EP1858717A1 - Radaufhängung für ein fahrzeug - Google Patents

Radaufhängung für ein fahrzeug

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Publication number
EP1858717A1
EP1858717A1 EP06722607A EP06722607A EP1858717A1 EP 1858717 A1 EP1858717 A1 EP 1858717A1 EP 06722607 A EP06722607 A EP 06722607A EP 06722607 A EP06722607 A EP 06722607A EP 1858717 A1 EP1858717 A1 EP 1858717A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wheel
angle
determined
suspension according
wheel suspension
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06722607A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Metin Ersoy
Andreas GÄRTNER
Thomas Rosemeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP1858717A1 publication Critical patent/EP1858717A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60G2800/94—Electronic Stability Program (ESP, i.e. ABS+ASC+EMS)

Definitions

  • the invention relates to a suspension for a vehicle, comprising a carrier element, a spaced apart from the carrier element wheel carrier and a rotatably mounted on the wheel carrier wheel, wherein the wheel carrier is connected to the carrier element via a first guide means and a first pivotable connection means and the wheel carrier with the Carrier element is connected via a second guide means and a second pivotable connecting means.
  • Such suspensions are known from the prior art.
  • the operating point of the wheel or of the tire is determined model-supported in modern vehicle dynamics control systems with the aid of measured variables, so that the degree of utilization of the wheel or tire force potential can be approximately determined for a given slip.
  • the wheel load or the exact wheel or tire position relative to the vehicle body which is defined in particular by the variables camber and lane, but not or only inaccurately flows into the calculation, so that there are disadvantages in terms of accuracy and validity, which improves performance the vehicle dynamics control systems can not be fully utilized.
  • the object of the invention is to further develop a suspension of the type mentioned above that the degree of utilization of the wheel or tire force potential can be determined with higher accuracy.
  • the suspension of the invention for a vehicle comprises a support member, a spaced apart from the carrier element wheel carrier and a wheel rotatably mounted on the wheel, wherein the wheel carrier is connected to the carrier element via a first guide means and a first pivotable connecting means and wherein the wheel carrier further with the Carrier element is connected via a second guide means and a second pivotable connecting means.
  • a first Winkehnessvorraum is integrated in the first pivotable connecting means and integrated into the second pivotable connecting means, a second angle measuring device.
  • the wheel suspension it is possible, for example, to determine the camber angle, the toe angle and / or the wheel load acting on the wheel from measured values which are recorded in the wheel suspension itself, ie in relative or immediate proximity to the wheel. If the geometry of the suspension is known and possibly its dynamic behavior, it can be determined with two angular measurements at different locations of the suspension of the camber angle, the toe angle and the wheel load acting on the wheel with greater accuracy than before, preferably directly in the suspension. In this case, the angle measurement with the first angularity device describes the pivoting and / or rotation of the first guide means relative to the wheel carrier or the carrier element.
  • the angle measurement with the second Winkeknessvoriques describes the pivoting and / or rotation of the second guide means relative to the wheel carrier or the carrier element. Since the camber angle, the toe angle and / or the wheel load co-determine the degree of utilization of the wheel or tire force potential, this can also be determined with higher accuracy. Furthermore, the wheel carrier may also be connected to the carrier element via additional guide means and pivotable connection means.
  • the first pivotable connection means is preferably designed as a ball joint, via which z. B. the first guide means is pivotally and rotatably connected to the wheel carrier.
  • the first guide means may be connected to the carrier element on the carrier element side via an elastomer bearing or a spherical joint.
  • a spherical joint is to be understood in particular an elastomer or Gummigelenk, which is movable in the same spatial directions, such as a ball joint.
  • the joint may have an inner part and an outer part, wherein the inner part is arranged with the interposition of an elastomeric body in the outer part.
  • a ball joint is also suitable as a spherical joint. However, then occurring on the wheel shocks can be passed almost undamped to the support element and thus to the vehicle body of the vehicle.
  • the second pivotable connecting means is preferably also formed as a ball joint, via which z. B. the second guide means is pivotally and rotatably connected to the wheel carrier.
  • the second guide means may be connected to the carrier element on the carrier element side via an elastomer bearing or a spherical joint.
  • the Winkehnessvoriquesen can each measure at least one gimbal angle, but in particular two gimbal angle and / or a rotation or preferably at least one rotational angle.
  • the first guide means may be a guide link, but preferably the first guide means is a transverse link or a transverse link.
  • the second guide means can be formed as a tie rod or also as a wishbone. If the second guide means is a transverse link, this preferably forms an upper transverse link, whereas the first guide means can be designed as a lower transverse link or as a lower transverse link.
  • the angle measurement with the angle measuring devices is preferably based on a magnetic measuring principle, since this has proven to be extremely insensitive to interference in the field of motor vehicles. Each angle measuring device therefore has, in particular, at least one magnet and at least one magnetic field-sensitive sensor, that is to say, for example, a magnetoresistive sensor or a sensor operating on the Hall principle.
  • the magnet is preferably located in the joint ball, whereas the magnetic field-sensitive sensor can be arranged in the ball joint housing receiving the joint ball or vice versa.
  • the first pivotable connecting means and the second pivotable connecting means are preferably at a distance from each other.
  • the two angle measuring devices are in particular electrically connected to an evaluation unit, from which preferably the toe angle, camber angle and / or wheel load currently acting on the wheel or an approximation value thereof can be determined on the basis of or including the measured values provided by the angle measuring devices.
  • the first guide means may also be connected via one or more force elements, such as a spring and / or a damper with the carrier element, wherein the spring rate of the spring and the damper rate of the damper for determining the wheel load or the approximate value thereof can be used.
  • the spring and the damper are combined to form a spring-damper unit.
  • a spring-damper unit is not absolutely necessary, since for the determination of the wheel load or the approximate value of the same in computational terms only a relationship between a Einfederlage or compression speed and a force elements characteristic is produced.
  • the wheel is preferably with a background, such.
  • the wheel load in particular perpendicular to the ground or parallel to the vehicle vertical axis and at least partially by a force a) is formed, which acts on the wheel of the carrier element or of the vehicle body.
  • the wheel load regularly has two additional force components b) and c), of which a first additional force component b) is determined by the weight of the wheel itself.
  • the force component b) can be added to the force a) and does not change regularly.
  • the force component b) can not be determined by means of the two Winkehnessvoriquesen and is determined separately.
  • the second additional force component c) is determined by the mass inertia of the wheel with appropriate movement or acceleration.
  • the wheel load can thus be approximated or determined by the force component a) alone or additionally by one or both of the force components b) and c).
  • the wheel load is the current force that acts between the tire and the road in a vertical direction or in the direction of the vehicle's vertical axis.
  • the force component a) can be determined by means of the Winkehnessvoriquesen, wherein the force component b) is added as an offset.
  • an acceleration sensor may additionally be installed, so that the dynamic force component c) can be determined and taken into account in the determination of the wheel load.
  • the wheel forms a first wheel of a wheel axle with two wheels and if a stabilizer, in particular a transverse stabilizer, is provided on the axle, the deflection difference between the two wheels can also be incorporated into a further force component d) in order to determine the wheel-specific wheel load.
  • the invention further relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, with a vehicle body and at least one wheel suspension according to the invention, wherein the carrier element is a part of the vehicle body.
  • the suspension can be developed according to all the aforementioned embodiments.
  • the carrier elements of the respective wheel suspensions may be firmly connected or merge.
  • the invention further relates to the use of a wheel suspension according to the invention or a method using the same, wherein a first measured value is determined by means of the first angle-determining device, a second measured value is determined by the second angle-measuring device and based on or including these two measured values the toe angle and the camber angle of the wheel can be determined.
  • the suspension can be developed according to all the aforementioned embodiments.
  • the wheel load acting on the wheel or an approximation value thereof and / or the side force acting on the wheel can also be determined on the basis of or incorporating the two measured values, but this can also be detected by a separate sensor.
  • the lateral acceleration and the speed of the wheel or of the vehicle can be measured or determined from measurements, for which purpose further sensors can be arranged in the wheel suspension or in the vehicle. Based on or including the toe angle, camber angle, lateral acceleration, and speed then, e.g. the slip angle of the wheel can be determined.
  • a driving dynamics Einspurmodell has proven to be suitable, which, for. can be implemented with a digital computer.
  • the electronic or logical unit in which the slip angle can be determined is hereinafter referred to as the estimator unit. If several wheels are connected to the vehicle body via wheel suspensions according to the invention, then the slip angles for each wheel can be determined individually.
  • a digital computer may be provided, which has a memory in which for the wheel or for several wheels, but preferably for all wheels, each wheel eg at least one tire characteristic map or several tire maps for different friction coefficients can be stored as data can.
  • the electronic or logical unit in which the tire or the characteristic maps are stored and can be evaluated hereinafter referred to as tire Kennfeldisme.
  • the tire characteristic unit can, for example, determine the current operating point of the wheel or tire in the tire characteristic map, from which the current degree of utilization of the wheel or tire force potential can be derived. Possible concrete results of this degree of utilization are then, for example, the above-mentioned remaining power reserve of the wheel and / or the current coefficient of friction between the road surface and the wheel.
  • the estimator unit and / or the tire identifier unit are preferably designed as arithmetic unit (for example as digital or analog computer) and can be integrated in or formed by the evaluation device. If the evaluation device has a digital computer, this can e.g. assume the functions and tasks of the estimator unit and / or the tire unit.
  • a tire characteristic map can be understood as meaning the dependence of the lateral force on the slip angle at different wheel loads.
  • a tire map is shown, e.g. as an arrangement of graphic curves in a coordinate system, wherein a single one of the curves results from the fact that at constant wheel load for a wheel or a tire, the slip angle on the abscissa and the associated side force on the ordinate or vice versa are applied.
