EP1152934A1 - Verfahren und vorrichtung zur ermittlung einer vertikalbeschleunigung eines rades eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur ermittlung einer vertikalbeschleunigung eines rades eines fahrzeugs

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Publication number
EP1152934A1
EP1152934A1 EP00906240A EP00906240A EP1152934A1 EP 1152934 A1 EP1152934 A1 EP 1152934A1 EP 00906240 A EP00906240 A EP 00906240A EP 00906240 A EP00906240 A EP 00906240A EP 1152934 A1 EP1152934 A1 EP 1152934A1
Authority
EP
European Patent Office
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acceleration
wheel
vehicle
gravity
center
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00906240A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Schwarz
Cristiano Hoffmann
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.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
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 Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP1152934A1 publication Critical patent/EP1152934A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • B60T8/17551—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve determining control parameters related to vehicle stability used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/019—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the type of sensor or the arrangement thereof
    • B60G17/01908—Acceleration or inclination sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172—Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/16—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by evaluating the time-derivative of a measured speed signal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/10—Acceleration; Deceleration
    • B60G2400/102—Acceleration; Deceleration vertical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/70—Estimating or calculating vehicle parameters or state variables
    • B60G2800/702—Improving accuracy of a sensor signal

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for determining a vertical acceleration of a wheel of a vehicle for use in vehicle dynamics control or monitoring, which can be operated in a cost-saving manner, in particular by the sensory detection of only a few auxiliary variables.
  • the wheel contact forces are those forces that act on the wheels via the contact area of the wheels on the road.
  • the dynamic wheel contact forces can only be determined with considerable effort while driving, which is why simplifications are currently being made in practice. As a result, however, the control quality of the control systems deteriorates considerably.
  • the wheel contact force F z is calculated from the proportional vertical acceleration z AV , hereinafter referred to as partial body vertical acceleration, the proportional mass of the vehicle body (quarter vehicle) m / ⁇ v unc *, the wheel vertical acceleration z R of the proportional wheel mass of a wheel.
  • R2 the proportional vertical acceleration z AV
  • the cutting force method evaluates the spring travel Dz of a spring 2 and the wheel vertical acceleration z R to determine the dynamic wheel contact force F z (see FIG. 1):
  • An object of the invention is to provide a method and a device for determining a vertical acceleration of a wheel of a vehicle for use in vehicle dynamics control, which are simple and inexpensive to implement.
  • a first determining device can determine a spring travel acceleration of a spring which is loaded in the vertical direction by the body of the vehicle and which is mounted between the body and the wheel.
  • a second determination device can determine a partial construction vertical acceleration.
  • a control unit can also accelerate a wheel vertically
  • wheel vertical acceleration by adding the spring travel acceleration from the first determining device and the partial body vertical acceleration from the second determining device.
  • the wheel vertical acceleration thus determined can then e.g. can be used to determine the wheel contact force.
  • an expensive sensor system for detecting the wheel vertical acceleration can thus be dispensed with, the results of the determination of the wheel vertical acceleration according to the invention reproducing the actual comparison measurement results very precisely.
  • Fig. 2 is a block diagram of an embodiment of the device according to the invention.
  • the model shows a simplified chassis model to illustrate the sizes used in the invention.
  • the model consists of two attached to the rear axle HA th wheels 1 and two wheels 1 attached to the front axle VA.
  • the wheels 1 can each be connected to the respective axle via a parallel connection of a spring 2 and an attenuator 6.
  • the structure can consist of all vehicle components without wheels 1, parts of the springs 2, parts of the damping members 6 and other axle suspension parts.
  • the longitudinal direction x ⁇ can be predetermined by the roll axis 4, and the transverse direction y ⁇ by the pitch axis 3 of the structure.
  • the pitch axis 3 can have a shift, not shown, in the longitudinal direction ISN and / or in the vertical direction hg N with respect to the center of gravity SP.
  • the roll axis can have a shift, not shown, in the transverse direction ls and / or in the vertical direction hgw with respect to the center of gravity SP.
  • the distance from the front axle VA to the pitch axis 3 is designated in FIG. 1 by l v , the distance from the rear axle HA to the pitch axis 3 by lft.
  • the distance from the respective wheel suspension point on the body 7 to the roll axis 4 is in each case denoted by s vl 's vr , s n ⁇ and s n r, in this document the index vl for the front left, the index vr for the front right, the index hl stands for rear left and the index hr for rear right stands in relation to the vehicle.
  • a rotation of the structure about the pitch axis 3, ie the pitch angle is ⁇ A
  • a rotation of the structure about the roll axis 4, ie the roll angle is designated ⁇ A.
  • the mass of a wheel ⁇ ri RZ is summarized in the respective element 8.
  • the spring and damping elements indicated below the respective element 8 symbolize the respective spring and damping properties of the wheels but can be disregarded in the invention.
  • the size ZA hr denotes the proportional vertical acceleration component of the structure z & y on the rear wheel. The same applies to the components (not shown for the sake of simplicity) for the other wheels ZA, hlr z A, vr unc ZA fV ] _.
  • the spring travel acceleration ⁇ z of the spring 2 loaded by the structure in the vertical direction is determined. This can be done separately for each bike.
  • a partial body vertical acceleration z AjV acting on the body is determined, which can act on the wheel suspension point 7. This can also be done separately for each bike.
  • the spring travel acceleration ⁇ z and the partial body vertical acceleration z AV are then added to a corresponding wheel vertical acceleration z R for each wheel:
  • the spring travel acceleration ⁇ z can be determined, for example, by deriving the corresponding spring travel ⁇ z twice, which in turn can be determined, for example, by measurement.
  • the vertical build-up acceleration z A in the center of gravity SP can, for example, depending on the spring travel ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ z hl , ⁇ z hr for the respective wheels 1 and / or the corresponding spring travel speeds ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ z hl , ⁇ z hr can be determined using the following equation:
  • Equation (5) applies in particular to non-inclined road surfaces. In the case of inclined roadways, equation (5) can be adapted, for example, in a known manner with the corresponding angular components.
