DE3905929C1 - Method and device for detecting side (cross) wind influencing the handling of a vehicle - Google Patents

Method and device for detecting side (cross) wind influencing the handling of a vehicle

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Karl-Heinz Dipl.-Ing. 7031 Gaeufelden De Blume
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Abstract

The subject matter of the invention relates to a method for the early detection of side winds which disturb the handling of a vehicle, and to a device for carrying out the method. The basic measuring method is the Doppler effect. The frequency shift can be used to calculate the wind ahead of the vehicle. A desired characteristic for the deflection of a control device is determined on the basis of these measured values, with the result that the vehicle is given a stable handling.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von das Fahrverhalten eines Fahrzeuges beeinflussenden Seitenwinden gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruches 22.The invention relates to a method for the detection of Cross winds influencing the driving behavior of a vehicle according to the preamble of claim 1 and a device for performing the method according to Preamble of claim 22.

Es ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Erkennung von Seitenwinden und Auswertung der Meßwerte bekannt (DE 36 20 843 A1). Danach erfolgt die Messung des Seitenwindes durch Drucksensoren, die auf das Fahrzeug montiert sind. Nachdem durch diese Sensoren festgestellt wurde, daß das Fahrzeug in einem Gebiet fährt, in dem Seitenwind herrscht, werden an dem Fahrzeug Klappen verstellt, die die Luftströmung um das Fahrzeug derart beeinflussen, daß eine mögliche Reaktion des Fahrzeugverhaltens auf den Seitenwind ausgeglichen werden soll.It is a generic method for the detection of Crosswinds and evaluation of the measured values are known (DE 36 20 843 A1). Then the cross wind is measured through pressure sensors mounted on the vehicle are. After these sensors found that the vehicle is traveling in an area where cross winds are present  there are flaps on the vehicle that are adjusted influence the air flow around the vehicle in such a way that a possible reaction of vehicle behavior to the Cross wind should be balanced.

Außerdem bekannt ist ein als Laser-Doppler-Anemometrie bezeichnetes Meßverfahren. Dieses Meßverfahren wird in der Strömungsmechanik und der Meteorologie angewandt, um Strömungsgeschwindigkeiten zu messen. Nach diesem Meßverfahren wird Licht ausgesandt und ein Teil des gestreuten Lichtes gemessen. Die Messung des gestreuten Lichtes geschieht durch eine Sensorik derart, daß sich aufgrund unterschiedlicher Lichtwege des ausgesandten Lichtes und anschließend gemessenen gestreuten Lichtes eine unterschiedliche Frequenzverschiebung ergibt. Eine Ausführungsform des Meßverfahrens der Laser-Doppler-Anemometrie ist z. B. beschrieben in der DE 37 25 978 C1.Also known is a laser Doppler anemometry designated measuring method. This measuring method is in the Fluid mechanics and meteorology applied to To measure flow velocities. According to this measuring method light is emitted and part of the scattered Light measured. The scattered light is measured through a sensor system in such a way that due to different Light paths of the emitted light and subsequently measured scattered light a different Frequency shift results. An embodiment the measurement method of laser Doppler anemometry is z. B. described in DE 37 25 978 C1.

Bei den bisher bekannten Systemen zur Verbesserung des Seitenwindverhaltens von Fahrzeugen ist somit ein Eingriff erst dann möglich, wenn das Fahrzeug in das Gebiet eingefahren ist, in dem der Seitenwind herrscht. Das heißt, daß das Fahrzeug u. U. schon in einen kritischen Fahrzustand geraten ist.In the previously known systems for improving the Crosswind behavior of vehicles is therefore an interference only possible when the vehicle has entered the area is where the cross wind prevails. It means that the vehicle u. U. already in a critical driving condition is advised.

Außerdem bekannt ist eine Meßanordnung (DE 21 45 770 A1), bei der der von einer Laserlichtquelle ausgesandte Lichtstrahl aufgeweitet wird und bei dem die sich beispielsweise aufgrund von Dichteschwankungen in der Luft ergebenden unterschiedlichen Brechungsindices zu einer bestimmten Intensitätsverteilung in einer Richtung quer zur Richtung des aufgeweiteten Lichtstrahles führen. Wird die Intensitätsverteilung in einer Entfernung z₁ von der Meßanordnung zu einem Zeitpunkt t₁ aufgenommen und wird die Intensitätsverteilung zu einem Zeitpunkt t₂ in einer Entfernung z₂ von der Meßanordnung aufgenommen, wobei die Entfernung z₂ gleich der Entfernung z₁ vermindert um das Produkt der Geschwindigkeit der Meßanordnung mit der Zeitdifferenz (t₂-t₁) ist, so läßt sich aus einer seitlichen Verschiebung d der Intensitätsverteilung und der Zeitdifferenz (t₂-t₁) die Windgeschwindigkeit v W berechnen zu:Also known is a measuring arrangement (DE 21 45 770 A1) in which the light beam emitted by a laser light source is expanded and in which the different refractive indices resulting, for example, due to density fluctuations in the air, result in a specific intensity distribution in a direction transverse to the direction of the expanded one Lead light beam. If the intensity distribution is recorded at a distance z ₁ from the measuring arrangement at a time t ₁ and the intensity distribution is recorded at a time t ₂ at a distance z ₂ from the measuring arrangement, the distance z ₂ being equal to the distance z ₁ reduced by the product the speed of the measuring arrangement with the time difference (t ₂- t ₁) is, it can be from a lateral displacement d of the intensity distribution and the time difference (t ₂- t ₁) the wind speed v W are calculated as:

Das Messen der Intensitätsverteilungen in den Entfernungen z₁ bzw. z₂ wird durch Laufzeitmessungen realisiert.The measurement of the intensity distributions in the distances z ₁ and z ₂ is realized by transit time measurements.

Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß die Intensitätsverteilung zu zwei verschiedenen Zeitpunkten t₁ und t₂ aufgenommen werden muß, die weit genug auseinanderliegen müssen, um eine seitliche Verschiebung d der Intensitätsverteilung in Abhängigkeit des Seitenwindes feststellen zu können. Somit besteht ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen dem maximal meßbaren Betrag des Seitenwindes sowie der Auflösung der Intensitätsmessung und der Zeitdifferenz (t₂-t₁). Mit zunehmender Zeitdifferenz sind zwar auch kleinere Beträge des Seitenwindes meßbar, allerdings nimmt dann die Messung auch einen größeren Zeitraum in Anspruch, so daß ein frühzeitiges Erkennen des Seitenwindgebietes unter Umständen nicht gegeben ist. Außerdem ist aufgrund der statistischen Eigenschaften der Lichtstreuung bei verhältnismäßig wenig streuenden Teilchen eine Messung unterschiedlicher Intensitäten mit Ungenauigkeiten behaftet.The disadvantage of this method is that the intensity distribution must be recorded at two different times t ₁ and t ₂, which must be far enough apart to be able to determine a lateral shift d of the intensity distribution depending on the cross wind. Thus there is a direct connection between the maximum measurable amount of the cross wind and the resolution of the intensity measurement and the time difference (t ₂- t ₁). With increasing time difference, even smaller amounts of cross wind can be measured, but the measurement then also takes a longer period of time, so that early detection of the cross wind area may not be possible. In addition, due to the statistical properties of light scattering with relatively little scattering particles, measurement of different intensities is inaccurate.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Verbesserung des Seitenwindverhaltens eines Fahrzeuges so auszubilden, daß das Gebiet, in dem Seitenwind herrscht, erkannt wird bevor das Fahrzeug dieses Gebiet erreicht.The object of the invention is a generic method to improve the crosswind behavior of a vehicle to train so that the area in the cross wind  prevails before the vehicle detects this area reached.

Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Verbesserung des Seitenwindverhaltens eines Fahrzeuges erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. den kennzeichnenden Merkmalen des Vorrichtungsanspruches 22 gelöst, wobei die Merkmale der weiteren Unteransprüche vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen kennzeichnen.The task is in a generic method for Improvement of the cross wind behavior of a vehicle according to the invention with the characterizing features of claim 1 or the characteristic features of the device claim 22 solved, the characteristics of the other Advantageous training and further education mark.

Ersichtlich liegt ein Vorteil dieser Erfindung gegenüber dem bisherigen Stand der Technik darin, daß das Seitenwindgebiet erkannt wird, bevor das Fahrzeug in dieses Gebiet einfährt. Die Zeitspanne, die vergeht, bis das Fahrzeug dieses Gebiet erreicht, wird genutzt, um die Vorrichtung zur Stabilisierung des Spurhaltens bei Erreichen des Gebietes so anzusteuern, daß das Fahrzeug keinen kritischen Fahrzustand erreicht oder um den Fahrzeugführer durch eine Information über den Seitenwind zu warnen.One advantage of this invention is evident the prior art in that the cross wind area is recognized before the vehicle enters this area drives in. The amount of time that passes before the vehicle reaching this area is used to the device to stabilize lane keeping when reached to control the area so that the vehicle is not critical Driving condition reached or around the driver to warn with information about cross winds.

