DE102018214882A1 - Method for determining a maximum coefficient of friction between a vehicle tire and a road and method for controlling a vehicle - Google Patents

Method for determining a maximum coefficient of friction between a vehicle tire and a road and method for controlling a vehicle Download PDF

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Christian Lellmann
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts 155 zwischen einem Fahrzeugreifen 105 und einer Fahrbahn 110, wobei das Verfahren zunächst einen Schritt des Einlesens aufweist, bei dem ein Umgebungssignal 150, das eine Umgebung eines Fahrzeugs 115 repräsentiert, eingelesen wird und wobei sich das Fahrzeug 115 an einer durch Positionsdaten 145 repräsentierten Position befindet. Weiterhin weist das Verfahren einen Schritt des Bestimmens auf, bei dem eine Reibwert-Schlupf-Referenzkurve unter Verwendung des eingelesenen Umgebungssignals 150 bestimmt wird, wobei die bestimmte Reibwert-Schlupf-Referenzkurve mittels eines vorbestimmten Faktors skaliert wird, um den maximalen Reibwert 155 zwischen dem Fahrzeugreifen 105 und der Fahrbahn 110 zu erhalten.

Figure DE102018214882A1_0000
The invention relates to a method for determining a maximum coefficient of friction 155 between a vehicle tire 105 and a roadway 110, the method first comprising a step of reading in, in which an environmental signal 150, which represents an environment of a vehicle 115, is read in, and in which the Vehicle 115 is located at a position represented by position data 145. The method further comprises a step of determining, in which a coefficient of friction slip reference curve is determined using the read-in ambient signal 150, the determined coefficient of friction slip reference curve being scaled by a predetermined factor by the maximum coefficient of friction 155 between the vehicle tire 105 and roadway 110.
Figure DE102018214882A1_0000

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.The invention is based on a device or a method according to the type of the independent claims. The present invention also relates to a computer program.

Bei automatisierten und/oder hochautomatisierten Fahrfunktionen kann das Fahrzeug auch ohne das Zutun eines Fahrers kritische Situationen selbstständig bewältigen. Idealerweise sollte das Fahrzeug präventiv kritische Situationen vermeiden können. Hierbei spielt das Thema der Vernetzung von Fahrzeugen eine wichtige Rolle. Bereits heute können vernetzte Fahrzeuge durch Prävention und Prädiktion von Ereignissen und Zuständen deutliche Verbesserungen des Fahrkomforts und der Fahrsicherheit mit sich bringen.With automated and / or highly automated driving functions, the vehicle can deal with critical situations independently without the driver having to do anything. Ideally, the vehicle should be able to prevent critical situations in a preventive manner. The topic of vehicle networking plays an important role here. Connected vehicles can already bring about significant improvements in driving comfort and driving safety through the prevention and prediction of events and conditions.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn, ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich 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.Against this background, the approach presented here presents a method for determining a maximum coefficient of friction between a vehicle tire and a road, a method for controlling a vehicle, a device using this method, and finally a corresponding computer program according to the main claims. The measures listed in the dependent claims allow advantageous developments and improvements of the device specified in the independent claim.

Der hier vorgestellte Ansatz beruht auf der Tatsache, dass eine fahrzeugexterne und/oder fahrzeuginterne Recheneinheit genutzt werden kann, um die Schätzung eines maximalen Kraftschlusspotentials auf Fahrbahnen zu verbessern, deren Reibwert-Schlupf-Charakteristik sich signifikant in ihrer Form von der von trockenem Asphalt unterscheidet.The approach presented here is based on the fact that an in-vehicle and / or in-vehicle arithmetic unit can be used to improve the estimation of a maximum adhesion potential on road surfaces, the friction coefficient-slip characteristic of which differs significantly in shape from that of dry asphalt.

Es wird ein Verfahren zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

  • Einlesen eines Umgebungssignals, das eine Umgebung eines Fahrzeugs repräsentiert, wobei sich das Fahrzeug an einer durch Positionsdaten repräsentierten Position befindet; und
  • Bestimmen einer Reibwert-Schlupf-Referenzkurve unter Verwendung des Umgebungssignals, wobei die bestimmte Reibwert-Schlupf-Referenzkurve mittels eines vorbestimmten Faktors skaliert wird, um den maximalen Reibwert zwischen dem Fahrzeugreifen und der Fahrbahn zu erhalten.
A method for determining a maximum coefficient of friction between a vehicle tire and a roadway is presented, the method comprising the following steps:
  • Reading in an environmental signal representing an environment of a vehicle, the vehicle being at a position represented by position data; and
  • Determining a coefficient of friction-slip reference curve using the ambient signal, the determined coefficient of friction-slip reference curve being scaled by means of a predetermined factor in order to obtain the maximum coefficient of friction between the vehicle tire and the road surface.

Unter einem Umgebungssignal können generierte Daten verstanden werden, die einen physikalischen Parameter repräsentieren, welcher in der Umgebung eines Fahrzeugs herrscht. Hierbei dienen die Positionsdaten des Fahrzeugs einer Standortbestimmung in Echtzeit, wobei auf Grundlage der Position des Fahrzeugs beispielsweise eine fahrzeugexterne Recheneinheit aktuelle Wetterdaten für den Standort des Fahrzeugs sowie aktuelle Fahrbahnuntergrunddaten für den Standort des Fahrzeugs in Form des Umgebungssignals an das Fahrzeug bereitstellen kann. Unter einer Reibwert-Schlupf-Referenzkurve kann ein Zusammenhang verstanden werden, der einem Reibwert einen Schlupf zuordnet. Hierbei kann es sich bei einer Reibwert-Schlupf-Referenzkurve um eine Referenzkurve zur Anschauung einer Auswirkung eines aktuellen Schlupfzustands auf den Reibwert des Fahrzeugs handeln. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Fahrzeug zur Personenbeförderung, beispielsweise ein hochautomatisiert fahrendes Fahrzeug, handeln.An environmental signal can be understood to mean generated data that represent a physical parameter that prevails in the environment of a vehicle. Here, the position data of the vehicle serve to determine the location in real time, and based on the position of the vehicle, for example, a computing unit external to the vehicle can provide current weather data for the location of the vehicle and current road surface data for the location of the vehicle in the form of the ambient signal to the vehicle. A coefficient of friction-slip reference curve can be understood as a relationship that assigns a slip to a coefficient of friction. Here, a coefficient of friction-slip reference curve can be a reference curve for viewing an effect of a current slip state on the coefficient of friction of the vehicle. The vehicle can be a vehicle for the transportation of people, for example a highly automated vehicle.

