EP3585661A1 - Bestimmung eines maximalen kraftschlusskoeffizienten - Google Patents

Bestimmung eines maximalen kraftschlusskoeffizienten

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EP3585661A1
EP3585661A1 EP18703543.1A EP18703543A EP3585661A1 EP 3585661 A1 EP3585661 A1 EP 3585661A1 EP 18703543 A EP18703543 A EP 18703543A EP 3585661 A1 EP3585661 A1 EP 3585661A1
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EP
European Patent Office
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coefficient
tire
maximum
traction
slip
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18703543.1A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Zdych
Heinz-Joachim Gilsdorf
Volker Wagner
Ulrich Mair
Lara Ruth TURNER
Julian KING
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0808—Diagnosing performance data

Definitions

  • the invention relates to determining a maximum traction coefficient indicative of a maximum transmissible force between a tire and a ground.
  • a motor vehicle drives on a surface.
  • the surface is the surface that contacts the tire.
  • the substrate can be covered with an intermediate medium, z. B. with an ice surface, a wet film, a
  • Lubricating film or the like If a longitudinal force, in particular an acceleration or a braking force, acts between one of the wheels and the ground, then the peripheral speed of the wheel may deviate from the speed of movement of the motor vehicle and longitudinal slippage occurs. If a lateral force acts on the wheel, for example when the motor vehicle is traveling through a curve, the plane of rotation of the wheel does not coincide with its direction of movement and there is a slip angle. The lateral force can act in both directions and the slip angle can occur on a steered or unguided wheel. Longitudinal slip and slip angle are symbolized in the following for simplicity by " ⁇ ".
  • a maximum force transferable between the wheel and the ground generally depends on the ⁇ -value and the maximum possible adhesion coefficient max . If the force to be transmitted between the wheel and the ground exceeds the maximum transmittable force, the wheel is likely to spin or slip away, and ultimately the loss of control of the motor vehicle threatens.
  • DE 10 2012 217 772 A1 relates to a technique for determining a maximum coefficient of adhesion between a vehicle tire and a road surface.
  • a method for providing a maximum traction coefficient between the tire and the ground comprises steps of detecting a current slip of the tire relative to the tire. terground; the detection of a momentary coefficient of adhesion; forming a tuple from the slip and the current frictional coefficient or forming a tuple from the slip and the corresponding slope of the instantaneous frictional coefficient change; selecting one of a plurality of predetermined characteristics on the basis of the corresponding tuple, the characteristics describing respectively the adhesion behavior and the change of the adhesion behavior of a tire on a specific subsurface; determining the maximum traction coefficient on the basis of the selected characteristic; and providing the maximum force coefficient.
  • the determined maximum traction coefficient can be used to control a motor vehicle to which the wheel is attached.
  • a driving safety of the motor vehicle can be improved.
  • the characteristic curves can be present, for example, as a table or characteristic field or in parametric form, so that either a processing effort or a memory size can be minimized.
  • the predetermined characteristic curves comprise adhesion characteristic curves, which respectively indicate a relationship between a slip and a coefficient of adhesion (also called adhesion coefficient) for possible tire / background pairings.
  • adhesion characteristic curves which respectively indicate a relationship between a slip and a coefficient of adhesion (also called adhesion coefficient) for possible tire / background pairings.
  • a traction characteristic is selected which includes a point to which the tuple comes as close as possible.
  • adhesion characteristics are known, the more accurate the determination can be made.
  • An erroneous selection of an adjacent traction characteristic may reduce the quality of the result provided, but generally still provides a useful value. Only when the selected adhesion characteristic is far removed from the correct adhesion characteristic can the value provided become unusable.
  • a gradient of a traction characteristic at point ⁇ is determined and added to a new tuple with slip ⁇ and slope m. briefly sums.
  • the predetermined characteristics include slope characteristics, each indicating a slope of a traction curve. A slope characteristic is selected which comes as close as possible to the tuple of slip ⁇ and slope m. It is not absolutely necessary to know the associated traction characteristics, a determination of the maximum traction coefficient is possible only on the basis of the slope characteristics.
  • the provided maximum traction coefficient may be determined based on a combination of the maximum traction coefficients determined with respect to different types of characteristics. In other words, both of the abovementioned embodiments can be pursued in parallel, and the maximum frictional coefficients resulting from this can be matched, correlated or combined with one another. A determination security or accuracy can be improved thereby. For example, an arithmetic or other means between the maximum traction coefficients may be determined and provided.
  • the provision of the maximum adhesion coefficient can be discarded in a further embodiment of the invention, if the two determined maximum adhesion coefficients differ from each other by more than a predetermined amount. In this case, errors in sampling or processing may be too great to determine a useful maximum coefficient of traction.
  • the provision of a value can be inhibited or, for example, a default value, a previous value or an estimate is provided.
  • an instantaneous coefficient of traction is provided if this or its magnitude is greater than the determined maximum traction coefficient.
  • the amount of the momentary adhesion coefficient can be provided.
  • the determination in this case may be more conservative than the observed behavior of the tire on the ground.
  • the procedure can be adapted to unused reserves of the present circumstances. The method has shown good results with low to moderate adhesion coefficients, in particular in the first embodiment mentioned above. Under these conditions, the adhesion characteristics can still be distinguishable from one another reliably. With high coefficients of adhesion, real adhesion characteristics can only be reliably differentiated from each other at larger ⁇ values.
  • a corresponding maximum coefficient of friction can only be selected or output on the basis of the corresponding region affiliation of the gradient if the slope of the adhesion characteristic curve at the present location has a predetermined threshold value exceeds.
  • a histogram is formed based on a plurality of determined maximum traction coefficients, and the quality of a particular maximum traction coefficient may be determined based on the histogram.
  • a non-continuous provision of the maximum adhesion coefficient can be realized by a per-cycle of the method, a maximum coefficient of adhesion is determined, but this is not immediately provided, but finds input in the histogram from which a maximum adhesion coefficient can be determined at any time , The determination of the maximum adhesion coefficient can thus be decoupled from its provision. The provided value can thereby be smoothed over time.
  • a computer program product comprises program code means for carrying out the method described above when the computer program product runs on a processor or is stored on a computer-readable medium.
  • a device for providing a maximum traction coefficient between a tire and a ground on which the tire rolls comprises: a first interface for detecting a current slip ⁇ of the tire; a second interface for detecting a momentary coefficient of adhesion or a corresponding slope; and a processing device.
  • the processing device is set up to form a tuple from the slip ⁇ and the adhesion coefficient ⁇ or from the slip ⁇ and the slope m; to select a characteristic curve from a plurality of predetermined characteristic curves on the basis of the respective tuple, the characteristic curves respectively describing the adhesion behavior of a tire or the associated gradient of these characteristics; determine the maximum traction coefficient on the basis of this selected characteristic; and to provide the maximum traction coefficient.
