DE102018220790A1 - Method for estimating the coefficient of friction between tire and road surface - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten zwischen den Reifen eines Kraftfahrzeugs (4) und einer Fahrbahn beschrieben, wobei das Kraftfahrzeug (4) eine Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung (1) und eine Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (2) umfasst.A method for estimating the coefficients of friction between the tires of a motor vehicle (4) and a roadway is described, the motor vehicle (4) comprising a device for electronic damper control (1) and a device for driving dynamics control (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten zwischen den Reifen eines Kraftfahrzeugs und einer Fahrbahn, ein Computerprogrammprodukt, ein computerlesbares Speichermedium, eine Vorrichtung zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten zwischen den Reifen eines Kraftfahrzeugs und einer Fahrbahn, sowie ein Kraftfahrzeug.The present invention relates to a method for estimating the coefficient of friction between the tires of a motor vehicle and a roadway, a computer program product, a computer-readable storage medium, a device for estimating the coefficient of friction between the tires of a motor vehicle and a roadway, and a motor vehicle.

Für verschiedene Fahrerassistenzsysteme ist die Kenntnis des aktuellen Reibungskoeffizienten zwischen den Reifen eines Kraftfahrzeugs und der Fahrbahn von Bedeutung. Dabei hängt die korrekte Berechnung des Reibungskoeffizienten hauptsächlich von der Qualität der Messung der vertikalen Lasten und der longitudinalen Kräfte, welche auf die Räder einwirken, ab. Allerdings kann die Messung der vertikalen Lasten und der longitudinalen Kräfte auf die Räder nur mittels sehr kostenintensiven Kraftmessdosen erfolgen. Die hohen Kosten der Kraftmessdosen bzw. der Kraftaufnehmer oder Lastmessdosen und der üblicherweise begrenzte Stauraum in einem Kraftfahrzeug stellen in diesem Zusammenhang eine Herausforderung dar und bedeuten ein Hindernis für eine Implementierung dieser Lösung im Rahmen von Massenproduktionen.Knowledge of the current coefficient of friction between the tires of a motor vehicle and the road is important for various driver assistance systems. The correct calculation of the coefficient of friction depends mainly on the quality of the measurement of the vertical loads and the longitudinal forces that act on the wheels. However, the measurement of the vertical loads and the longitudinal forces on the wheels can only be done using very expensive load cells. The high costs of the load cells or the force transducers or load cells and the usually limited storage space in a motor vehicle represent a challenge in this context and represent an obstacle to the implementation of this solution in the context of mass production.

Ein Beispiel für ein entsprechendes Fahrerassistenzsystem ist die Fahrdynamikregelung (ESC - Electronic Stability Control) bzw. Elektronische Stabilitätskontrolle, auch als ESP für Elektronisches Stabilitätsprogramm abgekürzt. Die Fahrdynamikregelung bezeichnet ein elektronisch gesteuertes Fahrassistenzsystem für Kraftfahrzeuge, das durch gezieltes Abbremsen einzelner Räder dem Ausbrechen des Wagens entgegenwirkt. In dem Dokument US 9,276,693 wird beispielsweise ein Fahrerassistenzsystem beschrieben, im Rahmen dessen unter anderem auch der Reibungskoeffizient der Fahrbahnoberfläche bestimmt wird.An example of a corresponding driver assistance system is the driving dynamics control (ESC - Electronic Stability Control) or electronic stability control, also abbreviated as ESP for the electronic stability program. Driving dynamics control refers to an electronically controlled driver assistance system for motor vehicles, which counteracts the car from breaking out by braking individual wheels. In the document US 9,276,693 A driver assistance system is described, for example, within which the coefficient of friction of the road surface is determined, among other things.

