Hi! Ich hoffe mal, ich bin hier im richtigen Unterforum gelandet. Hat auf jedenfall mit Mikrocontrollern und Elektronik zu tun. Ich stelle mir schon länger die Frage, wie das ABS/ESP/etc. Steuergerät z.B. blockierende Reifen erkennt und wie das ESP ein ausbrechendes Fahrzeug erkennt. Zuerst zum ABS: Bei Wikipedia steht, dass das Blockieren über das unverhältnismäßige Abfallen der Drehzahl eines Rades erkannt wird. Funktioniert, wenn ein Rad auf einem Untergrund mit einem niedrigeren Haftreibungskoeffizienten steht. Üblicherweise blockieren aber eher mehrere Räder gleichzeitig, oder etwa nicht? Man könnte natürlich das Blockieren feststellen, indem man feststellt ob eine Verzögerung in Längsrichtung vorhanden ist, obwohl die Reifen stehen. Das würde heissen, dass die Reifen gleiten. Funktioniert aber nur bei 100%ig ebener Fahrbahn. Am Berg gehts nicht. Nun zum ESP: Wie kann ein nicht erwünschtes Drehen des Fahrzeugs festgestellt werden? Meine Idee wäre, dass man mit Hilfe von Lenkwinkelsensor, exakter aktueller Geschwindigkeit und der aktuellen Winkelgeschwindigkeit um die Hochachse des Fahrzeugs die SOLL Winkelgeschwindigkeit mit der IST Winkelgeschwindigkeit vergleichen könnte. IST Winkelgeschwindigkeit aus Winkel der Vorderräder und Geschwindigkeit. Auch eher unpraktikabel, da man ja die exakte aktuelle Geschwindigkeit braucht. Auch fährt das Auto ja nicht wie auch Schienen, sonder hat auch im normalen Zustand bisschen Schlupf. Wie wird sowas gemacht? Gibts hier eventuell Leute, die sich da näher auskennen und mir erklären könnten wie das in der Realität funktioniert? Grüße!
ESP: mit nem Drehratensensor
ABS: du hast von jedem Rad die Drehzahl, wenn eine signifikant unter den anderen liegt und das Bremspedal betätigt wurde, blockiert es wahrscheinlich.
Hi! Danke für die Antwort, Jaxoc! Dass dies über die Drehrate geht, hatte ich ja im Eingangspost schon vermutet. Dass man die Drehrate aus einem Gyroskop kriegt ist eigentlich klar. Was aber meine eigentliche Fragestellung war: Wie bekomme ich aus meiner aktuellen Drehrate und den sonstigen Parametern wie z.B. Geschwindigkeit, Lenkwinkel, etc. die Info, ob das Fahrzeug ausgebrochen ist, oder nicht? Grüße!
Danke auch für deine Antwort, Floh! Steht ja auch so im Eingangspost vermutet. Aber ist es nicht so, dass oft alle Räder gleichzeitig blockieren? Grüße!
Drehzahl eines Rads=0 --> Blockiert, man könnte es auch über die Ableitung der Drehzahl machen.
Wenn das Fahrzeug schon richtig ausgebrochen ist, ist es schon für alles zu spät, da kann das ESP nichts mehr machen. Im Endeffekt läuft ein Einspurmodell (-->Wiki) im Steuergerät mit und macht einen Soll-Ist-Vergleich.
> Aber ist es nicht so, dass > oft alle Räder gleichzeitig blockieren? Dann fliegt man sofort ab wenn man leicht lenkt oder der Untergrund nicht homogen ist (Hinerrad blockiert, Spurstabilität ist weg). Zuerst blockiert ein Vorderrad (per Bremskraftverteilung ist vorne die größere Bremskraft), und auch da normal nur eines. Ist aber im prinzip egal ob eines oder beide. Wenn Raddrehzahl gegen 0 geht aber noch Längsbeschleunigung da ist greift das ABS ein und vermindert den Bremsdruck bei dem Rad das ins Blockieren übergeht.
