DE19545171A1 - Verfahren zur Ermittlung von Fahrwerks-Überbeanspruchungen an Fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung von Fahrwerks-Überbeanspruchungen an Fahrzeugen.

Bei Fahrwerken aus traditionellen Werkstoffen wie z. B. Stahl gehen Überbean­ spruchungen von Fahrwerkskomponenten einher mit makroskopisch erkennbaren Veränderungen. Hier zu nennen sind lokale Defekte wie Deformationen oder me­ chanischen Anormalitäten oder Spur- und Stürzänderungen der Fahrzeugräder. Es besteht auch ein makroskopisch erkennbarer Zusammenhang zwischen dem Aus­ maß der Überbeanspruchung und dem auftretenden Defekt des Fahrwerks bzw. der Fahrwerkskomponente. Mit dem Einsatz moderner Werkstoffe wie faserver­ stärkte Kunststoffe, Verbundwerkstoffe oder hochfeste Aluminiumlegierungen wird die Schadenserkennung an Fahrwerksbauteilen erschwert. Ursache ist die niedrige Duktilität dieser Bauteile. Bauteilschädigungen haben keine sichtbare Bauteilde­ formation zur Folge. Tritt eine Überbeanspruchung des Fahrwerks auf, beispiels­ weise wird ein Hindernis überfahren oder schleudert das Fahrzeug gegen einen Bordstein, fällt die Abschätzung schwer, ob tatsächlich eine ernstzunehmende Überbeanspruchung des Fahrwerks aufgetreten ist und ggf. einzelne Fahrwerks­ komponenten bis hin zum kompletten Fahrwerk auszutauschen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein sicherer Rückschluß auf eine Fahrwerks-Überbeanspruchung möglich ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1.

Die zu erkennenden und im Rahmen der Erfindung wesentlichen Extremwerte für das Ausgangssignal des Beschleunigungsgebers liegen über den Werten, wie sie im normalen Fahrbetrieb auch unter ungünstigen Bedingungen, beispielsweise bei einer Bremsung des Fahrzeugs auf einer Schotterstrecke auftreten. Sie liegen an­ dererseits unter den Werten, wie sie im Crashfall auftreten und die zum Auslösen eines Airbags führen. Bei diesen gehen mit der Beschädigung des Fahrzeugs i.d.R. auch erhebliche Schädigungen des Fahrwerks einher.

Beim Beschleunigungsgeber kann es sich um einen separaten, beispielsweise am Fahrwerk angeordneten Geber handeln. Es ist aber auch möglich, als Beschleuni­ gungsgeber einen ohnehin im Fahrzeug vorhandenen Geber zu verwenden. Hier kommen neben einem vorhandenen Airbag-Sensor auch Beschleunigungsgeber in Frage, die im Rahmen von elektronischen Dämpfkraft-Regelsystemen eingesetzt werden. Diese sind aufgrund ihrer Lage auch räumlich dem Fahrwerk bereits zu­ geordnet.

Unabhängig von der Wahl des jeweiligen Beschleunigungsgebers ist ein wesentli­ ches Merkmal der Erfindung die bleibende, nicht löschbare Speicherung eines auf­ getretenen Extremwerts der Beschleunigung. Unter Extremwert ist ein Mehrfaches zu verstehen. Es kann sich dabei um die maximale Amplitude des Beschleuni­ gungsgeber-Ausgangssignals handeln. Ebenso kann die Zeitdauer, während der das Ausgangssignal über dem Grenzwert liegt, von Interesse sein. Auch weitere Parameter des Ausgangssignals, wie beispielsweise der Anstieg, der zeitliche Verlauf, das Frequenzverhalten sowie sämtliche, im Rahmen der Signalauswertung bekannten Informationen, die sich aus dem Ausgangssignal des Beschleunigungs­ gebers gewinnen lassen, können im Rahmen der Erfindung von Bedeutung sein.

Selbstverständlich sind die zu untersuchenden besonderen Parameter des jeweili­ gen Ausgangssignals auch abhängig vom Aufbau, der räumlichen Lage und/oder der Arbeitsweise des Beschleunigungsgebers. Auch der besondere Aufbau des Fahrwerks sowohl hinsichtlich des Zusammenwirkens der einzelnen Komponenten als auch hinsichtlich der i.d.R. vorhandenen und das Ausgangssignal des Be­ schleunigungsgebers beeinflussenden Elastizitäten können von Interesse sein. Hierzu gehören die Elastizitäten des Reifens ebenso wie die von Gummilagern und dgl.

Zusätzlich zu den genannten fahrzeugmodellspezifischen Parametern können auch fahrzeugspezifische Parameter wie Beladung, Reifengröße, Geschwindigkeit, Fahrtrichtung, . . . des jeweiligen Fahrzeugs bei Auftreten eines Beschleunigungs-Extremwerts berücksichtigt und bei der Analyse zum Erkennen des Ausmaßes ei­ ner Fahrwerks-Überbeanspruchung herangezogen werden.

Weitere Informationen, die für das im Zusammenhang mit der Überbeanspruchung stehenden Geschehen von Bedeutung sein können, können ebenfalls abgespei­ chert werden. Hier sind Datum und Uhrzeit und/oder eine z. B. aus einem Navigati­ onssystem abgeleitete Standortinformation in Verbindung mit dem festgehaltenen Extremwert des Beschleunigungsgebers zu nennen. Damit läßt sich auch der Zeit­ punkt bzw. der Ort für ein evtl. Unfallgeschehen feststellen.

