WO2017063812A1 - Vorrichtung sowie verfahren zur ermittlung des fahrbahnzustands, fahrzeug sowie steuergerät zur ermittlung des fahrbahnzustands - Google Patents

Vorrichtung sowie verfahren zur ermittlung des fahrbahnzustands, fahrzeug sowie steuergerät zur ermittlung des fahrbahnzustands Download PDF

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WO2017063812A1
WO2017063812A1 PCT/EP2016/071834 EP2016071834W WO2017063812A1 WO 2017063812 A1 WO2017063812 A1 WO 2017063812A1 EP 2016071834 W EP2016071834 W EP 2016071834W WO 2017063812 A1 WO2017063812 A1 WO 2017063812A1
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wheel
steering
vehicle
tire
force
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PCT/EP2016/071834
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Michael Klank
Marc Wiesenthal
Oliver Westphal
Christian Stephan
Frank Berger
Jörn Torben OETKER
Andreas Hartmann
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • B60W2555/00—Input parameters relating to exterior conditions, not covered by groups B60W2552/00, B60W2554/00
    • B60W2555/20—Ambient conditions, e.g. wind or rain

Definitions

  • Control unit for determining the road condition
  • the invention relates to a device for determining the road condition with a wheel, a coupled to the wheel actuator, preferably a steering device for steering, at least one wheel of a vehicle, in particular motor vehicle, the wheel preferably comprises a tire, in particular of a rubber-like material.
  • the invention further relates to a vehicle with such a device and also to a method for determining a
  • Assistance systems known that allow the driver of the vehicle safe driving.
  • a temperature sensor indicates how the outside temperature is outside the vehicle.
  • the driver can only estimate whether at a temperature around the freezing area the road is smooth, for example, due to icing.
  • Friction coefficient of the road based on the difference in rotational speeds between the driven and the co-rotating wheels determined.
  • the difference is compared with a threshold stored in a comparison unit such that at a difference greater than the threshold on an abnormal road condition
  • the invention deals with a simple determination of the road condition, so that it can be determined with little effort.
  • the invention proposes solutions based on the preambles of the independent claims in conjunction with their characterizing features.
  • the on this The following, dependent claims give each advantageous embodiments of the invention.
  • the invention relates to both a device and a
  • the invention also relates to a vehicle upgraded with such
  • a device for determining the road condition with a wheel, a coupled to the wheel actuator, preferably one
  • Steering device for steering at least one wheel of a vehicle, in particular a motor vehicle, wherein the wheel preferably has a tire, in particular of a rubber-like material.
  • the wheel preferably has a tire, in particular of a rubber-like material.
  • the coefficient of friction of the tires of a vehicle is much better on a dry road than on a wet, slippery or smooth road.
  • the coefficient of friction between the tire and the road surface is highest on a dry road and lowest on a smooth road. Due to these circumstances results in a prolonged braking distance and / or lower cornering forces of the vehicle wheels, so that the vehicle is worse to control in the aforementioned road conditions than in dry roads.
  • a wheel consists of at least a rim and a tire, the tire of known rubber-like materials such.
  • B. natural rubber is produced.
  • silicate can also be added to the material to achieve certain properties of the tire.
  • Tires can be made to withstand, for example, temperatures below a certain level
  • Temperature levels for example 7 ° C, have better adhesion, than above this temperature level. This is, as is known, used to make winter tires or summer tires.
  • the wheel is connected to the vehicle via a chassis, preferably via a wheel carrier. This takes the wheel rotatably and the wheel is connected via the wheel carrier about its vertical axis steerable with the chassis.
  • a vehicle may have at least one steerable wheel, wherein in conventional
  • Motor vehicles at least each present a front axle and a rear axle, each having at least two wheels.
  • a steering device for steering the rear wheels can be provided.
  • Steering is via a steering handle, z. B. a steering wheel, operated in the passenger compartment of the vehicle. Steering by means of steering wheel can be done wirelessly (stear by wire) or mechanically via a rotatable shaft, which with the
  • Steering device, z. B. cooperates in the form of a steering gear.
  • Steering can also be done via an actuator that electrically or
  • the vertical axis is moved so as to control the steering movement.
  • Steering device can be operated hydraulically or electro-hydraulically or purely electrically.
  • the steering device can also be designed purely purely mechanical. Also, the steering device with a so-called
  • Overhead steering be equipped, in which case the steering angle of the steering handle can be increased or decreased by the superposition steering.
  • the aforementioned actuators or steering devices can both at the
  • Front axle can be used as well as on the rear axle, wherein the steering device on the front or rear axle can influence each other.
  • Steering or the actuator can be coupled directly to the wheel or via a link, in particular a tie rod with the wheel.
  • the invention is characterized in that upon contact of the at least one wheel or tire with the roadway, the road condition can be determined on the basis of the force required for steering. This force is needed to turn or steer the at least one wheel about its vertical axis with respect to the roadway. The power thus results from the coefficient of friction between the tire and the road surface.
  • the determination of the force can be both at standstill of the wheel or also at the
  • the actuator is preferably operated electrically or hydraulically, preferably as a linear actuator, and the device is characterized in that the force required for steering can be derived from the motor current of the actuator. As stated above, to direct the wheel to apply a force by the actuator
  • the steering force can be determined by the current that the electrically operated pump requires in an electric hydraulic system.
  • the force required for steering is advantageously determined as a function of at least one influencing factor.
  • This influencing factor can be formed from one or more factors. These are variable factors which also occur during the journey or operation of the device for determining the
  • the at least one influencing factor can be formed from the factors listed below:
  • variable factors which ultimately form the influencing factor (s)
  • s can influence the determination of the steering force and thus of the road condition.
  • the force required for steering can additionally be determined as a function of at least one parameter.
  • parameters are parameters which are not temporary due to, for example, the driving speed or the vehicle speed
  • the tire material This can be determined in the manufacture of the tire on the basis of the natural rubber used, the carbon black content and also the silicate content and other admixtures.
  • the type of tire may be, for example, a strongly profiled or a less profiled tire, with a coarse profile having less contact with the road than without a profile and thus per se a lower coefficient of friction between the tire and the road surface. Also, the type of tire z. B. the width and thus also the
  • Tire footprint represent a fixed size.
  • the known values can be found in the apparatus for determining the wheel when the wheel is fitted with the tire
  • Road condition can be entered.
  • the device can also be designed such that it can communicate with an RFID signal chip. In the tire or the wheel would then provide an RFID signal chip, the
  • the data is automatically transmitted to the device.