Je nach Jahreszeit und Wetter kann sich eine Griffigkeit von Fahrbahnoberflächen ändern. Ein automatisiert und/oder hochautomatisiert fahrendes Fahrzeug sollte ein Fahrverhalten in diesem Falle entsprechend anpassen können, um kritische Situationen zu vermeiden. So kann eine Reibung zahlreiche Abläufe beim Fahren eines Fahrzeugs bestimmen, so wie beispielsweise das Anfahren, Beschleunigen und/oder Bremsen. Zwar spielen bei der Reibung zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahnoberfläche nach wie vor Radlast und Reibungskoeffizient die wichtigsten Rollen, beide Größen werden darüber hinaus stark durch dynamische Vorgänge und eine Anzahl weiterer Faktoren beeinflusst. Der Reibbeiwert ist in diesem Zusammenhang keine Konstante, sondern variiert unter anderem in Abhängigkeit von einem Schlupf. Mit zunehmenden Kräften, die vom Fahrzeugreifen auf die Fahrbahn übertragen werden, beginnt der Fahrzeugreifen mehr und mehr zu radieren. Diesen Vorgang nennt man Schlupf und meint damit die Relativbewegung zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und Reifenumfangsgeschwindigkeit. Im Extremfall, bei haltlos durchdrehenden oder völlig blockierten Rädern, herrscht hundertprozentiger Schlupf, wobei ein Reifen selbst dann noch Kräfte auf die Fahrbahn bringt.Depending on the season and the weather, the grip of road surfaces can change. In this case, an automated and / or highly automated vehicle should be able to adapt driving behavior accordingly in order to avoid critical situations. Friction can determine numerous processes when driving a vehicle, such as starting, accelerating and / or braking. While wheel load and coefficient of friction still play the most important roles in the friction between a vehicle tire and a road surface, both variables are also strongly influenced by dynamic processes and a number of other factors. In this context, the coefficient of friction is not a constant, but varies, among other things, depending on a slip. With increasing forces that are transferred from the vehicle tire to the road, the vehicle tire begins to erase more and more. This process is called slippage and means the relative movement between vehicle speed and tire peripheral speed. In extreme cases, with wheels spinning at a standstill or completely blocked, there is one hundred percent slippage, with a tire still exerting force on the road.

Mittels bestehender Sensorikeinrichtungen und Modellen aus ESP-System und Lenksystemen ist eine Abschätzung eines aktuell ausgenutzten Kraftschlusspotentials eines Fahrzeugs möglich. Bei einem Beschleunigen oder Verzögern des Fahrzeugs ermitteln die Reibwertschätzer die hierbei ausgenutzten Reibwerte. Bei einem aktiven Regeleingriff bestimmter Sicherheitssysteme, wie beispielsweise ABS, TCS, ESP oder EPS, kann der vorhandene Reibwert exakt ermittelt werden. Im Freirollfall eines Fahrzeugs, das heißt ohne Beschleunigung oder Verzögerung, kann allerdings kein Fahrbahnreibwert geschätzt werden. Um aber beispielsweise eine Reibwertkarte zu erstellen, ist es wichtig, so oft wie möglich Reibwerte zu ermitteln. Mittels eines Skalierungsansatzes basierend auf der normierten Reibwert-Schlupf-Charakteristik eines Reifens auf trockenem Asphalt kann das maximale Kraftschlusspotential zwischen Reifen und Fahrbahn geschätzt werden. Der Arbeitsbereich dieser Schätzfunktion ist der Teilbrems- und Teilbeschleunigungsbereich und liegt somit außerhalb des typischen Arbeitsbereiches von Stabilitätsreglern, was das Potential bietet die Verfügbarkeit von Reibwertschätzungen, beispielsweise zur Anwendung im Rahmen einer Reibwertkarte, stark zu erhöhen.Using existing sensor systems and models from the ESP system and steering systems, it is possible to estimate a vehicle's currently utilized adhesion potential. When the vehicle accelerates or decelerates, the coefficient of friction estimates determine the coefficient of friction used here. With active control intervention by certain safety systems, such as ABS, TCS, ESP or EPS, the existing coefficient of friction can be determined exactly. When a vehicle rolls freely, i.e. without acceleration or Deceleration, however, no road surface friction can be estimated. However, in order to create a coefficient of friction map, for example, it is important to determine the coefficient of friction as often as possible. Using a scaling approach based on the standardized coefficient of friction-slip characteristics of a tire on dry asphalt, the maximum adhesion potential between the tire and the road can be estimated. The working range of this estimation function is the partial braking and partial acceleration range and is therefore outside the typical working range of stability controllers, which offers the potential to greatly increase the availability of friction value estimates, for example for use in the context of a coefficient of friction map.

Die Vorteile des hier vorgestellten Ansatzes liegen insbesondere darin, dass eine fahrzeugexterne und/oder fahrzeuginterne Recheneinheit genutzt werden kann, um die Schätzung eines maximalen Kraftschlusspotentials auf Fahrbahnen zu verbessern, deren Reibwert-Schlupf-Charakteristik sich signifikant in ihrer Form von der von trockenem Asphalt unterscheidet. Hierzu können vorteilhaft eine Vielzahl von Daten verschiedener Einrichtungen, wie beispielsweise von Umfeldsensorikeinrichtungen mehrerer Fahrzeuge und/oder eine Mehrzahl von Online-Diensten, genutzt werden. Dank der Nutzung dieser kollektiven Intelligenz haben einzelne Datenfehler verschiedener Sensoriken kaum Auswirkungen und statistische Auswertungen liefern gute Ergebnisse. Da es verhältnismäßig schwierig, aufwändig und kostspielig ist, ein maximales Kraftschlusspotential konventionell zu bestimmen, können hohe Einsparungen durch den hier vorgestellten Verfahrensansatz erzielt werden. Darüber hinaus braucht eine Reibwertschätzung im Fahrzeug auch nicht für jedes Fahrzeug aufwendig appliziert werden. Dies kann beispielsweise die fahrzeugexterne Recheneinheit automatisiert übernehmen.The advantages of the approach presented here are, in particular, that an in-vehicle and / or in-vehicle computing unit can be used to improve the estimation of a maximum adhesion potential on road surfaces whose friction coefficient-slip characteristic differs significantly in shape from that of dry asphalt . For this purpose, a large number of data from different devices, such as, for example, environmental sensor devices of several vehicles and / or a plurality of online services, can advantageously be used. Thanks to the use of this collective intelligence, individual data errors from different sensor systems have little effect and statistical evaluations provide good results. Since it is relatively difficult, time-consuming and costly to determine a maximum adhesion potential conventionally, high savings can be achieved through the method approach presented here. In addition, an estimation of the friction value in the vehicle does not need to be applied in a complex manner for every vehicle. This can be done automatically by the computing unit external to the vehicle, for example.

Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens ein Umgebungssignal eingelesen werden, das aktuelle Wetterdaten für die Umgebung des Fahrzeugs und/oder aktuelle Fahrbahnuntergrunddaten für die Umgebung des Fahrzeugs repräsentiert. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet hierbei den Vorteil, dass in Abhängigkeit des Informationsgehalts des Umgebungssignals, sprich der aktuellen Wetterdaten sowie des aktuellen Fahrbahnuntergrunds, das Fahrzeug selbstständig darüber entscheiden kann, welche Reibwert-Schlupf-Referenzkurve aus einer Mehrzahl von gespeicherten Reibwert-Schlupf-Referenzkurven als die zu aktualisierende Reibwert-Schlupf-Referenzkurve bestimmt wird.According to one embodiment, an environmental signal can be read in the reading step, which represents current weather data for the environment of the vehicle and / or current road surface data for the environment of the vehicle. Such an embodiment of the approach presented here offers the advantage that, depending on the information content of the ambient signal, i.e. the current weather data and the current road surface, the vehicle can independently decide which coefficient of friction-slip reference curve from a plurality of stored coefficient of friction slip -Reference curves is determined as the coefficient of friction-slip reference curve to be updated.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Aussendens von Positionsdaten an eine fahrzeugexterne Recheneinheit aufweisen, wobei die Positionsdaten eine Position des Fahrzeugs repräsentieren, wobei der Schritt des Einlesens des Umgebungssignals ansprechend auf die ausgesendeten Positionsdaten auf einer fahrzeuginternen Recheneinheit erfolgt. According to a further embodiment, the method can have a step of sending position data to an arithmetic unit external to the vehicle, the position data representing a position of the vehicle, the step of reading in the environmental signal taking place in response to the emitted position data on an arithmetic unit inside the vehicle.

Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil, dass die Positionsdaten des Fahrzeugs einer Standortbestimmung des Fahrzeugs in Echtzeit dienen können, wobei auf Grundlage der Position des Fahrzeugs die fahrzeugexterne Recheneinheit aktuelle Wetterdaten für den Standort des Fahrzeugs sowie aktuelle Fahrbahnuntergrunddaten für den Standort des Fahrzeugs an das Fahrzeug bereitstellen kann.Such an embodiment of the approach presented here offers the advantage that the position data of the vehicle can be used to determine the position of the vehicle in real time, with the vehicle-external computing unit, based on the position of the vehicle, current weather data for the location of the vehicle and current road surface data for the location of the vehicle can provide to the vehicle.

Ferner kann gemäß einer Ausführungsform im Schritt des Bestimmens ansprechend auf eine erkannte Wetter- und/oder Fahrbahnuntergrundbedingung fahrzeugintern auf ein separates Kennfeld für eine Reibwert-Schlupf-Charakteristik umgeschaltet werden, insbesondere für eine trockene, nasse, schneebedeckte oder vereiste Fahrbahn. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet hierbei den Vorteil, dass sich durch das Kennfeld beispielsweise eine Fahrcharakteristik ändern kann, die einem aktuellen Fahrzeugzustand und/oder einem aktuellen Umgebungszustand des Fahrzeugs angepasst wird.Furthermore, according to one embodiment, in the determination step in response to a recognized weather and / or road surface condition, the vehicle can switch over to a separate characteristic map for a coefficient of friction-slip characteristic, in particular for a dry, wet, snow-covered or icy roadway. Such an embodiment of the approach presented here offers the advantage that, for example, the characteristic diagram can change a driving characteristic that is adapted to a current vehicle state and / or a current environmental state of the vehicle.

Darüber hinaus kann gemäß einer Ausführungsform im Schritt des Bestimmens eine Skalierung der Reibwert-Schlupf-Referenzkurve mit dem vorbestimmten Faktor erfolgen, wobei der vorbestimmte Faktor einen Wert zwischen 0 und 1 aufweist. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil, dass mittels des Skalierungsfaktors, das Kennfeld entsprechend einer erkannten Wetter- und/oder Fahrbahnuntergrundbedingung fahrzeugintern und/oder fahrzeugextern verändert bzw. angepasst werden kann.In addition, according to one embodiment, the coefficient of friction-slip reference curve can be scaled by the predetermined factor in the determining step, the predetermined factor having a value between 0 and 1. Such an embodiment of the approach presented here offers the advantage that by means of the scaling factor, the map can be changed or adapted in accordance with a recognized weather and / or road surface condition inside and / or outside the vehicle.

In einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Bestimmens die zu aktualisierende Reibwert-Schlupf-Referenzkurve aus einer Mehrzahl von gespeicherten Reibwert-Schlupf-Referenzkurven unter Verwendung des Umgebungssignals ermittelt werden. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet hierbei den Vorteil, dass eine fahrzeuginterne und/oder fahrzeugexterne Speicherung sämtlicher Reibwert-Schlupf-Charakteristika eines Fahrzeugreifens auf unterschiedlichen Fahrbahnuntergrundbedingungen, einen schnellen und unkomplizierten Zugriff auf diese Daten ermöglicht, ohne, dass wiederkehrend eine aufwendige Reibwertschätzung im Fahrzeug und/oder auf einer fahrzeugexternen Recheneinheit durchgeführt werden braucht. Hierbei kann die Datensammlung der Reibwert-Schlupf-Charakteristika stetig aktualisiert und vergrößert werden, um zukünftig noch bessere Ergebnisse einer Reibwertschätzung zu erhalten.In a further embodiment, in the determining step, the coefficient of friction-slip reference curve to be updated can be determined from a plurality of stored coefficient of friction-slip reference curves using the ambient signal. Such an embodiment of the approach presented here offers the advantage that an in-vehicle and / or external storage of all the coefficient of friction-slip characteristics of a vehicle tire on different road surface conditions enables quick and uncomplicated access to this data, without the need for recurring time-consuming friction value estimation in the Vehicle and / or needs to be performed on a computing unit external to the vehicle. The data collection of the coefficient of friction-slip characteristics can be continuously updated and updated be enlarged in order to obtain even better results of a friction estimation in the future.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens aufweisen, bei dem ein Reibwertsignal an eine fahrzeugexterne Recheneinheit und/oder über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle an weitere Fahrzeuge, die sich in dem Umfeld des Fahrzeugs befinden, bereitgestellt wird. Hierbei kann das Reibwertsignal einen für die Umgebung des Fahrzeugs gültigen maximalen Reibwert zur Einstellung der adäquaten Reibwert-Schlupf-Referenzkurve für die weiteren Fahrzeuge repräsentieren. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil, dass eine Information zu einem aktuell gültigen Reibwert in einer Fahrzeugumgebung schnell, einfach und effektiv mit weiteren Fahrzeugen, die sich in der Fahrzeugumgebung befinden, geteilt werden kann, sodass die sich in dem Umfeld des Fahrzeugs befindlichen weiteren Fahrzeuge unter Umständen darauf vorbereiten können langsam und vorausschauend zu fahren, wodurch eine Verkehrssicherheit erhöht werden kann.According to one embodiment, the method can have a step of providing, in which a coefficient of friction signal is provided to a computing unit external to the vehicle and / or via a vehicle-to-vehicle communication interface to other vehicles that are located in the surroundings of the vehicle. Here, the coefficient of friction signal can represent a maximum coefficient of friction valid for the surroundings of the vehicle for setting the adequate coefficient of friction-slip reference curve for the other vehicles. Such an embodiment of the approach presented here offers the advantage that information on a currently valid coefficient of friction in a vehicle environment can be shared quickly, easily and effectively with other vehicles that are in the vehicle environment, so that they are in the vehicle's environment Preparing other vehicles under certain circumstances can prepare to drive slowly and with foresight, which can increase traffic safety.

