DE102015012815B4 - A road condition recognition system, vehicle and method for determining a condition of a roadway - Google Patents

Abstract

Fahrbahnzustandserkennungssystem (ZES) zum Ermitteln einer Fahrbahnzustandsinformation (iZ) über einen Zustand (Z) einer Fahrbahn (FB), wobei das Fahrbahnzustandserkennungssystem (ZES) aufweist: – eine Schnittstelle (SS) zum Übernehmen aus einem Bilderfassungssystem (BES) eines elektronischen Wärmebilds (eWB) von einem ersten Reifen (R1) eines ersten Fahrzeugs (F1), das sich auf der Fahrbahn (FB) befindet, deren Zustand (Z) zu ermitteln ist; – eine Ist-Temperaturdifferenz-Ermittlungsvorrichtung (ITE) zum Ermitteln einer ersten Ist-Temperaturdifferenz (ΔTAL) zwischen einer Temperatur (TR1) des ersten Reifens (R1) und einer Außenlufttemperatur (TAL) und/oder zum Ermitteln einer zweiten Ist-Temperaturdifferenz (ΔTFB) zwischen einer Temperatur (TR1) des ersten Reifens (R1) und einer Fahrbahntemperatur (TFB) unter Berücksichtigung des elektronischen Wärmebilds (eWB); und – eine Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung (FZE) zum Ermitteln (130) der Fahrbahnzustandsinformation (iZ) über den Zustand (Z) der Fahrbahn (FB) unter Berücksichtigung der ersten (ΔTAL) und/oder der zweiten (ΔTFB) Ist-Temperaturdifferenz.A road condition recognition system (ZES) for determining road condition information (iZ) about a state (Z) of a road (FB), the road condition recognition system (ZES) comprising: - an interface (SS) for taking over an image capture system (BES) of an electronic thermal image (eWB ) of a first tire (R1) of a first vehicle (F1) located on the roadway (FB) whose state (Z) is to be determined; An actual temperature difference determination device (ITE) for determining a first actual temperature difference (ΔTAL) between a temperature (TR1) of the first tire (R1) and an outside air temperature (TAL) and / or for determining a second actual temperature difference (ΔTFB between a temperature (TR1) of the first tire (R1) and a roadway temperature (TFB) taking into account the electronic thermal image (eWB); and - a road condition determining device (FZE) for determining (130) the road state information (iZ) about the state (Z) of the road (FB) taking into account the first (ΔTAL) and / or the second (ΔTFB) actual temperature difference.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrbahnzustandserkennungssystem zum Ermitteln eines Zustands einer Fahrbahn. Das Fahrbahnzustandserkennungssystem weist eine Schnittstelle zum Übernehmen eines elektronischen Wärmebilds aus einem Bilderfassungssystem auf. Die Fahrbahn kann beispielsweise ein Teil eines befahrbaren Wegs, einer Straße, einer Schnellstraße oder einer anderen befahrbaren Fläche sein.The present invention relates to a road condition recognizing system for detecting a state of a road. The road condition detection system has an interface for taking an electronic thermal image from an image capture system. The roadway may be, for example, a part of a drivable path, a road, a highway or another drivable area.

Außerdem betrifft die Erfindung eine ortsfeste Einrichtung oder ein Fahrzeug mit solch einem Fahrbahnzustandserkennungssystem. Das Fahrzeug kann beispielsweise ein Landfahrzeug, ein Luftfahrzeug, ein Schiff, ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, ein Bus, eine landwirtschaftliche Maschine oder eine Baumaschine sein.Moreover, the invention relates to a stationary device or a vehicle with such a road condition detection system. The vehicle may be, for example, a land vehicle, an aircraft, a ship, a passenger car, a truck, a bus, an agricultural machine or a construction machine.

Darüberhinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ermitteln eines Zustands einer Fahrbahn. Das Verfahren umfasst Folgendes: Erfassen eines elektronischen Wärmebilds, Auswerten des elektronischen Wärmebilds und Ermitteln des Zustands der Fahrbahn unter Berücksichtigung eines Ergebnisses des Auswertens des elektronischen Wärmebilds.Moreover, the invention relates to a method for determining a condition of a roadway. The method includes detecting an electronic thermal image, evaluating the electronic thermal image, and determining the condition of the roadway, taking into account a result of evaluating the electronic thermal image.

Eine der wichtigsten Einflussgrößen auf die Fahrzeugstabilität ist die Fahrbahnbeschaffenheit. Von der Fahrbahnbeschaffenheit hängt die Höhe des aktuellen Reibwerts zwischen Reifen und Fahrbahn ab. Vom aktuellen Reibwert hängt ab, welche Längs- und Seitenkräfte aktuell übertragbar sind, um das Fahrzeug zu abzubremsen, zu beschleunigen und auf einem gewünschten Fahrtweg zu halten. Deshalb ist eine Kenntnis der aktuellen Fahrbahnbeschaffenheit für solche Fahrerassistenzsysteme von ausschlaggebender Bedeutung, die einen Einfluss auf die Fahrzeugstabilität haben. Zu diesen Fahrerassistenzsystemen gehören beispielsweise Antischlupfregelungen (ASR), Antiblockiersysteme (ABS), ESC-Systeme (ESC = electronic stability control), Notbremssysteme (ANB = active brake assist) sowie Berganfahr- und Bergabfahrhilfen. In konventionellen Fahrerassistenzsystemen dieser Art wird der maximale Kraftschluss erst dann ermittelt, wenn dieser ausgenutzt wird, also das Rad mit dem Reifen bereits blockiert oder rutscht. Dies hat den Nachteil, dass zum Ermitteln der zwischen Reifen und Fahrbahn übertragbaren Kräfte die Reibwertgrenze bereits erreicht werden muss.One of the most important factors influencing vehicle stability is the road surface. The height of the current coefficient of friction between the tire and the road surface depends on the road condition. The current coefficient of friction depends on which longitudinal and lateral forces are currently transferable in order to decelerate the vehicle, to accelerate and to keep it on a desired travel path. Therefore, a knowledge of the current road conditions for such driver assistance systems is crucial, which have an impact on the vehicle stability. These driver assistance systems include, for example, traction control systems (ASR), anti-lock braking systems (ABS), ESC systems (ESC = electronic stability control), emergency brake systems (ANB = active brake assist) as well as hill-climbing and hill-climbing aids. In conventional driver assistance systems of this type, the maximum traction is only determined when this is utilized, ie the wheel with the tire is already blocked or slipping. This has the disadvantage that the coefficient of friction limit must already be reached in order to determine the forces which can be transmitted between the tire and the road surface.

Die DE 10 2012 024 874 B4 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum prädikativen Ermitteln einer Reibung zwischen einem Reifen des Fahrzeugs und einer Fahrbahnoberfläche, die von dem Fahrzeug befahrbar ist. Mittels einer Umfelderfassungseinheit wird ein Wärmebild aus einer Wärmestrahlung gewonnen. Daten, die die Fahrbahnoberfläche charakterisieren, werden mittels Analysierens eines Temperaturverlaufs in dem Wärmebild ermittelt.The DE 10 2012 024 874 B4 describes a method and apparatus for predictively determining friction between a tire of the vehicle and a road surface drivable by the vehicle. By means of an environment detection unit, a thermal image is obtained from a heat radiation. Data characterizing the road surface is determined by analyzing a temperature history in the thermal image.

In der DE 10 2013 226 811 A1 ist ein Reifenlaufflächentemperaturerfassungsgerät beschrieben. Das Reifenlaufflächentemperaturerfassungsgerät umfasst einen Temperatursensor, eine Steuereinheit und eine Anzeigevorrichtung. Der Sensor ist konfiguriert, eine Reifenlaufflächentemperatur zu erfassen. Die Steuereinheit ist konfiguriert, Temperaturmessungen zu empfangen und zu verarbeiten und an eine Anzeigevorrichtung zu kommunizieren. Die Anzeigevorrichtung ist konfiguriert, temperaturbezogene Informationen anzuzeigen.In the DE 10 2013 226 811 A1 a tire treadmill temperature sensing device is described. The tire tread temperature sensing device includes a temperature sensor, a control unit, and a display device. The sensor is configured to detect a tire tread temperature. The control unit is configured to receive and process temperature measurements and to communicate to a display device. The display device is configured to display temperature-related information.

Aus der DE 10 2011 122 825 A1 geht eine Vorrichtung zur Erfassung von Umfeldinformationen eines Kraftfahrzeugs hervor. Die Vorrichtung umfasst einen Umfeldsensor und eine Auswerteeinheit für die Daten des Umfeldsensors. Dabei ist der Umfeldsensor als Reifentemperatursensor ausgebildet. Anhand der Temperaturdaten wird eine Umfeldinformation ermittelt. Anhand des Temperaturverlaufs des Reifentemperatursensors ist daraus eine Fahrbahntemperatur ermittelbar.From the DE 10 2011 122 825 A1 goes out a device for detecting environmental information of a motor vehicle. The device comprises an environment sensor and an evaluation unit for the data of the environment sensor. In this case, the environment sensor is designed as a tire temperature sensor. On the basis of the temperature data an environment information is determined. Based on the temperature profile of the tire temperature sensor from a roadway temperature can be determined.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrbahnzustandserkennungssystem und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine Klassifizierung eines Fahrbahnzustands und/oder eine Ermittlung eines Reibwerts für eine Reibung zwischen einem Reifen eines Fahrzeugs und einer Fahrbahn in kostengünstiger Weise zuverlässiger und/oder mit einer höheren Genauigkeit möglich ist als mit dem bekannten Verfahren.It is an object of the present invention to provide a road condition recognizing system and method that can more reliably and / or with a higher accuracy in a classification of a road condition and / or a determination of a friction coefficient for a friction between a tire of a vehicle and a road is possible as with the known method.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrbahnzustandserkennungssystem nach Patentanspruch 1, eine ortsfeste Einrichtung oder ein Fahrzeug nach Patentanspruch 9 und ein Verfahren nach Patentanspruch 10 gelöst.This object is achieved by a road condition detection system according to claim 1, a stationary device or a vehicle according to claim 9 and a method according to claim 10.

