DE102020202280A1

DE102020202280A1 - Ermittlung eines erwarteten fahrzeugspezifischen Reibwertverlaufs

Info

Publication number: DE102020202280A1
Application number: DE102020202280.1A
Authority: DE
Inventors: Jakov Sprljan; Peter Lauer; Michel Wagner; Marco Ersch; Stefan Müller; Kevin Meuer
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Engineering Services De GmbH; Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2020-02-21
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2021-08-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines erwarteten fahrzeugspezifischen Reibwertverlaufs mit den Schritten:-Bestimmen einer Fahrzeugposition eines Fahrzeugs und übermitteln der Fahrzeugposition an eine externe Servereinrichtung,-Ermitteln einer wahrscheinlichsten vorausliegenden Fahrstrecke des Fahrzeugs aus der Fahrzeugposition und Kartendaten-Ermitteln und übertragen eines universellen Reibwertverlaufs für die wahrscheinlichste vorausliegende Fahrstrecke,-Ermitteln zumindest eines fahrzeugspezifischen Reibschätzwerts durch Messung im Fahrzeug,-Vergleich des zumindest einen fahrzeugspezifischen Reibschätzwerts mit dem universellen Reibwertverlauf und ermitteln einer Korrekturfunktion zur Anpassung des universellen Reibwertverlaufs an den zumindest einen fahrzeugspezifischen Reibschätzwert, und Ermitteln eines erwarteten fahrzeugspezifischen Reibwertverlaufs aus dem universellen Reibwertverlauf durch Anwendung der Korrekturfunktion.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines erwarteten fahrzeugspezifischen Reibwertverlaufs, sowie ein entsprechendes System, Steuereinheit und externe Servereinrichtung.
Für viele Komfortfunktionen und Sicherheitsfunktionen in Kraftfahrzeugen, und insbesondere für eine vollständig autonome Kraftfahrzeugführung, ist es entscheidend, die Größe des Reibwerts zwischen den Reifen des Kraftfahrzeugs und der Fahrbahn zu kennen. So müssen beispielsweise bei niedrigen Reibwerten, aufgrund des längeren Bremswegs, höhere Sicherheitsabstände eingehalten werden.
Für Fahrzeugfunktionen zur Umsetzung von vorausschauendem Fahren ist es außerdem nötig, Reibwerte bereits für den vorausliegenden Streckenabschnitt vorzuhalten. So kann bei einer vorausliegenden Kurve bereits frühzeitig die Geschwindigkeit reduziert werden, falls in der vorausliegenden Kurve ein niedriger Reibwert zu erwarten ist, der eine hohe Kurvengeschwindigkeit nicht zulässt.
Der Reibwert zwischen Kraftfahrzeug und Fahrbahn hängt allerdings stark vom spezifischen Kraftfahrzeug, und insbesondere von den verwendeten Reifen, deren Profilzustand und Alter ab. Somit sind universelle Reibwerte, welche für eine Vielzahl von Kraftfahrzeugen zur Verfügung gestellt werden, mit einer hohen Ungenauigkeit behaftet.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen erwarteten Reibwertverlauf für einen vorausliegenden Streckenabschnitt zur Verfügung zu stellen, welcher eine höhere Genauigkeit für das spezifische Fahrzeug aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst gemäß einem Verfahren nach Anspruch 1 zur Ermittlung eines erwarteten fahrzeugspezifischen Reibwertverlaufs mit den Schritten: Bestimmen einer Fahrzeugposition eines Fahrzeugs und übermitteln der Fahrzeugposition an eine externe Servereinrichtung. Die Fahrzeugposition kann beispielsweise mittels eines satellitengestützen Navigationssystems wie GPS GLONASS, Galileo, etc. ermittelt werden. Die Daten zur Fahrzeugposition können dann beispielsweise per Funk an eine Cloud übertragen werden, welche eine externe Servereinrichtung bildet.
Beispielsweise in der externen Servereinrichtung kann dann aus der Fahrzeugposition und zusätzlichen Kartendaten eine wahrscheinlichste vorausliegende Fahrstrecke des Fahrzeugs ermittelt werden. Dabei kann in einem einfachsten Fall von einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs auf der gleichen Straße ausgegangen werden, zusätzliche Daten über häufige Fahrstrecken verwendet werden oder die Daten einer Zielführung eines Navigationssystems herangezogen werden. Die Ermittlung der wahrscheinlichsten Fahrstrecke kann auch in dem Fahrzeug selbst erfolgen und an die externe Servereinrichtung kommuniziert werden.