Schließlich kann gemäß einer Ausführungsform der Schritt des Aussendens und/oder der Schritt des Einlesens und/oder der Schritt des Bestimmens und/oder der Schritt des Bereitstellens wiederholt und/oder zyklisch wiederholt ausgeführt werden. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet hierbei den Vorteil, dass das Bestimmen eines maximalen Reibwerts zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn so oft wiederholt wird, bis eine Skalierung der zu aktualisierenden Reibwert-Schlupf-Kurve optimal auf die aktuell vorherrschenden Fahrumgebungsbedingen sowie einen Fahrzeugzustand angepasst wurde.Finally, according to one embodiment, the step of sending out and / or the step of reading in and / or the step of determining and / or the step of providing can be repeated and / or repeated cyclically. Such an embodiment of the approach presented here offers the advantage that the determination of a maximum coefficient of friction between a vehicle tire and a roadway is repeated until a scaling of the coefficient of friction-slip curve to be updated is optimally adapted to the currently prevailing driving environment conditions and a vehicle state has been.

Es wird ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

  • die Schritte entsprechend einem Verfahren zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn; und
  • Steuern des Fahrzeugs unter Verwendung des maximalen Reibwerts.
A method for controlling a vehicle is presented, the method comprising the following steps:
  • the steps corresponding to a method for determining a maximum coefficient of friction between a vehicle tire and a road; and
  • Control the vehicle using the maximum coefficient of friction.

Eines oder mehrere der hier vorgestellten Verfahren kann/können beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einer Vorrichtung oder einem Steuergerät implementiert sein.One or more of the methods presented here can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a device or a control device.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte eines der hier vorgestellten Verfahren 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.The approach presented here also creates a device which is designed to carry out, control or implement the steps of one of the methods presented here in corresponding devices. This embodiment variant of the invention in the form of a device can also be used to quickly and efficiently achieve the object on which the invention is based.

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 EEPROM 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 einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.For this purpose, the device can have at least one computing unit for processing signals or data, at least one storage 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 Actuator and / or at least one communication interface for reading in or outputting data which are embedded in a communication protocol. The computing unit can be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, and the storage unit can be a flash memory, an EEPROM or a magnetic storage unit. The communication interface can be designed to read or output data wirelessly and / or line-bound, wherein a communication interface that can read or output line-bound data can read this data, for example electrically or optically, from a corresponding data transmission line or can output it to a corresponding data transmission line.

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 the present case, a device can be understood to mean an electrical device that processes sensor signals and outputs control and / or data signals as a function thereof. The device can have an interface that can be designed in terms of hardware and / or software. In the case of a hardware configuration, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains the most varied functions of the device. However, it is also possible that the interfaces are separate, integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In the case of software-based training, the interfaces can be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside 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.

Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

  • 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 2 ein schematischer Systemaufbau zur Verwendung eines Verfahrens zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn;
  • 3 eine schematische Darstellung einer Auswirkung eines aktuellen Schlupfzustands auf einen Reibwert eines Fahrzeugreifens gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
  • 4 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Embodiments of the approach presented here are shown in the drawings and explained in more detail in the following description. It shows:
  • 1 a block diagram of a device for determining a maximum coefficient of friction between a vehicle tire and a roadway according to an embodiment;
  • 2 a schematic system structure for using a method for determining a maximum coefficient of friction between a vehicle tire and a road;
  • 3 a schematic representation of an effect of a current slip state on a coefficient of friction of a vehicle tire according to an embodiment; and
  • 4 a flowchart of an embodiment of a method for determining a maximum coefficient of friction between a vehicle tire and a roadway according to an embodiment.

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.In the following description of favorable exemplary embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements which have a similar effect in the various figures, and a repeated description of these elements is omitted.

1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 100 zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts zwischen einem Fahrzeugreifen 105 und einer Fahrbahn 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 110 auf einem Fahrzeug 115 angeordnet. Bei dem Fahrzeug 115 kann es sich um ein Fahrzeug 115 für hochautomatisiertes Fahren handeln. Zusätzlich oder alternativ kann die Vorrichtung 100 auch auf einer fahrzeugexternen Recheneinheit 120 angeordnet sein. Bei einer fahrzeugexternen Recheneinheit 120 kann es sich beispielsweise um eine Cloud handeln, auf der Daten verschiedener Server gesammelt werden und online von jedem Ort aus wieder abrufbar sind. Eine Anordnung der Vorrichtung 100 auf einer fahrzeugexternen Recheneinheit 120 könnte hierbei den Vorteil mit sich bringen, dass eine Aufbereitung von Daten in der fahrzeugexternen Recheneinheit 120 einen geringeren Rechenbedarf im Fahrzeug 115 selbst bedeutet und einen damit verbundenen geringeren Energieverbrauch oder die Möglichkeit, Ressourcen für andere Funktionen zu nutzen, ermöglicht. Außerdem verfügt die fahrzeugexterne Recheneinheit 120 über eine größere verfügbare Rechenleistung als ein fahrzeuginterner Computer. 1 shows a block diagram of a device 100 for determining a maximum coefficient of friction between a vehicle tire 105 and a lane 110 according to an embodiment. According to one embodiment, the device 110 on a vehicle 115 arranged. With the vehicle 115 can be a vehicle 115 act for highly automated driving. Additionally or alternatively, the device 100 also on a computing unit external to the vehicle 120 be arranged. With a computing unit external to the vehicle 120 For example, it can be a cloud, on which data from different servers is collected and can be called up online from anywhere. An arrangement of the device 100 on a computing unit external to the vehicle 120 could have the advantage here that data processing in the vehicle-external computing unit 120 a lower computing requirement in the vehicle 115 itself means and the associated lower energy consumption or the possibility to use resources for other functions. In addition, the computing unit external to the vehicle has 120 greater computing power available than an in-vehicle computer.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 100 eine Aussendeeinrichtung 125, eine Einleseeinrichtung 130, eine Bestimmeinrichtung 135 sowie eine Bereitstelleinrichtung 140 auf. Die Aussendeeinrichtung 125 ist hierbei beispielhaft ausgebildet Positionsdaten 145, die eine Position des Fahrzeugs 115 repräsentieren, an die fahrzeugexterne Recheneinheit 120 auszusenden. Die Einleseeinrichtung 130 ist im Folgenden beispielhaft ausgebildet, ein Umgebungssignal 150, das eine Umgebung des Fahrzeugs 115 repräsentiert, von der fahrzeugexternen Recheneinheit 120 einzulesen, wobei sich das Fahrzeug 115 an der durch die Positionsdaten 145 repräsentierten Position befindet. Hierbei repräsentiert das Umgebungssignal 150 insbesondere aktuelle Wetterdaten für die Umgebung bzw. die Position des Fahrzeugs 115 und/oder aktuelle Fahrbahnuntergrunddaten für die Umgebung bzw. die Position des Fahrzeugs 115.According to one embodiment, the device 100 a sending device 125 , a reading device 130 , a determination device 135 as well as a provision device 140 on. The sending device 125 position data is formed as an example 145 that a position of the vehicle 115 represent to the vehicle-external computing unit 120 send out. The reading device 130 is an example of an environmental signal 150 that is an environment of the vehicle 115 represented by the computing unit external to the vehicle 120 read in, the vehicle itself 115 at the by the position data 145 represented position. Here the ambient signal represents 150 in particular current weather data for the environment or the position of the vehicle 115 and / or current road surface data for the surroundings or the position of the vehicle 115 ,

