EP4433340A1 - Verfahren zur ermittlung eines fahrbahn-reibwerts - Google Patents

Verfahren zur ermittlung eines fahrbahn-reibwerts

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EP4433340A1
EP4433340A1 EP22792777.9A EP22792777A EP4433340A1 EP 4433340 A1 EP4433340 A1 EP 4433340A1 EP 22792777 A EP22792777 A EP 22792777A EP 4433340 A1 EP4433340 A1 EP 4433340A1
Authority
EP
European Patent Office
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current
friction
gdem
road surface
requirement
Prior art date
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Pending
Application number
EP22792777.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Crump
Sören WENZEL
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Magna PT BV and Co KG
Original Assignee
Magna PT BV and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Magna PT BV and Co KG filed Critical Magna PT BV and Co KG
Publication of EP4433340A1 publication Critical patent/EP4433340A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/40—Coefficient of friction

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining a current road surface friction value using a control device in a motor vehicle.
  • control devices in motor vehicles are set up to determine a current coefficient of friction of the road being traveled on in order to be able to operate the motor vehicle more efficiently. For example, speeds and braking distances, especially of autonomously operated vehicles, can be better matched to the road surface. The occurrence of overspeeds in a driving electrical machine can also be avoided in this way.
  • DE 10 2020 200 161 B3 discloses a method for protecting an electric machine from overspeed in a hybrid motor vehicle drive train with at least one axle that can be driven at least partially via the electric machine, comprising the following steps:
  • an estimate of a current road surface friction value can only be made when a wheel breaks off, i.e. in a situation in which the wheel grip breaks off and the wheel or wheels of the motor vehicle no longer have the necessary grip Provide traction and spin.
  • the object is achieved by a method for determining a current road surface friction value using a control unit in a motor vehicle, with the control unit continuously determining a current friction value requirement is calculated, with a current tire stiffness being determined from the calculated current friction coefficient requirement and a current tire slip, and using a stored table that maps tire stiffness to road surface friction values, the current road surface friction coefficient is determined from the current tire stiffness.
  • a coefficient of friction requirement is thus continuously determined in a known manner.
  • the current friction coefficient requirement can in particular be calculated from a current driving wheel torque and a currently prevailing axle load.
  • a wheel break is not awaited, but rather the current tire rigidity is determined from the required friction coefficient and additional information about the current tire slip. This tire stiffness is then mapped to the current road surface friction coefficient using a table.
  • the current friction coefficient of the roadway can also be approximately determined between wheel break-off events.
  • the method calculates the tire stiffness in normal driving situations and classifies this stiffness using table data that assigns a friction value to a tire stiffness.
  • the table data can be adjusted for different road surfaces and conditions at each wheel spin event.
  • a statistical algorithm can be used to Average over the last n cyclic calculations of the tire stiffness.
  • the current tire rigidity is preferably determined as a statistical mean value, which takes into account a number n of previously calculated current friction coefficient requirements and current tire slippage.
  • the tire stiffness can be calculated, for example, using the formula:
  • the stored table which maps tire stiffnesses to road surface friction coefficients, is preferably adapted when a wheel breaks away, ie wheelspin, in particular to different road surfaces and conditions.
  • the current roadway friction value is preferably determined from the current friction value requirement as being equal to the current friction value requirement.
  • the friction coefficient requirement and the roadway friction coefficient can be determined as follows:
  • the determination can use the dynamic axle load of the driven axle and the currently driving wheel torque.
  • the currently driving wheel torque can be calculated in a control unit, based on the prevailing clutch torques and the currently selected gear ratios in the associated sub-transmission and the torque currently supplied by the electric machine multiplied by its ratio.
  • a dynamic vehicle longitudinal dynamics model which estimates the current axle loads, can be continuously calculated in the responsible control unit.
  • the vehicle mass required to calculate the axle loads can be determined during each start-up process using the driving wheel torque and the measured vehicle acceleration. This is possible because the clutch is the element in the drive train that determines the wheel torque during the drive-off process and the resulting wheel torque is known exactly in the transmission control unit.
