DE19922154C2 - Vorrichtung zum Erzeugen elektrischer Signale die die Giergeschwindigkeit, die Querbeschleunigung und die Wankgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie repräsentieren - Google Patents

Vorrichtung zum Erzeugen elektrischer Signale die die Giergeschwindigkeit, die Querbeschleunigung und die Wankgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie repräsentieren

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vor­ richtung zum Erzeugen elektrischer Signale, die die soge­ nannte Giergeschwindigkeit, die Querbeschleunigung und die Wankgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie eines Fahrzeugs repräsentieren.
Die sogenannte Giergeschwindigkeit, Querbeschleunigung und Wankgeschwindigkeit sind entscheidende Parameter im Zu­ sammenhang mit der Fahrdynamikregelung eines Fahrzeugs, wie sie in der heutigen Zeit auf dem Gebiet der Kraftfahrzeug­ technik floriert. Selbstverständlich stellt auch die Fahr­ zeuggeschwindigkeit einen der wichtigsten Parameter dar, die für die Fahrdynamikregelung eines Fahrzeugs generell erforderlich sind.
Die Giergeschwindigkeit, Querbeschleunigung und Wankge­ schwindigkeit sind durch einen Giergeschwindigkeits-, Quer­ beschleunigungs- bzw. Wanksensor direkt erfaßbar. Zur Er­ fassung dieser Parameter mittels eines entsprechenden Sen­ sors bedarf es natürlich sovieler Sensoren, wie Parameter zu erfassen sind.
In der japanischen Patentschrift 2-70561 wird vorge­ schlagen, die Giergeschwindigkeit einer Fahrzeugkarosserie durch Koordinierung zweier, im Front- bzw. Heckabschnitt der Fahrzeugkarosserie montierter Querbeschleunigungssenso­ ren zu erfassen; die Giergeschwindigkeit wird dabei auf der Basis der durch die beiden Querbeschleunigungssenoren er­ faßten Querbeschleunigungen unter Einbeziehung des Abstands zwischen diesen beiden Querbeschleunigungssensoren in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie berechnet. In diesem Fall werden zwei Sensoren verwendet, um zwei Parameter zu erhalten, nämlich die Giergeschwindigkeit und die Querbe­ schleunigung, vorausgesetzt daß die Querbeschleunigung ebenfalls ein erforderlicher Parameter ist.
Es sind aber auch Vorrichtungen zur Bestimmung ver­ schiedener Fahrzeugbewegungsparameter mit einer im Vergleich zur Zahl der zu bestimmenden Parameter geringeren Zahl von Erfassungseinrichtungen bekannt.
So ist beispielsweise aus der DE 36 08 420 A1 eine Vor­ richtung zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Giergeschwindigkeit, der Querbeschleunigung, des Wankwin­ kels und weiterer Bewegungsvariablen eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung, einer Giergeschwindigkeitserfassungseinrichtung und zwei Querbe­ schleunigungserfassungseinrichtungen bekannt.
Die DE 41 10 374 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Be­ stimmung der Giergeschwindigkeit, Wankgeschwindigkeit und Querbeschleunigung eines bewegten Körpers wie z. B. eines Fahrzeugs, mit zwei an beabstandeten Positionen der Fahr­ zeugkarosserie montierten Querbeschleunigungserfassungsein­ richtungen.
Die prioritätsältere, nachveröffentlichte EP 0 940 273 A2 offenbart eine Vorrichtung zur Bestimmung verschiedener, den Wankzustand eines Fahrzeugs betreffender Parameter mit einer Giergeschwindigkeitserfassungseinrichtung, einer Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung und einer Querbeschleunigungserfassungseinrichtung.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Vielzahl elektrischer Signale, die jeweils einen anderen Parameter zur Verwendung für eine Fahrdynamikregelung repräsentieren, mit einer im Vergleich zur Zahl der Parameter geringeren Zahl von Parametererfassungseinrichtungen bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Vorrich­ tung nach dem Patentanspruch 1 oder 4 gelöst.
