DE102010003205A1

DE102010003205A1 - Verfahren zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung, der longitudinalen Winkelbeschleunigung und der transversalen Winkelbeschleunigung eines Körpers, insbesondere eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102010003205A1
Application number: DE102010003205A
Authority: DE
Inventors: Uwe Hoffmann; Dr. Seemann Michael; Markus Schommer; Marc Suermann; Yvonne Bäumchen; Russ Lee Norton
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2011-09-29
Anticipated expiration: 2030-03-25
Also published as: US8523192B2; CN102198833A; CN102198833B; DE102010003205B4; US20110233881A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung (az), der longitudinalen Winkelbeschleunigung (αx) und der transversalen Winkelbeschleunigung (αy) eines Körpers zur Verfügung gestellt. Dabei umfaßt der Körper eine longitudinale Drehachse (x), eine transversale Drehachse (y), mindestens drei Federelemente (5), mindestens drei Stossdämpfer (6) und mindestens drei Höhensensoren (7), wobei jeweils ein Höhensensor (7) im Bereich eines Stossdämpfers (6) angeordnet ist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass – die Dämpfungskräfte (FDi) der Stossdämpfer (6), die Federkräfte (FSi) der Federelemente (5), der Schwerpunkt des Köpers, die Masse des Körpers (mB), die Trägheitsmomente des Körpers (Jxx, Jyy), die Positionen der Stossdämpfer in Bezug auf den Schwerpunkt des Körpers (sv, sh, lv, lh), die mittlere Höhe der longitudinalen Drehachse (hx) und die mittlere Höhe der transversalen Drehachse (hy) bestimmt werden und – die vertikale Beschleunigung (az), die longitudinale Winkelbeschleunigung (αx) und die transversale Winkelbeschleunigung (αy) mit Hilfe der Masse des Körpers (mB), der Trägheitsmomente des Körpers (Jxx Jyy), der Positionen der Stossdämpfer in Bezug auf den Schwerpunkt des Körpers (sv, sh, lv, lh), der mittleren Höhe der longitudinalen Drehachse (hx), der mittleren Höhe der transversalen Drehachse (h), der Dämpfungskräfte (FDi) der Stossdämpfer (6) und der Federkräfte (FSi) der Federelemente (5) bestimmt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung, der longitudinalen Winkelbeschleunigung und der transversalen Winkelbeschleunigung eines Körpers. Bei dem Körper kann es sich insbesondere um ein Kraftfahrzeug handeln. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Radaufhängungssystem und ein Kraftfahrzeug.
Zur Verringerung der Störanfälligkeit technischer Geräte ist es wünschenswert, dass eine technische Funktion mit einer möglichst geringen Anzahl an Bauteilen realisiert werden kann. Beispielsweise umfaßt ein Kraftfahrzeug, insbesondere das Radaufhängungssystem eines Kraftfahrzeugs, typischerweise eine Vielzahl von Sensoren. Dabei handelt es sich unter anderem um Sensoren zur Messung der vertikalen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, Sensoren zur Bestimmung der horizontalen Bescheunigung des Kraftfahrzeugs und Abstandssensoren. Typischerweise werden vier Sensoren zur Messung des Abstandes der Karosserie gegenüber den radseitigen Fahrwerkskomponenten, drei Beschleunigungsmesser zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, sowie mindestens zwei Beschleunigungsmesser zur Bestimmung der horizontalen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs verwendet, um die vertikale Beschleunigung, die longitudinale Winkelbeschleunigung und die transversale Winkelbeschleunigung des Kraftfahrzeugs zu bestimmen.
Die Bestimmung der vertikalen Beschleunigung, der longitudinalen Winkelbeschleunigung und der transversalen Winkelbeschleunigung des Schwerpunktes des Kraftfahrzeugs ist insbesondere im Zusammenhang mit einer optimalen Steuerung der Fahrzeugeigenschaften, insbesondere der semi-aktiven bzw. aktiven Stoßdämpferparameter von Bedeutung.
Die Ausgestaltung des Systems zur Schwingungsdämpfung der Radaufhängung stellt immer einen Kompromiß zwischen einerseits einer Abschirmung des Fahrzeugaufbaus gegen Schwingungen mit hohen Frequenzen (secondary ride), wie sie durch Straßenunebenheiten hervorgerufen werden, und andererseits einer Erzielung eines hohen Fahrkomforts in Bezug auf Schwingungen des Fahrzeugaufbaus mit niedrigen Frequenzen (primary ride). Das bedeutet, dass der Fahrzeugaufbau einerseits gegen hochfrequente Schwingungen abgeschirmt wird, während andererseits eine hinreichende Fahrzeugbeherrschung durch den Fahrer dadurch gewährleistet sein muß, so dass der Fahrer Rückmeldungen bezüglich des Fahrzeugzustandes und der Straßenverhältnisse bekommt.
Semiaktive und aktive Stoßdämpfungssysteme können eine gute Abschirmung gegen durch Straßenunebenheiten hervorgerufene hohe Frequenzen bei gleichzeitiger Gewährleistung einer guten Fahrzeugkontrolle durch den Fahrer bieten. Zudem kann der Fahrzeugaufbau gleichzeitig gegen durch Straßenunebenheiten hervorgerufene niedrige Frequenzen abgeschirmt werden.
Die aktiven Dämpfungssysteme haben den Nachteil, dass sie gegenüber passiven Dämpfungssystemen wesentlich komplexer und kostenintensiver sind. Zusätzlich zu der höheren Komplexität der Hardware des Dämpfers beziehungsweise der Radaufhängung verglichen mit herkömmlichen passiven Dämpfungs- beziehungsweise Radaufhängungssytemen werden zudem weitere Sensoren zur Ausführung der Steuer- und Regelalgorithmen von semi-aktiven und aktiven Dämpfungs- beziehungsweise Radaufhängungssytemen benötigt.
Im Zusammenhang mit semi-aktiven und aktiven Dämpfungssystemen wird üblicherweise die Dynamik der Bewegung des Fahrzeugaufbaus in Bezug auf Schwingungen mit niedrigen Frequenzen (primary ride) gesteuert. Im Falle von aktiven Dämpfungssystemen wird dies durch Steuerung der Dämpfungskräfte zwischen dem Fahrzeugaufbau und den vier Rädern erreicht. Eine Variation der Dämpfungskräfte wird durch Verwendung von kontinuierlich regelbaren Stoßdämpfern bewirkt.
