DE69009241T2

DE69009241T2 - Aufhängungssystem für Motorfahrzeuge.

Info

Publication number: DE69009241T2
Application number: DE69009241T
Authority: DE
Inventors: Masashi Kitagawa; Katsunori Nakaya
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1989-03-08
Filing date: 1990-03-07
Publication date: 1994-09-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: US5058918A; EP0386748A1; DE69009241D1; EP0386748B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufhängungssystem zur Verwendung an einem Kraftfahrzeug, umfassend ein Aufhängungsmittel mit einem Federelement, wobei mehrere Spannungserfassungsmittel an dem Federelement zum Erfassen von Spannungen des Federelements angebracht sind.
Ein Aufhängungssystem dieser Art ist aus der EP-A-O 044 191 bekannt und entspricht dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 16.
Dieses Aufhängungssystem umfaßt Signalisierungsmittel, die zur Signalübermittlung von den Spannungserfassungsmitteln zu einer Anzeige- oder Überwachungseinrichtung geeignet sind, die die Belastung des Fahrzeugs anzeigt oder überwacht, welche Signale Funktionen von durch die Spannungserfassungsmittel erfaßten Spannungen sind.
Aus der japanischen Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift Nr. 60 (1985)-106807 ist ein Federbeinaufhängungssystem bekannt, das einen Stoßdämpfer mit einer Schraubenfeder umfaßt. Der Stoßdämpfer ist mit seinem Oberende an die Fahrzeugkarosserie durch ein Federelement angeschlossen und mit seinem Unterende an einen Achsschenkel. Eine elektrisch leitfähige Gummischicht, die als ein Spannungsdetektor dient, ist an dem Federelement angeordnet. Ein Fahrzustand des Kraftfahrzeugs kann bestätigt werden, wenn eine Änderung des elektrischen Widerstands der Gummischicht erfaßt wird, wenn sich diese elastisch ausdehnt oder kontrahiert.
Die obigen herkömmlichen Aufhängungssysteme sind nicht zum Erfassen eines Verschlechterungszustands der Aufhängung konstruiert, obwohl der Spannungsdetektor oder -messer Information bezüglich des Fahrzustands des Kraftfahrzeugs geben kann. Jedoch ist es erwünscht, einen Verschlechterungszustand von Kraftfahrzeugaufhängungen vom Standpunkt der Beibehaltung der Qualität der Aufhängungen oberhalb eines bestimten Pegels erfassen zu können.
Ziel der Erfindung ist es daher, ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem aufzuzeigen, welches Mittel zum Erfassen, als einen Parameter, einer Spannung einer von Aufhängungskomponenten aufweist und auf Basis der erfaßten Belastung eine genaue Anzeige des Grads angibt, mit dem sich das Aufhängungssystem mit der Zeit verschlechtert.
Eine Ausführung dieses Ziels ist gekennzeichnet durch ein Entscheidungsmittel zum Bestimmen eines Verschlechterungszustands des Federelements auf Basis der erfaßten Spannungen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, umfaßt das Aufhängungssystem insbesondere eine Doppeldreiecklenkeraufhängung und ist beispielsweise jedem linker und rechter Vorderräder des Kraftfahrzeugs zugeordnet. Jede der Aufhängungen umfaßt einen Achsschenkel, einen oberen Lenkerarm, dessen eines Ende an ein Oberende des Achsschenkels schwenkbar gekoppelt und dessen gegenüberliegendes Ende an die Kraftfahrzeugkarosserie schwenkbar gekoppelt ist, und einen unteren Lenkerarm, dessen eines Ende an ein unteres Ende des Achsschenkels schwenkbar gekoppelt und dessen gegenüberliegendes Ende an die Kraftfahrzeugkarosserie schwenkbar gekoppelt ist. Eine als das Federelement dienende Blattfeder umfaßt ein Ende, das an dem unteren Lenkerarm angeschlossen ist, und ein anderes Ende, das an die Kraftfahrzeugkarosserie angeschlossen ist. Ein Mittelabschnitt der Blattfeder kann mit der Kraftfahrzeugkarosserie schwenkbar und gleitend verbunden sein, wobei die Blattfeder als ein Stabilisator dient.
Der unterer Lenkerarm kann weggelassen sein, und die Blattfeder kann direkt an das Unterende des Achsschenkels schwenkbar gekoppelt sein.
Ein solches bevorzugtes Aufhängungssystem umfaßt weiter mehrere Spannungsmesser bzw. Dehnungsmeßstreifen, die an der Blattfeder zum Erfassen von Spannungen der Blattfeder angebracht sind. Die Spannungsmesser sollten bevorzugt an Stellen angeordnet sein, wo die Blattfeder mit verschiedenen Geschwindigkeiten schlechter wird. Einer der Spannungsmesser ist an einer Stelle angeordnet, wo die Blattfeder mit der höchsten Geschwindigkeit schlechter wird. Der geschätzte oder theoretische Wert einer Spannung an einer der Stellen, wo die Spannungsmesser angeordnet sind, wird aus dem Wert einer Spannung bestimmt, die von einem der Spannungsmesser in den anderen Stellen gemessen wird. Dann wird der aktuelle Wert der Spannung in der einen Stelle durch den Spannungsmesser in dieser Stelle gemessen. Der geschätzte Spannungswert und der gemessene Spannungswert werden miteinander verglichen, um so die Differenz zwischen diesen herauszufinden. Die Differenz wird entsprechend einer vorbestimmten Entscheidungsbezugsgröße oder einem Kriterium geprüft, um hierdurch einen Verschlechterungszustand der Blattfeder zu bestimmen.
Eine zweite Ausführung des genannten Ziels ist gekennzeichnet durch ein Parametererzeugungsmittel, das zum Erzeugen eines die Aufhängung betreffenden Parameters an der Aufhängung angebracht ist, und durch Entscheidungsmittel zum Bestimmen eines Verschlechterungszustands des Federelements auf Basis des erfaßten Parameters und der erfaßten Spannung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Wert einer Spannung der Blattfeder an einer bestimmten Stelle daran auf Basis des Werts der bekannten Last und wenigstens einer der durch die Spannungsmesser gemessenen Spannungen geschätzt. Der aktuelle Wert der Spannung an der bestimmten Stelle wird dann durch den Spannungsmesser an dieser Stelle gemessen. Dann wird die Differenz zwischen den geschätzten und gemessenen Spannungswerten bestimmt und entsprechend einer vorbestimmten Entscheidungsbezugsgröße geprüft, um hierdurch einen Verschlechterungszustand der Blattfeder zu bestimmen.
Ein Lasterfassungssystem kann an der Aufhängung angeordnet sein, z.B. an einer Verbindung, an der die Blattfeder an den Achsschenkel der Aufhängung gekoppelt ist. Der Wert einer Spannung der Blattfeder in einer bestimmten Stellung wird aus einem Parameter, das ist einer durch die Lasterfassungseinrichtung erfaßten Last, und dem gemessenen Wert einer durch einer der Spannungsmesser erfaßten Spannung geschätzt. Der geschätzte Wert der Spannung und der Wert der durch den Spannungsmesser in der bestimmten Stelle gemessenen Spannung werden miteinander verglichen, und die Differenz dazwischen wird bestimmt. Dann wird die Differenz entsprechend einem vorbestimmten Entscheidungsbezugswert geprüft, um hierdurch einen Verschlechterungszustand der Blattfeder zu bestimmen.
Der Spannungswert in der bestimmten Stelle kann aus dem durch den Spannungsmesser gemessenen Spannungswert und dem Parameter, wie etwa der Last, entsprechend einer Datentabelle oder einem Berechnungsprozeß geschätzt werden.
Die obigen und andere Ziele, Details und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungen ersichtlich, wenn man sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen liest.