Der Patentanspruch 1 sieht im besonderen eine Vorrich­ tung zum Erzeugen eines ersten, zweiten, dritten und vier­ ten elektrischen Signals vor, die die sogenannte Fahrzeug­ geschwindigkeit, Giergeschwindigkeit, Querbeschleunigung bzw. Wankgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie eines Fahr­ zeugs repräsentieren, mit:
einer Einrichtung zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindig­ keit, um das erste elektrische Signal zu erzeugen,
einer im wesentlichen im Schwerpunkt der Fahrzeugkaros­ serie positionierten, an diese montierten Einrichtung zum Erfassen ihrer eigenen Dreh- bzw. Giergeschwindigkeit um ihre Vertikalachse, um das zweite elektrische Signal zu er­ zeugen,
einer von der Giergeschwindigkeitserfassungseinrichtung vertikal beabstandeten, an die Fahrzeugkarosserie montier­ ten Einrichtung zum Erfassen ihrer Beschleunigung in Hori­ zontalrichtung quer zur Längsachse der Fahrzeugkarosserie,
einer Einrichtung zum Berechnen des Produkts aus der durch die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung er­ faßten Fahrzeuggeschwindigkeit und der durch die Giergeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfaßten Giergeschwin­ digkeit, um das dritte elektrische Signal zu erzeugen, und
einer Einrichtung zum Berechnen des Quotienten aus der Differenz zwischen der durch die Querbeschleunigungserfas­ sungseinrichtung erfaßten Querbeschleunigung und dem vor­ stehend erwähnten Produkt, geteilt durch den Vertikalab­ stand der Querbeschleunigungserfassungseinrichtung von der Giergeschwindigkeitserfassungseinrichtung und Integrieren des Quotienten über die Zeit, um das vierte elektrische Si­ gnal zu erhalten.
Durch diese Vorrichtung werden elektrische Signale zur Verfügung gestellt, die vier Parameter, d. h. die sogenannte Fahrzeuggeschwindigkeit, Giergeschwindigkeit, Querbeschleu­ nigung und Wankgeschwindigkeit, repräsentieren; hierzu wer­ den drei Einrichtungen zur Erfassung von Parametern, d. h. der Fahrzeuggeschwindigkeit, Giergeschwindigkeit und Quer­ beschleunigung, verwendet.
Wenn das Fahrzeug einen Dachbereich aufweist, ist die Querbeschleunigungserfassungseinrichtung vorzugsweise im Dachbereich montiert.
Die Querbeschleunigungserfassungseinrichtung ist ferner vorzugsweise im wesentlichen vertikal nach der Gierge­ schwindigkeitserfassungseinrichtung ausgerichtet.
Der Patentanspruch 4 sieht im besonderen eine Vorrich­ tung zum Erzeugen eines ersten, zweiten und dritten elek­ trischen Signals vor, die die sogenannte Giergeschwindig­ keit, Wankgeschwindigkeit bzw. Querbeschleunigung der Fahr­ zeugkarosserie eines Fahrzeugs repräsentieren, mit:
einer an einer ersten Position an die Fahrzeugkarosse­ rie montierten Einrichtung zum Erfassen einer ersten Be­ schleunigung in Horizontalrichtung quer zur Längsachse der Fahrzeugkarosserie,
einer an einer zweiten Position an die Fahrzeugkarosse­ rie montierten Einrichtung zum Erfassen einer zweiten Be­ schleunigung in Horizontalrichtung quer zur Längsachse der Fahrzeugkarosserie, wobei die zweite Position um einen Längs- bzw. Vertikalabstand in Längs- und Vertikalrichtung von der ersten Position beabstandet ist,
einer Einrichtung zum Berechnen eines ersten Quotienten aus der Differenz zwischen der ersten und zweiten Beschleu­ nigung, geteilt durch den Längsabstand, und Integrieren des ersten Quotienten über die Zeit, um das erste elektrische Signal zu erzeugen,
einer Einrichtung zum Berechnen eines zweiten Quotien­ ten aus der Differenz zwischen der ersten und zweiten Be­ schleunigung, geteilt durch den Vertikalabstand, und Inte­ grieren des zweiten Quotienten über die Zeit, um das zweite elektrische Signal zu erzeugen, und
einer Einrichtung zum Berechnen des Mittelwerts aus der ersten und zweiten Beschleunigung, gewichtet durch das Ver­ hältnis des Längsabstands der zweiten Position gegenüber dem Schwerpunkt der Fahrzeugkarosserie zum Längsabstand zwischen der ersten und zweiten Position bzw. durch das Verhältnis des Längsabstands der ersten Position gegenüber dem Schwerpunkt der Fahrzeugkarosserie zum Längsabstand zwischen der ersten und zweiten Position, und Modifizieren des gewichteten Mittelwerts durch eine betreffende Kompo­ nente des zweiten Quotienten, um das dritte elektrische Si­ gnal zu erzeugen.
