DE102019104363A1

DE102019104363A1 - Verfahren zum schätzen der reibung zwischen reifen und strasse vor dem eingreifen des sicherheitssystems

Info

Publication number: DE102019104363A1
Application number: DE102019104363.8A
Authority: DE
Inventors: Alon Capua; Mario Jodorkovsky
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2019-08-22
Also published as: US11097739B2; CN110182214A; US20190256103A1; CN110182214B

Abstract

Es werden technische Lösungen beschrieben, um die Reibung zwischen Reifen und Straße in einem Fahrzeug proaktiv zu schätzen, bevor die Sicherheitssysteme des Fahrzeugs zugeschaltet werden. Ein exemplarisches Verfahren beinhaltet das Berechnen eines Schlupfes für das Fahrzeug basierend auf einer oder mehreren Raddrehzahlen, Beschleunigung und Reifendruckmessung. Das Verfahren beinhaltet ferner das Bestimmen einer Neigung (α) als Indikator für die Reifen-Straßen-Reibung für das Fahrzeug basierend auf der Beschleunigung und dem Schlupf. Ferner beinhaltet das Verfahren das Senden der Neigung an die autonome Steuerung des Fahrzeugs, um die Fahrzeugkinematik gemäß der geschätzten Reibung unter Verwendung der Neigung.

Description

EINLEITUNG
Der Gegenstand der Offenbarung bezieht sich auf Fahrzeuge und insbesondere auf eine Steuerung eines Fahrzeugs, um das Schätzen einer Reibung zwischen Reifen und Straße zu erleichtern, bevor die Sicherheitssysteme eingreifen und Maßnahmen als Reaktion eingeleitet werden.
Die Bewegung eines Fahrzeugs ist abhängig von der Reibung zwischen den Reifen des Fahrzeugs und der Straße, auf der das Fahrzeug fährt. Das Fehlen mindestens einer bestimmten Reibung zwischen den Reifen und der Straße ist ein wesentlicher Faktor für Unfälle. Daher ermöglicht eine genaue Schätzung der Reibung zwischen Reifen und Straße mehrere aktive Sicherheitsfunktionen des Fahrzeugs, wie beispielsweise die Kollisionsvermeidung. Wenn beispielsweise eine geringe Reibung zwischen Reifen und Straße erkannt wird, sollte die Geschwindigkeit auf ein Niveau reduziert werden, das eine Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs ermöglicht. Dadurch wird eine Kollision vermieden und Verletzungen können reduziert werden. Darüber hinaus kann eine derartige Erkennung Unter- und Übersteuerungszustände in einem Fahrzeug vermeiden. So kann beispielsweise ein Fahrzeug, das mit hoher Geschwindigkeit eine Kurve durchfährt, eine Unter- oder Übersteuerungssituation entwickeln. In diesen Fällen kann das Fahrzeug entweder nicht der Fahrspur folgen und die Straße verlassen oder ins Schleudern geraten. Die Reibungserkennung zwischen Reifen und Straße bietet noch weitere Vorzüge/Auswirkungen, die hierin nicht aufgeführt sind.
Dementsprechend ist es wünschenswert, das Erkennen und Schätzen der Reibung zwischen Reifen und Straße in einem Fahrzeug vorzusehen und die geschätzte Reibung zwischen Reifen und Straße zu verwenden, um Maßnahmen zum Steuern des Fahrzeugs einzuleiten und/oder einen Fahrer des Fahrzeugs zu informieren.
KURZDARSTELLUNG
In einer exemplarischen Ausführungsform wird ein Verfahren zum proaktiven Schätzen der Reibung zwischen Reifen und Straße in einem Fahrzeug vor dem Eingreifen der Sicherheitssysteme beschrieben, wobei das Verfahren das Berechnen eines Schlupfs für das Fahrzeug basierend auf einer oder mehreren Raddrehzahlen, der Beschleunigung und der Reifendruckmessung beinhaltet. Das Verfahren beinhaltet auch das Bestimmen einer Neigung (α) als Indikator für die Reibung zwischen Reifen und Straße für das Fahrzeug basierend auf der Beschleunigung und dem Schlupf. Das Verfahren beinhaltet auch das Senden der Neigung (α) an eine autonome Steuerung des Fahrzeugs zum Einstellen der Fahrzeugkinematik gemäß der Neigung (α).
In einem oder mehreren Beispielen ist der Schlupf ein Längsschlupf, der beim Bremsen als $\frac{ω R - V}{V}$
berechnet wird, wobei V eine Fahrzeuggeschwindigkeit ist, ω die Raddrehzahl ist und R der effektive Radius der Räder ist, basierend auf der Reifendruckmessung und dem Gewicht des Fahrzeugs. In einem oder mehreren Beispielen wird der Längsschlupf während der Beschleunigung als $\frac{ω R - V}{ω R}$
berechnet. Ferner ist der Schlupf in einem oder mehreren Beispielen ein seitlicher Schlupf, der berechnet wird als: $- arctan \frac{\int a_{y} d t}{| \int a_{x} d t |},$
wobei ein_y die Querbeschleunigung und a_x die Beschleunigung ist.
In einem oder mehreren Beispielen beinhaltet das Bestimmen der Neigung das Bestimmen einer Neigung einer Linie auf einem Diagramm für die Beschleunigung vs. den Schlupf, wobei die Linie auf dem Diagramm vom Ursprung bis zu einem Punkt gezeichnet wird, der durch die aktuellen Werte der Beschleunigung und des Schlupfs dargestellt wird.
Das Verfahren kann ferner die Benachrichtigung eines Betreibers des Fahrzeugs basierend auf der Neigung vor dem Einschalten des Sicherheitssystems beinhalten. Das Verfahren kann ferner das Senden der Neigung an eine zweite Steuerung beinhalten, die einem zweiten Fahrzeug zugeordnet ist. In einem oder mehreren Beispielen kann das Verfahren ferner das Senden der Neigung an einen Servercomputer beinhalten, um andere Fahrzeuge vor Oberflächenreibung zu warnen.
Weiterhin beinhaltet das Verfahren in einem oder mehreren Beispielen das Anzeigen eines Reifenzustands für einen Fahrzeugführer basierend auf dem Schlupf, wobei sich der Reifenzustandswert als Reaktion auf den Schlupf oder die Beschleunigung unterhalb eines vorgegebenen Sicherheitsschwellenwerts verschlechtert.
