EP1049612A1 - Method and device for determining the adhesion and adhesion limit for vehicle tyres - Google Patents

Method and device for determining the adhesion and adhesion limit for vehicle tyres

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Publication number
EP1049612A1
EP1049612A1 EP99958150A EP99958150A EP1049612A1 EP 1049612 A1 EP1049612 A1 EP 1049612A1 EP 99958150 A EP99958150 A EP 99958150A EP 99958150 A EP99958150 A EP 99958150A EP 1049612 A1 EP1049612 A1 EP 1049612A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tire
adhesion
limit
road
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP99958150A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rolf Gnadler
Hans-Joachim Unrau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1049612A1 publication Critical patent/EP1049612A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K28/00Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions
    • B60K28/10Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle 
    • B60K28/16Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle  responsive to, or preventing, skidding of wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2210/00Detection or estimation of road or environment conditions; Detection or estimation of road shapes
    • B60T2210/10Detection or estimation of road conditions
    • B60T2210/12Friction

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for determining the adhesion and / or the adhesion limit of a tire of a moving vehicle.
  • the driving state of the vehicle is measured by means of a plurality of driving dynamics sensors, and the state of the road is determined by means of at least one road sensor that detects the state of the road.
  • a computer is provided for evaluating the data of the driving dynamics sensors and the roadway sensor, which uses a driving dynamics simulation model to determine the kinematic state of the wheel and the frictional engagement or, taking into account at least one stored tire map with tire characteristics, the traction limit.
  • the road conditions are only roughly divided into three groups, namely dry, wet and winter smooth.
  • the tire maps are assumed to be constant within a group. This also leads to sometimes very inaccurate results, as is known is that in reality, for example, the water level on wet roads has a big impact.
  • Another disadvantage is that the adhesion is determined only axially and the adhesion and the adhesion limit for the vehicle. This also leads to inaccuracies in the determination, especially if the wheels roll on different road surfaces. So there is no possibility to calculate the adhesion for each individual wheel separately.
  • the initial slope of the circumferential force-slip curves depends not only on the condition of the road surface, but also on the properties of the tires, which change, for example, as the tread depth decreases. Since the stored characteristic curves are fixed and do not take into account changes in the tire properties during the operating period, the current gradient cannot be reliably determined from the initial gradient.
  • the stored adhesion limits can only be updated if certain criteria, for example high circumferential slip values, are met. Since this is only the case in rare driving conditions, the stored values cannot be updated permanently and therefore reliably despite the permanent operation of the system.
  • the object on which the invention is based is to create a method and a device with which in good Approximation of the current adhesion and / or the current adhesion limit of a tire or axles of a moving vehicle can be determined in as many driving conditions as possible, that is to say even with comparatively low longitudinal and lateral acceleration values.
  • the current adhesion limit should therefore be able to be determined long before it is reached.
  • the invention is thus intended to provide reliable and accurate information about the current adhesion or the current adhesion limit in the least possible manner. This information can then be made available to the driver, for example, or forwarded to a system that intervenes in a driving or braking process.
  • the tire characteristics are adapted to the current tire behavior starting from an initial set of basic tire characteristics in the course of the operating time become.
  • the current frictional connection in particular the circumferential and lateral forces, and the kinematic state of the wheel, in particular circumferential slip and slip angle, are continuously calculated with the aid of the computer, the driving dynamics simulation model and the signals from the driving dynamics sensors. Furthermore, the current adhesion limit is determined by first performing a lane recognition and then belonging to a tire map memory Tire characteristics (for example for different wheel loads) are selected and finally the current adhesion limit is determined after an adjustment of the tire characteristics.
  • the driving dynamics sensors provide measurement data about the kinematic state of the vehicle and possibly about the forces or moments acting on the vehicle. They serve as input variables for the calculation calculations of the computer by means of the driving dynamics simulation model.
  • the simulation calculations provide the current adhesion and the kinematic state of the wheels as output variables. These values represent output data from the system and can also be used to determine the current adhesion limit.
  • the present road condition (for example dry, wet, snow, etc.) can in principle be determined in a manner known per se using one or more road sensors.
  • a disadvantage here is that the decision as to which road condition is present depends in each case on the correct and reliable function of a specific, special sensor for the respective road condition or on a specific evaluation size. If a sensor malfunctions or the evaluation size is incorrect, the corresponding lane can no longer be identified.
  • the road condition should be recognized precisely and safely.
  • the roadway condition be determined by means of several different roadway sensors, the information derived from their signals being used by means of a barrier method to limit the roadway access. Stands are evaluated.
  • results of the driving dynamics simulation calculation can also be evaluated in the barrier method.
  • information that can be taken into account in the barrier method can be the initial slope of the actually present adhesion curve, which can be determined using the vehicle dynamics simulation calculation.
  • the barrier method In the barrier method, a large number of different types of information are superimposed so that certain road conditions can be excluded on the basis of existing combinations of sensor signals or other information, so that the correct road condition is finally identified as a result of the logical combination of the information present.
  • various information is collected, the combination of this information being used to infer the state of the roadway.
  • the associated tire map (with characteristic curves for, for example, different wheel loads) or the associated tire characteristic curve can be selected from a tire map memory.
  • the selection can be supported by information from the vehicle dynamics sensors.
  • the tire characteristic curves can therefore preferably be adapted if, on the basis of a comparison of the results of the driving dynamics simulation model and the determination of the roadway condition, a deviation of the current force closure in the present kinematic state of the wheel from the selected tire characteristic curve is recognized.
  • the basic tire maps or the tire maps preferably contain only a small total number of tire curves (for different road conditions and, for example, different wheel loads) to be taken into account in the driving dynamics simulation calculation, preferably less than 40, particularly preferably less than 20 tire curves. According to an additional advantageous feature, however, it can be provided that one or more tire maps are expanded in the course of the operating time by tire curves for other road conditions that were not included in the basic tire maps and are have proven to be appropriate. In this respect, the system can be capable of learning and can be designed adaptively.
  • the adhesion limit can be determined before it is reached. With the aid of the method according to the invention, the adhesion and the adhesion limit can thus be determined more precisely than was previously possible.
  • An advantage of the preferred barrier method is that the road condition can be recognized more reliably, with redundant detection being possible.
  • a change in the adhesion behavior can be detected, which is caused by a change in the tire properties, for example by the changed profile height, in the course of the operating time.
  • a change in the adhesion behavior can be detected, which is caused by a change in the tire properties, for example by the changed profile height, in the course of the operating time.
  • only a few basic tire maps or basic tire characteristics are required, which can be adapted and, if necessary, expanded over the course of the operating time.
  • the driving dynamics simulation model is a real-time model, by means of which the computer calculates the current kinematic state of the wheel and / or the current adhesion and / or the current adhesion limit of the wheel in real time.
  • a driving dynamics simulation model which works in real time, can be created, for example, with fast, compact differential equations using knowledge of the dynamic behavior of the vehicle in question.
  • the driving dynamics simulation model used is specifically designed for real time, the current frictional connection calculated in real time with this model and the kinematic state of the wheels can be used in a favorable manner as an input variable for a mechatronic control system that intervenes in a regulating manner in driving behavior.
  • the current adhesion is calculated separately for each wheel, the results can be used, for example, for an optimized driving dynamics control, which can better guarantee the stability of the vehicle in critical driving situations.
  • This data can also be used advantageously by mechatronic control systems by determining the adhesion limit in real time. For example, in this case. a mechatronic brake system can react faster to changing road grip when braking hard. If the adhesion limit for each wheel is determined individually, a different grip for the wheels of an axle can be taken into account when initiating a braking operation.
  • the determination of the adhesion and / or the adhesion limit is therefore preferably carried out separately for the individual wheels of the vehicle or the wheels of an axle, since this enables the kinematic state and critical driving behavior to be recognized more precisely. This is a favorable prerequisite for a system that, for example, issues a warning to the driver or intervenes in driving behavior.
  • By determining the adhesion limit separately for individual wheels it can be more precisely estimated whether critical adhesion behavior of the vehicle can be expected due to different adhesion limits on the individual wheels if the vehicle is approaching the driving limit. In this case, the driver can be warned, for example, at a greater distance before the driving limit is reached.
  • an individual calculation or evaluation of the wheels of an axle it can also be recognized and taken into account if the wheels have different coefficients of friction, for example due to different road conditions.
  • the determination of the adhesion and / or the adhesion limit is carried out axially, the wheels of an axle being treated identically, or if the adhesion and / or adhesion limits of all wheels are used to determine the adhesion and / or the adhesion limit of the entire vehicle is determined.
  • the calculation of the adhesion or the adhesion limit of the entire vehicle is suitable for describing the driving state or the driving limit of the vehicle in a simple and clear manner. With a suitable representation of the adhesion or the adhesion limit, for example, the driver can be informed while driving.
  • the extraordinarily difficult requirements can be solved with a sufficiently precise determination of the adhesion or the adhesion limit of a tire with relatively little effort without, as previously thought necessary, a high technical effort to provide a large number of tire maps or lines or to determine the condition of the road is required.
  • the invention thus achieves goals which the professional community has long sought.
  • the features explained above and the features of the following exemplary embodiments are advantageously used individually or in combination with one another, whereby the advantageous effects of the interaction of the features of the invention can result.
  • 1 is a process diagram for the detection of adhesion and adhesion limit
  • Fig. 3 shows a tire map with five tire characteristics
  • Fig. 4 is a highly accurate adjustment of a tire characteristic.
  • FIG. 1 shows a flow chart for a more detailed explanation of the mode of operation of a system according to the invention for agree the adhesion and the adhesion limit for each individual wheel of a vehicle.
  • Force engagement is understood to mean the resultant from circumferential and lateral force that acts on the wheel, ie the force engagement is described by two forces or their resultants.
  • the “adhesion limit” is understood to mean the maximum possible circumferential and lateral force that can be transmitted in the current driving condition and on the current road surface. The adhesion limit is thus described by two forces.
  • the circumferential force is the component of the ground reaction force in the direction of the X w ⁇ axis (DIN 70000), ie clearly the force (driving or braking force) in the longitudinal direction of the wheel, in the center plane of the rim and in the level of the road surface.
  • the lateral force is the component of the ground reaction force in the direction of the Y w axis (DIN 70000), that is to say the force transverse to the wheel, perpendicular to the longitudinal direction of the wheel in the roadway plane.
  • the system shown schematically in Fig. 1 performs the processing of two main tasks.
  • system components are shown that are used to calculate the current adhesion.
  • the system components on the right are used to determine the current adhesion limit before this limit is reached.
  • the determination of the adhesion limit is not independent of the determination of the adhesion.
  • the system comprises two groups of sensors.
  • One group comprises driving dynamics sensors 1, which provide data on the driving dynamics of the vehicle.
  • the other Group comprises roadway sensors 2, which provide data about the roadway condition.
  • the driving dynamics sensors provide, for example, measurement data about the longitudinal acceleration of the vehicle, the lateral acceleration, the roll angle, the pitch angle, the yaw angle, the rotational speeds of the individual wheels and the wheel loads of the individual wheels.
  • vehicle dynamics variables derived from data measured by means of the vehicle dynamics sensors can also be taken into account in the method.
  • the yaw angle can be determined by integrating the measured yaw angular velocity or the wheel load cannot be measured, but can be determined indirectly by measuring the deflection of the wheels with respect to the body.
  • the measurement of the wheel loads of the wheels of an axle can also be replaced by a measurement of the axle load, which is distributed to the individual wheels with the aid of data from the driving dynamics sensors 1, in particular the roll angle.
  • the measurement of the wheel loads can also be replaced, for example, by determining the total weight.
  • the total weight can be determined, for example, by measuring the drive torques and using the measurement signals of the acceleration sensor in the longitudinal direction.
  • the distribution of the axle loads and, in particular of the roll angle, the distribution of the individual wheel loads can be carried out using data from the vehicle dynamics sensors 1, in particular the pitch angle.
  • the data from the vehicle dynamics sensors 1 and any variables derived indirectly therefrom are forwarded to the vehicle dynamics simulation model 3, which is advantageously operated in real time.
  • Real-time systems are characterized in that they can process external events within a specified time and thus fulfill the external time conditions (DIN 44300). This means that in real-time simulation the calculated dynamic phenomenon corresponds to the phenomenon that occurred in reality at all times. There is no significant time delay between the behavior of the real-time system and the behavior of the real system.
  • the circumferential forces currently acting on the individual wheels are calculated.
  • “Circumferential slip” is understood to mean the size S ⁇ w according to DIN 70000, which clearly describes the slip between the tire and the road surface that occurs when braking or driving, since the wheel rotates slower when braking at the same driving speed and faster when driving than in free rolling condition.
  • the slip angle is the angle from the X w ⁇ axis to the tangent of the trajectory of the wheel contact point and clearly describes the angle between the longitudinal direction of the wheel and the direction of the wheel center speed.
  • the driving dynamics simulation model 3 supplies the current adhesion 4 of the individual wheels as the output variable.
  • the output data of the driving dynamics simulation model 3 including the variables longitudinal acceleration, lateral acceleration, roll angle, pitch angle, yaw angle, wheel speeds and wheel loads also become components Lane detection 5 and characteristic curve adjustment 6 forwarded.
  • the roadway sensors 2 for example, provide data about the roadway temperature and / or about the roadway state, for example by means of optical or acoustic methods. Sensors can also be used which only make a yes / no statement, for example whether the roadway is dry or not.
  • the data from the roadway sensors 2 are processed by the roadway recognition 5, which also receives results of the calculations of the driving dynamics simulation model 3. These calculation results are used for road surface recognition if the current operating points in the tire characteristic curve are in the linear range of the circumferential force slip and lateral force slip angle curves, i.e. when the vehicle is traveling with comparatively low longitudinal and lateral accelerations.
  • the initial slope of the circumferential force slip and / or the lateral force slip angle characteristic curve can be determined with the current operating points.
  • the gradient of the circumferential force-slip curve is referred to as the circumferential force / circumferential slip gradient.
  • the initial slope of the circumferential force-slip curve is equivalent to the circumferential force / circumferential slip gradient at the circumferential force 0.
  • the determined road condition is forwarded to a map memory 7.
  • the map memory 7 also receives information from the vehicle dynamics sensors 1, in particular about the wheel load of the wheel for the selection of the appropriate tire characteristic.
  • the selected tire characteristic curve (or a tire characteristic diagram) is forwarded to the characteristic curve adaptation 6. Since the characteristic curve adaptation 6 also the output data of the driving nik simulation model 3, it can be checked whether the current adhesion 4 and the kinematic state of the individual wheels match the selected tire characteristic. If this is not the case, the tire characteristic curve or the tire characteristic diagram is corrected by adapting individual characteristic curves that are stored in the characteristic diagram memory 7.
  • the adaptation does not have to be limited to the selected tire characteristic curve 10, but when adapting a tire characteristic curve one or more further tire characteristic curves of one or more tire characteristic diagrams 9 can also be adapted accordingly.
  • the adaptation of further, so to speak "adjacent" tire characteristics can be carried out, for example, on the basis of theoretical or empirical knowledge of tire characteristics.
  • the reason for this correction or adaptation can include that the tire properties have changed over the course of the operating time, for example due to a decreasing tread depth.
  • a change in tire properties due to a tire change is also recognized and corrected by the simulation calculation.
