DE102018218901A1

DE102018218901A1 - Reduction of the risk of a vehicle skidding

Info

Publication number: DE102018218901A1
Application number: DE102018218901.3A
Authority: DE
Inventors: Marc Schieß; Andreas Knoll
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-11-06
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2020-05-07

Abstract

Ein Verfahren (200) zum Reduzieren einer Schleudergefahr eines auf einer Fahrbahn (110) fahrenden Fahrzeugs (105) mit einem Rad (120, 130) umfasst Schritte des Erfassens (205-220) einer wasserbedeckten Stelle (115) auf der Fahrbahn (110); und des Veränderns (240) der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (105), während sich das Rad (120, 130) im Bereich der wasserbedeckten Stelle (115) befindet, wobei die Geschwindigkeit derart verändert wird, dass eine Radlast des Rades (120, 130) erhöht wird.A method (200) for reducing a risk of skidding of a vehicle (105) traveling on a roadway (110) with a wheel (120, 130) comprises steps of detecting (205-220) a water-covered point (115) on the roadway (110) ; and changing (240) the speed of the vehicle (105) while the wheel (120, 130) is in the area of the water-covered area (115), the speed being changed such that a wheel load of the wheel (120, 130) is increased.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verringerung einer Schleudergefahr eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, das auf einer wasserbedeckten Fahrbahn fährt.The present invention relates to reducing the risk of skidding a vehicle, in particular a motor vehicle, which is traveling on a water-covered roadway.

Ein Landfahrzeug fährt auf einer Fahrbahn, auf der sich eine wasserbedeckte Stelle befindet. Ein Rad des Fahrzeugs kann im Bereich der Stelle aufschwimmen und den Kontakt zur Fahrbahn verlieren, falls das Wasser nicht rasch genug verdrängt werden kann. Das aufschwimmende Rad kann Kräfte zwischen dem Fahrzeug und der Fahrbahn in Längs- und/oder Querrichtung nicht mehr übertragen, sodass das Fahrzeug unlenkbar und/oder unbremsbar werden kann. Eine Vielzahl Unfälle, die sich jedes Jahr ereignen, ist auf diesen Effekt zurückzuführen, der auch als Aquaplaning bekannt ist.A land vehicle is traveling on a road surface where there is a water-covered area. One of the vehicle's wheels can float in the area and lose contact with the road if the water cannot be displaced quickly enough. The floating wheel can no longer transmit forces between the vehicle and the roadway in the longitudinal and / or transverse direction, so that the vehicle can become unmanageable and / or unstoppable. A large number of accidents that occur every year are due to this effect, also known as aquaplaning.

Zur Verringerung einer Schleudergefahr im Bereich einer wasserbedeckten Stelle wurden verschiedene Vorschläge gemacht. DE 10 2013 214 804 A1 betrifft eine vorausschauende Anpassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit.Various proposals have been made to reduce the risk of skidding in the area of a water-covered area. DE 10 2013 214 804 A1 relates to a predictive adjustment of a vehicle speed.

EP 2 536 606 A1 schlägt eine Prävention von Aquaplaning durch Beeinflussen eines Fahrwerks und/oder Anpassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs vor. EP 2 536 606 A1 proposes prevention of aquaplaning by influencing a chassis and / or adjusting a speed of the vehicle.

Eine der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe einer verbesserten Technik zur Verringerung einer Schleudergefahr eines Fahrzeugs, das auf einer Fahrbahn im Bereich einer wasserbedeckten Stelle fährt. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.One object of the invention is to provide an improved technique for reducing the risk of skidding of a vehicle traveling on a roadway in the area of a water-covered area. The invention solves this problem by means of the subject matter of the independent claims. Sub-claims reflect preferred embodiments.

Ein Verfahren zum Reduzieren einer Schleudergefahr eines auf einer Fahrbahn fahrenden Fahrzeugs mit einem Rad umfasst: einen Schritt des Erfassens einer wasserbedeckten Stelle auf der Fahrbahn; und einen Schritt des Veränderns der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, während sich das Rad im Bereich der wasserbedeckten Stelle befindet. Dabei wird die Geschwindigkeit derart verändert, dass eine Radlast des Rades erhöht wird.A method for reducing a risk of skidding of a vehicle traveling on a road with a wheel comprises: a step of detecting a water-covered spot on the road; and a step of changing the speed of the vehicle while the wheel is in the water-covered area. The speed is changed in such a way that a wheel load of the wheel is increased.

Es wurde erkannt, dass die Radlast, die das Rad in Richtung der Fahrbahn belastet, durch Beschleunigen oder Verzögern des Fahrzeugs verändert werden kann, um ein Aufschwimmen des Rades im Wasser zu verhindern. Das Rad kann dadurch auch im Bereich der wasserbedeckten Stelle Kräfte zur Fahrbahn übertragen, sodass eine Schleudergefahr des Fahrzeugs verringert sein kann. Dadurch kann das Fahrzeug über das Rad beschleunigt oder verzögert werden. Das Fahrzeug kann in einer vorbestimmten Spur gehalten werden. Handelt es sich um ein lenkbares Rad, so kann eine Lenkfähigkeit des Fahrzeugs aufrecht erhalten sein.It has been recognized that the wheel load that loads the wheel in the direction of the road can be changed by accelerating or decelerating the vehicle to prevent the wheel from floating in the water. As a result, the wheel can also transmit forces to the road in the area of the water-covered area, so that the risk of the vehicle skidding can be reduced. As a result, the vehicle can be accelerated or decelerated via the wheel. The vehicle can be kept in a predetermined lane. If the wheel is steerable, the steerability of the vehicle can be maintained.

