DE2624041A1

DE2624041A1 - Vehicle safety indicator for dashboard - has displayed braking distance continuously computed from speed and road grip

Info

Publication number: DE2624041A1
Application number: DE19762624041
Authority: DE
Inventors: Heiner Dipl Ing Dr Rer Na Bubb
Original assignee: Bubb heiner dipl-Ing Drrernat
Current assignee: Bubb heiner dipl-Ing Drrernat
Priority date: 1976-05-28
Filing date: 1976-05-28
Publication date: 1977-12-08

Abstract

The speed of the wheels is monitored and from the different responses of the driven and free running wheels the measure of wheel slip is calculated. This is processed with the actual speed and from it is computed a value for the braking distance for display on the dashboard. The value can be displayed in digital or analog form and shows the driver immediately if he is going to fast for the road conditions, or if his spacing from the leading vehicles is too close. The whole control circuit operates electronically and takes immediate account of changes in road conditions.

Description

Verfahren und Einrichtung zur Bremsweganzeige Method and device for braking distance display

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen näherungsweisen Ermittlung des während der Fahrt in jedem Augenblick zu erwartenden Bremsweges eines Fahrzeuges, wobei dieser Bremsweg bestimmt wird durch das Verhältnis des Quadrates der momentanen Geschwindigkeit zu dem den Kontakt zwischen den Rädern des Fahrzeuges und der Straße beschreibenden Kraftschlußbeiwert; außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for continuous approximate determination of what is to be expected at any given moment while driving Braking distance of a vehicle, this braking distance is determined by the ratio the square of the instantaneous speed to which the contact between the wheels the coefficient of adhesion of the vehicle and the road; also relates the invention relates to a device for performing this method.

Ein erheblicher Anteil der Fahrzeugunfälle im Straßenverkehr ist darauf zurückzuführen, daß der Fahrzeugführer in einer Gefahrensituation das Fahrzeug nicht rechtzeitig zum Stehen bringt d.h., daß er vielfach die in der Dynamik des fahrenden Wagens liegende Gefahr nicht richtig einschätzen kann.A significant proportion of vehicle accidents in road traffic is on it due to the fact that the vehicle driver does not drive the vehicle in a dangerous situation Brings to a stop in time, i.e. that he often has to do with the dynamics of the driving Cannot correctly assess the danger lying in the car.

Um dem Fahrer ein besseres Gefühl für die Dynamik des Fahrzeugs und für die Gefährlichkeit der jeweiligen Situation zu geben, ist es wünschenswert, ihm jeweils den unter den augenblicklichen Bedingungen benötigten Bremsweg anzuzeigen; aus einer solchen Anzeige kann er dann feststellen, ob er überhaupt die gesamte zum Anhalten notwendige Strecke übersieht, oder ob sich innerhalb der Bremsstrecke Gegenstände, andere Verkehrsteilnehmer, Straßeneinmündungen u.ä. befinden, die ihm ein sicheres Weiterfahren verbieten. Gemäß dieser Abschätzung kann er dann seine Geschwindigkeit einregulieren.To give the driver a better feel for the dynamics of the vehicle and for the dangerousness of the respective situation, it is desirable show him the braking distance required under the current conditions; From such a display he can then determine whether he has even received the entire overlooks the distance necessary to stop, or whether it is within the braking distance Objects, other road users, road junctions, etc. located him prohibit safe driving. According to this estimate, he can then his Adjust the speed.

Wie erwähnt, ist der Bremsweg XB einerseits durch die Geschwindigkeit und andererseits durch den Kontakt zur Straße bestimmt.As mentioned, the braking distance XB is on the one hand due to the speed and on the other hand determined by the contact with the street.

