DE102012217772A1

DE102012217772A1 - Method for determining maximum traction coefficient between vehicle tire and road surface for safe driving of e.g. motor car, involves determining momentary traction coefficient based on condition of value tuple in predetermined regions

Info

Publication number: DE102012217772A1
Application number: DE201210217772
Authority: DE
Inventors: Daniel Menz; Robert Zdych
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2014-04-03

Abstract

The method involves determining value tuples having a momentary traction coefficient (micro) and momentary slippage (lambda) and/or momentary traction coefficient and momentary drift angles. A value of an slope of a origin-line is determined by the coefficient and slippage is determined on the basis the determined value tuple and a zero-point tuple and a certain value of the coefficient is determined and/or on the coefficient is determined based on the condition of the determined value tuple in predetermined regions (5-7) defined by predetermined values of sizes of the determined value tuple.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahnoberfläche, wobei mindestens ein Wertetupel ermittelt wird, umfassend zumindest einen momentanen Kraftschlussbeiwert und einen momentanen Schlupf und/oder zumindest einen momentanen Kraftschlussbeiwert und einen momentanen Schräglaufwinkel. The present invention relates to a method for determining the maximum adhesion coefficient between a vehicle tire and a road surface, wherein at least one value tuple is determined, comprising at least one momentary adhesion coefficient and a current slip and / or at least one momentary adhesion coefficient and a current slip angle.

Entsprechende Verfahren sind aus dem Stand der Technik in Form verschiedener theoretischer und teilweise auch praktischer Ansätze zur Bestimmung oder Schätzung des maximalen Kraftschlussbeiwertes zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahnoberfläche bekannt. Die Kenntnis des maximalen Kraftschlussbeiwertes ist insbesondere für Fahrerassistenzsysteme, wie beispielsweise ABS oder ESP, von großer Bedeutung, da anhand des Kraftschlussbeiwertes eine entsprechende Steuerung oder Anpassung der Assistenzsysteme an die jeweilige Fahrsituation erfolgen kann. Corresponding methods are known from the prior art in the form of various theoretical and sometimes practical approaches for determining or estimating the maximum coefficient of adhesion between a vehicle tire and a road surface. The knowledge of the maximum adhesion coefficient is of great importance in particular for driver assistance systems, such as ABS or ESP, since the adhesion coefficient can be used to correspondingly control or adapt the assistance systems to the respective driving situation.

Aus der DE 10 2004 053 880 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes zwischen Fahrzeugreifen und Fahrbahnoberfläche bekannt geworden. Die Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes beruht auf der Annahme, dass der maximale Kraftschlussbeiwert bei einem Schlupf von 0,15 bis 0,2 erreicht wird. Durch Messung des momentanen Schlupfs sowie des momentanen Kraftschlussbeiwerts am Fahrzeugreifen wird eine Ursprungsgerade gebildet. Diese Ursprungsgerade wird – in einer Auftragung des Kraftschlussbeiwertes über dem Schlupf – mit einer Geraden durch den Schlupf im angegebenen Wertebereich von 0,15 bis 0,2 geschnitten. Die entsprechende Koordinate des Schnittpunkts, im vorliegenden Fall der Y-Wert des Schnittpunkts, gibt dann den maximalen Kraftschlussbeiwert an. From the DE 10 2004 053 880 A1 a method for determining the maximum coefficient of adhesion between the vehicle tire and the road surface has become known. The determination of the maximum adhesion coefficient is based on the assumption that the maximum adhesion coefficient is achieved at a slip of 0.15 to 0.2. By measuring the instantaneous slip and the momentary adhesion coefficient on the vehicle tire, an original straight line is formed. This straight line of origin is - in a plot of the coefficient of adhesion over the slip - cut with a straight line through the slip in the specified value range of 0.15 to 0.2. The corresponding coordinate of the point of intersection, in this case the Y-value of the point of intersection, then indicates the maximum adhesion coefficient.

Allerdings ist bei dem bekannten Verfahren problematisch, dass die dieser Lehre zugrunde liegende Annahme, wonach der maximale Kraftschlussbeiwert bei einem Schlupf von 0,15 bis 0,2 erreicht wird, nicht auf tatsächlichem physikalischen Verhalten beruht und daher überwiegend unzutreffend ist. So werden, wie verschiedene andere Untersuchungen, beispielsweise das Extended Braking Stiffness Konzept von Umeno zeigen, maximale Kraftschlussbeiwerte bereits bei nassem Fahrbahnuntergrund bei deutlich geringeren Schlupfwerten als 0,15 erreicht. Insofern besteht die Gefahr, dass die hier bestimmten maximalen Kraftschlussbeiwerte zu hoch sind und daher eine entsprechende Ungenauigkeit besteht. Dies hat zur Folge, dass Fahrerassistenzsysteme nicht oder zumindest nicht hinreichend sicher arbeiten können, nämlich indem durch die zu hoch angesetzten maximalen Kraftschlussbeiwerte bereits ein Haftungsabriss zwischen Reifen und Fahrbahnoberfläche und somit ein instabiler Fahrzustand eintreten kann, bevor die Fahrerassistenzsysteme wirken bzw. zur Sicherheit des Fahrers eingreifen können. Außerdem ist das Verfahren durch die Eingangsgrößen Schlupf und Kraftschlussbeiwert auf Anwendungen in der Längsdynamik beschränkt. However, it is problematic in the known method that the assumption underlying this teaching, according to which the maximum adhesion coefficient is achieved at a slip of 0.15 to 0.2, is not based on actual physical behavior and is therefore predominantly inaccurate. Thus, as various other studies, such as the Extended Braking Stiffness concept by Umeno show, maximum coefficients of adhesion are already achieved on wet road surfaces at significantly lower slip values than 0.15. In this respect, there is a risk that the maximum adhesion coefficients determined here are too high and therefore there is a corresponding inaccuracy. This has the consequence that driver assistance systems can not work or at least not sufficiently safe, namely by the excessively high adhesion coefficients already adhesion between the tire and the road surface and thus an unstable driving condition can occur before the driver assistance systems act or for the safety of the driver can intervene. In addition, the process is limited by the input variables slip and adhesion coefficient to applications in longitudinal dynamics.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes anzugeben, bei dem der Fahrbahnzustand bei einem beliebigen Fahrmanöver ermittelt werden kann. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes aufzuzeigen, bei dem der maximale Kraftschlussbeiwert in Längs- und Querrichtung ermittelt werden kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Verfahren zur Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes anzugeben. An object of the present invention is therefore to provide a method for determining the maximum adhesion coefficient, in which the road condition can be determined in any driving maneuver. Moreover, it is an object of the present invention to provide a method for determining the maximum adhesion coefficient, in which the maximum adhesion coefficient in the longitudinal and transverse directions can be determined. Another object of the present invention is to provide an alternative method for determining the maximum adhesion coefficient.

Die vorliegende Erfindung löst die Aufgaben bei einem Verfahren zur Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahnoberfläche, wobei mindestens ein Wertetupel ermittelt wird, umfassend zumindest einen momentanen Kraftschlussbeiwert und einen momentanen Schlupf und/oder zumindest einen momentanen Kraftschlussbeiwert und einen momentanen Schräglaufwinkel, dadurch, dass anhand des ermittelten Wertetupels und einem Nullpunkttupel ein Wert einer Steigung einer Geraden durch die zumindest zwei Wertetupel bestimmt und anhand des so bestimmten Wertes der maximale Kraftschlussbeiwert bestimmt wird und/oder dass anhand einer Lage des ermittelten Wertetupels in zumindest zwei vorbestimmten Bereichen, definiert durch vorgegebene Werte der Größen des ermittelten Wertetupels, der maximale Kraftschlussbeiwert bestimmt wird. The present invention solves the problems in a method for determining the maximum coefficient of adhesion between a vehicle tire and a road surface, wherein at least one value tuple is determined, comprising at least one momentary adhesion coefficient and a current slip and / or at least one momentary adhesion coefficient and a current slip angle in that, on the basis of the determined value tuple and a zero point tuple, a value of a gradient of a straight line is determined by the at least two value tuples and the maximum adhesion coefficient is determined on the basis of the thus determined value and / or that based on a position of the determined value tuple in at least two predetermined regions, defined by predetermined values of the sizes of the determined value tuple, the maximum adhesion coefficient is determined.

Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass mit einfachen Mitteln eine zuverlässige Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes erfolgen kann, indem ausgehend von dem mindestens einen ermittelten Wertetupel und der Steigung der daraus bestimmten Ursprungsgeraden oder ausgehend von der Lage des ermittelten Wertetupels in zuvor festgelegten Bereichen eine Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes erfolgen kann. Dadurch, dass nicht nur Kraftschlussbeiwert und Schlupf, sondern auch der aktuelle Schräglaufwinkel in die Bestimmung einfließen kann, ist eine Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes bei beliebigen Fahrmanövern ermöglicht. One of the advantages achieved with this is that with simple means a reliable determination of the maximum adhesion coefficient can take place by determining, in predetermined areas, from the at least one determined value tuple and the slope of the origin straight line determined therefrom maximum adhesion coefficient can be done. Due to the fact that not only adhesion coefficient and slip but also the current slip angle can be included in the determination, a determination of the maximum adhesion coefficient for any driving maneuvers is possible.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Further advantageous embodiments, features and advantages of the invention are described in the subclaims.

Zweckmäßigerweise erfolgt eine Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes anhand einer Mehrheit von verschiedenen Wertetupeln in einem der Bereiche. Hierdurch lässt sich auf einfache Weise eine Bestimmung oder Klassifikation des maximalen Kraftschlusses zwischen Reifen und Fahrbahn vornehmen, indem die Mehrheit von Wertetupeln durch deren Lage in zuvor festgelegten Bereichen den maximalen Kraftschlussbeiwert zumindest näherungsweise angibt. Expediently, the maximum adhesion coefficient is determined on the basis of a majority of different value tuples in one of the regions. As a result, a determination or classification of the maximum frictional connection between the tire and the roadway can be made in a simple manner in that the majority of value tuples at least approximately specify the maximum adhesion coefficient by their position in previously defined areas.

Vorteilhafterweise wird die Mehrheit anhand einer Verhältnisbildung der Anzahl der Wertetupel jeweils innerhalb der zumindest zwei Bereiche zur Gesamtzahl aller Wertetupel bestimmt. Durch diese Verhältnisbildung kann eine einfache Auswertung der Wertetupel erfolgen, wobei auch bei einer geringen Anzahl von Wertetupeln Messfehler oder „Ausreißer“ zuverlässig ausgeschlossen werden können. Mit anderen Worten lässt sich durch die überwiegende Mehrheit der maximale Kraftschlussbeiwert durch die erfolgende Klassifikation zumindest näherungsweise bestimmen. Advantageously, the majority is determined on the basis of a ratio formation of the number of value tuples in each case within the at least two ranges to the total number of all value tuples. As a result of this ratio formation, a simple evaluation of the value tuples can take place, whereby measurement errors or "outliers" can reliably be excluded even with a small number of value tuples. In other words, the overwhelming majority of the maximum adhesion coefficient can be determined at least approximately by the classification taking place.

Zweckmäßigerweise wird ein geringer Kraftschlussbeiwert, repräsentierend eine glatte Fahrbahnoberfläche, erkannt, wenn der Wert der Steigung der Ursprungsgeraden oder die Lage des Wertetupels in einem Bereich unterhalb einer ersten Schwelle liegt, und/oder wird ein hoher Kraftschlussbeiwert, repräsentierend eine nichtglatte Fahrbahnoberfläche, erkannt, wenn der Wert der Steigung der Ursprungsgeraden oder die Lage des Wertetupels in einem Bereich oberhalb einer zweiten Schwelle liegt. Hierdurch lässt sich auf besonders einfache Weise eine zumindest grobe Klassifikation für die Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche realisieren, nämlich unter Zugrundelegung der Lage relativ zu der ersten oder zweiten Schwelle. So lässt sich sowohl bei einer Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes anhand der Steigung der Ursprungsgeraden als auch anhand der Lage der ermittelten Wertetupel eine Klassifikation vornehmen. Mit anderen Worten kann hier die Steigung der Ursprungsgeraden oder die Lage des Wertetupels als Kriterium herangezogen werden. Hinsichtlich der ersten und/oder der zweiten Schwelle ist denkbar, dass diese durch Simulation, Auswertung von Messdaten oder durch entsprechende Fahrversuche bestimmt werden. Conveniently, a low adhesion coefficient representing a smooth road surface is recognized when the value of the slope of the origin straight or the location of the value tuple is in a range below a first threshold, and / or a high coefficient of adhesion representing a non-smooth road surface is detected when the value of the slope of the line of origin or the position of the value tuple is in a range above a second threshold. As a result, an at least rough classification of the condition of the road surface can be realized in a particularly simple manner, namely on the basis of the position relative to the first or second threshold. Thus, a classification can be made both for a determination of the maximum adhesion coefficient on the basis of the slope of the original line and on the basis of the position of the determined value tuple. In other words, the slope of the origin line or the position of the value tuple can be used as a criterion here. With regard to the first and / or the second threshold, it is conceivable that these are determined by simulation, evaluation of measured data or by appropriate driving tests.

Vorteilhafterweise können bei entsprechender Genauigkeit des ermittelten Wertetupels die erste Schwelle und die zweite Schwelle deckungsgleich sein. Hierdurch ist der Bereich zwischen der ersten und der zweiten Schwelle eliminiert, so dass eine die Anzahl unzulässiger Wertetupel reduziert ist und eine möglichst hohe Anzahl zulässiger Messpunkte zur Verfügung steht. Bei Identität der ersten und der zweiten Schwelle können somit lediglich die exakt auf der Schwelle liegenden Punkte als unzulässig erachtet werden, nämlich in Ermangelung einer Zuordenbarkeit zu den jeweiligen Bereichen. Advantageously, with a corresponding accuracy of the determined value tuple, the first threshold and the second threshold can be congruent. As a result, the range between the first and the second threshold is eliminated, so that a number of invalid value tuple is reduced and the highest possible number of permissible measuring points is available. If the first and the second threshold are identical, only the points lying exactly on the threshold can therefore be considered as inadmissible, namely in the absence of assignability to the respective areas.

Zweckmäßigerweise kann eine Unterteilung zumindest eines Bereichs in mehrere Teilbereiche erfolgen und kann anhand der Mehrheit von verschiedenen Wertetupeln in einem der Teilbereiche eine Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes erfolgen. Somit ist eine noch genauere Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes möglich, nämlich durch eine verfeinerte Unterklassifikation. Dies ist insbesondere bei geringen Kraftschlussbeiwerten, repräsentierend eine glatte Fahrbahnoberfläche, von Vorteil, da somit eine feine Auflösung des Bereichs unterhalb einer ersten Schwelle erfolgen kann. Die Lage der Mehrheit der verschiedenen Wertetupel in einem der Teilbereiche ermöglicht dann eine genauere Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes. Theoretisch ist eine beliebig feine Unterklassifizierung möglich. Denkbar ist eine Unterteilung in fünf, vorzugsweise in zehn, weiter vorzugsweise in mehr als zehn Teilbereiche. Appropriately, a subdivision of at least one area into a plurality of subregions can take place and, based on the majority of different value tuples in one of the subregions, a determination of the maximum adhesion coefficient can be carried out. Thus, an even more accurate determination of the maximum adhesion coefficient is possible, namely by a refined subclassification. This is particularly advantageous in the case of low coefficients of adhesion, representing a smooth road surface, since a fine resolution of the region below a first threshold can thus take place. The position of the majority of the different value tuples in one of the subregions then allows a more accurate determination of the maximum adhesion coefficient. Theoretically, an arbitrarily fine subclassification is possible. A subdivision is conceivable in five, preferably in ten, more preferably in more than ten subregions.

