Automobildiagnostiker Z3
Fahrassistenzsysteme
Fahrassistenzsysteme
Welche Objektdaten benötigt es vom Radarsensor um ein Objekt zu erkennen?
Geschwindigkeit, Abstand, Winkel
Wie erfolgt die Positionsbestimmung und Verfolgung der vorausfahrenden Objekte?
Erfolgt durch Abgleich von Vorausberechnungen (Vorhersagen). Welches Objekt verändert welchen Abstand, Geschwindigkeit und Winkel? Messungen der Objekte werden alle 50ms verglichen.
1. Bestimmung des vorausfahrenden Fahrzeuges = kleinster Winkel mit kleinstem Abstand (Bild gelb markiert)
Was ist ein Fahrschlauch?
Fiktive Fahrspur, berechnet aus unbewegten Objekten per Radarsensor
Was ist der Zweck des Fahrschlauchs im ACC?
Eindeutige Bestimmung des vorausfahrenden Fahrzeugs
Warum ist die Fahrschlauchberechnung bei Kurven wichtig?
Sie erkennt das relevante Fahrzeug trotz abweichender Position
Anhand welchen Daten/Sensoren wird bei einer Kurvenfahrt das vorausfahrende Fahrzeug erkannt?
den stehenden Objekten und mit dem Abgleich
Gieratesensor, Querbeschleunigungssensor, Raddrehzahlsensoren, Lenkwinkelsensor
Wie bleibt das vorausfahrende Fahrzeug im ACC bei Sichtverlust erhalten?
Durch Fahrschlauch, Navidaten und Wahrscheinlichkeitsberechnung
Was ist der Unterschied zwischen Sensorcluster und Sensorfusion?
Sensorcluster ist die Anordnung (z.B. im Frontbereich sind Radar, Kamera und Ultraschallsensoren verbaut) – Sensorfusion ist die Verarbeitung (die verbindung/fusion/zusammenspiel von z.B. Radar, Kamera und Ultraschallsensoren zur genaueren erkennung eines Objekt)
Mit welchem Radartyp wir der ACC ermöglicht?
Long Range Radar (LRR)
Mit welcher Frequenz arbeitet ein Longe Range Radar?
76 -77 GHz
Welches Medium benötigen Radarsensoren zur Übertragung? In welcher Geschwindigkeit breiten sich diese aus?
Elektromagnetische Wellen, 300`000 km/s
Was bedeutet die Bezeichnung Radar?
Radio Detection and Ranging
Zielerfassung bzw. Ortung durch elektromagnetische Wellen
Welche Arbeitsweite hat ein LRR ca.?
etwas mehr als 150m
Was ist der Vorteil von Radarsensoren gegenüber anderer Sensorik?
Unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen. Er kann nicht metallische Materialien durchstrahlen, desshalb können die Sensoren von dem Stossfänger verdeckt werden. Preislich lukrativ.
Wie wird das Messprinzip für radarbasierte Systeme genannt?
FMCW (Frequency Modulation Continous Wave), frequenzmodulierter Dauerstrichradar
Wie wird der "Effekt" genannt der bei einer FMCW Messung genutzt wird?
Dopplereffekt
Was geschieht mit der Freguenz des Hornsignals wenn sich das Feuerwehrauto dem Passant nähert?
Die Frequenz des Hornsignals bleibt bei annähernd gleichbleibender Tonhöhe (hohe Frequenz).
Was geschieht mit der Freguenz des Hornsignals wenn sich das Feuerwehrauto von dem Passant entfernt?
Entfernt sich das Feuerwehrauto, hört der Passant einen tieferen Ton (Frequenzsprung auf niedrigere Frequenz).
Die Rote Linie ist das vorausfahrende Fahrzeug und die Blaue Linie das verfolgende.
Fährt das Rote Fahrzeug schneller oder langsamer?
Die Empfangene Frequenz (rot) hat sich erhöht was dem Dopplereffekt geschuldet ist. Das Rote Fahrzeug weisst eine langsamere Geschwindigkeit als das Blaue auf.
Die Rote Linie ist das vorausfahrende Fahrzeug und die Blaue Linie das verfolgende.
Wie verhalten sich die Geschwindigkeiten bei den beiden Fahrzeugen?