Treten bei einem Fahrzeug unterschiedliche Windgeschwindigkeiten in Fahrzeuglängsrichtung auf den beiden Fahrzeugseiten auf, so entsteht auf den beiden Fahrzeugseiten eine Druckdifferenz, die sich vergleichbar einem auftretenden Seitenwind auswirkt. Um auch diese unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten erkennen zu können, sind Meßanordnung vergleichbar denen in den Fig. 10, 11 notwendig. Im folgenden wird der Begriff "Seitenwind" verwendet, wobei die dargelegten Verhältnisse analog gelten, wenn auf den beiden Fahrzeugseiten unterschiedliche Windgeschwindigkeiten in Fahrzeuglängsrichtung auftreten.If a vehicle has different wind speeds in the longitudinal direction of the vehicle on the two sides of the vehicle, a pressure difference arises on the two sides of the vehicle which has a comparable effect to a crosswind that occurs. In order to be able to recognize these different wind speeds as well, measuring arrangements comparable to those in FIGS . 10, 11 are necessary. In the following, the term "cross wind" is used, the conditions given analogously if different wind speeds occur in the longitudinal direction of the vehicle on the two sides of the vehicle.

In einer vorteilhaften Ausführung der Vorrichtung wird das vom Fahrzeug ausgesandte Licht gleichzeitig zur Bestimmung des Abstandes des Fahrzeugs von stehenden oder beweglichen Hindernissen benutzt, die sich in Fahrtrichtung des Fahrzeugs befinden.In an advantageous embodiment of the device, the Light emitted by the vehicle for determination at the same time the distance of the vehicle from standing or moving Obstacles used in the direction of travel of the vehicle are located.

Das Meßverfahren zur Erkennung des Seitenwindes beruht auf dem Dopplereffekt. Der Dopplereffekt ist die Frequenzverschiebung der an einem Sensor gemessenen Frequenz einer Strahlung zur Frequenz der Strahlung, die von einem Sender ausgesendet wurde, wobei eine Frequenzverschiebung auftritt, wenn der Sender und der Sensor eine Relativgeschwindigkeit aufweisen. Da im Falle der vorliegenden Problemstellung die Geschwindigkeit eines Atmosphäreteilchens relativ zum Fahrzeug gemessen werden soll, muß von dem Atmosphäreteilchen eine Strahlung ausgesendet werden, die von einer Sensorik gemessen wird, die auf dem Fahrzeug angebracht ist. Um das Atmosphäreteilchen überhaupt zum Aussenden von Licht zu bringen, muß das Atmosphäreteilchen zunächst angestrahlt werden. Das von dem Atmosphäreteilchen ausgesandte Licht ist dann das gestreute Licht aufgrund des Anstrahlens. Beim Anstrahlen des Atmosphäreteilchens durch auf dem Fahrzeug angebrachte Lichtsender erfolgt ebenfalls eine Frequenzverschiebung bei einer Relativbewegung des Atmosphäreteilchens zum Fahrzeug.The measuring method for the detection of the cross wind is based on the Doppler effect. The Doppler effect is the frequency shift the frequency of a sensor Radiation at the frequency of radiation emitted by a transmitter was transmitted with a frequency shift occurring, if the transmitter and the sensor have a relative speed exhibit. Because in the case of the present Problem the speed of a Atmospheric particles can be measured relative to the vehicle to emit radiation from the atmosphere particle be measured by a sensor system that is attached to the vehicle. To the atmosphere particle To get light to emit at all, that must Atmospheric particles are first illuminated. That from the light emitted to the atmospheric particle is then the scattered Light due to the spotlight. When illuminating of the atmospheric particle by attached to the vehicle The light transmitter also undergoes a frequency shift  with a relative movement of the atmosphere particle to Vehicle.

Der gesamte Meßvorgang beruht also darauf, daß von Lichtsendern, die auf dem Fahrzeug angebracht sind, Licht ausgesandt wird, das dann an einem oder mehreren Atmosphäreteilchen gestreut wird und anschließend von einer Sensorik erfaßt wird.The entire measuring process is based on the fact that light transmitters, which are mounted on the vehicle, emitted light is then on one or more atmospheric particles is scattered and then from a sensor system is detected.

Im folgenden wird die Bezeichnung "ein Atmosphäreteilchen" verwendet. Anstatt dieses einen Atmosphäreteilchens können auch mehrere Atmosphäreteilchen gemeint sein, abhängig von Bedingungen, die später noch dargelegt werden.In the following, the term "an atmospheric particle" used. Instead of this one atmosphere particle also several atmospheric particles are meant, depending on Conditions that will be explained later.

Die Frequenzverschiebung liefert eine Information über die Projektion der Relativgeschwindigkeit des streuenden Atmosphäreteilchens zum Fahrzeug auf die Verbindungslinie des Lichtsenders zu dem streuenden Teilchen bzw. über die Projektion der Relativgeschwindigkeit des streuenden Atmosphäreteilchens zum Fahrzeug auf die Verbindungslinie des streuenden Teilchens zu dem Sensor. Dabei gibt es keine eindeutige Aufteilung der insgesamt am Sensor gemessenen Frequenzverschiebung in eine Frequenzverschiebung bei der Aussendung des Lichtes und eine Frequenzverschiebung bei der Streuung des Lichtes. Um also genügend linear unabhängige Gleichungen zu erhalten, um die Geschwindigkeitskomponenten des streuenden Teilchens in der horizontalen Ebene bestimmen zu können, muß das streuende Atmosphäreteilchen entweder von mehreren Punkten aus beobachtet werden oder von mehreren Punkten aus angestrahlt werden. Es ist auch möglich, das Atmosphäreteilchen von mehreren Punkten aus anzustrahlen und von mehreren Punkten aus zu beobachten. Das bedeutet also, daß von dem (den) ausgesendeten Lichtstrahl(en) und dem/den Strahl(en) des gestreuten Lichtes, der/die sich aus der Richtungscharakteristik der Sensorik ergibt/ergeben, wenigstens drei in der horizontalen Ebene liegen und linear unabhängig sein müssen. Um die notwendige Information zu erhalten, dürfen diese drei Strahlen nicht paarweise parallel sein.The frequency shift provides information about the Projection of the relative speed of the scattering Atmospheric particle to the vehicle on the connecting line of the light transmitter to the scattering particle or via the Projection of the relative speed of the scattering Atmospheric particle to the vehicle on the connecting line of the scattering particle to the sensor. There is no clear division of the total measured at the sensor Frequency shift into a frequency shift when emitting the light and a frequency shift in the scattering of light. So to be sufficiently linear to get independent equations to the speed components of the scattering particle in the horizontal To be able to determine the level must be scattering Atmospheric particles either from several points  be observed or illuminated from several points will. It is also possible that To emit atmospheric particles from several points and to observe from several points. That means that is from the light beam (s) emitted and the beam (s) of scattered light results from the directional characteristic of the sensors, at least three in the horizontal plane lie and must be linearly independent. To the necessary To receive information, these three rays are allowed not be parallel in pairs.

Allgemein gilt, daß der Weg des Lichtes umkehrbar ist, d. h., daß an die Stelle der Orte, an denen das gestreute Licht beobachtet werden soll, die Lichtsender gesetzt werden können und an die Stelle der Lichtsender die Orte, an denen das gestreute Licht beobachtet werden soll. Außerdem ist es möglich, mehrere Lichtsender aus einer Lichtquelle zu versorgen, indem ein Strahlteilersystem verwendet wird. Die Richtung der Strahlen des Lichtes, das das Strahlteilersystem verläßt, muß dann mit der Richtung des Lichtes übereinstimmen, das aufgrund der Meßanordnung von den Lichtsendern ausgehen muß. Ebenso ist es möglich, mehrere Orte, an denen das gestreute Licht beobachtet werden soll, zu einem Sensor zusammenzufassen, indem das gestreute Licht, das auf die Orte auftrifft, an denen in einer ursprünglichen Anordnung das gestreute Licht gemessen wurde, auf einen gemeinsamen Sensor umgelenkt wird (beispielsweise durch Sammellinsen). In general, the path of light is reversible, d. that is, in the place of the places where the scattered Light should be observed, the light transmitter set can be and in the place of the light transmitter the places where the scattered light is to be observed. Furthermore it is possible to have multiple light transmitters from one Supply light source by using a beam splitter system is used. The direction of the rays of light then leaves the beam splitter system with the direction of the light match that due to the measuring arrangement must emanate from the light transmitters. It is also possible several places where the scattered light observed should be combined into one sensor by the scattered light that strikes the places where in an original arrangement measured the scattered light was redirected to a common sensor (for example through converging lenses).  

