrads 4, des rechten Vorderrads 5 und der Verbundlenkerhinterachse 3 für die Steuereinheit 11 bereit. Die Steuereinheit 11 kann weiterhin beispielsweise mit einem Lenkwinkelsensor eines Lenkrads 12 des Fahrzeugs 1 gekoppelt sein, um eine Information bezüglich des Lenkwinkels des Fahrzeugs 1 zu erhalten. Darüber hinaus kann die Steuereinheit 11 mit einem (nicht gezeigten) Tachogenerator des Fahrzeugs 1 gekoppelt sein, um eine. Geschwindigkeitsinformation des Fahrzeugs 1 zu erhalten. Weiterhin kann die Steuereinheit 11 mit Sensoren zur Erfassung einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs oder einer Gierrate des Fahrzeugs gekoppelt sein oder diese Sensoren selbst umfassen.
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2 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung der Vorderachse 2 und der Hinterachse 3 des Fahrzeugs 1 der 1 in einer Perspektivansicht des Fahrzeugs 1 von hinten. An der Vorderachse 2 befindet sich das linke Vorderrad 4 und das rechte Vorderrad 5. Zusätzlich befinden sich an der Vorderachse 2 die Federwegsensoren 8, 9, welche in der Lage sind, einen aktuellen Einfederweg 21 des linken Vorderrads 4 mit dem Federwegsensor 8 und einen aktuellen Einfederweg 22 des rechten Vorderrads 5 mit dem Federwegsensor 9 zu erfassen und der Steuereinheit 11 bereitzustellen. Die Vorderachse 2 kann beispielsweise eine Einzelradaufhängung oder eine beliebige andere Art einer Radaufhängung umfassen. Daher ist in der 2 die Vorderachse 2 nicht als eine starre Verbindung zwischen dem linken Vorderrad 4 und dem rechten Vorderrad 5 dargestellt, sondern lediglich symbolisch als eine Vorderachse. 2, welche die Vorderräder 4, 5 verbindet.
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Die Verbundlenkerhinterachse 3 weist an ihren Enden das linke Hinterrad 6 und das rechte Hinterrad 7 auf. Die Verbundlenkerhinterachse 3 kann beispielsweise einen rechten und einen linken Längslenker aufweisen, welche jeweils an einem Ende mit einem Anlenkpunkt an der Karosserie und an dem anderen Ende mit einem der Hinterräder 6, 7 verbunden sind. Zwischen diesen beiden Längslenkern ist ein Querträger angebracht. Die Längslenker sind beispielsweise mit Federn, z. B. Stahlfedern oder Luftfedern, gegenüber der Karosserie abgestützt und sorgen somit für eine federnde Lagerung der Hinterräder 6, 7. Bei einem parallelen Einfedern der Hinterräder 6, 7, bewegt sich der Querträger zusammen mit den Hinterrädern 6, 7 in der Einfederrichtung. Bei einem wechselseitigen Einfedern der Hinterräder 6, 7, d. h., wenn die Hinterräder 6, 7 ungleichmäßig stark einfedern oder nur eines der Hinterräder 6, 7 einfedert, wird der Querträger verwunden und bewegt sich auf der Seite des stärker einfedernden Hinterrads entsprechend stärker in Einfederrichtung als auf der Seite des weniger stark einfedernden Hinterrads.