Durch diese Vorrichtung werden elektrische Signale zur Verfügung gestellt, die drei Parameter, d. h. die sogenannte Giergeschwindigkeit, Wankgeschwindigkeit und Querbeschleu­ nigung, repräsentieren; hierzu werden zwei Querbeschleuni­ gungserfassungseinrichtungen verwendet.
Wenn das Fahrzeug in diesem Fall einen Dachbereich und einen Bodenbereich aufweist, ist die erste Querbeschleuni­ gungserfassungseinrichtung vorzugsweise in einem Frontabschnitt des Dachbereichs und die zweite Querbeschleuni­ gungserfassungseinrichtung vorzugsweise in einem Heckab­ schnitt des Bodenbereichs an die Fahrzeugkarosserie mon­ tiert.
Nachstehend erfolgt eine kurze Beschreibung der beilie­ genden Zeichnungen:
Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines Fahr­ zeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, in dem eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäße Vorrichtung in­ stalliert ist;
Fig. 2 ist eine schematische Heckansicht des Fahrzeugs aus Fig. 1, die den Zusammenhang zwischen den durch zwei Querbeschleunigungserfassungseinrichtungen erfaßten Querbe­ schleunigungen und dem momentanen Wankzentrum der Fahrzeug­ karosserie zeigt;
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das den Betrieb der ersten Ausführungsform der in den Fig. 1 und 2 gezeigten vor­ liegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Wechselbeziehung zwi­ schen den durch die beiden Querbeschleunigungserfassungs­ einrichtungen erfaßten Querbeschleunigungen zeigt;
Fig. 5 ist eine schematische Seitenansicht eines Fahr­ zeugs, insbesondere eines Kleinbusses, in dem eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung installiert ist;
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das den Betrieb der zwei­ ten Ausführungsform der in Fig. 5 gezeigten vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 7 ist ein Diagramm, das die Dimensionszusammenhän­ ge in Bezug auf die beiden Querbeschleunigungserfassungseinrichtungen zeigt, die in der in Fig. 5 gezeigten Ausfüh­ rungsform enthalten sind.
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen er­ folgt nun eine ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
In den Fig. 1 und 2 zeigt das Bezugszeichen 10 ein Fahrzeug mit einer von einem Vorderradpaar 14 und einem Hinterradpaar 16 getragenen Fahrzeugkarosserie 12, die ei­ nen Dachbereich 12A und einen Bodenbereich 12B aufweist. Das Bezugszeichen 18 zeigt den Schwerpunkt der Fahrzeugka­ rosserie 12. Die erste Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung umfaßt eine im wesentlichen im Schwerpunkt 18 der Fahrzeugkarosserie 12 an diese montierte (hierin nachstehend zweckmäßigerweise als "Giergeschwindigkeitssensor" bezeichnete) Einrichtung 20 zum Erfassen ihrer eigenen Dreh- bzw. Giergeschwindigkeit um ihre Vertikalachse. Wenngleich in Fig. 1 der Gierge­ schwindigkeitssensor 20 aus Gründen der Vereinfachung so dargestellt ist, als läge er hinter dem Schwerpunkt 18, ist er in dieser Ausführungsform tatsächlich exakt im Schwer­ punkt 18 positioniert. Tatsächlich existiert im Schwerpunkt 18 im allgemeinen keine besondere Masse oder dergleichen, die einer Montage des Giergeschwindigkeitssensors 20 im We­ ge stehen könnte. Wenn das Fahrzeug ein Personenkraftwagen ist, sollte es daher generell möglich sein, den Gierge­ schwindigkeitssensor 20 in der Weise im Bodenbereich 12B anzuordnen, daß er im wesentlichen im Schwerpunkt der Fahr­ zeugkarosserie 12 positioniert ist.
