DE102016221932A1

DE102016221932A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems, Fahrerassistenzsystem

Info

Publication number: DE102016221932A1
Application number: DE102016221932.4A
Authority: DE
Inventors: Martin Kieren; Nils Hagenlocher; Erik Lesser; Andreas Offenhaeuser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-11-09
Filing date: 2016-11-09
Publication date: 2018-05-09
Also published as: CN108058709B; US10479368B2; CN108058709A; US20180126998A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems (1) eines Kraftfahrzeugs (2,3), das mehrere mit einer Fahrbahn (4,5) in Kontakt stehende Räder aufweist, wobei das Fahrerassistenzsystem (1) zumindest eine Einrichtung aufweist, die ein Reibwertmodell und zumindest einen Sensor, der ein Eingangssignal für das Reibwertmodell zur Verfügung stellt, aufweist, wobei mittels des Reibwertmodells ein Reibwert zwischen zumindest einem der Räder und der Fahrbahn (4,5) ermittelt wird, und wobei das Fahrerassistenzsystem (1) in Abhängigkeit des ermittelten Reibwerts eingestellt oder kalibriert wird. Es ist vorgesehen, dass mittels mehrerer der Einrichtungen (7,8,9,10) Reibwerte ermittelt werden, dass gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig ermittelten Reibwerte miteinander verglichen werden, dass durch den Vergleich zumindest ein gültiger Reibwert der Reibwerte bestimmt wird, und dass das Fahrerassistenzsystem (1) in Abhängigkeit des gültigen Reibwerts eingestellt oder kalibriert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs, das mehrere mit einer Fahrbahn in Kontakt stehende Räder aufweist, wobei das Fahrerassistenzsystem zumindest eine Einrichtung aufweist, die ein Reibwertmodell und zumindest einen Sensor, der ein Eingangssignal für das Reibwertmodell zur Verfügung stellt, aufweist, wobei mittels des Reibwertmodells ein Reibwert zwischen zumindest einem der Räder und der Fahrbahn ermittelt wird, und wobei zumindest eine Fahrerassistenzeinrichtung des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit des ermittelten Reibwerts eingestellt oder kalibriert wird.
Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem mit einer entsprechenden Vorrichtung.
Stand der Technik
Verfahren, Vorrichtungen und Fahrerassistenzsysteme der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Moderne Fahrerassistenzsysteme, wie beispielsweise Spurhaltesysteme, automatisierte Bremssysteme und dergleichen, verfügen in der Regel über eine Vielzahl von Einrichtungen zum Ermitteln eines insbesondere aktuellen Reibwerts zwischen Rädern des Kraftfahrzeugs und der Fahrbahn. Diese sogenannten Reibwertschätzer sind dabei für unterschiedliche Fahrerassistenzeinrichtungen sehr spezifisch ausgelegt und unabhängig voneinander. Dies hat Vorteile in Bezug auf die Verfügbarkeit der Signale sowie die optimale Ausgestaltung des Fahrerassistenzsystems und insbesondere der einzelnen Fahrerassistenzeinrichtungen des Fahrerassistenzsystems. Die jeweilige Einrichtung weist ein Reibwertmodell auf, das softwaretechnisch und/oder durch Hardware gebildet sein kann, sowie einen Sensor, der ein Eingangssignal für das Reibwertmodell zur Verfügung stellt. Das Reibwertmodell bestimmt dabei in Abhängigkeit des Eingangssignals als Ausgangssignal den jeweiligen Reibwert. In Abhängigkeit des ermittelten Reibwerts wird das Fahrerassistenzsystem eingestellt oder kalibriert, um optimal in einer aktuellen Fahrsituation reagieren zu können, beispielsweise um einen sicheren Bremsvorgang einzuleiten oder Räder des Kraftfahrzeugs bei einer Kurvenfahrt individuell maximal ohne Haftreibungsverlust zu bremsen.