DE10107862A1 - Determination of friction coefficient between a motor vehicle tire and a wet road using a trailing water sensor and a water spray sensor to accurately evaluate the friction coefficient and the possibility of aquaplaning - Google Patents

Abstract

Method for determining a friction value between a motor vehicle tire (3) and a wet road in which a trailing water signal is produced dependent on the vehicle velocity (VF) and the signal from a moisture sensor (1) arranged behind the tire. To generate a spray water signal a further moisture sensor (2) is placed next to the tire and from the trailing and spray water signals a friction value is determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Reibbeiwertes zwischen einem Reifen eines Kraftfahrzeuges und einer nassen Fahrbahn gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for determining a coefficient of friction between a tire of a motor vehicle and a wet road according to the preamble of claim 1.

Ein solches Verfahren ist aus der DE 43 17 030 A1 bekannt, bei dem hin­ ter einem Rad eines Kraftfahrzeuges ein Plattensensor angeordnet ist. Während der Fahrt wird aufgrund der Haftung am Reifen Wasser aus der Kontaktfläche zwischen Reifen und Fahrbahnbelag nach hinten heraus­ getragen und durch die Fliehkraft auf den Plattensensor als Schleppwas­ ser geschleudert.Such a method is known from DE 43 17 030 A1, in which ter a wheel of a motor vehicle, a plate sensor is arranged. During the journey, water adheres to the tire due to the grip on the tire Contact area between the tire and the road surface to the rear worn and by centrifugal force on the plate sensor as drag hurled.

Das Signal dieses Nässesensors wird zusammen mit der Raddrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit in einen Kennfeldrechner eingegeben, der neben einer Schlupfberechnung auch die Wasserhöhe auf der Fahr­ bahn ableitet und somit den Aquaplaning-Gefährdungsgrad für jede Was­ serhöhe anzeigen kann. Weiterhin kann mit einem abgelegten Reibbei­ wert-Kennfeld für die jeweilige Wasserhöhe der Reibbeiwert errechnet und angezeigt werden.The signal from this wetness sensor is combined with the wheel speed and the vehicle speed entered in a map computer, which, in addition to a slip calculation, also the water level on the drive bahn derives and thus the aquaplaning risk level for each what can display height. Furthermore, with a discarded friction value map for the respective water level, the coefficient of friction is calculated and are displayed.

Dieses bekannte Verfahren liefert jedoch nur eine ungenaue Vorhersage über den Gefährdungsgrad durch Aquaplaning eines Kraftfahrzeuges.However, this known method only provides an inaccurate prediction about the degree of danger from aquaplaning of a motor vehicle.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfah­ ren der eingangs genannten Art anzugeben, das gegenüber dem bekannten Verfahren eine genauere Vorhersage über den Gefährdungsgrad durch Aquaplaning zuläßt.The object of the present invention is therefore a method ren of the type mentioned to indicate that compared to the known  Process a more accurate prediction of the level of hazard through aquaplaning.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentan­ spruches 1 gelöst. Hiernach wird zur Bestimmung eines Reibbeiwertes zwischen nasser Fahrbahn und Reifen nicht nur das Schleppwassersignal herangezogen, sondern auch ein Spritzwassersignal, das von einem wei­ teren Nässesensor aufgrund des seitlich vom Reifen herausgedrückten Wassers in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt wird.This object is achieved with the characterizing features of the patent Proverb 1 solved. This is used to determine a coefficient of friction not only the drag water signal between wet road and tire used, but also a splash water signal, which from a white tere wetness sensor due to the fact that the tire is pushed out to the side Water is generated depending on the vehicle speed.

Hierzu wird dieser Spritzwassersensor neben dem Reifen im Bereich der Radnabe, jedoch entgegen der Fahrtrichtung versetzt angeordnet.For this purpose, this splash water sensor is next to the tire in the area of Wheel hub, but offset against the direction of travel.

Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, aus den beiden Nässesignalen die entscheidenden Parameter abzuleiten, die den Reib­ beiwert zwischen der nassen Straße und dem Reifen, im folgenden Nass­ reibbeiwert genannt, bestimmen, um hieraus eine gegenüber dem Stand der Technik genauere Prognose des Auftretens von Aquaplaning erstellen zu können. Entscheidend dabei ist, daß nicht nur wie dort die Wasserhöhe auf der Fahrbahn als wesentlicher Parameter bestimmt wird, sondern ins­ besondere zusätzlich die Rauheit der Fahrbahn, also die Rauhtiefe der Straßenoberfläche und die Effektivität des Reifenprofils, erfaßt als Profil­ tiefe des Reifens. Zur Bestimmung dieser den Nassreibbeiwert bestim­ menden Parameter muß nach unterschiedlichen Wasserständen auf der Fahrbahn anhand der detektierten Nässesignale differenziert werden.With this method according to the invention it is possible to choose from the two Wet signals derive the crucial parameters that affect the friction coefficient between the wet road and the tire, in the following wet called coefficient of friction, determine one from this compared to the status the technology to provide a more accurate forecast of the occurrence of aquaplaning to be able to. It is crucial that not only the water level as there is determined as an essential parameter on the road, but ins in particular the roughness of the road surface, i.e. the roughness of the Road surface and the effectiveness of the tire tread, recorded as a tread depth of the tire. To determine this, determine the wet friction coefficient parameters must be set according to different water levels on the Road surface can be differentiated based on the detected wetness signals.

So wird die Höhe des Spritzwassersignals von der Wasserhöhe über den Rauhspitzen des Fahrbahnbelages bestimmt. Ein Spritzwassersignal wird also nur dann erzeugt, wenn die Wasserhöhe größer als die Rauhtiefe des Fahrbahnbelages ist, da dann das Wasser, das über dem Rauhspitzen des Fahrbahnbelages steht, seitlich und nach vorne verdrängt wird. ist die Wasserhöhe derart, daß das Reifenprofil mit Wasser noch nicht gefüllt ist, kann aus dem Schleppwassersignal und dem Spritzwassersignal die Rauhtiefe des Fahrbahnbelages abgeleitet werden, die als Parameter in entscheidender Weise den Reibungswiderstand der Fahrbahn und damit den Reibbeiwert zwischen der nassen Strasse und dem Reifen bestimmt. So the height of the splash water signal from the water level over the Rough peaks of the road surface determined. A splash water signal will therefore only generated if the water height is greater than the roughness depth of the Road surface is there then the water that is above the Rauhspitzen of the road surface is standing, is displaced to the side and to the front. is the Water level such that the tire tread is not yet filled with water, can from the tow water signal and the splash water signal Roughness of the road surface can be derived as parameters in crucial to the frictional resistance of the road and thus determines the coefficient of friction between the wet road and the tire.  

Weist dagegen die Wasserhöhe einen solchen Wert auf, daß das Reifen­ profil vollständig mit Wasser gefüllt ist, wird ein abrupter Anstieg des Spritzwassersignals beobachtet, da nun das überschüssige Wasser aus der gesamten Breite der Kontaktfläche des Reifens mit der Fahrbahn seit­ lich verdrängt werden muss. Mit der Kenntnis des in diesem Fall auftre­ tenden Sättigungswertes des Schleppwassersignales kann die Profiltiefe und aus dem Spritzwassersignal die Wasserhöhe über den Rauhspitzen des Fahrbahnbelages abgeleitet werden, um hieraus ebenfalls den zuge­ hörigen Reibbeiwert zwischen Strasse und Reifen zu bestimmen.On the other hand, the water level has such a value that the ripening profile is completely filled with water, there is an abrupt increase in Splashing water signal is observed because the excess water is now coming out the total width of the contact area of the tire with the road must be ousted. With the knowledge of in this case The tread depth can be the saturation value of the tow water signal and from the splash water signal the water level above the rough tips of the road surface to be derived from this, too to determine the proper coefficient of friction between the road and the tires.

Bei Kenntnis des entsprechenden Reibbeiwertes bei unterschiedlichen Strassenzuständen hinsichtlich des Wasserstandes kann die zum Aqua­ planing aufgrund des Effektes der Gleitschmierung oder mangelnder Wasserverdrängung führende Aufschwimmgeschwindigkeit, also die Fahrzeuggeschwindigkeit, bei der ein Fahrzeugreifen den Kontakt zur Fahrbahnoberfläche verliert, bestimmt werden. Damit kann in vorteilhafter Weise eine Vorhersage getroffen werden, bei welcher Geschwindigkeit voraussichtlich Aquaplaning auftreten wird.With knowledge of the corresponding coefficient of friction for different Road conditions regarding the water level can lead to the Aqua planing due to the effect of sliding lubrication or lack Water displacement leading floating speed, so the Vehicle speed at which a vehicle tire contacts Lane surface loses to be determined. This can be advantageous Way to make a prediction at what speed aquaplaning is expected to occur.

In vorteilhafter Weise kann dies dadurch geschehen, daß der Wert der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Aufschwimmgeschwindigkeit bestimmt wird und daß bei Unterschreiten dieses Wertes unter einen bestimmten Schwellwert ein die Gefahr von Aquaplaning anzeigendes Früherkennungs-Signal erzeugt wird und im Kraftfahrzeug dem Fahrer zur Anzeige kommt.This can be done in an advantageous manner in that the value of the Speed difference between the vehicle speed and the Float speed is determined and that when falling below this value below a certain threshold the risk of Aquaplaning indicating early detection signal is generated and in Motor vehicle comes to the driver's notice.

So kann beispielsweise dieses Früherkennungs-Signal einer Anzeigeein­ heit im Kraftfahrzeug zugeführt werden, die ihrerseits ein Warnsignal er­ zeugt. Des weiteren ist es möglich, dieses Früherkennungs-Signal als Eingangsgröße für ein Fahrzeug-Regelsystem einzusetzen, das seiner­ seits Maßnahmen zur Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit einleitet.For example, this early detection signal can be a display unit in the motor vehicle, which in turn is a warning signal testifies. It is also possible to use this early detection signal Use input variable for a vehicle control system that its initiates measures to reduce vehicle speed.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit erfassten Schleppwasser- und Spritzwassersignale mittels in einem Rechner abge­ legten Kennfelder auf eine Referenzgeschwindigkeit umgerechnet. In an advantageous development of the method according to the invention are recorded depending on the vehicle speed Drag water and splash water signals abge in a computer map maps converted to a reference speed.  