  • the RFID can be
  • Signal chip designed to detect the tire temperature and the tire pressure.
  • a control device for determining the force or ultimately the road condition is provided, taking into account at least one influencing factor and / or a parameter, which is integrated in the device or connected thereto.
  • Factors can be determined as measured values via suitable sensors in the vehicle, the sensors in each case transmitting their signal to the control unit. Due to these variable influencing factors, the control unit can take these into account when determining the road condition.
  • the non-variable parameters are stored in the control unit or are transmitted to this. For example, the abovementioned tire parameters are wirelessly transmitted to the vehicle via an RFID signal chip
  • Control unit transmitted If the control unit is not integrated into the device, then this can be connected either via cable or wirelessly, for example via high-frequency technology, to the control unit. In a cable connection, the known in automotive engineering CAN bus can be used. Preferably, maps are stored in the control unit, the parameters and
  • the invention likewise relates to a vehicle having at least one axle with at least one wheel, wherein the at least one wheel has a tire, in particular of a rubber-like material, and the at least one wheel can be steered by means of a, in particular electromotive or electrohydraulic, steering device. It is characteristic that, upon contact of the at least one wheel with the road, the road condition can be determined on the basis of the force required for steering.
  • the steering device can be called by an actuator or actuator or actuator, consist, which interacts directly with a wheel, on which the wheel is rotatably mounted.
  • the steering device can act directly on the wheel or by means of one or more intermediate links, such as a handlebar or a
  • the determined road condition in the cockpit of the vehicle can be displayed, so that the driver has a current road condition or information directly in the insight.
  • a control unit outputs data to the CAN bus, so that in the
  • Multifunction display of the cockpit the road condition can be displayed.
  • the display can be by means of signal lights or by fade in text
  • the road condition signal may also or additionally be coupled to the steering device (s).
  • the steering angle can be ideally adjusted to achieve, for. B. depending on the speed to adjust the steering angle to the road condition.
  • the road condition can be controlled in the engine electronics, so that in view of the road condition also the driving speed or the engine torque can be adjusted, for example, to prevent slipping out of the curve.
  • the invention also relates to a method for determining a road condition, wherein at least one wheel, in particular of a vehicle, in contact with the
  • Road surface is, wherein the at least one wheel comprises a tire, in particular of a rubber-like material, and the at least one wheel by means of an actuator, in particular one, preferably electromotive or
  • electro-hydraulic, steering device is steerable, wherein the force required for steering is determined, preferably derived from the motor current for operating the actuator, and in dependence on at least one influencing factor of
  • At least one parameter is preferably taken into account in addition to the at least one influencing factor.
  • the at least one influencing factor takes into account one of the following factors, which, as already mentioned above, are variable, since they can also change while driving.
  • conventional vehicles use sensors which display the outside temperature.
  • the driver can estimate whether possibly the road surface can be smooth, but this can not be determined with certainty.
  • the outside temperature is an important factor, which gives information about the road condition in connection with the roadway temperature and the tire temperature. The temperature is over suitable
  • Measuring device can be determined in the suspension or on the shock absorber, as this is already known from the prior art.
  • Conditions of the roadway can be detected with optical systems (camera, lidar, etc.).
  • the at least one parameter takes into account at least one of the factors listed below.
  • the parameter is a fixed factor, d. H. which does not change temporarily on the vehicle and can not be influenced while driving by the driver.
  • the material of the tire is first to call, which is also known as a tire mixture.
  • the type of tire should be mentioned, as already mentioned above, whereby the type of tire and the size of the tire play a role. From the tire mixture and the type of tire results in the footprint of the tire and thus the tire characteristic against the
  • the characteristics of the tire can be stored in the control unit, if, for example, after the assembly of the tires they are entered into the control unit of the vehicle.
  • the tire may also include an RFID signal chip so that the data of the mounted tire may be wirelessly transmitted to the controller.
  • An important characteristic is the road surface or the condition of the road at each location. It is obvious that a connection between tire mix and type and Road surface consists. Thus, with the same tire, for example, on a cobblestone pavement a much lower friction can be expected than on a road that consists of a uniform road surface, such. As tar or concrete exists.
  • the road surface and the nature of the road at each location can be recorded in the control unit via the location, in particular according to GPS data.
  • the pump power can be stored in an electro-hydraulic system, as well as in an electric actuator, the drive power of the electric motor used there.
  • Another possible parameter is the vehicle idle weight.
  • the force is derived from the motor current for actuating the steering device, as previously stated.
  • a control unit is used to determine the motor current, wherein the control unit determines or considers the influencing factors and, taking into account the parameters stored in the control unit or detected by the control unit, determines the road condition.
  • the invention relates to a control device for determining the road condition, on which the method steps according to one of claims 9 to 14 can be executed.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a vehicle
  • Fig. 2 is a plan view of a schematic representation of a vehicle on a roadway.
  • FIG. 1 shows a vehicle 1 in a schematic side view.
  • the vehicle has a wheel 2 on an axle (front axle) 21 and a wheel 3 on a further axle 22 (rear axle).
  • the front axle 21 is connected via a steering handle or steering wheel 9 steerable.
  • Both the wheel 2 and the wheel 3 are each pivotally connected to the vehicle 1 via a wheel carrier 8.
  • the wheel 2 has a tire 27 and the wheel 3 a tire 37. The contact between vehicle 1 and the roadway or
  • Road surface 10 is made over the tires 27, 37 mounted on the wheels 2, 3.
  • the weight F G of the vehicle 1 acts on the wheels 2, 3 and the tires 27, 37 on the road surface 10. The applied by the vehicle 1
  • Weight FQ causes friction between the tires 27, 37 with the
  • a steering device 25 (see Figure 2) is actuated, which causes the steering movement to the front axle 21 and the wheels 2. For this purpose, a force is required to overcome the friction between the wheel 2 and the tire 27 with respect to the roadway 10.
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of a vehicle 1 with a body 7 shown in dashed lines.
  • the front axle 21 has a left and right front wheel 2, which are each pivotally connected to the vehicle 1 via a wheel carrier 8 about its vertical axis.
  • an actuator 5 or a steering gear 25 is provided, which act on the wheel 8 via links 28.
  • the steering gear 25 is associated with a superposition gear 24, which receives the steering input by the driver via the steering wheel 9.
  • Superimposed gear is a device which is capable of reducing or increasing the input steering angle through the steering wheel 9 via the driver. For example, when driving slowly or when parking by a lower steering angle input to the steering wheel 9, a larger steering angle in the
  • Steering angle can be achieved at the front wheels 2 and vice versa.
