DE102017109649B3

DE102017109649B3 - Verfahren zur Reibwertbestimmung

Info

Publication number: DE102017109649B3
Application number: DE102017109649.3A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Wübbolt-Gorbatenko; Markus Bäuml; Michael Loos
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-05-05
Filing date: 2017-05-05
Publication date: 2018-08-16
Anticipated expiration: 2037-05-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Reibwerts eines Fahrzeugreifens auf einer Oberfläche mit nachstehenden Schritten:
- gezieltes Beschleunigen eines Fahrzeugrades, das an einem Radlager oder einem Radträger angeordnet ist,
- Erfassen der auf das Radlager oder den Radträger einwirkenden Kräfte in drei Raumrichtungen während des Beschleunigens, wobei eine Kraft die Gewichtskraft (Fz) ist und die beiden anderen Kräfte (F_X, F_Y) senkrecht zur Gewichtskraft (Fz) orientiert sind, um ein Koordinatensystem zu bilden,
- Bestimmen des Reibwerts aus den erfassten, einwirkenden Kräften.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Reibwerts eines Fahrzeugreifens auf einer Oberfläche.
Herkömmliche Systeme und Algorithmen schätzen den aktuellen µ-Wert bzw. Reibwert zwischen Straßenoberfläche und Reifen anhand von Modellen, welche mit Zustandsinformationen des Fahrzeugs versorgt werden.
Dieses Vorgehen hat zur Folge, dass der tatsächliche Reibwert realiter nicht bestimmt wird, sondern nur anhand von Look-up-Tables bzw. hinterlegten Funktionen geschätzt wird.
Aus der US 8 055 424 B2 ist ein Verfahren zur Reibwertbestimmung bekannt, bei dem ein Fahrzeugrad gezielt beschleunigt und ein anderes gezielt abgebremst wird. Der Reibwert wird durch Ermittlung des Radschlupfes unter Anwendung der Schlupfkurve bestimmt.
Die US 5 435 193 A beschreibt ein Verfahren zur Reibwertermittlung, bei dem im normalen Fahrbetrieb über Kraft- und Winkelaufnehmer in Fahrwerksbauteilen die Kraft- und Winkelverhältnisse im Fahrwerk und daraus der Kraftschluss der Reifen ermittelt werden.
Aus der US 5 186 042 A ist bekannt, die im Achsschenkel oder Lenker wirkenden Kräfte zu erfassen. Hierzu sind Kraftnehmer jeweils in Bohrungen in dem Bauteil eingebettet, wobei jeweils pro Bohrung nur eine Raumrichtung erfasst wird.
Die DE 41 34 831 A1 beschreibt ein Verfahren zur Reibwertermittlung, wobei die Antriebsmomente wechselweise gezielt, teilweise bis zur Haftungsgrenze erhöht werden und dann über Messung des resultierenden Radschlupfes der Reibwert bestimmt wird.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung des Reibwerts eines Fahrzeugreifens auf einer Oberfläche anzugeben, welches die Genauigkeit der Bestimmung des Reibwerts bzw. des µ-Werts erhöht und somit ebenfalls die Sicherheit für Fahrzeuginsassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung des Reibwerts eines Fahrzeugreifens auf einer Oberfläche vorzugsweise die nachstehenden Schritte.
Vorteilhafterweise umfasst ein Schritt ein gezieltes Beschleunigen eines Fahrzeugrades, das an einem Radlager oder einem Radträger angeordnet ist. Mithilfe des Beschleunigens kann eine Kraft erzeugt werden. Denn gemäß Newton ist eine Kraft das Produkt aus Masse mal Beschleunigung. Hierbei ist vorzugsweise die Kraft, die auf ein Radlager oder einen Radträger einwirkt, charakteristisch für den Reibwert eines Fahrzeugreifens auf einer Oberfläche.