In einer weiteren exemplarischen Ausführungsform wird ein System zum proaktiven Schätzen der Reibung zwischen Reifen und Fahrbahn in einem Fahrzeug vor dem Eingreifen eines Sicherheitssystems des Fahrzeugs beschrieben. Das System beinhaltet einen oder mehrere Sensoren und eine autonome Steuerung, um das Fahrzeug autonom zu manövrieren. Das System beinhaltet ferner einen Reibungsprozessor, der mit einem oder mehreren Sensoren gekoppelt ist, sowie die autonome Steuerung. Der Reibungsprozessor berechnet einen Schlupf für das Fahrzeug basierend auf einer oder mehreren Raddrehzahlen, Beschleunigung und Reifendruckmessung. Ferner bestimmt der Reibungsprozessor eine Neigung (α) als Indikator für die Reibung zwischen Reifen und Fahrbahn für das Fahrzeug basierend auf der Beschleunigung und dem Schlupf. Ferner sendet der Reibungsprozessor die Neigung an die autonome Steuerung des Fahrzeugs, um die Fahrzeugkinematik entsprechend der Neigung anzupassen.
In einem oder mehreren Beispielen ist der Schlupf ein Längsschlupf, der beim Bremsen als $\frac{ω R - V}{V}$
berechnet wird, wobei V eine Fahrzeuggeschwindigkeit ist, ω die Raddrehzahl ist und R der effektive Radius der Räder ist, basierend auf der Reifendruckmessung und dem Gewicht des Fahrzeugs. In einem oder mehreren Beispielen wird der Längsschlupf während der Beschleunigung als $\frac{ω R - V}{ω R}$
berechnet. Ferner ist der Schlupf in einem oder mehreren Beispielen ein seitlicher Schlupf, der berechnet wird als: $- arctan \frac{\int a_{y} d t}{| \int a_{x} d t |},$
wobei ein_y die Querbeschleunigung und a_x die Beschleunigung ist.
In einem oder mehreren Beispielen beinhaltet das Bestimmen der Neigung das Bestimmen einer Neigung einer Linie auf einem Diagramm für die Beschleunigung vs. den Schlupf, wobei die Linie auf dem Diagramm vom Ursprung bis zu einem Punkt gezeichnet wird, der durch die aktuellen Werte der Beschleunigung und des Schlupfs dargestellt wird.
Das System kann einen Betreiber des Fahrzeugs basierend auf der Neigung benachrichtigen, bevor das Sicherheitssystem aktiviert wird. Das System kann ferner die Neigung an eine zweite Steuerung senden, die einem zweiten Fahrzeug zugeordnet ist. In einem oder mehreren Beispielen kann das System das Senden der Neigung an einen Servercomputer beinhalten, um andere Fahrzeuge vor Oberflächenreibung zu warnen.
Weiterhin zeigt das System in einem oder mehreren Beispielen einem Fahrzeugführer einen Reifenzustand basierend auf dem Schlupf an, wobei sich der Reifenzustandswert als Reaktion auf den Schlupf oder die Beschleunigung unterhalb eines vorgegebenen Sicherheitsschwellenwerts verschlechtert.
In noch einer weiteren exemplarischen Ausführungsform wird eine Fahrzeugsteuerung zum Schätzen der Reibung zwischen Reifen und Fahrbahn in einem Fahrzeug vor dem Eingreifen eines Sicherheitssystems des Fahrzeugs beschrieben. Die Fahrzeugsteuerung berechnet einen Schlupf für das Fahrzeug basierend auf einer oder mehreren Raddrehzahlen, Beschleunigung und Reifendruckmessung. Ferner bestimmt die Fahrzeugsteuerung eine Neigung (α) als Indikator für die Reibung zwischen Reifen und Fahrbahn für das Fahrzeug basierend auf der Beschleunigung und dem Schlupf. Ferner stellt die Fahrzeugsteuerung die Fahrzeugkinematik autonom entsprechend der Neigung ein.
In einem oder mehreren Beispielen ist der Schlupf ein Längsschlupf, der beim Bremsen als $\frac{ω R - V}{V}$
berechnet wird, wobei V eine Fahrzeuggeschwindigkeit ist, ω die Raddrehzahl ist und R der effektive Radius der Räder ist, basierend auf der Reifendruckmessung und dem Gewicht des Fahrzeugs. In einem oder mehreren Beispielen wird der Längsschlupf während der Beschleunigung als $\frac{ω R - V}{ω R}$
berechnet. Ferner ist der Schlupf in einem oder mehreren Beispielen ein seitlicher Schlupf, der berechnet wird als: $- arctan \frac{\int a_{y} d t}{| \int a_{x} d t |},$
wobei ein_y die Querbeschleunigung und a_x die Beschleunigung ist.
In einem oder mehreren Beispielen beinhaltet das Bestimmen der Neigung das Bestimmen einer Neigung einer Linie auf einem Diagramm für die Beschleunigung vs. den Schlupf, wobei die Linie auf dem Diagramm vom Ursprung bis zu einem Punkt gezeichnet wird, der durch die aktuellen Werte der Beschleunigung und des Schlupfs dargestellt wird.
Die Fahrzeugsteuerung kann ferner den Betreiber des Fahrzeugs basierend auf der Neigung vor dem Eingreifen des Sicherheitssystems benachrichtigen. Die Fahrzeugsteuerung kann ferner die Neigung an eine zweite Steuerung senden, die einem zweiten Fahrzeug zugeordnet ist. In einem oder mehreren Beispielen kann die Fahrzeugsteuerung das Senden der Neigung an einen Servercomputer beinhalten, um andere Fahrzeuge vor Oberflächenreibung zu warnen.
Weiterhin zeigt die Fahrzeugsteuerung in einem oder mehreren Beispielen einem Fahrzeugführer einen Reifenzustand basierend auf dem Schlupf an, wobei sich der Reifenzustandswert als Reaktion auf den Schlupf oder die Beschleunigung unterhalb eines vorgegebenen Sicherheitsschwellenwerts verschlechtert.
Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne Weiteres hervor.