  • the device can be mounted on board a motor vehicle in order to determine the maximum adhesion coefficient, particularly preferably in real time. The determination may be made individually for any tire of the motor vehicle.
  • the processing device may comprise a programmable microcomputer or microcontroller and is preferably configured to carry out the method described above in whole or in part.
  • the method can be in the form of a computer program product. Because of the substantial mutual correspondence of the device with the method, advantages or features of one object may also be applicable to the other, and vice versa.
  • Figure 1 shows a tire on a substrate.
  • Figure 2 is a traction characteristic between a slip of a tire and its adhesion coefficient.
  • Fig. 3 is a slope characteristic as a derivative of the adhesion characteristic of Fig. 2;
  • FIG. 4 shows a frictional connection characteristic as an enlargement of a section of FIG. 2;
  • Fig. 5 is a slope characteristic as an enlargement of a detail of Fig. 3;
  • FIG. 6 is a flowchart of a method for determining a maximum
  • Frictional coefficients of a pairing of tires and ground
  • Fig. 7 is a schematic representation of a device for determining a maximum adhesion coefficient represents.
  • Figure 1 shows a tire 100 on a substrate 105 in a side view and a plan view.
  • the substrate 105 here is the surface that the tire contacts.
  • the substrate 105 may be covered by an intermediate medium, for. B. with an ice surface, a wet film, a lubricating film or the like.
  • the intermediate medium is thus applied to the substrate 105 and influences the surface condition of the substrate 105.
  • the tire 100 is usually surrounded by a wheel; However, in the present description, the friction behavior between the tire 100 and the ground 105 is mainly focused, so that for consideration of, for example, the drivability of a motor vehicle, the aforementioned tire 100 may be considered synonymous with a wheel.
  • a peripheral speed 1 10 and a longitudinal speed 1 15 are applied.
  • the longitudinal speed 15 runs in a longitudinal direction 120, which is perpendicular to an axis of rotation of the tire 100 and usually runs parallel to the base 105.
  • a difference between the speeds 1 10 and 1 15 produces a longitudinal slip 125, which may be referred to as s.
  • a plane of rotation 130 and a direction of movement 135 are plotted.
  • the plane of rotation 130 is perpendicular to a transverse direction 140 that extends parallel to the axis of rotation of the tire 100.
  • the transverse direction 140 is parallel to an axis of rotation of the tire 100 and preferably coincides therewith.
  • a slip angle 145 which can be designated ⁇ .
  • FIG. 2 shows a tire diagram 200 with a number of exemplary adhesion characteristic curves 205, each of which describes a relationship between a slip ⁇ 150 and a momentary adhesion coefficient ⁇ .
  • FIG. 3 shows a gradient diagram 300 with exemplary gradient characteristics 305, which each represent a gradient m of a corresponding traction characteristic curve 205.
  • Each slope characteristic thus describes a relationship between a slip 150 and the slope of the adhesion coefficient ⁇ with respect to the slip 150.
  • FIG. 4 shows a further tire diagram 400 as a detail enlargement of the tire diagram 200 of FIG. 2, which describes a relationship between a slip ⁇ 150 and a momentary adhesion coefficient ⁇ 410.
  • FIG. 5 shows a further gradient diagram 500 as a detail enlargement of the gradient diagram 300 of FIG. 3, which describes a relationship between a slip ⁇ 150 and a current gradient value m 510.
  • Each adhesion characteristic curve 205 and each gradient characteristic curve 305 respectively describe the adhesion behavior and the frictional connection between the tire 100 and the substrate 105 under predetermined conditions. Specifically, these conditions relate to the tire 100 with respect to a type of tire, tire dimensions, temperature, air pressure, material, tread or wear condition, and the ground 105 with respect to roughness, material, temperature, or humidity. While the properties of the tire 100 usually change very slowly, the characteristics of the terrain being traveled can also change rapidly. If a motor vehicle comprises a plurality of tires 100, then individual characteristic curves 205, 305 may be provided or the determination on different tires 100 may be made on the basis of common characteristics 205, 305.
  • a tuple 410 may be formed, which comprises a slip 150 and an associated momentary coefficient of adhesion ⁇ .
  • a frictional characteristic 205 is determined, which includes a point that comes as close as possible to the tuple 410. In other words, it can be determined to which adhesion characteristic curve 205 the tuple 410, in its representation as a point in the ⁇ - ⁇ plane, has the smallest distance.
  • This adhesion characteristic curve 205 is then selected from the multiplicity of predetermined adhesion characteristic curves 205.
  • the maximum adhesion coefficient p max can then be determined from the maximum of the selected adhesion characteristic curve 205.
  • a slope m of a traction characteristic of the tire 100 at one point is determined.
  • the slope m of the adhesion characteristic curve 205 is determined in the region of the point.
  • another tuple 510 can be formed, which summarizes the slip ⁇ and the slope m of the adhesion curve 205 of the tire 100. From the slope characteristics 305, it is then possible to select the one that fits as well as possible to this further tuple 510. In particular, the slope characteristic curve 305 may be selected whose distance to the tuple 510 is the lowest. On the basis of the selected slope characteristic curve 305, the maximum adhesion coefficient p max can then be assigned.
  • the associated gradient characteristic curve 305 can also be determined for a selected adhesion characteristic curve 205, on the basis of which the maximum adhesion coefficient p max can be determined, in particular as described above with respect to the second embodiment.
  • FIG. 6 shows a flowchart of a method 600 for providing a maximum traction coefficient p max between a tire 100 and a substrate 105 on which the tire 100 is rolling.
  • the following explanations of the method relate in particular to the exemplary illustrations of FIGS. 1 to 5.
  • the method 600 is preferably set up on board a motor vehicle to be performed in order to determine the maximum adhesion coefficient max under current conditions.
  • the implementation of the method 600 for this purpose is preferably carried out periodically, and more preferably in real time, ie with a guaranteed maximum delay between the determination time of ⁇ and ⁇ and the provision of the maximum adhesion coefficient max .
  • the provided maximum coefficient of traction coefficient max can be used in particular by a control device on board the motor vehicle in order to carry out a longitudinal or lateral control of the motor vehicle in an improved manner.
  • a step 605 of the method 600 the slip ⁇ and the momentary adhesion coefficient ⁇ are detected in an existing driving situation. From the two values, a tuple 410 is preferably formed.
  • the detection may comprise accepting a value via an interface, in particular to a control device on board a motor vehicle.
  • the value may directly include the momentary coefficient of adhesion ⁇ or the slip ⁇ or one or more values from which the required quantity can be derived.
  • the momentary adhesion coefficient can be determined, for example, as a quotient of a directly measured tire tangential force and a directly measured tire normal force. The measurement of these forces may already be provided on the motor vehicle for other reasons.