Ein weiterer Schritt des Verfahrens weist vorzugsweise ein Erfassen der auf das Radlager oder den Radträger einwirkenden Kräfte in drei Raumrichtungen während des Beschleunigens auf.
Dabei ist günstigerweise eine Kraft die Gewichtskraft und die beiden anderen Kräfte sind vorzugsweise senkrecht zur Gewichtskraft orientiert, um ein Koordinatensystem zu bilden.
Ein weiterer bevorzugter Schritt des Verfahrens umfasst ein Bestimmen des Reibwerts aus den erfassten, einwirkenden Kräften. Diese Kräfte sind charakteristisch für den Reibwert eines Fahrzeugreifens auf einer Oberfläche. Werden beispielsweise verhältnismäßig hohe Kräfte beim Beschleunigen erfasst, kann auf einen hohen Reibwert zwischen Fahrzeugreifen und Oberfläche rückgeschlossen werden.
Ferner umfasst ein bevorzugter Schritt des Verfahrens ein Beschleunigen, insbesondere eines Fahrzeugrades, in einem bestimmbaren Zeitintervall. Bei dem bestimmbaren Zeitintervall handelt es sich vorzugsweise um 100-500 ms. Ein derartig ausgebildetes Zeitintervall hat keine Auswirkungen auf das Fahrverhalten eines Fahrzeuges. Bevorzugterweise umfasst ein Schritt des Verfahrens ein Erfassen der auf das Radlager oder den Radträger einwirkenden Kräfte während des Beschleunigens im bestimmbaren Zeitintervall. Auf diese Weise ist es möglich, exakt die Kräfte zu erfassen, die beim Beschleunigen auf das Radlager oder den Radträger einwirken. Werden beispielsweise verhältnismäßig geringe Kräfte beim Beschleunigen erfasst, kann auf einen geringen Reibwert zwischen Fahrzeugreifen und Oberfläche rückgeschlossen werden.
Ein weiterer bevorzugter Schritt des Verfahrens umfasst ein Bestimmen des Reibwerts aus den erfassten, einwirkenden Kräften im bestimmbaren Zeitintervall. Folglich ist es möglich, für die im bestimmbaren Zeitintervall erfassten, einwirkenden Kräfte den Reibwert zwischen Fahrzeugreifen und Oberfläche zu bestimmen. Hierbei ist vorzugsweise zu beachten, dass sich der bestimmte Reibwert selbstverständlich nur auf die Beschaffenheit des Fahrzeugreifens und der Oberfläche im gemessenen Zeitintervall beschränkt. Daher ist es günstig, das erfindungsgemäße Verfahren in bestimmten Zeitintervallen zu wiederholen, um die sich möglicherweise ändernde Beschaffenheit von Fahrzeugreifen und Oberfläche zu berücksichtigen.
Günstigerweise umfasst das Beschleunigen eines Fahrzeugrades eine Verminderung der Rotationsgeschwindigkeit des Fahrzeugrades und/oder eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit des Fahrzeugrades. Also kann das Fahrzeugrad bzw. dessen Rotationsgeschwindigkeit schneller oder langsamer werden. Gemäß Newton erfährt ein Körper aufgrund einer Geschwindigkeitsänderung eine Beschleunigung, die multipliziert mit der Masse des Körpers eine Kraft ergibt. Daher ergibt sich der Zusammenhang, dass je höher die gemessenen bzw. errechneten Kräfte, desto höher der Reibwert zwischen Fahrzeugrad und Oberfläche.
Bevorzugterweise umfasst das Verfahren als bevorzugten Schritt ein Erfassen der auf das Radlager oder den Radträger einwirkenden Kräfte mit einer Sensoreinheit zum Detektieren der einwirkenden Kräfte.
Auch ist es günstig, wenn beim Schritt des Erfassens dieses bzw. das Erfassen mithilfe einer Magnetsensoreinheit zum Detektieren der inversen Magnetostriktion und/oder mithilfe von Dehnmessstreifen und/oder mithilfe induktiver oder kapazitiver Messverfahren durchgeführt wird. Auf diese Weise können einfache und kostengünstige Sensoren zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt werden.