Die Vorrichtung umfaßt des weiteren eine um einen Ver­ tikalabstand Ho vom Giergeschwindigkeitssensor 20 vertikal beabstandete, im Dachbereich 12A der Fahrzeugkarosserie 12 montierte (hierin nachstehend zweckmäßigerweise als "Querbeschleunigungssensor" bezeichnete) Einrichtung 22 zum Erfassen der in Horizontalrichtung quer zur (nicht dargestellten) Längsachse der Fahrzeugkarosserie 12 auf den Querbeschleunigungssensor 22 wirkenden Beschleunigung. Der Querbeschleunigungssensor 22 ist vorteilhafterweise ferner so positioniert, daß er im wesentlichen vertikal nach dem Giergeschwindigkeitssensor 20 ausgerichtet ist, wodurch sich die Wankgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie mittels der Sensoren 20 und 22 genauer berechnen läßt, wie es hier­ in nachstehend beschrieben wird.
Die Vorrichtung umfaßt ferner eine (hierin nachstehend zweckmäßigerweise als "Fahrzeuggeschwindigkeitssensor" be­ zeichnete) Einrichtung 24 zum Erfassen der Fahrzeugge­ schwindigkeit. Da die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassung ei­ ne der wichtigsten Maßnahmen im Betrieb des Fahrzeugs dar­ stellt, muß der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24 nicht ein speziell für die erfindungsgemäße Vorrichtung vorgesehener Sensor sein, wenngleich er eine der Parametererfassungsein­ richtungen ist, die die erste Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung definieren; die erfaßte Fahrzeug­ geschwindigkeit ist einer der Vielzahl der Parameter, der durch das entsprechende Signal der Vielzahl von elektri­ schen Signalen repräsentiert wird, die durch die erste Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugt wer­ den.
Die Vorrichtung umfaßt schließlich eine Einrichtung 26 zum Durchführen der hierin nachstehend beschriebenen Be­ rechnungen. Die Einrichtung 26 kann aus einem gewöhnlichen elektronischen Mikrocomputer bestehen, der Komponenten, wie z. B. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Nur- Lese-Speicher (ROM), einen Direkt-Zugriff-Speicher (RAM), Eingabe- und Ausgabeanschlußeinrichtungen, und einen diese Komponenten verbindenden gemeinsamen Bus aufweist. Die Be­ rechnungseinrichtung 26 wird mit dem Ausgangssignal des Giergeschwindigkeitssensors 20, das die durch den Gierge­ schwindigkeitssensor 20 erfaßte Giergeschwindigkeit reprä­ sentiert, dem Ausgangssignal des Querbeschleunigungssensors 22, das die durch den Querbeschleunigungssensor 22 erfaßte Querbeschleunigung repräsentiert, sowie dem Ausgangssignal des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 24, das die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24 erfaßte Fahrzeuggeschwin­ digkeit repräsentiert, versorgt und führt auf diesen Signa­ len basierend Berechnungen durch, die hierin nachstehend unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm in Fig. 3 erläutert werden.