  • different curves can be determined, resulting in the above-mentioned arrangement of curves or the map results, which can also be stored in the form of data in the memory of the tire Kennfeldtechnik.
  • such a map is preferably determined for a constant coefficient of friction, so that for different coefficients of friction and different maps can be obtained and stored in the memory.
  • the relative position of the wheel carrier to the support element or the vehicle body especially the sizes track and camber and approximately additionally determines the wheel load.
  • the field line direction of a calibrated magnet in a steel carrier is measured relative to the sensor, so that detection of relative rotations between the magnet and the sensor in a large angular range is possible with high resolution.
  • the intelligent angle joint is formed by the integration of sensors with different joint types or with joints in different locations.
  • the effective operating point of one or more sensors is determined individually by wheel via an electronic observer model which can be implemented in the evaluation device determined all four wheels or tires in the wheel or tire characteristic map, so that via a signal output, an output of the respective wheel power transmission potential can be made to a higher-level control system or several higher-level control systems.
  • an input e.g., slip angle or longitudinal slip
  • the measured inputs e.g., wheel load
  • a result value e.g., horizontal force map
  • FIG. 2 is a schematic view of the spring-damper unit of FIG. 1, 3 shows the lower arm of Figure 1 with a schematic view of a first ball joint with integrated Winkehnessvorraum,
  • FIG. 4 shows the upper wishbone of Figure 1 with a schematic view of a second ball joint with integrated Winkehnessvorraum
  • FIG. 5 shows a block diagram for determining the camber and / or roll angle
  • FIG. 7 shows a block diagram for determining the power reserve or the degree of utilization of the wheel according to a first variant of the evaluation device
  • FIG. 8 shows a block diagram for determining the coefficient of friction between the wheel and the roadway according to a second variant of the evaluation device
  • FIG. 9 shows a schematic plan view of a motor vehicle with the wheel suspension according to FIG. 1.
  • FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of the suspension according to the invention can be seen, wherein a wheel 1 is connected via an upper arm 2, a lower arm 3 and a tie rod 4 with a support member 5, which is part of a vehicle body 6 of a partially illustrated motor vehicle. 7 is.
  • the upper control arm 2 is connected via a ball joint 8 with the wheel carrier 1 and an elastomeric bearing or spherical joint 9 with the carrier element 5.
  • the lower wishbone 3 is connected via a ball joint 10 with the wheel carrier 1 and a spherical joint or elastomer bearing 11 with the support element 5.
  • the tie rod 4 is connected via a ball joint 12 with the wheel carrier 1 and an adjusting device (track adjustment) 13 with the carrier element 5, wherein by means of the adjusting device 13, the tie rod 4 in its longitudinal direction and displaceable in a desired position can be fixed.
  • the wheel carrier side ball joints 8, 10th and 12 each at a distance from each other.
  • carrier element side, the bearing or hinge 9 and the bearing or hinge 11 and the VersteUvorides 13 each at a distance from each other.
  • a tire or wheel 14 is rotatably mounted, which is in contact with a roadway 16 shown schematically in a wheel contact point 15. Furthermore, the wheel carrier 1 is connected via a guide link 17 to the carrier element 5, which is articulated or connected via a ball joint 18 on the wheel carrier 1 and a spherical joint or elastomeric bearing 19 on the carrier element 5.
  • the lower wishbone 3 is additionally connected via a spring 20 and a shock absorber 21 to the support member 5, wherein the spring 20 and the shock absorber 21 together form a spring-damper unit 22.
  • the spatial directions x, y and z are indicated in a coordinate system.
  • the spring-damper unit 22 can be seen, which has at their ends in each case joints 23 and 24, wherein the spring-damper unit 22 via the joint 23 on the lower wishbone 3 in a position between the ball joint 10 and the bearing or joint 11 is fixed and is attached via the hinge 24 to the support member 5.
  • the spring rate of the spring 20 is hereinafter referred to as c and the damper rate of the shock absorber 21 is referred to below as k.
  • FIG. 3 is a schematic view of the ball joint 10 can be seen, which has a ball pin 25 and a ball joint housing 26, in which the ball pin 25 is rotatably and pivotally mounted.
  • a permanent magnet 27 is arranged, whereas in the ball joint housing 26, a magnetic field-sensitive sensor 28 is arranged.
  • the magnet 27 and the magnetic field-sensitive sensor 28 together form a first Winkehnessvorraum, which is integrated in the ball joint 10.
  • the winkehness device formed of magnet 27 and magnetic field sensor 28 may also be integrated in the spherical joint 19.
  • the Ball joint housing 26 is in particular fixedly connected to the lower wishbone 3, whereas the ball pin 25 is preferably fixedly connected to the wheel carrier 1 or vice versa.
  • the time derivative of this angle as well as the spring rate c and the damper rate k can be an approximate value for the wheel 14 or on the wheel carrier 1 acting wheel force Fz or FZRAD be determined. In particular, approximately:
  • Fz j 2 * (c * Zrei + k * dzrei / dt), where the variable j represents, for example, the displacement or force transmission ratio between the wheel carrier and the force element.
  • j represents, for example, the displacement or force transmission ratio between the wheel carrier and the force element.
  • the size j is calculated, for example, in the case of a spring link (eg 3) from the ratio of the total link length (eg distance between 10 and 11) to the length section (eg distance between 23 and 11) between force element articulation (eg 23) and mounting on the body side (eg 11).
  • j 0.5, which means that only 50% of the wheel deflection will be translated into a deflection of the spring
  • zrei means the wheel jounce position and represents the distance between the wheel carrier 1 and the carrier 5 in the space direction z, which distance is equal to hooves of the angle measured with the first angle measuring device
  • dzrei / dt here means the time derivative of the Rad-Einfederlage, wherein the sizes Zrei and dzrei / dt from the one or the measured by the first Winkehnessvorraum angle or from the time derivative thereof can be deduced.
  • the angle ⁇ here is that angle
  • the lower wishbone 3 occupies preferably in the yz plane relative to the wheel carrier 1, where y and z are the corresponding marked spatial directions, alternatively y in the expression yz plane but also the direction of Represent the handlebar main axis.
  • an evaluation device 29 is used, which is arranged according to this embodiment in the vehicle body 6 and in particular has a differentiating member.
  • the first angle measuring device is electrically connected to the evaluation device 29.
  • Fig. 4 is a schematic view of the ball joint 8 can be seen, which has a ball stud 30 and a ball joint housing 31, in which the ball stud 30 is rotatably and pivotally mounted.
  • a permanent magnet 44 is arranged, whereas in the ball joint housing 31, a magnetic field-sensitive sensor 45 is provided.
  • the magnet 44 and the magnetic field-sensitive sensor 45 together form a second angle measuring device, which is integrated in the ball joint 8.
  • the second Winkehnessvoriques formed of magnet 44 and magnetic field sensitive sensor 45 may also be integrated in the ball joint 12.
  • the ball joint housing 31 is in particular fixedly connected to the upper transverse link 2, whereas the ball stud 30 is preferably fixedly connected to the wheel carrier 1 or vice versa.
  • the angle ⁇ obtained by means of the second angularity device, the upper wishbone 2, e.g. occupies in the xy plane relative to the wheel carrier 1, the toe angle ⁇ can be derived.
  • the camber angle ⁇ can be determined from the angle or angles measured in the ball joint 10 by means of the first angle-determining device and from the known kinematics of the wheel suspension.
  • the camber angle ⁇ can also be determined from two wheel deflection positions, which can be determined e.g. be determined for the two wheels of a vehicle axle of the motor vehicle.
  • the front vehicle axle is indicated in Fig. 1 by the dashed line 32, wherein the wheel 14 forms the left wheel of the axle 32.
  • a wheel 33 forms the right-hand wheel of the vehicle axle 32, which is connected to the vehicle body 6 with a suspension 47 according to the invention but shown in a simplified manner.
  • Fig. 5 shows schematically the alternative determination of the camber angle ⁇ , wherein the obtained from the ball joint 10 Rad-Einfederlage zreihier is referred to as Zrei, left. From a ball joint 10 corresponding ball joint of the suspension for the right wheel 33rd is the value Zrei, right, which is a measure of the wheel-Einfederlage the wheel 33 to the vehicle body 6 and the associated support member.
  • the two variables zrei, left and zrei, right are supplied to a computing unit 34, which can determine the camber angle ⁇ for both wheels 14 and 33 and optionally the roll angle of the axis 32.
  • the arithmetic unit 34 is preferably integrated into the evaluation device 29 or is formed by it.
  • FIG. 6 shows a schematic block diagram of a part of the evaluation device 29 which has an estimator unit 35 and a tire characteristic unit 36 in which at least one tire characteristic map for the wheel 14, but preferably a plurality of tire characteristics for several, are stored in particular for all four wheels of the motor vehicle 7 in a memory.
  • the estimator unit 35 is supplied as input quantities, in particular, the vehicle lateral acceleration a y , the vehicle speed VFzg, the steering angle LW of the steering wheel 37 (see FIG. 9) and the toe angle ⁇ i for each wheel, the vehicle lateral acceleration a y and the vehicle speed VFzg being additional in the motor vehicle 7 arranged sensors 38 and 39 are determined, which are also electrically connected to the evaluation device 29.
  • the sensor 38 measures the lateral acceleration a y
  • the sensor 39 detects the vehicle speed VFzg.
  • a sensor 40 is provided for measuring the steering angle LW, which is also arranged in the vehicle 7 and electrically connected to the evaluation device 29.
  • the toe angle ⁇ i is determined by a computing unit, which is preferably integrated in the evaluation unit 29 or is formed by the latter.
