WO2019162221A1 - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen eines maximalen reibwerts eines fahrbahn-reifen-kontakts - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum bestimmen eines maximalen reibwerts eines fahrbahn-reifen-kontakts Download PDF

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WO2019162221A1
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friction
coefficient
normalized
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vehicle
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Nils Hagenlocher
Tobias Oberhardt
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Robert Bosch Gmbh
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172—Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • B60W40/06—Road conditions
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2210/00—Detection or estimation of road or environment conditions; Detection or estimation of road shapes
    • B60T2210/10—Detection or estimation of road conditions
    • B60T2210/12—Friction

Definitions

  • the invention is based on a method or a device according to the category of the independent claims.
  • the subject of the present invention is also a computer program.
  • a vehicle should be able to handle critical situations independently, even without the driver's intervention. Ideally, the vehicle should therefore avoid preventative critical situations.
  • the topic of networking vehicles plays an important role here. Even today, networked vehicles can already become clear through the prevention and prediction of events and conditions
  • friction coefficient estimators can determine the utilized friction coefficients. With an active control intervention of certain safety systems such as ABS, TCS, ESP or EPS, the existing coefficient of friction can be determined exactly. In free fall, d. H. without acceleration or deceleration, however, no road friction coefficient can be estimated. In order to create a friction coefficient map, it is important to determine friction coefficients as often as possible.
  • Friction between the tire and the roadway This parameter provides information about how much force can be released via the tires, and conversely on which force an unstable driving situation exists. Therefore, this size is in a variety of driver assistance systems and highly automated driving functions of great importance. However, the actual friction coefficient can only be exceeded when the
  • a method for determining a maximum coefficient of friction of a road-tire contact between tires of a vehicle and a road comprising the following steps:
  • Normalizing a coefficient of friction characteristic which determines a course of a coefficient of friction of the roadway tire contact, determined using at least one coefficient of friction model, as a function of a measured slip value of the road surface.
  • Tire contact is represented to obtain a normalized friction characteristic;
  • a coefficient of friction can be understood as meaning a traction potential between the tire and the road surface.
  • a measured slip value may be understood to mean a result of a wheel slip measurement of the vehicle.
  • a friction coefficient model can be understood, for example, as a model function for the model representation of a friction between the tire and the road surface as a function of a measured wheel slip.
  • the coefficient of friction model can be based on the so-called Burckhardt model or another suitable model. For example, under Linking, a
  • the currently utilized coefficient of friction may be divided by the normalized coefficient of friction in order to determine the maximum coefficient of friction.
  • the maximum coefficient of friction can be determined with little computational effort.
  • the coefficient of friction characteristic can be normalized to a coefficient of friction of 1 in the step of normalization. As a result, the coefficient of friction characteristic can be made comparable with little computation effort.
  • a coefficient of friction characteristic is standardized which represents a profile of the coefficient of friction as a function of a slip value measured on a dry road. This allows the most realistic possible estimation of the maximum coefficient of friction.
  • the method may according to another embodiment, a step of determining the normalized coefficient of friction or, additionally or alternatively, the currently utilized coefficient of friction using a currently measured
  • a slip value representing an average of at least two measured values of a slip measurement is also by this embodiment, the reliability of the method can be increased.
  • the method may include a step of generating a control signal for controlling the vehicle using the maximum coefficient of friction. This allows safe control of the vehicle depending on the maximum possible coefficient of friction.
  • Another advantage is a method for controlling a vehicle, the method comprising the steps of a variant of the method for determining a maximum coefficient of friction of a road-tire contact between tires of a vehicle and a roadway and a step of generating a
  • Control signal for controlling the vehicle wherein the step of generating is carried out using the maximum friction coefficient.
  • the approach presented here also provides a device which is designed to implement the steps of a variant of a method presented here
  • the device may comprise at least one computing unit for processing signals or data, at least one memory unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator for reading sensor signals from the sensor or for outputting data or control signals to the sensor Actuator and / or at least one
  • the arithmetic unit may be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, wherein the memory unit is a flash memory, an EPROM or a
  • the magnetic storage unit can be.
