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Automotive and Engine Technology

, Volume 4, Issue 1–2, pp 63–73 | Cite as

Study of system layouts for road wetness quantification via tire spray

  • Bernhard SchmiedelEmail author
  • Frank Gauterin
  • Hans-Joachim Unrau
Original Paper
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Abstract

Wet roads lower the tire traction and, hence, increase the risk of accidents. The exact friction coefficient between tire and road depends on a variety of influences, one of them being the road wetness or water height. To support drivers and autonomous systems in safe guidance of the vehicle, information about road wetness is helpful. In this paper, we discuss different system layouts of how to estimate the current road wetness, focusing on acceleration sensors in the front wheel arches or on the side skirts that measure tire spray. In addition, we analyze a new method that uses sensors at the underbody of the vehicle. We provide information on tire spray behavior, sensor types, and positioning. Our results show that underbody sensors are suited to detect especially high levels of road wetness that are associated with the risk of hydroplaning. In the conclusions, we combine the knowledge of new and known findings to provide a recommendation for the optimal system layout for road wetness quantification via tire spray.

Keywords

Road wetness detection Hydroplaning Acoustic sensors Tire splash and spray 

Notes

Compliance with ethical standards

Conflict of interest

The authors declare that they have no conflict of interest.

References

  1. 1.
    Block, W., Grosch, K., Zülow, H.V.:s Verfahren zur Bestimmung eines Reibbeiwertes zwischen einem Kraftfahrzeugreifen und einer nassen Fahrbahn. Patent DE 10107862 A1 (2001)Google Scholar
  2. 2.
    Braun, H.: Neuere Erkenntnisse über Radabdeckungen. In: Deutsche Kraftfahrtforschung und Straßenverkehrstechnik, vol. 223. VDI-Verlag, Düsseldorf (1972)Google Scholar
  3. 3.
    Brüel & Kjær Data Sheet Accelerometer Type 4397. https://www.bksv.com/en/products/transducers/vibration/Vibration-transducers/accelerometers/4397. Accessed 9 Aug 2017 (2017)
  4. 4.
    Brüel & Kjær Data Sheet Accelerometer Type 4507. https://www.bksv.com/en/products/transducers/vibration/Vibration-transducers/accelerometers/4507-B-004. Accessed 9 August 2017 (2017)
  5. 5.
    Continental, A.G.: Continental entwickelt Aquaplaning-Warner. https://www.continental-corporation.com/de/presse/pressemitteilungen/aquaplaning-warner-127896. Accessed 14 Dec 2018 (2018)
  6. 6.
    Frey, M.: WSE-Sensor zur Erkennung feuchter, nasser, schnee- und eisbedeckter Fahrbahnoberflächen: Beitrag zum Dynamischen Fahrbahn informations system DFIS. Dissertation, Universität Karlsruhe (TH). Shaker, Aachen (2005)Google Scholar
  7. 7.
    Görich, H.-J., Jacobi, S.: Verfahren zur Erfassung der Benetzung einer Fahrbahnoberfläche. Patent DE 4213221 A1 (1992)Google Scholar
  8. 8.
    HEAD acoustics Internet presence of ArtemiS Suite. https://www.head-acoustics.de/de/nvh_artemis_suite.htm. Accessed 6 Aug 2017 (2017)
  9. 9.
    Jacobi, S.: Sensor zum Erfassen der Benetzung einer Fahrbahn. Patent DE 19543137 A1 (1995)Google Scholar
  10. 10.
    Koeßler, P.: Kotflügeluntersuchungen. Deutsche Kraftfahrforschung und Strassenverkehrstechnik. VDI, Düsseldorf (1965)Google Scholar
  11. 11.
    Koeßler, P., Engels, H.R., Mitschke, M.: Untersuchungen über die Wirksamkeit von Kotflügeln. In: Deutsche Kraftfahrtforschung und Straßenverkehrstechnik, vol. 109. VDI, Düsseldorf (1957)Google Scholar
  12. 12.
    Lufft MARWIS specifications. http://www.lufft-marwis.com/en_US/specifications. Accessed 9 Aug 2017 (2017)
  13. 13.
    Optical Sensors Road Eye. http://www.opticalsensors.se/roadeye.html. Accessed 9 Aug 2017 (2017)
  14. 14.
    Radovich, C., Plocher, D.: Experiments on spray from a rolling tire: the aerodynamics of heavy vehicles ii: trucks, buses, and trains. Lect Notes Appl Comput Mech 41, 403–417 (2009)CrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    Schmiedel, B., Gauterin, F.: Tire splash and spray directly before and during hydroplaning. Tire Sci Technol (2018).  https://doi.org/10.2346/tire.18.460406 Google Scholar
  16. 16.
    Schmiedel, B., Hofmann, H., Jung, T., Jacobi, S., Maise, T., Weber, N., Schuler, T.: Sensoranordnung zum Erkennen eines Zustands einer Fahrbahn mit einem Ultraschallsensor, Fahrerassistenzsystem, Kraftfahrzeug sowie dazugehöriges Verfahren. Patent DE 102015106408 A1 (2015)Google Scholar
  17. 17.
    Schmiedel, B., Gauterin, F., Unrau, H.-J.: Road wetness quantification via tyre spray. Proc Inst Mech Eng Part D J Automob Eng 233, 28–37 (2018).  https://doi.org/10.1177/0954407018778972 CrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    Schütz, T.: Hucho—Aerodynamik des Automobils: Strömungsmechanik, Wärmetechnik, Fahrdynamik, Komfort, 6., vollst. überarb. u. erw. Aufl. 2013. Springer, Wiesbaden (2013)CrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    Spruß, I.: Ein Beitrag zur Untersuchung der Kraftfahrzeugverschmutzung in Experiment und Simulation: Dissertation. Universität Stuttgart, Stuttgart (2016)CrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    Végh, I.: Erkennung von Fahrbahnoberflächenart und -beschaffenheit mit Akustik- und Regensensorik: Beitrag zum Dynamischen-Fahrbahn-Informations-System DFIS. Zugl.: Dissertation, Universität Karlsruhe (TH), 2008. Berichte aus der Fahrzeugtechnik. Shaker, Aachen (2009)Google Scholar

Copyright information

© Springer Nature Switzerland AG 2019

Authors and Affiliations

  1. 1.Chassis Mechatronics, Dr. Ing. h.c. F. Porsche AGWeissachGermany
  2. 2.Institute of Vehicle System Technology, Karlsruhe Institute of TechnologyKarlsruheGermany

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