DE19601444A1 - Verfahren zur Ermittlung der Wegimpulszahl eines Tachometergebers unter Verwendung der Daten eines Beschleunigungsgebers - Google Patents
Verfahren zur Ermittlung der Wegimpulszahl eines Tachometergebers unter Verwendung der Daten eines BeschleunigungsgebersInfo
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- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Wegimpulszahl eines
Tachometergebers unter Verwendung der Daten eines Beschleunigungsgebers
nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
Der Tachometergeber eines Fahrzeugs ist üblicherweise als ein Impulsgeber
ausgebildet, der zur Fahrzeuggeschwindigkeit proportionale Impulsfolgen
generiert, indem er die Wechselfrequenz von Zahnkopf und Zahnlücke eines
rotierenden Getriebezahnrades erfaßt. Zur betragsmäßigen Ableitung der
Fahrzeuggeschwindigkeit v aus der Anzahl p der pro Zeiteinheit t erfaßten
Impulse ist es notwendig, die ermittelte Impulszahl p(t) mit der sogenannten
Wegimpulszahl w zu multiplizieren, wobei die Wegimpulszahl w als das
Verhältnis der auf einer Strecke Δs gezählten Impulse Δp des Tachometergebers
definiert ist. Die Wegimpulszahl w wird meist in Impulse/km angegeben.
Die Wegimpulszahl w ist eine von der Gestaltung des dem Abgriff zugrunde
liegenden Zahnrades sowie von Parametern der abrollenden Reifen, wie
Luftdruck und Abnützung, abhängige Größe, die individuell für jedes Fahrzeug
ermittelt werden muß und zudem infolge der genannten Einflußgrößen nicht
konstant ist. Die Ermittlung der Wegimpulszahl w erfolgt üblicherweise bei der
Installation des im Fahrzeug mit dem Tachometergeber verbundenen
Registriergerätes, wobei die Wegimpulszahl w im Gerät als Parameter zur
Verarbeitung von Meßwerten manuell eingestellt wird. Diese Vorgehensweise
birgt die Gefahr von fehlerhaften Einstellungen, so daß es in deren Folge zu
falschen Geschwindigkeitsanzeigen und/oder Geschwindigkeitsregistrierungen
kommen kann.
Für ein Fahrzeugdatenregistriergerät, das mit einem Beschleunigungsgeber zur
Erfassung der Fahrzeugbeschleunigung in dessen Längsrichtung parallel zur
Fahrbahnoberfläche ausgestattet ist, soll nun ein Verfahren zur Ermittlung der
Wegimpulszahl eines Tachometergebers unter Verwendung der Daten des
Beschleunigungsgebers aufgezeigt werden, um die erwähnten, auf die
Wegimpulszahl einwirkenden Störquellen zu eliminieren.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Die
abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen der gefundenen
Lösung.
Die gefundene Lösung hat den Vorteil, daß durch die geräteinterne, also
selbsttätig vom Gerät ausgeführte Ermittlung der Wegimpulszahl solche Fehler
vermieden werden, die bei einer manuell durchgeführten Parametrierung des
Gerätes nie ausgeschlossen werden können. Auch ist es nicht erforderlich, bei
der Installation des Registriergerätes in das Fahrzeug die Wegimpulszahl durch
Abrollen einer bestimmten Wegstrecke zu ermitteln. Hierdurch wird erheblicher
Aufwand gespart. Überdies üben veränderliche Werte der Reifenparameter
keinen nachteiligen Einfluß auf die zu ermittelnde Fahrzeuggeschwindigkeit aus,
da die zur Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit erforderliche Wegimpulszahl
während des Betriebs des Fahrzeugs stets aktualisiert wird.
Das vorgeschlagene Verfahren hat zudem den ganz besonderen Vorteil, daß es
Störeinflüsse auf die erfaßten Beschleunigungswerte durch die Fahrzeugdynamik
und die Fahrbahntopologie dadurch kompensiert, daß es stets nur die Meßwerte
kürzerer Fahrtphasen auswertet, während denen die topografischen und
fahrzeugdynamischen Einflüsse als annähernd konstant betrachtet werden
können. Außerdem läßt sich das vorgeschlagene Verfahren mit vergleichsweise
geringem Rechenaufwand realisieren, was bei einem
Fahrzeugdatenregistriergerät eine unabdingbare Forderung ist. Mit zunehmender
Fahrtzeit t verbessert sich die Genauigkeit des durch die Mittelwertbildung
ermittelten Wertes für die Wegimpulszahl . Es hat sich als vorteilhaft
erwiesen, den Mittelwert über eine Anzahl i von mehr als N = 1000
Einzelberechnungen zu bilden. Im Registriergerät können dann zur Kontrolle z. B.
k = 3 dieser Mittelwerte gespeichert werden, die zyklisch überschrieben
werden.