Zur Abschätzung der Bewegung des Fahrzeugaufbaus werden normalerweise, insbesondere im Rahmen von aktiven Dämpfungssystemen, drei Beschleunigungssensoren verwendet, die an dem Fahrzeugaufbau befestigt sind. Die Meßdaten der Beschleunigungssensoren werden zur Berechnung der Beschleunigungen des Fahrzeugaufbaus im Hinblick auf die Hubbeschleunigung (heave) beziehungsweise die vertikale Beschleunigung, die Wankbeschleunigung (roll) beziehungsweise die longitudinale Winkelbeschleunigung und die Nickbeschleunigung (pitch) beziehungsweise die transversale Winkelbeschleunigung verwendet. Die Meßdaten werden zudem zur Bestimmung der entsprechenden Geschwindigkeiten integriert. Zusätzlich werden die vertikalen Auslenkungen der jeweiligen Federelemente an den vier Ecken des Fahrzeugs gemessen.
Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein vorteilhaftes Verfahren zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung, der longitudinalen Winkelbeschleunigung und der transversalen Winkelbeschleunigung eines Körpers zur Verfügung zu stellen. Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein vorteilhaftes Radaufhängungssystem zur Verfügung zu stellen. Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein vorteilhaftes Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen.
Die erste Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung, der longitudinalen Winkelbeschleunigung und der transversalen Winkelbeschleunigung eines Körpers nach Anspruch 1 gelöst. Die zweite Aufgabe wird durch ein Radaufhängungssystem nach Anspruch 9 gelöst. Die dritte Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 13 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung, der longitudinalen Winkelbeschleunigung und der transversalen Winkelbeschleunigung eines Körpers bezieht sich auf einen Körper, der eine longitudinale Drehachse, eine transversale Drehachse, mindestens drei Federelemente, mindestens drei Stoßdämpfer und mindestens drei Höhensensoren umfaßt. Dabei ist jeweils ein Höhensensor im Bereich eines Stoßdämpfers angeordnet. Das Verfahren zeichnet sich durch folgende Schritte aus:
Zunächst werden die Dämpfungskräfte der Stossdämpfer, die Federkräfte der Federelemente, der Schwerpunkt des Körpers, die Masse des Körpers, die Trägheitsmomente des Körpers, die Positionen der Stoßdämpfer in Bezug auf den Schwerpunkt des Körpers, die mittlerer Höhe der longitudinalen Drehachse und die mittlere Höhe der transversalen Drehachse bestimmt, beispielsweise gemessen oder aus anderen Größen ermittelt. Anschließend werden die vertikale Beschleunigung, die longitudinale Winkelbeschleunigung und die transversale Winkelbeschleunigung mit Hilfe der Masse des Körpers, der Trägheitsmomente des Körpers, der Positionen der Stoßdämpfer im Bezug auf den Schwerpunkt des Körpers, der mittleren Höhe der longitudinalen Drehachse, der mittleren Höhe der transversalen Drehachse, der Dämpfungskräfte der Stossdämpfer und der Federkräfte der Federelemente bestimmt.
Es kann sich bei der longitudinalen Drehachse und der transversalen Drehachse insbesondere um gedachte Drehachsen des Körpers handeln. Bei dem Körper kann es sich vorteilhafter Weise um ein Kraftfahrzeug handeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber den oben beschriebenen herkömmlichen Verfahren zur Bestimmung der Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Schwerpunktes des Körpers, insbesondere des Kraftfahrzeuges, den Vorteil, dass die oben erwähnten drei vertikalen Beschleunigungssensoren nicht erforderlich sind. Auf diese Weise kann auf drei Sensoren verzichtet werden, wodurch die Fehleranfälligkeit des Systems bei gleich bleibender Funktionalität verringert wird.
Im Falle eines Kraftfahrzeugs kann es sich bei der vertikalen Beschleunigung auch um die Hubbeschleunigung (heave acceleration) handeln. Bei der longitudinalen Winkelbeschleunigung kann es sich in diesem Fall auch um die Wankbeschleunigung (roll acceleration) handeln und bei der transversalen Winkelbeschleunigung kann es sich in diesem Fall auch um die Nickbeschleunigung (pitch acceleration) handeln.
Vorteilhafterweise können zudem die longitudinale Beschleunigung des Körpers und die transversale Beschleunigung des Körpers bestimmt werden, beispielsweise gemessen werden oder berechnet werden. Diese Bestimmung kann entweder durch direktes Messen mit entsprechend ausgerichteten Beschleunigungssensoren erfolgen oder indirekt über Differenzierung im Zeitbereich der vorhanden longitudinalen und/oder transversalen Geschwindigkeitssignale. Anschließend können die vertikale Beschleunigung, die longitudinale Winkelbeschleunigung und die transversale Winkelbeschleunigung mit Hilfe der Masse des Körpers, der Trägheitsmomente des Körpers, der Positionen der Stoßdämpfer im Bezug auf den Schwerpunkt des Körpers, der mittleren Höhe der longitudinalen Drehachse, der mittleren Höhe der transversalen Drehachse, der Dämpfungskräfte der Stossdämpfer, der Federkräfte der Federelemente, der longitudinalen Beschleunigung des Körpers und der transversalen Beschleunigung des Körpers bestimmt werden.
Weiterhin können die vertikale Geschwindigkeit, die longitudinale Winkelgeschwindigkeit und die transversale Winkelgeschwindigkeit des Körpers mit Hilfe der vertikalen Beschleunigung, der longitudinalen Winkelbeschleunigung und der transversalen Winkelbeschleunigung bestimmt werden. Diese Bestimmung kann insbesondere durch Integration erfolgen.
Im Falle eines Kraftfahrzeugs kann es sich bei der vertikalen Geschwindigkeit auch um die Hubgeschwindigkeit (heave velocity) handeln. Bei der longitudinalen Winkelgeschwindigkeit kann es sich in diesem Fall auch um die Wankgeschwindigkeit (roll velocity) handeln und bei der transversalen Winkelgeschwindigkeit kann es sich in diesem Fall auch um die Nickgeschwindigkeit (pitch velocity) handeln.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren so ausgestaltet sein, dass die vertikalen Auslenkungen der Federelemente gemessen werden. Die Dämpfungsströme der Stoßdämpfer können bestimmt, beispielsweise gemessen oder berechnet, werden. Weiterhin können die Geschwindigkeiten der vertikalen Auslenkungen der Federelemente, beispielsweise mittels Differenzierung des vertikalen Auslenkungssignals im Zeitbereich, bestimmt werden. Die Geschwindigkeiten der vertikalen Auslenkungen der Federelemente können grundsätzlich berechnet oder gemessen werden. Zusätzlich können die Federkonstanten der Federelemente und die Dämpfungskurven der Stoßdämpfer bestimmt werden. Die Dämpfungskräfte der Stossdämpfer können dann mit Hilfe der Dämpfungsströme der Stoßdämpfer, der Geschwindigkeiten der vertikalen Auslenkungen der Federelemente und der Dämpfungskurven der Stoßdämpfer bestimmt werden. Die Federkräfte der Federelemente können mit Hilfe der vertikalen Auslenkungen der Federelemente und der Federkonstanten der Federelemente bestimmt werden.
