DE102019202803A1 - Method and system for determining at least one tire characteristic curve for at least one tire of a motor vehicle - Google Patents

Method and system for determining at least one tire characteristic curve for at least one tire of a motor vehicle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung mindestens einer Reifenkennlinie für zumindest einen Reifen (2) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei durch eine Fahrzeugsensorik (3) Zustandsdaten, die zur Charakterisierung zumindest einer von dem jeweiligen Reifen (2) befahrenen Fahrbahn (4) dienen, sowie ein maximaler Kraftschlussbeiwert erfasst werden, wobei die Fahrzeugsensorik (3) mit einer Auswert- und Steuereinheit (5) zur Datenübertragung gekoppelt wird, wobei unter Berücksichtigung der erfassten Zustandsdaten eine entsprechende auf der Auswert- und Steuereinheit (5) hinterlegte Basis-Reifenkennlinie ausgewählt wird, wobei die Basis-Reifenkennlinie im Fall einer Abweichung zwischen dem maximalen Kraftschlussbeiwert und einem in der Basis-Reifenkennlinie aufgeführten maximalen Basis-Kraftschlussbeiwert modifiziert und von der Auswert- und Steuereinheit (5) als modifizierte Reifenkennlinie gespeichert wird, um eine Steuerung des Kraftfahrzeugs (1) zu optimieren. Ferner betrifft die Erfindung ein System zur Ermittlung der mindestens einen Reifenkennlinie. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a method for determining at least one tire characteristic curve for at least one tire (2) of a motor vehicle (1), with state data used by a vehicle sensor system (3) which serve to characterize at least one roadway (4) on which the respective tire (2) is traveling , as well as a maximum adhesion coefficient can be recorded, the vehicle sensor system (3) being coupled to an evaluation and control unit (5) for data transmission, with a corresponding basic tire characteristic stored on the evaluation and control unit (5) being selected, taking into account the recorded status data is modified, the basic tire characteristic curve in the event of a discrepancy between the maximum coefficient of adhesion and a maximum base coefficient of adhesion listed in the basic tire characteristic curve and is stored by the evaluation and control unit (5) as a modified tire characteristic curve in order to control the motor vehicle ( 1) optimize. The invention also relates to a system for determining the at least one tire characteristic curve. In particular, the invention relates to a computer program product.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein System zur Ermittlung mindestens einer Reifenkennlinie für zumindest einen Reifen eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt.The present invention relates to a method and a system for determining at least one tire characteristic curve for at least one tire of a motor vehicle. The invention also relates to a computer program product.

Um eine Vorhersage über den Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs treffen zu können oder eine Steuerung des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen, sind fahrbetriebsabhängige Zustandsdaten des Kraftfahrzeugs sowie Zustandsdaten der davon befahrenen Fahrbahn, insbesondere der Oberflächenbeschaffenheit zu erfassen und entsprechende, die Zustandsdaten charakterisierende Messgrößen zu bestimmen. Beispielsweise kann eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs mittels eines Drehzahlsensors an zumindest einem der Räder bestimmt werden. Ferner kann die Außentemperatur festgestellt oder die Beschaffenheit einer Fahrbahnoberfläche, also beispielsweise eine vereiste oder feuchte Fahrbahn detektiert werden. Ferner kann erfasst werden, ob ein Schlupf, das heißt ein Unterschied zwischen der Rotationsgeschwindigkeit des Rades und der Bewegungsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vorliegt.In order to be able to make a prediction of the driving operation of a motor vehicle or to enable control of the motor vehicle, driving-dependent status data of the motor vehicle and status data of the roadway on which it is traveling, in particular the surface texture, are to be recorded and corresponding measured variables characterizing the status data are to be determined. For example, a speed of the motor vehicle can be determined by means of a speed sensor on at least one of the wheels. Furthermore, the outside temperature can be determined or the condition of a road surface, for example an icy or damp road, can be detected. It can also be detected whether there is a slip, that is to say a difference between the speed of rotation of the wheel and the speed of movement of the motor vehicle.

Aus der DE 10 2016 214 065 A1 geht ein Verfahren zum Bestimmen einer Kraftschlussgrenze zwischen einem Reifen und einem Untergrund, auf dem der Reifen rollt, in Längsrichtung des Reifens hervor. Dabei wird zunächst ein momentaner Schlupf des Reifens erfasst. Nachfolgend wird ein momentaner Kraftschlussbeiwert bestimmt und ein sogenanntes Tupel aus dem erfassten Schlupf und dem momentanen Kraftschlussbeiwert gebildet. Ferner wird die maximale Kraftschlussgrenze auf der Basis der Steigung einer Ursprungsgerade durch das Tupel bestimmt, falls der Schlupf unter einem ersten vorbestimmten Schwellenwert liegt. Alternativ wird die maximale Kraftschlussgrenze auf der Basis einer Tangentensteigung durch das Tupel bestimmt, falls der Schlupf zwischen dem ersten und einem zweiten Schwellenwert liegt. Die maximale Kraftschlussgrenze wird direkt auf der Basis des Kraftschlussbeiwerts bestimmt, falls der Schlupf über dem zweiten vorbestimmten Schwellenwert liegt.From the DE 10 2016 214 065 A1 discloses a method for determining a frictional connection limit between a tire and a surface on which the tire rolls in the longitudinal direction of the tire. A momentary slip of the tire is initially recorded. A current coefficient of adhesion is then determined and a so-called tuple is formed from the detected slip and the current coefficient of adhesion. Furthermore, the maximum frictional connection limit is determined on the basis of the slope of a straight line through the origin through the tuple if the slip is below a first predetermined threshold value. Alternatively, the maximum frictional connection limit is determined on the basis of a tangent slope through the tuple if the slip lies between the first and a second threshold value. The maximum adhesion limit is determined directly on the basis of the adhesion coefficient if the slip is above the second predetermined threshold value.

Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und ein System zur Ermittlung mindestens einer Reifenkennlinie bereitzustellen, mit Hilfe dessen ein Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs besser überwachbar und eine Steuerung des Kraftfahrzeugs optimierbar ist. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der Patentansprüche 1 und 5. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.Based on the prior art, the present invention is based on the object of providing a method and a system for determining at least one tire characteristic curve, with the aid of which driving operation of the motor vehicle can be better monitored and control of the motor vehicle can be optimized. The object is achieved by the subject matter of claims 1 and 5. Further advantageous embodiments can be found in the dependent claims.

Nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung mindestens einer Reifenkennlinie für zumindest einen Reifen eines Kraftfahrzeugs werden durch eine Fahrzeugsensorik Zustandsdaten, die ihrerseits zur Charakterisierung zumindest einer von dem jeweiligen Reifen befahrenen Fahrbahn dienen, sowie ein maximaler Kraftschlussbeiwert erfasst, wobei die Fahrzeugsensorik mit einer Auswert- und Steuereinheit zur Datenübertragung gekoppelt wird, wobei unter Berücksichtigung der erfassten Zustandsdaten eine entsprechende auf der Auswert- und Steuereinheit hinterlegte Basis-Reifenkennlinie ausgewählt wird, wobei die Basis-Reifenkennlinie im Fall einer Abweichung zwischen dem maximalen Kraftschlussbeiwert und einem in der Basis-Reifenkennlinie aufgeführten maximalen Basis-Kraftschlussbeiwert modifiziert und von der Auswert- und Steuereinheit als modifizierte Reifenkennlinie gespeichert wird, um eine Steuerung des Kraftfahrzeugs zu optimieren. Mittels der Fahrzeugsensorik werden typische Daten über den Fahrzustand des Kraftfahrzeugs und der Umgebung des Kraftfahrzeugs, insbesondere der von den Reifen des Kraftfahrzeugs befahrenen Fahrbahn erfasst.According to a method according to the invention for determining at least one tire characteristic curve for at least one tire of a motor vehicle, a vehicle sensor system records state data, which in turn serves to characterize at least one roadway on which the respective tire is traveling, as well as a maximum adhesion coefficient, the vehicle sensor system having an evaluation and control unit is coupled for data transmission, taking into account the recorded status data, a corresponding basic tire characteristic stored on the evaluation and control unit is selected, the basic tire characteristic curve in the event of a discrepancy between the maximum adhesion coefficient and a maximum basic tire curve listed in the basic tire characteristic curve. The adhesion coefficient is modified and stored by the evaluation and control unit as a modified tire characteristic in order to optimize control of the motor vehicle. Typical data on the driving state of the motor vehicle and the surroundings of the motor vehicle, in particular the roadway on which the tires of the motor vehicle are traveling, are recorded by means of the vehicle sensor system.

Unter der Berücksichtigung der erfassten Zustandsdaten ist zu verstehen, dass auf der Auswert- und Steuereinheit bestimmte Schwellwerte hinterlegt sind, um die Zustandsdaten in Zustandsbereiche einzuteilen, aus denen die Basis-Reifenkennlinie ausgewählt wird.Taking into account the acquired status data is to be understood as meaning that certain threshold values are stored on the evaluation and control unit in order to divide the status data into status ranges from which the basic tire characteristic curve is selected.

Bevorzugt umfassen die Zustandsdaten eine Fahrbahnbeschaffenheit, eine Oberflächenfeuchtigkeit und/oder eine Rauigkeit der Fahrbahn. Anders gesagt erfasst die Fahrzeugsensorik durch geeignete Messsysteme die Daten über den Fahrbahnzustand, welche für die Ermittlung einer Reifenkennlinie relevant sind. Dies können beispielsweise Informationen über einen Feuchtegrad oder einen Vereisungsgrad der Oberfläche der Fahrbahn sein. Auch weitere Zustandsdaten sind denkbar, anhand derer eine sinnvolle Basis-Reifenkennlinie auswählbar ist. Insbesondere sind Fahrsituationen des Kraftfahrzeugs relevant, bei denen eine vergleichsweise niedrige Reibung bzw. ein vergleichsweise hoher Schlupf zwischen den Reifen des Kraftfahrzeugs und der Fahrbahn zu erwarten ist, beispielweise bei vereisten, schneebedeckten oder sehr nassen Fahrbahnen.The status data preferably include a road surface condition, surface moisture and / or a roughness of the road surface. In other words, the vehicle sensor system uses suitable measurement systems to record the data on the condition of the roadway which are relevant for determining a tire characteristic. This can be information about a degree of moisture or a degree of icing of the surface of the roadway, for example. Further status data are also conceivable, on the basis of which a meaningful basic tire characteristic can be selected. Driving situations of the motor vehicle are particularly relevant in which a comparatively low friction or a comparatively high slip is to be expected between the tires of the motor vehicle and the road, for example on icy, snow-covered or very wet roads.