  • the estimator unit 35 determines the slip angle ⁇ i for each wheel and supplies these slip angles ⁇ i to the tire identifier unit 36 as an input variable. Further, the tire characteristic unit 36 is supplied with, for example, the camber angle ⁇ i, the wheel load Fzi and the longitudinal slip ⁇ i for each wheel. Based on these input variables, the tire characteristic unit 36 now determines the operating point of the respective wheel in the tire characteristic diagram, which is indicated schematically in FIG. 6 as a thick point in the tire characteristic unit 36. From this, different values can be determined which characterize the force potential of the tire and as output variable AG from the tire characteristic unit 36 can be delivered. The wheel load Fzi and the camber angle ⁇ i are in this case determined by a respective arithmetic unit, which is preferably integrated in the evaluation unit 29 or is formed by it.
  • the estimator unit 35 e.g. a driving dynamics Einspurmodell deposited by means of which the slip angle ⁇ i of each wheel can be determined.
  • the evaluation device 29 has been described herein with reference to a plurality of wheels, it is also possible that only one wheel, in particular the wheel 14 alone is considered.
  • the index i can be omitted or set to 1 for all sizes.
  • the force potential is determined for at least two, in particular for all tires or wheels of the motor vehicle 7.
  • the apparent from Fig. 9 wheels 41 and 42 are associated with a second vehicle axle 43, which forms the rear axle of the motor vehicle 7 according to this embodiment.
  • the evaluation device 29 can be realized in different ways, with two variants of FIGS. 7 and 8 can be seen.
  • the estimator unit 35 which is realized here in the form of a real-time computational model, is supplied with the vehicle speed in the x-direction Vx, the lateral acceleration ay, the toe angle 6RAD of the wheel 14 and the camber angle YRAD of the wheel 14 .
  • the real-time calculation model or the estimator unit 35 determines on the basis of these variables the slip angle ⁇ of the wheel 14, which is fed to the tire characteristic unit 36 as an input variable.
  • the wheel load Fz acting on the wheel 14 or an approximate value of the latter is supplied as an input variable to the tire characteristic unit 36, which on the basis of the two variables .alpha. And F.sub.z in the schematically as a plurality of curves shown tire map 48 determines the operating point AP of the wheel 14. From the working point AP results, the actual lateral force (lateral force) Fyaktueii, which has a distance ⁇ Fy to the maximum allowable transmittable lateral force Fymax.
  • a value is available as the output variable of the tire characteristic unit 36 or the evaluation device 29, which characterizes the degree of utilization of the wheel or tire force potential as well as the absolute size of the corresponding tire force.
  • This output variable Fybez (possibly also ⁇ Fy) can then be used as an input variable for further control and / or control devices in the motor vehicle 7.
  • the first variant is preferably used with constant (high) friction coefficient.
  • a second variant of the evaluation device 29 is shown, wherein the estimator unit 35, the same sizes as shown in FIG. 7 are supplied.
  • the tire characteristic unit 36 is additionally supplied with the side force Fy measured on the wheel 14 as an input variable, which is determined, for example, on the basis of one or more measured values obtained from one or both angle measuring devices or from a separate sensor to be delivered.
  • the evaluation device 29 may have an additional, not shown here arithmetic unit, which may also be formed by the evaluation device 29 itself.
  • a lateral force Fybealt can then be determined by the tire characteristic unit 36 in the tire characteristic diagram 48. If this determination yields, for example, that the measured lateral force Fy is below the determined or calculated lateral force Fybealt, then the instantaneous coefficient of friction ⁇ prevailing between the tire 14 and the roadway 16 in the wheel contact point 15 is reduced. It then applies another map with a different ⁇ or the operating point in a multi-dimensional map in which ⁇ forms a parameter, would change.
  • a plurality of tire characteristic diagrams 48 for different coefficients of friction ⁇ or the abovementioned multidimensional characteristic field can be stored in the memory, so that the operating point AP can be determined in one of these characteristic diagrams, from which the current coefficient of friction ⁇ can be derived or is estimable.
  • the ratio of Fymax, transferable / Fz of the maximum transferable lateral force Fymax can be determined to be transferable to the wheel load Fz.
  • the determined variables or ratios ⁇ , Fybedded, Fyge messenger and / or Fymax, transmittable / Fz can then be output from output variables of the evaluation device 29 and the tire Kennfeldmaschine 36 and characterize the degree of utilization of the wheel or tire force potential.
  • the variants shown in FIGS. 7 and 8 are merely exemplary, so that other variables characterizing the force potential of the tire can also be determined and output by the evaluation device 29. Also, both variants can be combined.
  • the evaluation device 29, in particular the estimator unit 35 may also have other vehicle sizes, such as e.g. the longitudinal acceleration ax, the yaw angle ⁇ and the time derivative of the yaw angle d ⁇ / dt are supplied as input variables, wherein additional sensors in the motor vehicle 7 are provided or providable for the determination of these further variables.
  • the evaluation device 29 is preferably designed as a digital computer, wherein the arithmetic units, the estimator unit 35 and the tire identification unit 36 can be realized with the aid of this digital computer.
  • the digital computer may also perform all other calculations (such as Fz), time derivatives (such as dzrei / dt), etc. that are conducive or necessary for the evaluation of the data provided by the winkehness devices and, if applicable, the other sensors.
  • Fig. 9 is a simplified plan view of the motor vehicle 7 can be seen, wherein the four wheels 14, 33, 41 and 42 are each connected via schematically illustrated invention suspensions 47 to the vehicle body 6. Furthermore, the direction of travel x, the vehicle speed Vx in the x direction, the longitudinal force Fx acting on the wheel 14 and the transverse force (lateral force) Fy acting on the wheel 14 can be seen from FIG. 9.
  • FzRAD_Weight HlRAD * g, with g »9,81 Hl / s 2
  • FZRAD FZRAD_Masskraft + FZRAD_Weight + FzDämpfer + FZFeder + FZStab

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Abstract

Radaufhängung für ein Fahrzeug (7), mit einem Trägerelement (5), einem im Abstand zum Trägerelement (5) angeordneten Radträger (l) und einem am Radträger (l) drehbar gelagerten Rad (14), wobei der Radträger (l) mit dem Trägerelement (5) über ein erstes Führungsmittel (3; 17) und ein erstes schwenkbares Verbindungsmittel (10) verbunden ist und der Radträger (l) mit dem Trägerelement (5) über ein zweites Führungsmittel (2; 4) und ein zweites schwenkbares Verbindungsmittel (8; 12) verbunden ist. In das erste schwenkbareVerbindungsmittel (10) ist eine erste Winkelmessvorrichtung (27, 28) und in das zweite schwenkbare Verbindungsmittel (8; 12) eine zweite Winkelmessvorrichtung (44, 45) integriert.

Description

Radaufhängung für ein Fahrzeug
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein Fahrzeug, mit einem Trägerelement, einem im Abstand zum Trägerelement angeordneten Radträger und einem am Radträger drehbar gelagerten Rad, wobei der Radträger mit dem Trägerelement über ein erstes Führungsmittel und ein erstes schwenkbares Verbindungsmittel verbunden ist und der Radträger mit dem Trägerelement über ein zweites Führungsmittel und ein zweites schwenkbares Verbindungsmittel verbunden ist.
Derartige Radaufhängungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei wird der Betriebspunkt des Rads bzw. des Reifens in modernen Fahrdynamik-Regelsystemen unter Zuhilfenahme von gemessenen Größen modellgestützt bestimmt, so dass der Ausnutzungsgrad des Rad- bzw. Reifen-Kraftpotentials bei gegebenem Schlupf näherungsweise bestimmt werden kann. Die Radlast bzw. die genaue Rad- oder Reifenposition gegenüber dem Fahrzeugaufbau, welche insbesondere durch die Größen Sturz und Spur definiert ist, fließt jedoch nicht oder nur ungenau in die Berechnung ein, so dass Nachteile hinsichtlich der Genauigkeit und der Validität bestehen, wodurch die Leistungsfähigkeit der Fahrdynamik-Regelsysteme nicht vollständig genutzt werden kann. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Radaufhängung der eingangs genannten Art derart weiter zu bilden, dass der Ausnutzungsgrad des Rad- bzw. Reifen-Kraftpotentials mit höherer Genauigkeit ermittelt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Radaufhängung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
Die erfindungsgemäße Radaufhängung für ein Fahrzeug weist ein Trägerelement, einen im Abstand zum Trägerelement angeordneten Radträger und ein am Radträger drehbar gelagertes Rad auf, wobei der Radträger mit dem Trägerelement über ein erstes Führungsmittel und ein erstes schwenkbares Verbindungsmittel verbunden ist und wobei der Radträger ferner mit dem Trägerelement über ein zweites Führungsmittel und ein zweites schwenkbares Verbindungsmittel verbunden ist. Dabei ist in das erste schwenkbare Verbindungsmittel eine erste Winkehnessvorrichtung integriert und in das zweite schwenkbare Verbindungsmittel eine zweite Winkelmessvorrichtung integriert.