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass zwar die Unabhängigkeit der Reibwertermittlung aufrechterhalten bleibt, jedoch die ermittelten Reibwerte zueinander in Beziehung gesetzt werden, um das Fahrerassistenzsystem, insbesondere wenigstens eine oder mehrere Fahrerassistenzeinrichtungen optimal einzustellen oder kalibrieren zu können. Insbesondere wird dabei der Vorteil erreicht, dass die Fehleranfälligkeit von Reibwertschätzern reduziert beziehungsweise berücksichtigt wird, um den plausibelsten Reibwert zu bestimmen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Fahrerassistenzsystem mehrere der genannten Einrichtungen aufweist, dass mittels der mehreren Einrichtungen Reibwerte ermittelt werden, dass gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig ermittelte Reibwerte miteinander verglichen werden, dass durch den Vergleich zumindest ein gültiger Reibwert der Reibwerte bestimmt wird, und dass das Fahrerassistenzsystem in Abhängigkeit des gültigen Reibwerts eingestellt oder kalibriert wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei dem Vergleich der Reibwerte die Herkunft des jeweiligen Reibwerts, also die den Reibwert bestimmende Einrichtung, berücksichtigt wird. Dadurch wird beispielsweise der Algorithmus des Reibwertmodells zur Berechnung des Reibwerts oder die Art des Eingangssignals beziehungsweise des Sensors zum Bestimmen der Leistungsfähigkeit beziehungsweise Genauigkeit des Reibwertschätzers berücksichtigt. Hierdurch wird die Möglichkeit geboten und bevorzugt auch genutzt, die Plausibilität des jeweiligen Reibwerts bei dem Vergleich der Reibwerte zu berücksichtigen und damit beispielsweise einzelne Reibwerte beim Vergleich höher zu gewichten als andere, um eine möglichst verlässliche Reibwertbestimmung zu erhalten. Bevorzugt ist vorgesehen, dass aus den Reibwerten zunächst ein gültiger Reibwertebereich bestimmt wird. Dieser wird insbesondere durch einen ermittelten maximalen Reibwert und einen ermittelten minimalen Reibwert begrenzt, wobei der maximale Reibwert und der minimale Reibwert bevorzugt in Abhängigkeit der weiteren ermittelten Reibwerte und/oder aktuell vorliegende Umgebungsbedingungen, wie untenstehend näher beschrieben, variiert werden.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass in Abhängigkeit davon, von welcher der Einrichtungen der jeweilige Reibwert ermittelt wird, eine Fehleranfälligkeit des ermittelten Reibwerts bestimmt und bei dem Vergleich berücksichtigt wird. Die unterschiedlichen Reibwertschätzer beziehungsweise Einrichtungen weisen beispielsweise aufgrund des Eingangssignals unterschiedliche Fehleranfälligkeiten auf. Durch das Berücksichtigen dieser ist eine optimale Bestimmung eines oder mehrerer gültiger Reibwerte oder des gültigen Reibwertbereichs gewährleistet.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass wenigstens eine Umgebungsbedingung erfasst wird, und dass die Fehleranfälligkeit in Abhängigkeit der erfassten Umgebungsbedingung bestimmt wird. Hierdurch wird berücksichtigt, dass sich beispielsweise das Eingangssignal, das von einem Sensor geliefert wird, sich mit verändernden Umgebungsbedingungen bei gleichbleibenden tatsächlichen Reibwerten verändern kann. So kann beispielsweise eine Temperaturveränderung oder Luftfeuchtigkeitsveränderung das Eingangssignal beeinflussen und dadurch die Fehleranfälligkeit beziehungsweise Plausibilität eines ermittelten Reibwerts beeinträchtigen.
