DE10010306A1 - Traction potential determination method for vehicles, involves calculating corrected friction coefficient based on correction factor of various vehicle parameters - Google Patents

Traction potential determination method for vehicles, involves calculating corrected friction coefficient based on correction factor of various vehicle parameters

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Abstract

The friction coefficient is predicted based on the driving status of vehicle of the lane status. The traction potential is determined, based on the predicted friction coefficient. The corrected friction coefficient is calculated, based on the correction factor (KF) of parameters such as road roughness (RF), tire profile depth (RFT), tire pressure (RD) and tire type.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren, wie es bereits aus der DE 42 18 034 A1 bekannt ist. Bei diesem bekannten Verfahren wird eine kontinuierliche Bestimmung des Kraftschlußpotentials eines Kraftfahrzeuges in der Art durchgeführt, daß zunächst die einen Fahrzustand des Fahrzeuges beschreibenden Größen ermittelt werden, so daß dann aus diesen Meßwerten der aktuelle Fahrzustand bestimmt wird. Als nächster Schritt wird mit Hilfe von Fahrbahnsensorik und aus dem Fahrzustand ein Fahrbahnzustand bestimmt, und aus diesen Werten der augenblicklich herrschende Reibungsbeiwert prognostiziert. Der Reibungsbeiwert bildet die Grundlage für die Bestimmung des dem Fahrzeug zur Verfügung stehenden Kraftschlußpotentials.The invention is based on a method as already described in DE 42 18 034 A1 is known. In this known method, a continuous determination of the Traction potential of a motor vehicle carried out in such a way that the first variables describing a driving state of the vehicle are determined, so that then the current driving state is determined from these measured values. As a next step with the help of lane sensors and the driving state a lane state determined, and from these values the currently prevailing coefficient of friction predicted. The coefficient of friction forms the basis for determining the Vehicle available adhesion potential.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber dem Bekannten den Vorteil, daß die Genauigkeit bei der Ermittlung des Reibungsbeiwertes und des Kraftschlußpotentials erhöht wird. Dies geschieht durch die Einbeziehung eines Korrekturfaktors, welcher aus den Parametern für die Fahrbahnrauhigkeit, der Reifenprofiltiefe, dem Reifeninnendruck und dem Reifentyp ermittelt wird.The method according to the invention has the advantage over the known that the Accuracy in determining the coefficient of friction and the adhesion potential is increased. This is done by including a correction factor, which consists of the parameters for the road roughness, the tread depth, the tire pressure and the tire type is determined.

Diese Verbesserung der Bestimmung des Reibungsbeiwertes und somit auch des Kraftschlußpotentials bezieht sich dabei vorteilhafterweise auf alle Fahrbahnzustände, so daß über den gesamten Fahrbereich eine Aussage möglich ist. Wird die Größe Reibungsbeiwert oder Kraftschlußpotential in nachgeschalteten Systemen zur Fahrerwarnung, zur Vorsteuerung von Fahrwerkregelsystemen oder zur Einspeisung in Informationsnetzwerke der Verkehrsinfrastrukutr verwendet, ergibt sich aus der höheren Prognosegüte ein Gewinn an Fahrsicherheit.This improvement in the determination of the coefficient of friction and thus also the The adhesion potential advantageously relates to all road conditions, see above that a statement about the entire driving range is possible. Will the size Coefficient of friction or adhesion potential in downstream systems for Driver warning, for pre-control of chassis control systems or for feeding into Information networks used by traffic infrastructure result from the higher Prediction quality is a gain in driving safety.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der 1 nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are shown in the drawing and in the 1 following description explained in more detail.  

Es zeigenShow it

Fig. 1 einen Ablaufplan zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 1 is a flow chart for performing the method according to the invention,

Fig. 2 den Zusammenhang zwischen Fahrbahnrauhigkeit und Reibungsbeiwert bei Nässe und Fig. 2 shows the relationship between road surface roughness and coefficient of friction when wet and

Fig. 3 den Einfluß der Profiltiefe auf den Reibungsbeiwert bei Nässe. Fig. 3 shows the influence of the tread depth on the coefficient of friction when wet.