Beide Fahrzeuge fahren gleich schnell
Hertzsche Wellen, sind elektromagnetische Wellen, sie entstehen immer dann wenn ein sich ändernder elektrischer Strom durch einen Leiter fliesst. Durch die Bewegung der Elektronen entsteht ein Magnetfeld um den Leiter und durch die Verschiebung der Ladungen entstehen elektrische Felder, die elektrischen und magnetischen Felder breiten sich im Raum aus.
Hertzsche Wellen werden z.B. zur Informationsübertragung eingesetzt (Radio, Funk, TV usw.), ausserdem kommen sie auch zur Erwärmung von Essen zum Einsatz (Mikrowellen).
Ein Schwingkreis ist ein Schaltkreis aus einem Kondensator und einer Spule.
Wird ein geladener Kondensator in den Schwingkreis geschalten, so entlädt sich dieser sobald der Stromkreis geschlossen ist. Es entsteht ein Stromfluss von der einen Kondensatorplatte, über die Spule zur anderen Kondensatorplatte. Durch die Bewegung der Elektronen entsteht ein Magnetfeld an der Spule. Dadurch wird in der Spule wiederum eine Spannung und ein Strom induziert, dieser lädt den Kondensator nun wieder auf, allerdings mit entgegengesetzter Polarität. Dieser Vorgang wiederholt sich immer wieder. Abwechselnd entsteht ein magnetisches Feld an der Spule und ein elektrisches Feld am Kondensator.
Ein Hertzscher Dipol ist ein offener Schwingkreis, durch das öffnen des Schwingkreises können die elektromagnetischen Wellen im Raum ausgebreitet werden. Die Kondensatorplatten werden verkleinert und voneinander entfernt, ausserdem wird die Spule auseinander gezogen, es entsteht ein einfacher Stab (Hertzscher Dipol/ Antenne). Dadurch wird der Widerstand der Schaltung verkleinert, um die Frequenz der elektromagnetischen Schwingungen zu erhöhen.
Durch die Frequenz der angelegten Wechselspannung.
Mit Lichtgeschwindigkeit, ca. 300 000 km/s.
Wenn verschiedene Wellen aufeinander treffen können sich diese Überlagern, durch die Überlagerung können sie sich gegenseitig verstärken oder abschwächen.
Elektromagnetische Wellen werden an leitfähigen Materialien wie Metall reflektiert. Nicht leitfähige Materialien werden durchdrungen.
Wellen werden an Hindernissen gebeugt, sie ändern leicht ihre Richtung und können so auch den Funkschatten erreichen. Funkwellen folgen z.B. der Erdkrümmung.
Wechseln die Wellen die Luftschichten, ändern sie ihre Geschwindigkeit und werden abgelenkt.
Bei der Frequenzmodulation wird die Frequenz der Trägerwelle entsprechend dem Informationssignal verändert, die Amplitude der Welle bleibt immer gleich.
Bei der Amplitudenmodulation wird die Amplitude der Trägerwelle entsprechend dem Informationssignal verändert, die Frequenz der Welle bleibt immer gleich.
Die niederfrequenten Informationssignale (Musik, Sprache usw.) können nur schlecht abgestrahlt werden, ausserdem besitzen sie aufgrund der niedrigen Frequenz schlechte Ausbreitungseigenschaften. Deshalb werden sie auf hochfrequente Wellen geprägt die sich besser in den Raum abstrahlen lassen.
Was versteht man unter dem Begriff Demodulation?
Das auftrennen des Informationssignals von der Trägerwelle durch das Empfangsgerät.
Welche Aufgabe hat die Geschwindigkeitsregelanlage?
Die Geschwindigkeitsregelanlage unterstützt den Fahrer dabei, eine eingestellte Geschwindigkeit zu halten, ohne das dieser das Gaspedal weiter betätigen muss.
Was unterscheidet einen aktiven von einem passiven Tempomat?
Der aktive Tempomat ist im Stande, bei zu hoher Geschwindigkeit einen Bremseingriff vorzunehmen.
Der passive Tempomat kann die Geschwindigkeit nur über das Reduzieren der Motorleistung verringern. (Reicht meist nicht aus)
Welche Vorraussetzungen müssen gegeben sein, um ein aktives Tempomatsystem zu realisieren?
Das Fahrzeug muss mindestens im Besitz eines ABS-Systems mit ASR-Funktion sein.
Aus welchen Bauteilen besteht ein passiver Tempomat?