  • the characteristic curve can be performed approximately precisely and in the vicinity of the driving limit in normal driving conditions, which is explained in connection with FIG. 4.
  • the characteristic curve adaptation 6 outputs corrected or adapted tire characteristic curves for the wheels, which are also returned to the map memory 7 for storage. Since the adhesion limit 8 is described by the maximum values of the individual tire characteristics, it is approximately known when the driving is in a normal driving state. If the accuracy of the characteristic curve adaptation is increased when the vehicle approaches the driving limit, the adhesion limit in the border area is known more precisely.
  • FIG. 2 shows a table for a more detailed explanation of the procedure for lane detection 5 with the aid of a barrier method.
  • a barrier method the state of the road is not measured precisely, but is limited using various information. For this purpose, information is collected that allows conclusions to be drawn about the condition of the road. The more information is available, the more precisely the road condition can be determined. With the evaluation of a single piece of information, the road condition can initially only be narrowed very roughly. If additional information is also evaluated, the narrowing down becomes more and more precise, even if the individual pieces of information, taken alone, only allow a rough narrowing down.
  • line-by-line information about the state of the roadway is listed, which can originate from roadway sensors 2 or from the evaluation of the calculation with the driving dynamics simulation model 3. They preferably include at least three of the following types: air temperature, road temperature, optical or acoustic detection of snow, optical or acoustic detection of ice, optical or acoustic detection of water or optical or acoustic detection of a dry road.
  • the respective information can be present, for example, as an analog measured variable, digital information (yes / no) or as qualitative information (high, medium, low).
  • Various columns of roadway states are given in the columns, which are assumed to be unknown and are to be determined by roadway recognition 5.
  • These road conditions can preferably include three or more of the following road conditions: dry, damp, wet, low water level, high water level, snow, ice, loose ground.
  • the roadway temperature measurement provides the information "very low temperature” and the roadway sensor for detecting snow and ice supplies a positive signal and the evaluation of the initial gradient of the circumferential force-slip curve shows that there is a flat initial gradient, only one snow-covered lane. This result is achieved even though no lane sensor 2 is used that specifically only recognizes the snow-covered lane. Furthermore, this barrier system is redundant to a certain extent, since at least some of the results can be checked easily. If, for example, the sensor for determining the road temperature fails in the example described, the snow-covered road can still be identified using the two remaining pieces of information.
  • a tire characteristic curve 10 is a curve in the tire characteristic diagram 9, in which the peripheral force U as a function of the slip s or the lateral force as a function of the slip angle can be represented.
  • a tire map 9 is generally a diagram in which a plurality of tire curves 10 are shown for different parameters. For example, circumferential force slip or lateral force slip angle Curves for different wheel loads can be shown, all other parameters being kept constant. A further possibility is, for example, as in FIG. 3, circumferential force slip curves for different road surfaces.
  • the road condition and / or the wheel load are preferably taken into account as parameters of the tire characteristic 10 or the tire characteristic 9. Further or other advantageous parameters can be, for example, the lateral acceleration, the longitudinal acceleration, the wheel speed or the camber angle.
  • the tire maps 9 advantageously contain a basic set of characteristic curves 10 which does not yet cover all conceivable parameter combinations.
  • the basic tire characteristic curves form a basic tire characteristic map, in which tire characteristic curves, for example for a few road conditions and / or wheel loads, are stored in a simplified, general manner.
  • commissioning for the first time only a few basic tire characteristics can be saved for a few different tire-road combinations. These characteristics apply to an average tire and do not exactly reflect the behavior of the tire that is actually installed. The exact behavior depends, among other things. tire type, tread condition, tire pressure and other parameters.
  • the basic characteristic curve fields are sufficient, since in the system according to the invention the stored characteristic curves 10 are corrected or adapted.
  • the road condition is taken into account.
  • the tire characteristics 9 can advantageously also be extended by more Tire characteristics 10 are expanded. In this case, missing parameter combinations can initially be covered by interpolation, which are replaced by own tire characteristics 10 during the operating life of the vehicle.
  • the tire characteristics 9 comprise at least three basic tire characteristics or tire characteristics 10 for the following road conditions: dry, damp, wet, low water level, high water level, snow, ice, loose ground.
  • the influence of the wheel load and the interaction between circumferential and lateral forces can be taken into account, for example, based on experience.
  • the tire characteristic curves 10 and thus also the tire characteristic diagrams 9 are adapted during driving operation, a change in the tire behavior, for example due to wear, also being taken into account.
  • an approximate adaptation of the tire characteristics 10 can take place as soon as a deviation of the current frictional connection (in the case of a present kinematic state of the wheel) from that selected tire characteristic curve is determined, and thus an approximate determination of the adhesion limit 8 can be carried out.
  • FIG. 4 shows how, according to a particularly advantageous feature of the invention, the adaptation of the tire characteristic curves 10 or the determination of the adhesion limit 8, 8a is carried out precisely in the area of the driving limit of the vehicle. This highly precise adjustment takes place as soon as the vehicle approaches the driving limit and the current adhesion 4 and the kinematic state of the wheels may no longer match the selected tire characteristic curve 10. As a result, the calculation of the adhesion limit 8 becomes more precise the closer the vehicle approaches the driving limit.
  • the tire characteristic curve 10 can generally be adapted as soon as there are deviations between the calculated, current operating point 11 and the tire characteristic curve 10 originally selected from the map memory 7.
  • the operating point 11 describes the driving state of a vehicle or a tire, to which a specific circumferential force U, a specific circumferential slip s, a specific lateral force and a specific slip angle can be assigned.
  • the position of the operating point in a tire map 9 or on a tire curve 10 is not necessarily determined in the context of the invention by direct, direct measurement of the circumferential force U and slip s or lateral force and slip angle, but the variables mentioned are derived from the driving dynamics simulation model 3 calculated back, the selection of the tire characteristic curve 10 including the road surface recognition 5.
  • the initial region 12 of the tire characteristic curve 10 can be regarded approximately as linear to a large extent. Especially in the initial area, the adjustment of the Tire characteristic 10 or the determination of the adhesion limit approximate.
  • the selected characteristic curve 10 leaves the linear range.
  • a deviation of the selected characteristic curve 10 from the actually valid characteristic curve 14, from which the actual adhesion limit 8 can be determined, can also be determined in this area by the fact that the operating point 11 is not on the selected tire characteristic curve 10, but differs therefrom. In the non-linear case, this is the case for operating points 11 which lie above the deviation point 13.
  • the deviation point 13 is the point on the selected tire characteristic 10, from which the actually valid tire characteristic deviates from the selected tire characteristic 10 or from a linear course in the direction of increasing slip or slip angle values.
  • the area from which the operating point 11 deviates from the tire characteristic curve 10 or from a linear course is shown in FIG. 4 by an arrow pointing upwards.
  • the selected tire characteristic curve 10 is corrected, so that a new corrected tire characteristic curve 14 results.
  • This adapted tire characteristic curve 14 then deviates, for example, from the originally selected characteristic curve 10 likewise from the deviation point 13.
  • the adjustment can be made approximately in the linear starting area.
  • the detection of a deviation combined with an exact Adaptation of the tire characteristic curve or determination of the adhesion limit is preferably possible if the linear initial range 12 is exceeded.
  • the exact adaptation of the tire characteristic curve or determination of the adhesion limit are not only possible in the immediate vicinity of the adhesion limit, but also relatively early in the wider area of the adhesion limit.
  • a deviation of the operating point 11 from the selected tire characteristic curve 10 or a deviation of the tire characteristic curve 10 from the linear starting area can be used for a sliding correction of the characteristic curve, any deviation being used for a correction. In some embodiments, however, it can also be expedient if a correction is only carried out when the deviation exceeds a certain threshold value.
  • the selected tire characteristic curve 10 can be adapted to a corrected tire characteristic curve 14 upon detection of a deviation, which can be carried out, for example, by means of the theoretical or empirical knowledge of adjacent tire characteristic curves or the basic behavior of vehicle tires. Since the adaptation of the tire characteristic curve 10 to a corrected tire characteristic curve 14 can take place more precisely, in particular when the vehicle approaches the driving limit, the accuracy of the determination of the adhesion limit 8 in the area of the adhesion limit 8 or the driving limit is increased.

Abstract

The invention relates to a method and a device for determining the adhesion and/or the adhesion limit for a tyre of a vehicle. The data from the driving dynamics sensors are analysed with a driving dynamics simulation model and the analysis of the data from the roadway sensors takes the tyre characteristics into account, these being adapted to the current tyre behaviour during operation. The information from the roadway sensors is preferably analysed using a bound method in order to isolate the state of the roadway.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Kraftschluß und Kraftschlußgrenze bei Fahrzeugreifen Method and device for determining the adhesion and adhesion limit in vehicle tires
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen des Kraftschlusses und/oder der Kraftschlußgrenze eines Reifens eines fahrenden Fahrzeugs. Dabei wird der Fahrzustand des Fahrzeug mittels mehrerer Fahrdynamiksensoren gemessen und der Fahrbahnzustand mittels mindestens eines den Fahrbahnzustand detektierenden Fahrbahnsensors ermittelt. Ferner ist ein Rechner zum Auswerten der Daten der Fahrdynamiksensoren und des Fahrbahnsensors vorgesehen, der mittels eines Fahrdynamik- Simulationsmodells den kinematischen Zustand des Rads und den Kraftschluß bzw. unter Berücksichtigung mindestens eines abgespeicherten Reifenkennfelds mit Reifenkennlinien die Kraftschlußgrenze ermittelt.The invention relates to a method and a device for determining the adhesion and / or the adhesion limit of a tire of a moving vehicle. The driving state of the vehicle is measured by means of a plurality of driving dynamics sensors, and the state of the road is determined by means of at least one road sensor that detects the state of the road. Furthermore, a computer is provided for evaluating the data of the driving dynamics sensors and the roadway sensor, which uses a driving dynamics simulation model to determine the kinematic state of the wheel and the frictional engagement or, taking into account at least one stored tire map with tire characteristics, the traction limit.
Befindet sich ein mit Reifen ausgerüstetes Fahrzeug in einem normalen Fahrzustand mit vergleichsweise niedrigen Längs- und Querbeschleunigungswerten, d.h. nicht im Bereich der Fahrgrenze, können bisher keine zuverlässigen Aussagen über den Kraftschluß und die Kraftschlußgrenze von Reifen bzw. Rädern, von Achsen oder von dem Fahrzeug gemacht werden. Es ist weitgehend unsicher, wie groß die Kraftschlußreserven sind, d.h. der "Abstand" zwischen den aktuellen Horizontalkräften (Umfangskräfte und Seitenkräfte) zwischen Reifen und Fahrbahn (dem Kraftschluß) und den maximal übertragbaren Kräften (der Kraftschlußgrenze) .If a vehicle equipped with tires is in a normal driving state with comparatively low longitudinal and lateral acceleration values, i.e. not in the area of the driving limit, no reliable statements can yet be made about the adhesion and the adhesion limit of tires or wheels, axles or the vehicle become. It is largely uncertain how large they are Traction reserves are, ie the "distance" between the current horizontal forces (circumferential forces and lateral forces) between the tire and the road (the traction) and the maximum transferable forces (the traction limit).
Ein Abschätzen des Kraftschlusses sowie der Kraftschlußgrenze ist in einem normalen Fahrzustand mit vergleichsweise niedrigen Längs- und Querbeschleuigungswerten bei Serienfahrzeugen bisher nur aufgrund der Erfahrung des Fahrers qualitativ und nur sehr grob möglich. Hierzu kann der Fahrer beispielsweise wahrnehmen, daß die Fahrbahn naß ist und aufgrund seiner Erfahrung eine Abnahme der Kraftschlußgrenze gegenüber der trockenen Fahrbahn gefühlsmäßig annehmen. Dies gelingt jedoch nur unvollkommen, was die Zunahme der Unfallhäufigkeit bei nasser Fahrbahn zeigt. Bei einem Serienfahrzeug besteht bisher keine Möglichkeit, den Kraftschluß und die Kraftschlußgrenze bei niedrigen Längs- und Querbeschleunigungen quantitativ zu bestimmen.An estimate of the adhesion and the adhesion limit in a normal driving condition with comparatively low longitudinal and transverse acceleration values in series vehicles has so far only been possible qualitatively and only very roughly based on the experience of the driver. For this purpose, the driver can perceive, for example, that the roadway is wet and, based on his experience, emotionally assume a decrease in the adhesion limit compared to the dry roadway. However, this is only partially successful, which shows the increase in the frequency of accidents on wet roads. In a series production vehicle, there has so far been no possibility of quantitatively determining the adhesion and the adhesion limit at low longitudinal and lateral accelerations.
Auch beim Annähern an die Fahrgrenze, d.h. die Kraftschlußgrenze, mit vergleichsweise höheren Längs- und Querbeschleunigungswerten können bisher keine zuverlässigen Angaben über den Kraftschluß und die Kraftschlußgrenze gemacht werden. Bei Serienfahrzeugen sind Systeme wie zum Beispiel ABS, ASR oder ESP bekannt, die erkennen, wenn das Fahrzeug eine Kraftschlußgrenze bzw. eine fahr- dynamische Grenze erreicht. Der Kraftschluß und die Kraftschlußgrenze werden aber weder ermittelt während sich das Fahrzeug in einem normalen Fahrzustand befindet, noch wenn es sich der Fahrgrenze nähert.Also when approaching the driving limit, i.e. the adhesion limit, with comparatively higher longitudinal and lateral acceleration values, so far no reliable information about the adhesion and the adhesion limit can be given. In series vehicles, systems such as ABS, ASR or ESP are known that detect when the vehicle reaches a traction limit or a dynamic driving limit. However, the adhesion and the adhesion limit are neither determined while the vehicle is in a normal driving state, nor when it approaches the driving limit.
In der Literaturstelle H.-J. Görich, System zur Ermittlung des aktuellen Kraftschlußpotentials eines PKW im Fahrbetrieb, Fortschritt-Berichte VDI Reihe 12, Nr. 181, VDI-Verlag 1993, Düsseldorf, wurde ein System vorgeschlagen, das in vielen Fällen eine Abschätzung von Kraftschluß und Kraftschlußgrenze ermöglicht. Dabei liefern Fahrdynamiksensoren Informationen über den Fahrzustand. Ferner liefern Fahrbahnsensoren, von denen jeder ausschließlich für eine spezielle Fahrbahn zuständig ist, Information über den Fahrbahnzustand. Außerdem werden umfangreiche Reifenkennfeldmessungen für verschiedene Fahrbahnzustände benötigt. Mit Hilfe eines einfachen, nicht besonders schnellen Fahrzeugrechenmodells und eines Fahrzeugrechners, der keinen Betrieb in Echtzeit ermöglicht, wird der aktuelle Fahrzustand, d.h. der Kraftschluß der Achsen und des Fahrzeugs, mit der ermittelten Kraftschlußgrenze des Fahrzeugs verglichen. Die Ergebnisse für das Fahrzeug werden mit einem Bildschirm im Fahrzeug graphisch dargestellt.In the literature reference H.-J. Görich, system for determining the current adhesion potential of a car in the Driving operation, progress reports VDI series 12, no. 181, VDI-Verlag 1993, Düsseldorf, a system was proposed which in many cases enables an estimation of the adhesion and the adhesion limit. Driving dynamics sensors provide information about the driving condition. Furthermore, roadway sensors, each of which is exclusively responsible for a specific roadway, provide information about the roadway condition. In addition, extensive tire map measurements are required for different road conditions. With the help of a simple, not particularly fast vehicle computing model and a vehicle computer that does not allow operation in real time, the current driving condition, ie the adhesion of the axles and the vehicle, is compared with the determined adhesion limit of the vehicle. The results for the vehicle are graphically displayed on a screen in the vehicle.
