[发明专利]确定本体特别是机动车辆的垂直加速度、纵向角加速度和横向角加速度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及确定本体的垂直加速度、纵向角加速度和横向角加速度的方法。本体可特别是机动车辆。本发明还涉及一种车轮悬架系统和一种机动车辆。

背景技术

为了降低技术装备失效的倾向性，期望能够以尽可能少的部件数目来实施技术功能。例如，机动车辆，特别是机动车辆的悬架系统一般包括多个传感器。在多个传感器中，存在用于测量机动车辆的垂直加速度的传感器、确定机动车辆的水平加速度的传感器和距离传感器。一般地，测量本体相对被附接至车轮的底盘部件的距离的四个传感器、确定机动车辆的垂直加速度的三个加速度计和确定机动车辆的水平加速度的至少两个加速度计被用于确定机动车辆的垂直加速度、纵向角加速度和横向角加速度。

确定机动车辆的重心处的垂直加速度、纵向角加速度和横向角加速度在车辆性能的最优化控制方面，尤其是在控制半主动或主动减振器的参数方面特别重要。

用于车轮悬架阻尼振动的系统的设计通常是两个方面的折衷，一方面是将车辆本体与由道路表面不平度产生的高频振动(次段行驶平顺性(secondary ride))隔离，另一方面是实现车辆本体的低频振动(主段行驶平顺性(primary ride))方面的高水平的驾驶舒适性。这意味着，一方面车辆本体必须与高频振动隔离，而另一方面由此保证了驾驶员对车辆的足够控制，从而驾驶员接收关于车辆状态和道路状况的反馈。

半主动和主动减振器系统可提供与由道路表面不平度产生的高频振动良好的隔离同时保证驾驶员良好地控制车辆。此外，车辆本体可同时 与道路表面不平度产生的低频隔离。

主动阻尼系统与被动阻尼系统相比较具有如下缺点：其明显更复杂并且更加成本集约。与传统的被动阻尼器和车轮悬架系统相比，除了阻尼器和车轮悬架的硬件更为复杂外，还需要用于实施半主动和主动阻尼和车轮悬架系统的控制和规则算法的传感器。

关于半主动和主动阻尼系统，车辆本体运动的动力学通常关于低频振动(主段行驶平顺性)被控制。在主动阻尼系统的情况下，这通过控制车辆本体和四个车轮之间的阻尼力来实现。阻尼力的改变通过使用连续可调的减振器而实现。

为了估计特别是在主动阻尼系统的背景下的车辆本体的运动，通常使用紧固至车辆本体的三个加速度传感器。加速度传感器的测量数据被用于计算车辆本体相对于升高(举起)加速度或垂直加速度、侧倾加速度或纵向角加速度和纵倾加速度或横向角加速度的加速度。此外，测量数据被整合以便确定对应的速度。额外地，测量了车辆的四角处的相应的弹簧元件的垂直偏转。

发明内容

本发明的第一目的是获得用于确定本体的垂直加速度、纵向角加速度和横向角加速度的有利方法。本发明的第二目的是获得有利的车轮悬架系统。本发明的第三目的是获得有利的机动车辆。

所述第一目的通过用于确定如本发明所述的本体的垂直加速度、纵向角加速度和横向角加速度的方法而实现。所述第二目的通过如本发明所述的车轮悬架系统而实现。所述第三目的通过如本发明所述的机动车辆而实现。本发明其他部分的说明包括本发明的进一步的有利配置。

根据本发明的用于确定本体的垂直加速度、纵向角加速度和横向角加速度的方法涉及具有纵向旋转轴线、横向旋转轴线、至少三个弹簧元件、至少三个减振器和至少三个高度传感器的本体。一个高度传感器在各个情况下被设置在相应的减振器区域中。所述方法的区别在于以下步骤：

首先，确定(例如测量或通过其它值确定)减振器的阻尼力、弹簧元件的弹簧力、本体的重心、本体的质量、本体的转动惯量、相对于本体的 重心的减振器位置、纵向旋转轴线的平均高度和横向旋转轴线的平均高度。然后，借助本体的质量、本体的转动惯量、相对于本体重心的减振器位置、纵向旋转轴线的平均高度、横向旋转轴线的平均高度、减振器的阻尼力和弹簧元件的弹簧力来确定垂直加速度、纵向角加速度和横向角加速度。

纵向旋转轴线和横向旋转轴线可以特别是本体的想像的旋转轴线。本体可有利地是机动车辆。

与以上说明的用于确定本体(特别是机动车辆)的重心处的速度和加速度的常规方法相比较，根据本发明的方法具有不需要以上提到的三个垂直加速度传感器的优点。以此方式，免除了三个传感器，借此降低了系统失效的倾向性同时保持了相同的功能。

在机动车辆的情况下，垂直加速度还可以是举起加速度。在此情况下，纵向角加速度还可以是侧倾加速度，并且在此情况下横向角加速度还可以是纵倾加速度。