DE3825639C2 - Device for stabilizing motor vehicles when cornering - Google Patents

Device for stabilizing motor vehicles when cornering

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Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Stabilisieren von Kraftfahrzeugen bei Kurvenfahrt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for stabilizing of motor vehicles when cornering according to the preamble of Claim 1.

Derartige Einrichtungen werden im Kraftfahrzeugbau eingesetzt, um irreguläres Fahrverhalten wie z. B. Wegrutschen festzustellen und diesem durch Einwirkung auf die Bremsen entgegenzuwirken.Such devices are used in motor vehicle construction, to irregular driving behavior such. B. determine slipping and counteract this by acting on the brakes.

Die US 3 910 647 zeigt eine derartige Einrichtung zur gesteuerten Reduzierung der Bremsdrücke im vorderen und hinteren Bremszylinder eines Kraftfahrzeuges, um dessen Rutschen beim Bremsen zu vermeiden. Hierzu sind am Kraftfahrzeug ein Lenkeinschlag-Sensor und drei Mikrowellen-Doppler-Radar-Sensoren angeordnet. Die vorderen Dopplersensoren erfassen die wahre oder Ist-Vorwärts- und Quergeschwindigkeit, der hintere Sensor die Ist-Quergeschwindigkeit. Der hintere Bremsdruck wird, durch eine Rechen- bzw. Steuerungseinheit angesteuert, um einen festen Betrag verringert, wenn die hintere Ist-Quergeschwindigkeit größer als die Ist-Vorwärtsgeschwindigkeit ist. Der vordere Bremsdruck wird ebenso verringert, wenn die Abweichung der gemessenen von der aus Vorwärtsgeschwindigkeit und Lenkeinschlag berechneten Quergeschwindigkeit größer als die Vorwärtsgeschwindigkeit ist.US 3 910 647 shows such a device for controlled Reduction of brake pressures in the front and rear brake cylinders of a motor vehicle to prevent it from slipping when braking avoid. For this purpose, there is a steering lock sensor on the motor vehicle and three microwave Doppler radar sensors. The front Doppler sensors detect the true or actual forward and Cross speed, the rear sensor is the actual cross speed. The rear brake pressure is determined by a calculation or Control unit controlled, reduced by a fixed amount, if the rear actual transverse speed is greater than that Actual forward speed is. The front brake pressure will also reduced if the deviation of the measured from the lateral speed calculated from forward speed and steering angle is greater than the forward speed.

Diese Maßnahmen greifen jedoch allenfalls bei einem nahezu voll entwickelten Rutsch- oder Schleudervorgang, da bei einem beginnenden Wegrutschen die hintere Quergeschwindigkeit und die vordere Abdrift kleiner als die Vorwärtsgeschwindigkeit sind. Überdies sind weder die Rücknahme der Antriebskraft einschließlich Schlupfregelung noch die Beeinflussung des Lenkeinschlags und der Einzelräder-Antriebs- oder Bremskräfte vorgesehen.However, these measures are almost fully effective developed sliding or spinning process, because at a beginning Slipping away the rear cross speed and the front Drift are less than the forward speed. Moreover are not including the withdrawal of the driving force Slip control still influencing the steering angle and the single wheel drive or braking forces provided.

Durch die DE 36 25 392 A1 ist ein Regelsystem bekannt, mit dem ein Schleudern und/oder Driften eines Kraftfahrzeuges vermieden werden soll. Es verwendet einen Lenkwinkelsensor sowie einen Faserkreisel als Inertialsensor zur Messung der Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeuges um die Hochachse. Weicht diese von der Winkelgeschwindigkeit ab, die aus der mittels Tachometer gemessenen, d. h. scheinbaren Vorwärtsgeschwindigkeit und dem gemessenen Lenkeinschlag berechnet wurde, wird seitliches Ausbrechen des Fahrzeugs konstatiert. Diesem wird durch selektives Abbremsen und/oder Beschleunigen und/oder der Korrektur des Lenkwinkels mindestens eines Rades entgegengewirkt, so daß dessen Soll- und Ist-Drehgeschwindigkeit im wesentlichen gleich sind.From DE 36 25 392 A1 a control system is known with which avoid skidding and / or drifting of a motor vehicle shall be. It uses a steering angle sensor as well as one Fiber gyroscope as an inertial sensor for measuring the angular velocity  of the vehicle around the vertical axis. Does this differ from the Angular velocity, which from the measured with the tachometer, d. H. apparent forward speed and the measured Steering angle has been calculated, the Vehicle detected. This is done by selective braking and / or accelerating and / or correcting the steering angle counteracted at least one wheel, so that its target and Actual rotational speeds are essentially the same.

Wegen der Verwendung der scheinbaren Vorwärtsgeschwindigkeit versagt diese Berechnungsmethode offensichtlich, wenn bereits ein Rutschen etc. eingetreten ist. Aufgrund fehlender Einrichtungen ist überdies eine bei Geradeaus- und Kurvenfahrt wirkende Schlupf- und Anti-Blockier-Regelung nicht möglich.Failed due to use of apparent forward speed this calculation method obviously if already one Slipping etc. has occurred. Due to lack of facilities is also one that works when driving straight ahead and cornering Slip and anti-lock control not possible.

Die DE 36 06 797 A1 befaßt sich mit der gleichen Aufgabe. Hier benötigt ein spezielles Regelsystem außer den Sensoren für Radumdrehungen, Vorwärtsgeschwindigkeit und Lenkwinkel noch zusätzliche Sensoren für die Drehgeschwindigkeit um die Hochachse, für die Seitenbeschleunigungen (Beschleunigungsmesser) und für die Achslasten, sowie ein Dopplerradar lediglich für die Ist-Vorwärtsgeschwindigkeit. Zur Messung der Querbeschleunigung wird ein Beschleunigungsmesser benötigt. Aus diesen Meßwerten wird ein spezielles Kriterium abgeleitet, bei dessen Eintreten gebremst oder das Motormoment herabgesetzt wird. Es wird jedoch weder die Ist-Quergeschwindigkeit erfaßt, noch der Lenkwinkel beeinflußt.DE 36 06 797 A1 deals with the same task. Here requires a special control system besides the sensors for wheel rotation, Forward speed and steering angle are additional Sensors for the rotational speed around the vertical axis, for the lateral accelerations (accelerometers) and for the Axle loads and a Doppler radar only for the actual forward speed. To measure the lateral acceleration an accelerometer is needed. These measured values become derives a special criterion that is slowed down when it occurs or the engine torque is reduced. However, it will neither the actual transverse speed nor the steering angle influenced.

Trotz des hohen Sensoraufwandes ist auch damit eine optimierte Regelung bei bereits voll entwickeltem Rutschen des Fahrzeuges nicht möglich.Despite the high sensor effort, this is also an optimized one Regulation when the vehicle slides already fully developed not possible.

Durch die DE 35 45 715 A1 ist eine weitere Einrichtung bekannt, welche den Lenkwinkel und die scheinbare Vorwärtsgeschwindigkeit verwendet und in einer Recheneinheit hieraus eine Soll-Drehzahldifferenz der Vorderräder berechnet, um diese dann innerhalb eines Toleranzbereiches mittels der Bremsen oder der Motorleistung entsprechend zu korrigieren und das Fahrzeug davor zu bewahren, stabile Fahrzustände zu überschreiten. Eine Beeinflussung des Lenkwinkels ist nicht vorgesehen. Alternative Ausgestaltungen für allradgetriebene Fahrzeuge mit Schlupfregelung berechnen statt dessen die Querbeschleunigung und die scheinbare Giergeschwindigkeit und vergleichen diese mit den Meßwerten von Beschleunigungs- oder Giergeschwindigkeitssensoren.Another device is known from DE 35 45 715 A1, which is the steering angle and the apparent forward speed used and in a computing unit a target speed difference the front wheels are calculated to get this inside a tolerance range by means of brakes or engine power  correct accordingly and close the vehicle in front keep exceeding stable driving conditions. An interference the steering angle is not provided. Alternative configurations calculate for all-wheel drive vehicles with slip control instead the lateral acceleration and the apparent yaw rate and compare them with the measured values of acceleration or yaw rate sensors.

Auch diese Einrichtung versagt wegen der Verwendung der scheinbaren Geschwindigkeit bei bereits eingetretenen Rutschvorgang.This facility also fails because of the use of the apparent Speed when slipping has already occurred.

Auch Laser-Dopplersensoren sind an sich bekannt. In der DE 38 04 750 C1 ist z. B. ein Verfahren für die Fernerfassung von Fahrzeuggeschwindigkeiten beschrieben. Hier wird zwar ein Laser- Dopplersensor zur Geschwindigkeitsmessung eingesetzt; dieser ist jedoch nicht im Fahrzeug selbst angeordnet, sondern wird von einer entfernt gelegenen, festen Meßstation aus betrieben und dient zu einer völlig anderen Aufgabe, nämlich der Überwachung der vorgeschriebenen Höchstgeschwindigkeiten.Laser Doppler sensors are also known per se. In DE 38 04 750 C1 is e.g. B. a method for the remote detection of Vehicle speeds described. Here is a laser Doppler sensor used for speed measurement; this is however not arranged in the vehicle itself, but by operated from a remote, fixed measuring station and serves a completely different task, namely monitoring the prescribed maximum speeds.

Ausgehend von der Einrichtung zur gesteuerten Reduzierung der Bremsdrücke im vorderen und hinteren Bremszylinder eines Kraftfahrzeuges gemäß der US 3 910 647 hat sich die Erfindung daher die Aufgabe gestellt, eine Einrichtung zu schaffen, die ein Abdriften aus der Fahrspur automatisch erkennen und unter Verwendung der gemessenen Ist-Geschwindigkeit, d. h. wahren Über-Grund-Geschwindigkeit weitgehend reduzieren kann. Die Absicht des Fahrers, einer von ihm gewählten Fahrspur zu folgen, sollen erkannt und Fahrfehler bzw. ungünstige Fahrbahnbedingungen bestmöglich korrigiert werden. Dadurch sollen Notfallsituationen besser beherrschbar und die vom Fahrer gewünschte Fahrtrichtung in nahezu allen realistischen Fahrbahnsituationen stabilisiert werden. Durch Abwägung der Erfordernisse für die optimale Funktion bei unrealistischen, fiktiven Situationen sowie bei real vorkommenden soll der erforderliche apparative Aufwand möglichst klein gehalten werden. Starting from the device for the controlled reduction of the Brake pressures in the front and rear brake cylinders of a motor vehicle According to US 3 910 647, the invention has therefore Tasked to create a facility that would drift automatically recognize from the lane and use the measured actual speed, d. H. true above-ground speed can largely reduce. The driver's intention following a lane chosen by him should be recognized and driving errors or unfavorable road conditions as possible Getting corrected. This should make emergency situations easier to manage and the driving direction desired by the driver in almost be stabilized in all realistic road situations. By weighing the requirements for optimal function unrealistic, fictional situations as well as real ones the required outlay on equipment should be as small as possible being held.  