Das bekannte System liefert zwar Angaben zum Kraftschluß und zur Kraftschlußgrenze des Fahrzeugs, weist aber verschiedene Nachteile auf.Although the known system provides information on the adhesion and the adhesion limit of the vehicle, it has various disadvantages.
Ein Nachteil besteht darin, daß umfangreiche Reifenkennfelder mit einer Vielzahl von Reifenkennlinien für alle denkbaren Fahrzustände und Fahrbahnzustände benötigt werden. Diese Reifenkennlinien werden als unveränderlich angenommen. Dies führt beispielsweise bei einer während der Betriebsdauer des Fahrzeugs abnehmenden Profiltiefe dazu, daß die Ergebnisse ungenau werden.One disadvantage is that extensive tire maps with a large number of tire curves are required for all conceivable driving conditions and road conditions. These tire characteristics are assumed to be unchangeable. With a decreasing tread depth during the operating life of the vehicle, for example, this leads to the results being inaccurate.
Hinzu kommt, daß die Fahrbahnzustände nur relativ grob in drei Gruppen eingeteilt werden, nämlich trocken, naß und winterglatt. Innerhalb einer Gruppe werden die Reifenkennfelder als konstant vorausgesetzt. Dies führt ebenfalls zu teilweise sehr ungenauen Ergebnissen, da bekannt ist, daß in der Realität zum Beispiel die Wasserhöhe auf nasser Fahrbahn einen großen Einfluß hat. Weiterhin ist nachteilig, daß der Kraftschluß lediglich achsweise und der Kraftschluß und die Kraftschlußgrenze für das Fahrzeug ermittelt werden. Dies führt ebenfalls zu Ungenauig- keiten in der Bestimmung, insbesondere wenn die Räder auf unterschiedlichen Fahrbahnuntergründen abrollen. Also besteht keine Möglichkeit, den Kraftschluß für jedes einzelne Rad getrennt zu berechnen.In addition, the road conditions are only roughly divided into three groups, namely dry, wet and winter smooth. The tire maps are assumed to be constant within a group. This also leads to sometimes very inaccurate results, as is known is that in reality, for example, the water level on wet roads has a big impact. Another disadvantage is that the adhesion is determined only axially and the adhesion and the adhesion limit for the vehicle. This also leads to inaccuracies in the determination, especially if the wheels roll on different road surfaces. So there is no possibility to calculate the adhesion for each individual wheel separately.
In der Literaturstelle Th. Dieckmann, Ein neuartiger Ansatz zur Bestimmung der Kraftschlußbedingungen im Reifen/ Fahrbahnkontakt, Reifen, Fahrwerk, Fahrbahn, Tagungsbe- richt der VDI-Gesellschaft Fahrzeugtechnik, Nr. 916, VDI- Verlag, 1991, Düsseldorf, sowie in dem Dokument DE 3705983 AI ("Einrichtung zum Überwachen des Ausnutzungsgrads des vorhandenen Fahrbahnreibwerts beim Bremsen und/oder beim Beschleunigen eines Kraftfahrzeugs") wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem von der Anfangsstei- gung der Umfangskraft-Schlupf-Kurven der Räder Rückschlüsse auf die Maximalwerte der übertragbaren Umfangs- kräfte gezogen werden und bei dem daraus auf den Kraftschluß und die Kraftschlußgrenze des gesamten Fahrzeugs geschlossen wird. Dieses Prinzip ist relativ ungenau und weist folgende Nachteile auf.In the literature reference Th. Dieckmann, a novel approach to determining the adhesion conditions in tire / road contact, tires, chassis, road, conference report of the VDI-Gesellschaft Fahrzeugtechnik, No. 916, VDI-Verlag, 1991, Düsseldorf, as well as in the document DE 3705983 AI ("Device for monitoring the degree of utilization of the existing road surface friction value when braking and / or accelerating a motor vehicle") proposes a method in which the initial slope of the circumferential force-slip curves of the wheels allows conclusions to be drawn about the maximum values of the transmissible ones Circumferential forces are drawn and from this the conclusion is drawn about the adhesion and the adhesion limit of the entire vehicle. This principle is relatively imprecise and has the following disadvantages.
Zum einen werden nur die Umfangskrafteigenschaften der Reifen berücksichtigt, so daß nur bedingt Rückschlüsse auf die Seitenkrafteigenschaften möglich sind.On the one hand, only the peripheral force properties of the tires are taken into account, so that only limited conclusions can be drawn about the lateral force properties.
Weiterhin hat sich gezeigt, daß eine ausreichend deutliche Änderung der Anfangssteigung nicht in allen praktisch erforderlichen Fällen erkennbar ist. So ist beispielsweise beim Übergang von trockener auf nasse Fahrbahn mit kleinen und mittleren Wasserhöhen ein großer Unterschied zwischen den Kraftschlußgrenzen möglich, wogegen sich die Anfangssteigungen nur sehr geringfügig unterscheiden.Furthermore, it has been shown that a sufficiently significant change in the initial slope is not discernible in all practical cases. For example, when changing from dry to wet roads with small and medium water levels, there is a large one Difference between the adhesion limits possible, whereas the initial gradients differ only very slightly.
Ferner ist bekannt, daß die Anfangssteigung der Umfangs- kraft-Schlupf-Kurven nicht nur von dem Fahrbahnzustand, sondern auch von den Eigenschaften der Reifen abhängt, die sich beispielsweise durch abnehmende Profiltiefe ändern. Da die abgespeicherten Kennlinien fest sind und eine Veränderungen der Reifeneigenschaften während der Betriebsdauer nicht berücksichtigen, kann aus der An- fangssteigung nicht zuverlässig auf die aktuelle Kraftschlußgrenze geschlossen werden.It is also known that the initial slope of the circumferential force-slip curves depends not only on the condition of the road surface, but also on the properties of the tires, which change, for example, as the tread depth decreases. Since the stored characteristic curves are fixed and do not take into account changes in the tire properties during the operating period, the current gradient cannot be reliably determined from the initial gradient.
In dem Dokument DE 4338587 C2 ("Verfahren zum Einschätzen des Greifverhaltens einer Fahrbahnoberfläche gegenüber den Rädern eines darüber fahrenden Kraftfahrzeugs") wird vorgeschlagen, das Drehmoment der Antriebsräder und die Drehzahl aller Räder zu messen. Ferner wird die Radlast, die auf die Antriebsräder wirkt, abgeschätzt. Wenn die Antriebsräder bestimmte Umfangsschlupf-Werte erreichen und sich der Kraftschlußgrenze nähern, wird der aktuelle Kraftschluß der Räder mit der aktuellen Kraftschlußgrenze der Räder gleichgesetzt. Dieser wird in einem Speicher als augenblicklicher, jedoch vorübergehender Schätzwert gespeichert. Dieser abgespeicherte Schätzwert wird aktualisiert, sobald bestimmte Bedingungen vorliegen, beispielsweise wenn erneut ein Fahrzustand mit hohen Um- fangsschlupf-Werten erreicht wird, bei dem ein anderer Kraftschluß der Räder vorliegt. Auf diese Weise werden der Kraftschluß und die Kraftschlußgrenze von Rädern ermittelt, und es kann auf den Kraftschluß und die Kraftschlußgrenze des Fahrzeugs geschlossen werden. Dieses vorgeschlagene Prinzip weist jedoch den Nachteil auf, daß eine ausreichend genaue Abschätzung nur möglich ist, wenn das Fahrzeug in die unmittelbare Nähe der Fahrgrenze kommt. Bei normalen Fahrzuständen kann keine Bestimmung erfolgen.Document DE 4338587 C2 ("Method for Estimating the Gripping Behavior of a Road Surface Compared to the Wheels of a Motor Vehicle Driving Over It") proposes to measure the torque of the drive wheels and the rotational speed of all wheels. The wheel load acting on the drive wheels is also estimated. When the drive wheels reach certain circumferential slip values and approach the adhesion limit, the current adhesion of the wheels is equated with the current adhesion limit of the wheels. This is stored in a memory as an instantaneous but temporary estimate. This stored estimated value is updated as soon as certain conditions are present, for example when a driving condition with high circumferential slip values is reached again in which the wheels have a different frictional connection. In this way, the adhesion and the adhesion limit of wheels are determined, and it can be concluded on the adhesion and the adhesion limit of the vehicle. However, this proposed principle has the disadvantage that a sufficiently precise estimate is only possible if the vehicle comes close to the driving limit. No determination can be made in normal driving conditions.
Ferner können die abgespeicherten Kraftschlußgrenzen nur dann aktualisiert werden, wenn bestimmte Kriterien, zum Beispiel hohe Umfangsschlupf-Werte, erfüllt werden. Da dies nur in seltenen Fahrzuständen der Fall ist, kann trotz eines permanenten Betriebs des Systems keine permanente und somit zuverlässige Aktualisierung der gespeicherten Werte erfolgen.Furthermore, the stored adhesion limits can only be updated if certain criteria, for example high circumferential slip values, are met. Since this is only the case in rare driving conditions, the stored values cannot be updated permanently and therefore reliably despite the permanent operation of the system.
Weiterhin ist gemäß diesem Dokument vorgesehen, das Drehmoment zu messen, das an den Antriebsrädern anliegt. Diese Messung ist relativ aufwendig und muß sowohl beim Bremsen als auch Beschleunigen gleichermaßen funktionieren. Hinzu kommt, daß lediglich die Kraftschlußgrenze der Reifen abgeschätzt wird, ohne daß eine Information über den Verlauf der kompletten Reifenkennlinie geliefert wird.Furthermore, it is provided according to this document to measure the torque that is present at the drive wheels. This measurement is relatively complex and must work equally well when braking as well as accelerating. In addition, only the adhesion limit of the tires is estimated, without information about the course of the complete tire characteristic being provided.
Weiterhin sind Systeme bekannt geworden, die im Rahmen von Forschungsprojekten untersucht wurden. Sie gestatten entweder nur qualitative Aussagen über den Kraftschluß und die Kraftschlußgrenze oder benötigen zum Erkennen des Fahrbahnzustands aufwendige Sensoren, die für den praktischen Einsatz ungeeignet sind oder im Falle eines Einsatzes in der Serie inakzeptabel hohe Kosten verursachen würden.Systems have also become known that have been investigated as part of research projects. They either only allow qualitative statements about the adhesion and the adhesion limit or require complex sensors to detect the condition of the road, which are unsuitable for practical use or would cause unacceptably high costs if used in series production.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen in guter Näherung der aktuelle Kraftschluß und/oder die aktuelle Kraftschlußgrenze eines Reifens oder von Achsen eines fahrenden Fahrzeugs in möglichst jedem Fahrzustand, also auch bei vergleichsweise niedrigen Längs- und Querbeschleunigungswerten, ermittelt werden kann. Die aktuelle Kraftschlußgrenze soll also bereits lange, bevor sie erreicht ist, ermittelt werden können. Ferner ist es wünschenswert, wenn die zugehörigen Reifenkennfelder vergleichsweise unaufwendig bereitgestellt werden können.Proceeding from this prior art, the object on which the invention is based is to create a method and a device with which in good Approximation of the current adhesion and / or the current adhesion limit of a tire or axles of a moving vehicle can be determined in as many driving conditions as possible, that is to say even with comparatively low longitudinal and lateral acceleration values. The current adhesion limit should therefore be able to be determined long before it is reached. Furthermore, it is desirable if the associated tire maps can be provided comparatively inexpensively.
Durch die Erfindung sollen somit zuverlässige und genaue Informationen über den aktuellen Kraftschluß bzw. die aktuelle Kraftschlußgrenze in möglichst unaufwendiger Weise bereitgestellt werden. Diese Informationen können dann beispielsweise dem Fahrer zur Verfügung gestellt werden oder an ein System weitergeleitet werden, das regelnd in einen Fahr- oder Bremsvorgang eingreift.The invention is thus intended to provide reliable and accurate information about the current adhesion or the current adhesion limit in the least possible manner. This information can then be made available to the driver, for example, or forwarded to a system that intervenes in a driving or braking process.
Zur Lösung dieser Aufgabe bei einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Reifenkennlinien (für verschiedene Fahrbahnzustände und zum Beispiel für verschiedene Radlasten) ausgehend von einem Anfangssatz an Basis- Reifenkennlinien im Laufe der Betriebszeit an das aktuelle Reifenverhalten angepaßt werden.To achieve this object in a method or a device of the type described in the introduction, it is provided according to the invention that the tire characteristics (for different road conditions and for example for different wheel loads) are adapted to the current tire behavior starting from an initial set of basic tire characteristics in the course of the operating time become.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der aktuelle Kraftschluß, insbesondere die Umfangs- und Seitenkräfte, sowie der kinematische Zustand des Rads, insbesondere Umfangsschlupf- und Schräglaufwinkel , mit Hilfe des Rechners, des Fahrdynamik-Simulationsmodells und der Signale der Fahrdynamiksensoren permanent berechnet. Ferner wird die aktuelle Kraftschlußgrenze dadurch bestimmt, daß zunächst eine Fahrbahnerkennung durchgeführt wird und anschließend aus einem Reifenkennfeldspeicher zugehörige Reifenkennlinien (zum Beispiel für verschiedene Radlasten) ausgewählt werden und schließlich nach einer Rei- fenkennlinienanpassung die aktuelle Kraftschlußgrenze ermittelt wird.In the method according to the invention, the current frictional connection, in particular the circumferential and lateral forces, and the kinematic state of the wheel, in particular circumferential slip and slip angle, are continuously calculated with the aid of the computer, the driving dynamics simulation model and the signals from the driving dynamics sensors. Furthermore, the current adhesion limit is determined by first performing a lane recognition and then belonging to a tire map memory Tire characteristics (for example for different wheel loads) are selected and finally the current adhesion limit is determined after an adjustment of the tire characteristics.
Die Fahrdynamiksensoren liefern bei diesem Verfahren Meßdaten über den kinematischen Zustand des Fahrzeugs und eventuell über die am Fahrzeug angreifenden Kräfte oder Momente. Sie dienen als Eingangsgrößen für die Si ula- tionsrechnungen des Rechners mittels des Fahrdynamik- Simulationsmodells. Die Simulationsrechnungen liefern als Ausgangsgrößen den aktuellen Kraftschluß sowie den kinematischen Zustand der Räder. Diese Größen stellen Ausgabedaten des Systems dar und können auch für die Ermittlung der aktuellen Kraftschlußgrenze verwendet werden.With this method, the driving dynamics sensors provide measurement data about the kinematic state of the vehicle and possibly about the forces or moments acting on the vehicle. They serve as input variables for the calculation calculations of the computer by means of the driving dynamics simulation model. The simulation calculations provide the current adhesion and the kinematic state of the wheels as output variables. These values represent output data from the system and can also be used to determine the current adhesion limit.