Die Fig. 1 zeigt den Ablaufplan der einzelnen Verfahrensschritte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 1 shows the flowchart of the individual method steps for carrying out the method according to the invention.

In einem ersten Arbeitsschritt, welcher durch das Kästchen 10 angegeben wird, wird der Reibungsbeiwert bzw. das Kraftschlußpotential gemäß dem bereits bekannten Verfahren bestimmt, welches bereits in der eingangs zitierten DE 42 18 034 A1 beschrieben ist. Damit wird in diesem Arbeitsschritt 10 aus der Fahrgeschwindigkeit und dem Fahrbahnzustand (trocken, naß oder eisig) der Reibungsbeiwert prognostiziert, der bei rauher Fahrbahn, maximaler Profiltiefe, Sollwertfülldruck der Reifen und optimalem Reifentyp zu erwarten ist. Im Ergebnis des Arbeitsschrittes 10 liegt im Arbeitsschritt 11 der Reibungsbeiwert µ vor.In a first step, which is indicated by box 10 , the coefficient of friction or the adhesion potential is determined according to the already known method, which is already described in DE 42 18 034 A1 cited at the beginning. In this step 10 , the driving coefficient and the state of the road (dry, wet or icy) are used to predict the coefficient of friction that is to be expected in the case of a rough road, maximum tread depth, tire inflation pressure and optimum tire type. As a result of step 10 , the coefficient of friction μ is present in step 11 .

Für eine Bewertung dieses Ergebnisses bzw. die Bestimmung des Korrekturfaktors KF wird im Arbeitsschritt 12 die Fahrbahnrauhigkeit FR, im Arbeitsschritt 13 die Reifenprofiltiefe RPT, im Arbeitsschritt 14 der Reifendruck RD und im Arbeitsschritt 15 der Reifentyp bestimmt. Die Erfassung der Fahrbahnrauhigkeit FR, der Reifenprofiltiefe RFT und des Reifendruckes RD ist bereits bekannt und soll hier nicht nochmals detailliert erläutert werden.In order to evaluate this result or to determine the correction factor KF, the road roughness FR is determined in step 12 , the tire tread depth RPT in step 13, the tire pressure RD in step 14 and the tire type in step 15 . The detection of the road surface roughness FR, the tire tread depth RFT and the tire pressure RD is already known and will not be explained again in detail here.

Bei dem vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Verfahren wird aufgrund dieser einzelnen erfaßten Parameter (FR, RPT, RD, etc.) jeweils ein Korrekturfaktor KF für den Reibungsbeiwert µ ermittelt. Die Bestimmung der einzelnen Korrekturfaktoren wird für jeden Einflußparameter jeweils anhand eines abgespeicherten stützstellenbasierten Kennfeldes vorgenommen. Die Kennfelder beschreiben den prozentualen Einfluß der entsprechenden Parameter auf den Reibungsbeiwert µ in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit und dem Fahrbahnzustand in vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dies mit Hilfe der Wasserhöhe auf der Fahrbahn dargestellt. Durch Interpolation in diesen Kennfeldern wird der aktuell gültige Korrekturwert des Reibungsbeiwertes bei der momentanen Fahrgeschwindigkeit und Wasserhöhe bestimmt.The proposed method according to the invention is based on this individual parameters (FR, RPT, RD, etc.) each have a correction factor KF for the Coefficient of friction µ determined. The determination of the individual correction factors is for each influencing parameter based on a saved base-based Map made. The maps describe the percentage influence of the  corresponding parameters to the coefficient of friction µ depending on the Driving speed and the road condition in the present embodiment this is shown with the help of the water level on the road. By interpolation in these The current correction value of the coefficient of friction at the current driving speed and water level determined.