Figurenliste
Andere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten erscheinen, nur exemplarisch, in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, wobei gilt:

1 ist eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs mit einem Fahrzeugstabilitätssteuerungssystem und einem Prozessor zum Schätzen des Oberflächenreibungskoeffizienten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
2 bildet ein Blockdiagramm des Reibungsprozessors gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ab;
3 bildet eine exemplarische Beschleunigung vs. Schlupfebene gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ab;
4 bildet eine exemplarische Darstellung des berechneten Schlupfes für verschiedene Arten von Fahrbahnoberflächen gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ab;
5 bildet eine exemplarische Darstellung des für eine Fahrbahnoberfläche berechneten Schlupfes bei verschiedenen Nutzlasten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ab;
6 bildet eine exemplarische des für eine Fahrbahnoberfläche berechneten Schlupfes bei verschiedenen Reifendrücken gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ab;
7 bildet ein Flussdiagramm zum Schätzen einer Reibung zwischen Reifen und Fahrbahn vor dem Eingreifen von Sicherheitssystemen eines Fahrzeugs gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ab;
8 bildet eine exemplarische Darstellung ab, die den für einen Reifen mit unterschiedlichem Alter berechneten Schlupf gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen veranschaulicht; und
9 bildet ein Flussdiagramm zum Bestimmen des Reifenzustands basierend auf Schlupf und Manövrieren eines Fahrzeugs basierend auf dem Reifenzustand gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ab.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es sollte verstanden werden, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen. Der hier verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf eine Verarbeitungsschaltung, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten, beinhalten kann.
Wie bereits beschrieben, kann bei einem fahrenden Fahrzeug die Reibung zwischen Reifen und Fahrbahn unter einem vorgegebenen Schwellenwert eine vorherrschende Unfallursache sein. Die Reibung zwischen Reifen und Fahrbahn kann durch einen Reibungskoeffizienten zwischen Reifen und Fahrbahn dargestellt werden. Das genaue Schätzen des Reibungskoeffizienten zwischen Reifen und Fahrbahn ist eine technische Herausforderung. Ferner ist das Schätzen des Reibungskoeffizienten zwischen Reifen und Fahrbahn bei niedrigen Kosten (ohne zusätzliche Sensoren) eine technische Herausforderung. Des Weiteren wird typischerweise in modernen Fahrzeugen bei einem Schlupf oder einer Änderung der Reibung zwischen Reifen und Fahrbahn ein Sicherheitssystem des Fahrzeugs, wie beispielsweise ein aktives Bremssystem oder ein anderes, aktiviert, das den Reibungswert zwischen Reifen und Fahrbahn aufgrund der Aktion(en) des Sicherheitssystems ändert.
Die hierin beschriebenen technischen Lösungen gehen auf diese technischen Herausforderungen ein und ermöglichen es, die Reibung zwischen Reifen und Fahrbahn bei geringen Kosten und vor den Sicherheitssystemen des eingesetzten Fahrzeugs zu schätzen. Dies ermöglicht es dem Fahrzeug, im linearen Teil seiner Charakteristik zu arbeiten, anstatt Sicherheitssysteme anzuwenden, die auf den nichtlinearen Teil der Charakteristik wirken. Die technischen Lösungen bieten somit einen proaktiven Ansatz anstelle eines reaktiven Ansatzes. Ferner erleichtern die hierin beschriebenen technischen Lösungen das Vermeiden von Unfällen, die durch geringe Reibung zwischen Reifen und Fahrbahn verursacht werden, indem sie die Implementierung eines erweiterten Fahrerassistenzsystems (ADAS) basierend auf dem Erkennen des Reibungsverlustes zwischen Reifen und Fahrbahn ermöglichen. So kann beispielsweise das ADAS eine automatisierte Fahrzeugsteuerung sein, die das Fahrzeug basierend auf dem/den erkannten Reifen-Straße-Reibungskoeffizient manövriert, beispielsweise durch Anpassen der Fahrzeugkinematik. Des Weiteren erleichtert das ADAS in einem oder mehreren Beispielen die Benachrichtigung eines Fahrzeugführers über eine Änderung des/der Reifen-Straße-Reibungskoeffizienten.
In einem oder mehreren Beispielen erleichtern die technischen Lösungen das Schätzen der Reibung zwischen Reifen und Fahrbahn vor dem Eingreifen von Sicherheitssystemen, basierend auf dem Schätzen eines Längsschlupfes oder Seitenschlupfes und dem Messen einer Längs- und/oder Querbeschleunigung. Das Schätzen wird als Prädiktor für Sicherheitssysteme und zum Anpassen der Fahrzeugkinematik verwendet.
Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform ist 1 eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs mit einem Fahrzeugstabilitätssteuerungssystem und einem Prozessor zum Schätzen des Oberflächenreibungskoeffizienten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Der Oberflächenreibungskoeffizient stellt den Reifen-Straßen-Reibungskoeffizient dar. Wie abgebildet, beinhaltet ein Fahrzeug 10 Vorderräder 12 und 14, die durch eine Vorderachse 16 und Hinterräder 18 und 20 und eine Hinterachse 22 verbunden sind. Ein Lenkrad 24 steuert die Vorderräder 12 und 14. Ein Raddrehzahlsensor 26 misst die Drehzahl des Vorderrads 12, ein Raddrehzahlsensor 28 misst die Drehzahl des Vorderrads 14, ein Raddrehzahlsensor 30 misst die Drehzahl des Hinterrads 18 und ein Raddrehzahlsensor 32 misst die Drehzahl des Hinterrades 20. Ein Reifendrucküberwachungssystem (TPMS) 34 misst den Reifendruck der Räder 12, 14 (und andere), ein Beschleunigungssensor 36 misst die Längs- und Querbeschleunigung des Fahrzeugs 10 und ein Aufhängungsablenksensor 38 misst die Aufhängung, Auslenkung oder Auslenkungsrate der Aufhängung. Eine Steuerung 40 stellt eine Fahrzeugsteuerung, wie beispielsweise eine Fahrzeugstabilitätssteuerung, bereit und ist dazu bestimmt, jede geeignete Fahrzeugsteuerung darzustellen, die den Oberflächenreibungskoeffizienten µ nutzt. In einem oder mehreren Beispielen ist die Steuerung 40 das ADAS, welches das Fahrzeug 10 autonom manövriert.