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen aufgezeigt.This task is carried out with the characterizing features of the claim 1 solved. Advantageous further developments are in the subclaims and configurations shown.

Die Erfindung, im folgenden auch Anti-Gleit-System (AGS) genannt, ist in mehreren Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung und in den Figuren erklärt. Es zeigt The invention, in the following also called Anti-Slip System (AGS) is in several Exemplary embodiments in the following description and in explained to the figures. It shows  

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeuges mit eingebauten Dopplersensoren nebst ihren zugehörigen Blickrichtungen bzw. Laserstrahlen, Fig. 1 is a side view of an automobile incorporating Doppler sensors, together with their respective directions of view or laser beams,

Fig. 2 eine Draufsicht eines Kraftfahrzeuges mit einem Dopplersensor, dessen Blickrichtung Komponenten längs und quer zur Fahrtrichtung aufweist, den aus Ist-Vorwärtsgeschwindigkeit und Ist-Quergeschwindigkeit vektoriell sich zusammensetzenden Ist-Geschwindigkeitsvektor des Kraftfahrzeuges in der Fahrbahnebene sowie den Lenkeinschlag, Fig. 2 is a plan view of the actual velocity vector of a motor vehicle with a Doppler sensor whose line of sight component and transversely having longitudinally to the direction of travel, the from actual forward speed and actual lateral speed vectorially composing itself of the motor vehicle in the road plane and the steering angle,

Fig. 3 eine Draufsicht eines Kraftfahrzeuges mit einer durch Lenkeinschlag und Fahrzeuggeschwindigkeit vorgeschriebenen, regulären oder Soll-Fahrspur sowie einer aus seitlicher Abdrift resultierenden wahren oder Ist-Fahrspur, Shows a plan view prescribed. 3 of a motor vehicle with a steering angle and vehicle speed by, regular or target lane and a lateral drift resulting from the true or actual lane,

Fig. 4 ein Vektordiagramm der Soll- und Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit sowie deren Komponenten quer und längs zur Fahrtrichtung, Fig. 4 is a vector diagram of target and actual vehicle speed and the components thereof transversely and longitudinally to the direction of travel,

Fig. 5 ein Blockschaltbild des Anti-Gleit-Systems, Fig. 5 is a block diagram of the anti-slip system,

Fig. 6 ein Blockschaltbild eines im Homodynbetrieb arbeitenden Laser- Dopplersensors, Fig. 6 is a block diagram of a laser working in the Homodynbetrieb Doppler sensor,

Fig. 7 den Signalverlauf eines Dopplersensors bei beginnender seitlicher Abdrift, Fig. 7 shows the waveform of a Doppler sensor in incipient lateral drift,

Fig. 8 den Signalverlauf eines Dopplersensors bei beginnendem Schlupf. Fig. 8 shows the waveform of a Doppler sensor, the onset of slippage.

Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, sind am Kraftfahrzeug 10, z. B. an dessen Unterseite, Hinterachse oder Motorraum ein oder mehrere mit Halbleiterlaser 40 und Überlagerungsempfang arbeitende, in ihrer Meßrichtung 51 mit eng gebündeltem Laserstrahl 45 schräg nach unten zum Boden 1 mit Richtungskomponenten 51a, b längs und quer zur Fahrtrichtung blickende Dopplersensoren 30, 30a angeordnet und gemäß Fig. 5 mit der Steuerungseinheit 22 verbunden. Diese wertet in der Recheneinheit 22b für Doppleranalyse und Geschwindigkeitsauswertung die aus der Bewegung des Fahrzeuges 10 in Fahrtrichtung und quer dazu resultierenden Dopplerfrequenzen (Fig. 7 und 8) des oder der Dopplersensoren 30, 30a (Fig. 6) aus und vergleicht sie mit den aus Drehzahlen der Räder 11 und Lenkeinschlag 50 vom Sensorsystem 21 ermittelten Sollwerten der Komponenten 52a, b der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit 52 für die Soll-Fahrspur 55 (Fig. 3). Bei Feststellung einer seitlichen Abdrift 54b (Fig. 4) aus der Soll-Fahrspur 55 oder eines Schlupfes 54a, d. h. Durchdrehens der Räder 11 gibt die Steuerungseinheit 22 entsprechende Korrektursignale an das Servosystem 20 des Kraftfahrzeuges 10 ab, um die Abweichung der Ist-Fahrspur 56 von der regulären, vom Fahrer gewünschten Soll-Fahrspur 55 zu minimieren. Seitliche Abdrift 54b und Schlupf 54a sind also die unerwünschten, zu korrigierenden Geschwindigkeitskomponenten, durch welche der reguläre, vom Fahrer gewünschte Vektor der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit 52 in den Ist-Fahrzeuggeschwindigkeitsvektor 53, d. h. die tatsächliche Über-Grund-Geschwindigkeit 53 transformiert wird.As shown in FIGS. 1 and 2, 10 , z. B. on its underside, rear axle or engine compartment one or more with semiconductor laser 40 and superposition reception working in their measuring direction 51 with a narrowly focused laser beam 45 obliquely down to the floor 1 with directional components 51 a, b along and transverse to the direction of view Doppler sensors 30, 30 a arranged and connected to the control unit 22 according to FIG. 5. This evaluates in the computing unit 22 b for Doppler analysis and velocity analysis resulting from the movement of the vehicle 10 in the direction of travel and transversely thereto, the resulting Doppler frequencies (Figs. 7 and 8) of the or of Doppler sensors 30, 30 a (Fig. 6) and compares them with the target values of the components 52 a, b of the target vehicle speed 52 for the target lane 55 determined from the rotational speeds of the wheels 11 and steering lock 50 by the sensor system 21 ( FIG. 3). If a lateral drift 54 b ( FIG. 4) from the target lane 55 or a slip 54 a is detected, that is to say if the wheels 11 spin, the control unit 22 emits corresponding correction signals to the servo system 20 of the motor vehicle 10 in order to detect the deviation of the actual To minimize lane 56 from the regular desired lane 55 desired by the driver. Lateral drift 54 b and slip 54 a are thus the undesirable speed components to be corrected, by means of which the regular vector of the target vehicle speed 52 desired by the driver is transformed into the actual vehicle speed vector 53 , ie the actual above-ground speed 53 .

Dopplersensoren zur Geschwindigkeitsmessung, die mit Lasern und im Überlagerungsempfang betrieben werden, sind an sich bekannt (s. P 38 04 750 und P 37 02 742 des gleichen Erfinders, US 4 696 568). Hierfür sind prinzipiell Laser beliebiger Wellenlänge einsetzbar, falls ihre Frequenzstabilität, d. h. ihre Kohärenzlänge für den Überlagerungsempfang ausreicht. Für den hier angestrebten Einsatz sind jedoch kleine Sensorabmessungen sowie eine für Wasser durchlässige Laserwellenlänge vorteilhaft, letzteres, um durch eine z. B. vom Wind bewegte Wasserschicht hindurch den festen Untergrund der Fahrbahn 1 anmessen zu können. Beide Forderungen werden in nahezu idealer Weise von Halbleiterlasern, z. B. GaAlAs-Laserdioden erfüllt.Doppler sensors for speed measurement, which are operated with lasers and in superimposed reception, are known per se (see P 38 04 750 and P 37 02 742 from the same inventor, US Pat. No. 4,696,568). In principle, lasers of any wavelength can be used if their frequency stability, ie their coherence length, is sufficient for the reception of superimposition. For the intended use, however, small sensor dimensions and a water-permeable laser wavelength are advantageous, the latter in order to achieve a z. B. water layer moving through the wind to be able to measure the solid surface of the carriageway 1 . Both requirements are met in an almost ideal way by semiconductor lasers, e.g. B. GaAlAs laser diodes met.

