DE102006042766A1 - Sensorvorrichtung, Verfahren zum Durchführen einer Fahrdynamikregelung und Fahrdynamikregelungssystem - Google Patents

Sensorvorrichtung, Verfahren zum Durchführen einer Fahrdynamikregelung und Fahrdynamikregelungssystem Download PDF

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Abstract

Eine Sensorvorrichtung (1) umfasst eine Sende- und Empfangseinheit (8) zum Aussenden und Empfangen von elektromagnetischen Wellen und eine Strahlrichtungseinheit (9). Die Strahlrichtungseinheit (9) ist zum abwechselnden Lenken der elektromagnetischen Wellen ausgebildet, die durch die Sende- und Empfangseinheit (8) ausgesandt werden, entweder auf einen Bereich einer Fahrbahn (7) unterhalb eines Fahrzeugs oder auf einen Bereich eines Rades (3) und zum Lenken der vom Bereich der Fahrbahn (7) beziehungsweise vom Bereich des Rades (3) zur Strahlrichtungseinheit (9) reflektierten elektromagnetischen Wellen zurück zur Sende- und Empfangseinheit (8). Die Sensorvorrichtung (1) ist ferner ausgebildet zum Ermitteln einer Fahrgeschwindigkeit (VF) abhängig von den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich der Fahrbahn (7) reflektiert werden, und zum Ermitteln einer Raddrehzahl (VR) abhängig von den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich des Rades (3) reflektiert werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung, die ausgebildet ist zum Anordnen in einem Fahrzeug, ein Verfahren zum Durchführen einer Fahrdynamikregelung eines Fahrzeugs und ein entsprechendes Fahrdynamikregelungssystem.
  • Für eine Fahrdynamikregelung eines Fahrzeugs, zum Beispiel für ein Antiblockiersystem, ist eine präzise Kenntnis der aktuellen Raddrehzahl jedes einzelnen Rades des Fahrzeugs und der aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs über Grund erforderlich. Die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs wird abhängig von den Raddrehzahlen der Räder unter Zuhilfenahme von Signalen weiterer Fahrzeugsensoren ermittelt. Durch einen Schlupf der Räder wird jedoch die ermittelte Fahrgeschwindigkeit gegenüber der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs verfälscht. Gerade in Situationen, in denen ein erhöhter Schlupf auftritt, ist jedoch die präzise Kenntnis der aktuellen Fahrgeschwindigkeit für die Fahrdynamikregelung besonders wichtig.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist, eine Sensorvorrichtung zu schaffen, die präzise und zuverlässig ist. Ferner ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Durchführen einer Fahrdynamikregelung eines Fahrzeugs und ein entsprechendes Fahrdynamikregelungssystem zu schaffen, das präzise und zuverlässig ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Gemäß eines ersten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Sensorvorrichtung, die zum Anordnen in einem Fahrzeug ausgebildet ist. Die Sensorvorrichtung umfasst eine Sende- und Empfangseinheit zum Aussenden und Empfangen von elektromagnetischen Wellen und eine Strahlrichtungseinheit. Die Strahlrichtungseinheit ist zum abwechselnden Lenken der elektromagnetischen Wellen ausgebildet, die durch die Sende- und Empfangseinheit ausgesandt werden, entweder auf einen Bereich einer Fahrbahn unterhalb des Fahrzeugs oder auf einen Bereich eines Rades und zum Lenken der von dem Bereich der Fahrbahn beziehungsweise von dem Bereich des Rades zu der Strahlrichtungseinheit reflektierten elektromagnetischen Wellen zurück zu der Sende- und Empfangseinheit. Die Sensorvorrichtung ist ferner zum Ermitteln einer Fahrgeschwindigkeit abhängig von den empfangenen elektromagnetischen Wellen ausgebildet, die vom Bereich der Fahrbahn reflektiert werden, und zum Ermitteln einer Raddrehzahl abhängig von den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich des Rades reflektiert werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, die Sensorvorrichtung in einem Radkasten des Fahrzeugs anzuordnen und insbesondere jeweils eine Sensorvorrichtung im jeweiligen Radkasten jeden Rades des Fahrzeugs anzuordnen. Die Sensorvorrichtung ist vorzugsweise ausgebildet zum Bereitstellen der Raddrehzahl und/oder der Fahrgeschwindigkeit und/oder mindestens einer abhängig von der Raddrehzahl und der Fahrgeschwindigkeit ermittelten Größe, insbesondere eines Schlupfes. Die elektromagnetischen Wellen sind insbesondere Lichtwellen oder Radarwellen. Die Lichtwellen sind insbesondere Laserlichtwellen. Die Lichtwellen können beispielsweise auch in einem Infrarot- und insbesondere auch in einem Ferninfrarot-Wellenlängenbereich liegen.