1. Eingabeteil (Betätigungshebel)
2. Geschwindigkeitsgeber (Raddrehzahlsensor)
3. Drosselklappe mit Stellmotor
4. Steuergerät mit Regelsoftware
Nenne 3 Einflussgrössen bei denen sich der Tempomat ausschaltet.
1. Betätigung Bremspedal
2. Betätigung Kupplungspedal
3. ESP Eingriff
4. Schalter OFF
5. Schalter Cancel
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Lernkarten
Hertzsche Wellen, sind elektromagnetische Wellen, sie entstehen immer dann wenn ein sich ändernder elektrischer Strom durch einen Leiter fliesst. Durch die Bewegung der Elektronen entsteht ein Magnetfeld um den Leiter und durch die Verschiebung der Ladungen entstehen elektrische Felder, die elektrischen und magnetischen Felder breiten sich im Raum aus.
Hertzsche Wellen werden z.B. zur Informationsübertragung eingesetzt (Radio, Funk, TV usw.), ausserdem kommen sie auch zur Erwärmung von Essen zum Einsatz (Mikrowellen).
Ein Schwingkreis ist ein Schaltkreis aus einem Kondensator und einer Spule.
Wird ein geladener Kondensator in den Schwingkreis geschalten, so entlädt sich dieser sobald der Stromkreis geschlossen ist. Es entsteht ein Stromfluss von der einen Kondensatorplatte, über die Spule zur anderen Kondensatorplatte. Durch die Bewegung der Elektronen entsteht ein Magnetfeld an der Spule. Dadurch wird in der Spule wiederum eine Spannung und ein Strom induziert, dieser lädt den Kondensator nun wieder auf, allerdings mit entgegengesetzter Polarität. Dieser Vorgang wiederholt sich immer wieder. Abwechselnd entsteht ein magnetisches Feld an der Spule und ein elektrisches Feld am Kondensator.
Ein Hertzscher Dipol ist ein offener Schwingkreis, durch das öffnen des Schwingkreises können die elektromagnetischen Wellen im Raum ausgebreitet werden. Die Kondensatorplatten werden verkleinert und voneinander entfernt, ausserdem wird die Spule auseinander gezogen, es entsteht ein einfacher Stab (Hertzscher Dipol/ Antenne). Dadurch wird der Widerstand der Schaltung verkleinert, um die Frequenz der elektromagnetischen Schwingungen zu erhöhen.
Durch die Frequenz der angelegten Wechselspannung.
Mit Lichtgeschwindigkeit, ca. 300 000 km/s.
Wenn verschiedene Wellen aufeinander treffen können sich diese Überlagern, durch die Überlagerung können sie sich gegenseitig verstärken oder abschwächen.
Elektromagnetische Wellen werden an leitfähigen Materialien wie Metall reflektiert. Nicht leitfähige Materialien werden durchdrungen.
Wellen werden an Hindernissen gebeugt, sie ändern leicht ihre Richtung und können so auch den Funkschatten erreichen. Funkwellen folgen z.B. der Erdkrümmung.
Wechseln die Wellen die Luftschichten, ändern sie ihre Geschwindigkeit und werden abgelenkt.
Bei der Frequenzmodulation wird die Frequenz der Trägerwelle entsprechend dem Informationssignal verändert, die Amplitude der Welle bleibt immer gleich.
Bei der Amplitudenmodulation wird die Amplitude der Trägerwelle entsprechend dem Informationssignal verändert, die Frequenz der Welle bleibt immer gleich.
Die niederfrequenten Informationssignale (Musik, Sprache usw.) können nur schlecht abgestrahlt werden, ausserdem besitzen sie aufgrund der niedrigen Frequenz schlechte Ausbreitungseigenschaften. Deshalb werden sie auf hochfrequente Wellen geprägt die sich besser in den Raum abstrahlen lassen.
Was versteht man unter dem Begriff Demodulation?
Das auftrennen des Informationssignals von der Trägerwelle durch das Empfangsgerät.
Welche Aufgabe hat die Geschwindigkeitsregelanlage?
Die Geschwindigkeitsregelanlage unterstützt den Fahrer dabei, eine eingestellte Geschwindigkeit zu halten, ohne das dieser das Gaspedal weiter betätigen muss.
Was unterscheidet einen aktiven von einem passiven Tempomat?
