DE102016203545B4

DE102016203545B4 - Method for determining road surface skid resistance classes

Info

Publication number: DE102016203545B4
Application number: DE102016203545.2A
Authority: DE
Inventors: Bernd Hartmann; Christoph Hentschke; Stefan Fritz
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2016-03-03
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2024-11-07
Anticipated expiration: 2036-03-04
Also published as: DE102016203545A1

Abstract

Verfahren zur Bestimmung von Fahrbahngriffigkeitsklassen aus gemessenen Werten einer Umfangskraft an wenigstens einem Fahrzeugrad eines auf einer Fahrbahn fahrenden Fahrzeugs und des durch diese Umfangskraft bewirkten Reifenschlupfes an demselben Fahrzeugrad mit folgenden Schritten:
a) Ermitteln von Wertepaaren jeweils aus dem Wert einer am Fahrzeugrad wirkenden Umfangskraft und einem durch diese Umfangskraft erzeugten Reifenschlupf an dem Fahrzeugrad, indem aus einer gemessenen Raddrehzahl des Fahrzeugrades und der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit der Reifenschlupf bestimmt und die Umfangskraft aus einem an dem Fahrzeugrad oder aus einem an einer Fahrzeugachse des Fahrzeugs wirkenden Motorantriebsmoment, aus einem an dem Fahrzeugrad oder aus einem an einer Fahrzeugachse des Fahrzeugs wirkenden Motorschleppmoment, aus einem Bremsmoment an dem Fahrzeugrad oder aus einem an einer Fahrzeugachse des Fahrzeugs wirkenden Bremsmoment bestimmt wird,
b) Bestimmen einer eine Hochreibwertfahrbahn anzeigende Wertegruppe aus den ermittelten Wertepaaren von Umfangskraft und Reifenschlupf, wobei im Ermittlungszeitpunkt dieser Wertepaare von Fahrdynamikgrößen des Fahrzeugs größer als ein vorgegebener Wert bei gleichzeitig fehlenden Eingriffen eines Fahrstabilitätssystems und/oder von optischen Sensoren des Fahrzeugs und/oder von externen Datenquellen des Fahrzeugs eine Hochreibwertfahrbahn angezeigt wird bzw. werden,
c) Berechnen von Reifenschlupfsteifigkeitswerten aus den Wertepaaren durch Quotientenbildung von Umfangskraft und Radschlupf,
d) Definieren einer eine Hochreibwertfahrbahn anzeigenden Fahrbahngriffigkeitsklasse durch Bestimmen einer mittleren Reifenschlupfsteifigkeit aus den Reifenschlupfsteifigkeitswerten der Wertepaare der Wertegruppe und der Streuung dieser Wertepaare um die mittlere Reifenschlupfsteifigkeit mittels eines statistischen Auswerteverfahrens, und
e)Klassifizieren eines aktuellen Reifenschlupfsteifigkeitswertes als ein eine Hochreibwertfahrbahn anzeigender Wert, falls dieser Wert in der die Hochreibwertfahrbahn anzeigenden Fahrbahngriffigkeitsklasse liegt, andernfalls als ein eine Niedrigreibwertfahrbahn anzeigender Wert.

Method for determining road surface grip classes from measured values of a circumferential force on at least one vehicle wheel of a vehicle travelling on a road and the tyre slip on the same vehicle wheel caused by this circumferential force, comprising the following steps:
a) determining pairs of values, each from the value of a circumferential force acting on the vehicle wheel and a tire slip on the vehicle wheel generated by this circumferential force, by determining the tire slip from a measured wheel speed of the vehicle wheel and the measured vehicle speed and determining the circumferential force from an engine drive torque acting on the vehicle wheel or on a vehicle axle of the vehicle, from an engine drag torque acting on the vehicle wheel or on a vehicle axle of the vehicle, from a braking torque on the vehicle wheel or from a braking torque acting on a vehicle axle of the vehicle,
b) Determining a group of values indicating a high friction road surface from the determined pairs of values of circumferential force and tire slip, whereby at the time of determining these pairs of values of driving dynamics variables of the vehicle is greater than a predetermined value and at the same time there is no intervention by a driving stability system and/or by optical sensors of the vehicle and/or by external data sources of the vehicle, a high friction road surface is or are indicated,
c) Calculating tire slip stiffness values from the pairs of values by forming the quotient of circumferential force and wheel slip,
d) defining a road surface grip class indicating a high friction coefficient road surface by determining an average tire slip stiffness from the tire slip stiffness values of the value pairs of the value group and the scatter of these value pairs around the average tire slip stiffness by means of a statistical evaluation method, and
(e) Classifying a current tyre slip stiffness value as a value indicative of a high friction road surface if that value is in the road grip class indicative of a high friction road surface, and otherwise as a value indicative of a low friction road surface.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Fahrbahngriffigkeitsklassen aus gemessenen Werten einer Umfangskraft an wenigstens einem Fahrzeugrad eines auf einer Fahrbahn fahrenden Fahrzeugs und des von dieser Umfangskraft bewirkten Radschlupfes.The invention relates to a method for determining road surface grip classes from measured values of a circumferential force on at least one vehicle wheel of a vehicle traveling on a road and the wheel slip caused by this circumferential force.

Für eine verbesserte Funktion eines modernen Fahrerassistenzsystems, wie bspw. ein Notbremssystem ist es erforderlich, einen Kraftschlussbeiwert zwischen Reifen und Fahrbahn abzuschätzen.For improved functionality of a modern driver assistance system, such as an emergency braking system, it is necessary to estimate the coefficient of adhesion between the tires and the road.

