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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Lenkungsdämpfervorrichtung für ein Motorrad
zum Dämpfen
einer Schwingung seines Lenkers während des Fahrbetriebs, und
insbesondere auf eine Vorrichtung, die eine Dämpfungskraft variabel machen kann.
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Um
irgendeine Schwingung eines Lenkers zu verhindern, die durch einen
Rückschlag
oder dergleichen unter externer Störung hervorgerufen wird, ist
es im Stand der Technik wohlbekannt, eine Lenkungsdämpfervorrichtung
vorzusehen, die eine Dämpfungskraft
gegen die Schwingung erzeugt (wie z. B. im japanischen Patent Nr.
2.593.461 beschrieben ist). Außerdem
ist es im Stand der Technik wohlbekannt, eine Vorrichtung vorzusehen,
die eine Dämpfungskraft
nur dann erzeugt, wenn sie erforderlich ist, und eine Dämpfungskraft
in anderen Fällen variabel
macht, um somit keine überflüssige Dämpfungskraft
zu erzeugen, wobei z. B. eine Vorrichtung zum Steuern derselben
in Reaktion auf einen Lenkwinkel und eine Fahrgeschwindigkeit (siehe
japanische Patentoffenlegungsschrift Sho 63-64888) und eine Vorrichtung
zum Steuern derselben in Reaktion auf eine Laständerung am Vorderrad (siehe
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 7-74023) und dergleichen
bereitgestellt werden, wie z. B. im Dokument
US 4811807 des neuesten Standes der
Technik offenbart ist, das alle Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs
1 offenbart.
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Wie
in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 7-74023 offenbart
ist, kann dann, wenn eine Vorderradbelastung abnimmt, leicht ein
Rückschlagphänomen erzeugt
werden, wobei entweder ein Innendruck an einer Vordergabel oder
deren Hub in diesem Fall die verringerte Vorderradbelastung erfasst.
Ein Druck in der Vordergabel ändert
sich jedoch gewöhnlich
in Reaktion auf deren Innentemperatur, so dass es schwierig ist,
eine genaue Erfassung der Vorderradbelastung durchzuführen. Wenn außerdem der
Hub der Vordergabe erfasst wird, wird eine Anordnung zum Erfassen
des Hubes kompliziert und die für
die gesamte Fahrzeugkarosserie erforderlichen Kosten nehmen zu.
Hinsichtlich dieser Tatsache ist es wünschenswert, die Vorderradbelastung mit
einer genaueren und einfachen Erfassungsanordnung zu erfassen. Diese
Erfindung befriedigt diesen obenbeschriebenen Bedarf.
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Um
das obenerwähnte
Problem zu lösen,
ist die Lenkungsdämpfervorrichtung
der vorliegenden Erfindung, in der eine Dämpfungskraft auf eine Drehoperation
eines Vorderradlenksystems, das an einem vorderen Segment einer
Fahrzeugkarosserie unterstützt
ist, ausgeübt
wird und ein Wert der Dämpfungskraft
veränderlich
gemacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beschleunigungsgeschwindigkeitserfassungsmittel
zum Erfassen einer Beschleunigungsgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie
vorgesehen ist, und nur dann, wenn die Beschleunigungsgeschwindigkeit
einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, eine Dämpfungskraft am
Lenkungsdämpfer
erzeugt wird.
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In
diesem Fall ist es möglich,
eine Dämpfungskraft
am Lenkungsdämpfer
nur dann zu erzeugen, wenn sowohl eine Geschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie
als auch eine Beschleunigungsgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie
die vorgegebenen Schwellenwerte überschreiten.
Außerdem
ist es auch möglich,
zu bewirken, dass die Dämpfungskraft
des Lenkungsdämpfers
in Reaktion auf eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigungsgeschwindigkeit
der Fahrzeugkarosserie verändert wird.