Des Weiteren ist es bevorzugt, dass ein Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Plausibilisieren des bestimmten Reibwerts anhand von gespeicherten Daten und/oder Daten anderer Sensoreinrichtungen, insbesondere eines Regensensors, umfasst. Auf diese Weise kann der bestimmte Reibwert einer Plausibilitätskontrolle unterzogen werden.
Günstigerweise sind die gespeicherten Daten in einer Lookup-Table hinterlegt, wobei vorzugsweise die gespeicherten Daten und/oder die Lookup-Table in einem Datenspeicher hinterlegt sind.
Ferner ist es von Vorteil, wenn beim Bestimmen des Reibwerts der Quotient aus einem Dividend und einem Divisor errechnet wird.
Bevorzugterweise wird der Dividend von der Wurzel über einer Summe gebildet, wobei die Summe aus den jeweils quadrierten beiden anderen Kräfte, die senkrecht zur Gewichtskraft orientiert sind, besteht.
Ferner ist es günstig, wenn der Divisor von der Gewichtskraft gebildet wird.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn das erfindungsgemäße Verfahren in einem Schritt ein Beschleunigen von mindestens zwei Fahrzeugrädern aufweist, wobei die durch das Beschleunigen der Fahrzeugräder in ein Fahrzeug eingebrachten Kräfte und Momente sich gegenseitig aufheben, um einen Eingriff in die Fahrdynamik eines Fahrzeuges zu vermeiden.
Vorzugsweise umfasst das Beschleunigen eine Verminderung oder eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit der mindestens zwei Fahrzeugräder.
Ferner ist es von Vorteil, wenn beim Beschleunigen von mindestens zwei Fahrzeugrädern ein Vorderrad eines Fahrzeuges und ein diagonal zum Vorderrad angeordnetes Hinterrad beschleunigt werden. Auch diese Anordnung zum Beschleunigen der Fahrzeugräder erzeugt keine Momente bzw. sich gegenseitig aufhebende Momente um eine Drehachse des Fahrzeuges. Im Ergebnis löschen sich also die künstlich hervorgerufenen Kräfte und die daraus resultierenden Momente gegenseitig aus, sodass ein Eingriff in die Fahrdynamik eines Fahrzeuges vermieden werden kann.
Vorteilhafterweise umfasst das Beschleunigen eine Verminderung oder eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit der mindestens zwei Fahrzeugräder. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist es von Vorteil, wenn die mindestens zwei Fahrzeugräder gemeinsam entweder schneller oder langsamer drehen bzw. eine geringere oder höhere Rotationsgeschwindigkeit aufweisen. Denn auf diese Weise löschen sich an den Fahrzeugrädern hervorgerufene Kräfte und Momente gegenseitig aus, sodass ein Eingriff in die Fahrdynamik eines Fahrzeuges unterbunden wird.
Auch ist es von Vorteil, wenn beim Beschleunigen mindestens zweier Fahrzeugräder beide Fahrzeugräder an einer gemeinsamen Achse angeordnet sind und beschleunigt werden. Nochmals anders ausgedrückt, ist es günstig, wenn die mindestens zwei Fahrzeugräder gemeinsam entweder schneller oder langsamer drehen bzw. eine geringere oder höhere Rotationsgeschwindigkeit aufweisen. Folglich ist es möglich, dass sich an den Fahrzeugrädern hervorgerufene Kräfte und Momente gegenseitig auslöschen, um einen Eingriff in die Fahrdynamik eines Fahrzeuges zu unterbinden.
