DE102018217793A1 - Method for estimating a current coefficient of friction - Google Patents
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Abstract
Bei einem Verfahren zum Schätzen eines aktuellen Reibwerts zwischen einem Rad (2) eines Fahrzeugs (F) und einer Fahrbahn (1) während einer Fahrt des Fahrzeugs (F) auf der Fahrbahn (1), wobei das Verfahren geeignet ist, einen Schätz-Schlupf zwischen dem Rad (2) und der Fahrbahn (1) zu erzeugen und auf Basis des Schätz-Schlupfs den aktuellen Reibwert zu schätzen, wird das Rad (2) zum Erzeugen des Schätz-Schlupfs mit einem Schätz-Radmoment (T) beaufschlagt.In a method for estimating a current coefficient of friction between a wheel (2) of a vehicle (F) and a roadway (1) while the vehicle (F) is traveling on the roadway (1), the method being suitable for an estimation slip To generate between the wheel (2) and the road (1) and to estimate the current coefficient of friction on the basis of the estimation slip, the wheel (2) is subjected to an estimation wheel torque (T) to generate the estimation slip.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schätzen eines aktuellen Reibwerts nach dem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Steuereinrichtung, ein Fahrzeug und ein computerlesbares Medium nach den nebengeordneten Ansprüchen.The invention relates to a method for estimating a current coefficient of friction according to the preamble of
Autonomes Fahren und moderne Fahrassistenzsysteme gewinnen immer mehr an Bedeutung. Systeme zum autonomen Fahren müssen dabei unterschiedliche Anforderungen erfüllen, insbesondere was Fahrkomfort und Sicherheit betrifft. Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist es notwendig, dass die Systeme und/oder die Fahrzeuge über aktuelle Gegebenheiten, Funktionsparameter, Fahrbedingungen und dergleichen Bescheid wissen. Ein Parameter, dessen Kenntnis dabei helfen kann, ein Fahrzeug entsprechend den aktuellen Straßenverhältnissen angemessen zu steuern, ist der aktuelle Reibwert (auch: Reibungskoeffizient) zwischen den Reifen und der Fahrbahn. Je genauer eine Fahrzeugsteuerung diesen aktuellen Reibwert kennt, desto genauer kann z. B. das Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs an den aktuellen Fahrbahnzustand angepasst werden. Insofern besteht ein dringendes Bedürfnis, den aktuellen Reibwert zwischen Fahrzeugreifen und Fahrbahn so gut wie möglich zu ermitteln beziehungsweise zu schätzen. Es sind jedoch bisher keine einfachen, zuverlässigen, sicheren und komfortablen Möglichkeiten zur Ermittlung des aktuellen Reibwerts bekannt.Autonomous driving and modern driver assistance systems are becoming increasingly important. Autonomous driving systems have to meet different requirements, especially when it comes to driving comfort and safety. In order to meet these requirements, it is necessary for the systems and / or the vehicles to be aware of current circumstances, functional parameters, driving conditions and the like. One parameter, the knowledge of which can help to appropriately control a vehicle according to the current road conditions, is the current coefficient of friction (also: coefficient of friction) between the tires and the road. The more precisely a vehicle control system knows this current coefficient of friction, the more precisely z. B. the acceleration behavior of the vehicle can be adapted to the current road condition. In this respect, there is an urgent need to determine or estimate the current coefficient of friction between vehicle tires and the road surface as well as possible. However, no simple, reliable, safe and comfortable options for determining the current coefficient of friction are known to date.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu beheben oder zumindest zu vermindern.The object of the invention is to eliminate or at least reduce the disadvantages of the prior art.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Schätzen eines aktuellen Reibwerts zwischen einem Rad eines Fahrzeugs und einer Fahrbahn während einer Fahrt des Fahrzeugs auf der Fahrbahn, wobei das Verfahren geeignet ist, einen Schätz-Schlupf zwischen dem Rad und der Fahrbahn zu erzeugen und auf Basis des Schätz-Schlupfs den aktuellen Reibwert zu schätzen, wobei das Rad zum Erzeugen des Schätz-Schlupfs mit einem Schätz-Radmoment beaufschlagt wird.The object is achieved by a method for estimating a current coefficient of friction between a wheel of a vehicle and a roadway while the vehicle is traveling on the roadway, the method being suitable for generating an estimation slip between the wheel and the roadway and on the basis of the estimation slip to estimate the current coefficient of friction, wherein the wheel is subjected to an estimation wheel torque to generate the estimation slip.