  • Der Vorteil ist, dass der Schlupf für das jeweilige Rad sehr einfach und präzise ermittelbar ist, wenn die jeweilige Raddrehzahl und die Fahrgeschwindigkeit unabhängig voneinander erfasst und ermittelt werden. Ferner muss die Fahrgeschwindigkeit nicht abhängig von der Raddrehzahl ermittelt werden. Die Fahrgeschwindigkeit ist dadurch auch bei hohem Schlupf präzise ermittelbar. Eine Fahrdynamikregelung ist dadurch besonders präzise und zuverlässig möglich. Ein weiterer Vorteil ist, dass aus den reflektierten elektromagnetischen Wellen Informationen über eine Fahrbahnbeschaffenheit ermittelbar sind, die die Fahrdynamikregelung zusätzlich nutzen kann. Ferner kann das Aussenden und das Erfassen der elektromagnetischen Wellen für das Ermitteln der Raddrehzahl und für das Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit mit der gleichen Sensorvorrichtung erfolgen. So muss nur eine Sensorvorrichtung für jedes Rad montiert werden. Dies ist besonders einfach und kostengünstig möglich.
  • Gemäß eines zweiten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Sensorvorrichtung, die ausgebildet ist zum Anordnen in einem Fahrzeug. Die Sensorvorrichtung umfasst mindestens eine Sende- und Empfangseinheit zum Aussenden und Empfangen von elektromagnetischen Wellen. Mindestens eine der mindestens einen Sende- und Empfangseinheit ist vorgesehen zum Aussenden von elektromagnetischen Wellen auf einen Bereich einer Fahrbahn unterhalb des Fahrzeugs und zum Empfangen von elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich der Fahrbahn reflektiert werden. Ferner umfasst die Sensorvorrichtung eine Raddrehzahlerfassungseinheit zum Erfassen einer Raddrehzahl eines Rades. Die Sensorvorrichtung ist ausgebildet zum Ermitteln einer Fahrgeschwindigkeit abhängig von den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich der Fahrbahn reflektiert werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, die Sensorvorrichtung in einem Radkasten des Fahrzeugs anzuordnen und insbesondere jeweils eine Sensorvorrichtung im jeweiligen Radkasten jeden Rades des Fahrzeugs anzuordnen. Die Sensorvorrichtung ist vorzugsweise ausgebildet zum Bereitstellen der Raddrehzahl und/oder der Fahrgeschwindigkeit und/oder mindestens einer abhängig von der Raddrehzahl und der Fahrgeschwindigkeit ermittelten Größe, insbesondere eines Schlupfes. Die elektromagnetischen Wellen sind insbesondere Lichtwellen oder Radarwellen. Die Lichtwellen sind insbesondere Laserlichtwellen. Die Lichtwellen können beispielsweise auch in einem Infrarot- und insbesondere auch in einem Ferninfrarot-Wellenlängenbereich liegen. Die Raddrehzahl ist beispielsweise induktiv erfassbar. Dazu ist am jeweiligen Rad beispielsweise ein Geberrad angeordnet, das mit dem jeweiligen Rad rotiert.
  • Der Vorteil ist, dass der Schlupf für das jeweilige Rad sehr einfach und präzise ermittelbar ist, wenn die jeweilige Raddrehzahl und die Fahrgeschwindigkeit unabhängig voneinander erfasst und ermittelt werden. Ferner muss die Fahrgeschwindigkeit nicht abhängig von der Raddrehzahl ermittelt werden. Die Fahrgeschwindigkeit ist dadurch auch bei hohem Schlupf präzise ermittelbar. Eine Fahrdynamikregelung ist dadurch besonders präzise und zuverlässig möglich. Ein weiterer Vorteil ist, dass aus den reflektierten elektromagnetischen Wellen Informationen über eine Fahrbahnbeschaffenheit ermittelbar sind, die die Fahrdynamikregelung zusätzlich nutzen kann.