In der Fig. 1 sind die Bestimmungen der Korrekturfaktoren für die einzelnen Parameter jeweils durch die parallel ablaufenden Arbeitsschritte dargestellt. So wird der Wert der Fahrbahnrauhigkeit anhand eines im Arbeitsschritt 16 abgespeicherten Kennfeldes entsprechend gewichtet, so daß im Ergebnis des Arbeitsschrittes 17 der Korrekturfaktor für die Fahrbahnrauhigkeit KF(RF) vorliegt. Gleichzeitig wird der Wert der Reifenprofiltiefe anhand eines abgespeicherten Kennfeldes 18 gewichtet und in einem Arbeitsschritt 19 der Korrekturfaktor für die Reifenprofiltiefe KF(RPT) bestimmt. Die Bestimmung des Korrekturfaktors für den Reifendruck KF(RD) erfolgt analog dazu anhand des abgespeicherten Kennfeldes 20 zur Ermittlung des Korrekturfaktors im Verfahrensschritt 21. Ebenso wie die Bestimmung der Korrekturfaktoren für die Parameter Reifenprofiltiefe, Reifendruck und Fahrbahnrauhigkeit wird für den jeweiligen Reifentyp der entsprechende Korrekturfaktor bestimmt. Hier ist ebenfalls ein Kennfeld 22 abgespeichert anhand dessen im Arbeitsschritt 23 der zugehörige Korrekturfaktor bestimmt wird.In FIG. 1, the provisions of the correction factors for the individual parameters are each represented by the concurrent operations. The value of the road surface roughness is weighted accordingly on the basis of a map stored in step 16 , so that the result of step 17 is the correction factor for the road surface roughness KF (RF). At the same time, the value of the tire tread depth is weighted based on a stored map 18 and the correction factor for the tire tread depth KF (RPT) is determined in a work step 19 . The correction factor for the tire pressure KF (RD) is determined analogously to this using the stored map 20 to determine the correction factor in method step 21 . Like the determination of the correction factors for the parameters tire tread depth, tire pressure and road surface roughness, the corresponding correction factor is determined for the respective tire type. A map 22 is also stored here, on the basis of which the associated correction factor is determined in work step 23 .

Jeder dieser so ermittelten Korrekturfaktoren KF wird mit dem unkorrigierten Reibungsbeiwert µ multipliziert, so daß dann in den Verfahrensschritten 24, 25, 26 und 27 jeweils eine Korrektur auf Basis geänderter Fahrbahnrauhigkeit oder auf Basis geänderter Reifenprofiltiefe, auf Basis des geänderten Reifendruckes oder auf Basis des geänderten Reifentyps zur Verfügung steht. Im Ergebnis des Verfahrens steht am Ausgang der Verfahrensschritt 24, 25, 26 und 27 im Arbeitsschritt 28 der korrigierte Reibungsbeiwert µ-korrigiert zur Verfügung und kann nun im nachfolgenden Arbeitsschritt 29 zur Bestimmung des Kraftschlußpotentials ausgegeben werden. Each of these correction factors KF determined in this way is multiplied by the uncorrected coefficient of friction μ, so that in process steps 24 , 25 , 26 and 27 a correction is then made in each case on the basis of changed road surface roughness or on the basis of changed tire tread depth, on the basis of the changed tire pressure or on the basis of the changed Tire type is available. As a result of the method, the corrected coefficient of friction μ-corrected is available at the output of method steps 24 , 25 , 26 and 27 in work step 28 and can now be output in the following work step 29 for determining the adhesion potential.