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Ferner
ist es auch möglich,
eine Geschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie in Reaktion auf eine Getriebestellung
und die Drehzahl der Maschine zu erfassen und eine Beschleunigungsgeschwindigkeit der
Fahrzeugkarosserie in Reaktion auf eine Öffnungsgeschwindigkeit der
Drosselklappe zu erfassen.
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Wenn
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Beschleunigungsgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie
erzeugt wird, die einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet,
wird die Vorderradbelastung verringert, so dass leicht ein Rückschlag
erzeugt werden kann. In einem solchen Fall wie oben beschrieben
ist es jedoch möglich,
eine Dämpfungskraft
am Lenkungsdämpfer
zu erzeugen und den Rückschlag
zu begrenzen. Da in diesem Fall eine Beschleunigungsgeschwindigkeit
der Fahrzeugkarosserie nicht durch eine Temperatur beeinflusst wird, wird
eine Erfassung der Beschleunigungsgeschwindigkeit nicht erschwert,
wie beim Stand der Technik, wobei kein komplexer Aufbau für die Verwendung beim
Erfassen der Beschleunigungsgeschwindigkeit benötigt wird, was dazu führt, dass
eine genauere und einfache Steuerung durchgeführt werden kann.
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Wenn
zu diesem Zeitpunktzusätzlich
zur Beschleunigungsgeschwindigkeit die Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit
ebenfalls als Steuerbedingung verwendet wird und eine Dämpfungskraft
nur dann erzeugt wird, wenn die Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit
einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, wird eine Steueroperation
zur Verhinderung eines Rückschlages
genauer. Dieser Zustand wird erreicht auf der Grundlage der Tatsache,
dass eine relativ große
Beschleunigungsgeschwindigkeit bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit
erzeugt werden kann und eine relativ geringe Beschleunigungsgeschwindigkeit
bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt werden kann, so
dass eine Steuerung nur anhand der Beschleunigungsgeschwindigkeit
korrigiert werden kann.
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Wenn
ferner die Dämpfungskraft
in Reaktion auf entweder eine Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit
oder eine Fahrzeugbeschleunigungsgeschwindigkeit oder in Reaktion
auf beides verändert
wird, ist es möglich,
eine angemessene Dämpfungskraft
des Lenkungsdämpfers
entsprechend einem Betriebszustand zu erzeugen.
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Wenn
außerdem
eine Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit in Reaktion sowohl auf eine
Getriebestellung als auch auf die Drehzahl einer Maschine erfasst
wird und eine Beschleunigungsgeschwindigkeit in Reaktion auf eine
Drosselklappenöffnungsgeschwindigkeit
erfasst wird, ist es nicht zusätzlich
erforderlich, einen exklusiven Beschleunigungsgeschwindigkeitssensor
und einen Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeitssensor vorzusehen, wobei
sowohl eine Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit als auch eine Fahrzeugbeschleuni gungsgeschwindigkeit
genau erfasst werden können,
so dass es möglich
ist, eine angemessene Dämpfungskraft
des Lenkungsdämpfers
zu erzeugen.
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen wird im Folgenden eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein Motorrad zeigt, auf das die
bevorzugte Ausführungsform
angewendet wird.
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2 ist
eine Seitenansicht, die ein vorderes Segment einer Fahrzeugkarosserie
zeigt, um einen Teil der Lenkungsdämpfervorrichtung zu zeigen.
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3 ist
eine Draufsicht, die den Abschnitt der Lenkungsdämpfervorrichtung zeigt.
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4 ist
eine Ansicht, die einen schematischen Aufbau des Lenkungsdämpfers zeigt.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist der obere Abschnitt der Vordergabel 2,
die ein Vorderrad 1 an ihren unteren Enden unterstützt, mit
dem vorderen Abschnitt eines Fahrzeugkarosserierahmens 3 verbunden,
wobei der obere Abschnitt mittels einer Lenkstange 4 gedreht
werden kann. Ein Kraftstofftank 5 ist auf dem Fahrzeugkarosserierahmen 3 unterstützt. Das
Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Sitz, das Bezugszeichen 7 bezeichnet
eine hintere Verkleidung, das Bezugszeichen 8 bezeichnet
einen hinteren Schwingarm und das Bezugszeichen 9 bezeichnet ein
Hinterrad.