Es gilt die Gleichung (1) wobei v die Geschwindigkeit, g die Erdbeschleunigung und p den Kraftschlußbeiwert bedeuten. Für den eigentlichen Anhalteweg muß noch ein zusätzlicher konstanter Wert für die Reaktionszeit des Fahrers berücksichtigt werden, doch kann dies in diesem Zusammenhang beiseite gelassen werden. Da die Geschwindigkeit ohnehin praktisch in jedem Fahrzeug auf einfache Weise gemessen wird, fehlt zur Ermittlung des Bremsweges vor allem die Bestimmung des Kraftschlußbeiwertes ji. Hierfür ließe sich zwar ein Mittelwert festlegen, doch würde ein aus einem solchen Mittelwert berechneter Bremsweg keinen großen Gewinn für den Fahrer bringen, da der Bremsweg, bedingt durch unterschiedliche Kraftschlußbeiwerte auf verschiedenen Straßen in Abhängigkeit von der Witterung im Verhältnis von 1:10 variieren kann. Die gefährlichen Situationen treten jedoch gerade dadurch auf, daß der Fahrer sowohl die quadratische Abhängigkeit des Bremsweges von der Geschwindigkeit als auch den augenblicklichen Kraftschlußbeiwert nicht richtig einzuschätzen vermag.The equation (1) applies where v is the speed, g is the acceleration due to gravity and p is the coefficient of adhesion. For the actual stopping distance, an additional constant value for the driver's reaction time must be taken into account, but this can be left aside in this context. Since the speed is measured in a simple manner in practically every vehicle anyway, the main lack of determining the braking distance is the determination of the coefficient of adhesion ji. A mean value could be determined for this, but a braking distance calculated from such an average value would not bring much benefit for the driver, since the braking distance, due to different adhesion coefficients on different roads, can vary in a ratio of 1:10 depending on the weather. However, the dangerous situations arise precisely because the driver is unable to correctly assess both the quadratic dependence of the braking distance on the speed and the current coefficient of adhesion.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren anzugeben, mit welchem während der Fahrt kontinuierlich und ohne Bremsung der Kraftschlußbeiwert zumindest näherungsweise bestimmbar ist, so daß daraus der in jedem Augenblick zu erwartende Bremsweg mit hinreichender Genauigkeit ermittelt werden kann. Erfindungsgemäß wird der Kraftschlußbeiwert nach folgender Beziehung bestimmt: wobei D das an der Antriebsachse angreifende Drehmoment, b die Beschleunigung, v die Geschwindigkeit, s den Schlupf der Antriebsräder gegenüber der Straße, K1 eine von der Fahrzeugmasse abhängige Konstante, K2 eine vom Luftwiderstand des Fahrzeugs abhängige Konstante, K3 eine von der Reifenbeschaffenheit abhängige Konstante und Kg eine sonstige Verluste in der Kraftübertragung beschreibende Konstante bedeuten.The object of the invention is therefore to provide a method with which the coefficient of adhesion can be determined at least approximately, continuously and without braking, so that the braking distance to be expected at any moment can be determined with sufficient accuracy. According to the invention, the coefficient of adhesion is determined according to the following relationship: where D is the torque acting on the drive axle, b is the acceleration, v is the speed, s is the slip of the drive wheels with respect to the road, K1 is a constant depending on the vehicle mass, K2 is a constant depending on the air resistance of the vehicle, K3 is a constant depending on the type of tire and Kg is a constant describing other losses in power transmission.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Bestimmung des Kraftschlußbeiwertes und damit des zu erwartenden Bremsweges aus Meßgrößen, die während der Fahrt mit vertretbarem meßtechnischem Aufwand und mit hinreichender Genauigkeit ermittelt werden können, ohne daß hierzu Bremsversuche gemacht werden müssen. Dabei macht sich dieses Verfahren den Zusammenhang zwischen Schlupf und Kraftschlußbeiwert zunutze, der sich aus einer Energiebilanz des Fahrzeugantriebs ergibt. Dies soll im folgenden kurz veranschaulicht werden: Die Energie auf der Eingangsseite wird der Energie auf der Ausgangsseite und den Energieverlusten gleichgesetzt. Die Arbeit, die von externen Kräften verrichtet wird, um die Drehung der Räder zu erreichen, repräsentiert die Energie auf der Eingangsseite, die vom Motor aufgebracht wird. Die Energie auf der Ausgangsseite wird durch die Arbeit dargestellt, die durch externe Kräfte gegen die Drehung der Räder aufgebracht wird. Die Energieverluste sind die Arbeit, die auf dem Weg zum Reifen und innerhalb des Reifens verloren geht. Um die Rechnung nicht zu kompliziert zu gestalten, werden bei der Energiebilanz nur die Faktoren berücksichtigt, die bei einer Geradequsfahrt auf ebener Straße in Frage kommen.The method according to the invention enables the coefficient of adhesion to be determined and thus the expected braking distance from measured variables that are recorded while driving reasonable metrological effort and determined with sufficient accuracy can be made without braking attempts to be made. Doing it this method makes use of the relationship between slip and coefficient of adhesion, which results from an energy balance of the vehicle drive. This is intended in the following Briefly illustrated: The energy on the input side becomes the energy equated on the output side and the energy losses. The work done by external forces are performed to achieve the rotation of the wheels the energy on the input side that is applied by the motor. The energy on the output side is represented by the work that is opposed by external forces the rotation of the wheels is applied. The energy losses are the work that is lost on the way to the tire and within the tire. To the bill not to make too complicated, be in the energy balance only those factors are taken into account when driving in a straight line on a level road come into question.

