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DE19533926A1 - Radunabhängige Geschwindigkeitserfassung und Verbesserung der ABS-Einrichtung bei Kraftfahrzeugen - Google Patents

Radunabhängige Geschwindigkeitserfassung und Verbesserung der ABS-Einrichtung bei Kraftfahrzeugen

Info

Publication number
DE19533926A1
DE19533926A1 DE1995133926 DE19533926A DE19533926A1 DE 19533926 A1 DE19533926 A1 DE 19533926A1 DE 1995133926 DE1995133926 DE 1995133926 DE 19533926 A DE19533926 A DE 19533926A DE 19533926 A1 DE19533926 A1 DE 19533926A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
abs
vehicles
improvement
abs system
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1995133926
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Prof Dr Dr Gitis
Karl-Heinz Rupp
Karl Victor
Josef Dipl Ing Goeckler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RUPP KARL HEINZ
Original Assignee
RUPP KARL HEINZ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RUPP KARL HEINZ filed Critical RUPP KARL HEINZ
Priority to DE1995133926 priority Critical patent/DE19533926A1/de
Publication of DE19533926A1 publication Critical patent/DE19533926A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172—Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/321—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration deceleration
    • B60T8/329—Systems characterised by their speed sensor arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/56—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for comparing two speeds
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
    • G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • G—PHYSICS
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Description

Das Gerät mißt - unabhängig voneinander - die Geschwindigkeit des Fahrzeuges zur Fahrbahn sowie die Oberflächengeschwindigkeit der Reifen. Dadurch können für jedes einzelne Rad Aussagen über die Haftung auf der Straßendecke und somit über das Gesamtverhalten des Fahrzeuges getroffen werden.
Die Messung basiert auf dem akustischen Dopplereffekt.
Dazu wird ein Ultraschallwandler am Boden des Fahrzeuges befestigt. Dieser strahlt Ultraschaltwellen mit der Frequenz f₀ aus (siehe Abb. 1).
Aufgrund des Dopplereffektes ändert sich die Frequenz f₁ der reflektierten Welle in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit.
Wenn die Ultraschallwellen unter dem Winkel θ₁ bei gegebener Fahrgeschwindigkeit Va auf die Fahrbahndecke auftreffen, dann ergibt sich die Frequenzänderung wie folgt:
mit S = Schallgeschwindigkeit
und Δf₁ = f₁ - f₀.
Die reflektierten Ultraschallsignale werden von einem zweiten Ultraschallwandler empfangen. Durch Verstärken der empfangenen Signale wird nun der Frequenzunterschied beispielsweise mittels eines Fensterdiskreminators gemessen.
Die Größen f₀, s und θ₁ sind bekannt. Durch Umstellen der Gleichung 1 nach Va kann man die Fahrzeuggeschwindigkeit berechnen.
Eine ähnliche Vorgehensweise wird zur Bestimmung der linearen Reifengeschwindigkeit verwendet (Abb. 2).
In diesem Fall strahlt der Ultraschallwandler die Ultraschallwelle mit der Frequenz f₀ in Richtung des Rades aus. Aufgrund von Unebenheiten der Reifenoberfläche wird die Ultraschallwelle gestreut. Anteile der gestreuten Welle, die wegen des Dopplereffektes mit der geänderten Frequenz f₂ auftreten, werden von einem zweiten Ultraschallwandler empfangen.
Es gilt entsprechend Gleichung 1:
Im Normalfall sind die Geschwindigkeiten Va und Ve gleich. Dies gilt für den Fall guter Haftung zwischen der Straßenoberfläche und den Reifen.
Für den Fall, daß sich die Haftung der Reifen auf der Straßenoberfläche ändert, so ergibt sich eine Differenz der Geschwindigkeiten Ve und Va. Da die Geschwindigkeiten Va bzw. Ve den Frequenzen f₁ bzw. f₂ proportional sind, kann der Betrag der Differenz f₁-f₂ am Ausgang des Gerätes zur Verfügung gestellt werden. Dies geschieht zweckmäßigerweise durch Umwandlung in eine äquivalente Spannung.
Bei einer Abweichung der Geschwindigkeit Ve von Va, die beispielsweise durch Rutschen auf der Fahrbahn entsteht, ergeben sich folgende Werte:
(s ist die Schallgeschwindigkeit)
Θ₁ =Θ₂ = 45°, f₁-f₂ ≅ 200 Hz.
Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Radgeschwindigkeit mit Hilfe eines Tachogenerators zu messen.
Dazu wird die Geschwindigkeit Va (Gleichung 1) in eine proportionale Spannung Ua umgewandelt.
Für die Tachogeneratorspannung gilt:
UT = K₁ · 2 · π · R · fT = K₁ · fT Gleichung 3
Und aus Gleichung 1:
wobei fT die gemessene Frequenz ist, R der Radradius und K₁, KI und KII Proportionalitätsfaktoren.
Bei normalen Straßenbeschaffenheit und guter Haftung der Reifen zur Fahrbahn ergibt sich:
Wenn < K₀ ist, erzeugt das Gerät eine Meldung.
Zahlenmäßige Berechnungen:
Um nun eine Aussage über alle Fahrzeugräder machen zu können, müssen die vorgestellten Anordnungen entsprechend der Radanzahl vorhanden sein. Da in diesem Fall die Geschwindigkeit jedes Rades bekannt ist, kann man daraus resultierend eine Aussage über Stabilität und Fahrverhalten des Fahrzeuges treffen. Die Stabilität ist dann gegeben, wenn alle Radgeschwindigkeiten gleich der Fahrzeuggeschwindigkeit sind. Hierbei ist zu beachten, daß dies nicht für eine Kurvenfahrt gilt.

Claims (1)

  1. Radunabhängige Geschwindigkeitserfassung und Verbesserung der ABS-Einrichtung bei Kraftfahrzeugen,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    • 1. für Fahrzeuge ohne ABS-System zu jedem Zeitpunkt die Differenz zwischen Reifen- und Fahrzeuggeschwindigkeit relativ zur Fahrbahn bekannt ist, und daraus Informationen für den Fahrer abgeleitet werden können,
    • 2. für Fahrzeuge mit ABS-System jegliches Blockieren der Reifen selbst bei starken Bremsmanövern komplett verhindert wird, und
    • 3. dadurch der anfallenden Bremsweg gegenüber bestehenden ABS-Systemen nochmals verkürzt wird.
DE1995133926 1995-09-13 1995-09-13 Radunabhängige Geschwindigkeitserfassung und Verbesserung der ABS-Einrichtung bei Kraftfahrzeugen Withdrawn DE19533926A1 (de)

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DE (1) DE19533926A1 (de)

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