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Messung des Schräglaufwinkels mit einem optischen Sensor am Rad oder an der Karosserie

  • Schräglaufwinkel
  • Längsgeschwindigkeit
  • Quergeschwindigkeit
Pkw-Rad mit Messrad und TrueSlip-Optiksensor zur Straße gerichtet
TrueSlip-Sensor montiert mit einem Messrad am Rad eines Versuchsfahrzeugs. Foto Michigan Scientific.

Kurz zusammengefasst

Der Schräglaufwinkel wird an einem Versuchsfahrzeug mit einem optischen Sensor gemessen, der die Straße betrachtet, ohne sie zu berühren. Der TrueSlip-Sensor misst die Längs- und die Quergeschwindigkeit der Fahrbahnoberfläche und berechnet den Schräglaufwinkel intern, wie die SAE ihn definiert. Er wird am Rad montiert, mit Haltevorrichtungen oder innerhalb einer Messrad-Baugruppe, oder an der Fahrzeugkarosserie, beleuchtet die Straße mit seiner eigenen Infrarotquelle und sendet den Winkel und die beiden Geschwindigkeiten über CAN 2,0.

± 45°
Winkel-Messbereich
≤ 0.1°
Auflösung des Schräglaufwinkels oberhalb von 32 km/h, vorläufig
1,6 bis 320 km/h
Geschwindigkeits-Messbereich

Gemessene Geometrie

Der Schräglaufwinkel ist der Winkel zwischen dem Geschwindigkeitsvektor des Rades oder der Fahrzeugkarosserie und dessen Richtung. Der Sensor misst optisch und berührungslos die Geschwindigkeit der Fahrbahnoberfläche entlang der Richtung, X, und quer dazu, Y, und berechnet den Winkel aus beiden im Sensorinneren. Kein Rad und kein Arm berührt die Straße. Die interne Infrarotbeleuchtung hält die Fahrbahnoberfläche beleuchtet, unabhängig vom Sonnenlicht.

Die Messung dient drei Arten von Aufgaben: Schräglauf in der Fahrdynamikprüfung, Reifenschräglaufwinkel auf wechselnden Fahrbahnoberflächen und die Überprüfung von ADAS- und autonomen Fahrzeug-Sensoren anhand der tatsächlichen Richtung.

Schräglaufwinkel: der Geschwindigkeitsvektor gegenüber der Radebene Draufsicht eines Reifens. Die strichpunktierte Linie ist die Radebene, die Richtung. Der Geschwindigkeitsvektor V des Radmittelpunkts weist seitlich davon. Seine Komponente entlang der Richtung ist Vx, quer dazu Vy. Der Schräglaufwinkel β ist der Winkel zwischen V und der Richtung. Der optische Sensor, am Rad montiert und auf die Straße gerichtet, misst Vx und Vy und berechnet β. V Vx Vy β Optischer Sensor: Vx, Vy β aus Vx und Vy Schräglauf auf CAN
Draufsicht. Der Geschwindigkeitsvektor V des Rades gegenüber seiner Richtung: der Sensor liest Vx und Vy von der Straße und liefert den Winkel β zwischen beiden.

Instrumentierung

SensorTrueSlip optischer Schräglaufsensor, berührungslos, interne Infrarotbeleuchtung
Geschwindigkeits-Messbereich1,6 bis 320 km/h
Messbereich Winkel± 45°
Auflösung des Schräglaufwinkels≤ 0,1° oberhalb von 32 km/h, vorläufig
Genauigkeit des gemessenen Winkels≤ 0,2° oberhalb von 32 km/h, vorläufig
Messfrequenz≤ 40 Hz
Arbeitsabstand200 mm ± 50 mm
SignalausgangCAN 2,0: Schräglaufwinkel, gefilterte Längsgeschwindigkeit (X), gefilterte Quergeschwindigkeit (Y), feste Verzögerung von ca. 44 ms
Versorgungsspannung8 bis 18 V DC
SchutzartIP67

Vorgehen

  1. 01

    Wählen Sie das Rad oder die Karosserie

    Am Rad wird der Sensor an Montagehalterungen oder innerhalb eines Messrad-Aufbaus befestigt. An der Karosserie wird er am Fahrzeug befestigt.

    TrueSlip-Schräglaufwinkelsensor
  2. 02

    Stellen Sie den Arbeitsabstand ein

    Der Sensor ist mit 200 mm zur Straße gerichtet, innerhalb von ± 50 mm.

  3. 03

    Speisen Sie den Sensor und verbinden Sie den CAN-Bus

    Versorgung 8 bis 18 V DC, Signale auf CAN 2,0.

  4. 04

    Erfassen Sie die drei Signale

    Der Schräglaufwinkel und die gefilterten Längs- und Quergeschwindigkeiten, mit bis zu 40 Hz, bei einer festen Verzögerung von ca. 44 ms.

Fahrbahnoberflächen und Geschwindigkeit

Der Sensor funktioniert auf trockenen, nassen und trockenen vereisten Fahrbahnen. Bei stehendem Wasser oder Schnee auf der Oberfläche funktioniert er nicht. Er ist nach IP67 klassifiziert. Auflösung und Genauigkeit des Winkels gelten oberhalb von 32 km/h und sind vorläufige Spezifikationen.

Mit einem Messrad

Der Sensor ist für den Einsatz mit Michigan Scientific Messrädern konzipiert und kann im Messrad-Aufbau montiert werden. Der Schräglaufwinkel wird dann am Rad aufgezeichnet, an dem die drei Kräfte und drei Momente gemessen werden: bei einer Bremsenprüfung, einem Spurwechsel oder einer engen Kurve werden Querkraft und Schräglaufwinkel desselben Rades gemeinsam ausgelesen.

Ergebnis

Der Schräglaufwinkel und die Längs- und Quergeschwindigkeiten auf CAN, berührungslos gemessen am Rad oder an der Karosserie. Mit einem Messrad montiert liefert der Sensor den Schräglaufwinkel direkt neben der Querkraft desselben Rades.

Häufige Fragen

Wie wird der Schräglaufwinkel ohne Berührung der Straße gemessen?

Mit einem optischen Sensor. Der TrueSlip-Sensor misst die Längs- und Quergeschwindigkeit der Fahrbahnoberfläche berührungslos und berechnet den Schräglaufwinkel intern gemäß der Definition der SAE.

Funktioniert ein optischer Schräglaufwinkelsensor auf nasser oder vereister Fahrbahn?

Der TrueSlip-Sensor funktioniert auf trockenen, nassen und trockenen vereisten Fahrbahnen. Bei stehendem Wasser oder Schnee funktioniert er nicht.

Welche Signale gibt der Schräglaufwinkelsensor aus?

Drei Signale auf CAN 2,0: der Schräglaufwinkel und die gefilterten Längs- (X) und Quergeschwindigkeiten (Y), bei einer festen Verzögerung von ca. 44 ms.

Kann der Schräglaufwinkel am Rad gleichzeitig mit den Radkräften gemessen werden?

Ja. Der TrueSlip-Sensor ist für den Einsatz mit Michigan Scientific-Messrädern konzipiert und kann in der Messrad-Einheit montiert werden.

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