Als Umgebungsbedingungen werden bevorzugt eine Außentemperatur, eine Luftfeuchtigkeit, eine Fahrbahnbeschaffenheit und/oder ein Reifenalter zumindest eines der Räder überwacht. Diese Umgebungsbedingungen beeinflussen sowohl den Messwert eines Sensors als auch den tatsächlichen Reibwert und helfen damit bei der Ermittlung des jeweiligen Reibwerts.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest ein Reibwert in Abhängigkeit von einer aktuellen Außentemperatur, einer Scheibenwischeraktivität, einer Fensterscheibenöffnung, einer Innentemperatur, einer Lüftungsanlagen- oder Klimaanlagen-Aktivität bestimmt wird. Diese Reibwertbestimmung erfolgt somit losgelöst vom tatsächlichen Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs und basiert vielmehr auf sogenannten weichen Faktoren, die einen Hinweis auf die Umgebungsbedingungen des Kraftfahrzeugs geben, aus denen sich ermitteln lässt, ob sich der Reibwert beispielsweise in einem ersten Bereich mit hohen Reibwerten oder einem zweiten Bereich mit niedrigeren Reibwerten befindet. Es wird somit durch diese Art der Reibwertermittlung ein Reibwert grob abgeschätzt oder vorgeschätzt. Hierdurch ist eine Plausibilisierung anderer Reibwerte, die auf den Daten der Sensoren beruhen, plausibilisiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest einer der Reibwerte in Abhängigkeit von Daten eines Navigationssystems bestimmt wird. Voraussetzung hierfür ist, dass in dem Navigationssystem Informationen über die Fahrbahnbeschaffenheit mithinterlegt sind. Durch Berücksichtigen der hinterlegten Fahrbahnbeschaffenheit kann ein aktuell wirkender maximaler Reibwert, insbesondere in Kenntnis eines verwendeten Reifens am jeweiligen Rad des Kraftfahrzeugs, bestimmt werden. Insbesondere kann durch die Daten des Navigationssystems eine Reibwertänderung vorhergesagt oder zeitnah ermittelt oder plausibilisiert werden.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest einer der Reibwerte in Abhängigkeit von einem aktuellen Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs ermittelt wird. Zum Ermitteln des Fahrverhaltens werden beispielsweise eine Längsbeschleunigung, eine Querbeschleunigung, eine Drehrate und/oder eine Gierrate des Kraftfahrzeugs sowie eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs überwacht. Auch werden bevorzugt ein aktueller Lenkwinkel, die Aktivität eines Bremssystems und/oder ein angefordertes Antriebsdrehmoment überwacht. Aus all diesen Werten lässt sich das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs in einer aktuellen Fahrsituation ermitteln. In Kenntnis der zuvor genannten Werte lässt sich insbesondere ein erwartetes Fahrverhalten bestimmen, das mit einem tatsächlich vorliegenden Fahrverhalten verglichen wird. Weicht beispielsweise die erfasste Längsbeschleunigung von einer erwarteten Längsbeschleunigung, die sich aus einer Aktiviertheit des Bremssystems ergibt, ab, so wird darauf erkannt, dass ein höherer oder niedrigerer Reibwert als eigentlich erwartet vorliegt. Entsprechend kann dieser Reibwert angepasst und bestimmt werden.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest eines der Reibwertmodelle in Abhängigkeit von dem gültigen Reibwert kalibriert beziehungsweise korrigiert wird. Damit erfolgt ein Eingriff in die jeweilige Einrichtung in Abhängigkeit des ermittelten gültigen Reibwerts. Dadurch kann eine sogenannte Online-Kalibrierung während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden, die gewährleistet, dass das jeweilige Reibwertmodell stets optimal arbeitet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit von einem zeitlichen Verlauf zumindest eines der ermittelten Reibwerte sowie in Abhängigkeit von zumindest einer der erfassten Umgebungsbedingungen ein die Gültigkeit des jeweiligen Reibwerts beeinflussender Störfaktor bestimmt wird. Hierbei wird also ermittelt, welches der den jeweiligen Reibwert maßgeblich beeinflussende Störfaktor ist. In Kenntnis dieses Störfaktors kann dann eine Reibwertkalibrierung beziehungsweise die Korrektur/Einstellung eines Fahrerassistenzsystems oder eine Fahrerassistenzeinrichtung optimal erfolgen, beispielsweise indem der Störfaktor überwacht und eine zeitnahe Anpassung der Reibwertermittlung erfolgt.