Die im Flußdiagramm in Fig. 3 zum Ausdruck gebrachten Berechnungen werden herkömmlicherweise mit dem Einschalten eines (nicht gezeigten) Zündschalters des Fahrzeugs einge­ leitet und bis zum Ausschalten des Zündschalters in Zeitab­ ständen z. B. von 100 µs zyklisch wiederholt.
Zu Beginn des Prozesses werden im Schritt S10 durch die Berechnungseinrichtung 26 die Ausgangssignale der Sensoren 20, 22 und 24 eingelesen, um daraus die Giergeschwindigkeit γ der Fahrzeugkarosserie um die Vertikalachse des Gierge­ schwindigkeitssensors 20, die im wesentlichen der sogenann­ ten Giergeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie entspricht, die Querbeschleunigung Gy der Fahrzeugkarosserie an der Po­ sition des Querbeschleunigungssensors 22 und die Fahrzeug­ geschwindigkeit V zu ermitteln.
Im Schritt S20 wird die Querbeschleunigung Gya der Fahrzeugkarosserie an der Position des Giergeschwindig­ keitssensors 20, die im wesentlichen der Querbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie in derem Schwerpunkt entspricht, wie folgt berechnet:
Gya = γ . V
Im Schritt 30 wird unter Einbeziehung des Vertikalab­ stands H1 des Querbeschleunigungssensors 22 vom Gierge­ schwindigkeitssensor 20 die Wankbeschleunigung Ar wie folgt berechnet:

Ar = (Gy - Gya)/H1
Wie es aus Fig. 2 ersichtlich ist, wirkt das Wankmoment aufgrund der Differenz Gy - Gya um den Schnittpunkt 30 ei­ ner gedachten Geraden 32, die durch die Spitzen der die Querbeschleunigungen Gy und Gya repräsentierenden Vektoren gezogen ist, mit einer gedachten Geraden 34, die durch die Zentren der Sensoren 20 und 22 gezogen ist; der Schnitt­ punkt 30 ist dabei um den folgenden Abstand H2 in Abwärts­ richtung vom Zentrum des Sensors 20, d. h. im wesentlichen des Schwerpunkts 18 der Fahrzeugkarosserie, beabstandet:
H2 = H1 . Gya/(Gy - Gya)
Wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, ändern sich die auf die Fahrzeugkarosserie im wesentlichen in derem Schwerpunkt 18 wirkende Querbeschleunigung Gya und die durch den Quer­ beschleunigungssensor 22 erfaßte Querbeschleunigung Gy im allgemeinen so, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, nämlich so, daß die Querbeschleunigung Gya in einer Anfangsphase der Kurve größer ist als Gy, wohingegen Gy gegen das Ende der Kurve zu größer wird als Gya.
Im Schritt S40 wird die Wankbeschleunigung Ar über die Zeit integriert, um eine Wankgeschwindikgeit Rr der Fahr­ zeugkarosserie um das Wankzentrum 30 zu erzeugen.
Im Schritt S50 gibt die Berechnungseinrichtung 26 elek­ trische Signale aus, die die sogenannte Fahrzeuggeschwin­ digkeit V, die Giergeschwindigkeit γ, die Querbeschleuni­ gung Gya und die Wankgeschwindigkeit Rr der Fahrzeugkaros­ serie repräsentieren, zur Verwendung durch eine (nicht dar­ gestellte) Fahrverhaltens- bzw. Fahrdynamikregelvorrichtung des Fahrzeugs 10; anschließend wird zum Schritt S10 zurück­ gegangen, um denselben Prozeß zu wiederholen.
Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung. Ein Fahrzeug 110 vom Typ eines Kleinbusses, in dem die zweite Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung installiert ist, hat eine Fahr­ zeugkarosserie 112 mit einem Dachbereich 112A und einem Bo­ denbereich 112B, wobei deren Schwerpunkt 118 im Bodenbe­ reich 112B liegt. Die Fahrzeugkarosserie 112 wird von einem Paar Vorderräder 114 und einem Paar Hinterräder 116 getra­ gen. Im Frontabschnitt des Dachbereichs 112A der Fahrzeug­ karosserie ist eine (hierin nachstehend zweckmäßigerweise als "Querbeschleunigungssensor" bezeichnete) Einrichtung 136 zum Erfassen der auf diese Einrichtung 136 in Horizon­ talrichtung quer zur (nicht dargestellten) Längsachse der Fahrzeugkarosserie 112 wirkenden Beschleunigung an die Fahrzeugkarosserie 112 montiert, während im Heckabschnitt des Bodenbereichs 112B der Fahrzeugkarosserie eine (hierin nachstehend zweckmäßigerweise als "Querbeschleunigungssensor" bezeichnete) ähnliche Einrich­ tung 138 zum Erfassen der auf diese Einrichtung 138 in Ho­ rizontalrichtung quer zur Längsachse der Fahrzeugkarosserie 112 wirkenden Beschleunigung an die Fahrzeugkarosserie mon­ tiert ist.
Die Vorrichtung umfaßt des weiteren eine Berechnungs­ einrichtung 126, um die hierin nachstehend beschriebenen Berechnungen durchzuführen. Die Berechnungseinrichtung 126 kann ebenfalls aus einem gewöhnlichen elektronischen Mikro­ computer bestehen, der Komponenten, wie z. B. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Direkt-Zugriff-Speicher (RAM), Eingabe- und Ausgabe­ anschlußeinrichtungen, und einen diese Komponenten verbin­ denden gemeinsamen Bus aufweist. Die Berechnungseinrichtung 126 wird mit dem Ausgangssignal des Querbeschleunigungssen­ sors 136, das die durch den Querbeschleunigungssensor 136 erfaßte Querbeschleunigung repräsentiert, die auf den Frontabschnitt des Dachbereichs 112A wirkt, sowie dem Aus­ gangssignal des Querbeschleunigungssensors 138, das die durch den Querbeschleunigungssensor 138 erfaßte Querbe­ schleunigung repräsentiert, die auf den Heckabschnitt des Bodenbereichs 112B wirkt, versorgt und führt auf diesen Si­ gnalen basierend Berechnungen durch, die hierin nachstehend unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm in Fig. 6 erläutert werden.
Nun wird auf Fig. 6 Bezug genommen; mit dem Einschalten eines (nicht dargestellten) Zündschalters des Fahrzeugs 110 werden zu Beginn des Prozesses im Schritt S110 Signale ein­ gelesen, die die durch die Querbeschleunigungssensoren 136 und 138 erfaßten Querbeschleunigungen Gyf bzw. Gyr reprä­ sentieren.
Im Schritt S120 wird die Drehbeschleunigung Ay der Fahrzeugkarosserie wie folgt berechnet:
Ay = (Gyf - Gyr)/L
wobei L der Längsabstand zwischen den Querbeschleuni­ gungssensoren 136 und 138 ist, wie es in Fig. 7 gezeigt ist.
Im Schritt S130 wird die Drehbeschleunigung Ay über die Zeit integriert, um die Giergeschwindigkeit γ der Fahrzeug­ karosserie 112 zu erzeugen. In diesem Fall wird das Zentrum der Gierbewegung aufgrund der Giergeschwindigkeit γ nicht bestimmt. Da der Schwerpunkt 118 jedoch in Bezug auf die Länge der Fahrzeugkarosserie im allgemeinen in der Mitte liegt, entspricht die auf diese Weise erhaltene Gier­ geschwindigkeit γ, wenn die Querbeschleunigungssensoren 136 und 138 in Längsrichtung vom Schwerpunkt in etwa gleich be­ abstandet sind, dem Schwerpunkt der Fahrzeugkarosserie.
Im Schritt 140 wird die Wankbeschleunigung Ar wie folgt berechnet:

Ar = (Gyf - Gyr)/H11
wobei H11 der Vertikalabstand zwischen den Querbe­ schleunigungssensoren 136 und 138 ist, wie es in Fig. 7 ge­ zeigt ist. Die Wankbeschleunigung Ar wirkt um einen Punkt 130, der um den folgenden Abstand H12 vom Querbeschleuni­ gungssensor 138 in Abwärtsrichtung beabstandet ist:
H12 = H11 . Gyr/(Gyf - Gyr)
Im Schritt S150 wird die Wankbeschleunigung Ar über die Zeit integriert, um die Wankgeschwindigkeit Rr zu erzeugen.