  • the communication interface may be configured to read in or output data wirelessly and / or by line, wherein a communication interface that can input or output line-based data may, for example, electrically or optically transmit this data from a corresponding data transmission line or output to a corresponding data transmission line.
  • a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon.
  • the device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software.
  • the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device.
  • the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • the device is used to control the vehicle.
  • the device can access, for example, sensor signals such as acceleration, pressure, steering angle or environmental sensor signals.
  • the control takes place via actuators such as brake or steering actuators or an engine control unit of the vehicle.
  • a computer program product or computer program with program code which is stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical disk Memory may be stored and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the above
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a vehicle with a device according to an embodiment
  • Fig. 2 is a schematic representation of an apparatus of Fig. 1;
  • FIG. 3 is a graph showing friction coefficient characteristics for use in a method according to an embodiment
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a vehicle 100 with a device 102 according to an exemplary embodiment.
  • the device 102 for determining a maximum coefficient of friction p max of a tire-road contact between tires 104 of the vehicle 100 and a roadway 106 is connected to a sensor device 108, which is designed to provide a slip value 110 representing a measured slip of the tires 104.
  • the device 102 is designed to associate the slip value 110 using a friction coefficient model with a specific coefficient of friction representing a traction potential between the tires 104 and the roadway 106, and in this way a
  • the device 102 determines a normalized by suitable normalization
  • Device 102 a current using the sensor device 108 measured slip value 112 a lying on the normalized coefficient of friction characteristic friction value to obtain a normalized coefficient of friction p n0rm .
  • the device 102 determines by means of at least one vehicle dynamics model a current or currently utilized coefficient of friction p meas .
  • the device 102 links the currently utilized coefficient of friction p meas to the normalized value in a suitable manner
  • the device 102 is designed to generate a control signal 114 for controlling the vehicle 100, depending on the maximum friction value p max .
  • Such a method can be classified, for example, as a slip and therefore effect-based method in the context of a friction coefficient estimation method. For example, as the quality of the estimation increases with quasi-static driving conditions, the estimation will only be done if one recognizes one
  • the device 102 normalizes a traction-slip curve taken on dry asphalt to a maximum traction potential of 1.0 to obtain the normalized coefficient of friction characteristic.
  • the standardized coefficient of friction characteristic retains the tire properties.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a device 102 from FIG. 1.
  • the device 102 comprises a normalization unit 210 for providing the device normalized coefficient of friction characteristic using a coefficient of friction characteristic, which was determined on the basis of the slip value 110 and the estimated currently utilized coefficient of friction.
  • the normalization unit 210 passes a characteristic information 212 representing the normalized coefficient of friction characteristic to a
  • Linkage unit 220 which is configured to determine the normalized friction coefficient p n0rm using the currently measured slip value 112 and the currently utilized coefficient of friction p measurement estimated by means of the vehicle dynamics model and using the currently measured slip value 112 and the characteristic information 212, and then current coefficient of friction p measurement and the normalized coefficient of friction m h0i TM. As a result of the linkage, the linking unit 220 outputs the maximum coefficient of friction p max .
  • the device 102 additionally has a generating unit 230 for generating the control signal 114 using the maximum coefficient of friction p max .
  • a control signal 114 for example, an (for example automatic) braking of the vehicle 100, an evasive maneuver of the vehicle 100 or an acceleration of the vehicle 100 can be controlled.
  • Fig. 3 shows a diagram for representing Reibwertkennlinien for
  • first curve 300 representing a scaled coefficient of friction characteristic
  • second curve 302 representing a normalized coefficient of friction characteristic.
  • the standardized coefficient of friction characteristic is normalized here to the value 1.0.
  • the measured slip is plotted on the abscissa. The associated currently exploited
  • Coefficients of friction are plotted on the ordinate.
  • the value pairs of friction and slip values are, for example, each averages of a plurality of different measurement points.
  • the pair of values shown in FIG. 3 shows the currently utilized coefficient of friction p Mess and the currently measured slip A Mess .
  • the corresponding coefficient of friction P NO TM can be recognized on the normalized coefficient of friction characteristic curve.
  • FIG. 4 shows a flow chart of a method 400 for determining a maximum coefficient of friction according to an exemplary embodiment.
  • the method 400 for determining a maximum coefficient of friction can be carried out, for example, from the device described above with reference to FIGS. 1 to 3.