Beim manuellen Fahren obliegt die Abschätzung des Kraftschlussbeiwertes dem Fahrer. Wesentlicher Teil der Fahraufgabe ist es, den Straßenzustand abzuschätzen und darauf die Fahrweise bzw. den Fahrstil anzupassen. Mit der Einführung höher automatisierter Systeme und Fahrfunktionen geht die Fahraufgabe schrittweise vom Fahrer an das Fahrzeug über. When driving manually, the driver is responsible for estimating the coefficient of adhesion. An essential part of the driving task is to estimate the road conditions and adapt the driving style accordingly. With the introduction of more highly automated systems and driving functions, the driving task is gradually being transferred from the driver to the vehicle.

Wesentliche Basis dafür ist es, die Fahrumgebung bzw. die Fahrbedingungen möglichst exakt zu bestimmen, zu beschreiben und dem System zur Verfügung zu stellen. Der maximale Kraftschlussbeiwert zwischen Reifen und Fahrbahn bestimmt die physikalische Grenze für die umsetzbare Fahrdynamik des Fahrzeugs. Damit bildet die Information über den Kraftschlussbeiwert einen wesentlichen Teil der Umfeldrepräsentation. Im Hinblick auf das automatisierte Fahren ist eine verlässliche Information über den Fahrbahnzustand oder daraus abgeleitet über den zur Verfügung stehenden maximalen Kraftschlussbeiwert eine unerlässliche Informationsgröße zur Absicherung der Fahrfunktion. Aber auch im Bereich der sog. Driver Assistance Systems und Advanced Driver Assistance Systems ergibt sich durch Kenntnis des zur Verfügung stehenden maximalen Kraftschussbeiwerts ein signifikanter Sicherheitsgewinn.The essential basis for this is to determine and describe the driving environment or driving conditions as precisely as possible and to make them available to the system. The maximum coefficient of adhesion between the tires and the road determines the physical limit for the vehicle's achievable driving dynamics. Information about the coefficient of adhesion therefore forms an essential part of the environment representation. With regard to automated driving, reliable information about the road condition or, derived from this, the maximum coefficient of adhesion available is an essential information quantity for safeguarding the driving function. But also in the area of so-called driver assistance systems and advanced driver assistance systems, knowledge of the maximum coefficient of adhesion available results in a significant increase in safety.

Aus der DE 40 10 507 C1 ist ein Verfahren zur Überwachung des Kraftschlusses zwischen Fahrbahn und Reifen von angetriebenen Fahrzeugrädern bekannt. Bei diesem Verfahren wird davon ausgegangen, dass verschiedenen Anfangssteigungen jeweils ein bestimmter Reibwert mit zugehörigem maximalem Bremsmoment zugeordnet werden kann. Somit wird der Radschlupf λ sowie gleichzeitig eine wirksame Radumfangskraft der angetriebenen Räder während stationärer Fahrbetriebszustände kontinuierlich ermittelt. Diese Wertepaare aus der ermittelten Radumfangskraft und dem Radschlupf werden zur Bildung eines Radumfangskraft-Radschlupf-Kennlinienfeldes gespeichert, so dass damit der lineare Teil der Schlupfkennlinie bekannt ist. Die Kenntnis des Kurvenanstiegs der gerade wirksamen Schlupfkennlinie liefert auch die Kenntnis des maximal wirksamen Reibwertes bzw. die Größenordnung der bei diesem Fahrzustand möglichen maximalen Radumfangskraft, da gemäß diesem bekannten Verfahren zwischen dem linearen Anstieg und dem Kurvenmaximum der Schlupfkennlinien jeweils eine im Wesentlichen feste Beziehung besteht.From the DE 40 10 507 C1 A method for monitoring the adhesion between the road surface and the tires of driven vehicle wheels is known. This method is based on the assumption that a specific coefficient of friction with an associated maximum braking torque can be assigned to different initial gradients. In this way, the wheel slip λ and at the same time an effective wheel circumferential force of the driven wheels are continuously determined during stationary driving conditions. These value pairs from the determined wheel circumferential force and the wheel slip are stored to form a wheel circumferential force-wheel slip characteristic field, so that the linear part of the slip characteristic is known. Knowing the curve slope of the currently effective slip characteristic also provides knowledge of the maximum effective coefficient of friction or the order of magnitude of the maximum wheel circumferential force possible in this driving condition, since according to this known method there is an essentially fixed relationship between the linear slope and the curve maximum of the slip characteristics.

Auch die WO 2014/ 199 328 A1 beschreibt ein Verfahren zur Reibwertschätzung und geht hierzu von der Erkenntnis aus, dass Schlupfkennlinien mit niedrigem maximalen Kraftschlussbeiwert (auch µ-peak genannt) bei einem niedrigeren Schlupfwert den linearen Bereich verlassen als dies bei Schlupfkennlinien mit einem höheren maximalen Kraftschlussbeiwert der Fall ist.The WO 2014/ 199 328 A1 describes a method for estimating the coefficient of friction and is based on the knowledge that slip characteristics with a low maximum adhesion coefficient (also called µ-peak) leave the linear range at a lower slip value than is the case with slip characteristics with a higher maximum adhesion coefficient.

Weiterhin beschreibt auch die DE 10 2012 217 772 A1 ein Verfahren zur Bestimmung des maximalen Kraftschlussbeiwertes, indem ebenso die Anfangssteigung einer Schlupfkennlinie bestimmt und hieraus der maximale Kraftschlussbeiwert ermittelt wird. Hierzu wird zunächst der aktuelle Kraftschlussbeiwert am Fahrzeugrad und der zugehörige Schlupf durch Messungen ermittelt und hieraus der Wert der Anfangssteigung errechnet. Durch Vergleich mit Referenzursprungsgeraden wird der Bereich für einen maximalen Kraftschlussbeiwert bestimmt.Furthermore, the DE 10 2012 217 772 A1 a method for determining the maximum adhesion coefficient by determining the initial slope of a slip characteristic curve and using this to calculate the maximum adhesion coefficient. To do this, the current adhesion coefficient on the vehicle wheel and the associated slip are first determined by measurements and the value of the initial slope is calculated from this. The range for a maximum adhesion coefficient is determined by comparing it with reference origin lines.

