EP4347354A1 - Method and device for obtaining data relating to road conditions - Google Patents

Method and device for obtaining data relating to road conditions

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Publication number
EP4347354A1
EP4347354A1 EP22723697.3A EP22723697A EP4347354A1 EP 4347354 A1 EP4347354 A1 EP 4347354A1 EP 22723697 A EP22723697 A EP 22723697A EP 4347354 A1 EP4347354 A1 EP 4347354A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steering
vehicle
motors
current consumption
consumption data
Prior art date
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Pending
Application number
EP22723697.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Kevin Arnold
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • B60W40/06—Road conditions
    • B60W40/068—Road friction coefficient
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D6/006—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels using a measured or estimated road friction coefficient
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    • B60W2510/202—Steering torque
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    • B60W2540/18—Steering angle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W2756/00—Output or target parameters relating to data
    • B60W2756/10—Involving external transmission of data to or from the vehicle

Definitions

  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the drive e.g. Accelerator, brake
  • the controller e.g. Park-Steering Assist
  • intervene in the vehicle's signaling devices in order to keep the vehicle on the road or at least to warn the driver of a dangerous situation.
  • the driver assistance systems in newer vehicles also have at least one ABS and EPS system, which prevent the wheels from locking when braking and counteract understeering or oversteering of the vehicle when cornering.
  • ABS and EPS system which prevent the wheels from locking when braking and counteract understeering or oversteering of the vehicle when cornering.
  • brake pressure, steering angle, wheel speed, gyro and yaw rate sensors are provided, which transmit their signals to the driver assistance system's computer, which evaluate the signals and, if the signals deviate from the target values, intervene in the vehicle drive (accelerator and brake) and /or the vehicle control, i.e. cause the steering motors.
  • a more extensive environment sensor system can be provided in the driver assistance system, with which the distance of the vehicle from objects can be detected by means of cameras, radar and lidar devices and/or ultrasonic devices.
  • the condition of the roadway which has a significant influence on driving safety, has hitherto only been recognized insufficiently and/or with a delay.
  • a camera can only be used to make relatively rough statements about the condition of the road.
  • Yaw rate sensors measure the effect of a certain road condition on vehicle behavior only together with other influences such as wind or payload and only with a time delay. It is not possible with these sensors to detect a change in the condition of the road before this change is reflected in a change in the overall vehicle stability.
  • the invention is based on the object of providing a possibility with which a roadway condition or a change in the state of the roadway can be detected directly and without a time delay.
  • the object is achieved by a method for obtaining road surface condition data for vehicles with steering motors, which is characterized in that the current consumption of the steering motor or motors is measured during operation of the vehicle and the current consumption data is transmitted to a driver assistance system and/or stored on a storage medium .
  • the power consumption of the steering motors depends, among other things, on the friction between the tires and the road surface. If the condition of the road changes while driving around a bend, this change is immediately reflected in a different power consumption of the steering motors. An icy spot on the road leads to a lower current consumption, while loose chippings or dirt on the road result in an increased current consumption. Holes and cracks in the road surface can also be detected by changing the power consumption of the steering motors.
  • the driver assistance system can eliminate components from the current consumption data caused solely by the speed and the steering angle of the vehicle and assign the resulting differential current consumption data to specific roadway properties.
  • the allocation of the residual current consumption data to various road conditions can be improved by a self-learning system as the vehicle travels more kilometers.
  • Camera signals from the driver assistance system can also be used to categorize the residual current consumption data according to road conditions.
  • the driver assistance system can intervene in the drive and steering of the vehicle to prevent understeering or oversteering of the vehicle and to keep the vehicle safely on the road.
  • These interventions can be carried out quickly and in a very targeted manner. This makes it possible to adapt curves and/or drive faster than is the case with the previous sensor systems, provided that a sporty driving style is desired by the driver.
  • the interventions in the braking, acceleration and steering of the vehicle are only carried out for as long as they are necessary due to the road conditions are really necessary, and only to the extent necessary to be able to steer the vehicle safely through the curve without having to provide a larger safety cushion, in particular with regard to speed.
  • the power consumption of the steering motors is measured at intervals of milliseconds and/or microseconds, it is ensured that every change in the condition of the roadway is recorded immediately and that the driver assistance system - if necessary - intervenes in the drive and the steering of the vehicle and/or or the driver can be warned.
  • the current consumption data are preferably recorded and/or stored at intervals of 100 microseconds or at intervals of between 100 and 200 microseconds. The shorter the recording of the changing values of the power consumption of the steering motor(s) takes place, the more precisely and accurately the associated road surface condition data can be determined and/or indicated.
  • micro-steering movements are generated via the steering motor(s), so even when driving straight ahead Current consumption data can be generated.
  • the steering motors do not draw any current.