Das mit der Ableitung der Drehzahl klingt sehr gut. Hätte ich auch irgendwie selber draufkommen können. Das heisst man kann grob sagen, dass wenn die Drehzahländerung einen gewissen Wert übersteigt liegt ein Blockieren vor? rcc schrieb: > Wenn Raddrehzahl gegen 0 geht aber noch > Längsbeschleunigung da ist greift das ABS ein und vermindert den > Bremsdruck bei dem Rad das ins Blockieren übergeht. Die Vermutung hatte ich ja geäussert. Funktioniert halt nur bei ebenem Fahrzeug, wenn du am Berg stehst hast du ja immer eine Beschleunigung in Längsrichtung ("Hangabtriebskraft"). Das Steuergerät würde ja beim Stehen am Berg denken, dass alle Reifen blockiert sind (Reifen stehen, Beschleunigung vorhanden)? Einspurmodell hatte ich schonmal angesehen, werde da wohl nochmal tiefer einsteigen müssen? Gibt es evtl. da irgendwelche Bücher zu dem Thema? Sonstige Publikationen? Ich sollte mal einen Sensor an jedes Rad von meinem Auto packen, zusammen mit einem Gyro- und Beschleunigungssensor und im Schnee ein paar Daten sammeln. Hab nur keine Zeit :-/ Grüße!
Es gibt sehr umfangreiche technische Dokumentationen von Bosch zu dem Thema, ob es die irgendwo im Internet gibt oder ob man die kaufen kann, habe ich keine Ahnung. Nicht ganz so umfangreich aber ein guter Einstieg in das Thema ist m.M.n. "Fahrstabilisierungssysteme und Fahrerassistenzsysteme" von Konrad Reif. Einfach auch mal bei http://www.bosch-kraftfahrzeugtechnik.de/de/de/homepage/homepage_1.html umschauen.
Student schrieb: > Die Vermutung hatte ich ja geäussert. Funktioniert halt nur bei ebenem > Fahrzeug, wenn du am Berg stehst hast du ja immer eine Beschleunigung in > Längsrichtung ("Hangabtriebskraft"). Ist egal: Fahrzeug bewegt sich noch (Hinterrad dreht sich)+Auswertung der Momentenvorgabe vom Fahrer --> ABS wenns ans blockieren geht. Neigung vom Fahrzeug in die Raumrichtungen wird heute auch gemessen und geht inzwischen auch mit ein.
ach ja, wenn ich im Fahrzeug die Beschleunigung messe und das Fahrzeug steht ist die Beschleunigung immer 0, egla wie schief das Fahrzeug steht.
Es gibt auch noch die Erdbeschleunigung... Und die wirkt sich auch auf die in X Richtung aus wenn das Fahrzeug schief steht.
:
Bearbeitet durch User
Wenn das Fahrzeug auf Glatteis eine Vollbremsung hinlegt, wird der Stillstand induziert, weitere Massnahmen erfolgen nicht. Gruss Robert
Johannes M. schrieb: > Nicht ganz so umfangreich aber ein guter Einstieg in das Thema ist > m.M.n. "Fahrstabilisierungssysteme und Fahrerassistenzsysteme" von > Konrad Reif. Werde ich mir morgen mal besorgen! rcc schrieb: > ach ja, wenn ich im Fahrzeug die Beschleunigung messe und das Fahrzeug > steht ist die Beschleunigung immer 0, egla wie schief das Fahrzeug > steht. M. H. schrieb: > Es gibt auch noch die Erdbeschleunigung... Genau das war ja mein Einwand für die Situation am Berg. rcc schrieb: > Neigung vom Fahrzeug in die Raumrichtungen wird heute auch gemessen und > geht inzwischen auch mit ein. Wie soll das gehen? Wie kann man bei bewegtem Fahrzeug die Position im Raum bestimmen? Einmal auf flachem Boden die IMU "nullen" und dann aufintegrieren? Sicher nicht. Bei Beschleunigungssensoren gibts das Problem mit der Erdbeschleunigung, die ja immer mitgemessen wird. oder gibts einen Weg, die Erdbeschleunigung zu ignorieren? Grüße!
