Wie wird beim Bremsen mit ABS die Fahrzeug Geschwindigkeit ermittelt?
Am Rad wird die Drehzahl der Räder gemessen. OK. Aber ABS setzt ja ein, wenn eine Differenz zwischen Raddrehzahl und Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsteht.
Wie wurde/wird früher/heute diese Differenz ermittelt? Also woher weiß meine ABS Regelung, dass das Fahrzeug sich bewegt? Beschleunigungssensoren?
Gruß
Beste Antwort im Thema
Beschleunigungssensoren sind nicht notwendig.
Aus
1. Drehzahl des sich am schnellsten drehenden Rades
2. der maximalen Fahrzeugverzögerung
wird die Referenzgeschwindigkeit errechnet.
v(t) minimum = v(0)-a*t
wobei a= z.B. 12 m/s²
Also Vollbremsung 100 km/h = 27,7 m/s
v (1 s) minimum = 27,7 m/s - 12 m/s² * 1 s
v (1 s) minimum = 15,7 m/s² = 56,6 km/h
Das Steuergerät weiß also, dass nach 1 Sekunde Bremsen die Geschwindigkeit nicht unter 56,6 km/h liegen kann. Gleichzeitig kann die Geschwindigkeit natürlich auch nicht unter der Geschwindigekeit des sich am schnellsten drehen Rades liegen.
64 Antworten
Zitat:
Original geschrieben von Sir Donald
Dem ganzen Auto ist die Geschwindigkeit, sorry, Scheißegal. Die ganzen Systeme benötigen nur die Raddrehzahl. Und wenn alle vier Räder stehen ist das ABS defekt. 😁
Dann solltest du dich vielleicht mal mit dem Thema etwas weiter auseinandersetzen, ohne Geschwindigkeit keine ABS-Regelung. Um z.B. den von dir genannten optimalen Schlupf zu ermitteln braucht man nämlich die Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Differenz aus (echter) Fahrzeuggeschwindigkeit und Rotationsgeschwindigkeit der einzelnen Räder bestimmt den Schlupf. Ohne eine echte Fahrzeuggeschwindigkeit im Hintergrund zu kennen kann auch kein Schlupf ermittelt werden.
Abgesehen davon kann auch bei intaktem ABS auf einer Fahrbahn mit niedrigem Reibwert der Reifen mal blockieren, auch im Bereich Schrittgeschwindigkeit und darunter lässt man Reifen blockieren sonst kommt man nicht zum Stillstand. Aber auch dafür muss man wissen wann Schrittgeschwindigkeit/Stillstand erreicht ist und das ABS im Stillstand nicht denkt "Schweisse, die Räder blockieren immer noch, ich lass mal alle Bremsen offen".
Zitat:
Original geschrieben von Moers75
Aber auch dafür muss man wissen wann Schrittgeschwindigkeit/Stillstand erreicht ist und das ABS im Stillstand nicht denkt "Schweisse, die Räder blockieren immer noch, ich lass mal alle Bremsen offen".Zitat:
Original geschrieben von Sir Donald
Dem ganzen Auto ist die Geschwindigkeit, sorry, Scheißegal. Die ganzen Systeme benötigen nur die Raddrehzahl. Und wenn alle vier Räder stehen ist das ABS defekt. 😁
Wozu? Wenn der Bremsdruck reduziert wird und die Raddrehzahl sich nicht ändert (weil: Stillstand), ist doch für das ABS alles klar. Der Tricker für Signal Geschwindigkeit wird auf Null gesetzt und alles ist gut. Die Geschwindigkeit ist unerheblich, weil sie lediglich eine Rechengröße aus Raddrehzal und Radgröße ist.
Zitat aus einem Bosch Buch (online) ISBN 978-3-8348-8320-9
Zitat:
Regler
? Raddrehzahlsensor und
? ABS-Steuergerät.Regelgrößen
? Raddrehzahl und daraus abgeleitet die Radumfangsverzögerung,
? Radumfangsbeschleunigung sowie der Bremsschlupf.Führungsgröße
? Fahrerfußkraft auf das Bremspedal, verstärkt durch den Bremskraftverstärker, erzeugt den Bremsdruck im Bremssystem.Stellgröße
? Bremsdruck im Radzylinder.
Es bezieht sich alles auf die Raddrehzahl...
Zitat:
Original geschrieben von herr_lehmann2012
Wozu?
Weil du schlicht und ergreifend ohne Referenzgeschwindigkeit keinen Schlupf ermitteln kannst.
http://inform.wabco-auto.com/intl/pdf/815/00/57/8150200573-21.pdf
"Gleichzeitig ermittelt die Elektronik nach einem bestimmten Modus eine
Referenzgeschwindigkeit, die der nicht mit gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit
annähernd gleichkommt.