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An dem Querträger der Verbundlenkerhinterachse 3 ist an einer vorbestimmten Position ein Wegsensor 10 angebracht, welcher in der Lage ist, eine Bewegung 23 des Querträgers an dieser Position aufgrund eines Einfedervorgangs zu erfassen. Die vorbestimmte Position, an welcher der Wegsensor 10 an dem Querträger angebracht ist, ist beabstandet zu dem rechten und linken Hinterrad 6, 7, beispielsweise in einem Bereich zwischen dem linken Hinterrad 6 und einer Mitte des Querträgers der Verbundlenkerhinterachse 3, beispielsweise in der Mitte des Abstands zwischen dem linken Hinterrad 6 und der Mitte des Querträgers. Bei einem Einfedern von einem Hinterrad oder beiden Hinterrädern 6, 7 ist somit eine direkte Messung eines entsprechenden Einfederwegs 24 des linken Hinterrads 6 und eines entsprechenden Einfederwegs 25 des rechen Hinterrads 7 mit dem Wegsensor 10 nicht möglich, da dieser nur den Federweg 23 an dem Querträger der Verbundlenkerhinterachse 3 messen kann. Da jedoch für verschiedene Fahrzeugfunktionen, beispielsweise ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) oder einen elektrisch simulierten Anschlagpuffer eines elektrisch verstellbaren Stoßdämpfers, eine Information über den aktuellen Einfederweg 24 des linken Hinterrads 6 und des aktuellen Einfederwegs 25 des rechten Hinterrads 7 erforderlich ist, wird nachfolgend beschrieben werden, wie die Steuereinheit 11 diese fehlenden Informationen bestimmt.
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Beispielhaft wird nachfolgend beschrieben werden, wie die Steuereinheit 11 aus den zuvor beschriebenen zur Verfügung stehenden Sensorinformationen den Federweg 24 des linken Hinterrads 6 automatisch bestimmt.
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In einem ersten Schritt bestimmt die Steuereinheit 11 eine Art einer aktuellen Einfedersituation des Fahrzeugs 1. Dabei werden im Wesentlichen folgende drei Einfedersituationen erkannt:
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Erste Einfedersituation: Parallele Federbewegung beider Seiten
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Eine derartige Einfedersituation tritt beispielsweise auf, wenn das Fahrzeug über eine Schwelle fährt, welche quer zur Fahrtrichtung verläuft. In diesem Fall federn die Räder einer Achse gleichmäßig und im Wesentlichen parallel ein. Diese Einfedersituation erkennt die Steuereinheit 11 daran, dass die Vorderräder 4, 5 gleichmäßig einfedern. Durch die getrennte Erfassung der Einfederwege 21, 22 an der Vorderachse 2 ist diese Information auf einfache Art und Weise durch Vergleichen der Sensorwerte der Sensoren 8, 9 bestimmbar.
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Zweite Einfedersituation: Wechselseitiges Einfedern aufgrund einer Wankbewegung
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Wechselseitiges Einfedern bedeutet, dass das rechte und das linke Rad einer Achse ungleichmäßig stark einfedern, dass nur eines der beiden Räder einer Achse einfedert, oder dass ein Rad einer Achse einfedert wohingegen das andere Rad derselben Achse ausfedert. Das wechselseitige Einfedern an sich stellt die Steuereinheit 11 über einen Vergleich der Messwerte der Einfedersensoren 8, 9 an der Vorderachse 2 des Fahrzeugs 1 fest. Ob zusätzlich eine Wankbewegung vorliegt, d. h., ob das Fahrzeug um eine Längsachse des Fahrzeugs wankt, kann beispielsweise mit Hilfe von Querbeschleunigungssensoren, einer Gierrate oder einem Lenkwinkel des Fahrzeugs von der Steuereinheit 11 festgestellt werden. Tritt das wechselseitige Einfedern in Kombination mit einer Wankbewegung auf, so wird diese zweite Einfedersituation von der Steuereinheit 11 festgestellt.
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Dritte Einfedersituation: Wechselseitiges Einfedern aufgrund einer Fahrbahnunebenheit
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Wenn die Steuereinheit wie bei der zweiten Einfedersituation beschrieben ein wechselseitiges Einfedern an der Vorderachse feststellt und gleichzeitig keine Wankbewegung ermittelt, bestimmt die Steuereinheit 11 dass die dritte Einfedersituation vorliegt.