Vorteilhafterweise umfaßt der Körper, insbesondere das Kraftfahrzeug, vier Stoßdämpfer und vier Höhensensoren. Unter einem Höhensensor wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ein Abstandssensor verstanden, mit dessen Hilfe der Abstand zwischen einen Körper und einem Fahrwerkselement gemessen werden kann. Vorteilhafterweise ist jeweils ein Höhensensor im Bereich eines Stoßdämpfers angeordnet.
Zum Beispiel kann es sich bei dem Körper um ein Kraftfahrzeug handeln, welches eine Anzahl Räder, vorteilhafterweise vier Räder, und mindestens ein mit Stoßdämpfern ausgestattetes Radaufhängungssystem umfaßt. Dabei kann jeweils mindestens ein Höhensensor im Bereich eines Rades angeordnet sein.
Die Berechnungen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens basieren auf Daten zu den Eigenschaften der Stossdämpfer und der Federelemente, der Geometrie des Fahrzeugs, insbesondere dem Achsabstand und der Spurweite, den zweiten Newtonschen Gesetz und der inversen Massenmatrix.
Die Eingangssignale sind beispielsweise die vertikalen Auslenkungen z_i der Federelemente und die Geschwindigkeiten der vertikalen Auslenkungen v_zi der Federelemente als Signale von den Höhensensoren, der aktuelle Dämpfungsstrom (I_Di) jedes Stossdämpfers und die longitudinale lineare Beschleunigung a_x und die transversale lineare Beschleunigung a_y von einem Bussystem, insbesondere einem CAN-Bus (Controller Area Network, asynchrones, serielles Bussystem). Zunächst können die Kräfte F_i an den Ecken des Fahrzeugs aus den Dämpfungskräften F_Di der Stossdämpfer und den Federkräften F_Si der Federelemente berechnet werden.
Grundsätzlich können die Federelemente passiv oder aktiv ausgestaltet sein. Im ersten Fall kann die jeweilige Federkraft F_Si aus der vertikalen Auslenkung z_i des jeweiligen Federelements und der Federkonstante c_i des Federelements berechnet werden. Im zweiten Fall ist die Federkonstante einstellbar beziehungsweise regelbar, beispielsweise mit Hilfe eines Aktuators oder mit Hilfe eines Regelstromes. In diesem Fall kann die jeweilige Federkraft F_Si aus der vertikalen Auslenkung z_i des jeweiligen Federelements und beispielsweise dem Regelstrom zu Einstellung der jeweiligen Federkonstante des Federelements berechnet werden. Die Dämpfungskräfte F_Di der Stossdämpfer können aus den aktuellen Dämpfungsströmen I_Di, den Geschwindigkeiten der vertikalen Auslenkungen v_zi der Federelemente und den jeweiligen Dämpfungskurven der Stossdämpfer berechnet werden. Grundsätzlich können die Stossdämpfer als passive oder als aktive Dämpfer ausgestaltet sein. Im ersten Fall ist die Abhängigkeit der Dämpfungskraft F_Di von der vertikalen Auslenkungsgeschwindigkeit v_zi des jeweiligen Federelements durch eine Kennlinie bestimmt. Im zweiten Fall ist die Dämpfungskraft F_Di von der vertikalen Auslenkungsgeschwindigkeit v_zi des jeweiligen Federelements und zusätzlich von dem jeweiligen Dämpfungsstrom I_Di, also dem ein aktives Ventil des Dämpfers regelnden Strom, abhängig. Das heißt, die Abhängigkeit der Dämpfungskraft F_Di von der vertikalen Auslenkungsgeschwindigkeit v_zi des jeweiligen Federelements ist durch eine von dem jeweiligen Dämpfungsstrom I_Di abhängige Kennlinie bestimmt.
Aus der Summe aus der Dämpfungskraft F_Di und der Federkraft F_Si resultiert die an der jeweiligen Ecke des Fahrzeugs vertikal angreifende Kraft F_i gemäß: F_i = F_Si(z_i, c_i) + F_Di(I_Di, v_zi).
Die am Schwerpunkt des Körpers, beispielsweise des Fahrzeugs, angreifenden Kräfte können unter Zuhilfenahme der Geometrie des Körpers berechnet werden. Im Falle eines Fahrzeugs können dies der Radabstand l_v, l_h und die Spurweite s_f, s_h sein (siehe 2). Zusätzlich werden die Kräfte mit Hilfe der longitudinalen linearen Beschleunigung a_x, der transversalen linearen Beschleunigung a_y, der gefederten Masse des Fahrzeugs m_B, der Höhe der longitudinalen Drehachse h_x und der Höhe der transversalen Drehachse h_y bestimmt:
Um die vertikale Beschleunigung, insbesondere die Hubbeschleunigung (heave), die longitudinale Winkelbeschleunigung, insbesondere die Wankbeschleunigung (roll), und die transversale Winkelbeschleunigung, insbesondere die Nickbeschleunigung (pitch), also die Beschleunigungen des Schwerpunktes a_COG des Fahrzeugs zu ermitteln, kann die Kraft F mit der inversen Massenmatrix multipliziert werden:
J_xx und J_yy bezeichnen die Trägheitsmomente des Fahrzeugs. Vorteilhafterweise können, beispielsweise mit Hilfe eines diskreten Butterworth 3 Hz Hochpaßfilters, Störungen mit niedriger Frequenz für die longitudinale Winkelbeschleunigung und die transversale Winkelbeschleunigung herausgefiltert werden.
Im Anschluß an die Bestimmung der vertikalen Beschleunigung, der longitudinalen Winkelbeschleunigung und der transversalen Winkelbeschleunigung können beispielsweise die Dämpfungsströme der Stoßdämpfer und/oder die Federkonstanten der Federelemente in Abhängigkeit von der bestimmten vertikalen Beschleunigung, der longitudinalen Winkelbeschleunigung und der transversalen Winkelbeschleunigung eingestellt werden. Analog können beispielsweise die Dämpfungsströme der Stoßdämpfer und/oder die Federkonstanten der Federelemente in Abhängigkeit von der bestimmten vertikalen Geschwindigkeit, der longitudinalen Winkelgeschwindigkeit und der transversalen Winkelgeschwindigkeit eingestellt werden. Auf diese Weise läßt sich eine den jeweiligen Bedingungen, beispielsweise den Straßenverhältnissen und dem Fahrstil, angepaßte Einstellung der Stoßdämpfer und/oder der Federelemente erzielen.