Alternativ oder ergänzend umfassen die Zustandsdaten Informationen aus einem Antiblockiersystem (ABS) und/oder einem System zur Traktionskontrolle (ASR). Ein Antiblockiersystem wirkt beim Bremsen des Kraftfahrzeugs einem möglichen Blockieren der Räder durch Reduzierung des Bremsdrucks entgegen, wohingegen eine ASR, auch Antriebsschlupfregelung genannt, dafür sorgt, dass die Räder beim Anfahren des Wagens nicht durchdrehen und das Fahrzeug bei Kurvenfahrten nicht seitlich ausbrechen kann. Aus den genannten Systemen können Daten extrahiert werden, aus denen insbesondere maximale Kraftschlussbeiwerte bestimmbar sind, welche von der Auswert- und Steuereinheit zum Vergleich und zur Modifizierung der Basis-Reifenkennlinie genutzt werden. Dabei können vorteilhafterweise für jeden Fahrbahnzustand entsprechende maximale Kraftschlussbeiwerte ermittelt werden. Auch weitere Fahrassistenz-Systeme sind denkbar, die aussagekräftige Daten, insbesondere zum aktuellen maximalen Kraftschlussbeiwert liefern.As an alternative or in addition, the status data include information from an anti-lock braking system (ABS) and / or a traction control system (ASR). An anti-lock braking system counteracts the possible locking of the wheels when the vehicle brakes by reducing the brake pressure, whereas ASR, also known as traction control, ensures that the wheels do not spin when the vehicle starts and the vehicle does not spin when cornering can break out sideways. From the systems mentioned, data can be extracted from which, in particular, maximum adhesion coefficients can be determined, which are used by the evaluation and control unit to compare and modify the basic tire characteristic. Corresponding maximum adhesion coefficients can advantageously be determined for each road condition. Other driver assistance systems are also conceivable that provide meaningful data, in particular on the current maximum coefficient of adhesion.

Ein angetriebener oder gebremster Reifen hat gegenüber der Fahrbahnoberfläche, auf der er abrollt, immer einen Schlupf, der je nach den zu übertragenen Tangentialkräften höher oder niedriger ist. Der Koeffizient zwischen der Tangentialkraft und der Normalkraft wird als Kraftschlussbeiwert oder Reibbeiwert bezeichnet. Sein Maximum, also der maximale Kraftschlussbeiwert, gibt an, welche Kraft ein Reifen bei gegebener Normalkraft maximal übertragen kann.A driven or braked tire always has a slip with respect to the road surface on which it rolls, which is higher or lower depending on the tangential forces to be transmitted. The coefficient between the tangential force and the normal force is called the coefficient of adhesion or coefficient of friction. Its maximum, i.e. the maximum adhesion coefficient, indicates the maximum force a tire can transmit with a given normal force.

Die erfassten Zustandsdaten werden der mit der Fahrzeugsensorik steuerungstechnisch verbundenen Auswert- und Steuereinheit bereitgestellt, welche die Informationen empfängt, weiterverarbeitet und mit auf der Auswert- und Steuereinheit hinterlegten Datenbanken bzw. Basis-Reifenkennlinien abgleicht. Anders gesagt sind auf der Auswert- und Steuereinheit für jeden vorher definierten Fahrbahnzustand vorab eine oder mehrere Basis-Reifenkennlinien hinterlegt. Diese können vom jeweiligen Reifenhersteller geliefert werden oder auf vorher durch Versuche ermittelten empirischen Daten basieren.The acquired status data are made available to the evaluation and control unit which is connected to the vehicle sensor system and which receives the information, processes it further and compares it with databases or basic tire characteristics stored on the evaluation and control unit. In other words, one or more basic tire characteristics are stored in advance on the evaluation and control unit for each previously defined road condition. These can be supplied by the respective tire manufacturer or based on empirical data previously determined through tests.

Zunächst entscheidet die Auswert- und Steuereinheit anhand der Zustandsdaten, insbesondere des Fahrbahnzustandes, welche Basis-Reifenkennlinie für ein Abgleichen mit den realen Zustandsdaten herangezogen wird. Diese Basis-Reifenkennlinie weist einen maximalen Basis-Kraftschlussbeiwert auf, der dem maximalen Kraftschlussbeiwert, der beispielsweise aus den Daten des Antiblockiersystems und/oder des Systems zur Traktionskontrolle gewonnen wird, gegenübergestellt wird. Sind der maximale Basis-Kraftschlussbeiwert und der erfasste, also aktuelle maximale Kraftschlussbeiwert identisch, erfolgt keine Modifizierung der Basis-Reifenkennlinie. Unterscheiden sich die Kraftschlussbeiwerte jedoch, erfolgt mittels auf der Auswert- und Steuereinheit hinterlegten Funktionen oder Rechenmodellen eine Modifizierung des maximalen Kraftschlussbeiwertes und darauf aufbauend der Reifenkennlinie. Mithin liegen dann eine modifizierte Reifenkennlinie und ein modifizierter maximaler Kraftschlussbeiwert auf der Auswert- und Steuereinheit vor. Der Verlauf der Reifenkennlinie wird ausgehend vom erfassten bzw. modifizierten maximalen Kraftschlussbeiwert in Kombination mit den bereits auf der Auswert- und Steuereinheit hinterlegten Funktion oder Rechenmodellen erzeugt.First of all, the evaluation and control unit decides on the basis of the status data, in particular the condition of the roadway, which basic tire characteristic curve is used for comparison with the real status data. This basic tire characteristic curve has a maximum basic adhesion coefficient which is compared with the maximum adhesion coefficient which is obtained, for example, from the data of the anti-lock braking system and / or the traction control system. If the maximum basic adhesion coefficient and the recorded, i.e. current maximum adhesion coefficient, are identical, the basic tire characteristic is not modified. However, if the adhesion coefficients differ, the maximum adhesion coefficient and, based on this, the tire characteristic curve is modified by means of functions or calculation models stored on the evaluation and control unit. A modified tire characteristic curve and a modified maximum adhesion coefficient are then available on the evaluation and control unit. The course of the tire characteristic curve is generated based on the recorded or modified maximum adhesion coefficient in combination with the functions or arithmetic models already stored on the evaluation and control unit.

