DE19823369A1

DE19823369A1 - Verfahren zum Prüfen einer Radaufhängung

Info

Publication number: DE19823369A1
Application number: DE1998123369
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-05-18
Filing date: 1998-05-18
Publication date: 1999-12-09

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Prüfen einer Radaufhängung von Kraftfahrzeugen. Eine zuverlässige Aussage zu dem Zustand der Radaufhängung wird dadurch erreichbar, daß die Radaufhängung mit einem Modell beschrieben wird, die Modellparameter innerhalb eines Radaufhängungstests oder aus einer Datenbank ermittelt werden, aus den Modellparametern ein Sollwertbereich eines Gutmodells berechnet wird und aktuelle Parameter dem Sollwertbereich zur Auswertung gegenübergestellt werden.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Prüfen einer Radaufhängung von Kraftfahrzeugen.

Ein derartiges Verfahren ist in der DE 24 03 343 A1 angegeben. Bei diesem be kannten Verfahren wird das dem zu prüfenden Stoßdämpfer zugeordnete Fahr zeugrad mit einer relativ hohen Drehzahl angetrieben und durch eine auf das Fahrzeugrad wirkende Kraft periodisch oder nicht periodisch ausgelenkt und die Relativbewegung zwischen dem Fahrzeugrad und dem Fahrzeugaufbau erfaßt und ausgewertet.

Ein weiteres Verfahren dieser Art ist in der DE 24 01 301 A1 beschrieben, wobei das Fahrzeug zum Testen der Stoßdämpfer im freien Fall auf eine Wiegeeinrich tung trifft und die sich verändernde Radaufstandskraft in einem Aufzeichnungs gerät registriert wird, um eine Aussage über die Funktionsfähigkeit des ent sprechenden Stoßdämpfers zu gewinnen.

Auch bei einem in der DE 44 31 794 A1 gezeigten Verfahren zum Prüfen einer Radaufhängung wird das Schwingungsverhalten eines Rades nach einem Fall auf eine Unterlage und zusätzlich das Schwingungsverhalten der Karosserie gemes sen, um Daten für die Karosserie- und Radmassen, die Federsteifigkeit und die Dämpfungskonstanten berechnen zu können. Mittels eines Meßsystems wird der zeitliche Verlauf des Schwingungsverhaltens von Karosserie und Rad bestimmt.

Bei einer normierten Vorgehensweise nach EUSAMA ist vorgeschlagen, die Rad aufhängungen der einzelnen Räder jeweils getrennt zu messen. Mittels eines Elektromotors wird eine Schwungmasse auf eine Frequenz von ca. 25 Hz ge bracht und der Elektromotor wird damit abgeschaltet. Die Schwungmasse treibt einen Exzenter an, der eine Bodenplattform um +/- 3 mm auslenkt. Dabei mißt ein Kraftgeber unterhalb der Bodenplattform die Radaufstandskraft. Die Rota tionsfrequenz der anregenden Schwungmasse verringert sich durch Reibungs momente, so daß eine Kleinsignal-Analyse bei abnehmender Frequenz durchführ bar ist.

Die bisher bekannten Verfahren liefern wegen der komplexen Zusammenhänge der Einflußgrößen (Massen, Federkonstanten, Dämpfungskonstanten bzw. Rei bung) noch relativ unzuverlässige Werte, um beispielsweise den Zustand eines Stoßdämpfers zuverlässig zu beurteilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Prüfen einer Rad aufhängung von Kraftfahrzeugen bereitzustellen, mit dem die einzelnen Parameter mit möglichst wenig Aufwand sicherer bestimmbar sind.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hiernach ist vor gesehen, daß die Radaufhängung mit einem Modell beschrieben wird, die standar disierten Modellparameter innerhalb eines Radaufhängungstests und/oder aus einer Datenbank ermittelt werden, aus den Modellparametern ein Sollwertbereich eines Gutmodells berechnet wird und aktuelle Parameter dem Sollwertbereich zur Auswertung gegenübergestellt werden.

Diese Vorgehensweise erhöht die Aussagefähigkeit der ermittelten Parameter, beispielsweise des Zustandes der Stoßdämpfer oder der Bodenhaftung, indem es seine eigenen Sollwerte errechnet. Dadurch wird der Aufwand zum Erhalten des Sollwerts gering gehalten. Alternativ können die Modellparameter bei etwas er höhtem Aufwand der Sollwertpflege mittels Daten einer Datenbank bestimmt werden. Das Modell kann jederzeit nach neuen Erkenntnissen weiterentwickelt und verfeinert werden, so daß die Sollparameter verhältnismäßig zuverlässig bestimmt und die aktuellen Parameter diesen gegenüber hinsichtlich einer Diagnose zuverlässig beurteilt werden können.

