DE4229967A1 - Verfahren und Anordnung zur Ermittlung einer Querbeschleunigung eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren und Anordnung zur Ermittlung einer Querbeschleunigung eines Kraftfahrzeugs

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Ermittlung einer Querbeschleunigung eines Kraftfahrzeugs.
Für elektronische Steuer- bzw. Regeleinrichtungen, insbesondere zur Steuerung der Dämpfung eines Kraftfahrzeugs, ist die Ermittlung der jeweils auftretenden Querbeschleunigungen des Kraftfahrzeugs erforderlich. Dazu sind verschiedene Sensoren bekanntgeworden, deren Einbau in das Kraftfahrzeug häufig problematisch und kostenintensiv ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben, mit welchen in einfacher Weise die Querbeschleunigung ermittelt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß die von mindestens zwei senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs mit Abstand zueinander angeordneten Teilen des Kraftfahrzeugs in einem vorgegebenen Zeitintervall jeweils zurückgelegten Wegstrecken gemessen werden und daß mit Hilfe der gemessenen Wegstrecken die Querbeschleunigung errechnet wird. Vorzugsweise werden dabei die Wegstrecken eines linken und eines rechten Rades gemessen.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß Weg­ bzw. Drehsensoren verwendet werden können, die in vielfältiger Weise im Einsatz sind und daher preiswert und zuverlässig herstellbar sind.
Um eine Verfälschung des Meßergebnisses durch Schlupf beim Antrieb des Kraftfahrzeugs zu verhindern, ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, daß die Wegstrecken von nicht angetriebenen Rädern gemessen werden.
Preiswerte und zuverlässige Drehsensoren sind häufig als Impulsgeber aufgebaut, die den üblichen Umweltbelastungen in einem Kraftfahrzeug standhalten - also widerstandsfähig gegenüber Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit, Erschütterungen und Vibrationen sind und auch bei Verschmutzungen einwandfrei arbeiten. Zur Verwendung derartiger Sensoren ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, daß die jeweils im Zeitintervall zurückgelegten Wegstrecken der Räder durch Auswertung von Impulssignalen erfolgt, die durch Drehung der Räder erzeugt werden.
Eine vorteilhafte Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß mindestens zwei Wegstreckenmeßeinrichtungen am Kraftfahrzeug mit Abstand senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, daß ein Zeitintervallgeber und eine Verarbeitungseinheit vorgesehen sind, welche Ausgangssignale des Zeitintervallgebers und der Wegstreckenmeßeinrichtung empfängt und daraus die Querbeschleunigung berechnet. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Wegstreckenmeßeinrichtungen jeweils von einem mit einem Rad verbundenen Sensor gebildet sind, der die Anzahl der Umdrehungen ermittelt.
Zur Erzielung einer möglichst hohen Meßgenauigkeit ist gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung vorgesehen, daß die Sensoren von Impulsgebern gebildet sind, die pro Umdrehung des Rades eine Vielzahl von Impulsen erzeugen.
Schließlich werden gemäß einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung erhebliche Einsparungen erzielt, wenn als Wegstreckenmeßeinrichtungen Sensoren eines Antiblockier- oder Antischlupfregelsystems vorgesehen sind.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Fahrzeugachse während einer Kurvenfahrt.
Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt zwei auf einer Achse 3 angeordnete Räder 1, 2 eines Kraftfahrzeugs. Jedem der Räder 1, 2 ist im Bereich der Innenseite ein Sensor 4, 5 angeordnet, der abhängig von der Raddrehung Wegimpulse erzeugt. Ein Zeitintervallgeber 6 gibt als Ausgangssignal Zeiteinheiten vor, in denen die Wegimpulse jeweils ausgewertet werden. Die Wegimpulse werden von den Sensoren 4, 5 einer Verarbeitungseinheit 7 zugeführt, welche auch das Ausgangssignal des Zeitintervallgebers 6 erhält.