  • the possible proportion of the electrical machine in the starting process can be regarded as largely exact.
  • a coefficient of friction can now be constantly calculated using the driving wheel torque and the determined dynamic axle load. This coefficient of friction can be viewed as the coefficient of friction required by the motor vehicle.
  • the current road surface friction value is preferably determined as equal to the current friction value requirement from the current friction value requirement, with the stored table, which maps tire stiffness to road surface friction values, being adjusted in the the current tire stiffness is assigned to the current road surface friction value, equal to the current friction value requirement.
  • a lateral and a longitudinal component is determined for the current roadway friction value and/or the current friction value requirement.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a method according to the invention for determining a current friction coefficient of the roadway.
  • 2 is a schematic representation of a longitudinal and a transverse portion of a coefficient of friction.
  • 3 is a schematic representation of graphs of longitudinal friction values versus tire slip for various road surfaces.
  • FIG. 4 is a schematic representation of graphs of transverse coefficients of friction versus tire slip for various road surfaces.
  • 5 is a schematic representation of data points in a coordinate system of friction requirements and tire slippage and thus of tire stiffness.
  • FIG. 6 is a schematic representation of data points in a coordinate system of friction requirements and tire slippage and thus of tire stiffness.
  • FIG. 7 is a schematic representation of a time course of a current coefficient of friction requirement around a wheel tear.
  • Fig. 8 is a schematic representation of the adjustment of a
  • a current friction coefficient requirement gdem is continuously calculated (box Cale gdem) from a current driving wheel torque and a currently prevailing axle load.
  • a current tire slip is determined (box Cale Slip).
  • a current tire rigidity St is estimated or determined from the two quantities required for the coefficient of friction gdem and tire slip slip.
  • the current road friction coefficient groad is then determined from the current tire stiffness St using a stored table T(St), which maps tire stiffness St to road surface friction coefficient groad.
  • the table T(St) is also adapted during the operation of the motor vehicle, so that it is a learning algorithm:
  • the current roadway friction coefficient groad is determined from the current friction coefficient gdem as equal to the current friction coefficient gdem (box Cale g roa d).
  • the stored table T which maps tire stiffness St to road surface friction coefficient g roa d , is then adjusted by assigning the current road surface friction coefficient g roa d , equal to the current friction coefficient requirement gdem , to the current tire stiffness St.
  • the coefficient of friction both the roadway friction coefficient g roa d and the friction coefficient requirement gdem—comprises a longitudinal and a transversal component.
  • a lateral and a longitudinal component can therefore be determined separately for the current road surface coefficient of friction groad and the current coefficient of friction requirement gdem.
  • 3 is an illustration of different possible graphs of longitudinal coefficients of friction g versus tire slip for different roadways, namely a dry roadway F1, a wet roadway F2, a gravel roadway F3 and snow/ice roadway F4.
  • the tire slip results, for example, as differences between the wheel speeds on the front wheels and the rear wheels.
  • the gradients drawn in dashed lines are proportional to the maxima drawn in and thus to the maximum road surface friction values g max .
  • the current gradient can be estimated in driving situations with high or low loads or wheel torques.
  • the gradient is a measure of the tire stiffness St or is proportional to the tire stiffness St.
  • Fig. 5 shows in a coordinate system of friction requirements gdem and tire slippage several determined data points - shown as small crosses - in different driving situations, namely when driving constantly on dry asphalt S1, when accelerating on wet asphalt S2 and when accelerating on a snowy road S3.
  • the gradient ten estimation (dashed line) is carried out for a statistical mean value of a number of determined data points (the last n data points), so that a more stable determination of the gradient and thus of the tire stiffness St is carried out.
  • Such an estimation based on the mean value of the data points also prevents discontinuous jumps in the determined road surface friction coefficient groad.