  • a sensor for detecting the tire temperature is arranged.
  • a sensor 55 for detecting the roadway is arranged.
  • This can be designed as a camera, as a radar or as a lidar. This can z. B. the speed can be determined by taking advantage of the Doppler effect.
  • a sensor 45 is arranged on the wheel carrier 8, which is used to determine the Wheel speed is formed.
  • Another sensor 60 is on the wheel carrier for
  • the vehicle 1 also has a rear axle 22 with rear wheels 3, which is shown as a steerable rear axle.
  • the rear wheels 3 are connected via wheel carrier 8 rotatably and steerably connected to the body 7.
  • the steering movement is effected via an actuator or a rear-axle steering system 6, 26, the power required for steering F L of the rear wheels 3 schematically being indicated here as well by a double-headed arrow
  • the rear wheels 3 also have sensors 45 for determining the wheel speed.
  • control unit (SG) by means of cable or wirelessly.
  • the control unit is further connected to a GPS unit for detecting the location, so that the exact position of the vehicle with respect to the road or road surface to be found is known and can be incorporated into the determination of the road condition.
  • an engine control unit M and an ESP control unit are connected to the control unit.
  • Superposition gear 24 and the steering gear or actuator 5, 25 are connected, all connections are wireless or, as shown here, are made possible via a CAN bus.
  • the steering devices on the front axle and rear axle 5, 25, 6, 26 each have a sensor AM, which in each case serves to detect the motor current, from which the required steering force is derived, so as finally via the control unit taking into account the influencing factors and the parameters To determine the condition of the roadway.
  • the road condition detected in the control unit SG can directly influence the steering action of the steering devices via the connections mentioned in order to achieve safe driving of the vehicle.

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Ermittlung des Fahrbahnzustands, mit einem Rad (2, 3), einem mit dem Rad gekoppelten Aktuator (5, 6), vorzugsweise einer Lenkeinrichtung, zum Lenken zumindest eines Rades eines Fahrzeugs (1), insbesondere Kraftfahrzeugs. Das Rad (2, 3) weist vorzugsweise einen Reifen auf, der insbesondere aus einem gummiartigen Werkstoff gefertigt ist, derart, dass bei Kontakt des zumindest einen Rades/Reifens mit der Fahrbahn (10) der Fahrbahnzustand aufgrund der zum Lenken erforderlichen Kraft (FL) ermittelbar ist.

Description

Vorrichtung sowie Verfahren zur Ermittlung des Fahrbahnzustands, Fahrzeug sowie
Steuergerät zur Ermittlung des Fahrbahnzustands
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung des Fahrbahnzustands mit einem Rad, einem mit dem Rad gekoppelten Aktuator, vorzugsweise einer Lenkeinrichtung, zum Lenken, zumindest eines Rades eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, wobei das Rad vorzugsweise einen Reifen aufweist, insbesondere aus einem gummiartigen Werkstoff. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrzeug mit einer derartigen Vorrichtung sowie ebenfalls ein Verfahren zum Ermitteln eines
Fahrbahnzustands, wobei mindestens ein Rad in Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche steht, sowie ein Steuergerät zur Ermittlung des Fahrbahnzustands. Die Erfindungen sind jeweils in den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche angegeben.
Aus dem Stand der Technik sind vielerlei, vorzugsweise elektronische,
Assistenzsysteme bekannt, die dem Fahrer des Fahrzeugs ein sicheres Fahren ermöglichen. So wird beispielsweise mittels eines Temperatursensors angezeigt, wie die Außentemperatur außerhalb des Fahrzeuges ist. Hierbei kann der Fahrer jedoch lediglich schätzen, ob bei einer Temperatur um den Gefrierbereich die Straße zum Beispiel glatt durch Vereisung ist.
Aus der EP 0 208 173 B1 ist ein Straßenzustandssensor bekannt, der einen
Reibkoeffizienten der Fahrbahn anhand der Differenz der Drehzahlen zwischen den angetriebenen und den mitdrehenden Rädern ermittelt. Die Differenz wird mit einem Schwellwert verglichen, der in einer Vergleichseinheit gespeichert ist, so dass bei einer Differenz größer des Schwellwertes auf eine abnormale Fahrbahnbedingung
geschlossen wird.
Die Erfindung befasst sich mit einer einfachen Ermittlung des Fahrbahnzustandes, so dass dieser mit geringem Aufwand ermittelt werden kann.
Die Erfindung schlägt Lösungen ausgehend von den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche in Verbindung mit deren kennzeichnenden Merkmalen vor. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. So betrifft die Erfindung sowohl eine Vorrichtung als auch ein
Verfahren zur Ermittlung des Fahrbahnzustands, als auch ein Steuergerät zur
Ermittlung des Fahrbahnzustands, wenn dieses mit der Vorrichtung zusammen wirkt oder wenn die Verfahrensschritte der nachfolgend aufgeführten Verfahrensansprüche auf dem Steuergerät ausgeführt werden bzw. auf diesem ausführbar sind. Schließlich betrifft die Erfindung ebenfalls ein Fahrzeug, aufgerüstet mit einer derartigen
Vorrichtung.
Es wird eine Vorrichtung zur Ermittlung des Fahrbahnzustands vorgeschlagen, mit einem Rad, einem mit dem Rad gekoppelten Aktuator, vorzugsweise einer
Lenkeinrichtung, zum Lenken zumindest eines Rades eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, wobei das Rad vorzugsweise einen Reifen aufweist, insbesondere aus einem gummiartigen Werkstoff. Zum sicheren Führen des Fahrzeugs ist es für den Fahrer wichtig, wenn dieser den Fahrbahnzustand zweifelsfrei kennt. Es ist bekannt, dass der Reibwert der Reifen eines Fahrzeuges bei trockener Straße sehr viel besser ist, als bei nasser, rutschiger oder glatter Straße. Auch ist bekannt, dass der Reibwert zwischen Reifen und Straßenbelag bei trockener Straße am höchsten und bei glatter Straße am geringsten ist. Bedingt durch diese Umstände ergibt sich ein verlängerter Bremsweg und/oder geringere Seitenführungskräfte der Fahrzeugräder, so dass das Fahrzeug bei den vorgenannten Fahrbahnzuständen schlechter zu beherrschen ist als bei trockener Fahrbahn. Ein Rad besteht zumindest aus einer Felge und einem Reifen, wobei der Reifen aus bekannten gummiartigen Werkstoffen, wie z. B. Naturkautschuk hergestellt ist. Je nach Reifentyp kann dem Werkstoff auch Silikat beigemischt werden, um bestimmte Eigenschaften des Reifens zu erreichen. Reifen können so hergestellt sein, dass sie beispielsweise bei Temperaturen unterhalb eines bestimmten
Temperaturniveaus, beispielsweise 7° C, eine bessere Haftung aufweisen, als oberhalb dieses Temperaturniveaus. Dieses wird, wie bekannt, genutzt, um Winterreifen oder Sommerreifen herzustellen.