  • no statement can be made about changes in the condition of the roadway due to a change in current consumption.
  • these micro-movements which are not felt by the driver, are able to generate the necessary power consumption data.
  • These micro-movements can also be advantageous when cornering, especially long cornering, where the steering angle of the vehicle is not changed over a long period of time.
  • the power consumption measurement data can be prevented from being forwarded to a driver assistance system or the system can intervene in the drive and/or the steering of the vehicle or the data can be saved or corrected.
  • the method according to the invention cannot only be used to control vehicles.
  • the current consumption data stored on the storage medium can also be transferred to driver assistance systems in other vehicles, to a vehicle simulator and/or to a computer game.
  • the transmission to other vehicles can also be wireless and preferably already in processed form, ie take place without influences of other parameters than the condition of the road on the current consumption data.
  • the data can also be passed on categorized according to road conditions, such as dry, wet, snow, ice, tar, gravel, ice with loose chippings, ice on tar surface, etc. It is also possible to transmit the interventions in the vehicle drive and its steering, which are necessary for vehicle safety in certain roadway conditions, to other vehicles.
  • the method can also be used to accurately record the road condition, for example on a race track and/or frequently used road sections, for example for driving school operations, via current consumption measurements and to transfer this to a simulator or a computer game.
  • a much more realistic impression can be generated when driving this race track virtually and also in different weather conditions.
  • the invention also relates to a device for obtaining data on the condition of the road in vehicles with steering motors, which is characterized by a current consumption measuring device for the steering motor or motors, an evaluation unit for the current consumption data, an interface for connection to a driver assistance system and/or a memory unit.
  • This device can be fitted to new vehicles or retrofitted to existing vehicles.
  • the evaluation device can process the measurement data to a greater or lesser extent before they are forwarded to a driver assistance system and/or stored.
  • the power consumption data can be evaluated together with other sensor data and, if necessary, interventions can be made in the acceleration, braking and/or steering of the vehicle.
  • acoustic and/or visual signals can be generated that inform the driver about the state of the road.
  • the device has a measuring device for the steering angle of the vehicle. As a result, the influence of the steering angle on the power consumption of the steering motors can be filtered out by the evaluation unit.
  • the evaluation unit can carry out a plausibility check on the current consumption data and, if necessary, forwarding it to the vehicle assistance system and/or storing the current consumption data can be suppressed.
  • the device can also have a control unit for the steering motor or motors for generating micro-steering movements of the vehicle, so that when driving, in particular when driving straight ahead or in long curves, measurement data of the current consumption can be generated that say something about the condition of the road.
  • the memory unit of the device also has a removable storage medium, the device can also be used to record the condition of the road, for example a race track and/or selected road sections, and to transfer this information to a vehicle simulator, for example for driving school operations, or to a computer game.
  • the device according to the invention can also be an integral part of a vehicle assistance system.
  • Both the method and the device according to the invention improve the safety of driver-controlled or autonomously or semi-autonomously operated vehicles by allowing the inclusion of the condition of the road surface in the ferry operation of a moving vehicle.
  • the maximum permissible speed at which a vehicle can drive on a specific, constantly changing road surface can be determined more reliably, thereby increasing road safety.
  • Control and actuators of a vehicle can be improved.
  • Road disturbances for example caused by traces of oil, local black ice, obstacles, can be passed on to following vehicles on the same road. This increases overall safety and vehicles with meaningful, up-to-date information about expected roadway properties can alternatively adapt their driving style to changed road surface properties at an early stage in addition to a route change.
  • Steering motors in the context of the invention are to be understood as meaning servomotors on steering columns, steering gears and steering motors (steer by wire).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Mathematical Physics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

The invention relates to a method and a device for obtaining data relating to road conditions for vehicles with steering motors, wherein the power consumption of the steering motor(s) is measured during vehicle operation, and the power consumption data are transmitted to a driver assistance system and/or stored on a storage medium.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erlangung von Method and device for obtaining
Fahrbahnbeschaffenheitsdatenroad condition data
Beschreibung: Description:
Die Erhöhung der Sicherheit eines Fahrzeugs stellt bei der Entwicklung von Fahrzeugen ein wichtiges Ziel dar. Moderne Fahrzeuge sind daher mit Fahrerassistenzsystemen (FAS oder englisch: ADAS = Advanced Driver- Assistance System) ausgerüstet, die teilautonom oder autonom in den Antrieb (z. B. Gas, Bremse), die Steuerung (z. B. Park-Lenk-Assistent) oder in Signalisierungseinrichtungen des Fahrzeuges eingreifen, um das Fahrzeug auf der Straße zu halten oder zumindest den Fahrer vor Gefahrensituation zu warnen. Increasing the safety of a vehicle is an important goal in the development of vehicles. Modern vehicles are therefore equipped with driver assistance systems (FAS or ADAS = Advanced Driver Assistance System), which are partially or autonomously integrated into the drive (e.g. Accelerator, brake), the controller (e.g. Park-Steering Assist) or intervene in the vehicle's signaling devices in order to keep the vehicle on the road or at least to warn the driver of a dangerous situation.