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Im
Folgenden wird ein Lenkungsdämpfer
beschrieben. Wie in den 2 und 3 gezeigt
ist, ist ein Lenkungsdämpfer 10 zwischen
einer oberen Brücke 11,
an der die Lenkstange 4 befestigt ist, und dem vorderen
Ende des Fahrzeugkarosserierahmens 3 angeordnet. Die obere
Brücke 11 ist
ein Element, das in Baueinheit mit einer Lenksäule 14 (durch eine
Mittellinie gezeigt) ausgebildet ist, die an einem Kopfrohr 13 mittels
einer dazwischen gehaltenen Brücke 11 unterstützt ist.
Die obere Brücke 11, die
untere Brücke 12 und
die Lenksäule 14 werden
in Baueinheit gedreht.
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Jedes
der oberen Segmente eines Paares rechter und linker Vordergabeln 2 ist
an der oberen Brücke 11 bzw.
der unteren Brücke 12 unterstützt. Das
Kopfrohr 13 ist ein rohrartiges Segment, das in Baueinheit
mit den vorderen Enden des Fahrzeugkarosserierahmens 3 ausgebildet
ist. Der Karosserierahmen 3 erstreckt sich in zwei rechten
und linken Segmenten vom Kopfrohr 13 nach hinten (3). Ein
Lenkschloss 15 ist vorne am Kopfrohr 13 angeordnet,
wobei dessen Riegel mit einem Schlüssel 16 entriegelt
wird.
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Der
Lenkungsdämpfer 10 der
bevorzugten Ausführungsform
ist ein hydraulischer Dämpfer
zum Verhindern des Rückschlags,
der einen Hauptkörper 17 und
einen Deckel 18 umfasst, wobei der Lenkungsdämpfer mittels
eines Bolzens 20 an einem Mutternsegment befestigt ist,
das an einer Nabe 21 an der oberen Brücke 11 angeordnet
ist. Zu diesem Zeitpunkt sind der Hauptkörper 17 und der Deckel 18 ebenfalls
in Baueinheit mit dem Bolzen 20 ausgebildet. Das Bezugszeichen 22 bezeichnet
eine Mutter zum Verbinden der oberen Brücke 11 mit dem oberen Ende
der Lenksäule 14.
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Eine
Schaft 23 ist innerhalb des Lenkungsdämpfers 10 angeordnet,
wobei dessen Achse wie in 2 gezeigt
nach oben oder nach unten gerichtet ist, wobei das untere Ende des
Schafts 23 aus den Hauptkörper 17 nach unten
ragt und in Baueinheit mit dem Vorderende des Arms 24 ausgebildet
ist. Der Schaft 23 ist koaxial an der Lenksäule 14 angeordnet.
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Der
Arm 24 ist in einer kurbelartigen Form gebogen, wenn er
in einer Seitenansicht betrachtet wird, und erstreckt sich in Vorwärtsrichtung
oder Rückwärtsrichtung
in der Mitte der Fahrzeugkarosserie, wenn er in einer Draufsicht
betrachtet wird. Das Vorderende des Arms erstreckt sich nach oben
in Richtung zum oberen Abschnitt der Mutter 22 und ist in
Baueinheit mit dem Schaft 23 ausgebildet, der in den Lenkungsdämpfer 10 ragt.
Das hintere Ende des Arms 24 bildet ein gegabeltes Ende 25,
wobei eine Nabe 26 des Fahrzeugkarosserierahmens in die
gegabelten Enden eingesetzt ist.