Im Bereich der Anfangssteigung einer Schlupfkennlinie sind sowohl die Reifenkräfte als auch der Reifenschlupf sehr gering. Um bei stationären oder quasi stationären Zuständen eine ausreichende Aussageschärfe zu erhalten, ist ein robustes und vor allem gut auflösendes Signal sowohl für das Bremsmoment bzw. die Bremskraft als auch für den Schlupf erforderlich. Ist nur bei einem der beiden Signale die Streuung sehr groß und/oder die Auflösung gering, ist es nicht mehr möglich ein genaues und vor allem reproduzierbares Ergebnis zu erzielen.In the area of the initial slope of a slip characteristic curve, both the tire forces and the tire slip are very low. In order to obtain sufficient information in stationary or quasi-stationary conditions, a robust and, above all, high-resolution signal is required for both the braking torque or braking force and the slip. If the scatter is very large and/or the resolution is low for just one of the two signals, it is no longer possible to achieve an accurate and, above all, reproducible result.

Zudem ist aus der DE 10 2004 044 788 B4 ein Verfahren zur Reibwertbestimmung zwischen einem Reifen eines Fahrzeugs und einer Fahrbahn bekannt, bei welchem die Radgeschwindigkeit und die Absolutgeschwindigkeit des Fahrzeugs gemessen werden, aus dieser Radgeschwindigkeit und der Absolutgeschwindigkeit der Schlupf bestimmt wird, anschließend ein auf das Fahrzeug einwirkendes Antriebs- oder Bremsmoment gemessen wird und schließlich ein Reibwert zwischen dem Reifen und der Fahrbahn mittels eines Algorithmus bestimmt wird, bei dem als Eingangsgrößen der Schlupf und das Antriebs- oder Bremsmoment berücksichtigt werden.In addition, the DE 10 2004 044 788 B4 A method for determining the coefficient of friction between a tire of a vehicle and a road surface is known in which the wheel speed and the absolute speed of the vehicle are measured, the slip is determined from this wheel speed and the absolute speed, then a drive or braking torque acting on the vehicle is measured and finally a coefficient of friction between the tire and the road surface is determined by means of an algorithm in which the slip and the drive or braking torque are taken into account as input variables.

Aus DE 102 08 815 A1 ist ein Verfahren zum Ermitteln eines maximalen Reibwertes zwischen Reifen und Fahrbahn eines Fahrzeugs aus Kraftinformationen bekannt, die bei dem Kontakt zwischen Reifen und Fahrbahn auftreten. Die DE 10 2012 204 671 A1 zeigt ein Verfahren zur Ermittlung eines Kraftschlussverhältnisses zwischen zumindest einem Rad eines Kraftfahrzeugs und einer Straßenoberfläche. Die DE 10 2014 103 843 A1 lehrt ein Verfahren zur Ermittlung eines Reibwerts zwischen mindestens einem Reifen eines Fahrzeugs und einer Fahrbahn, wobei der Reibwert in Abhängigkeit mindestens eines Fahrzustands des Fahrzeugs sowie Umgebungsbedingungen gebildet wird. In der US 2007 / 0 016 354 A1 wird ein Verfahren zur Bestimmung eines Reibungskoeffizientenwerts, der den Reibungskoeffizienten zwischen der darunter liegenden Oberfläche und einem Fahrzeugreifen darstellt, offenbart.Out of DE 102 08 815 A1 is a method for determining a maximum friction coefficient between the tires and the road of a vehicle from force formations that occur when the tire and road come into contact. The DE 10 2012 204 671 A1 shows a method for determining a frictional connection between at least one wheel of a motor vehicle and a road surface. The DE 10 2014 103 843 A1 teaches a method for determining a coefficient of friction between at least one tire of a vehicle and a road surface, wherein the coefficient of friction is determined depending on at least one driving state of the vehicle and environmental conditions. In the US 2007 / 0 016 354 A1 A method for determining a coefficient of friction value representing the coefficient of friction between the underlying surface and a vehicle tire is disclosed.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Bestimmung von Fahrbahngriffigkeitsklassen anzugeben, mit welchem die Fahrbahn, auf welchem das Fahrzeug bewegt wird, hinsichtlich des Reibwertes klassifiziert werden kann und die hierzu erforderlichen Informationen nicht nur während eines Beschleunigungsvorganges des Fahrzeugs erzeugt werden, sondern insbesondere auch während eines Motorschleppmoment-Betriebes oder Bremsvorgangs einzelner Räder des Fahrzeugs.The object of the invention is to provide a method for determining road surface grip classes, with which the road surface on which the vehicle is moved can be classified with regard to the coefficient of friction and the information required for this is generated not only during an acceleration process of the vehicle, but in particular also during engine drag torque operation or braking of individual wheels of the vehicle.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung von Fahrbahngriffigkeitsklassen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by a method for determining road surface grip classes with the features of patent claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung von Fahrbahngriffigkeitsklassen aus gemessenen Werten einer Umfangskraft an wenigstens einem Fahrzeugrad eines auf einer Fahrbahn fahrenden Fahrzeugs und des von dieser Umfangskraft bewirkten Reifenschlupfes werden folgende Schritte durchgeführt:

a) Ermitteln von Wertepaaren jeweils aus dem Wert einer am Fahrzeugrad wirkenden Umfangskraft und einem durch diese Umfangskraft erzeugten Reifenschlupf an dem Fahrzeugrad, indem aus einer gemessenen Raddrehzahl des Fahrzeugrades und der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit der Reifenschlupf bestimmt und die Umfangskraft aus einem an dem Fahrzeugrad oder aus einem an einer Fahrzeugachse des Fahrzeugs wirkenden Motorantriebsmoment, aus einem an dem Fahrzeugrad oder aus einem an einer Fahrzeugachse des Fahrzeugs wirkenden Motorschleppmoment, aus einem Bremsmoment an dem Fahrzeugrad oder aus einem an einer Fahrzeugachse des Fahrzeugs wirkenden Bremsmoment bestimmt wird,
b) Bestimmen einer eine Hochreibwertfahrbahn anzeigende Wertegruppe aus den ermittelten Wertepaaren von Umfangskraft und Reifenschlupf, wobei im Ermittlungszeitpunkt dieser Wertepaare von Fahrdynamikgrößen des Fahrzeugs größer als ein vorgegebener Wert bei gleichzeitig fehlenden Eingriffen eines Fahrstabilitätssystems und/oder von optischen Sensoren des Fahrzeugs und/oder von externen Datenquellen des Fahrzeugs eine Hochreibwertfahrbahn angezeigt wird bzw. werden,
c) Berechnen von Reifenschlupfsteifigkeitswerten aus den Wertepaaren durch Quotientenbildung von Umfangskraft und Radschlupf,
d) Definieren einer eine Hochreibwertfahrbahn anzeigenden Fahrbahngriffigkeitsklasse durch Bestimmen einer mittleren Reifenschlupfsteifigkeit aus den Reifenschlupfsteifigkeitswerten der Wertepaare der Wertegruppe und der Streuung dieser Wertepaare um die mittlere Reifenschlupfsteifigkeit mittels eines statistischen Auswerteverfahrens, und e)Klassifizieren eines aktuellen Reifenschlupfsteifigkeitswertes als ein eine Hochreibwertfahrbahn anzeigender Wert, falls dieser Wert in der die Hochreibwertfahrbahn anzeigenden Fahrbahngriffigkeitsklasse liegt, andernfalls als ein eine Niedrigreibwertfahrbahn anzeigender Wert.

In the method according to the invention for determining road grip classes from measured values of a circumferential force on at least one vehicle wheel of a vehicle traveling on a road and the tire slip caused by this circumferential force, the following steps are carried out:

a) determining pairs of values, each from the value of a circumferential force acting on the vehicle wheel and a tire slip on the vehicle wheel generated by this circumferential force, by determining the tire slip from a measured wheel speed of the vehicle wheel and the measured vehicle speed and determining the circumferential force from an engine drive torque acting on the vehicle wheel or on a vehicle axle of the vehicle, from an engine drag torque acting on the vehicle wheel or on a vehicle axle of the vehicle, from a braking torque on the vehicle wheel or from a braking torque acting on a vehicle axle of the vehicle,
b) Determining a group of values indicating a high friction road surface from the determined pairs of values of circumferential force and tire slip, whereby at the time of determining these pairs of values of driving dynamics variables of the vehicle is greater than a predetermined value and at the same time there is no intervention by a driving stability system and/or by optical sensors of the vehicle and/or by external data sources of the vehicle, a high friction road surface is or are indicated,
c) Calculating tire slip stiffness values from the pairs of values by forming the quotient of circumferential force and wheel slip,
d) defining a road grip class indicating a high friction coefficient road surface by determining an average tire slip stiffness from the tire slip stiffness values of the value pairs of the value group and the scatter of these value pairs around the average tire slip stiffness by means of a statistical evaluation method, and e) classifying a current tire slip stiffness value as a value indicating a high friction coefficient road surface if this value lies in the road grip class indicating the high friction coefficient road surface, otherwise as a value indicating a low friction coefficient road surface.

Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst ein einen Hochreibwert anzeigendes Vergleichsnormal erzeugt, indem während der Detektion einer Hochreibwertfahrbahn eine Datenreihe aus Reifenschlupfsteifigkeiten, berechnet als Quotienten aus Wertepaaren von Umfangskraft des Fahrzeugrades und zugehörigem Radschlupf, erzeugt wird. Diese Datenreihe wird zur Bestimmung einer mittleren Reifenschlupfsteifigkeit einem statistischen Auswerteverfahrens unterzogen und bezogen auf die mittlere Reifenschlupfsteifigkeit die zugehörige Wertestreuung berechnet, also die Streubreite bestimmt. Damit wird eine Hochreibwertfahrbahn anzeigende Fahrbahngriffigkeitsklasse mit einem Reibwert µ von vorzugsweise µ ≥ 0,5 definiert. Somit zeigen alle aktuell bestimmten Reifenschlupfsteifigkeiten mit Werten innerhalb der Streubreite der mittleren Reifenschlupfsteifigkeit einen solchen Hochreibwert an, im anderen Fall, wenn diese Werte außerhalb dieser Fahrbahngriffigkeitsklasse liegen, einen Niedrigreibwert an.In this method according to the invention, a comparison standard indicating a high friction coefficient is first generated by generating a data series of tire slip stiffnesses, calculated as a quotient of value pairs of circumferential force of the vehicle wheel and associated wheel slip, during the detection of a high friction coefficient road surface. This data series is subjected to a statistical evaluation process to determine an average tire slip stiffness and the associated value scatter is calculated in relation to the average tire slip stiffness, i.e. the scatter range is determined. This defines a road grip class indicating a high friction coefficient road surface with a friction coefficient µ of preferably µ ≥ 0.5. Thus, all currently determined tire slip stiffnesses with values within the scatter range of the average tire slip stiffness indicate such a high friction coefficient, otherwise, if these values lie outside this road grip class, they indicate a low friction coefficient.

Die Umfangskraft eines Fahrzeugrades kann bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl während eines Beschleunigungsvorganges als auch während eines Bremsvorganges einzelner Fahrzeugräder oder -achsen, insbesondere während eines Motorschlepp-Betriebes bestimmt werden. Dadurch wird der Umfang der zur Verfügung stehenden Informationen erhöht, wodurch auch die Genauigkeit des statistischen Auswerteverfahrens und damit auch die Genauigkeit der Bestimmung der Fahrbahngriffigkeitsklasse erhöht werden.The circumferential force of a vehicle wheel can be determined in this method according to the invention both during an acceleration process and during a braking process of individual vehicle wheels or axles, in particular during motor towing. This increases the amount of information available, which also increases the accuracy of the statistical evaluation process and thus also the The accuracy of determining the road surface grip class can be increased.