  • In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn mindestens eine der mindestens einen Sende- und Empfangseinheit als die Raddrehzahlerfassungseinheit vorgesehen ist zum Aussenden von elektromagnetischen Wellen auf einen Bereich des Rades und zum Empfangen von elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich des Rades reflektiert werden. Die Sensorvorrichtung ist zum Ermitteln der Raddrehzahl abhängig von den empfangenen elektromagnetischen Wellen ausgebildet, die vom Bereich des Rades reflektiert werden. Der Bereich des Rades ist bevorzugt eine Radnabe oder eine Radfelge des jeweiligen Rades. Der Vorteil ist, dass das Erfassen der Raddrehzahl berührungslos erfolgt und am jeweiligen Rad kein Geberrad vorgesehen sein muss. Dadurch ist das Erfassen der Raddrehzahl besonders kostengünstig möglich.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Sensorvorrichtung zum Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Raddrehzahl abhängig von einer Dopplerverschiebung der empfangenen elektromagnetischen Wellen gegenüber den ausgesandten elektromagnetischen Wellen ausgebildet. Das Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Raddrehzahl ist so besonders zuverlässig möglich.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die mindestens eine Sende- und Empfangseinheit einen Laser zum Aussenden der elektromagnetischen Wellen. Durch Vorsehen des Lasers ist das Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Raddrehzahl besonders einfach und präzise möglich. Der Laser ist bevorzugt als ein Halbleiterlaser ausgebildet. Der Laser kann jedoch auch anders ausgebildet sein.
  • In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die mindestens eine Sende- und Empfangseinheit einen vertikal emittierenden Halbleiterlaser zum Aussenden der Lichtwellen umfasst. Dadurch ist die Sensorvorrichtung kostengünstig herstellbar.
  • Gemäß eines dritten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren und ein entsprechendes Fahrdynamikregelungssystem zum Durchführen einer Fahrdynamikregelung eines Fahrzeugs. Für mindestens ein Rad des Fahrzeugs wird jeweils eine Raddrehzahl ermittelt, werden jeweils elektromagnetische Wellen auf einen Bereich einer Fahrbahn unterhalb des Fahrzeugs ausgesandt, werden jeweils elektromagnetische Wellen empfangen, die vom Bereich der Fahrbahn reflektiert werden, wird jeweils eine Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt abhängig von den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich der Fahrbahn reflektiert werden, und wird mindestens ein Stellsignal für mindestens ein Stellglied der Fahrdynamikregelung abhängig von der mindestens einen Raddrehzahl und der mindestens einen Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt.
  • Die Fahrdynamikregelung betrifft beispielsweise eine Regelung eines Antiblockiersystems, eine Antriebsschlupfregelung, ein elektronisches Stabilitätsprogramm, eine Lenkungsregelung oder eine Feder- oder Dämpfungsregelung. Die elektromagnetischen Wellen sind insbesondere Lichtwellen oder Radarwellen. Die Lichtwellen sind insbesondere Laserlichtwellen. Die Lichtwellen können beispielsweise auch in einem Infrarot- und insbesondere auch in einem Ferninfrarot-Wellenlängenbereich liegen. Die Raddrehzahl ist beispielsweise induktiv erfassbar. Dazu ist am jeweiligen Rad beispielsweise ein Geberrad angeordnet, das mit dem jeweiligen Rad rotiert.
  • Der Vorteil ist, dass der Schlupf für das jeweilige Rad sehr einfach und präzise ermittelbar ist, wenn die jeweilige Raddrehzahl und die Fahrgeschwindigkeit unabhängig voneinander erfasst und ermittelt werden. Ferner muss die Fahrgeschwindigkeit nicht abhängig von der Raddrehzahl ermittelt werden. Die Fahrgeschwindigkeit ist dadurch auch bei hohem Schlupf präzise ermittelbar. Die Fahrdynamikregelung ist dadurch besonders präzise und zuverlässig möglich. Ein weiterer Vorteil ist, dass aus den reflektierten elektromagnetischen Wellen Informationen über eine Fahrbahnbeschaffenheit ermittelbar sind, die die Fahrdynamikregelung zusätzlich nutzen kann.