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Die
Nabe 26 ist am zentralen Abschnitt eines Halters 27 angeordnet,
um nach oben hervorzustehen. Der Halter 27 ist an seinen
beiden rechten und linken Enden mit Bolzen 28 an einer
Nabe 29 befestigt, die an einem zentralen Abschnitt des
Vorderendes des Vorderrades 1 angeordnet ist. Eine Strebe 30 ragt
vom vorderen Ende des Kraftstofftanks 5 hervor und ist
mittels Bolzen 28 an der Nabe 29 befestigt.
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4 zeigt
schematisch einen Aufbau des Lenkungsdämpfers 10. Eine flügelartige
Flüssigkeitskammer 32,
die sich nach hinten erstreckt, ist innerhalb des Lenkungsdämpfers 10 angeordnet,
wobei ein Schaft 23 an ihrer wesentlichen Position angeordnet
ist und ein innerer Abschnitt der Flüssigkeitskammer 32 durch
ein flügelartiges
Segment 33, das sich integral vom Schaft 23 nach
hinten erstreckt, in eine rechte Flüssigkeitskammer 34 und
eine linke Flüssigkeitskammer 35 geteilt
wird.
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Das äußerste Ende
des flügelartigen
Segments 33 bildet eine Gleitoberfläche und steht in gleitendem
Kontakt mit der Innenoberfläche
einer gekrümmten
Wand 36 der Flüssigkeitskammer 32.
Eine inkompressible Flüssigkeit,
wie z. B. Öl
oder dergleichen, ist dicht in der rechten Flüssigkeitskammer 34 und
der linken Flüssigkeitskammer 35 eingeschlossen.
Die rechte Flüssigkeitskammer 34 und
die linke Flüssigkeitskammer 35 sind
mittels eines Umgehungsdurchlasses 37 verbunden. Ein veränderliches Ventil 38 ist
im mittleren Abschnitt des Umgehungsdurchlasses 37 angeordnet.
Das veränderliche
Ventil 38 weist einen Dosierungsdurchlass für die Verwendung
beim Erzeugen einer Dämpfungskraft
auf, wobei das veränderliche
Ventil den Dosierungsdurchlass durch Ändern einer Querschnittsfläche des
Dosierungsdurchlasses dosieren kann. Das veränderliche Ventil 38 ist
jedoch nicht auf einen solchen Aufbau wie oben beschränkt, wobei
verschiedene Typen eines wohlbekannten Aufbaus verwendet werden können.
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Eine
Steuervorrichtung 40 steuert die Dosierung des veränderlichen
Ventils 38. Die Steuervorrichtung 40 wird von
einem Mikrocomputer oder dergleichen gebildet. Diese Steuervorrichtung 40 steuert das
veränderliche
Ventil 38 in Reaktion auf jedes der Erfassungssignale eines
Beschleunigungsgeschwindigkeitssensors 41, eines Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeitssensors 42,
eines Drosselklappensensors 43, eines Rotationssensors 44 für eine Maschine
und eines Getriebestellungssensors 45 oder dergleichen.
Eine Dosierung des veränderlichen
Ventils 38 wird geändert,
um eine Dämpfungskraft
unter einer vorgegebenen Bedingung einzustellen.
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Ein
Verfahren zum Steuern der Dämpfungskraft
des Lenkungsdämpfers 10,
das von der Steuervorrichtung 40 ausgeführt wird, kann klassifiziert
werden in einen Fall, in welchem die Dämpfungskraft erzeugt wird,
wenn die Dämpfungskraft
einen vorgegebenen Schwellenwert der Beschleunigungsgeschwindigkeit überschreitet,
und einen anderen Fall, in welchem die Tatsache, dass die Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit
dem Schwellenwert überschreitet, zum
vorherigen Fall hinzugefügt
wird. Außerdem
ist es auch möglich,
die Dämpfungskraft
in Reaktion auf eine Beschleunigungsgeschwindigkeit und eine Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit
zu ändern.