Zur weiteren Verarbeitung des auf die Referenzgeschwindigkeit umge­ rechneten Spritzwassersignales wird ein Schwellwert erzeugt, der so ge­ wählt ist, daß bei einer über den Rauhspitzen des Fahrbahnbelages der Fahrbahn liegenden Wasserhöhe, die die Profiltiefe des Reifens über­ steigt, auch das Spritzwasserreferenzsignal den Schwellwert übersteigt. Damit kann bei Kenntnis des Eintritts der Sättigung des Reifens durch ei­ nen entsprechend hohen Wasserstand auf der Fahrbahn anhand des Schleppwassersignales die Profiltiefe des Reifens ermittelt werden. Wird dagegen der Schwellwert von dem Spritzwasserreferenzsignal nicht er­ reicht, liegt keine Sättigung des Reifens vor und damit kann über die Diffe­ renz der aus den beiden Nässesignalen berechneten Wasserhöhe die Rauhtiefe des Fahrbahnbelages abgeleitet werden.For further processing of the on the reference speed calculated splash water signal, a threshold value is generated which is ge is chosen that at a over the rough tips of the road surface Roadway lying water level, which is about the tread depth of the tire increases, the splash water reference signal also exceeds the threshold. With knowledge of the occurrence of the saturation of the tire by ei NEN correspondingly high water level on the road using the Towing water signal the tread depth of the tire can be determined. Becomes on the other hand, the threshold value from the splash water reference signal is not he is sufficient, there is no saturation of the tire and can therefore over the Diffe limit of the water height calculated from the two wet signals Roughness of the road surface can be derived.

Schließlich liefert das erfindungsgemäße Verfahren auch die Auf­ schwimmgeschwindigkeit aufgrund von Gleitreibung, die mittels den aus den beiden Nässesignalen abgeleiteten Parametern für die Wasserhöhe auf der Fahrbahn sowie deren Rauhtiefe und die Profiltiefe des Reifens bestimmt wird. In vorteilhafter Weise kann hieraus der Beiwert für Gleitrei­ bung berechnet werden, falls der Schlupfwert eines mit einer Schlupf­ steuerung ausgerüsteten Kraftfahrzeuges vorliegt. Damit läßt sich wieder eine Vorhersage treffen, bei welcher Fahrzeuggeschwindigkeit und vorge­ gebenem Schlupfwert Aquaplaning aufgrund des Gleitschmiereffektes auftritt.Finally, the method according to the invention also provides the up Floating speed due to sliding friction, which by means of the the two moisture signals derived parameters for the water height on the road as well as their roughness and the tread depth of the tire is determined. The coefficient for sliding friction can advantageously be derived from this Exercise can be calculated if the slip value is one with a slip control equipped motor vehicle is present. With that again make a prediction at what vehicle speed and pre given slip value aquaplaning due to the sliding lubrication effect occurs.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zu­ sammenhang mit den Fingern dargestellt und erläutert werden. Es zeigen:The following is intended to illustrate the invention using exemplary embodiments be shown and explained with your fingers. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Schleppwasser- und Spritzwassersensors an einem Rad eines Fahr­ zeuges, Fig. 1 is a schematic representation of a sensor tool Schleppwasser- and splash to a wheel of an accelerator,

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Darstellung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens, Fig. 2 is a block diagram showing the erfindungsge MAESSEN method

Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung des Schleppwassersi­ gnales S₁ in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindig­ keit V_F, Fig. 3 is a diagram showing the Schleppwassersi gnales S ₁ as a function of the Fahrzeuggeschwindig velocity v _F,

Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung des Referenzschlepp­ wassersignales S_1m in Abhängigkeit der Wasserhöhe h_g, Fig. 4 is a diagram showing the reference signal S _1m entraining water depending on the water level h _g,

Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung des Parameters S_1sätt in Abhängigkeit der Profiltiefe p_t, Fig. 5 is a diagram showing the S parameter _1sätt in dependence of the profile depth p _t,

Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung des Spritzwassersi­ gnales S₂ in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindig­ keit V_F, Fig. 6 is a diagram showing the Spritzwassersi gnales S ₂ function of the Fahrzeuggeschwindig velocity v _F,

Fig. 7a und 7b Diagramme zur Darstellung des Referenzspritzwas­ sersignales S_2m in Abhängigkeit der Wasserhöhe h_s für verschiedene Profiltiefen, Fig. 7a and 7b are diagrams for illustrating the Referenzspritzwas sersignales S h _{s 2 m} depending on the water level for different profile depths,

Fig. 8 ein Diagramm des Parameters Referenzwasserhöhe h_Sref in Abhängigkeit der Profiltiefe und Fig. 8 is a diagram of the parameter reference water level h _Sref in dependency of the depth profile and

Fig. 9 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens. Fig. 9 is a flow chart for explaining the method according to the Invention.

Ausschlaggebend für die Übertragung der maximal möglichen Lenk-, Brems- und Antriebskräfte, die zur Kontrolle eines Fahrzeuges notwendig sind, ist der Reibbeiwert zwischen dem Reifen des Fahrzeuges und der Fahrbahn. Dieser Reibbeiwert µ hängt vom Nässezustand der Fahrbahn ab, wobei er mit zunehmender Wassermenge stetig abnimmt. Sein Wert wird bestimmt von
The decisive factor for the transmission of the maximum possible steering, braking and driving forces that are necessary to control a vehicle is the coefficient of friction between the vehicle's tires and the road. This coefficient of friction µ depends on the wet condition of the road surface, and it steadily decreases as the amount of water increases. Its value is determined by

• - der Fahrzeuggeschwindigkeit v_F,- the vehicle speed v _F ,
• - der Rauhigkeit r_t des Fahrbahnbelages, - the roughness r _{t of} the road surface,
• - der Profilgestaltung des Reifens, insbesondere der Profiltiefe p_t,- the tread pattern of the tire, in particular the tread depth p _t ,
• - der Laufflächenmischung des Reifens und- the tire tread compound and
• - der Wasserhöhe auf der Fahrbahn, die sich aufgrund der Rauheit der Oberfläche der Fahrbahn aus zwei Komponenten zusammensetzt, nämlich der Höhe vom Grund bis zu den Rauhspitzen der Strassen­ oberfläche und der Höhe über den Rauhspitzen.- The water level on the road surface, which is due to the roughness of the Surface of the road is composed of two components, namely the height from the bottom to the rough tops of the streets surface and the height above the rough tips.

Während der Fahrt des Fahrzeuges auf nasser Fahrbahn gibt der Reifen Wasser aus der Kontaktfläche auf zwei Arten an die Umgebung ab. Einer­ seits wird Wasser durch Haftung am Reifen aus der Kontaktfläche nach hinten herausgetragen und durch die Fliehkraft abgeschleudert, das des­ halb als Schleppwasser bezeichnet wird und andererseits wird Wasser - Spritzwasser genannt - seitlich vom Reifen herausgedrückt. Solches Spritzwasser wird nur dann erzeugt, wenn die Wasserhöhe auf der Stra­ sse über den Rauhspitzen der Straßenoberfläche liegt.When the vehicle is traveling on a wet road, the tire gives Water from the contact surface is released into the environment in two ways. one on the one hand, water adheres to the tire from the contact surface carried out at the back and thrown off by centrifugal force, that of is half called drag water and on the other hand water is - Called splash water - pushed out from the side of the tire. Such Splashing water is only generated when the water level on the street lies above the rough peaks of the road surface.

Die zur Detektion des Schlepp- und Spritzwassers erforderlichen Nässe­ sensoren können von handelsüblicher Bauart, wie beispielsweise Be­ schleunigungssensoren oder Prallblech-Sensoren sein, die am Fahrzeug so plaziert werden, daß sie die erzeugte Spritzwasser und Schleppwas­ sermenge pro Zeiteinheit in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit v_F als elektrische Signalamplitude messen.The moisture sensors required for the detection of the towing and splash water can be of a commercially available type, such as, for example, acceleration sensors or baffle plate sensors, which are placed on the vehicle in such a way that they generate the amount of water and towing water generated per unit of time depending on the vehicle speed v _F as measure electrical signal amplitude.

Die Anordnung solcher Nässesensoren ist in Fig. 1 für einen Reifen 3 und eine Fahrzeugachse 6 schematisch dargestellt. Ein Schleppwasser­ sensor 1 wird hinter dem Reifen 3 am Fahrzeug so angebracht, daß er von dem Schleppwasser beaufschlagt wird. Da der bevorzugte Winkel, unter dem das Wasser den Reifen 3 verläßt, von der Fahrzeuggeschwin­ digkeit abhängt, wird eine Höhe gewählt, die dem Winkel bei einer mittle­ ren Fahrgeschwindigkeit von beipielsweise 80 km/h entspricht. Daneben hängt sie auch noch von der Entfernung zwischen dem Reifen 3 und dem Befestigungspunkt dieses Schleppwassersensors 1 ab. The arrangement of such moisture sensors is shown schematically in FIG. 1 for a tire 3 and a vehicle axle 6 . A towing water sensor 1 is mounted behind the tire 3 on the vehicle so that it is acted upon by the towing water. Since the preferred angle at which the water leaves the tire 3 depends on the speed of the vehicle, a height is selected which corresponds to the angle at an average driving speed of 80 km / h, for example. In addition, it also depends on the distance between the tire 3 and the attachment point of this towing water sensor 1 .