Neigung: Vllt. Komplementär- oder Kalman-Filter
M. H. schrieb: > Es gibt auch noch die Erdbeschleunigung... Und die wirkt sich auch auf > die in X Richtung aus wenn das Fahrzeug schief steht. Die ist aber konstant und wird rausgerechnet.
rcc schrieb: > M. H. schrieb: >> Es gibt auch noch die Erdbeschleunigung... Und die wirkt sich auch auf >> die in X Richtung aus wenn das Fahrzeug schief steht. > > Die ist aber konstant und wird rausgerechnet. Nur müsste man dazu die neigung des Autos kennen.
Neigung, Beschleunigung längs und quer, Geschwindigkeit über die Raddrehzahlen, Erdbeschleunigung und noch a paar Sachen kennt man. Der Rest ist geschickte Signalverarbeitung.
rcc schrieb: > Neigung, Beschleunigung längs und quer, Geschwindigkeit über die > Raddrehzahlen, Erdbeschleunigung und noch a paar Sachen kennt man. Der > Rest ist geschickte Signalverarbeitung. Neigung woher? Geschwindigkeit über die Raddrehzahlen ist leider auch nicht wirklich eindeutig. Bisschen Schlupf ist ja immer vorhanden. Oder lässt sich das gut genug rausfiltern? Also bspw. den schnellsten und langsamsten Wert rausschmeissen und dann das Arithmetisches Mittel bilden?
Student schrieb: >> Neigung, Beschleunigung längs und quer, Geschwindigkeit über die >> Raddrehzahlen, Erdbeschleunigung und noch a paar Sachen kennt man. Der >> Rest ist geschickte Signalverarbeitung. > Neigung woher? Wenn ich auf der Z-Achse weniger beschleunigung als 9,81m/s² messe und sich der Rest auf die X oder Y-Achse verteilt, kann ich doch daraus den Winkel berechnen. ESP wird vermutlich mit nem Beobachter gelöst, funktioniert dann auch wenn man weniger Messgrößen hat als eigentlich für die Regeleung notwendig.
Nur wenn du lenkst erkennt ESP das die Richtung nicht stimmt. Wenn das Auto ausbricht, und du lenkst nicht, dann setzt das ESP auch nicht ein. Kann man bei den Eis & Schnee Fahrtechnikkursen leicht feststellen.
Zum ABS. An jedem Rad befindet sich ein Sensor der die Radbewegung erfasst. Typischerweise mit einer Auflösung von ca. 100 Impulsen pro Radumdrehung. Diese einzelnen Radgeschwindigkeiten sind die wichtigsten Signale fürs ABS. Wird hier ein signifikanter Abfall gemessen wird das ABS den Bremsdruck an diesem Rad reduzieren. Dazu kommt dann noch ein Fahrzeugmodel. Hier wird aus den diversen Signalen die im Fahrzeug verfügbar sind die wahrscheinliche Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet. Der Vergleich dieser Fahrzeuggeschwindigkeit mit den gemessenen Radgeschwindigekeiten sind die 2. Eingangsgröße für das ABS. Im Endeffekt ist es wie bei jedem Regelkreis der Vergleich zwischen IST und SOLL Wert . Die SOLL Wert Ermittlung ist dann allerdings das Betriebsgeheimis der einzelnen Hersteller. Die Bremskraftverteilung Vorne - Hinten geht mittlerweile fast vollständig über das ABS. Also das ist kein Reduzierventil mehr drin wie es sie Fahrzeuge vor ABS noch hatten. Der einzige Unterschied in der Bremsauslegung Vorne - Hinten ist die Größe der Bremsscheibe / Beläge. Steigung und Gefälle der Straße haben hier keine Bedeutung. Das gleicht der Regelkreis aus. Das blockieren aller 4 Räder gleichzeitig wird es niemals geben, ein wenn auch sehr kleiner Zeitversatz ist immer da. Ein ABS regelt mit einer Frequenz von ca. 100 - 200 HZ. Zum ESP. Auch hier ein Regelgkreis mit Soll - Ist Wertvergleich. Istwert : Die gemessenen Werte der Beschleunigungs- und Gierraten Sensoren. Dies entspricht der wahren Fahrzeugbewegung. Sollwert: Aus Lenkwinkel, Gas und Bremspedal Position, Motordrehzahl, Getriebeposition ,........ wird in einem Model berechnet was der Fahrer mit dem Auto jetzt gerade machen will. Dieses Model hat auch gewissen Ähnlichkeiten mit einer Kristallkugel...... Aber auch hier, wie dieses Model aufgebaut ist ist das Betriebsgeheimnis der Hersteller. Aber wie weiter oben schon erwähnt hat BOSCH da einiges recht gutes Infomaterial zu bieten. zb hier: http://www.bosch-kraftfahrzeugtechnik.de/de/de/specials/specials_for_more_driving_safety/bosch_abs_1/abs_startpage.html