  • a coefficient of friction characteristic curve which determines a course of a coefficient of friction of the roadway tire contact as a function of a measured value using a vehicle dynamics model
  • Slip value of the road tire contact represents, normalized to obtain a normalized Reibwertkennline.
  • a normalized coefficient of friction is calculated using the normalized
  • Reibwertkennline and a currently measured slip value of the road tire contact contact calculated friction value represents, with a current
  • FIG. 4 shows a method 450 for controlling a vehicle, wherein the method 450 includes the steps 410 and 420 according to a variant of the method 400 for determining a maximum coefficient of friction presented here, and a step 460 of generating a control signal 114 for controlling the vehicle Vehicle, wherein the step 460 of generating is performed using the maximum friction coefficient p max .
  • an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts eines Fahrbahn-Reifen-Kontakts zwischen Reifen (104) eines Fahrzeugs (100) und einer Fahrbahn (106). Dabei wird eine Reibwertkennlinie normiert, die einen unter Verwendung zumindest eines fahrdynamischen Modells ermittelten Verlauf eines aktuell ausgenutzten Reibwerts des Fahrbahn-Reifen-Kontakts in Abhängigkeit von einem gemessenen Schlupfwert (110) des Fahrbahn-Reifen-Kontakts repräsentiert, um eine normierte Reibwertkennlinie zu erhalten. Weiterhin wird ein normierter Reibwert, der einen unter Verwendung der normierten Reibwertkennlinie und eines aktuell gemessenen Schlupfwerts (112) des Fahrbahn-Reifen-Kontakts ermittelten Reibwert repräsentiert, mit einem aktuell ausgenutzten Reibwert, der einen unter Verwendung des fahrdynamischen Modells ermittelten Reibwert repräsentiert, verknüpft, um den maximalen Reibwert zu bestimmen.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts eines Fahrbahn- Reifen- Kontakts
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren oder einer Vorrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
Bei zukünftigen höher automatisierten Funktionen sollte ein Fahrzeug unter Umständen auch ohne das Zutun des Fahrers kritische Situationen selbstständig bewältigen. Idealerweise sollte das Fahrzeug deshalb präventiv kritische Situationen vermeiden. Hierbei spielt das Thema Vernetzung von Fahrzeugen eine wichtige Rolle. Auch heute schon könnten vernetzte Fahrzeuge durch Prävention und Prädiktion von Ereignissen und Zuständen deutliche
Verbesserungen des Fahrkomforts und der Fahrsicherheit mit sich bringen.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts eines Fahrbahn- Reifen- Kontakts zwischen Reifen eines Fahrzeugs und einer Fahrbahn, eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen
Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Beispielsweise ist eine Abschätzung eines aktuell ausgenutzten
Kraftschlusspotenzials mithilfe einer bestehenden Sensorik und bestehender Modelle aus einem ESP-System und Lenksystemen möglich. Beim
Beschleunigen oder Verzögern des Fahrzeugs können Reibwertschätzer die ausgenutzten Reibwerte ermitteln. Bei einem aktiven Regeleingriff bestimmter Sicherheitssysteme wie etwa ABS, TCS, ESP oder EPS kann der vorhandene Reibwert exakt ermittelt werden. Im Freirollfall, d. h. ohne Beschleunigung oder Verzögerung, kann hingegen kein Straßenreibwert geschätzt werden. Um etwa eine Reibwertkarte zu erstellen, ist es wichtig, so oft wie möglich Reibwerte zu ermitteln.
Besonderes Augenmerk sollte dabei auf die Schätzung des maximalen
Reibwerts zwischen Reifen und Fahrbahn gerichtet werden. Diese Kenngröße gibt Aufschluss darüber, wie viel Kraft über die Reifen abgesetzt werden kann, und im Umkehrschluss darüber, bei welcher Kraft eine instabile Fahrsituation vorliegt. Daher ist diese Größe bei einer Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen und hochautomatisierten Fahrfunktionen von großer Bedeutung. Allerdings kann der tatsächlich vorliegende Reibwert nur beim Überschreiten der
Kraftschlussgrenze gemessen werden. Durch das Eingreifen moderner
Sicherheitssysteme wie ABS oder der Traktionskontrolle TCS ist eine Messung möglich, jedoch sind diese Eingriffe bei üblichem Fahrverhalten nur selten, weshalb nur wenige Informationen über den Reibwert zur Verfügung stehen.