Die Position eines Spritzwassersensors 2 wird von der seitlichen Spritz­ wassergeschwindigkeit, dem Austrittswinkel und der Fahrzeuggeschwin­ digkeit v_F bestimmt. Das Spritzwasser tritt mit einer Geschwindigkeit senk­ recht zur Reifenebene aus der Kontaktfläche aus, die vom Reifenboden­ druck bestimmt wird. Zusätzlich zu dieser Komponente enthält die Spritz­ wassergeschwindigkeit die Fahrzeuggeschwindigkeit, so daß der Spritz­ wassersensor 2 seitlich hinter der Radachse 6 entgegen der Fahrtrichtung (siehe Pfeil v_F) versetzt angebracht wird. Da Spritzwasser sehr flach und weit spritzen kann, kann die beste Position für den Spritzwassersensor 2 sich auch am Unterbau des Fahrzeuges befinden. Die Messsignale dieser beiden Sensoren 1 und 2 werden einem Rechner 4 zugeführt, der zu­ sammen mit der ebenfalls detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit v_F ein entsprechendes Spritzwasser- und Schleppwassersignal S₂ und S₁ er­ zeugt.The position of a splash water sensor 2 is determined by the lateral spray water speed, the exit angle and the vehicle speed V _F. The spray water emerges from the contact surface at a speed perpendicular to the tire plane, which is determined by the tire floor pressure. In addition to this component, the spray water speed contains the vehicle speed, so that the spray water sensor 2 is offset laterally behind the wheel axis 6 against the direction of travel (see arrow v _F ). Since splash water can spray very flat and far, the best position for the splash water sensor 2 can also be on the underbody of the vehicle. The measurement signals of these two sensors 1 and 2 are fed to a computer 4 which, together with the vehicle speed v _F also detected, produces a corresponding splash water and drag water signal S ₂ and S ₁ .

Beide Signale S₁ und S₂ der Nässesensoren 1 und 2 sind Funktionen der Fahrzeuggeschwindigkeit v_F, der Wasserhöhe h_s auf der Strasse, der Ef­ fektivität des Reifenprofils erfaßt in der Profiltiefe p_t, des Reifenluftdrucks und der Reifenlast. Diese Größen lassen sich aus diesen Signalen S₁ und S₂ ableiten, indem zunächst durch Umrechnung der Signalwerte auf eine Referenzgeschwindigkeit V_m,i (i = 1, 2) die Geschwindigkeitsabhängigkeit eliminiert und anschließend aus diesen Referenzsignalen die Wasserhö­ he, Rauhtiefe r_t des Fahrbahnbelages und die Profiltiefe p_t des Reifens bestimmt wird. Die Abhängigkeit der Reifengröße, der Last und des Luft­ drucks wird auf den jeweiligen Fahrzeugtyp vorgegeben. Die Reifenlast wird als mittlere Zuladung angenommen.Both signals S ₁ and S _{2 of} the wetness sensors 1 and 2 are functions of the vehicle speed v _F , the water level h _s on the road, the effectiveness of the tire profile recorded in the tread depth p _t , the tire air pressure and the tire _load . These variables can be derived from these signals S ₁ and S ₂ by first eliminating the speed dependence by converting the signal values to a reference speed V _{m, i} (i = 1, 2) and then the water level, roughness depth r _t des from these reference signals Road surface and the tread depth p _{t of} the tire is determined. The dependency of the tire size, the load and the air pressure is specified for the respective vehicle type. The tire load is assumed to be the average load.

Im folgenden soll zunächst die Geschwindigkeitsabhängigkeit des Schleppwassersignals S₁ des Nässesensors 1 mathematisch beschrieben werden bevor die entsprechende mathematische Beschreibung auch für das Spritzwassersignal S₂ des Nässesensors 2 gezeigt wird.In the following, the speed dependency of the drag water signal S _{1 of} the wet sensor 1 will first be described mathematically before the corresponding mathematical description is also shown for the splash water signal S _{2 of} the wet sensor 2 .

Zur Darstellung der Abhängigkeiten zwischen den zu beschreibenden Größen sind in den Fig. 3 bis 8 x-y-Diagramme gezeigt, die auf der x- Achse die physikalische Größe in ihrer Maßeinheit zeigt, wogegen auf der y-Achse die jeweiligen Signalgrößen in %-Werten der Konstante g (Fall­ beschleunigung) dargestellt sind.To illustrate the dependencies between the quantities to be described, FIGS. 3 to 8 show xy diagrams which show the physical quantity in its unit of measurement on the x-axis, whereas the respective signal quantities in% values of the Constant g (case acceleration) are shown.

Fig. 3 zeigt die Meßergebnisse, die mit einem Reifen mit einem CV90- Profil und einer Profiltiefe von 8 mm auf einer Fahrbahn mit feinem As­ phalt durchgeführt wurde. Hiernach nimmt das Schleppwassersignal S₁ proportional zunächst mit der Fahrzeuggeschwindigkeit v_F bis zu einem maximalen Wert S_1m zu und fällt nach dem Überschreiten einer bestimm­ ten Geschwindigkeit v_1m wieder ab und strebt bei hohen Geschwindigkei­ ten v_1g einem unter den maximalen Wert S_1m liegenden Grenzwert S_1g zu. Theoretisch müsste dieses Schleppwassersignal S₁ proportional mit dem Quadrat der Fahrzeuggeschwindigkeit v_F ansteigen, da bei konstanter Wassertiefe auf der Fahrbahn die auf den Sensor 1 auftreffende Wasser­ menge pro Sekunde proportional mit der Geschwindigkeit zunimmt und außerdem die Reaktionskraft auf den Sensor ebenfalls proportional mit der Auftreffgeschwindigkeit zunimmt. Da jedoch mit zunehmender Ge­ schwindigkeit auch der Luftwiderstand zunimmt und daher die auf den Sensor fliegenden Wassertropfen abbremst, kommt es zusätzlich zu Ver­ wirbelungen und ab der bestimmten Geschwindigkeit v_1m zu dem in Fig. 3 dargestellten Verlauf des Schleppwassersignales S₁. Fig. 3 shows the measurement results, which was carried out with a tire with a CV90 profile and a tread depth of 8 mm on a road with fine As phalt. Thereafter, the drag water signal S ₁ initially increases proportionally with the vehicle speed v _F up to a maximum value S _1m and drops again after exceeding a certain speed v _1m and strives at high speeds v _{1g to be} below the maximum value S _1m Limit S _1g too. Theoretically, this drag water signal S ₁ would have to increase proportionally with the square of the vehicle speed v _F , since with constant water depth on the road, the amount of water hitting sensor 1 per second increases proportionally with speed and also the reaction force on the sensor also proportionally with impingement speed increases. However, since the air resistance also increases with increasing speed and therefore slows down the water droplets flying onto the sensor, there are additional swirls and from the specific speed v _1m onward, the course of the drag water signal S ₁ shown in FIG. 3.

Der in Fig. 3 dargestellte Kurvenverlauf des Schleppwassersignale S₁ kann mit Hilfe zweier Gleichungen beschrieben werden. Zunächst wird der Kurvenverlauf zwischen einer Anfangsgeschwindigkeit v₁₀ und der Ge­ schwindigkeit v_1m, bei dem das Schleppwassersignal S₁ seinem maxima­ len Wert S_1m erreicht, durch folgende Gleichung beschrieben:
The curve profile of the drag water signal S ₁ shown in FIG. 3 can be described using two equations. First of all, the course of the curve between an initial speed v ₁₀ and the speed v _1m at which the drag water signal S _{1 reaches} its maximum value S _{1m is} described by the following equation:

wobei v_F die Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Der sich daran anschließende Kurvenzweig, also zwischen der Geschwindigkeit v_1m und einer sehr ho­ hen Geschwindigkeit v_1g, die beispielsweise bei 200 km/h liegen kann, wird wie folgt beschrieben:
where v _{F is} the vehicle speed. The following curve branch, i.e. between the speed v _1m and a very high speed v _1g , which can be, for example, 200 km / h, is described as follows:

wobei S_1m das S₁-Signal bei der Geschwindigkeit v_1m ist.where S _{1m is} the S ₁ signal at the speed v _1m .

Bei einer Geschwindigkeit über v_1g wird das Schleppwassersignal S₁ na­ hezu unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit v_F und erreicht gemäß Gleichung (2) den Grenzwert S_1g. Die Parameter der beiden Gleichungen (1) und (2) werden mit Hilfe einer nicht-linearen multiplen Korrelations­ analyse aus experimentellen Kurven ermittelt und in dem Rechner 4 ab­ gelegt. Dabei stellen alle Parameter, außer dem maximalen Sensorsignal S_1m Konstanten dar, so daß die Geschwindigkeit v_1m, bei der dieses ma­ ximale Sensorsignal S_1m auf tritt, als Referenzgeschwindigkeit dienen kann. Der zugehörige maximale Wert S_1m wird im folgenden als Referenz­ schleppwassersignal bezeichnet.At a speed above v _1g , the drag water signal S ₁ becomes almost independent of the vehicle speed v _F and, according to equation (2), reaches the limit value S _1g . The parameters of the two equations (1) and (2) are determined with the aid of a non-linear multiple correlation analysis from experimental curves and stored in the computer 4 . All parameters, except the maximum sensor signal S _{1m, represent} constants, so that the speed v _1m at which this maximum sensor signal S _1m occurs can serve as a reference speed. The associated maximum value S _1m is referred to below as the reference drag water signal.

Damit kann aus dem bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit v_F gemessene Wert S₁ des Schleppwassersignals dieses Referenzschlepp­ wassersignal S_1m aus der Gleichung (2) berechnet werden, das von der Wasserhöhe h_g über dem Grund der eine bestimmte Rauhtiefe r_t - die als mittlere Höhe zwischen Grund und Spitze der Rauhheit definiert wird - aufweisenden Fahrbahnoberfläche abhängt.Thus, from the value S _{1 of} the towing water signal measured at a specific vehicle speed v _F, this reference towing water signal S _1m can be calculated from equation (2), which is based on the water level h _g above the bottom of a specific roughness depth r _t - the as the average level between the bottom and top of the roughness is defined - depending on the road surface.

Die Fig. 4 zeigt ein S_1m-h_g-Diagramm, also die Abhängigkeit des Refe­ renzschleppwassersignales S_1m von der Wasserhöhe h_g über dem Grund der Fahrbahnoberfläche. Dieses Diagramm ist mit Reifen von unterschied­ lichen Profilen mit jeweils einer Profiltiefe von 8 mm aufgenommen wor­ den. Der Kurvenverlauf dieses Referenzschleppwassersignales S_1m kann mit folgender Gleichung beschrieben werden:
Fig. 4 shows an S _1m -h _g diagram, that is, the dependency of the reference tow water signal S _1m on the water height h _g above the bottom of the road surface. This diagram was recorded with tires of different profiles, each with a profile depth of 8 mm. The curve of this reference _{drag water} signal S _1m can be described with the following equation:

wobei h_a und S_sätt Parameter sind, die mit Hilfe einer nicht-linearen Multi- Regressionsanalyse aus Experimenten ermittelt werden und h_g die Was­ serhöhe auf der Straße über dem Grund der Rauheit ist.where h _a and S _{sat are} parameters that are determined from experiments using a non-linear multi-regression analysis and h _{g is} the water level on the road above the base of the roughness.