Weiterhin kann die longitudinale Winkelgeschwindigkeit und/oder eine zusätzliche vertikale Beschleunigung außerhalb des Schwerpunktes des Körpers zur Bestimmung der transversale Winkelgeschwindigkeit des Körpers bestimmt, insbesondere gemessen, werden und die vertikale Beschleunigung, die longitudinale Winkelbeschleunigung und die transversale Winkelbeschleunigung des Körpers mit Hilfe der longitudinalen Winkelgeschwindigkeit und/oder der zusätzlichen vertikale Beschleunigung außerhalb des Schwerpunktes des Körpers bestimmt werden. Auf diese Weise können im Vergleich zu der oben beschriebenen Vorgehensweise genauere Ergebnisse erzielt werden, insbesondere bei einer Anwendung im Rahmen eines semi-aktiven Dämpfungssystems. Im Falle eines Kraftfahrzeugs können vorteilhafterweise die longitudinale Winkelgeschwindigkeit (Wankgeschwindigkeit, roll rate) und/oder die zusätzliche vertikale Beschleunigung von einer anderen Komponente des Kraftfahrzeugs, beispielsweise dem Airbag-System, gewonnen werden.
Das erfindungsgemäße Radaufhängungssystem ist mit einem Körper, beispielsweise einem Kraftfahrzeug, verbindbar. Der Körper umfaßt eine gedachte longitudinale Drehachse und eine gedachte transversale Drehachse. Das Radaufhängungssystem umfaßt mindestens drei Federelemente, mindestens drei Höhensensoren, mindestens drei Stoßdämpfer und eine Bewegungsbestimmungseinheit zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung, der longitudinalen Winkelbeschleunigung und der transversalen Winkelbeschleunigung.
Die Bewegungsbestimmungseinheit ist dabei so ausgestaltet, dass die Bestimmung der vertikalen Beschleunigung, der longitudinalen Winkelbeschleunigung und der transversalen Winkelbeschleunigung ausschließlich mit Hilfe der Dämpfungskräfte der Stossdämpfer, der Federkräfte der Federelemente, der Masse des Körpers, der Trägheitsmomente des Körpers, der Positionen der Stoßdämpfer im Bezug auf den Schwerpunkt des Körpers, der mittleren Höhe der longitudinalen Drehachse des Körpers und der mittleren Höhe der transversalen Drehachse des Körpers erfolgt.
Vorzugsweise kann die Bewegungsbestimmungseinheit so ausgestaltet sein, dass die Bestimmung der Dämpfungskräfte der Stossdämpfer und der Federkräfte der Federelemente mit Hilfe von Dämpfungsströmen der Stossdämpfer, der vertikalen Auslenkung der Federelemente, der Geschwindigkeiten der vertikalen Auslenkungen der Federelemente, der Federkonstanten der Federelemente und der Dämpfungskurven der Stossdämpfer erfolgt.
Zusätzlich kann das erfindungsgemäße Radaufhängungssystem eine Vorrichtung zur Bestimmung der transversalen Beschleunigung des Körpers und eine Vorrichtung zur Bestimmung der longitudinalen Beschleunigung des Körpers umfassen. Bei der Vorrichtung zur Bestimmung der transversalen Beschleunigung des Körpers und der Vorrichtung zur Bestimmung der longitudinalen Beschleunigung des Körpers kann es sich zum Beispiel um Vorrichtungen zur Messung, Berechnung oder Erfassung der transversalen beziehungsweise longitudinalen linearen Beschleunigung des Körpers handeln. Die Bewegungsbestimmungseinheit kann in diesem Fall so ausgestaltet sein, dass die Bestimmung der vertikalen Beschleunigung, der longitudinalen Winkelbeschleunigung und der transversalen Winkelbeschleunigung ausschließlich mit Hilfe der Dämpfungskräfte der Stossdämpfer, der Federkräfte der Federelemente, der transversalen Beschleunigung des Körpers, der longitudinalen Beschleunigung des Körpers, der Masse des Körpers, der Trägheitsmomente des Körpers, der Positionen der Stoßdämpfer im Bezug auf den Schwerpunkt des Körpers, der mittleren Höhe der longitudinalen Drehachse des Körpers und der mittleren Höhe der transversalen Drehachse des Körpers erfolgt.
Bei dem Körper kann es sich vorzugsweise um ein Kraftfahrzeug handeln. Weiterhin kann das Radaufhängungssystem eine Anzahl an Elementen zur Befestigung von Rädern umfassen. Im Bereich dieser Elemente können insbesondere jeweils ein Stoßdämpfer und ein Höhensensor angeordnet sein. Im Falle eines Kraftfahrzeugs kann es sich bei der vertikalen Beschleunigung auch um die Hubbeschleunigung (heave acceleration) handeln. Bei der longitudinalen Winkelbeschleunigung kann es sich in diesem Fall auch um die Wankbeschleunigung (roll acceleration) handeln und bei der transversalen Winkelbeschleunigung kann es sich in diesem Fall auch um die Nickbeschleunigung (pitch acceleration) handeln. Entsprechend kann es sich bei der vertikalen Geschwindigkeit auch um die Hubgeschwindigkeit (heave velocity) handeln. Bei der longitudinalen Winkelgeschwindigkeit kann es sich in diesem Fall auch um die Wankgeschwindigkeit (roll velocity) handeln und bei der transversalen Winkelgeschwindigkeit kann es sich in diesem Fall auch um die Nickgeschwindigkeit (pitch velocity) handeln.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfaßt ein zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes Radaufhängungssystem. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug hat dieselben Eigenschaften und Vorteile wie das erfindungsgemäße Radaufhängungssystem. Weiterhin kann das Kraftfahrzeug eine Vorrichtung zum Abschätzen von Straßenunebenheiten umfassen. Mit Hilfe dieser Vorrichtung kann eine situationsangepaßte Kontrolle der Dämpfung, insbesondere eine situationsangepaßte Stoßdämpfersteuerung, vorgenommen werden.
Insgesamt hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass zur Bestimmung der Schwerpunktsbewegung eines Körpers, insbesondere eines Kraftfahrzeugs drei Sensoren zur Messung der vertikalen Beschleunigung eingespart werden können. Auf diese Weise wird die Fehleranfälligkeit des Systems verringert. Gleichzeitig werden die Kosten und die Komplexität des Systems verringert, insbesondere in dem Fall, dass die Bestimmung der Schwerpunktsbewegung des Körpers auf der Basis der gemessenen vertikalen Auslenkungen der Federelemente erfolgt.
Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher beschrieben.
1 zeigt schematisch einen Teil eines Kraftfahrzeugs.
2 zeigt schematisch die für das Kraftfahrzeug verwendete Geometrie.
3 zeigt schematisch die Funktionsweise der Stoßdämpfersteuerung des Fahrzeugs.
4 zeigt schematisch das Verfahren zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung, der longitudinalen Winkelbeschleunigung und der transversalen Winkelbeschleunigung des Fahrzeugs.
5 zeigt beispielhaft die longitudinale Winkelgeschwindigkeit (Wankgeschwindigkeit) in Abhängigkeit von der Zeit.
6 zeigt beispielhaft die transversale Winkelgeschwindigkeit (Nickgeschwindigkeit) in Abhängigkeit von der Zeit.