Die Gewinnung der standardisierten Modellparameter kann mit relativ wenig Aufwand dadurch erfolgen, daß zum Ermitteln der Modellparameter diese durch einfache Messungen bestimmt und/oder durch bekannte Werte vorgegeben wer den. Die aktuellen Parameter der Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs werden mit wenig Aufwand für den Benutzer auf sichere Weise dadurch ermittelt, daß zum Bestimmen der aktuellen Parameter mittels eines Rechenprogramms die Modell parameter variiert werden und diejenigen variierten Parameter herausgesucht werden, die am besten mit bei dem Radaufhängungstest gewonnenen Meßkurven korrelieren.

Ein vorteilhaftes Modell zur Durchführung des Verfahrens mit guter Aussagekraft besteht darin, daß die Modellparameter die Reifensteifigkeit, die Federkonstante einer Federanordnung zwischen einer ungefederten Masse und einer gefederten Masse, die gefederte Masse und die ungefederte Masse sowie den Reibkoeffizient eines Stoßdämpfers umfassen und aus der bekannten Summe mr + mf der unge federten Masse und der gefederten Masse, zwei bei geringer Dämpfung be kannten Resonanzfrequenzen, bekannten Resonanzüberhöhungen und üblichen Verhältnissen mr/mf der ungefederten Masse und der gefederten Masse sowie cr/cf der Reifensteifigkeit und der Federkonstante ermittelt werden.

Ist vorgesehen, daß die Ermittlung der Modellparameter interaktiv mittels eines Experten-Programms erfolgt, so wird unter einfacher Mitwirkung des Benutzers der Sollwertbereich für beliebige Fahrzeuge und deren Radaufhängung den realen Verhältnissen entsprechend definiert.

Zum schnellen, sicheren Auffinden und Festlegen der Modellparameter sind wei terhin die Maßnahmen vorteilhaft, daß als Rahmen zum Ermitteln der Modellpara meter eine Grobklassifikation nach Typklassen vorgegeben wird.

Ein einfaches, die realen Bedingungen gut wiedergebendes Modell wird dadurch erhalten, daß dem Modell ein Zwei-Feder-/Zwei-Masse-/Zwei-Dämpfer-System zu grundegelegt wird.

Die Zuverlässigkeit der ermittelten Parameter wird dadurch unterstützt, daß die aktuellen Parameter durch Anregung und Auswertung in drei Frequenzbereichen, nämlich die Reifensteifigkeit und eine Reifendämpfung bei hoher Frequenz < 25 Hz, die Reifenmasse oder ungefederte Masse und Reifensteifigkeit bei mittlerer Frequenz von etwa 9 bis 15 Hz und die gefederte Masse mf und die Federkon stante der Federanordnung bei niedriger Frequenz von etwa 0,5 bis 2 Hz, er mittelt werden.

Mit wenig Aufwand werden zuverlässige Aussagen zu dem Zustand der Radauf hängung dadurch erhalten, daß die aktuellen Parameter mittels einer Großsignal analyse in Form eines manuellen Stoßdämpfertests, wobei das Fahrzeug mehr mals durchgefedert und das Ausklingverhalten einer Radaufstandskraft ermittelt wird, und/oder mittels eines Falltest gemessen werden. Diese Großsignalanalyse kann zusätzlich oder alternativ zu einer Kleinsignalanalyse angewandt werden.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die aktuellen Parameter mittels einer Geräuschanalyse gemessen werden.

Eine alternative oder ergänzende Möglichkeit zum Gewinnen zuverlässiger Dia gnoseergebnisse besteht darin, daß die aktuellen Parameter mittels einer linearen Impedanzanalyse ermittelt werden, indem bei im wesentlichen verzerrungsfreier Anregung die Radaufstandskraft des Fahrzeugs und der Weg einer vertikal be wegten Bodenplatte erfaßt und gespeichert werden, die Hüllkurven von maxi maler und minimaler Radaufstandskraft gebildet werden, aus den beiden Hüll kurven der Betragsfrequenzgang der Radaufstandskraft durch Mittelung gebildet wird und aus der Radaufstandskraft sowie dem Wege der Bodenplatte der Pha senverlauf ermittelt wird.