Wenn gemäß dem Diagramm nach Fig. 4 die Wasserhöhe h_g einen der Profiltiefe p_t des Reifens von 8 mm entsprechenden Wert erreicht, tritt für das Referenzschleppwassersignal S_1m Sättigung ein. Eine solche Sätti­ gung tritt dann ein, wenn bei einer bestimmten Wasserhöhe h_v über den Rauhspitzen der Straßenoberfläche das Reifenprofil vollständig mit Was­ ser gefüllt ist. Bis zu dieser kritischen Wasserhöhe h_v nimmt die Amplitude des Referenzschleppwassersignales S_1m mit der Wasserhöhe zu, um da­ nach, wenn das Profil vollständig mit Wasser gefüllt ist, einen konstanten Wert anzunehmen.If, according to the diagram in FIG. 4, the water height h _{g reaches} a value corresponding to the tread depth p _{t of} the tire of 8 mm, saturation occurs for the reference _drag water signal S _1m . Such saturation occurs when the tire tread is completely filled with water at a certain water level h _v above the rough peaks of the road surface. Up to this critical water level h _v , the amplitude of the reference _drag water signal S _{1m increases} with the water level, after which, when the profile is completely filled with water, it assumes a constant value.

Die Höhe des Referenzschleppwassersignales S_1m wird bei Sättigung, also insbesondere bei hohen h_g-Werten, gemäß Gleichung (3) durch den Parameter S_1sätt, der im folgenden als Sättigungswert bezeichnet wird, be­ stimmt.The level of the reference _{drag water} signal S _1m is determined at saturation, in particular at high h _g values, according to equation (3) by the parameter S _1sätt , which is referred to _below as the saturation _value .

Dieser Sättigungswert S_1sätt hängt von der Effektivität des Reifenprofils, also insbesondere von der Profiltiefe p_t und von der Rauhigkeit der Ober­ fläche der Fahrbahn ab.This saturation value S _1sätt depends on the effectiveness of the tread _pattern , in particular on the tread depth p _t and on the roughness of the surface of the road surface.

Die Profilabhängigkeit, die experimentell ermittelt wird, kann bei konstan­ ter Rauhtiefe r_t der Fahrbahn durch folgende Gleichung beschrieben wer­ den:
The profile dependency, which is determined experimentally, can be described by the following equation at constant surface roughness r _{t of} the road:

wobei a_pt, b_pt und n_pt Parameter und p_t die Profileffektivität, die hier der Profiltiefe gleichgesetzt wird, darstellen. Diese experimentell ermittelten Parameter gelten prinzipiell für ein bestimmtes Reifenprofil und eine bestimmte Rauhtiefe r_t der Fahrbahn. Die Fig. 5 zeigt die Abhängigkeit des Sättigungswertes S_1sätt von der Profiltiefe p_t.where a _pt , b _pt and n _pt parameters and p _{t represent} the profile effectiveness, which is equated here to the profile depth. In principle, these experimentally determined parameters apply to a specific tire profile and a specific surface roughness r _{t of} the road surface. FIG. 5 shows the dependence of the saturation value S _1sätt of the profile depth _t p.

Mit Hilfe dieses Diagramms nach Fig. 5 kann leicht nachvollzogen wer­ den, daß bei glatten Reifen, also bei einer Profiltiefe mit dem Wert Null, ein Schleppwassersignal S₁ nur aufgrund der Rauhigkeit der Fahrbahn entsteht. Liegt nämlich die Wassertiefe unterhalb der Rauhtiefe des Fahr­ bahnbelages nimmt der Reifen durch Adhäsion Wasser an seiner Oberflä­ che auf, das nach Überschreiten einer Grundgeschwindigkeit hinter dem Reifen abgeschleudert und als Schleppwassersignal S₁ registriert wird. Die Amplitude dieses Signals nimmt mit der Wasserhöhe unter der Rauh­ tiefe der Fahrbahn zu und führt jedoch bei einer Wasserhöhe, die der Rauhtiefe der Fahrbahn entspricht, zur Sättigung des Signals, weshalb die Konstante a_pt von der Rauhtiefe r_t der Fahrbahn bestimmt wird, während die Profilgestaltung in die Konstanten b_pt und n_pt einfließen. Untersuchun­ gen haben ergeben, daß diese Konstanten bei verschiedenen kommer­ ziellen Reifenprofilen sich nicht wesentlich voneinander unterscheiden, so daß für die Berechnung eines Reibbeiwertes allgemeingültige Mittelwerte eingesetzt werden können, ohne diesen bei einem Reifenprofilwechsel unzulässig zu verfälschen. Ferner wurde festgestellt, daß die Unterschie­ de zwischen den Reifenprofilen mit abnehmender Profiltiefe noch kleiner werden und ganz verschwinden, wenn das Profil seine minimal zulässige Höhe von 1,5 mm erreicht hat, so daß die Reibbeiwertbestimmung mit zu­ nehmender Aquaplaning-Gefahr an Genauigkeit zunimmt.With the help of this diagram according to FIG. 5 it is easy to understand who the fact that with smooth tires, that is to say with a tread depth with the value zero, a drag water signal S ₁ only arises due to the roughness of the road. If the water depth is below the surface roughness of the road surface, the tire absorbs water to its surface by adhesion, which is thrown behind the tire after a base speed has been exceeded and is registered as a drag water signal S ₁ . The amplitude of this signal increases with the water level below the roughness depth of the roadway and leads to saturation of the signal at a water level that corresponds to the roughness depth of the roadway, which is why the constant a _{pt is determined} by the roughness depth r _{t of} the roadway while the profile design flows into the constants b _pt and n _pt . Investigations have shown that these constants do not differ significantly from one another in various commercial tire treads, so that generally valid mean values can be used for calculating a coefficient of friction without inadmissibly falsifying them when changing the tire tread. It was also found that the differences between the tire treads become smaller with decreasing tread depth and disappear completely when the tread has reached its minimum permissible height of 1.5 mm, so that the coefficient of friction determination increases with increasing risk of aquaplaning in terms of accuracy.

Die Wasserhöhe über dem Grund der Fahrbahn kann mit dem Schlepp­ wassersignal S₁ nur bis zur Sättigung des Reifens mit Wasser bestimmt werden. Wird beispielsweise nur ein Schleppwassersignal detektiert, liegt die Wasserhöhe unter der Rauhtiefe r_t der Fahrbahn. Wie oben ausgeführt wird zunächst mittels der bekannten Fahrzeuggeschwindigkeit V_F und dem detektierten Schleppwassersignal S₁ das Referenzschleppwassersignal S_1m bestimmt. Anschließend wird mittels dieses Wertes S_1m und der Glei­ chung (3) die Wasserhöhe h_g über dem Grund der Fahrbahnoberfläche bestimmt. Erreicht nun die Wasserhöhe auf der Fahrbahn deren Rauhtiefe r_t setzt auch das Spritzwassersignal S₂ ein. Da Wasser nur durch die äu­ ßeren Rippen aus der seitlichen Kontaktfläche des Reifens nach außen verdrängt wird, weist dieses Spritzwassersignal S₂ zunächst einen kleinen Wert auf. Tritt mit zunehmender Wasserhöhe die Sättigung des Reifen­ profils ein, nimmt das Spritzwassersignal S₂ abrupt zu, da jetzt das über­ schüssige Wasser aus der gesamten Breite der Kontaktfläche nach der Seite verdrängt werden muß. Daher kann bei gesättigtem Reifenprofil aus dem Referenzschleppwassersignal S_1m nur die Summe aus der Rauhtiefe r_t und der Profiltiefe p_t bestimmt werden. Infolgedessen können Wasser­ höhen der Fahrbahn, die über der Profilfüllhöhe des Reifens liegen, nur mit Hilfe des Spritzwassersignals S₂ bestimmt werden, das seinerseits mit zunehmender Wasserhöhe über den Rauhspitzen der Straßenoberfläche ansteigt.The water level above the bottom of the road can only be determined with the tow water signal S ₁ until the tire is saturated with water. If, for example, only a drag water signal is detected, the water level is below the roughness depth r _{t of} the road. As stated above, the reference drag water signal S _1m is first determined using the known vehicle speed V _F and the detected drag water signal S ₁ . The water height h _g above the bottom of the road surface is then determined using this value S _1m and the equation (3). If the water level on the carriageway now reaches its roughness depth r _t , the spray water signal S ₂ also begins. Since water is only displaced outwards from the lateral contact surface of the tire by the outer ribs, this spray water signal S ₂ initially has a small value. Occurs with increasing water level, the saturation of the tire profile, the spray water signal S _{2 increases} abruptly, since excess water must be displaced to the side from the entire width of the contact surface. Therefore, with a saturated tire tread, only the sum of the roughness depth r _t and the tread depth p _t can be determined from the reference _{drag water} signal S _1m . As a result, water levels of the road surface, which are above the tread level of the tire, can only be determined with the aid of the spray water signal S ₂ , which in turn rises with increasing water levels above the rough peaks of the road surface.

Falls das Reifenprofil noch nicht gesättigt ist, also das Spritzwassersignal S₂ noch kleine Werte annimmt, kann das Spritzwassersignal S₂ zwischen einer Geschwindigkeit v₂₀ und einer Geschwindigkeit v_2m durch folgende Gleichung beschrieben werden:
If the tire tread is not yet saturated, i.e. the spray water signal S ₂ still assumes small values, the spray water signal S ₂ between a speed v ₂₀ and a speed v _2m can be described by the following equation:

wobei S_2m dem Spritzwassersignal bei der Geschwindigkeit v_2m entspricht und als Referenzgeschwindigkeit verwendet wird, während n₂ eine expe­ rimentell zu bestimmende Konstante dargestellt.where S _2m corresponds to the spray water signal at speed v _2m and is used as the reference speed, while n _{2 represents} an experimentally determined constant.