Halbleiterlaser wurden in der Praxis jedoch kaum eingesetzt, da die bisherigen Anwendungen Meßentfernungen von mindestens einigen Metern verlangten, während sich mit Halbleiterlasern wegen ihrer kurzen Kohärenzlänge nur Meßentfernungen bis zum Dezimeterbereich erzielen ließen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß manche Typen der seit einiger Zeit in hohen Stückzahlen für Laser-Plattenspieler (Compact Disc) etc. produzierten, kontinuierlich emittierenden GaAlAs-Halbleiterlaser auch für Meßentfernungen im Bereich von 1 m geeignet sind und damit der Größenordnung der erfindungsgemäßen Anwendung entsprechen.However, semiconductor lasers have hardly been used in practice because the previous applications measuring distances of at least a few meters demanded while using semiconductor lasers because of their short Only achieve coherence lengths of measuring distances up to the decimeter range let. However, it has been found that some types of the some time in high numbers for laser turntables (compact disc) etc. produced continuously emitting GaAlAs semiconductor lasers are also suitable for measuring distances in the range of 1 m and thus the Order of magnitude of the application according to the invention.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform des Dopplersensors 30 wird zunächst die polarisierte Strahlung des Halbleiterlasers 40 durch die Bündelungsoptik 41, z. B. eine Gradientenindexlinse (SELFOC-Linse) gebündelt. Die Laserstrahlung 45 durchsetzt die Brewsterplatte 42 und die λ/4-Platte 43 und wird durch die Sende-/Empfangsoptik 44 in der Meßrichtung 51 und die anzumessende Stelle am Boden 1 gerichtet. Um die Meßrichtung möglichst genau festzulegen, ist der Laserstrahl 45 auf den Boden fokussiert. Das hiervon zurückgestreute Laserlicht 45a wird von der Sende-/Empfangsoptik 44 gesammelt, hat nach dem 2. Durchgang durch die λ/4-Platte 43 insgesamt eine Drehung der Polarisationsrichtung um 90° erfahren und gelangt über die Brewsterplatte 42 und die Sammellinse 47 auf den Detektor 48. Ein kleiner Teil 45b der emittierten Laserstrahlung 45 wird an einer geeigneten Fläche, z. B. an einer Fläche 44a der Sende-/Empfangsoptik 44, die entsprechend teilreflektierend ausgebildet ist, reflektiert und gelangt als Lokaloszillator-Laserstrahl 45b wie das empfangene Laserlicht 45a ebenfalls auf den Detektor 48. Durch die Überlagerung beider Strahlen 45a, 45b entsteht am Detektor 48 die hier nicht interessierende Summen- sowie die Differenzfrequenz f. Letztere ist wegen des Dopplereffektes dem Betrag der Relativgeschwindigkeit v zwischen Sensor 30 und angemessener Fläche, d. h. damit also auch der Ist- Geschwindigkeit 52 des Fahrzeuges 10 auf der Fahrbahn 1 einschließlich eventueller seitlicher Abdrift proportional gemäß der FormelIn the embodiment of the Doppler sensor 30 shown in FIG. 6, the polarized radiation of the semiconductor laser 40 is first of all transmitted through the focusing optics 41 , e.g. B. a gradient index lens (SELFOC lens) bundled. The laser radiation 45 passes through the Brewster plate 42 and the λ / 4 plate 43 and is directed in the measuring direction 51 by the transmitting / receiving optics 44 and the location on the floor 1 to be measured. In order to determine the measuring direction as precisely as possible, the laser beam 45 is focused on the ground. The laser light 45 a scattered back from this is collected by the transmitting / receiving optics 44 , has undergone a total rotation of the polarization direction by 90 ° after the second pass through the λ / 4 plate 43 and arrives via the Brewster plate 42 and the converging lens 47 the detector 48 . A small part 45 b of the emitted laser radiation 45 is on a suitable surface, for. B. on a surface 44 a of the transmitting / receiving optics 44 , which is designed to be partially reflective, reflects and reaches the local oscillator laser beam 45 b as the received laser light 45 a also on the detector 48 . By superimposing the two beams 45 a, 45 b, the sum frequency and the difference frequency f, which are not of interest here, are produced at the detector 48 . Because of the Doppler effect, the latter is proportional to the amount of the relative speed v between the sensor 30 and the appropriate area, ie thus also the actual speed 52 of the vehicle 10 on the road 1, including any lateral drift, according to the formula

f = (2v/λ) cos α.f = (2v / λ) cos α.

Hier ist λ die Laserwellenlänge und α der Winkel zwischen der Richtung der Gesamtbewegung und dem Laserstrahl 45.Here λ is the laser wavelength and α is the angle between the direction of the overall movement and the laser beam 45 .

Um nicht nur den Betrag, sondern auch das Vorzeichen, d. h. die Richtung der Geschwindigkeit messen zu können, erzeugt man üblicherweise beim Heterodynempfang mittels eines z. B. akusto-optischen Modulators und eines diesen ansteuernden Oszillators der Frequenz f₀ einen Frequenzversatz zwischen Sende- und Lokaloszillator-Strahl 45, 45b. Es ergibt sich eine Dopplerverschiebung vonIn order to be able to measure not only the amount, but also the sign, ie the direction of the speed, one usually generates during heterodyne reception by means of a z. B. acousto-optical modulator and one of these driving oscillators of the frequency f₀ a frequency offset between the transmit and local oscillator beam 45, 45 b. There is a Doppler shift of

f = f₀ ± (2v/λ) cos α,f = f₀ ± (2v / λ) cos α,

wobei sich das Pluszeichen auf eine Bewegung der angemessenen Stelle auf den Dopplersensor 30, 30a hin bezieht. the plus sign refers to a movement of the appropriate place on the Doppler sensor 30, 30 a.

In beiden Fällen steht eine Meßgröße in Analogform als Steuergröße zur Verfügung, so daß optimierte, z. B. Proportional-Integral-Regelschleifen zur Korrektur der Fahrfehler verwendbar sind.In both cases, a measured variable in analog form is available as a control variable Available so that optimized, for. B. Proportional-integral control loops can be used to correct driving errors.

Der Mehraufwand von Modulator und Oszillator ist jedoch nicht erforderlich, und auf die Messung der Geschwindigkeitsrichtung muß nicht verzichtet werden, wenn man folgendermaßen vorgeht: Der zur Messung der seitlichen Abdrift bestimmte Doppelsensor 30 erhält eine Blickkomponente 51a in Fahrtrichtung, d. h. er blickt nicht nur zur Seite, sondern auch schräg nach vorne oder hinten. Der Winkel α wird dabei so groß gewählt, daß der von der Fahrtgeschwindigkeit 52 herrührende Geschwindigkeitsbetrag noch größer ist als die mögliche seitliche Abdrift 54b sowie alle anderen möglichen Störeinflüsse. Dies läßt sich bei nahezu allen in der Realität vorkommenden Fahrbedingungen einschließlich Notsituationen sicher erreichen. Die gemessene Dopplerfrequenz bleibt damit während der Fahrt nahezu immer oberhalb eines Minimums, so daß praktisch keine Doppeldeutigkeit auftreten kann.However, the additional effort of the modulator and oscillator is not necessary, and the measurement of the direction of speed does not have to be dispensed with if one proceeds as follows: The double sensor 30 intended for measuring the lateral drift receives a gaze component 51 a in the direction of travel, that is to say it does not only look back Side, but also diagonally forward or backward. The angle α is chosen so large that the speed resulting from the driving speed 52 is even greater than the possible lateral drift 54 b and all other possible disturbing influences. This can be safely achieved in almost all driving conditions that occur in reality, including emergency situations. The measured Doppler frequency thus almost always remains above a minimum while driving, so that practically no ambiguity can occur.

Wie Fig. 5 zeigt, ist die Steuerungseinheit 22 in an sich bekannter Weise mit den Elementen des Sensorsystems 21, nämlich den Sensoren zur Messung der Drehzahlen der Räder 23a-d und Antriebe (Motor, Getriebe, Antriebswellen, Tachometer etc.) und des Gas- und Bremspedaldrucks 24, 24a sowie dem Sensor 25 des Lenkeinschlages 50 und einem oder mehreren Dopplersensoren 30, 30a verbunden, deren Signale sie verarbeitet. Sie steuert ebenfalls die Elemente des Servosystems 20 an, nämlich die Servoelemente oder Aktuatoren für Bremsen 26a-d, gegebenenfalls Getriebe bzw. Radantriebe 27a-d, Motorleistung 27e und Lenkung 28. Die Steuereinheit 22 enthält mehrere Recheneinheiten mit bestimmten hervorgehobenen Funktionen, nämlich die Recheneinheit 22b zur Doppleranalyse und Geschwindigkeitsauswertung, die Recheneinheit 22c zur Schwingungsanalyse und die Recheneinheit 22d für Selbstkalibration und Funktionstest. Eine weitere Recheneinheit 22a mit Speicher berechnet vom gemessenen Lenkeinschlag 50 und von der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit 52 eine vom Fahrer vorbestimmte Soll-Fahrspur 55 und damit die Soll-Quergeschwindigkeit 52b und dient zur Durchführung der verschiedenen Berechnungen, der Speicherung der benötigten Algorithmen, physikalische Modelle, Systemparameter, Meßergebnisse etc., der Ansteuerung der verschiedenen Schnittstellen sowie der gesamten Ablaufsteuerung. Damit kann die Steuerungseinheit 22 die Absicht des Fahrers erkennen und, wie nachfolgend noch weiter erläutert wird, das Eintreten von Notfallsituationen wie seitliche Abdrift 54b, Schlupf 54a und bevorstehendes Blockieren feststellen und diesen mit entsprechenden Korrektursignalen an das Servosystem 20 entgegenwirken. As Fig. 5 shows, the control unit 22 in known manner with the elements of the sensor system 21, namely, the sensors for measuring the rotational speeds of the wheels 23 ad and drives (engine, transmission, drive shafts, tachometer, etc.) and the gas and brake pedal pressure 24, 24 a and the sensor 25 of the steering lock 50 and one or more Doppler sensors 30, 30 a connected, the signals of which it processes. It also controls the elements of the servo system 20 , namely the servo elements or actuators for brakes 26 a-d, possibly gears or wheel drives 27 a-d, motor power 27 e and steering 28 . The control unit 22 contains several computing units with certain highlighted functions, namely the computing unit 22 b for Doppler analysis and speed evaluation, the computing unit 22 c for vibration analysis and the computing unit 22 d for self-calibration and function test. A further arithmetic unit 22 a with memory calculated from the measured steering lock 50 and the target vehicle speed 52, a predetermined by the driver target lane 55, and thus the target lateral velocity 52 b and serves to perform the various calculations, the storage of the required algorithms, physical Models, system parameters, measurement results etc., the control of the various interfaces and the entire process control. The control unit 22 can thus recognize the intention of the driver and, as will be explained in more detail below, determine the occurrence of emergency situations such as lateral drift 54 b, slip 54 a and impending blocking and counteract them with corresponding correction signals to the servo system 20 .

Die Recheneinheit 22b zur Doppleranalyse und Geschwindigkeitsauswertung bestimmt die Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit 53, also die tatsächliche Über-Grund-Geschwindigkeit des Fahrzeuges 10 bezüglich des Bodens 1. Hierzu werden die Signale der Dopplersensoren 30, 30a einem Frequenzmeßgerät, z. B. einem Frequenz- oder Spektrumanalysator oder einer Filterbank zugeführt. Bei festem Boden 1, d. h. in der Regel tritt nur eine einzige Dopplerfrequenz pro Dopplersensor 30, 30a auf, die sehr präzise gemessen wird. Hieraus berechnet die Recheneinheit 22b mit der Recheneinheit 22a nach Formel (1) die verschiedenen Komponenten 53a, 53b der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit 53 bezüglich des Bodens 1, wobei sie die hierzu benötigten Richtungswinkel dem Speicher der Recheneinheit 22a entnimmt.The computing unit 22 b for Doppler analysis and speed evaluation determines the actual vehicle speed 53 , that is to say the actual above-ground speed of the vehicle 10 with respect to the ground 1 . For this purpose, the signals of the Doppler sensors 30, 30 a a frequency measuring device, for. B. a frequency or spectrum analyzer or a filter bank. In the case of firm ground 1 , that is to say generally only a single Doppler frequency per Doppler sensor 30, 30 a, which is measured very precisely. From this, the computing unit 22 b calculates the various components 53 a, 53 b of the actual vehicle speed 53 with respect to the ground 1 with the computing unit 22 a according to formula (1), taking the required directional angles from the memory of the computing unit 22 a.