  • the currently acting adhesion coefficient can also be determined on the basis of a model.
  • the model may include a computational model that operates on the basis of, for example, a yaw rate of the motor vehicle, a tire speed of the tire 100 or other tire 100, or based on accelerations.
  • the variables mentioned can be recorded or determined, for example, on a conventional motor vehicle by means of an already existing sensor system, so that the currently acting adhesion coefficient can be determined simply and accurately.
  • a longitudinal force currently acting on the tire is determined and the instantaneous adhesion coefficient is determined as the quotient of the longitudinal force and a normal force. A corresponding determination is possible with regard to the transverse force.
  • a transverse force currently acting on the tire is determined and the instantaneous adhesion coefficient is determined as the quotient of the lateral force and a normal force.
  • a tuple 410 is then determined in a first step 610 and in a second step 615 a tuple 410 as best matching adhesion characteristic 205 selected from a number of predetermined adhesion characteristics 205, as above in particular with reference to Figure 4 in more detail is described.
  • the maximum frictional coefficient max can then be determined with respect to the selected adhesion characteristic 205, in particular from the maximum of the frictional characteristic 205.
  • a step 620 the slope m of a traction characteristic 205 in the case of the slip 150 present is determined. Calculated this can be done by calculating a difference quotient of momentary coefficient of adhesion coefficient and associated slip difference 150 (see above, in particular with reference to Figure 5).
  • the tuple 510 may then be formed from the slip 150 and the slope m.
  • the slope characteristic 305 may then be selected from a plurality of predetermined slope characteristics 305 that best fit the particular slope m in the present slip 150, i. has the smallest distance to tuple 510. The maximum traction coefficient max may then be assigned based on the selected slope characteristic 305.
  • a first maximum adhesion coefficient max can be determined, and by means of steps 620 to 630 a second maximum adhesion coefficient max can be determined. If more than one maximum coefficient of traction coefficient max is determined, then the determined maximum traction coefficients max can be determined with max . be set in context in order to improve or determine a determination accuracy and / or to increase a certainty of determination.
  • a step 635 it may be determined whether the determined maximum adhesion coefficients p max deviate from each other by more than a predetermined amount. If this is the case, then increased measurement noise, a determination uncertainty or a measurement or processing error can be assumed. Further processing and, in particular, provision of a specific maximum adhesion coefficient p max can then be dispensed with.
  • the determined maximum adhesion coefficients p max can also be combined with each other. For example, it is always possible to continue to use the one or always the other determined maximum adhesion coefficient p max . It is also possible, for example, to use a means, such as the arithmetic mean, of the determined maximum adhesion coefficient max .
  • the determined maximum force coefficient max is provided.
  • the determined maximum adhesion coefficient max can be subjected to further processing.
  • a histogram of past values of the maximum adhesion coefficients max can be applied.
  • values of a predetermined past period or all known values can be taken into account.
  • the determined values are divided into predetermined ranges and the number of values that fall within the individual ranges is determined. The area with the highest number can provide a hypothesis for the most probable maximum traction coefficient max .
  • a relative probability can be determined as a measure of reliability.
  • not every run of the method 600 provides the determined maximum traction coefficient max , but the maximum traction coefficient max found most likely based on the histogram is provided.
  • the output interval of the most probable value for the maximum traction coefficient max may thereby be decoupled from the cycle interval with which the method 600 is performed.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of an exemplary device 700 for determining the maximum adhesion coefficient max on any tire 100 that is attached to a motor vehicle 705.
  • the device 700 comprises a processing device 710 which comprises a programmable microcomputer and in particular may be configured to perform the method 600 described above in whole or in part.
  • the device 700 comprises a first interface 715 for receiving a first value, a second interface 720 for receiving a second value, and preferably a third interface 725 for providing a specific maximum adhesion coefficient max .
  • Some of the interfaces 715, 720 and 725 may also be coincident or integrated with each other.
  • the value for the interface 715 comprises a ⁇ -value 150 and the value for the interface 720 a current coefficient of adhesion ⁇ .
  • other values are taken from which, as described above, the ⁇ value 150 or the momentary adhesion coefficient ⁇ can be determined.

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Abstract

Ein Reifen (100) rollt auf einem Untergrund (105). Ein Verfahren (600) zum Bereitstellen eines maximalen Kraftschlusskoeffizienten zwischen dem Reifen (100) und dem Untergrund (105) umfasst Schritte des Erfassens eines momentanen Schlupfs des Reifens (100) gegenüber dem Untergrund (105); des Erfassens eines momentanen Kraftschlusskoeffizienten; des Bildens eines Tupels (410, 510) aus dem Schlupf und dem momentanen Kraftschlusskoeffizienten; des Auswählens einer Kennlinie (205, 305) aus einer Vielzahl vorbestimmter Kennlinien (205, 305), auf der Basis des Tupels (410, 510), wobei die Kennlinien (205, 305) jeweils ein Kraftschlussverhalten eines Reifens (100) oder der entsprechenden Kennliniensteigung beschreiben; des Bestimmens des maximalen Kraftschlusskoeffizienten auf der Basis der ausgewählten Kennlinie (205, 305); und des Bereitstellens des maximalen Kraftschlusskoeffizienten.

Description

Bestimmung eines maximalen Kraftschlusskoeffizienten
Die Erfindung betrifft das Bestimmen eines maximalen Kraftschlusskoeffizienten, der auf eine maximal übertragbare Kraft zwischen einem Reifen und einem Untergrund hinweist.
Ein Kraftfahrzeug fährt auf einem Untergrund. Der Untergrund ist hierbei diejenige Oberfläche, die der Reifen kontaktiert. Der Untergrund kann dabei mit einem Zwischenmedium bedeckt sein, z. B. mit einer Eisfläche, einem Nässefilm, einem
Schmierfilm oder ähnlichem. Wirkt zwischen einem der Räder und dem Untergrund eine Längskraft, insbesondere eine Beschleunigungs- oder eine Bremskraft, so kann die Umfangsgeschwindigkeit des Rads von der Bewegungsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs abweichen und es entsteht ein Längsschlupf. Wirkt eine Querkraft auf das Rad, beispielsweise wenn das Kraftfahrzeug durch eine Kurve fährt, so fällt die Drehebene des Rads nicht mit seiner Bewegungsrichtung zusammen und es besteht ein Schräglaufwinkel. Die Querkraft kann in beiden Richtungen wirken und der Schräglaufwinkel kann an einem gelenkten oder einem ungelenkten Rad auftreten. Längsschlupf und Schräglaufwinkel werden im Folgenden zur Vereinfachung jeweils durch "λ" symbolisiert.