Das erfindungsgemäße Fahrbahnzustandserkennungssystem zum Ermitteln eines Zustands einer Fahrbahn weist eine Schnittstelle zum Übernehmen eines elektronischen Wärmebilds aus einem Bilderfassungssystem, eine Ist-Temperaturdifferenz-Ermittlungsvorrichtung und eine Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung auf. Die Schnittstelle ist zum Übernehmen eines elektronischen Wärmebilds aus einem Bilderfassungssystem von einem ersten Reifen eines ersten Fahrzeugs vorbereitet, das sich auf der Fahrbahn befindet, deren Zustand zu ermitteln ist. Die Ist-Temperaturdifferenz-Ermittlungsvorrichtung ist zum Ermitteln einer ersten Ist-Temperaturdifferenz zwischen einer Temperatur des ersten Reifens und einer Außenlufttemperatur vorbereitet. Alternativ oder zusätzlich ist die Ist-Temperaturdifferenz-Ermittlungsvorrichtung zum Ermitteln einer zweiten Ist-Temperaturdifferenz zwischen einer Temperatur des ersten Reifens und einer Fahrbahntemperatur unter Berücksichtigung des elektronischen Wärmebilds vorbereitet. Die Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung ist zum Ermitteln der Fahrbahnzustandsinformation über den Zustand der Fahrbahn unter Berücksichtigung der ersten und/oder der zweiten Ist-Temperaturdifferenz vorbereitet.The lane state recognition system of the present invention for determining a state of a lane has an interface for adopting an electronic thermal image from an image acquisition system, an actual temperature difference determination device, and a lane state determination device. The interface is to take over an electronic thermal image from a Imaging system prepared by a first tire of a first vehicle, which is located on the roadway, the condition of which is to be determined. The actual temperature difference determining means is prepared for determining a first actual temperature difference between a temperature of the first tire and an outside air temperature. Alternatively or additionally, the actual temperature difference determination device is prepared for determining a second actual temperature difference between a temperature of the first tire and a roadway temperature in consideration of the electronic thermal image. The road condition determination device is prepared for determining the road state information about the state of the road in consideration of the first and / or the second actual temperature difference.

Entsprechend weist die erfindungsgemäße ortsfeste Einrichtung oder das erfindungsgemäße Fahrzeug ein erfindungsgemäßes Fahrbahnzustandserkennungssystem auf.Accordingly, the stationary device according to the invention or the vehicle according to the invention has an inventive road condition recognition system.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ermitteln eines Fahrbahnzustands umfasst folgende Verfahrensschritte. In einem ersten Schritt wird ein elektronisches Wärmebild von einem Reifen eines ersten Fahrzeugs erfasst, das sich auf der Fahrbahn befindet, deren Zustand zu ermitteln ist. In einem zweiten Schritt wird unter Berücksichtigung des elektronischen Wärmebilds eine erste Ist-Temperaturdifferenz zwischen einer Temperatur des ersten Reifens und einer Außenlufttemperatur ermittelt. Alternativ oder zusätzlich wird in dem zweiten Schritt unter Berücksichtigung des elektronischen Wärmebilds eine zweite Ist-Temperaturdifferenz zwischen einer Temperatur des ersten Reifens und einer Fahrbahntemperatur ermittelt. In einem dritten Schritt wird eine Fahrbahnzustandsinformation über den Zustand der Fahrbahn unter Berücksichtigung der ersten und/oder der zweiten Ist-Temperaturdifferenz ermittelt.The method according to the invention for determining a roadway condition comprises the following method steps. In a first step, an electronic thermal image is detected by a tire of a first vehicle, which is located on the roadway whose condition is to be determined. In a second step, taking into account the electronic thermal image, a first actual temperature difference between a temperature of the first tire and an outside air temperature is determined. Alternatively or additionally, in the second step, taking into account the electronic thermal image, a second actual temperature difference between a temperature of the first tire and a roadway temperature is determined. In a third step, a road condition information about the condition of the roadway is determined taking into account the first and / or the second actual temperature difference.

Ein Konzept der Erfindung kann darin gesehen werden, dass das Fahrbahnzustandserkennungssystem zum Übernehmen eines elektronischen Wärmebilds von einem Reifen eines ersten Fahrzeugs vorbereitet ist, das sich auf der Fahrbahn befindet, deren Zustand zu ermitteln ist und dass das Fahrbahnzustandserkennungssystem eine Ist-Temperaturdifferenz-Ermittlungsvorrichtung zum Ermitteln einer ersten Ist-Temperaturdifferenz zwischen einer Temperatur des ersten Reifens und einer Außenlufttemperatur und/oder zum Ermitteln einer zweiten Ist-Temperaturdifferenz zwischen einer Temperatur des ersten Reifens und einer Fahrbahntemperatur aufweist, wobei die Ist-Temperaturdifferenz-Ermittlungsvorrichtung zum Ermitteln der ersten und oder der zweiten Temperaturdifferenz unter Berücksichtigung des elektronischen Wärmebilds vorbereitet ist. Hierdurch kann ein Zustand der Fahrbahn ohne Erreichen der Reibwertgrenze ermittelt werden. Da die Wärmeübergänge zwischen Reifen und Außenluft sowie zwischen Reifen und Fahrbahn stark vom Fahrbahnzustand (beispielsweise trocken, nass, verschneit, vereist) abhängig sind, stellen die erste und die zweite Temperaturdifferenz Informationen dar, die mittels Erfassens und Auswertens eines elektronischen Wärmebilds von einem Reifen eines ersten Fahrzeugs dazu genutzt werden können, zu ermitteln, in welchem Zustand sich die Fahrbahn befindet, auf der sich das erste Fahrzeug befindet, also beispielsweise, ob die Fahrbahn trocken, nass, verschneit oder vereist ist.A concept of the invention may be seen in that the road condition detection system is prepared to take an electronic thermal image from a tire of a first vehicle that is on the lane whose state is to be detected and that the lane state recognition system determines an actual temperature difference determination device for determining a first actual temperature difference between a temperature of the first tire and an outside air temperature and / or for determining a second actual temperature difference between a temperature of the first tire and a roadway temperature, wherein the actual temperature difference determining means for determining the first and the second Temperature difference is prepared taking into account the electronic thermal image. In this way, a state of the roadway can be determined without reaching the coefficient of friction. Since the heat transfer between tire and outside air as well as between tire and roadway are heavily dependent on road conditions (eg dry, wet, snowy, icy), the first and the second temperature difference represent information obtained by acquiring and evaluating an electronic thermal image from a tire of a vehicle first vehicle can be used to determine what state is the road on which the first vehicle is located, so for example, whether the road is dry, wet, snowy or icy.

Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass das Fahrbahnzustandserkennungssystem dazu vorbereitet ist, beim Ermitteln der Fahrbahnzustandsinformation eine Temperatur der Fahrbahn zu berücksichtigen. Hierdurch ist es möglich, eine Abhängigkeit eines konduktiven und/oder eines durch Strahlung bewirkten Wärmeaustauschs zwischen Reifen und Fahrbahn von der Absoluttemperatur der Fahrbahn zu berücksichtigen. Mit Temperatur der Fahrbahn ist hier nicht eine Relativtemperatur zwischen Fahrbahn und Reifen gemeint, sondern eine Absoluttemperatur der Fahrbahn. Die Absoluttemperatur der Fahrbahn kann beispielsweise mittels eines Pyrometers (beispielsweise Infrarot-Thermometers) und/oder aus dem elektronischen Wärmebild als Thermographie ermittelt werden und/oder anhand von Fahrbahntemperaturdaten, die von einer Datenquelle (beispielsweise von einer Wetterdatenquelle und/oder von einer ortsfesten Fahrbahnüberwachungsvorrichtung) zum Fahrbahnzustandserkennungssystem übermittelt werden.A preferred development provides that the roadway condition recognition system is prepared to take into account a temperature of the roadway when determining the roadway condition information. This makes it possible to take into account a dependence of a conductive and / or a radiation-induced heat exchange between the tire and the roadway from the absolute temperature of the roadway. With temperature of the road is not meant a relative temperature between the road and tire, but an absolute temperature of the road. The absolute temperature of the roadway can be determined, for example, by means of a pyrometer (for example infrared thermometer) and / or from the electronic thermal image as thermography and / or on the basis of roadway temperature data obtained from a data source (for example from a weather data source and / or from a stationary roadway monitoring device). transmitted to the road condition detection system.

Unabhängig davon ist bevorzugt, wenn das Fahrbahnzustandserkennungssystem dazu vorbereitet ist, beim Ermitteln der Fahrbahnzustandsinformation eine Umgebungstemperatur, also eine Temperatur der umgebenden Luft und/oder eine Bestrahlung des Reifens mit Sonnenstrahlen zu berücksichtigen. Hierdurch ist es möglich, eine Temperaturabhängigkeit eines konduktiven oder durch Strahlung bewirkten Wärmeaustauschs zwischen Reifen und Umgebung zu berücksichtigen. Die durch Strahlung ausgetauschte Nettoleistung hängt nicht nur von dem Temperaturunterschied zwischen Reifen und Umgebung ab, sondern in dritter Potenz auch von einer absoluten mittleren Temperatur, die zwischen der Umgebungstemperatur und der Reifentemperatur liegt. Außerdem ist zu bedenken, dass der Emissionsgrad des Reifens von der Reifentemperatur abhängig sein kann und dass der Emissionsgrad der Umgebung von der Umgebungstemperatur abhängig sein kann. Der Emissionsgrad des Reifens ist das Verhältnis der Wärmestrahlungsleistung des Reifens zur Strahlungsleistung eines idealen Wärmestrahlers (d. h. eines sogenannten schwarzen Strahlers). Der Emissionsgrad der Umgebung ist das Verhältnis der Wärmestrahlungsleistung der Umgebung zur Strahlungsleistung eines idealen Wärmestrahlers. Mit Temperatur der umgebenden Luft ist hier nicht eine Relativtemperatur zwischen umgebender Luft und Reifen gemeint, sondern eine Absoluttemperatur der umgebenden Luft. Die Absoluttemperatur der umgebenden Luft kann beispielsweise mittels eines Temperaturfühlers und/oder anhand von Lufttemperaturdaten ermittelt werden, die von einer Datenquelle (beispielsweise von einer Wetterdatenquelle und/oder von einer ortsfesten Fahrbahnüberwachungsvorrichtung) zum Fahrbahnzustandserkennungssystem übermittelt werden. Entsprechendes gilt für die Bestrahlung des Reifens durch Sonnenstrahlen, welche von dem Sonnenstand, von einer Ausrichtung des Reifens im Verhältnis zum Sonnenstand, von einer Abschirmung der Sonnenstrahlen durch die Umgebung (beispielsweise eine umgebende Bebauung) und von Bewölkung abhängig sein kann.Regardless of this, it is preferred if the roadway condition recognition system is prepared to take into account an ambient temperature, that is to say a temperature of the surrounding air and / or an irradiation of the tire with sunrays, when determining the roadway state information. This makes it possible to take into account a temperature dependence of a conductive or radiation-induced heat exchange between the tire and the environment. The radiation-exchanged net power depends not only on the temperature difference between the tire and the environment but also, in the third power, on an absolute mean temperature which is between the ambient temperature and the tire temperature. It should also be borne in mind that the emissivity of the tire may depend on the tire temperature and that the emissivity of the environment may be dependent on the ambient temperature. The emissivity of the tire is the ratio of the heat radiation power of the tire to the radiant power of an ideal heat radiator (ie, a so-called black radiator). The emissivity the environment is the ratio of the heat radiation power of the environment to the radiation power of an ideal heat radiator. By ambient air temperature is meant here not a relative temperature between the surrounding air and the tire, but an absolute temperature of the surrounding air. The absolute temperature of the surrounding air can be determined, for example, by means of a temperature sensor and / or by means of air temperature data transmitted from a data source (for example from a weather data source and / or from a stationary road monitoring device) to the road condition recognition system. The same applies to the irradiation of the tire by solar rays, which may be dependent on the position of the sun, on the orientation of the tire in relation to the position of the sun, on the shielding of the sun's rays by the environment (for example a surrounding building) and on clouds.

