DE102018213303A1

DE102018213303A1 - Method and device for recognizing a road condition in the area of a two-wheeler

Info

Publication number: DE102018213303A1
Application number: DE102018213303.4A
Authority: DE
Inventors: Timo Koenig; Simon Weissenmayer; Michael Schumann; Jan Schumacher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-08-08
Filing date: 2018-08-08
Publication date: 2020-02-13

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erkennen eines Fahrbahnzustands im Bereich eines Zweirads (100) unter Verwendung von Sensordaten (110) eines akustischen Sensorsystems (104) des Zweirads (100), wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest ein Sensorsignal (112) eines Sensors (106) des Sensorsystems (104) aus den Sensordaten (110) unter Verwendung eines Nickwinkels (θ) und/oder eines Schräglagenwinkels (α) des Zweirads (100) ausgewählt wird und zumindest ein Signalanteil (114, 118) des ausgewählten Sensorsignals (112) ausgewertet wird, um einen aktuellen Fahrbahnzustand zu erkennen, wobei der Signalanteil (114, 118) unter Verwendung zumindest eines einem Fahrbahnzustand zugeordneten Erfahrungswerts (124) des Signalanteils (114, 118) ausgewertet wird.The present invention relates to a method for recognizing a roadway condition in the area of a two-wheeler (100) using sensor data (110) from an acoustic sensor system (104) of the two-wheeler (100), the method being characterized in that at least one sensor signal ( 112) of a sensor (106) of the sensor system (104) is selected from the sensor data (110) using a pitch angle (θ) and / or a banking angle (α) of the two-wheeler (100) and at least one signal component (114, 118) of the selected sensor signal (112) is evaluated in order to recognize a current road condition, the signal portion (114, 118) being evaluated using at least one empirical value (124) of the signal portion (114, 118) associated with a road condition.

Description

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Fahrbahnzustands im Bereich eines Zweirads und eine Vorrichtung zum Erkennen eines Fahrbahnzustands im Bereich eines ZweiradsThe invention relates to a method for recognizing a road condition in the area of a two-wheeler and a device for recognizing a road condition in the area of a two-wheeler

Stand der TechnikState of the art

Die DE 10 2017 212 707 und die DE 10 2017 219 898 beschreiben Verfahren zum Erkennen eines Fahrbahnzustands im Bereich eines Fahrzeugs.The DE 10 2017 212 707 and the DE 10 2017 219 898 describe methods for recognizing a roadway condition in the area of a vehicle.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Erkennen eines Fahrbahnzustands im Bereich eines Zweirads und eine Vorrichtung zum Erkennen eines Fahrbahnzustands im Bereich eines Zweirads, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt und ein maschinenlesbares Speichermedium gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des hier vorgestellten Ansatzes ergeben sich aus der Beschreibung und sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Against this background, the approach presented here presents a method for recognizing a road condition in the area of a two-wheeler and a device for recognizing a road condition in the area of a two-wheeled vehicle, and finally a corresponding computer program product and a machine-readable storage medium according to the independent claims. Advantageous further developments and improvements of the approach presented here result from the description and are described in the dependent claims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, auch an einem Zweirad den Straßenzustand unter Verwendung von Sensordaten eines akustischen Sensorsystems erkennen zu können.Embodiments of the present invention can advantageously make it possible to recognize the road condition on a two-wheeler using sensor data from an acoustic sensor system.

Es wird ein Verfahren zum Erkennen eines Fahrbahnzustands im Bereich eines Zweirads unter Verwendung von Sensordaten eines akustischen Sensorsystems des Zweirads vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in einem Schritt des Auswählens zumindest ein Sensorsignal eines Sensors des Sensorsystems aus den Sensordaten unter Verwendung eines Nickwinkels und/oder eines Schräglagenwinkels des Zweirads ausgewählt wird und in einem Schritt des Auswertens zumindest ein Signalanteil des ausgewählten Sensorsignals ausgewertet wird, um einen aktuellen Fahrbahnzustand zu erkennen, wobei der Signalanteil unter Verwendung zumindest eines einem Fahrbahnzustand zugeordneten Erfahrungswerts des Signalanteils ausgewertet wird.A method for recognizing a road condition in the area of a two-wheeler using sensor data of an acoustic sensor system of the two-wheeler is proposed, which is characterized in that in a step of selecting at least one sensor signal of a sensor of the sensor system from the sensor data using a pitch angle and / or a bank angle of the two-wheeler is selected and in a step of the evaluation at least one signal component of the selected sensor signal is evaluated in order to recognize a current road condition, the signal component being evaluated using at least one empirical value of the signal component associated with a road condition.

Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.Ideas for embodiments of the present invention can be viewed, inter alia, as based on the ideas and knowledge described below.

Ein akustisches Sensorsystem eines Zweirads kann ein Ultraschallsensorsystem sein. Das Sensorsystem ist fest mit dem Zweirad verbunden und wird relativ zu einer Umgebung mit dem Zweirad bewegt. Das Zweirad wird bei einer Kurvenfahrt von einem Fahrer des Zweirads in Schräglage durch die Kurve gelenkt. Dadurch wird das Sensorsystem bei der Kurvenfahrt gegenüber der Umgebung seitlich gekippt. Bei Beschleunigungsvorgängen senkt sich das Heck des Zweirads ab, während die Front angehoben wird. Dadurch wird das Sensorsystem gegenüber der Umgebung nach hinten geneigt. Bei Bremsvorgängen taucht das Zweirad vorne in eine Federung ein und federt hinten aus. Dadurch wird das Sensorsystem gegenüber der Umgebung mit dem Zweirad nach vorne gekippt. Nickbewegungen nach vorne oder hinten können auch in Kombination mit Rollbewegungen zur Seite auftreten.An acoustic sensor system of a two-wheeled vehicle can be an ultrasonic sensor system. The sensor system is firmly connected to the two-wheeler and is moved relative to an environment with the two-wheeler. When cornering, the two-wheeler is steered through the curve by a driver of the two-wheeler in an inclined position. As a result, the sensor system is tilted sideways compared to the surroundings when cornering. When accelerating, the rear of the two-wheeler lowers while the front is raised. As a result, the sensor system is tilted backwards relative to the surroundings. When braking, the two-wheeler dips into the suspension at the front and rebounds at the rear. As a result, the sensor system is tilted forward with the two-wheeler in relation to the surroundings. Pitching movements forwards or backwards can also occur in combination with rolling movements to the side.

Durch die Nickbewegungen und Rollbewegungen verändern sich erfasste Bereiche der einzelnen Sensoren des Sensorsystems. An Sensoren, die nach unten geschwenkt werden, wird vermehrt der Untergrund im Bereich des Zweirads erfasst. An Sensoren, die nach oben geschwenkt werden, wird der Untergrund weniger erfasst oder wandert vollständig aus einem Erfassungsbereich aus. Entsprechend verändert sich ein Sensorsignal der einzelnen Sensoren.The pitching and rolling movements change the areas of the individual sensors in the sensor system. The subsurface in the area of the two-wheeler is increasingly detected by sensors that are swiveled downwards. With sensors that are swiveled upwards, the background is scanned less or migrates completely out of a detection area. A sensor signal of the individual sensors changes accordingly.

Zum Erkennen des Straßenzustands aus einem Sensorsignal eines Sensors ist es vorteilhaft, wenn der Untergrund beziehungsweise die Straße durch den Sensor erfasst wird. Wenn der Untergrund beziehungsweise die Straße nicht erfasst wird, kann das Sensorsignal unberücksichtigt bleiben.To identify the road condition from a sensor signal from a sensor, it is advantageous if the ground or the road is detected by the sensor. If the underground or the street is not detected, the sensor signal can be disregarded.

Der Signalanteil kann ebenfalls unter Verwendung des Nickwinkels und/oder Schräglagenwinkels ausgewählt werden. Das Sensorsignal kann sich in Abhängigkeit von dem Nickwinkel und/oder Schräglagenwinkel verändern. Abhängig von dem Nickwinkel und/oder Schräglagenwinkel können unterschiedliche Signalanteile besser zur Erkennung des Straßenzustands geeignet sein.The signal component can also be selected using the pitch angle and / or banking angle. The sensor signal can change depending on the pitch angle and / or inclination angle. Depending on the pitch angle and / or inclination angle, different signal components can be better suited for recognizing the road condition.