Des Weiteren ist es bevorzugt, dass beim Beschleunigen mindestens zweier Fahrzeugräder ein Fahrzeugrad auf einer ersten Seite des Fahrzeuges an einer ersten Achse und ein Fahrzeugrad auf der ersten Seite des Fahrzeuges an einer zweiten Achse beschleunigt werden. Auch diese Anordnung zum Beschleunigen der Fahrzeugräder erzeugt keine Momente bzw. sich gegenseitig aufhebende Momente um eine Drehachse des Fahrzeuges. Im Ergebnis löschen sich also die künstlich hervorgerufenen Kräfte und die daraus resultierenden Momente gegenseitig aus, sodass ein Eingriff in die Fahrdynamik eines Fahrzeuges vermeidbar ist.
Auch ist es günstig, wenn das Beschleunigen eine Verminderung der Rotationsgeschwindigkeit des Fahrzeugrades an der ersten Achse und eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit des Fahrzeugrades an der zweiten Achse oder umgekehrt umfasst. Dabei ist es günstig, wenn die mindestens zwei Fahrzeugräder derart beschleunigt werden, dass sich hervorgerufene Kräfte und Momente an den Fahrzeugrädern gegenseitig auszulöschen, um einen Eingriff in die Fahrdynamik eines Fahrzeuges zu unterbinden.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Computerprogrammprodukt.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale des Verfahrens, wie sie unter dem ersten Aspekt erwähnt werden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei dem Computerprogrammprodukt Anwendung finden können.
Anders ausgedrückt, die oben unter dem ersten Aspekt der Erfindung genannten Merkmale betreffend ein Verfahren zur Bestimmung des Reibwerts eines Fahrzeugreifens auf einer Oberfläche können auch hier unter dem zweiten Aspekt der Erfindung mit weiteren Merkmalen kombiniert werden.
Vorteilhaftweise speichert das Computerprogrammprodukt ausführbaren Code für das Verfahren nach dem oben geschilderten ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Computerprogrammprodukt kann es sich beispielsweise um einen Speicher, wie zum Beispiel einen USB Speicher, eine CD und/oder eine Festplatte handeln.
Selbstverständlich ist es auch möglich, dass das Computerprogrammprodukt als ein Informationsspeicherelement, wie zum Beispiel ein ROM, innerhalb eines Fahrzeuges ausgebildet ist.
Nachfolgend wird der oben dargestellte Erfindungsgedanke ergänzend mit anderen Worten ausgedrückt.
Dieser Gedanke betrifft vorzugsweise - vereinfacht dargestellt - ein Verfahren zur Bestimmung des Reibwerts eines Fahrzeugreifens auf einer Oberfläche mithilfe einer Radkraftmessung.
Anders ausgedrückt, zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass vorzugsweise durch gezieltes Beschleunigen, wie z. B. Abbremsen, der Räder, die aktuellen Reibwerte bestimmt werden, indem günstigerweise der maximale Reibwert kurzzeitig überschritten und somit detektiert wird.
Insbesondere ist es von Vorteil, dass die Messwerte der aktuellen Radkräfte zu Verfügung stehen. Somit kann der Reibwert ohne Änderungen des Fahrzeugzustands ermittelt werden.
Günstigerweise werden die Radkräfte von einer im Radlager implementierten Sensorik und der gezielten Beschleunigung der Fahrzeugräder ermittelt, um vorteilhafterweise den tatsächlichen Reibwert zu ermitteln.
Nochmals anders ausgedrückt, werden günstigerweise die Radkräfte (F_X, F_Y, F_Z) über eine Sensorik im Radlager bestimmt. Die Sensortechnologie kann auf den invers magnetostriktiven Effekt, auf Dehnmessstreifen, induktive und/oder kapazitive Verfahren basieren.
Wie bereits erwähnt, verwenden Methoden aus dem Stand der Technik Simulationsmodelle, mit deren Hilfe aus dem Antriebsmoment und weiteren Fahrzeugzuständen bzw. durch im Reifen integrierten Sensoren der Ist-Reibwert geschätzt wird. Im Weiteren wird anhand von Lookup-Table oder Funktionen der maximale Reibwert bestimmt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es hingegen den maximal möglichen Reibwert nicht zu schätzen, sondern vorzugsweise über erfasste Radkräfte direkt zu messen, aus denen dann günstigerweise der aktuelle bzw. Ist-Reibwert berechnet werden kann.