Bei Geschwindigkeiten v_2g, die wesentlich größer als die Referenzge­ schwindigkeit v_2m sind, gilt dagegen folgende Gleichung:
In contrast, the following equation applies to speeds v _2g which are substantially greater than the reference speed v _2m :

wobei S_2m bzw. S_2g die S₂-Werte bei der Geschwindigkeit v_2m bzw. v_2g sind.where S _2m and S _{2g are} the S ₂ values at the speed v _2m and v _2g , respectively.

Dabei sind die Geschwindigkeiten v_2g des Spritzwassersignales und die Geschwindigkeiten v_1g des Schleppwassersignales im allgemeinen iden­ tisch während dies für die Geschwindigkeiten v₂₀ und v_2m des Spritzwas­ sersignales mit den entsprechenden Geschwindigkeiten v₁₀ und V_1m des Schleppwassersignals S₁ nicht zutrifft.The speeds v _{2g of} the spray water signal and the speeds v _{1g of} the drag water signal are generally identical, whereas this does not apply to the speeds v ₂₀ and v _{2m of} the spray water signal with the corresponding speeds v ₁₀ and V _{1m of} the drag water signal S ₁ .

Fig. 6 zeigt den Verlauf des Spritzwassersignales S₂ in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit v_F bei gesättigtem Reifenprofil, nämlich bei einer Wasserhöhe von 9 mm und einer Profiltiefe des Reifens von 4 mm. Dieser Kurvenverlauf läßt s ich mit folgender Gleichung beschreiben:
Fig. 6 shows the course of splashing signal S ₂ function of the vehicle speed v _F in saturated tire tread, namely, at a water height of 9 mm and a profile depth of the tire of 4 mm. I can describe this curve with the following equation:

wobei v_2m die schon oben bezeichnete Referenzgeschwindigkeit bedeutet und s_2m den zugehörigen Wert darstellt, der im folgenden als Referenz­ spritzwassersignal s_2m bezeichnet wird.where v _2m means the reference _speed already described above and s _{2m represents} the associated value, which is referred to below as the reference splash signal s _2m .

Dieses Referenzspritzwassersignal s_2m nimmt gemäß folgender Gleichung potentiell mit der Wasserhöhe h_s über den Rauhspitzen der Fahrbahn zu:
This reference spray water signal s _2m potentially increases according to the following equation with the water height h _s above the rough peaks of the road:

wobei h_sref die Referenzhöhe, s_2ref der zugehörige Referenzwert und n_2hs eine experimentell zu bestimmende Konstante darstellt.where h _{sref is} the reference _height , s _2ref the associated reference value and n _{2hs is} an experimentally determined constant.

Die Fig. 7a und 7b zeigen jeweils den Verlauf eines Referenzspritz­ wassersignales s_2m als Funktion der Wasserhöhe h_s über den Rauhspitzen der Fahrbahn bei verschiedenen Profiltiefen p_t. Dabei zeigt Fig. 7a eine Kurve für eine Profiltiefe von 6,5 mm, aufgenommen auf einer Fahrbahn mit feinem Asphalt und Fig. 7b drei Kurven für drei verschiedene Profil­ tiefen, nämlich für 1,6 mm, 3,5 mm und 6,5 mm. FIGS. 7a and 7b respectively show the course of a reference injection water signal S _2m as a function of water level h _s across the roughness peaks of the road in different profile depths p _t. Here, Fig 7a shows, a curve for a tread depth of 6.5 mm, was added to a roadway with a fine asphalt, and Fig. 7b three curves for three different profile depths, namely mm for 1.6, 3.5 and 6.5 mm mm.

Wird in der Gleichung (8) der Referenzwert s_2ref als Referenzwert für alle vorkommenden Fälle auf den gleichen Wert gesetzt, kann die Referen­ zwasserhöhe h_sref aus dieser Gleichung (8) bestimmt werden. Diese Grö­ ße h_sref ist mit der Füllhöhe h_v des Reifens verknüpft und daher eine Funk­ tion der Effektivität, d. h. der Profiltiefe p_t und kann mit folgender Funktion dargestellt werden:
If in the equation (8) the reference value s _2ref is set to the same value as the reference value for all occurring cases, the reference water height h _sref can be _determined from this equation (8). This size h _sref is linked to the level h _{v of} the tire and is therefore a function of effectiveness, ie the tread depth p _t and can be represented with the following function:

h_sref = a_hs + b_hs., (9)
h _sref = a _hs + b _hs ., (9)

wobei die Konstanten a_hs, b_hs und n_hs mit Hilfe einer Regression bestimmt werden. Der Zusammenhang zwischen der Referenzwasserhöhe h_sref und der Profiltiefe p_t zeigt die Fig. 8.where the constants a _hs , b _hs and n _hs are determined using a regression. The relationship between the reference _{water height} h _sref and the profile depth p _{t is} shown in FIG. 8.

Nun kann mittels des Spritzwassersignales S₂ die Wasserhöhe h_s über den Rauhspitzen der Fahrbahn bestimmt werden, das dann vorliegt, wenn die Wasserhöhe die Rauhspitzen übersteigt. Mit dem Vorliegen eines Spritzwassersignales S₂ liegt natürlich auch ein Schleppwassersignal S₁ vor. Zunächst werden beide Signale auf die Referenzgeschwindigkeit v_1m und v_2m umgerechnet, d. h. hinsichtlich des Signales S₁ wird mittels Glei­ chung (1) oder (2) das Referenzschleppwassersignal S_1m und hinsichtlich des Signales S₂ mittels einer der Gleichungen (5), (6) oder (7) das Refe­ renzspritzwassersignal S_2m bestimmt. Dabei muß jedoch - wie im folgen­ den dargelegt - zwischen verschiedenen Wasserständen auf der Fahr­ bahn unterschieden werden.The water height h _s above the rough tips of the carriageway can now be determined by means of the spray water signal S ₂ , which is present when the water height exceeds the rough tips. With the presence of a splash water signal S _{2, there} is of course also a drag water signal S ₁ . Initially both signals are v to the reference speed _{1 m} and v _2m converted, ie with respect to the signal S ₁ is chung means of sliding (1) or (2) the reference drag water signal S _1m and with regard to the signal S ₂ by means of the equations (5), ( 6) or (7) determines the reference spray water signal S _2m . However, as explained in the following, a distinction must be made between different water levels on the track.

Wie schon oben ausgeführt, nimmt nach Sättigung des Reifenprofils das Referenzspritzwassersignal S_2m abrupt zu. Um den Beginn der Sättigung zu erkennen, wird ein Schwellwert S_2mg vorgegeben, der mit dem Refe­ renzspritzwassersignal S_2m verglichen wird. As already explained above, the reference _{spray water} signal S _{2m increases} abruptly after the tire profile has been saturated. In order to recognize the start of saturation, a threshold value S _{2mg is} specified, which is compared with the reference spray water signal S _2m .

Bleibt der Wert dieses Referenzspritzwassersignals S_2m unter diesem vor­ gegebenen Schwellwert S_2mg, zeigt dies an, daß das Reifenprofil noch nicht vollständig mit Wasser gefüllt ist. Somit lässt sich aus dem Referenz­ spritzwassersignal S_2m mittels der Gleichung (8) die Wasserhöhe h_s über den Rauhspitzen des Fahrbahnbelages und aus dem entsprechenden Referenzschleppwassersignal S_1m mittels der Gleichung (3) und gegebe­ ner Profiltiefe p_t die Wasserhöhe h_g über dem Grund des Fahrbahnbela­ ges berechnen. Die Differenz aus diesen Wasserhöhen ergibt die Rauh­ tiefe r_t des Fahrbahnbelages. Dieser Wert wird in dem Rechner abgespei­ chert und hieraus mit weiteren zusätzlichen Werten ein gemittelter Wert für die Rauhtiefe abgeleitet.If the value of this reference _{spray water} signal S _2m remains below this given threshold value S _2mg , this indicates that the tire tread is not yet completely filled with water. Thus, from the reference splash water signal S _2m by means of equation (8), the water level h _s above the rough peaks of the road surface and from the corresponding reference drag water signal S _1m by means of equation (3) and given profile depth p _t, the water level h _g above the ground of the road surface. The difference from these water levels results in the roughness depth r _{t of} the road surface. This value is stored in the computer and an average value for the roughness depth is derived from this with further additional values.

Wenn nun das Referenzspritzwassersignal S_2m den vorgegebenen Schwellwert S_2mg übersteigt, ist die Wasserhöhe über den Rauhspitzen des Fahrbahnbelages größer als die Profilfüllhöhe h_v. Damit ist das Refe­ renzschleppwassersignal S_sm gesättigt, womit aus ihm die Wasserhöhe h_g über dem Grund des Fahrbahnbelages nicht mehr bestimmbar und damit auch die Rauhtiefe r_t des Fahrbahnbelages nicht berechenbar ist. Jedoch entspricht das Referenzschleppwassersignal S_1m in diesem Fall, also bei großem h_g im wesentlichen dem Sättigungssignal S_1sätt gemäß Gleichung (3). Da aber das Sättigungssignal S_1sätt des Referenzschleppwassersi­ gnales S_1m eine Funktion der Profileffektivität und damit der Profiltiefe p_t gemäß Gleichung (4) ist (vgl. auch Fig. 5), kann aus diesem Sättigungs­ signal S_1sätt die Profiltiefe p_t bestimmt und gespeichert werden. Im näch­ sten Schritt läßt sich mit dieser ermittelten Profiltiefe p_t die Referenzwas­ serhöhe h_sref des Referenzspritzwassersignales S_2m mit Gleichung (9) be­ stimmen, die mit der Profilfüllhöhe h_v verknüpft ist. Schließlich kann mit Hilfe des Referenzspritzwassersignales S_2m und der berechneten Refe­ renzwasserhöhe h_sref die Wasserhöhe h_s über den Rauhspitzen mittels der Gleichung (8) bestimmt werden.If the reference _spray water signal S _{2m now} exceeds the predefined threshold value S _2mg , the water level above the rough peaks of the road surface is greater than the profile filling level h _v . The reference tow water signal S _{sm is} thus saturated, with which the water height h _g above the bottom of the road surface can no longer be determined and the surface roughness r _{t of} the road surface cannot be calculated. However, in this case, the reference _{drag water} signal S _1m essentially corresponds to the saturation _signal S _1sätt according to equation (3) at high h _g . However, since the saturation _signal S _{1sätt of} the reference trawl signal S _{1m is} a function of the profile effectiveness and thus the profile depth p _t according to equation (4) (cf. also FIG. 5), the profile depth p _t can be determined and stored from this saturation signal S _1sätt become. In the next step, with this determined profile depth p _t, the reference water height h _sref of the reference spray _water signal S _{2m can be determined} with equation (9), which is linked to the profile _{filling height} h _v . Finally, with the help of the reference _spray water signal S _2m and the calculated reference water height h _sref, the water height h _s above the roughness peaks can be determined using equation (8).