  • Fig. 6 shows in the same coordinate system of friction coefficient requirements gdem and tire slip slip of Fig. 5 that an increase in stability can also be achieved by only considering data points of a specific deviation from an average value in the statistical averaging to determine the current gradients and thus the current tire rigidity St.
  • the deviation can, as shown in FIG. 6, be established in particular by defining maximum and minimum limits for the gradients around a mean gradient of the data points.
  • the limits G1 are shown without a deviation check, as well as defined limits G2 for a deviation check. Only data points that lie within the limits G2 for a deviation check are preferably used for determining the tire stiffness.
  • FIG. 7 shows a possible course over time (axis t) of the determined current friction coefficient requirement gdem.
  • the presence of a wheel breakaway Abr is determined.
  • the actual roadway friction coefficient g rO ad was above the current friction coefficient requirement gdem.
  • the actual roadway friction coefficient g rO ad now corresponds to the current friction coefficient requirement gdem.
  • This information can now be used, as shown in FIG. 8, to convert the roadway friction coefficient g rO ad determined by the method according to the invention to the actual roadway friction coefficient adjust large adapt.
  • the friction curve pi(Sl) used in the method according to the invention is adapted to the new friction curve g(Sl) a da P t .
  • the stored table T which maps tire stiffness St to road surface friction coefficient groad, is therefore adjusted when a wheel breaks off Abr by assigning the current road surface friction coefficient groad, equal to the current friction coefficient requirement gdem, to the current tire stiffness St.

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Abstract

Ein Verfahren zur Ermittlung eines aktuellen Fahrbahn-Reibwerts (µroad) durch ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug, wobei durch das Steuergerät kontinuierlich ein aktueller Reibwertbedarf (µdem) berechnet wird, wobei aus dem berechneten aktuellen Reibwertbedarf (µdem) und einem aktuellen Reifenschlupf (Slip) eine aktuelle Reifensteifigkeit (St) bestimmt wird und mittels einer abgespeicherten Tabelle (T), die Reifensteifigkeiten (St) auf Fahrbahn-Reibwerte (µroad) abbildet, aus der aktuellen Reifensteifigkeit (St) der aktuelle Fahrbahn-Reibwert (µroad) ermittelt wird.

Description

Verfahren zur Ermittlung eines Fahrbahn-Reibwerts
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines aktuellen Fahrbahn-Reibwerts durch ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug.
Stand der Technik
Es ist bereits bekannt, dass Steuergeräte in Kraftfahrzeugen dazu eingerichtet werden, einen aktuellen Reibwert der befahrenen Fahrbahn zu ermitteln, um das Kraftfahrzeug effizienter betreiben zu können. Beispielsweise können Geschwindigkeiten und Bremswege insbesondere von autonom betriebenen Fahrzeugen besser an die Fahrbahnbeschaffenheit abgestimmt werden. Auch kann das Auftreten von Überdrehzahlen in einer antreibenden elektrischen Maschine hierdurch vermieden werden.
So offenbart die DE 10 2020 200 161 B3 ein Verfahren zum Schutz vor einer Überdrehzahl einer elektrischen Maschine in einem Hybridkraftfahrzeugantriebsstrang mit zumindest einer zumindest teilweise über die elektrische Maschine antreibbaren Achse umfassend die folgenden Schritte:
- Schätzung eines Kraftfahrzeuggewichts während einem Anfahrvorgang,
- Laufende Berechnung einer dynamischen Achslast der angetriebenen Achse, eines antreibenden Radmoments und eines Bedarfsreibwerts,
- Detektion eines Radabrisses mittels einer Detektion eines Mikro- Schlupfs zwischen einer antreibenden und einer nicht angetriebenen Achse, - Schätzung eines aktuellen Fahrbahn-Reibwerts basierend auf dem bei Radabriss berechneten antreibenden Radmoment und der bei Radabriss berechneten dynamischen Achslast der angetriebenen Achse,
- Halten des geschätzten Fahrbahn-Reibwerts bis der Radabriss nicht mehr detektiert wird und gleichzeitige
- Ermittlung einer maximalen Drehzahl der elektrischen Maschine, bei der diese vom Antriebsstrang antriebswirksam abgekoppelt wird, basierend auf dem ermittelten Fahrbahn-Reibwert und der gegenwärtigen Last der Verbrennungskraftmaschine.