  • the pitch angle acceleration ⁇ A can, for example, depending on the spring travel ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ z hl , ⁇ z hr and / or the corresponding spring travel speeds ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ z hl , ⁇ z hr and / or the body longitudinal acceleration x A , especially after the the following equation can be determined: ⁇ ( c Az, hl " ⁇ z hl + d AZ; hl • ⁇ z hl + c AZ / hr ⁇ ⁇ z hr + d Az> hr • ⁇ z hr )
  • the roll angle acceleration ⁇ A can, for example, as a function of the spring travel ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ z hl , ⁇ z hr and / or the corresponding spring travel speeds ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ z nl , ⁇ z nr and / or the body lateral acceleration y A , especially after the the following equation can be determined:
  • Equation (6) and / or equation (7) apply in particular to non-inclined road surfaces. In the case of inclined roadways, they can also be adapted in a known manner with the corresponding angle components.
  • FIG. 2 shows a block diagram of an embodiment of the device according to the invention, which determines one or more wheel vertical accelerations z R Vl , z R; Vr , z Rhl , z Rhr and outputs them to a vehicle dynamics control or monitoring 9.
  • a first sensor system 13 is determined one or more spring deflections ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ z hl , ⁇ z hr in a known manner via, for example, spring displacement sensors and passes them on to a differentiating device 14.
  • the differentiating device 14 uses this to determine one or more corresponding spring travel speeds ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ z hl , ⁇ z hr , which it forwards to the first determining device 10.
  • the first determining device 10 which can also be a differentiating device, determines one or more spring travel accelerations ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ z hl , ⁇ z hr for forwarding to the control unit 12.
  • a second sensor system 20 determines the longitudinal acceleration x A of the body and forwards this to a third determining device 15.
  • the longitudinal acceleration x A does not have to be measured directly, but can also be obtained from other vehicle sizes, e.g. B. from the total braking force.
  • the third determining device 15 receives the spring travel ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ z nl , ⁇ z hr from the first sensor system 13 and the spring travel speeds ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ h as further input signals ! , ⁇ z hr from the differentiating device 14 and uses this to determine the pitch angle acceleration ⁇ A , which it forwards to a second determining device 11.
  • a third sensor system 21 determines the lateral transverse acceleration y A and forwards this to a fourth determining device 16.
  • the lateral transverse acceleration y A does not have to be measured directly, but can also be calculated from other vehicle sizes.
  • the fourth determination device 16 receives the spring travel ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ z hl , ⁇ z hr from the first sensor system 13 and the spring Path velocities ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ z hl , ⁇ z hr from the differentiating device 14 and from this determines the roll angle acceleration daraus A , which it passes on to the second determining device 11.
  • the second sensor system 20 and / or the third sensor system 21 can contain known acceleration sensors, for example.
  • the third and / or fourth determination device 15, 16 can likewise contain suitable known acceleration sensors, but can also determine the respective angular acceleration, for example, by differentiating the respective angle of rotation and / or the respective angular velocity.
  • the further parameters required for determining the angular accelerations are received by the third and fourth determining devices 15, 16 from the control unit 12, the storage elements 19 for storing parameters necessary for execution, such as gravitational acceleration g, the masses ⁇ iA / ⁇ ⁇ R, which contains distances lsN ' ⁇ SW etc.
  • a fifth determining device 17 receives as input variables the spring travel ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ z hl , ⁇ z hr from the first sensor system 13 and the spring travel speeds ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ z hl , ⁇ z hr from the differentiating device 14 and other required parameters from the control unit 12 and uses this to determine the vertical build-up acceleration z A , which it outputs to the second determining device 11.
  • the fifth determining device 17 can also contain an acceleration sensor for detecting the vertical build-up acceleration z A , in which case, for example, it could dispense with the input variables mentioned.
  • the second determination device determines one from its input variables and other required parameters that it receives from the control unit 12 or several partial structure vertical accelerations z A? vl , z A, vr 'z Ahl , z A ⁇ hr , which it forwards to the control unit 12.
  • the control unit 12 contains an adder 18, which generates the respective partial superstructure accelerations z A ⁇ vl , z A / Vr , z A nl , z Ahr from the second determination device with the respective spring accelerations ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ z hl , ⁇ z hr for each wheel added separately according to equation (3) and thus the respective wheel vertical accelerations z R; Vl , z R , vr , z R / hl , z R hr are determined for output to the driving dynamics control 9.
  • the thick connecting lines shown in Fig. 2 indicate that several sizes can be transmitted. This can e.g. happen in parallel lines or in a line serially.
  • the other thinly drawn connecting lines indicate that e.g. only one size is transferred. In other embodiments, however, this can also be designed differently.
  • Further connections can be provided between the individual devices or sensors, in particular connections to the control unit, which e.g. can control the operation of all devices / sensors.
  • the control unit and / or the other devices / sensors can e.g. also communicate with each other via a data and / or control bus. It is also conceivable that the device according to the invention is integrated in the vehicle dynamics control and / or monitoring 9.
  • the embodiment shown in FIG. 2 has the advantage that only the spring travel ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ z hl , ⁇ z hr and the structure longitudinal x A and lateral acceleration y A must be sensed or measured by sensors and the other variables can be derived from them.
  • the few sizes to be recorded can be precisely recorded in a simple manner with sensors that are already partially or completely present, which means that costs can be saved.
  • the spring travel ⁇ z vl , ⁇ z vr , ⁇ z hl , ⁇ z hr are already recorded as standard in modern vehicles, for example for headlight range control, load condition detection or chassis control.
  • the use of acceleration sensors in the center of gravity SP is much cheaper than that of wheel acceleration sensors. They require a small measuring range and they are installed, for example, in the vehicle interior. In vehicles that are equipped with an electronic stability program (ESP), a body lateral acceleration sensor is already available.
  • ESP electronic stability program
  • the longitudinal acceleration x A of the body can also be determined by one-time differentiation of the vehicle speed determined from the wheel speeds or also directly from the wheel speeds or also from the braking forces. This can save an additional sensor.
  • the springs and attenuators are selected so that the natural structure frequency is at a low frequency, for example 1 to 2 Hz.
  • the natural frequency of the wheel mass / tire system is dependent on the wheel mass, the type of tire, the tire pressure etc. at a higher frequency, e.g. at 10 to 15 Hz.
  • the unknown wheel vertical acceleration z R can thus be filtered out from the spring travel acceleration ⁇ z according to the following equation:
  • band-pass filtering can also be used, the lower corner frequency corresponding to the above filter corner frequency and the upper corner frequency above the natural frequency of the wheel mass / tire system, e.g. B. at 18 Hz.