Die Krümmung der vom Fahrer eingeschlagenen Fahrspur 55 ist ein Störeinfluß, die der seitlich blickende Dopplersensor 30 zunächst nicht von einer seitlichen Abdrift unterscheiden kann. Die Krümmung ist jedoch vom Lenkeinschlag 50 abhängig und wird gegebenenfalls gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit 52 und den daraus resultierenden Fliehkräften vom Fahrwerk modifiziert. Erfindungsgemäß berücksichtigt die Steuerungseinheit 22 bzw. ihre Recheneinheit 22b zur Doppleranalyse und Geschwindigkeitsauswertung diesen vorbekannten Zusammenhang, d. h. berechnet als Drift 54b die Differenz der der Dopplerfrequenz f entsprechenden Quergeschwindigkeit 53b und der aus der Krümmung der Fahrspur und der Fahrzeuggeschwindigkeit 52 sich ergebenden Soll-Quergeschwindigkeit 52b.The curvature of the lane 55 taken by the driver is an interference which the side-looking Doppler sensor 30 cannot initially distinguish from a lateral drift. However, the curvature depends on the steering angle 50 and is modified by the chassis, if necessary, in accordance with the vehicle speed 52 and the centrifugal forces resulting therefrom. According to the invention, the control unit 22 or its computing unit 22 b for Doppler analysis and speed evaluation takes this previously known relationship into account, ie calculates as drift 54 b the difference between the transverse speed 53 b corresponding to the Doppler frequency f and the setpoint values resulting from the curvature of the lane and the vehicle speed 52 Lateral speed 52 b.

Einen weiteren Störeinfluß üben die Fahrwerksschwingungen aus, die sich aus den Straßenbedingungen und Fahrverhalten ergeben. Die Blickrichtungen 51 der Dopplersensoren 30, 30a pendeln damit immer wieder kurzfristig um ihre Sollrichtungen herum, so daß auch die Meßentfernungen zur Straße 1 variieren. Damit werden den Dopplersensoren 30, 30a auch in regulären Fahrsituationen ohne Abdrift und Schlupf Geschwindigkeitsänderungen vorgetäuscht.The chassis vibrations, which result from the road conditions and driving behavior, exert a further disturbing influence. The viewing directions 51 of the Doppler sensors 30, 30 a thus oscillate briefly again and again around their desired directions, so that the measuring distances to street 1 also vary. The Doppler sensors 30, 30 a are thus simulated in regular driving situations without drift and slip speed changes.

Auch dieser Störeinfluß wird jedoch in mehrfacher Weise berücksicht. Fig. 7 zeigt als durchgezogene Linie den zeitlichen Verlauf der Dopplerfrequenz des seitlich blickenden Dopplersensors 30 sowie die gemäß Formel (1) entsprechende Geschwindigkeit v für eine Situation, in der ein plötzlicher Fahrbahnstoß das Fahrwerk in eine (stark gedämpfte) Schwingung versetzt. Der gezeichnete Verlauf bezieht sich der Einfachheit halber qualitativ auf Geradeausfahrt und konstante Fahrzeuggeschwindigkeit ohne Drift, Schlupf oder Blockieren der Räder. Zunächst liefert der Dopplersensor 30 eine konstante Dopplerfrequenz, die wegen seiner Blickkomponente 51a in Fahrtrichtung ungleich Null und der Fahrzeuggeschwindigkeit 52 proportional ist. Nach einer starken Abweichung wegen des zum Zeitpunkt t₁ wirkenden Stoßes (z. B. Querrinne) pendelt die Dopplerfrequenz in einer durch die Fahrwerksfederung und -dämpfung bestimmten Weise wieder auf den ursprünglichen Wert zurück.However, this interference is also taken into account in several ways. FIG. 7 shows as a solid line the time course of the Doppler frequency of the side-facing Doppler sensor 30 and the speed v corresponding to formula (1) for a situation in which a sudden impact on the roadway causes the chassis to oscillate (strongly damped). For simplicity's sake, the course drawn relates qualitatively to straight-ahead driving and constant vehicle speed without drift, slipping or locking of the wheels. First, the Doppler sensor 30 delivers a constant Doppler frequency, which is not equal to zero due to its gaze component 51 a in the direction of travel and is proportional to the vehicle speed 52 . After a large deviation due to the impact acting at time t 1 (e.g. transverse channel), the Doppler frequency oscillates back to the original value in a manner determined by the suspension and damping of the chassis.

Die gestrichelte Kurve in Fig. 7 beschreibt die gleiche Situation, in der jedoch der Fahrbahnstoß eine seitliche Abdrift 54b des Fahrzeuges 10 einleitet. Bei der der Einfachheit halber angenommenen Geradeausfahrt könnte dies auf einer glatten Fahrbahn mit Querneigung geschehen; weitaus häufiger tritt dieses seitliche Wegdriften bei Kurvenfahrt auf. Der vorbeschriebene Verlauf der Dopplerfrequenz verändert sich jetzt durch eine zunehmende seitliche Driftgeschwindigkeit 54b, die sich vektoriell zu der Vorwärtsgeschwindigkeit 53a addiert. Nach dem Abklingen der Fahrwerksschwingung bei t₂ bleibt eine Verschiebung der Dopplerfrequenz übrig, die der (hier als konstant angenommenen) seitlichen Driftgeschwindigkeit 54b entspricht.The dashed curve in FIG. 7 describes the same situation, but in which the lane impact initiates a lateral drift 54 b of the vehicle 10 . With the straight-ahead drive assumed for the sake of simplicity, this could be done on a smooth road with a bank; this sideways drift occurs far more frequently when cornering. The above-described course of the Doppler frequency now changes due to an increasing lateral drift speed 54 b, which vectorially adds to the forward speed 53 a. After the chassis vibration has subsided at t₂, there remains a shift in the Doppler frequency which corresponds to the lateral drift velocity 54 b (assumed here as constant).

Um diese Fahrwerkschwingungen als solche zu erkennen und gegebenenfalls eine Drift 54b von den Fahrwerksschwingungen zu trennen, analysiert die Recheneinheit 22c zur Schwingungsanalyse der Steuerungseinheit 22 den zeitlichen Verlauf der gemessenen Dopplerfrequenz unter Zuhilfenahme der vorbekannten Schwingungseigenschaften des Fahrwerks und bestimmt daraus die Abdrift 54b. Sie gibt dann an das Servosystem 20 dieser Abdrift 54b entgegenwirkende Korrektursignale ab, d. h. sie verringert die Antriebsleistung, ändert den Lenkeinschlag 50 etc.To this suspension vibrations to be recognized as such and to separate optionally a drift 54b of the chassis vibrations, analyzes the arithmetic unit 22c for vibration analysis of the control unit 22 the time course of the measured Doppler frequency with the aid of the known vibration characteristics of the landing gear and determines the drift 54 b. It then outputs to the servo system 20 this drift 54 b counteracting correction signals, ie it reduces the drive power, changes the steering angle 50 etc.

Die Abtrennung der von Fahrwerkschwingungen vorgetäuschten Geschwindigkeitsänderungen geschieht durch eines der üblichen mathematischen Verfahren zur Kurvenanpassung, mit welchem der gemessene Verlauf der Dopplerfrequenz durch die Summe zweier theoretischer Kurvenverläufe dargestellt wird. Der erste ist derjenige, der sich rechnerisch mittels eines physikalischen Modells aus einem Fahrbahnstoß bestimmter Stärke und den charakteristischen Fahrwerkeigenschaften ergibt. Der zweite ist derjenige, der nicht durch Fahrwerksschwingungen, sondern durch echte Geschwindigkeitsänderungen, also Drift 54b hervorgerufen wurde. Die anzupassenden Parameter sind also im wesentlichen die Art und Stärke des Fahrbahnstoßes sowie die gesuchte echte Geschwindigkeitsänderung. Auch diese kann durch ein physikalisches Modell dargestellt werden, dessen fahrzeugspezifischen charakteristischen Parameter in Fahrzeugtests ermittelt werden und wie die charakteristischen Schwingungseigenschaften des Fahrwerks im Speicher der Recheneinheit 22a gespeichert sind.The speed changes simulated by chassis vibrations are separated by one of the usual mathematical methods for curve adaptation, with which the measured curve of the Doppler frequency is represented by the sum of two theoretical curve curves. The first is the one that arises arithmetically using a physical model from a road impact of certain strength and the characteristic chassis properties. The second is the one that was not caused by chassis vibrations, but by real changes in speed, i.e. drift 54 b. The parameters to be adjusted are therefore essentially the type and strength of the lane impact as well as the real speed change sought. These too can be represented by a physical model, the vehicle-specific characteristic parameters are determined in vehicle tests and how the characteristic vibration properties of the running gear in the memory of the computer unit 22 a are stored.

Einen weiteren Störeinfluß bewirkt eine z. B. vom Wind bewegte Wasserschicht auf den von den Dopplersensoren 30, 30a angemessenen Stellen des Bodens 1. Hier stellt der Spektrumanalysator der Recheneinheit 22b im allgemeinen gleichzeitig zwei verschiedene Dopplerfrequenzen fest, nämlich die gesuchte reguläre Dopplerfrequenz des Bodens 1 und die unerwünschte Dopplerfrequenz der bewegten Wasseroberfläche. Die windgekräuselte Wasseroberfläche reflektiert eine im Zeitmittel geringe, durch Spiegelung jedoch sehr schnell variierende Laserintensität mit hohen Spitzenwerten, während der Boden 1 durch Lambert-Streuung eine gering modulierte Laserintensität zurückstreut, deren zeitliches Verhalten genähert demjenigen unmittelbar vor der windbewegten Wasserpfütze entspricht, wobei ihre Intensität reduziert sowie durch die variierende Extinktion in trüben Wasser moduliert ist. Auch das Zeitverhalten der beiden Dopplerfrequenzen ist verschieden. Während die dem Boden 1 entsprechende Dopplerfrequenz sich nur relativ langsam und in ähnlicher Weise wie vor der Wasserpfütze ändert, variiert die der wellenförmig bewegten Wasseroberfläche deutlich stärker.Another interference causes a z. B. wind moving water layer on the Doppler sensors 30, 30 a appropriate places of the ground. 1 Here, the spectrum analyzer of the computing unit 22 b generally simultaneously two different doppler frequencies determined, namely the desired regular Doppler frequency of the base 1 and the unwanted Doppler frequency of the moving water surface. The wind-ruffled water surface reflects a laser intensity that is low in the mean time, but varies very quickly due to reflection, with high peak values, while the bottom 1 uses Lambert scattering to scatter back a slightly modulated laser intensity whose temporal behavior approximates that immediately before the wind-moving puddle of water, reducing its intensity and is modulated by the varying extinction in cloudy water. The timing of the two Doppler frequencies is also different. While the Doppler frequency corresponding to the bottom 1 changes only relatively slowly and in a similar way as in front of the puddle of water, that of the wave-shaped water surface varies significantly more.