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der jeweils ermittelte Reibwert und/oder der gültige Reibwert an eine zentrale Datenbank gesendet werden. Als zentrale Datenbank wird dabei eine insbesondere stationäre Einrichtung verstanden, die getrennt vom Fahrzeug vorhanden ist, und mit diesem beispielsweise durch ein Mobilfunknetz kommuniziert, um die ermittelten Reibwerte des Fahrzeugs, insbesondere die ermittelten Reibwerte einer Vielzahl von Fahrzeugen zu empfangen. Die zentrale Datenbank bildet einen Bestandteil des Fahrerassistenzsystems, der von dem jeweiligen Kraftfahrzeug ausgelagert ist. Man kann insofern auch von einem lokalen Fahrerassistenzsystem, das sich allein auf das Kraftfahrzeug bezieht, und einem globalen Fahrerassistenzsystem, das die zentrale Datenbank sowie die Fahrerassistenzeinrichtungen einer Vielzahl von Fahrzeugen umfasst, sprechen. Die zentrale Datenbank wertet die empfangen Reibwerte aus, um einen gültigen Reibwert zu bestimmen. Dabei berücksichtigt die Datenbank insbesondere, von welchem Fahrzeug sie die jeweiligen Reibwerte erhalten hat, und an welchem Ort sich das Fahrzeug bei der Ermittlung des jeweiligen Reibwerts befunden hat. Dadurch wird bevorzugt eine Reibwertkarte erzeugt, die beispielsweise geografische Regionen mit unterschiedlichen zur Verfügung stehenden Reibwerten bildet. Zweckmäßigerweise sendet die zentrale Datenbank einen gültigen Reibwert oder Reibwertbereich, der sich aus der vorherigen Ermittlung und dem Vergleich der empfangenen Reibwerte ergibt, zurück an das oder die Kraftfahrzeuge, welche dann ihre Fahrerassistenzeinrichtungen in Abhängigkeit der empfangenen Daten kalibriert oder einstellt. Zum Austausch der Daten wird insbesondere ein sogenannter Cloud-Service genutzt, auf den eine Vielzahl von Kraftfahrzeugen und gegebenenfalls auch mehrere zentrale/stationäre Datenbanken Zugriff haben, um eine möglichst vollständige Reibwertkarte zu erhalten.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zusätzlich oder alternativ zumindest ein Reibwert durch eine oder die bereits genannte zentrale Datenbank, die mit mehreren Kraftfahrzeugen kommuniziert, zur Verfügung gestellt wird. Wie oben bereits erwähnt, kann der gültige Reibwert aus empfangenen Reibwerten durch die Datenbank ermittelt und dann zur Verfügung gestellt werden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Datenbank beispielsweise auf Basis von Fahrbahndaten eine Reibwertkarte erstellt und in Abhängigkeit von der Position des jeweiligen Kraftfahrzeugs diesem einen entsprechenden gültigen Reibwert, der insbesondere von der Fahrbahnbeschaffenheit abhängig ist, zur Verfügung stellt. Dabei kann die Datenbank beispielsweise auch Wetterdaten berücksichtigen und dadurch den zur Verfügung gestellten gültigen Reibwert variieren beziehungsweise optimieren.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 zeichnet sich dadurch aus, dass das Steuergerät speziell dazu hergerichtet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Es ergeben sich dabei die bereits genannten Vorteile.
Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 15 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus. Auch hierdurch ergeben sich die bereits genannten Vorteile. Bevorzugt weist das Fahrerassistenzsystem für das Kraftfahrzeug wenigstens eine, bevorzugt mehrere Fahrerassistenzeinrichtungen auf, die in Abhängigkeit von einem oder mehreren bestimmten gültigen Reibwerten eingestellt oder kalibriert werden, wie zuvor beschrieben. Weiterhin weist das Fahrerassistenzsystem in der Ausbildung als globales Fahrerassistenzsystem bevorzugt zumindest eine zentrale Datenbank auf, welche die Reibwerte mehrerer Kraftfahrzeuge empfängt und daraus einen oder mehrere gültige Reibwerte bestimmt und den Kraftfahrzeugen zur Verfügung stellt. Insbesondere ist die Datenbank dazu ausgebildet, eine Reibwertkarte zu erzeugen, die insbesondere vollständig oder in Teilen den Kraftfahrzeugen zur Verfügung gestellt wird, um eine zeitnahe Kalibrierung/Einstellung der jeweiligen Fahrerassistenzeinrichtung oder des Fahrerassistenzsystems zu ermöglichen.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung der näher erläutert werden. Dazu zeigen

1 ein Fahrerassistenzsystem für Kraftfahrzeuge in einer vereinfachten Darstellung,
2 das Fahrerassistenzsystem in einer vereinfachten Detaildarstellung und
3A bis 3C eine beispielhafte Reibwertbestimmung des Fahrerassistenzsystems.