Zur Ausführung der Erfindung empfiehlt es sich, sowohl die kontinuierlich mit
dem Beschleunigungsgeber erfaßte Längsbeschleunigung al des Fahrzeugs als
auch die fortlaufend vom Tachometergeber abgegebene Impulsfolge p(t) mit
einer Frequenz von z. B. 2 Hz auszuwerten. Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn
zur Differentiation auf die Beschleunigungswerte al ein 21-Punkte-Savitzky-
Golay-Filter und auf die Impulse p(t) zunächst eine zweifache Differentiation
mittels eines 5-Punkte-Savitzky-Golay-Filters und dann in einem zweiten Schritt
eine einfache Differentiation mittels eines 17-Punkte-Savitzky-Golay-Filters
angewandt wird. Dabei sind die Filterparameter sorgfältig auszuwählen.
Erläuterungen zur Berechnung der Parameter finden sich z. B. auf den Seiten 644
bis 649 in dem Buch von W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling und B.P.
Flannery: Numerical Recipes, Second Edition, Cambridge University Press,
Cambridge 1992.
Falls der betragsmäßige Wert
der der Differentiation unterzogenen
Beschleunigung oberhalb eines zuvor festgelegten Schwellwertes r₀ liegt, soll
die Wegimpulszahl w nach folgender Formel berechnet werden:
Das gefundene Verfahren sieht vor, daß die so ermittelten Wegimpulswerte wi
(mit i = 1 bis N für die Anzahl der Wegimpulswertbestimmungen) aufsummiert
und gemittelt werden. Als Schwellwert für die Entscheidung, ob die
Wegimpulszahl w aus der oben genannten Gleichung ermittelt werden soll, hat
sich r₀ = 0,1 m/s³ als vorteilhaft erwiesen. Für die Mittelwertbildung aus den
ermittelten Wegimpulszahlen wi empfiehlt sich ein Vorgehen nach der Gleichung
wobei i die einzelnen Wegimpulswerte durchnumeriert und N die
Anzahl der berechneten Wegimpulswerte bezeichnet. Mehrere gemittelte
Wegimpulszahlen können im Registriergerät zum besseren Nachvollziehen der
Entwicklung der Werte der Wegimpulszahlen gespeichert und zyklisch
überschrieben werden, wobei eine Anzahl von k = 3 recht nützlich ist.
Beispielhaft soll nachstehend ein C-Listing zur Durchführung des Verfahrens
angegeben werden. Danach ergibt sich folgendes zur Bestimmung der Savitzky-
Golay-Filter:
Claims (5)
1. Verfahren zur Ermittlung der Wegimpulszahl eines Tachometergebers
unter Verwendung der Daten eines Beschleunigungsgebers, wobei der
Tachometergeber im Fahrzeug mit einem Fahrzeugdatenregistriergerät
verbunden ist, der Tachometergeber zur Fahrzeuggeschwindigkeit
proportionale Impulsfolgen generiert und das Fahrzeugdatenregistriergerät
mit einem Beschleunigungsgeber zur Erfassung der
Fahrzeugbeschleunigung in dessen Längsrichtung parallel zur
Fahrbahnoberfläche ausgestattet ist,
dadurch gekennzeichnet,
- a. daß auf die erfaßten Meßwerte der Beschleunigung al(t) in Längsrichtung des Fahrzeugs eine einfache Differentiation und auf die vom Tachometergeber abgegebenen Impulsfolgen p(t) eine dreifache Differentiation angewandt wird,
- b. daß die Wegimpulszahl w dann jeweils aus der Gleichung ermittelt wird, wenn der betragsmäßige Wert größer als ein vorgegebener Schwellwert r₀ ist,
- c. und daß die so ermittelten Wegimpulswerte wi mit i = 1 bis N für die Anzahl der Wegimpulswertbestimmungen akkumuliert und gemittelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Schwellwert r₀ = 0,1 m/s³ festgelegt ist.
3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet,
daß die Mittelwertbildung aus den ermittelten Wegimpulszahlen wi nach
der Gleichung
erfolgt, wobei i die einzelnen
Wegimpulswerte durchnumeriert und N die Anzahl der berechneten
Wegimpulswerte bezeichnet.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet,
daß im Registriergerät eine Anzahl k der gemittelten Wegimpulszahlen
gespeichert und zyklisch überschrieben wird.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet,
daß die Differentiationen der Meßwerte, die als Beschleunigung al(t) in
Längsrichtung des Fahrzeugs und als Impulsfolgen p(t) vom
Tachometergeber erfaßt werden, mit einem Savitzky-Golay-Filter
durchgeführt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996101444 DE19601444A1 (de) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | Verfahren zur Ermittlung der Wegimpulszahl eines Tachometergebers unter Verwendung der Daten eines Beschleunigungsgebers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996101444 DE19601444A1 (de) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | Verfahren zur Ermittlung der Wegimpulszahl eines Tachometergebers unter Verwendung der Daten eines Beschleunigungsgebers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19601444A1 true DE19601444A1 (de) | 1997-07-24 |
Family
ID=7782930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996101444 Withdrawn DE19601444A1 (de) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | Verfahren zur Ermittlung der Wegimpulszahl eines Tachometergebers unter Verwendung der Daten eines Beschleunigungsgebers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19601444A1 (de) |
-
1996
- 1996-01-17 DE DE1996101444 patent/DE19601444A1/de not_active Withdrawn
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