Im Schritt S160 wird die Querbeschleunigung Gyc in ei­ nem Punkt C der Fahrzeugkarosserie, der in Vertikalrichtung auf einer die Zentren der Sensoren 136 und 138 verbinden­ den, gedachten Geraden 144 über dem Schwerpukt 118 liegt, wie folgt berechnet:
Gyc = (Gyf . L2 + Gyr . L1)/(L1 + L2) = (Gyf . Lr + Gyr . Lf)/L
wobei L1 und L2 die Abstände der Zentren der Sensoren 136 bzw. 138 vom Punkt C entlang der gedachten Geraden 144 sind, während Lf und Lr die Längsabstände der Zentren der Sensoren 136 und 138 vom Schwerpunkt 118 sind.
Im Schritt 170 wird die Querbeschleunigung Gya im Schwerpunkt 118 durch eine Modifizierung von Gyc mittels einer geeigneten Komponente der Wankbeschleunigung Ar wie folgt berechnet:
Gya = Gyc - Ar . H13/(H11 . Lr/L)
wobei H13 der Vertikalabstand des Schwerpunkts 118 vom Querbeschleunigungssensor 138 in Aufwärtsrichtung ist, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, während H11 . Lr/L der Vertikalabstand des Punkts C vom Querbeschleunigungssensor 138 ist.
Im Schritt 180 gibt die Berechnungseinrichtung 126 elektrische Signale aus, die die sogenannte Giergeschwin­ digkeit γ, die Wankgeschwindigkeit Rr und die Querbeschleu­ nigung Gya der Fahrzeugkarosserie repräsentieren, zur Ver­ wendung durch eine (nicht dargestellte) Fahrdynamikregel­ vorrichtung des Fahrzeugs 110; anschließend wird zum Schritt S110 zurückgegangen, um denselben Prozeß zu wieder­ holen.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Erzeugen eines ersten, zweiten, drit­ ten und vierten elektrischen Signals, die die Fahrzeugge­ schwindigkeit (V), Giergeschwindigkeit (γ), Querbeschleuni­ gung (Gya) bzw. Wankgeschwindigkeit (Rr) der Fahrzeugkaros­ serie (12) eines Fahrzeugs repräsentieren, mit:
einer Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung (24) zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit (V), um das erste elektrische Signal zu erzeugen,
einer im wesentlichen im Schwerpunkt (18) der Fahr­ zeugkarosserie (12) positionierten, an diese montierten Giergeschwindigkeitserfassungseinrichtung (20) zum Erfassen ihrer eigenen Giergeschwindigkeit (γ) um ihre Vertikal­ achse, um das zweite elektrische Signal zu erzeugen,
einer von der Giergeschwindigkeitserfassungs­ einrichtung (20) vertikal beabstandeten, an die Fahrzeugka­ rosserie (12) montierten Querbeschleunigungserfassungsein­ richtung (22) zum Erfassen ihrer Beschleunigung (Gy) in Ho­ rizontalrichtung quer zur Längsachse der Fahrzeugkarosserie (12),
einer Einrichtung (26, S20) zum Berechnen des Produkts aus der durch die Fahrzeuggeschwindigkeitserfas­ sungseinrichtung (24) erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit (V) und der durch die Giergeschwindigkeitserfassungseinrichtung (20) erfaßten Giergeschwindigkeit (γ), um das dritte elek­ trische Signal zu erzeugen, und
einer Einrichtung (26, S30, S40) zum Berechnen des Quotienten aus der Differenz zwischen der von der Querbe­ schleunigungserfassungseinrichtung (22) erfaßten Querbe­ schleunigung (Gy) und dem vorstehend erwähnten Produkt (γ . V), geteilt durch den Vertikalabstand (H1) der Querbe­ schleunigungserfassungseinrichtung (22) von der Gierge­ schwindigkeitserfassungseinrichtung (20) und Integrieren des Quotienten über die Zeit, um das vierte elektrische Si­ gnal zu erhalten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugkaros­ serie (12) einen Dachbereich (12A) aufweist und die Querbe­ schleunigungserfassungseinrichtung (22) im Dachbereich (12A) montiert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Querbeschleuni­ gungserfassungseinrichtung (22) im wesentlichen vertikal nach der Giergeschwindigkeitserfassungseinrichtung (20) ausgerichtet ist.