Demgegenüber ermöglicht der hier vorgestellte Ansatz durch Verwendung einer normierten Reibwertkennlinie eine quantitative Aussage über den maximalen Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn bereits im Teilbrems- und
Teilbeschleunigungsbereich, also außerhalb des Arbeitsbereichs typischer Fahrzeugregler. Somit kann die Schätzhäufigkeit von Reibwerten deutlich erhöht werden, die dann beispielsweise über einen Vernetzungsansatz mehreren Fahrzeugen zur Verfügung gestellt werden können, die sich somit präventiv auf potenziell kritische Straßenzustände einstellen können.
Es wird ein Verfahren zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts eines Fahrbahn- Reifen- Kontakts zwischen Reifen eines Fahrzeugs und einer Fahrbahn vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Normieren einer Reibwertkennlinie, die einen unter Verwendung zumindest eines Reibwertmodells ermittelten Verlauf eines Reibwerts des Fahrbahn- Reifen- Kontakts in Abhängigkeit von einem gemessenen Schlupfwert des Fahrbahn- Reifen- Kontakts repräsentiert, um eine normierte Reibwertkennlinie zu erhalten; und
Verknüpfen eines normierten Reibwerts, der einen unter Verwendung der normierten Reibwertkennlinie und eines aktuell gemessenen Schlupfwerts des Fahrbahn- Reifen- Kontakts ermittelten Reibwert repräsentiert, mit einem aktuell ausgenutzten Reibwert, der einen unter Verwendung eines fahrdynamischen Modells geschätzten ausgenutzten Reibwert repräsentiert, um den maximalen Reibwert zu bestimmen.
Unter einem Reibwert kann ein Kraftschlusspotenzial zwischen Reifen und Fahrbahn verstanden werden. Unter einem gemessenen Schlupfwert kann ein Ergebnis einer Radschlupfmessung des Fahrzeugs verstanden werden. Unter einem Reibwertmodell kann beispielsweise eine Modellfunktion zur modellhaften Darstellung einer Reibung zwischen Reifen und Fahrbahn in Abhängigkeit von einem gemessenen Radschlupf verstanden werden. Beispielsweise kann das Reibwertmodell auf dem sogenannten Burckhardt-Modell oder einem sonstigen geeigneten Modell basieren. Unter Verknüpfen kann beispielsweise ein
Dividieren oder Multiplizieren verstanden werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Verknüpfens der aktuell ausgenutzte Reibwert durch den normierten Reibwert dividiert werden, um den maximalen Reibwert zu bestimmen. Dadurch kann der maximale Reibwert mit geringem Rechenaufwand bestimmt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Normierens die Reibwertkennlinie auf einen Reibwert von 1 normiert werden. Dadurch kann die Reibwertkennlinie mit geringem Rechenaufwand vergleichbar gemacht werden.
Es ist vorteilhaft, wenn im Schritt des Normierens eine Reibwertkennlinie normiert wird, die einen Verlauf des Reibwerts in Abhängigkeit von einem auf trockener Fahrbahn gemessenen Schlupfwert repräsentiert. Dadurch wird eine möglichst realistische Schätzung des maximalen Reibwerts ermöglicht.
Von Vorteil ist auch, wenn im Schritt des Verknüpfens ein einen Mittelwert repräsentierender normierter Reibwert oder, zusätzlich oder alternativ, ein einen Mittelwert repräsentierender aktuell ausgenutzter Reibwert verknüpft wird.
Dadurch kann die Zuverlässigkeit des Verfahrens erhöht werden.
Das Verfahren kann gemäß einer weiteren Ausführungsform einen Schritt des Ermittelns des normierten Reibwerts oder, zusätzlich oder alternativ, des aktuell ausgenutzten Reibwerts unter Verwendung eines aktuell gemessenen
Schlupfwerts, der einen Mittelwert aus zumindest zwei Messwerten einer Schlupfmessung repräsentiert, umfassen. Auch durch diese Ausführungsform kann die Zuverlässigkeit des Verfahrens erhöht werden.