Vorteilhafterweise wird eine Geradensteigung des Kraftschlussbeiwertes aus mindestens zwei Wertetupeln errechnet und es wird daraus der maximale Kraftschlussbeiwert bestimmt. Dadurch lässt sich der Kraftschlussbeiwert im gesamten Bereich der Längsanregung oder der Fahrzeuglängsdynamik und im gesamten Bereich der Fahrzeugqueranregung oder Fahrzeugquerdynamik bestimmen. Grundlegende Idee dabei ist, dass im Bereich des maximalen Kraftschlusses im Kraftschlussbeiwert-Schlupfdiagramm oder im Kraftschlussbeiwert-Schräglaufwinkel-Diagramm die lokale Ableitung des maximalen Kraftschlusses im Sinne einer Tangentensteigung zu Null wird. Somit kann durch die Veränderung der lokalen Ableitung von der linearen Ursprungssteigung auch der Bereich nichtlinearen Reifenverhaltens bis zum maximalen Kraftschluss definiert werden. Die Bestimmung der Geradensteigung aus den mindestens zwei Wertetupeln kann durch Bilden des Differenzenquotienten erfolgen. Zur Erhöhung der Genauigkeit und/oder um mögliche Messfehler oder „Ausreißer“ zu vermeiden, kann eine Ausgleichsgerade durch mehr als zwei Wertetupel gelegt werden. Beispielsweise können fünf Wertetupel, vorzugsweise zehn Wertetupel, weiter vorzugsweise mehr als zehn Wertetupel zur Bestimmung einer Ausgleichsgeraden herangezogen werden. Advantageously, a straight line gradient of the coefficient of adhesion is calculated from at least two value tuples and the maximum adhesion coefficient is determined therefrom. As a result, the coefficient of adhesion can be determined in the entire range of longitudinal excitation or vehicle longitudinal dynamics and in the entire range of vehicle transverse excitation or vehicle lateral dynamics. The basic idea is that in the area of the maximum adhesion in the coefficient of adhesion slip diagram or in the coefficient of adhesion skew angle diagram, the local derivative of the maximum adhesion in the sense of a tangent slope becomes zero. Thus, by changing the local derivative from the linear origin slope, the range of non-linear tire behavior up to the maximum adhesion can also be defined. The determination of the straight line slope from the at least two value tuples can be done by forming the difference quotient. To increase the accuracy and / or to avoid possible measurement errors or "outliers", a compensation line can be laid through more than two value tuples. For example, five value tuples, preferably ten value tuples, more preferably more than ten value tuples can be used to determine a compensation straight line.

Zweckmäßigerweise wird einer ermittelten Geradensteigung, vorzugsweise mittels einer Wertetabelle, ein maximaler Kraftschlussbeiwert zugeordnet. Somit ist eine einfache Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes möglich, nämlich indem jeder ermittelten Geradensteigung des Kraftschlussbeiwertes ein maximaler Kraftschlussbeiwert zugeordnet ist. Dabei ist denkbar, dass die Wertetabelle bzw. die darin enthaltenen Werte durch Simulation, durch Auswertung entsprechender Messdaten und/oder durch entsprechende Fahrversuche ermittelt werden. Appropriately, a determined straight line slope, preferably by means of a value table, a maximum adhesion coefficient is assigned. Thus, a simple determination of the maximum traction coefficient is possible, namely, by assigning each determined straight line slope of the traction coefficient a maximum traction coefficient. It is conceivable that the value table or the values contained therein by Simulation, be determined by evaluation of appropriate measurement data and / or by appropriate driving tests.

Vorteilhafterweise wird anhand eines bestimmten Wertebereichs der Geradensteigung des Kraftschlussbeiwertes ein Warnsignal für instabiles Fahrverhalten bereitgestellt und/oder es wird mit einem Reifenmodell eine genaue Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes durchgeführt. Anhand des Wertebereichs kann somit genau ermittelt werden, wenn sich der aktuelle Kraftschluss in der Nähe des maximalen Kraftschlussbeiwertes befindet. Wird beispielsweise nichtlineares Reifenverhalten detektiert, kann in Abhängigkeit des Wertebereichs ein Warnsignal ausgegeben werden. Hierbei ist denkbar, dass es sich bei dem Warnsignal um ein an einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs gerichtetes optisches oder akustisches Warnsignal handelt. Alternativ oder ergänzend kann dieses Signal einem Fahrerassistenzsystem zugeführt werden. Mittels eines Reifenmodells ist eine noch genauere Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes möglich. Beispielsweise kann das Reifenmodell mehrere Kurven des maximalen Kraftschlussbeiwertes in Abhängigkeit vom Längsschlupf und/oder vom Schräglaufwinkel beinhalten. Somit ist denkbar, dass neben der Ermittlung der Geradensteigung des Kraftschlussbeiwertes aus den mindestens zwei Wertetupeln auch bestimmt werden kann, welcher der im Reifenmodell enthaltenen Kurve die aktuellen Wertetupel am nächsten liegen. Advantageously, a warning signal for unstable driving behavior is provided on the basis of a specific value range of the straight line gradient of the adhesion coefficient and / or an exact determination of the maximum adhesion coefficient is carried out with a tire model. Based on the value range, it is thus possible to determine exactly when the current adhesion is in the vicinity of the maximum adhesion coefficient. If, for example, nonlinear tire behavior is detected, a warning signal can be output depending on the value range. It is conceivable that the warning signal is an optical or acoustic warning signal directed to a driver of a motor vehicle. Alternatively or additionally, this signal can be supplied to a driver assistance system. By means of a tire model, an even more accurate determination of the maximum adhesion coefficient is possible. For example, the tire model may include multiple curves of maximum traction coefficient as a function of longitudinal slip and / or skew angle. Thus, it is conceivable that, in addition to determining the straight line slope of the coefficient of adhesion from the at least two value tuples, it can also be determined which of the curves contained in the tire model are nearest to the current value tuples.

Zweckmäßigerweise beginnt der Wertebereich der Geradensteigung des Kraftschlussbeiwertes bei kleiner 20%, vorzugsweise bei kleiner 10%, weiter vorzugsweise bei kleiner 5% des errechneten Wertes der Steigung der Ursprungsgeraden. Die Steigung der Ursprungsgeraden kann in einem ersten Schritt ermittelt werden, nämlich anhand eines ermittelten Wertetupels und eines Nullpunkttupels. Unterschreitet die aus mindestens zwei Wertetupeln ermittelte Geradensteigung des Kraftschlussbeiwertes die voranstehenden Prozentsätze der Steigung der Ursprungsgeraden, kann dass zuvor bereits erwähnte Warnsignal ausgegeben werden. Die jeweiligen Prozentsätze können in Abhängigkeit der Höhe des maximalen Kraftschlussbeiwertes vorgegeben werden. So ist denkbar, dass bei hohen Kraftschlussbeiwerten ein geringerer Prozentsatz vorgegeben wird als bei mittleren oder niedrigen Kraftschlussbeiwerten. Je geringer der Prozentsatz, desto geringer der „Abstand“ des aktuellen Kraftschlussbeiwerts zum maximalen Kraftschlussbeiwert. Advantageously, the value range of the straight line gradient of the coefficient of adhesion begins at less than 20%, preferably at less than 10%, more preferably at less than 5% of the calculated value of the slope of the straight line of origin. The slope of the original line can be determined in a first step, namely on the basis of a determined value tuple and a zero point tuple. If the straight line gradient of the adhesion coefficient determined from at least two value tuples falls below the preceding percentages of the slope of the original straight line, then the previously mentioned warning signal can be output. The respective percentages can be specified depending on the height of the maximum adhesion coefficient. Thus, it is conceivable that a lower percentage is specified for high adhesion coefficients than for medium or low adhesion coefficients. The lower the percentage, the smaller the "distance" of the current adhesion coefficient to the maximum adhesion coefficient.

