DE10010306A1 - Verfahren zur Bestimmung des Kraftschlußpotentials eines Kraftfahrzeuges - Google Patents
Verfahren zur Bestimmung des Kraftschlußpotentials eines KraftfahrzeugesInfo
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Ermittlung des Kraftschlußpotentials eines Fahrzeuges vorgeschlagen, bei welchem der Reibungsbeiwert zwischen Fahrbahn und Reifen unter Berücksichtigung von Fahrbahnrauigkeit, Reifenprofiltiefe, Reifendruck und/oder Reifentyp ermittelt wird.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren, wie es bereits aus der DE 42 18 034 A1
bekannt ist. Bei diesem bekannten Verfahren wird eine kontinuierliche Bestimmung des
Kraftschlußpotentials eines Kraftfahrzeuges in der Art durchgeführt, daß zunächst die
einen Fahrzustand des Fahrzeuges beschreibenden Größen ermittelt werden, so daß
dann aus diesen Meßwerten der aktuelle Fahrzustand bestimmt wird. Als nächster Schritt
wird mit Hilfe von Fahrbahnsensorik und aus dem Fahrzustand ein Fahrbahnzustand
bestimmt, und aus diesen Werten der augenblicklich herrschende Reibungsbeiwert
prognostiziert. Der Reibungsbeiwert bildet die Grundlage für die Bestimmung des dem
Fahrzeug zur Verfügung stehenden Kraftschlußpotentials.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber dem Bekannten den Vorteil, daß die
Genauigkeit bei der Ermittlung des Reibungsbeiwertes und des Kraftschlußpotentials
erhöht wird. Dies geschieht durch die Einbeziehung eines Korrekturfaktors, welcher aus
den Parametern für die Fahrbahnrauhigkeit, der Reifenprofiltiefe, dem Reifeninnendruck
und dem Reifentyp ermittelt wird.
Diese Verbesserung der Bestimmung des Reibungsbeiwertes und somit auch des
Kraftschlußpotentials bezieht sich dabei vorteilhafterweise auf alle Fahrbahnzustände, so
daß über den gesamten Fahrbereich eine Aussage möglich ist. Wird die Größe
Reibungsbeiwert oder Kraftschlußpotential in nachgeschalteten Systemen zur
Fahrerwarnung, zur Vorsteuerung von Fahrwerkregelsystemen oder zur Einspeisung in
Informationsnetzwerke der Verkehrsinfrastrukutr verwendet, ergibt sich aus der höheren
Prognosegüte ein Gewinn an Fahrsicherheit.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der
1 nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen Ablaufplan zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 den Zusammenhang zwischen Fahrbahnrauhigkeit und Reibungsbeiwert bei
Nässe und
Fig. 3 den Einfluß der Profiltiefe auf den Reibungsbeiwert bei Nässe.
Die Fig. 1 zeigt den Ablaufplan der einzelnen Verfahrensschritte zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
In einem ersten Arbeitsschritt, welcher durch das Kästchen 10 angegeben wird, wird der
Reibungsbeiwert bzw. das Kraftschlußpotential gemäß dem bereits bekannten Verfahren
bestimmt, welches bereits in der eingangs zitierten DE 42 18 034 A1 beschrieben ist.
Damit wird in diesem Arbeitsschritt 10 aus der Fahrgeschwindigkeit und dem
Fahrbahnzustand (trocken, naß oder eisig) der Reibungsbeiwert prognostiziert, der bei
rauher Fahrbahn, maximaler Profiltiefe, Sollwertfülldruck der Reifen und optimalem
Reifentyp zu erwarten ist. Im Ergebnis des Arbeitsschrittes 10 liegt im Arbeitsschritt 11
der Reibungsbeiwert µ vor.
Für eine Bewertung dieses Ergebnisses bzw. die Bestimmung des Korrekturfaktors KF
wird im Arbeitsschritt 12 die Fahrbahnrauhigkeit FR, im Arbeitsschritt 13 die
Reifenprofiltiefe RPT, im Arbeitsschritt 14 der Reifendruck RD und im Arbeitsschritt 15
der Reifentyp bestimmt. Die Erfassung der Fahrbahnrauhigkeit FR, der Reifenprofiltiefe
RFT und des Reifendruckes RD ist bereits bekannt und soll hier nicht nochmals detailliert
erläutert werden.