Es hat Vorteile, wenn das Fahrbahnzustandserkennungssystem dazu vorbereitet ist, beim Ermitteln der ersten und/oder der zweiten Temperaturdifferenz einen Reifentyp des ersten Reifens zu berücksichtigen. Hierdurch kann beispielsweise berücksichtigt werden, dass ein konvektiver und/oder ein strahlungsbezogener Wärmeübergangskoeffizient zwischen Reifen und Fahrbahn von der Gummisorte abhängig sein kann, aus der der Reifen im Wesentlichen besteht, und dass die Gummisorte von dem Reifentyp abhängig sein kann. Aus gleichen Gründen kann eine alternative oder zusätzliche Weiterbildung darin bestehen, dass das Fahrbahnzustandserkennungssystem dazu vorbereitet ist, beim Ermitteln der Fahrbahnzustandsinformation einen Reifentyp des ersten Reifens zu berücksichtigen.It is advantageous if the road condition recognition system is prepared to consider a tire type of the first tire when determining the first and / or the second temperature difference. In this way, it can be taken into account, for example, that a convective and / or a radiation-related heat transfer coefficient between the tire and the road surface may depend on the type of rubber from which the tire essentially consists, and that the type of rubber may depend on the type of tire. For the same reasons, an alternative or additional development may be that the road condition recognition system is prepared to consider a tire type of the first tire when determining the road condition information.

Auch ist es zweckmäßig, wenn die Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung dazu vorbereitet ist, für die Fahrbahn eine Fahrbahnklassifikation zu ermitteln. Eine Fahrbahnklassifikation kann beispielsweise zwischen folgenden Fahrbahnzuständen unterscheiden: trockene Fahrbahn, regennasse Fahrbahn, Eisglätte, Schneeglätte. Alternativ oder zusätzlich kann die Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung dazu vorbereitet sein, einen Reibwert für eine Reibung zwischen der Fahrbahn und dem ersten Reifen zu ermitteln. Für Fahrerassistenzsysteme wie Antischlupfregelungen (ASR), Antiblockiersysteme (ABS), ESC-Systeme (ESC = electronic stability control), Notbremssysteme (ANB = active brake assist) sowie Berganfahr- und Bergabfahrhilfen ist eine Kenntnis des Reibwerts für eine Reibung zwischen der Fahrbahn und dem ersten Reifen von Vorteil. Es sind Anwendungsfälle vorstellbar, in denen es eine zulässige Vereinfachung darstellt, zu unterstellen, dass der Reibwert eines zweiten Reifens eines zweiten Fahrzeugs sich nicht wesentlich von dem Reibwert zwischen der Fahrbahn und dem ersten Reifen des ersten Fahrzeugs unterscheidet. In Anwendungsfällen, in denen diese Vereinfachung zu ungenauen Reibwerten führt, ist es von Vorteil, wenn die Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung dazu vorbereitet sein, einen Reibwert speziell für eine Reibung zwischen der Fahrbahn und dem zweiten Reifen zu ermitteln, der Teil eines zweiten Fahrzeugs ist. Hierzu können die Reifentypen des ersten und zweiten Reifens und/oder eine Kenntnis des Gummimaterials des ersten und zweiten Reifens und/oder eine Kenntnis von Formdaten des ersten und zweiten Reifens berücksichtigt werden.It is also expedient if the roadway condition determining device is prepared to determine a roadway classification for the roadway. A road classification can, for example, distinguish between the following road conditions: dry road, rainy road, ice-slippery, snow. Alternatively or additionally, the road condition determination device may be prepared to determine a friction value for a friction between the roadway and the first tire. For driver assistance systems such as traction control (ASR), anti-lock braking systems (ABS), electronic stability control (ESC) systems, active brake assist (ANB) as well as hill and hill descent systems, a knowledge of the coefficient of friction for a friction between the road surface and the the first tire is an advantage. Applications are conceivable in which it is an admissible simplification to assume that the coefficient of friction of a second tire of a second vehicle does not differ significantly from the coefficient of friction between the roadway and the first tire of the first vehicle. In applications where this simplification leads to inaccurate coefficients of friction, it is advantageous if the roadway conditioner device is prepared to determine a coefficient of friction specifically for a friction between the roadway and the second tire which is part of a second vehicle. For this purpose, the tire types of the first and second tires and / or a knowledge of the rubber material of the first and second tires and / or a knowledge of shape data of the first and second tires can be taken into account.

Für manche Anwendungen ist es wünschenswert, wenn das Fahrbahnzustandserkennungssystem dazu vorbereitet ist, beim Ermitteln der ersten Temperaturdifferenz und/oder beim Ermitteln der zweiten Temperaturdifferenz und/oder beim Ermitteln der Fahrbahnzustandsinformation eine Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs zu berücksichtigen. Der konduktive Wärmeaustausch zwischen dem ersten Reifen und der Fahrbahn ist typischerweise stark von der Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs abhängig. Eine Berücksichtigung der Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs kann somit einen wichtigen Beitrag dafür darstellen, die Temperaturdifferenz und/oder den Fahrbahnzustand mit verbesserter Genauigkeit zu ermitteln.For some applications, it is desirable if the road condition detection system is prepared to consider a speed of the first vehicle when determining the first temperature difference and / or determining the second temperature difference and / or determining the road condition information. The conductive heat exchange between the first tire and the roadway is typically highly dependent on the speed of the first vehicle. Consideration of the speed of the first vehicle can thus represent an important contribution to determining the temperature difference and / or the road condition with improved accuracy.

Typischerweise weist die Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung eine Soll-Temperaturdifferenz-Ermittlungsvorrichtung auf, um anhand verfügbaren Daten eine Temperaturdifferenz zur Fahrbahntemperatur zu ermitteln, die der erste Reifen haben müsste, wenn ein bestimmter Fahrbahnzustand unterstellt wird. Typischerweise wird hierbei eine trockene Fahrbahn unterstellt. Verfügbare Daten zum Ermitteln der Soll-Temperaturdifferenz können beispielsweise eine Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs und/oder eine Temperatur der umgebenden Luft und/oder eine Fahrbahntemperatur sein. Die Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs kann beispielsweise mittels eines Geschwindigkeitsmessers des zweiten Fahrzeugs ermittelt werden, wenn (beispielsweise bei Kolonnenfahrt) unterstellt wird, dass beide Fahrzeuge mit etwa gleicher Geschwindigkeit hintereinander her fahren. Ein genaueres Ermitteln der Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs ist möglich, wenn das zweite Fahrzeug ein Abstandsradar aufweist, mit dem eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem zweiten und dem ersten Fahrzeug ermittelt wird, wobei diese Relativgeschwindigkeit beim Ermitteln der Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs von der mit dem Geschwindigkeitsmesser ermittelten Geschwindigkeit des zweiten Fahrzeugs abgezogen wird.Typically, the road condition determination device has a desired temperature difference determination device in order to determine, based on available data, a temperature difference from the roadway temperature that the first tire would have to have when a specific road condition is assumed. Typically, a dry roadway is assumed here. Available data for determining the desired temperature difference may be, for example, a speed of the first vehicle and / or a temperature of the surrounding air and / or a roadway temperature. The speed of the first vehicle can be determined, for example, by means of a speedometer of the second vehicle if it is assumed (for example during a journey in a convoy) that both vehicles drive at approximately the same speed in succession. A more accurate determination of the speed of the first vehicle is possible if the second vehicle has a distance radar with which a relative speed between the second and the first vehicle is determined, this relative speed in determining the speed of the first vehicle from the speed determined by the speedometer of the second vehicle is subtracted.

Typischerweise weist die Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung einen Temperaturdifferenz-Differenzbildner auf, um eine Temperaturdifferenz zwischen einer Soll-Temperaturdifferenz für einen vorgegebenen Referenz-Fahrbahnzustand (typischerweise trockene Fahrbahn) mit einer ermittelten Ist-Temperaturdifferenz zu ermitteln. Der tatsächliche Fahrbahnzustand abgeschätzt werden, indem die Höhe der Differenz dieser Temperaturdifferenzen dazu genutzt wird, darauf rückzuschließen, wie stark der tatsächliche Fahrbahnzustand von dem Referenz-Fahrbahnzustand abweicht. Typically, the road condition determination device has a temperature difference difference former to determine a temperature difference between a target temperature difference for a given reference road condition (typically dry road) with a detected actual temperature difference. The actual road condition can be estimated by using the magnitude of the difference of these temperature differences to infer how much the actual road condition differs from the reference road condition.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Fahrbahnzustandserkennungssystem für einen bestimmungsgemäßen Betrieb des Fahrbahnzustandserkennungssystems nicht in oder an dem ersten Fahrzeug angeordnet ist. Typischerweise wird das Wärmebild des ersten Reifens von einem Ort außerhalb des Fahrzeugs aufgenommen, zu dem der erste Reifen gehört. Das Wärmebild kann beispielsweise von einer ortsfesten Einrichtung aufgenommen werden. Auch kann es zweckmäßig sein, wenn das Fahrbahnzustandserkennungssystem in einem zweiten Fahrzeug angeordnet ist. Das zweite Fahrzeug kann beispielsweise eine Fahrzeug sein, das dem ersten Fahrzeug nachfährt, vorausfährt, neben ihm herfährt oder an ihm vorbei fährt.A further embodiment provides that the road condition recognition system for normal operation of the road condition recognition system is not arranged in or on the first vehicle. Typically, the thermal image of the first tire is picked up from outside the vehicle to which the first tire belongs. The thermal image can be recorded, for example, by a stationary device. It may also be expedient if the road condition recognition system is arranged in a second vehicle. The second vehicle may, for example, be a vehicle that follows, drives ahead, drives past or passes by the first vehicle.