Vorteilhafterweise wird das mindestens eine Wertetupel durch Messung oder mittels eines Modells bestimmt. So können beispielsweise zur Ermöglichung eines Serieneinsatzes des Verfahrens bei Serienfahrzeugen nicht messbare oder nicht gemessene Größen durch Modellgrößen ersetzt werden. Die Modellgrößen können anhand tatsächlich im Fahrzeug gemessener Größen anhand eines Fahrzeugmodells errechnet werden. Advantageously, the at least one value tuple is determined by measurement or by means of a model. For example, to enable series production of the process in series vehicles, unmeasurable or non-measured variables may be replaced by model sizes. The model sizes can be calculated on the basis of a vehicle model based on actual values measured in the vehicle.

Zweckmäßigerweise werden bei einer Messung Schlupf, Längskraft, Schräglaufwinkel und/oder Seitenkraft ermittelt und/oder werden bei einer Verwendung eines Modells Gierrate, Raddrehzahlen und/oder Beschleunigungen ermittelt. Beispielsweise kann durch Nutzung von Modellgrößen und Nutzung von im Kraftfahrzeug üblicherweise bereits vorhandener Sensorik ein Serieneinsatz des Verfahrens weiter begünstigt werden. In a measurement, slip, longitudinal force, slip angle and / or lateral force are expediently determined and / or yaw rates, wheel speeds and / or accelerations are determined when using a model. For example, by using model sizes and the use of sensor technology which is usually already present in the motor vehicle, a series use of the method can be further promoted.

Vorteilhafterweise wird die Ermittlung des Wertes der Steigung einer Ursprungsgeraden oder die Bestimmung der Lage des Wertetupels in vorbestimmten Bereichen im Bereich linearen Reifenverhaltens durchgeführt. Hierdurch kann eine hohe Genauigkeit erreicht werden, da dass Reifenverhalten in diesem Bereich näherungsweise linear ist und sich mit einer Geraden entsprechend abbilden lässt. Advantageously, the determination of the value of the slope of an origin line or the determination of the position of the value tuple in predetermined ranges in the region of linear tire behavior is performed. As a result, a high degree of accuracy can be achieved since the tire behavior in this area is approximately linear and can be reproduced with a straight line.

Zweckmäßigerweise wird eine Ermittlung der Geradensteigung des Kraftschlussbeiwertes im Bereich nichtlinearen Reifenverhaltens durchgeführt. Somit kann die Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes bei beliebigen Fahrmanövern durchgeführt werden, nämlich auch im Bereich nichtlinearen Reifenverhaltens. Die Ermittlung der Geradensteigung des Kraftschlussbeiwertes ist zuverlässig möglich, wenn die Kurve des maximalen Kraftschlussbeiwertes in Abhängigkeit des Schlupfs oder des Schräglaufwinkels ihren im Wesentlichen linearen Verlauf verlassen hat. Im Ergebnis kann sich die Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes somit in zwei Teile gliedern, nämlich einem ersten Teil, in dem im Bereich linearen Kraftschlussverhaltens eine Bestimmung oder Klassifikation des Kraftschlussbeiwertes anhand einer Steigung einer Ursprungsgeraden eines ermittelten Wertetupels oder anhand der Lage des ermittelten Wertetupels in vorbestimmten Bereichen erfolgt, und in einem zweiten Teil, in dem im Bereich nichtlinearen Reifenverhaltens der Kraftschlussbeiwert durch Ermittlung einer Geradensteigung des Kraftschlussbeiwertes aus mindestens zwei Wertetupeln erfolgt. It is expedient to carry out a determination of the straight line gradient of the adhesion coefficient in the area of non-linear tire behavior. Thus, the determination of the maximum traction coefficient can be carried out in any driving maneuvers, namely in the field of non-linear tire behavior. The determination of the straight line gradient of the adhesion coefficient is reliably possible if the curve of the maximum adhesion coefficient has left its substantially linear course as a function of the slip or the slip angle. As a result, the determination of the maximum adhesion coefficient can thus be divided into two parts, namely a first part, in which in the region of linear adhesion behavior a determination or classification of the adhesion coefficient using a slope of an origin line of a determined value tuple or based on the position of the determined value tuple in predetermined areas takes place, and in a second part, in which in the field of non-linear tire behavior of the adhesion coefficient takes place by determining a line slope of the coefficient of adhesion from at least two value tuples.

Vorteilhafterweise wird bei Unterschreiten zuvor festgelegter Schlupfgrenzen und/oder Schräglaufwinkelgrenzen lineares Reifenverhalten angenommen und/oder wird bei Überschreiten zuvor festgelegter Schlupfgrenzen und/oder Schräglaufwinkelgrenzen nichtlineares Reifenverhalten angenommen. Mit anderen Worten kann so ein Schlupffenster und/oder ein Schräglaufwinkelfenster festgelegt werden, dass, wenn sich die gemessenen Wertetupel innerhalb des jeweiligen Fensters oder der jeweiligen Fenster befinden, lineares Reifenverhalten angenommen wird. Befinden sich die gemessenen Wertetupel außerhalb dieser Fenster, wird nichtlinears Reifenverhalten angenommen. Advantageously, assuming previously defined slip limits and / or slip angle limits, linear tire behavior is assumed and / or nonlinear tire behavior is assumed if previously set slip limits and / or slip angle limits are exceeded. In other words, such a slip window and / or a slip angle window may be set such that when the measured value tuples are within the respective window or windows, linear tire behavior is determined Is accepted. If the measured value tuples are outside these windows, non-linear tire behavior is assumed.

Abweichend von der voranstehenden Beschreibung kann auch unmittelbar eine Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes anhand der Bestimmung einer Geradensteigung des Kraftschlussbeiwertes aus mindestens zwei Wertetupeln erfolgen. Somit kann das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere wenn nichtlineares Reifenverhalten vorliegt, auch wie folgt ausgeführt werden:
Verfahren zur Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes zwischen einem Fahrzeugreifen und einer Fahrbahnoberfläche bei nichtlinearem Reifenverhalten, wobei mindestens ein Wertetupel ermittelt wird, umfassend zumindest einen momentanen Kraftschlussbeiwert und einen momentanen Schlupf und/oder zumindest einen momentanen Kraftschlussbeiwert und einen momentan Schräglaufwinkel, dadurch gekennzeichnet,
dass aus mindestens zwei Wertetupeln eine Geradensteigung des Kraftschlussbeiwertes errechnet und daraus der maximale Kraftschlussbeiwert bestimmt wird. Notwithstanding the above description, a determination of the maximum adhesion coefficient can also be made directly on the basis of the determination of a straight line slope of the adhesion coefficient from at least two value tuples. Thus, the method according to the invention, in particular if non-linear tire behavior is present, can also be carried out as follows:
Method for determining the maximum coefficient of adhesion between a vehicle tire and a road surface in non-linear tire behavior, wherein at least one value tuple is determined, comprising at least one momentary adhesion coefficient and a current slip and / or at least one momentary adhesion coefficient and a current slip angle, characterized
that from at least two value tuples a straight line slope of the adhesion coefficient is calculated and from this the maximum adhesion coefficient is determined.