Das Verfahren kann an einem beliebigen Fahrzeug eingesetzt werden, insbesondere einem Kraftfahrzeug, z. B. an einem Personenkraftwagen, einem Lastkraftwagen oder einem Bus. Auch einspurige Fahrzeuge können verfahrensgemäß gesteuert werden, beispielsweise ein Fahr- oder Kraftrad. Es ist allgemein bevorzugt, dass das Fahrzeug wenigstens zwei Achsen umfasst, die in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet sind. Eine bei einer Geradeausfahrt in Fahrtrichtung liegende Achse wird hierin Vorderachse und eine entgegen der üblichen Fahrtrichtung liegende Achse Hinterachse genannt. Jede der Achsen ist mittels mindestens eines Rades gegenüber der Fahrbahn abgestützt. Es können auch mehr als zwei Achsen am Fahrzeug angebracht sein und jede Achse kann eines, zwei oder mehrere Räder tragen.The method can be used on any vehicle, especially a motor vehicle, e.g. B. on a passenger car, a truck or a bus. Single-track vehicles can also be controlled according to the method, for example a bicycle or motorcycle. It is generally preferred that the vehicle comprises at least two axles, which are arranged one behind the other in the direction of travel. An axle lying in the direction of travel when driving straight ahead is referred to herein as the front axle and an axle lying opposite the usual direction of travel is called the rear axle. Each of the axles is supported against the road by at least one wheel. There can also be more than two axles attached to the vehicle and each axle can carry one, two or more wheels.

In einer ersten Variante wird das Fahrzeug verzögert, während sich das an der Vorderachse angebrachte Rad im Bereich der wasserbedeckten Stelle befindet. Ein Schwerpunkt des Fahrzeugs befindet sich üblicherweise über einem Aufstandspunkt eines die Verzögerungskraft gegenüber der Fahrbahn übermittelnden Rades, sodass ein Nickmoment auf das Fahrzeug erzeugt wird, das eine Achslast auf die Vorderachse, und somit eine Radlast auf ein Vorderrad, erhöht.In a first variant, the vehicle is decelerated while the wheel attached to the front axle is in the area of the water-covered area. A center of gravity of the vehicle is usually above a contact point of a wheel that transmits the deceleration force with respect to the road, so that a pitching moment is generated on the vehicle, which increases an axle load on the front axle, and thus a wheel load on a front wheel.

Sollte die wasserbedeckte Stelle größer als ein Radestand des Fahrzeugs sein oder ein an der Vorderachse angebrachtes Vorderrad im Bereich einer ersten wasserbedeckten Stelle liegen, während ein an der Hinterachse angebrachtes Hinterrad im Bereich einer anderen, zweiten wasserbedeckten Stelle liegt, kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs so verändert werden, dass möglichst die Räder beider Achsen vorteilhaft belastet werden. Beispielsweise kann dann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs derart verändert werden, dass die Radlast des an der Vorderachse angebrachten Rades nicht größer als die des an der Hinterachse angebrachten Rades ist. Das Hinterrad ist üblicherweise in stärkerem Maß als das Vorderrad für die Spurführung des Fahrzeugs relevant, sodass die genannte Belastungsverteilung eine hohe Fahrstabilität sicherstellen kann. Dies kann unabhängig davon gelten, ob eines der Räder lenkbar ist oder nicht.If the water-covered area is larger than a wheelbase of the vehicle or a front wheel attached to the front axle is in the area of a first water-covered area, while a rear wheel attached to the rear axle is located in the area of another, second water-covered area, the speed of the vehicle can be changed that the wheels of both axles are advantageously loaded. For example, the speed of the vehicle can then be changed such that the wheel load of the wheel attached to the front axle is not greater than that of the wheel attached to the rear axle. The rear wheel is usually more relevant than the front wheel for tracking the vehicle, so that the load distribution mentioned can ensure high driving stability. This can apply regardless of whether one of the wheels is steerable or not.

In einer zweiten Variante wird das Fahrzeug beschleunigt, während sich das an der Hinterachse angebrachte Rad im Bereich der wasserbedeckten Stelle befindet. Diese Variante ist mit der oben genannten ersten Variante kombinierbar. Das Beschleunigen kann ein Drehmoment um eine Querachse des Fahrzeugs bewirken, das eine Radlast auf das Hinterrad vergrößern kann.In a second variant, the vehicle is accelerated while the wheel attached to the rear axle is in the area of the water-covered area. This variant can be combined with the first variant mentioned above. The acceleration can be one torque Transverse axis of the vehicle cause a wheel load on the rear wheel can increase.

Die wasserbedeckte Stelle wird bevorzugt sensorisch erfasst, beispielsweise mittels eines bordeigenen Radarsensors, eines Ultraschallsensors, eines optischen Sensors oder auf eine andere Weise. Für weitere Bestimmungen ist zudem vorteilhaft, wenn Begrenzungen der wasserbedeckten Stelle in Fahrtrichtung bestimmt werden können, sodass aufgrund einer Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt werden kann, zu welchem Zeitpunkt eines der Räder ins Wasser eintaucht und zu welchem Zeitpunkt es wieder aus dem Wasser gehoben wird. Außerdem ist von Vorteil, wenn eine durchschnittliche oder maximale Wassertiefe der wasserbedeckten Stelle bestimmt werden kann.The water-covered area is preferably sensed, for example by means of an on-board radar sensor, an ultrasound sensor, an optical sensor or in some other way. For further determinations, it is also advantageous if limits of the water-covered point in the direction of travel can be determined, so that it can be determined on the basis of a vehicle speed at which point in time one of the wheels dives into the water and at which point it is lifted out of the water. It is also advantageous if an average or maximum water depth of the water-covered area can be determined.