Als Signalanteil können ein Noisewert und/oder ein Clutterwert des Sensorsignals ausgewertet werden. Ein Noisewert kann eine Lautstärke von an einem Sensor erfassten Umgebungsgeräuschen abbilden. Die Umgebungsgeräusche können anteilig durch eine Windgeschwindigkeit beispielsweise aufgrund von Fahrtwind entstehen. Anteilig kann eine Oberflächenbeschaffenheit beziehungsweise ein Oberflächenzustand des Untergrunds das Umgebungsgeräusch beeinflussen. Die Oberflächenbeschaffenheit beziehungsweise der Oberflächenzustand beeinflusst ein Abrollgeräusch der Reifen des Zweirads. Das Abrollgeräusch ist Teil des Umgebungsgeräuschs. Ein Clutterwert repräsentiert Echos eines von einem Sensor ausgesandten Signals aus einem Nahbereich vor dem Sensor. Je rauer der Untergrund in dem Nahbereich ist, umso stärker wird das Signal reflektiert und umso größer ist der Clutterwert. Der Noisewert und/oder Clutterwert wird je nach Ausrichtung des Sensors zum Untergrund unterschiedlich erfasst.A noise value and / or a clutter value of the sensor signal can be evaluated as the signal component. A noise value can represent a volume of ambient noise recorded at a sensor. The ambient noise can be generated in part by a wind speed, for example due to the wind. A surface condition or a surface condition of the surface can influence the ambient noise to a certain extent. The surface condition or the surface condition influences a rolling noise of the tires of the two-wheeler. The rolling noise is part of the ambient noise. A clutter value represents echoes a signal emitted by a sensor from a close range in front of the sensor. The rougher the background in the close range, the more the signal is reflected and the greater the clutter value. The noise value and / or clutter value is recorded differently depending on the alignment of the sensor to the surface.

Ein Trockenzustand kann als aktueller Fahrbahnzustand erkannt werden, wenn ein Wert des Signalanteils kleiner als ein Feuchtwert ist. Ein Feuchtzustand kann als aktueller Fahrbahnzustand erkannt werden, wenn der Wert des Signalanteils größer als der Feuchtwert ist. Ein Nasszustand kann als aktueller Fahrbahnzustand erkannt werden, wenn der Wert des Signalanteils größer als ein Nasswert ist. Ein Aquaplaningzustand kann als aktueller Fahrbahnzustand erkannt werden, wenn der Wert des Signalanteils größer als ein Aquaplaningwert ist. Der Fahrbahnzustand kann wesentlich durch eine Feuchtigkeit, Nässebeziehungsweise Eis oder Schnee auf der Fahrbahnoberfläche beeinflusst werden. Mit zunehmender Feuchtigkeit beziehungsweise Nässe wird zumindest der Noisewert größer. Der Clutterwert kann mit zunehmender Feuchtigkeit beziehungsweise Nässe kleiner werden, da die Feuchtigkeit beziehungsweise Nässe Unebenheiten der Fahrbahnoberfläche auffüllt und egalisiert.A dry condition can be recognized as the current road condition if a value of the signal component is less than a moisture value. A wet condition can be recognized as the current road condition if the value of the signal component is greater than the wet value. A wet condition can be recognized as the current road condition if the value of the signal component is greater than a wet condition. An aquaplaning state can be recognized as the current state of the road if the value of the signal component is greater than an aquaplaning value. The condition of the road surface can be significantly influenced by moisture, wetness or ice or snow on the road surface. With increasing moisture or wetness, at least the noise value increases. The clutter value can decrease with increasing moisture or wetness, since the moisture or wetness fills and leveled out any unevenness in the road surface.

Unter Verwendung des aktuell erkannten Fahrbahnzustands kann eine Eingriffsschwelle für ein Fahrerassistenzsystem des Zweirads eingestellt werden. Ein Fahrerassistenzsystem kann beispielsweise ein Anti-Blockier-System des Zweirads sein. Ebenfalls kann das Fahrerassistenzsystem eine Anti-SchlupfRegelung sein. Bei einer aufgrund des Fahrbahnzustands verringert erwarteten Haftung auf der Fahrbahn, kann das Fahrerassistenzsystem früher eingreifen und so einen Zeitraum zwischen einem Haftungsverlust und einem Wiedererreichen der Haftung verkürzen.Using the currently recognized road condition, an intervention threshold for a driver assistance system of the two-wheeler can be set. A driver assistance system can be, for example, an anti-lock system of the two-wheeler. The driver assistance system can also be an anti-slip control. In the event of a reduced level of liability on the road due to the condition of the road, the driver assistance system can intervene earlier and thus shorten a period between a loss of liability and a return to liability.

Als Fahrbahnzustand kann ein Wasserstand im Bereich des Zweirads erkannt werden. Unterschiedlichen Wasserständen können unterschiedliche Erwartungswerte zugeordnet sein. Je höher der Wasserstand ist, umso lauter kann das Fahrgeräusch des Zweirads sein. Erwartete Fahrgeräusche können in Tests ermittelt werden und hinterlegt sein. Die Erwartungswerte können auch gelernt werden.A water level in the area of the two-wheeler can be recognized as the road condition. Different expectation values can be assigned to different water levels. The higher the water level, the louder the driving noise of the two-wheeler can be. Expected driving noises can be determined in tests and stored. The expected values can also be learned.

Das Verfahren kann einen Schritt des Bereitstellens aufweisen, in dem eine den aktuellen Fahrbahnzustand repräsentierende Fahrbahnzustandsinformation und eine eine aktuelle Position des Zweirads repräsentierende Positionsinformation für ein übergeordnetes Informationsnetzwerk bereitgestellt werden. Alternativ oder ergänzend können den aktuellen Fahrbahnzustand repräsentierende Fahrbahnzustandsinformationen für erwartete zukünftige Positionen des Zweirads von dem übergeordneten Informationsnetzwerk bereitgestellt werden. Da der Fahrbahnzustand lokal erkannt wird, ist so nur eine Reaktion auf den erkannten Fahrbahnzustand möglich. Durch einen Austausch erkannter Fahrbahnzustände zwischen verschiedenen Fahrzeugen und/oder Zweirädern kann proaktiv vor zukünftigen bzw. vorausliegenden Straßenzuständen gewarnt werden beziehungsweise können vorauseilend Vorkehrungen getroffen werden.The method can have a step of providing, in which roadway state information representing the current roadway state and position information representing a current position of the two-wheeler are provided for a higher-level information network. As an alternative or in addition, roadway state information representing the current roadway state can be provided by the higher-level information network for expected future positions of the two-wheeler. Since the road condition is recognized locally, only a reaction to the recognized road condition is possible. By exchanging recognized road conditions between different vehicles and / or two-wheelers, it is possible to proactively warn against future or upcoming road conditions or to take precautionary measures.

Das Verfahren kann beispielsweise in Software, Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.The method can be implemented, for example, in software, hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control unit.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung zum Erkennen eines Fahrbahnzustands, die dazu ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante des hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen.The approach presented here also creates a device for recognizing a roadway condition, which is designed to carry out, control or implement the steps of a variant of the method presented here in corresponding devices.

Die Vorrichtung kann ein elektrisches Gerät mit zumindest einer Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest einer Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, und zumindest einer Schnittstelle und/oder einer Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind, sein. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein sogenannter System-ASIC oder ein Mikrocontroller zum Verarbeiten von Sensorsignalen und Ausgeben von Datensignalen in Abhängigkeit von den Sensorsignalen sein. Die Speichereinheit kann beispielsweise ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein. Die Schnittstelle kann als Sensorschnittstelle zum Einlesen der Sensorsignale von einem Sensor und/oder als Aktorschnittstelle zum Ausgeben der Datensignale und/oder Steuersignale an einen Aktor ausgebildet sein. Die Kommunikationsschnittstelle kann dazu ausgebildet sein, die Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben. Die Schnittstellen können auch Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.The device can be an electrical device with at least one computing unit for processing signals or data, at least one storage unit for storing signals or data, and at least one interface and / or a communication interface for reading or outputting data which are embedded in a communication protocol, his. The computing unit can be, for example, a signal processor, a so-called system ASIC or a microcontroller for processing sensor signals and outputting data signals as a function of the sensor signals. The storage unit can be, for example, a flash memory, an EPROM or a magnetic storage unit. The interface can be designed as a sensor interface for reading in the sensor signals from a sensor and / or as an actuator interface for outputting the data signals and / or control signals to an actuator. The communication interface can be designed to read in or output the data wirelessly and / or in line. The interfaces can also be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.