Dies gelingt vorzugsweise anhand nachstehender Formel, wobei die drei genannten Kräfte (F_X, F_Y, F_Z) vorzugsweise senkrecht zueinander orientiert sind, um ein Koordinatensystem aufzuspannen und wobei Fz die einwirkende Gewichtskraft auf ein Fahrzeugrad ist. $μ= \frac{\sqrt{F_{x}^{2} + F_{y}^{2}}}{F_{z}}$
Durch gezieltes Beschleunigen der einzelnen Räder kann der maximale Reibwert mittels der erfassten Kräfte (F_X, F_Y, F_Z) ermittelt werden.
Die Eingriffe in das Bremssystem müssen bzw. das von den Rädern hervorgerufene Drehmoment muss vorzugsweise derart abgestimmt sein, dass die ins Fahrzeug eingebrachten Kräfte bzw. Momente aufgehoben werden und kein Eingriff in die Fahrdynamik des Fahrzeugs (z.B. Eigenlenkverhalten) erzeugt wird.
Die erhaltenen Reibwerte können anhand von bestehenden Systemen (Lockup-Table, Regensensor, etc.) plausibilisiert werden.
Um den Reibwert zu Bestimmen werden günstigerweise zwei diagonal zueinander angeordnete Fahrzeugräder beschleunigt. Durch die gleichzeitige diagonale Einleitung von Kräften wird kein Drehmoment erzeugt.
Sollte während des Beschleunigungsvorganges eine Abweichung zwischen der linken und der rechten Seite eines Fahrzeuges, wie z. B. eines Automobils, identifiziert werden, muss der Vorgang abgebrochen werden.
Um vorzugsweise Effekte wie einen Split-Reibwert zu identifizieren, kann gezielt das Vorderrad positiv beschleunigt und das Hinterrad negativ beschleunigt werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen schematisch:

1 ein Fahrzeug von oben in einem Koordinatensystem nach einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 ein Fahrzeug von oben in einem Koordinatensystem nach einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens; Figur
3 ein Fahrzeug von oben in einem Koordinatensystem nach einem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
4 ein Fahrzeug von oben in einem Koordinatensystem nach einem vierten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt ein Fahrzeug von oben in einem Koordinatensystem nach einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bevor die Erfindung im Zusammenhang mit 1 geschildert wird, wird nachfolgende vorab das Verfahren zusammenfassend und vereinfacht bzw. losgelöst von den Figuren dargestellt.
Dabei wird in einem ersten Schritt des Verfahrens zur Bestimmung des Reibwerts eines Fahrzeugreifens auf einer Oberfläche ein Fahrzeugrad, das an einem Radlager angeordnet ist, in einem Zeitintervall, das im Millisekunden-Bereich angesiedelt ist, gezielt beschleunigt.
Innerhalb dieses Zeitintervalls werden die auf das Radlager einwirkenden Kräfte in drei Raumrichtungen und während des Beschleunigens erfasst.
Dabei handelt es sich bei einer Kraft um die Gewichtskraft Fz, wobei die beiden anderen Kräfte F_X, F_Y senkrecht zur Gewichtskraft Fz orientiert sind, um ein Koordinatensystem zu bilden.
Dieses Koordinatensystem ist übrigens in allen Figuren mit einer x-Achse und einer y-Achse dargestellt, wobei die z-Achse senkrecht auf der dargestellten x-y-Ebene orientiert ist bzw. aus der Ebene hervorsteht.
In einem sich anschließenden Schritt wird der Reibwert aus den erfassten, einwirkenden Kräften bestimmt, die im Zeitintervall erfasst wurden.