1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein Fahrerassistenzsystem 1 für Kraftfahrzeuge in einer vereinfachten Darstellung. Dazu zeigt 1 mehrere Kraftfahrzeuge 2 und 3, die sich auf unterschiedlichen Fahrbahnen 4 und 5 befinden. Die Fahrbahnen 4 und 5 unterscheiden sich in ihrer Fahrbahnbeschaffenheit, wobei vorliegend die Fahrbahn 4 eine asphaltierte Fahrbahn ist und die Fahrbahn 5 ein Schotterweg.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines der Kraftfahrzeuge 2. Vorzugsweise gilt jedoch für das Kraftfahrzeug 2 das im Folgenden Erläuterte für alle Kraftfahrzeuge, die mit dem Fahrzeugassistenzsystem 1 arbeiten beziehungsweise Teil des Fahrerassistenzsystems 1 sind. Das Kraftfahrzeug 2 weist eine Vorrichtung 6 auf, insbesondere in Form eines Steuergeräts, die mit mehreren Einrichtungen 7, 8, 9 und 10 verbunden ist. Die Einrichtungen 7 bis 10 haben gemein, dass sie jeweils einen Sensor sowie ein Reibwertmodell umfassen, das als Eingangswert ein Ausgangssignal des jeweiligen Sensors erhalten. Mittels des Reibwertmodells bestimmt die jeweilige Einrichtung 7, 8, 9, 10 einen aktuellen Reibwert zwischen zumindest einer der Räder des Kraftfahrzeugs 2 und der Fahrbahn 4 oder 5.
Beispielsweise ist die Einrichtung 7 als EPS-System ausgebildet, das Informationen von Zahnstangenkräften einer elektrischen/elektronischen Servolenkung erfasst und dadurch einen Reibwert ableitet.
Bei der Einrichtung 8 handelt es sich vorliegend beispielsweise um ein ABS-Bremssystem oder -Steuergerät, das aus Schlupfinformationen eines oder mehrerer Räder einen Reibwert bestimmt.
Die Einrichtung 9 ist vorliegend als Antischlupfregelung (TCS) ausgebildet, die ebenfalls in Abhängigkeit von Schlupfwerten an den Rädern einen Reibwert bestimmt.
Die Einrichtung 10 ist vorliegend als elektronisches Stabilitätsprogramm/- einrichtung ausgebildet (ESP), das radindividuelle Bremsvorgänge durch Stabilisierung des Fahrverhaltens des Kraftfahrzeugs 2 durchführt. Dabei erfasst die Einrichtung 10 beispielsweise in Abhängigkeit von Raddrehzahlen einen aktuell vorliegenden Reibwert.
Die Vorrichtung 6 kann auch mit weiteren Vorrichtungen, wie gestrichelt dargestellt, verbunden sein, welche auf die eine oder andere Weise ein Reibwertmodell aufweisen, um einen aktuellen Reibwert zu ermitteln. Vorliegend sind die Einrichtungen 7, 8, 9 und 10 gleichzeitig Fahrerassistenzeinrichtungen, die den Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs 2 unterstützen, insbesondere die Fahrsicherheit gewährleisten. Dazu leiten die Einrichtungen 7, 8, 9, 10 bei Bedarf Maßnahmen ein, wie beispielsweise radindividuelle Bremsvorgänge, um die Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs 2 zu bemessen. Die Fahrerassistenzsysteme arbeiten dann optimal, wenn der aktuelle Reibwert zwischen den Rädern des Kraftfahrzeugs und der Fahrbahn 4 oder 5 bekannt ist. Hierzu werden die Reibwertmodelle genutzt, sodass das jeweilige Fahrerassistenzsystem durch den jeweils aktuell bestimmten Reibwert optimal eingestellt oder kalibriert werden kann.
Durch die Vorrichtung 6, die insbesondere als Steuergerät ausgebildet ist oder ein solches aufweist, wird nunmehr das im Folgenden beschriebene Verfahren durchgeführt.
Die Vorrichtung 6 erhält die durch die jeweiligen Reibwertmodelle ermittelten Reibwerte, indem es diese abfragt oder indem diese dem Steuergerät automatisiert zur Verfügung gestellt oder zugesandt werden. Die Vorrichtung 6 setzt die einzelnen Reibwerte zueinander in Beziehung, indem es diese miteinander vergleicht, wobei die Herkunft des jeweiligen Reibwerts sowie seine Fehleranfälligkeit, insbesondere in Abhängigkeit aktueller Umgebungsbedingungen bei dem Vergleich berücksichtigt wird.