Im Rahmen eines Verfahrens nach DE 10 2020 200 161 B3 kann eine Schätzung eines aktuellen Fahrbahn-Reibwerts lediglich bei Auftreten eines Radabrisses vorgenommen werden, also in einer Situation, in der die Radhaftung abreißt und das Rad bzw. die Räder des Kraftfahrzeugs nicht mehr die nötige Traktion bereitstellen und durchdrehen.
Insbesondere bei einer Fahrt in höheren Gängen und bei geringen Radmomenten liegt allerdings ein nur geringer Reibwertbedarf vor, so dass es üblicherweise nicht zu einem Radabriss kommt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Ermittlung eines aktuellen Fahrbahn-Reibwerts durch ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug anzugeben, dass auch eine Ermittlung eines aktuellen Fahrbahn- Reibwerts erlaubt, wenn gerade kein Radabriss vorliegt.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren zur Ermittlung eines aktuellen Fahrbahn-Reibwerts durch ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug, wobei durch das Steuergerät kontinuierlich ein aktueller Reibwert- bedarf berechnet wird, wobei aus dem berechneten aktuellen Reibwertbedarf und einem aktuellen Reifenschlupf eine aktuelle Reifensteifigkeit bestimmt wird und mittels einer abgespeicherten Tabelle, die Reifensteifigkeiten auf Fahrbahn-Reibwerte abbildet, aus der aktuellen Reifensteifigkeit der aktuelle Fahrbahn-Reibwert ermittelt wird.
Erfindungsgemäß wird somit in bekannter Weise kontinuierlich ein Reibwertbedarf ermittelt. Der aktuelle Reibwertbedarf kann insbesondere berechnet werden aus einem aktuellen antreibenden Radmoment und einer aktuell vorherrschenden Achslast. Zur Ermittlung des Fahrbahn- Reibwerts wird jedoch nicht auf einen Radabriss gewartet, sondern aus dem Reibwertbedarf und zusätzlich einer Information über den aktuellen Reifenschlupf, die aktuelle Reifensteifigkeit ermittelt. Diese Reifensteifigkeit wird daraufhin mittels einer Tabelle auf den aktuellen Fahrbahn- Reibwert abgebildet.
Somit kann auch zwischen Radabriss-Ereignissen näherungsweise der aktuelle Fahrbahn-Reibwert bestimmt werden.
Das Verfahren berechnet dazu die Reifensteifigkeit in normalen Fahrsituationen und klassifiziert diese Steifigkeit mit Tabellendaten, die einer Reifensteifigkeit einen Reibungswert zuordnen.
Die Tabellendaten können bei jedem Durchdrehen der Räder, also bei einem Radabriss, auf verschiedene Straßenoberflächen und Bedingungen angepasst werden.
Um eine höhere Genauigkeit bei der Berechnung der Reifensteifigkeit zu erreichen, kann ein statistischer Algorithmus verwendet werden, um einen Mittelwert über die letzten n zyklischen Berechnungen der Reifensteifigkeit zu bilden.
Bevorzugt wird die aktuelle Reifensteifigkeit als statistischer Mittelwert bestimmt, der eine Anzahl n von vorausgehend berechneten aktuellen Reib- wertbedarfen und aktuellen Reifenschlupfen berücksichtigt.
Die Berechnung der Reifensteifigkeit kann beispielsweise mittels der Formel erfolgen:
Bevorzugt werden bei der Bestimmung der aktuellen Reifensteifigkeit als statistischer Mittelwert nur vorausgehend berechnete aktuelle Reibwert - bedarfe und aktuelle Reifenschlupfe berücksichtigt, die innerhalb einer vorgegebenen maximalen Abweichung von einem Mittelwert liegen.