  • In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn für das mindestens eine Rad des Fahrzeugs jeweils elektromagnetische Wellen auf einen Bereich des jeweiligen Rades ausgesandt werden, jeweils elektromagnetische Wellen empfangen werden, die vom Bereich des jeweiligen Rades reflektiert werden, und die jeweilige Raddrehzahl ermittelt wird abhängig von den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich des jeweiligen Rades reflektiert werden.
  • Der Bereich des Rades ist bevorzugt eine Radnabe oder eine Radfelge des jeweiligen Rades. Der Vorteil ist, dass das Erfassen der Raddrehzahl berührungslos erfolgt und am jeweiligen Rad kein Geberrad vorgesehen sein muss. Dadurch ist das Erfassen der Raddrehzahl besonders kostengünstig möglich. Ferner kann das Aussenden und das Erfassen der elektromagnetischen Wellen für die jeweilige Raddrehzahl und die jeweilige Fahrgeschwindigkeit mit der gleichen Sensorvorrichtung erfolgen. So muss nur eine Sensorvorrichtung für jedes Rad montiert werden. Dies ist besonders einfach und kostengünstig möglich.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des dritten Aspekts erfolgt das Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Raddrehzahl abhängig von einer Dopplerverschiebung der empfangenen elektromagnetischen Wellen gegenüber den ausgesandten elektromagnetischen Wellen. Das Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit und/oder der Raddrehzahl sind so besonders zuverlässig möglich.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Fahrdynamikregelungssystem mit einer ersten Ausführungsform einer Sensorvorrichtung,
  • 2 das Fahrdynamikregelungssystem mit einer zweiten Ausführungsform der Sensorvorrichtung und
  • 3 ein Ablaufdiagramm.
  • Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Ein Fahrdynamikregelungssystem umfasst eine erste Ausführungsform einer Sensorvorrichtung 1, die in einem Radkasten 2 eines Fahrzeugs angeordnet ist (1). Im Radkasten 2 ist ferner ein Rad 3 des Fahrzeugs angeordnet. Das Rad 3 umfasst eine Radnabe 4 und eine Radfelge 5. Ferner umfasst das Rad 3 einen Reifen 6. Das Rad 3 rollt auf einer Fahrbahn 7.
  • Die Sensorvorrichtung 1 umfasst eine Sende- und Empfangseinheit 8 und eine Strahlrichtungseinheit 9. Die Sende- und Empfangseinheit 8 ist ausgebildet zum Aussenden von elektromagnetischen Wellen. Die Sende- und Empfangseinheit 8 ist bevor zugt zum Aussenden von Lichtwellen und insbesondere zum Aussenden von Laserlichtwellen ausgebildet. Für das Erzeugen der Laserlichtwellen ist ein Laser und insbesondere ein vertikal emittierender Halbleiterlaser vorgesehen. Für das Empfangen von Lichtwellen ist mindestens ein lichtempfindliches Element vorgesehen, zum Beispiel eine Fotodiode. Jedoch kann die Sende- und Empfangseinheit 8 auch zum Aussenden von Radarwellen oder zum Aussenden von elektromagnetischen Wellen eines anderen Wellenlängenbereichs ausgebildet sein. Für das Erzeugen der Radarwellen ist dann gegebenenfalls eine Radareinheit vorgesehen und für das Empfangen eine geeignete Antenne. Entsprechend ist gegebenenfalls ein Sensor zum Empfangen der elektromagnetischen Wellen des anderen Wellenlängenbereichs in der Sende- und Empfangseinheit 8 vorgesehen.
  • Die Strahlrichtungseinheit 9 ist zum abwechselnden Lenken der elektromagnetischen Wellen auf einen Bereich der Fahrbahn 7 und auf einen Bereich des Rades 3 ausgebildet. Die Strahlrichtungseinheit 9 ist ferner zum Lenken der elektromagnetischen Wellen ausgebildet, die vom Bereich der Fahrbahn 7 beziehungsweise vom Bereich des Rades 3 zur Strahlrichtungseinheit 9 reflektiert werden, zurück zur Sende- und Empfangseinheit 8.