Die wasserbedeckte Stelle kann aber auch auf andere Weise erfasst werden, beispielsweise indem von einer externen Einrichtung ein Hinweis auf die wasserbedeckte Stelle empfangen wird. Die externe Einrichtung kann ein Navigationssystem umfassen, dem beispielsweise hochgenaues Kartenmaterial zur Verfügung steht. Optional kann die wasserbedeckte Stelle aufgrund eines lokalen Wetters und einer bekannten Bodenunebenheit bestimmt werden.The water-covered area can, however, also be recorded in another way, for example by receiving an indication of the water-covered area from an external device. The external device can comprise a navigation system, for example with highly precise map material. Optionally, the water-covered area can be determined based on local weather and a known bump.

Die externe Einrichtung kann aber auch außerhalb des Fahrzeugs liegen und beispielsweise einen Server oder einen Dienst, beispielsweise in einer Cloud, umfassen. Die externe Einrichtung kann Hinweise auf wasserbedeckte Stellen von einem oder mehreren Kraftfahrzeugen sammeln, die jeweils eine Fahrbahn im eigenen Umfeld beispielsweise sensorisch abtasten, oder auf eine andere Weise eine lokale wasserbedeckte Stelle bestimmen können. Die Hinweise können mit einer Position und optional einem Bestimmungszeitpunkt versehen sein. Weitere Informationen können eine Ausdehnung oder eine Wassertiefe umfassen.However, the external device can also be located outside the vehicle and can comprise, for example, a server or a service, for example in a cloud. The external device can collect information on water-covered areas of one or more motor vehicles, each of which, for example, senses a lane in its own environment, or can determine a local water-covered area in another way. The information can be provided with a position and optionally a time of determination. Additional information can include an extent or a water depth.

Alternativ kann der Hinweis von einem anderen, beispielsweise einem vorausfahrenden Fahrzeug empfangen werden. Eine Nachrichtenübermittlung zwischen den Fahrzeugen kann beispielsweise mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug- (car-to-car, C2C) oder Fahrzeug-zu-Infrastruktur- (car-to-infrastructure, C21) Kommunikation erfolgen. So können hauptsächlich lokal und zeitlich relevante Hinweise empfangen werden. Mehrere Hinweise auf die gleiche Stelle können gegeneinander abgeglichen werden. Eine Fehlmessung kann dadurch weniger relevant sein.Alternatively, the message can be received by another vehicle, for example a vehicle in front. A message can be transmitted between the vehicles, for example, by means of vehicle-to-vehicle (car-to-car, C2C) or vehicle-to-infrastructure (car-to-infrastructure, C21) communication. In this way, mainly locally and temporally relevant information can be received. Several references to the same point can be compared. An incorrect measurement can therefore be less relevant.

Der Hinweis kann in Antwort auf eine Position des Fahrzeugs empfangen werden. Dazu kann das Fahrzeug seine Position und optional seine Fahrtrichtung, eine benutzte Fahrbahn oder Fahrstrecke oder eine Fahrgeschwindigkeit an die externe Einrichtung aussenden und die externe Einrichtung kann beispielsweise dann eine Antwort senden, wenn sie über Daten verfügt, die für das Fahrzeug relevant sind.The notice can be received in response to a position of the vehicle. For this purpose, the vehicle can send its position and optionally its direction of travel, a used lane or route or a driving speed to the external device, and the external device can, for example, send a response if it has data that is relevant to the vehicle.

Die Veränderung der Geschwindigkeit wird in einer Ausführungsform bevorzugt so bestimmt, dass ein Aufschwimmen des Rades verhindert werden kann. Dazu können beispielsweise ein Betrag und ein Vorzeichen einer Geschwindigkeitsänderung bestimmt werden. Das Fahrzeug kann dann in Abhängig der bestimmten Änderung beschleunigt oder verzögert werden. Eine unnötig starke Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs kann so vermieden werden.In one embodiment, the change in speed is preferably determined in such a way that floating of the wheel can be prevented. For this purpose, for example, an amount and a sign of a change in speed can be determined. The vehicle can then be accelerated or decelerated depending on the specific change. An unnecessarily strong acceleration or deceleration of the vehicle can be avoided in this way.

Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann vor dem Erreichen der wasserbedeckten Stelle wenigstens soweit reduziert werden, dass ein Aufschwimmen des Rades durch Verändern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs verhindert werden kann, während sich das Rad im Bereich der wasserbedeckten Stelle befindet. Diese Variante kann beispielsweise dann gewählt werden, wenn in der letztgenannten Ausführungsform bestimmt wird, dass eine erforderliche Geschwindigkeitsänderung zu groß ist, um sicher bewirkt werden zu können. Anders ausgedrückt kann das Fahrzeug bereits vor dem Erreichen der wasserbedeckten Stelle so weit heruntergebremst werden, dass dann, wenn das Rad im Bereich der wasserbedeckten Stelle liegt, eine Geschwindigkeitsänderung auf das Fahrzeug bewirkt werden kann, die ausreicht, um die Radlast so weit zu erhöhen, dass das Rad nicht im Wasser aufschwimmt.Before reaching the water-covered area, the speed of the vehicle can be reduced at least to such an extent that floating of the wheel can be prevented by changing the speed of the vehicle while the wheel is in the area of the water-covered area. This variant can be selected, for example, if it is determined in the last-mentioned embodiment that a required change in speed is too great to be able to be effected safely. In other words, the vehicle can be braked down so far before it reaches the water-covered area that, if the wheel lies in the area of the water-covered area, a change in speed can be brought about on the vehicle which is sufficient to increase the wheel load so much, that the bike doesn't float in the water.