Aus diesen Gesamtinformationen errechnet die Elektronik laufend die
Radbeschleunigungswerte (+b) oder die Radverzögerungswerte (-b) sowie
den Bremsschlupf.
Beim Überschreiten bestimmter Schlupfwerte wird das Magnetregelventil
angesteuert. Hierdurch wird der Druck im Bremszylinder begrenzt
oder auch abgesenkt und damit das Rad im optimalen Schlupfbereich
gehalten."
Zitat:
Original geschrieben von Moers75
Weil du schlicht und ergreifend ohne Referenzgeschwindigkeit keinen Schlupf ermitteln kannst.Zitat:
Original geschrieben von herr_lehmann2012
Wozu?http://inform.wabco-auto.com/intl/pdf/815/00/57/8150200573-21.pdf
"Gleichzeitig ermittelt die Elektronik nach einem bestimmten Modus eine
Referenzgeschwindigkeit, die der nicht mit gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit
annähernd gleichkommt.
Aus diesen Gesamtinformationen errechnet die Elektronik laufend die
Radbeschleunigungswerte (+b) oder die Radverzögerungswerte (-b) sowie
den Bremsschlupf.
Beim Überschreiten bestimmter Schlupfwerte wird das Magnetregelventil
angesteuert. Hierdurch wird der Druck im Bremszylinder begrenzt
oder auch abgesenkt und damit das Rad im optimalen Schlupfbereich
gehalten."
Dabei handelt es sich um ein Modell, welches sich, wieder mal, aus der Raddrehzahl errechnet. Es wird also lediglich mit dem Modell abgeglichen (Geschwindigkeit -> Bremsdruck -> erwartete Geschwindigkeit vs. tatsächliche Geschwindigkeit). Wobei Geschwindigkeit keine gemessene Größe ist sondern immer, und das versuche ich hier die ganze Zeit zu erklären, eine Ableitung aus der Raddrehzahl darstellt. Physikalisch ist die Geschwindigkeit ja auch nichts anderes, als die Ableitung des Weges (Radgröße/Teilung der Zahnscheibe der Raddrehzahlsensoren) nach der Zeit (Raddrehzahl/Frequenz der Impulse).
Edit sagt: ein stehendes Rad beim Bremsvorgang hat 100% Schlupf; wenn ich also die Raddrehzahl 0 eines Rades gegen die anderen Räder referenziere, habe ich eine Aussage über seinen Schlupf (100%).
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Zitat:
Original geschrieben von herr_lehmann2012
Edit sagt: ein stehendes Rad beim Bremsvorgang hat 100% Schlupf; wenn ich also die Raddrehzahl 0 eines Rades gegen die anderen Räder referenziere, habe ich eine Aussage über seinen Schlupf (100%).
Und genau da ist doch der Witz: Die Referenzierung geschieht nicht über andere Räder, sondern über die Beschleunigungssensoren. Die Räder agieren nur noch als "Nehmer" und seit der 3. Generation nicht mehr als "Geber".
Was ihr da alles schreibt gibt nur bis zur 2. Generation ABS- heute sind wir aber weiter!
Zitat:
Seit vielen Jahren geht es beim ABS nicht mehr darum das Blockieren der Räder zu verhindern sondern darum die Räder exakt so abzubremsen damit der optimale Schlupf erzielt wird und für den optimalen Schlupf müssen sich die Räder drehen.
Genau, und der dreht sich um die Blockiergrenze, das heist, Radschlupf zu groß, Einlassventil wird geschlossen und Bremsleistung blockiert, wenn Radschlupf immernoch zu groß, Auslassventil geöffnet und Rückförderpumpe wird angesteuert, bis Radschlupf wieder unter Regelgrenze, dann wird das Auslassventil wieder geschlossen und das Einlassventil geöffnet und die Sache beginnt von neuen, bis um die 15x pro Sekunde. (Über 20 geht nicht).
Zitat:
Original geschrieben von Mark-86
... bis um die 15x pro Sekunde. (Über 20 geht nicht).
Und wieder gefährliches Halbwissen- oder die Frage:
Warum sollte eine Regelung über 20Hz nicht gehen?
Zitat:
Original geschrieben von Schreckschraubaer
Und genau da ist doch der Witz: Die Referenzierung geschieht nicht über andere Räder, sondern über die Beschleunigungssensoren. Die Räder agieren nur noch als "Nehmer" und seit der 3. Generation nicht mehr als "Geber".
Was ihr da alles schreibt gibt nur bis zur 2. Generation ABS- heute sind wir aber weiter!
Die Referenzierung nutzt schlicht sämtliche Daten die sie zur Verfügung hat, sind wie bei allen Fahrzeugen mit ESP Beschleunigungssensoren an Bord werden auch die Messwerte herangezogen.