Daraus ergeben sich dann verschiedene Meßanordnungen, von denen ein Teil in den Fig. 2-8 dargestellt ist.This then results in various measuring arrangements, some of which are shown in FIGS . 2-8.

Bei der Verwendung einer Meßanordnung bestehend aus mehreren Lichtsendern muß das gemessene gestreute Licht eindeutig einem der Lichtsender zugeordnet werden können. Eine Realisierungsmöglichkeit besteht darin, das Licht der einzelnen Lichtsender jeweils mit unterschiedlicher Frequenz auszusenden. Eine alternative Realisierungsmöglichkeit besteht darin, die Lichtsender im Pulsbetrieb im Gegentakt zu betreiben, um zu jedem Zeitpunkt, an dem gestreutes Licht auftritt, die Zuordnung dadurch zu ermöglichen, daß nur ein Lichtsender in Betrieb ist.When using a measuring arrangement consisting of several The measured scattered light must be clearly transmitted by light transmitters can be assigned to one of the light transmitters. One possibility is to light the individual light transmitter each with a different frequency send out. An alternative implementation option consists of pushing the light transmitter in pulse mode to operate at any time on the spread Light occurs to allow mapping by that only one light transmitter is in operation.

Im folgenden wird die Realisierung des Verfahrens anhand einer Anordnung beschrieben, die aus zwei Lichtsendern und einem Sensor besteht. Dabei schneiden sich die beiden Lichtstrahlen in einem Kreuzungspunkt und die Richtungscharakteristik des Sensors ist auf diesen Kreuzungspunkt gerichtet. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann diese Anordnung entsprechend den oben angegebenen Regeln variiert werden.The implementation of the method is described below described an arrangement consisting of two light transmitters and a sensor. The two intersect Beams of light at an intersection and the directional characteristic of the sensor is on this crossing point directed. Without restricting generality, this can Arrangement varies according to the rules given above will.

Vorteilhafterweise wird die Entfernung des Kreuzungspunktes der beiden Lichtstrahlen abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit derart variiert, daß eine Zeitspanne t ges zur Verfügung steht, in derThe distance of the crossing point of the two light beams is advantageously varied as a function of the vehicle speed in such a way that a time period t tot is available in which

  • (1.) die Signale zur Seitenwindmessung ausgewertet werden können und in der (1.) the signals for cross wind measurement are evaluated can and in the  
  • (2.) abhängig von der speziellen Ausführung der Steuerungsvorrichtung die Einstellung des Ausschlags der Steuerungsvorrichtung zur Verbesserung des Seitenwindverhaltens des Fahrzeuges und/oder die Ausgabe einer Information über den Seitenwind an den Fahrzeugführer einschließlich dessen Reaktion auf diese Situation erfolgen kann,(2.) depending on the special version of the Control device adjusting the deflection the control device for improving the Cross wind behavior of the vehicle and / or the Output of information about the cross wind to the Drivers including their response to this situation can happen

bevor das Fahrzeug in der Seitenwindböe ein kritisches Fahrverhalten erlangt. Die Zeitspanne t ges ergibt sich aus der Fahrzeuggeschwindigkeit v f und der Entfernung s k des Kreuzungspunktes von der Frontseite des Fahrzeuges durch die Gleichung:before the vehicle gains critical driving behavior in the cross wind gust. The time period t tot results from the vehicle speed v f and the distance s k of the crossing point from the front of the vehicle by the equation:

und stellt die Zeitspanne dar, die vergeht, bis das Fahrzeug den Punkt erreicht, in dem der Seitenwind momentan gemessen wird. Dieser Punkt ist der Kreuzungspunkt.and represents the amount of time that passes before the vehicle reaches the point where the cross wind is currently is measured. This point is the crossing point.

Auf der Grundlage dieser Zeitspanne t ges erfolgt die Auswertung in der Auswertungseinrichtung. Diese Auswertung kann darin bestehen, ein Ausgangssignal zu erzeugen, das dem Fahrzeugführer den zeitlichen Verlauf des Seitenwindes anzeigt, den das Fahrzeug durchfahren wird. Weiterhin kann aus dem zeitlichen Verlauf des Seitenwindes, den das Fahrzeug durchfahren wird, eine zu erwartende Reaktion des Fahrzeugs auf den Seitenwind ermittelt werden. The evaluation takes place in the evaluation device on the basis of this time period t tot . This evaluation can consist in generating an output signal which indicates to the driver of the vehicle the temporal course of the cross wind which the vehicle is traveling through. Furthermore, an expected reaction of the vehicle to the crosswind can be determined from the temporal course of the crosswind that the vehicle is traveling through.

Diese zu erwartende Reaktion des Seitenwindes kann durch Lösen der grundlegenden Bewegungsgleichungen für die Drehbewegung und die seitliche Verschiebung des Fahrzeuges erfolgen, indem eine Drehmomentbilanz und eine Bilanz der wirkenden Kräfte erstellt wird. In diese Gleichungen gehen in bekannter Weise verschiedene Faktoren ein, wie z. B.This expected reaction of the cross wind can be caused by Solve the basic equations of motion for the Rotational movement and the lateral displacement of the vehicle done by a torque balance and a balance of the acting forces is created. Go into these equations in a known manner various factors, such as. B.

  • - Gesamtgewicht des Fahrzeuges,- total weight of the vehicle,
  • - Verteilung des Gewichtes des Fahrzeuges,- distribution of the weight of the vehicle,
  • - Fahrwerksgeometrie und Elastizitäten in dem Fahrwerk,- Chassis geometry and elasticities in the Landing gear,
  • - Eigenschaften der Fahrzeugräder,- properties of the vehicle wheels,
  • - Gesamtfläche des Seitenflächenprofils des Fahrzeuges,- Total area of the side surface profile of the Vehicle,
  • - Flächenschwerpunkt des Seitenflächenprofils des Fahrzeuges,- Center of gravity of the side surface profile of the Vehicle,
  • - Stärke, Verteilung und Richtung des auf das Seitenflächenprofil des Fahrzeugs einwirkenden Seitenwindes,- Strength, distribution and direction of the Side surface profile of the vehicle acting Cross wind,
  • - Fahrzeuggeschwindigkeit.- vehicle speed.

Diese Faktoren müssen der Auswertungseinrichtung bekannt sein. Wenn eine Messung von einer oder mehreren dieser Größen nicht möglich ist, müssen über die entsprechenden Größen Annahmen gemacht werden, um die Gleichungen zu lösen.These factors must be known to the evaluation facility be. If a measurement of one or more of these Sizes not possible must have the appropriate one Magnitude assumptions are made to solve the equations.

Alternativ zum Lösen der Kraft- und Drehmomentbilanzgleichungen kann auch a priori ein Kennlinienfeld aufgenommen werden, das den Verlauf einer für das Seitenwindverhalten des Fahrzeuges charakteristischen Größe in Abhängigkeit der aufgezählten Faktoren angibt. Diese charakteristische Größe kann sein die Gierwinkelgeschwindigkeit, Roll-, Nickbewegung und/oder die Seitenverschiebung des Fahrzeugs. Im folgenden wird die Gierwinkelgeschwindigkeit als charakteristische Größe beschrieben, die Ausführungen gelten jedoch analog für die anderen charakteristischen Größen.As an alternative to solving the force and torque balance equations A characteristic curve field can also be recorded a priori be the course of a crosswind behavior characteristic size of the vehicle depending on the  factors listed. This characteristic Size can be the yaw rate, roll, Nodding movement and / or the lateral shift of the vehicle. In the following, the yaw rate is called characteristic size described the finishes however, apply analogously to the other characteristic ones Sizes.

Die zeitliche Änderung der Gierwinkelgeschwindigkeit kann in einer ersten Näherung als proportional zur Projektion des Abstandes des Massenschwerpunktes des Fahrzeugs vom Seitenflächenschwerpunkt des Fahrzeuges auf die Fahrzeuglängsrichtung angenommen werden. Das heißt, daß eine Vergrößerung dieses Abstandes zu einem größeren Sollwert für den Ausschlag der Steuervorrichtung führt. Ein anderer möglicher Grund für die Änderung dieses Abstandes liegt in einer Veränderung des Seitenflächenprofils des Fahrzeugs beispielsweise durch einen Dachgepäckträger und/oder einen Fahrzeuganhänger. Eine Möglichkeit zur Berücksichtigung dieser Faktoren ist die Messung der Verteilung der Zuladung des Fahrzeugs zur Bestimmung der Lage des Massenschwerpunktes. Dabei sollte das Seitenflächenprofil des Fahrzeugs vorteilhafterweise konstant sein oder es muß ggf. vor Fahrtantritt durch den Fahrzeugführer eine mögliche Änderung des Seitenflächenprofils des Fahrzeugs in Form einer geeigneten Dialogführung der Auswertungseinrichtung zur Ermittelung des Sollwertes des Ausschlages des Steuervorrichtung mitgeteilt werden. The temporal change in yaw rate can in a first approximation as proportional to the projection the distance from the center of gravity of the vehicle to Side center of gravity of the vehicle on the vehicle longitudinal direction be accepted. That means an enlargement this distance to a larger setpoint for leads the deflection of the control device. Another possible reason for changing this distance is in a change in the side profile of the vehicle for example by a roof rack and / or a Vehicle trailer. One way to consider of these factors is the measurement of the distribution of the payload of the vehicle to determine the position of the center of mass. The side surface profile of the Vehicle advantageously be constant or it must if necessary, before the start of the journey by the driver Change the side profile of the vehicle in Form of a suitable dialog for the evaluation facility to determine the target value of the deflection of the control device.  