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.Also advantageous is a computer program product or computer program with program code, which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory, and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is used, in particular if the program product or program is executed on a computer or a device.

Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale der Vorrichtung und des Verfahrens in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen. It is noted that some of the possible features and advantages of the invention are described herein with respect to different embodiments. A person skilled in the art recognizes that the features of the device and of the method can be combined, adapted or exchanged in a suitable manner in order to arrive at further embodiments of the invention.

Figurenlistelist of figures

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.

1 zeigt Darstellungen eines Zweirads mit einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 zeigt eine Darstellung von mehreren vernetzten Fahrzeugen gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
3 zeigt eine Darstellung eines in Sensordaten enthaltenen Sensorsignals und eines verwendeten Signalanteils gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings, wherein neither the drawings nor the description are to be interpreted as limiting the invention.

1 shows representations of a two-wheeler with a device according to an embodiment;
2 shows a representation of several networked vehicles according to an embodiment; and
3 shows a representation of a sensor signal contained in sensor data and a signal component used according to an embodiment.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.The figures are only schematic and are not to scale. In the figures, the same reference symbols denote the same or equivalent features.

Bisher kann die Fahrbahnnässe bzw. die Angabe mm-Wassersäule auf einer Fahrbahn nicht direkt gemessen werden. Aus verschiedenen Betriebszuständen eines Kraftrads kann indirekt auf eine nasse Fahrbahn zurückgeschlossen werden. Dies kann zum Beispiel durch die ABS bzw. ASR-Eingriffe geschehen. Eine kontinuierliche „Messung“ des Fahrbahnzustandes in Richtung Feuchtigkeit existiert für Krafträder aktuell nicht.So far, the roadway wetness or the mm-water column specification on a roadway cannot be measured directly. A wet roadway can be inferred indirectly from various operating states of a motorcycle. This can happen, for example, through ABS or ASR interventions. There is currently no continuous "measurement" of the road surface in the direction of moisture for motorcycles.

Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird eine Erkennung des Wasserstands auf der Fahrbahn mittels Ultraschall für Krafträder vorgestellt.In the approach presented here, detection of the water level on the road using ultrasound for motorcycles is presented.

Für den Fahrer oder auch für nachfolgende Fahrzeugführer kann es in vielen Situationen hilfreich sein, den Einfluss der nassen Fahrbahn auf die Kurvengeschwindigkeit zu kennen oder auf die Auswirkungen aufmerksam gemacht zu werden. Dadurch kann die Sicherheit im Straßenverkehr beispielsweise bei Aquaplaning erhöht werden.In many situations it can be helpful for the driver or for subsequent drivers to know the influence of the wet road on cornering speed or to be made aware of the effects. This can increase road safety, for example in aquaplaning.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt Darstellungen eines Zweirads 100 mit einer Vorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Zweirad 100 weist ein Ultraschallsensorsystem 104 mit vier unterschiedlich ausgerichteten Ultraschallsensoren 106 auf. Dabei ist ein erster Erfassungsbereich 108 des Ultraschallsensorsystems 104 in Fahrtrichtung nach vorne rechts ausgerichtet. Ein zweiter Erfassungsbereich 108 ist entgegen der Fahrtrichtung nach hinten rechts ausgerichtet. Ein dritter Erfassungsbereich 108 ist entgegen der Fahrtrichtung nach hinten links ausgerichtet und ein vierter Erfassungsbereich 108 ist in Fahrtrichtung nach vorne links ausgerichtet. Das Ultraschallsensorsystem 104 stellt über einen Datenbus des Zweirads 100 Sensordaten 110 bereit, in dem ein Sensorsignal 112 von jedem der Ultraschallsensoren 106 beinhaltet ist. 1 shows representations of a two-wheeler 100 with one device 102 according to an embodiment. The two-wheeler 100 has an ultrasonic sensor system 104 with four differently aligned ultrasonic sensors 106 on. Here is a first area of coverage 108 of the ultrasonic sensor system 104 aligned to the right in the direction of travel. A second coverage area 108 is oriented towards the rear right against the direction of travel. A third detection area 108 is aligned to the left against the direction of travel and is a fourth detection area 108 is aligned to the left in the direction of travel. The ultrasonic sensor system 104 provides over a data bus of the two-wheeler 100 sensor data 110 ready in which a sensor signal 112 from each of the ultrasonic sensors 106 is included.

Jeder Ultraschallsensor 106 kann Ultraschallsignale in seinen Erfassungsbereich 108 emittieren. Die Ultraschallsignale werden an Grenzflächen in dem Erfassungsbereich 108 reflektiert und ein Teil des emittierten Schalls als Echos zum Ultraschallsensor 106 zurückgeworfen. Im Ultraschallsensor 106 werden die Echos im Sensorsignal 112 abgebildet. Zusätzlich zu den Echos werden Umgebungsgeräusche im Sensorsignal 112 abgebildet. Eine Lautstärke der Umgebungsgeräusche wird erfasst und in einem als Noisewert 114 bezeichneten Signalanteil 114 des Sensorsignals 112 abgebildet. Echos können im Sensorsignal 112 abgebildet werden, so lange sie eine höhere Intensität aufweisen, als die Umgebungsgeräusche.Any ultrasonic sensor 106 can send ultrasonic signals into its detection range 108 emit. The ultrasonic signals are at interfaces in the detection area 108 reflected and part of the emitted sound as an echo to the ultrasonic sensor 106 thrown back. In the ultrasonic sensor 106 the echoes in the sensor signal 112 displayed. In addition to the echoes, ambient noise is in the sensor signal 112 displayed. A volume of the ambient noise is recorded and in one as a noise value 114 designated signal portion 114 of the sensor signal 112 displayed. Echoes can be in the sensor signal 112 are mapped as long as they have a higher intensity than the ambient noise.

Klar definierte Echos mit hoher Intensität entstehen an Grenzflächen, die quer zu einer Ausbreitungsrichtung der Ultraschallsignale ausgerichtet sind. Die Intensität der Echos nimmt dabei mit zunehmender Entfernung zum Ultraschallsensor 106 ab. Bei vielen Objekten im Erfassungsbereich 108 ist zumindest ein Teilbereich ihrer Oberfläche im Wesentlichen quer zu der Ausbreitungsrichtung ausgerichtet. Weniger klar definierte Echos mit für ihre Entfernung verringerter Intensität entstehen an Grenzflächen, die im Wesentlichen in der Ausbreitungsrichtung ausgerichtet sind. Beispielsweise ist eine Fahrbahnoberfläche 116 bei aufrechtem Zweirad 100 im Wesentlichen in der Ausbreitungsrichtung ausgerichtet. An der Fahrbahnoberfläche 116 entstehen viele Echos mit geringer Intensität in einer geringen Entfernung zum Ultraschallsensor. Die Echos von der Fahrbahnoberfläche 116 werden in einem Clutterwert 118 quantifiziert. Der Clutterwert 118 ist ebenfalls ein Signalanteil 118 des Sensorsignals 112.Clearly defined, high-intensity echoes occur at interfaces that are oriented across the direction of propagation of the ultrasound signals. The intensity of the echoes increases with increasing distance from the ultrasonic sensor 106 from. With many objects in the detection area 108 at least a portion of its surface is oriented essentially transversely to the direction of propagation. Less clearly defined echoes with reduced intensity for their removal arise at interfaces which are essentially oriented in the direction of propagation. For example, a road surface 116 with an upright two-wheeler 100 essentially aligned in the direction of propagation. On the road surface 116 Many low-intensity echoes arise at a short distance from the ultrasonic sensor. The echoes from the road surface 116 are in a clutter value 118 quantified. The clutter value 118 is also a signal component 118 of the sensor signal 112 ,

Für eine Kurvenfahrt wird das Zweirad 100 gegenüber einer Vertikalen um einen Schräglagewinkel α verkippt. Mit dem Zweirad 100 werden auch alle Ultraschallsensoren 106 um den Schräglagewinkel α verkippt. Dadurch kann beispielsweise die Fahrbahnoberfläche 116 auf einer Kurvenaußenseite aus den Erfassungsbereichen 108 der kurvenäußeren Ultraschallsensoren 106 verschwinden. Auf der Kurveninnenseite kann die Fahrbahnoberfläche 116 dagegen die ganzen Erfassungsbereiche 108 ausfüllen. Die Fahrbahnoberfläche 116 kann durch den Schräglagenwinkel α auch zumindest teilweise im Wesentlichen quer zu der Ausbreitungsrichtung der Ultraschallsignale ausgerichtet sein und so durch Echos mit hoher Intensität abgebildet werden.The two-wheeler is used for cornering 100 tilted relative to a vertical by an inclination angle α. With the two-wheeler 100 are also all ultrasonic sensors 106 tilted by the inclination angle α. This can, for example, the surface of the road 116 on the outside of a curve from the detection areas 108 the ultrasonic sensors on the outside of the curve 106 disappear. On the The inside of the curve can be the road surface 116 on the other hand, the entire coverage area 108 to complete. The road surface 116 can also be at least partially oriented transversely to the direction of propagation of the ultrasonic signals due to the inclined angle α and can thus be imaged with high intensity echoes.