Wird eine modifizierte Reifenkennlinie mit modifiziertem maximalem Kraftschlussbeiwert erzeugt und auf der Auswert- und Steuereinheit hinterlegt, kann diese die Basis-Reifenkennlinie ersetzen oder zusätzlich als weiterer Datensatz abgespeichert werden. Im weiteren Betrieb des Kraftfahrzeugs wird dann bei einem wiederkehrenden Fahrbahnzustand diese (erste) modifizierte Reifenkennlinie mit dem (ersten) modifizierten maximalen Kraftschlussbeiwert herangezogen und mit einem neuen erfassten maximalen Kraftschlussbeiwert abgeglichen, wobei analog zu der beschriebenen Art und Weise bei einem identischen maximalen Kraftschlussbeiwert keine Modifizierung der ersten modifizierten Reifenkennlinie erfolgt. Bei einem Abweichen der Kraftschlussbeiwerte erfolgt hingegen eine Modifizierung des ersten modifizierten maximalen Kraftschlussbeiwertes und der ersten modifizierten Reifenkennlinie, die von der Auswert- und Steuereinheit als zweite modifizierte Reifenkennlinie gespeichert wird. Dadurch ist es möglich beispielsweise für die Fahrbahnzustände trocken, nass, vereist, etc. eine stetige Anpassung der Reifenkennlinie zu realisieren, wodurch insbesondere ein bereits erfolgter Verschleiß der Reifen berücksichtigt werden kann. Mithin ist ein Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs besser überwachbar.If a modified tire characteristic curve with a modified maximum adhesion coefficient is generated and stored on the evaluation and control unit, it can replace the basic tire characteristic curve or it can also be saved as a further data record. In the further operation of the motor vehicle, this (first) modified tire characteristic curve with the (first) modified maximum adhesion coefficient is used in the event of a recurring roadway condition and compared with a new recorded maximum adhesion coefficient, with no modification analogous to the manner described for an identical maximum adhesion coefficient the first modified tire characteristic takes place. In the event of a deviation in the adhesion coefficient, on the other hand, the first modified maximum adhesion coefficient and the first modified tire characteristic curve are modified, which is stored by the evaluation and control unit as the second modified tire characteristic curve. This makes it possible, for example, for the road conditions dry, wet, icy, etc. to implement a constant adaptation of the tire characteristic curve, whereby in particular any wear and tear on the tires that has already occurred can be taken into account. The driving behavior of the motor vehicle can therefore be better monitored.

Vorzugsweise erfolgt eine Ermittlung der modifizierten Reifenkennlinie kontinuierlich oder in definierten Zeitabständen. Insbesondere kann eine Ermittlung bei einem Wechsel eines Fahrbahnzustandes erfolgen, beispielsweise bei eintretendem Regen oder plötzlich vereister Fahrbahn.The modified tire characteristic curve is preferably determined continuously or at defined time intervals. In particular, a determination can take place when a road condition changes, for example when it rains or the road suddenly becomes icy.

Ein erfindungsgemäßes System zur Ermittlung mindestens einer Reifenkennlinie für zumindest einen Reifen eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Fahrzeugsensorik, die zur Erfassung von Zustandsdaten, die ihrerseits zur Charakterisierung zumindest einer von dem jeweiligen Reifen befahrenen Fahrbahn dienen, sowie eines maximalen Kraftschlussbeiwertes ausgebildet ist, wobei die Fahrzeugsensorik mit einer Auswert- und Steuereinheit zur Datenübertragung gekoppelt ist, wobei unter Berücksichtigung der erfassten Zustandsdaten eine entsprechende auf der Auswert- und Steuereinheit hinterlegte Basis-Reifenkennlinie auswählbar ist, wobei die Basis-Reifenkennlinie im Fall einer Abweichung zwischen dem maximalen Kraftschlussbeiwert und einem in der Basis-Reifenkennlinie aufgeführten maximalen Basis-Kraftschlussbeiwert modifizierbar und von der Auswert- und Steuereinheit als modifizierte Reifenkennlinie speicherbar ist, um eine Steuerung des Kraftfahrzeugs zu optimieren. Es handelt sich somit um ein stetig lernendes System, welches Reifenkennlinien des zumindest einen Reifens bei wiederkehrenden Fahrbahnzuständen oder sonstigen Zustandsdaten oder Zustandsdatenänderungen überprüft und, wenn erforderlich, modifiziert, sodass eine Überwachung, Vorhersage und Steuerung des Kraftfahrzeugs optimiert wird.A system according to the invention for determining at least one tire characteristic curve for at least one tire of a motor vehicle comprises a vehicle sensor system which is designed to acquire status data, which in turn serve to characterize at least one roadway on which the respective tire is traveling, as well as a maximum coefficient of adhesion, the vehicle sensor system having a Evaluation and control unit is coupled for data transmission, with a corresponding base tire characteristic stored on the evaluation and control unit being selectable, taking into account the recorded status data, the base tire characteristic curve in the event of a discrepancy between the maximum adhesion coefficient and one in the basic tire characteristic curve listed maximum basic adhesion coefficient is modifiable and can be stored by the evaluation and control unit as a modified tire characteristic in order to optimize control of the motor vehicle. It is therefore a constantly learning system, which tire characteristics of the at least one tire in the case of recurring roadway conditions or other Checked status data or status data changes and, if necessary, modified so that monitoring, prediction and control of the motor vehicle is optimized.