  • a further application of the invention consists in that, in the presence of an acceleration sensor for detecting the vertical acceleration z A, the damping constants d A vl 'd A vr ⁇ d A hl / d hl using equation (5) with known estimation methods such as a method of " Least Squares "(LS) can be estimated.
  • the estimation equation can be simplified if it is assumed that the spring constant CA, V 1, 'c A, vr / c A, hl' c A d hr i- m contrast to the damping constant, vl 'd A, vr > d A , hl / d A , hl do not change over the life of the vehicle.
  • the body dimensions I ⁇ A can be determined, for example, after the doors have been closed from the static deflection on the four wheel suspensions.
  • FIG. 3 shows a comparison of results according to the method according to the invention (reconstructed) with comparison measurements (measured) for the spring-damper force F RZVl (a) determined from the spring travel via the spring and damper characteristic
  • the cutting force method according to equation 2 was used to determine the wheel contact force F z vl . Due to the good agreement of the intermediate sizes, the dynamic wheel contact force F z vl could also be determined with high accuracy.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Vertikalbeschleunigung (zR) eines Rades (1) eines Fahrzeugs zur Verwendung in einer Fahrzeugdynamikregelung und/oder -überwachung (9). Die Vorrichtung enthält eine erste Ermittlungseinrichtung (10) zum Ermitteln einer Federwegbeschleunigung (Δz) einer durch den Aufbau des Fahrzeugs in vertikaler Richtung belasteten Feder (2), die zwischen dem Aufbau und dem Rad (1) angebracht ist, eine zweite Ermittlungseinrichtung (11) zum Ermitteln einer Teilaufbauvertikalbeschleunigung (zA,V) und eine Steuereinheit (12), die die Federwegbeschleunigung (Δz) und die Teilaufbauvertikalbeschleunigung (zA,V) addiert, um die Radvertikalbeschleunigung (zR) zu erhalten, und die Radvertikalbeschleunigung (zR) zur weiteren Verarbeitung an die Fahrzeugdynamikregelung (9) ausgibt. Dadurch kann auf eine teure Sensorik zur Erfassung der Radvertikalbeschleunigung verzichtet werden, wobei die Ergebnisse der erfindungsgemässen Ermittlung der Radvertikalbeschleunigung die tatsächlichen Vergleichsmessergebnisse sehr genau wiedergeben.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer Vertikalbeschleunigung eines Rades eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Vertikalbeschleunigung eines Rades eines Fahrzeugs zur Verwendung in einer Fahrzeugdynamikregelung oder -Überwachung, die insbesondere durch die sensorische Erfassung von nur wenigen Hilfsgrößen kostensparend betrieben werden können.
Viele moderne Fahrzeugregelsysteme bzw. Fahrzeugüberwachungssysteme, die die Fahrzeughorizontal- und/oder die Fahrzeugvertikaldynamik beeinflussen oder überwachen, benötigen unter anderem die dynamischen RadaufStandskräfte als Eingangsgrößen. Die RadaufStandskräfte sind diejenigen Kräfte, die auf die Räder über die Aufstandsfläche der Räder auf der Fahrbahn wirken. Die dynamischen Radaufstands- kräfte können im Fahrbetrieb jedoch nur mit erheblichen Aufwand ermittelt werden, weshalb zur Zeit in der Praxis Vereinfachungen getroffen werden. Dadurch verschlechtert sich jedoch die Regelgüte der Regelsysteme erheblich.
Es sind verschiedene Verfahren zur Ermittlung der dynamischen RadaufStandskräfte bekannt. Um die dynamischen RadaufStandskräfte im Fahrbetrieb zu bestimmen, scheiden direkte Meßverfahren mit Mehrkomponentenmeßnaben (siehe z. B. SAE 980262 "Evaluation of Different Designs of Wheel Force Transducers" ) aufgrund der hohen Kosten für diese Meßaufnehmer aus. Bei den indirekten Verfahren werden Hilfsgrößen gemessen, aus denen die dynamischen Radauf- standskräfte berechnet werden können. Für die Serientauglichkeit dieser Verfahren ist somit der Aufwand zur Erfassung der Hilfsgrößen entscheidend. Das Braunschweiger Verfahren, das Münchener Verfahren und das Reifeninnendruckverfahren benutzen den Fahrzeugreifen als Meßfeder, wobei die dynamische RadaufStandskraft über eine Kennlinie aus der vertikalen Reifeneinfederung bzw. der Reifenquerdehnung bzw. dem Reifeninnendruck berechnet wird (siehe z.B. Gersbach et al.: "Vergleich von Verfahren zur Messung von Radlastschwankungen", ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 80, 1978; Bode: "Vergleich verschiedener Verfahren zur fest- stellung der dynamischen Radlast", Deutsche Kraftfahrtforschung und Straßenverkehrstechnik, Nr. 131, VDI-Verlag, 1959). Die Messung dieser Größen und die notwendige Teleme- trie sind sehr aufwendig. Außerdem unterliegen die benötigten Reifenkennlinien großen Schwankungen. Das Hannoveraner Verfahren (Bode, a.a.O.) und das Darmstädter Verfahren (Svenson: "Untersuchungen über die dynamischen Kräfte zwischen Rad und Fahrbahn und ihre Auswirkungen auf die Beanspruchung der Straße", Deutsche Kraftfahrtforschung und Straßenverkehrstechnik, Nr. 130, VDI-Verlag, 1959) verwenden Dehnungsmeßstreifen, um über die Ausdehnung des Achskörpers bzw. des Felgenbetts auf die dynamische Radauf- standskraft zu schließen. Eine auf Dehnungsmeßstreifen basierende Messung ist aufgrund der hohen Kosten und der aufwendigen Kalibirierung ebenfalls nicht serientauglich.