Bei einer Beschleunigung oder Bremsung wird das Zweirad 100 gegenüber einer Horizontalen um einen Nickwinkel θ verkippt. Beim Beschleunigen wird das Zweirad 100 vorne angehoben und hinten abgesenkt. Beim Bremsen wird das Zweirad 100 hinten angehoben und vorne abgesenkt. Mit dem Zweirad 100 werden auch alle Ultraschallsensoren 106 um den Nickwinkel θ verkippt. Dadurch kann beim Beschleunigen die Fahrbahnoberfläche 116 vor dem Zweirad 100 großteils aus dem Erfassungsbereichen 108 der vorderen Ultraschallsensoren 106 verschwinden. Die Fahrbahnoberfläche 116 hinter dem Zweirad 100 kann dagegen einen größeren Anteil der Erfassungsbereiche 108 ausfüllen.When accelerating or braking, the two-wheeler 100 to a horizontal by a pitch angle θ tilted. When accelerating the two-wheeler 100 raised at the front and lowered at the rear. When braking, the two-wheeler 100 raised at the back and lowered at the front. With the two-wheeler 100 are also all ultrasonic sensors 106 tilted by the pitch angle θ. This can cause the road surface to accelerate 116 in front of the two-wheeler 100 mostly from the detection areas 108 of the front ultrasonic sensors 106 disappear. The road surface 116 behind the two-wheeler 100 can, on the other hand, cover a larger proportion of the detection areas 108 to complete.

Zumindest der Nickwinkel θ und der Schräglagenwinkel α werden durch ein Inertialsensorsystem 120 des Zweirads 100 erfasst und in einem Winkelsignal 122 abgebildet.At least the pitch angle θ and the bank angle α are determined by an inertial sensor system 120 of the two-wheeler 100 detected and in an angle signal 122 displayed.

Die Vorrichtung 102 verwendet die Sensordaten 110 des Ultraschallsensorsystems 104 und das Winkelsignal 122 des Inertialsensorsystems 120 zum Erkennen eines Fahrbahnzustands im Bereich des Zweirads 100. Dabei wird aus den Sensordaten 110 zumindest ein Sensorsignal 112 eines der Ultraschallsensoren 106 des Ultraschallsensorsystems 104 unter Verwendung des Nickwinkels θ und/oder des Schräglagenwinkels α ausgewählt.The device 102 uses the sensor data 110 of the ultrasonic sensor system 104 and the angle signal 122 of the inertial sensor system 120 for recognizing a road condition in the area of the two-wheeler 100 , The sensor data 110 at least one sensor signal 112 one of the ultrasonic sensors 106 of the ultrasonic sensor system 104 selected using the pitch angle θ and / or the banking angle α.

Zum Erkennen des Fahrbahnzustands werden dabei insbesondere Sensorsignale 112 der kurveninneren Ultraschallsensoren 106 ausgewählt. Beim Beschleunigen werden die Sensorsignale 112 der hinteren Ultraschallsensoren 106 ausgewählt. Beim Bremsen werden die Sensorsignale 112 der vorderen Ultraschallsensoren 106 ausgewählt.Sensor signals are used in particular to identify the roadway condition 112 the inside of the curve ultrasonic sensors 106 selected. When accelerating, the sensor signals 112 of the rear ultrasonic sensors 106 selected. When braking, the sensor signals 112 of the front ultrasonic sensors 106 selected.

Zumindest ein Signalanteil 114, 118 des ausgewählten Sensorsignals 112 wird in der Vorrichtung 102 ausgewertet, um einen aktuellen Fahrbahnzustand zu erkennen. Für unterschiedliche mögliche Fahrbahnzustände sind Erwartungswerte 124 der Signalanteile 114, 118 hinterlegt. Der Signalanteil 114, 118 wird mit zumindest einem der Erwartungswerte 124 verglichen, um den aktuellen Fahrbahnzustand zu erkennen.At least a portion of the signal 114 . 118 of the selected sensor signal 112 is in the device 102 evaluated to recognize a current road condition. Expectations are for different possible road conditions 124 the signal components 114 . 118 deposited. The signal portion 114 . 118 with at least one of the expected values 124 compared to recognize the current road condition.

Der Fahrbahnzustand wird wesentlich durch Feuchtigkeit beziehungsweise Nässe auf der Fahrbahnoberfläche 116 beeinflusst. Bei Feuchtigkeit beziehungsweise Nässe verändert sich ein Abrollgeräusch der Reifen des Zweirads 100 wesentlich gegenüber trockener Fahrbahnoberfläche 116. Durch ein Nasszischen wird das Abrollgeräusch deutlich lauter. Das Abrollgeräusch ist Teil der Umgebungsgeräusche. Das Abrollgeräusch wird im Noisewert 114 abgebildet.The condition of the road surface is significantly affected by moisture or wetness on the road surface 116 affected. The rolling noise of the tires of the two-wheeler changes when it is damp or wet 100 essential compared to dry road surface 116 , A wet hiss makes the rolling noise significantly louder. The rolling noise is part of the ambient noise. The rolling noise is in the noise value 114 displayed.

Wenn ein Flüssigkeitsfilm auf der Fahrbahnoberfläche 116 durch die Reifen verdrängt wird, entstehen Spritzgeräusche und Tropfen prallen gegen Schutzbleche des Zweirads 100, was wiederum Geräusche erzeugt, die Teil der Umgebungsgeräusche sind und im Noisewert 114 abgebildet werden.If there is a film of liquid on the road surface 116 the tires are displaced, splashing noises and drops hit the mudguards of the two-wheeler 100 , which in turn produces noises that are part of the ambient noises and in the noise value 114 be mapped.

In einem Ausführungsbeispiel ist einer trockenen Fahrbahnoberfläche 116 als Erwartungswert 124 ein Trockenwert zugeordnet. Einer feuchten Fahrbahnoberfläche ist als Erfahrungswert 124 ein Feuchtwert zugeordnet. Einer nassen Fahrbahnoberfläche 116 ist als Erfahrungswert 124 ein Nasswert zugeordnet und einer überfluteten Fahrbahnoberfläche 116 ist als Erfahrungswert 124 ein Aquaplaningwert zugeordnet. Mit anderen Worten ist also hinterlegt, was für ein Noisewert 114 bei den unterschiedlichen Fahrbahnzuständen erwartet wird.In one embodiment is a dry road surface 116 as expected value 124 assigned a dry weight. A damp road surface is an empirical value 124 assigned a moisture value. A wet road surface 116 is an empirical value 124 assigned a wet value and a flooded road surface 116 is an empirical value 124 assigned an aquaplaning value. In other words, what kind of noise value is stored 114 is expected in the different road conditions.

Unter Verwendung dieser Erfahrungswerte 124 wird ein Trockenzustand als aktueller Fahrbahnzustand erkannt, wenn ein Wert des Signalanteils 114, 118 kleiner als der Feuchtwert ist. Ein Feuchtzustand wird als aktueller Fahrbahnzustand erkannt, wenn der Wert des Signalanteils 114, 118 größer als der Feuchtwert ist. Ein Nasszustand wird als aktueller Fahrbahnzustand erkannt, wenn der Wert des Signalanteils 114, 118 größer als der Nasswert ist. Ein Aquaplaningzustand wird als aktueller Fahrbahnzustand erkannt, wenn der Wert des Signalanteils 114, 118 größer als der Aquaplaningwert ist. Es können auch Zwischenzustände durch beispielsweise lineare Interpolation erkannt werden.Using these empirical values 124 a dry state is recognized as the current state of the road if a value of the signal component 114 . 118 is less than the moisture value. A wet condition is recognized as the current road condition when the value of the signal component 114 . 118 is greater than the moisture value. A wet state is recognized as the current state of the road if the value of the signal component 114 . 118 is greater than the wet value. An aquaplaning state is recognized as the current state of the road if the value of the signal component 114 . 118 is greater than the aquaplaning value. Intermediate states can also be recognized, for example, by linear interpolation.