Vor dem beschriebenen Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein vorteilhaftes Verfahren zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten zwischen den Reifen eines Fahrzeugs und einer Fahrbahn zur Verfügung zu stellen, welches insbesondere eine kostengünstige Alternative darstellt.Against the background described, it is an object of the present invention to provide an advantageous method for estimating the coefficients of friction between the tires of a vehicle and a roadway, which in particular represents an inexpensive alternative.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten zwischen den Reifen eines Kraftfahrzeugs und einer Fahrbahn gemäß Patentanspruch 1, ein Computerprogrammprodukt gemäß Patentanspruch 8, ein computerlesbares Speichermedium gemäß Patentanspruch 9, eine Vorrichtung zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten zwischen den Reifen eines Fahrzeugs und einer Fahrbahn gemäß Patentanspruch 10 und ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.This object is achieved by a method for estimating the coefficient of friction between the tires of a motor vehicle and a roadway according to claim 1, a computer program product according to claim 8, a computer-readable storage medium according to claim 9, a device for estimating the coefficient of friction between the tires of a vehicle and a roadway according to Claim 10 and a motor vehicle according to claim 11 solved. The dependent claims contain further advantageous refinements of the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten zwischen den Reifen eines Kraftfahrzeugs und einer Fahrbahn bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug, welches einen Aufbau, eine Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung (CCD - Continuously Controlled Damping) und eine Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (ESC - Electronic Stability Control) umfasst. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Schritte: Mittels der Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung wird die Bewegung, insbesondere die vertikale Bewegung, der hinteren Aufhängung unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der mittels Aufhängungssensoren ermittelten Bewegung der vorderen rechten und der vorderen linken Aufhängung des Kraftfahrzeugs abgeschätzt. Mittels der Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung wird weiterhin die Bewegung der Aufbauecken unter Verwendung einer ermittelten vertikalen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs und einer ermittelten Rollwinkelbeschleunigung des Kraftfahrzeugs abgeschätzt. Die vertikale Bewegung der Räder wird mittels der Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung unter Verwendung der abgeschätzten Bewegung der hinteren Aufhängung und der abgeschätzten Bewegung die Aufbauecken abgeschätzt. Die laterale Bewegung der Räder wird unter Verwendung einer ermittelten lateralen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs mittels der Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung abgeschätzt. Mittels der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung werden die Rotationsbewegungen und die longitudinalen Bewegungen der einzelnen Räder unter Verwendung von ermittelten Drehzahlen der Räder abgeschätzt. Mittels der Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung werden die Reibungskoeffizienten zwischen Reifen und Fahrbahn für jedes Rad unter Verwendung der abgeschätzten vertikalen Bewegung der einzelnen Räder, der abgeschätzten lateralen Bewegung der einzelnen Räder, der abgeschätzten longitudinalen Bewegungen der einzelnen Räder und der abgeschätzten Rotationsbewegung der einzelnen Räder abgeschätzt.The method according to the invention for estimating the coefficients of friction between the tires of a motor vehicle and a roadway relates to a motor vehicle which comprises a structure, a device for electronic damper control (CCD - Continuously Controlled Damping) and a device for driving dynamics control (ESC - Electronic Stability Control) . The method according to the invention comprises the following steps: Using the device for electronic damper control, the movement, in particular the vertical movement, of the rear suspension is estimated using the vehicle speed and the movement of the front right and front left suspensions of the motor vehicle determined by means of suspension sensors. By means of the device for electronic damper control, the movement of the body corners is further estimated using a determined vertical acceleration of the motor vehicle and a determined roll angle acceleration of the motor vehicle. The vertical movement of the wheels is estimated by means of the electronic damper control device using the estimated movement of the rear suspension and the estimated movement of the body corners. The lateral movement of the wheels is estimated using a determined lateral acceleration of the motor vehicle by means of the device for electronic damper control. Using the device for driving dynamics control, the rotational movements and the longitudinal movements of the individual wheels are estimated using the determined rotational speeds of the wheels. By means of the electronic damper control device, the friction coefficients between the tire and the road surface for each wheel are estimated using the estimated vertical movement of the individual wheels, the estimated lateral movement of the individual wheels, the estimated longitudinal movements of the individual wheels and the estimated rotational movement of the individual wheels.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass die mit ihm vorgenommene Abschätzung mittels Daten erfolgt, die durch in einem Fahrzeug typischerweise vorhandene Sensoren und Fahrerassistenzsysteme ermittelt und weiterverarbeitet werden. Insbesondere werden die im Zusammenhang mit einer Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung und einer Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung bereits vorhandenen Sensoren und Auswertungsmöglichkeiten zusammengeführt und auf effiziente Weise zur Abschätzung der Reibungskoeffizienten nutzbar gemacht. Es kann also auf die eingangs genannten kostenintensiven Kraftmessdosen verzichtet werden und die erfindungsgemäße Lösung kann mit vergleichsweise geringem Aufwand Eingang in die Massenproduktion finden oder zur Nachrüstung zur Verfügung gestellt werden.The method according to the invention has the advantage that the estimation carried out with it is carried out using data which are determined and processed further by sensors and driver assistance systems typically present in a vehicle. In particular, the sensors and evaluation options already available in connection with a device for electronic damper control and a device for driving dynamics control are brought together and used in an efficient manner to estimate the friction coefficients. It is therefore possible to use the cost-intensive load cells mentioned at the beginning can be dispensed with and the solution according to the invention can find its way into mass production with comparatively little effort or be made available for retrofitting.