Zudem kann das Verfahren einen Schritt des Erzeugens eines Steuersignals zum Steuern des Fahrzeugs unter Verwendung des maximalen Reibwerts umfassen. Dadurch wird eine sichere Steuerung des Fahrzeugs abhängig vom maximal möglichen Reibwert ermöglicht.
Von Vorteil ist ferner ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren die Schritte einer Variante des Verfahrens zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts eines Fahrbahn- Reifen- Kontakts zwischen Reifen eines Fahrzeugs und einer Fahrbahn und einen Schritt des Erzeugens eines
Steuersignals zur Steuerung des Fahrzeugs aufweist, wobei der Schritt des Erzeugens unter Verwendung des maximalen Reibwerts ausgeführt wird. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil einer sicheren und robusten Steuerung des Fahrzeugs, beispielsweise im Falle der Verwendung eines hochautomatisierten Fahrzeugs.
Die unterschiedlichen Varianten der hier vorgestellten Verfahren können beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware, beispielsweise in einem Steuergerät, implementiert sein.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in
entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. Hierzu kann die Vorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine
Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine
magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einiesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einiesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch die Vorrichtung eine Steuerung des Fahrzeugs. Hierzu kann die Vorrichtung beispielsweise auf Sensorsignale wie Beschleunigungs-, Druck-, Lenkwinkel- oder Umfeldsensorsignale zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren wie Brems- oder Lenkaktoren oder ein Motorsteuergerät des Fahrzeugs.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung aus Fig. 1;
Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung von Reibwertkennlinien zur Verwendung in einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem
Ausführungsbeispiel.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren
dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche
Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Vorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 102 zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts pmax eines Reifen- Fahrbahn- Kontakts zwischen Reifen 104 des Fahrzeugs 100 und einer Fahrbahn 106 ist mit einer Sensoreinrichtung 108 verbunden, die ausgebildet ist, um einen einen gemessenen Schlupf der Reifen 104 repräsentierenden Schlupfwert 110 bereitzustellen. Die Vorrichtung 102 ist ausgebildet, um den Schlupfwert 110 unter Verwendung zumindest eines Reibwertmodells einem bestimmten, ein Kraftschlusspotenzial zwischen den Reifen 104 und der Fahrbahn 106 repräsentierenden Reibwert zuzuordnen und auf diese Weise eine
Reibwertkennlinie zu ermitteln. Unter Verwendung der Reibwertkennlinie ermittelt die Vorrichtung 102 durch eine geeignete Normierung eine normierte
Reibwertkennlinie. Anhand der normierten Reibwertkennlinie ordnet die
Vorrichtung 102 einen unter Verwendung der Sensoreinrichtung 108 aktuell gemessenen Schlupfwert 112 einem auf der normierten Reibwertkennlinie liegenden Reibwert zu, um einen normierten Reibwert pn0rm zu erhalten. Ebenfalls ermittelt die Vorrichtung 102 mittels zumindest eines fahrdynamischen Modells einen aktuellen oder aktuell ausgenutzten Reibwert pMess. Um nun den maximalen Reibwert pmax zu ermitteln, verknüpft die Vorrichtung 102 den aktuell ausgenutzten Reibwert pMess in geeigneter Weise mit dem normierten
Reibwert mho™.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 102 ausgebildet, um abhängig vom maximalen Reibwert pmax ein Steuersignal 114 zum Steuern des Fahrzeugs 100 zu erzeugen.