Die Recheneinheit 22b nutzt diese Eigenschaften zur Unterscheidung von regulärer, d. h. gesuchter und unerwünschter Dopplerfrequenz. Hierzu ordnet der Spektrumanalysator der Recheneinheit 22b den beiden gefundenen Dopplerfrequenzen die entsprechenden Laserintensitäten zu. Ihr zeitlicher Verlauf wird im Speicher der Recheneinheit 22a gespeichert, von der Recheneinheit 22a analysiert und mittels der oben beschriebenen Kriterien den beiden physikalischen Effekten zugeordnet. Durch Anordnen eines Beschleunigungssensors 29a am Fahrzeug 10 und Vergleich seiner Signale mit der zeitlichen Ableitung der beiden Dopplerfrequenzen durch die Steuerungseinheit 22 erkennt diese mit noch größerer Wahrscheinlichkeit die dem Boden 1 zugeordnete Dopplerfrequenz, da sich diese in gleicher Weise wie die Meßwerte des Beschleunigungssensors 29a verhält. The computing unit 22 b uses these properties to differentiate between regular, ie searched and undesired Doppler frequency. For this purpose, the spectrum analyzer of the computing unit 22 b assigns the corresponding laser intensities to the two Doppler frequencies found. Their variation in time is stored in the memory of the computing unit 22 a, analyzed by the processing unit 22 a and associated with the two physical effects by means of the above-described criteria. By arranging an acceleration sensor 29 a on the vehicle 10 and comparing its signals with the time derivative of the two Doppler frequencies by the control unit 22 , this detects with even greater probability the Doppler frequency assigned to the ground 1 , since these differ in the same way as the measured values of the acceleration sensor 29 a behaves.

Derselbe Dopplersensor 30 kann nun auch zur genäherten Bestimmung eines Schlupfes 54a oder Durchdrehens der Räder 11 verwendet werden. Fig. 8 zeigt den zeitlichen Verlauf der Dopplerfrequenz und der entsprechenden Geschwindigkeit - wieder der Einfachheit halber für Geradeausfahrt ohne seitliche Abdrift - bei plötzlichem Gasgeben auf z. B. sandigem Boden zum Zeitpunkt t₁ und dadurch eingeleitetem Schlupf 54a. Die Steuerungseinheit 22 erkennt, daß die aus den Drehzahlen von Antrieben und Rädern berechnete Geschwindigkeit 52a größer ist als die mit dem Dopplersensor 30 gemessene Ist-Vorwärtsgeschwindigkeit 53a. Sie interpretiert die Differenz als Schlupf 54a und gibt diesem Schlupf entgegenwirkende Korrektursignale an das Servosystem 20 ab, d. h. sie verringert die Antriebsleistung, die Antriebsdrehmomente der einzelnen Räder 11 etc.The same Doppler sensor 30 can now also be used for the approximate determination of a slip 54 a or spinning of the wheels 11 . Fig. 8 shows the time course of the Doppler frequency and the corresponding speed - again for the sake of simplicity for driving straight ahead without lateral drift - when suddenly accelerating to z. B. sandy soil at the time t₁ and thereby initiated slip 54 a. The control unit 22 recognizes that the speed 52 a calculated from the speeds of drives and wheels is greater than the actual forward speed 53 a measured with the Doppler sensor 30 . It interprets the difference as slip 54 a and outputs correction signals counteracting this slip to the servo system 20 , ie it reduces the drive power, the drive torques of the individual wheels 11, etc.

Ein derartiges Anti-Gleit-System (AGS) ersetzt überdies die bisher üblichen Anti-Blockiersysteme (ABS) in vorteilhafter Weise. Die Steuerungseinheit 22 vergleicht hierzu ebenso wie bei der Schlupfregelung die Ist- Vorwärtsgeschwindigkeit 52a mit der aus den Drehzahlen der Räder abgeleiteten Geschwindigkeit und gibt gegebenenfalls an die Servoelemente des Bremssystems 26a-d entsprechende Korrektursignale ab. Ein sich abzeichnendes Blockieren der Räder wird also in völlig analoger Weise zur oben beschriebenen Schlupfregelung als Schlupf mit entgegengesetztem Vorzeichen behandelt und damit bereits vor dem eigentlichen Blockieren bereits korrigiert. Im Gegensatz zu den bisherigen ABS-Systemen wird wiederum keine "ja-nein"-Regelung, d. h. intermittierende Vollbremsung, als intermittierendes Blockieren angewendet. Vielmehr wird erfindungsgemäß in einer der beschriebenen Schlupfregelung analogen Weise ein kontinuierliches, z. B. durch einen Integral-Proportional-Regelkreis optimiertes Regelsignal abgegeben. Hierdurch wird der erforderliche Bremsweg gegenüber einem mit ABS ausgerüsteten Fahrzeug verringert.Such an anti-slip system (AGS) also replaces the previously common anti-lock systems (ABS) in an advantageous manner. For this purpose, the control unit 22 , just as in the case of the slip control, compares the actual forward speed 52 a with the speed derived from the rotational speeds of the wheels and, if appropriate, emits corresponding correction signals to the servo elements of the braking system 26 a-d. An emerging blockage of the wheels is thus treated in a completely analogous manner to the slip control described above as slip with the opposite sign and thus corrected even before the actual blockage. In contrast to the previous ABS systems, no "yes-no" regulation, ie intermittent full braking, is used as intermittent blocking. Rather, according to the invention, a continuous, for. B. output by an integral proportional control loop optimized control signal. This reduces the braking distance required compared to a vehicle equipped with ABS.

Bei der Korrektur von Schlupf 54a und beginnendem Blockieren berücksichtigt die Steuerungseinheit 22, daß bei normalem Fahrverhalten die Drehzahlen der einzelnen Räder 11 nahezu gleich groß sind und nur geringfügig durch den Lenkeinschlag 50 modifiziert werden. Die Solldrehzahlen der einzelnen Räder 11 sind also durch die Ist-Vorwärtsgeschwindigkeit 53a und den Lenkeinschlag 50 bestimmt. Die durch Schlupf 54a oder beginnendes Blockieren der Räder 11 entstandenen Abweichungen der einzelnen Raddrehzahlen werden daher vorteilhaft nicht pauschal, sondern durch individuelle Korrektursignale an die Servoelemente für Antriebe 27a-d bzw. Bremsen 26a-d der einzelnen Räder 11 korrigiert.When correcting slip 54 a and the beginning of blocking, the control unit 22 takes into account that, under normal driving behavior, the speeds of the individual wheels 11 are almost the same size and are only slightly modified by the steering angle 50 . The target speeds of the individual wheels 11 are thus determined by the actual forward speed 53 a and the steering angle 50 . The deviations in the individual wheel speeds resulting from slip 54 a or the beginning of blocking of the wheels 11 are therefore advantageously not generally corrected, but instead are corrected by individual correction signals to the servo elements for drives 27 a-d or brakes 26 a-d of the individual wheels 11 .

Es ist selbstverständlich, daß die exakte Erfassung aller den Fahrzustand beschreibenden Meßgrößen, d. h. des Ist-Geschwindigkeitsvektors 53 mit den ihn bildenden Komponenten der Ist-Vorwärtsgeschwindigkeit 53a, der Ist- Quergeschwindigkeit 53b aus Kurvenfahrt und seitlicher Abdrift 54b, eventueller Vertikalgeschwindigkeit sowie der Roll-, Gier- und Nicklage des Fahrwerks und der zugehörigen Drehimpulse im Prinzip ein Inertial- System mit einem entsprechend großen Aufwand erfordert.It is understood that the exact detection of all the driving condition descriptive variables, that is, the actual speed vector 53 with the forming it components of the actual forward speed 53a, the actual lateral speed 53 b of cornering and the lateral drift 54 b, any vertical velocity and the roll - In principle, an inertial system with a correspondingly large effort requires the yaw and pitch position of the chassis and the associated angular momentum.

Ein derart vollständiges Meßsystem wird jedoch für den hier angestrebten Zweck der Korrektur von irregulären Fahrzuständen als nicht erforderlich angesehen. Ein auf die wesentlichen Anforderungen für die Korrektur von Abdrift 54b und Schlupf 54a oder Blockieren reduziertes Meßsystem benötigt außer den Servo- und Sensorsystemen 20, 21 und der Steuerungseinheit 22 zusätzlich nur noch zwei Dopplersensoren 30, 30a zur Bestimmung des genäherten aktuellen Geschwindigkeitsvektors des Fahrzeuges 10 bzw. dessen Projektion 53 auf die Fahrbahn 1 sowie drei Sensoren für die Lage der Unterseite des Kraftfahrzeuges 10 zum Boden 1, d. h. einer Sensorik 29 für die Fahrwerksschwingungen. Geeignet sind hierfür z. B. mechanische oder elektrische, direkt oder indirekt längenmessende Sensoren oder auch Dopplersensoren der vorbeschriebenen Art. Damit können alle denkbaren Notfallsituationen hinreichend gut erfaßt und somit optimal wirksame Korrektursignale erzeugt werden.However, such a complete measuring system is not considered necessary for the purpose of correcting irregular driving conditions. A measuring system reduced to the essential requirements for the correction of drift 54 b and slip 54 a or blocking requires, in addition to the servo and sensor systems 20, 21 and the control unit 22 , only two Doppler sensors 30, 30 a to determine the approximated current speed vector of the Vehicle 10 or its projection 53 onto the road 1 and three sensors for the position of the underside of the motor vehicle 10 relative to the floor 1 , ie a sensor 29 for the chassis vibrations. Suitable for this are, for. B. mechanical or electrical, directly or indirectly length-measuring sensors or Doppler sensors of the type described above. All conceivable emergency situations can be detected sufficiently well and thus optimally effective correction signals are generated.