Unter einem Schätzen ist dabei ein ungefähres Ermitteln zu verstehen, wobei das Ermitteln natürlich auch sehr präzise sein kann und im Idealfall auch ist. Der Reibwert kann auch als Reibungskoeffizient (Formelzeichen: µ) bezeichnet werden. Mit anderen Worten ist in dieser Beschreibung der Begriff „Reibwert“ als alternative Bezeichnung für den Begriff „Reibungskoeffizient“ (Formelzeichen: µ) zu verstehen.Estimating is to be understood as an approximate determination, whereby the determination can of course also be very precise and, ideally, it is. The coefficient of friction can also be referred to as the coefficient of friction (symbol: µ). In other words, the term “coefficient of friction” is to be understood in this description as an alternative term for the term “coefficient of friction” (symbol: µ).
Bei dem Verfahren wird ein aktueller Reibwert zwischen zumindest einem Reifen eines Fahrzeugs und einer Fahrbahn geschätzt. Ein Rad im Sinne dieser Beschreibung umfasst insbesondere eine Felge und einen Reifen, wobei der Reifen auf der Felge aufgezogen ist, wobei der Reifen Gummi und/oder eine Gummimischung umfasst.In the method, a current coefficient of friction between at least one tire of a vehicle and a roadway is estimated. A wheel in the sense of this description comprises in particular a rim and a tire, the tire being mounted on the rim, the tire comprising rubber and / or a rubber mixture.
Unter einem Fahrzeug ist dabei ein Kraftfahrzeug, wie z. B. ein Auto, ein Bus, ein LKW, ein Motorrad oder auch ein dreirädriges KFZ zu verstehen. Unter einer Fahrbahn ist dabei eine Straße oder ein Weg zu verstehen, welche befestigt oder unbefestigt sein kann, also beispielsweise mit einem Belag aus Asphalt oder aber einem Schotterbelag. Ferner kann die Fahrbahn zumindest teilweise mit Schnee oder Eis bedeckt sein, kann trocken oder zumindest teilweise nass sein. Ferner kann die Fahrbahn zumindest teilweise verunreinigt sein, insbesondere durch Laub, Öl oder dergleichen.Under a vehicle is a motor vehicle such. B. to understand a car, a bus, a truck, a motorcycle or even a three-wheel car. A roadway is to be understood as a road or path that can be paved or unpaved, for example with an asphalt surface or a gravel surface. Furthermore, the roadway can be at least partially covered with snow or ice, can be dry or at least partially wet. Furthermore, the roadway can be at least partially contaminated, in particular by leaves, oil or the like.
Unter einem Schlupf ist dabei die Tatsache zu verstehen, dass die tatsächlich zurückgelegte Strecke pro Radumdrehung vom tatsächlichen Radumfang abweicht. Mit anderen Worten drehen also beim Auftreten eines Schlupfs die Räder schneller oder langsamer, als man es in Anbetracht der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit erwarten würde, das heißt die Räder drehen zumindest teilweise durch oder blockieren zumindest teilweise.A slip is understood to mean the fact that the distance actually traveled per wheel revolution differs from the actual wheel circumference. In other words, when a slip occurs, the wheels turn faster or slower than one would expect given the current vehicle speed, that is, the wheels spin at least partially or at least partially block.
Unter dem Radmoment ist dabei das Drehmoment zu verstehen, welches auf ein Rad des Fahrzeugs ausgeübt wird. In dieser Beschreibung ist unter einem Radmoment ein positives Radmoment zu verstehen und kein Bremsen. Jedoch ist es möglich, dass das Schätz-Radmoment gegenüber einem aktuellen Radmoment, welches der Normalfahrt des Fahrzeugs entspricht, entweder temporär erhöht oder aber temporär reduziert ist.The wheel torque is the torque that is exerted on a wheel of the vehicle. In this description, a wheel torque is to be understood as a positive wheel torque and not braking. However, it is possible that the estimated wheel torque is either temporarily increased or temporarily reduced compared to a current wheel torque that corresponds to the normal running of the vehicle.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein Schlupf an einem Rad des Fahrzeugs gut dazu genutzt werden kann, den aktuellen Reibwert zwischen einem Reifen und der Fahrbahn zu schätzen, und dass es möglich ist, einen solchen Schlupf zu Testzwecken temporär zu erzeugen, nämlich durch Beaufschlag zumindest eines Rades mit einem Schätz-Radmoment während einer bestimmten Zeitspanne.The invention is based on the knowledge that a slip on a wheel of the vehicle can be used well to estimate the current coefficient of friction between a tire and the road surface, and that it is possible to temporarily generate such slip for test purposes, namely by Applying an estimated wheel torque to at least one wheel during a certain period of time.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Beaufschlagen des Rads mit dem Schätz-Radmoment ein temporäres Erhöhen und/oder Reduzieren eines Radmoments des Rads, wobei das Erhöhen und/oder Reduzieren mittels Torque-Vectoring und/oder mittels geeigneter Ansteuerung eines Radantriebsmotors bewerkstelligt wird, wobei der Radantriebsmotor ein Elektromotor ist.In typical embodiments, the application of the estimated wheel torque to the wheel comprises a temporary increase and / or reduction of a wheel torque of the wheel, the increase and / or reduction being accomplished by means of torque vectoring and / or by means of a suitable control of a wheel drive motor, the wheel drive motor is an electric motor.