Je nach Bedarf kann eine beliebige Auswahl der erwähnten Daten, die in dem ersten Fahrzeug verfügbar sind, zu dem zweiten Fahrzeug übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich kann je nach Bedarf eine beliebige Auswahl der erwähnten Daten, die in dem zweiten Fahrzeug verfügbar sind, zu dem ersten Fahrzeug übertragen werden. Für solche Datenübertragungen zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrzeug und/oder zwischen dem zweiten und dem ersten Fahrzeug kann der automotive WLAN-Standard nach IEEE 802.11p oder ein anderer Standard für drahtlose Datenübertragung verwendet werden.As required, any selection of the mentioned data available in the first vehicle may be transmitted to the second vehicle. Alternatively or additionally, as desired, any selection of the mentioned data available in the second vehicle may be transmitted to the first vehicle. For such data transmissions between the first and the second vehicle and / or between the second and the first vehicle, the automotive WLAN standard according to IEEE 802.11p or another standard for wireless data transmission can be used.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:The present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Showing:

1 schematisch eine Anordnung mit einem ersten Fahrzeug und einem zweiten Fahrzeug, wobei das zweite Fahrzeug ein Fahrbahnzustandserkennungssystem aufweist; 1 schematically an arrangement with a first vehicle and a second vehicle, the second vehicle having a road condition detection system;

2 schematisch ein Blockschaltbild mit einer Übersicht über einen Datenfluss zum Erzeugen und Bereitstellen einer Reibwertinformation für Fahrerassistenzsystem; 2 schematically a block diagram with an overview of a data flow for generating and providing friction information for driver assistance system;

3 eine Sicht auf ein Kombiinstrument mit einem Nachtsichtgerät, auf dem ein Wärmebild eines vorausfahrenden Fahrzeugs dargestellt ist, das sich auf einer trockenen Fahrbahn befindet; 3 a view of an instrument cluster with a night vision device, on which a thermal image of a preceding vehicle is shown, which is located on a dry road surface;

4 eine Sicht auf ein Kombiinstrument mit einem Nachtsichtgerät, auf dem ein Wärmebild eines vorausfahrenden Fahrzeugs dargestellt ist, das sich auf einer verschneiten Fahrbahn befindet; und 4 a view of an instrument cluster with a night vision device, on which a thermal image of a preceding vehicle is shown, which is located on a snowy road surface; and

5 schematisch ein Ablaufdiagramm von einem Verfahren zum Ermitteln eines Zustands einer Fahrbahn. 5 schematically a flowchart of a method for determining a state of a road.

Die nachfolgend näher beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.The embodiments described in more detail below represent preferred embodiments of the present invention.

Die in 1 gezeigte Anordnung umfasst ein vorausfahrendes erstes Fahrzeug F1 und ein nachfolgendes zweites Fahrzeug F2. Das zweite Fahrzeug F2 weist ein Bilderfassungssystem BES und ein Fahrbahnzustandserkennungssystem ZES auf. Das Bilderfassungssystem BES ist zum Erfassen eines elektronischen Wärmebildes eWB von mindestens einem Reifen R1 des vorausfahrenden Fahrzeugs F1 vorbereitet. Die Figur zeigt einen ersten Raumwinkelbereich RW, für den das Bilderfassungssystem BES ein elektronisches Wärmebild eWB erzeugen kann.In the 1 The arrangement shown comprises a preceding first vehicle F1 and a subsequent second vehicle F2. The second vehicle F2 has an image acquisition system BES and a road condition recognition system ZES. The image acquisition system BES is prepared to acquire an electronic thermal image eWB of at least one tire R1 of the preceding vehicle F1. The figure shows a first solid angle range RW, for which the image acquisition system BES can generate an electronic thermal image eWB.

In dem ersten Fahrzeug F1 ist ein gleichartiges zweites Fahrbahnzustandserkennungssystem ZES' und ein zweites Bilderfassungssystem BES' angeordnet. Die Figur zeigt einen zweiten Raumwinkelbereich RW', für den das zweite Bilderfassungssystem BES' ein elektronisches Wärmebild erzeugen kann. In einer ortsfesten Einrichtung OE (beispielsweise einer Fahrbahnüberwachungsvorrichtung) ist ein gleichartiges drittes Fahrbahnzustandserkennungssystem ZES'' und ein drittes Bilderfassungssystem BES'' angeordnet. Die Figur zeigt einen dritten Raumwinkelbereich RW'', für den das dritte Bilderfassungssystem BES'' ein elektronisches Wärmebild erzeugen kann.In the first vehicle F1 a similar second road condition detection system ZES 'and a second imaging system BES' is arranged. The figure shows a second solid angle region RW 'for which the second image acquisition system BES' can generate an electronic thermal image. In a fixed device OE (for example, a roadway monitoring device) a similar third road condition detection system ZES '' and a third image acquisition system BES '' is arranged. The figure shows a third solid angle range RW ", for which the third image acquisition system BES" can generate an electronic thermal image.

Der in 2 gezeigte erste Reifen R1 des ersten Fahrzeugs F1 stellt eine Wärmequelle dar, weil während der Fahrt durch Walkarbeit mechanische Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Die dadurch gegebene Wärmeleistung ist abhängig von der Geschwindigkeit v1, mit der der erste Reifen R1 abgerollt wird. Zusätzlich kann die erzeugte Wärmeleistung auch von der Temperatur T_R1 des Reifens R1 abhängen. Beispielsweise kann ein heißer Reifen R1 elastischer als ein kalter Reifen R1 sein und deshalb bei gleicher Geschwindigkeit v1 eher weniger Wärme durch Walkarbeit erzeugen als wenn er kalt ist. Durch die Wärmeleistung entsteht eine Ist-Temperaturdifferenz ΔT_FB zwischen Reifen R1 und Fahrbahn FB.The in 2 shown first tire R1 of the first vehicle F1 is a heat source, because during driving through flexing mechanical energy is converted into heat energy. The resulting thermal power is dependent on the speed v1 at which the first tire R1 is unrolled. In addition, the generated heat output may also depend on the temperature T _{R1 of} the tire R1. For example, a hot tire R1 may be more elastic than a cold tire R1 and therefore rather generate less heat by flexing at the same speed v1 than when it is cold. The heat output results in an actual temperature difference ΔT _FB between tire R1 and roadway FB.

Das Fahrbahnzustandserkennungssystem ZES ist zum Ermitteln einer Fahrbahnzustandsinformation iZ vorbereitet, die eine Information über einen Zustand Z der Fahrbahn FB beinhaltet, auf dem sich das vorausfahrende Fahrzeug F1 befindet. Das Fahrbahnzustandserkennungssystem ZES weist eine Schnittstelle SS zum Übernehmen eines elektronischen Wärmebilds eWB, eine Ist-Temperaturdifferenz-Ermittlungsvorrichtung ITE und eine Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung FZE auf. Die Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung FZE ermittelt die Fahrbahnzustandsinformation iZ unter Berücksichtigung einer Ist-Temperaturdifferenz ΔT_FB einer Temperatur T_R1 des ersten Reifens R1 gegenüber einer Temperatur T_FB der Fahrbahn FB. Die Ist-Temperaturdifferenz-Ermittlungsvorrichtung ITE ist zum Ermitteln der Ist-Temperaturdifferenz ΔT_FB unter Berücksichtigung einer Helligkeitsdifferenz ΔL im elektronischen Wärmebild eWB vorbereitet.The lane state recognition system ZES is prepared for determining lane state information iZ which includes information about a state Z of the lane FB on which the preceding vehicle F1 is located. The road condition recognition system ZES has an interface SS for adopting an electronic thermal image eWB, an actual temperature difference determination device ITE, and a road condition determination device FZE. The road condition determining device FZE determines the road state information iZ taking into consideration an actual temperature difference ΔT _{FB of} a temperature T _{R1 of} the first tire R1 against a temperature T _{FB of} the road FB. The actual temperature difference determination device ITE is prepared for determining the actual temperature difference ΔT _FB taking into account a brightness difference ΔL in the electronic thermal image eWB.

Die Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung FZE weist eine Soll-Temperaturdifferenz-Ermittlungsvorrichtung RST zur Ermittlung einer Soll-Temperaturdifferenz ΔT_soll auf. Die Soll-Temperaturdifferenz-Ermittlungsvorrichtung RST ermittelt anhand verfügbarer Daten eine Temperaturdifferenz ΔT_soll (gegenüber einer Fahrbahntemperatur T_FB), die der erste Reifen R1 haben müsste, wenn eine trockene Fahrbahn FB unterstellt wird. Verfügbare Daten zum Ermitteln der Soll-Temperaturdifferenz ΔT_soll können beispielsweise eine Geschwindigkeit v1 des ersten Fahrzeugs F1 und/oder eine Temperatur T_AL der umgebenden Luft AL und/oder eine Fahrbahntemperatur T_FB sein. Die Geschwindigkeit v1 des ersten Fahrzeugs F1 kann beispielsweise mittels eines Geschwindigkeitsmessers des zweiten Fahrzeugs F2 ermittelt werden, wenn (beispielsweise bei Kolonnenfahrt) unterstellt wird, dass beide Fahrzeuge F1, F2 mit etwa gleicher Geschwindigkeit v1 hintereinander her fahren. Ein genaueres Ermitteln der Geschwindigkeit v1 des ersten Fahrzeugs F1 ist möglich, wenn das zweite Fahrzeug F2 ein Abstandsradar aufweist, mit dem eine Relativgeschwindigkeit v2 – v1 zwischen dem zweiten F2 und dem ersten F1 Fahrzeug ermittelt wird, wobei diese Relativgeschwindigkeit v2 – v1 beim Ermitteln der Geschwindigkeit v1 des ersten Fahrzeugs F1 von der Geschwindigkeit v2 des zweiten Fahrzeugs F2 abgezogen wird, die mit dem Geschwindigkeitsmesser ermittelt wurde.The road condition determination device FZE has a target temperature difference determination device RST for determining a target temperature difference ΔT _soll . The target temperature difference determination device RST determines, based on available data, a temperature difference ΔT _soll (compared to a road surface temperature T _FB ) which the first tire R1 would have to have when a dry roadway FB is assumed. Available data for determining the target temperature difference ΔT _soll may be, for example, a speed v1 of the first vehicle F1 and / or a temperature T _{AL of} the surrounding air AL and / or a roadway temperature T _FB . The speed v1 of the first vehicle F1 can be ascertained, for example, by means of a speedometer of the second vehicle F2 if it is assumed (for example during a journey in a convoy) that both vehicles F1, F2 drive at approximately the same speed v1 in succession. A more accurate determination of the speed v1 of the first vehicle F1 is possible if the second vehicle F2 has a distance radar, with which a relative speed v2 - v1 between the second F2 and the first F1 vehicle is determined, this relative speed v2 - v1 in determining the Speed v1 of the first vehicle F1 is subtracted from the speed v2 of the second vehicle F2, which was determined with the speedometer.

Außerdem weist die Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung FZE einen Temperaturdifferenz-Differenzbildner TDD zur Bereitstellung einer Information über eine Differenz ΔΔT zwischen der Ist-Temperaturdifferenz ΔT_FB und der Soll-Temperaturdifferenz ΔT_soll auf Darüberhinaus weist die Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung FZE eine Reibwertkennlinie RK zum Übersetzen der Differenz ΔΔT zwischen der Ist-Temperaturdifferenz ΔT_FB und der Soll-Temperaturdifferenz ΔT_soll in die bereitzustellende Fahrbahnzustandsinformation iZ und/oder den bereitzustellenden Reibwert R auf. Die bereitzustellende Fahrbahnzustandsinformation iZ und/oder der bereitzustellenden Reibwert R wird über einen Datenbus DB diversen Assistenzsystemen ASi zu weiteren Verwendung bereitgestellt.In addition, the road condition determining device FZE has a temperature difference difference former TDD for providing information about a difference ΔΔT between the actual temperature difference ΔT _FB and the target temperature difference ΔT _soll . Moreover, the road condition determining device FZE has a coefficient of friction characteristic RK for translating the difference ΔΔT between the actual state Temperature difference .DELTA.T _FB and the target temperature difference .DELTA.T _{should be} in the road condition information to be provided iZ and / or the friction coefficient R to be provided. The road condition information to be provided iZ and / or the coefficient of friction R to be provided is provided to a plurality of assistance systems ASi for further use via a data bus DB.