Im Zeitabschnitt # t prodiziert der Motor eine Energie A EM, die sich aus dem an der angetriebenen Hinterachse auftretenden Drehmoment D und der in diesem Zeitabschnitt zurückgelegten Winkeldrehung ##R des Hinterrades errechnen läßt: #EM=D###R (3) In dem Zeitabschnitt # t legt das Fahrzeug den Weg 8 xF zurück, der aus der Geschwindigkeit v des Wagens berechnet werden kann: #xF= v dt (4) Damit kann die Bewegungsenergie A Ekin angegeben werden; sie ist durch die Masse MF des Fahrzeugs, die Beschleunigung b und den zurückgelegten Weg # xF bestimmt: #Ekin MF b axF (5) Oder zusammen mit der Gleichung 4: #Ekin=MF#b#v#t (6) Ein Teil der Energie wird durch Lagerreibung und ähnliches in Wärme umgesetzt (#EV). Dies soll durch das Verlustdrehmoment DV beschrieben werden: #EV=DV###R (7) Durch den Strömungswiderstand k der Luft treten besonders bei höheren Geschwindigkeiten Energieverluste #EL auf; diese Energieverluste hängen quadratisch von der Geschwindigkeit ab: =k#v²#xF (8) L Mit Gleichung 4 ergibt sich daraus: = = k v3 t (9) Da von den Antriebsrädern nur Kraft übertragen werden kann, wenn Schlupf auftritt, ist der zurückgelegte Weg #xR am Radumfang größer als der vom Fahrzeug zurückgelegte Weg #xF; der Weg # xR kann aus der Winkelgeschwindigkeit des Rades d#R und dem dynamischen Radhalbmesser rR bereichnet werden: dt #xR=rR#####t (10) Es tritt also eine Wegdifferenz # x zwischen dem vom Fahrzeug zurückgelegten und am Umfang des Rades entstehenden Weg auf.In the time segment # t, the motor produces an energy A EM, which from the torque D occurring on the driven rear axle and the torque in this The angular rotation ## R of the rear wheel covered over a period of time can be calculated: # EM = D ### R (3) In the time segment # t, the vehicle covers the distance 8 xF, which is derived from the Speed v of the car can be calculated: # xF = v dt (4) With this the Kinetic energy A Ekin can be specified; it is given by the mass MF of the vehicle, the acceleration b and the distance covered # xF determines: #Ekin MF b axF (5) Or together with equation 4: # Ekin = MF # b # v # t (6) Part of the energy becomes converted into heat by bearing friction and the like (#EV). This is said to be due to the loss of torque DV: # EV = DV ### R (7) By the flow resistance k of the air, energy losses #EL occur especially at higher speeds; these energy losses depend on the square of the speed: = k # v² # xF (8) L With equation 4 we get: = = k v3 t (9) Da of the drive wheels only Power can be transmitted when slip occurs, the distance traveled is #xR on the wheel circumference greater than the distance covered by the vehicle #xF; the way # xR can from the angular speed of the wheel d # R and the dynamic wheel radius rR area: dt # xR = rR ##### t (10) So there is a path difference # x between the path covered by the vehicle and arising on the circumference of the wheel.