Der vorliegende Fahrbahnzustand (zum Beispiel trocken, naß, Schnee usw.) kann prinzipiell in an sich bekannter Weise mittels eines oder mehrerer Fahrbahnsensoren ermittelt werden. Ein Nachteil besteht dabei aber darin, daß die Entscheidung darüber, welcher Fahrbahnzustand vorliegt, jeweils von der korrekten und zuverlässigen Funktion eines bestimmten, speziellen Sensors für den jeweiligen Fahrbahnzustand oder von einer bestimmten Auswertegröße abhängt. Bei Fehlfunktion eines Sensors oder einer fehlerhaften Auswertegröße kann die entsprechende Fahrbahn daher nicht mehr identifiziert werden.The present road condition (for example dry, wet, snow, etc.) can in principle be determined in a manner known per se using one or more road sensors. However, a disadvantage here is that the decision as to which road condition is present depends in each case on the correct and reliable function of a specific, special sensor for the respective road condition or on a specific evaluation size. If a sensor malfunctions or the evaluation size is incorrect, the corresponding lane can no longer be identified.
Um die Genauigkeit der Bestimmung zu gewährleisten, soll der Fahrbahnzustand genau und sicher erkannt werden. Hierzu wird nach einem bevorzugten zusätzlichen Merkmal vorgeschlagen, daß der Fahrbahnzustand mittels mehrerer, verschiedener Fahrbahnsensoren ermittelt wird, wobei die von deren Signalen abgeleiteten Informationen mittels eines Schrankenverfahrens zur Eingrenzung des Fahrbahnzu- Stands ausgewertet werden. Zusätzlich zu den Informationen über den Fahrbahnzustand, die von den Fahrbahnsensoren ermittelt werden, können auch Ergebnisse der Fahrdynamik-Simulationsrechnung in dem Schrankenverfahren ausgewertet werden. So kann eine in dem Schrankenverfahren berücksichtigbare Information beispielsweise die An- fangssteigung der tatsächlich vorliegenden Kraftschlußkurve sein, die mit der Fahrdynamik-Simulationsberechnung ermittelt werden kann.In order to ensure the accuracy of the determination, the road condition should be recognized precisely and safely. For this purpose, according to a preferred additional feature, it is proposed that the roadway condition be determined by means of several different roadway sensors, the information derived from their signals being used by means of a barrier method to limit the roadway access. Stands are evaluated. In addition to the information about the condition of the roadway, which are determined by the roadway sensors, results of the driving dynamics simulation calculation can also be evaluated in the barrier method. For example, information that can be taken into account in the barrier method can be the initial slope of the actually present adhesion curve, which can be determined using the vehicle dynamics simulation calculation.
Bei dem Schrankenverfahren wird eine Vielzahl verschiedenartiger Informationen übereinandergelegt, so daß bestimmte Fahrbahnzustände aufgrund vorhandener Kombinationen von Sensorsignalen oder anderen Informationen ausgeschlossen werden können, so daß als Resultat der logischen Kombination der vorliegenden Informationen schließlich der richtige Fahrbahnzustand identifiziert wird. Dies ist nicht zu verwechseln mit einem System einer redundanten Anordnung von Fahrbahnsensoren, bei dem mehrere verschiedene Sensoren dazu bestimmt sind, den gleichen Fahrbahnzustand unabhängig voneinander zu sensieren. Bei dem vorteilhafterweise eingesezten Schrankenverfahren werden verschiedene Informationen gesammelt, wobei aus der Kombination dieser Informationen auf den Fahrbahnzustand geschlossen wird.In the barrier method, a large number of different types of information are superimposed so that certain road conditions can be excluded on the basis of existing combinations of sensor signals or other information, so that the correct road condition is finally identified as a result of the logical combination of the information present. This should not be confused with a system of a redundant arrangement of roadway sensors, in which several different sensors are intended to sense the same roadway condition independently of one another. In the case of the barrier method which is advantageously used, various information is collected, the combination of this information being used to infer the state of the roadway.
Wenn der Fahrbahnzustand zum Beispiel mittels des Schran- kenverfahrens bestimmt wurde, kann aus einem Reifenkennfeldspeicher das zugehörige Reifenkennfeld (mit Kennlinien für zum Beispiel verschiedene Radlasten) oder die zugehörige Reifenkennlinie ausgewählt werden. Dabei kann die Auswahl durch Informationen der Fahrdynamiksensoren gestützt werden. Bei der ersten Inbetriebnahme einer er- findungsgemäßen Vorrichtung wird von einem Basis-Reifenkennfeld, das einen Anfangssatz an Basis-Reifenkennlinien enthält, die für einige wenige, verschiedene Reifen-Fahrbahn-Kombinationen im Rechner abgespeichert sind, ausgegangen.If the road condition was determined, for example, using the barrier method, the associated tire map (with characteristic curves for, for example, different wheel loads) or the associated tire characteristic curve can be selected from a tire map memory. The selection can be supported by information from the vehicle dynamics sensors. When a device according to the invention is started up for the first time, a basic tire map that has an initial set of basic tire characteristics is used contains, which are stored in the computer for a few different tire-road combinations.
Diese Basis-Reifenkennlinien werden im Laufe der Be- triebszeit des Fahrzeugs an das aktuelle Reifenverhalten angepaßt, indem die einzelnen Kennlinien korrigiert werden. Dies ist möglich, da das System so aufgebaut ist, daß es eine Änderung des Kraftschlußverhaltens aufgrund einer Änderung der Reifeneigenschaften, zum Beispiel aufgrund einer Änderung der Profilhöhe, im Laufe der Be- triebszeit dadurch erkennt, daß in diesem Fall der aktuelle Kraftschluß und der kinematische Zustand der Räder nicht zu dem ausgewählten Kennfeld oder der ausgewählten Kennlinie passen. Die Korrektur kann bei jeder erneut festgestellten Abweichung wiederholt werden.These basic tire characteristics are adapted to the current tire behavior in the course of the vehicle's operating time by correcting the individual characteristics. This is possible because the system is designed in such a way that it recognizes a change in the adhesion behavior due to a change in the tire properties, for example due to a change in the tread height, during the operating time in that in this case the current adhesion and the kinematic Condition of the wheels does not match the selected map or the selected characteristic curve. The correction can be repeated for each new deviation found.
Die Anpassung der Reifenkennlinien kann somit bevorzugt erfolgen, wenn auf Basis eines Vergleichs der Ergebnisse des Fahrdynamik-Simulationsmodells und der Ermittlung des Fahrbahnzustands eine Abweichung des aktuellen Kraft- schlusses bei dem vorliegenden kinematischen Zustand des Rades von der ausgewählten Reifenkennlinie erkannt wird.The tire characteristic curves can therefore preferably be adapted if, on the basis of a comparison of the results of the driving dynamics simulation model and the determination of the roadway condition, a deviation of the current force closure in the present kinematic state of the wheel from the selected tire characteristic curve is recognized.
Die Basis-Reifenkennfelder bzw. die Reifenkennfelder enthalten vorzugsweise nur eine geringe Gesamtanzahl von Reifenkennlinien (für verschiedene Fahrbahnzustände und zum Beispiel verschiedene Radlasten) zur Berücksichtigung in der Fahrdynamik-Simulationsrechnung, bevorzugt weniger als 40, besonders bevorzugt weniger als 20 Reifenkennlinien. Nach einem zusätzlichen vorteilhaften Merkmal kann jedoch vorgesehen sein, daß ein oder mehrere Reifenkennfelder im Laufe der Betriebszeit um Reifenkennlinien für weitere Fahrbahnzustände erweitert werden, die in den Basis-Reifenkenn eldern nicht enthalten waren und sich als zweckmäßig erwiesen haben. Das System kann insoweit lernfähig sein und adaptiv ausgestaltet werden.The basic tire maps or the tire maps preferably contain only a small total number of tire curves (for different road conditions and, for example, different wheel loads) to be taken into account in the driving dynamics simulation calculation, preferably less than 40, particularly preferably less than 20 tire curves. According to an additional advantageous feature, however, it can be provided that one or more tire maps are expanded in the course of the operating time by tire curves for other road conditions that were not included in the basic tire maps and are have proven to be appropriate. In this respect, the system can be capable of learning and can be designed adaptively.
Wenn sowohl der aktuell vorliegende Fahrbahnzustand identifiziert als auch die zugehörige Reifenkennlinie durch das System ausgewählt und an das aktuelle Reifenverhalten angepaßt ist, kann die Kraftschlußgrenze bestimmt werden, bevor sie erreicht ist. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können somit der Kraftschluß und die Kraftschlußgrenze genauer ermittelt werden, als es bisher möglich war. Ein Vorteil des bevorzugten Schrankenverfahrens besteht darin, daß der Fahrbahnzustand sicherer erkannt werden kann, wobei eine redundante Erkennung möglich ist.If both the current road surface condition is identified and the associated tire characteristic is selected by the system and adapted to the current tire behavior, the adhesion limit can be determined before it is reached. With the aid of the method according to the invention, the adhesion and the adhesion limit can thus be determined more precisely than was previously possible. An advantage of the preferred barrier method is that the road condition can be recognized more reliably, with redundant detection being possible.
Ferner ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von Vorteil, daß eine Änderung des Kraftschlußverhaltens erkannt werden kann, die durch eine Änderung der Reifeneigenschaften, zum Beispiel durch die veränderte Profilhöhe, im Laufe der Betriebszeit hervorgerufen wird. Außerdem sind nur wenige Basis-Reifenkennfelder oder Basis-Reifenkennlinien erforderlich, die im Laufe der Betriebszeit angepaßt und gegebenenfalls erweitert werden können.It is also advantageous in a preferred embodiment of the invention that a change in the adhesion behavior can be detected, which is caused by a change in the tire properties, for example by the changed profile height, in the course of the operating time. In addition, only a few basic tire maps or basic tire characteristics are required, which can be adapted and, if necessary, expanded over the course of the operating time.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal wird vorgeschlagen, daß das Fahrdynamik-Simulationsmodell ein Echtzeit-Modell ist, mittels dessen von dem Rechner der aktuelle kinematische Zustand des Rads und/oder der aktuelle Kraftschluß und/oder die aktuelle Kraftschlußgrenze des Rads in Echtzeit berechnet wird. Ein solches Fahrdynamik- Simulationsmodell, das in Echtzeit arbeitet, kann beispielsweise mit schnellen, kompakten Differentialgleichungen unter Verwendung von Kenntnissen über das dynamische Verhalten des betreffenden Fahrzeugs erstellt werden. Wenn das verwendete Fahrdynamik-Simulationsmodell speziell auf Echtzeit ausgelegt ist, kann der mit diesem Modell in Echtzeit berechnete aktuelle Kraftschluß sowie der kinematische Zustand der Räder in günstiger Weise als Eingangsgröße für ein mechatronisches Regelsystem benutzt werden, das regelnd in das Fahrverhalten eingreift. Wenn der aktuelle Kraftschluß für jedes Rad getrennt berechnet wird, können die Ergebnisse beispielweise für eine optimierte Fahrdynamikregelung genutzt werden, womit die Stabilität des Fahrzeugs in kritischen Fahrsituationen besser gewährleistet werden kann.According to a further advantageous feature, it is proposed that the driving dynamics simulation model is a real-time model, by means of which the computer calculates the current kinematic state of the wheel and / or the current adhesion and / or the current adhesion limit of the wheel in real time. Such a driving dynamics simulation model, which works in real time, can be created, for example, with fast, compact differential equations using knowledge of the dynamic behavior of the vehicle in question. If the driving dynamics simulation model used is specifically designed for real time, the current frictional connection calculated in real time with this model and the kinematic state of the wheels can be used in a favorable manner as an input variable for a mechatronic control system that intervenes in a regulating manner in driving behavior. If the current adhesion is calculated separately for each wheel, the results can be used, for example, for an optimized driving dynamics control, which can better guarantee the stability of the vehicle in critical driving situations.
Auch durch eine Ermittlung der Kraftschlußgrenze in Echtzeit können diese Daten in günstiger Weise durch mecha- tronische Regelsysteme genutzt werden. Beispielsweise kann in diesem Fall. eine mechatronische Bremsanlage bei einer Vollbremsung schneller auf wechselnde Fahrbahngriffigkeiten reagieren. Wenn die Kraftschlußgrenze für jedes Rad einzeln ermittelt wird, kann eine unterschiedliche Griffigkeit für die Räder einer Achse schon beim Einleiten eines Bremsvorgangs berücksichtigt werden.This data can also be used advantageously by mechatronic control systems by determining the adhesion limit in real time. For example, in this case. a mechatronic brake system can react faster to changing road grip when braking hard. If the adhesion limit for each wheel is determined individually, a different grip for the wheels of an axle can be taken into account when initiating a braking operation.
Die Ermittlung des Kraftschlusses und/oder der Kraftschlußgrenze erfolgt daher vorzugsweise für die einzelnen Räder des Fahrzeugs oder die Räder einer Achse getrennt, da hierdurch der kinematische Zustand und ein kritisches Fahrverhalten genauer erkannt werden können. Dies stellt eine günstige Voraussetzung für ein System dar, das zum Beispiel eine Warnung an den Fahrer gibt oder regelnd in das Fahrverhalten eingreift. Durch die für einzelne Räder getrennte Ermittlung der Kraftschlußgrenze kann genauer abgeschätzt werden, ob durch unterschiedliche Kraftschlußgrenzen an den einzelnen Rädern ein kritisches Fahrverhalten des Fahrzeugs zu erwarten ist, wenn sich das Fahrzeug der Fahrgrenze nähert. In diesem Fall kann beispielsweise bereits in einem größeren Abstand vor dem Erreichen der Fahrgrenze eine Warnung an den Fahrer erfolgen. Bei einer Einzelberechnung oder -auswertung der Räder einer Achse kann auch erkannt und berücksichtigt werden, wenn die Räder unterschiedliche Reibwerte, zum Beispiel aufgrund unterschiedlicher Fahrbahnzustände, aufweisen.The determination of the adhesion and / or the adhesion limit is therefore preferably carried out separately for the individual wheels of the vehicle or the wheels of an axle, since this enables the kinematic state and critical driving behavior to be recognized more precisely. This is a favorable prerequisite for a system that, for example, issues a warning to the driver or intervenes in driving behavior. By determining the adhesion limit separately for individual wheels, it can be more precisely estimated whether critical adhesion behavior of the vehicle can be expected due to different adhesion limits on the individual wheels if the vehicle is approaching the driving limit. In this case, the driver can be warned, for example, at a greater distance before the driving limit is reached. In the case of an individual calculation or evaluation of the wheels of an axle, it can also be recognized and taken into account if the wheels have different coefficients of friction, for example due to different road conditions.