Die Fahrerassistenzsysteme weisen bei neueren Fahrzeugen neben einer Servolenkung zumindest auch ein ABS- und ein EPS-System auf, die ein Blockieren der Räder beim Bremsen verhindern sowie einem Unter- oder Übersteuern des Fahrzeugs in Kurvenfahrten entgegenwirken. Dazu sind Bremsdruck-, Lenkwinkel-, Raddrehzahl, Gyro- und Gierraten-Sensoren vorgesehen, die ihre Signale an Rechner des Fahrassistenzsystems übermitteln, die die Signale auswerten und bei einer Abweichung der Signale von Sollwerten einen Eingriff in den Fahrzeugantrieb (Gas und Bremse) und/oder die Fahrzeugsteuerung, d.h. die Lenkmotoren veranlassen. In addition to power steering, the driver assistance systems in newer vehicles also have at least one ABS and EPS system, which prevent the wheels from locking when braking and counteract understeering or oversteering of the vehicle when cornering. For this purpose, brake pressure, steering angle, wheel speed, gyro and yaw rate sensors are provided, which transmit their signals to the driver assistance system's computer, which evaluate the signals and, if the signals deviate from the target values, intervene in the vehicle drive (accelerator and brake) and /or the vehicle control, i.e. cause the steering motors.
Außerdem kann eine weitergehende Umfeldsensorik im Fahrerassistenzsystem vorgesehen sein, mit der der Abstand des Fahrzeugs zu Objekten mittels Kameras, Radar- und Lidareinrichtungen und/oder Ultraschalleinrichtungen erfassbar ist. In addition, a more extensive environment sensor system can be provided in the driver assistance system, with which the distance of the vehicle from objects can be detected by means of cameras, radar and lidar devices and/or ultrasonic devices.
Der Fahrbahnzustand jedoch, der einen wesentlichen Einfluss auf die Fahrsicherheit hat, wird bisher lediglich unzureichend und/oder verzögert erkannt. Mittels einer Kamera können nur relativ grobe Aussagen über den Fahrbahnzustand getroffen werden. Gierraten-Sensoren messen die Auswirkung eines bestimmten Fahrbahnzustands auf das Fahrzeugverhalten nur zusammen mit anderen Einflüssen wie Wind oder Zuladung und nur in zeitlich verzögerter Form. Es ist mit diesen Sensoren nicht möglich, eine Änderung des Fahrbahnzustands zu erfassen, bevor sich diese Änderung in einer Veränderung der gesamten Fahrzeugstabilität ausdrückt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit bereitzustellen, mit der ein Fahrbahnzustand bzw. eine Zustandsänderung der Fahrbahn unmittelbar und ohne zeitliche Verzögerung erfasst werden kann. However, the condition of the roadway, which has a significant influence on driving safety, has hitherto only been recognized insufficiently and/or with a delay. A camera can only be used to make relatively rough statements about the condition of the road. Yaw rate sensors measure the effect of a certain road condition on vehicle behavior only together with other influences such as wind or payload and only with a time delay. It is not possible with these sensors to detect a change in the condition of the road before this change is reflected in a change in the overall vehicle stability. The invention is based on the object of providing a possibility with which a roadway condition or a change in the state of the roadway can be detected directly and without a time delay.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Erlangung von Fahrbahnbeschaffenheitsdaten für Fahrzeuge mit Lenkmotoren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Stromaufnahme des oder der Lenkmotoren während des Betriebs des Fahrzeugs gemessen wird und die Stromaufnahmedaten an ein Fahrerassistenzsystem übermittelt und/oder auf einem Speichermedium abgespeichert werden. The object is achieved by a method for obtaining road surface condition data for vehicles with steering motors, which is characterized in that the current consumption of the steering motor or motors is measured during operation of the vehicle and the current consumption data is transmitted to a driver assistance system and/or stored on a storage medium .
Die Stromaufnahme der Lenkmotoren ist unter Anderem abhängig von der Reibung zwischen den Reifen und der Fahrbahnoberfläche. Ändert sich der Fahrbahnzustand während des Fahrens einer Kurve, drückt sich diese Veränderung sofort in einer abweichenden Stromaufnahme der Lenkmotoren aus. Eine vereiste Stelle auf der Fahrbahn führt zu einer geringeren Stromaufnahme, während Rollsplit oder Verschmutzungen auf der Fahrbahn in einer erhöhten Stromaufnahme resultieren. Auch Löcher und Risse im Fahrbahnbelag können über eine Änderung der Stromaufnahme der Lenkmotoren detektiert werden. The power consumption of the steering motors depends, among other things, on the friction between the tires and the road surface. If the condition of the road changes while driving around a bend, this change is immediately reflected in a different power consumption of the steering motors. An icy spot on the road leads to a lower current consumption, while loose chippings or dirt on the road result in an increased current consumption. Holes and cracks in the road surface can also be detected by changing the power consumption of the steering motors.