Konkreter dargestellt, wird bei dem Beschleunigen eines Fahrzeugrades die Rotationsgeschwindigkeit des Fahrzeugrades vermindert oder erhöht.
Dies wiederum erzeugt Kräfte bzw. Reaktionskräfte im Radlager, die mit der Oberfläche, mit der das Fahrzeugrad zusammenwirkt, zusammenhängen.
So sind z. B. im Falle einer Verminderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugrades die auf ein Radlager einwirkenden Kräfte auf trockener Straße höher als im Vergleich zu einer vereisten Straße.
Dementsprechend kann der Reibwert µ bestimmt werden, der wie nachstehend berechnet wird.
Der Reibwert wird aus dem Quotienten, der einen Dividend und einen Divisor umfasst, errechnet.
Hierbei wird der Dividend von der Wurzel über einer Summe gebildet wird, die aus den jeweils quadrierten beiden Kräften F_X, F_Y , die senkrecht zur Gewichtskraft Fz orientiert sind, besteht. Der Divisor wird von der Gewichtskraft Fz gebildet.
Formelmässig dargestellt, bedeutet dies folgendes: $μ= \frac{\sqrt{F_{x}^{2} + F_{y}^{2}}}{F_{z}}$
Hierbei handelt es sich - wie bereits oben erläutert - bei Fz um die Gewichtskraft und bei den beiden anderen Kräfte F_X, F_Y um Kräfte, die senkrecht zur Gewichtskraft Fz orientiert sind.
In der Konsequenz kann also mithilfe des obigen Verfahrens der Reibwert eines Fahrzeugreifens auf einer Oberfläche konkret bestimmt werden.
Nach dem Errechnen bzw. Bestimmen des Reibwerts wird dieser anhand von gespeicherten Daten anderer Sensoreinrichtungen, wie z. B. einem Regensensor, noch plausibilisiert, wobei die gespeicherten Daten in einer Lookup-Table hinterlegt sind. Die gespeicherten Daten und die Lookup-Table sind in einem Datenspeicher hinterlegt. Die Plausibilitätskontrolle dient dabei der Kontrolle des errechneten Reibwerts.
Zurück zu 1, hier werden zwei Fahrzeugräder, die jeweils an einem Radlager angeordnet sind, gezielt in einem kurzen Zeitintervall (z. B. 100 ms) beschleunigt und die auf die Radlager einwirkenden Kräfte in drei Raumrichtungen während des Beschleunigens im Zeitintervall erfasst.
Beim Beschleunigen der Fahrzeugräder wird die Rotationsgeschwindigkeit der beiden Fahrzeugräder erhöht.
Die durch das Beschleunigen auf das Radlager einwirkenden Kräfte werden mit einer Sensoreinheit zum Detektieren der einwirkenden Kräfte bzw. mithilfe einer Magnetsensoreinheit zum Detektieren der inversen Magnetostriktion erfasst.
Wie bereits oben erläutert, sind die in 1 gezeigten beiden Kräfte F_X, F_Y senkrecht zur Gewichtskraft Fz (nicht dargestellt) orientiert, um ein Koordinatensystem zu bilden bzw. um Kräfte in allen Raumrichtung zu erfassen.
Wie 1 ferner zeigt, heben sich die durch das Beschleunigen der Fahrzeugräder in ein Fahrzeug eingebrachten Kräfte und Momente gegenseitig auf, um einen Eingriff in die Fahrdynamik eines Fahrzeuges zu vermeiden.
Im Anschluss an die obigen Schritte wird der Reibwert aus den erfassten, einwirkenden Kräften im Zeitintervall bestimmt.
Dies erfolgt, wie bereits oben geschildert, durch Errechnen eines Quotienten aus einem Dividend und einem Divisor, wobei der Dividend von der Wurzel über einer Summe gebildet wird.