In manchen Ausführungsformen kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn die Ermittlung des Kraftschlusses und/ oder der Kraftschlußgrenze achsweise erfolgt, wobei die Räder einer Achse gleich behandelt werden, bzw. wenn mittels der bestimmten Kraftschlüsse und/oder Kraftschluß- grenzen aller Räder der Kraftschluß und/oder die Kraftschlußgrenze des gesamten Fahrzeugs bestimmt wird. Die Berechnung des Kraftschlusses oder der Kraftschlußgrenze des gesamten Fahrzeugs ist geeignet, um den Fahrzustand bzw. die Fahrgrenze des Fahrzeugs in einer einfachen und übersichtlichen Weise zu beschreiben. Mit einer geeigneten Darstellung des Kraftschlusses bzw. der Kraftschlußgrenze kann beispielsweise der Fahrer während der Fahrt informiert werden.In some embodiments, however, it can also be advantageous if the determination of the adhesion and / or the adhesion limit is carried out axially, the wheels of an axle being treated identically, or if the adhesion and / or adhesion limits of all wheels are used to determine the adhesion and / or the adhesion limit of the entire vehicle is determined. The calculation of the adhesion or the adhesion limit of the entire vehicle is suitable for describing the driving state or the driving limit of the vehicle in a simple and clear manner. With a suitable representation of the adhesion or the adhesion limit, for example, the driver can be informed while driving.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde überraschenderweise festgestellt, daß die außerordentlich schwierigen Anforderungen bei einem hinreichend genauen Bestimmen des Kraftschlusses oder der Kraftschlußgrenze eines Reifens mit relativ geringem Aufwand gelöst werden können, ohne daß, wie bisher für erforderlich gehalten wurde, ein hoher technischer Aufwand zum Bereitstellen einer Vielzahl von Reifenkennfeldern oder -linien bzw. zum Bestimmen des Fahrbahnzustands erforderlich ist. Mit der Erfindung werden somit Ziele erreicht, um die die Fachwelt sich schon lange bemüht hat. Um dabei besonders gute Ergebnisse zu erzielen, werden die oben erläuterten Merkmale sowie die Merkmale der nachfolgenden Ausführungsbeispiele vorteilhafterweise einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt, wobei sich durch das Zusammenwirken erfindungsgemäßer Merkmale zusätzliche vorteilhafte Wirkungen ergeben können.In the context of the present invention, it has surprisingly been found that the extraordinarily difficult requirements can be solved with a sufficiently precise determination of the adhesion or the adhesion limit of a tire with relatively little effort without, as previously thought necessary, a high technical effort to provide a large number of tire maps or lines or to determine the condition of the road is required. The invention thus achieves goals which the professional community has long sought. In order to achieve particularly good results, the features explained above and the features of the following exemplary embodiments are advantageously used individually or in combination with one another, whereby the advantageous effects of the interaction of the features of the invention can result.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, die weitere folgende Merkmale und Besonderheiten erkennen lassen.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments schematically illustrated in the figures, which reveal further features and special features.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 ein Verfahrensschema zum Erkennen von Kraftschluß und Kraftschlußgrenze,1 is a process diagram for the detection of adhesion and adhesion limit,
Fig. 2 ein Schrankenverfahren zum Ermitteln des Fahrbahnzustands ,2 shows a barrier method for determining the state of the road,
Fig. 3 ein Reifenkennfeld mit fünf Reifenkennlinien undFig. 3 shows a tire map with five tire characteristics and
Fig. 4 eine hochgenaue Anpassung einer Reifenkennlinie.Fig. 4 is a highly accurate adjustment of a tire characteristic.
Hinsichtlich der Bedeutung der in diesem Anmeldungstext verwendeten Begriffe wird ergänzend auf folgende Literatur Bezug genommen: DIN 70000; DIN 44300; J. Reimpell- K. Hoseus, Fahrwerktechnik: Fahrzeugmechanik, Vogel Buchverlag 1992; A. Zo otor, Fahrwerktechnik: Fahrverhalten, Vogel Buchverlag 1991. Die in diesen Literaturstellen genannten Begriffe weichen zwar teilweise geringfügig voneinander ab, können aber durch den Fachmann ohne weiteres zugeordnet werden.With regard to the meaning of the terms used in this application text, reference is also made to the following literature: DIN 70000; DIN 44300; J. Reimpell- K. Hoseus, chassis technology: vehicle mechanics, Vogel Buchverlag 1992; A. Zo otor, chassis technology: driving behavior, Vogel Buchverlag 1991. The terms mentioned in these literature references may differ slightly from each other, but can easily be assigned by a person skilled in the art.
Die Fig. 1 zeigt ein Flußdiagramm zur näheren Erläuterung der Arbeitsweise eines erfindungsgemäßen Systems zum Be- stimmen des Kraftschlusses und der Kraftschlußgrenze für jedes einzelne Rad eines Fahrzeugs. Unter "Kraftschluß" wird dabei die Resultierende aus Umfangs- und Seitenkraft verstanden, die am Rad angreift, d.h. der Kraftschluß wird durch zwei Kräfte oder deren Resultierende beschrieben. Unter "Kraftschlußgrenze" wird die maximal mögliche Umfangs- und Seitenkraft verstanden, die im aktuellen Fahrzustand und bei der aktuellen Fahrbahnoberfläche übertragen werden können. Die Kraftschlußgrenze wird somit durch zwei Kräfte beschrieben.1 shows a flow chart for a more detailed explanation of the mode of operation of a system according to the invention for agree the adhesion and the adhesion limit for each individual wheel of a vehicle. "Force engagement" is understood to mean the resultant from circumferential and lateral force that acts on the wheel, ie the force engagement is described by two forces or their resultants. The "adhesion limit" is understood to mean the maximum possible circumferential and lateral force that can be transmitted in the current driving condition and on the current road surface. The adhesion limit is thus described by two forces.
Die Umfangskraft ist dabei die Komponente der Bodenreaktionskraft in Richtung der Xw~Achse (DIN 70000) , d.h. anschaulich die Kraft (Antriebs- oder Bremskraft) in Längsrichtung des Rads, in Felgenmittelebene und in Fahrbahnebene. Die Seitenkraft ist die Komponente der Bodenreaktionskraft in Richtung der Yw~Achse (DIN 70000) , d.h. anschaulich die Kraft quer zum Rad, senkrecht zur Längsrichtung des Rads in Fahrbahnebene.The circumferential force is the component of the ground reaction force in the direction of the X w ~ axis (DIN 70000), ie clearly the force (driving or braking force) in the longitudinal direction of the wheel, in the center plane of the rim and in the level of the road surface. The lateral force is the component of the ground reaction force in the direction of the Y w axis (DIN 70000), that is to say the force transverse to the wheel, perpendicular to the longitudinal direction of the wheel in the roadway plane.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte System führt die Bearbeitung von zwei Hauptaufgaben durch. Im linken Bereich des Flußdiagramms sind Systemkomponenten dargestellt, die zum Berechnen des aktuellen Kraftschlusses dienen. Im rechten Bereich sind diejenigen Systemkomponenten dargestellt, mittels der die aktuelle Kraftschlußgrenze ermittelt wird, bevor diese Grenze erreicht ist. Das Ermitteln der Kraftschlußgrenze erfolgt allerdings nicht unabhängig von dem Ermitteln des Kraftschlusses. Es erfolgt ein Datenaustausch vom linken Bereich zum rechten.The system shown schematically in Fig. 1 performs the processing of two main tasks. In the left area of the flow diagram, system components are shown that are used to calculate the current adhesion. The system components on the right are used to determine the current adhesion limit before this limit is reached. However, the determination of the adhesion limit is not independent of the determination of the adhesion. There is a data exchange from the left area to the right.
Das System umfaßt zwei Gruppen von Sensoren. Die eine Gruppe umfaßt Fahrdynamiksensoren 1, die Daten über den fahrdynamischen Zustand des Fahrzeugs liefern. Die andere Gruppe umfaßt Fahrbahnsensoren 2 , die Daten über den Fahrbahnzustand liefern.The system comprises two groups of sensors. One group comprises driving dynamics sensors 1, which provide data on the driving dynamics of the vehicle. The other Group comprises roadway sensors 2, which provide data about the roadway condition.
Die Fahrdynamiksensoren 1, die zum Teil bereits serienmäßig in dem Kraftfahrzeug vorhanden sein können, liefern beispielsweise Meßdaten über die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs, die Querbeschleunigung, den Wankwinkel, den Nickwinkel, den Gierwinkel, die Drehzahlen der einzelnen Räder und die Radlasten der einzelnen Räder.The driving dynamics sensors 1, some of which may already be standard in the motor vehicle, provide, for example, measurement data about the longitudinal acceleration of the vehicle, the lateral acceleration, the roll angle, the pitch angle, the yaw angle, the rotational speeds of the individual wheels and the wheel loads of the individual wheels.
Dabei ist es auch möglich, einzelne Größen nicht direkt zu messen, sondern indirekt zu bestimmen. Allgemein können in dem Verfahren auch Fahrdynamikgrößen berücksichtigt werden, die von mittels der Fahrdynamiksensoren gemessenen Daten abgeleitet werden. Beispielsweise kann der Gierwinkel durch Integration der gemessenen Gierwinkelgeschwindigkeit bestimmt werden oder die Radlast nicht gemessen, sondern durch eine Messung des Einfederweges der Räder gegenüber der Karosserie indirekt bestimmt werden. Beispielsweise kann auch die Messung der Radlasten der Räder einer Achse durch eine Messung der Achslast ersetzt werden, die mit Hilfe von Daten der Fahrdynamiksensoren 1, insbesondere des Wankwinkels, auf die einzelnen Räder aufgeteilt werden.It is also possible not to measure individual quantities directly, but to determine them indirectly. In general, vehicle dynamics variables derived from data measured by means of the vehicle dynamics sensors can also be taken into account in the method. For example, the yaw angle can be determined by integrating the measured yaw angular velocity or the wheel load cannot be measured, but can be determined indirectly by measuring the deflection of the wheels with respect to the body. For example, the measurement of the wheel loads of the wheels of an axle can also be replaced by a measurement of the axle load, which is distributed to the individual wheels with the aid of data from the driving dynamics sensors 1, in particular the roll angle.
Auch die Messung der Radlasten kann beispielsweise durch die Ermittlung des Gesamtgewichts ersetzt werden. Das Gesamtgewicht kann beispielsweise über die Messung der Antriebsmomente und über die Meßsignale des Beschleuni- gungssensors in Längsrichtung ermittelt werden. In diesem Fall kann mit Hilfe von Daten der Fahrdynamiksensoren 1, insbesondere des Nickwinkels, die Aufteilung auf die Achslasten und, insbesondere über den Wankwinkel, die Aufteilung auf die einzelnen Radlasten erfolgen. Die Daten der Fahrdynamiksensoren 1 und daraus gegebenenfalls indirekt abgeleitete Größen werden an das Fahrdynamik-Simulationsmodell 3 weitergeleitet, das vorteilhafterweise in Echtzeit betrieben wird. Echtzeitsysteme sind dadurch gekennzeichnet, daß sie externe Ereignisse innerhalb einer vorgegebenen Zeit verarbeiten können und somit die externen Zeitbedingungen erfüllen (DIN 44300) . Dies bedeutet, daß in der Echtzeitsimulation das berechnete dynamische Phänomen in jedem Zeitpunkt dem in der Realität aufgetretenen Phänomen entspricht. Es tritt keine bedeutsame Zeitverzögerung zwischen dem Verhalten des Echt- zeitsystems und dem Verhalten des realen Systems auf.The measurement of the wheel loads can also be replaced, for example, by determining the total weight. The total weight can be determined, for example, by measuring the drive torques and using the measurement signals of the acceleration sensor in the longitudinal direction. In this case, the distribution of the axle loads and, in particular of the roll angle, the distribution of the individual wheel loads can be carried out using data from the vehicle dynamics sensors 1, in particular the pitch angle. The data from the vehicle dynamics sensors 1 and any variables derived indirectly therefrom are forwarded to the vehicle dynamics simulation model 3, which is advantageously operated in real time. Real-time systems are characterized in that they can process external events within a specified time and thus fulfill the external time conditions (DIN 44300). This means that in real-time simulation the calculated dynamic phenomenon corresponds to the phenomenon that occurred in reality at all times. There is no significant time delay between the behavior of the real-time system and the behavior of the real system.
Mit Hilfe des Fahrdynamik-Simulationsmodells 3 werden die an den einzelnen Rädern aktuell angreifenden Umfangskräf- te, die Umfangsschlupf-Werte, die Seitenkräfte und die Schräglaufwinkel berechnet. Unter "Umfangsschlupf" wird dabei die Größe Sχ w gemäß DIN 70000 verstanden, die anschaulich den Schlupf zwischen Reifen und Fahrbahn beschreibt, der beim Bremsen oder Antreiben entsteht, da sich das Rad, bei gleicher Fahrgeschwindigkeit, beim Bremsen langsamer und beim Antreiben schneller dreht als in frei rollendem Zustand. Der Schräglaufwinkel ist gemäß DIN 70000 der Winkel von der Xw~Achse zur Tangente der Bahnkurve des Radaufstandspunkts und beschreibt anschaulich den Winkel zwischen Längsrichtung des Rads und der Richtung der Radschwerpunkt-Geschwindigkeit.With the help of the driving dynamics simulation model 3, the circumferential forces currently acting on the individual wheels, the circumferential slip values, the lateral forces and the slip angle are calculated. "Circumferential slip" is understood to mean the size S χ w according to DIN 70000, which clearly describes the slip between the tire and the road surface that occurs when braking or driving, since the wheel rotates slower when braking at the same driving speed and faster when driving than in free rolling condition. According to DIN 70000, the slip angle is the angle from the X w ~ axis to the tangent of the trajectory of the wheel contact point and clearly describes the angle between the longitudinal direction of the wheel and the direction of the wheel center speed.
Das Fahrdynamik-Simulationsmodell 3 liefert als Ausgabegröße den aktuellen Kraftschluß 4 der einzelnen Räder. Die Ausgabedaten des Fahrdynamik-Simulationsmodells 3 einschließlich der Größen Längsbeschleunigung, Querbeschleunigung, Wankwinkel, Nickwinkel, Gierwinkel, Raddrehzahlen und Radlasten werden auch zu den Komponenten Fahrbahnerkennung 5 und Kennlinienanpassung 6 weitergeleitet.The driving dynamics simulation model 3 supplies the current adhesion 4 of the individual wheels as the output variable. The output data of the driving dynamics simulation model 3 including the variables longitudinal acceleration, lateral acceleration, roll angle, pitch angle, yaw angle, wheel speeds and wheel loads also become components Lane detection 5 and characteristic curve adjustment 6 forwarded.
Die Fahrbahnsensoren 2 liefern zum Beispiel Daten über die Fahrbahntemperatur und/oder über den Fahrbahnzustand, beispielsweise mittels optischer oder akustischer Verfahren. Es können auch Sensoren eingesetzt werden, die lediglich eine Ja/Nein-Aussage treffen, beispielsweise ob die Fahrbahn trocken ist oder nicht.The roadway sensors 2, for example, provide data about the roadway temperature and / or about the roadway state, for example by means of optical or acoustic methods. Sensors can also be used which only make a yes / no statement, for example whether the roadway is dry or not.
