汽车车身的至少一种运动状态的确定方法技术

本发明专利技术涉及汽车（１）的车身（１０）的至少一个运动状态的确定方法，该汽车具有至少一个通过车轮悬架（６）弹性支承在车身（１０）上的车轮（２），其中：－用一个行程传感器或角度传感器（２１）来测定车轮（２）的弹跳（ｚ↓［ｒｅｌ］）；－通过车轮（２）的弹跳（ｚ↓［ｒｅｌ］）的时间微分来确定车轮（２）的弹跳速度（＊↓［ｒｅｌ］）；－用一个加速度传感器（２２）来测定车轮（２）的垂直加速度（＊↓［ＲＡＤ］）；－通过车轮（２）的垂直加速度（＊↓［ＲＡＤ］）的时间积分来确定车轮（２）的垂直速度（＊↓［ＲＡＰ］）；－通过从车轮（２）的垂直速度（＊↓［ＲＡＰ］）和车轮（２）的弹跳速度（＊↓［ｒｅｌ］）求出的差来计算车身（１０）的垂直速度（＊↓［ＡＵＦＢ］）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，该汽车具有 至少一个通过车轮悬架弹性支承在车身上的车轮，其中该车轮的弹性跳动借助行程传感器或角度传感器进行测定，而该车轮的弹性跳动速度则 通过车轮的弹跳的时间微分来确定。此外，本专利技术涉及一种汽车，该汽 车带有一个车身、至少一个通过车轮悬架弹性支承在该车身上的车轮、 至少一个加速度传感器、至少一个布置在车轮悬架内的用以探测该车轮 的弹跳的行程传感器或角度传感器和一个串联该行程传感器或角度传 感器的微分器。本专利技术还涉及实施上述方法的汽车的使用。
技术介绍
用测量技术确定汽车车身和底盘的运动自由度的传感系统可按不同的方式来实现，其中确定运动自由度例如按下列方式进行- 通过运行时间的测量即借助一个布置在车轮悬架和/或车身范 围内的传感系统测定电^兹波并通过对一个相应物体的运^亍时 间测量确定相应的相对if巨离。原则上，所有的量都可相对于一 个规定的参考系一也可从时间导出一。这种技术大体上可用来 探测车身相对于道路表面或相对于地球表面上一个指定的卫 星位置的动态距离。通过多个传感器的适当布置也可是诸如摆 动和颠簸之类的其他运动自由度相对于对应的物体。在垂直的 动态车身调节时，按全球定位系统原理进行车身的定位一般由 于精度要求和可用性要求现在看来是不现实的。而汽车侧的光 电传感系统则很昂贵并因而较早用于测量技术提出的任务。- 通过相对位移测量即借助一个布置在车轮悬架和/或车身范围 内的传感器系统通过磁或电的工作原理来确定一个发送元件 和传感器之间的相对位置，发送器和传感器安装在其位置在车 轮悬架和/或车身的相互变化的部件上。由于例如在车轮悬架制的位置变化，所以传感器的测量值被用于这些量的测量技术的确定。可能的原理是磁阻式传感器、霍耳传感器、电感式或 电阻式传感器。- 通过加速度测量即借助于地震敏感的传感器系统来表示一个 与传感器的加速度成比例的输出信号。这个方案例如在汽车车 身上实施。加速度是一个相对于固定惯性系统例如地球中心的 绝对值。通过简单的时间积分可确定绝对速度，通过再次积分 即可确定绝对位置。特别是后者由于带有错误的传感器信号通 常只有付出高昂代价在使用特殊滤波技术的情况下才有可能。 原则上，通过传感器的很小的地震质量进行高频率的大的加速 度的探测要比低频运动的探测容易。在不同的部件上使用多个 传感器的情况下，也可实现在身见定方向内部件之间的相对加速 度和相对速度的计算。传感器本身由于其动作原理对其轴位置 的静态和动态变化是非常敏感的 一但在相应配置和分析算法 的情况下，传感器对重力场的这种方向依赖性也可用来确定在 空间中的速度位置。 上述原理既可用于确定汽车的初始运动状态，又可用于确定一皮动和 /或主动的底盘受力部件的相应状态。EP 1 424 225 A2例如提出了汽车的车4仑悬架的4i杆轴承，该轴7fc 具有至少一个布置在轴承内和轴承上的传感器，该传感器探测通过该轴 承相互连接的汽车零件的相对运动。特别是这个轴承可用来测量汽车的 水平面。DE 103 33 997 Al提出了带一个车身和至少一个车轮的农用汽车的传感器系统，该传感器系统包括一个水平传感器用以测量至少 一个车轮 相对于车身的相对位置。该水平传感器具有布置在一个外壳中的电子器件，在该外壳中至少设置有一个加速度传感器。此外，还提出了带有一 个车身和四个车轮的农用汽车。其中在这些车轮的至少三个车轮和车身之间各设置 一 个这样的传感器系统。US 6 847 874 B2提出了汽车的可调减震器的减震强度的控制方法， 其中，汽车一个车轮和车身之间的距离在使用距离传感器的情况下进行 测定，并从由这些传感器提供的距离传感器信号中形成一个差值。从距 离传感器信号的差值中通过一个固定的时间差确定减震速度信号，从而 确定减震速度。然后根据减震速度控制减震强度。使用一个高通滤波器6来滤除距离信号中低于2赫兹的低频分量。此外，距离传感器信号通过 一个低通滤波器滤波，其输出信号用来计算减震速度。作为传感器可用 水准调节的或空气弹簧的现有传感器，其中优先确定每个车轮的减震速 度。汽车车身的速度可借助一个安装其上的加速度传感器进行探测。另一办法是，汽车车身的减震速度从带有滤出的车轮速度分量的减震速度 信号中确定。但车身側的加速度传感与底盘侧的距离传感器的组合应用导致增 加安装费用和相当高的成本。此外，汽车车身的速度从带有滤波车轮速 度分量的减震速度信号中确定是不精确的。