Jedenfalls ergibt sich ein Reibwert wenn ein Rad mit dem Reifen auf einer Fahrbahn steht bzw. mit diesem in Kontakt ist. Zum Bewegen, also zum Lenken des Rades auf der Fahrbahn, muss der Reibwert überwunden werden, um eine Bewegung des Rades gegenüber der Fahrbahn bzw. ein Lenken des Rades zu erreichen. Im Falle eines Fahrzeuges ist das Rad mit dem Fahrzeug über ein Fahrwerk verbunden, vorzugsweise über einen Radträger. Dieser nimmt das Rad drehbar auf und das Rad ist über den Radträger um seine Hochachse lenkbar mit dem Fahrwerk verbunden. Ein Fahrzeug kann zumindest ein lenkbares Rad aufweisen, wobei bei herkömmlichen
Kraftfahrzeugen zumindest jeweils eine Vorderachse und eine Hinterachse vorliegt, die jeweils zumindest zwei Räder aufweisen. Neben bekannten Lenkeinrichtungen an der Vorderachse ist es ebenfalls bekannt, dass zusätzlich zur Vorderachslenkung eine Lenkeinrichtung zum Lenken der Hinterräder vorgesehen werden kann. Die
Lenkeinrichtung wird über eine Lenkhandhabe, z. B. ein Lenkrad, im Fahrgastraum des Fahrzeuges betätigt. Das Lenken mittels Lenkrad kann kabellos (stear by wire) oder aber mechanisch über eine drehbare Welle bewerkstelligt sein, die mit der
Lenkeinrichtung, z. B. in Form eines Lenkgetriebes zusammenwirkt. Die
Lenkeinrichtung kann auch über einen Aktuator erfolgen, der elektrisch bzw.
elektronisch angesteuert den Radträger gegenüber der Karosserie um seine
Hochachse bewegt, um so die Lenkbewegung einzusteuern. Aktuator oder
Lenkeinrichtung können hydraulisch bzw. elektrohydraulisch oder aber auch rein elektrisch betrieben sein. Die Lenkeinrichtung kann ebenfalls lediglich rein mechanisch ausgelegt sein. Auch kann die Lenkeinrichtung mit einer sogenannten
Überlagerungslenkung ausgerüstet sein, wobei hier der durch die Lenkhandhabe eingesteuerte Lenkwinkel durch die Überlagerungslenkung verstärkt oder verringert werden kann.
Die vorgenannten Aktuatoren bzw. Lenkeinrichtungen können sowohl an der
Vorderachse als auch an der Hinterachse eingesetzt werden, wobei die Lenkeinrichtung an der Vorder- oder Hinterachse sich gegenseitig beeinflussen können. Die
Lenkeinrichtung oder auch der Aktuator können direkt mit dem Radträger oder auch über einen Lenker, insbesondere einer Spurstange, mit dem Radträger gekoppelt sein.
Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass bei Kontakt des zumindest einen Rades bzw. Reifens mit der Fahrbahn der Fahrbahnzustand aufgrund der zum Lenken erforderlichen Kraft ermittelbar ist. Diese Kraft wird benötigt, um das zumindest eine Rad um seine Hochachse gegenüber der Fahrbahn zu drehen bzw. zu lenken. Die Kraft ergibt sich somit aus dem Reibwert zwischen Reifen und der Fahrbahnoberfläche. Die Ermittlung der Kraft kann sowohl bei Stillstand des Rades oder auch bei der
Drehbewegung erfolgen. Reibung durch Gelenke, insbesondere Kugelgelenke, nehmen ebenfalls Einfluss.
Der Aktuator ist bevorzugt elektrisch oder hydraulisch betrieben, vorzugsweise als linearer Stellantrieb ausgebildet, und die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die zum Lenken erforderliche Kraft aus dem Motorstrom des Aktuators ableitbar ist. Wie zuvor gesagt, ist zum Lenken des Rades eine Kraft aufzuwenden, die durch den
Aktuator aufgebracht wird.
Bei einem elektrisch betriebenen Aktuator wird zum Bewerkstelligen dieser Lenkkraft ein gewisser Motorstrom benötigt, der analog ansteigt, je höher die benötigte Lenkkraft ist. Aufgrund des benötigten Motorstromes kann somit auf den Fahrbahnzustand geschlossen werden. Ist der Aktuator hydraulisch betrieben, so lässt sich die Lenkkraft und somit der Fahrbahnzustand über den in dem hydraulischen System
vorherrschenden Druck ermitteln. Ebenfalls lässt sich die Lenkkraft über den Strom ermitteln, den die elektrisch betriebene Pumpe bei einer Elektro-Hydraulik benötigt.
Die zum Lenken erforderliche Kraft ist in vorteilhafterweise in Abhängigkeit von zumindest einem Einflussfaktor ermittelbar. Dieser Einflussfaktor kann aus einem oder mehreren Faktoren gebildet sein. Es handelt sich dabei um variable Faktoren, die sich auch während der Fahrt bzw. des Betriebs der Vorrichtung zur Ermittlung des
Fahrbahnzustands ändern können. Da der Reibwert zwischen Reifen und der Fahrbahn bzw. Fahrbahnoberfläche direkten Einfluss auf die benötigte Lenkkraft hat, kann der zumindest eine Einflussfaktor gebildet sein aus den nachfolgend aufgeführten Faktoren:
- Außentemperatur
- Reifentemperatur
- Fahrbahntemperatur
- Raddrehzahl
- Fahrzeuggeschwindigkeit
- Niederschlag - Fahrzeuggewicht
- Antriebsleistung
- Lenkwinkel
- Seitenwind.
Es sind weitere als die hier genannten Faktoren möglich. Anhand eines Beispieles sei gezeigt, wie die variablen Faktoren, die letztendlich den bzw. die Einflussfaktor(en) bilden, auf die Ermittlung der Lenkkraft und somit des Fahrbahnzustandes Einfluss nehmen können.