Üblicherweise umfassen ESC-Systeme bereits vier Rad-Drehzahlsensoren, welche die Drehbewegungen der Räder und die longitudinalen Bewegungen der Räder erfassen. Auf der anderen Seite sind CCD-Systeme üblicherweise mit vier oder zwei Aufhängungssensoren, bzw. Sensoren zum Erfassen der vertikalen Auslenkung der Aufhängung, sowie mit Sensoren zum Erfassen der vertikalen Beschleunigung und der Rollwinkelbeschleunigung des Aufbaus ausgestattet, sodass aus diesen Sensoren Informationen über die vertikale Bewegung der Räder ermittelt werden können. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann aus den Bewegungen der Räder in drei Richtungen der Reibungskoeffizient abgeschätzt werden.ESC systems usually already include four wheel speed sensors, which record the rotational movements of the wheels and the longitudinal movements of the wheels. On the other hand, CCD systems are usually equipped with four or two suspension sensors, or sensors for detecting the vertical deflection of the suspension, as well as sensors for detecting the vertical acceleration and the roll angle acceleration of the body, so that these sensors provide information about the vertical movement the wheels can be determined. In the context of the method according to the invention, the coefficient of friction can be estimated from the movements of the wheels in three directions.

In einer vorteilhaften Variante umfasst die Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung mindestens zwei an den Aufhängungen der Vorderräder angeordnete Aufhängungssensoren, also zum Beispiel einen an dem rechten Vorderrad angeordneten Aufhängungssensor und einen an dem linken Vorderrad angeordneten Aufhängungssensor. Zusätzlich können auch an den Hinterrädern Aufhängungssensoren angeordnet sein. Die Bewegung der Aufhängung der Vorderräder und/oder der Hinterräder, insbesondere die vertikale Auslenkung der Aufhängung, kann mittels der Aufhängungssensoren bestimmt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung eine Einrichtung zur Bestimmung der Fahrzeugbeschleunigung umfassen, womit die Fahrzeugbeschleunigung bestimmt werden kann. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung einen Sensor zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung des Fahrzeugs umfassen, mit welchem die vertikale Beschleunigung bestimmt bzw. ermittelt wird, und/oder einen Sensor zur Bestimmung der Rollwinkelbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, mit welchem die Rollwinkelbeschleunigung des Kraftfahrzeugs bestimmt bzw. ermittelt wird, umfassen.In an advantageous variant, the device for electronic damper control comprises at least two suspension sensors arranged on the suspensions of the front wheels, that is to say, for example, a suspension sensor arranged on the right front wheel and a suspension sensor arranged on the left front wheel. In addition, suspension sensors can also be arranged on the rear wheels. The movement of the suspension of the front wheels and / or the rear wheels, in particular the vertical deflection of the suspension, can be determined using the suspension sensors. Additionally or alternatively, the device for electronic damper control can comprise a device for determining the vehicle acceleration, with which the vehicle acceleration can be determined. Additionally or alternatively, the device for electronic damper control can comprise a sensor for determining the vertical acceleration of the vehicle, with which the vertical acceleration is determined or ascertained, and / or a sensor for determining the roll angle acceleration of the motor vehicle, with which the roll angle acceleration of the motor vehicle is determined or determined.

Weiterhin kann die Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung einen Sensor zur Bestimmung der lateralen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs umfassen, mit welchem die laterale Beschleunigung des Kraftfahrzeugs bestimmt wird. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung pro Rad mindestens einen Sensor zur Bestimmung der Drehzahl des Rades umfassen, mit welchem jeweils die Drehzahlen der einzelnen Räder bestimmt bzw. ermittelt werden. Die zuvor beschriebenen Varianten haben den Vorteil, dass bereits vorhandene Sensoren und Systeme auf effiziente Weise zur Abschätzung der Reibungskoeffizienten genutzt werden können.Furthermore, the device for driving dynamics control can comprise a sensor for determining the lateral acceleration of the motor vehicle, with which the lateral acceleration of the motor vehicle is determined. Additionally or alternatively, the device for driving dynamics control per wheel can comprise at least one sensor for determining the speed of the wheel, with which the speeds of the individual wheels are determined or determined. The variants described above have the advantage that existing sensors and systems can be used efficiently to estimate the coefficients of friction.