Soll diese durch den Seitenwind bedingte Gierwinkelgeschwindigkeit automatisch kompensiert werden, muß die Steuervorrichtung dann so betätigt werden, daß das Fahrzeug seine Richtung beibehält. Die Meßeinrichtung ist in einer einfachen Anordnung nicht in der Lage, zu einem Zeitpunkt ein ausgedehntes Gebiet vor dem Fahrzeug komplett auszumessen, sondern die Messung des Seitenwindes erfolgt punktweise. Die Eingangsgröße zur Ermittelung des Sollverlaufs des Ausschlags der Steuervorrichtung ist in diesem Fall die Änderung des Seitenwindes längs zur Fahrtrichtung.Should this yaw rate due to the cross wind must be automatically compensated for Control device can then be operated so that the vehicle maintains its direction. The measuring device is in a simple arrangement unable to become one Time an extensive area in front of the vehicle completely to measure, but the measurement of the cross wind occurs point by point. The input variable for determining the Target course of the deflection of the control device is in in this case the change of the cross wind along Direction of travel.

Eine Verbesserung des Verfahrens der Vorgabe eines Sollverlaufes für den Ausschlag der Steuervorrichtung läßt sich erzielen, wenn die durch die Konstruktion bedingte maximale Änderungsgeschwindigkeit für den Ausschlag der Steuervorrichtung verglichen wird mit der aufgrund des Sollverlaufes notwendigen maximalen Änderungsgeschwindigkeit des Ausschlages der Steuervorrichtung. Übersteigt die notwendige Änderungsgeschwindigkeit für den Ausschlag die konstruktiv bedingte maximale Änderungsgeschwindigkeit, so wird der Sollverlauf für den Ausschlag der Steuervorrichtung dahingehend verändert, daß der Punkt mit maximalem Ausschlag unverändert bleibt und der Sollverlauf für den Ausschlag der Steuervorrichtung so geändert wird, daß der maximale Ausschlag der Steuervorrichtung zu dem richtigen Zeitpunkt erreicht wird. Dieses Verfahren führt u. U. zu einem Übersteuern der Steuervorrichtung vor Erreichen des Punktes mit maximalem Seitenwind, so daß das Fahrzeug anluvt.An improvement in the process of specifying a target course for the deflection of the control device to achieve if the due to the construction maximum rate of change for the deflection of the Control device is compared with that due to Target course necessary maximum rate of change the deflection of the control device. Exceeds that necessary rate of change for the rash design-related maximum rate of change, so becomes the target course for the deflection of the control device changed so that the point with maximum Rash remains unchanged and the target course for the Deflection of the control device is changed so that the maximum deflection of the control device to the correct one Point in time is reached. This procedure leads u. U. zu oversteering of the control device before reaching the  Point with maximum cross wind so that the vehicle winds.

Die beschriebene Steuervorrichtung kann durch einen Eingriff in die Lenkung von einer oder mehrerer Achsen erfolgen und/oder durch die Verstellung von einem oder mehreren Spoilern und/oder durch die Verstellung von einer oder mehrerer Klappen an dem Fahrzeug.The described control device can be done by an intervention in the steering of one or more axles and / or by adjusting one or more Spoilers and / or by adjusting one or more flaps on the vehicle.

Eine weitere Möglichkeit zur Berücksichtigung von fahrzeugspezifischen Größen oder von Betriebsbedingungen besteht darin, beim Einfahren in eine zuvor gemessene Seitenwindböe den Ausschlag der Steuervorrichtung des Fahrzeugs entsprechend dem Kennlinienspeicher einzustellen und eine Abweichung des Fahrzeugverhaltens von dem Sollverhalten zu bestimmen. Bei dieser Methode wird nicht unterschieden ob die Abweichung auf einer Verlagerung des Massenschwerpunktes oder auf einer Veränderung des Seitenflächenprofils des Fahrzeugs beruht. Außerdem kann durch diese Methode eine Veränderung der Dynamik des Fahrzeugverhaltens bei Seitenwind durch das variable Gesamtgewicht des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Der Sollwert für den Ausschlag der Steuervorrichtung wird also adaptiv angepaßt, wenn das Fahrzeugverhalten bei Seitenwind von dem Sollverhalten abweicht. Dieses adaptive Verhalten berücksichtigt auch andere mögliche störende Faktoren, die zu einem Abweichen vom erwarteten Verhalten bei Auftreten von Seitenwind führen und hier nicht einzeln aufgezählt sind. Bei diesem Verfahren ist allerdings zu berücksichtigen, daß zusammen mit dem Seitenwind auftretende Störgrößen, die die im Kennlinienspeicher verwendete charakteristische Größe beeinflussen - das bedeutet für den vorliegenden Fall, daß die Gierwinkelgeschwindigkeit durch Störgrößen beeinflußt wird - durch geeignete Maßnahmen entweder unmittelbar gemessen oder durch Verwendung von statistischen Methoden in der Auswertungseinrichtung weggemittelt werden müssen.Another way to consider vehicle-specific sizes or operating conditions consists in entering a previously measured Cross wind gust the deflection of the control device of the Set vehicle according to the characteristic curve memory and a deviation of the vehicle behavior from the target behavior to determine. No distinction is made with this method whether the deviation is due to a relocation of the Center of gravity or on a change of Side surface profile of the vehicle is based. Besides, can through this method a change in the dynamics of the Vehicle behavior in cross winds due to the variable total weight of the vehicle are taken into account. The The setpoint for the deflection of the control device is thus adaptively adapted if the vehicle behavior in cross winds deviates from the target behavior. This adaptive behavior takes into account other possible disruptive factors, which contribute to a deviation from the expected behavior Cross winds occur and not individually here are enumerated. With this procedure, however, is too  take into account that occurring along with the cross wind Disturbance variables that the used in the characteristic curve memory influence characteristic size - for the present case that the yaw rate by Disturbance variables is influenced - by suitable measures either measured directly or by using statistical methods in the evaluation facility must be averaged out.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is in the drawing shown and is described in more detail below. It demonstrate:

Fig. 1 Kennlinienfeld zur Darstellung der Gierwinkelgeschwindigkeit eines Fahrzeuges beim Durchfahren einer Seitenwindböe, Fig. 1 characteristic diagram showing the yaw rate of a vehicle when driving through a side wind,

Fig. 2 Darstellung der Vertauschbarkeit: Orte 1.2 zur Beobachtung des gestreuten Lichtes 1.1 <-< Lichtsender 2, FIG. 2 showing the interchangeability Locations 1.2 for observing the scattered light 1.1 <- <light emitter 2,

Fig. 3 Speisung mehrerer Lichtsender 2 aus einer Lichtquelle 3, Fig. 3 supply more light emitters 2 from a light source 3,

Fig. 4 Zusammenfassung des Lichtes von mehreren Orten 1.2 zur Beobachtung des gestreuten Lichtes 1.1 auf einen Sensor 6, Fig. 4 Summary of light from multiple locations 1.2 for observing the scattered light of 1.1 to a sensor 6,

Fig. 5 eine erste Meßanordnung zur Durchführung des Verfahrens, Fig. 5, a first measuring arrangement for carrying out the method,

Fig. 6 eine zweite Meßanordnung zur Durchführung des Verfahrens, Fig. 6 is a second measuring arrangement for carrying out the method,

Fig. 7 eine dritte Meßanordnung zur Durchführung des Verfahrens, Fig. 7 shows a third measuring arrangement for carrying out the method,

Fig. 8 eine vierte Meßanordnung zur Durchführung des Verfahrens, Fig. 8 shows a fourth measuring arrangement for carrying out the method,

Fig. 9 Auswertungseinrichtung 20 zur Ermittlung eines Ausgangssignals 50, Fig. 9 Evaluation means 20 for determining an output signal 50,

Fig. 10 eine erste Meßanordnung zur Bestimmung von auf beiden Fahrzeugseiten unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten in Fahrzeuglängsrichtung, Fig. 10 shows a first measuring arrangement for the determination of different wind speeds on both vehicle sides in the vehicle longitudinal direction,

Fig. 11 eine zweite Meßanordnung zur Bestimmung von auf beiden Fahrzeugseiten unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten in Fahrzeuglängsrichtung. Fig. 11 shows a second measuring arrangement for the determination of different wind speeds on both vehicle sides in the vehicle longitudinal direction.