Die Änderungen in der Stromaufnahme erfolgen dabei unmittelbar, sobald die gelenkten Räder auf einen abweichenden, sich verändernden Fahrbahnbelag treffen. Es tritt keine zeitliche Verzögerung durch eine sensorische Erfassung von Sekundäreffekten wie ein Schlingern des Fahrzeugs oder dergleichen auf. Diese schnelle und stetige Erfassung des Fahrbahnzustands ermöglicht daher eine erhöhte Fahrsicherheit insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten. Warnsignale und/oder Eingriffe des Fahrerassistenzsystems können schneller und mit erhöhter Genauigkeit erfolgen. Vorzugsweise kann das Fahrerassistenzsystem aus den Stromaufnahmedaten allein durch die Geschwindigkeit und den Lenkwinkel des Fahrzeugs verursachte Anteile eliminieren und die daraus resultierenden Differenzstromaufnahmedaten bestimmten Fahrbahneigenschaften zuordnen. Auch andere Anteile, wie das Fahrzeuggewicht und der Reifenzustand, die ebenfalls die Stromaufnahme der Lenkmotoren beeinflussen, aber unabhängig vom Zustand des Fahrbahnbelags sind, können aus den Stromaufnahme-Messdaten herausgefiltert werden, um eine exakte Zuordnung der Differenzstromaufnahmedaten zu bestimmten Fahrbahnzuständen durch das Fahrerassistenzsystem vornehmen zu können. Selbst Fahrfehler können erkannt, auf Wunsch ausgefiltert, und/oder erfasst werden. Die erfassten Daten können bei Bedarf einer Weiterbearbeitung und/oder einer Verknüpfung mit anderen Daten zugeführt werden. The changes in power consumption take place immediately as soon as the steered wheels hit a different, changing road surface. There is no time delay due to sensory detection of secondary effects such as vehicle swaying or the like. This rapid and constant detection of the state of the road therefore enables increased driving safety, particularly at higher speeds. Warning signals and/or interventions by the driver assistance system can take place more quickly and with greater accuracy. Preferably, the driver assistance system can eliminate components from the current consumption data caused solely by the speed and the steering angle of the vehicle and assign the resulting differential current consumption data to specific roadway properties. Other components, such as the vehicle weight and the condition of the tires, which also influence the current consumption of the steering motors but are independent of the condition of the road surface, can be filtered out of the current consumption measurement data in order to make an exact assignment of the residual current consumption data to specific road conditions by the driver assistance system be able. Even driving errors can be detected, filtered out if desired, and/or recorded. If necessary, the recorded data can be processed further and/or linked to other data.
Die Zuordnung der Differenzstromaufnahmedaten zu diversen Fahrbahnzuständen kann durch ein selbstlernendes System mit zunehmend gefahrenen Kilometern des Fahrzeugs verbessert werden. Dabei lassen sich auch Kamerasignale des Fahrassistenzsystems zur Kategorisierung der Differenzstromaufnahmedaten nach Fahrbahnzuständen mit heranziehen. The allocation of the residual current consumption data to various road conditions can be improved by a self-learning system as the vehicle travels more kilometers. Camera signals from the driver assistance system can also be used to categorize the residual current consumption data according to road conditions.
Je nach erkanntem Fahrbahnzustand kann das Fahrerassistenzsystem entsprechende Eingriffe in den Antrieb und die Lenkung des Fahrzeugs vornehmen, um ein Unter- oder Übersteuern des Fahrzeugs zu verhindern und das Fahrzeug sicher auf der Fahrbahn zu halten. Diese Eingriffe können rasch und sehr gezielt erfolgen. Damit ist es möglich, Kurven angepasster und/oder schneller zu fahren als dies mit den bisherigen Sensorsystemen der Fall ist, sofern eine sportliche Fahrweise vom Fahrer gewünscht wird. Die Eingriffe in Bremse, Beschleunigung und Lenkung des Fahrzeugs erfolgen außerdem nur so lange, wie sie aufgrund des Fahrbahnzustands wirklich erforderlich sind, und nur in dem notwendigen Maße, das Fahrzeug sicher durch die Kurve steuern zu können, ohne ein größeres Sicherheitspolster insbesondere bezüglich der Geschwindigkeit vorsehen zu müssen. Depending on the detected road condition, the driver assistance system can intervene in the drive and steering of the vehicle to prevent understeering or oversteering of the vehicle and to keep the vehicle safely on the road. These interventions can be carried out quickly and in a very targeted manner. This makes it possible to adapt curves and/or drive faster than is the case with the previous sensor systems, provided that a sporty driving style is desired by the driver. In addition, the interventions in the braking, acceleration and steering of the vehicle are only carried out for as long as they are necessary due to the road conditions are really necessary, and only to the extent necessary to be able to steer the vehicle safely through the curve without having to provide a larger safety cushion, in particular with regard to speed.