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In Abhängigkeit der so bestimmten Einfedersituation kann der Federweg 24 des linken Hinterrads 6 wie folgt bestimmt werden. Bei der ersten Einfedersituation ist davon auszugehen, dass kurze Zeit nachdem die Vorderräder 4, 5 parallel eingefedert sind auch die Hinterräder 6, 7 im Wesentlichen parallel einfedern werden, da die Hinterräder voraussichtlich kurze Zeit später über die gleiche Fahrbahnunebenheit fahren werden. Der zeitliche Abstand zwischen einem Überfahren einer Fahrbahnunebenheit durch die Vorderräder 4, 5 und dem Überfahren der Fahrbahnunebenheit durch die Hinterräder 6, 7 hängt von der Geschwindigkeit v und dem Achsabstand L des Fahrzeugs ab: Ein Ereignis, wie z. B. eine Fahrbahnunebenheit, welches zum Zeitpunkt t0 an der Vorderachse 2 auftritt, tritt somit zum Zeitpunkt t1 = t0 + L/v an der Hinterachse 3 auf. Um Ereignisse an der Hinterachse 3 mit Ereignissen an der Vorderachse 2 in Beziehung setzen zu können, speichert die Steuereinheit 11 daher die Ereignisse an der Vorderachse 2 zumindest für eine bestimmte Zeit ab. Wenn zu einem Zeitpunkt t1 an der Hinterachse ein Einfedern 23 mit Hilfe des Wegsensors 10 an der Steuereinheit 11 bestimmt wird, bestimmt die Steuereinheit 11 welche Einfedersituation zum Zeitpunkt t0 = t1 – L/v vorgelegen hat. Wenn zum Zeitpunkt t0 die erste Einfedersituation vorlag (paralleles Einfedern beider Vorderräder 5, 6) bestimmt die Steuereinheit 11, dass zum Zeitpunkt t1 eine parallele Federbewegung beider Hinterräder 6, 7 vorliegt. In diesem Fall ist der Einfederweg 24 des linken Hinterrads 6 direkt aus dem Einfederweg 23 der Verbundlenkerhinterachse ableitbar. Der Einfederweg 24 kann beispielsweise eine Funktion des Einfederwegs 23, insbesondere eine proportionale Funktion sein. Alternativ kann der Einfederweg 24 auch mit Hilfe einer Kennlinie aus dem Einfederweg 23 für die erste Einfedersituation bestimmt werden.
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Bestimmt die Steuereinheit 11 hingegen, dass zum Zeitpunkt t0 ein wechselseitiges Einfedern aufgrund einer Fahrbahnunebenheit (dritte Einfedersituation) vorlag, so bestimmt die Steuereinheit 11, dass für den Zeitpunkt t1 an der Hinterachse 3 ebenfalls ein wechselseitiges Einfedern aufgrund einer Fahrbahnunebenheit vorliegt. In diesem Fall wird der Einfederweg 24 auf der Grundlage des Einfederwegs 23 der Verbundlenkerhinterachse und einer Differenz der Einfederwege 21 und 22 des linken und rechten Vorderrads 4, 5 zum Zeitpunkt t0 bestimmt. Der genaue Wert des Einfederwegs 24 kann durch fahrzeugspezifische Funktionen oder Kennfelder aus den Sensorwerten 21–23 bestimmt werden.
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Wenn zum Zeitpunkt t1 die zweite Einfedersituation, d. h. ein wechselseitiges Einfedern aufgrund einer Wankbewegung, von der Steuereinheit 11 festgestellt wird, so geht die Steuereinheit 11 davon aus, dass diese Wankbewegung gleichermaßen an der Vorderachse 2 und der Hinterachse 3 auftritt. Daher wird in diesem Fall der Federweg 24 des linken Hinterrads 6 in Abhängigkeit des Einfederwegs 23 an der Verbundlenkerhinterachse 3 zum Zeitpunkt t1 und einem Differenzwert der Einfederwege 21 und 22 an den Vorderrädern 4, 5 zum Zeitpunkt t1 bestimmt. Wiederum kann der Einfederweg 24 beispielsweise durch eine fahrzeugspezifische Funktion oder ein Kennfeld aus den Sensorwerten 21–23 und einem Maß der Wankbewegung bestimmt werden.