Mit der erfindungsgemäßen Radaufhängung ist es möglich, z.B. den Sturzwinkel, den Spurwinkel und/oder die auf das Rad wirkende Radlast aus Messwerten zu ermitteln, die in der Radaufhängung selbst, also in relativer oder unmittelbarer Nähe zum Rad aufgenommen werden. Ist die Geometrie der Radaufhängung bekannt sowie gegebenenfalls deren dynamisches Verhalten, so können mit zwei Winkelmessungen an unterschiedlichen Orten der Radaufhängung der Sturzwinkel, der Spurwinkel sowie die auf das Rad wirkende Radlast mit größerer Genauigkeit als bisher, bevorzugt unmittelbar in der Radaufhängung bestimmt werden. Dabei beschreibt die Winkelmessung mit der ersten Winkehnessvorrichtung die Verschwenkung und/oder Verdrehung des ersten Führungsmittels gegenüber dem Radträger oder dem Trägerelement. Ferner beschreibt die Winkelmessung mit der zweiten Winkeknessvorrichtung die Verschwenkung und/oder Verdrehung des zweiten Führungsmittels gegenüber dem Radträger oder dem Trägerelement. Da der Sturzwinkel, der Spurwinkel und/oder die Radlast den Ausnutzungsgrad des Rad- bzw. Reifen-Kraftpotentials mitbestimmen, kann auch dieser mit höherer Genauigkeit ermittelt werden. Ferner kann der Radträger auch noch über zusätzliche Führungsmittel und schwenkbare Verbindungsmittel mit dem Trägerelement verbunden sein.
Das erste schwenkbare Verbindungsmittel ist bevorzugt als Kugelgelenk ausgebildet, über welches z. B. das erste Führungsmittel schwenkbar und drehbar mit dem Radträger verbunden ist. Dabei kann das erste Führungsmittel trägerelementseitig über ein Elastomerlager oder ein sphärisches Gelenk an dem Trägerelement angebunden sein.
Unter einem sphärischen Gelenk soll hier insbesondere ein Elastomer- bzw. Gummigelenk verstanden werden, welches in denselben Raumrichtungen bewegbar ist, wie ein Kugelgelenk. Dazu kann das Gelenk ein Innenteil und ein Außenteil aufweisen, wobei das Innenteil unter Zwischenschaltung eines Elastomerkörpers in dem Außenteil angeordnet ist. Prinzipiell ist auch ein Kugelgelenk als sphärisches Gelenk geeignet. Allerdings können dann am Rad auftretende Stöße nahezu ungedämpft an das Trägerelement und somit an den Fahrzeugaufbau des Fahrzeugs weitergegeben werden.
Das zweite schwenkbare Verbindungsmittel ist bevorzugt ebenfalls als Kugelgelenk ausgebildet, über welches z. B. das zweite Führungsmittel schwenkbar und drehbar mit dem Radträger verbunden ist. Dabei kann das zweite Führungsmittel trägerelementseitig über ein Elastomerlager oder ein sphärisches Gelenk an dem Trägerelement angebunden sein.
Die Winkehnessvorrichtungen können jeweils wenigstens einen kardanischen Winkel, insbesondere aber zwei kardanische Winkel und/oder eine Verdrehung bzw. bevorzugt auch wenigstens einen rotatorischen Winkel messen.
Das erste Führungsmittel kann ein Führungslenker sein, bevorzugt ist das erste Führungsmittel aber ein Querlenker oder eine Querschwinge. Ferner ist das zweite Führungsmittel als Spurstange oder ebenfalls als Querlenker ausbildbar. Ist das zweite Führungsmittel ein Querlenker, so bildet dieses bevorzugt einen oberen Querlenker, wohingegen das erste Führungsmittel als unterer Querlenker bzw. als untere Querschwinge ausbildbar ist. Die Winkelmessung mit den Winkelmessvorrichtungen basiert bevorzugt auf einem magnetischen Messprinzip, da sich dieses im Bereich von Kraftfahrzeugen als äußerst störunanfällig und sicher erwiesen hat. Jede Winkelmessvorrichtung weist daher insbesondere zumindest einen Magnet und wenigstens einen magnetfeldempfindlichen Sensor, also z.B. einen magnetoresistiven oder einen nach dem Hall-Prinzip arbeitenden Sensor auf. Bei der Integration einer derartigen Winkehnessvorrichtung in ein Kugelgelenk bzw. sphärisches Gelenk sitzt der Magnet bevorzugt in der Gelenkkugel, wohingegen der magnetfeldempfindliche Sensor in dem die Gelenkkugel aufnehmenden Kugelgelenkgehäuse angeordnet sein kann oder umgekehrt.
Um die Genauigkeit zu erhöhen, mit welcher der Sturzwinkel, der Spurwinkel und/oder die auf das Rad wirkende Radlast erfasst werden, weisen das erste schwenkbare Verbindungsmittel und das zweite schwenkbare Verbindungsmittel bevorzugt einen Abstand zueinander auf.
Die beiden Winkehnessvorrichtungen sind insbesondere elektrisch mit einer Auswerteeinheit verbunden, von der bevorzugt der Spurwinkel, der Sturzwinkel und/oder die aktuell auf das Rad wirkende Radlast bzw. ein Näherungswert derselben auf Basis oder unter Einbeziehung der von den Winkehnessvorrichtungen gelieferten Messwerte bestimmt werden können.
Das erste Führungsmittel kann ferner über ein oder mehrere Kraftelemente, wie z.B. über eine Feder und/oder einen Dämpfer mit dem Trägerelement verbunden sein, wobei die Federrate der Feder sowie die Dämpferrate des Dämpfers zur Bestimmung der Radlast bzw. des Näherungswerts derselben herangezogen werden können. Insbesondere sind die Feder und der Dämpfer dabei zu einer Feder-Dämpfereinheit kombiniert. Eine solche Feder- Dämpfereinheit ist aber nicht zwingend erforderlich, da für die Bestimmung der Radlast bzw. des Näherungswerts derselben in rechnerischer Hinsicht lediglich ein Zusammenhang zwischen einer Einfederlage bzw. Einfedergeschwindigkeit und einer Kraftelemente-Charakteristik hergestellt wird. Das Rad steht bevorzugt mit einem Untergrund, wie z. B. einer Fahrbahn, in Kontakt, wobei die Radlast insbesondere senkrecht zum Untergrund bzw. parallel zur Fahrzeughochachse verläuft und zumindest anteilig von einer Kraft a) gebildet wird, die von dem Trägerelement bzw. vom Fahrzeugaufbau auf das Rad wirkt. Ferner weist die Radlast regelmäßig zwei zusätzliche Kraftanteile b) und c) auf, von denen ein erster zusätzlicher Kraftanteil b) durch die Gewichtskraft der Radmasse selbst bestimmt ist. Der Kraftanteil b) kann auf die Kraft a) aufaddiert werden and ändert sich regelmäßig nicht. Gegebenenfalls ist der Kraftanteil b) nicht mittels der beiden Winkehnessvorrichtungen bestimmbar und wird separat ermittelt. Der zweite zusätzliche Kraftanteil c) ist durch die Masseträgheiten des Rads bei entsprechender Bewegung bzw. Beschleunigung bestimmt. Je nach Anforderung an die Genauigkeit, kann die Radlast somit durch den Kraftanteil a) allein oder zusätzlich durch einen oder beide der Kraftanteile b) und c) angenähert bzw. bestimmt werden.
Anschaulich ist die Radlast die aktuelle Kraft, die zwischen Reifen-Latsch und Straße in vertikaler Richtung bzw. in Richtung der Fahrzeughochachse wirkt. Dabei kann der Kraftanteil a) mittels der Winkehnessvorrichtungen bestimmt werden, wobei der Kraftanteil b) als Offset dazugerechnet wird. Bei höheren Anforderungen an die Genauigkeit kann zusätzlich ein Beschleunigungssensor installiert sein, so dass der dynamische Kraftanteil c) ermittelbar ist und bei der Bestimmung der Radlast mit berücksichtigt wird.
Bildet das Rad ein erstes Rad einer Radachse mit zwei Rädern und ist ein Stabilisator, insbesondere Querstabilisator an der Achse vorgesehen, so kann in einen weiteren Kraftanteil d) auch die Einfederungsdifferenz zwischen den beiden Rädern einfließen, um die radindividuelle Radlast zu bestimmen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem Fahrzeugaufbau und wenigstens einer erfindungsgemäßen Radaufhängung, wobei das Trägerelement ein Teil des Fahrzeugaufbaus ist. Dabei kann die Radaufhängung gemäß aller zuvor genannten Ausgestaltungen weitergebildet sein. Insbesondere ist es möglich, das Fahrzeug mit mehreren, bevorzugt mit vier erfindungsgemäßen Radaufhängungen zu versehen. In diesem Fall können die Trägerelemente der jeweiligen Radaufhängungen fest miteinander verbunden sein oder ineinander übergehen.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer erfindungsgemäßen Radaufhängung bzw. ein Verfahren unter Verwendung derselben, wobei mittels der ersten Winkehnessvorrichtung ein erster Messwert ermittelt wird, mittels der zweiten Winkehnessvorrichtung ein zweiter Messwert ermittelt wird und auf Basis bzw. unter Einbeziehung dieser beiden Messwerte der Spurwinkel und der Sturzwinkel des Rads bestimmt werden. Auch hierbei kann die Radaufhängung gemäß aller zuvor genannten Ausgestaltungen weitergebildet sein. Dabei können auf Basis bzw. unter Einbeziehung der beiden Messwerte auch die auf die Rad wirkende Radlast bzw. ein Näherungswert derselben und/oder die auf die Rad wirkende Seitenkraft bestimmt werden, welche aber auch von einem separaten Sensor erfassbar ist.