Dem Verfahren können Reibwerte unterschiedlicher Klassen zugeführt werden. So können beispielsweise Reibwerte berücksichtigt werden, die von weichen Faktoren, wie der Außentemperatur, einer Scheibenwischeraktivität, einer Fensterscheibenöffnung, einer Innentemperatur, einer Klimaanlagenaktivität, einer Lüftungsanlagenaktivität oder einer Sitzheizungsaktivität abhängen. Hieraus kann ein Reibwert, insbesondere ein Reibwertindiz µ_B ermittelt werden. Insbesondere wird in Abhängigkeit der genannten weichen Faktoren eine Reibwertregion bestimmt, die wahrscheinlich für die aktuellen Umgebungsbedingungen ist.
Eine weitere Klasse von Reibwerten lässt sich aus dem Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs 2 ableiten und gibt zumindest einen Reibwert an, der momentan verwendet wird und somit mindestens auf der aktuellen Fahrbahn 4 oder 5 verfügbar ist. Dieser aktuelle Reibwert µ_MIN lässt sich beispielsweise aus der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs mit der folgenden Formel berechnen: $μ_{M I N} = \frac{\sqrt{a_{x}^{2} + a_{y}^{2}}}{9,81 \frac{m}{s^{2}}}$
wobei a_x die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 2 in Längsrichtung und a_y die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in Querrichtung ist. Der Zusammenhang aus der Formel gilt in Näherung für alle Kraftfahrzeuge, deren Normalkraft nicht durch ihre dynamische Maßnahmen, wie beispielsweise Spoiler, erhöht wird.
Wird ein Reibwert von einem Fahrerassistenzsystem während eines aktiven Eingriffs ermittelt, wie beispielsweise von dem ESP-System, so wird ein maximal verfügbarer Reibwert µ_MAX ermittelt/bestimmt.
Durch eine geschickte Interpretation dieser Werte kann eine unterschiedliche Güte an aggregierten Reibwerten erstellt werden, wie anhand von 3 näher erörtert werden soll. Ziel ist es, mithilfe des Verfahrens den Reibwert in einer Kurve möglichst genau zu bestimmen.
Zum Zeitpunkt t₀ liegen noch keinerlei Daten für das aktuelle Straßensegment beziehungsweise aktuellen Straßenabschnitt vor. Somit liegt der mögliche Reibwert µ_EST im vollen Bereich von 0 bis 1 µ, wie in 3A gezeigt.
Beschleunigt das Fahrzeug beispielsweise mit 2 m/s², ohne dass ein Regeleingriff der Traktionskontrolle (Einrichtung 8) auftritt, wird somit ein Minimalreibwert µ_MIN von 0,2 ermittelt und der mögliche niedrigste Reibwert µ_EST,L wird auf 0,2 gesetzt, wie in 3B gezeigt. Der mögliche Reibwert µ_EST ist somit auf einen Bereich von 0,8 eingegrenzt worden.
Wird aufgrund eines aktiven Scheibenwischers und/oder Regensensors erfasst, dass momentan Niederschlag vorliegt, wird die Reibwerthypothese weiter eingegrenzt. Weil mit zunehmenden Niederschlag der Reibwert sinkt, wird beispielsweise bei starkem Niederschlag, der quantitativ durch den Regensensor detektierbar ist, der maximal mögliche Reibwert µ_EST,H beispielsweise auf 0,7 gesetzt, wie in 3B gezeigt.
Kommt zu dem Niederschlag nun auch Kälte, also auch eine niedrige Außentemperatur, insbesondere unterhalb des Gefrierpunktes hinzu, und das Kraftfahrzeug wird beispielsweise über eine Brücke bewegt, auf der es zu Blitzeis kommt oder kommen kann, lässt sich der zur Verfügung stehende Reibwert µ_EST weiter präzisieren. Das Befahren der Brücke wird beispielsweise anhand von Daten eines Navigationssystems des Kraftfahrzeugs 2 erkannt. Die Außentemperatur wird als Umgebungstemperatur bevorzugt kontinuierlich überwacht.