Fig. 1 ist eine schematische Vorderansicht der mechanischen Anordnung eines Kraftfahrzeugaufhängungssystems gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine schematische Vorderansicht der mechanischen Anordnung einer Modifikation des in Fig. 1 gezeigten Aufhängungssystems;
Fig. 3 zeigt in einem Graph die Beziehung zwischen Lasten und Spannungen;
Fig. 4 zeigt in einem Graph die Beziehung zwischen Spannungen einer Blattfeder an verschiedenen Stellen daran;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugaufhängungssystems;
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm eines Kraftfahrzeugaufhängungssystems gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung;
Fig. 7 zeigt in einem Graph Daten, auf deren Basis ein Verschlechterungszustand einer Aufhängung bestimmt wird;
Fig. 8 ist eine schematische Vorderansicht der mechanischen Anordnung eines Kraftfahrzeugaufhängungssystems gemäß einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausführung;
Fig. 9 ist eine schematische Vorderansicht der mechanischen Anordnung einer Modifikation des in Fig. 8 gezeigten Kraftfahrzeugaufhängungssystems;
Fig. 10 ist eine zu Fig. 9 ähnliche Ansicht mit Darstellung der Art und Weise, in der die Blattfeder des Aufhängungssystems gespannt wird;
Fig. 11 zeigt in einem Graph die Spannung einer Blattfeder, die an zwei Stellen an einer Kraftfahrzeugkarosserie befestigt ist, während die Blattfeder außerhalb der Befestigungsstellen gespannt wird;
Fig. 12 ist ein zu Fig. 11 ähnlicher Graph mit Darstellung der Spannung der Blattfeder, während sie innerhalb der Befestigungsstellen gespannt wird;
Fig. 13 ist eine schematische Vorderansicht eines Kraftfahrzeugaufhängungssystem gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung;
Fig. 14 ist eine schematische Vorderansicht einer Modifikation des in Fig. 13 dargestellten Aufhängungssystems;
Fig. 15 ist eine zu Fig. 14 ähnliche Ansicht mit Darstellung der Art und Weise, in der die Blattfeder einer bekannten Last ausgesetzt wird;
Fig. 16 zeigt in einem Graph die Spannung einer an zwei Stellen einer Kraftfahrzeugkarosserie befestigten Blattfeder, während die Blattfeder außerhalb der Befestigungsstellen gespannt wird;
Fig. 17 ist ein zu Fig. 16 ähnlicher Graph mit Darstellung der Spannung der Blattfeder, während sie innerhalb der Befestigungsstellen gespannt wird;
Fig. 18 ist eine schematische Vorderansicht der mechanischen Anordnung eines Kraftfahrzeugaufhängungssystems gemäß einer noch weiteren erfindungsgemäßen Ausführung;
Fig. 19 ist eine schematische Vorderansicht der mechanischen Anordnung einer Modifikation des in Fig. 18 dargestellten Aufhängungssystems;
Fig. 20 ist eine Ansicht ähnlich zu Fig. 19 mit Darstellung der Art und Weise, in der die Blattfeder einer bekannten Last ausgesetzt wird;
Fig. 21 zeigt in einem Graph die Spannung einer an zwei Stellen einer Kraftfahrzeugkarosserie befestigen Blattfeder, während die Blattfeder außerhalb der Befestigungsstellen gespannt wird;
Fig. 22 ist ein zu Fig. 21 ähnlicher Graph mit Darstellung der Spannung der Blattfeder, während sie innerhalb der Befestigungsstellen gespannt wird;
Fig. 23 ist eine schematische Vorderansicht der mechanischen Anordnung eines Kraftfahrzeugaufhängungssystems gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung;
Fig. 24 ist eine schematische Vorderansicht der mechanischen Anordnung einer Modifikation des in Fig. 23 gezeigten Aufhängungssystems;
Fig. 25 ist eine schematische Vorderansicht der mechanischen Anordnung eines Kraftfahrzeugaufhängungssystems gemäß einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausführung; und
Fig. 26 ist eine schematische Vorderansicht der mechanischen Anordnung eines Kraftfahrzeugaufhängungssystems gemäß einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausführung.
Gleiche oder entsprechende Teile sind in allen Ansichten mit gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt schematisch die mechanische Anordnung oder Aufhängung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugaufhängungssystem. Eine Doppelquerlenkeraufhängung 10 ist einem linken Rad 14 zugeordnet. Obwohl nicht dargestellt, ist eine identische Aufhängung auch einem rechten Rad zugeordnet. Die Aufhängung 10 umfaßt einen Achsschenkel 12 und eine an dem Achsschenkel 12 angebrachte Achse 13, wobei das Rad 14 an der Achse 13 drehbar gehaltert ist. Das Außenende eines oberen Lenkarms 15 ist mit dem oberende des Achsschenkels 12 durch ein geeignetes Gelenk wie etwa ein Kugel-Pfannengelenk 16 vertikal schwenkbar verbunden. Das Außenende eines unteren Lenkarms 17 ist auch mit dem unteren Ende des Achsschenkels 12 durch ein Kugel- Pfannengelenk 18 vertikal schwenkbar verbunden. Die oberen und unteren Lenkerarme 15, 17 sind mit ihren Innenenden an einer Kraftfahrzeugkarosserie 19 vertikal schwenkbar gekoppelt. Daher sind die Außenenden der oberen und unteren Lenkerarme 15, 17 daran gehindert, bezüglich der Kraftfahrzeugkarosserie 19 rückwärts und vorwärts zu verschwenken. Es ist nicht erforderlich, den oberen und unteren Lenkerarmen 15, 17 separate Teile wie etwa Streben hinzuzufügen.
Ein Federelement 20 in Form einer Blattfeder verläuft im wesentlichen horizontal zwischen der Kraftfahrzeugkarosserie 19 und dem unteren Lenkerarm 17. Die Blattfeder 20 ist mit ihrem Innenende an der Kraftfahrzeugkarosserie 19 einseitig freitragend befestigt, und mit ihrem Außenende an dem unteren Steuerarm 17 im Winkel beweglich angebracht. Zwei Spannungsmesser bzw. Dehnungsmeßstreifen 22A, 22B sind an der Blattfeder 20 angebracht. Wenn man die Blattfeder 20 spannt, wird ihre Spannung oder Verdrehung von den Spannungsmessern 22A, 22B erfaßt. Die Spannungsmesser 22A, 22B sind an Stellen angeordnet, an denen die Blattfeder 20 mit verschiedenen Geschwindigkeiten gespannt wird. Bevorzugt ist der innere Spannungsmesser 22B in dem Bereich installiert, in dem die Blattfeder 20 mit der höchsten Geschwindigkeit gespannt wird, das ist in der Nähe der Verbindung, an der das Innenende der Blattfeder 20 an die Kraftfahrzeugkarosserie 19 angeschlossen ist.
Fig. 2 zeigt eine modifizierte Aufhängung 11, bei der das Außenende der Blattfeder 20 an das untere Ende des Achsschenkels 12 schwenkbar angeschlossen ist, und welche als ein unterer Lenkerarm doppelt wirkt.
Wenn ein Federelement wie etwa eine Blattfeder bestimmte physikalische Konfigurationen und stabile chemische Eigenschaften hat, dann stehen eine Last (Kraft) F, die auf das Federelement wirkt, und eine Spannung oder Verdrehung &epsi;, die in einer bestimmten Position an dem Federelement in Antwort auf die Last F erzeugt wird, wie folgt miteinander in Beziehung:
&epsi;N = fP (F) ...(1)
Aus Gleichung (1) können die Spannungen des Federelements an mehreren Stellen daran ausgedrückt werden durch:
&epsi;&sub1; = f&sub1; (F)
&epsi;&sub2; = f&sub2; (F)
&epsi;&sub3; = f&sub3; (F)
Wenn man die Last aus den obigen Gleichungen entfernt, kann man sehen, daß die Werte der Spannungen in einer bestimmten Korrelation stehen. Das ist