In einem Ausführungsbeispiel wird eine Eingriffsschwelle 126 für ein Fahrerassistenzsystem 128 des Zweirads 100 unter Verwendung des aktuell erkannten Fahrbahnzustands eingestellt. Das Fahrerassistenzsystem 128 ist beispielsweise ein Anti-Blockier-System des Zweirads 100.In one embodiment, an engagement threshold 126 for a driver assistance system 128 of the two-wheeler 100 using the currently recognized road condition. The driver assistance system 128 is for example an anti-lock braking system of the two-wheeler 100 ,

Das Ultraschallsensorsystem 104 des Motorrads kann als „Side View Assist“ bezeichnet werden und am Heck nach seitlich hinten ausgerichtete Ultraschallsensoren 106 und an der Front in der Nähe der Seitenspiegel nach seitlich vorne ausgerichtete Ultraschallsensoren 106 aufweisen. Während der schnelleren Fahrt überlagern Fahrgeräusche das an den Sensoren empfangbare Echo und schränken damit die Abstandsmessung zum Teil stark ein. Der Assistent kann beispielsweise ab ca. 80km/h deaktiviert werden. Je mehr Wasser von den Reifen gegen das Schutzblech spritzt, umso lauter ist das Fahrgeräusch und umso stärker ist die Einschränkung. Der Geräuschpegel gelangt hauptsächlich direkt über die Luft zum Sensor, kann aber auch indirekt per Körperschall vom Sensor empfangen werden. Diese Geräusche werden als „Störgröße“ im Ultraschallsteuergerät berechnet und können per CAN an andere Steuergeräte im Kraftrad ausgegeben werden.The ultrasonic sensor system 104 of the motorcycle can be referred to as “Side View Assist” and at the rear, ultrasonic sensors aligned laterally to the rear 106 and on the front near the side mirrors, side-facing ultrasonic sensors 106 exhibit. During the faster journey, driving noises are superimposed on the echo that can be received by the sensors and thus severely restrict the distance measurement in some cases. The assistant can, for example, be deactivated from approx. 80 km / h. The more water splashes from the tires against the fender, the louder it is Driving noise and the stronger the restriction. The noise level mainly reaches the sensor directly via the air, but can also be received indirectly by structure-borne noise from the sensor. These noises are calculated as a "disturbance variable" in the ultrasonic control unit and can be output to other control units in the motorcycle via CAN.

Bei dem hier vorgestellten Ansatz erkennt das Kraftrad mit Hilfe der UltraschallSensoren 106 (USS), die ohnehin für die Objekterkennung des „Side View Assist“ verbaut sind, wie hoch der Wasserstand auf der Fahrbahn ist.In the approach presented here, the motorcycle recognizes with the help of the ultrasonic sensors 106 (USS), which are already installed for the object detection of the "Side View Assist", how high the water level is on the road.

Die Wasserstandserkennung kann vom Ultraschallsystem parallel zur Objekterkennung vorgenommen werden. Da bei niedrigen Geschwindigkeiten die Objekterkennung sehr gut funktioniert und die Wasserstandserkennung eine eher untergeordnete Rolle spielt, können die Filtereigenschaften und andere Parameter der Sensoren auf die Objekterkennung optimiert werden. Bei sehr hohen Geschwindigkeiten und nasser Straße ist keine Objekterkennung durch das Aussenden von Ultraschallsignalen mehr möglich. In diesem Fall kann auf das Aussenden von Ultraschallsignalen komplett verzichtet werden und die Filtereigenschaften und andere Parameter der Sensoren können für den Empfang des vom Wasser verursachten Rauschsignals optimiert werden.The water level detection can be carried out by the ultrasound system parallel to the object detection. Since the object detection works very well at low speeds and the water level detection plays a rather subordinate role, the filter properties and other parameters of the sensors can be optimized for the object detection. At very high speeds and wet roads, object detection by transmitting ultrasound signals is no longer possible. In this case, the transmission of ultrasonic signals can be completely dispensed with and the filter properties and other parameters of the sensors can be optimized for the reception of the noise signal caused by the water.

Bei der hier vorgestellten Feuchtigkeitserkennung mittels USS werden der Schräglagewinkel α (transversal) bzw. der Neigungswinkel θ (longitudinal) des Kraftrads in besonderer Weise berücksichtigt, da bauartbedingt bei einem Kraftrad größere Winkeldifferenzen im Fahrbetrieb als bei einem Kraftfahrzeug vorkommen. Diese Winkel können beispielsweise im ABS-Steuergerät mit Hilfe von Inertialsensorik berechnet werden und können daher in die Erkennungsfunktion einbezogen werden.In the moisture detection using USS presented here, the inclination angle α (transverse) or the inclination angle θ (longitudinal) of the motorcycle are taken into account in a special way, since, due to the design, larger angle differences occur in driving operation than in a motor vehicle. These angles can be calculated, for example, in the ABS control unit with the aid of inertial sensors and can therefore be included in the detection function.

Die Sensoren weisen beispielsweise einen Schallkegel von 30° (vertikal) und 60° (horizontal) auf. Je größer der Schräglagewinkel α oder der Neigungswinkel θ ist, umso mehr Ultraschallwellen werden von der Fahrbahnoberfläche reflektiert. Daher nimmt der Grundrauschpegel bei gleicher Fahrbahnoberflächenbeschaffenheit und verändertem Winkel ab bzw. zu. Beispielsweise sind bei dem hier betrachteten „Side View Assist“ vier Ultraschallsensoren 106 verbaut. Zwei Sensoren sind dabei vorne angebracht und zur Seite gerichtet, während die anderen zwei hinten angebracht und schräg nach hinten gerichtet sind. Die Anzahl der Sensoren kann von dem hier dargestellten Beispiel abweichen.For example, the sensors have a sound cone of 30 ° (vertical) and 60 ° (horizontal). The greater the inclination angle α or the inclination angle θ, the more ultrasonic waves are reflected from the road surface. Therefore, the basic noise level decreases or increases with the same road surface condition and changed angle. For example, in the “Side View Assist” considered here, there are four ultrasonic sensors 106 installed. Two sensors are attached at the front and directed to the side, while the other two are attached at the rear and directed obliquely to the rear. The number of sensors can differ from the example shown here.

Die Fahrmanöver haben abhängig von der Sensorverbauposition Einfluss auf Noisewert und Clutterwert.Depending on the sensor installation position, the driving maneuvers have an influence on the noise value and clutter value.

Bei einer Linkskurve (α>0) ergibt sich für die Sensoren vorne und hinten links eine erhöhende Wirkung auf Rauschlevel (noise) sowie Clutterwert (clutter). Für die Sensoren vorne und hinten rechts ergibt sich bei der Linkskurve (α>0) eine erniedrigende Wirkung auf Rauschlevel (noise) sowie Clutterwert (clutter).With a left curve (α> 0), the sensors at the front and rear left have an increasing effect on the noise level (noise) and clutter value (clutter). For the sensors at the front and rear right, the left curve (α> 0) has a decreasing effect on the noise level (noise) and clutter value.

Bei einer Rechtskurve (α<0) ergibt sich für die Sensoren vorne und hinten rechts eine erhöhende Wirkung auf Rauschlevel (noise) sowie Clutterwert (clutter). Für die Sensoren vorne und hinten links ergibt sich bei der Rechtskurve (α<0) eine erniedrigende Wirkung auf Rauschlevel (noise) sowie Clutterwert (clutter).With a right-hand curve (α <0), the sensors at the front and rear right have an increasing effect on noise level (noise) and clutter value. For the sensors at the front and rear left, the right-hand curve (α <0) has a diminishing effect on the noise level (noise) and clutter value.

Bei einer Beschleunigung (θ<0) ergibt sich für die Sensoren hinten rechts und links eine erhöhende Wirkung auf Rauschlevel (noise) sowie Clutterwert (clutter). Für die Sensoren vorne rechts und links ergibt sich bei der Beschleunigung (θ<0) eine erniedrigende Wirkung auf Rauschlevel (noise) sowie Clutterwert (clutter).With an acceleration (θ <0) there is an increasing effect on the noise level (noise) and clutter value for the sensors at the rear right and left. For the sensors at the front right and left, the acceleration (θ <0) has a diminishing effect on the noise level (noise) and the clutter value.