Bei dem vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Verfahren wird aufgrund dieser einzelnen
erfaßten Parameter (FR, RPT, RD, etc.) jeweils ein Korrekturfaktor KF für den
Reibungsbeiwert µ ermittelt. Die Bestimmung der einzelnen Korrekturfaktoren wird für
jeden Einflußparameter jeweils anhand eines abgespeicherten stützstellenbasierten
Kennfeldes vorgenommen. Die Kennfelder beschreiben den prozentualen Einfluß der
entsprechenden Parameter auf den Reibungsbeiwert µ in Abhängigkeit von der
Fahrgeschwindigkeit und dem Fahrbahnzustand in vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
dies mit Hilfe der Wasserhöhe auf der Fahrbahn dargestellt. Durch Interpolation in diesen
Kennfeldern wird der aktuell gültige Korrekturwert des Reibungsbeiwertes bei der
momentanen Fahrgeschwindigkeit und Wasserhöhe bestimmt.
In der Fig. 1 sind die Bestimmungen der Korrekturfaktoren für die einzelnen Parameter
jeweils durch die parallel ablaufenden Arbeitsschritte dargestellt. So wird der Wert der
Fahrbahnrauhigkeit anhand eines im Arbeitsschritt 16 abgespeicherten Kennfeldes
entsprechend gewichtet, so daß im Ergebnis des Arbeitsschrittes 17 der Korrekturfaktor
für die Fahrbahnrauhigkeit KF(RF) vorliegt. Gleichzeitig wird der Wert der Reifenprofiltiefe
anhand eines abgespeicherten Kennfeldes 18 gewichtet und in einem Arbeitsschritt 19
der Korrekturfaktor für die Reifenprofiltiefe KF(RPT) bestimmt. Die Bestimmung des
Korrekturfaktors für den Reifendruck KF(RD) erfolgt analog dazu anhand des
abgespeicherten Kennfeldes 20 zur Ermittlung des Korrekturfaktors im Verfahrensschritt
21. Ebenso wie die Bestimmung der Korrekturfaktoren für die Parameter Reifenprofiltiefe,
Reifendruck und Fahrbahnrauhigkeit wird für den jeweiligen Reifentyp der entsprechende
Korrekturfaktor bestimmt. Hier ist ebenfalls ein Kennfeld 22 abgespeichert anhand
dessen im Arbeitsschritt 23 der zugehörige Korrekturfaktor bestimmt wird.
Jeder dieser so ermittelten Korrekturfaktoren KF wird mit dem unkorrigierten
Reibungsbeiwert µ multipliziert, so daß dann in den Verfahrensschritten 24, 25, 26 und
27 jeweils eine Korrektur auf Basis geänderter Fahrbahnrauhigkeit oder auf Basis
geänderter Reifenprofiltiefe, auf Basis des geänderten Reifendruckes oder auf Basis des
geänderten Reifentyps zur Verfügung steht. Im Ergebnis des Verfahrens steht am
Ausgang der Verfahrensschritt 24, 25, 26 und 27 im Arbeitsschritt 28 der korrigierte
Reibungsbeiwert µ-korrigiert zur Verfügung und kann nun im nachfolgenden
Arbeitsschritt 29 zur Bestimmung des Kraftschlußpotentials ausgegeben werden.
Der korrigierte Reibungsbeiwert wird letztendlich berechnet, indem der Korrekturfaktor
mit dem unkorrigierten Reibungsbeiwert multipliziert wird und das Ergebnis zum
unkorrigierten Reibungsbeiwert addiert wird. Dies geschieht für sämtliche vier
Einflußparameter, so daß auf diese Weise der korrigierte Reibungsbeiwert berechnet
wird. Im wesentlichen gilt:
µ-korrigiert = µ(1 + KF(FR) + KF(RPT) + KF(RD) + KF(Reifentyp)
Ausgehend von der Vorgabe rauhe Fahrbahn, maximale Profiltiefe, Sollwertfülldruck der
Reifen und optimalen Reifentyp sind die Korrekturfaktoren KF(FR); KF(RPT); KF(RD) und
KF(Reifentyp) nahezu immer kleiner oder gleich Null.