Durch den Vergleich der aktuellen Reifenschlupfsteifigkeiten gegen das einen Hochreibwert anzeigende Vergleichsnormal lassen sich reifenspezifische Zusammenhänge, Parameter und insbesondere Veränderungen erkennen und eliminieren, da bei Vorliegen eines Referenzsignals das Vergleichsnormal laufend angepasst wird und dadurch ein selbstlernendes Verhalten des Systems über das Reifenleben realisiert wird, insbesondere im Zusammenhang von Reifenwechseln und Reifenabnutzung, selbst bei geänderten Umgebungsbedingungen.By comparing the current tire slip stiffnesses with the comparison standard indicating a high friction coefficient, tire-specific relationships, parameters and especially changes can be identified and eliminated, since when a reference signal is available, the comparison standard is continuously adjusted and thus a self-learning behavior of the system is realized over the tire's life, especially in connection with tire changes and tire wear, even under changed environmental conditions.

Zur Bestimmung einer eine Hochreibwertfahrbahn anzeigende Wertegruppe aus den ermittelten Radschlupf-Radmoment-Wertepaaren wird das Verhalten des Fahrzeugregelsystems in den Ermittlungszeitpunkten dieser Wertepaare beobachtet. Aus dem Verhalten des Fahrzeugregelsystems lässt sich nämlich ableiten, ob sich das Fahrzeug auf einer Hochreibwertfahrbahn oder Niedrigreibwertfahrbahn bewegt.To determine a group of values indicating a high friction road from the determined wheel slip-wheel torque value pairs, the behavior of the vehicle control system is observed at the times when these value pairs are determined. From the behavior of the vehicle control system, it can be deduced whether the vehicle is moving on a high friction road or a low friction road.

Das Anzeigen einer Hochreibwertfahrbahn kann unter Zuhilfenahme verschiedener Datenquellen erfolgen. So bspw. aus Fahrdynamikgrößen des Fahrzeugs, indem bei Überschreiten eines vorgegebenen Beschleunigungswertes oder eines vorgegebenen Verzögerungswertes ein solches Referenzsignal erzeugt wird. Diese Information kann auch durch Auswertung eines von einer Kamera als optischen Sensor oder eines andersartigen optischen Sensors, beispielsweise eines die Fahrbahn abtastenden Lasersensors, erfassten Fahrbahnzustands bereitgestellt werden, wenn bspw. eine trockene Fahrbahn detektiert wird. Zudem können auch externe Datenquellen, die bspw. lokale Wetterdaten oder Fahrbahnzustandsdaten zur Verfügung stellen (z.B. eine Backendanbindung, Car-to-X Kommunikation oder auch dynamische Safetymaps) durch Vernetzung zur Erzeugung eines solchen Referenzsignals herangezogen werden.A high friction coefficient road surface can be displayed using various data sources. For example, from the vehicle's driving dynamics variables, by generating such a reference signal when a specified acceleration value or a specified deceleration value is exceeded. This information can also be provided by evaluating a road surface condition recorded by a camera as an optical sensor or another type of optical sensor, such as a laser sensor scanning the road surface, if, for example, a dry road surface is detected. In addition, external data sources that provide local weather data or road surface condition data (e.g. a backend connection, car-to-X communication or dynamic safety maps) can also be used to generate such a reference signal through networking.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht folgende Verfahrensschritte vor, bei welchen:

d1) aus jeweils einer Datenreihe von zeitlich aufeinanderfolgenden Wertepaaren aus Umfangskraft und Radschlupf, deren Reifenschlupfsteifigkeitswerte eine Niedrigreibwertfahrbahn anzeigen, eine Anfangssteigung anhand einer Ausgleichsgeraden als linearer Teil der Schlupf-Umfangskraft-Kennlinie ermittelt wird, und
d2) die Steigung einer jeden Ausgleichsgeraden als mittlere Reifenschlupfsteifigkeit einer eine Niedrigreibwertfahrbahn anzeigenden Fahrbahngriffigkeitsklasse mit einer mittels eines statistischen Auswerteverfahrens bestimmten Streuung der Wertepaare um die ermittelte Ausgleichsgerade definiert wird.

An advantageous embodiment of the invention provides the following method steps, in which:

d1) from a data series of temporally successive pairs of values of circumferential force and wheel slip, whose tire slip stiffness values indicate a low friction road surface, an initial gradient is determined using a best fit line as a linear part of the slip-circumferential force characteristic curve, and
d2) the slope of each best-fit line is defined as the mean tyre slip stiffness of a road surface grip class indicating a low-friction road surface with a scatter of the value pairs around the determined best-fit line determined by means of a statistical evaluation procedure.