In der externen Servereinrichtung wird ein universeller Reibwertverlauf für die wahrscheinlichste vorausliegende Fahrstrecke ermittelt. Unter einem universellen Reibwertverlauf ist eine Folge von Reibwerten zu verstehen, welche nicht an das spezifische Fahrzeug angepasst ist, sondern, beispielsweise durch Mittelung vieler Werte, für ein durchschnittliches Fahrzeug repräsentativ ist. Dazu kann die externe Servereinrichtung beispielsweise eine Datenbank mit universellen Reibwerten für verschiedene Streckenabschnitte aufweisen. Diese können aufgrund von physikalischen Gegebenheiten berechnet worden sein oder durch Akkumulation einer Vielzahl von fahrzeugspezifisch gemessenen Daten ermittelt werden, wie nachfolgend noch beschrieben ist. Der universelle Reibwertverlauf kann dann eine Mehrzahl von Reibwerten für die verschiedenen Streckenabschnitte der wahrscheinlichsten vorausliegenden Fahrstrecke enthalten.
Dieser universelle Reibwertverlauf wird zurück an das Fahrzeug übertragen.
In einer alternativen Ausführung, kann eine digitale Reibwertkarte beispielsweise in regelmäßigen zeitlichen Abständen, bei Bedarf nach neuen Informationen oder bei relevanten Änderungen der Reibwerte, für einen geographischen Bereich in dem sich das Fahrzeug befindet, direkt in eine Recheneinrichtung des Fahrzeugs geladen werden. Das Fahrzeug ist dann unabhängig von einem Funkkontakt zu einer externen Servereinrichtung. In diesem Falle kann der universelle Reibwertverlauf aus der Recheneinrichtung zur Verfügung gestellt werden.
Im Fahrzeug werden Messungen zur Ermittlung fahrzeugspezifischer Reibschätzwerte für die jeweils momentane Fahrzeugposition durchgeführt. Dazu können insbesondere die Sensoren eines Stabilitätssystems (ESC) wie Beschleunigungs- und Gierratensensoren, Geschwindigkeitssensoren, Raddrehzahlsensoren, Drehmomentsensoren und Kameras verwendet werden. Da die indirekten Messungen der Reibwerte mit einer nicht zu vernachlässigenden Ungenauigkeit behaftet sind, werden die daraus bestimmten Reibwerte als Reibschätzwerte bezeichnet. Da die Reibschätzwerte aus den Messdaten eines spezifischen Fahrzeugs generiert werden, gehen neben dem Zustand der Fahrbahn auch alle Fahrzeugfaktoren, wie etwa Typ, Zustand und Alter der Reifen mit in die Messung des Reibschätzwerts ein. Es handelt sich daher um fahrzeugspezifische Reibschätzwerte.
Daraufhin wird ein Vergleich des zumindest einen fahrzeugspezifischen Reibschätzwerts mit dem universellen Reibwertverlauf durchgeführt und eine Korrekturfunktion zur Anpassung des universellen Reibwertverlaufs an die fahrzeugspezifischen Reibschätzwerte ermittelt. Insbesondere werden eine Mehrzahl von nacheinander gemessenen Reibschätzwerten für verschiedene Streckenabschnitte mit dem universellen Reibwertverlauf verglichen. Dazu kann insbesondere ein Teil des universellen Reibwertverlaufs herangezogen werden, der in der Vergangenheit liegt, das heißt, dessen Streckenabschnitte bereits durch das Fahrzeug befahren wurden. Zur Ermittlung der Korrekturfunktion können beispielsweise Parameter der Korrekturfunktion angepasst werden, um eine möglichst gute Übereinstimmung des korrigierten Reibwertverlaufs an die fahrzeugspezifischen Reibschätzwerte herzustellen. Im einfachsten Fall wird der Reibwertverlauf lediglich mit einem entsprechenden Offset oder einem Faktor versehen. Der Vergleich kann in der externen Servereinrichtung durchgeführt werden. Um jedoch einen zu hohen Datenverkehr zwischen der externen Servereinrichtung und dem Fahrzeug zu vermeiden, kann der Vergleich und die Ermittlung der Korrekturfunktion auch im Fahrzeug selbst durchgeführt werden.