Eine verfeinerte Aussage wird dadurch erhalten, daß bei dem Modell auch die Masse einer vertikal bewegen Bodenplatte berücksichtigt wird.

Mit den Maßnahmen, daß bei einseitiger Anregung Kraft und Weg der nicht an geregten Seite mitgemessen werden, daß anhand des Verhältnisses der Kräfte und/oder des Wegs auf die Art der Radaufhängung geschlossen wird und daß in Abhängigkeit der Aufhängung mit einem Modell für eine Einzelradaufhängung oder verkoppelter Räder gerechnet wird, wird eine erhöhte Genauigkeit bei der Berechnung der Modellparameter und aktuellen Parameter ermöglicht.

Eine weitere Möglichkeit, den Zustand eines Stoßdämpfers genauer bestimmen zu können, ergibt sich dadurch, daß anhand der Oberwellen (Klirrfaktor) eine Kenn linie eines Stoßdämpfers näherungsweise ermittelt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug nahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Modell mit einem Feder-Masse-Dämpfer-System in Blockdarstellung und

Fig. 2 einen Frequenzgang einer Radaufstandskraft auf einer vertikal bewegten Bodenplatte.

Fig. 1 zeigt ein Modell für ein Feder-Masse-Dämpfer-System, das die Verhältnisse zum Testen einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs geeignet wiedergibt, um daraus Modellgleichungen zu erstellen und Modellparameter zu ermitteln.

Eine Bodenplatte P wird beispielsweise mittels eines Motors und eines von die sem angetriebenen Exzenters vertikal in Schwingungen versetzt. Die Bodenplatte P besitzt die Masse mp und ist über einen Reifen mit einer Federsteifigkeit cr und einer (nicht gezeigten) eventuellen Dämpfung rr mit der Radfelge R gekoppelt. Die Masse mr des Rades und Teile der Radaufhängung wie Lenker und dgl. wird zu einer ungefederten Masse zusammengefaßt. Die Radfelge R ist über eine Feder F, beispielsweise eine Schraubenfeder oder Blattfeder einer Federkonstanten cf und einen Stoßdämpfer mit einem Reibkoeffizienten rf mit dem Fahrzeugaufbau in Form der Fahrzeugkarosserie K gekoppelt, die eine gefederte Masse mf darstellt.

Das Modell kann als ein lineares Zwei-Feder-/Zwei-Massen-/Zwei-Dämpfer-System aufgefaßt werden, wobei die gefederte Masse mf der Karosserie über die Feder F mit der Federkonstante cf und den Stoßdämpfer mit dem Reibkoeffizienten rf mit der ungefederten Masse mr und diese wiederum über die Reifensteifigkeit cr und die Reifendämpfung rr mit der in Schwingungen versetzten Bodenplatte gekoppelt ist.

Der in Fig. 1 gezeigte Aufbau kann mittels einer komplexen Übertragungsfunktion in Form einer Modellgleichung folgendermaßen beschrieben werden:

Fu=su*pˆ2*(pˆ4*Z4+pˆ3*Z3+pˆ2*Z2+p*Z1+ZO)/(pˆ4*N4+pˆ3*N3+Pˆ2*N2+p*N1+NO)

Fu = Kraft auf DMS-Kraftsensor
su = Maximale Auslenkung Bodenplatte
p = komplexe Frequenz

Parameter:
Z4 {fm*mr*mp}
Z3 {rf*(mf+mr)*mp}
Z2 {(cf*(mf+mr)+cr*mf)*mp+mr*mf*cr}

Parameter:
N4 {mr*mf}
N3 {rf*(mf+mr)}
N2 {cf*(mf+mr)+cr*mf}

Parameter:
Z1 {cr*rf*(mf+mr+mp)}
ZO {(mp+mr+mf)*cf*cr}

Parameter:
N1 {cr*rf}
NO {cr*cf}

Die Vorgehensweise zur Bestimmung aktueller Parameter der Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs erfolgt ohne hohen Aufwand der Sollwerterstellung und Sollwertpflege, indem das Radaufhängungssystem durch das vorstehende oder ein anderes Modell beschrieben wird, die Modellparameter innerhalb eines Radaufhängungstests ermittelt werden und auf den Modellparametern der Soll wertbereich des Gutmodells berechnet und die aktuellen gemessenen Parameter durch Vergleich mit dem Sollwertbereich des Gutmodells ermittelt werden.