Unter dem Begriff Torque-Vectoring, welcher auch als Active Yaw bezeichnet wird, ist eine aktive Drehmomentverteilung auf die Räder des Fahrzeugs zu verstehen. Unter einem Radantriebsmotor ist bei einem Elektrofahrzeug ein Motor zu verstehen, welcher ein einzelnes Rad direkt antreibt. Torque-Vectoring oder geeignete Ansteuerung eines elektrischen Radantriebsmotors sind deshalb von Vorteil, weil es besonders einfache Möglichkeiten sind, das Schätz-Radmoment zu erzeugen.The term torque vectoring, which is also referred to as active yaw, is active Understand torque distribution on the wheels of the vehicle. In the case of an electric vehicle, a wheel drive motor is to be understood as a motor which drives a single wheel directly. Torque vectoring or suitable control of an electric wheel drive motor are advantageous because they are particularly simple ways of generating the estimated wheel torque.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Verfahren einen Beaufschlag-Schritt, während welches das Rad mit dem Schätz-Radmoment beaufschlagt wird, und einen Erfassungsschritt, während welches das Fahrzeug aktuelle Fahrzeugparameter, insbesondere eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder eine Radgeschwindigkeit und/oder den Schätz-Schlupf, erfasst. Der Erfassungsschritt läuft bevorzugt zumindest teilweise gleichzeitig mit dem Beaufschlag-Schritt ab. Das Verfahren umfasst zudem einen Schätzschritt, während welches auf Basis des Schätz-Schlupfs der aktuelle Reibwert geschätzt wird.In typical embodiments, the method comprises an application step, during which the estimated wheel torque is applied to the wheel, and a detection step, during which the vehicle current vehicle parameters, in particular a vehicle speed and / or a wheel speed and / or the estimation slip, detected. The detection step preferably runs at least partially simultaneously with the application step. The method also includes an estimation step during which the current coefficient of friction is estimated on the basis of the estimation slip.
Zum Schätzen des aktuellen Reibwerts wird ein Kennlinienfeld verwendet, welches eine Mehrzahl an Kennlinien umfasst. Jede Kennlinie betrifft einen bestimmten Fahrbahnzustand, wobei jede Kennlinie den Reibwert zwischen einem Reifen und einer Fahrbahn als Funktion des Schlupfs zwischen Reifen und Fahrbahn angibt. Eine Kennlinie ist somit eine Kurve in einem zweidimensionalen Koordinatensystem, wobei auf der x-Achse der Schlupf in Prozent und auf der y-Achse der entsprechende Reibwert aufgetragen ist. Die Mehrzahl an Kennlinien umfasst dabei eine Kennlinie für trockene Fahrbahn und/oder eine Kennlinie für nasse Fahrbahn und/oder eine Kennlinie für schneebedeckte Fahrbahn und/oder eine Kennlinie für vereiste Fahrbahn.A characteristic curve field is used to estimate the current coefficient of friction, which field comprises a plurality of characteristic curves. Each characteristic curve relates to a specific road surface condition, each characteristic line indicating the coefficient of friction between a tire and a road surface as a function of the slip between the tire and the road surface. A characteristic curve is therefore a curve in a two-dimensional coordinate system, the slip in percent being plotted on the x-axis and the corresponding coefficient of friction being plotted on the y-axis. The plurality of characteristic curves include a characteristic curve for dry carriageway and / or a characteristic curve for wet carriageway and / or a characteristic curve for snow-covered carriageway and / or a characteristic curve for icy carriageway.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Kennlinienfeld für unterschiedliche Feuchtegrade der Fahrbahn unterschiedliche Kennlinien, sowie auch eine Kennlinie für eine Fahrbahn mit Schotterbelag und/oder mit Sandbelag und/oder mit sonstigem Belag. Alternativ zu einer Mehrzahl an Kennlinien ist es jedoch auch denkbar, lediglich mit einer einzigen Kennlinie, beispielsweise einer gemittelten Kennlinie, zu arbeiten. Welche Kennlinie zum Schätzen des aktuellen Reibwerts genutzt wird, wird bei typischen Ausführungsformen mit Hilfe der Fahrzeug-Sensorik entschieden. Beispielsweise wird bei typischen Ausführungsformen mittels im Fahrzeug verbauter Sensoren erkannt, dass die Fahrbahn nass oder schneebedeckt ist, beispielsweise mittels mit der Fahrzeuglenkung und/oder mit dem Bremssystem verbundenen Sensoren und/oder mittels Temperatursensoren und/oder mittels Regensensoren. Auf Basis dieser Informationen wird dann die entsprechende Kennlinie, also z. B. eine Kennlinie für schneebedeckte oder nasse Fahrbahn, ausgewählt. Die