Die Daten der Fahrbahnsensoren 2 werden von der Fahrbahnerkennung 5 verarbeitet, die auch Ergebnisse der Berechnungen des Fahrdynamik-Simulationsmodells 3 erhält. Diese Rechenergebnisse werden für die Fahrbahnerkennung genutzt, wenn die aktuellen Betriebspunkte in der Reifenkennlinie' in linearem Bereich der Umf ngskraft-Schlupf- und Seitenkraft-Schräglaufwinkel-Kurven liegen, d.h. wenn das Fahrzeug mit vergleichsweise niedrigen Längs- und Querbeschleunigungen fährt. Mit den aktuellen Betriebspunkten läßt sich in diesem Fall die Anfangssteigung der vorliegenden Umfangskraft-Schlupf- und/oder der Seitenkraft-Schräglaufwinkel-Kennlinie ermitteln. In DIN 70000 wird die Steigung der Umfangskraft-Schlupf-Kurve als Um- fangskraft/Umfangsschlupfgradient bezeichnet. Die Anfangssteigung der Umfangskraft-Schlupf-Kurve ist gleichbedeutend mit dem Umfangskraft/Umfangsschlupfgradienten bei der Umfangskraft 0.The data from the roadway sensors 2 are processed by the roadway recognition 5, which also receives results of the calculations of the driving dynamics simulation model 3. These calculation results are used for road surface recognition if the current operating points in the tire characteristic curve are in the linear range of the circumferential force slip and lateral force slip angle curves, i.e. when the vehicle is traveling with comparatively low longitudinal and lateral accelerations. In this case, the initial slope of the circumferential force slip and / or the lateral force slip angle characteristic curve can be determined with the current operating points. In DIN 70000, the gradient of the circumferential force-slip curve is referred to as the circumferential force / circumferential slip gradient. The initial slope of the circumferential force-slip curve is equivalent to the circumferential force / circumferential slip gradient at the circumferential force 0.
Für das Ermitteln des Fahrbahnzustands stehen somit diese Anfangssteigungen sowie Daten über die Fahrbahntemperatur und über den Fahrbahnzustand mittels optischer oder akustischer Verfahren zur Verfügung. Mit Hilfe eines Schrankenverfahrens kann nun der Fahrbahnzustand erkannt werden. Da zumindest teilweise Redundanz bei dem Erkennen des Fahrbahnzustands vorliegt, läßt sich in manchen Fäl- len eine Plausibilitätskontrolle durchführen. Wird zum Beispiel aufgrund der optischen oder akustischen Verfahren eine hohe Wasserhöhe erkannt, dürfen nicht gleichzeitig sehr tiefe Fahrbahntemperaturen vorliegen. Falls dies dennoch der Fall sein sollte, kann daraus geschlossen werden, daß die Fahrbahnerkennung fehlerhaft ist, und das System wird abgeschaltet. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, bestimmten Signalen den Vorrang zu geben, so daß das System aktiv bleibt und lediglich eine Fehlermeldung ausgibt.These initial gradients as well as data about the road temperature and the road condition are thus available for determining the road condition by means of optical or acoustic methods. With the help of a barrier method, the road condition can now be recognized. Since there is at least partial redundancy when the roadway condition is recognized, in some cases perform a plausibility check. If, for example, a high water level is detected due to the optical or acoustic methods, very low road surface temperatures must not be present at the same time. If this should nevertheless be the case, it can be concluded that the lane recognition is incorrect and the system is switched off. Alternatively, there is also the option of giving priority to certain signals so that the system remains active and only outputs an error message.
Wenn die Fahrbahnerkennung 5 korrekt arbeitet, wird der ermittelte Fahrbahnzustand, vorzugsweise für die einzelnen Räder getrennt, an einen Kennfeldspeicher 7 weitergeleitet. Der Kennfeldspeicher 7 erhält ferner Informationen von den Fahrdynamiksensoren 1, insbesondere über die Radlast des Rads zur Auswahl der passenden Reifenkennlinie.If the lane recognition 5 works correctly, the determined road condition, preferably separated for the individual wheels, is forwarded to a map memory 7. The map memory 7 also receives information from the vehicle dynamics sensors 1, in particular about the wheel load of the wheel for the selection of the appropriate tire characteristic.
Um die Genauigkeit zu erhöhen, können dabei weitere Parameter berücksichtigt werden, wie zum Beispiel der Einfluß des Sturzwinkels. Da dieser in der Regel in Fahrzeugen nicht gemessen wird, kann eine Ersatzabhängigkeit von einer gemessenen Größe oder von einer Kombination gemessener Größen, zum Beispiel Radlast und Querbeschleunigung, verwendet werden. Schließlich wird mit den Informationen der Fahrbahnerkennung 5 und der Fahrdynamiksensoren 1 ein passendes Reifenkennfeld (für zum Beispiel verschiedene Radlasten) und daraus eine passende Reifenkennlinie, vorzugsweise für jedes einzelne Rad getrennt, ausgewählt.In order to increase the accuracy, further parameters can be taken into account, such as the influence of the camber angle. Since this is generally not measured in vehicles, a substitute dependency on a measured variable or on a combination of measured variables, for example wheel load and lateral acceleration, can be used. Finally, with the information from the lane recognition 5 and the driving dynamics sensors 1, a suitable tire map (for example for different wheel loads) and a suitable tire map, preferably for each individual wheel, are selected.
Die ausgewählte Reifenkennlinie (oder ein Reifenkennfeld) wird an die Kennlinienanpassung 6 weitergeleitet. Da die Kennlinienanpassung 6 auch die Ausgangsdaten des Fahrdy- na ik-Simulationsmodells 3 erhält, kann überprüft werden, ob der aktuelle Kraftschluß 4 sowie der kinematische Zustand der einzelnen Räder zu der ausgewählten Reifenkennlinie paßt. Ist dies nicht der Fall, erfolgt eine Korrektur der Reifenkennlinie oder des Reifenkennfelds durch Anpassung einzelner Kennlinien, die in dem Kennfeldspeicher 7 gespeichert sind.The selected tire characteristic curve (or a tire characteristic diagram) is forwarded to the characteristic curve adaptation 6. Since the characteristic curve adaptation 6 also the output data of the driving nik simulation model 3, it can be checked whether the current adhesion 4 and the kinematic state of the individual wheels match the selected tire characteristic. If this is not the case, the tire characteristic curve or the tire characteristic diagram is corrected by adapting individual characteristic curves that are stored in the characteristic diagram memory 7.
Die Anpassung muß sich aber nicht auf die ausgewählte Reifenkennlinie 10 beschränken, sondern beim Anpassen einer Reifenkennlinie können auch eine oder mehrere weitere Reifenkennlinien eines oder mehrerer Reifenkennfelder 9 entsprechend angepaßt werden. Die Anpassung weiterer, sozusagen "benachbarter" Reifenkennlinien kann beispielsweise auf Basis theoretischer oder empirischer Kenntnisse von Reifenkennfeldern erfolgen.However, the adaptation does not have to be limited to the selected tire characteristic curve 10, but when adapting a tire characteristic curve one or more further tire characteristic curves of one or more tire characteristic diagrams 9 can also be adapted accordingly. The adaptation of further, so to speak "adjacent" tire characteristics can be carried out, for example, on the basis of theoretical or empirical knowledge of tire characteristics.
Ursache für diese Korrektur bzw. Adapation kann u.a. sein, daß sich die Reifeneigenschaften im Laufe der Betriebszeit geändert haben, zum Beispiel durch eine abnehmende Profiltiefe. Auch eine Veränderung der Reifeneigenschaften infolge eines Reifenwechsels wird durch die Simulationsrechnung erkannt und korrigiert. Dabei kann vorteilerhaft beim Abweichen des aktuellen Kraftschlusses 4 von der ausgewählten Reifenkennlinie die Kennlinie bei normalen Fahrzuständen näherungsweise und in der Nähe der Fahrgrenze hochgenau durchgeführt werden, was im Zusammenhang mit Fig. 4 erläutert wird.The reason for this correction or adaptation can include that the tire properties have changed over the course of the operating time, for example due to a decreasing tread depth. A change in tire properties due to a tire change is also recognized and corrected by the simulation calculation. In this case, if the current frictional connection 4 deviates from the selected tire characteristic curve, the characteristic curve can be performed approximately precisely and in the vicinity of the driving limit in normal driving conditions, which is explained in connection with FIG. 4.
Von der Kennlinienanpassung 6 werden für die Räder korrigierte bzw. adaptierte Reifenkennlinien ausgegeben, die auch an den Kennfeldspeicher 7 zum Abspeichern zurückgegeben werden. Da die Kraftschlußgrenze 8 durch die Maximalwerte der einzelnen Reifenkennlinien beschrieben wird, ist sie somit naherungsweise bekannt, wenn sich das Fahr- zeug in einem normalen Fahrzustand befindet. Sofern die Genauigkeit der Kennlinienadaption erhöht wird, wenn sich das Fahrzeug der Fahrgrenze nähert, ist die Kraftschlußgrenze im Grenzbereich genauer bekannt.The characteristic curve adaptation 6 outputs corrected or adapted tire characteristic curves for the wheels, which are also returned to the map memory 7 for storage. Since the adhesion limit 8 is described by the maximum values of the individual tire characteristics, it is approximately known when the driving is in a normal driving state. If the accuracy of the characteristic curve adaptation is increased when the vehicle approaches the driving limit, the adhesion limit in the border area is known more precisely.
In Fig. 2 ist eine Tabelle zur näheren Erläuterung der Vorgehensweise bei der Fahrbahnerkennung 5 mit Hilfe eines Schrankenverfahrens dargestellt. In einem Schrankenverfahren wird der Fahrbahnzustand nicht präzise gemessen, sondern mittels verschiedener Informationen eingegrenzt. Hierzu werden Informationen gesammelt, die Rückschlüsse auf den Fahrbahnzustand gestatten. Der Fahrbahnzustand kann um so genauer bestimmt werden, je mehr Informationen vorliegen. Mit der Auswertung einer einzigen Information kann der Fahrbahnzustand zunächst nur sehr grob eingegrenzt werden. Werden zusätzlich weitere Informationen ausgewertet, wird die Eingrenzung immer genauer, auch wenn die einzelnen Informationen für sich allein betrachtet nur eine grobe Eingrenzung erlauben.2 shows a table for a more detailed explanation of the procedure for lane detection 5 with the aid of a barrier method. In a barrier method, the state of the road is not measured precisely, but is limited using various information. For this purpose, information is collected that allows conclusions to be drawn about the condition of the road. The more information is available, the more precisely the road condition can be determined. With the evaluation of a single piece of information, the road condition can initially only be narrowed very roughly. If additional information is also evaluated, the narrowing down becomes more and more precise, even if the individual pieces of information, taken alone, only allow a rough narrowing down.
Auf der linken Seite in Fig. 2 sind zeilenweise Informationen über den Fahrbahnzustand aufgelistet, die von Fahrbahnsensoren 2 oder von der Auswertung der Berechnung mit dem Fahrdynamik-Simulationsmodell 3 stammen können. Sie umfassen vorzugsweise mindestens drei der folgenden Typen: Lufttemperatur, Fahrbahntemperatur, optische oder akustische Erkennung von Schnee, optische oder akustische Erkennung von Eis, optische oder akustische Erkennung von Wasser oder optische oder akustische Erkennung einer trockenen Fahrbahn. Die jeweiligen Informationen können beispielsweise als analoge Meßgröße, digitale Information (ja/ nein) oder als qualitative Angabe (hoch, mittel, tief) vorliegen. In den Spalten sind beispielhaft verschiedene Fahrbahnzustände angegeben, die als unbekannt vorausgesetzt werden und durch die Fahrbahnerkennung 5 bestimmt werden sollen. Diese Fahrbahnzustände können vorzugsweise drei oder mehr der folgenden Fahrbahnzustände umfassen: trocken, feucht, naß, niedrige Wasserhöhe, hohe Wasserhöhe, Schnee, Eis, loser Untergrund.On the left-hand side in FIG. 2, line-by-line information about the state of the roadway is listed, which can originate from roadway sensors 2 or from the evaluation of the calculation with the driving dynamics simulation model 3. They preferably include at least three of the following types: air temperature, road temperature, optical or acoustic detection of snow, optical or acoustic detection of ice, optical or acoustic detection of water or optical or acoustic detection of a dry road. The respective information can be present, for example, as an analog measured variable, digital information (yes / no) or as qualitative information (high, medium, low). Various columns of roadway states are given in the columns, which are assumed to be unknown and are to be determined by roadway recognition 5. These road conditions can preferably include three or more of the following road conditions: dry, damp, wet, low water level, high water level, snow, ice, loose ground.
Wenn die Fahrbahntemperaturmessung beispielsweise die Information "sehr tiefe Temperatur" liefert und der Fahr- bahnsensor zum Erkennen von Schnee und Eis ein positives Signal liefert sowie die Auswertung der Anfangssteigung der Umfangskraft-Schlupf-Kurve ergibt, daß eine flache Anfangssteigung vorliegt, so kann aufgrund des angekreuzten Musters nur eine verschneite Fahrbahn vorliegen. Dieses Ergebnis wird erzielt, obwohl kein Fahrbahnsensor 2 eingesetzt wird, der speziell nur die verschneite Fahrbahn erkennt. Ferner ist dieses Schrankensystem in einem gewissen Umfang redundant, da zumindest teilweise eine einfache Überprüfung der Ergebnisse erfolgen kann. Fällt in dem beschriebenen Beispiel etwa der Sensor zur Bestimmung der Fahrbahntemperatur aus, kann dennoch die verschneite Fahrbahn über die beiden verbleibenden Informationen identifiziert werden.If, for example, the roadway temperature measurement provides the information "very low temperature" and the roadway sensor for detecting snow and ice supplies a positive signal and the evaluation of the initial gradient of the circumferential force-slip curve shows that there is a flat initial gradient, only one snow-covered lane. This result is achieved even though no lane sensor 2 is used that specifically only recognizes the snow-covered lane. Furthermore, this barrier system is redundant to a certain extent, since at least some of the results can be checked easily. If, for example, the sensor for determining the road temperature fails in the example described, the snow-covered road can still be identified using the two remaining pieces of information.
Fig. 3 zeigt beispielhaft ein Reifenkennfeld 9, das mehrere Reifenkennlinien 10 für verschiedene Fahrbahnzustände enthält. Eine Reifenkennlinie 10 ist eine Kurve in dem Reifenkennfeld 9, in der die Umfangskraft U als Funktion des Schlupfes s oder die Seitenkraft als Funktion des SchräglaufWinkels dargestellt sein kann. Ein Reifenkennfeld 9 ist allgemein ein Diagramm, in dem mehrere Reifenkennlinien 10 für unterschiedliche Parameter dargestellt sind. Beispielsweise können in dem Reifenkennfeld 9 Um- fangskraft-Schlupf- oder Seitenkraft-Schräglaufwinkel- Kurven für verschiedene Radlasten abgebildet sein, wobei alle anderen Parameter konstant gehalten sind. Eine weitere Möglichkeit sind zum Beispiel wie in Fig. 3 Umfangs- kraft-Schlupf-Kurven für verschiedene Fahrbahnoberflächen.3 shows an example of a tire map 9 which contains a plurality of tire curves 10 for different road conditions. A tire characteristic curve 10 is a curve in the tire characteristic diagram 9, in which the peripheral force U as a function of the slip s or the lateral force as a function of the slip angle can be represented. A tire map 9 is generally a diagram in which a plurality of tire curves 10 are shown for different parameters. For example, circumferential force slip or lateral force slip angle Curves for different wheel loads can be shown, all other parameters being kept constant. A further possibility is, for example, as in FIG. 3, circumferential force slip curves for different road surfaces.
Im Rahmen der Erfindung werden als Parameter der Reifenkennlinie 10 bzw. des Reifenkennfelds 9 bevorzugt der Fahrbahnzustand und/oder die Radlast berücksichtigt. Weitere oder andere vorteilhafte Parameter können beispielsweise die Querbeschleunigung, die Längsbeschleunigung, die Raddrehzahl oder der Sturzwinkel sein.In the context of the invention, the road condition and / or the wheel load are preferably taken into account as parameters of the tire characteristic 10 or the tire characteristic 9. Further or other advantageous parameters can be, for example, the lateral acceleration, the longitudinal acceleration, the wheel speed or the camber angle.