Der Einfachheit halber wird nun der stationäre Betrieb, also Betrieb des ersten Reifens R1 mit konstanter Geschwindigkeit v1 und auch sonst konstanten Verhältnissen, beispielsweise konstanten Lastverhältnissen, betrachtet. Die durch Walkarbeit fortlaufend erzeugte Wärme kann nun aus dem ersten Reifen R1 grundsätzlich durch Konvektion und durch Strahlung abgeführt werden. Abgesehen davon kann auch ein Wärmefluss vom ersten Reifen R1 in seine Felge berücksichtigt werden, der aus Übersichtsgründen hier nicht weiter betrachtet wird.For the sake of simplicity, stationary operation, ie operation of the first tire R1 at a constant speed v1 and also otherwise constant conditions, for example constant load conditions, will now be considered. The heat continuously generated by flexing work can now be dissipated from the first tire R1 basically by convection and by radiation. Apart from that, a heat flow from the first tire R1 into its rim can also be taken into account, which will not be considered here for reasons of clarity.

Die folgenden Berechnungen sollen dazu dienen, eine grobe Vorstellung über absolute und relative Größenordnung von Einflussfaktoren zu geben, die für die Wärmeübertragung zwischen dem ersten Reifen R1 und der Fahrbahn FB sowie zwischen dem ersten Reifen R1 und seiner Umgebung relevant sein können.The following calculations are intended to give a rough idea of the absolute and relative magnitude of drivers that may be relevant to heat transfer between the first tire R1 and the roadway FB and between the first tire R1 and its surroundings.

Für den Wärmfluss P_c durch Konvektion gibt es einen konvektiven Wärmewiderstand R_c, und für den Wärmefluss P_r durch Strahlung gibt es einen strahlungsbezogenen Wärmewiderstand R. Da die Wärmewiderstände R_c = 1/(h_cA_c) und R_r = 1/(hrAr) zueinander parallelgeschaltet sind, addieren sich deren Leitwerte h_cA_c und h_rA_r.For the heat flow P _c by convection there is a convective heat resistance R _c , and for the heat flow P _r by radiation there is a radiation-related thermal resistance R. Since the thermal resistances R _c = 1 / (h _c A _c ) and R _r = 1 / (hrAr) are connected in parallel to each other, adding their conductances h _c A _c and h _r A _r .

Die Temperaturdifferenz ΔT := (T_R1 – T_FB) zwischen der Temperatur T_R1 des ersten Reifens R1 und der Temperatur T_FB der Fahrbahn FB ergibt sich mit folgender Gleichung (1) zu ΔT := (T_R1 – T_FB) = P_c + P_r = P/(h_cA_r + h_rA_r). The temperature difference ΔT: = (T _R1 - T _FB ) between the temperature T _{R1 of} the first tire R1 and the temperature T _{FB of} the roadway FB is given by the following equation (1) ΔT: = (T _R1 - T _FB ) = P _c + P _r = P / (h _c A _r + h _r A _r ).

T_R1 ist die Temperatur des ersten Reifens R1 und T_FB die Fahrbahntemperatur. h_c ist ein konvektiver Wärmeübergangskoeffizient und h_r ein strahlungsbezogener Wärmeübergangskoeffizient. A_c ist eine effektive Größe der wärmeübertragenden Grenzfläche, die für Konvektionswärmeübertragung zwischen dem ersten Reifen R1 und der Fahrbahn FB relevant ist. Ar ist eine effektive Größe der wärmeübertragenden Grenzfläche, die für Wärmeübertragung zwischen dem ersten Reifen R1 und der Fahrbahn FB durch Strahlung relevant ist. T _R1 is the temperature of the first tire R1 and T _{FB is} the roadway temperature. h _c is a convective heat transfer coefficient and h _{r is} a radiation-related heat transfer coefficient. A _c is an effective size of the heat transferring interface relevant to convective heat transfer between the first tire R1 and the roadway FB. Ar is an effective size of the heat-transferring interface relevant to heat transfer between the first tire R1 and the road FB by radiation.

Der konvektive Wärmeübergangskoeffizient h_c lässt sich näherungsweise mit folgenden Zahlenwertgleichungen (2) berechnen:
Für das Medium Luft ist h_c [W/m²K] = 2 + (12 mal Wurzel aus v1), wobei v1 die Strömungsgeschwindigkeit in m/s ist.The convective heat transfer coefficient h _c can be approximated with the following numerical value equations (2) Calculate:
For the medium air, h _c [W / m ² K] = 2 + (12 times the root of v1), where v1 is the flow velocity in m / s.

Für das Medium Wasser ist h_c [W/m²K] = 580 + (2100 mal Wurzel aus v1).For the medium water, h _c [W / m ² K] = 580 + (2100 times the root of v1).

Der strahlungsbezogene Wärmeübergangskoeffizient h_r kann mittels folgender Gleichung (3) berechnet werden: h_r = 4EσT_mFB ³, wobei E ein Strahlungsaustauschgrad zwischen dem ersten Reifen R1 und der Fahrbahn FB und σ die Stefan-Boltzmann-Konstante 5,67·10^–8 W/m²K⁴ ist. Die Temperatur T_mFB ist eine fiktive mittlere Temperatur, die zwischen der Reifentemperatur T_R1 und der Fahrbahntemperatur T_FB liegt.The radiation-related heat transfer coefficient h _r can be calculated by the following equation (3): h _r = 4EσT _mFB ³ , where E is a degree of radiation exchange between the first tire R1 and the roadway FB and σ is the Stefan-Boltzmann constant 5.67 x 10 ^-8 W / m ² K ⁴ . The temperature T _mFB is a notional mean temperature which is between the tire temperature T _R1 and the roadway temperature T _FB .

Der Term T_m ³ kann mittels folgender Gleichung (4) berechnet werden: T_mFB ³ := (T_R1 ³ + T_R1 ² + T_FB + T_R1T_FB ² + T_FB ³)/4. Wenn zwischen den beiden Temperaturen T_R1, T_FB kein großer Unterschied besteht, reicht es oft aus, als fiktive mittlere Temperatur T_mFB den arithmetischen Mittelwert (T_R1 + T_FB)/2 der beiden Temperaturen T_R1, T_FB zu verwenden oder nur T_R1 oder nur T_FB selbst.The term T _m ³ can be calculated by the following equation (4): T _mFB ³ : = (T _R1 ³ + T _R1 ² + T _FB + T _R1 T _FB ² + T _FB ³ ) / 4. If there is not much difference between the two temperatures T _R1 , T _FB , it is often sufficient to use as the notional mean temperature T _mFB the arithmetic mean (T _R1 + T _FB ) / 2 of the two temperatures T _R1 , T _FB or only T _R1 or only T _FB itself.

Der Strahlungsaustauschgrad E kann aus dem Emissionsgrad ε_R1 des ersten Reifens R1 und dem Emissionsgrad ε_FB der Fahrbahn FB mittels folgender Gleichung (5) berechnet werden: E := 1/(1/ε_R1 + 1/ε_FB – 1). The degree of radiation exchange E can be calculated from the emissivity ε _{R1 of} the first tire R1 and the emissivity ε _{FB of} the roadway FB by means of the following equation (5): E: = 1 / (1 / ε _R1 + 1 / ε _FB - 1).

Der Emissionsgrad ε_R1 des ersten Reifens R1 ist das Verhältnis einer Wärmestrahlungsleistung des ersten Reifens R1 zur Strahlungsleistung eines idealen Wärmestrahlers (d. h. eines sogenannten schwarzen Strahlers). Der Emissionsgrad ε_FB der Fahrbahn FB ist das Verhältnis der Wärmestrahlungsleistung der Fahrbahn FB zur Strahlungsleistung eines idealen Wärmestrahlers.The emissivity ε _{R1 of} the first tire R1 is the ratio of a heat radiation power of the first tire R1 to the radiant power of an ideal heat radiator (ie, a so-called black radiator). The emissivity ε _{FB of} the road FB is the ratio of the heat radiation power of the road FB to the radiant power of an ideal heat radiator.

Der Emissionsgrad ε_R1 des ersten Reifens R1 ist beispielsweise 0,9 und der Emissionsgrad ε_FB der Fahrbahn FB ist beispielsweise 0,8. Daraus folgt ein Strahlungsaustauschgrad E von ca. 0,74. Daraus ergibt sich für h_r/(T_mFB ³) = 4 E σ der Zwischenwert 0,00262 W/m²K.The emissivity ε _{R1 of} the first tire R1 is, for example, 0.9, and the emissivity ε _{FB of} the roadway FB is, for example, 0.8. This results in a degree of radiation exchange E of about 0.74. The result for h _r / (T _mFB ³ ) = 4 E σ is the intermediate value 0.00262 W / m ² K.

Der strahlungsbezogene Wärmeübergangskoeffizient h_r ist in erster Linie von der Temperaturdifferenz ΔT_FB zwischen dem ersten Reifen R1 und der Umgebung und sehr stark von der mittleren Absoluttemperatur des ersten Reifens R1 und der Umgebung abhängig. Der konvektive Wärmeübergangskoeffizient h_c ist in erster Linie von der Fahrzeuggeschwindigkeit v1 und aktuellen Niederschlagsbedingungen abhängig.The radiation-related heat transfer coefficient h _r depends primarily on the temperature difference ΔT _FB between the first tire R1 and the environment and very much on the average absolute temperature of the first tire R1 and the environment. The convective heat transfer coefficient h _c depends primarily on the vehicle speed v1 and current precipitation conditions.

Da im Wesentlichen nur der konvektive Wärmeübergangskoeffizient h_c von Niederschlagsbedingungen abhängig ist, kann in Kenntnis der Fahrzeuggeschwindigkeit v1 und des konvektiven Wärmeübergangskoeffizienten h_c auf aktuell vorliegende Witterungsbedingungen rückgeschlossen werden.Since essentially only the convective heat transfer coefficient h _{c is} dependent on precipitation conditions, knowledge of the vehicle speed v 1 and the convective heat transfer coefficient h _c can be used to draw conclusions about present weather conditions.

Durch Auflösen obiger Gleichung (1) nach h ergibt sich folgende Gleichung (6): h_c = (P/ΔT – h_rA_r)/A_c. By solving equation (1) above for h, the following equation (6) results: h _c = (P / ΔT - h _r A _r ) / A _c .