Bei einer Verzögerung (θ>0) ergibt sich für die Sensoren vorne rechts und links eine erhöhende Wirkung auf Rauschlevel (noise) sowie Clutterwert (clutter). Für die Sensoren hinten rechts und links ergibt sich bei der Verzögerung (θ>0) eine erniedrigende Wirkung auf Rauschlevel (noise) sowie Clutterwert (clutter).If there is a delay (θ> 0), the sensors on the front right and left have an increasing effect on the noise level (noise) and clutter value. For the sensors at the rear right and left, the deceleration (θ> 0) has a diminishing effect on the noise level (noise) and clutter value.

Dabei erhöht/erniedrigt sich der Einfluss auf die Pegelwerte wenn mehrere Fahrmanöver gleichzeitig auftreten, beispielsweise ergibt sich eine größere erniedrigende Wirkung bei gleichzeitiger Rechtskurve und Beschleunigung für den Sensor vorne links. Dieses Verhalten wird bei dem hier vorgestellten Ansatz zusätzlich berücksichtigt.The influence on the level values increases / decreases when several driving maneuvers occur simultaneously, for example there is a greater decreasing effect with a right-hand curve and acceleration for the sensor at the front left. This behavior is also taken into account in the approach presented here.

Die Erkennungsfunktion ist u. a. von einer Sensorverbauposition, einer Schräglage des Kraftrads, einer Neigung des Kraftrads, einem Lenkwinkel des Kraftrads, einem Personengewicht eines Fahrers des Kraftrads und Anbauten, wie Koffer abhängig.The detection function is u. a. dependent on a sensor installation position, an inclined position of the motorcycle, an inclination of the motorcycle, a steering angle of the motorcycle, a person's weight of a driver of the motorcycle and attachments such as suitcases.

Die Information „Wasserstand“ [mm] oder „nasse Fahrbahn“ [ja/nein] kann in einer Cloud gespeichert und verarbeitet werden.The information "water level" [mm] or "wet road" [yes / no] can be saved and processed in a cloud.

Auf feuchter Straße kann das ABS stärker eingreifen, als bei trockener Straße, um zu verhindern, dass eines der Räder einen zu hohen Schlupf oder einen zu hohen Schräglaufwinkel bekommt und das Kraftrad instabil wird.The ABS can intervene more on wet roads than on dry roads to prevent one of the wheels from getting too high slip or too high a slip angle and the motorcycle from becoming unstable.

Auf nasser Straße kann der Fahrer vor Aquaplaning gewarnt werden, wenn er eine bestimmte Geschwindigkeit überschreitet. Das ABS kann noch stärker eingreifen, als bei feuchter Straße.On wet roads, drivers can be warned of aquaplaning if they exceed a certain speed. The ABS can intervene even more than on wet roads.

Bei hohem Wasserstand auf der Straße kann der Fahrer bereits beim Überschreiten niedrigerer Geschwindigkeiten, als bei nasser Straße, vor Aquaplaning gewarnt werden. Das ABS kann noch stärker eingreifen, als bei nasser Straße. If the water level on the road is high, the driver can be warned of aquaplaning when driving at lower speeds than when the road is wet. The ABS can intervene even more than on wet roads.

Bei längerfristig vorhergesagter Aquaplaninggefahr, wie bei steigender Fahrzeuggeschwindigkeit bei konstantem Wasserspiegel oder vorhergesagter Pfütze/Spurrille durch die Cloud kann ein Motormoments reduziert werden und der Fahrer z.B. durch eine Anzeige oder einen Warnton gewarnt werden.If the risk of aquaplaning is predicted in the long term, such as increasing vehicle speed with constant water level or predicted puddle / track groove through the cloud, engine torque can be reduced and the driver e.g. be warned by a display or a warning tone.

Bei akut gemessener Aquaplaninggefahr, wie einer plötzlichen tiefen Pfütze/Spurrille ohne Vorwarnung durch die Cloud kann als fahrdynamische Reaktion ebenfalls das Motormoment reduziert werden und der Fahrer z.B. durch eine Anzeige oder einen Warnton gewarnt werden.If there is an acute risk of aquaplaning, such as a sudden deep puddle / rutting groove without warning from the cloud, the engine torque can also be reduced as a dynamic response and the driver e.g. be warned by a display or a warning tone.

Die Ultraschallsensoren 106 können kalibriert werden, da jeder Sensor ein individuelles Grundrauschen misst. Dieses minimale Rauschen wird immer dann gelernt, wenn akustische Signale als Ursache auszuschließen oder unwahrscheinlich sind. Das gelernte individuelle Grundrauschen jedes Sensors wird immer vom gemessenen Rohwert abgezogen bevor es weiteren Berechnungen zur Verfügung gestellt wird. Das Kalibrieren kann auch unabhängig von der hiervorgestellten Berücksichtigung des Schräglagenwinkels α und/oder des Neigungswinkels θ beispielsweise bei mehrspurigen Fahrzeugen durchgeführt werden.The ultrasonic sensors 106 can be calibrated because each sensor measures an individual background noise. This minimal noise is always learned when acoustic signals can be excluded as a cause or are unlikely. The learned individual noise floor of each sensor is always subtracted from the measured raw value before it is made available for further calculations. The calibration can also be carried out independently of the consideration given here of the inclined angle α and / or the inclined angle θ, for example in the case of multi-lane vehicles.

Das Steuergerät im Kraftrad lernt für jeden einzelnen Sensor, wie hoch dessen geschwindigkeitsabhängiger, winkelabhängiger Geräuschpegel mindestens ist, wobei die gelernten Werte frühestens dann durch neue ersetzt werden, wenn sichergestellt werden kann, dass das Kraftrad auf trockener Fahrbahn gefahren ist. Die Information, ob das Kraftrad auf trockener Straße unterwegs ist, kann es z.B. über eine Mobilfunkverbindung aus dem Internet beziehen. Auch wenn die Schräglage des Kraftrads wiederholt einen bestimmten Grenzwert (der z.B. im Bereich 30° bis 40° liegen kann) überschreitet, kann davon ausgegangen werden, dass die Straße trocken ist.For each individual sensor, the control unit in the motorcycle learns at least how high its speed-dependent, angle-dependent noise level is, whereby the learned values are replaced by new ones at the earliest if it can be ensured that the motorcycle has been driven on a dry road. The information as to whether the motorcycle is on a dry road can e.g. Obtain from the Internet via a cellular connection. Even if the inclined position of the motorcycle repeatedly exceeds a certain limit (which can be, for example, in the range 30 ° to 40 °), it can be assumed that the road is dry.

Wenn der Geräuschpegel eines Sensors mit höherer Geschwindigkeit nicht ansteigt, dann wird ein Fehler erkannt und im Steuergerät abgespeichert. Dieser Fehler kann per Internet oder in der Werkstatt ausgelesen werden und gibt dem Fahrer bzw. der Werkstatt einen Hinweis darauf, nach Fehlern oder Verschmutzungen des Sensors zu suchen.If the noise level of a sensor does not rise at a higher speed, an error is recognized and saved in the control unit. This error can be read out on the Internet or in the workshop and gives the driver or the workshop an indication of how to look for errors or contamination of the sensor.

Das ABS- bzw. ESP-Steuergerät berechnet während einem Bremseingriff oder Anti-Schlupf-Eingriff einen (maximalen) Reibwert der Fahrbahn. Da die Feuchtigkeitsinformation viel öfter berechnet wird, als der Reibwert, kann nun Mithilfe dieser Information die Reibwertprognose auch zwischen zwei Berechnungen „bestimmt“ werden. Der Feuchtigkeitswert wird in einen Reibwertfaktor umgewandelt. Dieser Zusammenhang kann z. B. experimentell oder durch Messung bestimmt werden. Dabei wird bei der Reibwertberechnung innerhalb des ABS- bzw. ESP-Steuergerätes auch dieser Faktor miteinbezogen. Ändert sich nun der Faktor durch eine veränderte Feuchtigkeitsmessung, so ändert sich auch die Reibwertprognose. Damit kann auch eine Aussage über den Reibwertverlauf zwischen zwei Reibwertmessungen gemacht werden. In Summe wird das Steuergerät in die Lage versetzt viel feinfühliger Eingriffe vorzunehmen.The ABS or ESP control unit calculates a (maximum) coefficient of friction of the road surface during a brake intervention or anti-slip intervention. Since the moisture information is calculated much more often than the coefficient of friction, this information can now be used to "determine" the coefficient of friction forecast between two calculations. The moisture value is converted into a coefficient of friction. This relationship can e.g. B. can be determined experimentally or by measurement. This factor is also taken into account when calculating the coefficient of friction within the ABS or ESP control unit. If the factor changes due to a change in moisture measurement, the coefficient of friction forecast also changes. This also makes it possible to make a statement about the course of the coefficient of friction between two coefficient of friction measurements. All in all, the control unit is able to carry out a lot of sensitive interventions.