Vorzugsweise wird die abgespeicherte Tabelle, die Reifensteifigkeiten auf Fahrbahn-Reibwerte abbildet, bei Auftreten eines Radabrisses, also einem Durchdrehen der Räder, angepasst, insbesondere auf verschiedene Straßenoberflächen und Bedingungen.
Bevorzugt wird, bei Auftreten eines Radabrisses, also einem Durchdrehen der Räder, aus dem aktuellen Reibwertbedarf der aktuelle Fahrbahn- Reibwert als gleich dem aktuellen Reibwertbedarf bestimmt. Die Bestimmung des Reibwertbedarfs und des Fahrbahn-Reibwerts kann folgendermaßen erfolgen:
Die Bestimmung kann die dynamische Achslast der angetriebenen Achse, sowie das aktuell antreibende Radmoment verwenden.
Die Berechnung des aktuell antreibenden Radmomentes kann in einem Steuergerät erfolgen, basiert auf den vorherrschenden Kupplungsmomenten und den gegenwärtig eingelegten Übersetzungen im zugehörigen Teilgetriebe sowie dem aktuell von der elektrischen Maschine gelieferten Drehmoment multipliziert mit deren Übersetzung.
Zur Berechnung oder Schätzung der aktuell vorherrschenden Achslasten kann im zuständigen Steuergerät permanent ein dynamisches Fahrzeug- Längsdynamikmodell berechnet werden, welches die aktuellen Achslasten schätzt. Die zur Berechnung der Achslasten benötigte Fahrzeugmasse kann während jedem Anfahrvorgang über das antreibende Radmoment und die gemessene Fahrzeugbeschleunigung ermittelt werden. Dies ist möglich, da im Anfahrvorgang die Kupplung das radmomentbestimmende Element im Antriebsstrang ist und das resultierende Radmoment im Getriebesteuergerät exakt bekannt ist. Der eventuelle Anteil der elektrischen Maschine im Anfahrvorgang kann als weitgehend exakt angesehen werden.
Jetzt kann permanent mit Hilfe des antreibenden Radmomentes und der ermittelten dynamischen Achslast ein Reibwert berechnet werden. Dieser Reibwert kann als Reibwertbedarf des Kraftfahrzeugs angesehen werden.
Tritt jetzt ein Radabriss auf, welcher sich als sich vergrößernder Mikro- Schlupf der antreibenden Achse des Kraftfahrzeugs gegenüber der nicht angetriebenen Achse des Kraftfahrzeugs auszeichnet, wird der Bedarfsreibwert in dieser Situation eingefroren. Da der Reibwert jetzt nicht mehr nur den Bedarf des Kraftfahrzeugs repräsentiert, sondern tatsächlich Radschlupf aufgebaut wird, kann dieser Reibwert als geschätzter Fahrbahn-Reibwert herangezogen werden.
Vorzugsweise wird bei Auftreten eines Radabrisses, also einem Durchdrehen der Räder, aus dem aktuellen Reibwertbedarf der aktuelle Fahrbahn- Reibwert als gleich dem aktuellen Reibwertbedarf bestimmt, wobei auch die abgespeicherte Tabelle, die Reifensteifigkeiten auf Fahrbahn-Reibwerte ab-bildet, angepasst wird, in dem der aktuellen Reifensteifigkeit der aktuelle Fahrbahn-Reibwert, gleich dem aktuellen Reibwertbedarf, zu-geordnet wird.
Bevorzugt erfolgt für den aktuellen Fahrbahn-Reibwert und/oder den aktuellen Reibwertbedarf eine Ermittlung eines lateralen und eines longitudinalen Anteils.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung eines aktuellen Fahrbahn-Reibwerts.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines longitudinalen und eines transversalen Anteils eines Reibwerts. Fig. 3 ist eine schematische Darstellung von Graphen von longitudinalen Reibwerten über Reifenschlupfen für verschiedene Fahrbahnen.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung von Graphen von transversalen Reibwerten über Reifenschlupfen für verschiedene Fahrbahnen.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung von Datenpunkten in einem Koordinatensystem von Reibwertbedarfen und Reifenschlupfen und somit von Reifensteifigkeiten.