Zumindest im stationären Betrieb lässt sich der konvektive Wärmeübergangskoeffizient h_c wie folgt ermitteln. Zuerst wird die Temperaturdifferenz ΔT_FB zwischen dem ersten Reifen R1 und der Fahrbahn FB ermittelt. Anhand der Temperaturdifferenz ΔT_FB und der gemessenen oder angenommenen Geschwindigkeit v1 des ersten Fahrzeugs F1, zu dem der erste Reifen R1 gehört, kann mittels obiger Gleichung (3) der strahlungsbezogene Wärmeübergangskoeffizient h_r ermittelt werden. Die effektiven Größen A_c und A_r können in Versuchen im Vorhinein ermittelt werden. Dies gilt auch für die Wärmeleistung P durch Walkarbeit, welche nicht nur geschwindigkeitsabhängig, sondern unter anderem auch temperaturabhängig und lastabhängig sein kann. Die Last kann sowohl einen Gewichtsanteil des ersten Fahrzeugs F1, der durch den ersten Reifen R1 zu tragen ist, als auch Längs- und Querbeschleunigungskräfte umfassen, die auf den ersten Reifen R1 wirken.At least in stationary operation, the convective heat transfer coefficient h _c can be determined as follows. First, the temperature difference ΔT _FB between the first tire R1 and the lane FB is determined. On the basis of the temperature difference ΔT _FB and the measured or assumed speed v1 of the first vehicle F1 to which the first tire R1 belongs, the radiation-related heat transfer coefficient h _r can be determined by means of equation (3) above. The effective quantities A _c and A _r can be determined in advance in experiments. This also applies to the heat output P by flexing, which not only speed-dependent, but also temperature-dependent and load-dependent. The load may include both a weight fraction of the first vehicle F1 to be supported by the first tire R1 and longitudinal and lateral acceleration forces acting on the first tire R1.

Damit aus dem ermittelten konvektiven Wärmeübergangskoeffizient h_c die Niederschlagsbedingungen abgeleitet werden können, kann in vorausgehenden Versuchen eine empirische Formel oder eine Tabelle erzeugt werden, in der jedem auftretenden Wertepaar aus Reifengeschwindigkeit v1 und konvektivem Wärmeübergangskoeffizient h_c eine dazu passende Niederschlagsklassifikation iZ oder gleich der dazu passende Reibwert R zugeordnet ist.Thus, the deposition conditions can be derived from the determined convective heat transfer coefficient h _c, in preliminary experiments an empirical formula or a table can be created in which each occurring value pair of wheels speed v1 and convective heat transfer coefficient h _c a matching precipitation classification iZ or equal to the matching Friction coefficient R is assigned.

Für den Fall, dass sich auf der Fahrbahn FB ein Niederschlag (beispielsweise Regenwasser, Schnee, Matsch oder Eis) befindet und die Temperatur des Niederschlags auf der Fahrbahn FB sich von der Temperatur T_FB der Fahrbahn FB ohne Niederschlag unterscheidet, kann die Temperatur des Niederschlags auf der Fahrbahn FB als Temperatur T_FB der Fahrbahn FB verwendet werden.In the event that a precipitate (for example rainwater, snow, mud or ice) is present on the road FB and the temperature of the precipitation on the road FB differs from the temperature _{FB of} the road FB without precipitation, the temperature of the precipitation can be used on the roadway FB as the temperature T _{FB of} the roadway FB.

Aus Gleichung (6) in Verbindung mit Gleichungen (3) und (4) ist ersichtlich, dass die durch Strahlung ausgetauschte Nettoleistung P nicht nur von dem Temperaturunterschied ΔT_FB zwischen dem ersten Reifen R1 und der Fahrbahn FB abhängt, sondern in dritter Potenz auch von der mittleren Temperatur T_m, die zwischen der Fahrbahntemperatur T_FB und der Reifentemperatur T_R1 liegt. Außerdem ist zu bedenken, dass der Emissionsgrad ε_R1 des ersten Reifens R1 von der Reifentemperatur T_R1 abhängig sein kann und dass der Emissionsgrad ε_FB der Fahrbahn FB von der Fahrbahntemperatur T_FB abhängig sein kann.It can be seen from equation (6) in conjunction with equations (3) and (4) that the radiation-exchanged net power P depends not only on the temperature difference ΔT _FB between the first tire R1 and the roadway FB but also in the third power of the average temperature T _m , which is between the road surface temperature T _FB and the tire temperature T _R1 . It is also to be considered that the emissivity ε _{R1 of} the first tire R1 can be dependent on the tire temperature T _R1 and that the emissivity ε _{FB of} the roadway FB can be dependent on the roadway temperature T _FB .

Um den Einfluss der Wärmeübertragung durch Konvektion im Vergleich zu der Wärmeübertragung durch Strahlung abschätzen zu können, wird nun das Größenverhältnis zwischen h_c und h_r abgeschätzt.In order to be able to estimate the influence of heat transfer by convection in comparison to the heat transfer by radiation, the size ratio between h _c and h _r is now estimated.

Für das Verhältnis h_c/h_r ergibt sich
für das Medium Luft:
h_c/h_r = (2 + (12 mal Wurzel aus v1))/(0,00262 (T_mFB ³)), wobei v1 die Strömungsgeschwindigkeit in m/s und die Temperatur T_mFB in Kelvin einzugeben ist, und
für das Medium Wasser:
h_c/h_r = (580 + (2100 mal Wurzel aus v1))/(0,00262 (T_mFB ³)).For the ratio h _c / h _r results
for the medium air:
h _c / h _r = (2 + (12 times the root of v1)) / (0.00262 (T _mFB ³ )), where v1 is the flow velocity in m / s and the temperature T _mFB in Kelvin, and
for the medium water:
h _c / h _r = (580 + (2100 times root from v1)) / (0.00262 (T _mFB ³ )).

Für das Medium Luft ergeben sich beispielsweise die in Tabelle 1 dargestellten Verhältnisse für hc/hr: Geschwindigkeit v1/km/h 36 72 108 144 180 216 Temperaturdifferenz ΔT_FB/K 10 15,25 21,25 25,85 29,73 33,15 36,24 20 1,91 2,66 3,23 3,72 4,14 4,53 30 0,56 0,79 0,96 1,10 1,23 1,34 40 0,24 0,33 0,40 0,46 0,52 0,57 50 0,12 0,17 0,21 0,24 0,27 0,29 60 0,07 0,10 0,12 0,14 0,15 0,17 70 0,04 0,06 0,08 0,09 0,10 0,11 Tabelle 1 For the medium air, for example, the ratios shown in Table 1 result for hc / hr: Speed v1 / km / h 36 72 108 144 180 216 Temperature difference ΔT _FB / K 10 15.25 21,25 25.85 29.73 33,15 36.24 20 1.91 2.66 3.23 3.72 4.14 4.53 30 0.56 0.79 0.96 1.10 1.23 1.34 40 0.24 0.33 0.40 0.46 0.52 0.57 50 0.12 0.17 0.21 0.24 0.27 0.29 60 0.07 0.10 0.12 0.14 0.15 0.17 70 0.04 0.06 0.08 0.09 0.10 0.11 Table 1

Für das Medium Wasser ergeben sich beispielsweise die in Tabelle 2 dargestellten Verhältnisse für hc/hr: Geschwindigkeit v1/km/h 36 72 108 144 180 216 Temperaturdifferenz ΔT_FB/K 10 2756,02 3805,91 4611,52 5290,67 5889,02 6429,97 20 344,50 475,74 576,44 661,33 736,13 803,75 30 102,07 140,96 170,80 195,95 218,11 238,15 40 43,06 59,47 72,05 82,67 92,02 100,47 50 22,05 30,45 36,89 42,33 47,11 51,44 60 12,76 17,62 21,35 24,49 27,26 29,77 70 8,04 11,10 13,44 15,42 17,17 18,75 Tabelle 2 For the medium water, for example, the ratios shown in Table 2 result for hc / hr: Speed v1 / km / h 36 72 108 144 180 216 Temperature difference ΔT _FB / K 10 2,756.02 3,805.91 4,611.52 5,290.67 5,889.02 6,429.97 20 344.50 475.74 576.44 661.33 736.13 803.75 30 102.07 140.96 170.80 195.95 218.11 238.15 40 43.06 59.47 72.05 82.67 92.02 100.47 50 22.05 30.45 36,89 42.33 47.11 51.44 60 12.76 17.62 21.35 24,49 27.26 29.77 70 8.04 11.10 13.44 15.42 17.17 18.75 Table 2

Daraus lässt sich abschätzen, dass bei Nässe der Einfluss der durch Wärmestrahlung verursachten Wärmeübertragung zwischen dem ersten Reifen R1 und Fahrbahn FB eher vernachlässigbar ist. Bei Trockenheit und einer Temperaturdifferenz ΔT_FB zwischen dem ersten Reifen R1 und der Fahrbahn FB ist der Einfluss der durch Wärmestrahlung verursachten Wärmeübertragung zwischen dem ersten Reifen R1 und der Fahrbahn FB hingegen nicht vernachlässigbar, wenn unterstellt wird, dass sich die effektiven Größen A_c und A_r der wärmeübertragenden Grenzflächen zwischen dem ersten Reifen R1 und der Fahrbahn FB für Konvektion und Strahlung nicht allzu stark unterscheiden.From this it can be estimated that in the wet the influence of heat radiation caused by heat transfer between the first tire R1 and road FB is rather negligible. On the other hand, in the case of dryness and a temperature difference ΔT _FB between the first tire R1 and the road FB, the influence of heat radiation heat transfer between the first tire R1 and the road FB is not negligible, assuming that the effective quantities A _c and A _{r is} not too different from the heat transferring interfaces between the first tire R1 and the roadway FB for convection and radiation.

Alternativ oder zusätzlich zu dem Fahrbahnzustandserkennungssystem ZES in dem zweiten Fahrzeug F2 kann auch das erste Fahrzeug F1 ein solches Fahrbahnzustandserkennungssystem ZES' aufweisen. Dann weist das erste Fahrzeug F1 ein Bilderfassungssystem BES' und ein Fahrbahnzustandserkennungssystem ZES' auf. Das Bilderfassungssystem BES' ist dann zum Erfassen eines elektronischen Wärmebildes mindestens eines ersten Reifens R1 des ersten Fahrzeugs F1 vorbereitet. Die Figur zeigt einen zweiten Raumwinkelbereich RW', für den das Bilderfassungssystem BES' ein elektronisches Wärmebild erzeugen kann. Folglich ist dann das Fahrbahnzustandserkennungssystem ZES' zum Ermitteln einer Fahrbahnzustandsinformation iZ vorbereitet, die eine Information über einen Zustand Z der Fahrbahn FB beinhaltet, auf dem sich das erste Fahrzeug F1 befindet. Das Fahrbahnzustandserkennungssystem ZES' weist eine Schnittstelle SS zum Übernehmen eines elektronischen Wärmebilds, eine Ist-Temperaturdifferenz-Ermittlungsvorrichtung und eine Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung auf.As an alternative or in addition to the roadway condition recognition system ZES in the second vehicle F2, the first vehicle F1 may also have such a roadway condition recognition system ZES '. Then, the first vehicle F1 has an image acquisition system BES 'and a road condition recognition system ZES'. The image acquisition system BES 'is then prepared to acquire an electronic thermal image of at least one first tire R1 of the first vehicle F1. The figure shows a second solid angle range RW 'for which the image acquisition system BES' can generate an electronic thermal image. Consequently, the road condition detection system ZES 'is then prepared for determining roadway condition information iZ that includes information about a state Z of the roadway FB on which the first vehicle F1 is located. The road condition detection system ZES 'has an interface SS for adopting an electronic thermal image, an actual temperature difference determination device, and a road condition determination device.