Während eines aktiven Eingriffs des ESP-Systems (Einrichtung 8) schätzen mehrere Reibwertmodelle des Fahrerassistenzsystems 1 den aktuellen Reibwert in zumindest einem der Räder des Kraftfahrzeugs 2. In einer sicheren Auslegung der Reibwertaggregierung wird der kleinste aller geschätzten Reibwerte als gültiger Reibwert bestimmt, um die höchstmögliche Sicherheit zu bieten. Da diese Information eine exakte Reibwertangabe enthält, entfallen die Bereichsgrenzen für den möglichen Reibwert µ_EST,L und µ_EST,H und lassen sich durch den gültigen Reibwert µ_EST, der dem minimal geschätzten Reibwert aller Reibwertmodelle entspricht, ersetzen, wie in 3D gezeigt.
Wird dieses Verfahren nicht pro Kraftfahrzeug 2, 3 durchgeführt, sondern immer bezogen auf die aktuelle Position, an welcher die Reibwerte ermittelt beziehungsweise bestimmt werden, lässt sich dadurch eine global verfügbare Reibwertkarte erstellen, die an jeder Stelle einen gültigen Reibwert mit einer gewissen Konfidenz zur Verfügung stellt.
Vorteilhafterweise, wie zuvor bereits erwähnt, wird bei dem Vergleich der Reibwerte zur Bestimmung eines gültigen Reibwerts auch die Fehleranfälligkeit der Reibwertmodelle berücksichtigt. Dazu werden beispielsweise eine Außentemperatur, das Alter eines Reifens eines der Räder des Kraftfahrzeugs ermittelt, um die Schätzgenauigkeit des jeweiligen Reibwertmodells zu plausibilisieren. Mit dem Wissen, welche Reibwertmodelle für welche Fehler anfällig sind, und einer Überwachung der relevanten Umgebungsbedingungen, wird identifiziert, wann einzelne Reibwertmodelle Gefahr laufen, unplausbile Werte zu liefern. Wird beispielsweise erkannt, dass eines der Reibwertmodelle aufgrund einer relevanten Umgebungsbedingung, wie beispielsweise einer besonders niedrigen Temperatur, keinen verlässlichen Reibwert liefert, wird dieser Reibwert für die weitere Verwendung verworfen oder das betroffene Reibwertmodell wird neu eingestellt beziehungsweise kalibriert, insbesondere in Abhängigkeit eines für gültig erklärten Reibwerts.
Durch das Überwachen des Verlaufs beziehungsweise der Historie einzelner Reibwerte zueinander, können außerdem Störgrößen quantifiziert beziehungsweise erkannt werden, und den zentralen Einrichtungen 7, 8, 9, 10 von der zentralen Vorrichtung 6 mitgeteilt werden.
Wie in 2 gezeigt, kann die Vorrichtung 6 beziehungsweise das jeweilige Kraftfahrzeug 2 außerdem durch ein Kommunikationssystem 11 mit einer zentralen Datenbank 12 (Rechenzentrum) kommunizieren, wie sie in 1 als stationäre Einrichtung und in 2 als Cloud-Service vorgeschlagen ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass jedes Kraftfahrzeug 2, 3 die von ihm ermittelten Reibwerte, insbesondere die für gültig bestimmte Reibwerte an die zentrale Datenbank 12 sendet, welche diese wiederum für andere Kraftfahrzeuge zur Verfügung stellt. Ermittelt beispielsweise das vorausfahrende Kraftfahrzeug 3 einen niedrigeren Reibwert auf der Fahrbahn 5, so teilt sie dies der Datenbank 12 nach Bestimmung eines gültigen Reibwerts mit. Dieser Reibwert wird wiederum dem Kraftfahrzeug 2 zur Verfügung gestellt, welches, sobald es auf die Fahrbahn 5 einbiegt, diesen Reibwert zur Verfügung hat, ohne ihn selbst zunächst ermitteln zu müssen. Voraussetzung hierfür ist selbstverständlich, dass beide Kraftfahrzeuge 2, 3 ihre Position durch ein insbesondere satellitengestütztes Navigationssystem bestimmen können. Zusätzlich oder alternativ ist die Vorrichtung 6 außerdem mit einer Kommunikationseinrichtung 13 verbunden, welche beispielsweise die Kommunikation mit der Datenbank 12 durchführt oder insbesondere als Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung ausgebildet ist, um Reibwert-Daten direkt mit den Kraftfahrzeugen in der mittelbaren oder unmittelbaren Umgebung des Kraftfahrzeugs 2 auszutauschen beziehungsweise austauschen zu können.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die zentrale Datenbank 12 selbst die Bestimmung gültiger Reibwerte in Abhängigkeit von den durch die Reibwertschätzer des jeweiligen Kraftfahrzeugs 2, 3 beziehungsweise durch die Einrichtungen 7, 8, 9, 10 ermittelten Reibwerte selbst vornimmt, sodass der Rechenaufwand zumindest teilweise aus dem jeweiligen Kraftfahrzeug 2, 3 in die externe Datenbank 12 verlagert wird.