&epsi;&sub1; = fN (&epsi;&sub2;, &epsi;&sub3;, ...) ... (2)
Daher läßt sich der Wert einer Spannung unter an verschiedenen Stellen erzeugten Spannungen aus den gemessenen Werten der Spannungen gemäß der Gleichung (2) schätzen. Der geschätzte Wert &epsi;' ergibt sich durch:
&epsi;'&sub1; = f&sub1; (&epsi;&sub2;, &epsi;&sub3;, ...)
&epsi;'&sub2; = f&sub2; (&epsi;&sub1;, &epsi;&sub3;, ...)
&epsi;'&sub3; = f&sub3; (&epsi;&sub1;, &epsi;&sub2;, ...) ... (3)
Wenn sich ein bestimmter Bereich eines Federelements wie etwa einer Blattfeder verschlechtert, steigen die Spannungswerte in diesem Bereich und in benachbarten Bereichen an. Um eine Verschlechterung einer Blattfeder zu erfassen, werden daher die Spannungswerte der Blattfeder an mehreren Stellen daran gemessen, und der Wert einer Spannung an irgendeiner erwünschten Stelle wird aus den gemessenen Werten geschätzt. Ein Vergleich zwischen dem geschätzten Spannungswert und dem gemessenen Spannungswert an der erwünschten Stelle läßt feststellen, ob sich die Blattfeder oder eine Aufhängung unter Verwendung der Blattfeder schlechter geworden ist oder nicht.
Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen Lasten und durch die Lasten bewirkten Spannungen. Wenn man eine Last Ft an die Blattfeder 20 anlegt, wird der Wert &epsi;&sub1; einer an einer Stelle A erzeugten Spannung gemessen, und dann wird der Wert &epsi;'&sub2; einer Spannung an einer Stelle B aus dem gemessenen Spannungswert geschätzt. Dann wird die Spannung an der Stelle B gemessen, und der gemessene Spannungswert &epsi;&sub2; wird mit dem geschätzten Spannungswert &epsi;'&sub2; verglichen. Wenn die Aufhängung normal ist, dann stehen der Spannungswert &epsi;&sub1; an der Stelle A und die Spannungswerte &epsi;&sub2; an der Stelle B miteinander in Bezug, wie in Fig. 4 mit der durchgehenden Kurve gezeigt. Wenn jedoch ein Abschnitt der Aufhängung schlechter geworden ist, dann stehen die Spannungswerte &epsi;&sub1;, &epsi;&sub2; so miteinander in Bezug, wie in Fig. 4 mit der unterbrochenen Kurve gezeigt. Insbesondere wird ein Spannungswert &epsi;'&sub2; aus einem gemessenen Wert &epsi;'&sub1; geschätzt, aber es wird aktuell ein Spannungswert &epsi;"&sub2; gemessen. In diesem Fall besteht eine Differenz zwischen den geschätzten und gemessenen Spannungswerten.
Die Spannungswerte &epsi;&sub1;, &epsi;&sub2; werden gemäß folgender Gleichungen (4) berechnet: &epsi;&sub1; = k&sub1;F + k&sub2; &epsi;&sub2; = k&sub3;F + k&sub4; ... (4)
wobei k&sub1;, k&sub2; Koeffizienten in Abhängigkeit von den Abständen von der Verbindung zwischen der Blattfeder 20 und dem unteren Lenkerarm 17 (Fig. 1) oder zwischen der Blattfeder 20 und dem Achsschenkel 12 (Fig. 2) zu den jeweiligen Spannungsmessern sind, und k&sub2;, k&sub4; sind Korrekturausdrücke (die erforderlich sind, weil die wirkliche Blattfeder mit der Tragwerktheorie nicht exakt übereinstimmt).
Die Beseitigung von F aus den Gleichungen (4) ergibt:
&epsi;&sub1; = k&sub1;&sub1;&epsi;&sub2; + k&sub1;&sub2;
&epsi;&sub2; = k&sub2;&sub1;&epsi;&sub1; + k&sub2;&sub2; ... (5)
wobei
Wenn man annimmt, daß die Werte von durch die Spannungsmesser 22A, 22B gemessenen Spannungen, während die Feder 20 in den Fig. 1 und 2 normal ist, jeweils mit &epsi;'&sub1; bzw. &epsi;'&sub2; dargestellt sind, dann ergeben sich die aus diesen gemessenen Werten geschätzten Spannungen wie folgt:
&epsi;"&sub1; = k&sub1;&sub1;&epsi;'&sub2; + k&sub1;&sub2;
&epsi;"&sub2; = k&sub2;&sub1;&epsi;'&sub1; + k&sub2;&sub2; ... (6)
Die Differenzen E zwischen den gemessenen und geschätzten Werten ergeben sich durch:
E&sub1; = &epsi;"&sub1; - &epsi;'&sub1;
E&sub2; = &epsi;"&sub2; - &epsi;'&sub2; ... (7)
Wenn beispielsweise die Blattfeder 20 in der Nähe ihres Außenendes stark verschlechtert ist, ändert sich der Wert &epsi;'&sub1; stark, aber der Wert &epsi;'&sub2; ändert sich nicht wesentlich. Die Differenzen E'&sub1;, E'&sub2; zwischen den zu dieser Zeit gemessenen und geschätzten Werten ergeben sich wie folgt:
E'&sub1; > α
E'&sub2; > β ... (8)
Die Blattfeder 20 wird als verschlechtert bestimmt, wenn
E'&sub1; - E'&sub2; > γ oder
E'&sub1; - E'&sub2; > δ
wobei α, β, γ, δ vorbestimmte Werte sind, die Bereiche zum Erfassen von Verschlechterungen definieren.
In einer aktuellen Anwendung umfaßt das Aufhängungssystem einen Computer, der die geschätzten Spannungswerte aus einer Datentabelle, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, bestimmt, welche die Beziehung zwischen Spannungswerten und Lastwerten oder auf Basis gemessener Lastwerte berechneter Werte, wie in Fig. 6 gezeigt, speichert. Dann vergleicht der Computer die geschätzten Spannungswerte mit den gemessenen Spannungswerten zur Bestimmung, ob die Blattfeder 20 schlechter geworden ist oder nicht. Wenn sich herausstellt, daß die Blattfeder 20 schlechter geworden ist, dann erregt der Computer ein geeignetes Alarmmittel zur Ausgabe eines Alarms oder eines Anzeigemittels zur Anzeige eines Verschlechterungszustands. Fig. 7 zeigt beispielshalber Daten zur Bestimmung eines Verschlechterungszustands der Blattfeder 20. In dem Beispiel nach Fig. 7 wird die Blattfeder 20 als verschlechtert gewertet, wenn die Differenz den vorbestimmten Wert α über eine vorbestimmte Zeitperiode oder eine vorbestimmte Anzahl von Malen (4 mal in Fig. 7) innerhalb einer einheitlichen Zeitperiode überschreitet, dann wird die Blattfeder 20 als verschlechtert bezeichnet. Der Wert α, die einheitliche Zeitperiode und die Anzahl von Malen werden vorab entsprechend den Ergebnissen eines wirklichen Tests bestimmt.
Fig. 8 zeigt die mechanische Anordnung eines Kraftfahrzeugaufhängungssystem gemäß einer noch anderen erfindungsgemäßen Ausführung. Das Aufhängungssystem umfaßt eine Blattfeder 30, die länger als die in Fig. 1 gezeigte Blattfeder 20 ist und im wesentlichen horizontal zwischen linken und rechten Doppelquerlenkeraufhängungen 10 verläuft. Insbesondere umfaßt die Blattfeder 30 gegenüberliegende Enden, die an linke und rechte untere Lenkerarme 17 schwenkbar gekoppelt sind, und zwei Mittelabschnitte, die an der Kraftfahrzeugkarosserie 19 durch jeweilige Tragteile 32R, 32L drehbar und gleitend gehaltert sind. Die Blattfeder 30 trägt drei Spannungsmesser, d.h. einen Spannungsmesser 22R, der zwischen dem Tragteil 32R und dem unteren Lenkerarm 17 der rechten Aufhängung 10 angeordnet ist, einen Spannungsmesser 22M, der zwischen den Tragteilen 32 R, 32L angeordnet ist, und einen Spannungsmesser 22L, der zwischen dem Tragteil 32L und dem unteren Lenkerarm 17 der linken Aufhängung 10 angeordnet ist. Die Spannungsmesser 22R, 22M, 22L erfassen Spannungen, wenn die Blattfeder 30 nahe diesen Spannungsmessern gespannt oder verdreht wird. Wenigstens zwei dieser drei Spannungsmesser 22R, 22M, 22L sollten bevorzugt an Bereichen angeordnet sein, an denen die Blattfeder 30 mit verschiedenen Geschwindigkeiten schlechter wird, z.B. zwischen dem Tragteil 32R und dem Tragteil 32L und zwischen dem Tragteil 32L und dem linken Ende der Blattfeder 30. Darüber hinaus sollte wenigstens einer dieser Spannungsmesser 22R, 22M, 22L bevorzugt an einer Stelle angeordnet sein, an der die Blattfeder 30 mit der höchsten Geschwindigkeit schlechter wird, d.h. in der Nähe eines der Tragteile 32L, 32R.