Je besser die Referenzgeschwindigkeit ermittelbar ist desto präziser kann das ABS regeln.
Die Regelfrequenz wird durch mechanische Effekte begrenzt, Massenträgheit (Ventile, Bremskolben), Druckausbreitungsgeschwindigkeit, Fließgeschwindigkeiten etc.. Da kann die Elektronik so schnell sein wie sie will. Noch deutlicher sieht man den Effekt bei Druckluftbremsen, hier dauert der Druckauf- bzw. Abbau so lange dass nur wenige Regelvorgänge pro Sekunde überhaupt möglich sind.
Zitat:
Original geschrieben von Mark-86
Genau, und der dreht sich um die Blockiergrenze...
Noch genauer: Wie auch dem PDF von Moers75 zu entnehmen ist wird nicht um die Blockiergrenze geregelt (Schlupf 100%) sondern es wird versucht den Schlupf im Bereich von 10 bis 30% zu halten.
-> Höchstmögliche Bremsverzögerung
-> Noch ausreichend Seitenführungskraft (Lenkbarkeit).
Zitat:
Original geschrieben von Schreckschraubaer
Und wieder gefährliches Halbwissen- oder die Frage:Zitat:
Original geschrieben von Mark-86
... bis um die 15x pro Sekunde. (Über 20 geht nicht).
Warum sollte eine Regelung über 20Hz nicht gehen?
Nein, gefährliches Halbwissen ist das was Moers75 in sich wichtig anhörende Worte gepackt hat.
Die Frequenz liegt deutlich unter 20Hz, weil ab einer Regelfrequenz von etwa 20 Regelungen pro Sekunde die Fahrwerkskomponenten in Schwingungen geraten welche zu Brüchen führen kann.
Zitat:
Original geschrieben von Moers75
Die Referenzierung nutzt schlicht sämtliche Daten die sie zur Verfügung hat, sind wie bei allen Fahrzeugen mit ESP Beschleunigungssensoren an Bord werden auch die Messwerte herangezogen.Zitat:
Original geschrieben von Schreckschraubaer
Und genau da ist doch der Witz: Die Referenzierung geschieht nicht über andere Räder, sondern über die Beschleunigungssensoren. Die Räder agieren nur noch als "Nehmer" und seit der 3. Generation nicht mehr als "Geber".
Was ihr da alles schreibt gibt nur bis zur 2. Generation ABS- heute sind wir aber weiter!Je besser die Referenzgeschwindigkeit ermittelbar ist desto präziser kann das ABS regeln.
Die Regelfrequenz wird durch mechanische Effekte begrenzt, Massenträgheit (Ventile, Bremskolben), Druckausbreitungsgeschwindigkeit, Fließgeschwindigkeiten etc.. Da kann die Elektronik so schnell sein wie sie will. Noch deutlicher sieht man den Effekt bei Druckluftbremsen, hier dauert der Druckauf- bzw. Abbau so lange dass nur wenige Regelvorgänge pro Sekunde überhaupt möglich sind.
Du weichst klar vom Thema ab, allerdings auch, weil ich eine zweite Komponente ins Spiel brachte.
Generell sind die Antworten "das geschieht über die Radsensoren" mehr oder minder richtig.
Früher ging vom Tacho ein Bowdenzug zu einem Rad und übertrug die Raddrehzahl.
Danach kamen Hersteller auf die Idee, die Geschwindigkeit am radseitigen Getriebe abzunehmen.
Einige Hersteller kombinierten beides.
Heute haben wir elektronische Tachos mit elektronischen Regelsystemen- was nicht heißt das in Kleinwagen nicht nach wie vor der Bowdenzug verbaut wird.
Aktuelle Steuergeräte stellen dem Tacho ein getriggertes Signal zur Verfügung, welches dem Fahrer eine Geschwindigkeit, innerhalb der gesetzlichen Anforderungen anzeigt.
Diese Angabe ist für sämtliche Sicherheitssysteme viel zu ungenau.
Zitat:
Original geschrieben von Mark-86
Die Frequenz liegt deutlich unter 20Hz, weil ab einer Regelfrequenz von etwa 20 Regelungen pro Sekunde die Fahrwerkskomponenten in Schwingungen geraten welche zu Brüchen führen kann.
Klingt gefährlich, gehört aber auch in die Kategorie Gerüchte und Halbwissen.
In ein Auto wo eine ABS-Bremsung zu einem Bruch führen kann würde ich nicht einsteigen, einmal mit passender Geschwindigkeit über Kopfsteinpflaster und alle 4 Räder brechen ab oder wie?