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung von Datenpunkten in einem Koordinatensystem von Reibwertbedarfen und Reifenschlupfen und somit von Reifensteifigkeiten.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung eines zeitlichen Verlaufs eines aktuellen Reibwertbedarfs rund um einen Radabriss.
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung der Anpassung eines
Fahrbahn-Reibwerts und einer Reibungskurve bei einem Radabriss.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ermittlung eines aktuellen Fahrbahn-Reibwerts grOad schematisch dargestellt. Es wird dabei kontinuierlich ein aktueller Reibwertbedarf gdem berechnet (Kästchen Cale gdem) und zwar aus einem aktuellen antreibenden Radmoment und einer aktuell vorherrschenden Achslast.
Zusätzlich wird ein aktueller Reifenschlupf Slip ermittelt (Kästchen Cale Slip). Aus den beiden Größen Reibwertbedarf gdem und Reifenschlupf Slip wird eine aktuelle Reifensteifigkeit St abgeschätzt bzw. bestimmt. Mittels einer abgespeicherten Tabelle T (St), die Reifensteifigkeiten St auf Fahrbahn-Reibwerte groad abbildet, wird dann aus der aktuellen Reifensteifigkeit St der aktuelle Fahrbahn-Reibwert groad ermittelt.
Die Tabelle T(St) wird im Laufe des Betriebes des Kraftfahrzeuges auch adaptiert, so dass es sich um einen lernenden Algorithmus handelt:
Bei Auftreten eines Radabrisses Abr, also einem Durchdrehen der Räder, wird aus dem aktuellen Reibwertbedarf gdem der aktuelle Fahrbahn- Reibwert groad als gleich dem aktuellen Reibwertbedarf gdem bestimmt (Kästchen Cale groad). Die abgespeicherte Tabelle T, die Reifensteifigkeiten St auf Fahrbahn-Reibwerte groad abbildet, wird dann angepasst, in dem der aktuellen Reifensteifigkeit St der aktuelle Fahrbahn-Reibwert groad, gleich dem aktuellen Reibwertbedarf gdem, zugeordnet wird.
Fig. 2 zeigt, dass sich der Reibwert - sowohl der Fahrbahn-Reibwert groad als auch der Reibwertbedarf gdem - aus einem longitudinalen und einem transversalen Anteil zusammensetzt. Für den aktuellen Fahrbahn- Reibwert groad und den aktuellen Reibwertbedarf gdem kann daher eine separate Ermittlung eines lateralen und eines longitudinalen Anteils erfolgen. Fig. 3 ist eine Darstellung von verschiedenen möglichen Graphen von longitudinalen Reibwerten g über Reifenschlupfen Slip für verschiedene Fahrbahnen, nämlich eine trockene Fahrbahn Fl, eine nasse Fahrbahn F2, eine Schotter- Fahrbahn F3 und Schnee-/ Eis-Fahrbahn F4. Die Reifenschlupfe Slip ergeben sich beispielsweise als Unterschiede zwischen den Radgeschwindigkeiten an den Vorderrädern zu den Hinterrädern. Die strichliert eingezeichneten Gradienten sind proportional zu den eingezeichneten Maxima und somit den maximalen Fahrbahn-Reibwerten gmax. Der aktuelle Gradient kann in Fahrsituationen mit hoher oder niedriger Last bzw. Radmomenten abgeschätzt werden. Der Gradient ist ein Maß für die Reifensteifigkeit St bzw. proportional zur Reifensteifigkeit St. Über diese Graphen kann daher der Fahrbahn-Reibwert grOad nicht nur an den Maxima, also bei Radabriss, abgeschätzt werden, sondern in allen Fahrsituationen mit einem antreibenden Radmoment.