Dabei besteht die Summe aus den jeweils quadrierten beiden Kräfte F_X, F_Y , die senkrecht zur Gewichtskraft Fz orientiert sind.
Der Divisor wird von der Gewichtskraft Fz gebildet.
Obige Aussagen bilden zusammengenommen nachstehende Formel: $μ= \frac{\sqrt{F_{x}^{2} + F_{y}^{2}}}{F_{z}}$
Nochmals mit anderen Worten ausgedrückt, werden gemäß 1 beim Beschleunigen von zwei Fahrzeugrädern ein Vorderrad eines Fahrzeuges und ein diagonal zum Vorderrad angeordnetes Hinterrad beschleunigt, wobei das Beschleunigen durch eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit der zwei Fahrzeugräder geschieht.
Auf diese Weise können die künstlich eingebrachten Kräfte und Momente gegenseitig neutralisiert werden, wodurch ein Eingriff auf die Fahrdynamik des Fahrzeuges verhindert werden kann.
In 2 hingegen, die ein Fahrzeug von oben in einem Koordinatensystem nach einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, werden beim Beschleunigen zweier Fahrzeugräder ein Fahrzeugrad auf einer ersten Seite des Fahrzeuges an einer ersten Achse und ein Fahrzeugrad auf der ersten Seite des Fahrzeuges an einer zweiten Achse beschleunigt.
Dabei wird die Rotationsgeschwindigkeit des Fahrzeugrades an der ersten, oberen Achse vermindert und an der zweiten, unteren Achse erhöht. Dabei heben sich die eingebrachten Kräfte und Momente gegenseitig auf, um einen Eingriff in die Fahrdynamik des Fahrzeuges zu unterbinden.
Betreffend die weiteren Ausführungen wird zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die Ausführungen zu 1 verwiesen, die hier analog anwendbar sind.
In 3 und 4, welche jeweils ein Fahrzeug von oben in einem Koordinatensystem nach einem dritten bzw. vierten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen, werden beide Fahrzeugräder an einer gemeinsamen Achse beschleunigt.
Hierbei werden in 3 die Hinterräder bzw. die Fahrzeugräder an der Hinterachse beschleunigt und in 4 die Vorderräder bzw. die Fahrzeugräder an der Vorderachse beschleunigt.
Beschleunigen bedeutet in diesem Zusammenhang eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit der zwei Fahrzeugräder. Selbstverständlich ist alternativ auch eine Verminderung der Rotationsgeschwindigkeit der zwei Fahrzeugräder möglich.
Betreffend die weiteren Ausführungen wird zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die Ausführungen zu 1 verwiesen, die hier analog anwendbar sind.
Betreffend die 1 bis 4 gilt ferner, dass die auf die Radlager einwirkenden Kräfte mit einer Magnetsensoreinheit zum Detektieren der inversen Magnetostriktion und zum Detektieren der einwirkenden Kräfte erfasst werden.
Ferner wird der bestimmte Reibwert anhand von gespeicherten Daten anderer Sensoreinrichtungen, wie z. B. einem Regensensor, plausibilisiert, um Messfehler auszuschließen.
Die gespeicherten Daten sind dabei in einer Lookup-Table hinterlegt, wobei die gespeicherten Daten bzw. die Lookup-Table wiederum in einem Datenspeicher hinterlegt ist.
Bezugszeichenliste

Fx: Kraft in Richtung der X-Achse
F_Y: Kraft in Richtung der Y-Achse
Fz: Gewichtskraft
X: X-Achse
Y: Y-Achse

Claims

Verfahren zur Bestimmung des Reibwerts eines Fahrzeugreifens auf einer Oberfläche mit nachstehenden Schritten: - gezieltes Beschleunigen eines Fahrzeugrades, das an einem Radlager oder einem Radträger angeordnet ist, - Erfassen der auf das Radlager oder den Radträger einwirkenden Kräfte in drei Raumrichtungen während des Beschleunigens, wobei eine Kraft die Gewichtskraft (Fz) ist und die beiden anderen Kräfte (F_X, F_Y) senkrecht zur Gewichtskraft (Fz) orientiert sind, um ein Koordinatensystem zu bilden, - Bestimmen des Reibwerts aus den erfassten, einwirkenden Kräften.