Um den erforderlichen Aufwand jedoch noch weiter zu reduzieren, macht sich die Erfindung noch folgende Erkenntnisse zunutze:However, in order to further reduce the effort required, the invention also uses the following findings:

  • - Zur Erzeugung voll ausreichender Korrektursignale ist eine exakte Erfassung der Störgröße nicht erforderlich. Fällt nämlich die Abdrift 54b oder Schlupf 54a bzw. die Bremskraft beim Blockieren unter einen bestimmten Wert, so tritt wegen des dann erfolgenden Übergangs von Gleit- zu Haftreibung plötzlich wieder reguläres Fahrverhalten auf.- An exact recording of the disturbance variable is not necessary to generate fully sufficient correction signals. If the drift 54 b or slip 54 a or the braking force when blocking falls below a certain value, then, due to the transition from sliding friction to static friction, regular driving behavior suddenly occurs again.
  • - In vielen Notfallsituationen tritt nur eines der beiden irregulären Fahrverhalten auf. Oft sind dabei auch die Fahrwerkschwingungen klein. - In many emergency situations, only one of the two irregular ones occurs Driving behavior. The chassis vibrations are often also small.  
  • - Auch wenn Abdrift 54b, Schlupf 54a bzw. Blockieren und Fahrwerkschwingungen gleichzeitig auftreten und nur qualitativ gemessen werden, reagiert der Schlupf 54a bzw. das Blockieren der Räder 11 sehr schnell auf entsprechende Korrektursignale, z. B. Schubreduzierung oder -abschaltung bzw. Bremskraftverringerung, so daß sehr bald nur mehr noch die Abdrift 54b als Störgröße übrig bleibt.- Even if drift 54 b, slip 54 a or blocking and chassis vibrations occur simultaneously and are only measured qualitatively, the slip 54 a or blocking of the wheels 11 reacts very quickly to corresponding correction signals, e.g. B. thrust reduction or shutdown or braking force reduction, so that very soon only the drift 54 b remains as a disturbance variable.

In allen diesen Fällen genügt jedoch die vorbeschriebene Anordnung eines einzigen Dopplersensors 30, um praktisch alle notwendigen Meßsignale an die Steuerungseinheit 22 zur Erzeugung von wirksamen Korrektursignalen an das Servosystem 20 des Kraftfahrzeuges 10 zu liefern.In all of these cases, however, the arrangement of a single Doppler sensor 30 described above is sufficient to supply practically all the necessary measurement signals to the control unit 22 for generating effective correction signals to the servo system 20 of the motor vehicle 10 .

Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht unter Verzicht auf Schlupfmessung die Anordnung des Dopplersensors 30 an der Hinterachse 12 des Kraftfahrzeugs 10 nur mit Blickrichtung 51b quer zur Fahrtrichtung vor. Dadurch wird der bei manchen Fahrzeugtypen besonders wichtige Fall des Einsetzens der Abdrift 54b oder Schleuderbewegung an der Hinterachse 12 optimal erfaßt. Die Richtung der gemessenen Abdrift 54b leitet die Steuerungseinheit 22 aus dem sie verursachenden Lenkeinschlag 50 bzw. bei bereits andauernder Abdrift 54b aus ihrer bisherigen Richtung, Änderungsgeschwindigkeit etc. ab.A further exemplary embodiment provides for the arrangement of the Doppler sensor 30 on the rear axle 12 of the motor vehicle 10 only with a viewing direction 51 b transverse to the direction of travel, without any slip measurement. As a result, the case of the onset of the drift 54 b or skid movement on the rear axle 12 , which is particularly important in some vehicle types, is optimally recorded. The direction of the measured drift 54 b is derived by the control unit 22 from the steering angle 50 causing it or, in the case of ongoing drift 54 b, from its previous direction, rate of change, etc.

Es ist sicherlich vorteilhaft, einen gewissen Toleranzspielraum vorzusehen, innerhalb dessen die Korrektursignale entweder ganz unterdrückt oder nur dem Fahrer angezeigt werden. Auch ein vom Fahrer gewünschtes vollständiges oder teilweises Übersteuern der Korrekturautomatik ist ohne weiteres durchführbar.It is certainly advantageous to provide a certain margin of tolerance within which the correction signals are either completely suppressed or only be shown to the driver. Also one requested by the driver complete or partial override of the automatic correction is without further feasible.

Die Sensoren, insbesondere der einzige Dopplersensor 30 des speziellen Ausführungsbeispiels, sind in einfacher Weise, d. h. mit einfachen mechanischen und elektrischen Schnittstellen einbaubar. Manuelle Justierung und Kalibration der Sensoren sind nicht erforderlich. Die Steuerungseinheit 22 enthält statt dessen eine Recheneinheit 22d für Selbstkalibration und Funktionstest, welche automatisch in größeren Abständen, z. B. bei Beginn jeder neuen Fahrt durch die Recheneinheit 22a aktiviert wird. Sie überprüft zunächst, ob reguläres Fahrverhalten vorliegt, was bei Fahrtbeginn in der Regel der Fall ist, und kalibriert danach die Sensorsignale. Da die Messung der Dopplerfrequenz wie jede Frequenzmessung sehr präzise z. B. mittels eines in der Recheneinheit 22b enthaltenen Frequenz- oder Spektrumanalysators erfolgt, ergibt sich der Einfluß der Sensorblickrichtung auf den gesuchten Meßwert direkt durch Vergleich mit den Meßwerten des Sensorsystems 21, also den Sensoren für die Drehzahlen von Rädern und Antrieben sowie für den Lenkeinschlag. Ebenso werden das Schwingungsverhalten des Fahrwerkes geprüft und die für seine Analyse benötigten Systemkonstanten neu kalibriert. Bleiben die kalibrierten Werte innerhalb eines vorgegebenen Bereichs, wird dies als teilweiser Funktionstest gewertet. Dieser wird vervollständigt durch übliche elektronische Selbsttests sowie eine Bewertung der empfangenen Laserleistung, um Hinweise auf eine eventuelle Verschmutzung der Sensoroptik 44 trotz geeigneter Schutzmaßnahmen zu erhalten.The sensors, in particular the only Doppler sensor 30 of the special exemplary embodiment, can be installed in a simple manner, ie with simple mechanical and electrical interfaces. Manual adjustment and calibration of the sensors are not necessary. The control unit 22 instead contains a computing unit 22 d for self-calibration and function test, which automatically at larger intervals, for. B. is activated at the start of each new journey by the computing unit 22 a. It first checks whether there is regular driving behavior, which is usually the case at the start of the journey, and then calibrates the sensor signals. Since the measurement of the Doppler frequency, like any frequency measurement, is very precise, e.g. B. by means of a frequency or spectrum analyzer contained in the computing unit 22 b, the influence of the sensor line of sight on the measured value is obtained directly by comparison with the measured values of the sensor system 21 , that is, the sensors for the speeds of wheels and drives and for the steering angle . The vibration behavior of the chassis is also checked and the system constants required for its analysis recalibrated. If the calibrated values remain within a specified range, this is evaluated as a partial function test. This is completed by customary electronic self-tests and an evaluation of the laser power received in order to obtain information about possible contamination of the sensor optics 44 despite suitable protective measures.

Aufgrund der Forderung nach einer für Wasser durchlässigen Laserwellenlänge ist der hier verwendete Laser 40 zunächst nicht prinzipiell augensicher. Dies ist jedoch bei der hier vorgesehenen Anwendung wegen der bei Überlagerungsempfang und geringer Meßreichweite nur geringen Sendeleistung in der Praxis der Fall. Aus übergeordneten Sicherheitsgründen empfiehlt sich trotzdem eine geeignete Sicherheitsschaltung. Es ist daher vorgesehen, daß die Steuerungseinheit 22 bzw. ihre Recheneinheit 22a den Laser 40 erst dann einschaltet, wenn die Zündung des Kraftfahrzeuges 10 eingeschaltet und der 1. Gang eingelegt ist.Due to the requirement for a laser wavelength that is permeable to water, the laser 40 used here is initially not principally eye-safe. However, this is the case in practice in the application envisaged here because of the low transmission power with overlay reception and a short measuring range. A suitable safety circuit is nevertheless recommended for overriding safety reasons. It is therefore contemplated that the control unit 22 or its processing unit 22 a the laser 40 will switch on when the ignition of the motor vehicle 10 is turned on and the 1st gear is engaged.

Durch diese vorstehend offenbarten Maßnahmen ist ein Anti-Gleit-System für Kraftfahrzeuge (AGS) geschaffen, das ohne großen Aufwand auf glattester, beliebiger Fahrbahn die Absichten des Fahrers erkennt, bei seitlicher Abdrift oder durchdrehenden Rädern mit optimierter Regelcharakteristik korrigierend eingreift und damit zu einer generellen Richtungsstabilisierung des Fahrzeugs und einer Beherrschung von Notfallsituationen beiträgt. Die dabei präzise gemessene tatsächliche Über-Grund-Geschwindigkeit sowie die mit dem Beschleunigungssensor 29a gemessene Beschleunigung des Fahrzeugs können überdies vorteilhaft in einem bordeigenen Navigationssystem verwendet werden und damit dessen Genauigkeit erheblich verbessern.Through the measures disclosed above, an anti-slip system for motor vehicles (AGS) is created that recognizes the driver's intentions without great effort on the smoothest, arbitrary road surface, intervenes correctively in the event of lateral drift or spinning wheels with optimized control characteristics and thus a general one Directional stabilization of the vehicle and control of emergency situations. The precisely measured actual ground speed and the acceleration of the vehicle measured with the acceleration sensor 29 a can moreover advantageously be used in an on-board navigation system and thus significantly improve its accuracy.