技术实现思路
本专利技术的目的是，在使用一个行程传感器或角度传感器和加速度传 感器的情况下，高精度地确定汽车车身的至少一个运动状态，同时可减 少安装费用，特别是传感器的安装空间。这个目的是通过权利要求1所述的方法、权利要求9所述的汽车和 权利要求12所述的使用来实现的。汽车车身的尤其是具有至少一个通过(第一个)车轮悬架弹性支承 在汽车车身上的(第一)车轮的汽车的至少一个运动状态的本专利技术确定方法包括下列步骤- 用(第一)行程传感器或角度传感器测量车轮的弹跳；- 用一个(第一)加速度:感器测量该车轮的垂直加i度；- 通过该车4仑的垂直加速度的时间积分确定该车4仑的垂直速 度； \ "- 通过从该车轮的垂直速度和该车轮的弹跳速度的差的形成来 算出汽车车身的(第一)垂直速度。根据本专利技术方法，计算汽车车身的垂直速度作为它的(第一)运动 状态，在这种情况下，加速度传感器和行程传感器或角度传感器都可设 置在车轮悬架内和/或车轮上。特别是不再需要把加速器传感器固定在 汽车车身上。所以两种传感器可在窄小的空间内相互靠近布置在车轮悬架内，从而可减少安装费用或安装空间。"弹跳，，的概念特指相应车轮到汽车车身的垂直距离，而"垂直，，的概念则指的是平行于汽车竖轴延伸的或与之重合的垂直方向。特别是 差是这样形成的，即车轮的弹跳速度减去该车轮的垂直速度。该汽车优先具有至少一个通过第二个车轮悬架弹性支承在汽车车 身上的第二车轮，其中- 两个车轮都是 一根共同的汽车轴的部分；- 第二个车轮的弹跳用第二个行程传感器或角度传感器进行测量；- 第二车轮的弹跳速度通过第二车轮的弹跳的时间微分来确 定；- 第二车轮的垂直加速度用第二个加速度传感器进行测量；- 第二车轮的垂直速度通过第二车轮的垂直加速度的时间积分 来确定；- 汽车车身的第二垂直速度通过从第二车轮的垂直速度和第二 车轮的弹跳速度形成的差中算出。根据这个方案，计算汽车车身的第二垂直速度作为它的第二运动状态，在这种情况下，特别是差是这样形成的，即第二车轮的弹跳速度减 去第二车轮的垂直速度。由于在一根汽车轴的两个车轮上存在汽车车身的垂直速度，所以也 可确定汽车车身的摆动速度。为此，从汽车车身的两个垂直速度中求出 差，然后优先除以一个参考尺寸，该参考尺寸例如由轴的轮距或两个传 感器相互的距离给定。摆动速度构成汽车车身的第三个运动状态。该汽车尤其具有至少一个通过第三个车轮悬架弹性支承在汽车车 身上的第三车轮，该车轮是第二汽车轴的一部分。这时，第三车轮的垂 直加速度可用第三个加速度传感器来测量。但第三车轮的垂直加速度优 先这样确定，即从其他车轮之一的测出的垂直加速度之至少一个加速度 在时间上被延迟。亦即在常规汽车时显示出在行驶中从一定的速度起， 由于路面(道路)引起的前轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
汽车（１）的车身（１０）的至少一个运动状态的确定方法，该汽车具有至少一个通过车轮悬架（６）弹性支承在车身（１０）上的车轮（２），其中：　－用一个行程传感器或角度传感器（２１）来测量车轮（２）的弹跳（ｚ↓［ｒｅｌ］）；　－通过车轮（２）的弹跳（ｚ↓［ｒｅｌ］）的时间微分来确定车轮（２）的弹跳速度（＊↓［ｒｅｌ］），其特征为：　－用一个加速度传感器（２２）来测量车轮（２）的垂直加速度（＊↓［ＲＡＤ］）；　－通过车轮（２）的垂直加速度（＊↓［ＲＡＤ］）的时间积分来确定车轮（２）的垂直速度（＊↓［ＲＡＤ］）；　－通过从车轮（２）的垂直速度（＊↓［ＲＡＤ］）和车轮（２）的弹跳速度（＊↓［ｒｅｌ］）求出的差来计算车身（１０）的垂直速度（＊↓［ＡＵＦＢ］）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A加特纳，E希斯，S拉佩尔特，
申请(专利权)人：ZF腓特烈港股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]