=#xR - #xF (11) Zusammen mit dieser Wegdifferenz, dem augenblicklichen geschwindigkeitsabhängigen Kraftschlußbeiwert u zwischen Antreibsrad und Straße und der Radlast P läßt sich der Energieverlust ß ES angeben, der durch den Schlupf verursacht wird: #ES=P#µ##x (12) Mit Gleichung 4, 10 und 11 ergibt sich daraus: dF ~ =P#µ(rR@@ - v)##t (13) 5 Aus den dargestellten Einzelenergieen kann man folgende Energiebilanz aufstellen: M=#Ekin + #EV + #EL + #ES (14) Nach Einsetzen der Gleichungen 3, 6, 7, 8 und 13 läßt sich der Grenzübergang ####=###=#R (15) machen. Setzt man gemäß Definition r#R - v = (16) und als Folge aus Gleichung 16 1-s=### (17) so erhält man: D = MFbrR (1-s) + krRv2 (1-s) + DV+P#µrRs (18) Die Gleichung 18 läßt sich nach dem Kraftschlußbeiwert µ auf lösen: D MM b rR (1-s) - k rR v2 (1-s) - D (19) P#rR#s Gleichung 19 kann noch vereinfacht werden, wenn man sich auf so kleine Schlupfgrößen beschränkt, daß gilt: 5 « 1 (20) Dann läßt sich angeben: Damit ist bei richtiger Wahl der Konstante Ko, K1, K2 und K3 durch ständige Messung der Größen Antriebsdrehmoment D, Beschleunigung b, Geschwindigkeit v und Schlupf s eine kontinuierliche komputermäßige Berechnung des Kraftschlußbeiwertes p möglich.= # xR - #xF (11) Together with this path difference, the current speed-dependent adhesion coefficient u between the drive wheel and the road and the wheel load P, the energy loss ß ES caused by the slip can be given: # ES = P # µ ## x (12) With equations 4, 10 and 11 we get: dF ~ = P # µ (rR @@ - v) ## t (13) 5 The following energy balance can be established from the individual energies shown: M = # Ekin + #EV + #EL + #ES (14) After inserting equations 3, 6, 7, 8 and 13, the limit crossing #### = ### = # R (15) can be made. If, according to the definition, r # R - v = (16) and, as a consequence of equation 16, 1-s = ### (17), one obtains: D = MFbrR (1-s) + krRv2 (1-s) + DV + P # µrRs (18) Equation 18 can be solved for the adhesion coefficient µ: D MM b rR (1-s) - k rR v2 (1-s) - D (19) P # rR # s Equation 19 can can be simplified if one restricts oneself to such small slip sizes that the following applies: 5 «1 (20) Then we can state: With the correct choice of the constants Ko, K1, K2 and K3, a continuous computer calculation of the coefficient of adhesion p is possible through constant measurement of the variables drive torque D, acceleration b, speed v and slip s.

Auf die Messung von Antriebsdrehmoment, Beschleunigung, Geschwindigkeit und Schlupf wird bei der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels eingegangen. Im folgenden soll die Bestimmung der Konstante Ko, K1, K2 und K3 erläutert werden.On the measurement of drive torque, acceleration, speed and slip will be discussed in the description of an exemplary embodiment. in the The following explains the determination of the constants Ko, K1, K2 and K3.

Experimentelle Untersuchungen zeigen, daß eine genauere Berechnung des Kraftschlußbeiwertes p erreicht wird, wenn die konstanten nicht aus Fahrzeugdaten errechnet werden, wie es ein Vergleich von Gleichung 21 mit Gleichung 22 nahelegen würde, sondern durch praktische Fahrversuche festgelegt werden.Experimental studies show that a more accurate calculation the coefficient of adhesion p is achieved when the constant is not derived from vehicle data can be calculated as a comparison of Equation 21 with Equation 22 suggests but would be determined by practical driving tests.