Zusätzlich sind die Querbeschleunigung und die Geschwindigkeit des Rads bzw. des Fahrzeugs messbar oder aus Messungen bestimmbar, wozu weitere Sensoren in der Radaufhängung oder im Fahrzeug angeordnet sein können. Auf Basis oder unter Einbeziehung des Spurwinkels, des Sturzwinkels, der Querbeschleunigung und der Geschwindigkeit kann dann z.B. der Schräglaufwinkel des Rads bestimmt werden. Hierfür hat sich ein Fahrdynamik-Einspurmodell als geeignet erwiesen, welches z.B. mit einem Digitalrechner implementiert werden kann. Die elektronische oder logische Einheit, in welcher der Schräglaufwinkel ermittelbar ist, wird nachfolgend als Schätzereinheit bezeichnet. Sind mehrere Räder über erfindungsgemäße Radaufhängungen an dem Fahrzeugaufbau angebunden, so können die Schräglaufwinkel für jedes Rad individuell bestimmt werden.
Ferner ist es möglich, auf Basis oder unter Einbeziehung des Schräglaufwinkels z.B. die verbleibende Kraftreserve des Rads und/oder den aktuellen Reibwert zwischen einer Fahrbahn und dem mit der Fahrbahn in Kontakt stehenden Rad zu bestimmen. Dafür kann ein Digitalrechner vorgesehen sein, der einen Speicher aufweist, in dem für das Rad oder für mehrere Räder, bevorzugt aber für alle Räder, je Rad z.B. wenigstens ein Reifen-Kennfeld oder mehrere Reifen-Kennfelder für unterschiedliche Reibwerte als Daten hinterlegt sein können. Die elektronische oder logische Einheit, in welcher das oder die Reifen-Kennfelder hinterlegt sind und ausgewertet werden können, wird nachfolgend als Reifen- Kennfeldeinheit bezeichnet. Die Reifen-Kennfeldeinheit kann z.B. den aktuellen Arbeitspunkt des Rads bzw. Reifens im Reifen-Kennfeld bestimmen, woraus der aktuelle Ausnutzungsgrad des Rad- bzw. Reifen-Kraftpotentials ableitbar ist. Mögliche konkrete Ergebnisse dieses Ausnutzungsgrads sind dann z.B. die oben genannte verbleibende Kraftreserve des Rads und/oder der aktuelle Reibwert zwischen Fahrbahn und Rad.
Die Schätzereinheit und/oder die Reifen-Kennfeldeinheit sind bevorzugt als Recheneinheit (z.B. als Digital- oder Analogrechner) ausgebildet und können in der Auswertevorrichtung integriert oder von dieser gebildet sein. Falls die Auswertevorrichtung einen Digitalrechner aufweist, kann dieser z.B. die Funktionen und Aufgaben der Schätzereinheit und/oder der Reifen-Kennfeldeinheit übernehmen.
Unter einem Reifen-Kennfeld kann dabei die Abhängigkeit der Seitenkraft vom Schräglaufwinkel bei unterschiedlichen Radlasten verstanden werden. Dargestellt wird ein Reifen-Kennfeld z.B. als Anordnung von grafischen Kurven in einem Koordinatensystem, wobei sich eine einzige der Kurven daraus ergibt, dass bei konstanter Radlast für ein Rad bzw. für einen Reifen der Schräglaufwinkel auf der Abszisse und die dazugehörige Seitenkraft auf der Ordinate oder umgekehrt aufgetragen werden. Für unterschiedliche Radlasten können dann unterschiedliche Kurven ermittelt werden, woraus sich die oben genannte Anordnung von Kurven bzw. das Kennfeld ergibt, welches auch in Form von Daten in dem Speicher der Reifen-Kennfeldeinheit hinterlegt sein kann. Ferner wird ein derartiges Kennfeld bevorzugt für einen konstanten Reibwert ermittelt, so dass für unterschiedliche Reibwerte auch unterschiedliche Kennfelder gewonnen und in dem Speicher hinterlegt sein können.
Mit Hufe der intelligenten Winkelsensorik, welche die kardanischen und/oder rotatorischen Winkel von Fahrwerksgelenken messtechnisch erfasst und zur Nutzung durch verschiedene Fahrwerks-Regelsysteme aufbereitet, werden die relative Position des Radträgers zum Trägerelement bzw. zum Fahrzeugaufbau, insbesondere die Größen Spur und Sturz sowie näherungsweise zusätzlich die Radlast bestimmt. Beim angewandten magnetoresistiven Messprinzip wird die Feldlinienrichtung eines kalibrierten Magneten in einem Stahlträger relativ zum Sensor gemessen, so dass eine Erfassung von Relativdrehungen zwischen Magnet und Sensor in einem großen Winkelbereich hochauflösend möglich ist. Das intelligente Winkelgelenk wird durch die Integration von Sensorik mit verschiedenen Gelenktypen bzw. mit Gelenken an unterschiedlichen Orten gebildet. Mit der Kenntnis der oben beschriebenen Größen und weiteren, üblicherweise durch andere Sensoren erfasste Größen, wie z.B. Geschwindigkeit, Gierrate, Längsbeschleunigung, Querbeschleunigung und Radschlupf, wird radindividuell über ein elektronisches Beobachter-Modell, welches in der Auswertevorrichtung implementierbar ist, der wirksame Arbeitspunkt eines oder aller vier Räder bzw. Reifen im Rad- bzw. Reifen-Kennfeld ermittelt, so dass über einen Signalausgang eine Ausgabe des jeweiligen Rad-Kraftübertragungspotentials an ein übergeordnetes Regelsystem oder mehrere übergeordnete Regelsysteme erfolgen kann.
Zur Bestimmung des Arbeitspunktes kann eine Eingangsgröße (z.B. Schräglaufwinkel oder Längsschlupf) als Variable gesetzt werden, wobei die gemessenen bzw. berechneten Eingangsgrößen (z.B. Radlast) gleichzeitig die kennfeldbasierte Ausgabe eines Ergebniswertes (z.B. Horizontalkraft Kennfeld) ermöglichen. Dieser kann, da z.B. die Variable mit kleinen Inkrementen ausgehend vom Wert 0 immer weiter hochgesetzt wird, zuerst sehr stark vom real gemessenen Horizontalkraftwert abweichen, nähert sich dann aber nach mehreren Schritten dem Zielwert. Bei Unterschreiten einer vorher festgelegten Fehlertoleranz kann der Arbeitspunkt (Variablenwert) ausgelesen werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radaufhängung,
Fig. 2: eine schematische Ansicht der Feder-Dämpfer-Einheit nach Fig. 1, Fig. 3: den unteren Querlenker nach Fig. 1 mit einer schematischen Ansicht eines ersten Kugelgelenks mit integrierter Winkehnessvorrichtung,
Fig. 4: den oberen Querlenker nach Fig. 1 mit einer schematischen Ansicht eines zweiten Kugelgelenks mit integrierter Winkehnessvorrichtung,
Fig. 5: ein Blockschaltbild zur Bestimmung des Sturz- und/oder Wankwinkels,
Fig. 6: ein teilweises Blockschaltbild der Auswertvorrichtung nach Fig.l,
Fig. 7: ein Blockschaltbild zur Bestimmung der Kraftreserve bzw. des Ausnutzungsgrads des Rads gemäß einer ersten Variante der Auswertvorrichtung,
Fig. 8: ein Blockschaltbild zur Bestimmung des Reibwerts zwischen Rad und Fahrbahn gemäß einer zweiten Variante der Auswertvorrichtung und
Fig. 9: eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit der Radaufhängung nach Fig. 1.
Aus Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radaufhängung ersichtlich, wobei ein Radträger 1 über einen oberen Querlenker 2, einen unteren Querlenker 3 und eine Spurstange 4 mit einem Trägerelement 5 verbunden ist, welches Teil eines Fahrzeugaufbaus 6 eines teilweise dargestellten Kraftfahrzeugs 7 ist. Der obere Querlenker 2 ist über ein Kugelgelenk 8 mit dem Radträger 1 und über ein Elastomerlager oder sphärisches Gelenk 9 mit dem Trägerelement 5 verbunden. Der untere Querlenker 3 ist über ein Kugelgelenk 10 mit dem Radträger 1 und über ein sphärisches Gelenk oder Elastomerlager 11 mit dem Trägerelement 5 verbunden. Ferner ist die Spurstange 4 über ein Kugelgelenk 12 mit dem Radträger 1 und über eine Verstellvorrichtung (Spurverstellung) 13 mit dem Trägerelement 5 verbunden, wobei mittels der Verstellvorrichtung 13 die Spurstange 4 in ihrer Längsrichtung verschiebbar und in einer gewünschten Position festlegbar ist. Dabei weisen die radträgerseitigen Kugelgelenke 8, 10 und 12 jeweils einen Abstand zueinander auf. Ferner weisen trägerelementseitig das Lager oder Gelenk 9 sowie das Lager oder Gelenk 11 und die VersteUvorrichtung 13 jeweils einen Abstand zueinander auf.
An dem Radträger 1 ist ein Reifen bzw. Rad 14 drehbar gelagert, welches in einem Radaufstandspunkt 15 in Kontakt mit einer schematisch dargestellten Fahrbahn 16 steht. Ferner ist der Radträger 1 über einen Führungslenker 17 mit dem Trägerelement 5 verbunden, welcher über ein Kugelgelenk 18 an dem Radträger 1 und über ein sphärisches Gelenk oder Elastomerlager 19 an dem Trägerelement 5 angelenkt bzw. angebunden ist. Der untere Querlenker 3 ist zusätzlich über eine Feder 20 und einen Stoßdämpfer 21 mit dem Trägerelement 5 verbunden, wobei die Feder 20 und der Stoßdämpfer 21 zusammen eine Feder-Dämpfereinheit 22 bilden. Grundsätzlich ist aber eine Anordnung der Kraftelemente Feder und/oder Dämpfer zwischen Trägerelement 5 und Radträger 1 überall in der Radaufhängung und getrennt oder gekoppelt möglich. Die Raumrichtungen x, y und z sind dabei in einem Koordinatensystem angedeutet.