Claims (14)

1. Einrichtung zum Stabilisieren von Kraftfahrzeugen bei Kurvenfahrt, mit
  • - einer Servoeinheit für Bremsen,
  • - einer Anordnung von Sensoren zur Messung des Lenkeinschlages,
  • - einer mit der Servoeinheit und der Anordnung der Sensoren verbundenen automatischen Steuerungseinheit zur Ansteuerung der Servoeinheit zur Korrektur von irregulären Fahrzuständen,
  • - mindestens einem schräg nach unten auf die Fahrbahn blickenden Dopplersensor, der quer zur Fahrzeug-Längsachse gerichtet ist und die Ist-Quergeschwindigkeit erfaßt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) der Servoeinheit (20) für Bremsen (26a-d) auch die Antriebe (27a-e) und die Lenkung (28) zugeordnet sind,
  • b) der Anordnung von Sensoren (21) zur Messung des Lenkeinschlags (25) auch Sensoren zur Messung von Drehzahlen von Rädern und Antrieben (23a-e) zugeordnet sind,
  • c) der Dopplersensor (30) ein Laser-Dopplersensor mit eng gebündeltem Laserstrahl (45) ist,
  • d) in der Steuerungseinheit (22) eine erste Recheneinheit (22a) vorgesehen ist, die vom gemessenen Lenkeinschlag (50) und von der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit (52) eine vom Fahrer vorbestimmte Soll-Fahrspur (55) und damit die Soll-Quergeschwindigkeit (52b) berechnet,
  • e) in der Steuerungseinheit (22) eine zweite Recheneinheit (22b) zur Auswertung der Signale des Dopplersensors (30) vorgesehen ist, die die Ist-Quergeschwindigkeit (53b) bestimmt, deren Werte von dem Wert der Soll- Quergeschwindigkeit (52b) abzieht, und
  • f) die Steuerungseinheit (22) aus dieser Differenz der Abdrift (54b) entgegenwirkende Korrektursignale berechnet und an die Servoeinheit (20) abgibt.
1. Device for stabilizing motor vehicles when cornering, with
  • - a servo unit for brakes,
  • an arrangement of sensors for measuring the steering angle,
  • an automatic control unit, connected to the servo unit and the arrangement of the sensors, for controlling the servo unit to correct irregular driving conditions,
  • at least one Doppler sensor looking obliquely downwards onto the roadway, which is directed transversely to the longitudinal axis of the vehicle and detects the actual transverse speed,
    characterized in that
  • a) the servo unit ( 20 ) for brakes ( 26 a-d) also the drives ( 27 a-e) and the steering ( 28 ) are assigned,
  • b) the arrangement of sensors ( 21 ) for measuring the steering angle ( 25 ) is also assigned sensors for measuring the rotational speeds of wheels and drives ( 23 a-e),
  • c) the Doppler sensor ( 30 ) is a laser Doppler sensor with a narrowly focused laser beam ( 45 ),
  • d) in the control unit ( 22 ) a first computing unit ( 22 a) is provided, which from the measured steering angle ( 50 ) and from the target vehicle speed ( 52 ) a target lane ( 55 ) predetermined by the driver and thus the target transverse speed ( 52 b) calculated,
  • e) in the control unit ( 22 ) a second computing unit ( 22 b) is provided for evaluating the signals of the Doppler sensor ( 30 ), which determines the actual transverse speed ( 53 b), the values of which depend on the value of the target transverse speed ( 52 b ) subtracts, and
  • f) the control unit ( 22 ) calculates counter-correction signals from this difference of the drift ( 54 b) and outputs them to the servo unit ( 20 ).
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) der Dopplersensor (30) auch mit einer Richtungskomponente (51a) in Fahrtrichtung gerichtet ist und die Ist-Vorwärtsgeschwindigkeit (53a) erfaßt,
  • b) Sensoren (23a-d) zur Messung der Ist-Drehzahlen der Räder vorgesehen sind,
  • c) die Steuerungseinheit (22) aus den Signalen des Dopplersensors (30) die Ist-Vorwärtsgeschwindigkeit (53a) ermittelt, daraus und aus dem gemessenen Lenkeinschlag (50) Soll-Einzelraddrehzahlen ermittelt, von diesen die mit den Sensoren (23a-d) für die Ist-Einzelraddrehzahlen ermittelten Werte abzieht und die Differenzen als jeweiligen Schlupf (54a) der Räder (11) interpretiert, und
  • d) die Steuerungseinheit (22) aus diesen Differenzen dem jeweiligen Schlupf (54a) entgegenwirkende Korrektursignale für die einzelnen Räder (11) berechnet und an die Servoeinheit (20) abgibt.
2. Device according to claim 1, characterized in that
  • a) the Doppler sensor ( 30 ) is also directed with a direction component ( 51 a) in the direction of travel and detects the actual forward speed ( 53 a),
  • b) sensors ( 23 a-d) are provided for measuring the actual speeds of the wheels,
  • c) the control unit ( 22 ) determines the actual forward speed ( 53 a) from the signals of the Doppler sensor ( 30 ), and from this and the measured steering angle ( 50 ) determines the desired individual wheel speeds, of which those with the sensors ( 23 ad) for subtracts the actual individual wheel speeds and interprets the differences as the respective slip ( 54 a) of the wheels ( 11 ), and
  • d) the control unit ( 22 ) calculates correction signals for the individual wheels ( 11 ) which counteract the respective slip ( 54 a) and outputs them to the servo unit ( 20 ).
3. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Recheneinheit (22a) für die Steuerungseinheit (22) und die zweite Recheneinheit (22b) die benötigten Berechnungen durchführt, die benötigten Algorithmen, physikalischen Modelle, Systemparameter, Meßergebnisse etc. sowie die Ablaufsteuerung speichert und Schnittstellen zwischen der Steuerungseinheit (22), der Anordnung von Sensoren (21) und der Servoeinheit (20) ansteuert.3. Device according to at least one of claims 1 or 2, characterized in that the first computing unit ( 22 a) for the control unit ( 22 ) and the second computing unit ( 22 b) performs the required calculations, the required algorithms, physical models, system parameters , Measurement results etc. as well as the sequence control stores and controls interfaces between the control unit ( 22 ), the arrangement of sensors ( 21 ) and the servo unit ( 20 ). 4. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit (22) mit einer dritten Recheneinheit (22c) den zeitlichen Verlauf der gemessenen Dopplerfrequenz im Speicher der ersten Recheneinheit (22a) abspeichert, analysiert und als Summe zweier Kurvenläufe berechnet, nämlich dem von Fahrwerkschwingungen und dem von Abdrift (54b) und/oder Schlupf (54a) herrührenden Dopplerfrequenzverlauf, wobei die charakteristischen Parameter der physikalischen Modelle von Fahrwerkschwingungen, Abdrift (54b) und/oder Schlupf (54a) im Speicher der ersten Recheneinheit (22a) gespeichert sind.4. Device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the control unit ( 22 ) with a third computing unit ( 22 c) stores the time profile of the measured Doppler frequency in the memory of the first computing unit ( 22 a), analyzes and as a sum calculated two curves, namely the Doppler frequency curve resulting from chassis vibrations and the drift ( 54 b) and / or slip ( 54 a), the characteristic parameters of the physical models of chassis vibrations, drift ( 54 b) and / or slip ( 54 a) are stored in the memory of the first computing unit ( 22 a). 5. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Kraftfahrzeug (10) eine zusätzliche Fahrwerksensorik (29) zur Messung der Fahrwerkschwingungen angeordnet ist, und daß der Steuerungseinheit (22) deren Signale zur Korrektur der gemessenen Dopplerfrequenzen zugeführt werden.5. Device according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that an additional chassis sensor system ( 29 ) for measuring the chassis vibrations is arranged on the motor vehicle ( 10 ), and that the control unit ( 22 ) whose signals are supplied for correcting the measured Doppler frequencies . 6. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dopplersensor (30) im Homodynempfang betrieben wird. 6. Device according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the Doppler sensor ( 30 ) is operated in homodyne reception. 7. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in Fahrtrichtung weisende Richtungskomponente (51a) derart groß gewählt wird, daß die von der Fahrgeschwindigkeit (52) herrührende Dopplerfrequenz größer ist als die von den Fahrwerkschwingungen und der seitlichen Abdrift (54b) herrührende Dopplerfrequenz.7. Device according to at least one of claims 4 to 6, characterized in that the direction component pointing in the direction of travel ( 51 a) is chosen so large that the Doppler frequency originating from the driving speed ( 52 ) is greater than that of the chassis vibrations and the lateral Drift ( 54 b) resulting Doppler frequency. 8. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dopplersensor (30) an der Hinterachse (12) des Kraftfahrzeuges (10) angeordnet ist und daß die Steuerungseinheit (22) die Richtung der gemessenen Abdrift (54b) aus der Richtung des Lenkeinschlages (50) und aus dem bisherigen, im Speicher der ersten Recheneinheit (22a) gespeicherten Verlauf der gemessenen Abdrift (54b) ableitet.8. Device according to at least one of claims 3 to 6, characterized in that the Doppler sensor ( 30 ) on the rear axle ( 12 ) of the motor vehicle ( 10 ) is arranged and that the control unit ( 22 ) the direction of the measured drift ( 54 b) derived from the direction of the steering lock ( 50 ) and from the previous course of the measured drift ( 54 b) stored in the memory of the first computing unit ( 22 a). 9. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit (22) eine vierte Recheneinheit für Selbstkalibration und Funktionstest enthält, die automatisch in größeren Abständen während regulären Fahrverhaltens von der ersten Recheneinheit (22a) aktiviert wird.9. Device according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the control unit ( 22 ) contains a fourth computing unit for self-calibration and function test, which is automatically activated at greater intervals during regular driving behavior by the first computing unit ( 22 a). 10. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Recheneinheit (22b) zur Auswertung der Signale des Dopplersensors (30) ein Frequenzmeßgerät wie Spektrumanalysator, Filterbank etc. aufweist.10. The device according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the second computing unit ( 22 b) for evaluating the signals of the Doppler sensor ( 30 ) has a frequency measuring device such as a spectrum analyzer, filter bank, etc. 11. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Laser (40) ein hinreichend frequenzstabiler Laser, dessen Strahlung in Wasser wenig gedämpft wird, insbesondere ein kontinuierlich emittierender GaAlAs-Halbleiterlaser verwendet wird.11. The device according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that a sufficiently frequency-stable laser is used as the laser ( 40 ), the radiation in water is little attenuated, in particular a continuously emitting GaAlAs semiconductor laser is used. 12. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichzeitigem Auftreten zweier Dopplerfrequenzen bei einem Dopplersensor (30) die zweite Recheneinheit (22b) die zeitlichen Verläufe der den beiden Dopplerfrequenzen zugehörenden Empfangsintensitäten im Speicher der ersten Recheneinheit (22a) abspeichert, und daß die erste Recheneinheit (22a) anhand eines physikalischen Modells eine der beiden Dopplerfrequenzen als diejenige identifiziert, die der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit (53) entspricht.12. The device according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that when two Doppler frequencies occur at the same time in a Doppler sensor ( 30 ), the second arithmetic unit ( 22 b) the temporal profiles of the reception intensities associated with the two Doppler frequencies in the memory of the first arithmetic unit ( 22nd a) stores, and that the first arithmetic unit ( 22 a) uses a physical model to identify one of the two Doppler frequencies as that which corresponds to the actual vehicle speed ( 53 ). 13. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß am Fahrzeug (10) ein Beschleunigungssensor (29a) angeordnet ist, und daß bei gleichzeitigem Auftreten zweier Dopplerfrequenzen bei einem Dopplersensor (30) die Steuereinheit (22) diejenige als die der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit (53) entsprechende Dopplerfrequenz identifiziert, deren zeitliche Ableitung sich in gleicher Weise wie die Meßwerte des Beschleunigungssensors (29a) verhalten.13. The device according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that an acceleration sensor ( 29 a) is arranged on the vehicle ( 10 ), and that when two Doppler frequencies occur at the same time in a Doppler sensor ( 30 ), the control unit ( 22 ) as the Doppler frequency corresponding to the actual vehicle speed ( 53 ) is identified, the time derivative of which behaves in the same way as the measured values of the acceleration sensor ( 29 a). 14. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit (22) durch ihre erste Recheneinheit (22a) den Laser (40) erst dann einschaltet, wenn die Zündung des Kraftfahrzeuges (10) eingeschaltet und der 1. Gang eingelegt ist.14. The device according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that the control unit ( 22 ) by its first computing unit ( 22 a) turns on the laser ( 40 ) only when the ignition of the motor vehicle ( 10 ) is switched on and the 1st Gear is engaged.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5694321A (en) 1994-11-25 1997-12-02 Itt Automotive Europe Gmbh System for integrated driving stability control
US5701248A (en) 1994-11-25 1997-12-23 Itt Automotive Europe Gmbh Process for controlling the driving stability with the king pin inclination difference as the controlled variable
US5710704A (en) 1994-11-25 1998-01-20 Itt Automotive Europe Gmbh System for driving stability control during travel through a curve
US5711023A (en) 1994-11-25 1998-01-20 Itt Automotive Europe Gmbh System for determining side slip angle
US5711024A (en) 1994-11-25 1998-01-20 Itt Automotive Europe Gmbh System for controlling yaw moment based on an estimated coefficient of friction
US5710705A (en) 1994-11-25 1998-01-20 Itt Automotive Europe Gmbh Method for determining an additional yawing moment based on side slip angle velocity
US5732377A (en) 1994-11-25 1998-03-24 Itt Automotive Europe Gmbh Process for controlling driving stability with a yaw rate sensor equipped with two lateral acceleration meters
US5732378A (en) 1994-11-25 1998-03-24 Itt Automotive Europe Gmbh Method for determining a wheel brake pressure
US5732379A (en) 1994-11-25 1998-03-24 Itt Automotive Europe Gmbh Brake system for a motor vehicle with yaw moment control
US5742507A (en) 1994-11-25 1998-04-21 Itt Automotive Europe Gmbh Driving stability control circuit with speed-dependent change of the vehicle model
US5774821A (en) 1994-11-25 1998-06-30 Itt Automotive Europe Gmbh System for driving stability control
DE19757970C1 (en) * 1997-12-24 1999-09-09 Stoehr Flashing brake light for automobile for providing braking intensity indication
DE19928624A1 (en) * 1999-06-23 2001-01-11 Siegfried Hillenbrand Running gear controller has Doppler radar sensor(s) for detecting travelling wheel movement whilst vehicle is being driven and/or translation speed or speed in direction of travel
DE10249816A1 (en) * 2002-10-24 2004-05-13 Daimlerchrysler Ag Method and device for operating an automotive night-vision system
CN102414576A (en) * 2009-04-29 2012-04-11 皇家飞利浦电子股份有限公司 Laser diode based self-mixing sensor for a vehicle electronic stability program