Dazu eignet sich folgendes Verfahren: Mit einem Fahrzeug, das gemäß der Beschreibung des Ausführungsbeispiels eine ständige Messung von Antriebsdrehmoment, Beschleunigung, Geschwindigkeit und-Schlupf erlaubt, werden auf unterschiedlichen Straßenbelägen bei verschiedenen Witterungszuständen Fahrversuche durchgeführt, und dabei eine große Anzahl von Wertequadrupeln D, b, v, s aufgezeichnet. Auf den gleichen Strecken werden die zugehörigen Kraftschlußbeiwerte p durch Bremsversuche gewonnen. Gemäß Gleichung 22 wird nun eine Regressionsanalyse mit zusammengehörigen Datensätzen i (Din, bin, vin, 5in durchgeführt. i bedeutet dabei einen Index für die unterschiedlichen Straßenzustände und Straßenbeläge und n einen Index, der von 1 bis zu der Zahl läuft, die der Zahl der jeweiligen bei den Fahrversuchen gewonnenen Datensätze entspricht. Durch diese Regressionsanalyse sind die Konstanten K,, K1, K2 und K3 -für den verwendeten Fahrzeugtyp mit den speziellen Reifen und dem bei den Versuchen konstant gehaltenen Beladungszustand festgelegt. Durch Wiederholung der obengenannten Versuche mit unterschiedlichen Beladungszuständen und mit verschiedenen Reifentypen kann die Abhängigkeit des Faktor K3 von den verwendeten Reifen festgelegt werden.The following procedure is suitable for this: With a vehicle that is in accordance with the description of the exemplary embodiment a constant measurement of drive torque, Acceleration, speed and slip are allowed on different levels Road pavement tests carried out in different weather conditions, and a large number of quadruples of values D, b, v, s are recorded. On the the same distances are the associated adhesion coefficients p by braking tests won. According to equation 22, a regression analysis is now performed with related records i (Din, bin, vin, 5in. i means an index for the different road conditions and road surfaces and n one Index that runs from 1 to the number that corresponds to the number of the respective driving tests records obtained. Through this regression analysis, the constants are K ,, K1, K2 and K3 - for the type of vehicle used with the special tires and the loading condition, which was kept constant during the tests. By repetition of the above-mentioned experiments with different loading conditions and with different Tire types can determine the dependency of the factor K3 on the tires used will.

Da sich beim praktischen Fahrbetrieb nur der Beladungszustand kurzfristig ändern kann, ist es sinnvoll ihn durch Messung der mittleren Einfederung an Vorder- und Hinterachse (meßbar durch Potentiometer) festzustellen und die dadurch bestimmte Veränderung der Konstante K1 vorzunehmen. Die Konstante K3 muß beim Aufziehen neuer Reifen anderen Typs entsprechend umjustiert werden.Since in practical driving only the load condition changes for a short time can change, it makes sense to measure the mean deflection on the front and rear axle (can be measured by a potentiometer) and the determined Change the constant K1. The constant K3 must be updated when new Tires of other types can be readjusted accordingly.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention is based on an exemplary embodiment explained in more detail by drawings.

Es zeigt Figur 1 das Prinzipbild für die Drehzahlerfassung der Räder, Figur 2 das Prinzipbild einer Analogschaltung zur Berechnung des Schlupfes, Figur 3 eine schematische Darstellung der Drehmomentmessung und Figur 4 das Prinzipbild einer Schaltung zur Berechnung des Bremsweges.Figure 1 shows the basic diagram for detecting the speed of the wheels, FIG. 2 shows the basic diagram of an analog circuit for calculating the slip, FIG 3 shows a schematic representation of the torque measurement and FIG. 4 shows the basic diagram a circuit for calculating the braking distance.