Fig. 9 zeigt ein modifiziertes Kraftfahrzeugaufhängungssystem, das sich von dem in Fig. 8 gezeigten Aufhängungssystem darin unterscheidet, daß die langgestreckte Blattfeder 30 mit ihren gegenüberliegenden Enden direkt an den Unterenden der linken bzw. rechten Achsschenkel 12 schwenkbar angeschlossen ist. Die in Fig. 9 gezeigte Blattfeder 30 dient als ein Stabilisator und weiter als ein unterer Lenkarm. In der Anordnung nach Fig. 9 sind die drei Spannungsmesser 22R, 22M, 22L zwischen dem Tragteil 32R und dem rechten Ende der Blattfeder 30 angeordnet. Während die Spannungsmesser als Mittel zum Erfassen von Spannungen der Blattfeder verwendet werden, sind diese Mittel nicht auf die erfindungsgemäßen Spannungsmesser beschränkt.
Die Werte &epsi;R1, &epsi;M1, &epsi;L1 der durch die jeweiligen Spannungsmesser 22R, 22M, 22L erfaßten Spannungen stehen gemäß folgender Gleichung miteinander in Beziehung:
&epsi;M1 = k&sub1;&epsi;R1 + k&sub2;&epsi;L1 + k&sub3; ... (9)
wobei k&sub1; ein Koeffizient in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen dem Spannungsmesser 22R und dem rechten Ende der Blattfeder 30 ist, k&sub2; ein Koeffizient in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen dem Spannungsmesser 22L und dem linken Ende der Blattfeder 30 ist und k&sub3; ein Korrekturausdruck ist.
Wenn die Blattfeder 30 in der Nähe des Spannungsmessers 22L schlechter wird, wie in Fig. 11 gezeigt, dann ändert sich der Spannungswert &epsi;L1 beträchtlich (&epsi;L1 -T &epsi;L2). Diese Spannungsänderung ergibt sich durch eine Minderung des Young's Modul oder durch eine Minderung des Moduls in diesem Abschnitt. Wenn die Blattfeder somit schlechter geworden ist, neigt sich die Kraftfahrzeugkarosserie ein wenig nach links. Diese Neigung der Kraftfahrzeugkarosserie bewirkt eine Last auf das rechte Fahrzeugrad, wodurch sich der Spannungswert &epsi;R1 ein wenig ändert (&epsi;R1 -T &epsi;R2). Obwohl der Abschnitt der Blattfeder 30 zwischen den Tragteilen 32R, 32L in seiner Form ein wenig variiert, wird in diesem Abschnitt der Blattfeder 30 annähernd keine Spannung erzeugt (&epsi;M1 -T &epsi;M2).
Wenn die gemessenen Werte &epsi;R2, &epsi;L2 der Spannungen der Blattfeder 30 außerhalb der Tragteile 32R, 32L in die Gleichung (9) eingesetzt werden, kann man den Spannungswert der Blattfeder zwischen den Tragteilen 32R, 32L schätzen (geschätzter Wert &epsi;'M2).
&epsi;'M2 = k&sub1;&epsi;R2 + k&sub2;&epsi;L2 + k&sub3; ... (10)
Die Differenz EM&sub2; zwischen dem geschätzten Wert &epsi;'M2 und dem gemessenen Wert &epsi;M2 ist wie folgt ausgedrückt:
EM2 = &epsi;'M2 - &epsi;M2 ... (11)
Wenn die Aufhängung, d.h. die Blattfeder 30 schlechter geworden ist, überschreitet der Wert dieser Differenz EM2 einen vorbestimmten Wert.
Wenn nun die Blattfeder 30 zwischen den Tragteilen 32R, 32L schlechter geworden ist, variiert der Spannungswert der Blattfeder 30 zwischen den Tragteilen 32R, 32L beträchtlich (&epsi;M1 -T &epsi;M3), wie in Fig. 12 gezeigt. Andererseits bleiben die Spannungswerte der Blattfederabschnitte, die außerhalb der Tragteile 32R, 32L liegen, im wesentlichen unverändert (&epsi;R1 -T &epsi;R3, &epsi;L1 -T &epsi;L3).
Der geschätzte Wert (theoretische Wert) &epsi;'M3 der Spannung der Blattfeder 30 zwischen den Tragteilen 32R, 32L kann gemäß folgender Gleichung bestimmt werden: &epsi;'M3 = k&sub1;&epsi;R3 + k&sub2;&epsi;L3 + k&sub3; ... (12)
Die Differenz EM3 zwischen dem geschätzten Wert &epsi;'M3 und dem gemessenen Wert &epsi;M3 ist wie folgt ausgedrückt:
EM3 = &epsi;'M3 - &epsi;M3 ... (13)
Wenn die Blattfeder 30 zwischen den Tragteilen 32R, 32L tatsächlich schlechter geworden ist, überschreitet der Wert dieser Differenz EM3 einen vorbestimmten Wert in Fig. 7 mehrere Male. Die Bestimmung der Verschlechterung wird im Detail nicht beschrieben, weil sie schon oben bezüglich der Fig. 5 bis 7 beschrieben wurde.
Obwohl in den Ausführungen der Fig. 8 und 9 drei Spannungsmesser beschrieben und gezeigt wurden, ist die Anzahl der verwendbaren Spannungsmesser nicht auf drei beschränkt. Die Genauigkeit der Spannungserfassung kann durch Erhöhen der Anbringungsstellen von Spannungsmessern erhöht werden, oder durch geeignetes Anordnen von Spannungsmessern, z.B. in Bereichen, in denen die Blattfeder mit verschiedenen Geschwindigkeiten schlechter wird.
Aufhängungssysteme gemäß anderen in den Fig. 13 und 14 gezeigten Ausführungen unterscheiden sich von den in Fig. 8 und 9 dargestellten Aufhängungssystemen darin, daß sie eine zusätzliche Belastungsvorrichtung aufweisen. Daher werden andere Komponenten als die Belastungsvorrichtung und die zugeordneten Einheiten in den Ausführungen der Fig. 13 und 14 nicht im Detail beschrieben. In jeder der in Fig. 13 und 14 gezeigten Ausführungen umfaßt eine als Fahrzeughöheneinstellelement dienende Belastungsvorrichtung 40 einen Träger 42, der als ein Halter zwischen den linken und rechten Tragteilen 32R, 32L verläuft, und einen durch den Halter 42 gehaltenen Luftsack 44 zum Anlegen einer bekannten verteilten Last W an die Blattfeder 30. Der Luftdruck in dem Luftsack 44 läßt sich mittels einer durch eine Steuereinrichtung 48 gesteuerten Pumpe 46 ändern, um den Luftdruck auf einen bestimmten erwünschten Pegel zu halten. Anstatt Luft, die ein komprimierbares Fluid ist, kann auch ein nicht komprimierbares Fluid in den Sack 44 gefüllt werden.
Angenommen, daß die Blattfeder 30 nicht schlechter geworden ist und unter einer Last W von der in Fig. 15 mit unterbrochenen Linien gezeigten Form in die mit durchgehender Linie gezeigte Form elastisch deformiert ist. Die von der Belastungsvorrichtung 40 angelegte bekannte Last W und die Werte &epsi;L, &epsi;M, &epsi;R der von den jeweiligen Spannungsmessern 22R, 22M, 22L erfaßten Spannungen stehen dann gemäß folgender Gleichung miteinander in Beziehung, und zwar unabhängig von den Fahrzuständen des Kraftfahrzeugs:
&epsi;M = k&sub1;&epsi;R + k&sub2;&epsi;L + k&sub3;W + k&sub4; ... (14)
wobei k&sub1;, k&sub2; Koeffizienten in Abhängigkeit von den Abständen der Spannungsmesser zu den gegenüberliegenden Enden der Blattfeder 30 sind, k&sub3; ein Koeffizient ist in Abhängigkeit von der Stelle, an der die Last anliegt oder des Bereichs, an dem die Last anliegt, und k&sub4; ein Korrekturausdruck ist (der erforderlich ist, weil die wirkliche Blattfeder nicht genau mit der Tragwerktheorie übereinstimmt).
Wenn die Blattfeder 30 nahe dem Spannungsmesser 22L schlechter geworden ist, wie Fig. 16 gezeigt, dann ändert sich der Spannungswert &epsi;L1 beträchtlich (&epsi;L1 -T &epsi;L2). Wie zuvor beschrieben ergibt sich diese Spannungsänderung durch Minderung des Young's Modul oder durch Minderung des Moduls dieses Abschnitts. Wenn die Blattfeder somit schlechter geworden ist, neigt sich die Kraftfahrzeugkarosserie ein wenig nach links. Diese Neigung der Kraftfahrzeugkarosserie ergibt eine Belastung des rechten Fahrzeugrads, wodurch sich der Spannungswert &epsi;R1 ein wenig ändert (&epsi;R1 -T &epsi;R2). Obwohl der Abschnitt der Blattfeder 30 zwischen den Tragteilen 32A, 32L seine Form ein wenig ändert, wird in diesem Abschnitt der Blattfeder 30 annähernd keine Spannung erzeugt (&epsi;M1 -T &epsi;M2).