Kennlinien selbst werden bei typischen Ausführungsformen verfügbaren Angaben von Reifenherstellern entnommen. Bei typischen Ausführungsformen werden die Kennlinien fahrzeugspezifisch für die derzeit montierten Reifen auf einem Prüfstand ermittelt. Bei anderen Ausführungsformen werden standardisierte, gemittelte Kennlinien verwendet.In typical embodiments, the characteristic curve field comprises different characteristic curves for different degrees of moisture in the roadway, as well as a characteristic curve for a roadway with gravel covering and / or with sand covering and / or with other covering. As an alternative to a plurality of characteristic curves, however, it is also conceivable to work with only a single characteristic curve, for example an averaged characteristic curve. In typical embodiments, the characteristic curve used to estimate the current coefficient of friction is decided using the vehicle sensor system. For example, in typical embodiments, sensors installed in the vehicle detect that the road is wet or covered with snow, for example, sensors connected to the vehicle steering system and / or the braking system and / or temperature sensors and / or rain sensors. Based on this information, the corresponding characteristic curve, i.e. B. selected a characteristic curve for snow-covered or wet road. In typical embodiments, the characteristic curves themselves are taken from information available from tire manufacturers. In typical embodiments, the characteristic curves are determined on a test bench in a vehicle-specific manner for the tires currently installed. In other embodiments, standardized, averaged characteristics are used.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Verfahren einen Trigger-Schritt, während welchem ein Trigger-Signal zum Starten des Verfahrens erzeugt wird. Dabei wird das Trigger-Signal von einer zentralen Fahrzeugsteuerung oder dergleichen erzeugt. Dabei wird das Trigger-Signal erzeugt, wenn seit einer letzten Durchführung des Verfahrens ein bestimmtes Zeitintervall verstrichen ist und/oder wenn eine Gefahrensituation detektiert wurde und/oder wenn eine günstige Gelegenheit zum Durchführen des Verfahrens detektiert wurde.In typical embodiments, the method comprises a trigger step during which a trigger signal is generated to start the method. The trigger signal is generated by a central vehicle controller or the like. The trigger signal is generated when a certain time interval has elapsed since the method was last carried out and / or when a dangerous situation has been detected and / or when a favorable opportunity to carry out the method has been detected.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Verfahren einen Start-Bedingungstest, während welches geprüft wird, ob eine vordefinierte Bedingung, insbesondere eine Sicherheits-Bedingung, für die Durchführung des Verfahrens erfüllt ist. Dabei wird das Verfahren abgebrochen oder zumindest unterbrochen, wenn die Bedingung nicht erfüllt ist. Dabei umfasst die Bedingung bevorzugt zumindest eine Teilbedingung.In typical embodiments, the method comprises a start condition test, during which it is checked whether a predefined condition, in particular a safety condition, is fulfilled for the implementation of the method. The process is terminated or at least interrupted if the condition is not met. The condition preferably includes at least one partial condition.
In diesem Zusammenhang ist der Begriff Gefahrensituation derart zu verstehen, dass eine zentrale Fahrzeugsteuerung eine Situation erkennt, welche ein Unfallrisiko erhöht. Ein Beispiel für eine solche Gefahrensituation ist z. B. ein Erkennen von Glatteis oder einer nassen Fahrbahn durch eine in Fahrtrichtung ausgerichtete Kamera oder durch Sensoren. Wenn eine solche Gefahrensituation erkannt wird, kann dann mittels des Verfahrens kurzfristig der aktuelle Reibwert geschätzt werden, und so die Fahrweise, insbesondere die Beschleunigung beziehungsweise die Radmomentverteilung, den Witterungsverhältnissen angepasst werden.In this context, the term “dangerous situation” is to be understood in such a way that a central vehicle control system recognizes a situation that increases the risk of an accident. An example of such a dangerous situation is e.g. B. detection of black ice or a wet road by a camera oriented in the direction of travel or by sensors. If such a dangerous situation is recognized, the method can then be used to estimate the current coefficient of friction at short notice, and thus to adapt the driving style, in particular the acceleration or the wheel torque distribution, to the weather conditions.