Deutlich verbreiteter sind, aufgrund ihrer vergleichsweise einfach meßbaren Hilfsgrößen, das Aachener Verfahren (Kotitschke: "Die dynamischen Radlasten von Kraftfahrzeugen; ihre Messung und ihre Einflußfaktoren", Dissertation, RWTH Aachen, 1957) und das Schnittkräftever.fahren (Tiemann: "Untersuchungen zm Bremsverhalten von Pkw mit ABS auf unebener Fahrbahn unter besonderer Berücksichtigung des Ein- flusses des Schwingungsdämpfers, Fortschritt-Berichte VDI Reihe 12 Nr. 204, VDI-Verlag, 1994). Bei dem Aachener Verfahren berechnet sich die Radaufstandskraft Fz aus der anteiligen vertikalen Beschleunigung zAV , im folgenden mit Teilaufbauvertikalbeschleunigung bezeichnet, der anteiligen Masse des Fahrzeugaufbaus (Viertelfahrzeug) m/^v unc* der Radvertikalbeschleunigung zR der anteiligen Radmasse eines Rades .R2; (siehe Fig. 1):
Fz = mA,v • 2A,V + ™R2 ' ZR (!)
Das Schnittkräfteverfahren wertet den Federweg Dz einer Feder 2 und die Radvertikalbeschleunigung zR zur Bestimmung der dynamischen Radaufstandskraft Fz aus (siehe Fig. 1):
Fz = c Az • Δz + d Az • Δz + mRz • zR (2)
Beide Verfahren benötigen die Radvertikalbeschleunigung zH . Beschleunigungssensoren zur Messung dieser Größe sind jedoch aufgrund der am Rad auftretenden hohen Beschleunigungen und der extremen Umwelteinflüsse teuer.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Vertikalbeschleunigung eines Rades eines Fahrzeugs zur Verwendung in einer Fahrzeugdynamikregelung anzugeben, die einfach und kostengünstig zu realisieren sind.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Abhängige Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet. Erfindungsgemäß kann eine erste Ermittlungseinrichtung eine Federwegbeschleunigung einer durch den Aufbau des Fahrzeugs in vertikaler Richtung belasteten Feder, die zwischen dem Aufbau und dem Rad angebracht ist, ermitteln. Eine zweite Ermittlungseinrichtung kann eine Teilaufbauvertikalbeschleunigung ermitteln. Eine Steuereinheit kann weiterhin eine Vertikalbeschleunigung eines Rades
(Radvertikalbeschleunigung) ermitteln, indem sie die Federwegbeschleunigung von der ersten Ermittlungseinrichtung und die Teilaufbauvertikalbeschleunigung von der zweiten Ermittlungseinrichtung addiert. Die so ermittelte Radvertikalbeschleunigung kann dann z.B. zur Bestimmung der Radaufstandskraft verwendet werden. In der Erfindung kann somit auf eine teure Sensorik zur Erfassung der Radvertikalbeschleunigung verzichtet werden, wobei die Ergebnisse der erfindungsgemäßen Ermittlung der Radvertikalbeschleunigung die tatsächlichen Vergleichsmeßergebnisse sehr genau wiedergeben.
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein vereinfachtes Fahrwerkmodell,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 3 einen Vergleich von Ergebnissen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren (rekonstruiert) mit Vergleichsmessungen (gemessen).
In Fig. 1 ist ein vereinfachtes Fahrwerkmodell zur Verdeutlichung der in der Erfindung verwendeten Größen gezeigt. Das Modell besteht aus zwei an der Hinterachse HA befestig- ten Rädern 1 und zwei an der Vorderachse VA befestigten Rädern 1. Die Räder 1 können dabei jeweils über eine Parallelschaltung aus einer Feder 2 und einem Dämpfungsglied 6 mit der jeweiligen Achse verbunden sein.,
Weiterhin ist ein Schwerpunkt SP der Masse des Fahrzeugaufbaus m^ vorhanden. Der Aufbau kann aus sämtlichen Fahrzeugbestandteilen ohne Räder 1, Anteile der Federn 2, Anteile der Dämpfungsglieder 6 und andere Achsaufhängungsteile bestehen. Die Längsrichtung x^ kann durch die Wankachse 4, und die Querrichtung y^ durch die Nickachse 3 des Aufbaus vorgegeben sein. Die Nickachse 3 kann eine nicht gezeigte Verschiebung in Längsrichtung ISN und/oder in vertikaler Richtung hgN gegenüber dem Schwerpunkt SP aufweisen. Die Wankachse kann eine nicht gezeigte Verschiebung in Querrichtung ls und/oder in vertikaler Richtung hgw gegenüber dem Schwerpunkt SP aufweisen.
Der Abstand von der Vorderachse VA zur Nickachse 3 ist in Fig. 1 mit lv bezeichnet, der Abstand der Hinterachse HA zur Nickachse 3 mit lft. Der Abstand des jeweiligen Radaufhängungspunktes am Aufbau 7 zur Wankachse 4 ist jeweils mit svl' svr, snι bzw. snr bezeichnet, wobei in diesem Dokument der Index vl für vorne links, der Index vr für vorne rechts, der Index hl für hinten links und der Index hr für hinten rechts in Bezug auf das Fahrzeug steht. Eine Drehung des Aufbaus um die Nickachse 3, d.h. der Nickwinkel ist mit φA , eine Drehung des Aufbaus um die Wankachse 4, d.h. der Wankwinkel ist mit χA bezeichnet.
Die Masse eines Rades ιriRZ ist im jeweiligen Element 8 zusammengefaßt. Die unterhalb des jeweiligen Elementes 8 angedeuteten Feder- und Dämpfungsglieder symbolisieren die jeweiligen Feder- und Dämpfungseigenschaften der Räder, die aber bei der Erfindung unberücksichtigt bleiben können. Die Größe ZA hr bezeichnet die anteilige Vertikalbeschleuni- gungskomponente des Aufbaus z& y am Hinterrad. Entsprechendes gilt für die zur Vereinfachung nicht dargestellen Komponenten für die übrigen Räder ZA,hlr zA,vr unc ZAfV]_.