Alternativ oder zusätzlich zu dem Fahrbahnzustandserkennungssystem ZES in dem zweiten Fahrzeug F2 und/oder zu dem Fahrbahnzustandserkennungssystem ZES' in dem ersten Fahrzeug F1 kann auch eine ortsfeste Einrichtung OE ein solches Fahrbahnzustandserkennungssystem ZES'' aufweisen. Für einen bestimmungsgemäßen Betrieb des Fahrbahnzustandserkennungssystems ist es also auch möglich, es nicht in oder nicht an dem ersten Fahrzeug F1 anzuordnen. In diesem Fall weist die ortsfeste Einrichtung OE ein Bilderfassungssystem BES'' und ein Fahrbahnzustandserkennungssystem ZES'' auf. Das Bilderfassungssystem BES'' ist dann zum Erfassen eines elektronischen Wärmebildes mindestens eines ersten Reifens R1 des ersten Fahrzeugs F1 vorbereitet. Die Figur zeigt einen zweiten Raumwinkelbereich RW'', für den das Bilderfassungssystem BES'' ein elektronisches Wärmebild erzeugen kann. Folglich ist dann das Fahrbahnzustandserkennungssystem ZES'' zum Ermitteln einer Fahrbahnzustandsinformation iZ vorbereitet, die eine Information über einen Zustand Z der Fahrbahn FB beinhaltet, auf dem sich das erste Fahrzeug F1 befindet. Das Fahrbahnzustandserkennungssystem ZES'' weist eine Schnittstelle SS zum Übernehmen eines elektronischen Wärmebilds, eine Ist-Temperaturdifferenz-Ermittlungsvorrichtung und eine Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung auf.As an alternative or in addition to the roadway condition recognition system ZES in the second vehicle F2 and / or to the roadway condition recognition system ZES 'in the first vehicle F1, a stationary device OE may also have such a roadway condition recognition system ZES' '. For a proper operation of the road condition detection system, it is also possible not to arrange it in or on the first vehicle F1. In this case, the stationary device OE has an image acquisition system BES '' and a road condition recognition system ZES ''. The image acquisition system BES "is then prepared to acquire an electronic thermal image of at least one first tire R1 of the first vehicle F1. The figure shows a second solid angle range RW ", for which the image acquisition system BES" can generate an electronic thermal image. Consequently, the road condition recognition system ZES "is then prepared for determining roadway condition information iZ that includes information about a state Z of the roadway FB on which the first vehicle F1 is located. The road condition detection system ZES '' has an interface SS for adopting an electronic thermal image, an actual temperature difference determination device, and a road condition determination device.

Vorzugsweise ist die Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung FZE der Fahrbahnzustandserkennungssystem ZES, ZES', ZES'' dazu vorbereitet, beim Ermitteln 130 der Fahrbahnzustandsinformation iZ eine Temperatur T_FB der Fahrbahn FB zu berücksichtigen. Auch kann es zweckmäßig sein, wenn die jeweilige Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung FZE dazu vorbereitet ist, beim Ermitteln der Fahrbahnzustandsinformation iZ eine Umgebungstemperatur T_AL zu berücksichtigen. Alternativ oder zusätzlich kann die jeweilige Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung FZE dazu vorbereitet sein, beim Ermitteln der ersten Temperaturdifferenz ΔT_AL und/oder beim Ermitteln der zweiten Temperaturdifferenz ΔT_FB und/oder beim Ermitteln 130 der Fahrbahnzustandsinformation iZ einen Reifentyp RT1 des ersten Reifens R1 zu berücksichtigen.Preferably, the road condition determining device FZE of the road condition recognition system ZES, ZES ', ZES "is prepared to determine 130 the road condition information iZ to consider a temperature T _{FB of} the roadway FB. It may also be expedient if the respective roadway condition determining device FZE is prepared to take into account an ambient temperature T _AL when determining the roadway state information iZ. Alternatively or additionally, the respective roadway condition determining device FZE may be prepared for determining the first temperature difference ΔT _AL and / or determining the second temperature difference ΔT _FB and / or during determining 130 the road condition information iZ to take into account a tire type RT1 of the first tire R1.

Insbesondere ist bevorzugt, wenn die jeweilige Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung FZE dazu vorbereitet ist, eine Fahrbahnklassifikation FBK der Fahrbahn FB für eine Reibung zwischen der Fahrbahn FB und dem ersten Reifen R1 zu ermitteln, der Teil eines zweiten Fahrzeugs F2 ist. Alternativ oder zusätzlich kann die jeweilige Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung FZE dazu vorbereitet sein, einen Reibwert R für eine Reibung zwischen der Fahrbahn FB und dem ersten Reifen R1 zu ermitteln, der Teil eines zweiten Fahrzeugs F2 ist. Alternativ oder zusätzlich kann die jeweilige Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung FZE dazu vorbereitet sein, einen Reibwert R für eine Reibung zwischen der Fahrbahn FB und einem zweiten Reifen R2 zu ermitteln, der Teil eines zweiten Fahrzeugs F2 ist.In particular, it is preferable if the respective road condition determining device FZE is prepared to determine a road classification FBK of the roadway FB for a friction between the roadway FB and the first tire R1 which is part of a second vehicle F2. Alternatively or additionally, the respective road condition determining device FZE may be prepared to determine a coefficient of friction R for a friction between the road FB and the first tire R1, which is part of a second vehicle F2. Alternatively or additionally, the respective road condition determining device FZE may be prepared to determine a coefficient of friction R for a friction between the road surface FB and a second tire R2, which is part of a second vehicle F2.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung FZE dazu vorbereitet ist, beim Ermitteln 120 der Ist-Temperaturdifferenz ΔT_FB eine Geschwindigkeit v1 des ersten Fahrzeugs F1 zu berücksichtigen. Alternativ oder zusätzlich kann die Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung FZE dazu vorbereitet sein, beim Ermitteln der Fahrbahnzustandsinformation iZ oder des Reibwerts R für eine Reibung zwischen der Fahrbahn FB und dem ersten Reifen R1 eine Geschwindigkeit v1 des ersten Fahrzeugs F1 zu berücksichtigen.A further embodiment provides that the roadway condition determining device FZE is prepared to determine 120 the actual temperature difference .DELTA.T _FB a speed v1 of the first vehicle F1 to be considered. Alternatively or additionally, the road condition determining device FZE may be prepared to take into account a speed v1 of the first vehicle F1 when determining the roadway state information iZ or the friction coefficient R for friction between the roadway FB and the first tire R1.

Die 3 zeigt eine Sicht auf ein Kombiinstrument mit einem Nachtsichtgerät, auf dem ein Wärmebild eWB eines vorausfahrenden Fahrzeugs F1 dargestellt ist, das sich auf einer trockenen Fahrbahn FB befindet. Der Reifen R1 des vorausfahrenden Fahrzeugs F1 ist hier aufgrund eines witterungsbedingt schwachen Temperaturausgleichs zwischen Reifen R1 und Fahrbahn FB und einer daraus folgenden hohen Temperaturdifferenz ΔT_FB zwischen Reifen R1 und Fahrbahn FB thermografisch gut von der Fahrbahn FB unterscheidbar. Die erfassten Oberflächentemperaturen (Fahrbahn, Karosserie, Reifen) werden hier in Relation zu einem Sensorbezugspunkt (beispielsweise 20°C) angezeigt. Die Reifentemperatur T_R1 liegt über der Temperatur T_FB der Fahrbahn FB und der Karosserie des vorausfahrenden Fahrzeugs F1. Damit kann hier unterstellt werden, dass der Wärmeübergang in die Fahrbahn FB gering ist. Folglich ist eine trockene, ca. 20°C warme Fahrbahn FB zu vermuten.The 3 shows a view of an instrument cluster with a night vision device, on which a thermal image eWB of a preceding vehicle F1 is shown, which is located on a dry road FB. The tire R1 of the preceding vehicle F1 is thermographically well distinguishable from the road FB here due to a weather-based weak temperature compensation between tire R1 and road FB and a consequent high temperature difference .DELTA.T _FB between tire R1 and road FB. The recorded surface temperatures (road, body, tires) are displayed here in relation to a sensor reference point (for example 20 ° C). The tire temperature T _R1 is above the temperature T _{FB of} the lane FB and the body of the preceding vehicle F1. Thus it can be assumed here that the heat transfer into the roadway FB is low. Consequently, a dry, about 20 ° C warm road FB to assume.

Die 4 zeigt eine Sicht auf ein Kombiinstrument mit einem Nachtsichtgerät, auf dem ein Wärmebild eWB eines vorausfahrenden Fahrzeugs F1 dargestellt ist, das sich auf einer verschneiten Fahrbahn FB befindet. Der Reifen R1 des vorausfahrenden Fahrzeugs F1 ist hier aufgrund eines witterungsbedingt starken Temperaturausgleichs zwischen Reifen R1 und Fahrbahn FB und einer daraus folgenden niedrigen Temperaturdifferenz ΔT_FB zwischen Reifen R1 und Fahrbahn FB thermografisch kaum von der Fahrbahn FB unterscheidbar. Der Reifen R1 des vorausfahrenden Fahrzeugs F1 ist in 4 deutlich kühler dargestellt als in 3. Über die beschriebene Relationsbewertung (Sensortemperatur, Fahrbahntemperatur, Umgebungstemperatur) wird jedoch eine signifikante Soll-Temperaturdifferenz ΔT_soll (also eine höhere Reifentemperatur T_R1) prognostiziert. Erst durch Einbeziehung eines Zwischenmediums (Schnee, Nässe) in die Schätzung der Soll-Temperaturdifferenz ΔT_soll wird die thermografisch ermittelte Temperaturdifferenz ΔT_FB plausibel. Die Kenntnis des Vorhandenseins des Zwischenmediums (Schnee, Nässe) ermöglicht einen Rückschluss auf einen verringerten Reibwert R zwischen Fahrbahn FB und Reifen R1.The 4 shows a view of an instrument cluster with a night vision device, on which a thermal image eWB of a preceding vehicle F1 is shown, which is located on a snowy road FB. The tire R1 of the preceding vehicle F1 is thermographically hardly distinguishable from the road FB thermographically here due to a weather-related strong temperature compensation between tire R1 and road FB and a consequent low temperature difference .DELTA.T _FB between tire R1 and road FB. The tire R1 of the preceding vehicle F1 is in 4 clearly cooler than in 3 , However, a significant target temperature difference ΔT _soll (ie a higher tire temperature T _R1 ) is predicted via the described relation evaluation (sensor temperature, roadway temperature, ambient temperature). Only by including an intermediate medium (snow, wet) in the estimation of the target temperature difference .DELTA.T _soll is the thermographically determined temperature difference .DELTA.T _FB plausible. The knowledge of the presence of the intermediate medium (snow, moisture) allows a conclusion on a reduced coefficient of friction R between the road FB and tire R1.