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Bestimmeinrichtung 135 ausgebildet, eine Reibwert-Schlupf-Referenzkurve unter Verwendung des Umgebungssignals 150 zu bestimmen, wobei die bestimmte Reibwert-Schlupf-Referenzkurve mittels eines vorbestimmten Faktors skaliert wird, um einen maximalen Reibwert 155 zwischen dem Fahrzeugreifen 105 und der Fahrbahn 110 zu erhalten. Hierbei weist der vorbestimmte Faktor zur Skalierung der Reibwert-Schlupf-Referenzkurve einen Wert zwischen 0 und 1 auf. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Bestimmeinrichtung 135 somit ausgebildet, ansprechend auf eine erkannte Wetter- und/oder Fahrbahnuntergrundbedingung fahrzeugintern auf ein separates Kennfeld für eine Reibwert-Schlupf-Charakteristik umzuschalten, insbesondere für eine trockene, nasse, schneebedeckte oder vereiste Fahrbahn 110. So ist die Bestimmeinrichtung 135 zudem ausgebildet, die zu aktualisierende Reibwert-Schlupf-Referenzkurve aus einer Mehrzahl von gespeicherten Reibwert-Schlupf-Referenzkurven unter Verwendung des Umgebungssignals 150 fahrzeugintern zu bestimmen. Unter Verwendung des bestimmten maximalen Reibwerts 155 kann das Fahrzeug 115 nun gesteuert werden.According to one embodiment, the determination device 135 formed a coefficient of friction slip reference curve using the ambient signal 150 to be determined, wherein the determined coefficient of friction-slip reference curve is scaled by a predetermined factor by a maximum coefficient of friction 155 between the vehicle tire 105 and the roadway 110 to obtain. Here, the predetermined factor for scaling the coefficient of friction-slip reference curve has a value between 0 and 1. According to one embodiment, the determination device 135 thus configured to switch in-vehicle to a separate map for a coefficient of friction-slip characteristic in response to a recognized weather and / or road surface condition, in particular for a dry, wet, snow-covered or icy road 110 , So is the determination facility 135 in addition, the coefficient of friction-slip reference curve to be updated is formed from a plurality of stored coefficient of friction-slip reference curves using the ambient signal 150 to determine in-vehicle. Using the determined maximum coefficient of friction 155 can the vehicle 115 can now be controlled.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Bereitstelleinrichtung 140 schließlich ausgebildet, unter Verwendung des von der Bestimmeinrichtung 135 eingelesenen maximalen Reibwerts 155, ein Reibwertsignal 160 an die fahrzeugexterne Recheneinheit 120 und/oder über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle an weitere Fahrzeuge bereitzustellen, die sich in dem Umfeld des Fahrzeugs 115 befinden. Hierbei repräsentiert das Reibwertsignal 160 den für die Umgebung gültigen maximalen Reibwert 155 zur Einstellung der adäquaten Reibwert-Schlupf-Referenzkurve für die weiteren Fahrzeuge.According to one embodiment, the provision device 140 finally trained using that from the determiner 135 read in maximum coefficient of friction 155 , a coefficient of friction signal 160 to the computing unit external to the vehicle 120 and / or via a vehicle-to-vehicle communication interface to other vehicles that are in the vicinity of the vehicle 115 are located. Here, the coefficient of friction signal represents 160 the maximum coefficient of friction for the environment 155 for setting the adequate coefficient of friction-slip reference curve for the other vehicles.

Optional kann die Vorrichtung 100 auch eine Steuereinheit aufweisen, wobei die Steuereinheit ausgebildet sein kann, den maximalen Reibwert 155 von der Bestimmeinrichtung 135 einzulesen und unter Verwendung des maximalen Reibwerts 155 das Fahrzeug zu steuern.Optionally, the device 100 also have a control unit, the control unit can be formed, the maximum coefficient of friction 155 from the destination 135 read in and using the maximum coefficient of friction 155 to control the vehicle.

2 zeigt einen schematischen Systemaufbau 200 zur Verwendung eines Verfahrens zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn gemäß einem Ausführungsbeispiel. Hierbei weist der Systemaufbau 200 beispielhaft ein Fahrzeug 115 sowie eine fahrzeugexterne Recheneinheit 120 auf. Die fahrzeugexterne Recheneinheit 120 dient hierbei insbesondere einer Verbesserung der Schätzung des maximalen Kraftschlusspotentials auf einer Fahrbahn, deren Reibwert-Schlupf-Charakteristik sich signifikant in ihrer Form von der Reibwert-Schlupf-Charakteristik von trockenem Asphalt unterscheidet. 2 shows a schematic system structure 200 for using a method for determining a maximum coefficient of friction between a vehicle tire and a roadway according to an embodiment. Here the system structure points 200 a vehicle, for example 115 and a computing unit external to the vehicle 120 on. The computing unit external to the vehicle 120 is used in particular to improve the estimation of the maximum adhesion potential on a road surface, the friction coefficient-slip characteristic of which differs significantly in shape from the friction coefficient-slip characteristic of dry asphalt.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Fahrzeug 115 ausgebildet, Positionsdaten 145, die eine Position des Fahrzeugs 115 repräsentieren, an die fahrzeugexterne Recheneinheit 120 aussenden. Ansprechend auf die empfangenen Positionsdaten 115, ist die fahrzeugexterne Recheneinheit 120 nun ausgebildet, aktuelle Wetterdaten 205 sowie Fahrbahnuntergrunddaten 210 für die aktuelle Position des Fahrzeugs 115 abzurufen, wobei die fahrzeugexterne Recheneinheit die Wetterdaten 205 beispielhaft von einem Wetter-Onlinedienst 215 abruft und die Fahrbahnuntergrunddaten 210 beispielhaft von einer Straßensensorikeinrichtung 220 abgerufen werden. Zusätzlich oder alternativ können die Fahrbahnuntergrunddaten 210 ebenso auf einer Online-Karte der fahrzeugexternen Recheneinheit 120 verzeichnet sein. Hierbei kann die Online-Karte der fahrzeugexternen Recheneinheit 120 beispielsweise Informationen darüber enthalten, an welchen Orten welcher Fahrbahnuntergrund, also beispielsweise Asphalt, Beton oder Kopfsteinpflaster, vorherrscht. Weiterhin können beispielhaft auch Daten 225 weiterer Informationsquellen, beispielsweise von weiteren Fahrzeugen 230, die sich in der Umgebung des Fahrzeugs 115 aufhalten, von der fahrzeugexternen Recheneinheit 120 eingelesen, gesammelt und verarbeitet werden.According to one embodiment, the vehicle is 115 trained position data 145 that a position of the vehicle 115 represent to the vehicle-external computing unit 120 send out. Responsive to the position data received 115 , is the computing unit external to the vehicle 120 now trained current weather data 205 as well as road surface data 210 for the current position of the vehicle 115 to retrieve, the vehicle-external computing unit the weather data 205 exemplary from a weather online service 215 retrieves and the road surface data 210 exemplary of a street sensor device 220 be retrieved. Additionally or alternatively, the road surface data 210 also on an online map of the computing unit external to the vehicle 120 be listed. Here, the online map of the computing unit external to the vehicle 120 For example, contain information about the locations of which road surface, e.g. asphalt, concrete or cobblestone. Data can also be used as an example 225 other sources of information, for example other vehicles 230 that are in the vicinity of the vehicle 115 stop, from the vehicle-external computing unit 120 read, collected and processed.