Mit diesen Verfahrensschritten d1 und d2 werden die außerhalb der eine Hochreibwertfahrbahn anzeigende Fahrbahngriffigkeitsklasse liegenden Reifenschlupfsteifigkeitswerte durch die Erzeugung weiterer Fahrbahngriffigkeitsklassen klassifiziert. Hierzu wird eine Datenreihe aus zeitlich aufeinanderfolgenden Wertepaaren verwendet, indem für die Reifenschlupfsteifigkeitswerte mittels eines statistischen Auswerteverfahrens die die mittlere Reifenschlupfsteifigkeit darstellende Steigung einer Ausgleichsgeraden im Umfangskraft-Schlupf-Diagramm und die zugehörige Streuung ermittelt wird. Damit wird für jede derart erzeugten Ausgleichsgerade eine Niedrigreibwertfahrbahn anzeigende Fahrbahngriffigkeitsklasse definiert, deren mittlere Reifenschlupfsteifigkeit der Steigung der Ausgleichsgeraden entspricht. So können vorzugsweise eine Schneefahrbahn anzeigende Fahrbahngriffigkeitsklasse und eine vereiste Fahrbahn anzeigende Fahrbahngriffigkeitsklasse definiert werden. Damit können die Reifenschlupfsteifigkeitswerte einer dieser Fahrbahngriffigkeitsklassen, die bspw. eine Schneefahrbahn oder eine vereiste Fahrbahn anzeigen, zugeordnet werden, wenn diese nicht in der eine Hochreibwertfahrbahn anzeigende Fahrbahngriffigkeitsklasse liegt.With these process steps d1 and d2, the tire slip stiffness values that lie outside the road grip class indicating a high friction road are classified by generating additional road grip classes. For this purpose, a data series of chronologically successive pairs of values is used, whereby the slope of a best fit line in the circumferential force-slip diagram representing the average tire slip stiffness and the associated scatter are determined for the tire slip stiffness values using a statistical evaluation method. This defines a road grip class indicating a low friction road for each best fit line generated in this way, the average tire slip stiffness of which corresponds to the slope of the best fit line. In this way, a road grip class indicating a snow road and a road grip class indicating an icy road can preferably be defined. This means that the tire slip stiffness values can be assigned to one of these road grip classes, which indicate, for example, a snowy road or an icy road, if this is not in the road grip class indicating a high friction road.

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass zur Klassifizierung eines eine Niedrigreibwertfahrbahn anzeigenden Reifenschlupfsteifigkeitswertes die durch eine mathematische Ausgleichsrechnung an die zugehörige Datenreihe angenäherte Kurvenform berücksichtigt wird. So deutet bspw. eine Krümmung auf eine Schneefahrbahn hin, während Unstetigkeiten, bspw. plötzliches Abreißen auf eine vereiste Fahrbahn hindeuten.A particularly preferred development of the invention consists in the fact that, in order to classify a tire slip stiffness value indicating a low friction road surface, the curve shape approximated to the associated data series by a mathematical adjustment calculation is taken into account. For example, a curvature indicates a snowy road surface, while discontinuities, such as sudden tearing, indicate an icy road surface.

Des Weiteren ist es besonders vorteilhaft, wenn weiterbildungsgemäß die Verfahrensschritte d, d1 und d2 nur bei Vorliegen von betragsmäßig positivem Schlupfgradienten und Fahrzuständen des Fahrzeugs ohne Fahrzeugregelsystemeingriffe durchgeführt werden. Hierdurch wird erreicht, dass Hystereseerscheinungen durch Hoch- und Rücklauf des Reifenschlupfes ausgeschlossen werden.Furthermore, it is particularly advantageous if, in accordance with the further development, the method steps d, d1 and d2 are only carried out when there is a positive slip gradient and driving conditions of the vehicle without vehicle control system interventions. This ensures that hysteresis phenomena caused by the tire slip increasing and decreasing are excluded.

Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird bei der Durchführung der Verfahrensschritte d, d1 und d2 die Klassifizierung der Reifenschlupfsteifigkeitswerte anhand des Eingriffsverhaltens eines Fahrzeugregelsystems plausibilisiert, indem bei fehlenden Fahrzeugregelsystemeingriffen oberhalb von vorgegebenen Längs- und/oder Querbeschleunigungen eine Hochreibwertfahrbahn anzeigende Fahrbahngriffigkeitsklasse plausibilisiert wird und bei Regelsystemeingriffen unterhalb von vorgegebenen Längs- und/oder quer Beschleunigungen eine Niedrigreibwertfahrbahn anzeigende Fahrbahngriffigkeitsklasse plausibilisiert wird.According to a further preferred development of the invention, when carrying out method steps d, d1 and d2, the classification of the tire slip stiffness values is checked for plausibility based on the intervention behavior of a vehicle control system, in that in the absence of vehicle control system interventions above predetermined longitudinal and/or lateral accelerations, a road grip class indicating a high friction coefficient road surface is checked for plausibility and, in the case of control system interventions below predetermined longitudinal and/or lateral accelerations, a road grip class indicating a low friction coefficient road surface is checked for plausibility.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Verfahrensschritte d, d1 und d2 sowohl bei einer Beschleunigung als auch bei einer Verzögerung des Fahrzeugs durchgeführt, wobei für den Beschleunigungsfall und den Verzögerungsfall jeweils die mittlere Reifenschlupfsteifigkeit in derselben Fahrbahngriffigkeitsklasse gleichgesetzt werden. Dies ist möglich, da die Anfangssteigung in der Reifenschlupf-Umfangskraft-Kennlinie für den Antriebsfall und den Bremsfall gleich sind. Damit kann die Genauigkeit der Berechnung der mittleren Reifenschlupfsteifigkeit durch mehrere Stützstellen verbessert werden.According to a further advantageous development of the invention, the method steps d, d1 and d2 are carried out both when the vehicle is accelerating and when it is decelerating, whereby the average tire slip stiffness in the same road grip class is set equal for the acceleration and deceleration cases. This is possible because the initial gradient in the tire slip-circumferential force characteristic curve is the same for the drive case and the braking case. The accuracy of the calculation of the average tire slip stiffness can thus be improved by using several support points.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn weiterbildungsgemäß zur Berechnung der Reifenschlupfsteifigkeiten die Beträge der Umfangskräfte und des Schlupfes verwendet werden. Hierdurch wird erreicht, dass die Auswertung im gleichen Quadranten des Radschlupf-Umfangskraft-Diagramms erfolgen kann und sich somit die Punktdichte durch Überlagerung von Antriebs- und Brems- oder Schleppmomentenfälle erhöht. Dadurch wir die Aussage genauer und die Verfügbarkeit erhöht.It is also advantageous if, in accordance with further training, the amounts of the circumferential forces and the slip are used to calculate the tire slip stiffness. This means that the evaluation can be carried out in the same quadrant of the wheel slip-circumferential force diagram and thus the point density is increased by superimposing drive and braking or drag torque cases. This makes the statement more precise and increases availability.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Verfahrensschritte d, d1 und d2 innerhalb eines vorgegebenen Schlupffensters zwischen einem Schlupfwert λ_min und einem Schlupfwert λ_max durchgeführt, wobei bei einem Schlupf größer als λ_max Regelsystemeingriffe eines Fahrzeugregelsystems stattfinden und gleichzeitig solche Regelsystemeingriffe zur Plausibilisierung der Fahrbahngriffigkeitsklassifikation benutzt werden. In dem dadurch definierten Schlupfbereich wird der Schlupf kontinuierlich bestimmt und somit kann die eine Fahrbahngriffigkeitsklasse definierende Steigung der Ausgleichsgeraden genauer bestimmt werden, da bei zu geringen Absolutwerten von Radmoment und Radschlupf unter Berücksichtigung einer endlichen Meßgenauigkeit die Quotientenbildung für die Schlupfsteifigkeitsbestimmung ungenau wird und bei zu hohen Schlupfwerten die Kurvenform aber auch mögliche Regelsystemeingriffe die Klassifizierung nachteilig beeinflussen würden.According to a further advantageous development of the invention, the method steps d, d1 and d2 are carried out within a predetermined slip window between a slip value λ _min and a slip value λ _max , whereby if the slip is greater than λ _max, control system interventions of a vehicle control system take place and at the same time such control system interventions are used to check the plausibility of the road surface grip classification. In the slip range defined in this way, the slip is determined continuously and thus the slope of the regression line defining a road surface grip class can be determined more precisely, since if the absolute values of wheel torque and wheel slip are too low, taking into account a finite measurement accuracy, the quotient formation for the slip stiffness determination becomes inaccurate and if the slip values are too high, the curve shape but also possible control system interventions would adversely affect the classification.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn weiterbildungsgemäß zur Erkennung von µ-split-Situationen der Reifenschlupf für beide an einer Fahrzeugachse mit einer Umfangskraft beaufschlagten Fahrzeugräder des Fahrzeugs ermittelt und die Reifenschlupfsteifigkeitswerte durch den Quotienten der Umfangskraft und dem Reifenschlupf des am meisten schlupfenden Fahrzeugrades oder des Mittelwerts alle Räder einer Fahrzeugachse berechnet wird. In einer achsweisen Beaufschlagung von Antriebs- oder Bremsmoment wird das Moment in erster Näherung gleichmäßig auf die Antriebsräder verteilt. Der zur Bestimmung des Schlupfsteifigkeitsquotienten erforderliche Schlupfwert wird entweder über alle beaufschlagten Räder gemittelt oder es wird der höhere Schlupfwert der beiden Räder für die Berechnung herangezogen.Finally, it is advantageous if, in accordance with further development, the tire slip for both vehicle wheels on a vehicle axle subjected to a circumferential force is determined in order to detect µ-split situations and the tire slip stiffness values are calculated using the quotient of the circumferential force and the tire slip of the vehicle wheel that slips the most or the average value of all wheels on a vehicle axle. When drive or braking torque is applied to each axle, the torque is distributed evenly across the drive wheels in a first approximation. The slip value required to determine the slip stiffness quotient is either averaged over all wheels subjected to the force or the higher slip value of the two wheels is used for the calculation.

Nach einer letzten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Mittelung und/oder Filterung der Wertepaare aus Umfangskraft und Reifenschlupf jeweils über eine volle Radumdrehung oder über ganzzahlige Vielfache einzelner Radumdrehungen.According to a final advantageous embodiment of the invention, the averaging and/or filtering of the value pairs of circumferential force and tire slip takes place over a full wheel revolution or over integer multiples of individual wheel revolutions.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet zum Einsatz in Fahrzeugen, die ein Motorsteuergerät, ein Bremssteuergerät, eine Drehzahlerfassungseinrichtung für die Fahrzeugräder, ein Fahrdynamik-Regelsystem und eine Einrichtung zur Bestimmung eines Radmomentes oder eines Bremsmomentes als Umfangskraft des Fahrzeugrades aufweisen.The method according to the invention is suitable for use in vehicles which have an engine control unit, a brake control unit, a speed detection device for the vehicle wheels, a driving dynamics control system and a device for determining a wheel torque or a braking torque as a circumferential force of the vehicle wheel.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschreiben. Es zeigen:

1 ein Radmoment-Radschlupf-Diagramm mit eingetragenen Messwerten,
2 ein Reifenschlupfsteifigkeits-Zeit-Diagramm mit den Messwerten aus 1,
3 ein Radmoment-Radschlupf-Diagramm mit eingetragenen und hinsichtlich des Fahrbahnzustandes klassifizierten Messwerten,
4 ein Reifenschlupfsteifigkeits-Zeit-Diagramm mit den Messwerten aus 3,
5 ein Radschleppmoment-Radschlupf-Diagramm mit im Schleppmoment-Betrieb erfassten und eingetragenen Messwerten,
6 ein Radmoment-Radschlupf-Diagramm zur Bestimmung eines Schlupf-Offset, und
7 ein Radmoment-Radschlupf-Diagramm mit gleichgesetzten Radschlupfsteifigkeiten für den Antriebs- und den Bremsfall.

The method according to the invention is described below using exemplary embodiments with reference to the attached figures. They show:

1 a wheel torque-wheel slip diagram with recorded measured values,
2 a tire slip stiffness-time diagram with the measured values from 1 ,
3 a wheel torque-wheel slip diagram with recorded measured values classified according to the road surface condition,
4 a tire slip stiffness-time diagram with the measured values from 3 ,
5 a wheel drag torque-wheel slip diagram with measured values recorded and entered in drag torque operation,
6 a wheel torque-wheel slip diagram for determining a slip offset, and
7 a wheel torque-wheel slip diagram with equal wheel slip stiffnesses for the drive and braking cases.