Es ist bekannt, dass bei sich nicht drehendem Rad eine höhere Lenkkraft zum Drehen des Rades um seine Hochachse benötigt wird, als wenn sich das Rad dreht. Mit zunehmender Raddrehzahl wird jeweils weniger Lenkkraft benötigt. Also muss zur Ermittlung des Fahrbahnzustandes anhand der benötigten Lenkkraft die Raddrehzahl bekannt sein, damit eine erfolgversprechende Ermittlung des Fahrbahnzustandes ermöglicht wird. Somit ist es ebenfalls ersichtlich, dass Faktoren wie Fahrzeuggewicht und auch die Temperatur der Umgebung (Außentemperatur sowie die Reifentemperatur als auch die Fahrbahntemperatur) hier einen Einfluss haben, da sie sich unmittelbar auf den Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahnoberfläche auswirken.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die zum Lenken erforderliche Kraft zusätzlich in Abhängigkeit von zumindest einer Kenngröße ermittelbar. Bei Kenngrößen handelt es sich im Gegensatz zu den Faktoren, die den Einflussfaktor bilden, um Parameter, die sich nicht temporär aufgrund beispielsweise der Fahrgeschwindigkeit oder des
Fahrzeuggewichtes ändern. Nicht erschöpfend seien hier folgende Parameter genannt:
- Reifenmischung
- Reifenart
- Reifenreibkennwert
- Straßenbelag und
- Beschaffenheit. Wie zuvor bereits weiter oben gesagt, kann der Reibkennwert eines Reifens, d. h.
dessen Eigenschaft hinsichtlich der Haftung gegenüber einer Fahrbahnoberfläche durch den Reifenwerkstoff bestimmt werden. Dieses kann bei der Herstellung des Reifens anhand des verwendeten Naturkautschuks, des Rußanteils und auch des Silikatanteils sowie weiteren Beimengungen bestimmt werden. Bei der Reifenart kann es sich beispielsweise um einen stark profilierten oder einen weniger profilierten Reifen handeln, wobei bei grobem Profil weniger Kontakt mit der Straße besteht als ohne Profil und somit per se ein geringerer Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahnoberfläche vorliegt. Auch kann die Reifenart z. B. die Breite und somit ebenfalls die
Reifenaufstandsfläche eine fixe Größe darstellen. Die bekannten Werte können beim Bestücken des Rades mit dem Reifen in die Vorrichtung zur Ermittlung des
Fahrbahnzustands eingegeben werden. Alternativ kann die Vorrichtung auch derart ausgelegt sein, dass diese mit einem RFID Signalchip kommunizieren kann. In dem Reifen bzw. dem Rad wäre dann ein RFID Signalchip vorzusehen, der
vorteilhafterweise beim Montieren des Rades, also des Aufziehens des Reifens auf das Rad, die Daten automatisch an die Vorrichtung übermittelt. Auch kann der RFID
Signalchip zur Erfassung der Reifentemperatur und des Reifendrucks ausgelegt sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist ein Steuergerät zur Ermittlung der Kraft bzw. letztlich des Fahrbahnzustands unter Berücksichtigung zumindest eines Einflussfaktors und/oder einer Kenngröße vorgesehen, welches in die Vorrichtung integriert oder mit dieser verbunden ist. Die vorgenannten variablen
Faktoren können als Messwerte über geeignete Sensoren im Fahrzeug ermittelt werden, wobei die Sensoren jeweils ihr Signal an das Steuergerät übermitteln. Das Steuergerät kann aufgrund dieser variablen Einflussfaktoren diese bei der Ermittlung des Fahrbahnzustands berücksichtigen. Die nicht variablen Kenngrößen sind in dem Steuergerät hinterlegt bzw. werden diesem übermittelt. Beispielsweise werden die vorgenannten Reifenkennwerte über einen RFID Signalchip drahtlos an das
Steuergerät übermittelt. Ist das Steuergerät nicht in die Vorrichtung integriert, so kann dieses entweder über Kabel oder drahtlos, beispielsweise über Hochfrequenz-Technik, mit dem Steuergerät verbunden sein. Bei einer Kabelverbindung kann der in der Kraftfahrzeugtechnik bekannte CAN-Bus zum Einsatz kommen. Bevorzugt sind in dem Steuergerät Kennfelder hinterlegt, die Kenngrößen und
Einflussfaktoren berücksichtigen. Dabei ist in jeweils einem Kennfeld zumindest eine Kenngröße und ein Einflussfaktor berücksichtigt, wenn diese im Zusammenhang stehen, um so den Einfluss von z. B. Geschwindigkeit, Beschleunigung, Seitenwind, Lenkwinkel oder auch Fliehkräfte berücksichtigen zu können. So hat bei einer
Kurvenfahrt sowohl die Geschwindigkeit als auch der Lenkwinkel im Zusammenhang mit dem Reibkennwert zwischen Reifenart und Straßenbelag einen Einfluss auf die Fliehkraft. Es sind weitere Zusammenhänge als der hier genannte möglich.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Fahrzeug mit zumindest einer Achse mit zumindest einem Rad, wobei das zumindest eine Rad einen Reifen, insbesondere aus einem gummiartigen Werkstoff, aufweist, und das zumindest eine Rad mittels einer, insbesondere elektromotorischen oder elektrohydraulischen, Lenkeinrichtung lenkbar ist. Kennzeichnend ist dabei, dass bei Kontakt des zumindest einen Rades mit der Fahrbahn der Fahrbahnzustand aufgrund der zum Lenken erforderlichen Kraft ermittelbar ist. Wie zuvor bereits genannt, kann die Lenkeinrichtung dabei durch einen Aktuator oder auch Steller oder Stellmotor genannt, bestehen, der direkt mit einem Radträger zusammenwirkt, an dem das Rad drehbar gelagert ist. Die Lenkeinrichtung kann dabei direkt auf den Radträger wirken oder aber mittels eines oder mehrerer zwischengeschalteter Glieder, wie beispielsweise einen Lenker oder auch eine
Spurstange.