Die Fahrzeugsensorik kann beispielsweise im Frontbereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere im Bereich der Fronträder, aber auch an den Hinterrädern des Kraftfahrzeugs angeordnet sein, um die zur Auswahl der entsprechenden Basis-Reifenkennlinie erforderlichen Zustandsdaten bestimmen zu können. Ferner kann das System derart ausgebildet sein, dass für mehrere oder alle Reifen des Kraftfahrzeugs eine jeweilige Reifenkennlinie bestimmt wird, um eine Überwachung und Steuerung des Kraftfahrzeugs noch genauer zu gestalten.The vehicle sensor system can be arranged, for example, in the front area of the motor vehicle, in particular in the area of the front wheels, but also on the rear wheels of the motor vehicle, in order to be able to determine the status data required to select the corresponding basic tire characteristic. Furthermore, the system can be designed in such a way that a respective tire characteristic curve is determined for several or all tires of the motor vehicle in order to make monitoring and control of the motor vehicle even more precise.

Vorzugsweise umfasst die Fahrzeugsensorik ein Kamerasystem, ein Radarsystem und/oder ein Lidar-System. Kamerasysteme erfassen die Fahrbahnoberfläche optisch, wobei Radarsysteme Erkennungs- und Ortungsverfahren und -geräte auf der Basis elektromagnetischer Wellen umfassen. Demgegenüber ermöglichen Lidar-Systeme eine optische Abstands- oder Geschwindigkeitsmessung mittels Laserstrahlen. Mit derartigen Systemen ist es möglich, Fahrbahnzustände oder weitere Zustandsdaten, die für die Bestimmung bzw. Auswahl der Basis-Reifenkennlinie oder einer bereits modifizierten Reifenkennlinie erforderlich sind, insbesondere genau und sicher zu erfassen.The vehicle sensor system preferably comprises a camera system, a radar system and / or a lidar system. Camera systems record the road surface optically, with radar systems comprising detection and location methods and devices based on electromagnetic waves. In contrast, lidar systems enable optical distance or speed measurement by means of laser beams. With systems of this type it is possible to precisely and reliably record roadway conditions or further condition data that are required for the determination or selection of the basic tire characteristic curve or an already modified tire characteristic curve.

Bevorzugt umfasst die Fahrzeugsensorik zumindest einen Raddrehzahlsensor. Der Raddrehzahlsensor kann beispielsweise in dem genannten Antiblockiersystem oder dem System zur Traktionskontrolle angeordnet sein. Über den zumindest einen Raddrehzahlsensor ist es möglich, einen Schlupf des jeweiligen Reifens zu detektieren und daraus Rückschlüsse über den momentanen maximalen Kraftschlussbeiwert zu erhalten.The vehicle sensor system preferably comprises at least one wheel speed sensor. The wheel speed sensor can be arranged, for example, in the aforementioned anti-lock braking system or in the traction control system. Using the at least one wheel speed sensor, it is possible to detect a slip of the respective tire and to draw conclusions about the current maximum coefficient of adhesion.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann insbesondere von einem Computer beziehungsweise von der Auswert- und Steuereinheit ausgeführt werden. Somit kann das Verfahren in Software implementiert sein. Die entsprechende Software ist insofern ein eigenständig verkaufsfähiges Produkt. Daher bezieht sich die Erfindung auch auf ein Computerprogrammprodukt mit maschinenlesbaren Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer beziehungsweise auf einer Auswert- und Steuereinheit ausgeführt werden, den Computer und/oder die Auswert- und Steuereinheit zu einer Steuerungslogik des Systems zur Ermittlung mindestens einer Reifenkennlinie aufwerten beziehungsweise dazu veranlassen, ein Verfahren gemäß der Erfindung auszuführen.The method according to the invention can in particular be carried out by a computer or by the evaluation and control unit. The method can thus be implemented in software. In this respect, the corresponding software is an independently salable product. The invention therefore also relates to a computer program product with machine-readable instructions which, when executed on a computer or on an evaluation and control unit, convert the computer and / or the evaluation and control unit to a control logic of the system for determining at least one tire characteristic curve upgrade or cause to carry out a method according to the invention.

Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt

  • 1 eine stark vereinfachte schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem System zur Ermittlung von Reifenkennlinien für einen Reifen des Kraftfahrzeugs,
  • 2 ein Kurvendiagramm mit mehreren Reifenkennlinien zwischen einem Schlupf eines Reifens des Kraftfahrzeugs gemäß 1 und seinem Kraftschlussbeiwert, und
  • 3 ein Kurvendiagramm mit den Reifenkennlinien gemäß 2 sowie einer modifizierten Reifenkennlinie.
A preferred exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the figures, the same or similar elements being provided with the same reference symbols. Here shows
  • 1 a greatly simplified schematic view of a motor vehicle with a system for determining tire characteristics for a tire of the motor vehicle,
  • 2 a curve diagram with several tire characteristics between a slip of a tire of the motor vehicle according to 1 and its coefficient of adhesion, and
  • 3 a curve diagram with the tire characteristics according to 2 as well as a modified tire characteristic.

Gemäß 1 weist ein Kraftfahrzeug 1 zwei Fahrzeugachsen, nämlich eine Vorder- und eine Hinterachse 9, 10 auf, wobei an der Vorder- und Hinterachse 9, 10 jeweils zwei Räder 6 mit einem jeweiligen auf einer Radfelge 11 angeordneten Reifen 2 befestigt sind. Vorliegend sind aus perspektivischen Gründen lediglich ein Rad 6 der Vorderachse 9 und ein Rad 6 der Hinterachse 10 dargestellt. Die jeweiligen nicht sichtbaren Räder sind analog dazu ausgebildet.According to 1 has a motor vehicle 1 two vehicle axles, namely a front and a rear axle 9 , 10 on, being on the front and rear axles 9 , 10 two wheels each 6th with a respective one on a wheel rim 11 arranged tires 2 are attached. For perspective reasons, there is only one wheel here 6th the front axle 9 and a wheel 6th the rear axle 10 shown. The respective non-visible wheels are designed analogously to this.