Unter einer günstigen Gelegenheit ist dabei eine Situation zu verstehen, bei welcher der Schätz-Schlupf besonders einfach erzeugt werden kann oder sogar durch andere Fahrassistenzsysteme quasi automatisch erzeugt wird. Beispielsweise ist es denkbar, dass in Situationen, in welchen die Räder des Fahrzeugs sowieso mit unterschiedlichen Raddrehmomenten beaufschlagt werden, solche Situationen ausgenützt werden können, um den Schätz-Schlupf zu erzeugen, ohne dass sich dies z. B. auf den Fahrkomfort auswirkt. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn ein Fahrdynamiksystem gerade greift. Solche günstigen Gelegenheiten können zudem beispielsweise dann auftreten, wenn für die unterschiedlichen Reifen des Fahrzeugs gerade unterschiedliche Reibwerte vorliegen und wenn insbesondere von anderen Fahrassistenzsystemen und/oder Fahrdynamiksystemen auf diese Tatsache reagiert werden muss.A favorable opportunity is to be understood as a situation in which the estimation slip can be generated in a particularly simple manner or is even generated almost automatically by other driver assistance systems. For example, it is conceivable that in situations in which the wheels of the vehicle are subjected to different wheel torques anyway, such situations can be used to generate the estimation slip without this, for. B. affects driving comfort. This is the case, for example, when a driving dynamics system is taking effect. Such favorable opportunities can also occur, for example, if there are different coefficients of friction for the different tires of the vehicle and if in particular of other driver assistance systems and / or driving dynamics systems must react to this fact.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst die Sicherheitsbedingung eine Geradeausfahrt. Mit anderen Worten wird bei typischen Ausführungsformen das Verfahren nur dann ausgeführt, wenn sich das Fahrzeug gerade in Geradeausfahrt befindet. Dies hat den Vorteil, dass während Kurvenfahrten, bei welchen sich die Beaufschlagung eines Rads mit dem Schätz-Radmoment besonders unangenehm auswirken könnte, das Verfahren nicht ausgeführt wird. Weitere Sicherheitsbedingungen sind bei typischen Ausführungsformen beispielsweise die Bedingung „kein Gas“ und/oder „Bremspedal nicht gedrückt“. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, dass das Verfahren gerade dann bevorzugt ausgeführt wird, wenn gerade Gas gegeben wird, weil dann ein erhöhtes Radmoment auf die Räder ausgeübt wird.In typical embodiments, the safety condition includes driving straight ahead. In other words, in typical embodiments, the method is only carried out when the vehicle is currently driving straight ahead. This has the advantage that the method is not carried out during cornering, in which the application of a wheel to the estimated wheel torque could have a particularly unpleasant effect. In typical embodiments, further safety conditions are, for example, the condition “no gas” and / or “brake pedal not depressed”. Alternatively, however, it is also conceivable that the method is preferably carried out precisely when the driver is accelerating because an increased wheel torque is then exerted on the wheels.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen beaufschlagt das Verfahren bei Vorliegen einer Umschaltbedingung ein anderes Fahrzeugrad mit einem weiteren Schätz-Radmoment. Dabei unterbricht das Verfahren die Beaufschlagung des ursprünglichen Rads mit dem Schätz-Radmoment und beaufschlagt stattdessen ein anderes Rad des Fahrzeugs mit einem Schätz-Radmoment. Ein solches Umschalten hat den Vorteil, dass auf unvorhergesehene Probleme bei der Erzeugung des Schätz-Schlupfs am ursprünglich für das Verfahren vorgesehenen Rad des Fahrzeugs reagiert werden kann. Beispielsweise ist es denkbar, dass am ursprünglich für das Verfahren vorgesehen Rad wider Erwarten kein ausreichender Schätz-Schlupf aufgebaut werden kann. Dann kann das Verfahren beim Vorliegen der Umschaltbedingung ein anderes Rad des Fahrzeugs als Rad auswählen, welches mit einem Schätz-Radmoment beaufschlagt wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass beim Vorliegen einer Umschaltbedingung zusätzlich zum ersten Rad ein weiteres Rad mit einem weiteren Schätz-Radmoment beaufschlagt wird. Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, das Verfahren abzubrechen, wenn der Schätz-Schlupf am für das Verfahren vorgesehenen Rad nicht oder nicht sicher erzeugt werden kann, ohne auf ein anderes Fahrzeugrad umzuschalten.In advantageous embodiments, the method applies another estimated wheel torque to another vehicle wheel when a changeover condition is present. The method interrupts the application of the estimated wheel torque to the original wheel and instead acts on another wheel of the vehicle with an estimated wheel torque. Such a switchover has the advantage that it is possible to react to unforeseen problems in the generation of the estimation slip on the wheel of the vehicle originally intended for the method. For example, it is conceivable that, contrary to expectations, sufficient estimation slip cannot be built up on the wheel originally intended for the method. Then, when the switching condition is present, the method can select a wheel of the vehicle other than the wheel to which an estimated wheel torque is applied. However, it is also conceivable that in the presence of a changeover condition, in addition to the first wheel, a further estimation wheel torque is applied. Alternatively, it is of course also possible to abort the method if the estimation slip on the wheel provided for the method cannot be generated or cannot be generated safely without switching to another vehicle wheel.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen erfolgt die Beaufschlagung des Fahrzeugrads/der Fahrzeugräder mit dem Schätz-Radmoment/den Schätz-Radmomenten gemäß einer Beaufschlag-Kurve, wobei eine Beaufschlag-Dauer vorzugsweise 1 Sekunde bis 5 Sekunden, bevorzugt 2 Sekunden bis 4 Sekunden, ungefähr 2,5 Sekunden beträgt, und/oder wobei die Beaufschlagung abgeregelt wird, sobald ein maximaler Schätz-Schlupf erreicht ist, wobei der maximale Schätz-Schlupf bevorzugt maximal 10 %, vorzugsweise maximal 2 %, ungefähr 1 % beträgt, und/oder wobei zumindest ein Schätz-Radmoment im Wesentlichen linear sukzessive reduziert wird, sobald mindestens 70%, ungefähr 80% der Beaufschlag-Dauer verstrichen sind. Dabei hat das Schätz-Radmoment am Ende der Beaufschlag-Dauer wieder den gleichen Wert, wie zu Beginn der Beaufschlagung. Derartige Beaufschlag-Dauern haben sich in praktischen Versuchen als besonders vorteilhaft für die Durchführung des Verfahrens erwiesen, weil sie auf der einen Seite lang genug sind, um einen entsprechenden Schätz-Schlupf zu erzeugen, und weil sie auf der anderen Seite nicht so lang sind, dass die Fahrsicherheit und der Fahrkomfort dadurch signifikant beeinträchtigt würden. Ein Abregeln der Beaufschlagung ist deshalb vorteilhaft, weil so ein zu starkes Durchdrehen der Räder verhindert wird, was sich positiv auf den Fahrkomfort auswirkt. Allgemein ist unter dem Begriff „ungefähr“ in dieser Beschreibung eine Toleranz von +/- 15 % oder +/- 10% zu verstehen.In advantageous embodiments, the application of the vehicle wheel / vehicle wheels with the estimation wheel torque / the estimation wheel torques takes place according to an application curve, an application duration preferably 1 second to 5 seconds, preferably 2 seconds to 4 seconds, approximately 2.5 Seconds, and / or wherein the load is reduced as soon as a maximum estimation slip is reached, the maximum estimation slip preferably being at most 10%, preferably at most 2%, approximately 1%, and / or wherein at least one estimation Wheel torque is substantially linearly reduced as soon as at least 70%, approximately 80% of the duration of the application has elapsed. The estimated wheel torque at the end of the application duration has the same value as at the beginning of the application. Such exposure times have proven to be particularly advantageous for carrying out the method in practical tests because on the one hand they are long enough to generate a corresponding estimation slip and on the other hand they are not as long, that driving safety and driving comfort would be significantly impaired. Controlling the loading is advantageous because it prevents the wheels from spinning excessively, which has a positive effect on driving comfort. In general, the term “approximately” in this description means a tolerance of +/- 15% or +/- 10%.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen ist das Verfahren, zusätzlich zur Eignung zur Erzeugung des Schätz-Schlupfs mittels Schätz-Radmoment, geeignet, einen Brems-Schlupf durch Abbremsen eines Fahrzeugrads zu erzeugen. Dies hat den Vorteil, dass sowohl der Schätz-Schlupf als auch der Brems-Schlupf zur Ermittlung des aktuellen Reibwerts genutzt werden können, insbesondere durch Ermittlung des aktuellen Reibwerts auf Basis des Schätz-Schlupfs und/oder des Brems-Schlupfs.In advantageous embodiments, the method, in addition to being suitable for generating the estimation slip by means of the estimation wheel torque, is suitable for generating a braking slip by braking a vehicle wheel. This has the advantage that both the estimate slip and the brake slip can be used to determine the current coefficient of friction, in particular by determining the current coefficient of friction on the basis of the estimate slip and / or the brake slip.