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems (1) eines Kraftfahrzeugs (2,3), das mehrere mit einer Fahrbahn (4,5) in Kontakt stehende Räder aufweist, wobei das Fahrerassistenzsystem (1) zumindest eine Einrichtung aufweist, die ein Reibwertmodell und zumindest einen Sensor, der ein Eingangssignal für das Reibwertmodell zur Verfügung stellt, aufweist, wobei mittels des Reibwertmodells ein Reibwert zwischen zumindest einem der Räder und der Fahrbahn (4,5) ermittelt wird, und wobei das Fahrerassistenzsystem (1) in Abhängigkeit des ermittelten Reibwerts eingestellt oder kalibriert wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels mehrerer der Einrichtungen (7,8,9,10) Reibwerte ermittelt werden, dass gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig ermittelten Reibwerte miteinander verglichen werden, dass durch den Vergleich zumindest ein gültiger Reibwert der Reibwerte bestimmt wird, und dass das Fahrerassistenzsystem (1) in Abhängigkeit des gültigen Reibwerts eingestellt oder kalibriert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Vergleich der Reibwerte die Herkunft des jeweiligen Reibwerts berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit davon, von welcher der Einrichtungen (7,8,9,10) der jeweilige Reibwert ermittelt wird, eine Fehleranfälligkeit des Reibwerts bestimmt und bei dem Vergleich berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Umgebungsbedingung erfasst wird, und dass die Fehleranfälligkeit in Abhängigkeit der erfassten Umgebungsbedingung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Umgebungsbedingung eine Außentemperatur, eine Luftfeuchtigkeit, eine Fahrbahnbeschaffenheit und/oder ein Reifenalter zumindest eines der Räder überwacht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Reibwert in Abhängigkeit von einer aktuellen Außentemperatur, einer Scheibenwischeraktivität, einer Fensterscheibenöffnung, einer Innentemperatur, einer Lüftungsanlagen- oder Klimaanlagenaktivität bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Reibwerte in Abhängigkeit von Daten eines Navigationssystems bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Reibwerte in Abhängigkeit von einem aktuellen Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs (2,3) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Reibwertmodelle in Abhängigkeit von dem gültigen Reibwert kalibriert/korrigiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von einem zeitlichen Verlauf zumindest eines der ermittelten Reibwerte sowie in Abhängigkeit von zumindest einer der erfassten Umgebungsbedingungen ein die Gültigkeit des jeweiligen Reibwerts beeinflussender Störfaktor bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Reibwertmodelle mittels des bestimmten Störfaktors kalibriert oder eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils ermittelte Reibwert und/oder der gültige Reibwert an eine zentrale Datenbank (12) gesendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Reibwert durch eine zentrale Datenbank (12), die mit mehreren Kraftfahrzeugen (2,3) kommuniziert, zur Verfügung gestellt wird.
Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystem (1) eines Kraftfahrzeugs (2,3), das mehrere mit einer Fahrbahn (4,5) in Kontakt stehende Räder aufweist, mit mehreren Einrichtungen (7,8,9,10), die jeweils ein Reibwertmodell und zumindest einen Sensor, der ein Eingangssignal für das Reibwertmodell zur Verfügung stellt, aufweist, und mit einem Steuergerät, das mit den Einrichtungen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät speziell dazu hergerichtet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 durchzuführen.
Fahrerassistenzsystem (1) für ein Kraftfahrzeug (2,3), das mehrere mit einer Fahrbahn (4,5) in Kontakt stehende Räder aufweist, mit mehreren Einrichtungen (7,8,9,10), die jeweils ein Reibwertmodell und zumindest einen Sensor, der ein Eingangssignal für das jeweilige Reibwertmodell zur Verfügung stellt, aufweist, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (6) nach Anspruch 14.