Erfindungsgemäß wird die Federwegbeschleunigung Δz der durch den Aufbau in vertikaler Richtung belasteten Feder 2 ermittelt. Dieses kann für jedes Rad gesondert geschehen. Außerdem wird eine auf den Aufbau wirkende Teilaufbauvertikalbeschleunigung zAjV ermittelt, die an dem Radaufhängungspunkt 7 wirken kann. Auch dieses kann für jedes Rad gesondert geschehen. Danach werden für jedes Rad die Federwegbeschleunigung Δz und die Teilaufbauvertikalbeschleunigung zA V zu einer entsprechenden Radvertikalbeschleunigung zR addiert:
zR = Δz + zA/V (3)
Die Federwegbeschleunigung Δz kann z.B. durch zweimaliges Ableiten des entsprechenden Federweges Δz, der z.B. wiederum durch Messung ermittelt werden kann, ermittelt werden. Die Teilaufbauvertikalbeschleunigung zA/V kann z.B. in Abhängigkeit von der Aufbauvertikalbeschleunigung zA im Schwerpunkt SP und/oder der Nickwinkelbeschleunigung φA und/oder der Wankwinkelbeschleunigung χA , insbesondere durch die folgende Gleichung ermittelt werden: zA, vl = ≥A ~ (Xv + XSN ) ' A + svl • X
ZA,VΓ = zA - (lv + 1SN) • φA - svr • χA
(4) 2 A,hi = zA + (lh - 1SN) • φA + shl • χA ZA,hr = zA + (lv - 1SN) • φA - shr • χA
Die Aufbauvertikalbeschleunigung zA im Schwerpunkt SP kann z.B. in Abhängigkeit von den Federwegen Δzvl , Δzvr , Δzhl , Δzhr für die jeweiligen Räder 1 und/oder den entsprechenden Federweggeschwindigkeiten Δzvl , Δzvr , Δzhl , Δzhr , insbesondere nach der folgenden Gleichung ermittelt werden:
zA - • (c Az,vl " Δzvl + dAZ Vl • Δzvl + cAZfVr • Δzvr mA
+ d Az,vr • Δzvr + cAZhl • Δzhl + dAz,hl • Δzhl (5)
+ cAz,hr • Δzhr + dAz,hr • Δzhr ) - g
Dabei stellen g die Erdbeschleunigungskomponente, C ,V1/ cA,vr cA,hl' cA,hr die jeweiligen Federkonstanten der Federn 2 und dA,vl# dA Vr/ d A,hl^ <*A,hl die jeweiligen Dämpfungskonstanten der Dämpfungsglieder 6 dar. Die Gleichung (5) gilt insbesondere für nicht geneigte Fahrbahnen. Für den Fall geneigter Fahrbahnen kann Gleichung (5) z.B. auf bekannte Weise mit den entsprechenden Winkelanteilen angepaßt werden.
Die Nickwinkelbeschleunigung φA kann z.B. in Abhängigkeit von den Federwegen Δzvl , Δzvr , Δzhl , Δzhr und/oder den entsprechenden Federweggeschwindigkeiten Δzvl , Δzvr , Δzhl , Δzhr und/oder der Aufbaulängsbeschleunigung xA , insbesondere nach der folgenden Gleichung ermittelt werden: < (cAz,hl " Δzhl + dAZ;hl • Δzhl + cAZ/ hr ■ Δzhr + dAz>hr • Δzhr)
• dn - ISN) <6) ~(c Az,vl " Δzvl + dAZ/Vl • Δzvl + cAz?vr • Δzvr + dÄZ Vr • Δzvr)
• dv + ISN)
+xAmA • (hSP - hNA) + mAglSN)
mit dem Massenträgheitsmoment um die Nickachse θy . Die Wankwinkelbeschleunigung χA kann z.B. in Abhängigkeit von den Federwegen Δzvl , Δzvr , Δzhl , Δzhr und/oder den entsprechenden Federweggeschwindigkeiten Δzvl , Δzvr , Δznl , Δznr und/oder der Aufbauquerbeschleunigung yA , insbesondere nach der folgenden Gleichung ermittelt werden:
*A -Δzvl+dAzvl-Δzvl)-svl
+ (CAz.ι,ι-Δzl+dAz,hl-Δzhl)-shl
-(cAz,vr-Δzvr+dAzvr-Δzvr)-svr (7)
-(cAz,hr-Δzhr+dAzhr-Δzhr)-shr
-ΫAmA •(hSp-hWA)-mAg1SW
mit dem Massenträgheitsmoment um die Wankachse θx . Die Gleichung (6) und/oder die Gleichung (7) gelten insbesondere für nicht geneigte Fahrbahnen. Für den Fall geneigter Fahrbahnen können sie ebenfalls auf bekannte Weise mit den entsprechenden Winkelanteilen angepaßt werden.
In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, die eine oder mehrere Radvertikalbeschleunigungen zR Vl , zR;Vr , zRhl , zRhr ermittelt und an eine Fahrzeugdynamikregelung oder -Überwachung 9 ausgibt. Eine erste Sensorik 13 ermittelt einen oder mehrere Federwege Δzvl , Δzvr , Δzhl , Δzhr auf bekannte Weise über z.B. Federwegsensoren und gibt diese an eine Differenziereinrichtung 14 weiter. Die Differenziereinrichtung 14 ermittelt daraus eine oder mehrere entsprechende Federweggeschwindigkeiten Δzvl , Δzvr , Δzhl , Δzhr , die sie an die erste Ermittlungseinrichtung 10 weiterleitet. Die erste Ermittlungseinrichtung 10, die ebenfalls eine Differenziereinrichtung sein kann, ermittelt daraus eine oder mehrere Federwegbeschleunigungen Δzvl , Δzvr , Δzhl , Δzhr zur Weiterleitung an die Steuereinheit 12.
Eine zweite Sensorik 20 ermittelt die Aufbaulängsbeschleunigung xA und gibt diese an eine dritte Ermittlungseinrichtung 15 weiter. Die Aufbaulängsbeschleunigung xA muß nicht direkt gemessen werden, sondern läßt sich auch aus anderen Fahrzeuggrößen, z. B. aus der Gesamtbremskraft, berechnen. Die dritte Ermittlungseinrichtung 15 erhält als weitere Eingangssignale die Federwege Δzvl , Δzvr , Δznl , Δzhr von der ersten Sensorik 13 und die Federweggeschwindigkeiten Δzvl , Δzvr , Δέh! , Δzhr von der Differenziereinrichtung 14 und ermittelt daraus die Nickwinkelbeschleunigung φA , die sie an eine zweite Ermittlungseinrichtung 11 weitergibt.
Eine dritte Sensorik 21 ermittelt die Aufbauquerbeschleunigung yA und gibt diese an eine vierte Ermittlungseinrichtung 16 weiter. Die Aufbauquerbeschleunigung yA muß nicht direkt gemessen werden, sondern läßt sich auch aus anderen Fahrzeuggrößen berechnen. Die vierte Ermittlungseinrichtung 16 erhält als weitere Eingangssignale die Federwege Δzvl , Δzvr , Δzhl , Δzhr von der ersten Sensorik 13 und die Feder- Weggeschwindigkeiten Δzvl , Δzvr , Δzhl , Δzhr von der Differenziereinrichtung 14 und ermittelt daraus die Wankwinkelbeschleunigung χA , die sie an die zweite Ermittlungseinrichtung 11 weitergibt.