Wenn dabei eine Messung der Stromaufnahme der Lenkmotoren im Abstand von Millisekunden und/oder Mikrosekunden erfolgt, ist sichergestellt, dass jede Zustandsänderung der Fahrbahn sofort erfasst wird und mittels des Fahrerassistenzsystems - falls erforderlich - ein Eingriff in den Antrieb und die Lenkung des Fahrzeugs vorgenommen und/oder der Fahrer gewarnt werden kann. If the power consumption of the steering motors is measured at intervals of milliseconds and/or microseconds, it is ensured that every change in the condition of the roadway is recorded immediately and that the driver assistance system - if necessary - intervenes in the drive and the steering of the vehicle and/or or the driver can be warned.
Bevorzugt werden die Daten der Stromaufnahme im zeitlichen Abstand von 100 Mikrosekunden oder in Abständen zwischen 100 und 200 Mikrosekunden erfasst und/oder abgespeichert. Je kürzer die zeitliche Erfassung der sich verändernden Werte der Stromaufnahme des oder der Lenkmotoren erfolgt, desto genauer und exakter können die damit verbundenen Fahrbahnbelagsbeschaffenheitsdaten bestimmt und/oder angegeben werden. The current consumption data are preferably recorded and/or stored at intervals of 100 microseconds or at intervals of between 100 and 200 microseconds. The shorter the recording of the changing values of the power consumption of the steering motor(s) takes place, the more precisely and accurately the associated road surface condition data can be determined and/or indicated.
Weiter ist es sinnvoll, auch den Lenkwinkel des Fahrzeugs zu messen. Änderungen des Lenkwinkels führen ebenfalls zu einer Veränderung der Stromaufnahme der Lenkmotoren, unabhängig vom Fahrbahnzustand. Die Einflüsse des Lenkwinkels auf die Messdaten können daher bereits vor Weiterleitung an das Fahrerassistenzsystem bzw. dem Abspeichern der Messdaten eliminiert werden. Alternativ kann die Messung des Lenkwinkels und das Eliminieren seines Einflusses auf die Stromaufnahme auch durch das Fahrerassistenzsystem erfolgen. It also makes sense to measure the steering angle of the vehicle. Changes in the steering angle also lead to a change in the power consumption of the steering motors, regardless of the road condition. The influence of the steering angle on the measurement data can therefore be eliminated before it is forwarded to the driver assistance system or before the measurement data is stored. Alternatively, the steering angle can also be measured and its influence on the power consumption eliminated by the driver assistance system.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn über den oder die Lenkmotoren Mikrolenkbewegungen erzeugt werden, sodass auch bei Geradeausfahrt Stromaufnahmedaten erzeugbar sind. Bei Geradeausfahrt nehmen die Lenkmotoren keinen Strom auf. Somit kann auf einer geraden Strecke keine Aussage über Änderungen des Fahrbahnzustands aufgrund einer Änderung der Stromaufnahme getroffen werden. Um jedoch den Fahrbahnzustand lückenlos und auch bereits vor Einleitung einer Kurvenfahrt überwachen zu können, sind diese Mikrobewegungen, die vom Fahrer nicht gespürt werden, in der Lage, die erforderlichen Stromaufnahmedaten zu erzeugen. Diese Mikrobewegungen können auch bei Kurvenfahrten, insbesondere bei langgezogenen Kurvenfahrten, von Vorteil sein, bei denen der Lenkwinkel des Fahrzeugs über längere Zeit nicht verändert wird. Further advantages arise when micro-steering movements are generated via the steering motor(s), so even when driving straight ahead Current consumption data can be generated. When driving straight ahead, the steering motors do not draw any current. Thus, on a straight stretch, no statement can be made about changes in the condition of the roadway due to a change in current consumption. However, in order to be able to monitor the condition of the roadway seamlessly and even before cornering is initiated, these micro-movements, which are not felt by the driver, are able to generate the necessary power consumption data. These micro-movements can also be advantageous when cornering, especially long cornering, where the steering angle of the vehicle is not changed over a long period of time.
