DE4235809C2 - Sensorsystem an Kraftfahrzeugen zur Erkennung von Nässe auf der Fahrbahn - Google Patents

Sensorsystem an Kraftfahrzeugen zur Erkennung von Nässe auf der Fahrbahn

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Description

Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem an Kraftfahrzeugen zur Erkennung von Nässe auf der Fahrbahn entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein derartiges Sensorsystem ist aus der DE 42 13 221 A1 bekannt, bei dem das Spritzwassergeräusch eines Rades erfaßt und nach einer Bandpaßfilterung, Effektivwert­ bildung und Tiefpaßfilterung einem Wert der Benetzung der Fahrbahnoberfläche zugeordnet wird, der anschließend ausgegeben wird.
In der DE-AS 26 48 906 wird 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 Fahr­ bahn, mit einem hinter einem Rad des Kraftfahrzeuges angeordneten Sensor, der als Plattensensor (7) aus einer Grundplatte (9) und einem Beschleu­ nigungsaufnehmer (10) ausgebildet ist, wobei der Beschleunigungsaufnehmer (10) während der Fahrt auf nasser Fahrbahn aus dem Geräusch des auf die Grundplatte (9) des Plattensensors (7) auftreffenden Spritzwassers (11) Rohsignale erzeugt, die ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsaufnehmer (10) auf der dem Spritzwasser (11) nicht aus­ gesetzten Rückseite der Grundplatte (9) angeordnet ist und daß die Rohsignale zur Auswertung verstärkt, gefiltert und einem Komparator zugeführt werden, der die verstärkten und gefilterten Signale mit Referenzsignalen vergleicht, wobei die verstärkten und gefilterten Signale bei nasser Fahr­ bahn größer sind als die Referenzsignale, und der entsprechend dem Grad der Nässe ein analoges Ausgangssignal liefert.
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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