Fig. 1 zeigt ein Kennlinienfeld, das den zeitlichen Verlauf der Gierwinkelgeschwindigkeit eines Fahrzeuges beim Durchfahren einer Seitenwindböe darstellt. Nach dem Einfahren des Fahrzeugbugs in die Böe zum Zeitpunkt t₁ steigt die Gierwinkelgeschwindigkeit in Lee-Richtung an bis zum Zeitpunkt t₂ auch das Fahrzeugheck von der Seitenwindböe angeströmt wird. Von diesem Zeitpunkt an ist die Gierwinkelgeschwindigkeit nahezu konstant bis der Fahrzeugbug zum Zeitpunkt t₃ aus der Böe ausfährt. Ab diesem Zeitpunkt nimmt die Gierwinkelgeschwindigkeit soweit ab, daß eine Richtungsänderung erfolgt und sich eine Gierwinkelgeschwindigkeit in Luv-Richtung einstellt. Zum Zeitpunkt t₄ fährt das Fahrzeugheck aus der Seitenwindböe heraus und die Gierwinkelgeschwindigkeit fällt auf den Wert 0. Dieser zeitliche Verlauf der Gierwinkelgeschwindigkeit ergibt sich beim Festhalten des Lenkrades in Geradeaus- Richtung und ist somit durch den Seitenwind bedingt. Fig. 1 shows a characteristic diagram illustrating the timing of the yaw angular velocity of a vehicle when driving through a side wind. After entering the vehicle bow into the gust at time t ₁, the yaw rate increases in the lee direction until time t ₂ the rear of the vehicle is flown by the side wind gust. From this point in time, the yaw angular velocity is almost constant until the vehicle bow extends out of the gust at time t ₃. From this point in time, the yaw rate decreases so much that a change of direction takes place and a yaw rate in the windward direction occurs. At the time t ₄, the rear of the vehicle moves out of the side wind gust and the yaw rate drops to the value 0. This time course of the yaw rate results when the steering wheel is held in a straight-ahead direction and is therefore caused by the side wind.

Fig. 2 zeigt die grundsätzliche Möglichkeit, die Orte 1.2 zur Beobachtung des gestreuten Lichtes 1.1 mit den Lichtsendern 2 zu vertauschen. Dieses Prinzip gilt für alle möglichen Meßanordnungen. Gleichzeitig ist gezeigt, daß die Meßanordnung an unterschiedlichen Stellen am Fahrzeug angebracht sein kann. Auch dieses Prinzip gilt für alle möglichen Meßanordnungen. Fig. 2 shows the basic possibility of the locations 1.2 for observing the scattered light with the light emitters 2 1.1 to interchange. This principle applies to all possible measuring arrangements. At the same time it is shown that the measuring arrangement can be attached to the vehicle at different points. This principle also applies to all possible measuring arrangements.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist es möglich, mehrere Lichtsender 2 aus einer Lichtquelle 3 mit einer Strahlteileranordnung zu speisen. Die Aufspaltung des Lichtes geschieht in an sich bekannter Weise durch optische Mittel wie z. B. teildurchlässige Spiegel 4, Prismen, Spiegel 5, Linsen und/oder Lichtleiter. Diese Möglichkeit gilt für alle Meßanordnungen. As can be seen from FIG. 3, it is possible to feed several light transmitters 2 from one light source 3 with a beam splitter arrangement. The splitting of the light is done in a known manner by optical means such. B. semitransparent mirrors 4 , prisms, mirrors 5 , lenses and / or light guides. This option applies to all measuring arrangements.

In einer Umkehrung des Prinzips der Fig. 3 zeigt Fig. 4 die Möglichkeit der Zusammenfassung des Lichtes von mehreren Orten 1.2 zur Beobachtung des gestreuten Lichtes 1.1 auf einen Sensor 6. Diese Zusammenfassung des Lichtes geschieht in an sich bekannter Weise durch optische Mittel wie z. B. Linsen, Prismen, Spiegel 5 und/oder Lichtleiter.In a reversal of the principle of FIG. 3, FIG. 4 shows the possibility of combining the light from several locations 1.2 for observing the scattered light 1.1 on a sensor 6 . This summary of the light is done in a conventional manner by optical means such. B. lenses, prisms, mirrors 5 and / or light guides.

Fig. 5 zeigt eine Meßanordnung zur Bestimmung des Seitenwindes. Dabei werden von zwei Lichtsendern 2 Lichtstrahlen 2.1 schräg vor das Fahrzeug ausgesandt, die sich in dieser speziellen Anordnung vor dem Fahrzeug in der Mitte des Fahrzeugs kreuzen. An dem Fahrzeug ist an der Frontseite ein Sensor 6 in Fahrzeugmitte angebracht, der eine Richtungscharakteristik auf den Kreuzungspunkt 7.1 der beiden ausgesandten Lichtstrahlen aufweist. Dieser Sensor 6 ist in den Ort 1.2 zur Beobachtung des gestreuten Lichtes 1.1 integriert. Diese Integration von einem (oder mehreren) Sensoren in den/die Ort(e) zur Beobachtung des gestreuten Lichtes ist grundsätzlich möglich. Fig. 5 shows a measuring arrangement for determining the cross wind. In this case, light beams 2 emitted 2.1 obliquely ahead of the vehicle from two light emitters, which cross in this particular arrangement, front of the vehicle in the middle of the vehicle. A sensor 6 is attached to the front of the vehicle in the center of the vehicle and has a directional characteristic at the point of intersection 7.1 of the two emitted light beams. This sensor 6 is integrated in the location 1.2 for observing the scattered light 1.1 . This integration of one (or more) sensors into the location (s) for observing the scattered light is fundamentally possible.

Fig. 6 zeigt eine Meßanordnung ähnlich der in Fig. 5 gezeigten. Allerdings ist hier die Richtungscharakteristik des Sensors 6 nicht auf den Kreuzungspunkt der beiden Lichtstrahlen gerichtet, sondern es ergeben sich zwei Kreuzungspunkte 7.1 der Richtungscharakteristik des Sensors 6 mit den Strahlen des ausgesandten Lichtes 2.1. FIG. 6 shows a measuring arrangement similar to that shown in FIG. 5. However, the directional characteristic of the sensor 6 is not directed at the point of intersection of the two light beams, but there are two points of intersection 7.1 of the directional characteristic of the sensor 6 with the beams of the emitted light 2.1.

Fig. 7 zeigt eine Meßanordnung, bei der von einem Lichtsender 2 ein Lichtstrahl 2.1 ausgesandt wird. Die Orte 1.2 zur Beobachtung des gestreuten Lichtes 1.1 weisen eine solche Richtungscharakteristik auf den Lichtstrahl 2.1 auf, daß sich die beiden Kreuzungspunkte 7.1 ergeben. FIG. 7 shows a measuring arrangement in which a light beam 2.1 is emitted by a light transmitter 2 . The locations 1.2 for observing the scattered light 1.1 have such a directional characteristic on the light beam 2.1 that the two crossing points 7.1 result.

Fig. 8 zeigt eine Meßanordnung ähnlich der in Fig. 7 dargestellten, wobei allerdings die Orte 1.2 zur Beobachtung des gestreuten Lichtes 1.1 eine solche Richtungscharakteristik aufweisen, daß sich nur ein Kreuzungspunkt 7.1 ergibt. Fig. 8 shows a measuring arrangement similar to that shown in Fig. 7, but the locations 1.2 for observing the scattered light 1.1 have such a directional characteristic that there is only one crossing point 7.1 .