Weiter ist es zweckmäßig, auch das Drehmoment des oder der Lenkmotoren zu messen und mit den Stromaufnahmedaten zu vergleichen und eine Plausibilitätsprüfung der Stromaufnahmedaten mit den Drehmomentdaten durchzuführen. Wird das Einschlagen der Räder beispielsweise durch einen Randstein verhindert, entsteht eine erhöhte Stromaufnahme in den Lenkmotoren, die nicht durch den Fahrbahnzustand verursacht wird. Das Drehmoment der Lenkungsmotoren ist in diesem Fall jedoch Null. Eine Weiterleitung der Stromaufnahme- Messdaten an ein Fahrerassistenzsystem bzw. ein Eingreifen des Systems in den Antrieb und/oder die Lenkung des Fahrzeugs oder ein Abspeichern der Daten kann in einem solchen Fall unterbunden oder in korrigierter Form vorgenommen werden. It is also expedient to also measure the torque of the steering motor or motors and to compare it with the current consumption data and to carry out a plausibility check of the current consumption data with the torque data. If the wheels are prevented from turning by a curb, for example, there is an increased power consumption in the steering motors, which is not caused by the condition of the road. However, the torque of the steering motors is zero in this case. In such a case, the power consumption measurement data can be prevented from being forwarded to a driver assistance system or the system can intervene in the drive and/or the steering of the vehicle or the data can be saved or corrected.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich jedoch nicht nur zur Steuerung von Fahrzeugen einsetzen. Die auf dem Speichermedium abgespeicherten Stromaufnahmedaten können auch an Fahrerassistenzsysteme anderer Fahrzeuge, an einen Fahrzeug-Simulator und/oder an ein Computerspiel übergeben werden. Die Übermittlung an andere Fahrzeuge kann auch drahtlos und vorzugsweise bereits in aufbereiteter Form, d.h. ohne Einflüsse anderer Parameter als die Fahrbahnbeschaffenheit auf die Stromaufnahmedaten erfolgen. Die Daten können auch bereits nach Fahrbahnzuständen, wie trocken, nass, Schnee, Eis, Teer, Schotter, Eis mit Rollsplit, Eis auf Teerbelag etc. kategorisiert weitergegeben werden. Weiter ist es möglich, auch die bei bestimmten Fahrbahnzuständen für die Fahrzeugsicherheit notwendigen Eingriffe in den Fahrzeugantrieb und seine Lenkung an andere Fahrzeuge zu übermitteln. However, the method according to the invention cannot only be used to control vehicles. The current consumption data stored on the storage medium can also be transferred to driver assistance systems in other vehicles, to a vehicle simulator and/or to a computer game. The transmission to other vehicles can also be wireless and preferably already in processed form, ie take place without influences of other parameters than the condition of the road on the current consumption data. The data can also be passed on categorized according to road conditions, such as dry, wet, snow, ice, tar, gravel, ice with loose chippings, ice on tar surface, etc. It is also possible to transmit the interventions in the vehicle drive and its steering, which are necessary for vehicle safety in certain roadway conditions, to other vehicles.
Das Verfahren lässt sich auch dazu einsetzen, den Fahrbahnzustand beispielsweise einer Rennstrecke und/oder von vielfach befahrenen Straßenabschnitten, beispielsweise für den Fahrschulbetrieb, über Stromaufnahmemessungen genau zu erfassen und an einen Simulator oder an ein Computerspiel zu übergeben. Dadurch kann ein sehr viel wirklichkeitsgetreuerer Eindruck beim virtuellen Befahren dieser Rennstrecke und auch bei unterschiedlichen Witterungsbedingungen erzeugt werden. The method can also be used to accurately record the road condition, for example on a race track and/or frequently used road sections, for example for driving school operations, via current consumption measurements and to transfer this to a simulator or a computer game. As a result, a much more realistic impression can be generated when driving this race track virtually and also in different weather conditions.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Erlangung von Fahrbahnbeschaffenheitsdaten in Fahrzeugen mit Lenkmotoren, die gekennzeichnet ist durch eine Stromaufnahmemesseinrichtung für den oder die Lenkmotoren, eine Auswerteeinheit für die Stromaufnahmedaten, ein Interface zum Anschluss an ein Fahrerassistenzsystem und/oder eine Speichereinheit. The invention also relates to a device for obtaining data on the condition of the road in vehicles with steering motors, which is characterized by a current consumption measuring device for the steering motor or motors, an evaluation unit for the current consumption data, an interface for connection to a driver assistance system and/or a memory unit.