7 zeigt beispielhaft die vertikale Geschwindigkeit (Hubgeschwindigkeit) in Abhängigkeit von der Zeit.
8 zeigt schematisch die Eingangs- und Ausgangsdaten der Bewegungsbestimmungseinheit 9 gemäß einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens.
9 zeigt schematisch die Eingangs- und Ausgangsdaten der Bewegungsbestimmungseinheit 9 gemäß einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die 1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 1. Das Kraftfahrzeug 1 umfaßt ein Radaufhängungssystem 3 und vier Räder 2. Die Räder 2 sind mit Hilfe einer Vorrichtung zum Befestigen der Räder 4 mit dem Radaufhängungssystem 3 verbunden. Das Radaufhängungssystem 3 umfaßt vier Federelemente 5, die eine Federung der Räder bewirken, und vier Stoßdämpfer 6. Je ein Federelement 5 und je ein Stoßdämpfer 6 sind jeweils im Bereich eines Rades 2 angeordnet.
Das Kraftfahrzeug 1 umfaßt weiterhin vier Höhensensoren 7, die jeweils im Bereich eines Rades 2 angeordnet sind, und vier Geschwindigkeitssensoren 15, die ebenfalls jeweils im Bereich eines Rades 2 angeordnet sind. Das Kraftfahrzeug 1 beziehungsweise das Radaufhängungssystem 3 umfaßt zudem eine Vorrichtung zur Bestimmung der transversalen Beschleunigung 8 und eine Bewegungsbestimmungseinheit 9. Die longitudinale Beschleunigung wird mittels Differenzierung im Zeitbereich der Fahrzeugschwerpunkts-Längsgeschwindigkeit bestimmt. Die Bewegungsbestimmungseinheit 9 kann zum Beispiel als Hardwarekomponente, insbesondere als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC, Application Specific Integrated Circuit) oder als Softwaremodul, insbesondere CPU (Central Processing Unit), ausgestaltet sein.
Mit Hilfe der Höhensensoren 7, die jeweils im Bereich eines Rades 2 angeordnet sind, kann der Abstand beispielsweise der Karosserie zu den Rädern bzw. zu den radseitigen Fahrwerkselementen gemessen werden. Die Geschwindigkeit für die entsprechende Abstandsänderung wird mittels Differenzierung im Zeitbereich des Signals des Höhensensors 7 bestimmt, kann aber auch jeweils mit Hilfe der Geschwindigkeitssensoren 15, die ebenfalls im Bereich jeweils eines Rades 2 angeordnet sind, bestimmt werden.
Die 2 zeigt schematisch die im Folgenden verwendete Geometrie des Kraftfahrzeugs 1. Durch das Kraftfahrzeug 1 ist ein Koordinatensystem mit einer x-Achse, einer y-Achse und einer z-Achse gelegt. Die x-Achse zeigt dabei in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1. Die y-Achse zeigt in Fahrtrichtung nach links und die z-Achse zeigt nach oben.
An jeder Ecke des Fahrzeugs 1 greifen in Folge der Federung und der Stoßdämpfung Kräfte an. Dabei handelt es sich vorn rechts um die Kraft F_vr, vorn links um die Kraft F_vl, hinten rechts um die Kraft F_hr und hinten links um die Kraft F_hl. Der Abstand der Vorderräder 2 ist mit s_v (Spurweite vorne) gekennzeichnet. Der Abstand der Hinterräder ist mit s_h (Spurweite hinten) gekennzeichnet. Weiterhin ist der Abstand der Vorderachse vom Systemgesamtschwerpunkt mit l_v gekennzeichnet und der Abstand der Hinterachse vom Systemgesamtschwerpunkt l_h.
Eine mögliche Drehung des Fahrzeugs 1 um die x-Achse ist mit der Bezugsziffer 10 gekennzeichnet. Die entsprechende Winkelgeschwindigkeit ist mit ω_x gekennzeichnet und die entsprechende Winkelbeschleunigung ist mit α_x gekennzeichnet. Weiterhin ist eine mögliche Drehung um die y-Achse durch einen Pfeil 11 gekennzeichnet. Die entsprechende Winkelgeschwindigkeit ist mit ω_y gekennzeichnet und die entsprechende Winkelbeschleunigung ist mit α_y. Weiterhin ist die Geschwindigkeit einer Auslenkung des Fahrzeugs 1 in z-Richtung mit v_z und die entsprechende die Beschleunigung mit a_z gekennzeichnet.
Die 3 zeigt schematisch die Stoßdämpfersteuerung des Kraftfahrzeugs 1. Mit Hilfe der Höhensensoren 7 werden die vertikalen Auslenkungen z_i beispielsweise der Karosserie im Bereich der Räder 2 bestimmt. Die Geschwindigkeiten der jeweiligen Auslenkungen v_zi werden mit Hilfe einer zeitlichen Differenzierung des Signals des Höhenstandsensors 7 bestimmt. Die ermittelten Werte z_i (i = 1–4) und v_zi (i = 1–4) werden der Bewegungsbestimmungseinheit 9 zur Verfügung gestellt. Zudem wird der jeweilige Dämpfungsstrom I_Di (i = 1–4) der Stoßdämpfer 6 von einer Vorrichtung zur Kontrolle des Dämpfungsstroms 16 der Bewegungsbestimmungseinheit 9 zur Verfügung gestellt.
Die Bewegungsbestimmungseinheit 9 ermittelt aus den eingespeisten Daten die vertikale Geschwindigkeit v_z, die vertikale Beschleunigung a_z, die longitudinale Winkelgeschwindigkeit ω_x, die longitudinale Winkelbeschleunigung α_x, die transversale Winkelgeschwindigkeit ω_y und die transversale Winkelbeschleunigung α_y. Diese Daten werden zur Berechnung der jeweils im Bereich der Räder 2 angreifenden transversalen Kräfte F_zi (i = 1–4) beispielsweise im Rahmen einer Dämpfungskontrollvorrichtung 19 verwendet. Bei den angreifenden Kräften F_zi handelt es sich um die in der 2 gezeigten Kräfte F_vr, F_vi, F_hr und F_hl. Die ermittelten Werte für diese Kräfte werden dann der Vorrichtung zur Kontrolle des Dämpfungsstromes 16 zur Verfügung gestellt. Entsprechend den jeweiligen Vorgaben kann nun der jeweilige Dämpfungsstrom I_Di in Abhängigkeit von den bestimmten Kräften F_zi verändert werden. Weiterhin können Parameter eines Dämpfungssystems 17 entsprechend eingestellt beziehungsweise verändert werden.