Dabei sind die vorstehend beschriebenen Vorteile, vorteilhafte Merkmale und bevorzugte Ausführungsformen in Bezug auf das Verfahren gemäß Anspruch 1 zumindest teilweise auch für das Verfahren gemäß Anspruch 16 anwendbar. So kann ausgehend von mindestens zwei Wertetupeln und der daraus bestimmten Geradensteigung des Kraftschlussbeiwertes auf einfache Weise eine Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes erfolgen. Beispielsweise ist denkbar, dass anhand einer Wertetabelle jeder ermittelten Geradensteigung ein maximaler Kraftschlussbeiwert zugeordnet wird. Dadurch, dass nicht nur Kraftschlussbeiwert und Schlupf, sondern auch der aktuelle Schräglaufwinkel in die Bestimmung einfließen kann, ist eine Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes bei beliebigen Fahrmanövern ermöglicht. The above-described advantages, advantageous features and preferred embodiments with respect to the method according to claim 1 are at least partially applicable to the method according to claim 16. Thus, starting from at least two value tuples and the line slope of the coefficient of adhesion determined therefrom, the maximum adhesion coefficient can be determined in a simple manner. For example, it is conceivable that a maximum adhesion coefficient is assigned to each determined straight line slope on the basis of a value table. Due to the fact that not only adhesion coefficient and slip but also the current slip angle can be included in the determination, a determination of the maximum adhesion coefficient for any driving maneuvers is possible.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and the associated description of the figures with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegeben Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen. Preferred embodiments and embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components or elements.

Dabei zeigen jeweils in schematischer Form In each case show in a schematic form

1 eine Darstellung eines Kraftschlussbeiwert-Schlupfdiagramms zur Veranschaulichung der Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes im Bereich linearen Reifenverhaltens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 1 4 is an illustration of a coefficient of adhesion slip diagram for illustrating the determination of the maximum adhesion coefficient in the area of linear tire behavior according to a first exemplary embodiment of the present invention,

2 eine Darstellung eines Kraftschlussbeiwert-Schlupfdiagramms zur Veranschaulichung der Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes im Bereich linearen Reifenverhaltens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 2 4 is an illustration of a coefficient of adhesion slip diagram for illustrating the determination of the maximum adhesion coefficient in the area of linear tire behavior according to a second exemplary embodiment of the present invention,

3 eine Darstellung eines Kraftschlussbeiwert-Schlupfdiagramms zur Veranschaulichung der Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes im Bereich nichtlinearen Reifenverhaltens gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung und 3 a representation of a coefficient of adhesion slip diagram for illustrating the determination of the maximum adhesion coefficient in the field of non-linear tire behavior according to a third embodiment of the invention and

4 eine Darstellung eines Flussdiagramms zur Veranschaulichung des Ablaufs des Verfahrens zur Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4 a representation of a flowchart for illustrating the sequence of the method for determining the maximum adhesion coefficient according to a fourth embodiment of the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftschlussbeiwert-Schlupfdiagramms zur Veranschaulichung der Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes im Bereich linearen Reifenverhaltens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 shows a schematic representation of a coefficient of adhesion slip diagram for illustrating the determination of the maximum adhesion coefficient in the region of linear tire behavior according to a first embodiment of the present invention.

In dem vorliegenden Diagramm ist der Kraftschlussbeiwert µ über dem Schlupf λ aufgetragen. Im Diagramm ist der Bereich 1, in dem das Reifenverhalten näherungsweise linear ist, punktiert dargestellt. Des Weiteren sind mehrere Kraftschlusskurven 2a, 2b, 2c eingezeichnet, die jeweils verschiedene Fahrbahnzustände darstellen, nämlich trockenen Beton, feuchten Beton und Glatteis. Ferner sind eine erste Schwelle 3 und eine zweite Schwelle 4 eingezeichnet, die jeweils als Gerade ausgebildet sind. Der Sektor 5 unterhalb der Schwelle 3 repräsentiert eine glatte Fahrbahnoberfläche mit entsprechend geringen Kraftschlussbeiwerten. Der oberhalb der zweiten Schwelle 4 im Bereich linearen Reifenverhaltens 1 liegende Sektor 6 repräsentiert eine nichtglatte Fahrbahnoberfläche mit hohen Kraftschlussbeiwerten. Zwischen der ersten Schwelle 3 und der zweiten Schwelle 4 liegt der Bereich 7, der einen unzulässigen Wertebereich markiert. In the present diagram, the coefficient of adhesion μ is plotted against the slip λ. In the diagram is the area 1 , in which the tire behavior is approximately linear, shown dotted. Furthermore, there are several adhesion curves 2a . 2 B . 2c each representing different road conditions, namely dry concrete, wet concrete and black ice. Further, a first threshold 3 and a second threshold 4 drawn, which are each formed as a straight line. The sector 5 below the threshold 3 represents a smooth road surface with correspondingly low adhesion coefficients. The above the second threshold 4 in the field of linear tire behavior 1 lying sector 6 represents a non-smooth road surface with high adhesion coefficients. Between the first threshold 3 and the second threshold 4 lies the area 7 that marks an invalid range of values.

Im Folgenden wird die Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes oder die Klassifikation des Kraftschlussbeiwertes erläutert. Zunächst werden der aktuelle Kraftschlussbeiwert µ am Reifen und der dazugehörige Schlupf λ ermittelt. Dies kann durch Messungen oder Modelle erfolgen. Einzelne Messwerte bestehend aus dem aktuellen Kraftschlussbeiwert µ und dem zugehörigen Schlupf λ stellen einen Wertetupel (µ, λ) dar. Ausgehend von einem Wertetupel (µ, λ) wird zusammen mit einem Nullpunkttupel (0, 0) ein Wert einer Steigung einer Ursprungsgeraden durch diese Wertetupel (0, 0), (µ, λ) errechnet. Ist diese Steigung m geringer als die Steigung m1 der ersten Schwelle 3, wird von einem glatten Untergrund ausgegangen. Dieser glatte Untergrund kann maximale Kraftschlussbeiwerte µ bis ca. 0,4 umfassen. Ist die ermittelte Steigung m der Ursprungsgeraden größer als die Steigung m2 der zweiten Schwelle 4, wird von einem Untergrund mit mittleren oder hohen Kraftschlussbeiwerten µ ausgegangen. Die entsprechenden Kraftschlussbeiwerte µ können 0,4 und größer betragen. Liegt die ermittelte Steigung m der Ursprungsgeraden zwischen den Steigungen m1 und m2, das heißt im Bereich 7 zwischen der ersten Schwelle 3 und der zweiten Schwelle 4, kann diese ermittelte Steigung m ignoriert werden. The following is the determination of the maximum adhesion coefficient or the classification of the adhesion coefficient explained. First, the current adhesion coefficient μ on the tire and the associated slip λ are determined. This can be done by measurements or models. Individual measured values consisting of the current adhesion coefficient μ and the associated slip λ represent a value tuple (μ, λ). Starting from a value tuple (μ, λ), together with a zero point tuple (0, 0), a value of a slope of an original straight line through this Value tuples (0, 0), (μ, λ) are calculated. If this slope m is less than the slope m1 of the first threshold 3 , is assumed to be a smooth surface. This smooth surface may include maximum adhesion coefficients μ to about 0.4. If the ascertained slope m of the straight line of origin is greater than the slope m2 of the second threshold 4 , is assumed by a substrate with medium or high adhesion coefficients μ. The corresponding adhesion coefficients μ can be 0.4 and greater. If the ascertained slope m of the line of origin lies between the gradients m1 and m2, that is in the range 7 between the first threshold 3 and the second threshold 4 , this ascertained slope m can be ignored.