Diese Vorrichtung kann an Neufahrzeugen vorgesehen oder an bestehenden Fahrzeugen nachgerüstet werden. Die Auswerteeinrichtung kann eine mehr oder weniger starke Aufbereitung der Messdaten vornehmen, bevor diese an ein Fahrerassistenzsystem weitergeleitet und/oder abgespeichert werden. Durch eine Änderung der Programmierung des Fahrerassistenzsystems können die Stromaufnahmedaten zusammen mit anderen Sensordaten ausgewertet und ggf. Eingriffe in die Beschleunigung, die Bremse und/oder die Lenkung des Fahrzeugs vorgenommen werden. Außerdem können akustische und/oder optische Signale erzeugt werden, die den Fahrer über den Fahrbahnzustand informieren. This device can be fitted to new vehicles or retrofitted to existing vehicles. The evaluation device can process the measurement data to a greater or lesser extent before they are forwarded to a driver assistance system and/or stored. By changing the programming of the driver assistance system, the power consumption data can be evaluated together with other sensor data and, if necessary, interventions can be made in the acceleration, braking and/or steering of the vehicle. In addition, acoustic and/or visual signals can be generated that inform the driver about the state of the road.
Weiter ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung eine Messeinrichtung für den Lenkwinkel des Fahrzeugs aufweist. Dadurch kann der Einfluss des Lenkwinkels auf die Stromaufnahme der Lenkmotoren von der Auswerteeinheit ausgefiltert werden. It is also advantageous if the device has a measuring device for the steering angle of the vehicle. As a result, the influence of the steering angle on the power consumption of the steering motors can be filtered out by the evaluation unit.
Wenn die Vorrichtung außerdem eine Drehmomentmesseinrichtung für den oder die Lenkmotoren aufweist, die mit der Auswerteeinheit verbunden ist, kann durch die Auswerteeinheit eine Plausibilitätsprüfung der Stromaufnahmedaten durchgeführt und ggf. eine Weiterleitung an das Fahrzeugassistenzsystem und/oder eine Abspeicherung der Stromaufnahmedaten unterdrückt werden. If the device also has a torque measuring device for the steering motor or motors, which is connected to the evaluation unit, the evaluation unit can carry out a plausibility check on the current consumption data and, if necessary, forwarding it to the vehicle assistance system and/or storing the current consumption data can be suppressed.
Die Vorrichtung kann außerdem eine Ansteuereinheit für den oder die Lenkmotoren zur Erzeugung von Mikrolenkbewegungen des Fahrzeugs aufweisen, damit im Fährbetrieb, insbesondere bei Geradeausfahrten oder in langgezogenen Kurven, Messdaten der Stromaufnahme erzeugbar sind, die etwas über den Fahrbahnzustand aussagen. Wenn die Speichereinheit der Vorrichtung außerdem ein entnehmbares Speichermedium aufweist, kann die Vorrichtung auch dazu benutzt werden, die Fahrbahnbeschaffenheit beispielsweise einer Rennstrecke und/oder ausgewählter Fahrbahnabschnitte zu erfassen und diese Information an einen Fahrzeugsimulator, beispielsweise für den Fahrschulbetrieb, oder an ein Computerspiel zu übergeben. The device can also have a control unit for the steering motor or motors for generating micro-steering movements of the vehicle, so that when driving, in particular when driving straight ahead or in long curves, measurement data of the current consumption can be generated that say something about the condition of the road. If the memory unit of the device also has a removable storage medium, the device can also be used to record the condition of the road, for example a race track and/or selected road sections, and to transfer this information to a vehicle simulator, for example for driving school operations, or to a computer game.
Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung auch ein integraler Bestandteil eines Fahrzeugassistenzsystems sein kann. It goes without saying that the device according to the invention can also be an integral part of a vehicle assistance system.
Sowohl das erfindungsgemäße Verfahren als auch die Vorrichtung verbessern die Sicherheit von personengesteuerten oder autonom bzw. teilautonom betriebenen Fahrzeugen, in dem sie die Einbeziehung der Fahrbahnbelagsbeschaffenheit im Fährbetrieb eines fahrenden Fahrzeugs erlauben. Die maximal zulässige Geschwindigkeit, mit der ein Fahrzeug einen bestimmten, sich ständig verändernden Fahrbahnbelag befahren kann, lässt sich gesicherter bestimmen und damit die Verkehrssicherheit erhöhen. Steuerung und Aktuatorik eines Fahrzeugs lassen sich verbessern. Both the method and the device according to the invention improve the safety of driver-controlled or autonomously or semi-autonomously operated vehicles by allowing the inclusion of the condition of the road surface in the ferry operation of a moving vehicle. The maximum permissible speed at which a vehicle can drive on a specific, constantly changing road surface can be determined more reliably, thereby increasing road safety. Control and actuators of a vehicle can be improved.
Fahrbahnstörungen, beispielsweise verursacht durch Ölspuren, lokales Blitzeis, Hindernisse, können an nachfolgende Fahrzeuge auf der gleichen Fahrbahn weitergeleitet werden. Dies erhöht insgesamt die Sicherheit und Fahrzeuge mit aussagekräftigen, aktuellen Informationen über zu erwartende Fahrbahneigenschaften können neben einer Routenänderung alternativ die Fahrweise an veränderte Bodenbelagseigenschaften frühzeitig anpassen. Road disturbances, for example caused by traces of oil, local black ice, obstacles, can be passed on to following vehicles on the same road. This increases overall safety and vehicles with meaningful, up-to-date information about expected roadway properties can alternatively adapt their driving style to changed road surface properties at an early stage in addition to a route change.