Ein Koeffizient des Reibungsprozessors 42 schätzt den Reibungskoeffizienten µ der Oberfläche, auf der das Fahrzeug 10 fährt, wie im Folgenden ausführlich erläutert wird.
2 ist ein Blockdiagramm des Reibungsprozessor 42 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Der Reibungsprozessor 42 beinhaltet unter anderem einen Schlupfschätzer 220 und ein Beschleunigungsschlupfmodul 230.
Der Schlupfschätzer 220 berechnet den Schlupf des Fahrzeugs 10 basierend auf einer oder mehreren Sensoreingaben 210. Die Sensoreingabe 210 beinhaltet eine Raddrehzahl, einen Reifendruck und eine Fahrzeuggeschwindigkeit. In einem oder mehreren Beispielen beinhaltet die Eingabe 210 ferner die Aufhängungsauslenkungsrate. In einem oder mehreren Beispielen berechnet der Schlupfschätzer 220 einen Längsschlupf des Fahrzeugs 10 basierend auf einer oder mehreren Sensoreingaben 210. Der Längsschlupf wird während des Bremsvorgangs wie folgt berechnet - $L ä n g s s c h l u p f = \frac{ω R - V}{V}$
Hier ist V die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, ω die Raddrehzahl und R ist ein Effektivwert des Radius eines Fahrzeugrades. Während der Beschleunigung wird der Längsschlupf wie folgt berechnet: $L ä n g s s c h l u p f = \frac{ω R - V}{ω R}$
Die Fahrzeuggeschwindigkeit V kann von einem Geschwindigkeitssensor (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 10 geschätzt und/oder empfangen werden. Alternativ oder ergänzend kann die Längsgeschwindigkeit V des Fahrzeugs von der Steuerung 40 empfangen werden. Ferner wird die Raddrehzahl co von den Sensoren empfangen. Der effektive Radradius R des Fahrzeugs wird basierend auf einer geschätzten Nutzlast unter Verwendung der empfangenen Reifendruckeingabe, eines bekannten vertikalen Radsteifigkeitswerts und eines bekannten Basisgewichts des Fahrzeugs 10 berechnet. Der Längsschlupf variiert gemäß der Nutzlast und dem Reifendruck des Fahrzeugs 10.
Das Beschleunigungsschlupfmodul 230 empfängt den von der Schlupfschätzung 220 berechneten Schlupf und berechnet eine Neigung (α) 250, die proportional zum Reibungskoeffizienten (µ) ist; einen zweiten Schlupfwert, der ein Seitenschlupf oder Querschlupf des Fahrzeugs 10 sein kann. In einem oder mehreren Beispielen empfängt das Beschleunigungsschlupfmodul 230 sowohl den Querschlupf als auch den Längsschlupf für das Fahrzeug 10 und berechnet zwei Neigungswerte - eine erste Neigung mit Längsschlupf v. Längsbeschleunigung und eine zweite Neigung mit Querschlupf v. Querbeschleunigung. Ferner werden Reibungskoeffizienten berechnet, indem jeder der Neigungswerte, ein erster Reibungskoeffizient basierend auf der ersten Neigung und ein zweiter Reibungskoeffizient basierend auf der zweiten Neigung verwendet wird. Abhängig davon, ob die Längs- oder Querbewegung des Fahrzeugs 10 dominant ist, wird der entsprechende Reibungskoeffizient verwendet. Das Beschleunigungsschlupfmodul 230 empfängt ferner einen Längs- und Querbeschleunigungswert(e) 215 von einem oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs 10. Das Beschleunigungsschlupfmodul 230 berechnet den Reifen-Straße-Reibungskoeffizient basierend auf den empfangenen Eingabewerten. In einem oder mehreren Beispielen berechnet das Beschleunigungsschlupfmodul 230 die Neigung (α) 250, indem es die empfangene Eingabe auf eine Beschleunigungs-/Schlupfebene projiziert.
3 bildet eine exemplarische Beschleunigung vs. Schlupfebene gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ab. Es sollte beachtet werden, dass die dargestellte Ebene ein Beispiel ist und dass in anderen Ausführungsformen die Beschleunigung gegenüber der Schlupfebene unterschiedlich sein kann. Ferner ist die Beschleunigung vs. Schlupfebene eine visuelle Darstellung einer Nachschlagetabelle, welche die Längs- und Querbeschleunigungs- und Schlupfwerte speichert. Die Beschleunigungs- vs. Schlupfebene stellt die Längs- und/oder Querschlupfwerte auf der X-Achse und die Längs- und/oder Querschlupfwerte auf der Y-Achse dar.
Das Beschleunigungsschlupfmodul 230 zeichnet einen Punkt 305 auf der Beschleunigungs- vs. Schlupfebene auf, basierend auf dem berechneten Längsschlupf und den empfangenen Längsbeschleunigungswerten, wie dargestellt. In ähnlicher Weise wird ein Punkt 305 mit dem Querschlupf und der Querbeschleunigung aufgezeichnet. Das Messen der Neigung vom Ursprung bis zu diesem Punkt 305 ergibt eine gerade Linie, und eine Neigung 250 dieser Linie ist proportional zum Reifen-Straße-Reibungskoeffizient (µ). Je größer die Neigung, desto höher ist der Wert µ. Der Neigungswert 250 ist somit ein Oberflächenkoeffizientindikator oder ein Reifen-Straße-Reibungskoeffizientenparameter. Das Beschleunigungsschlupfmodul 230 verwendet entweder den Punkt 305 basierend auf den Längswerten oder die Querbeschleunigung basierend darauf, welcher der beiden Typen dominanter ist. Wenn das Fahrzeug beispielsweise im Wesentlichen entlang einer Geraden fährt, können die Längsbeschleunigungs- und Längsschlupfwerte dominant sein; wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, beispielsweise eine Wende macht, können die Querbeschleunigungs- und Querschlupfwerte dominant werden. Alternativ werden in einem oder mehreren Beispielen sowohl der Quer- als auch der Längsschlupfwert berechnet. Ferner wird bestimmt, welcher einen niedrigeren Reibungskoeffizientenwert, den Längsschlupf oder den Seitenschlupf ergibt. Die Dominante der beiden Reibungskoeffizientenwerte wird zum Anpassen der Fahrdynamik und/oder zum Bestimmen der Straßenart verwendet.