In einer weiteren Ausführungsform kann eine Gierrate des Fahrzeugs vor dem Erreichen der wasserbedeckten Stelle durch das Rad minimiert werden. Eine durch das Rad an die Fahrbahn zu übertragende Kraft kann so zumindest während der Durchfahrt der wasserbedeckten Stelle minimiert werden. Wie anhand des bekannten Kammschen Kreises nachvollzogen werden kann, ist dadurch beispielsweise die Erhöhung einer übertragenen Längskraft zu Lasten einer übertragenen Querkraft oder umgekehrt möglich.In a further embodiment, a yaw rate of the vehicle can be minimized by the wheel before the water-covered point is reached. A force to be transmitted to the road by the wheel can thus be minimized, at least while driving through the water-covered area. As can be understood from the known Kamm circle, this makes it possible, for example, to increase a transmitted longitudinal force at the expense of a transmitted transverse force or vice versa.

Eine Vorrichtung zur Reduktion einer Schleudergefahr eines auf einer Fahrbahn fahrenden Fahrzeugs mit einem Rad umfasst: eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer wasserbedeckten Stelle auf der Fahrbahn; eine Schnittstelle zur Verbindung mit einer Beschleunigungs- und/oder Verzögerungseinrichtung des Fahrzeugs; und eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Veränderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu steuern, während sich das Rad im Bereich der wasserbedeckten Stelle befindet, um eine Radlast des Rades zu erhöhen.An apparatus for reducing a risk of skidding of a vehicle traveling on a road with a wheel comprises: a detection device for detecting a water-covered point on the road; an interface for connection to an acceleration and / or deceleration device of the vehicle; and a processing device configured to control a change in the speed of the vehicle while the wheel is in the region of the water-covered location in order to increase a wheel load of the wheel.

Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt. The processing device can be configured to carry out a method described here in whole or in part. For this purpose, the processing device can comprise a programmable microcomputer or microcontroller and the method can be in the form of a computer program product with program code means. The computer program product can also be stored on a computer-readable data carrier. Features or advantages of the method can be transferred to the device or vice versa.

In einer Ausführungsform umfasst die Erfassungseinrichtung einen Sensor zur Abtastung der Fahrbahn, in einer weiteren Ausführungsform eine beispielsweise drahtlose Kommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit einer externen Einrichtung. Die externe Einrichtung kann einen Hinweis auf eine wasserbedeckte Stelle auf der durch das Fahrzeug befahrenen Fahrbahn bereitstellen. Ein mittels des Sensors oder auf andere Weise seitens des Kraftfahrzeugs bestimmte wasserbedeckte Stelle kann an die externe Einrichtung gemeldet werden.In one embodiment, the detection device comprises a sensor for scanning the road, in a further embodiment, for example, a wireless communication device for communication with an external device. The external device can provide an indication of a water-covered location on the roadway traveled by the vehicle. A water-covered point determined by means of the sensor or in another way on the part of the motor vehicle can be reported to the external device.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:

1 ein System mit einem Fahrzeug; und
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens

darstellt.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying figures, in which:

1 a system with a vehicle; and
2nd a flow chart of a method

represents.

1 zeigt ein System 100 mit einem Fahrzeug 105, das auf einer Fahrbahn 110 fährt, auf der sich eine wasserbedeckte Stelle 115 befindet. Die wasserbedeckte Stelle kann beispielsweise eine Pfütze, eine wassergefüllte Spurrinne oder ein über die Fahrbahn 110 fließendes Rinnsal umfassen. Üblicherweise wird bei einer nassen Fahrbahn 110 noch nicht von einer wasserbedeckten Stelle gesprochen. Bevorzugt besteht eine wasserbedeckte Stelle erst ab einer vorbestimmten Wassertiefe bzw. Wasserhöhe. Vorliegend wird dann von einer wasserbedeckten Stelle ausgegangen, wenn sich ausreichend Wasser auf der Fahrbahn 110 befindet, um ein Aufschwimmen eines Rades des Fahrzeugs 105 zu bewirken. 1 shows a system 100 with a vehicle 105 that on a roadway 110 drives on which there is a water-covered area 115 located. The water-covered area can be, for example, a puddle, a water-filled track gutter or over the road 110 include flowing trickle. Usually on a wet road 110 not yet spoken of a water-covered area. A water-covered area preferably only exists from a predetermined water depth or water level. In the present case, a water-covered area is assumed when there is sufficient water on the road 110 located to a floating of a wheel of the vehicle 105 to effect.

Das Fahrzeug 105 umfasst bevorzugt eine Vorderachse 120, an der ein Vorderrad 125 angebracht ist, und eine Hinterachse 130, an der ein Hinterrad 135 angebracht ist. Üblicherweise umfasst das Fahrzeug ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Kraftrad, einen Personen- oder Lastkraftwagen. Obwohl an vielen Fahrzeugen 105 an einer Achse 120, 130 mehrere Räder 125, 135 angebracht sind, wird vorliegend zur vereinfachten Erläuterung von nur einem Rad 125, 135 pro Achse 120, 130 ausgegangen.The vehicle 105 preferably comprises a front axle 120 on which a front wheel 125 is attached, and a rear axle 130 on which a rear wheel 135 is appropriate. The vehicle usually comprises a motor vehicle, for example a motorcycle, a passenger car or a truck. Although on many vehicles 105 on one axis 120 , 130 several wheels 125 , 135 are attached, in the present case for the simplified explanation of only one wheel 125 , 135 per axis 120 , 130 went out.