Wenn die gemessenen Werte &epsi;R2, &epsi;L2 der Spannungen der Blattfeder 30 außerhalb der Tragteile 32R, 32L in die Gleichung (14) eingesetzt werden, kann man den Wert einer Spannung der Blattfeder zwischen den Tragteilen 32R, 32L schätzen (geschätzter Wert &epsi;'M2).
&epsi;'M2 = k&sub1;&epsi;R2 + k&sub2;&epsi;L2 + k&sub3; ... (15)
Die Differenz EM2 zwischen dem geschätzten Wert &epsi;'M2 und dem gemessenen Wert &epsi;M2 ist wie folgt ausgedrückt:
EM2 = &epsi;'M2 - &epsi;M2 ... (16)
Wenn die Aufhängung, d.h. die Blattfeder 30 schlechter geworden ist, überschreitet der Wert dieser Differenz EM2 einen vorbestimmten Wert.
Wenn nun die Blattfeder 30 zwischen den Tragteilen 32R, 32L schlechter geworden ist, ändert sich der Spannungswert der Blattfeder 30 zwischen den Tragteilen 32R, 32L wesentlich (&epsi;M1 -T &epsi;M3), wie in Fig. 17 gezeigt. Andererseits bleiben die Spannungswerte der Blattfederabschnitte, die außerhalb der Tragteile 32R, 32L liegen, im wesentlichen unverändert (&epsi;R1 -T &epsi;R3, &epsi;L1 -T &epsi;L3).
Der geschätzte Wert (theoretische Wert) &epsi;'M3 der Spannung der Blattfeder 30 zwischen den Tragteilen 32R, 32L kann gemäß folgender Gleichung bestimmt werden:
&epsi;'M3 = k&sub1;&epsi;R3 + k&sub2;&epsi;L3 + k&sub3;W + k&sub4; ... (17)
Die Differenz EM3 zwischen dem geschätzten Wert &epsi;'M3 und dem gemessenen Wert &epsi;M3 ist wie folgt ausgedrückt
EM3 = &epsi;'M3 - &epsi;M3 ... (18)
Wenn die Blattfeder 30 zwischen den Tragteilen 32R, 32L tatsächlich schlechter geworden ist, dann überschreitet der Wert dieser Differenz EM3 in Fig. 7 einen vorbestimmten Wert mehrere Male. Die Bestimmung der Verschlechterung wird im Detail nicht beschrieben, weil sie schon oben unter Bezug auf die Fig. 5 bis 7 beschrieben wurde.
Aufhängungssysteme gemäß anderer in den Fig. 18 und 19 gezeigter Ausführungen unterscheiden sich von den in Fig. 13 und 14 gezeigten Aufhängungssystem darin, daß die Größe einer durch die Belastungseinrichtung 40 an die Blattfeder 30 angelegten verteilten Last unbekannt ist. Daher sind drei Spannungsmesser 22RM, 22M, 22LM an der Blattfeder 30 zwischen den Tragteilen 32R, 32L angeordnet. Insgesamt fünf Spannungsmesser, einschließlich dieser drei Spannungsmesser und den anderen zwei Spannungsmessern 22R, 22L, die außerhalb der Tragteile 32R, 32L angebracht sind, sind an der Blattfeder 30 angebracht. Wie bei den oben beschriebenen Ausführungen sollte wenigstens einer der Spannungsmesser bevorzugt nahe den Tragteilen 32R, 32L angeordnet sein, wo die Blattfeder 30 leicht zur Verschlechterung neigt. Die Genauigkeit, mit der irgendeine Spannung erfaßt werden kann, steigt, wenn die Anzahl verwendeter Spannungsmesser steigt.
Angenommen, daß die Blattfeder 30 nicht schlechter geworden ist und unter einer unbekannten Last Y von der normalen Form, die in Fig. 20 mit der unterbrochenen Linie gezeigt ist, in die mit durchgehender Linie gezeigte Form elastisch deformiert wird. Die unbekannte Last Y und die Werte &epsi;R, &epsi;RM, &epsi;M, &epsi;LM, &epsi;L der durch die jeweiligen Spannungsmesser 22R, 22RM, 22M, 22LM, 22L erfaßten Spannungen stehen dann miteinander gemäß folgender Gleichung in Beziehung, und zwar unabhängig von den Fahrzuständen des Kraftfahrzeugs
Y = k&sub1;&epsi;M + k&sub2;&epsi;RM + k&sub3;&epsi;LM + k&sub4; ... (19)
wobei k&sub1;, k&sub2;, k&sub3; Koeffizienten in Abhängigkeit von den Stellungen sind, wo die Spannungen erfaßt werden und der Stellung oder des Bereichs, an dem Last anliegt, und k&sub4; ist ein Korrekturausdruck (der erforderlich ist, weil die wirkliche Blattfeder nicht genau mit der Tragwerktheorie übereinstimmt).
Die unbekannte Last Y läßt sich somit aus den Spannungswerten &epsi;RM, &epsi;M, &epsi;LM der Blattfeder 30 zwischen den Tragteilen 32R, 32L bestimmen.
Die folgende Gleichung ist also erfüllt:
&epsi;M = k&sub5;&epsi;R + k&sub6;&epsi;L + k&sub7;W + k&sub8; ... (20)
wobei k&sub5;, k&sub6; Koeffizienten in Abhängigkeit von den Stellen sind, an denen Spannungen erfaßt werden, k&sub7; ein Koeffizient ist in Abhängigkeit von der Stelle oder dem Bereich, an dem Last anliegt, und k&sub8; ein Korrekturausdruck ist.
Wenn der Blattfeder 30 nahe dem Spannungsmesser 22L schlechter geworden ist, wie in Fig. 21 gezeigt, dann ändert sich der Spannungswert &epsi;L1 beträchtlich (&epsi;L1 -T &epsi;L2). Diese Spannungsänderung ergibt sich aus einer Minderung des Young's Modul oder durch eine Minderung des Moduls dieses Abschnitts. Wenn die Blattfeder somit schlechter geworden ist, neigt sich die Kraftfahrzeugkarosserie ein wenig nach links. Diese Neigung der Kraftfahrzeugkarosserie ergibt eine Belastung auf das rechte Fahrzeugrad, wodurch sich der Spannungswert &epsi;R1 ein wenig ändert (&epsi;R1 -T &epsi;R2). Obwohl der Abschnitt der Blattfeder 30 zwischen den Tragteilen 32R, 32L seine Form ein wenig ändert, wird annähernd keine Spannung in diesem Abschnitt der Blattfeder 30 erzeugt (&epsi;RM1 -T &epsi;RM2, &epsi;M1 -T &epsi;M2, &epsi;LM1 -T &epsi;LM2).
Unter Verwendung des Werts der Last Y wird der Wert einer Spannung des Mittelabschnitts der Blattfeder 30 zwischen den Tragteilen 32R, 32L gemäß der Gleichung (20) wie folgt geschätzt (geschätzter Wert &epsi;'M2):
&epsi;'M2 = k&sub5;&epsi;R2 + k&sub6;&epsi;L2 + k&sub7;(k&sub1;&epsi;M2 + k&sub2;&epsi;RM2 + k&sub3;&epsi;LM2 + k&sub4;) + k&sub8; ... (21)
Die Differenz EM2 zwischen dem geschätzten Wert &epsi;'M2 und dem gemessenen Wert &epsi;M2 ist wie folgt ausgedrückt:
EM2 = &epsi;'M2 - &epsi;M2 ... (22)
Wenn die Aufhängung, d.h. die Blattfeder 30 schlechter geworden ist, überschreitet der Wert dieser Differenz EM2 einen vorbestimmten Wert.
Wenn nun die Blattfeder 30 in der Nähe des Spannungsmessers 22LM schlechter geworden ist, ändert sich der Wert der Spannung der Blattfeder 30 nahe dem Spannungsmesser 22LM beträchtlich (&epsi;LM1 -T &epsi;LM3), wie in Fig. 22 gezeigt. Daher unterscheidet sich der gemäß der Gleichung (19) bestimmte Wert der Last Y beträchtlich von dem aktuellen Wert. Andererseits bleiben die Spannungswerte der Abschnitte der Blattfeder, die außerhalb der Tragteile 32R, 32L liegen, im wesentlichen unverändert (&epsi;L1 -T &epsi;L3, &epsi;R1 -T &epsi;R3).
Gemäß obiger Gleichung (20) ergibt sich der geschätzte Wert &epsi;'M3 einer Spannung des Mittelabschnitts der Blattfeder zwischen den Tragteilen 32R, 32L wie folgt:
&epsi;'M3 = k&sub5;&epsi;R2 + k&sub6;&epsi;L3+ k&sub7;(k&sub1;&epsi;M3 + k&sub2;&epsi;RM3 + k&sub3;&epsi;LM3 + k&sub4;) + k&sub8; ... (23)
Die Differenz EM3 zwischen dem geschätzten Wert &epsi;'M3 und dem gemessenen Wert &epsi;M3 ist wie folgt ausgedrückt:
EM3 = &epsi;'M3 - &epsi;M3 ... (24)
Wenn die Aufhängung, d.h. die Blattfeder 30 schlechter geworden ist, überschreitet der Wert dieser Differenz EM3 einen vorbestimmten Wert.