Auch wenn im vorliegenden Beispiel die Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes µ in Längsrichtung erfolgt, nämlich unter Berücksichtigung des Schlupfs λ, sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine entsprechende Ermittlung des Kraftschlussbeiwertes µ auch in Querrichtung, nämlich unter Berücksichtigung des Schräglaufwinkels, erfolgen kann. Dies kann auch bereits bei geringen Anregungen auf zuverlässige Art und Weise erfolgen. Even if, in the present example, the determination of the maximum adhesion coefficient μ takes place in the longitudinal direction, namely taking into account the slip λ, it should be expressly pointed out that a corresponding determination of the coefficient of adhesion μ can also take place in the transverse direction, namely taking the skew angle into account. This can be done even with small suggestions in a reliable manner.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftschlussbeiwert-Schlupfdiagramms zur Veranschaulichung der Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes im Bereich linearen Reifenverhaltens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 2 shows a schematic representation of a coefficient of adhesion slip diagram for illustrating the determination of the maximum adhesion coefficient in the region of linear tire behavior according to a second embodiment of the present invention.

Im vorliegenden Diagramm ist der Kraftschlussbeiwert µ über dem Schlupf λ aufgetragen. Wie im voranstehenden Ausführungsbeispiel erfolgt auch im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Ermittlung des maximalen Kraftschlussbeiwertes im Bereich linearen Reifenverhaltens 1. Zudem sind eine erste Schwelle 3 und eine zweite Schwelle 4 eingezeichnet. Der Bereich 5 unterhalb der ersten Schwelle 3 repräsentiert eine glatte Fahrbahnoberfläche mit geringen Kraftschlussbeiwerten. Der Bereich 6 oberhalb der zweiten Schwelle 4 repräsentiert eine nichtglatte Fahrbahnoberfläche mit hohen Kraftschlussbeiwerten. Zwischen der ersten Schwelle 3 und der zweiten Schwelle 4 liegt ein Bereich 7, wobei darin liegende Wertetupel ignoriert werden können. Der Bereich 5 unterhalb der ersten Schwelle 3 kann in mehrere Teilbereiche 8 mit entsprechenden Schwellen unterteilt werden, so dass im Bereich 5 repräsentierend eine glatte Fahrbahnoberfläche mit geringen Kraftschlussbeiwerten µ eine beliebig feine Unterklassifikation erfolgen kann. In the present diagram, the coefficient of adhesion μ is plotted against the slip λ. As in the preceding embodiment, the determination of the maximum adhesion coefficient in the region of linear tire behavior also takes place in the present exemplary embodiment 1 , In addition, there is a first threshold 3 and a second threshold 4 located. The area 5 below the first threshold 3 represents a smooth road surface with low adhesion coefficients. The area 6 above the second threshold 4 represents a non-smooth road surface with high adhesion coefficients. Between the first threshold 3 and the second threshold 4 lies an area 7 , where underlying value tuples can be ignored. The area 5 below the first threshold 3 can be divided into several parts 8th be subdivided with appropriate thresholds, so that in the field 5 representing a smooth road surface with low coefficients of adhesion μ can be done any fine sub-classification.

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand des vorliegenden Ausführungsbeispiels erläutert. Zunächst werden aktuelle Kraftschlussbeiwerte am Reifen und die zugehörigen Schlupfwerte λ ermittelt, wobei die zusammengehörigen Werte ein Wertetupel (µ, λ) darstellen. Entsprechende Wertetupel (µ, λ) können durch Messungen oder anhand von Modellen bestimmt werden. Anhand der Lage der Wertetupel (µ, λ) im Diagramm, das heißt in den entsprechenden Bereichen 5, 6, 8 des Diagramms, kann eine Klassifizierung des maximalen Kraftschlusses erfolgen, wobei aufgrund der Lage von zulässigen Wertetupeln (µ, λ) auf den maximalen Kraftschlussbeiwert µ geschlossen wird. Liegt die Mehrheit von zulässigen Wertetupeln oberhalb der ersten Schwelle 4, wird ein hoher Kraftschlussbeiwert µ, repräsentierend eine nichtglatte Fahrbahnoberfläche, erkannt. Liegt die Mehrheit der zulässigen Wertetupel (µ, λ) unterhalb der ersten Schwelle 3, wird ein geringer Kraftschlussbeiwert µ, repräsentierend eine glatte Fahrbahnoberfläche, erkannt. Durch die Unterteilung des Bereichs 5 unterhalb der ersten Schwelle 3 in mehrere Teilbereiche 8 kann eine weitere Unterklassifikation erfolgen, indem überprüft wird, in welchen der Teilebereiche 8 die Mehrheit der Wertetupel (µ, λ) liegt. The method according to the invention is explained below with reference to the present exemplary embodiment. First, current coefficient of adhesion on the tire and the associated slip values λ are determined, the associated values representing a value tuple (μ, λ). Corresponding value tuples (μ, λ) can be determined by measurements or models. Based on the position of the value tuples (μ, λ) in the diagram, ie in the corresponding areas 5 . 6 . 8th of the diagram, a classification of the maximum frictional connection can be made, which is due to the position of allowable value tuples (μ, λ) to the maximum adhesion coefficient μ is concluded. If the majority of acceptable value tuples is above the first threshold 4 , a high coefficient of adhesion μ, representing a non-smooth road surface, is detected. If the majority of the permissible value tuples (μ, λ) lies below the first threshold 3 , a low coefficient of adhesion μ, representing a smooth road surface, is detected. By dividing the area 5 below the first threshold 3 into several subareas 8th a further subclassification can be made by checking in which of the parts areas 8th the majority of the value tuples (μ, λ) lies.

Die Bestimmung der Lage der Mehrheit der Wertetupel (µ, λ) erfolgt dabei derart, dass die Mehrheit anhand einer Verhältnisbildung der Anzahl der Wertetupel (µ, λ) jeweils innerhalb der Bereiche 5, 6 und/oder der Teilbereiche 8 zur Gesamtzahl aller Wertetupel (µ, λ) bestimmt wird. Sofern bei der Bestimmung der Wertetupel (µ, λ), das heißt einer Messung oder einer Bestimmung anhand von Modelldaten, eine hohe Genauigkeit erreicht werden kann, können die erste Schwelle 3 und die zweite Schwelle 4 deckungsgleich sein. Somit kann die Anzahl zulässiger Wertetupel erhöht werden. The determination of the position of the majority of the value tuples (μ, λ) takes place in such a way that the majority based on a ratio formation of the number of value tuples (μ, λ) respectively within the ranges 5 . 6 and / or subareas 8th to the total number of all value tuples (μ, λ) is determined. If a high accuracy can be achieved in the determination of the value tuple (μ, λ), that is to say a measurement or a determination on the basis of model data, the first threshold can 3 and the second threshold 4 be congruent. Thus, the number of allowed value tuples can be increased.

Auch wenn im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Bestimmung des Kraftschlussbeiwertes anhand des Schlupfes in Längsrichtung erfolgt, sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine entsprechende Bestimmung des Kraftschlussbeiwertes auch bei Anregungen in Querrichtung, nämlich unter Berücksichtigung des Schräglaufwinkels erfolgen kann. Although in the present exemplary embodiment the adhesion coefficient is determined on the basis of the slip in the longitudinal direction, it should be expressly pointed out that a corresponding determination of the adhesion coefficient can also be made for excitations in the transverse direction, namely taking the skew angle into account.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftschlussbeiwert-Schlupfdiagramm zur Veranschaulichung der Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes im Bereich nichtlinearen Reifenverhaltens gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 shows a schematic representation of a coefficient of adhesion slip diagram for illustrating the determination of the maximum adhesion coefficient in the field of non-linear tire behavior according to a third embodiment of the invention.