Bevorzugt ist der ermittelte Fahrbahnzustand im Cockpit des Fahrzeuges anzeigbar, so dass der Fahrer eine aktuelle Fahrbahnzustandssituation bzw. Information direkt im Einblick hat. Dabei gibt ein Steuergerät Daten in den CAN-Bus, so dass in der
Multifunktionsanzeige des Cockpits der Fahrbahnzustand angezeigt werden kann. Die Anzeige kann mittels Signalleuchten oder per eingeblendetem Text im
Multifunktionsdisplay erscheinen. Das Signal über den Fahrbahnzustand kann auch oder zusätzlich mit der oder den Lenkeinrichtung(en) gekoppelt sein. So können bei Fahrzeugen mit Vorderachs- und Hinterachslenkung die Lenkwinkel ideal eingestellt werden, um z. B. in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit die Lenkwinkel auf den Fahrbahnzustand anzupassen. Noch weitergehend kann der Fahrbahnzustand in die Motorelektronik eingesteuert werden, so dass mit Blick auf den Fahrbahnzustand ebenfalls die Fahrgeschwindigkeit oder das Motordrehmoment angepasst werden kann, um beispielsweise ein Herausrutschen aus der Kurve zu verhindern.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Ermitteln eines Fahrbahnzustands, wobei mindestens ein Rad, insbesondere eines Fahrzeuges, in Kontakt mit der
Fahrbahnoberfläche steht, wobei das zumindest eine Rad einen Reifen, insbesondere aus einem gummiartigen Werkstoff, aufweist und das zumindest eine Rad mittels eines Aktuators, insbesondere einer, vorzugsweise elektromotorischen oder
elektrohydraulischen, Lenkeinrichtung lenkbar ist, wobei die zum Lenken erforderliche Kraft ermittelt wird, vorzugsweise aus dem Motorstrom zum Betreiben des Aktuators abgeleitet wird, und in Abhängigkeit von zumindest einem Einflussfaktor der
Fahrbahnzustand ermittelt wird.
Bevorzugt wird dabei zusätzlich zum zumindest einen Einflussfaktor zumindest eine Kenngröße berücksichtigt.
Der zumindest eine Einflussfaktor berücksichtigt dabei einen der folgend aufgeführten Faktoren, die wie weiter oben bereits gesagt, variabel sind, da sie sich auch während der Fahrt ändern können. Wie weiter oben bereits gesagt, sind bei herkömmlichen Fahrzeugen Sensoren üblich, die die Au ßentemperatur anzeigen. Darüber kann der Fahrer abschätzen, ob ggf. die Fahrbahn glatt sein kann, wobei dies nicht mit Sicherheit bestimmt werden kann. Jedoch ist die Außentemperatur ein wichtiger Faktor, die im Zusammenhang mit der Fahrbahntemperatur und der Reifentemperatur Aufschluss über den Fahrbahnzustand gibt. Die Temperatur wird über geeignete
Temperatursensoren und im Falle der Fahrbahntemperatur z. B. über Infrarotabtastung bestimmt. Bei der Reifentemperatur kann ein geeigneter Sensor im Reifen bzw. in dem Rad zum Einsatz kommen, wie dieser heute beispielsweise an der Felge des Rades befestigt wird. Neben der Fahrzeuggeschwindigkeit, die permanent z. B. am Getriebe des Fahrzeuges durch einen geeigneten Drehratensensor erfasst wird, ist auch die Raddrehzahl ein wichtiger Faktor. Die Raddrehzahl kann z. B. über den vorhandenen ABS-Sensor ermittelt werden oder aber durch einen zusätzlichen Sensor, der die Raddrehzahl ermittelt. Niederschlag, wie z. B. Regen oder Schnee ist ebenfalls ein wichtiger Faktor. Bereits mit heute bekannten Sensoren wird die Niederschlagstätigkeit ermittelt und darüber z. B. Scheibenwischeranlagen gesteuert. Mit entsprechender Sensorik ist somit die Art und auch die Intensität des Niederschlages erfassbar. Für den Reibwert zwischen Rädern bzw. Reifen und der Fahrbahnoberfläche ist ebenfalls das Fahrzeuggewicht eine wichtige Größe. Diese kann durch eine geeignete
Messeinrichtung in der Radaufhängung oder auch am Stoßdämpfer ermittelt werden, wie diese bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Soll der Fahrbahnzustand während der Fahrt ermittelt werden, so sind insbesondere die Faktoren Raddrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeuggewicht, Antriebsleistung und Lenkwinkel von besonderer Bedeutung. Ebenfalls spielt hier ein Faktor, wie z. B. Seitenwind, eine bedeutende Rolle. Dabei ist ersichtlich, dass ein sich bei zunehmender Antriebsleistung zu berücksichtigender Schlupf, als auch die sich durch
Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkwinkel ergebende Fliehkraft von besonderer
Bedeutung sind.
Zustände der Fahrbahn können mit optischen Systemen (Kamera, Lidar, etc.) erfasst werden.
Wie oben zur Vorrichtung bereits gesagt, berücksichtigt die zumindest eine Kenngröße zumindest einen der nachfolgend aufgeführten Faktoren. Die Kenngröße ist dabei ein fixer Faktor, d. h. der sich am Fahrzeug nicht temporär ändert und während der Fahrt durch den Fahrzeugführer nicht beeinflussbar ist. Hierzu ist zunächst der Werkstoff des Reifens zu nennen, der auch als Reifenmischung bekannt ist. Des Weiteren ist die Reifenart zu nennen, wie weiter oben auch schon gesagt, wobei die Reifenart und die Reifengröße eine Rolle spielen. Aus der Reifenmischung und der Reifenart ergibt sich die Aufstandsfläche des Reifens und somit der Reifenkennwert gegenüber der
Fahrbahnoberfläche. Die Kenngrößen des Reifens können im Steuergerät hinterlegt sein, wenn beispielsweise nach der Montage der Reifen diese in das Steuergerät des Fahrzeugs eingegeben werden. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Reifen auch einen RFID Signalchip enthalten, so dass die Daten des montierten Reifens drahtlos in das Steuergerät übertragen werden können. Als eine wichtige Kenngröße ist der Straßenbelag bzw. die Beschaffenheit der Straße am jeweiligen Ort zu nennen. Es ist offensichtlich, dass ein Zusammenhang zwischen Reifenmischung und Art und Straßenbelag besteht. So ist mit demselben Reifen beispielsweise auf einem Kopfsteinpflaster eine sehr viel geringere Reibung zu erwarten, als auf einer Fahrbahn, die aus einem gleichmäßigen Straßenbelag, wie z. B. Teer oder Beton, besteht. Über geeignete bzw. bekannte Systeme, wie Navigationssysteme, die heute bereits im Fahrzeug eingesetzt werden, kann über die Ortsangabe insbesondere nach GPS-Daten der Straßenbelag und die Beschaffenheit der Straße am jeweiligen Ort ins Steuergerät eingespielt werden. Als weitere Kenngröße kann bei einem elektrohydraulischen System die Pumpenleistung hinterlegt sein, als auch bei einem elektrischen Aktuator die Antriebsleistung des dort verwendeten Elektromotors. Eine weitere mögliche Kenngröße ist das Fahrzeugleergewicht.