Eine zwischen dem Rad und dem Untergrund übertragbare, maximale Kraft hängt im Allgemeinen vom λ-Wert und dem maximal möglichen Kraftschlusskoeffizienten max ab. Übersteigt die zwischen dem Rad und dem Untergrund zu übertragende Kraft die maximal übertragbare Kraft, so droht ein Durchdrehen oder Wegrutschen des Rades und in letzter Konsequenz droht der Verlust der Kontrolle über das Kraftfahrzeug.
DE 10 2012 217 772 A1 betrifft eine Technik zur Bestimmung eines maximalen Kraftschlusskoeffizienten zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahnoberfläche.
Ein Reifen rollt auf einem Untergrund. Ein Verfahren zum Bereitstellen eines maximalen Kraftschlusskoeffizienten zwischen dem Reifen und dem Untergrund umfasst Schritte des Erfassens eines momentanen Schlupfs des Reifens gegenüber dem Un- tergrund; des Erfassens eines momentanen Kraftschlusskoeffizienten; des Bildens eines Tupels aus dem Schlupf und dem momentanen Kraftschlusskoeffizienten oder des Bildens eines Tupels aus dem Schlupf und der entsprechenden Steigung der momentanen Kraftschlusskoeffizientenänderung; des Auswählens einer Kennlinie aus einer Vielzahl vorbestimmter Kennlinien, auf der Basis des entsprechenden Tupels, wobei die Kennlinien jeweils das Kraftschlußverhalten oder die Änderung des Kraftschlußverhaltens eines Reifens auf einem spezifischen Untergrund beschreiben; des Bestimmens des maximalen Kraftschlusskoeffizienten auf der Basis der ausgewählten Kennlinie; und des Bereitstellens des maximalen Kraftsehl usskoef- fizienten.
Auf diese Weise kann der jeweils maximale Kraftschlusskoeffizient rasch und sicher bestimmt werden. Der bestimmte maximale Kraftschlusskoeffizient kann zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs verwendet werden, an dem das Rad angebracht ist. Eine Fahrsicherheit des Kraftfahrzeugs kann dadurch verbessert werden. Die Kennlinien können beispielsweise als Tabelle bzw. Kennfeld oder in parametrischer Form vorliegen, sodass entweder ein Verarbeitungsaufwand oder eine Speichergröße minimiert werden kann.
In einer ersten Ausführungsform des Verfahrens umfassen die vorbestimmten Kennlinien Kraftschlusskennlinien, die jeweils einen Zusammenhang zwischen einem Schlupf und einem Kraftschlusskoeffizienten (auch Kraftschlussbeiwert genannt) für mögliche Reifen-/Untergrundspaarungen angeben. Dabei wird eine Kraftschlusskennlinie ausgewählt, die einen Punkt umfasst, dem das Tupel möglichst nahe kommt. Je mehr Kraftschlusskennlinien bekannt sind, desto genauer kann die Bestimmung durchgeführt werden. Eine irrtümliche Auswahl einer benachbarten Kraftschlusskennlinie kann die Qualität des bereitgestellten Ergebnisses verringern, liefert in der Regel aber immer noch einen brauchbaren Wert. Erst wenn die ausgewählte Kraftschlusskennlinie weit von der korrekten Kraftschlusskennlinie entfernt ist, kann der bereitgestellte Wert unbrauchbar werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Steigung einer Kraftschlusskennlinie an der Stelle λ bestimmt und zu einem neuen Tupel mit Schlupf λ und Steigung m zu- sammengefaßt. Die vorbestimmten Kennlinien umfassen hierbei Steigungskennlinien, die jeweils eine Steigung einer Kraftschlusskennlinie angeben. Es wird eine Steigungskennlinie ausgewählt, die dem Tupel aus Schlupf λ und Steigung m möglichst nahe kommt. Es ist nicht unbedingt erforderlich, die zugehörigen Kraftschlusskennlinien zu kennen, eine Bestimmung des maximalen Kraftschlusskoeffizienten ist allein auf der Basis der Steigungskennlinien möglich.
Der bereitgestellte maximale Kraftschlusskoeffizient kann auf der Basis einer Kombination der bezüglich unterschiedlicher Arten von Kennlinien bestimmten maximalen Kraftschlusskoeffizienten bestimmt werden. Anders ausgedrückt können beide oben genannten Ausführungsformen parallel verfolgt werden und die dabei anfallenden maximalen Kraftschlusskoeffizienten können miteinander abgeglichen, in Relation gesetzt oder kombiniert werden. Eine Bestimmungssicherheit oder -genauigkeit können dadurch verbessert werden. Beispielsweise kann ein arithmetisches oder ein anderes Mittel zwischen den maximalen Kraftschlusskoeffizienten bestimmt und bereitgestellt werden.
Das Bereitstellen des maximalen Kraftschlusskoeffizienten kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verworfen werden, falls die beiden bestimmten maximalen Kraftschlusskoeffizienten um mehr als ein vorbestimmtes Maß voneinander abweichen. In diesem Fall können Fehler der Abtastung oder Verarbeitung zu groß sein, um einen brauchbare maximalen Kraftschlusskoeffizienten zu bestimmen. Das Bereitstellen eines Werts kann unterbunden werden oder es wird beispielsweise ein Standardwert, ein zurückliegender Wert oder eine Schätzung bereitgestellt.
In noch einer weiteren Ausführungsform wird ein momentaner Kraftschlusskoeffizient bereitgestellt, falls dieser oder sein Betrag größer als der bestimmte maximale Kraftschlusskoeffizient ist. Insbesondere kann der Betrag des momentanen Kraftschlusskoeffizienten bereitgestellt werden. Die Bestimmung kann in diesem Fall konservativer als das beobachtete Verhalten des Reifens auf dem Untergrund sein. Das Verfahren kann so an ungenutzte Reserven der vorliegenden Umstände angepasst werden. Das Verfahren hat insbesondere in der oben genannten ersten Ausführungsform gute Resultate bei niedrigen bis mittleren Kraftschlusskoeffizienten gezeigt. Unter diesen Bedingungen können die Kraftschlusskennlinien noch zuverlässig unterscheidbar auseinander liegen. Bei hohen Kraftschlusskoeffizienten können reale Kraftschlusskennlinien erst bei größeren λ-Werten zuverlässig voneinander unterscheidbar sein. Damit die Erkennung von hohen maximalen Kraftschlusskoeffizienten auch bei niedrigen Werten von λ möglich ist, kann ein entsprechender, maximaler Kraft- schlusskoeffizient nur noch aufgrund entsprechender Bereichszugehörigkeit der Steigung mit ausgewählt bzw. ausgegeben werden, falls die Steigung der Kraftschlusskennlinie an der vorliegenden Stelle einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet.