Der korrigierte Reibungsbeiwert wird letztendlich berechnet, indem der Korrekturfaktor mit dem unkorrigierten Reibungsbeiwert multipliziert wird und das Ergebnis zum unkorrigierten Reibungsbeiwert addiert wird. Dies geschieht für sämtliche vier Einflußparameter, so daß auf diese Weise der korrigierte Reibungsbeiwert berechnet wird. Im wesentlichen gilt:
The corrected coefficient of friction is ultimately calculated by multiplying the correction factor by the uncorrected coefficient of friction and adding the result to the uncorrected coefficient of friction. This happens for all four influencing parameters so that the corrected coefficient of friction is calculated in this way. The following essentially applies:

µ-korrigiert = µ(1 + KF(FR) + KF(RPT) + KF(RD) + KF(Reifentyp)µ-corrected = µ (1 + KF (FR) + KF (RPT) + KF (RD) + KF (tire type)

Ausgehend von der Vorgabe rauhe Fahrbahn, maximale Profiltiefe, Sollwertfülldruck der Reifen und optimalen Reifentyp sind die Korrekturfaktoren KF(FR); KF(RPT); KF(RD) und KF(Reifentyp) nahezu immer kleiner oder gleich Null.Starting from the default, rough road surface, maximum tread depth, setpoint filling pressure of the Tires and optimal tire type are the correction factors KF (FR); KF (RPT); KF (RD) and KF (tire type) almost always less than or equal to zero.

Denkbar sind auch verschiedene weitere Berechnungsmethoden zur Bestimmung eines Korrekturwertes für den Reibungsbeiwert. So kann zum Beispiel die gleiche Funktionalität mit Hilfe von Polynomansätzen, durch Einsatz von assoziativen Speichern, Fuzzylogik oder analytische Rechenverfahren realisiert werden, um den Einfluß der Größen Fahrbahnrauhigkeit, Reifenprofiltiefe, Reifeninnendruck und Reifentyp auf die Kraftschlußverhältnisse zwischen Fahrbahn und Reifen darzustellen.Various other calculation methods for determining a are also conceivable Correction value for the coefficient of friction. For example, the same functionality using polynomial approaches, using associative memories, fuzzy logic or analytical computational methods can be realized to determine the influence of the quantities Road roughness, tire tread depth, tire pressure and tire type on the To show the frictional connection between the road and the tire.

In Fig. 2 ist anhand eines Diagramms zur besseren Verständlichkeit der Problematik der Einfluß der Fahrbahnrauhigkeit auf den Reibungsbeiwert bei Nässe dargestellt. Hier ist auf der Y-Achse die Abnahme des Reibungsbeiwertes in Prozent dargestellt, während auf der X-Achse die Fahrgeschwindigkeit ablesbar ist. Mit Hilfe des hier gezeigten Zusammenhanges wird der prozentuale Korrekturfaktor Fahrbahnrauhigkeit entsprechend Block 17 in Fig. 1 ermittelt. Der korrigierte Reibungsbeiwert wird gemäß der zu Fig. 1 erläuterten Formel berechnet. Es ist deutlich zu erkennen, daß bei einer Wasserhöhe von 1 mm und einer relativ hohen Fahrbahnrauhigkeit der Reibungsbeiwert über die Fahrgeschwindigkeit im wesentlichen erhalten bleibt, während sie bei einem Wasserfilm von 3 mm und einer geringen Fahrbahnrauhigkeit mit zunehmender Geschwindigkeit sehr stark abnimmt. In Fig. 2, the influence of the road surface roughness on the coefficient of friction in the wet is shown on the basis of a diagram for better understanding of the problem. The decrease in the coefficient of friction is shown in percent on the Y axis, while the driving speed can be read on the X axis. Using the relationship shown here, the percentage correction factor for road roughness is determined in accordance with block 17 in FIG. 1. The corrected coefficient of friction is calculated according to the formula explained for FIG. 1. It can clearly be seen that with a water height of 1 mm and a relatively high road roughness, the coefficient of friction over the driving speed is essentially retained, while with a water film of 3 mm and a low road roughness it decreases very rapidly with increasing speed.