Ein derartiges Verfahren lässt sich beispielsweise als schlupf- und damit effektbasiertes Verfahren in den Kontext eines Reibwertschätzverfahrens einordnen. Da die Qualität der Schätzung bei quasistatischen Fahrzuständen zunimmt, wird die Schätzung beispielsweise nur bei Erkennung eines
quasistatischen Fahrzustands des Fahrzeugs 100 durchgeführt. Dabei werden beispielsweise unpassende Situationen gefiltert und damit die Qualität der Reibwertschätzung erhöht. Zusätzlich wird beispielsweise durch eine geeignete Mittelwertbildung die Aussagekraft des Schätzers erhöht und der Einfluss von Ausreißern oder Störeffekten minimiert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel normiert die Vorrichtung 102 eine auf trockenem Asphalt eingefahrene Kraftschluss-Schlupf- Kurve auf ein maximales Kraftschlusspotenzial von 1,0, um die normierte Reibwertkennlinie zu erhalten. Die normierte Reibwertkennlinie hält die Reifeneigenschaften fest. Zur
Bestimmung des maximalen Reibwerts pmax wird der aktuell etwa mittels ESP- Modellen geschätzte ausgenutzte Reibwert pMess zum aktuellen gemessenen Schlupf AMess durch den entsprechenden Kraftschlusswert mh0i™ zum gemessenen Schlupf AMess auf der normierten Reibwertkennlinie dividiert. Das Ergebnis ist der maximal verfügbare Reibwert zwischen Reifen 104 und Fahrbahn 106:
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Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 102 aus Fig. 1. Die Vorrichtung 102 umfasst eine Normierungseinheit 210 zum Bereitstellen der normierten Reibwertkennlinie unter Verwendung einer Reibwertkennlinie, die auf der Basis des Schlupfwerts 110 und des geschätzten aktuell ausgenutzten Reibwerts ermittelt wurde. Die Normierungseinheit 210 leitet eine die normierte Reibwertkennlinie repräsentierende Kennlinieninformation 212 an eine
Verknüpfungseinheit 220 weiter, die ausgebildet ist, um unter Verwendung des aktuell gemessenen Schlupfwerts 112 und des mittels des fahrdynamischen Modells geschätzten aktuell ausgenutzten Reibwert pMess und unter Verwendung des aktuell gemessenen Schlupfwerts 112 und der Kennlinieninformation 212 den normierten Reibwert pn0rm zu ermitteln und anschließend den aktuellen Reibwert pMess und den normierten Reibwert mh0i™ miteinander zu verknüpfen. Als Ergebnis der Verknüpfung gibt die Verknüpfungseinheit 220 den maximalen Reibwert pmax aus.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 102 zusätzlich eine Erzeugungseinheit 230 zum Erzeugen des Steuersignals 114 unter Verwendung des maximalen Reibwerts pmax auf. Durch ein solches Steuersignal 114 kann beispielsweise eine (beispielsweise automatische) Bremsung des Fahrzeugs 100, ein Ausweichmanöver des Fahrzeugs 100 oder eine Beschleunigung des Fahrzeugs 100 angesteuert werden.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm zur Darstellung von Reibwertkennlinien zur
Verwendung in einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel, etwa einem Verfahren, wie es von der vorangehend anhand der Figuren 1 und 2
beschriebenen Vorrichtung ausgeführt werden kann. Gezeigt sind eine erste Kurve 300, die eine skalierte Reibwertkennlinie repräsentiert, und eine zweite Kurve 302, die eine normierte Reibwertkennlinie repräsentiert. Die normierte Reibwertkennlinie ist hier auf den Wert 1,0 normiert. Der gemessene Schlupf ist auf der Abszisse aufgetragen. Die dazugehörigen aktuell ausgenutzten
Reibwerte sind auf der Ordinate aufgetragen. Bei den Wertepaaren aus Reib- und Schlupfwerten handelt es sich beispielsweise je um Mittelwerte einer Mehrzahl verschiedener Messpunkte. Hierbei zeigt das in der Fig. 3 dargestellte Wertepaar den aktuell ausgenutzten Reibwert pMess und den aktuell gemessenen Schlupf AMess. Darüber ist der entsprechende Reibwert PNO™ auf der normierten Reibwertkennlinie zu erkennen.