  • Abhängig von der Geschwindigkeit der Strukturen, die auf der Oberfläche des Bereichs der Fahrbahn 7 oder des Bereichs des Rades 3 existieren, werden die vom Bereich der Fahrbahn 7 beziehungsweise vom Bereich des Rades 3 reflektierten elektromagnetischen Wellen moduliert. Durch einen Vergleich der empfangenen elektromagnetischen Wellen und der ausgesandten elektromagnetischen Wellen ist eine Dopplerverschiebung zwischen diesen erfassbar. Die Strukturen sind bezüglich ihrer Abmessungen vorzugsweise größer als die Wellenlänge der e lektromagnetischen Wellen. Jedoch können gegebenenfalls auch Strukturen, die kleiner sind als die Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen, die reflektierten elektromagnetischen Wellen beispielsweise durch Rayleigh-Streuung oder Mie-Streuung genügend stark modulieren.
  • Bevorzugt sind die elektromagnetischen Wellen Laserlichtwellen. Bevorzugt werden die reflektierten elektromagnetischen Wellen zurück in einen Resonator des Lasers der Sende- und Empfangseinheit 8 geleitet, so dass sich im Resonator die vom Laser erzeugten elektromagnetischen Wellen und die vom Bereich der Fahrbahn 7 beziehungsweise vom Bereich des Rades 3 reflektierten elektromagnetischen Wellen überlagern. Beispielsweise ist eine durch die Überlagerung der vom Laser erzeugten elektromagnetischen Wellen und der vom Bereich der Fahrbahn 7 beziehungsweise vom Bereich des Rades 3 reflektierten elektromagnetischen Wellen verursachte Intensitätsmodulation mittels der mindestens einen Fotodiode erfassbar, die in der Sende- und Empfangseinheit 8 angeordnet ist. Abhängig von einer Frequenz dieser Intensitätsmodulation kann eine Geschwindigkeit der Strukturen an der Oberfläche des Bereichs der Fahrbahn 7 beziehungsweise an der Oberfläche des Bereichs des Rades 3 ermittelt werden. Insbesondere ist abhängig von der Dopplerverschiebung eine Rotationsgeschwindigkeit des Rades 3 oder entsprechend eine Raddrehzahl VR ermittelbar. Ferner ist eine Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Fahrbahn 7 in einem Bereich unterhalb des Radkastens 2 oder entsprechend eine Fahrgeschwindigkeit VF ermittelbar.
  • Die Dopplerverschiebung kann jedoch auch abhängig von einem Interferenzmuster ermittelt werden, das durch Überlagerung der vom Laser erzeugten elektromagnetischen Wellen und der vom Bereich der Fahrbahn 7 beziehungsweise vom Bereich des Rades 3 reflektierten elektromagnetischen Wellen außerhalb des Resonators des Lasers entsteht. Bevorzugt sind mehrere lichtempfindliche Elemente vorgesehen, um das Interferenzmuster zu erfassen.
  • Ferner kann aus der Dopplerverschiebung auch eine Rotationsrichtung des Rades 3 oder eine Bewegungsrichtung des Fahrzeugs auf der Fahrbahn 7 ermittelt werden. Sind die empfangenen elektromagnetischen Wellen gegenüber den ausgesandten elektromagnetischen Wellen zu höheren Frequenzen verschoben, dann bewegen sich die Strukturen auf der Oberfläche des Bereichs der Fahrbahn 7 beziehungsweise des Bereichs des Rades 3 in Richtung der Sende- und Empfangseinheit 8 und andernfalls von dieser weg.
  • Für das Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit VF und/oder der Raddrehzahl VR weist die Sensorvorrichtung 1 bevorzugt eine Recheneinheit 10 auf. Vorzugsweise werden die Fahrgeschwindigkeit VF und die Raddrehzahl VR ausgangsseitig der Sensorvorrichtung 1 bereitgestellt und einer Fahrdynamikregelungsvorrichtung 11 des Fahrdynamikregelungssystems zugeführt. Die Recheneinheit 10 kann ferner ausgebildet sein, mindestens eine Größe abhängig von der Raddrehzahl VR und der Fahrgeschwindigkeit VF zu ermitteln, zum Beispiel einen Schlupf des Rades 3, und diese ausgangsseitig der Sensorvorrichtung 1 bereitzustellen und der Fahrdynamikregelungsvorrichtung 11 zuzuführen.