An Bord des Fahrzeugs 105 ist eine Vorrichtung 140 vorgesehen, die zur Steuerung des Fahrzeugs 105 eingerichtet ist, um eine Schleudergefahr des Fahrzeugs 105 beispielsweise dann, wenn sich eines der Räder 125, 135 im Bereich der wasserbedeckten Stelle 115 befindet, zu reduzieren. Dazu umfasst die Vorrichtung 140 eine Verarbeitungseinrichtung 145 und eine Schnittstelle 150 zur Verbindung mit einer Beschleunigungs- oder Verzögerungseinrichtung des Fahrzeugs. Die Beschleunigungsvorrichtung kann beispielsweise einen Antriebsmotor umfassen, der bevorzugt auf eines der Räder 125, 135 wirkt. Die Verzögerungseinrichtung kann ebenfalls durch den Antriebsmotor gebildet sein, alternativ auch beispielsweise durch eine Rekuperationseinrichtung, einen Retarder und/oder eine Bremseinrichtung.On board the vehicle 105 is a device 140 provided to control the vehicle 105 is set up to prevent the vehicle from skidding 105 for example, if one of the wheels 125 , 135 in the area of the water-covered area 115 located to reduce. For this purpose, the device comprises 140 a processing facility 145 and an interface 150 for connection to an acceleration or deceleration device of the vehicle. The acceleration device can comprise, for example, a drive motor, which is preferably on one of the wheels 125 , 135 works. The deceleration device can also be formed by the drive motor, alternatively also, for example, by a recuperation device, a retarder and / or a braking device.

Außerdem umfasst die Vorrichtung 140 eine Erfassungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die wasserbedeckte Stelle 115 zu erfassen. In einer ersten Variante umfasst die Erfassungseinrichtung einen Sensor 155, der einen beispielsweise vor dem Fahrzeug 105 liegenden Abschnitt der Fahrbahn 110 abtasten kann. Dazu kann der Sensor 155 beispielsweise einen Radarsensor, einen Lidarsensor, eine Kamera oder einen Ultraschallsensor umfassen. Mittels des Sensors 155 kann die Stelle 115 bevorzugt bestimmt werden, noch bevor eines der Räder 125, 135 sie befährt. In einer zweiten Variante umfasst die Erfassungseinrichtung eine Kommunikationseinrichtung 160, die zur beispielsweise drahtlosen Kommunikation mit einer externen Einrichtung eingerichtet ist, um einen Hinweis auf die Stelle 115 zu empfangen. Die externe Einrichtung kann einen Dienst 165 umfassen, der beispielsweise in einer Cloud oder mittels eines Servers realisiert sein kann. Die externe Einrichtung kann auch ein anderes Fahrzeug 170 umfassen, beispielsweise wenn sich dieses innerhalb eines vorbestimmten Bereichs um das Fahrzeug 105 befindet. Dieser Bereich kann beispielsweise einige Meter bis einige Kilometer betragen.The device also includes 140 a detection device which is set up to detect the water-covered area 115 capture. In a first variant, the detection device comprises a sensor 155 , for example, in front of the vehicle 105 lying section of the carriageway 110 can feel. The sensor can do this 155 for example include a radar sensor, a lidar sensor, a camera or an ultrasonic sensor. By means of the sensor 155 can the spot 115 preferably be determined even before one of the wheels 125 , 135 she drives. In a second variant, the detection device comprises a communication device 160 which is set up for wireless communication with an external device, for example, to provide an indication of the location 115 to recieve. The external device can be a service 165 include, which can be implemented for example in a cloud or by means of a server. The external device can also be another vehicle 170 include, for example, if this is within a predetermined range around the vehicle 105 located. This range can be, for example, a few meters to a few kilometers.

Die Vorrichtung 140 kann auch dazu eingerichtet sein, die wasserbedeckte Stelle 115 mittels des Sensors 155 zu bestimmen und einen Hinweis auf die Stelle 115 an den Dienst 165 oder das andere Fahrzeug 170 zu übermitteln.The device 140 can also be set up to cover the water 115 by means of the sensor 155 to determine and a reference to the position 115 to the service 165 or the other vehicle 170 to transmit.

Befindet sich eines der Räder 125, 135 im Bereich der wasserbedeckten Stelle, so kann das Wasser unter Umständen nicht rasch genug von dem Rad 125, 135 seitlich abgeleitet werden, sodass das Rad 125, 135 auf in Fahrtrichtung vor dem Rad 125, 135 liegendes Wasser auffährt und einen Kontakt zur Fahrbahn 110 verliert. Dieser Effekt wird Aquaplaning genannt und kann abhängig sein von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 105, einer Beschaffenheit des Rades 125, 135, beispielsweise bezüglich der Tiefe eines Reifenprofils, einer Wassertiefe an der Stelle 115 und einer Kraft, die das Rad 125, 135 in Richtung der Fahrbahn 110 presst. Diese Kraft wird durch eine Radlast bereitgestellt, die von einer auf die korrespondierende Achse 120, 130 wirkende Achslast abhängig ist. Die Achslast ist von einer Masse des Fahrzeugs 105 und einer Verteilung dieser Masse auf die vorhandenen Achsen 120, 130 abhängig.There is one of the wheels 125 , 135 in the area of the water-covered area, the water may not get off the wheel quickly enough 125 , 135 are derived laterally so that the wheel 125 , 135 on in front of the wheel in the direction of travel 125 , 135 lying water comes up and a contact to the road 110 loses. This effect is called aquaplaning and can depend on the speed of the vehicle 105 , a texture of the wheel 125 , 135 , for example with regard to the depth of a tire tread, a water depth at the point 115 and a force that the wheel 125 , 135 towards the road 110 presses. That power will provided by a wheel load from one to the corresponding axle 120 , 130 acting axle load is dependent. The axle load is from a mass of the vehicle 105 and a distribution of this mass on the existing axes 120 , 130 dependent.