Durch Anwendung der Korrekturfunktion wird dann ein erwarteter fahrzeugspezifischer Reibwertverlauf aus dem universellen Reibwertverlauf, insbesondere dem in der Zukunft liegenden Teil, also dem noch nicht durch das Fahrzeug befahrene Teil, ermittelt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden außerdem die fahrzeugspezifischen Reibschätzwerte an die externe Servereinrichtung kommuniziert und dort aggregiert, um universelle Reibwerte für verschiedene Streckenabschnitte zu ermitteln, die dann in einer Datenbank gespeichert und der Ermittlung des universellen Reibwertverlaufs zu Grunde gelegt werden können. Somit wird die Datenbank der externen Servereinrichtung ständig aktualisiert und es liegen immer aktuelle universelle Reibwerte vor. Dabei können insbesondere neuere Reibwerte stärker gewichtet in einen universellen Reibwert eingehen. Beispielsweise kann dadurch eine Verschlechterung des Fahrbahnbelags aber auch witterungsbedingte und jahreszeitlich bedingte Einflüsse abgebildet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Korrekturfunktion durch Vergleich zurückliegender fahrzeugspezifischer Reibschätzwerte mit einem zurückliegenden universellen Reibwertverlauf stetig angepasst. Jeder neue Reibschätzwert kann dabei als Basis für eine neue Bestimmung der Korrekturfunktion dienen. Damit wird die fahrzeugspezifische Anpassung mittels der Korrekturfunktion mit der Zeit immer genauer.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Korrekturfunktion durch eine statistische Auswertung der Reibschätzwerte und des zugehörigen universellen Reibwertverlaufs, insbesondere über einen Zündungszyklus hinaus, ermittelt und/oder angepasst wird. Dies bildet eine besonders einfache Umsetzung zur Ermittlung der Korrekturfunktion.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei der statistischen Auswertung eine zeitliche Gewichtung vorgenommen, bei der die Gewichtung mit dem Alter der Reibschätzwerte sinkt. Da sich insbesondere der Zustand der Reifen mit dem Alter verändert, lasst sich damit eine Anpassung an den aktuellen Zustand vornehmen. Außerdem kann eine Gewichtung nach der verwendeten Methode zur Ermittlung der Reibschätzwerte vorgenommen werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Reibschätzwerte durch einen mikroschlupfbasierten Ansatz geschätzt und/oder beruhen auf Regeleingriffen. Mit dem mikroschlupfbasierten Ansatz können sehr oft Messwerte für den Reibschätzwert gebildet werden, um immer eine aktuelle Anpassung zu ermöglichen. Die Ermittlung aus Regeleingriffen des Fahrzeugs ist hingegen besonders genau.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Reibschätzwerte aus einer Fusion von mehreren Verfahren zur Reibwertschätzung und/oder Straßenzustandsschätzung ermittelt. Insbesondere durch die Fusionierung der Reibschätzwerte aus dem mikroschlupfbasierenden Ansatz und aus Regeleingriffen ergänzen sich ideal und führen daher zu besonders genauen Reibschätzwerten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zusätzlich zum Reibwertverlauf ein Reibwertband für die wahrscheinlichste vorausliegenden Fahrstrecke an das Fahrzeug übermittelt wird. Dieses weist insbesondere einen maximalen und minimalen Reibwert auf, der für die Bestimmung eines fahrzeugspezifischen Reibwertverlaufs und für Fahrzeugregeleingriffe genutzt werden kann.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ermittelt ob die Reibschätzwerte außerhalb des Reibwertbands liegen und bei Überschreiten eines Schwellwerts für die Häufigkeit eine Fehlermeldung an die externe Servereinrichtung übermittelt und/oder die empfangen Reibwertverläufe ignoriert.