Die Drehzahl der vier Fahrzeugräder wird durch geeignete Aufnehmer erfaßt. Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel folgende J;&tglichkeit: An den Felgen 1 der Räder sind ein oder mehrere rl-flanentinagnete 1a angebracht, die beim Vorbeilaufen an einer fest montierten Spule 2 Spannungsimpulse erzeugen. Uber einen Schmitttrigger 3 werden durch eine Logikschaltung 4 Integratoren 5 so angesteuert, daß im Wechsel jeweils während der Zeit zwischen zwei Spannungsimpulse eine konstante Spannung aufsummiert wird. Über einen Schalter 6 wird der Integrator ausgewählt, der gerade "hält". An der Zunge des Schalters steht eine der Drehzahl des Rades umgekehrt proportionale Spannung tU zur Verfügung. Figur 2 zeigt als Ausführungsbeispiel für die Berechnung des Schlupfs aus der Drehzahl der 4 Fahrzeugräder das Prinzipbild einer Analogrechnerschaltung. Aus den Spannungswerten ULV und t des linken und rechten Vorderrades URV wird über Summierer 7 ein mittlerer Spannungswert tUV für das vordere Radpaar gebildet. Das gleiche geschieht mit den Spannungswerten tULH des linken Hinterrades und tURH des rechten Hinterrades. In einem weiteren Summierer 8 wird die Differenz zwischen diesem Wert t UH und dem Spannungswert t UV der Vorderräder gebildet. Eine Dividierschaltung 10 bezieht diese Differenz auf den Umlaufwert tUH der Hinterräder, was die Berechnung des Schlupfes s bedeutet. Außerdem bietet die Schaltung die Möglichkeit aus dem Mittelwert der Umlaufzeiten tUV der (nichtgetriebenen) Vorderräder die Geschwindigkeit v in einer weiteren Dividierschaltung 9 zu berechnen.The speed of the four vehicle wheels is determined by suitable sensors recorded. As an exemplary embodiment, Fig. 1 shows the following possibilities: On the Rims 1 of the wheels are one or more rl-flanentinagnete 1a attached, which at Walking past one fixed coil 2 voltage pulses produce. Via a Schmitt trigger 3, 4 integrators are created by a logic circuit 5 controlled so that alternately during the time between two voltage pulses a constant voltage is summed up. A switch 6 is used to activate the integrator selected who just "holds". On the tongue of the switch is one of the speed of the wheel inversely proportional voltage tU available. Figure 2 shows as an embodiment the principle diagram for calculating the slip from the speed of the 4 vehicle wheels an analog computer circuit. From the voltage values ULV and t of the left and right Front wheel URV is a mean voltage value tUV for the front via summer 7 Pair of wheels formed. The same happens with the voltage values tULH of the left Rear wheel and tURH of the right rear wheel. In a further summer 8 is the difference between this value t UH and the voltage value t UV of the front wheels educated. A dividing circuit 10 relates this difference to the circulation value tUH of the rear wheels, which means the calculation of the slip s. In addition, the Switching the possibility from the mean value of the cycle times tUV of the (non-driven) Front wheels to calculate the speed v in a further dividing circuit 9.

Zusätzlich zu den nach Fig. 1 und 2 gewonnenen Größen ist noch die Messung der Beschleunigung und des Drehmoments notwendig.In addition to the sizes obtained according to FIGS. 1 and 2, there is also the Measurement of acceleration and torque necessary.

Die Beschleunigung kann mittels handelsüblicher Aufnehmer gewonnen werden. Sie kann aber auch aus dem Geschwindigkeitssignal durch digitale Differentiation gebildet werden. Das Drehmoment wird an der Verdrehung des Achsrohres 11 der Kardanwelle festgestellt und durch eine Dehnmeßstreifen-Meßbrücke 11a iin elektrische Größen übergeführt. Die Versorgungsspannung und die Meßsignale werden über einen schleifringlosen Drehübertrager 12 oder über Schleifringe von der rotierenden Achse auf den im dazu ruhenden Fahrzeug montierten Wechselstrombrückenverstärker 13 übertragen (Fig. 3). Das Prinzip der eigentlichen Bremswegberechnung ist in Fig. 4 wiedergegeben. In einer analog.oder digital arbeitenden Rechnerschaltung 14 wird aus den nach Fig. 1, 2 und 3 gewonnenen Signalen und aus der Beschleunigung der Kraftschlußbeiwert p gemäß Formel 22 berechnet. Der so gewonnene Kraftschlußbeiwert läuft über einen Speicher 16, der unter bestimmten Bedingungen angehalten werden kann, zum Beispiel, wenn die Berechnungsgüte sehr schlecht wird. Das ist der Fall, wenn der Schlupf einen Wert um Null hat. In einer Vergleichseinrichtung 15a wird diese Bedingung in ein digitales Steuersignal umgesetzt.The acceleration can be obtained by means of a commercially available transducer will. However, it can also be obtained from the speed signal through digital differentiation are formed. The torque is applied to the rotation of the axle tube 11 of the cardan shaft determined and by a strain gauge measuring bridge 11a i in electrical quantities convicted. The supply voltage and the measuring signals are via a slip ringless Rotary transmitter 12 or via slip rings from the rotating axis to the in addition dormant Vehicle-mounted AC bridge amplifier 13 transmitted (Fig. 3). The principle of the actual braking distance calculation is shown in FIG. In an analog or digital computer circuit 14, from the according to Fig. 1, 2 and 3 obtained signals and from the acceleration the coefficient of adhesion p calculated according to formula 22. The coefficient of adhesion obtained in this way runs over a Memory 16, which can be stopped under certain conditions, for example, when the calculation quality is very bad. That is the case when the slip has a value around zero. This condition is established in a comparison device 15a converted into a digital control signal.