Die 5 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm von einem Verfahren 100 zum Ermitteln eines Zustands Z einer Fahrbahn FB. Das Verfahren 100 umfasst folgende Schritte. In einem ersten Schritt 110 wird ein elektronisches Wärmebild eWB von einem ersten Reifen R1 eines ersten Fahrzeugs F1 erfasst, das sich auf der Fahrbahn FB befindet, deren Zustand Z zu ermitteln ist. In einem zweiten Schritt 120 wird eine erste Ist-Temperaturdifferenz ΔT_AL zwischen einer Temperatur T_R1 des ersten Reifens R1 und einer Außenlufttemperatur T_AL und/oder eine zweite Ist-Temperaturdifferenz ΔT_FB zwischen einer Temperatur T_R1 des ersten Reifens R1 und einer Fahrbahntemperatur T_FB unter Berücksichtigung des elektronischen Wärmebilds eWB ermittelt. In einem dritten Schritt 130 wird die Fahrbahnzustandsinformation iZ unter Berücksichtigung der ersten ΔT_AL und/oder der zweiten ΔT_FB Ist-Temperaturdifferenz ermittelt.The 5 schematically shows a flowchart of a method 100 for determining a state Z of a roadway FB. The procedure 100 includes the following steps. In a first step 110 For example, an electronic thermal image eWB is detected by a first tire R1 of a first vehicle F1, which is located on the roadway FB whose state Z is to be determined. In a second step 120 is a first actual temperature difference .DELTA.T _AL between a temperature T _{R1 of} the first tire R1 and an outside air temperature T _AL and / or a second actual temperature difference .DELTA.T _FB between a temperature T _{R1 of} the first tire R1 and a roadway temperature T _FB taking into account the electronic Thermal image eWB determined. In a third step 130 the road condition information iZ is determined taking into account the first ΔT _AL and / or the second ΔT _FB actual temperature difference.

Claims (10)

Fahrbahnzustandserkennungssystem (ZES) zum Ermitteln einer Fahrbahnzustandsinformation (iZ) über einen Zustand (Z) einer Fahrbahn (FB), wobei das Fahrbahnzustandserkennungssystem (ZES) aufweist: – eine Schnittstelle (SS) zum Übernehmen aus einem Bilderfassungssystem (BES) eines elektronischen Wärmebilds (eWB) von einem ersten Reifen (R1) eines ersten Fahrzeugs (F1), das sich auf der Fahrbahn (FB) befindet, deren Zustand (Z) zu ermitteln ist; – eine Ist-Temperaturdifferenz-Ermittlungsvorrichtung (ITE) zum Ermitteln einer ersten Ist-Temperaturdifferenz (ΔT_AL) zwischen einer Temperatur (T_R1) des ersten Reifens (R1) und einer Außenlufttemperatur (T_AL) und/oder zum Ermitteln einer zweiten Ist-Temperaturdifferenz (ΔT_FB) zwischen einer Temperatur (T_R1) des ersten Reifens (R1) und einer Fahrbahntemperatur (T_FB) unter Berücksichtigung des elektronischen Wärmebilds (eWB); und – eine Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung (FZE) zum Ermitteln (130) der Fahrbahnzustandsinformation (iZ) über den Zustand (Z) der Fahrbahn (FB) unter Berücksichtigung der ersten (ΔT_AL) und/oder der zweiten (ΔT_FB) Ist-Temperaturdifferenz.A road condition recognition system (ZES) for determining road condition information (iZ) about a state (Z) of a road (FB), the road condition recognition system (ZES) comprising: - an interface (SS) for taking over an image capture system (BES) of an electronic thermal image (eWB ) of a first tire (R1) of a first vehicle (F1) located on the road (FB) whose state (Z) is to be determined; An actual temperature difference determination device (ITE) for determining a first actual temperature difference (ΔT _AL ) between a temperature (T _R1 ) of the first tire (R1) and an outside air temperature (T _AL ) and / or for determining a second actual temperature difference Temperature difference (ΔT _FB ) between a temperature (T _R1 ) of the first tire (R1) and a roadway temperature (T _FB ) taking into account the electronic thermal image (eWB); and - a road condition determining device (FZE) for determining ( 130 ) Of the road condition information (iZ) via the state (Z) (the roadway FB) taking into account the first (.DELTA.T _AL) and / or the second (.DELTA.T _FB) actual temperature difference. Fahrbahnzustandserkennungssystem (ZES) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrbahnzustandserkennungssystem (ZES) beim Ermitteln (130) der Fahrbahnzustandsinformation (iZ) eine Temperatur (T_FB) der Fahrbahn (FB) berücksichtigt. Lane condition recognition system (ZES) according to the preceding claim, characterized in that the lane condition recognition system (ZES) in determining ( 130 ) of the roadway condition information (iZ) takes into account a temperature (T _FB ) of the roadway (FB). Fahrbahnzustandserkennungssystem (ZES) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrbahnzustandserkennungssystem (ZES) beim Ermitteln (130) der Fahrbahnzustandsinformation (iZ) eine Umgebungstemperatur (T_AL) berücksichtigt.Lane condition recognition system (ZES) according to one of the preceding claims, characterized in that the road condition detection system (ZES) in determining ( 130 ) of the road condition information (iZ) takes into account an ambient temperature (T _AL ). Fahrbahnzustandserkennungssystem (ZES) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrbahnzustandserkennungssystem (ZES) beim Ermitteln der ersten Temperaturdifferenz (ΔT_AL) und/oder beim Ermitteln der zweiten Temperaturdifferenz (ΔT_FB) und/oder beim Ermitteln (130) der Fahrbahnzustandsinformation (iZ) einen Reifentyp (RT1) des ersten Reifens (R1) berücksichtigt.Lane condition detection system (ZES) according to one of the preceding claims, characterized in that the road condition detection system (ZES) when determining the first temperature difference (ΔT _AL ) and / or when determining the second temperature difference (.DELTA.T _FB ) and / or when determining ( 130 ) of the road condition information (iZ) takes into consideration a tire type (RT1) of the first tire (R1). Fahrbahnzustandserkennungssystem (ZES) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung (FZE) eine Fahrbahnklassifikation (FBK) der Fahrbahn (FB) und/oder einen Reibwert (R) für eine Reibung zwischen der Fahrbahn (FB) und dem ersten Reifen (R1) und/oder einen Reibwert (R) für eine Reibung zwischen der Fahrbahn (FB) und einem zweiten Reifen (R2) ermittelt, der Teil eines zweiten Fahrzeugs (F2) ist.Road condition recognition system (ZES) according to one of the preceding claims, characterized in that the road condition determining device (FZE) a road classification (FBK) of the road (FB) and / or a coefficient of friction (R) for a friction between the road (FB) and the first tire (R1) and / or a coefficient of friction (R) for a friction between the road (FB) and a second tire (R2) which is part of a second vehicle (F2). Fahrbahnzustandserkennungssystem (ZES) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrbahnzustandserkennungssystem (ZES) beim Ermitteln der ersten Temperaturdifferenz (ΔT_AL) und/oder beim Ermitteln der zweiten Temperaturdifferenz (ΔT_FB) und/oder beim Ermitteln der Fahrbahnzustandsinformation (iZ) eine Geschwindigkeit (v1) des ersten Fahrzeugs (F1) berücksichtigt.Roadway condition recognition system (ZES) according to one of the preceding claims, characterized in that the roadway condition recognition system (ZES) when determining the first temperature difference (ΔT _AL ) and / or when determining the second temperature difference (.DELTA.T _FB ) and / or when determining the road condition information (iZ) takes into account a speed (v1) of the first vehicle (F1). Fahrbahnzustandserkennungssystem (ZES) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrbahnzustandsermittlungsvorrichtung (FZE) eine Soll-Temperaturdifferenz-Ermittlungsvorrichtung (RST) und/oder einen Temperaturdifferenz-Differenzbildner (TDD) aufweist.Roadway condition detection system (ZES) according to one of the preceding claims, characterized in that the roadway condition determining device (FZE) comprises a desired temperature difference determining device (RST) and / or a temperature difference difference former (TDD). Fahrbahnzustandserkennungssystem (ZES) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrbahnzustandserkennungssystem (ZES) für einen bestimmungsgemäßen Betrieb des Fahrbahnzustandserkennungssystems (ZES) nicht in oder an dem ersten Fahrzeug (F1) angeordnet ist.Roadway condition recognition system (ZES) according to one of the preceding claims, characterized in that the roadway condition recognition system (ZES) for normal operation of the roadway condition recognition system (ZES) is not arranged in or on the first vehicle (F1). Ortfeste Einrichtung (OE) oder zweites Fahrzeug (F2), dadurch gekennzeichnet, dass die ortsfeste Einrichtung (OE) oder das zweite Fahrzeug (F2) ein Fahrbahnzustandserkennungssystem (ZES) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.Stationary device (OE) or second vehicle (F2), characterized in that the stationary device (OE) or the second vehicle (F2) has a road condition detection system (ZES) according to one of the preceding claims. Verfahren (100) zum Ermitteln einer Fahrbahnzustandsinformation (iZ) über einen Zustand (Z) einer Fahrbahn (FB), wobei das Verfahren (100) Folgendes umfasst: – Erfassen (110) eines elektronischen Wärmebilds (eWB) von einem ersten Reifen (R1) eines ersten Fahrzeugs (F1), das sich auf der Fahrbahn (FB) befindet, deren Zustand (Z) zu ermitteln ist; – Ermitteln (120) einer ersten Ist-Temperaturdifferenz (ΔT_AL) zwischen einer Temperatur (T_R1) des ersten Reifens (R1) und einer Außenlufttemperatur (T_AB) und/oder Ermitteln (120) einer zweiten Ist-Temperaturdifferenz (ΔT_FB) zwischen einer Temperatur (T_R1) des ersten Reifens (R1) und einer Fahrbahntemperatur (T_FB) unter Berücksichtigung des elektronischen Wärmebilds (eWB); und – Ermitteln (130) einer Fahrbahnzustandsinformation (iZ) über den Zustand (Z) der Fahrbahn (FB) unter Berücksichtigung der ersten (ΔT_AL) und/oder der zweiten (ΔT_FB) Ist-Temperaturdifferenz.Procedure ( 100 ) for determining a road condition information (iZ) about a state (Z) of a road (FB), the method ( 100 ) Comprises: - detecting ( 110 ) an electronic thermal image (eWB) of a first tire (R1) of a first vehicle (F1) located on the road (FB) whose state (Z) is to be determined; - Determine ( 120 ) a first actual temperature difference (ΔT _AL ) between a temperature (T _R1 ) of the first tire (R1) and an outside air temperature (T _AB ) and / or determining ( 120 ) a second actual temperature difference (ΔT _FB ) between a temperature (T _R1 ) of the first tire (R1) and a roadway temperature (T _FB ) taking into account the electronic thermal image (eWB); and - determining ( 130 ) road condition information (iZ) on the state (Z) of the road (FB) taking into account the first (.DELTA.T _AL ) and / or the second (.DELTA.T _FB ) actual temperature difference.

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