Sowohl die Wetterdaten 205 als auch die Fahrbahnuntergrunddaten 210 werden dem Fahrzeug 115 in Form eines von der fahrzeugexternen Recheneinheit 120 generierten Umgebungssignals 150 bereitgestellt. Liegt beispielhalft die Erkenntnis vor, dass sich das Fahrzeug 115 gerade auf einer schneebedecktem, asphaltierten Fahrbahn fortbewegt und die erforderlichen Triggerbedingungen für eine Schätzung des maximalen Kraftschlusspotentials erfüllt sind, wird fahrzeugintern auf ein separates Kennfeld für die Reibwert-Schlupf-Charakteristik auf schneebedeckter Fahrbahn umgeschaltet. Der maximal erzielbare Reibwert wird dann durch ein Skalieren dieser separat hinterlegten Reibwert-Schlupf-Kurve bestimmt. Ziel ist es folglich, durch das Nutzen von Wetterdaten 205 und Fahrbahnuntergrunddaten 210, die von der fahrzeugexternen Recheneinheit 120 an das Fahrzeug 115 übermittelt werden, die Schätzung des maximalen Kraftschlusspotentials durch ein Umschalten auf eine adäquatere Reibwert-Schlupf-Kurve zu verbessern.Both the weather data 205 as well as the road surface data 210 be the vehicle 115 in the form of a computing unit external to the vehicle 120 generated environmental signal 150 provided. For example, there is the knowledge that the vehicle is 115 Moving on a snow-covered, asphalt road and the trigger conditions required for an estimate of the maximum adhesion potential are met, the vehicle switches to a separate map for the coefficient of friction-slip characteristics on the snow-covered road. The maximum achievable coefficient of friction is then determined by scaling this separately stored coefficient of friction-slip curve. The goal is therefore to use weather data 205 and road surface data 210 by the computing unit external to the vehicle 120 to the vehicle 115 are transmitted to improve the estimate of the maximum adhesion potential by switching to a more adequate coefficient of friction-slip curve.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer Auswirkung eines aktuellen Schlupfzustands auf einen Reibwert eines Fahrzeugreifens gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Darstellung zeigt ein Diagramm 300, wobei die y-Achse 305 des Diagramms einen Reibwert zeigt, der beispielhaft von 0 bis 1,2 reicht. Die x-Achse 310 des Diagramms 300 zeigt einen Schlupf in Prozent, wobei der Schlupf beispielhaft von 0 bis 100 Prozent reicht. Bei einem Schlupf von 0 Prozent haftet der Fahrzeugreifen. Bei einem Schlupf von 100 Prozent blockiert der Fahrzeugreifen oder dreht durch. 3 shows a schematic representation of an effect of a current slip state on a coefficient of friction of a vehicle tire according to an embodiment. The illustration shows a diagram 300 , wherein the y-axis 305 of the diagram shows a coefficient of friction that ranges, for example, from 0 to 1.2. The x-axis 310 of the diagram 300 shows a slip in percent, the slip ranges from 0 to 100 percent, for example. The vehicle tire is liable if there is a slip of 0 percent. With 100 percent slip, the vehicle tire locks or spins.

Die dargestellte Reibwert-Schlupf-Kurve 315 bezeichnet eine Reibwert-Schlupf-Charakteristik eines Fahrzeugreifens auf trockenem Asphalt. Die Reibwert-Schlupf-Kurven 320 bezeichnen hingegen eine Reibwert-Schlupf-Charakteristik eines Fahrzeugreifens auf schneebedeckter Fahrbahn, wobei die Reibwert-Schlupf-Kurve 320a eine Schätzung einer Reibwert-Schlupf-Charakteristik bei schneebedeckter Fahrbahn bezeichnet und die Reibwert-Schlupf-Kurve 320b einen realen Verlauf einer Reibwert-Schlupf-Charakteristik bei schneebedeckter Fahrbahn bezeichnet. So ist bei der Reibwert-Schlupf-Charakteristik eines Reifens auf schneebedeckter Fahrbahn kein ausgeprägtes Maximum zu erkennen. Die Problematik besteht hierbei in der Fehleinschätzung des Kraftschlusspotentials eines Reifens auf Fahrbahnen, deren Reibwert-Schlupf-Charakteristik sich signifikant in ihrer Form von der Reibwert-Schlupf-Referenzkurve 315 von trockenem Asphalt unterscheidet. Dadurch wird der real maximal verfügbare Reibwert µrealmax auf schneebedeckten Fahrbahnen durch die bisherige Vorgehensweise überschätzt, siehe der geschätzte maximale verfügbare Reibwert µestmax der geschätzten Reibwert-Schlupf-Kurve 320a im Vergleich zu dem real maximal verfügbare Reibwert µrealmax . Ferner steigt durch die Ausbildung eines Schneekeils zwischen dem Fahrzeugreifen und der Fahrbahn der Reibwert bei sehr hohen Schlüpfen noch einmal an, wie bei dem realen Verlauf der Reibwert-Schlupf-Kurve 320b deutlich zu sehen ist.The friction coefficient-slip curve shown 315 denotes a coefficient of friction-slip characteristic of a vehicle tire on dry asphalt. The coefficient of friction slip curves 320 on the other hand denote a coefficient of friction-slip characteristic of a vehicle tire on a snow-covered road, the coefficient of friction-slip curve 320a denotes an estimate of a coefficient of friction-slip characteristic on a snow-covered road and the coefficient of friction-slip curve 320b denotes a real course of a coefficient of friction-slip characteristic on a snow-covered road. For example, there is no pronounced maximum in the coefficient of friction-slip characteristic of a tire on a snow-covered road. The problem here is the incorrect assessment of the potential of a tire for traction on road surfaces, the coefficient of friction-slip characteristic of which is significantly different from the coefficient of friction-slip reference curve 315 different from dry asphalt. This makes the real maximum available coefficient of friction µ realmax on snow-covered roads overestimated by the previous procedure, see the estimated maximum available coefficient of friction µ estmax the estimated coefficient of friction-slip curve 320a compared to the real maximum available coefficient of friction µ realmax , Furthermore, due to the formation of a snow wedge between the vehicle tire and the roadway, the coefficient of friction increases again at very high hatching, as in the real course of the coefficient of friction-slip curve 320b is clearly visible.