Mittels der Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung kann zum Beispiel die Summe aller Vertikalkräfte ΣFzw der Aufhängung und der Reifen, die auf ein Rad bzw. auf jedes einzelne Rad einwirken, als Funktion der vertikalen Beschleunigungen äzw, der Räder mit der Masse Mw berechnet werden. Dies kann zum Beispiel gemäß der Formel ΣFzw= Mw·äzw erfolgen. Die Berechnung erfolgt vorteilhafterweise mittels einer CCD-Software.The device for electronic damper control can be used, for example, to calculate the sum of all the vertical forces ΣF between the suspension and the tires which act on a wheel or on each individual wheel as a function of the vertical accelerations Ä zw of the wheels with the mass M w . This can be done, for example, according to the formula ΣF zw = M w · ä zw . The calculation is advantageously carried out using CCD software.

Weiterhin kann mittels der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung die Summe aller longitudinalen Kräfte ΣFxw, die auf ein Rad, bzw. jedes einzelne Rad einwirken, als Funktion der longitudinalen Beschleunigungen äxw der Räder mit der Masse Mw berechnet werden. Dies kann beispielsweise gemäß Formel ΣFxw= Mw·äxw erfolgen. Die Berechnung erfolgt vorzugsweise mittels ESC-Software.Furthermore, by means of the device for driving dynamics control, the sum of all longitudinal forces ΣF xw , which act on a wheel or each individual wheel, can be calculated as a function of the longitudinal accelerations Räderxw of the wheels with the mass M w . This can be done, for example, according to the formula ΣF xw = M w · xw . The calculation is preferably carried out using ESC software.

Die Reibungskoeffizienten µw können als Funktion der vertikalen und der longitudinalen Beschleunigungen jedes einzelnen Rades abgeschätzt werden. Dies kann beispielsweise gemäß Formel µw=Fxw/Fzw=(Mw·äxw)/(Mw·äzw) erfolgen. Weiterhin können die Reibungskoeffizienten µw aus den Quotienten der longitudinalen Beschleunigung und der vertikalen Beschleunigung jedes einzelnen Rades berechnet werden, vorzugsweise gemäß Formel µw=äxw/äzw.The coefficient of friction µ w can be estimated as a function of the vertical and longitudinal accelerations of each individual wheel. This can be done, for example, according to the formula µ w = F xw / F zw = (M w · xw ) / (M w · zw ) Furthermore, the coefficient of friction µ w can be calculated from the quotients of the longitudinal acceleration and the vertical acceleration of each individual wheel, preferably according to the formula µ w = ä xw / ä zw .

Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Das erfindungsgemäße computerlesbare Speichermedium umfasst Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, ein zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt und das erfindungsgemäße computerlesbare Speichermedium haben die oben bereits genannten Vorteile.The computer program product according to the invention comprises instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out a previously described method according to the invention. The computer-readable storage medium according to the invention comprises commands which, when executed by a computer, cause the computer to carry out a previously described method according to the invention. The computer program product according to the invention and the computer-readable storage medium according to the invention have the advantages already mentioned above.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten zwischen den Reifen eines Kraftfahrzeugs und einer Fahrbahn umfasst eine Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung und eine Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung und ist dazu ausgelegt, ein oben beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten hat die oben bereits genannten Vorteile. Sie hat zudem den Vorteil, dass sie die in der Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung und in der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung enthaltenen Sensoren, enthaltene Software und Auswertungsmöglichkeiten effizient miteinander verbindet und zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten nutzbar macht.The device according to the invention for estimating the coefficients of friction between the tires of a motor vehicle and a roadway comprises a device for electronic damper control and a device for driving dynamics control and is designed to carry out a method according to the invention described above. The device according to the invention for estimating the coefficient of friction has the advantages already mentioned above. It also has the advantage that it efficiently combines the sensors, software and evaluation options contained in the device for electronic damper control and in the device for driving dynamics control connects and can be used to estimate the coefficient of friction.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst eine zuvor beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug hat die bereits genannten Vorteile. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, einen Bus, einen Kleinbus, Motorrad oder Moped handeln.The motor vehicle according to the invention comprises a previously described device according to the invention for estimating the coefficients of friction. The motor vehicle according to the invention has the advantages already mentioned. The motor vehicle can be a passenger car, a truck, a bus, a minibus, a motorcycle or a moped.