Wird das Fahrzeug 105 beispielsweise mittels einer Radbremse verzögert, so bewirkt ein dabei auftretendes Bremsmoment 180 eine Bremskraft in Längsrichtung zwischen einem der Räder 125, 135 und der Fahrbahn 110. Ein Schwerpunkt 175 des Fahrzeugs 105 liegt üblicherweise über der Fahrbahn 110, sodass eine Trägheit des Fahrzeugs 105 ein Nickmoment 185 um eine Querachse des Fahrzeugs 105 bewirkt, sodass die Achslast an der Vorderachse 120 ansteigt. Wird das Fahrzeug 105 also gezielt abgebremst, während sich das Vorderrad 120 im Bereich der wasserbedeckten Stelle 115 befindet, so kann die Radlast so weit erhöht werden, dass kein Aquaplaning auftritt.Will the vehicle 105 delayed, for example by means of a wheel brake, causes a braking torque that occurs in the process 180 a longitudinal braking force between one of the wheels 125 , 135 and the roadway 110 . A focus 175 of the vehicle 105 is usually above the road 110 , causing an inertia of the vehicle 105 a pitching moment 185 about a transverse axis of the vehicle 105 causes the axle load on the front axle 120 increases. Will the vehicle 105 so specifically braked while the front wheel 120 in the area of the water-covered area 115 the wheel load can be increased to such an extent that aquaplaning does not occur.

Das Verzögern des Fahrzeugs 105 kann über ein beliebiges der Räder 120, 130 bewirkt werden. Es ist jedoch bevorzugt, die Bremskraft möglichst mittels eines Rades 120, 130 zu bewirken, das sich nicht im Bereich der wasserbedeckten Stelle 115 befindet. Sollten sich beide Räder 120, 130 im Bereich der gleichen Stelle 115 befinden, so kann die Geschwindigkeitsveränderung derart bestimmt und gesteuert werden, dass eine vorbestimmte Verteilung der Achslasten an der Vorderachse 120 und der Hinterachse 130 eingenommen wird. Diese Verteilung kann beispielsweise im Bereich von bei 50% : 50% liegen. Die Verteilung wird bevorzugt derart gesteuert, dass die Radlast an der Vorderachse 120 die an der Hinterachse 130 nicht übersteigt, sondern eher etwas kleiner ist.Decelerating the vehicle 105 can over any of the wheels 120 , 130 be effected. However, it is preferred to use a wheel to brake as much as possible 120 , 130 to cause that is not in the area of the water-covered area 115 located. Should both wheels 120 , 130 in the same place 115 are located, the speed change can be determined and controlled such that a predetermined distribution of the axle loads on the front axle 120 and the rear axle 130 is taken. This distribution can be, for example, in the range of 50%: 50%. The distribution is preferably controlled such that the wheel load on the front axle 120 the one on the rear axle 130 does not exceed, but rather is somewhat smaller.

Der umgekehrte Prozess kann am Hinterrad 130 durch Beschleunigen des Fahrzeugs über eines der Räder 120, 130 ausgelöst werden. Hier ist das Bremsmoment 180 negativ und das Nickmoment 185 wirkt in entgegengesetzter Richtung, sodass die Achslast an der Hinterachse vergrößert wird. Auch das Beschleunigen kann mittels eines beliebigen Rades 125, 135 bewirkt werden, wobei wieder bevorzugt ist, dass die Beschleunigungskraft möglichst mittels eines Rades 120, 130 bewirkt wird, das sich nicht im Bereich der wasserbedeckten Stelle 115 befindet.The reverse process can be done on the rear wheel 130 by accelerating the vehicle over one of the wheels 120 , 130 to be triggered. Here is the braking torque 180 negative and the pitching moment 185 acts in the opposite direction, so that the axle load on the rear axle is increased. Acceleration can also be done using any wheel 125 , 135 are effected, it is again preferred that the acceleration force if possible by means of a wheel 120 , 130 is caused that is not in the area of the water-covered area 115 located.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines exemplarischen Verfahrens 200 zur Steuerung eines Fahrzeugs 105. Das Verfahren 200 kann beispielsweise auf einem System 100 und weiter bevorzugt mittels einer Vorrichtung 140 durchgeführt werden. Ziel des Verfahrens 200 ist ein Verhindern von Aquaplaning an einem vorbestimmten Rad 120, 130 des Fahrzeugs. 2nd shows a flowchart of an exemplary method 200 to control a vehicle 105 . The procedure 200 can for example on a system 100 and more preferably by means of a device 140 be performed. Aim of the procedure 200 is preventing aquaplaning from a predetermined wheel 120 , 130 of the vehicle.

In einem optionalen Schritt 205 tastet ein Fahrzeug 105 eine von ihm befahrene Fahrbahn 110 ab um eine beispielsweise in Fahrtrichtung liegende wasserbedeckte Stelle 115 auf der Fahrbahn 110 zu bestimmen. In einem ebenfalls optionalen Schritt 210 kann alternativ ein Hinweis auf eine wasserbedeckte Stelle 115 von einer externen Einrichtung 165, 170 empfangen werden. Dazu kann zunächst eine Position des Fahrzeugs 105 bestimmt und der Einrichtung 165, 170 bereitgestellt werden, und die Einrichtung 165, 170 kann den Hinweis in Abhängigkeit der Position bereitstellen. Wenigstens einer der Schritte 205, 210 sollte im Rahmen des Verfahrens 200 ausgeführt werden; optional können auch beide Schritte 205, 210 ausgeführt werden.In an optional step 205 gropes a vehicle 105 a lane he travels on 110 from around a water-covered area, for example in the direction of travel 115 on the road 110 to determine. In an also optional step 210 can alternatively be a reference to a water-covered area 115 from an external institution 165 , 170 be received. To do this, a position of the vehicle can first 105 determined and the establishment 165 , 170 be provided and the facility 165 , 170 can provide the hint depending on the position. At least one of the steps 205 , 210 should be part of the process 200 be executed; optionally both steps can also be used 205 , 210 be carried out.