Eine solche Kombination des Schätz-Schlupfs durch Beaufschlag eines Rads mit einem Raddrehmoment einerseits und einer Schlupferzeugung durch Bremsung andererseits hat unterschiedliche Vorteile, nämlich z. B. eine Redundanz beider Möglichkeiten zur Schlupferzeugung; eine gegenseitige Plausibilisierung der mit den unterschiedlichen Arten der Schlupferzeugung ermittelten Reibwerte; eine bessere Genauigkeit der Reibwertschätzung; sowie eine mögliche Erhöhung des Fahrkomforts. Dies ist der Fall, weil situationsabhängig entweder ein Brems-Schlupf oder ein Schätz-Schlupf oder eine Kombination beider Schlupfarten erzeugt werden kann. Eine solche Kombination der Schlupferzeugung mittels Beaufschlag mit einem Raddrehmoment einerseits und Schlupferzeugung durch Bremsung andererseits ist z. B. in Situationen vorteilhaft, wo ein Fahrdynamiksystem auf unterschiedliche Reibwerte an unterschiedlichen Rädern reagiert.Such a combination of the estimation slip by acting on a wheel with a wheel torque on the one hand and a slip generation by braking on the other hand has different advantages, namely e.g. B. a redundancy of both possibilities for slip generation; a mutual plausibility check of the friction values determined with the different types of slip generation; better accuracy of the friction estimation; as well as a possible increase in driving comfort. This is the case because, depending on the situation, either a brake slip or an estimate slip or a combination of both types of slip can be generated. Such a combination of slip generation by applying a wheel torque on the one hand and slip generation by braking on the other hand is e.g. B. advantageous in situations where a driving dynamics system reacts to different coefficients of friction on different wheels.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Steuereinrichtung zum Schätzen eines aktuellen Reibwerts zwischen einem Rad eines Fahrzeugs und einer Fahrbahn während einer Fahrt des Fahrzeugs auf der Fahrbahn. Die Steuereinrichtung ist geeignet, einen Schätz-Schlupf zwischen dem Rad und der Fahrbahn zu erzeugen und auf Basis des Schätz-Schlupfs den aktuellen Reibwert zu schätzen. Dabei ist die Steuereinrichtung geeignet, das Rad zum Erzeugen des Schätz-Schlupfs mit einem Schätz-Radmoment zu beaufschlagen.The object is further achieved by a control device for estimating a current coefficient of friction between a wheel of a vehicle and a road while the vehicle is traveling on the road. The control device is suitable for generating an estimation slip between the wheel and the road and for estimating the current coefficient of friction on the basis of the estimation slip. The control device is suitable for the wheel Generate the estimation slip with an estimation wheel torque.
Vorteilhafterweise umfasst die Steuereinrichtung Computerprogrammcode zur Durchführung des Verfahrens zum Schätzen eines aktuellen Reibwerts nach einer der zuvor beschrieben Ausführungsformen. Die Steuereinrichtung ist vorteilhafterweise Teil einer Fahrzeugsteuerung oder eine separate Steuereinrichtung. Mit Vorteil umfasst die Steuereinrichtung eine digitale Kontrolleinheit.The control device advantageously includes computer program code for carrying out the method for estimating a current coefficient of friction according to one of the previously described embodiments. The control device is advantageously part of a vehicle control or a separate control device. The control device advantageously includes a digital control unit.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen ist die Steuereinrichtung geeignet, ein Verfahren zum Schätzen eines aktuellen Reibwerts nach zumindest einer der vorgenannten Ausführungsformen durchzuführen. Hierzu umfasst die Steuereinrichtung vorteilhafterweise geeignete Komponenten, z. B. eine Trigger-Einrichtung und/oder eine Start-Bedingungstest-Einrichtung und/oder eine Beaufschlag-Einrichtung und/oder eine Erfassungseinrichtung und/oder eine Schätzeinrichtung und/oder eine Mehrzahl an Kommunikationsschnittstellen zur Kommunikation mit einer Kamera und/oder einem Radar und/oder einem Regensensor und/oder einem Bordcomputer und/oder einer Cloud und/oder einer zentralen Fahrzeugsteuerung.In advantageous embodiments, the control device is suitable for carrying out a method for estimating a current coefficient of friction according to at least one of the aforementioned embodiments. For this purpose, the control device advantageously comprises suitable components, e.g. B. a trigger device and / or a start condition test device and / or an application device and / or a detection device and / or an estimation device and / or a plurality of communication interfaces for communication with a camera and / or a radar and / or a rain sensor and / or an on-board computer and / or a cloud and / or a central vehicle controller.