Aktuelle Schätzfunktionen eines maximales Kraftschlusspotentials zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn im Teilbrems- und Teilbeschleunigungsbereich basieren darauf, mittels einer Skalierung der zuvor eingefahrenen Reibwert-Schlupf-Referenzkurve 315 eines Fahrzeugreifens auf trockenem Asphalt einen aktuell vorliegenden maximalen Reibwert zu bestimmen. Hierbei wird angenommen, dass sich die Reibwert-Schlupf-Referenzkurve 315, die auf trockenem Asphalt eingefahren wurde, auch für weitere Fahrbahnuntergrundbedingungen skalieren lässt, dass also die prinzipielle Form einer Reibwert-Schlupf-Referenzkurve 315 auf trockenem Asphalt für verschiedene Fahrbahnuntergrundbedingungen sehr ähnlich ist und sich der Schätzfehler in Grenzen hält.Current estimation functions of a maximum adhesion potential between a vehicle tire and a roadway in the partial braking and partial acceleration range are based on this, by scaling the previously entered coefficient of friction-slip reference curve 315 of a vehicle tire on dry asphalt to determine a current maximum coefficient of friction. It is assumed here that the coefficient of friction-slip reference curve 315 that has been run in on dry asphalt can also be scaled for other road surface conditions, i.e. the basic form of a coefficient of friction-slip reference curve 315 on dry asphalt is very similar for different road surface conditions and the estimation error is limited.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 400 zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn gemäß einem Ausführungsbeispiel sowie ein anschließendes Verfahren 450 zur Steuerung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel. Hierbei können die Verfahren 400 und 450 unter Verwendung der in 1 vorgestellten Vorrichtung zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahn ausgeführt werden. 4 shows a flow chart of an embodiment of a method 400 for determining a maximum coefficient of friction between a vehicle tire and a roadway according to an exemplary embodiment and a subsequent method 450 for controlling a vehicle according to an embodiment. Here, the procedure 400 and 450 using the in 1 presented device for determining a maximum coefficient of friction between a vehicle tire and a road.

Das Verfahren 400 weist zunächst einen Schritt 410 auf, bei dem Positionsdaten, die eine Position des Fahrzeugs repräsentieren, an eine fahrzeugexterne Recheneinheit ausgesendet werden. Im Folgenden weist das Verfahren 400 einen Schritt 420 auf, bei dem ein Umgebungssignal, das eine Umgebung eines Fahrzeugs repräsentiert, eingelesen wird, wobei sich das Fahrzeug an einer durch die Positionsdaten repräsentierten Position befindet. Das Verfahren 400 weist weiterhin einen Schritt 430 auf, bei dem eine Reibwert-Schlupf-Referenzkurve unter Verwendung des eingelesenen Umgebungssignals bestimmt wird, wobei die bestimmte Reibwert-Schlupf-Referenzkurve mittels eines vorbestimmten Faktors skaliert wird, um den maximalen Reibwert zwischen dem Fahrzeugreifen und der Fahrbahn zu erhalten. Schließlich weist das Verfahren 400 einen Schritt 440 auf, bei dem ein Reibwertsignal an eine fahrzeugexterne Recheneinheit und/oder über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle an weitere Fahrzeuge, die sich in dem Umfeld des Fahrzeugs befinden, bereitgestellt wird, wobei das Reibwertsignal einen für die Umgebung gültigen maximalen Reibwert zur Einstellung der adäquaten Reibwert-Schlupf-Referenzkurve für die weiteren Fahrzeuge repräsentiert. The procedure 400 first shows a step 410 on, in which position data, which represent a position of the vehicle, are transmitted to a computing unit external to the vehicle. The procedure below shows 400 one step 420 at which an environmental signal representing an environment of a vehicle is read in, the vehicle being at a position represented by the position data. The procedure 400 still points a step 430 in which a coefficient of friction-slip reference curve is determined using the read environmental signal, the determined coefficient of friction-slip reference curve being scaled by means of a predetermined factor in order to obtain the maximum coefficient of friction between the vehicle tire and the road surface. Finally, the procedure points 400 one step 440 on, in which a coefficient of friction signal is provided to a vehicle-external computing unit and / or via a vehicle-to-vehicle communication interface to other vehicles that are in the vicinity of the vehicle, the coefficient of friction signal setting a maximum coefficient of friction that is valid for the environment represents the adequate coefficient of friction-slip reference curve for the other vehicles.

Gemäß einer Ausführungsform wird der Schritt 410 und/oder der Schritt 420 und/oder der Schritt 430 und/oder der Schritt 440 des Verfahrens 400 wiederholt und/oder zyklisch wiederholt ausgeführt.According to one embodiment, the step 410 and / or the step 420 and / or the step 430 and / or the step 440 of the procedure 400 repeated and / or repeated cyclically.

An das Verfahren 400 schließt sich gemäß einem Ausführungsbeispiel das Verfahren 450 an, dass ebenfalls die Schritte 410, 420, 430 und 440 aufweist. Das Verfahren 450 weist schließlich einen Schritt 455 auf, bei dem unter Verwendung des bestimmten maximalen Reibwerts das Fahrzeug gesteuert wird.The procedure 400 closes the method according to an embodiment 450 at that also the steps 410 . 420 . 430 and 440 having. The procedure 450 finally shows a step 455 at which the vehicle is controlled using the determined maximum coefficient of friction.

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.If an exemplary embodiment comprises an “and / or” link between a first feature and a second feature, this is to be read in such a way that the embodiment according to one embodiment has both the first feature and the second feature and according to a further embodiment either only that has the first feature or only the second feature.