Während bisher lediglich ein Beschleunigungsgeber betrachtet wurde, dessen Ausgangssignal festgehalten wird, soll entsprechend einer Ausgestaltung der Er­ findung auch die Möglichkeit bestehen, die Ausgangssignale mehrerer Beschleuni­ gungsgeber bleibend aufzuzeichnen. Je nach Art und Anordnung, Richtungsemp­ findlichkeit usw. der berücksichtigten Beschleunigungsgeber ist es dann möglich, die individuelle Fahrwerkskomponente zu identifizieren, die übermäßig bean­ sprucht wurde und die auszutauschen ist. Damit läßt sich die Überbeanspruchung eines Fahrwerks lokalisieren, deren Ausmaß präzisieren sowie ein ggf. erforderli­ cher Austausch in seinem Umfang exakt festlegen.

Anhand der Zeichnung ist die Erfindung weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem Beschleunigungsgeber und

Fig. 2 das Ausgangssignal des Beschleunigungsgebers bei Auftreten einer über­ mäßigen Fahrwerksbeanspruchung.

Das in Fig. 1 schematisch gezeigte Fahrzeug erhält einen zentralen Beschleuni­ gungsgeber, bei dem es sich beispielsweise um den Auslösesensor für einen Air­ bag auf der Fahrer- und einen Airbag auf der Beifahrerseite (nicht dargestellt) han­ delt. Am in Fahrtrichtung gesehen linken Hinterrad 3 tritt eine Beanspruchung in Form einer Kraft auf, die über der bei normalem Gebrauch des Kraftfahrzeugs ma­ ximal auftretenden liegt. Bei dieser Kraft kann es sich um eine Kraft F_I in longitudi­ naler oder in vertikaler Richtung handeln. Ebenfalls durch einen Pfeil F_s ist eine Querkraft angedeutet. Dabei kann es sich um eine anormale Seitenkraft handeln, die beispielsweise beim Schleudern gegen einen Bordstein auftritt.

Ein typischer Signalverlauf für das Ausgangssignal des Beschleunigungsgebers 2 ist in Fig. 2 gezeigt. Das Ausgangssignal a zeigt nach einem Anstieg ein durch unterschiedliche Bauteil-Elastizitäten bedingtes kurzzeitiges Einschwingen, um dann erneut steil bis zu einem Maximalwert A anzusteigen. Daran schließt sich ein vergleichbar steiler Abfall bis auf den Wert 0 an. Zum Vergleich ist das Ausgangs­ signal a des Beschleunigungsgebers bei Befahren einer Schlechtwegstrecke und dort bei Durchführung einer Bremsung ebenfalls dargestellt. Der Maximalwert des Ausgangssignals a für den Fall I liegt hinsichtlich seines Maximalwerts deutlich über den Extremwerten, wie sie im Fall II auftreten. Für die Auswertung und blei­ bende Speicherung in einem Festspeicher (nicht dargestellt) kommen verschiede­ ne Charakteristika des Signals a in Frage. So ist es beispielsweise möglich, das Überschreiten eines Grenzwerts und die sich daran anschließende Zeitdauer bis zum Unterschreiten dieses Grenzwerts zu erfassen. Diese Zeitdauer ist mit Δ an­ gedeutet. Auch ist es möglich, den Maximalwert A selbst abzuspeichern. Weitere Möglichkeiten sind, wie bereits ausgeführt, der Anstiegsgradient und das Fre­ quenzverhalten des Signalverlaufs. Bei Verwendung eines Grenzwerts ist dieser in der Regel so zu wählen, daß er über dem Maximalwert liegt, der im Fall II auftritt. Grundsätzlich ist auch die vollständige Aufzeichnung des Signalverlaufes für eine definierte Zeitdauer, z. B. ausgelöst durch ein Triggersignal bei Überschreiten des Grenzwertes möglich.

Zusätzlich können weitere Informationen beispielsweise Uhrzeit, Standort, Fahr­ zeuggeschwindigkeit, usw. festgehalten werden, um auf diese Weise Standort und Ursache der Fahrwerk-Überbeanspruchung feststellen zu können.

Wie anhand eines einzigen Beschleunigungsgebers 2 dargestellt, ist auch möglich, die Ausgangssignale weiterer Beschleunigungsgeber ebenfalls bleibend festzuhal­ ten und für sich und in Relation zu dem des Beschleunigungsgebers 2 zu untersu­ chen. Je nach Arbeitsweise und Anbringungsort dieser Beschleunigungsgeber ist es dann möglich, die Stoßrichtung zu analysieren, die Beschleunigungskomponen­ te zu bestimmen und daraus eine ggf. geschädigte Fahrwerkskomponente und den Umfang ihrer Schädigung eindeutig zu identifizieren.

Claims (6)

1. Verfahren zur Ermittlung von Fahrwerks-Überbeanspruchungen an Fahr­ zeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale eines dem Fahrwerk zugeordneten Beschleunigungsgebers hinsichtlich auftretender, über den im Fahrbetrieb normalerweise auftretenden Werten liegender Ex­ tremwerte analysiert werden und daß die Extremwerte festgehalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer, während der das Ausgangssignal des Beschleunigungsgebers über einem Grenzwert liegt, festgehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ma­ ximalwert des Ausgangssignals gespeichert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Datum und Uhrzeit für das Auftreten des Extremwerts ge­ speichert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Standortinformation des Fahrzeugs für das Auftreten des Extremwerts abgespeichert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale mehrerer Beschleunigungsgeber ausgewertet werden.