In noch einer weiteren Ausführungsform wird ein Histogramm auf der Basis einer Vielzahl bestimmter maximaler Kraftschlusskoeffizienten gebildet und die Güte eines bestimmten maximalen Kraftschlusskoeffizienten kann auf der Basis des Histogramms bestimmt werden. Dabei kann auch eine nicht-kontinuierliche Bereitstellung des maximalen Kraftschlusskoeffizienten realisiert werden, indem pro Durchlauf des Verfahrens ein maximaler Kraftschlusskoeffizient bestimmt wird, dieser aber nicht unmittelbar bereitgestellt wird, sondern Eingang in das Histogramm findet, aus dem zu jedem Zeitpunkt ein maximaler Kraftschlusskoeffizienten bestimmt werden kann. Die Bestimmung des maximalen Kraftschlusskoeffizienten kann so von seiner Bereitstellung entkoppelt werden. Der bereitgestellte Wert kann dadurch über die Zeit geglättet werden.
Ein Computerprogrammprodukt umfasst Programmcodemittel zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Verarbeitungseinrichtung abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.
Eine Vorrichtung zur Bereitstellung eines maximalen Kraftschlusskoeffizienten zwischen einem Reifen und einem Untergrund auf dem der Reifen rollt, umfasst: eine erste Schnittstelle zur Erfassung eines momentanen Schlupfs λ des Reifens; eine zweite Schnittstelle zur Erfassung eines momentanen Kraftschlusskoeffizienten oder einer entsprechenden Steigung; und eine Verarbeitungseinrichtung. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, ein Tupel aus dem Schlupf λ und dem Kraftschlusskoeffizienten μ oder aus dem Schlupf λ und der Steigung m zu bilden; auf der Basis des jeweiligen Tupels aus einer Vielzahl vorbestimmter Kennlinien eine Kennlinie auszuwählen, wobei die Kennlinien jeweils das Kraftschlußverhalten eines Reifens oder die zugehörige Steigung dieser Kennlinienbeschreiben; den maximalen Kraftschlusskoeffizienten auf der Basis dieser ausgewählten Kennlinie zu bestimmen; und den maximalen Kraftschlusskoeffizienten bereitzustellen.
Die Vorrichtung kann insbesondere an Bord eines Kraftfahrzeugs angebracht werden, um den maximalen Kraftschlusskoeffizienten insbesondere bevorzugt in Echtzeit zu bestimmen. Die Bestimmung kann individuell für einen beliebigen Reifen des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden. Die Verarbeitungseinrichtung kann einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und ist bevorzugt dazu eingerichtet, das oben beschrieben Verfahren ganz oder teilweise durchzuführen. Dazu kann das Verfahren in Form eines Computerprogrammprodukts vorliegen. Wegen der weitgehenden gegenseitigen Entsprechung der Vorrichtung mit dem Verfahren können Vorteile oder Merkmale des einen Gegenstands auch auf den anderen anwendbar sein und umgekehrt.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
Fig. 1 einen Reifen auf einem Untergrund ;
Fig. 2 eine Kraftschlusskennlinie zwischen einem Schlupf eines Reifens und seinem Kraftschlusskoeffizienten;
Fig. 3 eine Steigungskennlinie als Ableitung der Kraftschlusskennlinie von Fig. 2;
Fig. 4 eine Kraftschlusskennlinie als Vergrößerung eines Ausschnitts von Fig. 2;
Fig. 5 eine Steigungskennlinie als Vergrößerung eines Ausschnitts von Fig. 3;
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen eines maximalen
Kraftschlusskoeffizienten einer Paarung aus Reifen und Untergrund; und
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Bestimmung eines maximalen Kraftschlusskoeffizienten darstellt.
Figur 1 zeigt einen Reifen 100 auf einem Untergrund 105 in einer Seitenansicht und einer Draufsicht. Der Untergrund 105 ist hier die Oberfläche, die der Reifen kontaktiert. Der Untergrund 105 kann dabei einem Zwischenmedium bedeckt sein, z. B. mit einer Eisfläche, einem Nässefilm, einem Schmierfilm oder ähnlichem. Das Zwischenmedium ist also auf dem Untergrund 105 aufgebracht und beeinflusst die Ober- flächenbeschaffenheit des Untergrunds 105. Der Reifen 100 ist üblicherweise von einem Rad umfasst; in der vorliegenden Beschreibung wird jedoch hauptsächlich auf das Reibungsverhalten zwischen dem Reifen 100 und dem Untergrund 105 abgestellt, sodass für Betrachtungen beispielsweise des Fahrverhaltens eines Kraftfahrzeugs der genannte Reifen 100 als Synonym zu einem Rad aufgefasst werden kann.
In der Seitenansicht sind eine Umfangsgeschwindigkeit 1 10 und eine Längsgeschwindigkeit 1 15 angetragen. Die Längsgeschwindigkeit 1 15 verläuft in einer Längsrichtung 120, die senkrecht auf einer Drehachse des Reifens 100 steht und üblicherweise parallel zum Untergrund 105 verläuft. Ein Unterschied zwischen den Geschwindigkeiten 1 10 und 1 15 erzeugt einen Längsschlupf 125, der mit s bezeichnet werden kann.
In der Draufsicht sind eine Drehebene 130 und eine Bewegungsrichtung 135 angetragen. Die Drehebene 130 steht senkrecht auf einer Querrichtung 140, die sich parallel zur Drehachse des Reifens 100 erstreckt. Die Querrichtung 140 verläuft parallel zu einer Drehachse des Reifens 100 und fällt bevorzugt mit dieser zusammen. Zwischen der Drehebene 130 und der Bewegungsrichtung 135 besteht ein Schräglaufwinkel 145, der mit α bezeichnet werden kann.
Bezüglich eines Kraftschlusskoeffizienten μ zwischen dem Reifen 100 und dem Untergrund 105 verhält sich der Längsschlupf 125, der eine in Längsrichtung 120 wirkende Kraft erzeugt, ähnlich wie der Schräglaufwinkel 145, der eine in Querrichtung 140 wirkenden Kraft erzeugt. Für die folgenden Erläuterungen wird daher ein Schlupf 150 als übergeordneter Begriff für den Längsschlupf 125 und den Schräglaufwinkel 145 verwendet und mit λ bezeichnet. Figur 2 zeigt ein Reifendiagramm 200 mit einer Anzahl beispielhafter Kraftschlusskennlinien 205, die jeweils einen Zusammenhang zwischen einem Schlupf λ 150 und einem momentanen Kraftschlusskoeffizient μ beschreiben.
Figur 3 zeigt ein Steigungsdiagramm 300 mit beispielhaften Steigungskennlinien 305, die jeweils eine Steigung m einer korrespondierenden Kraftschlusskennlinie 205 darstellen. Jede Steigungskennlinie beschreibt somit einen Zusammenhang zwischen einem Schlupf 150 und der Steigung des Kraftschlusskoeffizienten μ bezüglich dem Schlupf 150.