  • Bevorzugt weist das Fahrdynamikregelungssystem weitere Sensorvorrichtungen für weitere Räder des Fahrzeugs entsprechend der Sensorvorrichtung 1 auf. Bevorzugt ist in den Radkästen 2 von mindestens zwei Rädern 3 des Fahrzeugs jeweils eine Sen sorvorrichtung 1 angeordnet. Weiter bevorzugt ist in den Radkästen 2 von vier Rädern 3 des Fahrzeugs jeweils eine Sensorvorrichtung 1 angeordnet. Der Vorteil ist, dass dadurch auch in Situationen, in denen die jeweilige Raddrehzahl VR und Fahrgeschwindigkeit VF für die verschiedenen Räder 3 des Fahrzeugs unterschiedlich sind, zum Beispiel durch erhöhten Schlupf der angetriebenen Räder bei hoher Beschleunigung, durch unterschiedliche Fahrbahneigenschaften oder beim Schleudern des Fahrzeugs, die für eine zuverlässige Fahrdynamikregelung erforderlichen Informationen zuverlässig verfügbar sind.
  • Bevorzugt werden die Fahrgeschwindigkeit VF, die Raddrehzahl VR und/oder die Größe, die durch die Sensorvorrichtung 1 ermittelt werden, und weitere Fahrgeschwindigkeiten VF', weitere Raddrehzahlen VR' und/oder weitere Größen, die durch die weiteren Sensorvorrichtungen ermittelt werden, der Fahrdynamikregelungsvorrichtung 11 zugeführt.
  • Die Fahrdynamikregelungsvorrichtung 11 ist beispielsweise ausgebildet, Regelungen entsprechend einem Antiblockiersystem, eine Antriebsschlupfregelung, Regelungen entsprechend einem elektronischen Stabilitätsprogramm, eine Lenkungsregelung oder eine Feder- oder Dämpfungsregelung abhängig von der Fahrgeschwindigkeit VF, der Raddrehzahl VR, den weiteren Fahrgeschwindigkeiten VF', den weiteren Raddrehzahlen VR' und/oder gegebenenfalls der Größe und/oder den weiteren Größen durchzuführen. Vorzugsweise ist die Fahrdynamikregelungsvorrichtung 11 ausgebildet, mindestens ein Stellsignal für mindestens ein Stellglied der Fahrdynamikregelung abhängig von der Raddrehzahl VR und der Fahrgeschwindigkeit VF zu erzeugen und/oder gegebenenfalls abhängig von den weiteren Raddrehzahlen VR' und den weiteren Fahrgeschwindigkeiten VF'.
  • Das mindestens eine Stellglied ist beispielsweise eine Bremse, die dem Rad 3 zugeordnet ist. Entsprechend ist vorzugsweise allen Rädern 3 des Fahrzeugs eine Bremse zugeordnet, die abhängig von einem entsprechenden Stellsignal der Fahrdynamikregelungsvorrichtung 11 jeweils stellbar ist.
  • Die Sensorvorrichtung 1 kann jedoch auch so ausgebildet sein, dass diese zwei Sende- und Empfangseinheiten 8 aufweist. Die eine der zwei Sende- und Empfangseinheiten 8 ist vorgesehen zum Aussenden von elektromagnetischen Wellen auf den Bereich der Fahrbahn 7 und zum Empfangen der von dem Bereich der Fahrbahn 7 reflektierten elektromagnetischen Wellen. Die andere der zwei Sende- und Empfangseinheiten 8 ist vorgesehen zum Aussenden von elektromagnetischen Wellen auf den Bereich des Rades 3 und zum Empfangen der von dem Bereich des Rades 3 reflektierten elektromagnetischen Wellen. Auf die Strahlrichtungseinheit 9 kann daher verzichtet werden. Die letztere Sende- und Empfangseinheit 8 bildet eine Raddrehzahlerfassungseinheit 14.