Die zweite Sensorik 20 und/oder die dritte Sensorik 21 können z.B. bekannte Beschleunigungssensoren enthalten. Die dritte und/oder vierte Ermittlungseinrichtung 15, 16 können ebenfalls geeignete bekannte Beschleunigungssensoren enthalten, können aber z.B. auch durch Differenzieren des jeweiligen Drehwinkels und/oder der jeweiligen Winkelgeschwindigkeit die jeweilige Winkelbeschleunigung ermitteln. Die weiteren Parameter, die für die Ermittlung der Winkel- beschleunigungen benötigt werden, erhalten die dritte und vierte Ermittlungseinrichtung 15, 16 von der Steuereinheit 12, die Speicherelemente 19 zum Speichern von z.B. zur Ausführung notwendigen Parametern wie z.B. die Erdbeschleunigung g, die Massen πiA/ Π\R, die Abstände lsN' ^SW etc. enthält.
Eine fünfte Ermittlungseinrichtung 17 erhält als Eingangsgrößen die Federwege Δzvl , Δzvr , Δzhl , Δzhr von der ersten Sensorik 13 und die Federweggeschwindigkeiten Δzvl , Δzvr , Δzhl , Δzhr von der Differenziereinrichtung 14 sowie weitere benötigte Parameter von der Steuereinheit 12 und ermittelt daraus die Aufbauvertikalbeschleuigung zA , die sie an die zweite Ermittlungseinrichtung ausgibt 11. Die fünfte Ermittlungseinrichtung 17 kann auch einen Beschleunigungssensor zur Erfassung der Aufbauvertikalbeschleuigung zA enthalten, wobei sie dann z.B. auf die genannten Eingangsgrößen verzichten könnte. Die zweite Ermittlungseinrichtung ermittelt aus ihren Eingangsgrößen und weiteren benötigten Parametern, die sie von der Steuereinheit 12 erhält, eine oder mehrere Teilaufbauvertikalbeschleunigungen zA?vl , z A,vr' zAhl , zA ι hr , die sie an die Steuereinheit 12 weiterleitet.
Die Steuereinheit 12 enthält einen Addierer 18, der die jeweiligen Teilaufbauvertikalbeschleunigungen zA^vl , zA/Vr, zA nl , zAhr von der zweiten Ermittlungseinrichtung mit den jeweiligen Federbeschleunigungen Δzvl , Δzvr , Δzhl , Δzhr für jedes Rad getrennt gemäß Gleichung (3) addiert und somit die jeweiligen Radvertikalbeschleunigungen zR;Vl , zR,vr, zR/hl , zR hr zur Ausgabe an die Fahrdynamikregelung 9 bestimmt.
Die in Fig. 2 gezeigten dicken Verbindungslinien deuten an, daß hierüber mehrere Größen übertragen werden können. Dieses kann z.B. in parallelen Leitungen oder auch in einer Leitung seriell geschehen. Die übrigen dünn gezeichneten Verbindungslinien deuten an, daß hier z.B. nur eine Größe übertragen wird. Dieses kann in anderen Ausführungsformen aber auch anders gestaltet sein. Es können zwischen den einzelnen Einrichtungen oder Sensoriken weitere Verbindungen vorgesehen sein, insbesondere Verbindungen zur Steuereinheit, die z.B. den Betrieb aller Einrichtun- gen/Sensoriken steuern kann. Die Steuereinheit und/oder die übrigen Einrichtungen/Sensoriken können z.B. auch über einen Daten- und/oder Steuerbus miteinander komunizieren. Außerdem ist es denkbar, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Fahrzeugdynamikregelung und/oder -Überwachung 9 integriert ist.
Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform hat den Vorteil, daß nur die Federwege Δzvl , Δzvr , Δzhl , Δzhr und die Aufbau- längs- xA sowie -querbeschleunigung yA sensorisch erfaßt bzw. gemessen werden müssen und die übrigen Größen daraus abgeleitet werden können. Die wenigen zu erfassenden Größen sind auf einfache Weise mit teilweise oder vollständig bereits vorhanden Sensoren genau zu erfassen, wodurch Kosten eingespart werden können. Die Federwege Δzvl , Δzvr , Δzhl , Δzhr werden in modernen Fahrzeugen z.B. zur Leuchtweitenregulierung, Beladungszustandserkennung oder Fahrwerkregelung bereits serienmäßig erfaßt. Der Einsatz von Beschleunigungssensoren im Schwerpunkt SP ist wesentlich kostengünstiger als der von Radbeschleunigungssensoren. Sie benötigen einen kleinen Meßbereich, und ihr Einbau erfolgt z.B. im Fahrzeuginnenraum. In Fahrzeugen, die mit einem Elektronischen Stabilitätsprogramm (ESP) ausgerüstet sind, ist ein Aufbauquerbeschleunigungssensor sogar bereits vorhanden.
Die Aufbaulängsbeschleunigung xA kann auch durch einmaliges Differenzieren der aus den Raddrehzahlen ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit oder auch direkt aus den Raddrehzahlen oder auch aus den Bremskräften ermittelt werden. Dadurch kann ein weiterer Sensor eingespart werden.
Zur Einsparung der Sensoren zur Erfassung der Aufbaulängs- xA und -querbeschleunigung yA kann man sich z.B. die Auslegung der vertikaldynamischen Eigenschaften von Fahrzeugradaufhängungen zu Nutze machen. Bei der Auslegung der Federn und Dämpfungsglieder werden diese so gewählt, daß die Aufbaueigenfrequenz bei einer niedrigen Frequenz, z.B. 1 bis 2 Hz liegt. Die Eigenfrequenz des Radmasse/Reifen- Systems liegt dagegen in Abhängigkeit von der Radmasse, dem Reifentyp, dem Reifeninnendruck etc. bei einer höheren Frequenz, z.B. bei 10 bis 15 Hz. Durch Hochpaßfilterung des Federweges Δz bzw. der Federwegbeschleunigung Δz mit einer Filtereckfrequenz, die oberhalb der Aufbaueigenfrequenz und unterhalb der Eigenfrequenz des Radmasse/Reifen-Systems, z.B. bei 4 bis 8 Hz liegen kann, läßt sich somit z.B. die unbekannte Radvertikalbeschleunigung zR aus der Federwegbeschleunigung Δz nach folgender Gleichung herausfiltern:
Statt der Hochpaßfilterung kann auch eine Bandpaßfilterung verwendet werden, wobei die untere Eckfrequenz der oben genannten Filtereckfrequenz entspricht und die obere Eckfrequenz oberhalb der Eigenfrequenz des Radmasse/Reifen- Systems, z. B. bei 18 Hz, liegen kann.