Die Werte &epsi;'RM, &epsi;'R, &epsi;'L, &epsi;'LM der Spannungen an den anderen Stellen werden ebenfalls geschätzt, und die Differenzen ERM, ER, EL, ELM zwischen diesen geschätzten Spannungswerten und den gemessenen Spannungswerten werden berechnet. Dann läßt sich die Aufhängung jederzeit auf irgendeinen Verschlechterungszustand überwachen (siehe Fig. 5 und 6), und zwar auf Basis des in Fig. 7 gezeigten Entscheidungskriteriums.
Aufhängungssysteme gemäß anderen in den Fig. 23 und 24 gezeigten Ausführungen unterscheiden sich von den in Fig. 1 und 2 gezeigten Aufhängungssystemen darin, daß sie ein zusätzliches Lasterfassungsmittel aufweisen. Die anderen Komponenten als die Lasterfassungsmittel in den Fig. 23 und 24 werden nachfolgend nicht beschrieben, weil sie die gleichen wie die in den Fig. 1 und 2 gezeigten sind. Die in Fig. 23 gezeigte Doppelquerlenkeraufhängung enthält ein Lasterfassungsmittel 50, das an der Verbindung zwischen dem Achsschenkel 12 und dem unteren Lenkerarm 17 angeordnet ist. Das Lasterfassungsmittel 50 kann stattdessen an der Verbindung zwischen dem unteren Lenkerarm 17 und der Blattfeder 20 angeordnet sein, wie mit der unterbrochenen Linie in Fig. 23 gezeigt. In der in Fig. 24 gezeigten Aufhängung ist das Lasterfassungsmittel 50 nahe der Verbindung zwischen der Blattfeder 20 und dem Achsschenkel 12 angeordnet.
Wenn ein Federelement wie etwa eine Blattfeder bestimmte physische Konfigurationen und stabile chemische Eigenschaften hat, dann stehen eine an das Federelement angelegte Last (Kraft) F und eine an einer bestimmten Stelle des Federelements in Antwort auf die Last F erzeugte Spannung oder Verdrehung &epsi; wie folgt miteinander in Beziehung:
&epsi;N = fP (F) ... (25)
Aus der Gleichung (1) lassen sich die Spannungen des Federelements an mehreren Stellen daran ausdrücken durch:
&epsi;&sub1; = f&sub1; (F)
&epsi;&sub2; = f&sub2; (F)
&epsi;&sub3; = f&sub3; (F)
.
.
Der theoretische Wert oder geschätzte Wert &epsi;'N einer Spannung an einer bestimmten Stelle kann erhalten werden durch Erfassen der an die Blattfeder 20 angelegten Last F mit dem Lasterfassungsmittel 50 und Einsetzen des gemessenen Werts F in die Gleichung (25). In den in den Fig. 23 und 24 gezeigten Ausführungen werden die geschätzten Werte der Blattfederspannung an der Stelle, wo der Spannungsmesser 22A angeordnet ist, und der geschätzte Wert der Blattfederspannung an der Stelle, wo der Spannungsmesser 22B angeordnet ist, jeweils ausgedrückt durch:
&epsi;'&sub1; = k&sub1;F
&epsi;'&sub2; = k&sub2;F
wobei k&sub1;, k&sub2; Koeffizienten sind in Abhängigkeit von den Abständen von den Verbindungen zwischen der Blattfeder 20 und dem unteren Lenkerarm 17 (Fig. 22) oder zwischen der Blattfeder 20 und dem Achsschenkel 12 (Fig. 24) zu den jeweiligen Spannungsmessern 22A, 22B.
Wenn die Differenzen zwischen den geschätzten Werten &epsi;'&sub1;, &epsi;'&sub2; und den gemessenen Werten &epsi;&sub1;, &epsi;&sub2; bestimmt sind, kann ein Verschlechterungszustand der Blattfeder 20 bewertet werden. Die Differenzen &epsi;&sub1;, &epsi;&sub2; zwischen den gemessenen Werten und den geschätzten Werten an den zwei Stellen ergeben sich wie folgt:
E&sub1; = &epsi;'&sub1; - &epsi;&sub1;
E&sub2; = &epsi;'&sub2; - &epsi;&sub2;
Wenn beispielsweise die Blattfeder 20 in der Nähe des Spannungsmessers 22B stark schlechter geworden ist, ist der Wert von &epsi;&sub2; groß, und daher ist der Wert von &epsi;&sub2; beträchtlich groß. Wenn die Aufhängung normal ist, d.h. keine Spannung oder Verdrängung vorliegt, ist der Wert von E im wesentlichen Null, weil keine Differenz zwischen den gemessenen und geschätzten Werten vorhanden ist.
Aufhängungssysteme gemäß anderen in den Fig. 25 und 26 gezeigten Ausführungen unterscheiden sich von den in Fig. 8 und 9 gezeigten Aufhängungssystemen darin, daß sie zusätzlich ein Lasterfassungsmittel aufweisen. Die anderen Komponenten als die Lasterfassungsmittel in den Fig. 25 und 26 werden nachfolgend nicht beschrieben, weil sie die gleichen wie in Fig. 8 und 9 gezeigten sind. Jede in Fig. 25 gezeigte Doppelquerlenkeraufhängung enthält ein Lasterfassungsmittel 50, das an der Verbindung zwischen dem Achsschenkel 12 und dem unteren Lenkerarm 17 angeordnet ist. Das Lasterfassungsmittel 50 kann stattdessen an der Verbindung zwischen dem unteren Lenkerarm 17 und der Blattfeder 30 angeordnet sind, wie in Fig. 25 mit unterbrochener Linie gezeigt. In der in Fig. 26 gezeigten Aufhängung ist das Lasterfassungsmittel 50 nahe der Verbindung zwischen der Blattfeder 30 und dem Achsschenkel 12 angeordnet.
Die theoretischen Werte oder geschätzten Werte &epsi;'&sub1;, &epsi;'&sub2;, &epsi;'&sub3; von Spannungen der Blattfeder 30 an den Stellen, an denen die Spannungsmesser 22R, 22M, 22L angeordnet sind, können bestimmt werden, wenn die durch die zwei Lasterfassungsmittel 50 erfaßten gemessenen Lasten wie folgt in die Gleichung (25) eingesetzt werden:
&epsi;'&sub1; = k&sub3;FR
&epsi;'&sub2; = k&sub4;FR + k&sub5;FL
&epsi;'&sub3; = k&sub6;FL ... (26)
wobei k&sub3;, k&sub4;, k&sub5;, k&sub6; Koeffizienten sind in Abhängigkeit von den Abständen der Spannungsmesser zu der Verbindung zwischen der Blattfeder 30 und dem unteren Lenkerarm 17 oder dem Achsschenkel 12. Die Differenzen zwischen den geschätzten Werten &epsi;'&sub1;, &epsi;'&sub2;, &epsi;'&sub3; und den von den Spannungsmessern tatsächlich erfaßten gemessenen Werten &epsi;&sub1;, &epsi;&sub2;, &epsi;&sub3; ergeben sich wie folgt:
E&sub1; = &epsi;'&sub1; - &epsi;&sub1;
E&sub2; = &epsi;'&sub2; - &epsi;&sub2;
E&sub3; = &epsi;'&sub3; - &epsi;&sub3;
Die Stelle, an der die Blattfeder 30 schlechter geworden ist, läßt sich aus den obigen Differenzen bestimmen. Wenn beispielsweise die Blattfeder 30 zwischen den Tragteilen 32R, 32L schlechter geworden ist, dann ist der Wert von E&sub2; groß, und wenn die Blattfeder 30 zwischen dem Tragteil 30 und einem Ende der Blattfeder 30 nahe dem Tragteil 30 schlechter geworden ist, dann ist der Wert von E&sub1; groß.
In einer aktuellen Anwendung umfaßt das Aufhängungssystem einen Computer, der geschätzte Spannungswerte aus einer Datentabelle, die die Beziehung zwischen den Spannungswerten und den Lastwerten speichert, oder auf Basis gemessener Lastwerte berechneten Werten bestimmt. Dann vergleicht der Computer die geschätzten Spannungswerte mit den gemessenen Spannungswerten zur Bestimmung, ob die Blattfeder schlechter geworden ist oder nicht.
Wenn sich herausstellt, daß die Blattfeder schlechter geworden ist, dann erregt der Computer ein geeignetes Alarmmittel zur Ausgabe eines Alarms oder ein Anzeigemittel zur Anzeige eines Verschlechterungszustands (siehe Fig. 5 bis 7).
In jeder der obigen Ausführungen kann die Blattfeder vertikal angeordnet sein, und die Aufhängung kann eine Federbeinaufhängung sein.
Obwohl das oben beschriebene gegenwärtig als die bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, so ist dies so zu verstehen, daß die Erfindung in anderen bestimmten Formen enthalten sein kann, ohne von dessen wesentlichen Charakteristiken abzuweichen, wie sie in den Ansprüchen definiert sind. Die gegenwärtigen Ausführungen werden daher in allen Aspekten als illustrierend betrachtet, und nicht als beschränkend. Der Umfang der Erfindung ist statt in der vorstehenden Beschreibung in den beigefügten Ansprüchen angegeben.