Figur 4 zeigt ein weiteres Reifendiagramm 400 als Ausschnittvergrößerung des Reifendiagramms 200 von Figur 2, das einen Zusammenhang zwischen einem Schlupf λ 150 und einem momentanen Kraftschlusskoeffizient μ 410 beschreibt.
Figur 5 zeigt ein weiteres Steigungsdiagramm 500 als Ausschnittvergrößerung des Steigungsdiagramms 300 von Figur 3, das einen Zusammenhang zwischen einem Schlupf λ 150 und einem aktuellen Steigungswert m 510 beschreibt.
Jede Kraftschlusskennlinie 205 und jede Steigungskennlinie 305 beschreibt jeweils das Kraftschlußverhalten bzw. die Kraftschlußänderung zwischen dem Reifen 100 und dem Untergrund 105 unter vorbestimmten Bedingungen. Diese Bedingungen betreffen insbesondere den Reifen 100 bezüglich eines Reifentyps, Reifendimensionen, einer Temperatur, eines Luftdrucks, eines Materials, eines Reifenprofils oder eines Verschleißzustands, und den Untergrund 105 bezüglich einer Rauigkeit, eines Materials, einer Temperatur oder einer Feuchtigkeit. Während sich die Eigenschaften des Reifens 100 üblicherweise nur sehr langsam ändern, können sich die Eigenschaften des gerade befahrenen Untergrunds auch rasch ändern. Umfasst ein Kraftfahrzeug mehrere Reifen 100, so können individuelle Kennlinien 205, 305 bereitgestellt sein oder die Bestimmung an unterschiedlichen Reifen 100 kann auf der Basis gemeinsamer Kennlinien 205, 305 erfolgen.
Erfindungsgemäß kann ein Tupel 410 gebildet werden, das einen Schlupf 150 und einen zugeordneten, momentanen Kraftschlusskoeffizienten μ umfasst. In einer ers- ten Ausführungsform wird eine Kraftschlusskennlinie 205 bestimmt, die einen Punkt umfasst, der dem Tupel 410 möglichst nahe kommt. Anders ausgedrückt kann bestimmt werden, zu welcher Kraftschlusskennlinie 205 das Tupel 410, in seiner Repräsentation als Punkt in der λ-μ-Ebene, den geringsten Abstand hat. Diese Kraftschlusskennlinie 205 wird dann aus der Vielzahl vorbestimmter Kraftschlusskennlinien 205 ausgewählt. Der maximale Kraftschlusskoeffizient pmax kann dann aus dem Maximum der ausgewählten Kraftschlusskennlinie 205 bestimmt werden.
In einer zweiten Ausführungsform wird zunächst eine Steigung m einer Kraftschlusskennlinie des Reifens 100 in einem Punkt bestimmt. Dazu kann es notwendig sein, die Kraftschlusskennlinie des Reifens 100 im Bereich eines Punktes durch weitere Punkte zu definieren, die auf zusätzliche Erfassungen des Schlupfs λ und des zugeordneten, momentanen Kraftschlusskoeffizienten μ basieren können Ist die Steigung m der Kraftschlusskennlinie 205 im Bereich des Punktes bestimmt, so kann ein weiteres Tupel 510 gebildet werden, das den Schlupf λ und die Steigung m der Kraftschlusskennlinie 205 des Reifens 100 zusammenfasst. Aus den Steigungskennlinien 305 kann dann diejenige ausgewählt werden, die möglichst gut zu diesem weiteren Tupel 510 passt. Insbesondere kann diejenige Steigungskennlinie 305 ausgewählt werden, deren Abstand zum Tupel 510 am geringsten ist. Auf der Basis der ausgewählten Steigungskennlinie 305 kann dann der maximale Kraftschlusskoeffizient pmax zugeordnet werden.
In einer Variante der oben genannten ersten Ausführungsform kann auch zu einer ausgewählten Kraftschlusskennlinie 205 die zugeordnete Steigungskennlinie 305 bestimmt werden, auf deren Basis dann der maximalen Kraftschlusskoeffizient pmax bestimmt werden kann, oben insbesondere wie bezüglich der zweiten Ausführungsform beschrieben ist.
Figur 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Bereitstellen eines maximalen Kraftschlusskoeffizienten pmax zwischen einem Reifen 100 und einem Untergrund 105, auf dem der Reifen 100 rollt. Die folgenden Erläuterungen des Verfahrens beziehen sich insbesondere auf die beispielhaften Darstellungen der Figuren 1 bis 5. Das Verfahren 600 ist bevorzugt dazu eingerichtet, an Bord eines Kraftfahrzeugs durchgeführt zu werden, um den maximalen Kraftschlusskoeffizienten max unter vorliegenden Bedingungen aktuell zu bestimmen. Die Durchführung des Verfahrens 600 erfolgt hierzu bevorzugt periodisch, und weiter bevorzugt in Echtzeit, also mit einer garantierten Maximalverzögerung zwischen dem Bestimmungszeitpunkt von λ und μ und dem Bereitstellen des maximalen Kraftschlusskoeffizienten max. Der bereitgestellte maximale Kraftschlusskoeffizient max kann insbesondere von einer Steuereinrichtung an Bord des Kraftfahrzeugs verwendet werden, um eine Längs- oder Quersteuerung des Kraftfahrzeugs verbessert durchzuführen.
In einem Schritt 605 des Verfahrens 600 werden der Schlupf λ und der momentane Kraftschlusskoeffizient μ in einer vorliegenden Fahrsituation erfasst. Aus den beiden Werten wird bevorzugt ein Tupel 410 gebildet.
Das Erfassen kann ein Entgegennehmen eines Werts über eine Schnittstelle, insbesondere zu einem Steuergerät an Bord eines Kraftfahrzeugs, umfassen. Der Wert kann den momentanen Kraftschlusskoeffizient μ oder den Schlupf λ unmittelbar umfassen oder einen oder mehrere Werte, aus denen die benötigte Größe abgeleitet werden kann.
Der momentane Kraftschlusskoeffizient kann beispielsweise als Quotient aus einer direkt gemessen-Reifen-Tangentialkraft und einer direkt gemessenen Reifen- Normalkraft bestimmt werden. Die Messung dieser Kräfte kann aus anderen Gründen bereits am Kraftfahrzeug vorgesehen sein.
In einer anderen Variante kann der momentan wirkende Kraftschlusskoeffizient auch auf der Basis eines Modells bestimmt werden. Das Modell kann insbesondere ein Berechnungsmodell umfassen, das etwa auf der Basis einer Gierrate des Kraftfahrzeugs, einer Reifendrehzahl des Reifens 100 oder eines anderen Reifens 100 oder auf der Basis von Beschleunigungen arbeitet. Die genannten Größen können beispielsweise an einem konventionellen Kraftfahrzeug mittels einer bereits vorhandenen Sensorik aufgenommen bzw. bestimmt werden, sodass der momentan wirkende Kraftschlusskoeffizient einfach und genau bestimmt werden kann. In noch einer weiteren Variante wird eine momentan auf den Reifen wirkende Längskraft bestimmt und der momentane Kraftschlusskoeffizient wird als Quotient aus der Längskraft und einer Normalkraft bestimmt. Eine entsprechende Bestimmung ist bezüglich der Querkraft möglich. In einer weiteren Variante wird eine momentan auf den Reifen wirkende Querkraft bestimmt und der momentane Kraftschlusskoeffizient wird als Quotient aus der Querkraft und einer Normalkraft bestimmt.