Eine weitere Anwendung der Erfindung besteht darin, daß bei Vorhandensein eines Beschleunigungssensors zur Erfassung der Aufbauvertikalbeschleunigung zA die Dämpfungskonstanten dA vl' dA vr< dA hl/ d hl anhand von Gleichung (5) mit bekannten Schätzverfahren wie z.B. einem Verfahren der "Kleinsten Quadrate" (LS) geschätzt werden können. Dabei kann die Schätzgleichung vereinfacht werden, wenn man davon ausgeht, daß sich die Federkonstanten CA,V1' c A,vr/ c A,hl' c A,hr i-m Gegensatz zu den Dämpfungskonstanten d ,vl' dA,vr> dA,hl/ dA,hl über das Fahrzeugleben nicht ändern. Die Auf- baumasse IΠA kann z.B. nach dem Schließen der Türen aus der statischen Einfederung an den vier Radaufhängungen ermittelt werden.
Zur Verdeutlichung der Genauigkeit der Erfindung zeigt Fig. 3 einen Vergleich von Ergebnissen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren (rekonstruiert) mit Vergleichsmessungen (gemessen) für die über die Feder- und Dämpferkennlinie aus dem Federweg ermittelte Feder-Dämpferkraft FRZVl (a), die
Teilaufbauvertikalbeschleunigung zA^vl (b), die Radverti- kalbeschleunigung zR vl (c) und die dynamische Radaufstandskraft Fzvl (d) jeweils für das linke Vorderrad. Zur Ermittlung der Radaufstandskraft Fz vl wurde das Schnittkräfteverfahren gemäß Gleichung 2 angewendet. Aufgrund der guten Übereinstimmung der Zwischengrößen konnte z.B auch die dynamische Radaufstandskraft Fz vl mit hoher Genauigkeit ermittelt werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung einer Vertikalbeschleunigung
( zR ) eines Rades (1) eines Fahrzeugs zur Verwendung in einer Fahrzeugdynamikregelung oder -Überwachung (9) gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- Ermitteln einer Federwegbeschleunigung ( Δz ) einer durch den Aufbau des Fahrzeugs in vertikaler Richtung belasteten Feder (2), die zwischen dem Aufbau und dem Rad (1) angebracht ist,
- Ermitteln einer auf den Aufbau wirkenden Teilaufbauvertikalbeschleunigung ( zA v ) , und
- Addieren der Federwegbeschleunigung ( Δz ) und der Teilaufbauvertikalbeschleunigung (zAV), um die Vertikalbeschleunigung ( zR ) zu erhalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Aufbauvertikalbeschleunigung im Schwerpunkt ( zA ) ermittelt wird und die Teilaufbauvertikalbeschleunigung (zAV)in Abhängigkeit von der Aufbauvertikalbeschleunigung im Schwerpunkt ( zA ) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Nickwinkelbeschleunigung φA ermittelt wird und die Teilaufbauvertikalbeschleunigung (zA^v)in Abhängigkeit von der Nickwinkelbeschleunigung φA ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine Wankwinkelbeschleunigung χA ermittelt wird und die Teilaufbauvertikalbeschleunigung ( zA v ) in Abhän- gigkeit von der Wankwinkelbeschleunigung χA ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Federwege aller Räder des Fahrzeugs
(Δzvl, Δzvr, Δznl, Δznr) und/oder die entsprechenden Federweggeschwindigkeiten (Δzvl, Δzvr, Δznι, Δzhr) ermittelt werden und beim dem die Aufbauvertikalbeschleunigung im Schwerpunkt zA und/oder die Nickwinkelbeschleunigung φA und/oder die Wankwinkelbeschleunigung χA in Abhängigkeit von den Federwegen der Räder
(Δzvl, Δzvr, Δzhl, Δznr) und/oder den entsprechenden Federweggeschwindigkeiten (Δzvl, Δzvr, Δznl, Δzhr) ermittelt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem die Aufbaulängsbeschleunigung im Schwerpunkt xA des Fahrzeugs ermittelt wird und die Nickwinkelbeschleunigung φA in Abhängigkeit von der Aufbaulängsbeschleunigung im Schwerpunkt xA ermittelt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem die Aufbauquerbeschleunigung im Schwerpunkt yA des Fahrzeugs ermittelt wird und die Wankwinkelbeschleunigung χA in Abhängigkeit von der Aufbauquerbeschleunigung im Schwerpunkt yA ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Vertikalbeschleunigung des linken Vorderrades (zRVl), des rechten Vorderrades ( zR vr ) , des linken Hinterrades ( z hl ) und des rechten Hinterrades ( zR nr ) jeweils nach der Gleichung
ZR, 1 = Δzvi + ZA - (lv + !SN) • ΦA + Ξvi • XA zR,vr = Δz vr + zA - (lv + 1SN) • φA - svr • χA R,Π1 = ΔZhi + zA + (l - ISN) ' ΦA + shi • XA έR,hr = Δzhr + zA + (lh - 1SN) • ΦA ~ shr • XA
Zn = (c Az,vl ' Δzvι + dAZjVι • Δzvl + cÄZ;Vr Δz m. vr
+ dAZ(Vr • Δzvr + chZ/hl ■ Δznl + dAZ; hl Δz hl
+ c Az,hr ' Δzhr + dAZ(hr • Δznr) - g
5;
( <cAz,hl ' Δzhl + dAZ;hl ■ Δzhl + cAZ/hr • Δzhr + dAZjhr • Δzhr)
• dh - ISN)
~(cAz,vl " Δzvl + dAZ Vl • Δzvl + cAZ Vr • Δzvr + dAZ;Vr • Δzvr)
• v + ISN)
+ xAmA • (hSP - hNA) + mAglSN)
Xv = ~ "^C M ' ΔZ.I + d A, vr Δzvl ) • svl
+ (c Λ/ hi -ΔZhi +d X/hl -Δzhl)-shl -(c / v, -Δz v, +d Wvr -Δzvl)-svr
~ 'C Az.hr "Δ hl +Q Az.hr ' ΔZhr ) ' Shr
-yAmA -(hS -hWA)-mAg1sw - I S
ermittelt wird, wobei IΪIA die Aufbaumasse des Fahrzeugs, g die Erdbeschleunigung,