Somit wird eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt und verhindert, dass durch fehlerhafte Daten Gefahrensituationen im Straßenverkehr entstehen können.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Anpassung des universellen Reibwertverlaufs mittels der Korrekturfunktion auf das Reibwertband beschränkt. Dadurch können besondere Begebenheiten des jeweiligen Streckenabschnitts berücksichtigt werden und verhindert werden, dass zu große oder zu kleine Reibwerte angenommen werden. Außerdem kann verhindert werden, dass die Korrekturfunktion den universellen Reibwertverlauf beliebig falsch anpasst, wenn die Reibwertschätzalgorithmen systematisch falsch liegen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der universelle Reibwertverlauf als Array mit Reibwerten für äquidistante Streckenabschnitte übermittelt. Diese Form der Implementierung ist besonders einfach umzusetzen und fordert daher nur geringen Rechenaufwand.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur Übertragung des universellen Reibwertverlaufs nur bei einer Änderung des Reibwerts Daten übermittelt. Eine solche Implementierung führt zu einem besonders niedrigem Datenverkehr zwischen dem Fahrzeug und der externen Servereinrichtung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zusätzlich eine nächstwahrscheinlichste vorausliegende Fahrstrecke ermittelt und zusätzlich ein sekundärer Reibwertverlauf für diese Fahrstrecke an das Fahrzeug übermittelt. Falls das Fahrzeug nicht dem Wahrscheinlichsten Fahrstreck folgt, sondern beispielsweise in eine Seitenstraße abbiegt, so liegt zumindest für eine kurze Zeit kein universeller Reibwertverlauf für die vorausliegenden Fahrstrecke vor. Um dies zu vermeiden kann zumindest eine zweitwahrscheinlichste und gegebenenfalls noch weitere wahrscheinliche Fahrstrecken ermittelt und universelle Reibwertverläufe an das Fahrzeug übertragen werden. Dort kann dann auch für diese Fahrstrecken je ein fahrzeugspezifischer Reibwertverlauf ermittelt werden, welche bei Bedarf direkt eingesetzt werden können.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der übermittelte universelle Reibwertverlauf an externe Parameter, insbesondere an ein aktuelles Wetter und eine aktuelle Jahreszeit angepasst. Dies kann aktiv erfolgen, indem solche Daten zusätzlich in der Datenbank der externen Servereinrichtung gespeichert werden und bei der Ermittlung des universellen Reibwertverlaufs für eine wahrscheinlichste Fahrstrecke die aktuellen daten berücksichtigt werden. So können beispielsweise bei Regen nur Daten verwendet werden, die ebenfalls bei Regen gemessen wurden. Alternativ kann eine solche Anpassung passiv umgesetzt sein, indem immer nur aktuelle Werte verwendet werden, sodass sich eine Veränderung der Reibwerte, beispielsweise durch Nässe auf der Fahrbahn direkt auswirkt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Fahrzeugregeleingriff basierend auf dem erwarteten fahrzeugspezifischen Reibwertverlauf durchgeführt.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine erfindungsgemäße Steuereinheit nach Anspruch 16 für ein Fahrzeug zur Durchführung eines oben beschriebenen Verfahrens, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, eine Fahrzeugposition des Fahrzeugs zu bestimmen und an eine externe Servereinrichtung zu übermitteln, einen universellen Reibwertverlauf von der externen Servereinrichtung zu empfangen, und mittels Messdaten zumindest einer Fahrzeugsensorik zumindest einen fahrzeugspezifischen Reibschätzwert zu ermitteln, einen Vergleich des zumindest einen fahrzeugspezifischen Reibschätzwerts mit dem universellen Reibwertverlauf durchzuführen, um eine Korrekturfunktion zur Anpassung des universellen Reibwertverlaufs an den zumindest einen fahrzeugspezifischen Reibschätzwert zu ermitteln, und einen erwarteten fahrzeugspezifischen Reibwertverlauf aus dem universellen Reibwertverlauf durch Anwendung der Korrekturfunktion zu ermitteln. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die oben für das Verfahren beschriebenen bevorzugten Merkmale auszuführen.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine externe Servereinrichtung nach Anspruch 17 zur Durchführung eines obigen Verfahrens , wobei die Servereinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Fahrzeugposition eines Fahrzeugs von einer Steuereinrichtung zu empfangen und mittels Kartendaten eine wahrscheinlichste vorausliegende Fahrstrecke des Fahrzeugs aus der Fahrzeugposition zu ermitteln, einen universellen Reibwertverlauf für die wahrscheinlichste vorausliegende Fahrstrecke aus Daten einer Datenbank zu ermitteln und an das Fahrzeug zu übertragen. Die externe Servereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die oben für das Verfahren beschriebenen bevorzugten Merkmale auszuführen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Servereinrichtung dazu eingerichtet, fahrzeugspezifische Reibschätzwerte von einem Fahrzeug zu empfangen und in einer Datenbank zu akkumulieren, um universelle Reibschätzwerte für verschiedene Streckenabschnitte vorzuhalten.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein erfindungsgemäßes System nach Anspruch 19 zur Durchführung eines der obigen Verfahren aufweisend eine obige Steuereinheit und eine obige externe Servereinrichtung.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichen der Erfindung ergeben sich auch durch die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen. Dabei gehören alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination zum Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen

1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems,
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 zeigt ein Diagramm mit der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens einer ersten Ausführungsform,
4 zeigt ein Diagramm mit der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens einer zweiten Ausführungsform,
5 zeigt ein Diagramm mit der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens einer dritten Ausführungsform,
6 zeigt ein Diagramm des Radschlupfs bezüglich des Drehmoments;

1 zeigt ein Fahrzeug 1, welches eine Steuereinrichtung 3 aufweist, die über eine Funkschnittstelle 6 mit einer Funkschnittstelle 7 einer Cloud 2 kommunizieren kann. Das Fahrzeug 1 weist darüber hinaus eine GPS-Navigation 4 auf, um die eigene Fahrzeugposition zu detektieren. Das Fahrzeug 1 verfügt über eine Fahrzeugsensorik 5, welche den Radschlupf und die Drehmomente der einzelnen Räder bestimmen kann.