In einem Schritt 215 kann auf der Basis zuvor durchgeführter Bestimmungen die wasserbedeckte Stelle 115 bestimmt werden. Die Stelle 115 kann beispielsweise bezüglich ihrer Position, ihres Anfangs oder Endes in Fahrtrichtung, ihre Wassertiefe und/oder andere Charakteristika beschrieben sein. Beispielsweise dann, wenn die Stelle 115 auf der Basis einer lokalen Messung des Fahrzeugs 105 beispielsweise mittels eines Sensors 155 durchgeführt wurde, kann die bestimmte Stelle 115 oder ein Hinweis darauf der externen Einrichtung 165, 170 bereitgestellt werden. Im Fall des Diensts 165 kann die bestimmte Stelle 115 möglichst immer übermittelt werden. Der Dienst 165 kann Hinweise von einer Vielzahl Fahrzeuge 105 empfangen und in beispielsweise einem Speicher verwalten. Im Fall des weiteren Fahrzeugs 170 kann die Stelle 115 nur dann übermittelt werden, wenn sie im Bereich oder auf einem voraussichtlichen Weg des weiteren Fahrzeugs 170 liegt. Für diese Bestimmung kann das weitere Fahrzeug 170 beispielsweise seine Position, seine Fahrtrichtung und/oder seine Fahrgeschwindigkeit vorher an das Fahrzeug 105 übermitteln.In one step 215 can the water-covered area on the basis of previously carried out determinations 115 be determined. The spot 115 can be described, for example, with regard to their position, their start or end in the direction of travel, their water depth and / or other characteristics. For example, if the position 115 based on a local measurement of the vehicle 105 for example by means of a sensor 155 has been carried out, the particular body 115 or an indication of this from the external institution 165 , 170 to be provided. In the case of service 165 can the particular place 115 always be transmitted if possible. The service 165 can display clues from a variety of vehicles 105 received and managed in, for example, a memory. In the case of another vehicle 170 can the spot 115 are only transmitted if they are in the area or on an expected route of the further vehicle 170 lies. The other vehicle can be used for this determination 170 For example, its position, its direction of travel and / or its driving speed before the vehicle 105 to transfer.

In einem Schritt 220 kann eine Radlast am vorbestimmten Rad 120, 130 bestimmt werden, die erforderlich ist, um ein Aquaplaning zu vermeiden. Diese Bestimmung kann auf der Basis einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Beschaffenheit des Rades 120, 130, beispielsweise bezüglich eines Reifenprofils oder dessen Profiltiefe, einer Wassertiefe im Bereich der Stelle 115 und/oder weiteren Faktoren erfolgen. Die weiteren Faktoren können etwa eine Beschleunigungs- oder Verzögerungsfähigkeit des Fahrzeugs 105, eine Lage des Schwerpunkts 175 in Längs und/oder Querrichtung oder einen Reibkoeffizient der Fahrbahn außerhalb der Stelle 115 umfassen.In one step 220 can a wheel load on the predetermined wheel 120 , 130 determined, which is necessary to avoid aquaplaning. This determination can be made based on a vehicle speed, a nature of the wheel 120 , 130 , for example with regard to a tire tread or its tread depth, a water depth in the area of the location 115 and / or other factors. The other factors can include the ability of the vehicle to accelerate or decelerate 105 , a location of the center of gravity 175 in the longitudinal and / or transverse direction or a coefficient of friction of the road outside the location 115 include.

Sollte bestimmt werden, dass im gegebenen Fahrzeugstand des Fahrzeugs 105 keine ausreichende Beschleunigung bzw. Verzögerung bewirkt werden kann um eine Radlast des vorbestimmten Rades 120, 130 so weit zu erhöhen, dass Aquaplaning verhindert werden kann, so kann die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 105 in einem Schritt 230 verringert werden. Das Verringern ist bevorzugt ausreichend bewirkt, bevor das vorbestimmte Rad 120, 130 an der Stelle 115 in das die Fahrbahn 115 bedeckende Wasser eintaucht. Außerdem kann im Schritt 230 eine Gierrate des Fahrzeugs 105 minimiert werden, beispielsweise indem ein Lenkwinkel verringert wird.Should be determined that in the given vehicle position of the vehicle 105 sufficient acceleration or deceleration cannot be brought about by a wheel load of the predetermined wheel 120 , 130 to increase so far that aquaplaning can be prevented, the driving speed of the vehicle 105 in one step 230 be reduced. The decrease is preferably effected sufficiently before the predetermined wheel 120 , 130 at the point 115 into the the lane 115 submerging covering water. In addition, in the step 230 a yaw rate of the vehicle 105 can be minimized, for example by reducing a steering angle.

In einem Schritt 235 kann abgewartet werden, bis das vorbestimmte Rad 120, 130 den Beginn der Stelle 115 erreicht hat. Das Erreichen kann beispielsweise auf der Basis einer Position des Fahrzeugs 105 im Vergleich zu einer Position der Stelle 115 bzw. ihres Beginns bestimmt werden. Alternativ kann das Erreichen auch mittels eines Sensors, insbesondere des Sensors 155 bestimmt werden.In one step 235 can be waited until the predetermined wheel 120 , 130 the beginning of the job 115 has reached. Reaching can be based, for example, on a position of the vehicle 105 compared to a position of the job 115 or their beginning can be determined. Alternatively, it can also be reached by means of a sensor, in particular the sensor 155 be determined.