Gemäß bereits durchgeführten Versuchen müssen auch bestimmte Geschwindigkeitswerte überbrückt werden. Eine weitere Vergleichseinrichtung 15c erzeugt ein digitales Steuersignal, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb einer am Potentiometer 15b einstellbaren Grenze bleibt. Wegen der Art der Schlupfberechnung muß die Bestimmung des Kraftschlußbeiwerts unterbrochen werden, wenn die Bremse betätigt wird, was durch ein Signal vom Bremsschalter BS festgestellt werden kann. Wenn diese Bedingungen, die durch eine logische Schaltung 15 auscodiert werden, auftreten, wird für die folgende Berechnung einfach der Kraftschlußbeiwert als gültig angenommen, der vor dem Auftreten der jeweiligen Bedingung errechnet wurde. Der Kraftschlußbeiwert, der hinter dem Speicher zur Verfügung steht, wird zusammen mit der jeweiligen Geschwindigkeit in einer analog bzw. digital arbeitenden Schaltung 17 zum Bremsweg xB verrechnet. Es ist dabei zweckmäßig, noch eine gewisse Reaktionszeit t Rk mitzuberücksich tigen, die dem Fahrer zugestanden werden muß. Der so gewonnene Bremsweg wird dem Fahrer in einem geeigneten Anzeigegerät 18 sichtbar gemacht. Als Instrument eignen sich hierfür verschiedene Anzeigeversionen. Als einfachste Lösung bietet sich für die Bremsweganzeige - ähnlich wie beim Tachometer - das Rund- oder Bandanzeigeinstrument an. Nach dem ersten Anschein ist das Rundinstrument vorzuziehen, da es in der Bauform - feste Skala, beweglicher Zeiger - den Vorteil bietet, daß die Winkelstellung des Zeigers nach entsprechender Übung auch ohne Ablesen der Zahlenwerte quantitativ interpretierbar ist.According to tests that have already been carried out, certain speed values must also be used be bridged. Another comparison device 15c generates a digital one Control signal when the vehicle speed is below one on the potentiometer 15b adjustable limit remains. Because of the type of slip calculation, the determination of the adhesion coefficient are interrupted when the brake is applied, what can be determined by a signal from the brake switch BS. If these conditions, which are coded out by a logic circuit 15, will occur for the The following calculation simply takes the adhesion coefficient as valid, the one before the occurrence of the respective condition was calculated. The coefficient of adhesion, which is available behind the memory is together with the respective speed offset in an analog or digital circuit 17 to the braking distance xB. It is advisable to take into account a certain reaction time t Rk, which must be granted to the driver. The braking distance gained in this way is used by the driver made visible in a suitable display device 18. Suitable as an instrument different display versions for this. The simplest solution for the Braking distance display - similar to the speedometer - the round or tape display instrument at. At first glance, the round instrument is preferable because of its design - fixed scale, more movable Pointer - has the advantage that the Angular position of the pointer after appropriate practice even without reading the numerical values can be interpreted quantitatively.

Ein wesentlicher Gesichtspunkt für die Verwertbarkeit eines Anzeigers in Verbindung mit einer in der realen Umwelt ablaufenden Regelungsaufgabe ist die Umsetzung der angezeigten Größe in der Wirklichkeit. Beim Rundinstrument setzt das voraus, daß der am Instrument erzeugte, dem Bremsweg proportionale Winkel in eine entsprechende Länge der realen Umwelt umgesetzt werden muß. Aus dieser Überlegung heraus scheint es besser zu sein, den Bremsweg gleich als eine Länge anzuzeigen.An essential aspect for the usability of an indicator in connection with a control task taking place in the real environment is the Implementation of the displayed size in reality. With the round instrument, that counts assumes that the angle generated on the instrument, the braking distance proportional to a corresponding length of the real environment must be implemented. From this consideration out it seems better to show the braking distance equal than a length.