Bei der ersten Inbetriebnahme des Systems oder beispielsweise nach einem gewollten Zurücksetzen auf Anfangswerte enthalten die Reifenkennfelder 9 vorteilhafterweise einen Basissatz von Kennlinien 10, der noch nicht alle denkbaren Parameterkombinationen abdeckt. Die Basis-Reifenkennlinien bilden ein Basis-Reifenkennfeld, in dem in vereinfachter, allgemeiner Weise Reifenkennlinien beispielsweise für wenige Fahrbahnzustände und/oder Radlasten abgespeichert sind. Bei der ersten Inbetriebnahme können nur wenige Basis-Reifenkennlinien für einige wenige, verschiedene Reifen-Fahrbahnkombinationen abgespeichert sein. Diese Kennlinien treffen für einen durchschnittlichen Reifen zu und geben nicht exakt das Verhalten des tatsächlich aktuell montierten Reifens wieder. Das exakte Verhalten hängt u.a. vom Reifentyp, dem Profilzustand, dem Reifenluftdruck und anderen Parametern ab.When the system is started up for the first time or, for example, after a desired reset to initial values, the tire maps 9 advantageously contain a basic set of characteristic curves 10 which does not yet cover all conceivable parameter combinations. The basic tire characteristic curves form a basic tire characteristic map, in which tire characteristic curves, for example for a few road conditions and / or wheel loads, are stored in a simplified, general manner. When commissioning for the first time, only a few basic tire characteristics can be saved for a few different tire-road combinations. These characteristics apply to an average tire and do not exactly reflect the behavior of the tire that is actually installed. The exact behavior depends, among other things. tire type, tread condition, tire pressure and other parameters.
Die Basis-Kennlinienfelder sind ausreichend, da bei dem erfindungsgemäßen System eine Korrektur bzw. Adaption der abgelegten Kennlinien 10 durchgeführt wird. Dabei wird der Fahrbahnzustand berücksichtigt. Ferner können vorteilhafterweise auch die Reifenkennfelder 9 um weitere Reifenkennlinien 10 erweitert werden. Dabei können fehlende Parameterkombinationen zunächst durch Interpolation abgedeckt werden, die im Laufe der Betriebsdauer des Fahrzeugs durch eigene Reifenkennlinien 10 ersetzt werden.The basic characteristic curve fields are sufficient, since in the system according to the invention the stored characteristic curves 10 are corrected or adapted. The road condition is taken into account. Furthermore, the tire characteristics 9 can advantageously also be extended by more Tire characteristics 10 are expanded. In this case, missing parameter combinations can initially be covered by interpolation, which are replaced by own tire characteristics 10 during the operating life of the vehicle.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, daß die Reifenkennfelder 9 mindestens drei Basis-Reifenkennlinien bzw. Reifenkennlinien 10 für folgende Fahrbahnzustände umfassen: trocken, feucht, naß, niedrige Wasserhöhe, hohe Wasserhöhe, Schnee, Eis, loser Untergrund. Der Radlasteinfluß und die Wechselwirkung zwischen Umfangs- und Seitenkräften können beispielsweise aufgrund von Erfahrungs- werten berücksichtigt werden.It can advantageously be provided that the tire characteristics 9 comprise at least three basic tire characteristics or tire characteristics 10 for the following road conditions: dry, damp, wet, low water level, high water level, snow, ice, loose ground. The influence of the wheel load and the interaction between circumferential and lateral forces can be taken into account, for example, based on experience.
Da das wirkliche Verhalten eines Reifens nicht exakt mit dem durch die Basiskennlinien beschriebenen Verhalten übereinstimmt, werden die Reifenkennlinien 10 und somit auch die Reifenkennfelder 9 während des Fahrbetriebs angepaßt, wobei auch eine Änderung des Reifenverhaltens, zum Beispiel durch Verschleiß, berücksichtigt wird. Solange normale Betriebszustände mit vergleichsweise niedrigen Längs- und Querbeschleunigungen bei vergleichsweise kleinen Umfangskraft-Schlupf- und Schräglaufwinkel- Werten vorliegen, kann bereits eine näherungsweise Anpassung der Reifenkennlinien 10 erfolgen, sobald eine Abweichung des aktuellen Kraftschlusses (bei einem vorliegenden kinematischen Zustand des Rades) von der ausgewählten Reifenkennlinie festgestellt wird, und damit eine näherungsweise Ermittlung der Kraftschlußgrenze 8 durchgeführt werden. Dies ist möglich, obwohl der exakte Verlauf des tatsächlichen Reifenkennlinie 10 im Bereich großer Umfangskraft-Schlupf- und Schräglaufwinkel-Werte, d.h. bei vergleichsweise hohen Umfangs- und/oder Seitenkräften noch nicht bekannt ist. In Fig. 4 ist veranschaulicht, wie nach einem besonders vorteilhaften Merkmal der Erfindung im Bereich der Fahrgrenze des Fahrzeugs die Anpassung der Reifenkennlinien 10 bzw. die Ermittlung der Kraftschlußgrenze 8, 8a genau durchgeführt wird. Diese hochgenaue Anpassung erfolgt, sobald sich das Fahrzeug der Fahrgrenze nähert und der aktuelle Kraftschluß 4 sowie der kinematische Zustand der Räder möglicherweise nicht mehr zu der ausgewählten Reifenkennlinie 10 paßt. Dadurch wird die Berechnung der Kraftschlußgrenze 8 um so genauer, je mehr sich das Fahrzeug der Fahrgrenze nähert.Since the actual behavior of a tire does not exactly match the behavior described by the basic characteristic curves, the tire characteristic curves 10 and thus also the tire characteristic diagrams 9 are adapted during driving operation, a change in the tire behavior, for example due to wear, also being taken into account. As long as normal operating conditions with comparatively low longitudinal and lateral accelerations with comparatively small circumferential force slip and slip angle values are present, an approximate adaptation of the tire characteristics 10 can take place as soon as a deviation of the current frictional connection (in the case of a present kinematic state of the wheel) from that selected tire characteristic curve is determined, and thus an approximate determination of the adhesion limit 8 can be carried out. This is possible, although the exact course of the actual tire characteristic curve 10 is not yet known in the area of large circumferential force slip and slip angle values, ie with comparatively high circumferential and / or lateral forces. FIG. 4 shows how, according to a particularly advantageous feature of the invention, the adaptation of the tire characteristic curves 10 or the determination of the adhesion limit 8, 8a is carried out precisely in the area of the driving limit of the vehicle. This highly precise adjustment takes place as soon as the vehicle approaches the driving limit and the current adhesion 4 and the kinematic state of the wheels may no longer match the selected tire characteristic curve 10. As a result, the calculation of the adhesion limit 8 becomes more precise the closer the vehicle approaches the driving limit.
Die Anpassung der Reifenkennlinie 10 kann allgemein erfolgen, sobald es zu Abweichungen zwischen dem berechneten, aktuellen Betriebspunkt 11 und der ursprünglich aus dem Kennfeldspeicher 7 ausgewählten Reifenkennlinie 10 kommt. Der Betriebspunkt 11 beschreibt dabei den Fahrzustand eines Fahrzeugs bzw. eines Reifens, dem eine bestimmte Umfangskraft U, ein bestimmter Umfangsschlupf s, eine bestimmte Seitenkraft und ein bestimmter Schräglaufwinkel zugeordnet werden können. Die Lage des Betriebspunkts in einem Reifenkennfeld 9 bzw. auf einer Reifenkennlinie 10 wird im Rahmen der Erfindung nicht notwendigerweise durch unmittelbare, direkte Messung von Umfangskraft U und Schlupf s bzw. Seitenkraft und Schräglaufwinkel ermittelt, sondern die genannten Größen werden aus dem Fahrdynamik-Simulationsmodell 3 zurückgerechnet, wobei die Auswahl der Reifenkennlinie 10 die Fahrbahnerkennung 5 einbezieht.The tire characteristic curve 10 can generally be adapted as soon as there are deviations between the calculated, current operating point 11 and the tire characteristic curve 10 originally selected from the map memory 7. The operating point 11 describes the driving state of a vehicle or a tire, to which a specific circumferential force U, a specific circumferential slip s, a specific lateral force and a specific slip angle can be assigned. The position of the operating point in a tire map 9 or on a tire curve 10 is not necessarily determined in the context of the invention by direct, direct measurement of the circumferential force U and slip s or lateral force and slip angle, but the variables mentioned are derived from the driving dynamics simulation model 3 calculated back, the selection of the tire characteristic curve 10 including the road surface recognition 5.
Der Anfangsbereich 12 der Reifenkennlinie 10 kann näherungsweise weitgehend als linear betrachtet werden. Insbesondere in dem Anfangsbereich wird die Anpassung der Reifenkennlinie 10 bzw. die Ermittlung der Kraftschlußgrenze naherungsweise sein.The initial region 12 of the tire characteristic curve 10 can be regarded approximately as linear to a large extent. Especially in the initial area, the adjustment of the Tire characteristic 10 or the determination of the adhesion limit approximate.
Bei höheren Schlupfwerten, d.h. in der Nähe der näherungsweise zutreffenden Kraftschlußgrenze 8a, die durch den Maximalwert der ausgewählten Reifenkennlinie 10 bestimmt ist, verläßt die ausgewählte Kennlinie 10 dagegen den linearen Bereich. Eine Abweichung der ausgewählten Kennlinie 10 von der tatsächlich gültigen Kennlinie 14, aus der die tatsächliche Kraftschlußgrenze 8 bestimmt werden kann, kann auch in diesem Bereich dadurch festgestellt werden, daß der Betriebspunkt 11 nicht auf der ausgewählten Reifenkennlinie 10 liegt, sondern davon abweicht. Dies ist im nichtlinearen Fall für Betriebspunkte 11 der Fall, die oberhalb des Abweichungspunkts 13 liegen.At higher slip values, i.e. on the other hand, in the vicinity of the approximately applicable adhesion limit 8a, which is determined by the maximum value of the selected tire characteristic curve 10, the selected characteristic curve 10 leaves the linear range. A deviation of the selected characteristic curve 10 from the actually valid characteristic curve 14, from which the actual adhesion limit 8 can be determined, can also be determined in this area by the fact that the operating point 11 is not on the selected tire characteristic curve 10, but differs therefrom. In the non-linear case, this is the case for operating points 11 which lie above the deviation point 13.
Der Abweichungspunkt 13 ist der Punkt auf der ausgewählten Reifenkennlinie 10, ab dem in Richtung zunehmender Schlupf- oder Schräglaufwinkelwerte die tatsächlich gültige Reifenkennlinie von der ausgewählten Reifenkennlinie 10 bzw. von einem linearen Verlauf abweicht. Der Bereich, ab dem der Betriebspunkt 11 von der Reifenkennlinie 10 bzw. von einem linearen Verlauf abweicht, ist in Fig. 4 durch einen nach oben weisenden Pfeil dargestellt.The deviation point 13 is the point on the selected tire characteristic 10, from which the actually valid tire characteristic deviates from the selected tire characteristic 10 or from a linear course in the direction of increasing slip or slip angle values. The area from which the operating point 11 deviates from the tire characteristic curve 10 or from a linear course is shown in FIG. 4 by an arrow pointing upwards.
Sobald der Betriebspunkt 11 nicht mehr auf der ausgewählten Reifenkennlinie 10 liegt, wird die ausgewählte Reifenkennlinie 10 korrigiert, so daß sich eine neue korrigierte Reifenkennlinie 14 ergibt. Diese angepaßte Reifenkennlinie 14 weicht dann beispielsweise von der ursprünglich ausgewählten Kennlinie 10 ebenfalls ab dem Abweichungspunkt 13 ab. Die Anpassung kann näherungsweise bereits im linearen Anfangsbereich erfolgen. Die Feststellung einer Abweichung verbunden mit einer genauen Adaption der Reifenkennlinie bzw. Bestimmung der Kraftschlußgrenze ist vorzugsweise möglich, wenn der lineare Anfangsbereich 12 überschritten ist. Die genaue Adaption der Reifenkennlinie bzw. Bestimmung der Kraftschlußgrenze sind aber nicht nur in unmittelbarer Nähe der Kraftschlußgrenze, sondern bereits relativ frühzeitig im weiteren Bereich der Kraftschlußgrenze möglich.As soon as the operating point 11 is no longer on the selected tire characteristic curve 10, the selected tire characteristic curve 10 is corrected, so that a new corrected tire characteristic curve 14 results. This adapted tire characteristic curve 14 then deviates, for example, from the originally selected characteristic curve 10 likewise from the deviation point 13. The adjustment can be made approximately in the linear starting area. The detection of a deviation combined with an exact Adaptation of the tire characteristic curve or determination of the adhesion limit is preferably possible if the linear initial range 12 is exceeded. The exact adaptation of the tire characteristic curve or determination of the adhesion limit are not only possible in the immediate vicinity of the adhesion limit, but also relatively early in the wider area of the adhesion limit.
Ein Abweichen des Betriebspunkts 11 von der ausgewählten Reifenkennlinie 10 bzw. ein Abweichen der Reifenkennlinie 10 von dem linearen Anfangsbereich kann zu einer gleitenden Korrektur der Kennlinie benutzt werden, wobei jede Abweichung zu einer Korrektur herangezogen wird. In manchen Ausführungsformen kann es aber auch zweckmäßig sein, wenn eine Korrektur erst durchgeführt wird, wenn die Abweichung einen bestimmten Schwellwert übersteigt.A deviation of the operating point 11 from the selected tire characteristic curve 10 or a deviation of the tire characteristic curve 10 from the linear starting area can be used for a sliding correction of the characteristic curve, any deviation being used for a correction. In some embodiments, however, it can also be expedient if a correction is only carried out when the deviation exceeds a certain threshold value.
Die ausgewählte Reifenkennlinie 10 kann beim Erkennen einer Abweichung in eine korrigierte Reifenkennlinie 14 angepaßt werden, was beispielsweise mittels der theoretischen oder empirischen Kenntnis benachbarter Reifenkennlinien oder des grundsätzlichen Verhaltens von Fahrzeugreifen durchgeführt werden kann. Da die Anpassung der Reifenkennlinie 10 in eine korrigierte Reifenkennlinie 14 genauer erfolgen kann, insbesondere wenn sich das Fahrzeug der Fahrgrenze nähert, wird die Genauigkeit der Bestimmung der Kraftschlußgrenze 8 im Bereich der Kraftschlußgrenze 8 bzw. der Fahrgrenze erhöht.The selected tire characteristic curve 10 can be adapted to a corrected tire characteristic curve 14 upon detection of a deviation, which can be carried out, for example, by means of the theoretical or empirical knowledge of adjacent tire characteristic curves or the basic behavior of vehicle tires. Since the adaptation of the tire characteristic curve 10 to a corrected tire characteristic curve 14 can take place more precisely, in particular when the vehicle approaches the driving limit, the accuracy of the determination of the adhesion limit 8 in the area of the adhesion limit 8 or the driving limit is increased.
