Rund 97 % der Unfälle mit Personenschaden sind auf 'nicht angepasste Geschwindigkeit' und 'ungenügenden Abstand' zurückzuführen. Zur Vermeidung solcher Unfälle muss der Fahrer seine Fahrweise den Fahrbahnverhältnissen anpassen. Das neu entwickelte Dynamische Fahrbahn Informations-System (DFIS) ermittelt das Kraftschlusspotenzial und nutzt hierzu die Informationen von verschiedenen Sensoren. Das im Rahmen der Arbeit entwickelte und als WSE-Sensor (Wasser - Schnee - Eis) bezeichnete, permanent arbeitende Sensorsystem sollte ohne fahrzeugseitige Modifikationen an einem Fahrzeug einsetzbar, robust und preiswert sein. Am Reifenprüfstand wurden Kraftschlussmessungen mit einem Lkw-Reifen auf trockener und nasser Asphaltfahrbahn durchgeführt. Es stellte sich heraus, dass kein so genannter Reibwertsprung auftritt, vielmehr fallen die übertragbaren Kräfte im Bereich sehr kleiner Wasserhöhen (bis ca. 0,02 mm) nahezu linear mit steigender Wasserhöhe ab. Ist der Wasserfilm höher als ca. 0,1 mm, so sind die Reifenkräfte im untersuchten Wasserhöhenbereich praktisch nicht mehr von der Wasserhöhe abhängig. Die Auswertung von Bremsmessungen mit einem Versuchsfahrzeug auf Fahrbahnen mit verschieden hohen Wasserfilmen zeigte eine ähnliche Abhängigkeit. Die Messung des Ohmschen Widerstands wurde als Prinzip zur Erkennung von Wasser ausgewählt. Das aufgewirbelte Wasser wird über die Widerstandsmessung erkannt und hieraus auf eine Benetzung der Fahrbahn geschlossen werden. Um das Abtrocknen des Sensors und damit das Erkennen der trockenen Fahrbahn zu beschleunigen, wurde der Sensor mit einer Heizung ausgerüstet. Zur Auswertung der Sensorsignale wurden verschiedene Signalbeschreibungsmittel hinsichtlich ihrer Eignung zur Unterscheidung des Fahrbahnzustands untersucht. Es wurde ein Algorithmus entwickelt, der aus den Signalen des WSE-Sensors schließt, ob sich Wasser, Schnee oder Eis auf der Fahrbahn befinden. Ein zweiter Algorithmus wurde ausgearbeitet, der durch die Auswertung verschiedener Temperatursignale eine Unterscheidung zwischen trockener, nasser und schnee- bzw. eisbedeckter Fahrbahn vornimmt. Die Funktion des WSE-Sensors wurde durch zahlreiche Versuchsfahrten auf öffentlichen Straßen und auf Testgeländen überprüft. In deutlich weniger als 1 % der Fälle wurde der Fahrbahnzustand falsch erkannt. Die Unterscheidung, ob der WSE-Sensor trocken oder mit Wasser oder Schnee bzw. Eis benetzt ist, kann anhand verschiedener Temperatursignale ebenfalls mit hoher Zuverlässigkeit erkannt werden.
WSE-Sensor zur Erkennung feuchter, nasser, schnee- und eisbedeckter Fahrbahnoberfläche
2005
220 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Automatische Erkennung von Nässe auf einer Fahrbahnoberfläche
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