Im vorliegenden Diagramm gemäß 3 sind verschiedene Kraftschlusskurven, repräsentierend Haftungsverhältnisse auf verschiedenen Untergründen, dargestellt. Auf den Kraftschlusskurven 2 sind die maximalen Kraftschlussbeiwerte 9 eingezeichnet. Wie an einer der Kraftschlusskurven 2 zu erkennen ist, ist die Steigung der lokalen Ableitung im Bereich des maximalen Kraftschlussbeiwertes 9 Null. Durch Veränderung der lokalen Ableitung ausgehend von der Steigung der Ursprungsgeraden im linearen Bereich in Richtung der Steigung Null bei maximalem Kraftschlussbeiwert 9 kann der Bereich nichtlinearen Reifenverhaltens bis zum maximalen Kraftschluss definiert werden. So wird anhand von mindestens zwei – in der vorliegenden 3 nicht dargestellten – Wertetupeln eine Geradensteigung des Kraftschlussbeiwertes errechnet. Alternativ oder ergänzend kann anhand von mehreren Wertetupeln, beispielsweise fünf oder zehn Wertetupeln, eine Ausgleichsgerade und deren Steigung ermittelt werden. Die so ermittelte Geradensteigung ist regelmäßig genauer als die Bestimmung der Geradensteigung lediglich anhand von zwei Wertetupeln, da Messfehler oder „Ausreißer“ verhindert oder zumindest geglättet werden können. Wie die Geraden 10 veranschaulichen, ist die Geradensteigung des Kraftschlussbeiwertes µ umso geringer, je näher sich der Kraftschlussbeiwert µ am maximalen Kraftschlussbeiwert 9 befindet. In the present diagram according to 3 Different adhesion curves, representing adhesion conditions on different substrates, are shown. On the adhesion curves 2 are the maximum adhesion coefficients 9 located. Like on one of the traction curves 2 It can be seen that the slope of the local derivative is in the range of the maximum adhesion coefficient 9 Zero. By changing the local derivative starting from the slope of the straight line of origin in the linear region in the direction of the slope zero at maximum adhesion coefficient 9 The range of non-linear tire behavior can be defined up to the maximum adhesion. Thus, based on at least two - in the present 3 not shown - tuples calculated a straight line slope of the adhesion coefficient. Alternatively or additionally, a balance line and its slope can be determined on the basis of several value tuples, for example five or ten value tuples. The thus determined line slope is regularly more accurate than the determination of the straight line slope only on the basis of two value tuples, since measurement errors or "outliers" can be prevented or at least smoothed. Like the straights 10 illustrate, the line slope of the coefficient of adhesion μ is the lower, the closer the adhesion coefficient μ to the maximum adhesion coefficient 9 located.

Der ermittelten Geradensteigung kann ein maximaler Kraftschlussbeiwert zugeordnet werden, beispielsweise mittels einer Wertetabelle. Hierdurch ist eine einfache Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwerts realisiert. Anhand eines Reifenmodells kann eine noch genauere Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes durchgeführt werden, beispielsweise indem im Reifenmodell mehrere Kraftschlusskurven 2, die die Haftungsbedingungen auf verschiedenen Untergründen darstellen oder repräsentieren, enthalten sind. Wird die Nähe/der Abstand der ermittelten Wertetupel relativ zu den Kraftschlusskurven 2 bestimmt, ist denkbar, dass beispielsweise der ermittelten Geradensteigung eindeutig ein maximaler Kraftschlussbeiwert zugeordnet werden kann. The determined straight line slope can be assigned a maximum adhesion coefficient, for example by means of a value table. As a result, a simple determination of the maximum adhesion coefficient is realized. On the basis of a tire model, an even more accurate determination of the maximum traction coefficient can be carried out, for example, in the tire model, several traction curves 2 containing or representing the liability conditions on different substrates are included. Will the proximity / distance of the determined value tuples be relative to the traction curves 2 determines, it is conceivable that, for example, the determined line slope can be clearly assigned a maximum adhesion coefficient.

4 zeigt schematisch eine Darstellung eines Flussdiagramms zur Veranschaulichung des Ablaufs des Verfahrens zur Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4 schematically shows a representation of a flowchart for illustrating the sequence of the method for determining the maximum adhesion coefficient according to a fourth embodiment of the invention.

In einem ersten Schritt 11 werden anhand einer Messung oder anhand eines Modells, beispielsweise eines Fahrzeugmodells, Wertetupel, beinhaltend den momentanen Kraftschlussbeiwert am Reifen und den zugehörigen Schlupf und/oder beinhaltend den momentanen Kraftschlussbeiwert und den zugehörigen Schräglaufwinkel, ermittelt. Neben den hier aufgeführten Größen Schlupf, Längskraft, Schräglaufwinkel und Seitenkraft können auch weitere Messdaten, wie beispielsweise Gierrate, Raddrehzahlen und/oder Beschleunigungen ermittelt werden. In a first step 11 are determined based on a measurement or on the basis of a model, for example of a vehicle model, value tuple, including the momentary adhesion coefficient on the tire and the associated slip and / or including the momentary adhesion coefficient and the associated slip angle. In addition to the sizes of slip, longitudinal force, slip angle and side force listed here, further measured data such as yaw rate, wheel speeds and / or accelerations can also be determined.

In einem zweiten Schritt 12 wird anhand von maximalen Schlupfwerten oder maximalen Schräglaufwinkeln ermittelt, ob lineares Reifenverhalten oder nichtlineares Reifenverhalten vorliegt. Mit anderen Worten sind Schlupf- und/oder Schräglaufwinkelfenster festgelegt, anhand derer lineares oder nichtlineares Reifenverhalten festgestellt werden kann. Auch wenn im vorliegenden Ausführungsbeispiel zuerst ermittelt wird, ob lineares Reifenverhalten vorliegt, kann analog hierzu zuerst eine Ermittlung von nichtlinearem Reifenverhalten erfolgen. Zudem sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es in dem zweiten Schritt 12 lediglich um die Ermittlung von linearem oder nichtlinearem Reifenverhalten geht, die Reihenfolge der Bestimmung und die logische Verknüpfung innerhalb des Flussdiagramms kann auf verschiedene Art und Weise durchgeführt werden. Beispielsweise kann zuerst eine Bestimmung von linearem Reifenverhalten oder eine Bestimmung von nichtlinearem Reifenverhalten erfolgen. In a second step 12 is determined on the basis of maximum slip values or maximum slip angles, whether linear tire behavior or non-linear tire behavior is present. In other words, slip and / or slip angle windows are defined by means of which linear or non-linear tire behavior can be determined. Even if in the present exemplary embodiment it is first determined whether linear tire behavior is present, a determination of nonlinear tire behavior can be carried out analogously to this first. It should also be noted that it is in the second step 12 only the determination of linear or non-linear tire behavior, the order of determination and the logical link within the flowchart can be performed in various ways. For example, a determination of linear tire behavior or a determination of non-linear tire behavior may be made first.