Der aktive Tempomat ist im Stande, bei zu hoher Geschwindigkeit einen Bremseingriff vorzunehmen.
Der passive Tempomat kann die Geschwindigkeit nur über das Reduzieren der Motorleistung verringern. (Reicht meist nicht aus)
Welche Vorraussetzungen müssen gegeben sein, um ein aktives Tempomatsystem zu realisieren?
Das Fahrzeug muss mindestens im Besitz eines ABS-Systems mit ASR-Funktion sein.
Aus welchen Bauteilen besteht ein passiver Tempomat?
1. Eingabeteil (Betätigungshebel)
2. Geschwindigkeitsgeber (Raddrehzahlsensor)
3. Drosselklappe mit Stellmotor
4. Steuergerät mit Regelsoftware
Nenne 3 Einflussgrössen bei denen sich der Tempomat ausschaltet.
1. Betätigung Bremspedal
2. Betätigung Kupplungspedal
3. ESP Eingriff
4. Schalter OFF
5. Schalter Cancel
Was versteht man unter dem Begriff "Steuerung"?
Eine Steuerung, ist ein Vorgang in einem System, in dem eine Ausgangsgrösse, aufgrund der Eingangsgrösse und der Gesetzmässigkeit des Systems, erzielt wird.
Was versteht man unter dem Begriff "Regelung"?
Eine Regelung ist ein Vorgang, bei dem die Ausgangsgrösse/Regelgrösse kontinuierlich erfasst, mit der Führungsgrösse verglichen und bei Abweichung angepasst wird.
Worin besteht der Hauptunterschied zwischen einer Steuerung und einer Regelung?
Im Gegensatz zu einer Regelung, besitzt die Steuerung einen offenen Wirkungsablauf. Somit kann eine Steuerung nicht auf äussere Störgrössen reagieren und diese automatisch ausgleichen.
Erkläre die Funktion der Geschwindigkeitsregelanlage anhand dieses Regelkreis Schema's.
1. Der Fahrer wählt eine Geschwindigkeit → Führungsgrösse (w) im Eingabeteil
2. Die Geschwindigkeit wird in der Regeleinheit gespeichert (Motorsteuergerät)
3. Das Mototrsteuergerät, beeinflusst das Stellglied (Drosselklappe, Einspritzung, Zündung) es entsteht die Stellgrösse (y)
4. Wirkt eine Störgrösse (z) z.B. Gefälle, Steigung, Gegenwind auf die Regelstrecke (Motordrehzahl) verändert sich die Ausgangsgrösse (Geschwindigkeit), die Veränderung wird vom Signalglied (Drehzahlsensoren) erkannt und an das Motorsteurgerät weitergeleitet.
5. Das Motorsteuergerät passt die Stellgrösse an um die Geschwindigkeit anzupassen.
6. Somit wird die Ausgangsgrösse kontinuirlich angepasst.
Erkläre die prinzipielle Funktion eines passiven Drehzahlsensors.
Als passive Drehzahlsensoren werden Induktivgeber bezeichnet. Sie bestehen aus einem Weicheisenkern, der von einer Wicklung umgeben ist. Der Weicheisenkern ist mit einem Dauermagneten verbunden. Befindet sich ein Zahn des Impulsrades vor dem Sensor, baut sich ein Magnetfeld auf, das in der Spule eine Spannung induziert. Trifft danach eine Lücke auf den Sensor baut sich das Magnetfeld ab, was eine entgegengesetzte Spannung in der Spule induziert. Somit entsteht ein sinusähnliches Signal, dessen Frequenz mit der Drehzahl steigt.
Erkläre die prinzipielle Funktion eines aktiven Drehzahlsensors.
Als aktive Drehzahlsensoren kommen magnetoresistive oder Hall-Sensoren zum Einsatz.
Magnetoresistive Sensoren bestehen aus magnetfeldabhängigen Widerständen die mit einer Spannung versorgt werden. Sie werden vor einen Multipolring oder ein Zahnrad/Stanzblech montiert. Diese verursachen eine Änderung des Magnetflusses in den Widerständen, was zu einer Widerstandsänderung führt. Die Auswerterlektronik des Sensors setzt diese nun in ein Rechtecksignal mit einem hohen und einem niedrigen Strompegel um.