Verfahren nach Anspruch 1 mit nachstehenden Schritten: - Beschleunigen in einem bestimmbaren Zeitintervall, und - Erfassen der auf das Radlager oder den Radträger einwirkenden Kräfte während des Beschleunigens im bestimmbaren Zeitintervall, - Bestimmen des Reibwerts aus den erfassten, einwirkenden Kräften im bestimmbaren Zeitintervall.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, - wobei das Beschleunigen eines Fahrzeugrades eine Verminderung der Rotationsgeschwindigkeit des Fahrzeugrades und/oder eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit des Fahrzeugrades umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schritt des Erfassens nachstehende Schritte umfasst: - Erfassen der auf das Radlager oder den Radträger einwirkenden Kräfte mit einer Sensoreinheit zum Detektieren der einwirkenden Kräfte, - wobei vorzugsweise das Erfassen mithilfe einer Magnetsensoreinheit zum Detektieren der inversen Magnetostriktion und/oder mithilfe von Dehnmessstreifen und/oder mithilfe induktiver oder kapazitiver Messverfahren durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit den weiteren Schritten: - Plausibilisieren des bestimmten Reibwerts anhand von gespeicherten Daten und/oder Daten anderer Sensoreinrichtungen, insbesondere einem Regensensor, - wobei vorzugsweise die gespeicherten Daten in einer Lookup-Table hinterlegt sind, - wobei vorzugsweise die gespeicherten Daten und/oder die Lookup-Table in einem Datenspeicher hinterlegt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit nachstehenden Schritten: - wobei beim Bestimmen des Reibwerts der Quotient aus einem Dividend und einem Divisor errechnet wird, - wobei vorzugsweise der Dividend von der Wurzel über einer Summe gebildet wird, wobei die Summe aus den jeweils quadrierten beiden anderen Kräfte (Fx, F_Y), die senkrecht zur Gewichtskraft (Fz) orientiert sind, besteht, - wobei vorzugsweise der Divisor von der Gewichtskraft (Fz) gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit nachstehenden Schritten: - Beschleunigen von mindestens zwei Fahrzeugrädern, wobei die durch das Beschleunigen der Fahrzeugräder in ein Fahrzeug eingebrachten Kräfte und Momente sich gegenseitig aufheben, um einen Eingriff in die Fahrdynamik eines Fahrzeuges zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 7 mit nachstehenden Schritten: - wobei beim Beschleunigen von mindestens zwei Fahrzeugrädern ein Vorderrad eines Fahrzeuges und ein diagonal zum Vorderrad angeordnetes Hinterrad beschleunigt werden, - wobei vorzugsweise das Beschleunigen eine Verminderung oder eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit der mindestens zwei Fahrzeugräder umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7 mit nachstehenden Schritten: - wobei beim Beschleunigen mindestens zweier Fahrzeugräder beide Fahrzeugräder an einer gemeinsamen Achse angeordnet sind und beschleunigt werden, - wobei vorzugsweise das Beschleunigen eine Verminderung oder eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit der mindestens zwei Fahrzeugräder umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7 mit nachstehenden Schritten: - wobei beim Beschleunigen mindestens zweier Fahrzeugräder ein Fahrzeugrad auf einer ersten Seite des Fahrzeuges an einer ersten Achse und ein Fahrzeugrad auf der ersten Seite des Fahrzeuges an einer zweiten Achse beschleunigt werden, - wobei vorzugsweise das Beschleunigen eine Verminderung der Rotationsgeschwindigkeit des Fahrzeugrades an der ersten Achse und eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit des Fahrzeugrades an der zweiten Achse oder umgekehrt umfasst.