Mit den nun vorliegenden Größen für die Rauhtiefe r_t der Fahrbahn, der Profiltiefe p_t des Reifens sowie der Wasserhöhe h_s über den Rauhspitzen des Fahrbahnbelages kann der Zustand einer nassen Fahrbahn in Form eines aktuellen Reibbeiwertes beschrieben werden, um hieraus eine Vorhersage für die zu erwartende Aufschwimmgeschwindigkeit ableiten zu können.With the now available parameters for the roughness depth r _{t of} the road, the tread depth p _{t of} the tire and the water height h _s above the roughness peaks of the road surface, the condition of a wet road can be described in the form of a current coefficient of friction in order to make a prediction for this to be able to derive the expected floating speed.

Wenn ein Reifen über eine nasse Fahrbahn rollt, muß das Wasser aus der Kontaktfläche zwischen dem Reifen und der Oberfläche der Fahrbahn verdrängt werden, ehe ein Kontakt zwischen dem Reifen und der Fahr­ bahn zustande kommt. Dieser Vorgang der Wasserverdrängung aus der Kontaktfläche bedarf einer gewissen Zeitspanne. Reicht diese Zeitspanne, die eine Fläche in der Kontaktlänge des Reifens verbringt, nicht aus, um das Wasser zu verdrängen, bleibt ein Wasserfilm über die gesamte Kon­ taktlänge erhalten und der Reifen schwimmt im freirollenden Zustand auf, wobei für diesen Effekt kein Schlupf zwischen dem Reifen und der Fahr­ bahn notwendig ist. Die Geschwindigkeit, bei der der Reifen aufschwimmt, wird Aufschwimmgeschwindigkeit v_cwd genannt.If a tire rolls over a wet road, the water must be displaced from the contact area between the tire and the surface of the road before there is contact between the tire and the road. This process of displacing water from the contact surface takes a certain amount of time. If this period of time, which an area spends in the contact length of the tire, is not sufficient to displace the water, a water film is retained over the entire contact length and the tire floats in a free-rolling state, with no slippage between the tires for this effect and the roadway is necessary. The speed at which the tire floats is called the floating speed v _cwd .

Bei Wasserhöhen unter der Füllhöhe h_v des Reifenprofils sind die Wege, um das Wasser aus der Kontaktfläche des Reifens zu verdrängen, kurz und dementsprechend liegt die Aufschwimmgeschwindigkeit über den praktisch realisierbaren Fahrzeuggeschwindigkeiten. Liegt dagegen die Wasserhöhe auf der Fahrbahn über der Füllhöhe des Profils, vergrößern sich die Wege zur Wasserverdrängung um ein Vielfaches, was eine dra­ stische Reduzierung der Aufschwimmgeschwindigkeit V_cwd zur Folge hat. Kann ein Teil des Wassers nicht aus der Kontaktlänge verdrängt werden, so wird ein Teil der Reifenlast vom Wasser getragen. Während eines Bremsvorganges, würde dieser Teil der Kontaktfläche keinen Beitrag zur Bremsung leisten können.At water levels below the fill level h _{v of} the tire tread, the ways to displace the water from the contact area of the tire are short, and accordingly the floating speed is above the practically realizable vehicle speeds. If, on the other hand, the water level on the carriageway is above the level of the profile, the paths to water displacement increase many times over, which results in a drastic reduction in the floating _speed V _cwd . If part of the water cannot be displaced from the contact length, part of the tire load is borne by the water. During a braking process, this part of the contact surface would not be able to contribute to braking.

Für einen Reifen mit einem bestimmten Rippenprofil errechnet sich die Aufschwimmgeschwindigkeit v_cwd aufgrund mangelnder Wasserverdrän­ gung gemäß folgender Gleichung:
For a tire with a specific rib profile, the floating _speed v _cwd is calculated based on the lack of water displacement according to the following equation:

wobei I_r die maximale Kontaktlänge des Reifens mit der Fahrbahn bedeu­ tet, t_a1 die Sinkdauer ist, die der Reifen braucht, um das Profil zu füllen und t_a2 diejenige Zeitdauer ist, die benötigt wird, um die restlichen Was­ serhöhe bis zum Kontakt mit den Rauhspitzen des Fahrbahnbelages zu überwinden.where I _{r means} the maximum contact length of the tire with the road surface, t _{a1 is} the sinking time it takes for the tire to fill the tread and t _{a2 is} the time it takes for the remaining water level to come into contact with to overcome the rough tips of the road surface.

Für die Größen t_a1 und t_a2 gelten die folgenden Gleichungen:
The following equations apply to quantities t _a1 and t _a2 :

wobei B_r die Rippenbreite des Profils, B die axiale Breite der Aufstandsflä­ che, also der Bodenberührungsfläche, p_ri der Bodendruck bei aktivem Profil, p_m der mittlere Bodendruck bei gesättigtem Profil, ρ die Dichte des Wassers, r_t die Rauhtiefe der Fahrbahnoberfläche, h_v die Profilfüllhöhe des Reifens, die im wesentlichen der Profiltiefe p_t entspricht, und h_s die Wasserhöhe über den Rauhspitzen des Fahrbahnbelages ist.where B _{r is} the rib width of the profile, B is the axial width of the contact surface, i.e. the surface in contact with the ground, p _{ri is} the ground pressure when the profile is active, p _{m is} the mean ground pressure when the profile is saturated, ρ is the density of the water, r _{t is} the roughness depth of the road surface, h _{v is} the tread fill level of the tire, which essentially corresponds to the tread depth p _t , and h _{s is} the water level above the rough tips of the road surface.

Die aktuelle Kontaktlänge I_w der Aufstandsfläche ist durch folgende Glei­ chung gegeben:
The current contact length I _{w of} the contact area is given by the following equation:

I_w = I_r - v_F(t_a1 + t_a2), (13)
I _w = I _r - v _F (t _a1 + t _a2 ), (13)

wobei I_r die maximale Länge der Bodenberührungs- bzw. Aufstandsfläche bedeutet. Gemäß dieser Formel wird I_w = 0, wenn v_F die Aufschwimmge­ schwindigkeit V_cwd erreicht. where I _{r means} the maximum length of the ground contact or contact area. According to this formula, I _w = 0 when v _{F reaches} the Aufschwimmge speed V _cwd .

Der Nassreibbeiwert µ_aq ist durch die folgende Gleichung gegeben:
The wet friction coefficient µ _aq is given by the following equation:

wobei n_aq eine experimentell zu bestimmende Konstante ist. Zusammen mit der Gleichung (13) ergibt sich für den Nassreibbeiwert µ_aq:
where n _{aq is} an experimentally determined constant. Together with equation (13) the following results for the wet friction coefficient µ _aq :

wobei v_cwd die Aufschwimmgeschwindigkeit bedeutet.where v _{cwd means} the floating _speed .

Somit kann bei Kenntnis der Wasserhöhe auf der Straße, deren Rauhtiefe sowie der Effektivität, also der Profiltiefe des Reifens, ein Nassreibbeiwert µ_aq bestimmt und somit eine Prognose der Aufschwimmgeschwindigkeit v_cwd ermöglicht werden, bei der Aquaplaning aufgrund mangelnder Was­ serverdrängung auftreten wird. Dieser Effekt kann entweder bei einer ABS-Bremsung oder auch schon beim freirollenden Reifen bei einer be­ stimmten Wasserhöhe oder bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindig­ keit auftreten.With knowledge of the water level on the road, its roughness and the effectiveness, i.e. the tread depth of the tire, a wet friction coefficient µ _aq can be determined and thus a forecast of the floating _speed v _cwd can be made, at which aquaplaning will occur due to a lack of water crowding. This effect can occur either with ABS braking or even when the tires roll freely at a certain water level or at a certain vehicle speed.

Schließlich kann sich auch ein Aquaplaning-Zustand bei relativ kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten ausbilden, der aufgrund des Effektes der so­ genannten Gleitschmierung zustande kommt. Mit zunehmender Gleitge­ schwindigkeit zwischen Reifen und nasser Fahrbahn bildet sich ein Schmierfilm aus, der einen hydrodynamischen Druck aufbaut, der dem Bodendruck des Reifens entgegenwirkt. Ein Teil der Kontaktfläche wird von diesem Schmierfilm übernommen, der auch einen Teil der Reifenlast trägt, wodurch auch der Reibbeiwert abnimmt, Wird die Gleitgeschwindig­ keit hoch genug, erstreckt sich der Schmierfilm über die gesamte Boden­ berührungsfläche des Reifens mit der Folge, daß der Reifen aufschwimmt. Finally, an aquaplaning condition can also occur with relatively small ones Train vehicle speeds due to the effect of the so called sliding lubrication comes about. With increasing glide Speed between tire and wet road is formed Lubrication film that builds up a hydrodynamic pressure that the Counteracts the tire's ground pressure. Part of the contact area will taken from this lubricating film, which also part of the tire load carries, which also reduces the coefficient of friction, the sliding speed high enough, the lubricating film extends over the entire floor contact surface of the tire with the result that the tire floats.  