Weiter kann auch von einem hohen Reibwert ausgegangen werden, wenn gleichzeitig auch Kraftrad spezifisch große Schräglagewinkel auftreten oder große Beschleunigungswerte erreicht werden können.Furthermore, a high coefficient of friction can also be assumed if, at the same time, motorcycle specific large bank angles occur or large acceleration values can be achieved.

2 zeigt eine Darstellung von mehreren vernetzten Fahrzeugen 100, 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Zwei der Fahrzeuge 100 sind Zweiräder 100, wie sie beispielsweise in 1 dargestellt sind. Ein drittes Fahrzeug 200 ist ein Personenkraftwagen 200. Die Fahrzeuge 100, 200 sind durch ein Informationsnetzwerk 202 zum Verwalten von Fahrbahnzustandsinformationen vernetzt. Dabei können Fahrzeuge 100, wie in 1, die eine Vorrichtung zum Erkennen eines Fahrbahnzustands aufweisen, mit Fahrzeugen 200, die keine solche Vorrichtung aufweisen vernetzt werden. 2 shows a representation of several networked vehicles 100 . 200 according to an embodiment. Two of the vehicles 100 are two-wheelers 100 such as in 1 are shown. A third vehicle 200 is a passenger car 200 , The vehicles 100 . 200 are through an information network 202 networked for managing road condition information. Vehicles can 100 , as in 1 , which have a device for detecting a road condition, with vehicles 200 which do not have such a device are networked.

In einem hier dargestellten Situationsbeispiel fahren zwei Zweiräder 100 mit Vorrichtung und ein Fahrzeug 200 ohne Vorrichtung auf einer Straße 204. Die Fahrzeuge 100, 200 fahren in größeren Abständen hintereinander. Insbesondere fahren sie außer Sichtweite. Ein Streckenabschnitt 206 der Straße 204 weist einen geänderten Fahrbahnzustand auf. Hier ist die Straße 204 in dem Streckenabschnitt 206 nass oder es steht sogar Wasser auf der Fahrbahn. Das vorausfahrende Zweirad 100 mit Vorrichtung hat den Streckenabschnitt 206 erreicht. Die Vorrichtung erkennt den Fahrbahnzustand zumindest als nass, da die gemessenen Noisewerte in dem Streckenabschnitt 206 deutlich höher sind, als in einem trockenen Streckenabschnitt. Insbesondere ist das Rauschlevel höher, als ein Nasswert. Die Vorrichtung sendet eine Fahrbahnzustandsinformation 208 und eine Positionsinformation 210 an das Informationsnetzwerk 202. Die Fahrbahnzustandsinformation 208 enthält zumindest die Information über den als nass erkannten Fahrbahnzustand.In a situation example shown here, two two-wheelers are driving 100 with device and a vehicle 200 without a device on a street 204 , The vehicles 100 . 200 drive one after the other at larger intervals. In particular, they drive out of sight. A section of the route 206 the street 204 has a changed road condition. Here is the street 204 in the route section 206 wet or there is even water on the road. The two-wheeler in front 100 with device has the route section 206 reached. The device recognizes the road condition at least as wet, since the measured noise values in the section of the route 206 are significantly higher than in a dry section of the route. In particular, the noise level is higher than a wet level. The device sends road condition information 208 and position information 210 to the information network 202 , The road condition information 208 contains at least the information about the road condition recognized as wet.

Das zweite Zweirad 100 mit Vorrichtung hat den Streckenabschnitt 206 noch nicht erreicht. Das zweite Zweirad 100 fährt über trockene Straße 204. Auch das zweite Zweirad 100 übermittelt Informationen an das Informationsnetzwerk 202. Da der Fahrbahnzustand als normal erkannt wird, wird hier nur die Positionsinformation 210 übermittelt. The second two-wheeler 100 with device has the route section 206 not reached yet. The second two-wheeler 100 drives over dry road 204 , The second two-wheeler too 100 transmits information to the information network 202 , Since the road condition is recognized as normal, only the position information is shown here 210 transmitted.

Eine Position des Fahrzeugs 200 ist hier zumindest näherungsweise aus anderen Quellen bekannt. Im Informationsnetzwerk 202 werden die Positionen der Fahrzeuge 100, 200 zueinander in Bezug gesetzt. Dabei wird erkannt, dass sich das zweite und dritte Fahrzeug 100, 200 kurz vor dem nassen Streckenabschnitt 206 befinden und diesen bald erreichen werden. Daher wird eine Warnmeldung 212 vor Nässe an das zweite und dritte Fahrzeug 100, 200 gesandt. So können Fahrerassistenzsysteme und/oder die Fahrer des zweiten und dritten Fahrzeugs 100, 200 entsprechend reagieren, beispielsweise indem sie die Geschwindigkeit und/oder Sicherheitsabstand an die zu erwartenden nassen Straßenverhältnisse anpassen.A position of the vehicle 200 is at least approximately known from other sources. In the information network 202 are the positions of the vehicles 100 . 200 related to each other. It is recognized that the second and third vehicle 100 . 200 just before the wet section 206 and will reach it soon. Therefore, a warning message appears 212 from getting wet on the second and third vehicle 100 . 200 sent. So driver assistance systems and / or the drivers of the second and third vehicle 100 . 200 react accordingly, for example by adapting the speed and / or safety distance to the expected wet road conditions.

Das Zweirad 100 meldet den berechneten Wasserstand und die Standardabweichung zusammen mit der GPS-Position und ggf. der aktuellen Fahrspur bzw. Fahrtrichtung über eine Mobilfunkverbindung an die Cloud, die diese Daten zusammen mit den Daten weiterer Fahrzeuge 100 und mit anderen Wetterdaten 214 fusioniert und plausibilisiert. Auch Fahrzeuge 200, die den Wasserstand selbst nicht berechnen können, können die vorhergesagten maximalen Wasserstände oder noch sicheren Maximalgeschwindigkeiten für die nächsten wahrscheinlichen Routenabschnitte von der Cloud abrufen.The two-wheeler 100 reports the calculated water level and the standard deviation together with the GPS position and, if applicable, the current lane or direction to the cloud via a mobile phone connection, which then sends this data together with the data of other vehicles 100 and with other weather data 214 merged and checked for plausibility. Even vehicles 200 who cannot calculate the water level themselves can retrieve the predicted maximum water levels or safe maximum speeds for the next likely route sections from the cloud.

Aquaplaning kann früher und zuverlässiger erkannt werden. Eine Vorhersage von Aquaplaning ist möglich. Der Fahrer kann früher vor Aquaplaning gewarnt werden. Das Kraftrad kann (besser) auf vorhergesagtes und plötzliches Aquaplaning reagieren. Unfälle aufgrund von Aquaplaning können besser vermieden werden. Die Wasserstandsdaten können dem Wetterdienst zurückgespielt werden, der daraufhin seine Wettermodelle besser mit Daten versorgen und somit z.B. eine bessere Hochwasserwarnung berechnen kann. Bei dauerhaften und sporadischen Defekten wird die Fehlersuche durch die zusätzliche Umgebungsinformation erleichtert. Das Erkennen von feuchtigkeitsbedingtem geringerem Reibwert auf der Fahrbahn wird ermöglicht. Aquaplaning can be recognized earlier and more reliably. A prediction of aquaplaning is possible. The driver can be warned of aquaplaning earlier. The motorcycle can (better) react to predicted and sudden aquaplaning. Accidents due to aquaplaning can be better avoided. The water level data can be fed back to the weather service, which then provides its weather models with better data and thus e.g. can calculate a better flood warning. In the case of permanent and sporadic defects, troubleshooting is made easier by the additional environmental information. The detection of moisture-related lower friction on the road is made possible.

Alternativ kann die Bestimmung der Fahrbahnnässe auch durch Video bzw. Radar umgesetzt werden. Die Auswertung über Ultraschallsensoren führt jedoch aktuell zu besseren und genaueren Vorhersagen.Alternatively, the determination of the road wetness can also be implemented by video or radar. However, the evaluation using ultrasonic sensors currently leads to better and more accurate predictions.