Fig. 9 zeigt ein Funktionsblockschaltbild der Auswertungseinrichtung 20 unter Beachtung der möglichen Eingangsgrößen. Diese Auswertungseinrichtung 20 löst die Drehmoment- und Kraftbilanzgleichungen, die sich bei Auftreten von Seitenwind ergeben. Alternativ dazu ist ein Zugriff auf einen Kennlinienspeicher 40 zur Bestimmung des Ausgangssignals 50 möglich. Die Eingangsgrößen, von denen eine oder vorzugsweise mehrere der Auswertungseinrichtung zugeführt werden, sind im folgenden aufgezählt:9 shows a functional block diagram of the evaluation device 20 taking into account the possible input variables. This evaluation device 20 solves the torque and force balance equations that result when cross winds occur. As an alternative to this, access to a characteristic curve memory 40 for determining the output signal 50 is possible. The input variables, one or preferably more of which are fed to the evaluation device, are listed below:

- 21: Signal(e) von einem oder ggf. mehreren Sensoren 6,
- 22: Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentiert,
- 23: Signal, das das Gesamtgewicht des Fahrzeugs repräsentiert,
- 24: Signal, das die Verteilung des Gewichtes des Fahrzeugs repräsentiert,
- 25: Signal, das Eigenschaften der Fahrzeugräder repräsentiert,
- 26: Signal, das die Gesamtfläche des Seitenflächenprofils des Fahrzeugs repräsentiert,
- 27: Signal, das den Flächenschwerpunkt des Seitenflächenprofils des Fahrzeugs repräsentiert,
- 28: Signal, das die Fahrwerksgeometrie und Elastizitäten an dem Fahrwerk repräsentiert,
- 29: Signal, das die Frequenz des ausgesandten Lichtes repräsentiert,
- 41: Signal aus einem Kennlinienspeicher 40,
- 42: Signal, das den Istwert des Fahrzeugverhaltens bei Seitenwind repräsentiert,
- 50: Ausgangssignal zur Weitergabe an eine Steuervorrichtung und/oder zur Information des Fahrzeugführers. 21 : signal (s) from one or possibly several sensors 6 ,
- 22 : signal representing vehicle speed,
- 23 : signal representing the total weight of the vehicle,
24 : signal representing the distribution of the weight of the vehicle,
- 25 : signal representing properties of the vehicle wheels,
26 : signal representing the total area of the side profile of the vehicle,
27 : signal representing the center of gravity of the side surface profile of the vehicle,
- 28 : signal representing the chassis geometry and elasticities on the chassis,
- 29 : signal representing the frequency of the emitted light,
41 : signal from a characteristic curve memory 40 ,
- 42 : signal representing the actual value of vehicle behavior in cross winds,
- 50 : output signal for forwarding to a control device and / or for informing the vehicle driver.

Fig. 10 zeigt eine erste Meßanordnung zur Bestimmung von auf beiden Seiten des Fahrzeugs unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten in Fahrzeuglängsrichtung. In dieser Meßanordnung sind zwei Lichtsender 2 vorhanden und die von den Orten 1.2 zur Beobachtung des gestreuten Lichtes 1.1 ausgehende Richtungscharakteristik ist so ausgeprägt, daß der Wind auf beiden Seiten des Fahrzeugs gemessen werden kann. Fig. 10 shows a first measuring arrangement for the determination of different on both sides of the vehicle wind speeds in the vehicle longitudinal direction. In this measuring arrangement there are two light transmitters 2 and the directional characteristic emanating from the locations 1.2 for observing the scattered light 1.1 is so pronounced that the wind can be measured on both sides of the vehicle.

Fig. 11 zeigte eine zweite Meßanordnung zur Bestimmung von auf beiden Seiten des Fahrzeugs unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten in Fahrzeuglängsrichtung. In der Meßanordnung nach Fig. 11 sind alle Teile mehrfach ausgebildet, so daß auf beiden Seiten des Fahrzeugs separat gemessen wird. Im Gegensatz zu Fig. 10 ist also nicht die Richtungscharakteristik doppelt ausgeprägt sondern es werden mehr Bauteile verwendet. Fig. 11 shows a second measuring arrangement for the determination of different on both sides of the vehicle wind speeds in the vehicle longitudinal direction. In the measuring arrangement according to FIG. 11, all parts are of multiple design so that measurements are carried out separately on both sides of the vehicle. In contrast to Fig . 10 is therefore not double the directional characteristic but more components are used.

Es wird nun eine Funktionsbeschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung gegeben. Die Auswertungseinrichtung 20 ermittelt aus den Sensorsignalen 21 über die Frequenzverschiebung eine Seitengeschwindigkeit in einer Entfernung vor dem Fahrzeug. Mittels dieser zu erwartenden Seitenwindgeschwindigkeit wird ein Ausschlag für die Steuervorrichtung ermittelt. Dieser Ausschlag der Steuervorrichtung muß so groß sein, daß eine möglicherweise auftretende Gierwinkeländerung des Fahrzeuges kompensiert wird. In diesem Ausführungsbeispiel soll angenommen werden, daß die Steuervorrichtung durch einen automatischen Eingriff in die Lenkung realisiert wird. Aus dem in der Auswertungseinrichtung 20 bestimmten Seitenwind wird dann also ein Sollwert für den Ausschlag der Steuervorrichtung bestimmt derart, daß aus der erwarteten Gierwinkelgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit ein Sollwert für den Lenkwinkel bestimmt wird. Dieser Lenkwinkel muß zu dem Zeitpunkt eingeschlagen sein, zu dem das Fahrzeug die Seitenwindböe erreicht, bestimmt sich also aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Entfernung vor dem Fahrzeug, in der der Seitenwind gemessen wird. Diese Bestimmung des Sollwertes der Steuerungsvorrichtung geschieht zu diskreten Zeitpunkten in vorzugsweise gleichen Abständen, so daß sich insgesamt ein Zeitverlauf des Ausschlags der Steuerungsvorrichtung ergibt. Es wird geprüft, ob dieser Ausschlag der Steuerungsvorrichtung erreicht werden kann. Zeigt sich dabei, daß die notwendige Änderungsgeschwindigkeit des Lenkwinkels größer wird als die konstruktiv bedingte Maximalgeschwindigkeit, wird der Sollverlauf des Ausschlags der Steuerungsvorrichtung vor Erreichen des maximal notwendigen Ausschlags an die maximal mögliche Änderungsgeschwindigkeit angepaßt, so daß nach Möglichkeit der Maximalausschlag zum richtigen Zeitpunkt erreicht wird. Der Istwert der Gierwinkelgeschwindigkeit wird der Auswertungseinrichtung zugeführt. Ergibt sich über einen längeren Zeitraum eine Abweichung des Istverhaltens des Fahrzeugs von seinem Sollverhalten, so erfolgt eine automatische Korrektur der zukünftigen Ausgangssignale 50 in der Auswertungseinrichtung 20.A functional description of an embodiment of the invention will now be given. The evaluation device 20 determines a side speed at a distance in front of the vehicle from the sensor signals 21 via the frequency shift. A deflection for the control device is determined by means of this expected cross wind speed. This deflection of the control device must be large enough to compensate for a yaw angle change that may occur in the vehicle. In this exemplary embodiment, it should be assumed that the control device is implemented by an automatic intervention in the steering. A setpoint value for the deflection of the control device is then determined from the side wind determined in the evaluation device 20 such that a setpoint value for the steering angle is determined from the expected yaw rate and the vehicle speed. This steering angle must be at the point in time at which the vehicle reaches the side wind gust, that is to say it is determined from the vehicle speed and the distance in front of the vehicle at which the side wind is measured. This determination of the target value of the control device takes place at discrete times, preferably at equal intervals, so that overall there is a time course of the deflection of the control device. It is checked whether this deflection of the control device can be achieved. If it turns out that the necessary change speed of the steering angle is greater than the design-related maximum speed, the target course of the deflection of the control device is adjusted to the maximum possible change speed before reaching the maximum necessary deflection, so that the maximum deflection is reached at the right time if possible. The actual value of the yaw rate is fed to the evaluation device. If the actual behavior of the vehicle deviates from its target behavior over a longer period of time, then the future output signals 50 are automatically corrected in the evaluation device 20 .

Claims (33)