Beim Erreichen oder eine vorbestimmte Zeit davor oder danach kann in einem Schritt 240 ein Lastwechsel des Fahrzeugs 105 bewirkt werden, indem das Fahrzeug 105 beschleunigt oder verzögert wird. Der Zeitpunkt des Lastwechsels kann so bestimmt sein, dass das vorbestimmte Rad 120, 130 gerade einen vorbestimmten Bereich der Stelle 115 erreicht hat.When reached or a predetermined time before or after it can be done in one step 240 a load change of the vehicle 105 caused by the vehicle 105 is accelerated or decelerated. The time of the load change can be determined so that the predetermined wheel 120 , 130 just a predetermined area of the spot 115 has reached.

Das Verfahren 200 kann ganz oder teilweise mehrfach ausgeführt werden. Insbesondere kann das Verfahren 200 nacheinander für ein Vorderrad 120 und ein Hinterrad 130 ausgeführt werden, wobei das Fahrzeug 105 verzögert werden kann, wenn das Vorderrad 120 im Bereich der Stelle 115 liegt, und beschleunigt, wenn das Hinterrad 130 im Bereich der Stelle 115 liegt. Nicht alle der angegebenen Schritte müssen hierbei mehrfach ausgeführt werden, wie ein Fachmann unmittelbar bemerkt. Für eine Serie von Stellen 115 auf der Fahrbahn 110 kann das Verfahren 200 entsprechend öfter ausgeführt werden.The procedure 200 can be executed several times in whole or in part. In particular, the method 200 one after the other for a front wheel 120 and a rear wheel 130 run with the vehicle 105 can be delayed if the front wheel 120 in the area of the site 115 lies and accelerates when the rear wheel 130 in the area of the site 115 lies. Not all of the specified steps have to be carried out several times, as a person skilled in the art will immediately notice. For a series of jobs 115 on the road 110 can the procedure 200 be executed accordingly more often.

BezugszeichenlisteReference list

100100: Systemsystem
105105: Fahrzeugvehicle
110110: Fahrbahnroadway
115115: wasserbedeckte Stellewater-covered area
120120: VorderachseFront axle
125125: VorderradFront wheel
130130: HinterachseRear axle
135135: HinterradRear wheel
140140: Vorrichtungcontraption
145145: VerarbeitungseinrichtungProcessing device
150150: Schnittstelleinterface
155155: Sensorsensor
160160: KommunikationseinrichtungCommunication device
165165: externe Einrichtung, Dienstexternal facility, service
170170: externe Einrichtung, Fahrzeugexternal device, vehicle
175175: Schwerpunktmain emphasis
180180: BremsmomentBraking torque
185185: Nickmoment Pitch moment
200200: Verfahrenmethod
205205: Abtasten FahrbahnScanning the road
210210: Aussenden Position / Empfangen HinweisSend position / receive notice
215215: Bestimmen wasserbedeckte StelleDetermine water-covered area
220220: Bestimmen erforderliche RadlastDetermine required wheel load
225225: Bestimmen erforderlicher LastwechselDetermine required load changes
230230: Verringern Geschwindigkeit, ggf. Minimieren GierrateReduce speed, possibly minimize yaw rate
235235: Stelle erreicht?Position reached?
240240: Steuern LastwechselControl load changes

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102013214804 A1 [0003]
EP 2536606 A1 [0004]

Claims

Method (200) for reducing a risk of skidding of a vehicle (105) traveling on a roadway (110) with a wheel (120, 130), the method (200) comprising the following steps: - Detection (205-220) of a water-covered point (115) on the roadway (110); - changing (240) the speed of the vehicle (105) while the wheel (120, 130) is in the area of the water-covered area (115); wherein the speed is changed such that a wheel load of the wheel (120, 130) is increased.

Method (200) according to Claim 1 , wherein the vehicle (105) comprises a front axle and a rear axle, to each of which a wheel (120, 130) is attached, and the vehicle (105) decelerates while the wheel (120, 130) attached to the front axle is in the area the water-covered area (115).

Method (200) according to Claim 2 , wherein the speed of the vehicle (105) is changed such that the wheel load of the wheel (120, 130) attached to the front axle is not greater than that of the wheel (120, 130) attached to the rear axle while both wheels are in the range the same or in areas of several different water-covered places (115).

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein the vehicle (105) comprises a front axle and a rear axle, to each of which a wheel (120, 130) is attached, and the vehicle (105) is accelerated while this is being done on the Rear wheel (120, 130) located in the area of the water-covered area (115).

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein an indication of the water-covered area (115) is received by an external device.

Method (200) according to Claim 5 , the alert being received by another vehicle (105).

Method (200) according to Claim 5 or 6 wherein the indication is received in response to a position of the vehicle (105).

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein the change in speed is determined so that floating of the wheel (120, 130) can be prevented.

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein the speed of the vehicle (105) before reaching the water-covered point (115) is reduced at least to such an extent that a floating of the wheel (120, 130) by changing the speed of the vehicle (105 ) while the wheel (120, 130) is in the area of the water-covered area (115) can be prevented.

Method (200) according to one of the preceding claims, wherein a yaw rate of the vehicle (105) before reaching the water-covered area (115) is minimized.

Device (140) for reducing the risk of skidding of a vehicle (105) traveling on a roadway (110) with a wheel (120, 130), the device (140) comprising the following elements: - A detection device (155, 160) for detecting a water-covered point (115) on the road (110); - an interface (150) for connection to an acceleration and / or deceleration device of the vehicle (105); - A processing device (145), which is set up to control a change in the speed of the vehicle (105) while the wheel (120, 130) is in the region of the water-covered point (115), to a wheel load of the wheel (120 , 130).