Es zeigen:

  • 1 zeigt schematisch eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms.
  • 2 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
Show it:
  • 1 schematically shows an embodiment variant of the method according to the invention in the form of a flow chart.
  • 2nd schematically shows a motor vehicle according to the invention.

Das in der 1 gezeigte Flussdiagramm umfasst eine erste Ebene 1, welche die im Rahmen einer Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung vorgenommenen Verfahrensschritte kennzeichnet, und eine zweite Ebene 2, welche die im Rahmen einer Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung vorgenommenen Schritte kennzeichnet.That in the 1 The flow diagram shown comprises a first level 1 , which characterizes the method steps carried out in the context of a device for electronic damper control, and a second level 2nd , which characterizes the steps carried out in the context of a device for driving dynamics control.

Im Rahmen der Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung 1 wird mittels eines Aufhängungssensors 5 die vertikale Auslenkung der linken vorderen Radaufhängung erfasst. Weiterhin wird mittels eines Aufhängungssensors 6 die vertikale Auslenkung der rechten vorderen Radaufhängung erfasst. As part of the device for electronic damper control 1 by means of a suspension sensor 5 the vertical deflection of the left front wheel suspension recorded. Furthermore, by means of a suspension sensor 6 the vertical deflection of the right front suspension recorded.

Darüber hinaus wird die Fahrzeuggeschwindigkeit 7 mittels einer Einrichtung zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. Basierend auf der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit und der mittels der Aufhängungssensoren 5 und 6 ermittelten Bewegung bzw. Auslenkung der vorderen rechten und der vorderen linken Aufhängung des Kraftfahrzeugs wird in Schritt 10 die Bewegung der hinteren Aufhängung abgeschätzt.In addition, the vehicle speed 7 determined by means of a device for determining the vehicle speed. Based on the determined vehicle speed and the suspension sensors 5 and 6 determined movement or deflection of the front right and front left suspension of the motor vehicle is in step 10th estimated the movement of the rear suspension.

Mittels eines Sensors zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs bzw. der Aufbau 8 wird die vertikale Beschleunigung ermittelt. Mittels eines Sensors zur Bestimmung der Rollwinkelbeschleunigung 9 des Kraftfahrzeugs bzw. der Aufbau In Schritt 11 wird auf der Grundlage der ermittelten vertikalen Beschleunigung und der ermittelten Rollwinkelbeschleunigung die Bewegung der Aufbauecken abgeschätzt.By means of a sensor for determining the vertical acceleration of the motor vehicle or the body 8th the vertical acceleration is determined. Using a sensor to determine the roll angle acceleration 9 of the motor vehicle or the construction in step 11 the movement of the body corners is estimated on the basis of the determined vertical acceleration and the determined roll angle acceleration.

In Schritt 12 wird die vertikale Bewegung der Räder unter Verwendung der in Schritt 10 abgeschätzten Bewegung der hinteren Aufhängung und der in Schritt 11 abgeschätzten Bewegung der Aufbauecken abgeschätzt.In step 12 is the vertical movement of the wheels using the one in step 10th estimated movement of the rear suspension and that in step 11 estimated movement of the built-up corners.

Die Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung umfasst einen Sensor 13 zur Bestimmung der lateralen Beschleunigung der Aufbau, mit welchem die laterale Beschleunigung der Aufbau ermittelt wird. Im Rahmen der Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung wird die laterale Bewegung der Räder in Schritt 14 unter Verwendung der mittels des Sensors 13 ermittelten lateralen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs abgeschätzt.The device for driving dynamics control comprises a sensor 13 to determine the lateral acceleration of the structure with which the lateral acceleration of the structure is determined. As part of the device for electronic damper control, the lateral movement of the wheels in step 14 using the by means of the sensor 13 determined lateral acceleration of the motor vehicle estimated.