Die einzelnen Größen der Massen, Federkonstanten und Dämpfungen werden z. B. durch Anregung in unterschiedlichen Frequenzbereichen auf einfache Weise ermittelt, in denen nur einzelne Komponenten wirksam sind. Bei hoher Anre gungsfrequenz < 25 Hz sind näherungsweise nur Reifenelastizität und Reifen dämpfung wirksam, bei mittlerer Frequenz von ca. 9 bis 15 Hz liegt eine Eigenresonanz bestimmt durch die Reifenmasse und die Reifenelastizität und bei niedriger Frequenz von ca. 0,5 bis 2 Hz wird die Eigenresonanz im wesentlichen durch die gefederte Masse mf und die Fahrzeugfeder F bestimmt (Karosserie eigenschwingung). Die Dämpfung kann jeweils beispielsweise aus der Reso nanzgüte bestimmt werden. Auch die Resonanzamplitude und Halbwertsbreite können berücksichtigt werden. Ferner kann ein Abklingverhalten in Form eines logarithmischen Dekrements der Karosserieeigenschwingung ausgewertet wer den. Mittels eines optimierenden Rechenprogramms kann nachfolgend noch eine Feinabstimmung der Modellparamter erfolgen, wodurch geringere Anforderungen an die Parameterermittlung aus der Messung gestellt werden können. Nach allgemein bekannten Eigenschaften (Gesamtgewicht, sportliche oder komfortable Fahrwerkauslegung usw.) können die Kraftfahrzeuge zusätzlich in mehrere Grob klassen eingeteilt werden. Dadurch ergibt sich eine weitere Verfeinerung und Vereinfachung des Modells und der Auswertung.

In Fig. 2 ist ein Betrag des Frequenzganges einer Kraft auf der Bodenplatte P bei Anregung mit konstanter Geschwindigkeit gezeigt. Bei schlechtem Stoßdämpfer ergeben sich demnach hohe Resonanzamplituden bei ca. 1,0 Hz und 10 Hz, wäh rend bei guten Stoßdämpfern relativ geringe Resonanzamplituden entstehen.

Folgende Modellgleichungen ergeben sich beispielsweise bei einer Einzel radaufhängung bei sinusförmiger Anregung konstanter Amplitude mittels eines Radaufhängungstesters, wobei folgende vereinfachenden Annahmen gemacht werden:

- Der Radaufhängungstester liefere eine sinusförmige Anregung konstanter Amplitude von 0-25 Hz (su = e*cos(wt), v = du/dt = e*w*sin(wt), au = dvu/dt =e*wˆ2*cos(wt)).
- Die Masse der Bodenplatte des Radaufhängungstesters werde vernachlässigt.
- Meßtoleranzen und Fehler werden vernachlässigt,
- alle Massen unterhalb Feder und Stoßdämpfer (samt Teilen derselben, die sich auf das Rad stützen, werden zur ungefederten Masse (mr) zusammen gefaßt,
- alle Massen oberhalb zur gefederten Masse mf,
- die Reifendämpfung wird vernachlässigt (rr=O), die Felge stehe auf der Reifensteifigkeit cr,
- alle Nachgiebigkeiten zwischen Rad und Karosserie werden zur Feder zusammengefaßt.
- Alle Dämpfungselemente werden im Stoßdämpfer zusammengefaßt.
- Alle Feder- und Dämpfungselemente sind linearisiert.
- Es werden nur Kräfte und Bewegungen in senkrechter Richtung betrachtet. Einbaulagen und -winkel werden nicht berücksichtigt.
- Rückwirkungen durch Wank- und Nickbewegungen werden vernachlässigt.

Es ergibt sich ein Modell mit zwei verkoppelten Schwingkreisen (Tiefpässe) ge bildet aus Reifensteifigkeit zu ungefederter Masse, sowie aus Feder zu gefederter Masse, jeweils gedämpft durch den Stoßdämpfer.