Mit Vorteil sind in der Steuereinrichtung zumindest einige der vorgenannten Komponenten mittels des Computerprogrammcodes implementiert.At least some of the aforementioned components are advantageously implemented in the control device by means of the computer program code.
Ein Fahrzeug umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung eine vorgenannte Steuereinrichtung.In one embodiment of the invention, a vehicle comprises a aforementioned control device.
Ein computerlesbares Medium umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung Computerprogrammcode zur Durchführung eines der vorgenannten Verfahren. Unter dem Begriff „computerlesbares Medium“ sind dabei aber nicht ausschliesslich Festplatten und/oder Server und/oder Memorysticks und/oder Flash-Speicher und/oder DVDs und/oder Bluerays und/oder CDs zu verstehen. Zusätzlich ist unter dem Begriff „computerlesbares Medium“ auch ein Datenstrom zu verstehen, wie er beispielsweise entsteht, wenn ein Computerprogrammprodukt aus dem Internet heruntergeladen wird.In one embodiment of the invention, a computer-readable medium comprises computer program code for performing one of the aforementioned methods. However, the term “computer-readable medium” is not exclusively to be understood as hard disks and / or servers and / or memory sticks and / or flash memories and / or DVDs and / or bluerays and / or CDs. In addition, the term “computer-readable medium” is also to be understood to mean a data stream, such as is produced when a computer program product is downloaded from the Internet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen kurz erläutert, wobei zeigen:
-
1 : eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn, wobei ein Rad mit einem Schätz-Radmoment beaufschlagt wird, -
2 : eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens in einem Flussdiagramm, und -
3 : eine Beaufschlag-Kurve, wie sie bei einem typischen Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Anwendung kommt.
-
1 1 shows a schematic illustration of a vehicle on a roadway, an estimated wheel torque being applied to a wheel, -
2nd : a schematic representation of an embodiment of the inventive method in a flow chart, and -
3rd : an application curve as used in a typical embodiment of the invention.
Nachdem das Verfahren somit im Trigger-Schritt
Wenn die Bedingungen des Start-Bedingungstests
Beispielsweise wird bei typischen Ausführungsformen während des Beaufschlag-Schritts
Sobald der Erfassungsschritt
Anschließend wird für die ausgewählte Kennlinie der Reibwert ermittelt, welcher dem Schätz-Schlupf, welcher im Rahmen des Erfassungsschritts
Bei typischen Ausführungsformen wird das Verfahren jeweils abgebrochen, wenn erkannt wird, beispielsweise im Rahmen des Beaufschlag-Schritts
Ebenfalls ist in
In den meisten Fällen wird es jedoch möglich sein, einen Schätz-Schlupf von mindestens 1 % zu erreichen. Dann nimmt die Beaufschlag-Kurve den für die Beaufschlag-Kurve
BezugszeichenlisteReference list
- 11
- Fahrbahnroadway
- 22nd
- Radwheel
- 33rd
- Beaufschlag-Kurve (abgeregelt sobald 1 % Schätz-Schlupf erreicht)Charge curve (reduced as soon as 1% of the estimation slip has been reached)
- 44th
- Beaufschlag-Kurve (ohne Abregelung) Charge curve (without curtailment)
- FF
- Fahrzeug vehicle
- S1S1
- Trigger-SchrittTrigger step
- S2S2
- Start-BedingungstestStart condition test
- S3S3
- Beaufschlag-SchrittActing step
- S4S4
- ErfassungsschrittAcquisition step
- S5S5
- SchätzschrittEstimation step
- S6S6
- Endschritt Final step
- TT
- Schätz-RadmomentEstimated wheel torque
- T_1 %T_1%
- Abregelwert Shutdown value
- tt
- Zeittime
- t1t1
- StartzeitpunktStart time
- t2t2
- Abregel-ZeitpunktResetting time
- t3t3
- Abflau-ZeitpunktDeterioration time
- t4t4
- NullzeitpunktNo time
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-
2018
- 2018-10-17 DE DE102018217793.7A patent/DE102018217793B4/en active Active
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