In einer ersten Ausführungsform des Verfahrens 600 wird dann in einem ersten Schritt 610 ein Tupel 410 bestimmt und in einem zweiten Schritt 615 eine zum Tupel 410 möglichst gut passende Kraftschlusskennlinie 205 aus einer Anzahl vorbestimmter Kraftschlusskennlinien 205 ausgewählt, wie oben insbesondere mit Bezug auf Figur 4 genauer beschrieben ist. Der maximale Kraftschlusskoeffizient max kann dann bezüglich der ausgewählten Kraftschlusskennlinie 205 bestimmt werden, und zwar insbesondere aus dem Maximum der Kraftschlusskennlinie 205.
In einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens wird im Anschluss an den Schritt 605 in einem Schritt 620 die Steigung m einer Kraftschlusskennlinie 205 bei vorliegendem Schlupf 150 bestimmt. Rechnerisch kann dies durch Berechnung eines Differenzenquotienten aus momentaner Kraftschlusskoeffizientendifferenz und zugehöriger Schlupfdifferenz 150 erfolgen (vgl. oben, insbesondere mit Bezug auf Figur 5). In einem Schritt 625 kann dann das Tupels 510 aus dem Schlupf 150 und der Steigung m gebildet werden. In einem Schritt 630 kann dann die Steigungskennlinie 305 aus einer Vielzahl vorbestimmter Steigungskennlinien 305 ausgewählt werden, die am besten zur bestimmten Steigung m beim vorliegenden Schlupf 150 passt, d.h. den geringsten Abstand zu Tupel 510 besitzt. Der maximale Kraftschlusskoeffizient max kann dann auf der Basis der ausgewählten Steigungskennlinie 305 zugeordnet werden.
Mittels der Schritte 610 bis 615 kann ein erster maximaler Kraftschlusskoeffizient max und mittels der Schritte 620 bis 630 ein zweiter maximaler Kraftschlusskoeffizient max bestimmt werden. Wird mehr als ein maximaler Kraftschlusskoeffizient max bestimmt, so können die bestimmten maximalen Kraftschlusskoeffizienten max mitei- nander in Kontext gesetzt werden, um eine Bestimmungsgenauigkeit zu verbessern oder zu bestimmen und/oder eine Bestimmungssicherheit zu erhöhen.
In einem Schritt 635 kann beispielsweise bestimmt werden, ob die bestimmten maximalen Kraftschlusskoeffizienten pmax um mehr als ein vorbestimmtes Maß voneinander abweichen. Ist dies der Fall, so kann von erhöhtem Messrauschen, einer Bestimmungsunsicherheit oder einem Mess- oder Verarbeitungsfehler ausgegangen werden. Eine weitere Verarbeitung und insbesondere eine Bereitstellung eines bestimmten maximalen Kraftschlusskoeffizienten pmax können dann entfallen.
In einem Schritt 640 können die bestimmen maximalen Kraftschlusskoeffizienten pmax auch miteinander kombiniert werden. Beispielsweise kann stets der eine oder stets der andere bestimmte maximale Kraftschlusskoeffizient pmax weiter verwendet werden. Es kann auch beispielsweise ein Mittel, etwa das arithmetische Mittel, der bestimmten maximalen Kraftschlusskoeffizienten max verwendet werden.
In einem abschließenden Schritt 645 wird der bestimmte maximale Kraftsehl usskoef- fizient max bereitgestellt.
In einer weiteren Ausführungsform kann der bestimmte maximale Kraftschlusskoeffi- zient max, also der erste, der zweite oder der kombiniert bestimmte maximale Kraft- schlusskoeffizient max, noch einer weiteren Verarbeitung unterzogen werden. Beispielsweise kann ein Histogramm vergangener Werte der maximalen Kraftschlusskoeffizienten max angelegt werden. Dabei können jeweils Werte eines vorbestimmten zurückliegenden Zeitraums oder alle bekannt gewordenen Werte berücksichtigt werden. Dabei werden die bestimmten Werte in vorbestimmte Bereiche eingeteilt und die Anzahl der Werte bestimmt, die in die einzelnen Bereiche fallen. Der Bereich mit der höchsten Anzahl kann eine Hypothese für den wahrscheinlichsten maximalen Kraftschlusskoeffizienten max liefern. Durch Vergleichen mit den Anzahlen der anderen Bereiche kann eine relative Wahrscheinlichkeit als Zuverlässigkeitsmaß bestimmt werden. In einer weiteren Ausführungsform wird nicht bei jedem Durchlauf des Verfahrens 600 der bestimmte maximale Kraftschlusskoeffizienten max bereitgestellt, sondern der aufgrund des Histogramms als am wahrscheinlichsten befundene maximale Kraftschlusskoeffizient max wird bereitgestellt. Das Ausgabeintervall des wahrscheinlichsten Werts für den maximalen Kraftschlusskoeffizienten max kann dadurch vom Zyklusintervall, mit dem das Verfahren 600 durchgeführt wird, entkoppelt bzw. beruhigt, werden.
Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Vorrichtung 700 zur Bestimmung des maximalen Kraftschlusskoeffizienten max an einem beliebigen Reifen 100, der an einem Kraftfahrzeug 705 angebracht ist. Die Vorrichtung 700 umfasst eine Verarbeitungseinrichtung 710, die einen programmierbaren Mikrocomputer umfassen und insbesondere dazu eingerichtet sein kann, das oben beschriebene Verfahren 600 ganz oder teilweise durchzuführen. Ferner umfasst die Vorrichtung 700 eine erste Schnittstelle 715 zur Entgegennahme eines ersten Werts, eine zweite Schnittstelle 720 zur Entgegennahme eines zweiten Werts und bevorzugt eine dritte Schnittstelle 725 zur Bereitstellung eines bestimmten maximalen Kraftschlusskoeffizienten max. Einige der Schnittstellen 715, 720 und 725 können auch zusammenfallen oder miteinander integriert ausgeführt sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Wert für die Schnittstelle 715 einen λ-Wert 150 und der Wert für die Schnittstelle 720 einen momentanen Kraft- schlusskoeffizient μ. In einer anderen Ausführungsform werden andere Werte entgegengenommen, aus denen, wie oben beschrieben ist, der λ-Wert 150 oder der momentane Kraftschlusskoeffizient μ bestimmt werden kann.