In Fig. 3 ist der Einfluß der Profiltiefe auf den Reibungsbeiwert bei Nässe dargestellt. Auch hier ist auf der Y-Achse der Reibungsbeiwert µ in Prozent ausgehend von Null angegeben und auf der X-Achse die Fahrgeschwindigkeit. Hier ist zu erkennen, daß bei einer großen Profiltiefe (7 mm) der Reibungsbeiwert bei zunehmender Geschwindigkeit auch bei einem höheren Wasserfilm erhalten bleibt, während sie bei einer geringeren Profiltiefe relativ stark abnimmt. Die größte Abnahme des Reibungsbeiwertes ist in Fig. 3 bei einer Wasserhöhe von 3 mm und einer Profiltiefe von 3 mm dargestellt. Hier hat das Fahrzeug bei hohen Geschwindigkeiten einen sehr geringen Reibungsbeiwert und damit auch ein sehr geringes Kraftschlußpotential.In Fig. 3, the influence of the profile depth is shown on the coefficient of friction when wet. Here too, the coefficient of friction µ is given in percent starting from zero on the Y-axis and the driving speed on the X-axis. It can be seen here that with a large profile depth (7 mm) the coefficient of friction is retained with increasing speed even with a higher water film, whereas it decreases relatively sharply with a lower profile depth. The greatest decrease in the coefficient of friction is shown in FIG. 3 with a water height of 3 mm and a profile depth of 3 mm. Here the vehicle has a very low coefficient of friction at high speeds and thus also a very low potential for adhesion.

Claims (5)

1. Verfahren zur Bestimmung des Kraftschlußpotentiales eines Kraftfahrzeuges, wobei der Fahrzustand des Fahrzeuges und der Fahrbahnzustand bestimmt wird, wobei aus diesen Werten ein Reibungsbeiwert prognostiziert wird und eine Ermittlung des Kraftschlußpotentials aus dem Reibungsbeiwert erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bestimmung des Reibungsbeiwert (µ) und/oder des Kraftschlußpotentials die Fahrbahnrauhigkeit (FR), die Reifenprofiltiefe (RPT), der Reifendruck (RD) und/oder der Reifentyp einbezogen wird.1. A method for determining the adhesion potential of a motor vehicle, the driving state of the vehicle and the road surface being determined, a coefficient of friction being predicted from these values and a determination of the adhesion potential from the coefficient of friction, characterized in that when determining the coefficient of friction (.mu ) and / or the adhesion potential, the road surface roughness (FR), the tire tread depth (RPT), the tire pressure (RD) and / or the tire type is included. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berücksichtigung des Einflusses von Fahrbahnrauhigkeit, Reifenprofiltiefe, Reifendruck und/oder Reifentyp für jeden Einflußparameter je ein Korrekturfaktor (KF) bestimmt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that to take into account the Influence of road surface roughness, tire tread depth, tire pressure and / or tire type for a correction factor (KF) is determined for each influencing parameter. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß anhand jedes Korrekturfaktors der Reibungsbeiwert korrigiert wird und die Gesamtheit der korrigierten Reibungsbeiwerte anschließend für einen repräsentativen Wert zusammengefaßt werden, welcher dann die Grundlage für die Bestimmung des Kraftschlußpotentials bietet.3. The method according to claim 2, characterized in that based on each Correction factor of the coefficient of friction is corrected and the entirety of the corrected Friction coefficients are then summarized for a representative value, which then provides the basis for determining the adhesion potential. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturfaktoren für jeden Parameter aus einem stützstellenbasierten abgespeicherten Kennfeld entnommen werden.4. The method according to claim 3, characterized in that the correction factors for every parameter is taken from a support-map-based stored map become. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennfelder jeweils in Fahrversuchen ermittelt und abgespeichert werden.5. The method according to claim 1, characterized in that the maps in each Driving tests can be determined and saved.
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