4. Vorrichtung zum Erzeugen eines ersten, zweiten und dritten elektrischen Signals, die die Giergeschwindigkeit (γ), Wankgeschwindigkeit (Rr) bzw. Querbeschleunigung (Gya) der Fahrzeugkarosserie (112) eines Fahrzeugs repräsentie­ ren, mit:
einer an einer ersten Position an die Fahrzeugkarosse­ rie (112) montierten Querbeschleunigungserfassungsein­ richtung (136) zum Erfassen einer ersten Beschleunigung (Gyf) in Horizontalrichtung quer zur Längsachse der Fahr­ zeugkarosserie (112),
einer an einer zweiten Position an die Fahrzeugkaros­ serie (112) montierten Querbeschleunigungserfassungsein­ richtung (138) zum Erfassen einer zweiten Beschleunigung (Gyr) in Horizontalrichtung quer zur Längsachse der Fahr­ zeugkarosserie (112), wobei die zweite Position um einen Längs- bzw. Vertikalabstand (L, H11) in Längs- und Verti­ kalrichtung von der ersten Position beabstandet ist,
einer Einrichtung (126, S120, S130)) zum Berechnen ei­ nes ersten Quotienten aus der Differenz zwischen der ersten (Gyf) und zweiten Beschleunigung (Gyr), geteilt durch den Längsabstand (L), und Integrieren des ersten Quotienten über die Zeit, um das erste elektrische Signal zu erzeugen,
einer Einrichtung (126, S140, S150) zum Berechnen ei­ nes zweiten Quotienten aus der Differenz zwischen der er­ sten (Gyf) und zweiten Beschleunigung (Gyr), geteilt durch den Vertikalabstand (H11), und Integrieren des zweiten Quotienten über die Zeit, um das zweite elektrische Signal zu erzeugen, und
einer Einrichtung (126, S160, S170)) zum Berechnen des Mittelwerts (Gyc) aus der ersten (Gyf) und zweiten Be­ schleunigung (Gyr), gewichtet durch das Verhältnis des Längsabstands (Lr) der zweiten Position vom Schwerpunkt (118) der Fahrzeugkarosserie (112) zum Längsabstand (L) zwischen der ersten und zweiten Position bzw. durch das Verhältnis des Längsabstands (Lf) der ersten Position ge­ genüber dem Schwerpunkt (118) der Fahrzeugkarosserie (112) zum Längsabstand (L) zwischen der ersten und zweiten Posi­ tion, und Modifizieren des gewichteten Mittelwerts (Gyc) durch eine Komponente des zweiten Quotienten, um das dritte elektrische Signal zu erzeugen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Fahrzeugkaros­ serie (112) einen Dachbereich (112A) und einen Bodenbereich (112B) aufweist und die erste Querbeschleunigungserfas­ sungseinrichtung (136) im Frontabschnitt des Dachbereichs (112A) und die zweite Querbeschleunigungserfassungsein­ richtung (138) im Heckabschnitt des Bodenbereichs (112B) montiert sind.
DE19922154A 1998-05-14 1999-05-12 Vorrichtung zum Erzeugen elektrischer Signale die die Giergeschwindigkeit, die Querbeschleunigung und die Wankgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie repräsentieren Expired - Fee Related DE19922154C2 (de)

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