Claims

1. Aufhängungssystem zur Verwendung an einem Kraftfahrzeug, umfassend:

ein Federelement (20) enthaltende Aufhängungsmittel (10, 11);

eine Mehrzahl von Spannungserfassungsmitteln (22A, 22B), die zum Erfassen von Spannungen des Federelements (20) an dem Federelement (20) angebracht sind;

gekennzeichnet durch

Entscheidungsmittel zum Bestimmen eines verschlechterten Zustands des Federelements (20) auf Basis der erfaßten Spannungen.

2. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, weiter umfassend ein Spannungsschätzmittel zum Schätzen des Werts einer Spannung des Federelements (20) an einer bestimmten Stelle daran auf Basis des gemessenen Werts einer durch wenigstens eines der Spannungserfassungsmittel (22A, 22B) erfaßten Spannung.

3. Aufhängungssystem nach Anspruch 2, in dem das Spannungserfassungsmittel ein Datentabellenmittel zum Erhalt des geschätzten Werts der Spannung an der bestimmten Stelle auf Basis des gemessenen Werts aufweist, und das Entscheidungsmittel ein Vergleichsmittel zum Vergleich des gemessenen Werts der Spannung, die von dem einen an der bestimmten Stelle angeordneten Spannungserfassungsmittel (22A, 22B) erfaßt ist, mit dem durch das Datentabellenmittel erhaltenen geschätzten Wert der Spannung an der bestimmten Stelle aufweist.

4. Aufhängungssystem nach Anspruch 2, in dem das Spannungsschätzmittel ein Berechnungsmittel zum Erhalt des geschätzten Werts der Spannung an der bestimmten Stelle auf Basis des gemessenen Werts aufweist, und das Entscheidungsmittel ein Vergleichsmittel zum Vergleich des gemessenen Werts der Spannung, die von dem einen an der bestimmten Stelle angeordneten Spannungserfassungsmittel (22L, 22R) erfaßt ist, mit dem von dem Berechnungsmittel erhaltenen geschätzten Wert der Spannung an der bestimmten Stelle aufweist.

5. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, in dem wenigstens eines der Spannungserfassungsmittel (22A, 22B) an einer Stelle angeordnet ist, an der das Federelement (20) mit einer Geschwindigkeit schlechter wird, die sich von Geschwindigkeiten unterscheidet, mit der das Federelement (20) an anderen Stellen schlechter werden kann.

6. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, in dem wenigstens eines (22B) der Spannungserfassungsmittel (22A, 22B) an einer Stelle angeordnet ist, an der das Federelement (20) mit einer höchsten Geschwindigkeit unter den Geschwindigkeiten schlechter wird, mit denen das Federelement (20) schlechter werden kann.

7. Aufhängungssystem nach Anspruch 6, in dem ein Ende des Federelements (20) durch eine Verbindung an die Kraftfahrzeugkarosserie (19) gekoppelt ist, wobei die Stelle, an der das Federelement (20) mit der höchsten Geschwindigkeit schlechter wird, sich nahe der Verbindung befindet.

8. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, in dem das Aufhängungsmittel (10, 11) ein Paar Aufhängungen (10, 10; 11, 11) mit seitlichem Abstand voneinander aufweist, das Federelement (30) sich zwischen den Aufhängungen erstreckt und an einer Kraftfahrzeugkarosserie (19) an zwei Stellen (32L, 32R) gehaltert ist, wenigstens drei Spannungserfassungsmittel (22L, 22M, 22R) vorhanden sind, wobei wenigstens eines der Spannungserfassungsmittel an einer Stelle angeordnet ist, an der das Federelement mit einer Geschwindigkeit schlechter wird, die sich von Geschwindigkeiten unterscheidet, mit denen das Federelement an anderen Stellen schlechter werden kann.

9. Aufhängungssystem nach Anspruch 8, in dem jede der Aufhängungen (10) umfaßt: einen Achsschenkel (12), einen oberen Lenkerarm (15), dessen eines Ende an ein Oberende des Achsschenkels (12) schwenkbar gekoppelt und dessen gegenüberliegendes Ende an die Kraftfahrzeugkarosserie (19) gekoppelt ist, und einen unteren Lenkerarm (17), dessen eines Ende an ein Unterende des Achsschenkels (12) schwenkbar gekoppelt und dessen gegenüberliegendes Ende an die Kraftfahrzeugkarosserie (19) gekoppelt ist, und in dem das Federelement (30) eine Blattfeder (30) umfaßt, deren gegenüberliegende Enden jeweils an die unteren Lenkerarme (17, 17) der Aufhängungen (10, 10) angeschlossen sind, wobei eines (22M) der drei Spannungserfassungsmittel (22L, 22M, 22R) zwischen den zwei Stellen (32L, 32R) angeordnet ist und die anderen zwei Spannungserfassungsmittel (22L, 22R) außerhalb der zwei Stellen (32L, 32R) angeordnet sind.

10. Aufhängungssystem nach Anspruch 8, in dem jede der Aufhängungen (11, 11) weiter einen Achsschenkel (12) umfaßt, wobei das Federelement (30) eine Blattfeder (30) aufweist, deren gegenüberliegende Enden jeweils an Unterenden der Achsschenkel (12, 12) der Aufhängungen (11, 11) angeschlossen sind, wenigstens drei Spannungserfassungsmittel (22L, 22M, 22R) vorhanden sind und eines (22M) der drei Spannungserfassungsmittel (22L, 22M, 22R) zwischen den zwei Stellen (32L, 32R) angeordnet ist und die anderen zwei Spannungserfassungsmittel (22L, 22R) außerhalb der zwei Stellen (32L, 32R) angeordnet sind.

11. Aufhängungssystem nach Anspruch 8, das weiter Belastungsmittel (40; 42; 44) zum Anlegen einer bekannten Last (W) an das Federelement (30) umfaßt, wobei wenigstens drei Spannungserfassungsmittel (22L, 22M, 22R) vorhanden sind und eines (22M) der drei Spannungserfassungsmittel (22L, 22M, 22R) zwischen den zwei Stellen (32L, 32R) angeordnet ist und die anderen zwei Spannungserfassungsmittel (22L, 22R) außerhalb der zwei Stellen (32L, 32R) angeordnet sind.

12. Aufhängungssystem nach Anspruch 11, weiter umfassend ein Spannungsschätzmittel zum Schätzen des Werts einer Spannung des Federelements (30) an einer bestimmten Stelle daran auf Basis des gemessenen Werts einer Spannung, die von wenigstens einem der Spannungserfassungsmittel (22L, 22M, 22R) erfaßt ist, und des Werts einer von dem Belastungsmittel (40) angelegten bekannten Last (W), wobei die bestimmte Stelle von der Stelle unterschiedlich ist, an der der gemessene Wert der Spannung von dem wenigstens einen der Spannungserfassungsmittel erfaßt ist.

13. Aufhängungssystem nach Anspruch 11, in dem die bekannte Last (W) eine an das Federelement (30) zwischen den zwei Stellen (22L, 22R) angelegte verteilte Last (W) ist.

14. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, das weiter ein Belastungsmittel (40; 42, 44) zum Anlegen einer unbekannten Last (Y) an das Federelement (30) umfaßt, wobei das Federelement (30) an einer Kraftfahrzeugkarosserie (19) an zwei Stellen (32L, 32R) gehaltert ist und wenigstens fünf der Spannungserfassungsmittel (22L, 22LM, 22M, 22RM, 22R) vorhanden sind.