Aus Fig. 2 ist die Feder-Dämpfereinheit 22 ersichtlich, die an ihren Enden jeweils Gelenke 23 und 24 aufweist, wobei die Feder-Dämpfereinheit 22 über das Gelenk 23 an dem unteren Querlenker 3 in einer Position zwischen dem Kugelgelenk 10 und dem Lager oder Gelenk 11 befestigt ist und über das Gelenk 24 an dem Trägerelement 5 befestigt ist. Die Federrate der Feder 20 wird nachfolgend mit c und die Dämpferrate des Stoßdämpfers 21 nachfolgend mit k bezeichnet.
Aus Fig. 3 ist eine schematische Ansicht des Kugelgelenks 10 ersichtlich, welches einen Kugelzapfen 25 und ein Kugelgelenkgehäuse 26 aufweist, in welchem der Kugelzapfen 25 drehbar und schwenkbar gelagert ist. In dem Kugelzapfen 25 ist ein Permanentmagnet 27 angeordnet, wohingegen in dem Kugelgelenkgehäuse 26 ein magnetfeldempfindlicher Sensor 28 angeordnet ist. Dabei bilden der Magnet 27 und der magnetfeldempfindliche Sensor 28 zusammen eine erste Winkehnessvorrichtung, welche in dem Kugelgelenk 10 integriert ist. Alternativ kann die aus Magnet 27 und magnetfeldempfindhchem Sensor 28 gebildete Winkehnessvorrichtung auch in dem sphärischen Gelenk 19 integriert sein. Das Kugelgelenkgehäuse 26 ist insbesondere fest mit dem unteren Querlenker 3 verbunden, wohingegen der Kugelzapfen 25 bevorzugt fest mit dem Radträger 1 verbunden ist oder umgekehrt. Mit Hilfe des mittels der ersten Winkelmessvorrichtung gewonnenen Winkels τ, den der untere Querlenker 3 z.B. in der yz-Ebene relativ zum Radträger 1 einnimmt, der zeitlichen Ableitung dieses Winkels sowie der Federrate c und der Dämpferrate k kann ein Näherungswert für die auf das Rad 14 bzw. auf den Radträger 1 wirkende Radkraft Fz bzw. FZRAD bestimmt werden. Insbesondere gilt näherungsweise:
Fz = j2 * (c * Zrei + k * dzrei/ dt), wobei die Größe j z.B. das Weg- bzw. Kraftübersetzungsverhältnis zwischen Radträger und Kraftelement repräsentiert. Anstelle dieser näherungsweisen Bestimmung von Fz kann auch eine genauere Berechnung von Fz bzw. FZRAD durchgeführt werden, die später erläutert wird. Die Größe j berechnet sich beispielsweise bei einem Federlenker (z.B. 3) aus dem Verhältnis der Gesamtlenkerlänge (z.B. Strecke zwischen 10 und 11} zum Längenabschnitt (z.B. Strecke zwischen 23 und 11) zwischen Kraftelement-Anlenkung (z.B. 23) und aufbauseitiger Lagerung (z.B. 11). Ist also das Gelenk, das Feder und Lenker verbindet, genau auf der Hälfte der Lenkerlänge angeordnet, beträgt j = 0,5, d.h., dass lediglich 50% der Radeinfederung in eine Deflektion der Feder übersetzt werden. Analog dazu sind die Federkräfte insbesondere doppelt so hoch wie die radbezogenen Federkräfte. Ferner bedeutet in dieser Formel zrei die Rad-Einfederlage und repräsentiert den Abstand zwischen Radträger 1 und Trägerelement 5 in der Raumrichtung z, wobei dieser Abstand bzw. zrei mit Hufe des oder der mit der ersten Winkehnessvorrichtung gemessenen Winkel bestimmt werden kann. Insbesondere ergibt sich Ziel als Differenz aus der z-Position ZAUFB des Aufbaus bzw. Trägerelements und der z-Position ZRAD des Rads bzw. Radträgers, mit zrei = ZAUFB - ZRAD. Der Ausdruck dzrei/ dt bedeutet dabei die zeitliche Ableitung der Rad-Einfederlage, wobei die Größen Zrei sowie dzrei/ dt aus dem oder den mittels der ersten Winkehnessvorrichtung gemessenen Winkel bzw. aus der zeitlichen Ableitung davon herleitbar sind. Zwar ist der Winkel τ hier derjenige Winkel, den der untere Querlenker 3 bevorzugt in der yz-Ebene relativ zum Radträger 1 einnimmt, wobei y und z die entsprechend gekennzeichneten Raumrichtungen sind, alternativ kann y in dem Ausdruck yz-Ebene aber auch die Richtung der Lenkerhauptachse repräsentieren. Zur Bestimmung bzw. Berechnung der Radlast Fz oder eines Näherungswerts derselben wird eine Auswertevorrichtung 29 verwendet, welche gemäß dieser Ausführungsform im Fahrzeugaufbau 6 angeordnet ist und insbesondere ein differenzierendes Glied aufweist. Die erste Winkelmessvorrichtung ist dabei elektrisch mit der Auswertevorrichtung 29 verbunden.
Aus Fig. 4 ist eine schematische Ansicht des Kugelgelenks 8 ersichtlich, welches einen Kugelzapfen 30 und ein Kugelgelenkgehäuse 31 aufweist, in welchem der Kugelzapfen 30 drehbar und schwenkbar gelagert ist. In dem Kugelzapfen 30 ist ein Permanentmagnet 44 angeordnet, wohingegen in dem Kugelgelenkgehäuse 31 ein magnetfeldempfindlicher Sensor 45 vorgesehen ist. Der Magnet 44 und der magnetfeldempfindliche Sensor 45 bilden dabei zusammen eine zweite Winkelmessvorrichtung, welche in dem Kugelgelenk 8 integriert ist. Alternativ kann die aus Magnet 44 und magnetfeldempfindlichem Sensor 45 gebildete zweite Winkehnessvorrichtung auch in dem Kugelgelenk 12 integriert sein. Das Kugelgelenkgehäuse 31 ist insbesondere fest mit dem oberen Querlenker 2 verbunden, wohingegen der Kugelzapfen 30 bevorzugt fest mit dem Radträger 1 verbunden ist oder umgekehrt. Mit Hilfe des mittels der zweiten Winkehnessvorrichtung gewonnenen Winkels ω, den der obere Querlenker 2 z.B. in der xy-Ebene relativ zum Radträger 1 einnimmt, lässt sich der Spurwinkel δ ableiten.
Ferner lässt sich aus dem oder den mittels der ersten Winkehnessvorrichtung in dem Kugelgelenk 10 gemessenen Winkel sowie aus der bekannten Kinematik der Radaufhängung der Sturzwinkel γ ermitteln. Alternativ ist der Sturzwinkel γ aber auch aus zwei Rad- Einfederlagen Ziel ermittelbar, die z.B. für die beiden Räder einer Fahrzeugachse des Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Die vordere Fahrzeugachse ist in Fig. 1 durch die gestrichelten Linie 32 angedeutet, wobei das Rad 14 das linke Rad der Achse 32 bildet. Wie aus Figur 9 ersichtlich, bildet ein Rad 33 das rechte Rad der Fahrzeugachse 32, welches mit einer erfindungsgemäßen, aber vereinfacht dargestellten Radaufhängung 47 an dem Fahrzeugaufbau 6 angebunden ist.
Fig. 5 zeigt schematisch die alternative Ermittlung des Sturzwinkels γ, wobei die von dem Kugelgelenk 10 gewonnene Rad-Einfederlage zreihier als Zrei, links bezeichnet wird. Von einem dem Kugelgelenk 10 entsprechenden Kugelgelenk der Radaufhängung für das rechte Rad 33 wird der Wert Zrei, rechts gewonnen, der ein Maß für die Rad-Einfederlage des Rads 33 zum Fahrzeugaufbau 6 bzw. zum zugehörigen Trägerelement ist. Die beiden Größen zrei, links und zrei, rechts werden einer Recheneinheit 34 zugeführt, welche den Sturzwinkel γ für beide Räder 14 und 33 sowie gegebenenfalls den Wankwinkel der Achse 32 bestimmen kann. Die Recheneinheit 34 ist dabei bevorzugt in die Auswertevorrichtung 29 integriert bzw. wird von dieser gebildet.
Aus Fig. 6 ist ein schematisch.es Blockschaltbild eines Teils der Auswertevorrichtung 29 ersichtlich, welche eine Schätzereinheit 35 und eine Reifen-Kennfeldeinheit 36 aufweist, in der wenigstens ein Reifen-Kennfeld für das Rad 14, bevorzugt aber mehrere Reifen- Kennfelder für mehrere, insbesondere für alle vier Räder des Kraftfahrzeugs 7 in einem Speicher hinterlegt sind. Der Schätzereinheit 35 werden als Eingangsgrößen insbesondere die Fahrzeugquerbeschleunigung ay, die Fahrzeuggeschwindigkeit VFzg, der Lenkwinkel LW des Lenkrads 37 (siehe Fig. 9) sowie der Spurwinkel δi für jedes Rad zugeführt, wobei die Fahrzeugquerbeschleunigung ay und die Fahrzeuggeschwindigkeit VFzg mittels zusätzlicher im Kraftfahrzeug 7 angeordneter Sensoren 38 und 39 ermittelt werden, welche ebenfalls mit der Auswertevorrichtung 29 elektrisch verbunden sind. Dabei misst der Sensor 38 die Querbeschleunigung ay, wohingegen der Sensor 39 die Fahrzeuggeschwindigkeit VFzg erfasst. Ferner ist zur Messung des Lenkwinkels LW ein Sensor 40 vorgesehen, der ebenfalls im Fahrzeug 7 angeordnet und elektrisch mit der Auswertevorrichtung 29 verbunden ist. Der Spurwinkel δi wird dabei von einer Recheneinheit bestimmt, die bevorzugt in der Auswerteeinheit 29 integriert ist bzw. von dieser gebildet wird.