Das Kraftfahrzeug 1 weist ein erfindungsgemäßes System zur Ermittlung mindestens einer Reifenkennlinie für jeden Reifen 2 auf, das eine Fahrzeugsensorik 3 umfasst, welche zur Erfassung von Zustandsdaten, die zur Charakterisierung zumindest einer von dem jeweiligen Reifen 2 befahrenen Fahrbahn 4 dienen, sowie eines maximalen Kraftschlussbeiwertes ausgebildet ist.The car 1 has a system according to the invention for determining at least one tire characteristic curve for each tire 2 on that a vehicle sensor system 3 comprises, which are used to acquire condition data for characterizing at least one of the respective tires 2 traffic lane 4th serve, as well as a maximum adhesion coefficient is formed.

Die Fahrzeugsensorik 3 umfasst eine im Frontbereich des Kraftfahrzeugs 1 angeordnete Kamera 7, die einen Fahrbahnzustand einer in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1 vor dem jeweiligen Reifen 2 befahrenen Fahrbahn 4 ermittelt. Die Kamera 7 ist senkrecht zur Fahrtrichtung bzw. zur Fahrbahn 4 ausgerichtet. Im Folgenden wird der Fahrbahnzustand exemplarisch in vier unterschiedliche Zustände unterteilt, nämlich trocken, nass, verschneit und vereist. Mit anderen Worten wird von der Kamera 7 erfasst, ob die Fahrbahn trocken oder nass ist, oder ob sie mit einer Schnee- oder Eisfläche bedeckt ist. Auch weitere Untergliederungen der Fahrbahnzustände sind denkbar.The vehicle sensors 3 includes one in the front area of the motor vehicle 1 arranged camera 7th that shows a road condition in the direction of travel of the motor vehicle 1 in front of the respective tire 2 traffic lane 4th determined. The camera 7th is perpendicular to the direction of travel or to the roadway 4th aligned. In the following, the state of the road is exemplarily divided into four different states, namely dry, wet, snowy and icy. In other words, it is from the camera 7th detects whether the road is dry or wet, or whether it is covered with snow or ice. Further subdivisions of the road conditions are also conceivable.

Ferner umfasst die Fahrzeugsensorik 3 mehrere Raddrehzahlsensoren 8, die jeweils an den Rädern 6 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sind. Die Raddrehzahlsensoren 8 sind vorliegend in einem - nicht gezeigten - Antiblockiersystem des Kraftfahrzeugs 1 integriert, können aber auch separat vorgesehen werden. Mittels der Raddrehzahlsensoren 8 können Rückschlüsse über den Schlupf der Räder 6 des Kraftfahrzeugs 1 und damit über einen aktuellen maximalen Kraftschlussbeiwert gewonnen werden.The vehicle sensor system also includes 3 multiple wheel speed sensors 8th each on the wheels 6th of the motor vehicle 1 are arranged. The wheel speed sensors 8th are present in an - not shown - anti-lock braking system of the motor vehicle 1 integrated, but can also be provided separately. Using the wheel speed sensors 8th can draw conclusions about the slip of the wheels 6th of the motor vehicle 1 and thus obtained from a current maximum adhesion coefficient.

Im Kraftfahrzeug 1 ist eine Auswert- und Steuereinheit 5 angeordnet, die zur Datenübertragung mit der Fahrzeugsensorik 3 gekoppelt ist. Die Auswert- und Steuereinheit 5 erhält von der Kamera 7 genaue Informationen über den momentanen Zustand der Fahrbahn 4 und von den Raddrehzahlsensoren 8 weitere Daten zur Ermittlung des momentanen maximalen Kraftschlussbeiwertes. Mithin berechnet die Auswert- und Steuereinheit 5 aus den Daten der Raddrehzahlsensoren 8 den momentanen maximalen Kraftschlussbeiwert 18, der in 3 näher gezeigt ist. Diese Informationen werden hier als Zustandsdaten bezeichnet und umfassen insbesondere eine Fahrbahnbeschaffenheit, eine Oberflächenfeuchtigkeit und/oder eine Rauigkeit der Fahrbahn 4. In the motor vehicle 1 is an evaluation and control unit 5 arranged for data transmission with the vehicle sensors 3 is coupled. The evaluation and control unit 5 receives from the camera 7th precise information about the current state of the road 4th and from the wheel speed sensors 8th further data for determining the current maximum coefficient of adhesion. The evaluation and control unit therefore calculates 5 from the data from the wheel speed sensors 8th the current maximum coefficient of adhesion 18th who is in 3 is shown in more detail. This information is referred to here as status data and includes, in particular, a road surface, surface moisture and / or a roughness of the road 4th .

2 und 3 zeigen ein Diagramm mit mehreren Basis-Reifenkennlinien 12, 13, 14, 15 zwischen einem auf der Abszisse 16 aufgetragenen Schlupf und einem auf der Ordinate 17 aufgetragenen Kraftschlussbeiwert. 2 and 3 show a diagram with several basic tire characteristics 12 , 13 , 14th , 15th between one on the abscissa 16 applied slip and one on the ordinate 17th applied coefficient of adhesion.