In analoger Weise zeigt Fig. 4 Graphen von transversalen Reibwerten g über Reifenschlupfen Slip für die selben verschiedenen Fahrbahnen, nämlich eine trockene Fahrbahn Fl, eine nasse Fahrbahn F2, eine Schotter- Fahrbahn F3 und eine Schnee-/ Eis-Fahrbahn F4. Dargestellt sind wieder Gradienten der jeweiligen Graphen und somit ein Maß für die Reifensteifigkeit St, sowie die Maxima der Reibwerte g und somit entsprechende Fahrbahn-Reibwerte grOad. Somit kann über die Graphen Fig. 3 und Fig. 4 der longitudinale und der transversale Anteil des Fahrbahn-Reibwerts groad bestimmt werden.
Fig. 5 zeigt in einem Koordinatensystem von Reibwertbedarfen gdem und Reifenschlupfen Slip mehrere ermittelte Datenpunkte - dargestellt als kleine Kreuze - in verschiedenen Fahrsituationen, nämlich bei konstanter Fahrt auf trockenem Asphalt S 1 , bei Beschleunigung auf nassem Asphalt S2 und bei Beschleunigung auf einer Schnee-Fahrbahn S3. Die Gradien- ten-Abschätzung (strichlierte Linie) erfolgt jeweils für einen statistischen Mittelwert mehrerer ermittelter Datenpunkte (der letzten n Datenpunkte), so dass eine stabilere Ermittlung des Gradienten und somit der Reifensteifigkeit St durchgeführt wird. Durch eine solche Abschätzung auf Basis des Mittelwerts der Datenpunkte werden auch diskontinuierliche Sprünge des bestimmten Fahrbahn-Reibwertes groad verhindert.
Fig. 6 zeigt schließlich im selben Koordinatensystem von Reibwertbedarfen gdem und Reifenschlupfen Slip von Fig. 5, dass eine Erhöhung der Stabilität auch dadurch erreicht werden kann, dass nur Datenpunkte einer bestimmten Abweichung von einem Mittelwert berücksichtigt werden, in der statistischen Mittelwertbildung zur Bestimmung des aktuellen Gradienten und somit der aktuellen Reifensteifigkeit St. Die Abweichung kann dabei, wie in Fig. 6 dargestellt, insbesondere durch das Definieren von maximalen und minimalen Grenzen für die Gradienten, rund um einen mittleren Gradienten der Datenpunkte festgelegt werden. In Fig. 6 sind die Grenzen G 1 ohne Abweichungsprüfung dargestellt, sowie festgelegte Grenzen G2 für eine Abweichungsprüfung. Für die Bestimmung der Reifensteifigkeit werden bevorzugt nur Datenpunkte verwendet, die innerhalb der Grenzen G2 für eine Abweichungsprüfung liegen.
Fig. 7 zeigt schließlich einen möglichen zeitlichen Verlauf (Achse t) des bestimmten aktuellen Reibwertbedarfs gdem. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird das Vorliegen eines Radabrisses Abr festgestellt. Vor diesem Zeitpunkt lag der tatsächliche Fahrbahn-Reibwerte grOad oberhalb des aktuellen Reibwertbedarfs gdem. Zum Zeitpunkt Abr wird festgestellt, dass der tatsächliche Fahrbahn-Reibwert grOad nun dem aktuellen Reibwertbedarfs gdem entspricht. Diese Information kann nun genutzt werden um, wie in Fig. 8 dargestellt, den durch das erfindungsgemäße Verfahren bestimmten Fahrbahn-Reibwert grOad auf den tatsächlichen Fahrbahn-Reibwert groad Adapt anzupassen. Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Reibungskurve pi(Sl) wird zu der neuen Reibungskurve g(Sl)adaPt adaptiert. Die abgespeicherten Tabelle T, die Reifensteifigkeiten St auf Fahrbahn- Reibwerte groad abbildet, wird daher bei Auftreten eines Radabrisses Abr angepasst, in dem der aktuellen Reifensteifigkeit St der aktuelle Fahrbahn-Reibwert groad, gleich dem aktuellen Reibwertbedarf gdem, zugeordnet wird.
