DE4235809C1 - Sensorsystem an Kraftfahrzeugen zur Erkennung von Nässe auf der Fahrbahn - Google Patents
Sensorsystem an Kraftfahrzeugen zur Erkennung von Nässe auf der FahrbahnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem an Kraftfahrzeugen zur Erkennung
von Nässe auf der Fahrbahn entsprechen dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein solches Sensorsystem ist bereits aus der DE-AS 26 48 906 bekannt.
Dort ist ein Gerät zur Feststellung von Nässe und Glatteisgefahr auf der
Straße beschrieben, bei dem hochgeworfenes Spritzwasser gegen eine Auf
fangplatte geleitet und über eine Auffangrinne einer Fühlereinheit zuge
leitet wird, die den Salzgehalt des aufgefangenen Spritzwassers fest
stellt. Dieses Gerät ist umständlich im Aufbau und bei der Messung;
außerdem funktioniert es nur, wenn auf der Straße eine Streusalzlösung
vorhanden ist.
Durch die DE-PS 10 02 965 Ist weiterhin ein Verfahren zum Feststellen
und Anzeigen einer nassen Fahrbahnoberfläche bekannt, bei dem die Anzei
ge eines dem Fahrtwind, nicht jedoch den im Fahrtwind enthaltenen Was
serteilchen, ausgesetzten Thermometers und andererseits die Anzeige ei
nes dem Fahrtwind und dem von der nassen Fahrbahn hochgerissenen Wasser
teilchen ausgesetzten Thermometers vergleichen und eine etwaige Diffe
renz in eine dem Fahrer sichtbare Anzeige umgesetzt wird. Beide Thermo
meter sind über Rohrleitungen mit Bourbonfedern verbunden. Das dem
Spritzwasser ausgesetzte Thermometer ist auf der Stoßstange angebracht,
also nicht auf einer Auffangplatte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sensorsystem der eingangs
genannten Art einfacher, funktionssicherer und mit neuzeitlichen Mitteln
auszuführen.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale ge
löst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen gekennzeichnet.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Geräusch,
welches das auf dem Plattensensor auftreffende Spritzwasser erzeugt, von
dem Beschleunigungsaufnehmer sensiert und der weiteren Aufbereitung zu
geführt wird. So werden die Rohsignale des Beschleunigungsaufnehmers
nach Verstärkung und Filterung einem Komparator zugeführt und mit Refe
renzsignalen verglichen. Bei nasser Fahrbahn wird ein analoges Ausgangs
signal geliefert, welches einem Anzeigeinstrument zugeleitet wird, das
die absolute Wasserhöhe auf der Fahrbahn anzeigt. Außerdem wird das Aus
gangssignal einem Analog/Digital-Wandler zugeführt, der anzeigt, ob die
Fahrbahn trocken oder naß ist, wobei die Information "nasse Fahrbahn"
noch als Hilfsparameter zur Funktions-Optimierung vorhandener Fahrzeug
einrichtungen, wie z. B. Sicherheitseinrichtungen (ABS, Abstandsregelung,
Antriebs-Schlupfregelung) oder Komforteinrichtungen zur Fahrwerksabstim
mung verwendet werden kann. Der Einbau des Plattensensors kann entweder
auf einem üblichen Spritzlappen oder direkt an der Unterkante des Kot
flügels erfolgen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestell
ten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den Vorderteil eines Kraftfahrzeuges mit einem an einem Spritz
lappen angebauten Plattensensor und
Fig. 2 den Plattensensor in vergrößerter Darstellung.
Ein schematisch angedeutetes Kraftfahrzeug 1 mit einem Vorderrad 2 und
einem Kotflügel 3 bewegt sich auf nasser Fahrbahn 4 in Richtung eines
Pfeiles 5. An dem Kotflügel ist ein Spritzlappen 6 üblicher Bauart befe
stigt, an den ein Plattensensor 7 mit Halterungen 8 angebaut ist. Der
Plattensensor 7 besteht aus einer Grundplatte 9 in Sandwichbauart mit
zwischen zwei festen Platten 9a eingebauter Dämpfungs-Zwischenschicht
9b. Auf der Rückseite der Grundplatte 9 ist ein Beschleunigungsaufnehmer
10 fest aufgesetzt. Von der nassen Fahrbahn 4 wird bereits bei geringer
Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 durch das Rad 2 Spritzwasser 11 ge
gen die Grundplatte 9 geworfen. Die Wirkung der kinetischen Energie der
auf die Grundplatte 9 wirkenden Wassertropfen 11 wird von dem Beschleu
nigungsaufnehmer 10 als Rohsignal erfaßt. Die Rohsignale werden ver
stärkt und durch einen Tiefpaßfilter geleitet, indem in den Rohsignalen
enthaltende hochfrequenten Signalanteile oberhalb der Nässe-Frequenzen
ausgeblendet werden. Weiterhin werden Signalanteile aus Kraftfahr
zeug-Geschwindigkeitsänderungen und Kraftfahrzeug-Körperschall, die in
einem tieferen Frequenzbereich als die Rohsignale liegen, durch einen
Hochpaßfilter ausgeblendet. Außer diesen durch die Filter ausgeblendeten
Frequenzen sind in dem Rohsignal noch Signale mit Frequenzen enthalten,
z. B. aus von der Geschwindigkeit abhängigem Fahrtwind und Reifenge
räusch, die nicht direkt filterbar sind. Zur Kompensierung dieser stö
renden Signale werden Referenzsignale gebildet, die im gesamten Ge
schwindigkeitsbereich stärker sind als die vom Beschleunigungsaufnehmer
10 erzeugten gefilterten Signale bei trockener Fahrbahn. Diese Referenz
signale können durch Verwendung von sowieso zur Verfügung stehenden
Tacho-Signalen gebildet oder simuliert werden. Eine andere Möglichkeit
zur Bildung der Referenzsignale besteht darin, diese durch Meßdaten ei
nes zweiten, vor Nässe geschützten, jedoch den Fahrtstörungen ausgesetz
ten Sensors zu bilden. Mit diesen Maßnahmen wird eine Fehlanzeige des
Plattensensors 7 vermieden. Die gefilterten Signale aus dem Beschleuni
gungsaufnehmer 10 einerseits und die Referenzsignale andererseits werden
in einem Komparator miteinander verglichen, wobei bei nasser Fahrbahn
die Signale aus dem Beschleunigungsaufnehmer größer sind als die Refe
renzsignale und dem Grad der Nässe entsprechende analoge Ausgangssignale
liefern. Diese Ausgangssignale werden einem Anzeigeinstrument, das z. B.