In dem vorliegenden Beispiel wird von der Auswert- und Steuereinheit 5 anhand der erfassten Zustandsdaten, insbesondere anhand der Fahrbahnbeschaffenheit zunächst eine von vier auf der Auswert- und Steuereinheit 5 hinterlegten Basis-Reifenkennlinien 12, 13, 14, 15 ausgewählt. Die erste Reifenkennlinie 12 entspricht einem trockenen Fahrbahnzustand und die zweite Reifenkennlinie 13 entspricht einem nassen Fahrbahnzustand. Die dritte Reifenkennlinie 14 entspricht einem schneebedeckten Fahrbahnzustand und die vierte Reifenkennlinie 15 entspricht einem vereisten Fahrbahnzustand. Beispielhaft wird von der Auswert- und Steuereinheit 5 erfasst, dass das Kraftfahrzeug 1 eine schneebedeckte Fahrbahn 4 befährt, weshalb die dritte Basis-Reifenkennlinie 14 ausgewählt wird.In the present example, the evaluation and control unit 5 based on the recorded status data, in particular based on the road surface, initially one of four on the evaluation and control unit 5 stored basic tire characteristics 12 , 13 , 14th , 15th selected. The first tire characteristic 12 corresponds to a dry road condition and the second tire characteristic curve 13 corresponds to a wet road condition. The third tire characteristic 14th corresponds to a snow-covered road condition and the fourth tire characteristic 15th corresponds to an icy road condition. The evaluation and control unit 5 detected that the motor vehicle 1 a snow-covered road 4th drives on, which is why the third basic tire characteristic curve 14th is selected.

Nach 3 wird ein für den jeweiligen momentanen Fahrbahnzustand, nämlich die schneebedeckte Fahrbahn 4, ermittelte maximale Kraftschlussbeiwert 18 mit einem in der dritten Basis-Reifenkennlinie 14 aufgeführten maximalen Basis-Kraftschlussbeiwert 19, wobei der momentane maximale Kraftschlussbeiwert 18 kleiner ist, als der in der dritten Basis-Reifenkennlinie 14 hinterlegte maximale Basis-Kraftschlussbeiwert 19. Mithin entspricht der reale maximale Kraftschlussbeiwert 18 nicht dem auf der Auswert- und Steuereinheit 5 hinterlegten Beiwert 19. Die Steuerung des Kraftfahrzeugs 1 erfolgt somit nicht optimal. Dies wird von der Auswert- und Steuereinheit 5 erkannt, wobei nachfolgend die dritte Basis-Reifenkennlinie 14 angepasst bzw. modifiziert wird und als modifizierte Reifenkennlinie 20 von der Auswert- und Steuereinheit 5 abgespeichert wird. Mithilfe der modifizierten Reifenkennlinie 20 wird eine Steuerung, Überwachung und Vorhersage des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs 1 optimiert.To 3 becomes one for the current road condition, namely the snow-covered road 4th , determined maximum adhesion coefficient 18th with one in the third basic tire curve 14th listed maximum basic adhesion coefficient 19th , where the current maximum coefficient of adhesion 18th is smaller than that in the third basic tire characteristic 14th stored maximum basic adhesion coefficient 19th . This corresponds to the real maximum coefficient of adhesion 18th not the one on the evaluation and control unit 5 deposited coefficient 19th . The control of the motor vehicle 1 is therefore not optimal. This is done by the evaluation and control unit 5 recognized, with the following the third basic tire characteristic 14th is adjusted or modified and as a modified tire characteristic 20th from the evaluation and control unit 5 is saved. With the help of the modified tire characteristic 20th is a control, monitoring and prediction of the driving operation of the motor vehicle 1 optimized.

Für den Fall, dass in einem späteren Fahrbetrieb mittels der Fahrzeugsensorik 3 erneut eine schneebedeckte Fahrbahn 4 detektiert wird, würde die Auswert- und Steuereinheit 5 nicht mehr auf die Basis-Reifenkennlinie 14, sondern auf die modifizierte Reifenkennlinie 20 zurückgreifen, um eine Gegenüberstellung zwischen dem modifizierten maximalen Kraftschlussbeiwert 18 und einem neu ermittelten - hier nicht gezeigten - maximalen Kraftschlussbeiwert durchzuführen. Anders gesagt erfolgt eine stetige Anpassung und Modifizierung aller in der Auswert- und Steuereinheit 5 hinterlegten Reifenkennlinien unter Berücksichtigung der jeweiligen Zustandsdaten sowie des Verschleißes der Reifen 2, sodass eine Steuerung des Kraftfahrzeugs 1 optimiert wird. Die Ermittlung einer modifizierten Reifenkennlinie erfolgt vorzugsweise kontinuierlich.In the event that in a later driving operation by means of the vehicle sensors 3 again a snow-covered road 4th is detected, the evaluation and control unit would 5 no longer on the basic tire characteristic 14th , but rather on the modified tire characteristic 20th fall back to a comparison between the modified maximum adhesion coefficient 18th and a newly determined - not shown here - maximum adhesion coefficient. In other words, there is constant adaptation and modification of all in the evaluation and control unit 5 stored tire characteristics taking into account the respective condition data as well as tire wear 2 so that a control of the motor vehicle 1 is optimized. A modified tire characteristic curve is preferably determined continuously.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
KraftfahrzeugMotor vehicle
22
Reifentires
33
FahrzeugsensorikVehicle sensors
44th
Fahrbahnroadway
55
Auswert- und SteuereinheitEvaluation and control unit
66th
Radwheel
77th
Kameracamera
88th
RaddrehzahlsensorWheel speed sensor
99
VorderachseFront axle
1010
HinterachseRear axle
1111
RadfelgeWheel rim
1212
Erste ReifenkennlinieFirst tire curve
1313
Zweite ReifenkennlinieSecond tire characteristic
1414th
Dritte ReifenkennlinieThird tire characteristic
1515th
Vierte ReifenkennlinieFourth tire characteristic
1616
Abszisseabscissa
1717th
Ordinateordinate
1818th
Ermittelter maximaler KraftschlussbeiwertDetermined maximum adhesion coefficient
1919th
Maximaler Basis-KraftschlussbeiwertMaximum basic adhesion coefficient
2020th
Modifizierte ReifenkennlinieModified tire characteristic