1. Verfahren zur Erkennung von das Fahrverhalten eines Fahrzeugs beeinflussenden Seitenwinden mittels einer Sensorik (1) und mit einer nachgeschalteten Auswertungseinrichtung (20) zur Erzeugung eines Ausgangssignals (50), dadurch gekennzeichnet, daß an Atmosphäreteilchen gestreutes Licht (1.1) von von mindestens einem Lichtsender (2) am Fahrzeug in Richtung vor das Fahrzeug ausgesandtem monochromatischem Licht (2.1) von der eine Richtungscharakteristik aufweisenden Sensorik (1) empfangen und in der Auswertungseinrichtung (20) im Hinblick auf eine eventuelle Frequenzverschiebung zur Erzeugung des Ausgangssignals (50) ausgewertet wird,
wobei die Summe der Anzahl der Strahlen - des ausgesandten Lichtes (2.1) und der sich aus der Richtungscharakteristik der Sensorik (1) ergebenden - mindestens drei beträgt und daß mindestens drei dieser Strahlen nicht paarweise parallel verlaufen und
daß der Auswertungseinrichtung (20) bei Verwendung mehrerer Lichtsender (2) eine eindeutige Zuordnung des gestreuten Lichtes (1.1) zu den einzelnen Lichtsendern (2) möglich ist und
daß bei Auftreten von mehreren Kreuzungspunkten (7.1) der Richtungscharakteristik der Sensorik (1) mit dem ausgesandten Licht (2.1) alle für die Beobachtung des gestreuten Lichtes (1.1) relevanten Kreuzungspunkte (7.1) in einem Gebiet liegen, in dem die das Licht streuenden Teilchen die gleiche bzw. nahezu gleiche Geschwindigkeit haben.1. A method for detecting cross-winds influencing the driving behavior of a vehicle by means of a sensor system ( 1 ) and with a downstream evaluation device ( 20 ) for generating an output signal ( 50 ), characterized in that light ( 1.1 ) scattered on atmospheric particles by at least one light transmitter ( 2 ) monochromatic light ( 2.1 ) emitted on the vehicle in the direction in front of the vehicle is received by the sensor system ( 1 ) having a directional characteristic and is evaluated in the evaluation device ( 20 ) with regard to a possible frequency shift for generating the output signal ( 50 ),
the sum of the number of rays - of the emitted light ( 2.1 ) and that resulting from the directional characteristic of the sensor system ( 1 ) - is at least three and that at least three of these rays do not run in pairs in parallel and
that the evaluation device ( 20 ) when using several light transmitters ( 2 ) a clear assignment of the scattered light ( 1.1 ) to the individual light transmitters ( 2 ) is possible and
that if several crossing points ( 7.1 ) of the directional characteristic of the sensor system ( 1 ) with the emitted light ( 2.1 ) occur, all the crossing points ( 7.1 ) relevant for the observation of the scattered light ( 1.1 ) are located in an area in which the light-scattering particles have the same or almost the same speed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung mehrerer Lichtsender (2) die Frequenz des von den einzelnen Lichtsendern (2) ausgesandten Lichtes (2.1) unterschiedlich ist.2. The method according to claim 1, characterized in that when using several light transmitters ( 2 ) the frequency of the light emitted by the individual light transmitters ( 2 ) ( 2.1 ) is different. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung mehrerer Lichtsender (2) das Aussenden von Licht (2.1) der einzelnen Lichtsender (2) im Pulsbetrieb mit einem Gegentakt erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that when using a plurality of light transmitters ( 2 ) the emission of light ( 2.1 ) of the individual light transmitters ( 2 ) takes place in pulsed mode with a push-pull. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgesandte Licht (2.1) so aufgespalten wird, daß ein Teil dieses Lichtes der Auswertungseinrichtung (20) unmittelbar als Referenzsignal zugeführt wird.4. The method according to claim 1 or 2 or 3, characterized in that the emitted light ( 2.1 ) is split so that part of this light of the evaluation device ( 20 ) is fed directly as a reference signal. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein für die Beobachtung des gestreuten Lichtes (1.1) relevanter Kreuzungspunkt (7.1) aus der Richtungscharakteristik der Sensorik (1) mit dem ausgesandten Licht (2.1) ergibt.5. The method according to claim 1 or 2 or 3 or 4, characterized in that for the observation of the scattered light ( 1.1 ) relevant intersection ( 7.1 ) results from the directional characteristic of the sensor system ( 1 ) with the emitted light ( 2.1 ). 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Weg des Lichtes dadurch umgekehrt wird, daß eine Anordnung von einem oder mehreren Lichtsendern (2) und der zugehörigen Sensorik (1) entsprechend der Nomenklatur A zu einer Anordnung entsprechend der Nomenklatur B umgeordnet wird, indem der/die Ort(e) des/der Lichtsender(s) (2) gemäß der Anordnung A in der Anordnung B zu einem oder mehreren zur Sensorik (1) gehörenden Ort(en) (1.2) werden, an denen das gestreute Licht (1.1) beobachtet werden soll, und indem der/die Orte (1.2) der Sensorik (1) der Anordnung A, an denen in der Anordnung A das gestreute Licht (1.1) beobachtet werden soll, in der Anordnung B zu einem oder mehreren Ort(en) werden, an dem/denen Lichtsender (2) angeordnet sind.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the path of the light is reversed in that an arrangement of one or more light transmitters ( 2 ) and the associated sensors ( 1 ) according to the nomenclature A to an arrangement corresponding to Nomenclature B is rearranged by the location (s) of the light transmitter (s) ( 2 ) according to the arrangement A in the arrangement B becoming one or more location (s) ( 1.2 ) belonging to the sensor system ( 1 ), at which the scattered light ( 1.1 ) is to be observed and by the location (s) ( 1.2 ) of the sensor system ( 1 ) of the arrangement A, at which the scattered light ( 1.1 ) is to be observed in the arrangement A, in the arrangement B to one or more location (s) where light transmitters ( 2 ) are arranged. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der Richtungscharakteristik der Sensorik (1) und/oder die Richtung des ausgesandten Lichtes (2.1) und somit die Entfernung möglicher Kreuzungspunkte (7.1) von der Fahrzeugfrontseite in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit veränderbar ist. 7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the orientation of the directional characteristic of the sensor system ( 1 ) and / or the direction of the emitted light ( 2.1 ) and thus the distance of possible crossing points ( 7.1 ) from the front of the vehicle depending on the vehicle speed is changeable. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung der möglichen Kreuzungspunkte (7.1) von der Fahrzeugfrontseite mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit vergrößert und mit abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit verkleinert wird.8. The method according to claim 7, characterized in that the distance of the possible crossing points ( 7.1 ) from the front of the vehicle increases with increasing vehicle speed and is reduced with decreasing vehicle speed. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Entfernung der möglichen Kreuzungspunkte (7.1) von der Fahrzeugfrontseite nach einer vorgegebenen Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt.9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the change in the distance of the possible crossing points ( 7.1 ) from the vehicle front is carried out according to a predetermined function of the vehicle speed. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Kreuzungspunkt(e) in Seitenrichtung des Fahrzeuges veränderbar sind und/oder daß sich aufgrund der Meßanordnung ständig mindestens ein Kreuzungspunkt auf jeder Fahrzeugseite ergibt, so daß zusätzlich zu möglichem Seitenwind auf den beiden Fahrzeugseiten unterschiedliche Windgeschwindigkeiten in Fahrzeug-Längsrichtung erkannt werden können.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized, that the crossing point (s) in the lateral direction of the vehicle are changeable and / or that due to the Measuring arrangement constantly at least one crossing point each side of the vehicle, so that in addition to possible Cross winds on the two sides of the vehicle are different Wind speeds detected in the vehicle's longitudinal direction can be. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Frequenzverschiebung in der Auswertungseinrichtung (20) ein Ausgangssignal (50) generiert, das die Stärke und Richtung des Windes repräsentiert. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that a frequency shift in the evaluation device ( 20 ) generates an output signal ( 50 ) which represents the strength and direction of the wind. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemessene Frequenzverschiebung in der Auswertungseinrichtung (20) ein Ausgangssignal (50) generiert, das eine zu erwartende Änderung des Fahrzeugverhaltens aufgrund des ermittelten Windes repräsentiert.12. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that a measured frequency shift in the evaluation device ( 20 ) generates an output signal ( 50 ) which represents an expected change in vehicle behavior due to the determined wind. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zu erwartende Änderung des Fahrzeugverhaltens aufgrund des ermittelten Windes aus Kennlinien bestimmt wird, die den Verlauf einer oder mehrerer für das Fahrzeugverhalten bei Seitenwind charakteristischen Größe(n) in Abhängigkeit von Parametern darstellen, wobei die Parameter fahrzeugspezifische Größen und/oder Betriebsbedingungen sind.13. The method according to claim 12, characterized, that the expected change in vehicle behavior determined from characteristic curves based on the determined wind is the history of one or more for vehicle behavior with cross wind characteristic size (n) depending on parameters, where the parameters vehicle-specific sizes and / or operating conditions are. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die charakteristische Größe(n) für das Fahrzeugverhalten bei Auftreten von Wind die Gierwinkelgeschwindigkeit, die Rollbewegung, die Nickbewegung und/oder die Seitenverschiebung ist/sind.14. The method according to claim 13, characterized, that the characteristic variable (s) for vehicle behavior when wind occurs, the yaw rate, the rolling movement, the pitching movement and / or the Side shift is / are. 15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs einer oder mehrere der Faktoren
  • - Verteilung der Zuladung,
  • - Gesamtgewicht der Zuladung und/oder