  • 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Sensorvorrichtung 1, die im Wesentlichen der ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 1 entspricht. Jedoch ist die Strahlrichtungseinheit 9 bei der zweiten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 1 nicht vorgesehen. Bei der zweiten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 1 ist die Raddrehzahlerfassungseinheit 14 gebildet durch eine Sensoreinheit 13. Für einen Betrieb der Sensorvorrichtung 1 ist dazu ein Geberrad 12 am Rad 3 angeordnet, das zusammen mit dem Rad 3 rotiert. Das Geberrad weist entlang seines Umfangs Zähne auf. Die Sensoreinheit 13 ist zur Erfassung der Bewegung der Zähne bei der Rotation des Rades 3 und des Geberrads 12 nahe am Geberrad 12 angeordnet. Bevorzugt ist die Sensoreinheit 13 ausgebildet, die Bewegung der Zähne des Geberrads 12 induktiv zu erfassen. Die Raddrehzahl VR ist so durch die Recheneinheit 10 abhängig von einem durch die Sensoreinheit 13 erzeugten Messsignal ermittelbar. Die Sende- und Empfangseinheit 8 der Sensorvorrichtung 1 ist vorgesehen, elektromagnetische Wellen auf den Bereich der Fahrbahn 7 auszusenden und elektromagnetische Wellen zu empfangen, die vom Bereich der Fahrbahn 7 reflektiert werden. Die Fahrgeschwindigkeit VF ist so entsprechend der ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 1 ermittelbar.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Durchführen einer Fahrdynamikregelung des Fahrzeugs. Das Verfahren beginnt in einem Schritt S1. Für mindestens ein Rad 3 des Fahrzeugs wird in einem Schritt S3 jeweils eine Raddrehzahl VR ermittelt. Ferner werden in einem Schritt S5 jeweils elektromagnetische Wellen auf den Bereich der Fahrbahn 7 ausgesandt und in einem Schritt S6 elektromagnetische Wellen empfangen, die vom Bereich der Fahrbahn 7 reflektiert werden. Abhängig von den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich der Fahrbahn 7 reflektiert werden, wird in einem Schritt S7 die Fahrgeschwindigkeit VF ermittelt. In einem Schritt S8 wird mindestens ein Stellsignal für mindestens ein Stellglied der Fahrdynamikregelung abhängig von der Raddrehzahl VR und der Fahrzeuggeschwindigkeit VF erzeugt. Das Verfahren endet in einem Schritt S9.
  • Für das Ermitteln der Raddrehzahl VR kann ferner vorgesehen sein, in einem Schritt S10 elektromagnetische Wellen auf den Bereich des Rades 3 auszusenden und in einem Schritt S11 elektromagnetische Wellen zu empfangen, die vom Bereich des Rades 3 reflektiert werden. Im Schritt S3 wird die Raddrehzahl VR dann abhängig von den empfangenen elektromagnetischen Wellen ermittelt, die vom Bereich des Rades 3 reflektiert werden.
  • Die Reihenfolge der Schritte kann auch anders sein. Beispielsweise können die Schritte S5 bis S7 auch zeitlich vor oder parallel zu den Schritten S10, S11 und S3 ausgeführt werden. Das Verfahren wird vorzugsweise kontinuierlich oder zeitlich getaktet wiederholt ausgeführt während eines Betriebs des Fahrzeugs.

Claims (10)

  1. Sensorvorrichtung, die ausgebildet ist zum Anordnen in einem Fahrzeug und die umfasst – eine Sende- und Empfangseinheit (8) zum Aussenden und Empfangen von elektromagnetischen Wellen und – eine Strahlrichtungseinheit (9), die ausgebildet ist zum abwechselnden Lenken der elektromagnetischen Wellen, die durch die Sende- und Empfangseinheit (8) ausgesandt werden, entweder auf einen Bereich einer Fahrbahn (7) unterhalb des Fahrzeugs oder auf einen Bereich eines Rades (3) und zum Lenken der vom Bereich der Fahrbahn (7) beziehungsweise vom Bereich des Rades (3) zur Strahlrichtungseinheit (9) reflektierten elektromagnetischen Wellen zurück zur Sende- und Empfangseinheit (8), und die Sensorvorrichtung (1) ausgebildet ist zum Ermitteln einer Fahrgeschwindigkeit (VF) abhängig von den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich der Fahrbahn (7) reflektiert werden, und zum Ermitteln einer Raddrehzahl (VR) abhängig von den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich des Rades (3) reflektiert werden.