Δzvl , Δzvr , Δzhl , Δzhr die jeweiligen Federwegbeschleunigungen vorne links, vorne rechts, hinten links und hinten rechts, xA die Aufbaulängsbeschleunigung im Schwerpunkt (SP), yA die Aufbauquerbeschleunigung im Schwerpunkt (SP), zA die Aufbauvertikalbeschleunigung im Schwerpunkt (SP), lvj_, l r/ 1hl/ Ihr die jeweiligen Abstände in Längsrichtung vom Rad (1) zum Schwerpunkt (SP), ISN der Abstand vom Schwerpunkt (SP) zur Nickachse (3), ls der Abstand vom Schwerpunkt (SP) zur Wankachse (4), φs die Nickwinkelbeschleunigung, χs die Wankwinkelbeschleunigung, svl/ svr/ shl/ shr die jeweiligen Abstände in Querrichtung vom Rad (1) zum Schwerpunkt (SP), hsP/ h A/ ^WA die jeweiligen Abstände in vertikaler Richtung vom Schwerpunkt (SP), von der Nickachse (3) und von der Wankachse (4) zur Fahrbahn (5), cA,vl/ cA,vr/ CA,hl/ cA,hr die jeweiligen Federkonstanten der Federn (2), dA,vl/ dA/Vr/ dA hl/ dA,hr die jeweiligen Dämpfungskonstanten von jeweils einem parallel zur Feder (2) angeordneten Dämpfungsglied (6), und θx, θy die jeweiligen Massenträgheitsmomente des Aufbaus um die Längs- bzw. Querachse sind.
Verfahren zur Ermittlung einer Vertikalbeschleunigung ( zR ) eines Rades (1) eines Fahrzeugs zur Verwendung in einer Fahrzeugdynamikregelung oder -Überwachung
(9) gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- Ermitteln einer Federwegbeschleunigung ( Δz ) einer durch den Aufbau des Fahrzeugs in Vertikaler Richtung belasteten Feder (2), die zwischen dem Aufbau und dem Rad (1) angebracht ist,
- Filtern der Federwegbeschleunigung( Δz ) mit einem Hochpaßfilter, dessen Filtereckfrequenz oberhalb der Aufbaueigenfrequenz und unterhalb der Eigenfrequenz des Radmasse/Reifensystems liegt.
10. Vorrichtung zur Ermittlung einer Vertikalbeschleunigung ( zR ) eines Rades (1) eines Fahrzeugs zur Verwendung in einer Fahrzeugdynamikregelung (9), gekennzeichnet durch eine erste Ermittlungseinrichtung (10) zum Ermitteln einer Federwegbeschleunigung ( Δz ) einer durch den Aufbau des Fahrzeugs in vertikaler Richtung belasteten Feder (2), die zwischen dem Aufbau und dem Rad (1) angebracht ist, eine zweite Ermittlungseinrichtung (11) zum Ermitteln einer Teilaufbauvertikalbeschleunigung (zA V), und eine Steuereinheit (12), die die Federwegbeschleunigung ( Δz ) und die Teilaufbauvertikalbeschleunigung (zAV) addiert, um die Vertikalbeschleunigung ( zR ) zu erhalten, und die Vertikalbeschleunigung ( zR ) zur weiteren Verarbeitung an die Fahrzeugdynamikregelung und/oder -Überwachung (9) ausgibt.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10163356B4 (de) * 2001-12-21 2012-02-02 Hella Kgaa Hueck & Co. Verfahren und Einrichtung zur automatischen Ansteuerung einer Beleuchtungseinrichtung eines Fahrzeuges
DE102004045890A1 (de) * 2004-09-22 2006-03-23 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen des Ruhewerts eines einfachen Beschleunigungssensors zum Messen einer Beschleunigung eines Fahrzeugs in Richtung seiner Hochachse
DE102005014569A1 (de) * 2005-03-31 2006-10-05 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Bestimmung der Masse eines Fahrzeugs
DE102008002484A1 (de) * 2008-06-17 2009-12-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Prüfen eines Schwingungsdämpfers eines Kraftfahrzeugs im eingebauten Zustand sowie Schwingungsdämpfer-Prüfsystem für ein Kraftfahrzeug
US8326487B2 (en) * 2008-11-21 2012-12-04 GM Global Technology Operations LLC Estimation of wheel normal force and vehicle vertical acceleration
JP6607229B2 (ja) * 2017-05-11 2019-11-20 トヨタ自動車株式会社 車両姿勢制御装置
IT202200024327A1 (it) * 2022-11-25 2024-05-25 E Shock S R L Metodo di stima delle accelerazioni di corner di un veicolo sulla base di segnali forniti da una imu
DE102023101751B3 (de) * 2023-01-25 2024-05-16 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und System zum Regeln eines Fahrwerks eines Fahrzeugs

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3518382C1 (de) * 1985-05-22 1986-12-04 Boge Gmbh, 5208 Eitorf Vorrichtung zur Messung der Beschleunigung von Fahrzeugteilen
DE4133666C2 (de) * 1991-10-11 2001-07-05 Bosch Gmbh Robert System zur Erzeugung von Signalen zur Steuerung oder Regelung eines in seinen Bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren Fahrwerkes
US5696677A (en) * 1995-03-27 1997-12-09 General Motors Corporation Vehicle chassis control
JPH0920120A (ja) * 1995-07-04 1997-01-21 Unisia Jecs Corp 車両懸架装置
JP3098425B2 (ja) * 1996-05-22 2000-10-16 株式会社豊田中央研究所 車両のばね上ばね下相対速度算出装置
DE19811350C2 (de) * 1997-03-19 2001-08-30 Honda Motor Co Ltd Reifen-Kontaktlast-Steuersystem

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0047457A1 *

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DE19940490A1 (de) 2000-08-17

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