Zusätzlich kann das Kraftfahrzeug 1 eine Vorrichtung zum Abschätzen von Straßenunebenheiten 18 umfassen. In diese Vorrichtung 18 können die mit Hilfe der Höhensensoren 7 gemessenen Auslenkungen z_i eingespeist werden. Zudem können auch die mit Hilfe der Bewegungsbestimmungseinheit 9 ermittelten Geschwindigkeiten und Beschleunigungen in die Vorrichtung zum Abschätzen von Straßenunebenheiten 18 eingespeist werden. Die Vorrichtung zum Abschätzen von Straßenunebenheiten 18 kann ihrerseits die jeweiligen Beschleunigungen a_i (i = 1–4) im Bereich der Räder 2 bestimmen und diese Werte beispielsweise der Dämpfungskontrollvorrichtung 19 zur Verfügung stellen.
Die 4 zeigt schematisch das Verfahren zur Bestimmung der Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Schwerpunktes des Kraftfahrzeugs 1 mit Hilfe der Bewegungsbestimmungseinheit 9. Die Bewegungsbestimmungseinheit 9 verfügt über Dämpfungskurven 12 für jeden Stoßdämpfer 6, Werte für die Federkonstanten 13 für jeden Stoßdämpfer 6, den Wert der Masse m_B des Kraftfahrzeugs 1, den Wert der Trägheitsmomente J_yy und J_xx des Kraftfahrzeugs 1, Angaben zur Position der Stoßdämpfer 6 im Bezug auf den Systemgesamtschwerpunkt l_v, l_h, s_v, s_h beziehungsweise Daten zu den Positionen der Stoßdämpfer 6 im Bezug auf den Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs 1. In die Bewegungsbestimmungseinheit 9 werden folgenden Meßwerte eingespeist: Die Dämpfungsströme I_Di, die Auslenkungen z_i, die Geschwindigkeiten der Auslenkungen v_zi, die longitudinale lineare Beschleunigung a_x und die transversale lineare Beschleunigung a_y.
Zunächst werden mit Hilfe der gemessenen Dämpfungsströme I_Di, der gemessenen vertikalen Auslenkungsgeschwindigkeiten v_zi und der Dämpfungskurven 12 für jeden Stoßdämpfer die Dämpfungskräfte F_Di (i = 1–4) bestimmt. Weiterhin werden mit Hilfe der gemessenen Auslenkungen z_i und der jeweiligen Federkonstanten 13 die jeweils wirkenden Federkräfte F_Si bestimmt. Anschließend wird aus der Summe der jeweils ermittelten Dämpfungskraft F_Di und der jeweiligen Federkraft F_Si die an jedem Rad 2 vertikal angreifende Kraft F_i (i = 1–4) berechnet.
Aus dem aus den Kräften F_i, nämlich F_vl, F_vr, F_hl, F_hr, gebildeten Vektor wird das Kreuzprodukt mit der Matrix
gebildet und anschließend der Vektor
addiert. Im Ergebnis wird auf diese Weise die am Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs 1 angreifende Kraft F_COG gewonnen. Der Vektor aus den entsprechenden Kraftkomponenten wird anschließend mit der Matrix
multipliziert. Diese Weise wird die Schwerpunktsbeschleunigung a_COG des Kraftfahrzeugs 1 beziehungsweise deren Komponenten nämlich die vertikale Beschleunigung a_z, die longitudinale Winkelbeschleunigung α_x und die transversale Winkelbeschleunigung α_x des Kraftfahrzeugs 1 bestimmt. Aus diesen Beschleunigungskomponenten kann beispielsweise mit Hilfe eines Pseudointegrators 14 die Schwerpunktsgeschwindigkeit beziehungsweise deren Komponenten nämlich die vertikale Geschwindigkeit v_z, die longitudinale Winkelgeschwindigkeit ω_x und die transversale Winkelgeschwindigkeit ω_y des Kraftfahrzeugs bestimmt werden.
Im Folgenden werden die Ergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens mit entsprechenden Messungen mit Hilfe von Vertikal-Beschleunigungssensoren verglichen. Die 5 zeigt beispielhaft die longitudinale Winkelgeschwindigkeit (Wankgeschwindigkeit) in Abhängigkeit von der Zeit. Die 6 zeigt beispielhaft die transversale Winkelgeschwindigkeit (Nickgeschwindigkeit) in Abhängigkeit von der Zeit. Die 7 zeigt beispielhaft die vertikale Geschwindigkeit Hubgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit. In den 5 bis 7 ist jeweils auf der x-Achse die Zeit in s aufgetragen. Auf der y-Achse ist jeweils die entsprechende Geschwindigkeit im rad/s beziehungsweise m/s aufgetragen. In allen drei Figuren kennzeichnen die gestrichelten Kurven die mit Hilfe von Vertikal-Beschleunigungssensoren bestimmten Geschwindigkeiten und die durchgezogenen Kurven die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmten Geschwindigkeiten.
In der 7 stimmen die mit Hilfe von Vertikal-Beschleunigungssensoren bestimmten vertikalen Geschwindigkeiten 21 sehr gut mit den mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmten vertikalen Geschwindigkeiten 20 überein. In der 6 ist die Übereinstimmung zwischen den mit Hilfe von Vertikal-Beschleunigungssensoren bestimmten transversalen Winkelgeschwindigkeiten 25 mit den mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmten transversalen Winkelgeschwindigkeiten 24 verhältnismäßig gut, wenn auch die Abweichungen etwas größer sind als in der 7. In der 5 stimmen die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmten longitudinalen Winkelgeschwindigkeiten 22 zwar in ihrem grundsätzlichen Verlauf mit den mit Hilfe von Vertikal-Beschleunigungssensoren bestimmten longitudinalen Winkelgeschwindigkeiten 23 überein. Im Detail zeigen sich jedoch erhebliche Abweichungen.
Es ist daher zur Erzielung einer höheren Genauigkeit vorteilhaft, die longitudinale Winkelgeschwindigkeit (Wankgeschwindigkeit) separat, beispielsweise mit Hilfe eines Geschwindigkeitssensors, zu bestimmen beziehungsweise zu messen. Die Genauigkeit kann weiterhin dadurch erhöht werden, dass zusätzlich oder alternativ die transversale Winkelgeschwindigkeit (Nickgeschwindigkeit) separat bestimmt wird. Dazu können zum Beispiel die im Rahmen eines Airbag-Systems gemessenen oder bestimmten Daten, beispielsweise die in diesem Rahmen gemessene Nickgeschwindigkeit, verwendet werden. Eine weitere Variante besteht darin, zusätzlich eine vertikale Beschleunigung außerhalb des Schwerpunktes des Fahrzeugs zu bestimmen und diese zur Berechnung der transversalen Winkelgeschwindigkeit (Nickgeschwindigkeit) zu verwenden. Die verschiedenen Varianten sind schematisch in den 8 und 9 dargestellt.