Ohne ABS-System ist diese Art des Aquaplanings sehr gefährlich, da beim Blockieren der Räder die Gleitgeschwindigkeit der Fahrzeugge­ schwindigkeit entspricht und damit ganz plötzlich ein Aquaplaning-Zustand bei relativ kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten auftreten kann. Dieser Ef­ fekt der Gleitschmierung wird mit folgender Gleichung beschrieben:
Without the ABS system, this type of aquaplaning is very dangerous, since when the wheels are locked, the sliding speed corresponds to the speed of the vehicle, which means that an aquaplaning state can occur suddenly at relatively low vehicle speeds. This effect of sliding lubrication is described with the following equation:

wobei s_l der Schlupf, v_F die Fahrzeuggeschwindigkeit, n_gl eine Konstante und V_cgl die Aufschwimmgeschwindigkeit aufgrund des Effektes der Gleit­ schmierung und µ_tr der Trockenreibbeiwert bedeutet.where s _{l is} the slip, v _{F is} the vehicle _speed , n _{gl is} a constant and V _{cgl is} the floating _speed due to the effect of sliding lubrication and µ _{tr is} the dry _{friction coefficient} .

Aus der Gleichung (16) folgt, daß bei S_l = 0 der Reibbeiwert µ_gl dem Troc­ kenbeiwert µ_tr entspricht. Weist der Schlupf S_l einen solchen Wert auf, daß
From equation (16) it follows that the friction coefficient µ _gl corresponds to the dry coefficient µ _tr when S _l = 0. If the slip S ₁ has such a value that

s_l.v_F = v_cgl
s _l .v _F = v _cgl

ist, wird der Reibbeiwert µ_gl Null. Zwischen diesen Werten Null und µ_tr hängt der Reibbeiwert µ_gl von der Konstante n_gl ab.the coefficient of friction µ _gl becomes zero. Between these values zero and µ _tr , the coefficient of friction µ _gl depends on the constant n _gl .

Die Aufschwimmgeschwindigkeit v_cgl läßt sich aus der Rauhtiefe r_t der Oberfläche der Fahrbahn und der Effektivität des Profils, im wesentlichen also der Profiltiefe p_t, aus folgender Gleichung ableiten:
The floating _speed v _cgl can be derived from the roughness depth r _{t of} the surface of the road and the effectiveness of the profile, essentially the profile depth p _t , from the following equation:

wobei r_t die Rauhtiefe der Strassenrauhigkeit bedeutet, die Konstanten a_p und b_p die örtliche Kontaktlänge des Reifens beschreiben, die durch die Effektivität des Profils bestimmt werden, L_r die örtliche Last in der Kontakt­ fläche darstellt und η die Viskosität des Wasserfilms bedeutet. Somit kann bei Kenntnis der Rauhtiefe r_t des Fahrbahnbelages sowie der Profileffekti­ vität in Form der Profiltiefe p_t auch die Aufschwimmgeschwindigkeit v_cgl der Gleitreibung aus dem zugehörigen Reibbeiwert µ_gl bestimmt werden.where r _{t means} the roughness of the road roughness, the constants a _p and b _{p describe} the local contact length of the tire, which are determined by the effectiveness of the profile, L _{r represents} the local load in the contact area and η means the viscosity of the water film. With knowledge of the surface roughness r _{t of} the road surface and the profile effectiveness in the form of the profile depth p _t , the floating _speed v _{cgl of} the sliding friction can also be determined from the associated coefficient of friction µ _gl .

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht also darauf, aus zwei unter­ schiedlichen Nässesignalen von Nässesensoren, die einmal hinter dem Reifen das Schleppwasseraufkommen und zum anderen seitlich vom Reifen das Spritzwasser als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit regi­ strieren, die Wasserhöhe auf der Fahrbahn, die Rauhtiefe der Fahrbahn und die Profileffektivität in Form der Profiltiefe des Reifens zu bestimmen. Dabei werden drei Faktoren, die den Nassreibbeiwert µ_aq bestimmen, er­ faßt und eine eindeutige Prognose des Gesamtreibbeiwertes µ gemäß
The method according to the invention is based on two under different wetness signals from wetness sensors, which cause drag water behind the tire and the spray water as a function of the vehicle speed to the side of the tire, the water level on the road surface, the roughness depth of the road surface and the profile effectiveness in the form of the tread depth of the tire. Three factors, which determine the wet friction coefficient µ _aq , are recorded and a clear prognosis of the total friction coefficient µ is made

µ = µ_tr.µ_gl.µ_aq
µ = µ _tr .µ _gl .µ _aq

(µ_tr: Trockenreibbeiwert, µ_gl: Gleitreibbeiwert, µ_aq: Nassreibbeiwert) mög­ lich und damit auch die Aufschwimmgeschwindigkeit v_cwd bestimmbar. Die entsprechenden Ableitungen dieser Werte können On-Line mit Hilfe eines festprogrammierten Rechners im Fahrzeug erfolgen, wie dies gemäß Fig. 2 dargestellt ist. Ein entsprechendes Ablaufdiagramm zeigt Fig. 9.(µ _tr : coefficient of dry friction, µ _gl : coefficient of sliding friction, µ _aq : coefficient of wet friction) possible and thus also the floating _speed v _{cwd can be} determined. The corresponding derivations of these values can be carried out on-line with the aid of a permanently programmed computer in the vehicle, as shown in FIG. 2. A corresponding flow chart is shown in FIG. 9.

Mit einem ersten Verfahrensschritt 1 werden Startparameter für die Profil­ tiefe p_t und die Rauhtiefe r_t der Straßenoberfläche festgelegt. Weitere Größen, wie z. B. Fahrzeuggeschwindigkeit v_F und Radschlupf s_l, und Pa­ rameter, die zur Berechnung der aus den Nässesignalen abzuleitenden Größen erforderlich sind, sind in diesem Ablaufdiagramm nicht aufgeführt. Als Profiltiefe p_t kann diejenige eines neu montierten Reifens oder der aus den Nässesignalen abgeleitete Wert verwendet werden. Für die Rauhtiefe r_t kann zunächst ein für deutsche Straßen typischer Wert von 0,8 bis 1,8 mm oder ein mit den Nässesignalen abgeleiteter Wert eingesetzt werden. In a first method step 1 , start parameters for the profile depth p _t and the roughness depth r _{t of} the road surface are defined. Other sizes, such as B. Vehicle speed v _F and wheel slip s _l , and Pa parameters that are required for calculating the quantities to be derived from the wet signals are not listed in this flow chart. The tread depth p _t can be that of a newly fitted tire or the value derived from the wet signals. For the roughness depth r _t , a value of 0.8 to 1.8 mm typical for German roads or a value derived with the wet signals can be used.

Falls kein Nässesignal S₁ und S₂ vorliegt (Verfahrensschritt 2) also weder ein Schleppwasser- noch ein Spritzwassersignal, ist die Straße trocken und es kann ein in Abhängigkeit des Schlupfes s_l berechneter Trocken­ reibbeiwert µ_tr zur ABS-Steuerung ausgegeben werden (Verfahrensschritt 3).If there is no wet signal S ₁ and S ₂ (method step 2), ie neither a drag water nor a splash water signal, the road is dry and a dry friction coefficient µ _tr calculated depending on the slip s _l can be output for ABS control (method step 3 ).

Falls nur ein Schleppwassersignal S₁, jedoch kein Spritzwassersignal S₂ erzeugt wird (Verfahrensschritt 4), d. h. die Wasserhöhe ist geringer als die Rauhtiefe r_t, wird im Verfahrensschritt 5 mit den dort angegebenen Glei­ chungen (1), (2) und (3) das Referenzschleppwassersignal S_1m und die Wasserhöhe h_g über Grund der Strassenrauhheit abgeleitet, bevor ein Gleitreibbeiwert µ_gl und die zugehörige Aufschwimmgeschwindigkeit v_cgl mittels den Gleichungen (16) und (17) (Verfahrensschritt 6) ermittelt wer­ den.If only a drag water signal S ₁ , but no splash water signal S _{2 is} generated (method step 4), ie the water height is less than the roughness depth r _t , method equation (1), (2) and (3 ) the reference _drag water signal S _1m and the water height h _{g are} derived from the _{roughness of} the road before a sliding friction coefficient µ _gl and the associated floating _speed v _{cgl are determined} using equations (16) and (17) (process step 6).

Wird auch ein Spritzwassersignal S₂ erzeugt, dessen Referenzspritzwas­ sersignal S_2m unter dem Grenzwert S_2mg liegt, also die Wasserhöhe über den Rauhspitzen der Strassenrauhheit die Profilfüllhöhe des Reifens noch nicht erreicht hat (Verfahrensschritt 7), wird im Verfahrensschritt 8 die ak­ tuelle Rauhtiefe r_t, neu bestimmt, anschließend (Verfahrensschritt 9) der Gleitreibbeiwert µ_gl und der Nassreibbeiwert µ_aq mit der jeweils zugehöri­ gen Aufschwimmgeschwindigkeit V_cgl und V_cwd anhand der Gleichungen (10), (15), (16) und (17) berechnet, wobei als Startwert für die Rauhtiefe dieser aktuelle Wert r_t, neu verwendet wird.If a spray water signal S _{2 is also} generated, the reference spray water signal S _{2m of which is} below the limit value S _2mg , that is to say the water level above the roughness peaks of the road roughness has not yet reached the tread level of the tire (method step 7), the current roughness depth r is in method step 8 _t , newly determined, then (method step 9) calculates the sliding friction coefficient µ _gl and the wet friction coefficient µ _aq with the associated floating _speed V _cgl and V _cwd using equations (10), (15), (16) and (17), this current value r _t , is used anew as the starting value for the roughness depth.

Die letzten Verfahrensschritte 10 und 11 dienen zur Auswertung eines ge­ sättigten Schleppwassersignales S₁, das also bei einer Wasserhöhe auf der Fahrbahn erzeugt wird, die größer als die Profilfüllhöhe des Reifens ist. Aus beiden Nässesignalen wird die aktuelle Profiltiefe p_t,neu des Rei­ fens und die Wasserhöhe h_s über den Rauhspitzen und ebenfalls der Gleitreibbeiwert µ_gl und der Nassreibbeiwert µ_aq mit den jeweils zugehöri­ gen Aufschwimmgeschwindigkeiten v_cgl und v_cwd mittels der schon oben genannten Gleichungen berechnet. Die aktuelle Profiltiefe p_t,neu dient im ersten Verfahrensschritt 1 als Startwert. The last method steps 10 and 11 are used to evaluate a saturated drag water signal S ₁ , which is thus generated at a water level on the road surface that is greater than the tread level of the tire. From both wet signals, the current tread depth p _{t, the new} ripening and the water height h _s above the Rauhspitzen, as well as the sliding friction coefficient µ _gl and the wet friction coefficient µ _aq with the associated float _velocities v _cgl and v _cwd using the equations already mentioned above calculated. The current profile depth p _{t, new} serves as the starting value in the first method step 1.