Die Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung 2 umfasst einen Sensor zur Bestimmung der Drehzahl des linken Vorderrades 15, einen Sensor zur Bestimmung der Drehzahl des rechten Vorderrades 16, einen Sensor zur Bestimmung der Drehzahl des linken Hinterrades 17 und einen Sensor zur Bestimmung der Drehzahl des rechten Hinterrades 18. In Schritt 19 wird im Rahmen zur Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung 2 die Rotationsbewegungen und die longitudinalen Bewegungen der einzelnen Räder unter Verwendung der mittels der Sensoren 15 bis 18 ermittelten Drehzahlen der Räder abgeschätzt. Die so abgeschätzten Rotationsbewegungen und longitudinalen Bewegungen werden in Schritt 20 im Rahmen der Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung 1 zusammen mit den in Schritt 12 abgeschätzten vertikalen Bewegungen der Räder und den in Schritt 14 abgeschätzten lateralen Bewegungen der Räder zur Abschätzung der Reibungskoeffizienten zwischen Reifen und Fahrbahn für jedes Rad genutzt. Im Rahmen des Verfahrens wird somit im Ergebnis der Reibungskoeffizient für das linke Vorderrad 21, der Reibungskoeffizient für das rechte Vorderrad 22, der Reibungskoeffizient für das linke Hinterrad 23 und der Reibungskoeffizient für das rechte Hinterrad 24 abgeschätzt.The device for driving dynamics control 2nd includes a sensor for determining the speed of the left front wheel 15 , a sensor for determining the speed of the right front wheel 16 , a sensor for determining the speed of the left rear wheel 17th and a sensor for determining the speed of the right rear wheel 18th . In step 19th becomes part of the device for driving dynamics control 2nd the rotational movements and the longitudinal movements of the individual wheels using the sensors 15 to 18th determined speeds of the wheels. The rotational movements and longitudinal movements thus estimated are in step 20th as part of the device for electronic damper control 1 along with those in step 12 estimated vertical movements of the wheels and those in step 14 Estimated lateral movements of the wheels are used to estimate the coefficient of friction between the tire and the road surface for each wheel. As a result, the coefficient of friction for the left front wheel is the result of the method 21st , the coefficient of friction for the right front wheel 22 , the coefficient of friction for the left rear wheel 23 and the coefficient of friction for the right rear wheel 24th estimated.

Die 2 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 4. Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug kann es sich um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, einen Minibus und einen Bus handeln. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug 4 umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten zwischen den Reifen des Fahrzeugs und der Fahrbahn 3. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten 3 umfasst eine Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung 1 und eine Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung 2. Die Vorrichtung zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten 3 ist dazu ausgelegt, ein im Zusammenhang mit der 1 beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.The 2nd schematically shows a motor vehicle according to the invention 4th . The motor vehicle according to the invention can be a passenger car, a truck, a minibus and a bus. The motor vehicle according to the invention 4th comprises a device according to the invention for estimating the coefficient of friction between the tires of the vehicle and the road 3rd . The inventive device for estimating the coefficient of friction 3rd comprises a device for electronic damper control 1 and a device for driving dynamics control 2nd . The device for estimating the coefficient of friction 3rd is designed to be related to the 1 to carry out the described method according to the invention.

Bezugszeichenliste Reference symbol list

11
Vorrichtung zur elektronischen DämpferregelungDevice for electronic damper control
22nd
Vorrichtung zur FahrdynamikregelungDevice for driving dynamics control
33rd
Vorrichtung zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten zwischen den Reifen des Fahrzeugs und der FahrbahnDevice for estimating the coefficients of friction between the tires of the vehicle and the road
44th
KraftfahrzeugMotor vehicle
55
Aufhängungssensor vorn linksSuspension sensor, front left
66
Aufhängungssensor vorn rechtsRight front suspension sensor
77
Einrichtung zur Bestimmung der FahrzeuggeschwindigkeitDevice for determining the vehicle speed
88th
Sensor zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung des AufbausSensor for determining the vertical acceleration of the body
99
Sensor zur Bestimmung der Rollwinkelbeschleunigung des AufbausSensor for determining the roll angle acceleration of the body
1010th
Abschätzung der Bewegung der hinteren AufhängungEstimation of rear suspension movement
1111
Abschätzung der Bewegung der AufbaueckenEstimation of the movement of the building corners
1212
Abschätzung der vertikalen Bewegung der RäderEstimation of the vertical movement of the wheels
1313
Sensor zur Bestimmung der lateralen Beschleunigung des AufbausSensor for determining the lateral acceleration of the body
1414
Abschätzung der lateralen Bewegung der RäderEstimation of the lateral movement of the wheels
1515
Sensor zur Bestimmung der Drehzahl des linken VorderradesSensor for determining the speed of the left front wheel
1616
Sensor zur Bestimmung der Drehzahl des rechten VorderradesSensor for determining the speed of the right front wheel
1717th
Sensor zur Bestimmung der Drehzahl des linken HinterradesSensor for determining the speed of the left rear wheel
1818th
Sensor zur Bestimmung der Drehzahl des rechten HinterradesSensor for determining the speed of the right rear wheel
1919th
Abschätzung der Rotationsbewegungen und der longitudinalen Bewegungen der einzelnen RäderEstimation of the rotational movements and the longitudinal movements of the individual wheels
2020th
Abschätzung der Reibungskoeffizienten zwischen Reifen und Fahrbahn für jedes RadEstimation of the coefficient of friction between tire and road surface for each wheel
2121st
Reibungskoeffizient für das linke VorderradFriction coefficient for the left front wheel
2222
Reibungskoeffizient für das rechte VorderradFriction coefficient for the right front wheel
2323
Reibungskoeffizient für das linke HinterradFriction coefficient for the left rear wheel
2424th
Reibungskoeffizient für das rechte HinterradFriction coefficient for the right rear wheel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 9276693 [0003]US 9276693 [0003]