Abgesehen davon heißt Regelfrequenz heute lange nicht mehr nur Bremse auf oder zu und eine Anregung im Bereich der Regelfrequenz. x Hz. heißt ja nur dass x mal pro Sekunde Soll- und Istbremsdruck verglichen und angepasst werden, da kann auch 3mal hintereinander der Druck reduziert und 2 mal erhöht werden und schwups haben wir nur noch eine 4Hz-Anregung.
Mit jeder Generation des ABS wurde die Regelfrequenz angepasst, da spielen Materialfestigkeiten, Geschwindigkeiten der Ventile etc.. rein. Also ein Schwingungsproblem, allerdings auf hydraulischer Ebene. Dazu kam in den ersten Generationen die Rechenleistung des Steuergerätes.
Ein Anpassen auf die Radaufhängung wäre eh nicht möglich da sich dessen Eigenfrequenzen mit Luftdruck, Reifen, alternde Stoßdämpfer, Tieferlegung usw.. ändern, eine Bruchgefahr bei einer Bremsung hat aber in jedem Fall ausgeschlossen zu sein. Wir reden hier bei PKW von ca. 8-14 Hz für die Radaufhängung und pi mal Pflaume 1 Hz für den Aufbau als Größenordnung. (Wen es interessiert, die Bücher von Wallentowitz/Mitschke gehen detailliert auf die Thematik ein). Bei zusätzlichen Drehschwingungen wird es noch interessanter und der Einfluss von Untergrund, Reifen usw.. größer.
Seit dem Beginn des ABS geht die Entwicklung klar zu immer höheren Regelfrequenzen um immer besser die Bremskraft an den Untergrund anzupassen.
Bereits beim ABS5 (heute sind wir m.W. schon bei Generation 9) gab Bosch mögliche Druckänderungen im Bereich von 20ms an. Bei niedrigem Reibwert konnte in gut 20ms der Bremsdruck nahezu vollständig abgebaut werden und wurde in ähnlichen Stufen nach und nach wieder aufgebaut. Die Pulsierfrequenz ist also deutlich niedriger als die eigentliche Regelfrequenz.
Die Tachoanzeige ist ein anderes Thema. Die muss nicht mit der errechneten Referenzgeschwindigkeit übereinstimmen.
Zitat:
Original geschrieben von Mark-86
Nein, gefährliches Halbwissen ist das was Moers75 in sich wichtig anhörende Worte gepackt hat.Zitat:
Original geschrieben von Schreckschraubaer
Und wieder gefährliches Halbwissen- oder die Frage:
Warum sollte eine Regelung über 20Hz nicht gehen?Die Frequenz liegt deutlich unter 20Hz, weil ab einer Regelfrequenz von etwa 20 Regelungen pro Sekunde die Fahrwerkskomponenten in Schwingungen geraten welche zu Brüchen führen kann.
Manche Straßen erzeugen Schwingungen von weit über 20 Hz, kein Fahrzeug wird dadurch zerrsissen oder die Radaufhängung in seine Einzelteile zerlegt.
Nachtrag:
Eine hörere Regelfrequenz verlängert den Anhalteweg, das hat nichts mit dem Glauben an einen Materialbruch zu tun..
Die Schwingungen von Straßen sind aber andere als von einer ABS Bremsung !
Zitat:
In ein Auto wo eine ABS-Bremsung zu einem Bruch führen kann würde ich nicht einsteigen, einmal mit passender Geschwindigkeit über Kopfsteinpflaster und alle 4 Räder brechen ab oder wie?
Wirst du auch nicht, weil es das ja auch nicht gibt, weil eben die Regelfrequenzen bei deutlich unter 20hz /s bleiben und diese haben sich in den letzten Entwicklungsstadien auch nicht geändert.
Die Thematik findest du in der einschlägigen -aktuellen- Schulungsliteratur von Bosch zum ESP System, ich kann sie dir nur nicht mehr heraus suchen weil ich das Zeug entsorgt habe.
Zitat:
Original geschrieben von Moers75
Die Referenzierung nutzt schlicht sämtliche Daten die sie zur Verfügung hat, sind wie bei allen Fahrzeugen mit ESP Beschleunigungssensoren an Bord werden auch die Messwerte herangezogen.
😉 Irgendwie blöd das ABS ohne ESP genauso gut oder schlecht funktioniert wie mit ESP, ergo können die Beschleunigungssensoren da nicht allzu viel Einfluss haben.
Wobei die Sensoren des ESP vielleicht helfen ist den Geradeauslauf beim Bremsen auf unterschiedlich griffigen Belägen zu verbessern weil ein verdrehen des Fahrzeugs gegenüber der Fahrtrichtung schneller erkannt wird, aber auch Das hat schon vor ESP gut funktioniert.