Das kann mittels der sog. Bandanzeigen geschehen. Eine vertikale Bandanzeige ist dabei zu bevorzugen, da die nach oben gerichtete Zunahme des angezeigten Bremsweges kompatibel ist mit dem nach vorne gerichteten Bremsweg in der Wirklichkeit.This can be done by means of the so-called band displays. A vertical tape display is preferable because the upward increase in the displayed braking distance is compatible with the forward braking distance in reality.

Eine weitere Möglichkeit der Anzeige besteht in einer sog. situationsanalogen Anzeige. Hierbei wird vor dem gezeichneten symbolischen Bild einer Straße ein waagrechter Zeiger nach den Gesetzen der perspektivischen Abbildung in Abhängigkeit von dem anzuzeigenden Bremsweg auf und ab bewegt.Another possibility for the display is what is known as a situation-analogue display Advertisement. Here, a horizontal one is placed in front of the symbolic image drawn of a street Pointer according to the laws of perspective mapping depending on the braking distance to be displayed moved up and down.

Der Nachteil all dieser beschriebenen Anzeigen, daß der Fahrer zu ihrer Beachtung den Blick von der Straße abwenden muß, kann durch ein sog. Head-Up-Display vermieden werden. Hier wird über die Windschutzscheibe das virtuelle Bild eines Lichtbalkens in die reale Straße vor den Fahrer so eingespiegelt, daß die wahrgenommene Entfernung des Lichtbalkens dem anzuzeigenden Bremsweg entspricht.The disadvantage of all these adverts described that the driver too If you have to look away from the street, you can use a so-called head-up display be avoided. Here, the virtual image of a is shown on the windshield The light bar is reflected in the real road in front of the driver in such a way that the perceived Distance of the light bar corresponds to the braking distance to be displayed.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims 1./Method for the continuous approximate determination of the braking distance of a vehicle to be expected while driving, this braking distance is determined by the ratio of the square of the speed of the vehicle to the coefficient of adhesion describing the contact between the wheels of the vehicle and the roadway, characterized that the coefficient of adhesion is determined according to the following relationship, where D is the torque acting on the drive axle, b is the acceleration, v is the speed, s is the slip, K1 is a constant depending on the vehicle mass, K2 is a constant depending on the air resistance of the vehicle, K3 is a constant depending on the tire properties and Ko is other losses mean descriptive constant.

2. The method according to claim 1, characterized in that the constants (K1, K2 and K3) thereby a regression analysis based on braking attempts for a specific vehicle can be determined.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Slip (s) from the speed difference of the mean speed of the non-driven Wheels (tüv) to the mean speed of the driven wheels (tuH) in relation to the mean Speed of the non-driven wheels of the vehicle is determined.

4. The method according to claim 3, characterized in that the speed the vehicle wheels each by means of one or more on the circumference of the wheel rims (1) attached, a coil attached to the body (2) exciting when rotating past Permanent magnets (la) is measured.

5. The method according to claim 4, characterized in that the acceleration is determined from the speed of the non-driven wheels.

6. The method according to claim 2, characterized in that the vehicle mass is determined in each case by measuring the deflection.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that that the coefficient of adhesion (F) determined from the measured values is stored in a memory (16) supplied and called up from there to determine the applicable braking distance will.

8. The method according to claim 7, characterized in that the determination the coefficient of adhesion (i) interrupted when the vehicle brake (BS) is actuated and that the last determined coefficient of adhesion is used to determine the braking distance is retained.

9. The method according to claim 7, characterized in that the determination the coefficient of adhesion is interrupted at low speed.

10. The method according to claim 7, characterized in that the determination the coefficient of adhesion is interrupted when the measured value for the slip becomes approximately zero.

11. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 10, characterized by measuring devices for measuring the number of wheel revolutions (Fig. 1), for measuring the acceleration (b) and the drive torque (D), furthermore by a data processing device (14) for calculating the coefficient of adhesion from the measured variables determined and by a further data processing device (17) for determining the braking distance and a display device (18) for displaying the determined braking distance in the vehicle.

12. Device according to claim 11, characterized by a memory (16) to store the coefficient of adhesion determined in each case.

13. Device according to claim 12, characterized in that the Memory (16) by means of logic operations (15) when certain conditions occur is persistent.