eine Spannung anzeigt und auf Wasserhöhe geeicht ist, zugeführt und das
damit die absolute Wasserhöhe auf der Fahrbahn anzeigt. Weiterhin kann
das analoge Ausgangssignal in einen Analog/Digital-Wandler geleitet
werden, der eine diskrete Information "trockene oder nasse Fahrbahn"
liefert. Die diskrete Information "nasse Fahrbahn" kann auch als
Hilfsparameter zur Funktions-Optimierung vorhandener
Fahrzeugeinrichtungen, wie z. B. Sicherheitseinrichtungen (ABS, Ab
standsregelung, Antriebs-Schlupfregelung) oder Komforteinrichtungen
(Fahrwerksabstimmung) verwendet werden. Das Sensorsystem mit dem Plat
tensensor 7 kann für einen Geschwindigkeitsbereich von 40 bis über 200 km/h
unabhängig vom Fahrzeugtyp und von der Bereifung verwendet werden.
Claims (12)
1. Sensorsystem an Kraftfahrzeugen zur Erkennung von Nässe auf der
Fahrbahn mit einem hinter einem Rad des Kraftfahrzeuges angeordneten
Plattensensor, der während der Fahrt bei nasser Fahrbahn von dem Rad
hochgeschleuderten Wassertropfen ausgesetzt ist dadurch gekennzeich
net, daß der Plattensensor (7) aus einer Grundplatte (9) mit einem an
deren Rückseite befindlichen Beschleunigungsaufnehmer (10) besteht, und
daß der Beschleunigungsaufnehmer (10) aus dem Geräusch des auf die
Grundplatte (9) auftreffenden Spritzwassers (11) Rohsignale erzeugt, die
nach Verstärkung und Filterung einem Komparator zugeführt werden, der
die verstärkten und gefilterten Signale mit Referenzsignalen vergleicht,
wobei bei nasser Fahrbahn die Signale aus dem Beschleunigungsaufnehmer
(10) größer sind als die Referenzsignale und entsprechend dem Grad der
Nässe ein analoges Ausgangssignal liefern.
2. Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
analoge Ausgangssignal einem Anzeigeinstrument zugeleitet ist, das die
absolute Wasserhöhe auf der Fahrbahn anzeigt.
3. Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
analoge Ausgangssignal einem Analog/Digital-Wandler zugeführt ist, der
eine diskrete Information "trocken oder nasse Fahrbahn" liefert.
4. Sensorsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
diskrete Information "nasse Fahrbahn" als Hilfsparameter zur Funk
tions-Optimierung vorhandener Fahrzeugeinrichtungen verwendet ist.
5. Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Referenzsignale nicht filterbare störende Signalanteile kompensieren und
im gesamten Geschwindigkeitsbereich stärker sind als die vom Beschleuni
gungsaufnehmer erzeugten gefilterten Signale bei trockener Fahrbahn.
6. Sensorsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Referenzsignale durch Verwendung von sowieso zur Verfügung stehenden
Tacho-Signalen gebildet sind.
7. Sensorsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Referenzsignale durch Meßdaten eines zweiten vor Nässe geschützten, je
doch den Fahrstörungen ausgesetzten Sensors gebildet werden.
8. Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Plattensensor (7) an einem Spritzlappen (6), der am Kotflügel (3) des
Kraftfahrzeuges (1) angebracht ist, angebaut ist.
9. Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Plattensensor (7) direkt am Kotflügel (3) angebaut ist.
10. Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Grundplatte (9) als Sandwichplatte ausgebildet ist, die zwischen zwei
starren Platten (9a) eine Dämpfungs-Zwischenschicht (9b) aufweist.
11. Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in
den Rohsignalen enthaltende hochfrequente Signalanteile oberhalb der
Nässe-Frequenzen über einen Tiefpaßfilter ausgeblendet sind.
12. Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Rohsignale beeinflussenden Signalanteile aus Kraftfahrzeug-Geschwindig
keitsänderungen und Kraftfahrzeug-Körperschall, die in einem tieferen
Frequenzbereich als die Rohsignale liegen, durch einen Hochpaßfilter
ausgeblendet sind.
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