Das Verfahren kann prinzipiell in allen Krafträdern mit Ultraschallsensoren eingesetzt werden. Da nur ein bereits berechnetes Signal auf den CAN-Bus zur Verfügung gestellt und aufgrund dieses Signals eine Warnung an den Fahrer ausgegeben wird, ist eine Minimal-Umsetzung mit Softwareänderungen an Ultraschallsteuergerät und HMI sehr kostengünstig möglich.In principle, the method can be used in all motorcycles with ultrasonic sensors. Since only a signal that has already been calculated is made available on the CAN bus and a warning is issued to the driver based on this signal, minimal implementation with software changes to the ultrasound control unit and HMI is possible at very low cost.

3 zeigt eine Darstellung eines in Sensordaten 110 enthaltenen Sensorsignals 112 und eines verwendeten Signalanteils 114 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Sensordaten 110 entsprechen dabei im Wesentlichen den Sensordaten in 1. Das Sensorsignal 112 und der Signalanteil 114 sind in einem Diagramm dargestellt, das auf seiner Abszisse eine Zeit und auf seiner Ordinate eine Intensität angetragen hat. Der Signalanteil 114 ist hier der Noisewert 114. Das Sensorsignal 112 bildet ein an einem Sensor empfangenes Echo 300 eines von dem Sensor ausgesendeten Signals ab. Die Zeit repräsentiert hier eine Laufzeit des Signals und des Echos 300. Ein Verlauf des Sensorsignals 112 beginnt an einem Sendezeitpunkt des Signals. Das Signal ist nicht dargestellt. Das Signal ist hier ein Ultraschallsignal. Das Ultraschallsignal breitet sich von dem Sensor mit Schallgeschwindigkeit aus. Wenn das Ultraschallsignal auf ein Objekt trifft, wird es zurückgeworfen beziehungsweise reflektiert und breitet sich wieder mit Schallgeschwindigkeit aus. Das dargestellte Echo 300 bildet den Anteil des ausgesendeten Signals ab, der am Sensor zu einem Empfangszeitpunkt erfasst wird. Je kürzer eine Zeitdauer zwischen dem Sendezeitpunkt und dem Empfangszeitpunkt des Echos 300 ist, umso geringer ist ein Abstand zwischen dem Sender und dem Objekt. 3 shows a representation of a sensor data 110 contained sensor signal 112 and a signal component used 114 according to an embodiment. The sensor data 110 correspond essentially to the sensor data in 1 , The sensor signal 112 and the signal portion 114 are shown in a diagram that plots a time on its abscissa and an intensity on its ordinate. The signal portion 114 here is the noise value 114 , The sensor signal 112 forms an echo received at a sensor 300 a signal emitted by the sensor. The time here represents a transit time of the signal and the echo 300 , A course of the sensor signal 112 starts at the time the signal is sent. The signal is not shown. The signal here is an ultrasound signal. The ultrasonic signal propagates from the sensor at the speed of sound. When the ultrasonic signal hits an object, it is reflected or reflected and spreads again at the speed of sound. The echo shown 300 depicts the portion of the transmitted signal that is recorded at the sensor at the time of reception. The shorter a time period between the transmission time and the reception time of the echo 300 the smaller the distance between the transmitter and the object.

Bis das Echo 300 empfangen wird, bildet der Sensor ein Hintergrundgeräusch 302 in dem Sensorsignal 106 ab. Das Echo 300 weist hier eine deutlich höhere Intensität als das Hintergrundgeräusch 302 auf. Um das Echo 300 vom Hintergrundgeräusch 302 unterscheiden zu können, wird der Noisewert 114 aus dem Hintergrundgeräusch 302 ermittelt. Der Noisewert 114 beruht auf einem gleitenden Mittelwert des Sensorsignals 112. Zusätzlich ist der Noisewert 114 gegenüber dem Mittelwert geringfügig hin zu größeren Intensitäten verschoben. Das Echo 300 ist kurz und weist eine große Flankensteilheit auf. Dadurch übersteigt die Intensität des Echos 300 den Noisewert 114 wesentlich. Je stärker das Echo 300 den Noisewert 114 übersteigt, umso größer ist die Wahrscheinlichkeit tatsächlich ein an dem Objekt reflektiertes Echo 300 erkannt zu haben. Umgekehrt ist die Erkennungswahrscheinlichkeit umso geringer, je schwächer das Echo 300 im Vergleich mit dem Noisewert 114 ist.Until the echo 300 is received, the sensor forms a background noise 302 in the sensor signal 106 from. The echo 300 shows a significantly higher intensity than the background noise 302 on. To the echo 300 from the background noise 302 To be able to distinguish is the noise value 114 from the background noise 302 determined. The noise value 114 is based on a moving average of the sensor signal 112 , In addition, the noise value 114 slightly shifted towards higher intensities compared to the mean. The echo 300 is short and has a steep slope. As a result, the intensity of the echo exceeds 300 the noise value 114 essential. The stronger the echo 300 the noise value 114 exceeds, the greater the probability is actually an echo reflected on the object 300 to have recognized. Conversely, the weaker the echo, the lower the probability of detection 300 compared to the noise value 114 is.

Der Noisewert 114 bildet also eine Lautstärke des Hintergrundgeräuschs 302 ab. Das Hintergrundgeräusch 302 ist unter anderem abhängig von dem Fahrbahnzustand. Wenn die Fahrbahn nass ist, ist das Hintergrundgeräusch 302 lauter. der Noisewert 114 ist in den Sensordaten abgebildet.The noise value 114 thus forms a volume of the background noise 302 from. The Background noise 302 is dependent, among other things, on the condition of the road. When the road is wet, the background noise is 302 volume up. the noise value 114 is shown in the sensor data.

Zusätzlich zu dem beschriebenen Noisewert 114 kann während eines bestimmten Zeitabschnitts des Sensorsignals 112 ein Clutterwert berechnet werden.In addition to the described noise value 114 can during a certain period of the sensor signal 112 a clutter value can be calculated.

Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.In conclusion, it should be pointed out that terms such as "showing", "comprehensive", etc. do not exclude other elements or steps, and terms such as "one" or "on" do not exclude a large number. Reference signs in the claims are not to be viewed as a restriction.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102017212707 [0002]
DE 102017219898 [0002]

Claims

Method for recognizing a roadway condition in the area of a two-wheeler (100) using sensor data (110) from an acoustic sensor system (104) of the two-wheeler (100), characterized in that at least one sensor signal (112) from a sensor (106) of the sensor system (104 ) is selected from the sensor data (110) using a pitch angle (θ) and / or a banking angle (α) of the two-wheeler (100) and at least one signal component (114, 118) of the selected sensor signal (112) is evaluated to determine a current one Recognizing the state of the road, the signal portion (114, 118) being evaluated using at least one empirical value (124) of the signal portion (114, 118) associated with a road state.

Procedure according to Claim 1 , in which the signal component (114, 118) is selected using the pitch angle (θ) and / or banking angle (α).

Method according to one of the preceding claims, in which a noise value (114) and / or a clutter value (118) of the sensor signal (112) are evaluated as the signal component (114, 118).

Method according to one of the preceding claims, in which a dry state is recognized as the current roadway state when a value of the signal component (114, 118) is less than a damp value, a wet state is recognized as the current roadway state when the value of the signal component (114, 118 ) is greater than the moisture value, a wet state is recognized as the current road surface condition if the value of the signal component (114, 118) is greater than a wet value, and / or an aquaplaning state is recognized as the current road surface state if the value of the signal component (114, 118) is greater than an aquaplaning value.

Method according to one of the preceding claims, in which an intervention threshold (126) for a driver assistance system (128) of the two-wheeler (100) is set using the currently recognized road condition.

Method according to one of the preceding claims, in which a water level in the region of the two-wheeler (100) is recognized as the roadway state, different water levels being assigned different expected values (124).

Method according to one of the preceding claims, in which roadway state information (208) representing the current roadway state and position information (210) representing a current position of the two-wheeler (100) are provided for a higher-level information network (202) and / or roadway state information representing the current roadway state (208) for expected future positions of the two-wheeler (100) are provided by the higher-level information network (202).

Device (102) for recognizing a roadway condition, the device (102) being designed to carry out, implement and / or control the method according to one of the preceding claims in corresponding devices.

Computer program product which is set up to implement the method according to one of the Claims 1 to 7 execute, implement and / or control.

Machine-readable storage medium on which the computer program product according to Claim 9 is saved.