Student schrieb: > Johannes M. schrieb: >> Nicht ganz so umfangreich aber ein guter Einstieg in das Thema ist >> m.M.n. "Fahrstabilisierungssysteme und Fahrerassistenzsysteme" von >> Konrad Reif. > > Werde ich mir morgen mal besorgen! War soweit ich das gesehen habe leider vergriffen. Werde aber weiter danach Ausschau halten. Habe aber das Kraftfahrtechnische Handbuch von Bosch ausgeliehen, da steht auch schon einiges drinnen. X2 schrieb: > ESP wird vermutlich mit nem Beobachter gelöst, funktioniert dann auch > wenn man weniger Messgrößen hat als eigentlich für die Regeleung > notwendig. Was ist so ein "Beobachter"? Tut mir leid, aber nach etwas googlen bin ich noch nicht dahinter gekommen. peter schrieb: > Nur wenn du lenkst erkennt ESP das die Richtung nicht stimmt. Wenn das > Auto ausbricht, und du lenkst nicht, dann setzt das ESP auch nicht ein. > Kann man bei den Eis & Schnee Fahrtechnikkursen leicht feststellen. Interessant! Dabei wäre es doch ein leichtes, im Geradeauslauf jegliches Gieren zu unterdrücken? Würde beim starken Anfahren/Bremsen auf leicht unterschiedlichen Untergründen links und rechts sicher helfen... pko pprasch schrieb: > Zum Thema ESP: > > Youtube-Video "ESP von Bosch" Danke! Soweit klar wie das funktioniert. Springender Punkt: "Das Steuergerät errechnet aus den Sensorsignalen wann und wie es eingreifen muss" Das ist mir immernoch nicht so ganz klar. Ralph schrieb: > Istwert : > Die gemessenen Werte der Beschleunigungs- und Gierraten Sensoren. > Dies entspricht der wahren Fahrzeugbewegung. Danke Ralph, für die ausführliche Antwort! Mir ist noch nicht ganz klar, wofür der Querbeschleunigungssensor dient. Könnte mir lediglich vorstellen, dass man mit Geschwindigkeit und Querbeschleunigung die Drehrate bestimmen könnte und damit die Drehrate aus dem Gyroskop verbessern könnte?
Das ESP bekommt seine Meßwerte aus dem sog. Gierratensensor. (Der hat nichts mit Manager-Gehältern zu tun) SCNR Dieser Sensor ist am Boden des Fahrgastraumes meist unter dem Beifahrersitz zu finden. Im gleichen Gehäuse befindet sich bei meinem Fahrzeug auch der Beschleunigungssensor. Diese beiden Biester funktionieren nach dem Prinzip einer Stimmgabel, deren Frequenz sich mit der Beschleunigung respektive Gierrate ändert. MfG Paul
Nicht nur Bosch baut Bremsssteme (und schreibt Bücher darüber), Conti kann das auch ;-) (http://www.amazon.de/Bremsenhandbuch-Grundlagen-Komponenten-Fahrdynamik-MTZ-Fachbuch-ebook/dp/B00DEHFA1K/ref=dp_kinw_strp_1). >Springender Punkt: "Das Steuergerät errechnet aus den Sensorsignalen >wann und wie es eingreifen muss" >Das ist mir immernoch nicht so ganz klar. Das ist, wie schon oben mehrmals beschrieben, das Betriebsgeheimnis der Hersteller. Neben den physikalischen Größen (Raddrehzahlen, XYZ-Beschleunigungen, Lenkwinkel,...) läuft ein Fahrzeugmodell (Beobachter). Dieses wird auf das jeweilige Fahrzeug abgestimmt und berücksichtigt z.B. Fahrzeuggewicht, Abstand zwischen den Achsen, Motorleistung, Position der Beschleunigungssensorik (die ist typischerweise nicht im Fahrzeugschwerpunkt montiert), usw.) Insgesammt gibt es mehrere tausend Parameter über die man (=der Herrsteller, nicht du!) das Modell an ein bestimmtes Fahrzeug anpassen kann.