Wenn die Schwingkreisdämpfung nicht zu hoch ist, und die Resonanzfrequenzen der Schwingkreise genügend weiten Abstand haben (i.d.R. 1-2 Hz zu 8-15 Hz) lassen sich die Schwingkreise entkoppeln. Bei tiefen Frequenzen folgt die Felge der Bodenplatte, die Trägheitskraft der ungefederten Masse wird vernachlässigt. Es wird dann ein Schwingkreis mit der Resonanzfrequenz ff=1/(2*pi)*sqrt (cf/mf), der AbkIingkonstanten df=rf/2mf und der Dämpfung chif=df/(2*pi*ff) = rf/(2*sqrt(cf*mf)) erhalten. Analog gilt für hohe Frequenzen daß die Karosserie der Anregung nicht mehr folgen kann, die Trägheitskraft der gefederten Masse wird dadurch vernachlässigbar. Die Feder ist viel weicher als die Reifensteifigkeit und wird ebenfalls vernachlässigt. Es ergibt sich die Resonanzfrequenz fr = 1/(2*pi)*sqrt(cr/mr), die Abklingkonstante dr = rf/2mr und die Dämpfung chir = dr/(2*pi*fr) = rf/(2*sqrt(cr*mr)). Es werden noch die Schwingkreisgüten Qr = 1/2chri und Qf = 1/2chif definiert.

Die Bodenhaftung nach EUSAMA-Norm ist definiert zu b = Bodenhaftung in Prozent, Fstat = statische Radlast = (mr+mf)*g, Fmin = minimale Kraft bei Anregung nach EUSAMA b = Fmin/Fstat*100.

Wird die mechanische Impedanz bei der dynamischen Last zu Zdyn = v/Fdyn de finiert, dann gilt

Fmin = Fstat - Fdynmax = (mr+mf)g - max(e*3|jw/Zdyn(jw)|)

Fdyn ist näherungsweise maximal bei der Resonanzfrequenz wr = 2pi*fr = sqrt(cr/mr).

Die komplexe mechanische Impedanz am Meßpunkt in der Nähe von wr beträgt

Zdyn(jw) = jw/cr+1/rf//1/jw*mr = jw/cr+1/rf*1/jw*mr/(1/rf+1/jw*mr)

Der Betrag der dynamischen Last Fdyn ist mit RE Realteil, 1 M = Imaginärteil de finiert zu

|Fdyn| = e*/jw/Zdyn(jw)/ = e*sqrt(RE(jw/Zdyn)ˆ2+IM(jw/Zdyn)ˆ2)

die Phase zu

P(Fdyn) = arctan (IM(jw/Zdyn)/RE(jw//Zdyn)).

Nach einigen Umformungen erhält man

|Zdyn| = 1/(sqrt(cr*mr)*sqrt(1+cr*mr/rfˆ2))

Fdynmax = |Fdyn(wr)| = e*cr*sqrt(cr*mr/rfˆ2+1) = e*cr*sqrt(1+1/4chirˆ2) = e*cr*sqrt(1+Qrˆ2)

und für die von EUSAMA definierte Bodenhaftung

b = (1-e*cr*sqrt(1+1/4chirˆ2)/(mr+mf)*g) * 100

und für kleine Dämpfungen gilt mit der Näherung sqrt(1+Qrˆ2) = Qr b = (1-e*cr*Qr/(mr+mf)*g) * 100 mit Qr = sqrt(cr*mr)/rf.

In diesen Gleichungen haben die Formelzeichen die oben angegebenen Bedeutun gen und außerdem stellen w die Kreisfrequenz, b die Bodenhaftung und g die Erdbeschleunigung (9,81 m/s²) dar.

Zum Definieren der Modellparameter und Ermitteln der aktuellen Parameter sind weiterhin alternativ oder in Kombination folgende Vorgehensweisen geeignet.

Da sich viele Fehler bereits durch Geräusche äußern, ist es vorteilhaft, zum Be stimmen des Zustandes der Fahrzeugaufhängung mittels eines Fahrzeugtesters eine Geräuschbestimmung zu ermöglichen. In dem Radaufhängungstester sind da her weiterhin Programmpunkte für eine Geräuschanalyse vorgesehen, mit dem insbesondere der erfahrene Benutzer bereits wesentliche Aussagen über die Radaufhängungskomponenten treffen kann. Ferner wird ein manueller Stoßdäm pfertest angeboten, bei dem der Anwender das Fahrzeug z. B. dreimal durchfedert und der Radaufhängungstester das Ausklingverhalten der Radaufstandskraft mißt. Alternativ zu der manuellen Anregung kann auch ein Falltest vorgesehen werden, bei dem das Fahrzeug auf den Radaufhängungstester fällt. Die Fallvorrichtung kann separat von dem Anregungsmechanismus für die Schwingungserzeugung beispielsweise auf einem Bremsrollenprüfstand mit eingebauter Waage verwirk licht werden. Ein Programm analysiert das Ausklingverhalten und kann typische Großsignalfehler erkennen. Mittels des Rechners erhält der Benutzer Hinweise zur Beurteilung der Radaufhängungskomponenten.