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2623940B2 (en) * 1990-08-28 1997-06-25 日産自動車株式会社 Vehicle behavior control device
JPH04126669A (en) * 1990-09-18 1992-04-27 Nissan Motor Co Ltd Behavior controller of vehicle
DE4030704C2 (en) * 1990-09-28 2000-01-13 Bosch Gmbh Robert Method for improving the controllability of motor vehicles when braking
US5668724A (en) * 1990-09-28 1997-09-16 Robert Bosch Gmbh Method for improving the controllabilty of motor vehicles
US5334983A (en) * 1991-09-24 1994-08-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Doppler-effect ground speed sensor for use with a brake system
DE4330055A1 (en) * 1992-09-04 1994-03-10 Mazda Motor Steering system for motor vehicle - has situation feedback adjustment effected in linear zone where wheel side guide force alters with wheel side slip angle
JP2679559B2 (en) * 1992-11-05 1997-11-19 トヨタ自動車株式会社 Anti-lock control device
JP3304575B2 (en) * 1993-12-17 2002-07-22 トヨタ自動車株式会社 Anti-lock control device
DE4440954C2 (en) * 1994-11-17 2002-07-11 Conti Temic Microelectronic Method for controlling the driving properties of motor vehicles with steering assistance systems
JP2004216954A (en) 2003-01-10 2004-08-05 Hitachi Ltd Traveling control device for vehicle
DE102006042766A1 (en) * 2006-09-12 2008-03-27 Siemens Ag Sensor device, method for performing a vehicle dynamics control and vehicle dynamics control system
DE102008038642A1 (en) 2007-08-16 2009-02-19 Continental Teves Ag & Co. Ohg System and method for stabilizing a motor vehicle
DE102008038615A1 (en) 2007-09-18 2009-03-19 Continental Teves Ag & Co. Ohg Sensor device and method for detecting the movement of a vehicle
DE102011085762A1 (en) * 2011-11-04 2013-05-08 Siemens Aktiengesellschaft Method for detecting a measurement error and on-vehicle device
DE102011087339A1 (en) * 2011-11-29 2012-11-15 Siemens Aktiengesellschaft Method for detecting measurement error of velocity of vehicle e.g. rail vehicle, involves determining characteristic parameter of detected measuring object and determining deviation of detected measuring object from desired target

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5322232B2 (en) * 1972-12-07 1978-07-07
DE3545715A1 (en) * 1985-12-21 1987-07-02 Daimler Benz Ag DEVICE FOR CONTROLLING THE DRIVE IN MOTOR VEHICLES
DE3625392A1 (en) * 1986-02-13 1987-08-20 Licentia Gmbh Control system for preventing skidding movements of a motor vehicle
DE3606797C2 (en) * 1986-03-01 2000-11-23 Bosch Gmbh Robert Device and method for controlling, in particular for limiting, the driving speed of a road vehicle
US4653316A (en) * 1986-03-14 1987-03-31 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Apparatus mounted on vehicles for detecting road surface conditions
DE3804750C1 (en) * 1988-02-16 1989-04-06 Gunther Dipl.-Phys. Dr. 8012 Ottobrunn De Sepp Remote detection of maximum speed excesses and of traffic flow in the road traffic

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5694321A (en) 1994-11-25 1997-12-02 Itt Automotive Europe Gmbh System for integrated driving stability control
US5701248A (en) 1994-11-25 1997-12-23 Itt Automotive Europe Gmbh Process for controlling the driving stability with the king pin inclination difference as the controlled variable
US5710704A (en) 1994-11-25 1998-01-20 Itt Automotive Europe Gmbh System for driving stability control during travel through a curve
US5711023A (en) 1994-11-25 1998-01-20 Itt Automotive Europe Gmbh System for determining side slip angle
US5711024A (en) 1994-11-25 1998-01-20 Itt Automotive Europe Gmbh System for controlling yaw moment based on an estimated coefficient of friction
US5710705A (en) 1994-11-25 1998-01-20 Itt Automotive Europe Gmbh Method for determining an additional yawing moment based on side slip angle velocity
US5711025A (en) 1994-11-25 1998-01-20 Itt Automotive Europe Gmbh Driving stability control system with selective brake actuation
US5732377A (en) 1994-11-25 1998-03-24 Itt Automotive Europe Gmbh Process for controlling driving stability with a yaw rate sensor equipped with two lateral acceleration meters
US5732378A (en) 1994-11-25 1998-03-24 Itt Automotive Europe Gmbh Method for determining a wheel brake pressure
US5732379A (en) 1994-11-25 1998-03-24 Itt Automotive Europe Gmbh Brake system for a motor vehicle with yaw moment control
US5742507A (en) 1994-11-25 1998-04-21 Itt Automotive Europe Gmbh Driving stability control circuit with speed-dependent change of the vehicle model
US5774821A (en) 1994-11-25 1998-06-30 Itt Automotive Europe Gmbh System for driving stability control
US5862503A (en) 1994-11-25 1999-01-19 Itt Automotive Europe Gmbh System for driving stability control
DE19757970C1 (en) * 1997-12-24 1999-09-09 Stoehr Flashing brake light for automobile for providing braking intensity indication
DE19928624A1 (en) * 1999-06-23 2001-01-11 Siegfried Hillenbrand Running gear controller has Doppler radar sensor(s) for detecting travelling wheel movement whilst vehicle is being driven and/or translation speed or speed in direction of travel
DE19928624C2 (en) * 1999-06-23 2002-01-17 Siegfried Hillenbrand chassis control
DE10249816A1 (en) * 2002-10-24 2004-05-13 Daimlerchrysler Ag Method and device for operating an automotive night-vision system
DE10249816B4 (en) * 2002-10-24 2006-01-12 Daimlerchrysler Ag Method and device for operating an automotive night-vision system
CN102414576A (en) * 2009-04-29 2012-04-11 皇家飞利浦电子股份有限公司 Laser diode based self-mixing sensor for a vehicle electronic stability program
CN102414576B (en) * 2009-04-29 2015-01-28 皇家飞利浦电子股份有限公司 Laser diode based self-mixing sensor for a vehicle electronic stability program

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