Die Schätzereinheit 35 bestimmt auf Basis dieser Eingangsgrößen den Schräglaufwinkel αi für jedes Rad und führt diese Schräglaufwinkel αi der Reifen-Kennfeldeinheit 36 als Eingangsgröße zu. Ferner werden der Reifen-Kennfeldeinheit 36 z.B. der Sturzwinkel γi, die Radlast Fzi sowie der Längsschlupf λi für jedes Rad zugeführt. Die Reifen-Kennfeldeinheit 36 bestimmt nun auf Basis dieser Eingangsgrößen den Arbeitspunkt des jeweiligen Rads im Reifen-Kennfeld, der in Fig. 6 schematisch als dicker Punkt in der Reifen-Kennfeldeinheit 36 angedeutet ist. Daraus lassen sich unterschiedliche Werte bestimmen, die das Kraftpotential des Reifens charakterisieren und als Ausgangsgröße AG von der Reifen-Kennfeldeinheit 36 abgegeben werden können. Die Radlast Fzi und der Sturzwinkel γi werden hierbei von jeweils einer Recheneinheit bestimmt, die bevorzugt in der Auswerteeinheit 29 integriert ist bzw. von dieser gebildet wird.
Der Index i bei den Größen δi, cd, γi, Fzi und λi steht dabei stellvertretend für das jeweilig betrachtete Rad. Dabei repräsentiert z.B. der Wert i=l das Rad 14 und der Wert i=2 das Rad 33. Ferner ist zur Bestimmung des Längsschlupfes λi im Kraftfahrzeug 7 bevorzugt für jedes Rad ein Sensor, insbesondere Drehzahlsensor 46 vorgesehen, der elektrisch mit der Auswertevorrichtung 29 verbunden ist.
In der Schätzereinheit 35 ist z.B. ein Fahrdynamik-Einspurmodell hinterlegt, mittels welchem sich der Schräglaufwinkel αi des jeweiligen Rads bestimmen lässt. Obwohl die Auswertevorrichtung 29 hier unter Bezugnahme auf mehrere Räder beschrieben wurde, ist es auch möglich, dass lediglich ein Rad, insbesondere das Rad 14 allein betrachtet wird. In diesem Fall kann der Index i entfallen oder für alle Größen gleich 1 gesetzt werden. Bevorzugt wird das Kraftpotential aber für wenigstens zwei, insbesondere für alle Reifen bzw. Räder des Kraftfahrzeugs 7 bestimmt. In diesem Fall kann der Index i von 1 - 4 laufen, wobei der Wert i= 3 ein drittes Rad 41 und der Index i = 4 ein viertes Rad 42 repräsentiert. Die aus Fig. 9 ersichtlichen Räder 41 und 42 sind dabei einer zweiten Fahrzeugachse 43 zugeordnet, die gemäß dieser Ausführungsform die Hinterachse des Kraftfahrzeugs 7 bildet.
Die Auswertevorrichtung 29 kann auf unterschiedliche Arten und Weisen verwirklicht werden, wobei zwei Varianten aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich sind. Gemäß der ersten Variante nach Fig. 7 werden der Schätzereinheit 35, die hier in Form eines Echtzeit- Rechenmodells verwirklicht ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit in x-Richtung Vx, die Querbeschleunigung ay, der Spurwinkel 6RAD des Rads 14 sowie der Sturzwinkel YRAD des Rads 14 zugeführt. Das Echtzeit-Rechenmodell bzw. die Schätzereinheit 35 bestimmt auf Basis dieser Größen den Schräglaufwinkel α des Rads 14, welcher der Reifen- Kennfeldeinheit 36 als Eingangsgröße zugeführt wird. Ferner wird die auf das Rad 14 wirkende Radlast Fz bzw. ein Näherungswert derselben als Eingangsgröße der Reifen- Kennfeldeinheit 36 zugeführt, welche auf Basis der beiden Größen α und Fz in dem schematisch als mehrere Kurven dargestellten Reifen-Kennfeld 48 den Arbeitspunkt AP des Rads 14 bestimmt. Aus dem Arbeitspunkt AP ergibt sich, die tatsächliche Querkraft (Seitenkraft) Fyaktueii, welche einen Abstand ΔFy zur maximal zulässigen übertragbaren Querkraft Fymax aufweist. Nun wird der Quotient aus Fyaktueii und Fymax gebildet und als bezogene Querkraft Fybez von der Reifen-Kennfeldeinheit 36 als Ausgangsgröße zur Verfügung gestellt (Fybez = Fyaktueii / Fymax, bei Fz = const).
Somit steht als Ausgangsgröße der Reifen-Kennfeldeinheit 36 bzw. der Auswertevorrichtung 29 ein Wert zur Verfügung, der den Ausnutzungsgrad des Rad- bzw. Reifen-Kraftpotentials sowie auch die Absolutgröße der entsprechenden Reifenkraft charakterisiert. Diese Ausgangsgröße Fybez (gegebenenfalls auch ΔFy) kann dann als Eingangsgröße für weitere Regel- und/oder Steuervorrichtungen im Kraftfahrzeug 7 verwendet werden. Die erste Variante wird bevorzugt bei konstantem (Hoch-)Reibwert eingesetzt.
Aus Fig. 8 ist eine zweite Variante der Auswertevorrichtung 29 dargestellt, wobei der Schätzereinheit 35 dieselben Größen wie nach Fig. 7 zugeführt werden. Der Reifen- Kennfeldeinheit 36 wird aber, im Vergleich zu Fig. 7, zusätzlich die am Rad 14 gemessene Seitenkraft Fygemessen als Eingangsgröße zugeführt, die z.B. auf Basis eines oder mehrerer Messwerte bestimmt wird, die von einer oder von beiden Winkelmessvorrichtungen oder von einem separaten Sensor geliefert werden. Dafür kann die Auswertevorrichtung 29 eine zusätzliche, hier nicht dargestellte Recheneinheit aufweisen, die auch von der Auswertevorrichtung 29 selbst gebildet sein kann. Auf Basis der Eingangsgrößen Schräglaufwinkel α und Radlast (bzw. Näherungswert) Fz sowie bevorzugt der gemessenen Seitenkraft Fygemessen kann dann von der Reifen-Kennfeldeinheit 36 im Reifen-Kennfeld 48 eine Seitenkraft Fyberechnet bestimmt werden. Ergibt diese Bestimmung z.B., dass die gemessene Seitenkraft Fygemessen unterhalb der bestimmten bzw. berechneten Seitenkraft Fyberechnet liegt, so ist der momentane Reibwert μ reduziert, der zwischen dem Reifen 14 und der Fahrbahn 16 im Radaufstandspunkt 15 herrscht. Es gilt dann ein anderes Kennfeld mit verändertem μ bzw. der Arbeitspunkt in einem mehrdimensionalen Kennfeld, in dem μ einen Parameter bildet, würde sich ändern. In der Reifen-Kennfeldeüiheit 36 können mehrere Reifen-Kennfelder 48 für unterschiedliche Reibwerte μ bzw. das oben genannte mehrdimensionale Kennfeld in dem Speicher hinterlegt sein, so dass der Arbeitspunkt AP in einem dieser Kennfelder ermittelt werden kann, woraus der aktuelle Reibwert μ ableitbar bzw. abschätzbar ist. Ferner kann das Verhältnis von Fymax, übertragbar / Fz der maximal übertragbaren Seitenkraft Fymax, übertragbar zur Radlast Fz bestimmt werden. Die ermittelten Größen bzw. Verhältnisse μ, Fyberechnet, Fygemessen und/oder Fymax, übertragbar / Fz können dann aus Ausgangsgrößen von der Auswerteeinrichtung 29 bzw. der Reifen-Kennfeldeinheit 36 abgegeben werden und charakterisieren den Ausnutzungsgrad des Rad- bzw. Reifen-Kraftpotentials. Einem bevorzugt an die Auswerteeinrichtung 29 angeschlossenem Fahrwerkregelsystem, wie z.B. einer geregelten Bremse oder einer aktiven Lenkung, kann dann ein guter Schätzwert für den aktuellen Reibwert μ als Eingangsgröße zugeführt werden.
Die in den Fig. 7 und 8 gezeigten Varianten sind lediglich beispielhaft, so dass auch noch andere, das Kraftpotential des Reifens kennzeichnende Größen von der Auswertevorrichtung 29 ermittelbar und abgebbar sind. Auch sind beide Varianten miteinander kombinierbar. Ferner können der Auswertevorrichtung 29, insbesondere der Schätzereinheit 35 auch noch weitere Fahrzeuggrößen, wie z.B. die Längsbeschleunigung ax, der Gierwinkel ψ sowie die zeitliche Ableitung des Gierwinkels dψ/dt als Eingangsgrößen zugeführt werden, wobei für die Ermittlung dieser weiteren Größen zusätzliche Sensoren in dem Kraftfahrzeug 7 vorgesehen bzw. vorsehbar sind.