Bezuqszeichen
100 Reifen
105 Untergrund
1 10 Umfangsgeschwindigkeit
1 15 Längsgeschwindigkeit
120 Längsrichtung
125 Längsschlupf
130 Drehebene
135 Bewegungsrichtung
140 Querrichtung
145 Schräglaufwinkel
150 λ-Wert (Längsschlupf bzw. Schräglaufwinkel)
200 Reifendiagramm
205 Kraftschlusskennlinie
300 Steigungsdiagramm
305 Steigungskennlinie
400 Reifendiagramm (Ausschnittvergrößerung von 200)
410 Tupel (λί; μί)
500 Steigungsdiagramm (Ausschnittvergrößerung von 300)
510 Tupel (λ,, nrii)
600 Verfahren
605 Bestimmen λ und μ
610 Bestimmen gültiger Tupel 410
615 Bestimmen max. μ aus Kraftschlusskennlinienzuordnung
620 Bestimmen Steigung m
625 Bestimmen gültiger Tupel 510
630 Bestimmen max. μ aus Steigungskennlinienzuordnung
635 Differenz < Schwellenwert?
640 max. μ bestätigen oder kombiniert bestimmen
645 max. μ bereitstellen 700 Vorrichtung
705 Kraftfahrzeug
710 Verarbeitungseinrichtung
715 erste Schnittstelle
720 zweite Schnittstelle
725 dritte Schnittstelle

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren (600) zum Bereitstellen eines maximalen Kraftschlusskoeffizienten zwischen einem Reifen (100) und einem Untergrund (105), auf dem der Reifen (100) rollt, wobei das Verfahren (600) folgende Schritte umfasst: Erfassen (605) eines momentanen Schlupfs des Reifens (100) gegenüber dem Untergrund (105); Erfassen (605) eines momentanen Kraftschlusskoeffizienten; Bilden (610) eines Tupels (410) aus dem Schlupf und dem momentanen Kraftschlusskoeffizienten; Auswählen (615) einer Kennlinie (205) aus einer Vielzahl vorbestimmter Kennlinien (205), auf der Basis des Tupels (410), wobei die Kennlinien (205) jeweils ein Kraftschlussverhalten eines Reifens (100) beschreiben; Bereitstellen (645) des maximalen Kraftschlusskoeffizienten.
2. Verfahren (600) zum Bereitstellen eines maximalen Kraftschlusskoeffizienten zwischen einem Reifen (100) und einem Untergrund (105), auf dem der Reifen (100) rollt, wobei das Verfahren (600) folgende Schritte umfasst: Erfassen (605) eines momentanen Schlupfs des Reifens (100) gegenüber dem Untergrund (105); Erfassen (605) eines momentanen Kraftschlusskoeffizienten; Bestimmen (620) einer Steigung m; Bilden (625) eines Tupels (510) aus dem Schlupf und der Steigung; Auswählen (630) einer Kennlinie (305) aus einer Vielzahl vorbestimmter Kennlinien (305), auf der Basis des Tupels (510), wobei die Kennlinien (305) jeweils die Steigung der Kennlinien (205) eines Reifens (100) beschreiben; Bereitstellen (645) des maximalen Kraftschlusskoeffizienten.
3. Verfahren (600) nach Anspruch 1 , wobei die vorbestimmten Kennlinien Kraftschlusskennlinien (205) umfassen, die jeweils einen Zusammenhang zwischen einem Schlupf und einem Kraftschlusskoeffizienten angeben; und wobei eine Kraftschlusskennlinie (205) ausgewählt wird, die einen Punkt umfasst, dem das Tupel (410) möglichst nahe kommt.
4. Verfahren (600) nach Anspruch 2, wobei die vorbestimmten Kennlinien Steigungskennlinien (305) umfassen, die jeweils eine Steigung einer Kraftschlusskennlinie (205) angeben; und wobei eine Steigungskennlinie (305) ausgewählt wird, die dem Tupel 510 aus Schlupf 150 und Steigung m möglichst nahe kommt.
5. Verfahren (600) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei der bereitgestellte maximale Kraftschlusskoeffizient auf der Basis einer Kombination der bezüglich unterschiedlicher Arten von Kennlinien (205, 305) bestimmten maximalen Kraftschlusskoeffizienten bestimmt (640) wird.
6. Verfahren (600) nach einem der Ansprüche 3 oder 4 oder 5, wobei der maximale Kraftschlusskoeffizient nur bereitgestellt (645) wird, falls ein Unterschied zwischen den bezüglich unterschiedlicher Kennlinien (205, 305) bestimmten maximalen Kraftschlusskoeffizienten ein vorbestimmtes Maß nicht übersteigt.
7. Verfahren (600) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein momentaner Kraftschlusskoeffizient bereitgestellt (645) wird, falls dieser größer als der bestimmte maximale Kraftschlusskoeffizient ist.
8. Verfahren (600) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der maximale Kraftschlusskoeffizient nur bereitgestellt (645) wird, falls die Steigung m einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
9. Verfahren (600) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Histogramm auf der Basis einer Vielzahl bestimmter maximaler Kraftschlusskoeffizienten gebildet (640) wird; und die Güte eines bestimmten maximalen Kraftschlusskoeffizienten auf der Basis des Histogramms bestimmt (640) wird.
10. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung eines Verfahrens (600) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Verarbeitungseinrichtung (710) abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.
1 1 . Vorrichtung (700) zur Bereitstellung eines maximalen Kraftschlusskoeffizienten zwischen einem Reifen (100) und einem Untergrund (105), auf dem der Reifen (100) rollt, wobei die Vorrichtung (700) folgendes umfasst: eine erste Schnittstelle (715) zur Erfassung eines momentanen Schlupfs des Reifens (100); eine zweite Schnittstelle (720) zur Erfassung eines momentanen Kraftschlusskoeffizienten; eine Verarbeitungseinrichtung (710), die dazu eingerichtet ist, ein Tupel (410; 510) aus dem Schlupf und dem momentanen Kraftschlusskoeffizienten zu bilden; auf der Basis des Tupels (410, 510) aus einer Vielzahl vorbestimmter Kennlinien (205, 305) eine Kennlinie (205, 305) auszuwählen, wobei die Kennlinien (205, 305) jeweils ein Kraftschlußverhalten eines Reifens (100) oder die entsprechende Kennliniensteigung beschreiben; den maximalen Kraftschlusskoeffizienten auf der Basis der ausgewählten Kennlinie (205, 305) zuzuordnen; und den maximalen Kraftschlusskoeffizienten bereitzustellen.
EP18703543.1A 2017-02-27 2018-01-31 Bestimmung eines maximalen kraftschlusskoeffizienten Withdrawn EP3585661A1 (de)

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