Auf diese Weise ist eine näherungsweise Anpassung der Reifenkennfelder bei Betriebssituationen mit vergleichsweise niedrigen Längs- und Querbeschleunigungen und eine genaue Anpassung der Reifenkennlinien bei jeder Annäherung an die Fahrgrenze möglich, unabhängig davon, ob die Fahrsituation kritisch ist oder nicht. Bei normalem Fahr- betrieb erfolgt eine permanente, näherungsweise Abschätzung der aktuellen Kraftschlußgrenze. Nähert sich das Fahrzeug dem Grenzbereich, wird die Ermittlung der aktuellen Kraftschlußgrenze genauer. Dadurch stehen dann präzise Daten zur Verfügung, sobald ein exakter Eingriff in das Fahrverhalten erforderlich wird.In this way, an approximate adjustment of the tire characteristics in operating situations with comparatively low longitudinal and lateral accelerations and an exact adjustment of the tire characteristics is possible with every approach to the driving limit, regardless of whether the driving situation is critical or not. With normal driving operation, there is a permanent, approximate estimate of the current adhesion limit. If the vehicle approaches the limit area, the determination of the current adhesion limit becomes more precise. This means that precise data is available as soon as an exact intervention in driving behavior is required.
Mit der Erfindung werden zuverlässige und genaue Informationen über den aktuellen Kraftschluß sowie die aktuelle Kraftschlußgrenze gegeben, bevor die Kraftschlußgrenze erreicht ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß nicht nur die aktuelle Kraftschlußgrenze, sondern auch der Verlauf der gültigen Reifenkennlinie vorliegt, um Extrapolationen des Fahrzeugverhaltens sowie bei einer eventuellen Fahrzeugregelung eine optimale Regelgüte zu ermöglichen. With the invention, reliable and accurate information about the current adhesion and the current adhesion limit is given before the adhesion limit is reached. It is particularly advantageous that not only the current adhesion limit, but also the course of the valid tire characteristic curve is present in order to enable extrapolations of the vehicle behavior as well as optimal control quality in the event of a vehicle control.
BezugszeichenlisteReference list
1 Fahrdynamiksensor1 driving dynamics sensor
2 Fahrbahnsensor2 lane sensor
3 Fahrdynamik-Simulationsmodell3 Driving dynamics simulation model
4 Kraftschluß4 adhesion
5 Fahrbahnerkennung5 lane recognition
6 Kennlinienanpassung6 characteristic curve adjustment
7 Kennfeldspeicher7 map memory
8 Kraftschlußgrenze8 adhesion limit
8a Kraftschlußgrenze der unkorrigierten Reifenkennlinie8a adhesion limit of the uncorrected tire characteristic
9 Reifenkennfeld9 Tire map
10 Reifenkennlinie10 tire characteristic
11 Betriebspunkt11 operating point
12 Anfangsbereich12 initial area
13 Abweichungspunkt13 deviation point
14 korrigierte Reifenkennlinie14 corrected tire characteristic
U Umfangskraft s Schlupf U circumferential force s slip

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zum Bestimmen des Kraftschlusses (4) und/ oder der Kraftschlußgrenze (8) eines Reifens eines fahrenden Fahrzeugs, umfassend das Messen des Fahrzustands des Fahrzeugs mittels mehrerer Fahrdynamiksensoren (1) , das Ermitteln des Fahrbahnzustands mittels mindestens eines den Fahrbahnzustand detektierenden Fahrbahn- sensors (2) und das Auswerten der Daten der Fahrdynamiksensoren (1) und des Fahrbahnsensors (2) , wobei ein Rechner mittels eines Fahrdynamik-Simulationsmodells (3) den kinematischen Zustand des Rads und den Kraftschluß (4) bzw. unter Berücksichtigung mindestens eines abgespeicherten Reifenkennfelds (9) mit Reifenkennlinien (10) die Kraftschlußgrenze (8) ermittelt, dadurch gekennzeichnet/ daß die Reifenkennlinien (10) ausgehend von einem Anfangssatz an Basis-Reifenkennlinien im Laufe der Be- triebszeit an das aktuelle Reifenverhalten angepaßt werden.Method for determining the adhesion (4) and / or the adhesion limit (8) of a tire of a moving vehicle, comprising measuring the driving state of the vehicle by means of several driving dynamics sensors (1), determining the state of the road by means of at least one road sensor that detects the state of the road ( 2) and evaluating the data from the driving dynamics sensors (1) and the roadway sensor (2), a computer using a driving dynamics simulation model (3) to determine the kinematic state of the wheel and the frictional connection (4) or taking into account at least one stored tire map ( be adapted to the current tire behavior 9) determined by the tire characteristics (10), the adhesion limit (8), characterized in / that the tire characteristic curves (10) operating time, starting from an initial set of base tire characteristic curves in the course of loading.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung der Reifenkennlinien (10) erfolgt, wenn auf Basis eines Vergleichs der Ergebnisse des Fahrdynamik-Simulationsmodells (3) und der Ermittlung des Fahrbahnzustands eine Abweichung von einer Reifenkennlinie (10) erkannt wird. Method according to Claim 1, characterized in that the tire characteristic curves (10) are adjusted when a deviation from a tire characteristic curve (10) is detected on the basis of a comparison of the results of the driving dynamics simulation model (3) and the determination of the road condition.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrbahnzustand mittels mehrerer, verschiedener Fahrbahnsensoren (2) ermittelt wird, wobei die von deren Signalen abgeleiteten Informationen mittels eines Schrankenverfahrens zur Eingrenzung des Fahrbahnzustands ausgewertet werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the road condition is determined by means of several, different road sensors (2), the information derived from their signals being evaluated by means of a barrier method to limit the road condition.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrbahnsensoren (2) mindestens drei der folgenden Typen umfassen: Lufttemperatur, Fahrbahntemperatur, optische oder akustische Erkennung von Schnee oder Eis oder Wasser oder trockener Fahrbahn.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the roadway sensors (2) comprise at least three of the following types: air temperature, roadway temperature, optical or acoustic detection of snow or ice or water or dry roadway.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reifenkennfeld (9) Reifenkennlinien (10) in Form von Umfangskraft- Schlupf- und/oder Seitenkraft-Schräglaufwinkel-Kurven für bestimmte Fahrbahnzustände und/oder für unterschiedliche Radlasten umfaßt.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the tire map (9) tire characteristics (10) in the form of peripheral force, slip and / or lateral force slip angle curves for certain road conditions and / or for different wheel loads.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reifenkennfeld (9) mindestens drei Basis-Reifenkennlinien bzw. Reifenkennlinien (10) für folgende Fahrbahnzustände umfaßt: trocken, feucht, naß, niedrige Wasserhöhe, hohe Wasserhöhe, Schnee, Eis, loser Untergrund.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the tire map (9) comprises at least three basic tire characteristics or tire characteristics (10) for the following road conditions: dry, damp, wet, low water level, high water level, snow, ice, loose underground.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reifenkennfelder (9) nur eine geringe Gesamtanzahl von Reifenkennlinien (10) , bevorzugt weniger als 40, besonders bevorzugt weniger als 20 Reifenkennlinien zum Bestimmen des Kraftschlusses (4) bzw. der Kraftschlußgrenze (8) umfassen.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the tire characteristics (9) only a small total number of tire characteristics (10), preferably less than 40, particularly preferably less than 20 tire characteristics for determining the Include adhesion (4) or the adhesion limit (8).
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reifenkennfeld (9) im Laufe der Betriebszeit um Reifenkennlinien (10) für weitere Fahrbahnzustände erweitert wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a tire map (9) is expanded in the course of the operating time by tire characteristics (10) for further road conditions.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anpassen einer Reifenkennlinie (10) eine oder mehrere weitere Reifenkennlinien eines oder mehrerer Reifenkennfelder (9) entsprechend angepaßt werden.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that when adjusting a tire characteristic (10) one or more further tire characteristics of one or more tire characteristics (9) are adjusted accordingly.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schrankenverfahren Informationen der Fahrdynamik-Simulationsrechnung berücksichtigt.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the barrier method takes into account information from the vehicle dynamics simulation calculation.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schrankenverfahren die Anfangssteigung der Kraftschlußkurve berücksichtigt.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the barrier method takes into account the initial slope of the adhesion curve.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung der Reifenkennlinien (10) im Bereich normaler Betriebszustände des Fahrzeugs näherungsweise und im Bereich der Fahrgrenze genau durchgeführt wird.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the adaptation of the tire characteristics (10) in the area of normal operating conditions of the vehicle is carried out approximately and in the area of the driving limit exactly.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Kraftschlußgrenze (8) im Bereich normaler Betriebszustände des Fahrzeugs näherungsweise und im Bereich der Fahrgrenze genau durchgeführt wird. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the determination of the adhesion limit (8) in the area of normal operating conditions of the vehicle is carried out approximately and precisely in the area of the driving limit.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13 , dadurch gekennzeichnet, daß die genaue Anpassung bzw. Ermittlung durchgeführt wird, wenn der lineare Anfangsbereich (12) der ausgewählten Reifenkennlinie (10) überschritten ist.14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that the exact adjustment or determination is carried out when the linear initial range (12) of the selected tire characteristic (10) is exceeded.
15. Verfahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung bzw. Ermittlung durchgeführt wird, wenn ein berechneter Betriebspunkt (11) von einer ausgewählten Reifenkennlinie (10) abweicht.15. The method according to claim 12, 13 or 14, characterized in that the adaptation or determination is carried out when a calculated operating point (11) deviates from a selected tire characteristic curve (10).
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrdynamik-Simulationsmodell (3) ein Echtzeit-Modell ist, mittels dessen von dem Rechner der aktuelle kinematische Zustand des Rades und/oder der aktuelle Kraftschluß (4) und/oder die aktuelle Kraftschlußgrenze (8) des Rads in Echtzeit berechnet wird.16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the driving dynamics simulation model (3) is a real-time model, by means of which the current kinematic state of the wheel and / or the current frictional connection (4) and / or the computer current adhesion limit (8) of the wheel is calculated in real time.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung des Kraftschlusses (4) und/oder der Kraftschlußgrenze (8) Fahrdynamikparameter berücksichtigt, die von mittels der Fahrdynamiksensoren (1) gemessenen Daten abgeleitet werden.17. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the determination of the adhesion (4) and / or the adhesion limit (8) takes into account driving dynamics parameters which are derived from data measured by means of the driving dynamics sensors (1).
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung des Kraftschlusses (4) und/oder der Kraftschlußgrenze (8) achsweise erfolgt.18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the determination of the adhesion (4) and / or the adhesion limit (8) is carried out axially.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der bestimmten Kraftschlüsse (4) und/oder Kraftschlußgrenzen (8) aller Räder der Kraftschluß und/oder die Kraftschlußgrenze des gesamten Fahrzeugs bestimmt wird.19. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that by means of the determined Non-positive connections (4) and / or non-positive limits (8) of all wheels, the non-positive and / or the non-positive limit of the entire vehicle is determined.
20. Vorrichtung zur Duchfuhrung eines Verfahrens zum Bestimmen des Kraftschlusses (4) und/oder der Kraftschlußgrenze (8) eines Reifens eines fahrenden Fahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mehrere Fahrdynamiksensoren (1) zur Messung des Fahrzustands des Fahrzeugs, mindestens einen den Fahrbahnzustand detektierenden Fahrbahnsensor (2) zur Ermittlung des Fahrbahnzu- stands und einen Rechner zum Auswerten der Daten der Fahrdynamiksensoren (1) und des Fahrbahnsensors (2), der mittels eines Fahrdynamik-Simulationsmodells (3) den kinematischen Zustand des Rads und den Kraftschluß (4) bzw. unter Berücksichtigung mindestens eines abgespeicherten Reifenkennfelds (9) mit Reifenkennlinien (10) die Kraftschlußgrenze (8) ermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Anpassen der Reifenkennlinien (10) ausgehend von einem Anfangssatz von Basis- Reifenkennlinien im Laufe der Betriebszeit an das aktuelle Reifenverhalten ausgebildet ist.20. Device for carrying out a method for determining the adhesion (4) and / or the adhesion limit (8) of a tire of a moving vehicle according to one of the preceding claims, comprising a plurality of driving dynamics sensors (1) for measuring the driving condition of the vehicle, at least one of the road condition Detecting road surface sensor (2) for determining the road surface condition and a computer for evaluating the data from the driving dynamics sensors (1) and the road surface sensor (2), which uses a driving dynamics simulation model (3) to determine the kinematic state of the wheel and the frictional connection (4) or taking into account at least one stored tire map (9) with tire curves (10), the adhesion limit (8) is determined, characterized in that the device for adapting the tire curves (10) based on an initial set of basic tire curves in the course of the operating time to the current tire behavior is formed.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, verschiedene Fahrbahnsensoren (2) zum Ermitteln des Fahrbahnzustands vorgesehen sind und der Rechner zur Eingrenzung des Fahrbahnzustands unter Berücksichtigung der von den Signalen der Fahr- bahnsensoren aogeleiteten Informationen und unter Anwendung eines Schrankenverfahrens ausgebildet ist.21. The apparatus according to claim 20, characterized in that a plurality of different roadway sensors (2) are provided for determining the roadway state and the computer for limiting the roadway state taking into account the signals from the road web sensors and information is trained using a barrier method.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrbahnsensoren neben typischen Fahrbahn-Nassezustanden wie Eis, Schnee und Wasser auch Eigenschaften des Untergrundes, insbesondere Rauhigkeit, Mateneloeschaffenheit und/oder ein Zwischenmedium wie insbesondere 01, Laub, Sand erfassen.22. The method according to any one of claims 1-3, characterized in that the roadway sensors in addition to typical roadway wet conditions such as ice, snow and water also record properties of the subsurface, in particular roughness, mateno texture and / or an intermediate medium such as in particular 01, leaves, sand .
23. Verfahren nach Ansprucn 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Reifenkennfeld (9) Basis-Kennlinien bzw. Reifenkennlinien (10) für verschiedene Fahrbahn-Nassezustande und/oder Eigenschaften des Untergrundes umfaßt.23. The method according to Ansprucn 22, characterized in that the tire map (9) comprises basic characteristics or tire characteristics (10) for different road wet conditions and / or properties of the ground.
24. Verfahren nach einem der Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reifenkennfeld (9) Reifenkennlinien (10) in Form von Umfangskraft-Schlupf- und/oder Seitenkraft-Schraglaufwmkel-Kurven für unterschiedliche Radgeschwindigkeiten umfaßt.24. The method according to any one of claims 1-5, characterized in that the tire map (9) tire characteristics (10) in the form of peripheral force-slip and / or lateral force-slip angle curves for different wheel speeds.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung des Kraftschlusses (4) und/oder der Kraftschlußgrenze (8) spurweise oder radindividuell erfolgt.25. The method according to any one of claims 1-17, characterized in that the determination of the adhesion (4) and / or the adhesion limit (8) is carried out in lane or wheel-specific.
26. Verfahren oder Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle oder m Ergänzung eines abgespeicherten Reifenkennfeldes ein mathematisches Reifenmodell zur Generierung der Reifenkennlinien verwendet wird, um den Kraftschluß und/oder die Kraftschlußgrenze zu bestimmen, wobei der Übergang von einer Reifenkennlinie zu einer anderen durch Änderung eines oder mehrerer Parameter des Reifenmodells erfolgt. 26. The method or device according to any one of the preceding claims, characterized in that instead of or m supplementing a stored tire map, a mathematical tire model is used to generate the tire characteristics in order to determine the adhesion and / or the adhesion limit, the transition from a tire characteristic to another is done by changing one or more parameters of the tire model.
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