Eine weitere Vorgehensweise zur Ermittlung der Parameter der Radaufhängung besteht in einer Impedanzanalyse. Dazu wird zusätzlich zur Radaufstandskraft der Weg der Bodenplattform P gemessen, beispielsweise über einen Drehgeber, der auf einer Exzenterachse montiert ist. Mit der linearen Impedanzanalyse können zum Beispiel die Parameter Reifensteifigkeit cr, ungefederte Masse mr, gefederte Masse mf und Reibkoeffizient rf des Stoßdämpfers ermittelt werden, wobei eine genügend verzerrungsarme Anregung des Radaufhängungstesters sichergestellt wird. Die Vorgehensweise bei der linearen Impedanzanalyse ist die folgende:

- Erfassen und Speichern der Radaufstandskraft sowie des Weges der Bodenplatte,
- Bildung der Hüllkurven von maximaler und minimaler Radaufstandskraft.
- Aus den beiden Hüllkurven wird der Betragsfrequenzgang der Radaufstands kraft durch Mittelung gebildet.
- Aus Radaufstandskraft und Weg der Bodenplatte P wird der Phasenverlauf ermittelt.
- Ein mathematisches Modell der Radaufhängung unter Berücksichtigung der Masse mp der Bodenplatte P wird gebildet entsprechend der vorstehend ge nannten komplexen Übertragungsfunktion.
- Aus dem Betragsfrequenzgang werden anhand von Näherungsformeln (z. B. gemäß der obigen Formel) geeignete Startparameter ermittelt.
- Ein Programm variiert alle Parameter des mathematischen Modells und sucht den Parametersatz heraus, der am besten mit den Meßkurven korreliert.

Eine mögliche Vorgehensweise, die Parameter gefederte Masse mf, Federkon stante cf und Reibkoeffizient rf zu bestimmen, ist die Auswertung des Auskling verhaltens bei manueller Anregung oder durch Fallen des Fahrzeugs (logarith misches Dekrement).

Es ist sinnvoll, die lineare Impedanzanalyse mit der Ermittlung des Großsignalver haltens zu kombinieren.

Eine weitere zweckmäßige Maßnahme besteht darin, Kraft und Wege der nicht angeregten Seite des Fahrzeugs mitzumessen. Anhand des Verhältnisses der Kräfte zwischen angeregter und nicht angeregter Seite kann auf die Art der Rad aufhängung geschlossen werden (Einzelrad, Starrachse). Je nach Radaufhängung wird dann das mathematische Modell, das zunächst ein einfaches Modell mit linearisierten Kennlinien und sinusförmiger Anregung sein kann, einer Ein zelradaufhängung oder zweier verkoppelter Räder verwendet.

Mittels einer nichtlinearen Analyse kann das Spektrum der Kraft bei ange schaltetem Motor (fixe, maximale Frequenz, sinusförmige Anregung) ausge wertet werden. Beispielsweise kann anhand dar Oberwellen (Klirrfaktor) die Kennlinie des Stoßdämpfers näherungsweise ermittelt werden.

Die Modellparameter sowie der Vergleich der aktuellen Parameter mit dem aus den Modellparametern gewonnen Sollwertbereich können aufgrund einer Fahr zeugdatenbank ermittelt werden, die jedoch einen entsprechend hohen Aufwand hinsichtlich der Datenpflege erfordert, wobei Änderungen an Fahrzeugen nicht be rücksichtigbar sind. Weniger Aufwand erfordert eine halbautomatische Bewertung mit Experten-Programmen, die den Benutzer durch eine Klassifikation des Fahr werktyps unterstützen, wobei z. B. der Reifentyp und der Reifensolldruck erfragt werden. Das Programm ermittelt und vergleicht die Soll-Reifensteifigkeit mit der gemessenen Reifensteifigkeit, und warnt bei zu niedrigem oder zu hohem Luft druck oder bei zu großer Luftdruckdifferenz zwischen zwei Reifen einer Achse. Desweiteren wird nach der zulässigen Zuladung sowie dem Fahrzeugcharakter (sportlich, komfortabel, Kleinwagen, Limousine, Geländewagen usw.) gefragt. Das Analyse-Programm ermittelt dann aus den Fahrwerksparametern, der Mas senverteilung und den Zusatzinformationen Aussagen über Fahrsicherheit, den Fahrkomfort sowie den Zustand der Radaufhängungskomponenten, insbesondere des Stoßdämpfers.