Ferner wird der Drosselklappensensor 43 anstelle des Beschleunigungsgeschwindigkeitssensors 41 verwendet,
wobei der Rotationssensor 44 für die Maschine und der Getriebestellungssensor 45 anstelle eines
Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeitssensors 42 verwendet
werden.
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Jeder
der obenerwähnten
Sensoren ist ein wohlbekannter Sensor. Der Beschleunigungsgeschwindigkeitssensor 41 ist
ein G-Sensor zum Erfassen einer Fahrzeugkarosseriebeschleunigungsgeschwindigkeit,
wobei dieser Sensor an einem geeigneten Ort in einem Fahrzeug installiert
ist. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 42 erfasst eine
Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend der Drehzahl des Ausgangsritzels
einer Maschine oder dergleichen. Der Drosselklappensensor 43 erfasst
einen Öffnungsgrad
der Drosselklappe, die in einem Ansaugdurchlass angeordnet ist,
wobei der Rotationssensor 44 der Maschine die Drehzahl
der Kurbelwelle erfasst und der Getriebestellungssensor 45 eine
aktuelle Getriebestellung im Getriebe erfasst.
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Im
Folgenden wird eine Wirkung der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform
beschrieben. Wenn eine vom Beschleunigungsgeschwindigkeitssensor 41 erfasste
Beschleunigungsgeschwindigkeit nicht einen vorgegebenen Schwellenwert
erreicht, wird festgestellt, dass eine geringe Wahrscheinlichkeit
besteht, dass ein Rückschlag
auftritt, wobei die Steuervorrichtung 40 keine Dämpfungskraft
am Lenkungsdämpfer 10 erzeugt
und ferner eine Lenkerbelastung nicht erhöht, so dass eine sanfte und
komfortable Lenkoperation erzielt werden kann. Wenn andererseits
der Wert einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, wird die Vorderradbelastung
gering, was eine Rückschlagerzeugungsbedingung
erfüllt,
in der der Rückschlag
leicht erzeugt werden kann, so dass die Steuervorrichtung 40 das
veränderliche
Ventil 38 zu dessen Dosierungsseite verändert, um den Umgehungsdurchlass 37 zu
dosieren, was einen Strömungswiderstand
der Flüssigkeit
erhöht
und eine Dämpfungskraft
erhöht.
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Als
Ergebnis wird eine Flüssigkeitsströmung zwischen
der rechten Flüssigkeitskammer 34 und
der linken Flüssigkeitskammer 35 eingeschränkt, um
ein Drehen der Lenksäule 14 zu
behindern und ferner das Auftreten eines Rückschlags zu verhindern. Mit einer
solchen Anordnung, wie oben beschrieben worden ist, ist es möglich, den
Einfluss der Temperatur, wie er bei der Vorderradlasterfassungsoperation
des Standes der Technik auftritt, zu eliminieren, wobei diese Erfassungsoperation
mittels eines einfachen Aufbaus durchgeführt werden kann.
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Als
Ergebnis wird die Lenkoperation der Lenksäule 14 und des Lenksystems,
die durch den Rückschlag
hervorgerufen wird, beschränkt.
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Wenn
zu diesem Zeitpunkt eine Fahrzeuggeschwindigkeit in Reaktion auf
ein Erfassungssignal des Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeitssensors 42 überwacht
wird und die obenerwähnte
Dämpfungskraft
nur dann erzeugt wird, wenn die Beschleunigungsgeschwindigkeit einen
vorgegebenen Schwellenwert überschreitet
und eine Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet,
kann sie entsprechend einer Beschleunigungsgeschwindigkeit und einer
Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit noch genauer gesteuert werden.