Bevorzugt wird die Kraft aus dem Motorstrom zur Betätigung der Lenkeinrichtung abgeleitet, wie zuvor bereits gesagt.
Zur Ermittlung des Motorstroms kommt insbesondere ein Steuergerät zum Einsatz, wobei das Steuergerät die Einflussfaktoren ermittelt bzw. berücksichtigt und unter Berücksichtigung der in dem Steuergerät hinterlegten oder von diesem erfassten Kenngrößen den Fahrbahnzustand ermittelt.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Ermittlung des Fahrbahnzustands, auf welchem die Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche von 9 bis 14 ausführbar sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeuges,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges auf einer Fahrbahn.
Figur 1 zeigt ein Fahrzeug 1 in einer schematischen Seitenansicht. Das Fahrzeug weist ein Rad 2 an einer Achse (Vorderachse) 21 sowie ein Rad 3 an einer weiteren Achse 22 (Hinterachse) auf. Die Vorderachse 21 ist über eine Lenkhandhabe bzw. Lenkrad 9 lenkbar. Sowohl das Rad 2 als auch das Rad 3 sind jeweils über einen Radträger 8 drehbar an dem Fahrzeug 1 angelenkt. Das Rad 2 weist einen Reifen 27 und das Rad 3 einen Reifen 37 auf. Der Kontakt zwischen Fahrzeug 1 und der Fahrbahn bzw.
Fahrbahnoberfläche 10 ist über die auf den Rädern 2, 3 montierten Reifen 27, 37 hergestellt. Die Gewichtskraft FG des Fahrzeugs 1 wirkt über die Räder 2, 3 bzw. die Reifen 27, 37 auf die Fahrbahn 10. Die durch das Fahrzeug 1 aufgebrachte
Gewichtskraft FQ bewirkt zwischen den Reifen 27, 37 eine Reibung mit der
Fahrbahnoberfläche 10.
Beim Drehen des Lenkrades 9 wird eine Lenkeinrichtung 25 (s. Figur 2) betätigt, die die Lenkbewegung auf die Vorderachse 21 bzw. die Räder 2 bewirkt. Es wird hierzu eine Kraft benötigt, um die Reibung zwischen dem Rad 2 bzw. dem Reifen 27 gegenüber der Fahrbahn 10 zu überwinden.
In Figur 2 ist eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug 1 mit einer gestrichelt dargestellten Karosserie 7 gezeigt. Die Vorderachse 21 weist ein linkes und rechtes Vorderrad 2 auf, die jeweils über einen Radträger 8 um ihre Hochachse drehbar an dem Fahrzeug 1 angelenkt sind. Zum Bewegen bzw. Lenken der Räder 2 ist ein Aktuator 5 bzw. ein Lenkgetriebe 25 vorgesehen, die über Lenker 28 auf die Radträger 8 wirken. Vorliegend ist dem Lenkgetriebe 25 ein Überlagerungsgetriebe 24 zugeordnet, welches die Lenkeingabe durch den Fahrer über das Lenkrad 9 erhält. Beim
Überlagerungsgetriebe handelt es sich um eine Vorrichtung, welche in der Lage ist, den eingegebenen Lenkwinkel durch das Lenkrad 9 über den Fahrer zu vermindern oder zu verstärken. So kann beispielsweise bei langsamer Fahrt oder beim Parken durch eine geringere Lenkwinkeleingabe am Lenkrad 9 ein größerer Lenkwinkel in dem
Lenkgetriebe bewirkt werden, so dass mit weniger Lenktätigkeit ein größerer
Lenkwinkel an den Vorderrädern 2 erzielt werden kann und umgekehrt.
An dem Radträger 8 ist ein Sensor zur Erfassung der Reifentemperatur angeordnet. Schematisch vor der Vorderachse ist ein Sensor 55 zur Erfassung der Fahrbahn angeordnet. Dieser kann als Kamera, als Radar oder als Lidar ausgebildet sein. Hiermit kann z. B. unter Ausnutzung des Dopplereffekts die Geschwindigkeit ermittelt werden. Des Weiteren ist an dem Radträger 8 ein Sensor 45 angeordnet, der zur Ermittlung der Raddrehzahl ausgebildet ist. Ein weiterer Sensor 60 ist an dem Radträger zur
Ermittlung der Gewichtskraft FG an dem Rad 2 angeordnet.
Über den Doppelpfeil mit der Bezeichnung FL ist die Ermittlung der für die
Lenkbewegung notwendigen Kraft dargestellt.
Das Fahrzeug 1 weist ebenfalls eine Hinterachse 22 mit Hinterrädern 3 auf, die als lenkbare Hinterachse dargestellt ist. Die Hinterräder 3 sind über Radträger 8 drehbar und lenkbar mit der Karosserie 7 verbunden. Die Lenkbewegung wird über einen Aktuator bzw. eine Hinterachslenkung 6, 26 bewirkt, wobei auch hier durch einen Doppelpfeil schematisch die benötigte Kraft zur Lenkung FL der Hinterräder 3
dargestellt ist. Auch die Hinterräder 3 verfügen über Sensoren 45 zur Ermittlung der Raddrehzahl.
Im vorderen Teil des Fahrzeuges ist ebenfalls ein Sensor zur Ermittlung der
Außentemperatur bzw. Umgebungstemperatur vorhanden. Sämtliche der vorgenannten Sensoren sind mit dem Steuergerät (SG) mittels Kabel oder drahtlos verbunden. Das Steuergerät ist des Weiteren mit einer GPS-Einheit zur Erfassung des Ortes verbunden, so dass die genaue Position des Fahrzeuges mit Blick auf die vorzufindende Straße bzw. Fahrbahnoberfläche bekannt ist und in die Ermittlung des Fahrbahnzustands einfließen kann. Des Weiteren ist mit dem Steuergerät ein Motorsteuergerät M sowie ein ESP-Steuergerät verbunden. Schließlich ist das Steuergerät SG mit dem
Überlagerungsgetriebe 24 bzw. dem Lenkgetriebe bzw. Aktuator 5, 25 verbunden, wobei sämtliche Verbindungen drahtlos oder, wie hier gezeigt, über einen CAN-Bus ermöglicht sind.