Bezugszeichenliste
Abr Radabriss
Slip Reifenschlupf
St Reifensteifigkeit
Fl trockene Fahrbahn
F2 nasse Fahrbahn
F3 Schotter-Fahrbahn
F4 Schnee-/ Eis-Fahrbahn
G 1 Grenzen ohne Abweichungsprüfung
G2 Grenzen mit Abweichungsprüfung
51 Fahrsituationen konstante Fahrt auf trockenem Asphalt
52 Fahrsituationen Beschleunigung auf nassem Asphalt
53 Fahrsituationen Beschleunigung auf einer Schnee- Fahrbahn
T Tabelle t Zeit gdem Reibwertbedarf groad Fahrbahn-Reibwert groad Adapt adaptierter Fahrbahn-Reibwert g(Sl) Reibungskurve g(Sl)adaPt adaptierte Reibungskurve giong longitudinaler Reibwert giat lateraler Reibwert

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Ermittlung eines aktuellen Fahrbahn-Reibwerts (groad) durch ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug, wobei durch das Steuergerät kontinuierlich ein aktueller Reibwertbedarf (gdem) berechnet wird aus einem aktuellen antreibenden Radmoment und einer aktuell vorherrschenden Achslast, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass aus dem berechneten aktuellen Reibwertbedarf (gdem) und einem aktuellen Reifenschlupf (Slip) eine aktuelle Reifensteifigkeit (St) bestimmt wird und mittels einer abgespeicherten Tabelle (T), die Reifensteifigkeiten (St) auf Fahrbahn-Reibwerte (groad) abbildet, aus der aktuellen Reifensteifigkeit (St) der aktuelle Fahrbahn-Reibwert (groad) ermittelt wird. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der aktuelle Reibwertbedarf (gdem) berechnet wird aus einem aktuellen antreibenden Radmoment und einer aktuell vorherrschenden Achslast. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die aktuelle Reifensteifigkeit (St) als statistischer Mittelwert bestimmt wird, der eine Anzahl n von vorausgehend berechneten aktuellen Reib- wertbedarfen (gdem) und aktuellen Reifenschlupfen (Slip) berücksichtigt- Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei der Bestimmung der aktuellen Reifensteifigkeit (St) als statistischer Mittelwert nur vorausgehend berechnete aktuelle Reibwertbedarfe (gdem) und aktuelle Reifenschlupfe (Slip) berücksichtigt werden, die innerhalb einer vorgegebenen maximalen Abweichung von einem Mittelwert liegen. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die abgespeicherte Tabelle (T) die Reifensteifigkeiten (St) auf Fahrbahn- Reibwerte (groad) abbildet, bei Auftreten eines Radabrisses (Abr), also einem Durchdrehen der Räder, angepasst wird. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei Auftreten eines Radabrisses (Abr), also einem Durchdrehen der Räder, aus dem aktuellen Reibwertbedarf (gdem) der aktuelle Fahrbahn-Reibwert (groad) als gleich dem aktuellen Reibwertbedarf (gdem) bestimmt wird. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei Auftreten eines Radabrisses (Abr), also einem Durchdrehen der Räder, aus dem aktuellen Reibwertbedarf (gdem) der aktuelle Fahrbahn-Reibwert (groad) als gleich dem aktuellen Reibwertbedarf (gdem) bestimmt wird, wobei die abgespeicherten Tabelle (T), die Reifensteifigkeiten (St) auf Fahrbahn-Reibwerte (grOad) abbildet, angepasst wird, in dem der aktuellen Reifensteifigkeit (St) der aktuelle Fahrbahn-Reibwert (groad), gleich dem aktuellen Reibwertbedarf (gdem), zugeordnet wird. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für den aktuellen Fahrbahn-Reibwert (groad) und/oder den aktuellen Reibwertbedarf (gdem) eine Ermittlung eines lateralen und eines longitudinalen Anteils erfolgt.
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