Das Beschleunigungsschlupfmodul 230 berechnet den Seitenschlupf wie folgt - $α = - Arctan \frac{\int a_{y} d t}{| \int a_{x} d t |},$
Hier sind a_y und a_x die Quer- bzw. Längsbeschleunigung.
Das Beschleunigungsschlupfmodul 230 greift in einem oder mehreren Beispielen auf vorgegebene Werte zu und speichert diese, die den Straßenzustand mit einem Reifen-Straße-Reibungskoeffizienten-Indikator über einem vorgegebenen Schwellenwert darstellen, der ausgezeichnete Fahrbedingungen darstellt, wie beispielsweise sonniges Wetter, trockene Fahrbahnoberflächen usw., die durch Kurve 310 in 3 dargestellt werden. Ferner bildet die Kurve 320 Fahrbedingungen mit einem Oberflächenkoeffizientenindikator unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts ab, der einen Oberflächenkoeffizienten anzeigt, der für eine eisige Oberfläche repräsentativ ist. Es ist anzumerken, dass die vorgegebenen Werte für andere Straßenzustandsarten als die in den Kurven 310 und 320 dargestellten auch gespeichert werden können.
Ferner bestimmt das Beschleunigungsschlupfmodul 230 die Neigung 250 in einem linearen Bereich des Verhältnisses zwischen der Längs-/Querbeschleunigung und dem Längs-/Seitenschlupf. Der lineare Bereich der Beziehung wird durch den Bereich 330 in 3 dargestellt und ist definiert durch einen ersten vorgegebenen Schwellenwert des Schlupfwerts und einen zweiten vorgegebenen Schwellenwert des Längs-/Querbeschleunigungswerts. Die ersten und zweiten Schwellenwerte sind Werte, die den Bereich 330 im linearen Bereich enthalten, also vor dem Eingreifen der Sicherheitssysteme des Fahrzeugs, zum Beispiel beim Schlupfwert 350. Dementsprechend berechnet das Beschleunigungsschlupfmodul 230 den Schlupf 250 als Indikator für den Reifen-Straße-Reibungskoeffizienten (µ) vor dem Eingreifen der Sicherheitssysteme, da der Reibungskoeffizient eine Funktion des Fahrzeuggewichts und der Reifenparameter ist.
4 bildet eine exemplarische grafische Darstellung der Schlupfberechnung für verschiedene Arten von Fahrbahnoberflächen gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ab. In 4 weist die X-Achse Schlupfwerte auf und die Y-Achse weist Längsbeschleunigungswerte auf. Die in 4 dargestellten exemplarischen Daten sind nur ein Beispiel und es können unterschiedliche Ergebnisse in verschiedenen Ausführungsformen erhalten werden. Ferner ist in den veranschaulichten Beispielen die Fahrzeug-Nutzlast konstant. 4 bildet eine erste Linie 410 mit einem ersten Seitenschlupf (Neigung=11,3) entsprechend einer ersten Kurve 415 für eine trockene Oberfläche ab. Ferner wird eine zweite Linie 420 mit einem zweiten Seitenschlupf (Neigung=7,1) dargestellt, die einer zweiten Kurve 425 für eine nasse Oberfläche entspricht. Darüber hinaus wird noch eine dritte Linie 430 mit einem dritten Schlupf (Neigung=1,93) dargestellt, die einer dritten Kurve 435 für eine rutschige Oberfläche, wie beispielsweise eine vereiste Straße, entspricht. Es sollte verstanden werden, dass die Werte im vorstehend genannten exemplarischen Szenario exemplarisch sind und dass in anderen exemplarischen Szenarien die Werte unterschiedlich sein können. Es ist ersichtlich, dass basierend auf dem berechneten Schlupf eine Art der Fahrbahnoberfläche und insbesondere ein Reifen-Straße-Koeffizient geschätzt werden kann. Ferner ist ersichtlich, dass der Schlupf im linearen Bereich der jeweiligen Kurven (415, 425 und 435) vor dem Eingreifen der Sicherheitssysteme bestimmt wird.
5 bildet eine exemplarische Darstellung des für eine Fahrbahnoberfläche berechneten Schlupfs 250 bei verschiedenen Nutzlasten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ab. In 5 weist die X-Achse Schlupfwerte auf und die Y-Achse weist Beschleunigungswerte auf. Die Werte können Längsbeschleunigung und Längsschlupf oder Querbeschleunigung und Querschlupfwerte sein. Die in 5 veranschaulichten Daten sind nur ein Beispiel und es können unterschiedliche Ergebnisse in verschiedenen Ausführungsformen erhalten werden. Ferner ist in den veranschaulichten Beispielen die Fahrbahnoberfläche konstant (in diesem Fall wird eine nasse Oberfläche dargestellt) und die Nutzlast des Fahrzeugs 10 variiert. 5 bildet eine erste Linie 510 mit einem ersten Schlupf (Neigung=23) entsprechend einer ersten Kurve 515 für eine erste Nutzlast (R=400 kg) ab. Ferner wird eine zweite Linie 520 mit einem zweiten Schlupf (Neigung=13,3) dargestellt, die einer zweiten Kurve 525 für eine zweite Nutzlast entspricht. Darüber hinaus ist noch eine dritte Linie 530 mit einem dritten Schlupf (Neigung=7,1) dargestellt, die einer dritten Kurve 535 für eine dritte Nutzlast entspricht. Es sollte verstanden werden, dass die Werte im vorstehend genannten exemplarischen Szenario exemplarisch sind und dass in anderen exemplarischen Szenarien die Werte unterschiedlich sein können. Es ist ersichtlich, dass basierend auf dem berechneten Schlupf eine Art der Fahrbahnoberfläche und insbesondere des Reifen-Straße-Koeffizient geschätzt werden kann.