  • - das Seitenflächenprofil des Fahrzeugs
15. The method according to claim 13 or 14, characterized in that one or more of the factors related to the operating conditions of the vehicle
  • - distribution of payload,
  • - total weight of the load and / or
  • - The side profile of the vehicle
zählen.counting. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) relevante(n) Faktor(en) in an sich bekannter Weise unmittelbar gemessen oder vor Fahrtantritt durch den Fahrzeugführer der Auswertungseinrichtung (20) mitgeteilt werden.16. The method according to claim 15, characterized in that the relevant factor (s) are measured directly in a manner known per se or are communicated to the evaluation device ( 20 ) by the vehicle driver before the start of the journey. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (50) der Auswertungseinrichtung (20) an eine Steuervorrichtung gegeben wird derart, daß eine mögliche Reaktion des Fahrzeugverhaltens auf den ermittelten Wind durch diese Steuervorrichtung ausgeglichen wird.17. The method according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the output signal ( 50 ) of the evaluation device ( 20 ) is given to a control device such that a possible reaction of the vehicle behavior to the determined wind is compensated by this control device. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (50) der Auswertungseinrichtung (20) einen Sollverlauf für den Ausschlag der Steuervorrichtung darstellt, ermittelt aus dem erwarteten Fahrzeugverhalten aufgrund des ermittelten Windes derart, daß die Steuervorrichtung das Fahrverhalten des Fahrzeugs so beeinflußt, daß die erwartete Fahrzeugreaktion auf den ermittelten Wind neutralisiert wird. 18. The method according to claim 17, characterized in that the output signal ( 50 ) of the evaluation device ( 20 ) represents a desired course for the deflection of the control device, determined from the expected vehicle behavior based on the wind determined such that the control device influences the driving behavior of the vehicle that the expected vehicle response to the determined wind is neutralized. 19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschlag der Steuervorrichtung ggf. übersteuert wird, um den notwendigen Ausschlag der Steuervorrichtung bei Erreichen des Ortes mit dem ermittelten maximalen Wind zu erreichen.19. The method according to claim 17, characterized, that the deflection of the control device may oversteer will to the necessary deflection of the control device when reaching the place with the determined maximum wind to reach. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (50) der Auswertungseinrichtung (20) dem Fahrzeugführer als Information angezeigt wird.20. The method according to any one of claims 11 to 16, characterized in that the output signal ( 50 ) of the evaluation device ( 20 ) is displayed to the vehicle driver as information. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Istverhalten des Fahrzeugverhaltens als Reaktion auf den ermittelten Wind bestimmt und mit dem erwarteten Fahrzeugverhalten verglichen wird zur Anpassung zukünftiger Ausgangssignale (50) an spezifische Betriebs- und/ oder äußere Bedingungen.21. The method according to any one of claims 12 to 18, characterized in that the actual behavior of the vehicle behavior in response to the determined wind is determined and compared with the expected vehicle behavior to adapt future output signals ( 50 ) to specific operating and / or external conditions. 22. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 beinhaltend eine Sensorik (1), eine nachgeschaltete Auswertungseinrichtng (20) und eine bzgl. dieser nachgeschaltete Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß am Fahrzeug ferner mindestens ein Lichtsender (2) in räumlicher Anordnung zur Sensorik (1) so angebracht ist, daß vom Lichtsender ausgesandtes (2.1) und an Atmosphäreteilchen gestreutes (1.1) Licht von der eine Richtungscharakteristik aufweisenden Sensorik (1) erfaßbar ist.22. The device for carrying out the method according to claim 1, comprising a sensor system ( 1 ), a downstream evaluation device ( 20 ) and a device connected downstream thereof, characterized in that at least one light transmitter ( 2 ) is arranged on the vehicle in a spatial arrangement with the sensor system ( 1 ) is mounted in such a way that light ( 2.1 ) emitted by the light transmitter and scattered on atmospheric particles ( 1.1 ) can be detected by the sensor system ( 1 ) having a directional characteristic. 23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von mindestens zwei Lichtsendern (2) mehrere Lichtsender (2) aus einer Lichtquelle (3) gespeist werden.23. The device according to claim 22, characterized in that when using at least two light transmitters ( 2 ) a plurality of light transmitters ( 2 ) are fed from a light source ( 3 ). 24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß in einem oder (bei Verwendung mehrerer Lichtsender (2)) mehreren Lichtsendern (2) die entsprechenden Lichtquellen (3) integriert sind.24. The device according to claim 22 or 23, characterized in that in one or (when using several light transmitters ( 2 )) several light transmitters ( 2 ) the corresponding light sources ( 3 ) are integrated. 25. Vorrichtung nach Anspruch 22, 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß als monochromatische Lichtquellen (3) eine oder ggf. mehrere Laserlichtquellen verwendet werden.25. The apparatus according to claim 22, 23 or 24, characterized in that one or possibly more laser light sources are used as monochromatic light sources ( 3 ). 26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Aufbau der Sensorik (1) aus mindestens zwei verschiedenen Orten (1.2), an denen das gestreute Licht (1.1) beobachtet werden soll, das Licht von mehreren dieser Orte (1.2) so umgekehrt wird, daß es auf einen gemeinsamen Sensor (6) fällt. 26. Device according to one of claims 22 to 25, characterized in that when the sensor system ( 1 ) is constructed from at least two different locations ( 1.2 ) at which the scattered light ( 1.1 ) is to be observed, the light from several of these locations ( 1.2 ) is reversed so that it falls on a common sensor ( 6 ). 27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß in einem oder mehreren der Orte (1.2), an denen das gestreute Licht (1.1) beobachtet werden soll, die entsprechenden Sensoren (6) integriert sind.27. The device according to one of claims 22 to 26, characterized in that in one or more of the locations ( 1.2 ) where the scattered light ( 1.1 ) is to be observed, the corresponding sensors ( 6 ) are integrated. 28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lichtsender (2) in der Frontseite des Fahrzeugs angebracht sind, daß sich die Lichtstrahlen (2.1) der Lichtsender (2) in einem Punkt vor dem Fahrzeug kreuzen und daß die Sensorik (1) eine solche Richtungscharakteristik aufweist, daß das in dem Kreuzungspunkt (7.1) der Lichtstrahlen (2.1) gestreute Licht (1.1) gemessen wird.28. Device according to one of claims 22 to 27, characterized in that a plurality of light transmitters ( 2 ) are mounted in the front of the vehicle, that the light beams ( 2.1 ) of the light transmitters ( 2 ) cross at a point in front of the vehicle and that Sensor technology ( 1 ) has such a directional characteristic that the light ( 1.1 ) scattered in the crossing point ( 7.1 ) of the light beams ( 2.1 ) is measured. 29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lichtsender (2) verwendet werden und daß ein Sensor (6) an dem Punkt der Verbindungslinie der beiden Lichtsender (2) angebracht ist, an dem das Lot des Kreuzungspunktes (7.1) der beiden Lichtstrahlen (2.1) auf die Verbindungslinie der beiden Lichtsender (2) auftrifft und daß der Sensor (6) eine Richtungscharakteristik längs dieses Lotes aufweist.29. The device according to claim 28, characterized in that two light transmitters ( 2 ) are used and that a sensor ( 6 ) is attached to the point of the connecting line of the two light transmitters ( 2 ) at which the solder of the crossing point ( 7.1 ) of the two Light rays ( 2.1 ) strikes the connecting line of the two light transmitters ( 2 ) and that the sensor ( 6 ) has a directional characteristic along this plumb line. 30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot des Kreuzungspunktes (7.1) der beiden Lichtstrahlen (2.1) auf die Verbindungslinie der beiden Lichtsender (2) diese Verbindungslinie halbiert.30. The device according to claim 29, characterized in that the solder of the crossing point ( 7.1 ) of the two light beams ( 2.1 ) on the connecting line of the two light transmitters ( 2 ) halves this connecting line. 31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der/die relevante(n) Kreuzungspunkt(e) auf einer Seite des Fahrzeuges liegt(liegen) und daß sich eine zweite Meßanordnung zur Bestimmung des Windes auf der anderen Seite ergibt, indem der/die vorhandene(n) Lichtsender und der/die vorhandene(n) Ort(e) zur Beobachtung des gestreuten Lichtes jeweils eine zusätzliche Richtungscharakteristik aufweisen derart, daß durch die zusätzliche Richtungscharakteristik der Wind auf der anderen Fahrzeugseite bestimmt werden kann.31. Device according to one of claims 21 to 26, characterized, that the relevant intersection (s) on one side the vehicle lies (lie) and that there is a second Measuring arrangement for determining the wind on the other Page results by the existing light transmitter and the existing place (s) to observe the scattered Light each an additional directional characteristic have such that by the additional Directional characteristic of the wind on the other side of the vehicle can be determined. 32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der/die relevante(n) Kreuzungspunkt(e) auf einer Seite des Fahrzeuges liegt(liegen) und daß sich eine zweite Meßanordnung zur Bestimmung des Windes auf der anderen Seite ergibt, indem eine zweite Meßanordnung auf der Fahrzeug-Frontseite angebracht ist mit einer von der ersten Meßanordnung abweichenden Richtungscharakteristik.32. Device according to one of claims 21 to 26, characterized, that the relevant intersection (s) on one side the vehicle lies (lie) and that there is a second Measuring arrangement for determining the wind on the other Side results by a second measuring arrangement on the Vehicle front is attached with one of the first measuring arrangement deviating directional characteristic.
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