Die Cloud 2 verfügt neben der Funkschnittstelle 7 über eine Datenbank 8, in der Reibwerte für verschiedene Streckenabschnitte einer Karte 9 gespeichert sind. Die Reibwerte der Datenbank 8 sind universelle Reitwerte, d. h. sie geben einen Reibwert für ein durchschnittliches Fahrzeug an.
Die Steuereinrichtung 3 des Fahrzeugs 1 und die Cloud 2 sind dazu eingerichtet, dass in 2 dargestellte Verfahren durchzuführen. In einem Schritt 101 wird im Fahrzeug 1 durch die GPS-Navigation 4 die Fahrzeugposition des Fahrzeugs 1 bestimmt. Die Steuereinrichtung 3 übermittelt in Schritt 102 die so bestimmte Fahrzeugposition über die Funkschnittstelle 6 an die Cloud 2.
In Schritt 103 empfängt die Cloud 2 die Fahrzeugposition des Fahrzeugs 1 über die Funkschnittstelle 7 und ermittelt eine wahrscheinlichste vorausliegende Fahrstrecke des Fahrzeugs 1 aus Kartendaten 9. Dazu kann die Cloud 2 beispielsweise über die Funkschnittstelle 7 Navigationsdaten einer geplanten Route des Fahrzeugs 1 empfangen. Liegen solche Daten nicht vor, kann die Cloud 2 beispielsweise von einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs ausgehen oder häufig genutzte Fahrstrecken für die vorliegende Fahrzeugposition als wahrscheinlichste vorausliegende Fahrstrecke nutzen.
Für die so ermittelte wahrscheinlichste vorausliegende Fahrstrecke des Fahrzeugs 1 werden in Schritt 104 aus einer Datenbank 8 entsprechende Reibwerte gelesen und ein universeller Reibwertverlauf für die wahrscheinlichste vorausliegende Fahrstrecke ermittelt.
Der universelle Reibwertverlauf wird in Schritt 105 an das Fahrzeug 1 über die Funkschnittstelle 7 übertragen und von dem Fahrzeug 1 durch die Funkschnittstelle 6 empfangen.
In Schritt 106 werden in dem Fahrzeug 1 Messungen durchgeführt, um einen fahrzeugspezifischen Reibschätzwert zu ermitteln. Dazu weist das Fahrzeug 1 eine Fahrzeugsensorik 5 auf, welche die Raddrehzahlen und die an den Rädern anliegenden Raddrehmomente bestimmen kann. Aus diesen Messwerten kann der Radschlupf und damit wie nachstehend erläutert der Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn ermittelt werden.
Nachfolgend wird in Schritt 107 ein Vergleich der ermittelten Reibschätzwerte mit dem universellen Reibwertverlauf vorgenommen, um eine Korrekturfunktion zu ermitteln, welche den universellen Reibwertverlauf an die fahrzeugspezifischen Reibschätzwerte anpasst.
In einem letzten Schritt 108 wird die Korrekturfunktion auf den universellen Reibwertverlauf angewendet um einen fahrzeugspezifischen Reibwertverlauf zu erhalten. Dies ist beispielhaft in den 3 bis 5 dargestellt.