6 zeigt ein exemplarisches Diagramm, das den Schlupf 250 veranschaulicht, der für eine Fahrbahnoberfläche bei unterschiedlichen Reifendrücken gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen berechnet wurde. In 6 weist die X-Achse Schlupfwerte auf und die Y-Achse weist Beschleunigungswerte auf. Die Werte können Längsbeschleunigung und Längsschlupf oder Querbeschleunigung und Querschlupfwerte sein. Die in 6 veranschaulichten Daten sind nur ein Beispiel und es können unterschiedliche Ergebnisse in verschiedenen Ausführungsformen erhalten werden. Ferner ist in den veranschaulichten Beispielen die Fahrbahnoberfläche konstant (in diesem Fall wird eine nasse Oberfläche dargestellt) und die Nutzlast des Fahrzeugs 10 wird ebenfalls konstant gehalten, und der Reifendruck wird variiert. 6 bildet eine erste Linie 610 mit einem ersten Schlupf (Neigung=9,89) entsprechend einer ersten Kurve 615 für einen ersten Reifendruck (niedrig) ab. Ferner wird eine zweite Linie 620 mit einem zweiten Schlupf (Neigung=7,8) dargestellt, die einer zweiten Kurve 625 für einen zweiten Reifendruck (mittel) entspricht. Darüber hinaus ist noch eine dritte Linie 630 mit einem dritten Schlupf (Neigung=7,23) dargestellt, die einer dritten Kurve 635 für einen dritten Reifendruck (hoch) entspricht. Es sollte verstanden werden, dass die Werte im vorstehend genannten exemplarischen Szenario exemplarisch sind und dass in anderen exemplarischen Szenarien die Werte unterschiedlich sein können. Es ist ersichtlich, dass basierend auf dem berechneten Seitenschlupf eine Art der Straßenoberfläche und insbesondere des Reifen-Straße-Koeffizienten geschätzt werden kann.
7 verdeutlicht ein Flussdiagramm zum Schätzen einer Reifen-Straße-Oberflächenreibung vor dem Eingreifen von Sicherheitssystemen eines Fahrzeugs gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Das Verfahren kann vom Fahrzeug 10 unter Verwendung der ADAS-Steuerung 40 und des Reibungsprozessors 42 implementiert werden. Der Reibungsprozessor empfängt die Eingänge 210 von einem oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs bei 705. Zu den Eingaben zählen unter anderem die Raddrehzahl (ω) und die Fahrzeuggeschwindigkeit (V), Längs- und Querbeschleunigungen sowie die Schätzung der Fahrzeugnutzlast.
Ferner berechnet der Reibungsprozessor 42 den Längs- und Querschlupf unter Verwendung der Eingaben 210 bei 710. Das Berechnen erfolgt unter Verwendung der hierin beschriebenen Gleichungen. Der Reibungsprozessor 42 empfängt weiterhin Messwerte für eine Quer- und eine Längsbeschleunigung, beispielsweise von einem oder mehreren Sensoren und/oder der ADAS-Steuerung 40, bei 720.
Das Verfahren beinhaltet ferner das Bestimmen, ob das Sicherheitssystem des Fahrzeugs 10 bei 730 zugeschaltet ist. Wenn das Sicherheitssystem noch nicht zugeschaltet ist, liegen die Schlupf- und Beschleunigungswerte (längs und/oder quer) im vorgegebenen linearen Bereich 330. Wenn das Sicherheitssystem zugeschaltet ist, wird das Fahrzeug gemäß dem zugeschalteten Sicherheitssystem bei 735 manövriert. Hier versucht der Fahrer oder das autonome Fahrzeug, durch sorgfältiges Anpassen der Fahrzeugkinematik aus dieser extremen Situation herauszukommen.
Wenn das Sicherheitssystem nicht zugeschaltet ist, berechnet der Reibungsprozessor 42 die Neigung (α) 250 aus beiden Wertesätzen, den Querwerten und den Längswerten, bei 740. Das heißt, der Reibungsprozessor 42 berechnet sowohl den Seitenschlupf als auch den Längsschlupf; der Reibungsprozessor 42 misst die Längsbeschleunigung und Querbeschleunigung; und der Reibungsprozessor bestimmt eine erste Neigung für Längsschlupf vs. Längsbeschleunigung und eine zweite Neigung für Seitenschlupf vs. Querbeschleunigung. Der Reibungsprozessor 42 bestimmt die Reibungskoeffizientenwerte unter Verwendung der beiden Neigungswerte (α) 250. Ferner bestimmt der Reibungsprozessor, welcher der beiden Reibungskoeffizienten bei 747 dominant ist. Wenn das Fahrzeug 10 beispielsweise auf einer geraden Strecke fährt, ist der Reibungskoeffizient unter Verwendung der Längsbeschleunigung dominant, während, wenn das Fahrzeug 10 eine Kurve fährt, der Reibungskoeffizient unter Verwendung der Querbeschleunigung dominant ist. In einem oder mehreren Beispielen wird der niedrigere Reibungskoeffizientenwert als dominanter angesehen, wenn kein wesentlicher Unterschied zwischen den Beschleunigungen entlang der Längs- und Querachse besteht. Die wesentliche Differenz kann durch den Vergleich der Differenz mit einem Schwellenwert bestimmt werden. Wenn die Beschleunigungsdifferenz erheblich ist (oberhalb des Schwellenwerts), sind die Achsen mit dem höheren Beschleunigungswert die dominante Achse, und die Berechnungen werden mit der dominanten Beschleunigung durchgeführt.
Der Reibungsprozessor schätzt die Fahrbahnreibung und/oder die Art der Fahrbahnoberfläche basierend auf dem dominanten Reibungskoeffizienten bei 750. So wird beispielsweise der Reibungskoeffizient mit vorgegebenen Werten für bekannte Reifen-Straße-Reibungsbedingungen, wie beispielsweise trockener Asphalt, nasser Asphalt, Eis und andere verglichen.
Der Reibungsprozessor 42 zeigt der ADAS-Steuerung 40 die identifizierte Art der Fahrbahnoberfläche und/oder den Reibungskoeffizienten der Fahrbahnoberfläche basierend auf der Neigung (α) 250 an. In einem oder mehreren Beispielen passt die Steuerung 40 die Kinematik des Fahrzeugs 10 (Gas, Bremse, Antriebsstrang und Lenkung) basierend auf der geschätzten Straßenoberflächenreibung bei 760 an. So passt beispielsweise die Steuerung 40 die Trajektorie des Fahrzeugs 10 an, wobei die Trajektorie der Weg ist, auf dem sich das Fahrzeug 10 bewegt. So kann beispielsweise die Raddrehzahl reduziert werden, das Lenkrad kann gedreht werden, um den Winkel der Reifen zu ändern, und dergleichen. Alternativ oder ergänzend werden die Betriebsparameter eines Traktionssteuerungssystems (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 10 gemäß der geschätzten Straßenoberflächenreibung angepasst. Wenn beispielsweise die Fahrbahnoberfläche als nasse Oberfläche eingestuft wird, kann das Traktionssteuerungssystem angepasst werden, um den Rädern zusätzliche Traktion zu verleihen und ein Rutschen zu vermeiden. Ferner beinhalten die Kinematik-Einstellungen in einem oder mehreren Beispielen das Reduzieren der Fahrzeuggeschwindigkeit und das Begrenzen der seitlichen Manöver des Fahrzeugs. So sendet die Steuerung 40 beispielsweise Befehle an Gas-, Brems- und Antriebsstrangstellglieder zum Einstellen der Kinematik des Fahrzeugs 10.