Hallsensoren bestehen aus mehreren Hall-Elementen, die durch ein Magnetfeld eine Hallspannung erzeugen. Diese Hallspannung wird in der Auswertelektronik des Sensors in ein Protokoll umgewandelt, dass Angaben zu Drehrichtung, Drehzahl und Luftspalt enthält.
Was sind die Vorteile von aktiven gegenüber passiven Sensoren?
Die Messung der Drehzahl ist nahezu bis zum Stillstand möglich.
Neben der Drehzahl können auch die Drehrichtung und andere Informationen z.B. Einbaulage und Luftspalt erfasst werden.
Welche Aufgabe hat der Spurhalteassistent?
Der Spurhalteassistent erkennt die Fahrspur und warnt den Fahrer bei unbeabsichtigtem überfahren der Fahrbahnmarkierungen.
Was unterscheidet einen aktiven von einem passiven Spurhalteassistenten?
Der passive Spurhalteassistent ist ausschliesslich im Stande den Fahrer optisch, akustisch und haptisch zu warnen.
Der aktive Spurhalteassistent kann das Fahrzeug, bei nicht eingreiffen des Fahrers, ebenso über Bremsungen oder Lenkeingriff in der Spur halten.
Welche Sensoren sind für den Spurhalteassistenten nötig?
Frontkamera (Mono-, Stereo-, Farb-, Monochrom-)
Sensor für Handsoff Erkennung ( z.B. Lenkwinkel/ Drehmomentsensor oder Kapazitiver Sensor im Lenkrad)
Welche Aktoren gehören zum Spurhalteassistenten?
Vibrationsmotor (haptische Warnung)
Kombiinstrument (optische Warnung)
Lautsprecher (akustische Warnung)
Bei aktiven Systemen zusätzlich:
Elektrische Servolenkung (Lenkeingriff)
ABS/ESP-Einheit (Bremsungen einzelner Räder)
Nenne die verschiedenen Kamerabauarten die für den Spurhalteassistenten eingesetzt werden können.
Monochromkamera
Farbkamera
Monokamera
Stereokamera
Was sind die unterschiede zwischen den verschiedenen Kamerasystemen.
Eine Monokamera ist eine Kamera die aus nur einer Linse besteht.
Die Stereokamera nutzt 2 Linsen um die räumliche Darstellung zu verbessern.
Eine Monochromkamera stellt ihr Bild nur in Graustufen dar.
Die Farbkamera ist im Stande alle Farben abzubilden.
Welche Vorteile bietet die Stereokamera gegenüber der Monokamera.
Die Stereokamera ist aufgrund der Verwendung von 2 Kameralinsen im Stande die räumliche Tiefe besser auszuwerten und somit Distanzen besser zu bestimmen. Zusätzlich, kann sie Objekte durch die 3D-Darstellung besser identifizieren.
Bei welchen Situationen wird ein Eingriff des Spurhalteassistenten unterdrückt?
Wenn eine eindeutige Fahreraktivität erkannt wird.
Nenne 4 Beispiele, die auf eine Fahreraktivität schliessen lassen.
Betätigung Richtungsblinker
Bremseingriff des Fahrers
Lenkeingriff des Fahrers
Beschleunigen
Was ist die Hands-Off-Erkennung?
Mittels Sensoren erkennt das Steuergerät Spurhalteassistent, ob der Fahrer seine Hände am Lenkrad hat. Nach einer gewissen Zeit ohne Lenkradberührung wird der Fahrer aufgefordert das Lenkrad wieder zu berühren, tut er dies nicht schaltet sich das System aus.
Wie kann die Lenkradberührung erfasst werden?
Es gibt 2 Varianten zur Erkennung der Lenkradberührung.
1. Über Software mittels Lenkwinkel- oder Drehmomentsensor, erkennt die Bewegungen am Lenkrad.
2. Mittels eines kapazitiven Sensor der im Lenkrad integriert ist.
Welche äusseren Einflüsse können das Spurhalteassistenzsystem beeinträchtigen?
Beschlagene oder vereiste Frontscheibe vor der Kamera
Starkregen der die Sicht der Frontkamera einschränkt
Schnee (Auf der Fahrbahn oder starker Schneefall)
Verschmutzung der Frontscheibe vor der Kamera
Wie können die Funktionseinschränkungen durch äussere Einflüsse möglichst minimiert werden?
Scheibenreinigungsanlage gegen Verschmutzungen auf der Frontscheibe
Heizung für den Frontscheibenbereich um die Kamera