Der fahrzeugspezifische Reibwertverlauf kann nachfolgend für die Regelung von Fahrzeugfunktionen verwendet werden.
Zusätzlich können die im Fahrzeug ermittelten fahrzeugspezifischen Reibschätzwerte 12 gemeinsam mit einer momentanen Fahrzeugposition, welche dem entsprechenden Reibschätzwert zugeordnet ist, an die externe Servereinrichtung übermittelt werden. Dort können die fahrzeugspezifischen Reibschätzwerte für den jeweiligen Streckenabschnitt, welche der zugeordneten Fahrzeugposition entspricht, akkumuliert werden. Zusammen mit fahrzeugspezifischen Reibwerten anderer Fahrzeuge für einen bestimmten Streckenabschnitt bilden diese gemittelt einen universellen Reibwert, also einen Reibwert für ein durchschnittliches Fahrzeug, der in der Datenbank 8 gespeichert wird.
Für 3 zeigt ein Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der universelle Reibwertverlauf 10 wird von der Cloud 2 an das Fahrzeug 1 übertragen. Der universelle Reibwertverlauf 10 kann dabei sukzessive übertragen werden, sodass beispielsweise jeweils die in einem gewissen Abstand vor dem Fahrzeug befindlichen Reibwerte übermittelt werden. Wenn sich das Fahrzeug 1, welches in dem Diagramm mittig bei s = 0 eingezeichnet ist, im Diagramm von links nach rechts bewegt, werden somit in der Darstellung der 3 am rechten Ende des universellen Reibwertverlaufs 10 jeweils neue Daten übermittelt. Im Fahrzeug liegen daher Daten des universellen Reibwertverlaufs 10 für einen bereits zurückliegenden Streckenabschnitt und einen vorausliegenden Streckenabschnitt vor.
Während der Fahrt werden im Fahrzeug 1 durch Auswertung der Fahrzeugsensorik 5 ständig Reibschätzwerte 12 gemessen. Dies kann beispielsweise durch Regeleingriffe eines Fahrzeugssystems, wie etwa eines Stabilitätssystems oder eines Antiblockiersystems geschehen. Alternativ kann ein mikroschlupfbasierter Ansatz zur Ermittlung der Reibschätzwerte genutzt werden, wie zu 6 erläutert ist. In 3 ist der Fall dargestellt, dass der Großteil der Reibschätzwerte 12 oberhalb des universellen Reibwertverlaufs 10 liegen. Ein solcher Fall kann auftreten, wenn das Fahrzeug 1 mit überdurchschnittlich guten Reifen ausgestattet ist. Als Korrekturfunktion kann dann beispielsweise ein Offset ermittelt werden, der auf den universellen Reibwertverlauf 10 addiert wird um den fahrzeugspezifischen Reibwertverlauf 11 zu erhalten. $μ_{f} = μ_{u} + Δ_{μ}$
Dieser bildet die tatsächlichen Reibwerte des Fahrzeugs 1 besser ab als der universelle Reibwertverlauf 10.
in 4 ist eine alternative Situation dargestellt, in der die Reibschätzwerte 12 in einem Hochreibwert-Bereich (linkes Ende in dem Diagramm), gut mit dem universellen Reibwertverlauf 10 übereinstimmen. Im Bereich niedrigerer Reibwerte, direkt links der Position s = 0, liegen die Reibschätzwerte 12 jedoch weit oberhalb des universellen Reibwertverlaufs 10. Ein solcher Fall kann beispielsweise auftreten, wenn das Fahrzeug mit speziell auf Schnee ausgelegten Winterreifen ausgestattet ist. Die Verwendung eines Offsets als Korrekturfunktion würde in diesem Fall zwar eine Verbesserung für den Bereich mit niedrigem Reibwert bedeuten, gleichzeitig allerdings eine Verschlechterung für den Bereich mit hohem Reibwert. Entsprechend wird als Korrekturfunktion eine Funktion verwendet, welche vom Reibwert abhängig ist und nur im niedrigen Reibwert-Bereich zu einer Vergrößerung führt und den höheren Reibwert-Bereich im Wesentlichen unverändert belässt. Eine entsprechende Beispielfunktion wäre $μ_{f} = μ_{u} + Δ_{μ} (1 - μ_{u})$
5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der neben dem universellen Reibwertverlauf 10 auch ein Reibwertband aus einem maximalen Reibwert 13 und einem minimalen Reibwert 14 übermittelt werden. Dabei ist einerseits vorgesehen, dass der empfangene universelle Reibwertverlauf 10 ignoriert wird, wenn die fahrzeugspezifischen Reibschätzwerte 12 dauerhaft oder mit einer zu großen Häufigkeit außerhalb des Reibwertbands, d. h. oberhalb des maximal Reibwerts 13 oder unterhalb des minimalen Reibwert 14 liegen. Außerdem kann bei der Anpassung des universellen Reibwertverlaufs an die Reibschätzwerte 12 durch Anwenden einer Korrekturfunktion, eine Beschränkung auf das Reibwertband 13, 14 stattfindet. D. h., dass der fahrzeugspezifische Reibwertverlauf 11 auf einen Bereich zwischen maximalem Reibwert 13 und minimalem Reibwert 14 beschränkt ist.