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016214065 A1 [0003]DE 102016214065 A1 [0003]

Claims (8)

Verfahren zur Ermittlung mindestens einer Reifenkennlinie für zumindest einen Reifen (2) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei durch eine Fahrzeugsensorik (3) Zustandsdaten, die ihrerseits zur Charakterisierung zumindest einer von dem jeweiligen Reifen (2) befahrenen Fahrbahn (4) dienen, sowie ein maximaler Kraftschlussbeiwert erfasst werden, wobei die Fahrzeugsensorik (3) mit einer Auswert- und Steuereinheit (5) zur Datenübertragung gekoppelt wird, wobei unter Berücksichtigung der erfassten Zustandsdaten eine entsprechende auf der Auswert- und Steuereinheit (5) hinterlegte Basis-Reifenkennlinie ausgewählt wird, wobei die Basis-Reifenkennlinie im Fall einer Abweichung zwischen dem maximalen Kraftschlussbeiwert und einem in der Basis-Reifenkennlinie aufgeführten maximalen Basis-Kraftschlussbeiwert modifiziert und von der Auswert- und Steuereinheit (5) als modifizierte Reifenkennlinie gespeichert wird, um eine Steuerung des Kraftfahrzeugs (1) zu optimieren.A method for determining at least one tire characteristic curve for at least one tire (2) of a motor vehicle (1), with a vehicle sensor system (3) providing status data which in turn serve to characterize at least one roadway (4) on which the respective tire (2) is traveling, as well as a maximum adhesion coefficient can be recorded, the vehicle sensor system (3) being coupled to an evaluation and control unit (5) for data transmission, with a corresponding basic tire characteristic stored on the evaluation and control unit (5) being selected, taking into account the status data recorded, with the basic tire characteristic is modified in the event of a discrepancy between the maximum traction coefficient and a maximum base traction coefficient listed in the basic tire characteristic and stored as a modified tire characteristic by the evaluation and control unit (5) in order to control the motor vehicle (1) optimize. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ermittlung der modifizierten Reifenkennlinie kontinuierlich oder in definierten Zeitabständen erfolgt.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the modified tire characteristic is determined continuously or at defined time intervals. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsdaten eine Fahrbahnbeschaffenheit, eine Oberflächenfeuchtigkeit und/oder eine Rauigkeit der Fahrbahn (4) umfassen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the status data include a road surface condition, surface moisture and / or a roughness of the roadway (4). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsdaten Informationen aus einem Antiblockiersystem und/oder einem System zur Traktionskontrolle umfassen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the status data comprise information from an anti-lock braking system and / or a system for traction control. System zur Ermittlung mindestens einer Reifenkennlinie für zumindest einen Reifen (2) eines Kraftfahrzeugs (1), umfassend eine Fahrzeugsensorik (3), die zur Erfassung von Zustandsdaten, die ihrerseits zur Charakterisierung zumindest einer von dem jeweiligen Reifen (2) befahrenen Fahrbahn (4) dienen, sowie eines maximalen Kraftschlussbeiwertes ausgebildet ist, wobei die Fahrzeugsensorik (3) mit einer Auswert- und Steuereinheit (5) zur Datenübertragung gekoppelt ist, wobei unter Berücksichtigung der erfassten Zustandsdaten eine entsprechende auf der Auswert- und Steuereinheit (5) hinterlegte Basis-Reifenkennlinie auswählbar ist, wobei die Basis-Reifenkennlinie im Fall einer Abweichung zwischen dem maximalen Kraftschlussbeiwert und einem in der Basis-Reifenkennlinie aufgeführten maximalen Basis-Kraftschlussbeiwert modifizierbar und von der Auswert- und Steuereinheit (5) als modifizierte Reifenkennlinie speicherbar ist, um eine Steuerung des Kraftfahrzeugs (1) zu optimieren.System for determining at least one tire characteristic curve for at least one tire (2) of a motor vehicle (1), comprising a vehicle sensor system (3) which is used to record status data which in turn is used to characterize at least one roadway (4) on which the respective tire (2) serve, as well as a maximum adhesion coefficient, the vehicle sensor system (3) being coupled to an evaluation and control unit (5) for data transmission, with a corresponding basic tire characteristic stored on the evaluation and control unit (5) taking into account the recorded status data can be selected, the basic tire characteristic curve being modifiable in the event of a discrepancy between the maximum traction coefficient and a maximum base traction coefficient listed in the basic tire characteristic curve and being storable as a modified tire characteristic curve by the evaluation and control unit (5) in order to control the motor vehicle (1) optimize. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsensorik (3) ein Kamerasystem, ein Radarsystem und/oder ein Lidar-System umfasst.System according to Claim 5 , characterized in that the vehicle sensor system (3) comprises a camera system, a radar system and / or a lidar system. System nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsensorik (3) zumindest einen Raddrehzahlsensor (8) umfasst.System according to one of the Claims 5 or 6th , characterized in that the vehicle sensor system (3) comprises at least one wheel speed sensor (8). Computerprogrammprodukt, enthaltend maschinenlesbare Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer, und/oder auf einer Auswert- und Steuereinheit (5) ausgeführt werden, den Computer, und/oder die Auswert- und Steuereinheit (5), zu einer Steuerungslogik des Systems zur Ermittlung mindestens einer Reifenkennlinie nach den Ansprüchen 5 bis 7 aufwerten, und/oder dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen.Computer program product containing machine-readable instructions which, when executed on a computer and / or on an evaluation and control unit (5), convert the computer and / or the evaluation and control unit (5) into a control logic of the system Determination of at least one tire characteristic curve according to the Claims 5 to 7th upgrade, and / or induce a process according to one of the Claims 1 to 4th execute.
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