Student schrieb: > Danke! Soweit klar wie das funktioniert. > Springender Punkt: "Das Steuergerät errechnet aus den Sensorsignalen > wann und wie es eingreifen muss" > Das ist mir immernoch nicht so ganz klar. Das ist ja auch das Magische dran. Die paar Sensoren zusammenkloppen und auslesen kann ja jeder. Dann wirds ja erst spannend. Meinst du das kann dir jetzt jemand in 2 Sätzen erklären?
Student schrieb: > Mir ist noch nicht ganz klar, wofür der Querbeschleunigungssensor dient. > Könnte mir lediglich vorstellen, dass man mit Geschwindigkeit und > Querbeschleunigung die Drehrate bestimmen könnte und damit die Drehrate > aus dem Gyroskop verbessern könnte? Ach das ist nur etwas einfache Physik. Die ist für alle Hersteller gleich. Fährt ein Körper eine Kreisbewegung ergeben sich daraus einige charakteristische Meßgrößen. * Umfang des Kreises * Radius * Geschwindigkeit der Kreisbewegung ==> Grad pro Sekunde ; Gierrate * aus Radius und Geschwindigkeit ergibt sich die Querbeschleunigung. * Die Veränderung der Geschwindigkeit ergibt die Längsbeschleunigung Jetzt lässt sich aus den Radgeschwindigkeiten, Lenkwinkel, Fahrzeugeometrie ... ebenfalls Gierrate und Beschleunigungen berechnen. Das ist die gleiche Physik wie oben beschrieben nur von der anderen Seite kommend. a) Die gemessenen Werte aus dem Sensoren, Beschleunigung und Gierate , beschreiben das Verhalten des Fahrzeugs. b) Die berechneten Werte aus Radgeschwindigkeiten, Lenkwinkel,..... beschreiben das Fahrzeugverhalten das der Fahrers haben will. Das Ziel des ESP ist es, die Differenz zwischen a) und b) so klein wie möglich zu halten. Aber wie das miteinander verarbeitet/vergleichen wird ist das Geheimnis /Unterschied der einzelnen Hersteller. Das wird dir niemand erklären, zumindest wenn er noch länger bei einem solchen Unternehmen arbeiten will. Student schrieb: > peter schrieb: >> Nur wenn du lenkst erkennt ESP das die Richtung nicht stimmt. Wenn das >> Auto ausbricht, und du lenkst nicht, dann setzt das ESP auch nicht ein. >> Kann man bei den Eis & Schnee Fahrtechnikkursen leicht feststellen. > > Interessant! Dabei wäre es doch ein leichtes, im Geradeauslauf jegliches > Gieren zu unterdrücken? Würde beim starken Anfahren/Bremsen auf leicht > unterschiedlichen Untergründen links und rechts sicher helfen... Ein ESP wird immer eingreifen wenn die Fahrzeugbewegung und die Eingaben des Fahrers um ein bestimmtes Maß von einander abweichen. Wo diese Eingriffsschwelle liegt ist bei jedem Fahrzeug unterschiedlich. Bei einem Sportwagen liegt die Schwelle eher hoch ==> "Fahrspass", Driften Bei einer braven Familienkutsche liegt diese Schwelle eher niedrig. ==> Stabilität Dann kommt es noch darauf an wie der Fahrzeughersteller das ESP eingestellt haben will. Eher die Sportliche Variante, oder eher die komfortable, oder ........
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.