Die Auswertevorrichtung 29 ist bevorzugt als Digitalxe chner ausgebildet, wobei die Recheneinheiten, die Schätzereinheit 35 sowie die Reifen-Kennfeldeinheit 36 mit Hilfe dieses Digitalrechners verwirklicht werden können. Zusätzlich kann der Digitalrechner auch alle anderen Berechnungen (wie z.B. Fz), zeitliche Ableitungen (wie z.B. dzrei/dt) usw. durchführen, die für die Auswertung der von den Winkehnessvorrichtungen und gegebenenfalls der anderen Sensoren gelieferten Daten förderlich oder erforderlich sind. Aus Fig. 9 ist eine vereinfachte Draufsicht auf das Kraftfahrzeug 7 ersichtlich, wobei die vier Räder 14, 33, 41 und 42 jeweils über schematisch dargestellte erfindungsgemäße Radaufhängungen 47 an den Fahrzeugaufbau 6 angebunden sind. Ferner sind aus Figur 9 die Fahrtrichtung x, die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx in x-Richtung, die auf das Rad 14 wirkende Längskraft Fx sowie die auf das Rad 14 wirkende Querkraft (Seitenkraft) Fy ersichtlich.
Abschließend soll noch eine genauere Berechnung der am Rad 14 wirkenden vertikalen Radlast Fz bzw. FZRAD erläutert werden, wobei davon ausgegangen wird, dass die Achse 32 einen Querstabilisator oder - labilisator 49 aufweist, der schematisch in Fig. 9 angedeutet ist und eine Federsteifigkeit cstab aufweist. Dabei entsprechen ΠIRAD der ungefederten Radmasse und az der absoluten Radträger-Beschleunigung in vertikaler Richtung. Es gelten folgende Beziehungen:
FzDämpfer = k* dZrel/dt
FZFeder = C * Zrel
FZStab = (zreljinks - Zrel_rechts) * CStab
FZRAD_Massekraft = HlRAD * ELz
FzRAD_Gewicht = HlRAD * g, mit g » 9,81 Hl/s2
Die Radlast Fz bzw. FZRAD ergibt sich hiermit zu:
FZRAD = FZRAD_Massekraft + FZRAD_Gewicht + FzDämpfer + FZFeder + FZStab
Daraus wird deutlich, dass der oben beschriebene Ansatz Fz = j2 * (c * zrel + k * dzrei/ dt) lediglich eine Näherungslösung darstellt, die aber in bestimmten Anwendungsfällen ausreichend ist. Dennoch kann auch die genauere Berechnung der Radlast verwendet und z.B. von der Auswertevorrichtung 29 durchgeführt werden, wofür bevorzugt allerdings ein Beschleunigungssensor zur Bestimmung von az vorzusehen ist. Ferner kann es je nach Übersetzungsverhältnis j erforderlich sein, Fzoämpfer und FzFeder mit j2 zu multiplizieren.
Es kann vorkommen, insbesondere dann, wenn Feder und Dämpfer an unterschiedlichen Orten in der Radaufhängung angeordnet sind, dass für die Feder ein anderes Übersetzungsverhältnis gilt als für den Dämpfer. In diesem Fall kann das Übersetzungsverhältnis für die Feder mit JF und das Übersetzungsverhältnis für den Dämpfer mit JD bezeichnet werden. Es gilt dann:
FZDämpfer = ]D2*k* dZrel/dt FZFeder = ]FZ*C * Zrel
Für die Näherungslösung von Fz ergäbe sich folglich:
FZ = )D2*k* dZrel/dt + ]F2*C * Zrel
Obwohl diese Berechnungen unter Bezugnahme auf das Rad 14 durchgeführt wurden, sind sie auch auf jedes andere Rad des Kraftfahrzeugs übertragbar.
Bezugszeichenliste
Radträger oberer Querlenker unterer Querlenker Spurstange Trägerelement Fahrzeugaufbau Kraftfahrzeug Kugelgelenk sphärisches Gelenk oder Elastomerlager Kugelgelenk sphärisches Gelenk oder Elastomerlager Kugelgelenk Verstellvorrichtung Rad bzw. Reifen Radaufstandpunkt Fahrbahn Führungslenker Kugelgelenk sphärisches Gelenk oder Elastomerlager Feder Stoßdämpfer Feder-Dämpfereinheit Gelenk Gelenk Kugelzapfen Kugelgelenkgehäuse Magnet 28 magnetfeldempfindlicher Sensor
29 Auswertevorrichtung
30 Kugelzapfen
31 Kugelgelenkgehäuse
32 Fahrzeugachse, Vorderachse
33 Rad
34 Recheneinheit
35 Schätzereinheit
36 Reifen-Kennfeldeinheit
37 Lenkrad
38 Sensor für Querbeschleunigung
39 Sensor für Fahrzeuggeschwindigkeit
40 Sensor für Lenkwinkel
41 Rad
42 Rad
43 Fahreugachse, Hinterachse
44 Magnet
45 magnetfeldempfindlicher Sensor
46 Sensor für Längsschlupf
47 Radaufhängung
48 Reifen-Kennfeld
49 Querstabilisator
Fx Längskraft auf Rad
Fy Seitenkraft auf Rad
Fymax maximal zulässige Seitenkraft auf Rad
ΔFy Differenz zwischen aktueller und maximal zulässiger Seitenkraft
Fybez Quotient aus aktueller und maximal zulässiger Seitenkraft
Fz Radlast bzw. Näherungswert derselben x Längsrichtung des Fahrzeugs y Querrichtung des Fahrzeugs z Hochrichtung des Fahrzeugs
Ziel relativer Abstand zwischen Radträger und Fahrzeugaufbau δ Spurwinkel γ Sturzwinkel α Schräglaufwinkel
VFzg Längsgeschwindigkeit Fahrzeug λ Radschlupf bzw. Längsschlupf ψ Gierwinkel μ Reibwert zwischen Rad und Fahrbahn bzw. Untergrund a Beschleunigung t Zeit i Index (i = 1...4) j Übersetzungsverhältnis c Federrate k Dämpferrate mFzg Gewicht bzw. Masse des Fahrzeugaufbaus πiRad Radmasse τ Winkel zwischen unterem Querlenker und Radträger ω Winkel zwischen oberem Querlenker und Radträger
AP Arbeitspunkt im Reifenkennfeld
AG Ausgangsgröße der Reifen-Kennfeldeinheit

Claims

Radaufhängung für ein FahrzeugPatentansprüche
1. Radaufhängung für ein Fahrzeug (7), mit einem Trägerelement (5), einem im Abstand zum Trägerelement (5) angeordneten Radträger (l) und einem am Radträger (1) drehbar gelagerten Rad (14), wobei der Radträger (1) mit dem Trägerelement (5) über ein erstes Führungsmittel (3; 17) und ein erstes schwenkbares Verbindungsmittel (10; 19) verbunden ist und der Radträger (1) mit dem Trägerelement (5) über ein zweites Führungsmittel (2; 4) und ein zweites schwenkbares Verbindungsmittel (8; 12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in das erste schwenkbare Verbindungsmittel (10; 19) eine erste Winkelmessvomchtung (27, 28) integriert ist und in das zweite schwenkbare Verbindungsmittel (8; 12) eine zweite Winkelmessvorrichtung (44, 45) integriert ist.
2. Radaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste schwenkbare Verbindungsmittel (10) ein Kugelgelenk ist.
3. Radaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite schwenkbare Verbindungsmittel (8; 12) ein Kugelgelenk ist.
4. Radaufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Führungsmittel (3) ein Querlenker oder eine Querschwinge ist.
5. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Führungsmittel (17) ein Führungslenker ist.
6. Radaufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Führungsmittel (2) ein Querlenker ist.
7. Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Führungsmittel (4) eine Spurstange ist.
8. Radaufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Winkelmessvorrichtungen jeweils einen Magnet (27; 44) und einen magnetfeldempfindlichen Sensor (28; 45) aufweisen.
9. Radaufhängung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetfeldempfindlichen Sensoren (28, 45) magnetoresistive Sensoren sind.
10. Radaufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Winkelmessvorrichtungen (27, 28; 44, 45) elektrisch mit einer Auswertevorrichtung (29) verbunden sind.
11. Radaufhängung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass von der Auswertevorrichtung (29) der Spurwinkel (δ), der Sturzwinkel (γ) und/oder die aktuell auf das Rad (14) wirkende Radlast (Fz) oder ein Näherungswert derselben bestimmbar ist.
12. Radaufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Führungsmittel (3) über eine Feder (20) und/oder einen Dämpfer (21) mit dem Trägerelement (5) verbunden ist.
13. Radaufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rad (14) einen Reifen aufweist.
14. Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugaufbau (6) und wenigstens einer Radaufhängung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (5) ein Teil des Fahrzeugaufbaus (6) ist.
15. Verwendung einer Radaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der ersten Wtαkehnessvorrichtung (27, 28) ein erster Messwert ermittelt wird, mittels der zweiten Winkehnessvorrichtung (44, 45) ein zweiter Messwert ermittelt wird und unter Einbeziehung der beiden Messwerte der Spurwinkel (δ) und der Sturzwinkel (γ) des Rads bestimmt werden.
16. Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass unter Einbeziehung der beiden Messwerte die auf das Rad (14) wirkende Radlast (Fz) oder ein Näherungswert derselben bestimmt wird.
17. Verwendung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Rad (14) wirkende Seitenkraft (Fy) bestimmt wird.
18. Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbeschleunigung (ay) und die Geschwindigkeit (vx) des Rads gemessen werden und unter Einbeziehung des Spurwinkels (δ), des Sturzwinkels (γ), der Querbeschleunigung (ay) und der Geschwindigkeit (vx) der Schräglaufwinkel (α) des Rads (14) bestimmt wird.
19. Verwendung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass unter Einbeziehung des Schräglaufwinkels (α) die verbleibende Kraftreserve (Fybez) des Rads (14) und/oder der aktuelle Reibwert (μ) zwischen einer Fahrbahn (16) und dem mit der Fahrbahn in Kontakt stehenden Rad (14) bestimmt wird.
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