Liegt lineares Reifenverhalten vor, d.h. liegen die ermittelten Schlupfwerte oder Schräglaufwinkelwerte innerhalb des vorgegebenen Schlupf- und/oder Schräglaufwinkelfensters, kann in einem weiteren Schritt 13 eine Untersuchung der Steigung einer Ursprungsgeraden erfolgen. Hier wird anhand eines ermittelten Wertetupels beinhaltend einen momentanen Kraftschlussbeiwert und einen momentanen Schlupf und/oder zumindest einen momentanen Kraftschlussbeiwert und einen momentanen Schräglaufwinkel, und einem Nullpunkttupel ein Wert einer Steigung einer Ursprungsgeraden durch diese Wertetupel ermittelt. Alternativ oder ergänzend hierzu kann eine Untersuchung des linearen Reifenverhaltens auch anhand einer Lage des ermittelten Wertetupels in zumindest zwei vorbestimmten Bereichen erfolgen, die durch vorgegebene Werte der Größen des ermittelten Wertetupels definiert sind. Anhand dieser Untersuchung kann bestimmt werden, ob ein nichtglatter Untergrund mit entsprechend hohen Kraftschlusswerten, beispielsweise µ größer als 0,4 vorliegt oder ob der Untergrund glatt ist und Kraftschlussbeiwerte µ bis ca. 0,4 aufweist. Anhand der zuvor bereits erwähnten Lagebestimmung der Wertetupel kann anhand einer Unterklassifikation des Bereichs des glatten Untergrunds mit geringen Kraftschlussbeiwerten eine noch genauere Bestimmung des Kraftschlussbeiwertes erfolgen. If linear tire behavior is present, ie if the determined slip values or slip angle values lie within the predetermined slip and / or slip angle window, then in a further step 13 an investigation of the slope of a straight line of origin. Here, on the basis of a determined value tuple comprising a momentary adhesion coefficient and a momentary slip and / or at least a momentary adhesion coefficient and a momentary slip angle, and a zero point tuple, a value of a slope of an origin straight line is determined by these value tuples. Alternatively or additionally, an examination of the linear tire behavior can also take place based on a position of the determined value tuple in at least two predetermined regions, which are defined by predefined values of the values of the determined value tuple. On the basis of this investigation it can be determined whether a non-smooth substrate with correspondingly high adhesion values, for example μ greater than 0.4, or whether the substrate is smooth and has adhesion coefficients μ to about 0.4. On the basis of the above-mentioned positional determination of the value tuples, an even more precise determination of the adhesion coefficient can be carried out on the basis of a subclassification of the area of the smooth substrate with low adhesion coefficients.

Liegt nichtlineares Reifenverhalten vor, d.h. werden vorgegebene Schlupf- und/oder Schräglaufwinkelgrenzen überschritten, kann in einem weiteren Schritt 14 eine Bestimmung einer Geradensteigung des Kraftschlussbeiwertes aus mindestens zwei Wertetupeln erfolgen. Alternativ oder ergänzend hierzu kann durch mehrere Wertetupel eine Ausgleichsgerade gelegt und anhand dieser Ausgleichsgeraden eine Geradensteigung des Kraftschlussbeiwertes errechnet werden. Eine noch genauere Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes kann – wie voranstehend bereits ausgeführt – mit einem Reifenmodell durchgeführt werden. Somit lässt sich auch bei nichtlinearem Reifenverhalten der maximale Kraftschlussbeiwert bestimmen. If nonlinear tire behavior is present, ie if predetermined slip and / or slip angle limits are exceeded, then in a further step 14 a determination of a straight line slope of the coefficient of adhesion of at least two Value tuples done. As an alternative or in addition to this, a compensation straight line can be laid through a plurality of value tuples and a straight line gradient of the adhesion coefficient can be calculated on the basis of this compensation straight line. An even more accurate determination of the maximum adhesion coefficient can - as already stated above - be carried out with a tire model. Thus, the maximum adhesion coefficient can be determined even with non-linear tire behavior.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in many ways.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Bereich linearen Reifenverhaltens Range of linear tire behavior
2, 2a, 2b, 2c 2, 2a, 2b, 2c: Kraftschlusskurven Traction curves
3 3: erste Schwelle first threshold
4 4: zweite Schwelle second threshold
5 5: Sektor, Bereich Sector, area
6 6: Sektor, Bereich Sector, area
7 7: Bereich Area
8 8th: Teilbereich subregion
9 9: maximaler Kraftschlussbeiwert maximum adhesion coefficient
10 10: Gerade Just
11 11: Schritt step
12 12: Schritt step
13 13: Schritt step
14 14: Schritt step
µ μ: Kraftschlussbeiwert adhesion coefficient
λ λ: Schlupf slippage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102004053880 A1 [0003]

Claims

Method for determining the maximum adhesion coefficient ( 9 ) between a vehicle tire and a road surface, wherein at least one value tuple (μ, λ) is determined, comprising at least one momentary adhesion coefficient (μ) and a momentary slip (λ) and / or at least one momentary adhesion coefficient (μ) and a momentary slip angle, characterized in that, based on the determined value tuple (μ, λ) and a zero point tuple, a value of a slope of an original straight line is determined by the at least two value tuples (μ, λ) and based on the value thus determined, the maximum adhesion coefficient ( 9 ) is determined and / or that based on a position of the determined value tuple (μ, λ) in at least two predetermined areas ( 5 . 6 . 8th ), defined by predetermined values of the sizes of the determined value tuple, the maximum adhesion coefficient ( 9 ) is determined.

A method according to claim 1, characterized in that based on a majority of different value tuples (μ, λ) in one of the areas ( 5 . 6 . 8th ) a determination of the maximum adhesion coefficient ( 9 ) he follows.

A method according to claim 2, characterized in that the majority based on a ratio formation of the number of value tuples (μ, λ) in each case within the at least two areas ( 5 . 6 . 8th ) to the total number of all value tuples (μ, λ).

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that a low adhesion coefficient (μ), representing a smooth road surface, is detected when the value of the slope of the original line or the position of the value tuple (μ, λ) in a range ( 5 ) below a first threshold ( 3 ), and / or that a high coefficient of adhesion (μ), representing a non-smooth road surface, is detected when the value of the slope of the original straight line or the position of the value tuple (μ, λ) in a range ( 6 ) above a second threshold ( 4 ) lies.

Method according to Claim 4, characterized in that, given a corresponding accuracy of the determined value tuple (μ, λ), the first threshold ( 3 ) and the second threshold ( 4 ) are congruent.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that a subdivision of at least one area ( 5 ) into several subareas ( 8th ) and that on the basis of the majority of different value tuples (μ, λ) in one of the subregions ( 8th ) a determination of the maximum adhesion coefficient ( 9 ) he follows.

Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that at least two value tuples (μ, λ) are used to calculate a straight line gradient of the adhesion coefficient (μ) and from this the maximum adhesion coefficient (μ) 9 ) is determined.

A method according to claim 7, characterized in that a determined line slope, preferably by means of a value table, a maximum adhesion coefficient ( 9 ).

Method according to claim 7 or 8, characterized in that a warning signal for unstable driving behavior is provided on the basis of a specific value range of the straight line gradient of the adhesion coefficient (μ) and / or that a determination of the maximum adhesion coefficient ( 9 ) is carried out.

A method according to claim 9, characterized in that the value range of the line slope of the adhesion coefficient (μ) at less than 20%, preferably at less than 10%, more preferably at less than 5% of the calculated value of the slope of the original line begins.

Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the at least one value tuple (μ, λ) is determined by measurement or by means of a model.

A method according to claim 11, characterized in that during a measurement slip, longitudinal force, slip angle and / or lateral force are determined and / or that when using a model yaw rate, wheel speeds and / or accelerations are determined.

Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that the determination of the value of the slope of an origin line or the determination of the position of the value tuple in predetermined areas ( 5 . 6 . 8th ) in the field of linear tire behavior ( 1 ) is carried out.

Method according to one of claims 7 to 13, characterized in that a determination of the line slope of the coefficient of adhesion (μ) in the non-linear tire behavior is performed.

A method according to claim 13 or 14, characterized in that when falling below predetermined slip limits and / or slip angle limits linear tire behavior is assumed and / or that is exceeded when previously predetermined slip limits and / or slip angle limits nonlinear tire behavior is adopted.

Method for determining the maximum adhesion coefficient ( 9 ) between a vehicle tire and a road surface in non-linear tire behavior, wherein at least one value tuple (μ, λ) is determined, comprising at least one momentary adhesion coefficient (μ) and a current slip (λ) and / or at least one momentary adhesion coefficient (μ) and a currently slip angle, characterized in that from at least two value tuples (μ, λ) calculates a line slope of the adhesion coefficient (μ) and from this the maximum adhesion coefficient ( 9 ) is determined.