Die Verarbeitungseinheit kann mit Mitteln der modernen Mikroelektronik in kostengünstiger Weise aufgebaut sein, beispielsweise mit Hilfe eines geeignet programmierten Mikrocomputers. Die Verarbeitungseinheit 7 berechnet aus den zugeführten Signalen die Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs nach Formeln, die im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert werden. Der errechnete Wert der Querbeschleunigung wird über eine Ausgabeeinheit 8 ausgegeben und beispielsweise einer nicht dargestellten Dämpfersteuerung zugeführt.
Je nach Voraussetzungen im einzelnen können der Zeitintervallgeber 6, die Verarbeitungseinheit 7 und gegebenenfalls die nicht dargestellte Dämpfersteuerung von einer einzigen Signalverarbeitungseinrichtung, beispielsweise von einem Mikrocomputer, gebildet werden.
Fig. 2 zeigt die Räder 1, 2 eines Kraftfahrzeugs mit dem Achsabstand Sw zum Zeitpunkt T1. Während einer Kurvenfahrt in Pfeilrichtung bewegt sich das im dargestellten Fall kurveninnere Rad 1 auf einem Kreisbogen mit dem Radius r1 und legt dabei die Wegstrecke S1 zurück. Zum Zeitpunkt T2 nimmt es die Position 1′ ein. Gleichzeitig bewegt sich das im dargestellten Fall kurvenäußere Rad 2 auf einem Kreisbogen mit dem Radius rr und legt dabei die Wegstrecke Sr zurück. Zum Zeitpunkt T2 hat es die Position 2′ erreicht. Die Fahrzeuglängsachse legt dabei die Wegstrecke Sm zurück.
Die Berechnung der Querbeschleunigung Aqm auf der Fahrzeuglängsachse wird dann über folgende Rechenschritte vorgenommen, wobei von einem Zeitintervall T, einer Frequenz fabs der Wegimpulse (Ausgangssignale der Sensoren 4, 5) und einer Anzahl Zz der Wegimpulse pro Radumdrehung ausgegangen wird. Die jeweils von einem Rad im Zeitintervall T zurückgelegte Wegstrecke S1 bzw. Sr beträgt dann:
Aus diesen Wegstrecken der Räder kann nach den im folgenden dargestellten Gleichungen die Wegstrecke Sm der Fahrzeuglängsachse berechnet werden, wobei jeweils links die Formeln für eine Linkskurve und rechts die Formeln im Falle einer Rechtskurve angegeben sind, die sich aus den in Fig. 2 dargestellten geometrischen Verhältnissen ergeben.
Aus den somit berechneten Werten für die Wegstrecke Sm der Fahrzeuglängsachse und dem Kurvenradius rm der Fahrzeuglängsachse kann die Querbeschleunigung Aqm wie folgt berechnet werden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Ermittlung einer Querbeschleunigung eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß die von mindestens zwei senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs mit Abstand zueinander angeordneten Teilen des Kraftfahrzeugs in einem vorgegebenen Zeitintervall jeweils zurückgelegten Wegstrecken gemessen werden und daß mit Hilfe der gemessenen Wegstrecken die Querbeschleunigung errechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegstrecken eines linken und eines rechten Rades gemessen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegstrecken von nicht angetriebenen Rädern gemessen werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils im Zeitintervall zurückgelegten Wegstrecken der Räder durch Auswertung von Impulssignalen erfolgt, die durch Drehung der Räder erzeugt werden.
5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Wegstreckenmeßeinrichtungen (4, 5) am Kraftfahrzeug mit Abstand senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, daß ein Zeitintervallgeber und eine Verarbeitungseinheit vorgesehen sind, welche Ausgangssignale des Zeitintervallgebers und der Wegstreckenmeßeinrichtung (4, 5) empfängt und daraus die Querbeschleunigung berechnet.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegstreckenmeßeinrichtungen jeweils von einem mit einem Rad (1, 2) verbundenen Sensor (4, 5) gebildet sind, der die Anzahl der Umdrehungen ermittelt.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren von Impulsgebern (4, 5) gebildet sind, die pro Umdrehung des Rades (1, 2) eine Vielzahl von Impulsen erzeugen.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Wegstreckenmeßeinrichtungen Sensoren eines Antiblockier- oder Antischlupfregelsystems vorgesehen sind.
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