Das heißt,
diese Tatsache beruht auf einer empirischen Regel, dass das Auftreten
einer Beschleunigungsgeschwindigkeit während einer niedrigen Fahrgeschwindigkeit
eines Fahrzeugs leicht hervorgerufen wird, und das Auftreten einer
Beschleunigungsgeschwindigkeit während
einer Hochgeschwindigkeitsfahrt des Fahrzeugs leicht reduziert wird,
wobei die Vorderradbelastung genauer gehalten werden kann, so dass
deren Schwankung, die durch eine Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit
zum Beurteilungszeitpunkt mit einer einzigen Beschleunigungsgeschwindigkeit
hervorgerufen wird, korrigiert wird und eine genauere Steuerung
entsprechend eines Betriebszustandes möglich wird.
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Außerdem wird
eine Dämpfungskraft
nicht nur dann erzeugt, wenn der Wert einen Schwellenwert überschreitet,
wie oben beschrieben worden ist, sondern die Dämpfungskraft kann auch in mehrstufiger
Weise oder kontinuierlicher Weise in Reaktion auf entweder eine
Beschleunigungsgeschwindigkeit oder eine Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit
oder beides verändert
werden, wobei dann, wenn eine solche Anordnung verwendet wird, eine
angemessenere Steuerung über
den Lenkungsdämpfer 10 entsprechend
dem Betriebszustand möglich
wird.
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Ferner
kann eine Beschleunigungsgeschwindigkeit in Reaktion auf ein Erfassungssignal des
Drosselklappensensors 43 zum Erfassen einer Veränderung
des Öffnungsgrades
der Drosselklappe berechnet werden, wobei eine Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit
in Reaktion auf Erfassungsergebnisse eines Rotationssensors 44 zum
Erfassen der Drehzahl der Maschine und des Getriebestellungssensors 45 zum
Erfassen einer Getriebestellung berechnet werden kann. In einer
solchen Anordnung, wie oben beschrieben worden ist, ist es nicht
notwendig, einen besonderen Beschleunigungsgeschwindigkeitssensor 41 anzuordnen,
der ausschließlich genutzt
wird, oder einen Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeitssensor 42,
wobei sowohl eine Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit als auch eine Fahrzeugkarosseriebeschleunigungsgeschwindigkeit
genau erfasst werden können,
so dass es möglich
ist, eine angemessene Dämpfungskraft
des Lenkungsdämpfers
zu erzeugen.
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Wenn
eine Vorderradbelastung gering wird, kann leicht ein Rückschlag
erzeugt werden, so dass eine Erfassung der Vorderradbelastung ausgeführt wird,
um eine Dämpfungskraft
eines Lenkungsdämpfers
zu steuern. Das Erfassen der Vorderradbelastung wurde jedoch durch
eine Schwankung der Temperatur beeinflusst, so dass diese Erfassung
schwierig war und ein Aufbau zum Durchführen einer Erfassungsoperation
kompliziert wurde. Somit wird eine Steuerung verwirklicht, die keine
solche Möglichkeit aufweist,
wie oben beschrieben worden ist.
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Um
dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung
ein Drehlenkungsdämpfer 10 in
koaxialer Weise an einer Lenksäule
vorgesehen, wobei entweder das Auftreten einer Dämpfungskraft oder eine Null-Dämpfungskraft
mittels des veränderlichen
Ventils 38 geändert
wird, dass im Umgehungsdurchlass 37 angeordnet ist, der
die rechte Flüssigkeitskammer 34 und
die linke Flüssigkeitskammer 35 verbindet. Dieser Übergang
wird von der Steuervorrichtung 40 gesteuert, wobei die
Steuervorrichtung 40 eine Dämpfungskraft am Lenkungsdämpfer 10 nur
dann erzeugen braucht, wenn eine vom Beschleunigungsgeschwindigkeitssensor 41 erfasste
Beschleunigung einen Schwellenwert überschreitet. Wenn außerdem die
Tatsache, dass eine Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit, die vom Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeitssensor 42 erfasst
wird, einen Schwellenwert überschreitet,
als Gewichtungsbedingung für die
Steuerung verwendet wird, kann eine Änderung beim Auftreten einer
Beschleunigungsgeschwindigkeit, die durch eine Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit
hervorgerufen wird, korrigiert werden.