  2. Sensorvorrichtung, die ausgebildet ist zum Anordnen in einem Fahrzeug und die umfasst – mindestens eine Sende- und Empfangseinheit (8) zum Aussenden und Empfangen von elektromagnetischen Wellen, wobei mindestens eine der mindestens einen Sende- und Empfangseinheit (8) vorgesehen ist zum Aussenden von elektromagnetischen Wellen auf einen Bereich einer Fahrbahn (7) unterhalb des Fahrzeugs und zum Empfangen von elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich der Fahrbahn (7) reflektiert werden, und – eine Raddrehzahlerfassungseinheit (14) zum Erfassen einer Raddrehzahl (VR) eines Rades (3), und die Sensorvorrichtung (1) ausgebildet ist zum Ermitteln einer Fahrgeschwindigkeit (VF) abhängig von den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich der Fahrbahn (7) reflektiert werden.
  3. Sensorvorrichtung nach Anspruch 2, bei der mindestens eine der mindestens einen Sende- und Empfangseinheit (8) als die Raddrehzahlerfassungseinheit (14) vorgesehen ist zum Aussenden von elektromagnetischen Wellen auf einen Bereich des Rades (3) und zum Empfangen von elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich des Rades (3) reflektiert werden, und die Sensorvorrichtung (1) ausgebildet ist zum Ermitteln der Raddrehzahl (VR) abhängig von den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich des Rades (3) reflektiert werden.
  4. Sensorvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die ausgebildet ist zum Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit (VF) und/oder der Raddrehzahl (VR) abhängig von einer Dopplerverschiebung der empfangenen elektromagnetischen Wellen gegenüber den ausgesandten elektromagnetischen Wellen.
  5. Sensorvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die mindestens eine Sende- und Empfangseinheit (8) einen Laser zum Aussenden der elektromagnetischen Wellen umfasst.
  6. Sensorvorrichtung nach Anspruch 5, bei der die mindestens eine Sende- und Empfangseinheit (8) einen vertikal emittierenden Halbleiterlaser zum Aussenden der elektromagnetischen Wellen umfasst.
  7. Verfahren zum Durchführen einer Fahrdynamikregelung eines Fahrzeugs, bei dem für mindestens ein Rad (3) des Fahrzeugs – jeweils eine Raddrehzahl (VR) ermittelt wird, – jeweils elektromagnetische Wellen auf einen Bereich einer Fahrbahn (7) unterhalb des Fahrzeugs ausgesandt werden, – jeweils elektromagnetische Wellen empfangen werden, die vom Bereich der Fahrbahn (7) reflektiert werden, – jeweils eine Fahrzeuggeschwindigkeit (VF) ermittelt wird abhängig von den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich der Fahrbahn (7) reflektiert werden, und – mindestens ein Stellsignal für mindestens ein Stellglied der Fahrdynamikregelung abhängig von der mindestens einen Raddrehzahl (VR) und der mindestens einen Fahrzeuggeschwindigkeit (VF) erzeugt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem für das mindestens eine Rad (3) des Fahrzeugs – jeweils elektromagnetische Wellen auf einen Bereich des jeweiligen Rades (3) ausgesandt werden, – jeweils elektromagnetische Wellen empfangen werden, die vom Bereich des jeweiligen Rades (3) reflektiert werden, und – die jeweilige Raddrehzahl (VR) ermittelt wird abhängig von den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich des jeweiligen Rades (3) reflektiert werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem das Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit (VF) und/oder der Raddrehzahl (VR) abhängig von einer Dopplerverschiebung der empfangenen elektromagnetischen Wellen gegenüber den ausgesandten elektromagnetischen Wellen erfolgt.
  10. Fahrdynamikregelungssystem eines Fahrzeugs, das für mindestens ein Rad (3) des Fahrzeugs ausgebildet ist – zum jeweils Ermitteln einer Raddrehzahl (VR), – zum jeweils Aussenden von elektromagnetischen Wellen auf einen Bereich einer Fahrbahn (7) unterhalb des Fahrzeugs, – zum jeweils Empfangen von elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich der Fahrbahn (7) reflektiert werden, – zum jeweils Ermitteln einer Fahrzeuggeschwindigkeit (VF) abhängig von den empfangenen elektromagnetischen Wellen, die vom Bereich der Fahrbahn (7) reflektiert werden, und – zum Erzeugen mindestens eines Stellsignals für mindestens ein Stellglied der Fahrdynamikregelung abhängig von der mindestens einen Raddrehzahl (VR) und der mindestens einen Fahrzeuggeschwindigkeit (VF).
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