Unter Lenkmotoren im Rahmen der Erfindung sind Servomotoren an Lenksäulen, Lenkgetrieben und Lenkmotoren (steer by wire) zu verstehen. Steering motors in the context of the invention are to be understood as meaning servomotors on steering columns, steering gears and steering motors (steer by wire).

Claims

io Patentansprüche: io patent claims:
1. Verfahren zur Erlangung von Fahrbahnbeschaffenheitsdaten für Fahrzeuge mit Lenkmotoren, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromaufnahme des oder der Lenkmotoren während des Betriebs des Fahrzeugs gemessen wird und die Stromaufnahmedaten an ein Fahrerassistenzsystem übermittelt und/oder auf einem Speichermedium abgespeichert werden. 1. A method for obtaining road surface condition data for vehicles with steering motors, characterized in that the current consumption of the steering motor or motors is measured during operation of the vehicle and the current consumption data is transmitted to a driver assistance system and/or stored on a storage medium.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem aus den Stromaufnahmedaten allein durch die Geschwindigkeit und den Lenkwinkel des Fahrzeugs verursachte Anteile eliminiert und die daraus resultierenden Differenzstrom aufnahmedaten bestimmten Fahrbahneigenschaften zuordnet. 2. The method as claimed in claim 1, characterized in that the driver assistance system eliminates from the current consumption data components caused solely by the speed and the steering angle of the vehicle and assigns the resulting differential current consumption data to specific roadway properties.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messung der Stromaufnahme der Lenkmotoren im Abstand von Millisekunden und/oder Mikrosekunden, insbesondere in der Folge von 1 bis 3 Milli- und/oder im Mikrosekundenbereich, erfolgt. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the power consumption of the steering motors is measured at intervals of milliseconds and/or microseconds, in particular in the sequence of 1 to 3 milliseconds and/or in the microsecond range.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Lenkwinkel des Fahrzeugs gemessen wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the steering angle of the vehicle is also measured.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den oder die Lenkmotoren Mikrolenkbewegungen erzeugt werden, sodass im Fährbetrieb, wie bei einer Geradeausfahrt, Stromaufnahmedaten erzeugbar sind. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that micro-steering movements are generated via the steering motor or motors, so that power consumption data can be generated in ferry operation, such as when driving straight ahead.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment des oder der Lenkmotoren gemessen und mit den Stromaufnahmedaten verglichen wird und eine Plausibilitätsprüfung der Stromaufnahmedaten mit den Drehmomentdaten durchgeführt wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the torque of the steering motor or motors is measured and compared with the current consumption data and a plausibility check of the current consumption data is carried out with the torque data.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Speichermedium abgespeicherten Stromaufnahmedaten an Fahrzeugsteuer- und -kontrollsysteme anderer Fahrzeuge, an einen Fahrzeug-Simulator und/oder an ein Computerspiel übergeben/übertragen werden. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the current consumption data stored on the storage medium are transferred/transmitted to vehicle control and monitoring systems of other vehicles, to a vehicle simulator and/or to a computer game.
8. Vorrichtung zur Erlangung von Fahrbahnbeschaffenheitsdaten in Fahrzeugen mit Lenkmotoren, gekennzeichnet durch eine Stromaufnahmemesseinrichtung für den oder die Lenkmotoren, eine Auswerteeinheit für die Stromaufnahmedaten, ein Interface zum Anschluss an ein Fahrzeugsteuer- und -kontrollsystem und/oder eine Speichereinheit. 8. Device for obtaining road surface data in vehicles with steering motors, characterized by a current consumption measuring device for the steering motor or motors, an evaluation unit for the current consumption data, an interface for connection to a vehicle control and monitoring system and/or a memory unit.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Messeinrichtung für den Lenkwinkel des Fahrzeugs aufweist. 9. Device according to claim 8, characterized in that it has a measuring device for the steering angle of the vehicle.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Ansteuereinheit für den oder die Lenkmotoren zur Erzeugung von Mikrolenkbewegungen des Fahrzeugs aufweist. 10. The device according to claim 8 or 9, characterized in that it has a control unit for the steering motor or motors for generating micro-steering movements of the vehicle.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Drehmomentmesseinrichtung für den oder die Lenkmotoren aufweist, die mit der Auswerteeinheit verbunden ist. 11. Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that it has a torque measuring device for the steering motor or motors, which is connected to the evaluation unit.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinheit ein entnehmbares Speichermedium aufweist. 12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the storage unit has a removable storage medium.
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