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 400 zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts kann beispielsweise von der vorangehend anhand der Figuren 1 bis 3 beschriebenen Vorrichtung ausgeführt werden. Dabei wird in einem Schritt 410 eine Reibwertkennlinie, die einen unter Verwendung eines fahrdynamischen Modells ermittelten Verlauf eines Reibwerts des Fahrbahn- Reifen- Kontakts in Abhängigkeit von einem gemessenen
Schlupfwert des Fahrbahn- Reifen- Kontakts repräsentiert, normiert, um eine normierte Reibwertkennlinie zu erhalten. In einem weiteren Schritt 420 wird ein normierter Reibwert, der einen unter Verwendung der normierten
Reibwertkennlinie und eines aktuell gemessenen Schlupfwerts des Fahrbahn- Reifen- Kontakts ermittelten Reibwert repräsentiert, mit einem aktuell
ausgenutzten Reibwert, der einen unter Verwendung eines fahrdynamischen Modells und des aktuell gemessenen Schlupfwerts ermittelten Reibwert repräsentiert, verknüpft, um den maximalen Reibwert pmax zu bestimmen. Ferner ist in der Fig. 4 ein Verfahren 450 zur Steuerung eines Fahrzeugs dargestellt, wobei das Verfahren 450 die Schritte 410 und 420 gemäß einer Variante des hier vorgestellten Verfahrens 400 zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts sowie einen Schritt 460 des Erzeugens eines Steuersignals 114 zur Steuerung des Fahrzeugs aufweist, wobei der Schritt 460 des Erzeugens unter Verwendung des maximalen Reibwerts pmax ausgeführt wird.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren (400) zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts (pmax) eines Fahrbahn- Reifen- Kontakts zwischen Reifen (104) eines
Fahrzeugs (100) und einer Fahrbahn (106), wobei das Verfahren (400) folgende Schritte umfasst:
Normieren (410) einer Reibwertkennlinie, die einen unter Verwendung zumindest eines fahrdynamischen Modells ermittelten Verlauf (300) eines aktuell ausgenutzten Reibwerts des Fahrbahn- Reifen- Kontakts in Abhängigkeit von einem gemessenen Schlupfwert (110) des Fahrbahn- Reifen- Kontakts repräsentiert, um eine normierte Reibwertkennlinie zu erhalten; und
Verknüpfen (420) eines normierten Reibwerts, der einen unter
Verwendung der normierten Reibwertkennlinie und eines aktuell gemessenen Schlupfwerts (112) des Fahrbahn- Reifen- Kontakts ermittelten Reibwert repräsentiert, mit dem aktuell ausgenutzten Reibwert, der einen unter Verwendung des fahrdynamischen Modells ermittelten Reibwert repräsentiert, um den maximalen Reibwert (p max) zu bestimmen.
2. Verfahren (400) gemäß Anspruch 1, bei dem im Schritt des
Verknüpfens (420) der aktuell ausgenutzte Reibwert durch den normierten Reibwert dividiert wird, um den maximalen Reibwert (p max) zu bestimmen.
3. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt des Normierens (410) die Reibwertkennlinie auf einen Reibwert von 1 normiert wird.
4. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt des Normierens (410) eine Reibwertkennlinie normiert wird, die einen Verlauf (300) des Reibwerts in Abhängigkeit von einem auf trockener Fahrbahn (106) gemessenen Schlupfwert (110) repräsentiert.
5. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt des Verknüpfens (420) ein einen Mittelwert
repräsentierender normierter Reibwert und/oder ein einen Mittelwert repräsentierender aktuell ausgenutzter Reibwert verknüpft wird.
6. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt des Ermittelns des normierten Reibwerts und/oder des aktuell ausgenutzten Reibwerts unter Verwendung eines aktuell gemessenen Schlupfwerts (112), der einen Mittelwert aus zumindest zwei Messwerten einer Schlupfmessung repräsentiert.
7. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt des Erzeugens eines Steuersignals (114) zum Steuern des Fahrzeugs (100) unter Verwendung des maximalen Reibwerts (p max) .
8. Verfahren (450) zur Steuerung eines Fahrzeugs (100), wobei das
Verfahren die Schritte (410, 420) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche sowie einen Schritt (460) des Erzeugens eines Steuersignals (114) zur Steuerung des Fahrzeugs (100) aufweist, wobei der Schritt (460) des Erzeugens unter Verwendung des maximalen Reibwerts (p max) ausgeführt wird.
9. Vorrichtung (102) mit Einheiten (210, 220, 230), die ausgebildet sind, um das Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche auszuführen und/oder anzusteuern.
10. Computerprogramm, das ausgebildet ist, um das Verfahren (400)
gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen und/oder anzusteuern.
11. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 10 gespeichert ist.
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