Die schematische Darstellung nach Fig. 2 zeigt ein Antriebsrad 3, des­ sen Schlepp- und Spritzwasser von einem Spritzwassersensor 1 und ei­ nem Schleppwassersensor 2 detektiert und dessen Signale einem Rech­ ner 4 zugeführt werden. Dieser Rechner 4 erfaßt des weiteren über einen Sensor 5 die Fahrzeuggeschwindigkeit v_F und über einen Sensor 7 die Raddrehzahl. Der vorberechnete Nassreibbeiwert µ_ag bzw. Gleitreibbei­ wert µ_gl sowie die jeweils zugehörige Aufschwimmgeschwindigkeit kann dem Fahrer des Fahrzeuges über eine Anzeige 11 sichtbar gemacht wer­ den. Weiterhin kann auch die Differenz zwischen der zu erwartenden Auf­ schwimmgeschwindigkeit und der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit er­ rechnet werden, so dass bei Überschreiten eines bestimmten Schwell­ wertes durch die Differenz dieser beiden Geschwindigkeiten entweder ein Warnsignal erzeugt wird oder der Rechner 4 über ein Motormanagment 10 des Fahrzeuges eine Fahrzeugregelung, beispielsweise ein Bremssystem 9 oder den Antriebsmotor 8 dergestalt beeinflußt, daß die Gefahr des Auf­ tretens von Aquaplaning vermindert wird.The schematic representation of FIG. 2 shows a drive wheel 3 , the towing and splash water sen detected by a splash water sensor 1 and egg nem towing water sensor 2 and the signals of which are fed to a computer 4 . This computer 4 also detects the vehicle speed v _F via a sensor 5 and the wheel speed via a sensor 7 . The precalculated wet friction coefficient µ _ag or sliding friction coefficient µ _gl as well as the associated floating speed can be made visible to the driver of the vehicle via a display 11 . Furthermore, the difference between the expected floating speed and the current vehicle speed can also be calculated, so that when a certain threshold value is exceeded, the difference between these two speeds either generates a warning signal or the computer 4 uses a motor management 10 of the vehicle to regulate the vehicle , for example, a braking system 9 or the drive motor 8 influenced so that the risk of occurrence of aquaplaning is reduced.

Claims (12)

1. Verfahren zur Bestimmung eines Reibbeiwertes (µ_aq, µ_gl) zwischen ei­ nem Reifen (3) eines Kraftfahrzeuges und einer nassen Fahrbahn, bei dem zur Erzeugung eines Schleppwassersignales (S₁) in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit (v_F) das Kraftfahrzeug einen das hinter dem Reifen austretende Schleppwasser detektierenden Nässesensor (1) und eine Einrichtung (5) zur Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) zur Erzeugung eines Spritzwassersignales (S₂) in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit (v_F) ein weiterer das seitlich aus dem Reifen austretende Spritzwasser detektierenden Nässesensor (2) vorgesehen ist und
• b) aus dem Schleppwassersignal (S₁) und dem Spritzwassersignal (S₂) der Reibbeiwert (µ_aq, µ_gl) ermittelt wird.

1. A method for determining a coefficient of friction (µ _aq , µ _gl ) between a tire ( 3 ) of a motor vehicle and a wet roadway, in which the motor vehicle is used to generate a drag water signal (S ₁ ) as a function of the vehicle speed (v _F ) has a moisture sensor ( 1 ) which emerges behind the tire and has a device ( 5 ) for measuring the vehicle speed, characterized in that

• a) for generating a spray water signal (S ₂ ) as a function of the vehicle speed (v _F ) a further moisture sensor ( 2 ) is provided which detects spray water emerging laterally from the tire and
• b) the coefficient of friction (µ _aq , µ _gl ) is determined from the drag water signal (S ₁ ) and the spray water signal (S ₂ ).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestim­ mung des Reibbeiwertes (µ_aq, µ_gl) aus dem Schleppwassersignal (S₁) und dem Spritzwassersignal (S₂) zunächst die Wasserhöhe (h_g, h_s) auf der Fahrbahn, die Rauhtiefe (r_t) der Oberfläche der Fahrbahn und die Profil­ tiefe (p_t) des Reifens abgeleitetet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that for determining the coefficient of friction (µ _aq , µ _gl ) from the tow water signal (S ₁ ) and the splash water signal (S ₂ ), first the water level (h _g , h _s ) on the road , the surface roughness (r _t ) of the road surface and the tread depth (p _t ) of the tire is derived. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Reibbeiwert (µ_aq) die zum Aquaplaning aufgrund mangelnder Wasserver­ drängung führende Aufschwimmgeschwindigkeit (v_cwd) bestimmt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that from the coefficient of friction (µ _aq ) the leading to aquaplaning due to lack of Wasserver displacement floating speed (v _cwd ) is determined. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Geschwindigkeitsdifferenz der Fahrzeuggeschwindigkeit (v_F) und der Aufschwimmgeschwindigkeit (v_cwd) bestimmt wird und daß bei Unterschreiten dieses Wertes der Geschwindigkeitsdifferenz unter einen bestimmten Schwellwert ein die Gefahr von Aquaplaning anzeigendes Früherken­ nungs-Signal erzeugt wird.4. The method according to claim 3, characterized in that the value of the speed difference of the vehicle speed (v _F ) and the floating speed (v _cwd ) is determined and that if the value of the speed difference falls below a certain threshold, a risk of aquaplaning indicating early detection Signal is generated. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Früher­ kennungs-Signal einer Anzeigeeinheit (11) zur Erzeugung eines Warnsi­ gnales zugeführt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the early identification signal of a display unit ( 11 ) for generating a warning signal is supplied. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Früher­ kennungs-Signal als Eingangsgröße für ein Fahrzeug-Regelsystem (8, 9, 10) dient.6. The method according to claim 4, characterized in that the earlier identification signal serves as an input variable for a vehicle control system ( 8 , 9 , 10 ). 7. Verfahren nach einen der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schleppwasser- und Spritzwassersignale (S₁, S₂) auf eine Referenzgeschwindigkeit (v_1m, v_2m) umgerechnet werden.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the drag water and splash water signals (S ₁ , S ₂ ) are converted to a reference speed (v _1m , v _2m ). 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwellwert (S_2mg) vorgegeben wird, der mit dem der Referenzgeschwin­ digkeit (v_2m) zugeordneten Referenzspritzwassersignal (S_2m) verglichen wird, wobei dieser Schwellwert derart gewählt ist, daß bei einer über den Rauhspitzen des Fahrbahnbelages liegenden Wasserhöhe, die die Profil­ höhe (p_t) des Reifens übersteigt, das Referenzspritzwassersignal (S_2m) größer als dieser Schwellwert wird.8. The method according to claim 7, characterized in that a threshold value (S _2mg ) is predetermined, which is compared with the reference speed (v _2m ) associated reference spray water signal (S _2m ), this threshold value being chosen such that at a the rough peaks of the road surface water level, which exceeds the profile height (p _t ) of the tire, the reference spray water signal (S _2m ) is greater than this threshold. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unter­ schreiten des Schwellwertes (S_2mg) durch das Spritzwasserreferenzsignal (S_2m) die Wasserhöhe (h_g) über dem Grund der Fahrbahnoberfläche aus dem Referenzschleppwassersignal (S_1m) und die Wasserhöhe (h_a) über den Rauhspitzen der Fahrbahnoberfläche aus dem Referenzspritzwasser­ signal (S_2m) berechnet werden und daß aus der Differenz dieser Wasser­ höhen (h_g, h_s) die Rauhtiefe (r_t) der Oberfläche der Fahrbahn abgeleitet wird.9. The method according to claim 8, characterized in that when _{falling below} the threshold (S _2mg ) by the spray water reference signal (S _2m ) the water level (h _g ) above the bottom of the road surface from the reference _tow water signal (S _1m ) and the water level (h _a ) are calculated from the reference spray water signal (S _2m ) over the roughness peaks of the road surface and that the roughness depth (r _t ) of the surface of the road is derived from the difference of these water heights (h _g , h _s ). 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten des Schwellwertes (S_2mg) durch das Referenzspritzwassersignal (S_2m) die Profiltiefe (p_t) aus der Profiltiefe (p_t) eine Referenzwasser­ höhe (h_sref) abgeleitet wird, daß aus dieser Referenzwasserhöhe (h_sref) und dem Referenzspritzwassersignal (S_2m) die Wasserhöhe (h_s) über den Rauhspitzen der Oberfläche der Fahrbahn bestimmt wird.10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that when the threshold value (S _2mg ) is _exceeded by the reference _{spray water} signal (S _2m ) the profile depth (p _t ) from the profile depth (p _t ) a reference _water height (h _sref ) is derived that from this reference water level (h _sref ) and the reference _spray water signal (S _2m ) the water level (h _s ) over the rough peaks of the surface of the road is determined. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aufschwimmgeschwindigkeiten (v_cgl) aufgrund von Gleitrei­ bung bestimmt werden.11. The method according to any one of claims 3 to 10, characterized in that the floating _speeds (v _cgl ) are determined on the basis of sliding friction. 12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei zur Bestimmung des Schlupfzu­ standes das Fahrzeug einen Sensor (7) zur Detektierung der Raddrehzahl aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Schlupfwertes (s_l), der Rauhtiefe (p_t) der Oberfläche der Fahrbahn und der Kontaktlänge des Reifens mit der Fahrbahn die Aufschwimmgeschwindigkeit (v_cgl) aufgrund von Gleitreibung bestimmt wird.12. The method according to claim 11, wherein for determining the Schlupfzu state the vehicle has a sensor ( 7 ) for detecting the wheel speed, characterized in that by means of the slip value (s _l ), the roughness (p _t ) of the surface of the road and Contact _{length of} the tire with the road surface, the floating _speed (v _cgl ) is determined based on sliding friction.