Claims (12)

Verfahren (400) zum Bestimmen eines maximalen Reibwerts (155) zwischen einem Fahrzeugreifen (105) und einer Fahrbahn (110), wobei das Verfahren (400) die folgenden Schritte aufweist: Einlesen (420) eines Umgebungssignals (150), das eine Umgebung eines Fahrzeugs (115) repräsentiert, wobei sich das Fahrzeug (115) an einer durch Positionsdaten (145) repräsentierten Position befindet; und Bestimmen (430) einer Reibwert-Schlupf-Referenzkurve (315, 320) unter Verwendung des Umgebungssignals (150), wobei die bestimmte Reibwert-Schlupf-Referenzkurve (315, 320) mittels eines vorbestimmten Faktors skaliert wird, um den maximalen Reibwert (155) zwischen dem Fahrzeugreifen (105) und der Fahrbahn (110) zu erhalten.Method (400) for determining a maximum coefficient of friction (155) between a vehicle tire (105) and a roadway (110), the method (400) comprising the following steps: Reading in (420) an environmental signal (150) representing an environment of a vehicle (115), the vehicle (115) being in a position represented by position data (145); and Determining (430) a coefficient of friction-slip reference curve (315, 320) using the ambient signal (150), the determined coefficient of friction-slip reference curve (315, 320) being scaled by a predetermined factor by the maximum coefficient of friction (155) between the vehicle tire (105) and the roadway (110). Verfahren (400) gemäß Anspruch 1, bei dem im Schritt (420) des Einlesens ein Umgebungssignal (150) eingelesen wird, das aktuelle Wetterdaten (205) für die Umgebung des Fahrzeugs (115) und/oder aktuelle Fahrbahnuntergrunddaten (210) für die Umgebung des Fahrzeugs (115) repräsentiert.Method (400) according to Claim 1 In which, in step (420) of reading in, an environmental signal (150) is read in, which represents current weather data (205) for the environment of the vehicle (115) and / or current road surface data (210) for the environment of the vehicle (115). Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche mit einem Schritt (410) des Aussendens von Positionsdaten (145), die eine Position des Fahrzeugs (115) repräsentieren, an eine fahrzeugexterne Recheneinheit (120), wobei der Schritt (420) des Einlesens des Umgebungssignals (150) ansprechend auf die ausgesendeten Positionsdaten (145) auf einer fahrzeuginternen Recheneinheit erfolgt.Method (400) according to one of the preceding claims, with a step (410) of sending position data (145) representing a position of the vehicle (115) to a vehicle-external computing unit (120), the step (420) of reading the Ambient signal (150) in response to the transmitted position data (145) on an in-vehicle computing unit. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (430) des Bestimmens ansprechend auf eine erkannte Wetter- und/oder Fahrbahnuntergrundbedingung fahrzeugintern auf ein separates Kennfeld für eine Reibwert-Schlupf-Charakteristik umgeschaltet wird, insbesondere für eine Reibwert-Schlupf-Charakteristik einer trockenen, nassen, schneebedeckten oder vereisten Fahrbahn (110).Method (400) according to one of the preceding claims, in which in step (430) of the determination in response to a recognized weather and / or road surface condition, the vehicle switches over to a separate characteristic diagram for a coefficient of friction-slip characteristic, in particular for a coefficient of friction-slip -Characteristic of a dry, wet, snow-covered or icy road (110). Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (430) des Bestimmens eine Skalierung der Reibwert-Schlupf-Referenzkurve (315, 320) mit dem vorbestimmten Faktor erfolgt, der einen Wert zwischen 0 und 1 aufweist.Method (400) according to one of the preceding claims, in which in step (430) of the Determining a scaling of the coefficient of friction-slip reference curve (315, 320) with the predetermined factor, which has a value between 0 and 1. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (430) des Bestimmens die zu aktualisierende Reibwert-Schlupf-Referenzkurve (315, 320) aus einer Mehrzahl von gespeicherten Reibwert-Schlupf-Referenzkurven (315, 320) unter Verwendung des Umgebungssignals (150) ermittelt wird.Method (400) according to one of the preceding claims, in which in the step (430) of determining the coefficient of friction-slip reference curve (315, 320) to be updated from a plurality of stored coefficient of friction-slip reference curves (315, 320) using the Ambient signal (150) is determined. Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche mit einem Schritt (440) des Bereitstellens eines Reibwertsignals (160) an eine fahrzeugexterne Recheneinheit (120) und/oder über eine Fahrzeugzu-Fahrzeug-Kommunikationsschnittstelle an weitere Fahrzeuge (230), die sich in dem Umfeld des Fahrzeugs (115) befinden, wobei das Reibwertsignal (160) einen für die Umgebung gültigen maximalen Reibwert (155) zur Einstellung der adäquaten Reibwert-Schlupf-Referenzkurve (315, 320) für die weiteren Fahrzeuge (230) repräsentiert.Method (400) according to one of the preceding claims with a step (440) of providing a coefficient of friction signal (160) to a vehicle-external computing unit (120) and / or via a vehicle-to-vehicle communication interface to other vehicles (230) which are in the Environment of the vehicle (115), the friction value signal (160) representing a maximum coefficient of friction (155) valid for the environment for setting the appropriate coefficient of friction-slip reference curve (315, 320) for the other vehicles (230). Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Schritt (410) des Aussendens und/oder der Schritt (420) des Einlesens und/oder der Schritt (430) des Bestimmens und/oder der Schritt (440) des Bereitstellens wiederholt und/oder zyklisch wiederholt ausgeführt wird.Method (400) according to one of the preceding claims, in which the step (410) of sending out and / or the step (420) of reading in and / or the step (430) of determining and / or the step (440) of providing is repeated and / or repeated cyclically. Verfahren (450) zur Steuerung eines Fahrzeugs (115), wobei das Verfahren (450) die folgenden Schritte aufweist: die Schritte (410, 420, 430, 440) eines Verfahrens (400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8; und Steuern (455) des Fahrzeugs (115) unter Verwendung des bestimmten maximalen Reibwerts (155).A method (450) for controlling a vehicle (115), the method (450) comprising the following steps: the steps (410, 420, 430, 440) of a method (400) according to one of the Claims 1 to 8th ; and controlling (455) the vehicle (115) using the determined maximum coefficient of friction (155). Vorrichtung (100), die eingerichtet ist, um die Schritte (410, 420, 430, 440, 455) eines der Verfahren (400, 450) gemäß den Ansprüchen 1 bis 9 in entsprechenden Einheiten (125, 130, 135, 140) auszuführen und/oder anzusteuern.Device (100) which is set up to carry out the steps (410, 420, 430, 440, 455) of one of the methods (400, 450) according to the Claims 1 to 9 in appropriate units (125, 130, 135, 140) to execute and / or to control. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte (410, 420, 430, 440, 455) eines der Verfahren (400, 450) gemäß den Ansprüchen 1 bis 9 in entsprechenden Einheiten (125, 130, 135, 140) auszuführen und/oder anzusteuern.Computer program which is set up to carry out the steps (410, 420, 430, 440, 455) of one of the methods (400, 450) according to the Claims 1 to 9 in appropriate units (125, 130, 135, 140) to execute and / or to control. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 11 gespeichert ist.Machine-readable storage medium on which the computer program according Claim 11 is saved.
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