Denkbar sind auch verschiedene weitere Berechnungsmethoden zur Bestimmung eines
Korrekturwertes für den Reibungsbeiwert. So kann zum Beispiel die gleiche Funktionalität
mit Hilfe von Polynomansätzen, durch Einsatz von assoziativen Speichern, Fuzzylogik
oder analytische Rechenverfahren realisiert werden, um den Einfluß der Größen
Fahrbahnrauhigkeit, Reifenprofiltiefe, Reifeninnendruck und Reifentyp auf die
Kraftschlußverhältnisse zwischen Fahrbahn und Reifen darzustellen.
In Fig. 2 ist anhand eines Diagramms zur besseren Verständlichkeit der Problematik der
Einfluß der Fahrbahnrauhigkeit auf den Reibungsbeiwert bei Nässe dargestellt. Hier ist auf
der Y-Achse die Abnahme des Reibungsbeiwertes in Prozent dargestellt, während auf der
X-Achse die Fahrgeschwindigkeit ablesbar ist. Mit Hilfe des hier gezeigten
Zusammenhanges wird der prozentuale Korrekturfaktor Fahrbahnrauhigkeit entsprechend
Block 17 in Fig. 1 ermittelt. Der korrigierte Reibungsbeiwert wird gemäß der zu Fig. 1
erläuterten Formel berechnet. Es ist deutlich zu erkennen, daß bei einer Wasserhöhe von
1 mm und einer relativ hohen Fahrbahnrauhigkeit der Reibungsbeiwert über die
Fahrgeschwindigkeit im wesentlichen erhalten bleibt, während sie bei einem Wasserfilm
von 3 mm und einer geringen Fahrbahnrauhigkeit mit zunehmender Geschwindigkeit sehr
stark abnimmt.
In Fig. 3 ist der Einfluß der Profiltiefe auf den Reibungsbeiwert bei Nässe dargestellt.
Auch hier ist auf der Y-Achse der Reibungsbeiwert µ in Prozent ausgehend von Null
angegeben und auf der X-Achse die Fahrgeschwindigkeit. Hier ist zu erkennen, daß bei
einer großen Profiltiefe (7 mm) der Reibungsbeiwert bei zunehmender Geschwindigkeit
auch bei einem höheren Wasserfilm erhalten bleibt, während sie bei einer geringeren
Profiltiefe relativ stark abnimmt. Die größte Abnahme des Reibungsbeiwertes ist in Fig.
3 bei einer Wasserhöhe von 3 mm und einer Profiltiefe von 3 mm dargestellt. Hier hat das
Fahrzeug bei hohen Geschwindigkeiten einen sehr geringen Reibungsbeiwert und damit
auch ein sehr geringes Kraftschlußpotential.
Claims (5)
1. Verfahren zur Bestimmung des Kraftschlußpotentiales eines Kraftfahrzeuges, wobei
der Fahrzustand des Fahrzeuges und der Fahrbahnzustand bestimmt wird, wobei aus
diesen Werten ein Reibungsbeiwert prognostiziert wird und eine Ermittlung des
Kraftschlußpotentials aus dem Reibungsbeiwert erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß bei
der Bestimmung des Reibungsbeiwert (µ) und/oder des Kraftschlußpotentials die
Fahrbahnrauhigkeit (FR), die Reifenprofiltiefe (RPT), der Reifendruck (RD) und/oder der
Reifentyp einbezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berücksichtigung des
Einflusses von Fahrbahnrauhigkeit, Reifenprofiltiefe, Reifendruck und/oder Reifentyp für
jeden Einflußparameter je ein Korrekturfaktor (KF) bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß anhand jedes
Korrekturfaktors der Reibungsbeiwert korrigiert wird und die Gesamtheit der korrigierten
Reibungsbeiwerte anschließend für einen repräsentativen Wert zusammengefaßt werden,
welcher dann die Grundlage für die Bestimmung des Kraftschlußpotentials bietet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturfaktoren für
jeden Parameter aus einem stützstellenbasierten abgespeicherten Kennfeld entnommen
werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennfelder jeweils in
Fahrversuchen ermittelt und abgespeichert werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10010306A DE10010306A1 (de) | 2000-03-06 | 2000-03-06 | Verfahren zur Bestimmung des Kraftschlußpotentials eines Kraftfahrzeuges |
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Publications (1)
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DE10010306A1 true DE10010306A1 (de) | 2001-09-13 |
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Family Applications (1)
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- 2000-03-06 DE DE10010306A patent/DE10010306A1/de not_active Withdrawn
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