6 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Schlupf zwischen Reifen und Fahrbahn in Abhängigkeit des Raddrehmoments für verschiedene Werte des Reibwerts µ₁ , µ₂ . Bereits für niedrige Raddrehmomente kann durch Messung des jeweiligen Raddrehmoments und des zugehörigen Schlupfs ermittelt werden, zu welchem Reibwert µ₁ oder µ₂ die gemessenen Werte besser passen. In diesem sogenannten mikroschlupfbasierten Ansatz lassen sich somit aus Messwerten für Drehmoment und Schlupf der Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn ermitteln. Dazu kann in einem entsprechenden Steuergerät für verschiedene Werte des Reibwerts µ ein Zusammenhang zwischen Drehmoment und Radschlupf hinterlegt sein. Die Messwerte für das Raddrehmoment können direkt gemessen oder auf Basis vorhandener Messgrößen im Fahrzeug bestimmt werden. Bei einem Beschleunigungsvorgnag kann dies beispielsweise auf Grundlage des Motormomentes geschehen. In einer alternativen Variante kann die Fahrzeugbeschleunigung herangezogen werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Cloud
3: Steuereinrichtung
4: GPS Navigation
5: Fahrzeugsensorik
6: Funkeinrichtung Fahrzeug
7: Funkeinrichtung Cloud
8: Datenbank
9: Kartendaten
10: Universeller Reibwertverlauf
11: Fahrzeugspezifischer Reibwertverlauf
12: Reibschätzwerte
13: Maximaler Reibwert
14: Minimaler Reibwert
101: Positionsbestimmung
102: Übermittlung an Cloud
103: Ermittlung Fahrstrecke
104: Ermittlung universeller Reibwertverlauf
105: Übertragung Fahrzeug
106: Messung Reibschätzwert
107: Bestimmung Korrekturfunktion
108: Anwendung Korrekturfunktion
µ1: erster Reibwert
µ2: zweiter Reibwert

Claims

Verfahren zur Ermittlung eines erwarteten fahrzeugspezifischen Reibwertverlaufs (11) mit den Schritten: - Bestimmen einer Fahrzeugposition eines Fahrzeugs (1) und übermitteln der Fahrzeugposition an eine externe Servereinrichtung (2) oder Recheneinrichtung, - Ermitteln einer wahrscheinlichsten vorausliegenden Fahrstrecke des Fahrzeugs (1) aus der Fahrzeugposition und Kartendaten (9) - Ermitteln und übertragen eines universellen Reibwertverlaufs (10) für die wahrscheinlichste vorausliegende Fahrstrecke, - Ermitteln zumindest eines fahrzeugspezifischen Reibschätzwerts (12) durch Messung im Fahrzeug (1), - Vergleich des zumindest einen fahrzeugspezifischen Reibschätzwerts (12) mit dem universellen Reibwertverlauf (10) und ermitteln einer Korrekturfunktion zur Anpassung des universellen Reibwertverlaufs (10) an den zumindest einen fahrzeugspezifischen Reibschätzwert (12), - Ermitteln eines erwarteten fahrzeugspezifischen Reibwertverlaufs (11) aus dem universellen Reibwertverlauf (10) durch Anwendung der Korrekturfunktion.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrzeugspezifischen Reibschätzwerte (12) an die externe Servereinrichtung (2) kommuniziert und dort aggregiert werden, um universelle Reibwerte für verschiedene Streckenabschnitte zu ermitteln, die in einer Datenbank (8) gespeichert und der Ermittlung des universellen Reibwertverlaufs (10) zu Grunde gelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturfunktion durch Vergleich zurückliegender fahrzeugspezifischer Reibschätzwerte (12) mit einem zurückliegenden universellen Reibwertverlauf (10) stetig angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturfunktion durch eine statistische Auswertung der Reibschätzwerte (12) und des zugehörigen universellen Reibwertverlaufs (10), insbesondere über einen Zündungszyklus hinaus, ermittelt und/oder angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der statistischen Auswertung eine zeitliche Gewichtung vorgenommen wird, bei der die Gewichtung mit dem Alter der Reibschätzwerte (12) sinkt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibschätzwerte (12) durch einen mikroschlupfbasierten Ansatz geschätzt werden und/oder auf Regeleingriffen beruhen