Es ist anzumerken, dass das Einstellen der Kinematik basierend auf der spezifischen Situation des Fahrzeugs 10, wie beispielsweise dem Reifendruck und der Nutzlast, erfolgt. So kann beispielsweise im Rahmen der Kinematik-Einstellung ein erstes Fahrzeug die Raddrehzahl als Reaktion auf einen geschätzten Seitenschlupf X auf einen ersten Wert und ein zweites Fahrzeug die Raddrehzahl auf einen zweiten Wert einstellen, der sich vom ersten Wert als Reaktion auf den gleichen geschätzten Seitenschlupf X unterscheidet. Die beiden Fahrzeuge können eine unterschiedliche Einstellung aufweisen, da die Reifendrücke unterschiedlich sind, oder die Nutzlasten unterschiedlich sind, und/oder die Reifenbedingungen (alt/neu) unterschiedlich sind. In einem oder mehreren Beispielen wird das Einstellen durchgeführt, um den Seitenschlupf des Fahrzeugs 10 innerhalb eines bestimmten Bereichs, wie beispielsweise des linearen Bereichs 330, zu ändern.
Ferner erleichtert die ADAS-Steuerung 40 in einem oder mehreren Beispielen das Bereitstellen des geschätzten Seitenschlupfes für andere Fahrzeuge, beispielsweise für Fahrzeuge, die auf der Oberfläche fahren sollen, die derzeit vom Fahrzeug 10 ausgewertet wird. So leitet beispielsweise die Steuerung 40 die geschätzte Fahrbahnoberflächenart über ein Kommunikationsnetzwerk an einen Servercomputer (nicht dargestellt) weiter. Der Servercomputer wiederum informiert die anderen Fahrzeuge. Alternativ oder ergänzend sendet die ADAS-Steuerung 40 des Fahrzeugs 10 die geschätzte Fahrbahnoberflächenart über ein fahrzeugübergreifendes Kommunikationsnetz an ein oder mehrere benachbarte Fahrzeuge. Die anderen Fahrzeuge können Anpassungen an ihrer jeweiligen Kinematik basierend auf den empfangenen Fahrbahnoberflächeninformationen des Fahrzeugs 10 vornehmen.
Dementsprechend berechnet der Reibungsprozessor 42 einen Seitenschlupf 250 basierend auf dem Längsschlupf und einer Querbeschleunigung zum Schätzen einer Fahrbahnreibung, wobei die Schätzung zum Einstellen der Fahrzeugkinematik, beispielsweise in einem autonomen Fahrzeug, verwendet wird. In einem oder mehreren Beispielen wird ein Betreiber/Insasse des Fahrzeugs 10 über die voraussichtliche Fahrbahnoberfläche informiert, und als Reaktion darauf kann der Betreiber/Insasse das Fahrzeug 10 manövrieren. So kann beispielsweise ein Insasse die Steuerung des Fahrzeugs 10 aus dem autonomen ADAS-System übernehmen. Alternativ oder ergänzend kann ein Betreiber die Richtung des Fahrzeugs ändern, die Fahrzeuggeschwindigkeit ändern oder andere Maßnahmen entsprechend der geschätzten Fahrbahnreibung ergreifen.
Ferner wird gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen die Berechnung der Neigung (α) 250 verwendet, um einen Zustand der Reifen des Fahrzeugs 10 zu bestimmen.
8 verdeutlicht eine exemplarische Darstellung des berechneten Schlupfs für Reifen unterschiedlichen Alters gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. In 8 weist die X-Achse Schlupfwerte auf und die Y-Achse weist Beschleunigungswerte auf. Die Werte können Längsbeschleunigung und Längsschlupf oder Querbeschleunigung und Querschlupfwerte sein. Die in 8 veranschaulichten Daten sind nur ein Beispiel und es können unterschiedliche Ergebnisse in verschiedenen Ausführungsformen erhalten werden. Ferner wird in den dargestellten Beispielen der Reifenzustand variiert. 8 bildet eine erste Linie 810 mit einem ersten Schlupf (Neigung=7,1) entsprechend einer ersten Kurve 815 für neue Reifen ab. Ferner wird eine zweite Linie 820 mit einem zweiten Schlupf (Neigung=5,21) dargestellt, die einer zweiten Kurve 825 für ältere Reifen entspricht. Es sollte verstanden werden, dass die Werte im vorstehend genannten exemplarischen Szenario exemplarisch sind und dass in anderen exemplarischen Szenarien die Werte unterschiedlich sein können. Basierend auf dem berechneten Schlupf 250 bestimmt die Steuerung 40, ob die Reifen älter/neuer sind und wenn die Neigung (α) 250 unter einen vorgegebenen Sicherheitsschwellenwert fällt, informiert die Steuerung 40 den Insassen/Benutzer des Fahrzeugs 10 über einen Reifenwechsel. In einem oder mehreren Beispielen, wenn das Fahrzeug 10 autonom ist, manövriert die Steuerung 40 das Fahrzeug 10 zu einer Werkstatt für einen Reifenwechsel.