15. Aufhängungssystem nach Anspruch 14, in dem die unbekannte Last (Y) auf das Federelement (30) zwischen den zwei Stellen (32L, 32R) wirkt, wobei drei (22LM, 22M, 22RM) der Spannungserfassungsmittel zwischen den zwei Stellen (32L, 32R) angeordnet und die anderen zwei Spannungserfassungsmittel (22L, 22R) außerhalb der zwei Stellen (32L, 32R) angeordnet sind.

16. Aufhängungssystem zur Verwendung an einem Kraftfahrzeug umfassend:

eine ein Federelement (30) enthaltende Aufhängung; Spannungserfassungsmittel (22L, 22M, 22R), die zum Erfassen einer Spannung des Federelements an dem Federelement angebracht sind;

gekennzeichnet durch ein Parametererzeugungsmittel (50), das zum Erzeugen eines die Aufhängung betreffenden Parameters an der Aufhängung angebracht ist, und

ein Entscheidungsmittel zum Bestimmen eines verschlechterten Zustands des Federelements (30) auf Basis des erfaßten Parameters und der erfaßten Spannung.

17. Aufhängungssystem nach Anspruch 16, in dem das Parametererzeugungsmittel ein Lasterfassungsmittel (50) umfaßt, wobei der Parameter der durch das Lasterfassungsmittel (50) erfaßte Wert einer an das Federelement (30) angelegten Last ist.

18. Aufhängungssystem nach Anspruch 17, weiter umfassend ein Spannungsschätzmittel zum Schätzen des Werts einer Spannung des Federelements (30) an einer bestimmten Stelle daran auf Basis des durch das Lasterfassungsmittel (50) erfaßten Werts der Last.

19. Aufhängungssystem nach Anspruch 18, in dem das Spannungsschätzmittel ein Datentabellenmittel zum Erhalt des geschätzten Werts der Spannung an der bestimmten Stelle auf Basis des erfaßten Werts der Last aufweist, und das Entscheidungsmittel ein Vergleichsmittel zum Vergleich des durch das Spannungserfassungsmittel (22L, 22M, 22R) erfaßten gemessenen Werts der Spannung mit dem aus den Datentabellenmittel erhaltenen geschätzten Wert der Spannung aufweist.

20. Aufhängungssystem nach Anspruch 18, in dem das Spannungsschätzmittel ein Berechnungsmittel zum Erhalt des auf Basis des erfaßten Werts der Last geschätzten Werts der Spannung an der bestimmten Stelle aufweist, und das Entscheidungsmittel ein Vergleichsmittel zum Vergleich des von dem Spannungserfassungsmittel (22L, 22M, 22R) erfaßten gemessenen Werts der Spannung mit dem von dem Berechnungsmittel erhaltenen geschätzten Wert der Spannung aufweist.

21. Aufhängungssystem nach Anspruch 16, weiter umfassend ein Spannungsschätzmittel zum Schätzen des Werts einer Spannung des Federelements (30) an einer bestimmten Stelle daran auf Basis des von dem Spannungserfassungsmittel (22L, 22M, 22R) erfaßten gemessenen Werts einer Spannung.

22. Aufhängungssystem nach Anspruch 21, in dem das Parametererzeugungsmittel ein weiteres Spannungserfassungsmittel zum Erfassen des aktuellen Werts einer Spannung des Federelements (30) an der bestimmten Stelle umfaßt.

23. Aufhängungssystem nach Anspruch 22, in dem jedes der Spannungserfassungsmittel (22L, 22M, 22R) einen Spannungsmesser umfaßt.

24. Aufhängungssystem nach Anspruch 16, umfassend:

ein Lasterfassungsmittel (50), das zum Erfassen einer an das Federelement angelegten Last an dem Aufhängungsmittel angebracht ist; und

ein Entscheidungsmittel zum Bestimmen eines verschlechterten Zustands des Federelements (20) auf Basis der erfaßten Last und der erfaßten Spannung.

25. Aufhängungssystem nach Anspruch 24, weiter umfassend ein Spannungsschätzmittel zum Schätzen des Werts einer Spannung des Federelements (20) an einer bestimmten Stelle daran auf Basis des durch das Lasterfassungsmittel (50) erfaßten Werts der Last.

26. Aufhängungssystem nach Anspruch 25, in dem das Spannungsschätzmittel ein Datentabellenmittel zum Erhalt des geschätzten Wert der Spannung an der bestimmten Stelle auf Basis des erfaßten Werts der Last aufweist, und das Entscheidungsmittel ein Vergleichsmittel zum Vergleich des von dem Spannungserfassungsmittel (22A, 22B) erfaßten gemessenen Werts der Spannung mit dem von dem Datentabellenmittel erhaltenen geschätzten Wert der Spannung aufweist.

27. Aufhängungssystem nach Anspruch 25, in dem das Spannungsschätzmittel ein Berechnungsmittel zum Erhalt des auf Basis des erfaßten Lastwerts geschätzten Wert der Spannung an der bestimmten Stelle, und das Entscheidungsmittel ein Vergleichsmittel zum Vergleich des von dem Spannungserfassungsmittel (22A, 22B) erfaßten gemessenen Werts der Spannung mit dem von dem Berechnungsmittel erhaltenen geschätzten Wert der Spannung aufweist.

28. Aufhängungssystem nach Anspruch 24, in dem das Aufhängungsmittel ein Paar mit seitlichem Abstand voneinander angeordnete Aufhängungen umfaßt, wobei jede der Aufhängungen umfaßt: einen Achsschenkel (12), einen oberen Lenkerarm (15), dessen eines Ende an ein Oberende des Achsschenkels (12) schwenkbar gekoppelt ist und dessen gegenüberliegendes Ende an eine Kraftfahrzeugkarosserie (19) schwenkbar gekoppelt ist, und einen unteren Lenkerarm (17), dessen eines Ende an ein Unterende des Achsschenkels (12) schwenkbar gekoppelt und dessen gegenüberliegendes Ende an die Kraftfahrzeugkarosserie (19) schwenkbar gekoppelt ist, und in dem in jeder der Aufhängungen das Lasterfassungsmittel (50) an einer Verbindung, an der der Achsschenkel (12) an den unteren Lenkerarm (17) gekoppelt ist, angeordnet ist.

29. Aufhängungssystem nach Anspruch 24, in dem das Aufhängungsmittel ein Paar mit seitlichem Abstand voneinander angeordnete Aufhängungen umfaßt, wobei jede der Aufhängungen umfaßt: einen Achsschenkel (12), einen oberen Lenkerarm (15), dessen eines Ende an ein Oberende des Achsschenkels (12) schwenkbar gekoppelt und dessen gegenüberliegendes Ende an eine Kraftfahrzeugkarosserie (19) schwenkbar gekoppelt ist, und einen unteren Lenkerarm (17), dessen eines Ende an ein Unterende des Achsschenkels (12) schwenkbar gekoppelt und dessen gegenüberliegendes Ende an die Kraftfahrzeugkarosserie (19) schwenkbar gekoppelt ist, und in dem in jeder der Aufhängungen das Lasterfassungsmittel (50) an einer Verbindung, an der das Federelement (30) an den unteren Lenkerarm (17) gekoppelt ist, angeordnet ist.

30. Aufhängungssystem nach Anspruch 24, in dem das Aufhängungsmittel ein Paar mit seitlichem Abstand voneinander angeordnete Aufhängungen umfaßt, wobei jede der Aufhängungen einen Achsschenkel (12) umfaßt, das Federelement (30) an Unterenden der Achsschenkel (12, 12) der Aufhängungen schwenkbar gekoppelt ist und in jeder der Aufhängungen das Lasterfassungsmittel (50) an einer Verbindung (18), an der das Federelement (30) an den unteren Lenkerarm (17) gekoppelt ist, angeordnet ist.

31. Aufhängungssystem nach Anspruch 28, in dem das Federelement (30) eine Blattfeder (30) umfaßt, die sich zwischen den unteren Lenkerarmen (17, 17) der Aufhängungen erstreckt.

32. Aufhängungssystem nach Anspruch 24, in dem das Aufhängungsmittel ein Paar Aufhängungen mit seitlichem Abstand voneinander umfaßt, wobei jede der Aufhängungen einen Achsschenkel (12) umfaßt, das Federelement (30) eine Blattfeder (30) aufweist, die sich zwischen Unterenden der Achsschenkel (12, 12) der Aufhängungen erstreckt.