Claims (11)

Verfahren zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten zwischen den Reifen eines Kraftfahrzeugs (4) und einer Fahrbahn, wobei das Kraftfahrzeug (4) einen Aufbau (11), eine Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung (1) und eine Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: - mittels der Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung (1) Abschätzen der Bewegung der hinteren Aufhängung (10) unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit (7) und der mittels Aufhängungssensoren (5, 6) ermittelten Bewegung der vorderen rechten und der vorderen linken Aufhängung des Kraftfahrzeugs (4), - mittels der Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung (1) Abschätzen der Bewegung der Aufbauecken (11) unter Verwendung einer ermittelten vertikalen Beschleunigung (8) des Kraftfahrzeugs und einer ermittelten Rollwinkelbeschleunigung (9) des Kraftfahrzeugs, - mittels der Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung (1) Abschätzen der vertikalen Bewegung der Räder (12) unter Verwendung der abgeschätzten Bewegung der hinteren Aufhängung (10) und der abgeschätzten Bewegung der Aufbauecken (11), - mittels der Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung (1) Abschätzen der lateralen Bewegung der Räder (14) unter Verwendung einer ermittelten lateralen Beschleunigung (13) des Kraftfahrzeugs (4), - mittels der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (2) Abschätzen der Rotationsbewegungen und der longitudinalen Bewegungen der einzelnen Räder (19) unter Verwendung von ermittelten Drehzahlen der Räder, - mittels der Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung (1) Abschätzen der Reibungskoeffizienten zwischen Reifen und Fahrbahn für jedes Rad (20) unter Verwendung der abgeschätzten vertikalen Bewegung der einzelnen Räder (12), der abgeschätzten lateralen Bewegung der einzelnen Räder (14), der abgeschätzten longitudinalen Bewegung der einzelnen Räder und der abgeschätzten Rotationsbewegung der einzelnen Räder (19).Method for estimating the coefficients of friction between the tires of a motor vehicle (4) and a roadway, the motor vehicle (4) comprising a body (11), a device for electronic damper control (1) and a device for driving dynamics control (2), characterized in that that the method comprises the following steps: - by means of the device for electronic damper control (1) estimating the movement of the rear suspension (10) using the vehicle speed (7) and the movement of the front right and the front determined by means of suspension sensors (5, 6) left suspension of the motor vehicle (4), - by means of the device for electronic damper control (1) estimating the movement of the body corners (11) using a determined vertical acceleration (8) of the motor vehicle and a determined roll angle acceleration (9) of the motor vehicle, - by means of the Apparatus for electronic damper control (1) Estimate the vertical movement of the wheels (12) using the estimated movement of the rear suspension (10) and the estimated movement of the body corners (11), - using the device for electronic damper control (1) estimating the lateral movement of the wheels (14) using a determined lateral acceleration (13) of the motor vehicle (4), - using the device for driving dynamics control (2) estimating the rotational movements and the longitudinal movements of the individual wheels (19) using determined wheel speeds, - using the device for electronic damper control (1) Estimate the friction coefficients between the tire and the road surface for each wheel (20) using the estimated vertical movement of the individual wheels (12), the estimated lateral movement of the individual wheels (14), the estimated longitudinal movement of the individual wheels and the estimated Rotational movement of the individual wheels (19). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung (1) mindestens zwei an den Aufhängungen der Vorderräder angeordnete Aufhängungssensoren (5, 6) und/oder eine Einrichtung zur Bestimmung der Fahrzeugbeschleunigung (7) und/oder einen Sensor zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs (8) und/oder einen Sensor zur Bestimmung der Rollwinkelbeschleunigung des Kraftfahrzeugs (9) umfasst, und die Bewegung der Aufhängung der Vorderräder mittels der Aufhängungssensoren (5, 6) bestimmt wird und/oder die Fahrzeugbeschleunigung mittels der Einrichtung zur Bestimmung der Fahrzeugbeschleunigung (7) bestimmt wird und/oder die vertikale Beschleunigung des Kraftfahrzeugs mittels des Sensors zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung (8) bestimmt wird und/oder die Rollwinkelbeschleunigung des Kraftfahrzeugs mittels des Sensors zur Bestimmung der Rollwinkelbeschleunigung (9) bestimmt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the device for electronic damper control (1) at least two suspension sensors (5, 6) arranged on the suspensions of the front wheels and / or a device for determining the vehicle acceleration (7) and / or a sensor for determining the vertical acceleration of the Motor vehicle (8) and / or a sensor for determining the roll angle acceleration of the motor vehicle (9), and the movement of the suspension of the front wheels is determined by means of the suspension sensors (5, 6) and / or the vehicle acceleration by means of the device for determining the vehicle acceleration ( 7) is determined and / or the vertical acceleration of the motor vehicle is determined by means of the sensor for determining the vertical acceleration (8) and / or the roll angle acceleration of the motor vehicle is determined by means of the sensor for determining the roll angle acceleration (9). Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (2) einen Sensor zur Bestimmung der lateralen Beschleunigung des Kraftfahrzeugs (13) und/oder pro Rad mindestens einen Sensor zur Bestimmung der Drehzahl des Rades (15, 16, 17, 18) umfasst, und die laterale Beschleunigung des Kraftfahrzeugs mittels des Sensors zur Bestimmung der lateralen Beschleunigung (13) bestimmt wird und die Drehzahlen der Räder mittels der Sensoren (15, 16, 17, 18) zur Bestimmung der Drehzahl bestimmt werden.Procedure according to Claim 1 or Claim 2 , characterized in that the device for driving dynamics control (2) comprises a sensor for determining the lateral acceleration of the motor vehicle (13) and / or at least one sensor per wheel for determining the speed of the wheel (15, 16, 17, 18), and the lateral acceleration of the motor vehicle is determined by means of the sensor for determining the lateral acceleration (13) and the rotational speeds of the wheels are determined by means of the sensors (15, 16, 17, 18) for determining the rotational speed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung (1) die Summe aller Vertikalkräfte der Aufhängung und der Reifen, die auf ein Rad einwirken, als Funktion der vertikalen Beschleunigungen der Räder berechnet werden.Procedure according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that by means of the device for electronic damper control (1) the sum of all vertical forces of the suspension and the tires acting on a wheel are calculated as a function of the vertical accelerations of the wheels. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittel der Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (2) die Summe aller longitudinalen Kräfte, die auf ein Rad einwirken, als Funktion der longitudinalen Beschleunigungen der Räder berechnet werden.Procedure according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the sum of all longitudinal forces acting on a wheel are calculated as a function of the longitudinal accelerations of the wheels by means of the device for driving dynamics control (2). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskoeffizienten als Funktion der vertikalen und der longitudinalen Beschleunigungen jedes einzelnen Rades abgeschätzt werden.Procedure according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the coefficients of friction are estimated as a function of the vertical and longitudinal accelerations of each individual wheel. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskoeffizienten aus dem Quotienten der longitudinalen Beschleunigung und der vertikalen Beschleunigung jedes einzelnen Rades berechnet werden.Procedure according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the coefficients of friction are calculated from the quotient of the longitudinal acceleration and the vertical acceleration of each individual wheel. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.A computer program product, comprising instructions which cause the computer to execute the program, a method according to one of the Claims 1 to 7 to execute. Computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.A computer-readable storage medium comprising instructions which cause a computer to execute it, a method according to one of the Claims 1 to 7 to execute. Vorrichtung (3) zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten zwischen den Reifen eines Kraftfahrzeugs (4) und einer Fahrbahn, welche eine Vorrichtung zur elektronischen Dämpferregelung (1) und eine Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung (2) umfasst und dazu ausgelegt ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen. Device (3) for estimating the coefficient of friction between the tires of a motor vehicle (4) and a roadway, which comprises a device for electronic damper control (1) and a device for driving dynamics control (2) and is designed to implement a method according to one of the Claims 1 to 7 to execute. Kraftfahrzeug (4), welches eine Vorrichtung zum Abschätzen der Reibungskoeffizienten (3) gemäß dem vorhergehenden Anspruch umfasst.Motor vehicle (4), which comprises a device for estimating the coefficient of friction (3) according to the preceding claim.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9276693B2 (en) 2013-10-15 2016-03-01 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for transmitting synchronization signal

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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