Die Lenkeinrichtungen an Vorderachse und Hinterachse 5, 25, 6, 26 weisen jeweils einen Sensor AM auf, der jeweils zur Erfassung des Motorstroms dient, von dem die benötigte Lenkkraft abgeleitet wird, um so schlussendlich über das Steuergerät unter Berücksichtigung der Einflussfaktoren und der Kenngrößen den Zustand der Fahrbahn ermitteln zu können. Der in dem Steuergerät SG erkannte Fahrbahnzustand kann über die genannten Verbindungen direkt in die Lenktätigkeit der Lenkeinrichtungen Einfluss nehmen, um so ein sicheres Fahren des Fahrzeuges zu erzielen. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Bezuqszeichen
1 . Fahrzeug
. Rad
. Rad
. Cockpit
5. Aktuator
6. Aktuator
7. Karosserie
8. Radträger
9. Lenkrad
10. Fahrbahn, Fahrbahnoberfläche, Belag
21. Achse
22. Achse
24. Überlagerungsgetriebe
25. Lenkeinrichtung
26. Lenkeinrichtung
28. Lenker, Spurstangen
27. Reifen
37. Reifen
40. RFID Signalchip
45. Sensor Raddrehzahl
50. Sensor Reifentemperatur
55. Sensor Fahrbahnerfassung
60. Sensor Fahrzeuggewichtskraft
65. Sensor Außentemperatur
FL Lenkkraft
FG Gewichtskraft Fahrzeug
AM Motorstrom, Sensor
EF Einflussfaktor KG Kenngröße
SG Steuergerät
M Motorsteuergerät
GPS GPS-Einheit
ESP Elektronische Stabilitätseinheit

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zur Ermittlung des Fahrbahnzustands, mit einem Rad (2, 3),
einem mit dem Rad gekoppelten Aktuator (5, 6), vorzugsweise einer Lenkeinrichtung (25, 26), zum Lenken zumindest eines Rades (2, 3) eines Fahrzeugs (1 ), insbesondere Kraftfahrzeugs, wobei das Rad (2, 3) einen Reifen (27, 37) aufweist, insbesondere aus einem gummiartigen Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass bei Kontakt des zumindest einen Reifens (27, 37) mit der Fahrbahn (10) der Fahrbahnzustand aufgrund der zum Lenken erforderlichen Kraft (FL) ermittelbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (5,
6) elektrisch oder hydraulisch betrieben ist, vorzugsweise als linearer Stellantrieb ausgebildet ist, und dass die zum Lenken erforderliche Kraft (FL) aus dem Motorstrom (AM) des Aktuators (5, 6) ableitbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zum
Lenken erforderliche Kraft (FL) in Abhängigkeit von zumindest einem Einflussfaktor (EF) ermittelbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Lenken erforderliche Kraft (FL) zusätzlich in Abhängigkeit von zumindest einer Kenngröße (KG) ermittelbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Steuergerät (SG) zur Ermittlung der Kraft (FL)unter Berücksichtigung zumindest eines Einflussfaktors (EF) und/oder einer Kenngröße (KG) vorgesehen ist, welches in die Vorrichtung integriert oder mit dieser verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Steuergerät
(SG) Kennfelder (KF) hinterlegt sind, die Kenngrößen (KG) und Einflussfaktoren (EF) berücksichtigen.
7. Fahrzeug (1 ) mit zumindest einer Achse (21 , 22) mit mindestens einem Rad
(2, 3), welches mit einem Radträger (8) gekoppelt ist, wobei das zumindest eine Rad einen Reifen (27, 37), insbesondere aus einem gummiartigen Werkstoff, aufweist und das zumindest eine Rad (2, 3) mittels einer, insbesondere elektromotorischen oder elektrohydraulischen, Lenkeinrichtung (25, 26) lenkbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass bei Kontakt des zumindest einen Rades (2, 3) mit der Fahrbahn (10) der Fahrbahnzustand aufgrund der zum Lenken erforderlichen Kraft (FL) ermittelbar ist.
8. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Cockpit (4) des
Fahrzeugs (1 ) der Fahrbahnzustand anzeigbar ist.
9. Verfahren zum Ermitteln eines Fahrbahnzustands, wobei mindestens ein Rad
(2, 3), insbesondere eines Fahrzeugs (1 ), in Kontakt mit der
Fahrbahnoberfläche (10) steht, wobei das zumindest eine Rad (2, 3) einen Reifen (27, 37), insbesondere aus einem gummiartigen Werkstoff, aufweist und das zumindest eine Rad (2, 3) mittels eines Aktuators (5, 6),
insbesondere einer, vorzugsweise elektromotorischen oder
elektrohydraulischen, Lenkeinrichtung (25, 26) lenkbar ist,
wobei die zum Lenken erforderliche Kraft (FL) ermittelt wird, vorzugsweise aus dem Motorstrom (AM) zum Betreiben des Aktuators (5, 6) abgeleitet wird, und in Abhängigkeit von zumindest einem Einflussfaktor (EF) der
Fahrbahnzustand ermittelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei zusätzlich zum zumindest einen
Einflussfaktor (EF) zumindest eine Kenngröße (KG) berücksichtigt wird.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, wobei der zumindest eine Einflussfaktor (EF) zumindest einen der folgenden Faktoren berücksichtigt
- Außentemperatur - Reifentemperatur
- Fahrbahntemperatur
- Niederschlag
- Fahrzeuggewicht
- Raddrehzahl
- Fahrzeuggeschwindigkeit
- Antriebsleistung
- Lenkwinkel
- Seitenwind (-einfluss)
12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei die zumindest eine Kenngröße (KG) zumindest einen der folgenden Faktoren berücksichtigt
- Reifenmischung, Reifenart, Reibkennwert
- Straßenbelag, Beschaffenheit
- Druck im elektrohydraulischen System
- Fahrzeug-Leergewicht
- Aktuator oder Pumpe im hydraulischen System
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Kraft (F) aus dem Motorstrom zur
Betätigung der Lenkeinrichtung, insbesondere Vorderachslenkung und/oder Hinterachslenkung abgeleitet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei ein Steuergerät (SG) die Kraft (F), aus dem Motorstrom ermittelt, zumindest einen Einflussfaktor (EF) ermittelt und unter Berücksichtigung der in dem Steuergerät (SG) hinterlegten oder von diesen erfassten Kenngrößen (KG) den Fahrbahnzustand ermittelt.
15. Steuergerät (SG) zur Ermittlung des Fahrbahnzustands, auf welchem die
Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche von 9 bis 14 ausführbar sind.
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