9 bildet ein Flussdiagramm zum Bestimmen des Reifenzustands basierend einer Neigung (α) 250 und zum Manövrieren eines Fahrzeugs basierend auf dem Reifenzustand gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ab. Das Verfahren beinhaltet das Empfangen der Eingaben 210 von einem oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs 10 bei 905. Ferner beinhaltet das Verfahren das Berechnen eines Schlupfes basierend auf der Eingabe 210 bei 910. In einem oder mehreren Beispielen wird sowohl der Längsschlupfwert als auch der Querschlupfwert berechnet. Das Verfahren beinhaltet ferner das Empfangen eines Beschleunigungswerts von einem oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs 10 bei 920. In einem oder mehreren Beispielen werden sowohl Längsbeschleunigungs- als auch Querbeschleunigungswerte gemessen. Das Verfahren beinhaltet ferner das Berechnen der Neigung (α) 250 unter Verwendung des Schlupfes und der Beschleunigung bei 930. Wie hierin beschrieben, wird die Neigung 250 unter Verwendung des Dominanten aus den Quer- und den Längswerten berechnet. Die Neigung 250 wird nur berechnet, wenn das Fahrzeug 10 in einem vorgegebenen Zustandsbereich, wie beispielsweise dem linearen Bereich 330, arbeitet. Das Fahrzeug 10 wird für den Betrieb im linearen Bereich 330 bestimmt, wenn das Sicherheitssystem des Fahrzeugs 10 noch nicht aktiviert ist.
Das Verfahren beinhaltet ferner das Vergleichen der berechneten Neigung (α) 250 mit einem Sicherheitsschwellenwert bei 940. Der Sicherheitsschwellenwert ist ein Indikator für ein empfohlenes Sicherheitsniveau für den Reifenzustand, wie beispielsweise das Reifenprofil. Wenn die Neigung (α) 250 unterhalb des Sicherheitsschwellenwerts liegt, führt die Steuerung 40 bei 950 eine Reifensicherheitsmaßnahme durch und arbeitet weiterhin ohne eine solche Aktion, wenn die Neigung (α) 250 über dem Sicherheitsschwellenwert liegt (oder gleich zu diesem ist). Die Reifensicherheitsmaßnahme kann beinhalten, dass die Insassen/Bediener/Benutzer/Besitzer des Fahrzeugs 10 darüber informiert werden, dass der Reifenzustand unter den empfohlenen Sicherheitsbedingungen liegt. Alternativ oder ergänzend kann die Reifensicherheitsmaßnahme das autonome Manövrieren des Fahrzeugs 10 zu einer Werkstatt für Reifenreparatur/-austausch beinhalten.
Während die obige Offenbarung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten speziellen Ausführungsformen eingeschränkt sein soll, sondern dass sie auch alle Ausführungsformen beinhaltet, die innerhalb des Umfangs der Anmeldung fallen.

Claims

Verfahren zum proaktiven Schätzen der Reifen-Straßen-Reibung in einem Fahrzeug vor dem Eingreifen der Sicherheitssysteme, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Berechnen eines Schlupfs für das Fahrzeug basierend auf einer oder mehreren Raddrehzahlen, Beschleunigung und Reifendruckmessung; Bestimmen einer Neigung (α) als Indikator für die Reifen-Straßen-Reibung für das Fahrzeug basierend auf der Beschleunigung und dem Schlupf; und Senden der Neigung (α) an eine autonome Steuerung des Fahrzeugs zum Einstellen der Fahrzeugkinematik gemäß der Neigung (α).
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Schlupf ein Längsschlupf ist, der beim Bremsen als $\frac{ω R - V}{V}$
und beim Beschleunigen als $\frac{ω R - V}{ω R}$
berechnet wird, wobei V eine Fahrzeuggeschwindigkeit ist, ω die Raddrehzahl ist und R der effektive Radius der Räder ist, basierend auf der Reifendruckmessung und dem Gewicht des Fahrzeugs.
Verfahren Anspruch 1, worin der Schlupf ein seitlicher Schlupf ist, der wie folgt berechnet wird: $- arctan \frac{\int a_{y} d t}{| \int a_{x} d t |},$
wobei a_y die Querbeschleunigung und a_x die Längsbeschleunigung ist.
Verfahren Anspruch 1, worin das Bestimmen der Neigung das Bestimmen einer Neigung einer Linie auf einem Diagramm für die Beschleunigung vs. den Schlupf umfasst, wobei die Linie auf dem Diagramm vom Ursprung bis zu einem Punkt gezeichnet wird, der durch die aktuellen Werte der Beschleunigung und des Schlupfs dargestellt wird.
Verfahren Anspruch 1, ferner umfassend Benachrichtigen eines Betreibers des Fahrzeugs basierend auf der Neigung vor dem Eingreifen des Sicherheitssystems.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Senden der Neigung an eine Steuerung.
Verfahren Anspruch 1, ferner umfassend, das Senden der Beschleunigung vs. Schlupf an einen Servercomputer, um andere Fahrzeuge über die Oberflächenreibung zu warnen.
Verfahren Anspruch 1, ferner umfassend, das Anzeigen eines Reifenzustands für einen Fahrzeugführer basierend auf dem Schlupf, wobei sich der Reifenzustandswert als Reaktion auf den Schlupf oder die Beschleunigung unterhalb eines vorgegebenen Sicherheitsschwellenwerts verschlechtert.
System zum proaktiven Schätzen der Reifen-Straßen-Reibung in einem Fahrzeug vor dem proaktiven Eingreifen eines Sicherheitssystems des Fahrzeugs, wobei das System Folgendes umfasst: einen oder mehrere Sensoren; eine autonome Steuerung, die zum autonomen Manövrieren des Fahrzeugs konfiguriert ist; und einen Reibungsprozessor, der mit einem oder mehreren Sensoren und der autonomen Steuerung gekoppelt ist, wobei der Reibungsprozessor konfiguriert ist zum: Berechnen eines Schlupfs für das Fahrzeug basierend auf einer oder mehreren Raddrehzahlen, Beschleunigung und Reifendruckmessung; Bestimmen einer Neigung (α) als Indikator für die Reifen-Straßen-Reibung für das Fahrzeug basierend auf der Beschleunigung und dem Schlupf; und Senden der Neigung an die autonome Steuerung des Fahrzeugs zum Anpassen der Fahrzeugkinematik gemäß der geschätzten Reifen-Straßen-Reibung.
System nach Anspruch 9, worin der Schlupf ein Längsschlupf ist, der beim Bremsen als $\frac{ω R - V}{V}$
und beim Beschleunigen als $\frac{ω R - V}{ω R}$
berechnet wird, wobei V eine Fahrzeuggeschwindigkeit ist, ω die Raddrehzahl ist und R der effektive Radius der Räder ist, basierend auf der Reifendruckmessung und der Schätzung des Fahrzeuggewichts.