Claims

1. Verfahren zum Prüfen einer Radaufhängung von Kraftfahrzeugen, bei dem die Radaufhängung mit einem Modell beschrieben wird, die standardisierten Modellparameter innerhalb eines Radaufhängungstests und/oder aus einer Datenbank ermittelt werden, aus den Modellparametern ein Sollwertbereich eines Gutmodells berechnet wird und aktuelle Parameter dem Sollwertbereich zur Auswertung gegenübergestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ermitteln der standardisierten Modellparameter diese durch einfache Messungen bestimmt und/oder durch bekannte Werte vorgegeben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bestimmen der aktuellen Parameter mittels eines Rechenprogramms die Modellparameter variiert werden und diejenigen variierten Parameter herausgesucht werden, die am besten mit bei dem Radaufhängungstest ge wonnenen Meßkurven korrelieren.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Modellparameter die Reifensteifigkeit (cr), die Federkonstante (cf) einer Federanordnung zwischen einer ungefederten Masse (mr) und einer ge federten Masse (mf), die gefederte Masse (mf) und die ungefederte Masse (mr) sowie den Reibkoeffizient (rf) eines Stoßdämpfers umfassen und aus der bekannten Summe mr + mf der ungefederten Masse und der gefederten Mas se, zwei bei-geringer Dämpfung bekannten Resonanzfrequenzen, bekannten Resonanzüberhöhungen und üblichen Verhältnissen mr/mf der ungefederten Masse und der gefederten Masse sowie cr/cf der Reifensteifigkeit und der Federkonstante ermittelt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Modellparameter interaktiv mittels eines Experten-Pro gramms erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Rahmen zum Ermitteln der Modellparameter eine Grobklassifikation nach Typklassen vorgegeben wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Modell ein Zwei-Feder-/Zwei-Masse-/Zwei-Dämpfer-System zugrun degelegt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aktuellen Parameter durch Anregung und Auswertung in drei Fre quenzbereichen, nämlich die Reifensteifigkeit (cr) und eine Reifendämpfung (rr) bei hoher Frequenz < 25 Hz, die Reifenmasse oder ungefederte Masse und Reifensteifigkeit (cr) bei mittlerer Frequenz von etwa 9 bis 15 Hz und die gefederte Masse mf und die Federkonstante (cf) der Federanordnung bei nie driger Frequenz von etwa 0,5 bis 2 Hz, ermittelt werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aktuellen Parameter mittels einer Großsignalanalyse in Form eines manuellen Stoßdämpfertests, wobei das Fahrzeug mehrmals durchgefedert und das Ausklingverhalten einer Radaufstandskraft ermittelt wird, und/oder mittels eines Falltests gemessen werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aktuellen Parameter mittels einer Geräuschanalyse gemessen werden.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aktuellen Parameter mittels einer linearen Impedanzanalyse ermittelt werden, indem bei im wesentlichen verzerrungsfreier Anregung die Radauf standskraft des Fahrzeugs und der Weg einer vertikal bewegten Bodenplatte erfaßt und gespeichert werden, die Hüllkurven von maximaler und minimaler Radaufstandskraft gebildet werden, aus den beiden Hüllkurven der Betrags frequenzgang der Radaufstandskraft durch Mittelung gebildet wird und aus der Radaufstandskraft sowie dem Wege der Bodenplatte der Phasenverlauf er mittelt wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Modell auch die Masse (mp) einer vertikal bewegen Bodenplatte berücksichtigt wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß bei einseitiger Anregung Kraft und Weg der nicht angeregten Seite mitge messen werden,
daß anhand des Verhältnisses der Kräfte und/oder des Wegs auf die Art der Radaufhängung geschlossen wird und
daß in Abhängigkeit der Aufhängung mit einem Modell für eine Einzelrad aufhängung oder verkoppelter Räder gerechnet wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anhand der Oberwellen (Klirrfaktor) eine Kennlinie eines Stoßdämpfers näherungsweise ermittelt wird.