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibschätzwerte (12) aus einer Fusion von mehreren Verfahren zur Reibwertschätzung und/oder Straßenzustandsschätzung ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum Reibwertverlauf (10) ein Reibwertband (13, 14) für die wahrscheinlichste vorausliegenden Fahrstrecke an das Fahrzeug (1) übermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ermittelt wird, ob die Reibschätzwerte (12) außerhalb des Reibwertbands (13, 14) liegen und bei Überschreiten eines Schwellwerts für eine Häufigkeit eine Fehlermeldung an die externe Servereinrichtung (2) übermittelt und/oder die empfangenen Reibwertverläufe (10) ignoriert werden.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung des universellen Reibwertverlaufs (10) mittels der Korrekturfunktion auf das Reibwertband (13, 14) beschränkt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der universelle Reibwertverlauf (10) als Array mit Reibwerten für äquidistante Streckenabschnitte übermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung des universellen Reibwertverlaufs (10) nur bei einer Änderung des Reibwerts Daten übermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine nächstwahrscheinlichste vorausliegende Fahrstrecke ermittelt wird und zusätzlich ein sekundärer Reibwertverlauf für diese Fahrstrecke an das Fahrzeug (1) übermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der übermittelte universelle Reibwertverlauf(10) an externe Parameter, insbesondere an ein aktuelles Wetter und eine aktuelle Jahreszeit angepasst ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrzeugregeleingriff basierend auf dem erwarteten fahrzeugspezifischen Reibwertverlauf (11) durchgeführt wird.
Steuereinheit für ein Fahrzeug zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (3) dazu eingerichtet ist, eine Fahrzeugposition des Fahrzeugs (1) zu bestimmen und an eine externe Servereinrichtung (2) zu übermitteln, einen universellen Reibwertverlauf (10) von der externen Servereinrichtung (2) zu empfangen, und mittels Messdaten zumindest einer Fahrzeugsensorik zumindest einen fahrzeugspezifischen Reibschätzwert (12) zu ermitteln, einen Vergleich des zumindest einen fahrzeugspezifischen Reibschätzwerts (12) mit dem universellen Reibwertverlauf (10) durchzuführen, um eine Korrekturfunktion zur Anpassung des universellen Reibwertverlaufs (10) an den zumindest einen fahrzeugspezifischen Reibschätzwert (12) zu ermitteln, und einen erwarteten fahrzeugspezifischen Reibwertverlauf (11) aus dem universellen Reibwertverlauf (10) durch Anwendung der Korrekturfunktion zu ermitteln.
Externe Servereinrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Servereinrichtung (2) dazu eingerichtet ist eine Fahrzeugposition eines Fahrzeugs (1) von einer Steuereinrichtung (3) zu empfangen und mittels Kartendaten eine wahrscheinlichste vorausliegende Fahrstrecke des Fahrzeugs (1) aus der Fahrzeugposition ermitteln, einen universellen Reibwertverlauf (10) für die wahrscheinlichste vorausliegende Fahrstrecke aus Daten einer Datenbank (8) zu ermitteln und an das Fahrzeug (1) zu übertragen.
Externe Servereinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Servereinrichtung (2) dazu eingerichtet ist, fahrzeugspezifische Reibschätzwerte (12) von einem Fahrzeug zu empfangen und in einer Datenbank (8) zu universellen Reibschätzwerten für verschiedene Streckenabschnitte zu akkumulieren.
System zur Durchführung eines der Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (3) gemäß Anspruch 16 und eine externe Servereinrichtung (2) gemäß Anspruch 17 oder 18.