Die 8 zeigt schematisch die Eingangs- und Ausgangsdaten der Bewegungsbestimmungseinheit 9 gemäß einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens. In diesem Fall. ermittelt die Bewegungsbestimmungseinheit 9 die Schwerpunktsgeschwindigkeit V_COG und die Schwerpunktsbeschleunigung a_COG mit Hilfe der Dämpfungsströme I_Di, der vertikalen Auslenkungen z_i, der Geschwindigkeiten der vertikalen Auslenkungen v_zi, der longitudinalen linearen Beschleunigung a_x und der transversalen linearen Beschleunigung a_y. Dabei ist die Schwerpunktsgeschwindigkeit V_COG aus der vertikalen Geschwindigkeit v_z (Hubgeschwindigkeit), der longitudinalen Winkelgeschwindigkeit ω_x (Wankgeschwindigkeit) und der transversalen Winkelgeschwindigkeit ω_y (Nickgeschwindigkeit) gebildet. Analog ist die Schwerpunktsbeschleunigung a_COG aus der vertikalen Beschleunigung a_z (Hubbeschleunigung), der longitudinalen Winkelbeschleunigung α_x (Wankbeschleunigung) und der transversalen Winkelbeschleunigung α_y (Nickbeschleunigung) gebildet.
Die 9 zeigt schematisch die Eingangs- und Ausgangsdaten der Bewegungsbestimmungseinheit 9 gemäß einer zweiten und dritten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die 9 unterscheidet sich von der 8 dadurch, dass die Bewegungsbestimmungseinheit 9 die Schwerpunktsgeschwindigkeit V_COG und die Schwerpunktsbeschleunigung a_COG zusätzlich mit Hilfe der separat bestimmten longitudinalen Winkelgeschwindigkeit ω_x und/oder einer separat bestimmten, zusätzlichen vertikalen Beschleunigung a_zj außerhalb des Schwerpunktes ermittelt.
Grundsätzlich ist an Stelle des zuvor beschriebenen Kraftfahrzeugs 1 auch ein Fahrzeug beziehungsweise eine Vorrichtung mit lediglich drei Rädern beziehungsweise drei Federelementen, drei Stoßdämpfern und drei Höhensensoren in analoger Weise möglich.
Im Ergebnis läßt sich mit Hilfe des zuvor beschriebenen Verfahrens die Schwerpunktsbewegung ohne die üblicherweise verwendeten drei weiteren Vertikal-Beschleunigungssensoren bestimmen. Die Fehleranfälligkeit des Systems wird auf diese Weise herabgesetzt.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Rad
3: Radaufhängungssystem
4: Vorrichtung zum Befestigen der Räder
5: Federelement
6: Stossdämpfer
7: Höhensensor
8: Vorrichtung zur Bestimmung der longitudinalen und der transversalen Beschleunigung
9: Bewegungsbestimmungseinheit
10: Drehung um die x-Achse
11: Drehung um die y-Achse
12: Dämpfungskurve
13: Federkonstante
14: Pseudo-Integrator
15: Geschwindigkeitssensor
16: Vorrichtung zur Kontrolle des Dämpfungsstroms
17: Dämpfungssystem
18: Vorrichtung zum Abschätzen von Straßenunebenheiten
19: Dämpfungskontrollvorrichtung
20: vertikale Geschwindigkeit aus erfindungsgemäßem Verfahren
21: vertikale Geschwindigkeit, mit Hilfe von Vertikal-Beschleunigungssensoren bestimmt
22: longitudinale Winkelgeschwindigkeit aus erfindungsgemäßem Verfahren
23: longitudinale Winkelgeschwindigkeit, mit Hilfe von Vertikal-Beschleunigungssensoren bestimmt
24: transversale Winkelgeschwindigkeit aus erfindungsgemäßem Verfahren
25: transversale Winkelgeschwindigkeit, mit Hilfe von Vertikal-Beschleunigungssensoren bestimmt
a_x: longitudinale lineare Beschleunigung
a_y: transversale lineare Beschleunigung
a_z: vertikale Beschleunigung
a_zj: zusätzliche vertikale Beschleunigung außerhalb des Schwerpunktes
v_z: vertikale Geschwindigkeit
vzi: vertikale Auslenkungsgeschwindigkeit
α_x: longitudinale Winkelbeschleunigung
ω_x: longitudinale Winkelgeschwindigkeit
α_y: transversale Winkelbeschleunigung
ω_y: transversale Winkelgeschwindigkeit
F_vr: Kraft vorn rechts
F_hr: Kraft hinten rechts
F_vl: Kraft vorn links
F_hl: Kraft hinten links
s_v: Radabstand vorn
s_h: Radabstand hinten
l_v: Abstand der vorderen Radachse vom Systemgesamtschwerpunkt
l_h: Abstand der hinteren Radachse vom Systemgesamtschwerpunkt
m_B: Masse des Körpers
J_yy: Trägheitsmoment
J_xx: Trägheitsmoment
I_Di: Bestromung des aktiven Stoßdämpferventils
v_zi: vertikale Geschwindigkeit an einem der Räder i = 1–4
z_i: vertikale Auslenkung an einem der Räder i = 1–4
F_Di: Dämpfungskraft
F_Si: Federkraft
F: Kraft
F_i: vertikal angreifende Kraft an einem der Räder i = 1–4
a_COG: Schwerpunktsbeschleunigung
v_COG: Schwerpunktsgeschwindigkeit
F_COG: am Schwerpunkt angreifende Kraft
h_x: Höhe der longitudinalen Drehachse
h_y: Höhe der transversalen Drehachse

Claims

Verfahren zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung (a_z), der longitudinalen Winkelbeschleunigung (α_x) und der transversalen Winkelbeschleunigung (α_y) eines Körpers, wobei der Körper eine longitudinale Drehachse (x), eine transversale Drehachse (y), mindestens drei Federelemente (5), mindestens drei Stossdämpfer (6) und mindestens drei Höhensensoren (7) umfaßt, wobei jeweils ein Höhensensor (7) im Bereich eines Stossdämpfers (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Dämpfungskräfte (F_Di) der Stossdämpfer (6), die Federkräfte (F_Si) der Federelemente (5), der Schwerpunkt des Köpers, die Masse des Körpers (m_B), die Trägheitsmomente des Körpers (J_xx, J_yy), die Positionen der Stossdämpfer in Bezug auf den Schwerpunkt des Körpers (s_v, s_h, l_v, l_h), die mittlere Höhe der longitudinalen Drehachse (h_x) und die mittlere Höhe der transversalen Drehachse (h_y) bestimmt werden und – die vertikale Beschleunigung (a_z), die longitudinale Winkelbeschleunigung (α_x) und die transversale Winkelbeschleunigung (α_y) mit Hilfe der Masse des Körpers (m_B), der Trägheitsmomente des Körpers (J_xx, J_yy), der Positionen der Stossdämpfer in Bezug auf den Schwerpunkt des Körpers (s_v, s_h, l_v, l_h), der mittleren Höhe der longitudinalen Drehachse (h_x), der mittleren Höhe der transversalen Drehachse (h_y), der Dämpfungskräfte (F_Di) der Stossdämpfer (6) und der Federkräfte (F_Si) der Federelemente (5) bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die longitudinale Beschleunigung (a_x) des Körpers und die transversale Beschleunigung (a_y) des Körpers bestimmt werden und die vertikale Beschleunigung (a_z), die longitudinale Winkelbeschleunigung (α_x) und die transversale Winkelbeschleunigung (α_y) mit Hilfe der transversalen Beschleunigung (a_y) des Körpers und der longitudinalen Beschleunigung (a_x) des Körpers bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Geschwindigkeit (v_z), die longitudinale Winkelgeschwindigkeit (ω_x) und die transversale Winkelgeschwindigkeit (ω_y) des Körpers mit Hilfe der vertikalen Beschleunigung (a_z), der longitudinalen Winkelbeschleunigung (α_x) und der transversalen Winkelbeschleunigung (α_y) bestimmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – die vertikalen Auslenkungen (z_i) der Federelemente (5) gemessen werden, – die Dämpfungsströme (I_Di) der Stossdämpfer (6), die Geschwindigkeiten der vertikalen Auslenkungen (v_zi) der Federelemente (5), die Federkonstanten der Federelemente (5) und die Dämpfungskurven der Stossdämpfer (6) bestimmt werden und – die Dämpfungskräfte (F_Di) der Stossdämpfer (6) und die Federkräfte (F_Si) der Federelemente (5) mit Hilfe der Dämpfungsströme (I_Di) der Stossdämpfer (6), der vertikalen Auslenkungen (z_i) der Federelemente (5), der Geschwindigkeiten der vertikalen Auslenkungen (v_zi) der Federelemente (5), der Federkonstanten der Federelemente (5) und der Dämpfungskurven der Stossdämpfer (6) bestimmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper vier Stossdämpfer (6) und vier Höhensensoren (7) umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Körper um ein Kraftfahrzeug handelt, welches eine Anzahl Räder (2) und mindestens ein mit Stossdämpfern (6) ausgestattetes Radaufhängungssystem (3) umfaßt, und jeweils mindestens ein Höhensensor (7) im Bereich eines Rades (2) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluß an die Bestimmung der vertikalen Beschleunigung (a_z), der longitudinalen Winkelbeschleunigung (α_x) und der transversalen Winkelbeschleunigung (α_y) die Dämpfungsströme (I_Di) der Stossdämpfer (6) und/oder die Federkonstanten der Federelemente in Abhängigkeit von der bestimmten vertikalen Beschleunigung (a_z), der longitudinalen Winkelbeschleunigung (α_x) und der transversalen Winkelbeschleunigung (α_y) eingestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die longitudinale Winkelgeschwindigkeit (ω_x) und/oder eine zusätzliche vertikale Beschleunigung (a_zj) außerhalb des Schwerpunktes des Körpers zur Bestimmung der transversale Winkelgeschwindigkeit (ω_y) des Körpers bestimmt werden und die vertikale Beschleunigung (a_z), die longitudinale Winkelbeschleunigung (α_x) und die transversale Winkelbeschleunigung (a_y) des Körpers mit Hilfe der longitudinalen Winkelgeschwindigkeit (ω_x) und/oder der zusätzlichen vertikale Beschleunigung (a_zj) außerhalb des Schwerpunktes des Körpers bestimmt werden.
Radaufhängungssystem (3), welches mit einem Körper verbindbar ist, wobei das Radaufhängungssystem (3) mindestens drei Federelemente (5), mindestens drei Höhensensoren (7), mindestens drei Stossdämpfer (6) und eine Bewegungsbestimmungseinheit (9) zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung (a_z), der longitudinalen Winkelbeschleunigung (α_x) und der transversalen Winkelbeschleunigung (α_y) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsbestimmungseinheit (9) so ausgestaltet ist, dass die Bestimmung der vertikalen Beschleunigung (a_z), der longitudinalen Winkelbeschleunigung (α_x) und der transversalen Winkelbeschleunigung (α_y) ausschließlich mit Hilfe der Dämpfungskräfte (F_Di) der Stossdämpfer (6), der Federkräfte (F_Si) der Federelemente (5), der Masse des Körpers (m_B), der Trägheitsmomente des Körpers (J_xx, J_yy), der Positionen der Stossdämpfer (6) in Bezug auf den Schwerpunkt (s_v, s_h, l_v, l_h) des Körpers, der mittleren Höhe der longitudinalen Drehachse (h_x) des Körpers und der mittleren Höhe der transversalen Drehachse (h_y) des Körpers erfolgt.
Radaufhängungssystem (3) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Radaufhängungssystem (3) eine Vorrichtung zur Bestimmung der transversalen Beschleunigung (a_y) des Körpers, eine Vorrichtung zur Bestimmung der longitudinalen Beschleunigung (a_x) des Körpers umfaßt und die Bewegungsbestimmungseinheit (9) so ausgestaltet ist, dass die Bestimmung der vertikalen Beschleunigung (a_z), der longitudinalen Winkelbeschleunigung (α_x) und der transversalen Winkelbeschleunigung (α_y) ausschließlich mit Hilfe der Dämpfungskräfte (F_Di) der Stossdämpfer (6), der Federkräfte (F_Si) der Federelemente (5), der transversalen Beschleunigung (a_y) des Körpers, der longitudinalen Beschleunigung (a_x) des Körpers, der Masse des Körpers (m_B), der Trägheitsmomente des Körpers (J_xx, J_yy), der Positionen der Stossdämpfer (6) in Bezug auf den Schwerpunkt (s_v, s_h, l_v, l_h) des Körpers, der mittleren Höhe der longitudinalen Drehachse (h_x) des Körpers und der mittleren Höhe der transversalen Drehachse (h_y) des Körpers erfolgt.
Radaufhängungssystem (3) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsbestimmungseinheit (9) so ausgestaltet ist, dass die Bestimmung der Dämpfungskräfte (F_Di) der Stossdämpfer (6) und der Federkräfte (F_Si) der Federelemente (5) mit Hilfe von Dämpfungsströmen (I_Di) der Stossdämpfer (6), der vertikalen Auslenkung (z_i) der Federelemente (5), der Geschwindigkeiten der vertikalen Auslenkungen (v_zi) der Federelemente (5), der Federkonstanten der Federelemente (5) und der Dämpfungskurven der Stossdämpfer (6) erfolgt.
Radaufhängungssystem (3) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Körper um ein Kraftfahrzeug (1) handelt.
Kraftfahrzeug (1), welches ein Radaufhängungssystem (3) nach einem der Ansprüche 9 bis 12 umfaßt.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vorrichtung zum Abschätzen von Straßenunebenheiten (18) umfaßt.