Die Detektion einer Fahrbahngriffigkeit (Reibwert) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt durch die Bestimmung von Fahrbahngriffigkeitsklassen aus der Reifenschlupfsteifigkeit eines Fahrzeugrades eines Fahrzeugs und der Radumfangskraft-Radschlupf-Charakteristik des Fahrzeugrades. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Differenzierung zwischen einer Hochreibwertfahrbahn mit einem Reibwert von bspw. ≥ 0,5 und einer Niedrigreibwertfahrbahn, wobei eine Niedrigreibwertfahrbahn eine niedrige Griffigkeit, wie bspw. bei Schnee oder Eis aufweist. Der Reibwert von Schnee beträgt ungefähr < 0,5, derjenige von Eis beträgt ungefähr ≤ 0,2, der entsprechende Wert von trockenem Asphalt liegt ungefähr bei 1,0.The detection of road grip (friction coefficient) according to the method according to the invention is carried out by determining road grip classes from the tire slip stiffness of a vehicle wheel of a vehicle and the wheel circumferential force-wheel slip characteristic of the vehicle. ades. The method according to the invention enables differentiation between a high friction coefficient road surface with a friction coefficient of, for example, ≥ 0.5 and a low friction coefficient road surface, whereby a low friction coefficient road surface has a low grip, such as in snow or ice. The friction coefficient of snow is approximately < 0.5, that of ice is approximately ≤ 0.2, the corresponding value for dry asphalt is approximately 1.0.

Die Radumfangskraft (im folgenden Umfangskraft genannt) umfasst sowohl das Antriebsmoment während einer Beschleunigungsphase des Fahrzeugs als auch das Bremsmoment während eines Einsatzes der Reibungsbremse oder eines Rekuperationsvorganges zur Energierückgewinnung, beispielsweise über einen Elektromotor, oder während eines Schleppmoment-Betriebes des Fahrzeugs.The wheel circumferential force (hereinafter referred to as circumferential force) includes both the drive torque during an acceleration phase of the vehicle and the braking torque during use of the friction brake or a recuperation process for energy recovery, for example via an electric motor, or during drag torque operation of the vehicle.

Zur Bestimmung der Radumfangskraft-Radschlupf-Charakteristik werden Wertepaare jeweils aus dem Wert einer am Fahrzeugrad wirkenden Umfangskraft und einem durch diese Umfangskraft erzeugten Reifenschlupf an dem Fahrzeugrad ermittelt, indem aus einer gemessenen Raddrehzahl des Fahrzeugrades und der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit der Reifenschlupf bestimmt und die Umfangskraft aus einem Motorantriebsmoment, einem Motorschleppmoment oder einem Bremsmoment bestimmt wird. Die Bestimmung der Umfangskraft aus dem Motorschleppmoment wird zunächst das Motormoment an der Fahrzeugachse des Fahrzeugrades und anschließend erst das auf dieses Fahrzeugrad wirkende Moment berechnet. Entsprechendes gilt auch für die Bestimmung der Umfangskraft aus dem Bremsmoment.To determine the wheel circumferential force-wheel slip characteristic, pairs of values are determined from the value of a circumferential force acting on the vehicle wheel and a tire slip on the vehicle wheel caused by this circumferential force, by determining the tire slip from a measured wheel speed of the vehicle wheel and the measured vehicle speed and determining the circumferential force from an engine drive torque, an engine drag torque or a braking torque. To determine the circumferential force from the engine drag torque, first the engine torque on the vehicle axle of the vehicle wheel is calculated and only then the torque acting on this vehicle wheel is calculated. The same applies to determining the circumferential force from the braking torque.

Die Erfassung des Schleppmomentes kann beispielsweise unmittelbar über das Motordrehmomentsignal des Motors erfolgen, oder aus einer Drehzahl/Gangstufen-Schleppmoment-Kennlinie ausgelesen werden.The drag torque can be detected, for example, directly via the engine torque signal or read from a speed/gear drag torque characteristic curve.

Durch Mittelung und/oder Filterung jedes Radschlupf/Umfangskraft-Wertepaares wird jeweils über eine ganze Radumdrehung oder über ganzzahlige Vielfache einzelner Radumdrehungen eine hochgenaue Schlupfermittlung im Promillebereich erreicht, wodurch auch bei nur geringen Motorschleppmomenten eine präzise Aussage ermöglicht wird. Werteschwankungen der Reifenschlupfwerte können darüber hinaus durch eine Klassifizierung des Reifenschlupfes kompensiert werden. Die Radschlupf-Umfangskraft-Wertepaare verteilen sich in einem Radschlupf-Umfangskraft-Diagramm gemäß den 1 und 5. Dabei stellt 1 die Situation dar, dass die Umfangskraft ein Radmoment T, nämlich ein Antriebs- oder Bremsmoment ist, während 5 die Schleppmoment-Betriebsweise mit einem Radschleppmoment T darstellt. Da die 1 sowohl Antriebs- und Bremsmomente als Radmoment erfasst, sind die Beträge |T| von Radmoment T und |λ| von Radschlupf λ eingetragen. Die Clusterungen H der Radschlupf-Radschlepp-moment-Wertepaare in 5 entstehen durch unterschiedliche Gangstufen und Geschwindigkeiten. Sogenannte Schlupf-rückläufer in Richtung des Koordinatenursprunges bei nachlassender Fahrzeugbeschleunigung oder bei nachlassender Fahrzeugverzögerung werden jedoch nicht berücksichtigt.By averaging and/or filtering each wheel slip/circumferential force value pair, a highly accurate slip determination in the per mille range is achieved over a whole wheel revolution or over integer multiples of individual wheel revolutions, which enables a precise statement to be made even with only low engine drag torques. Fluctuations in the tire slip values can also be compensated by classifying the tire slip. The wheel slip/circumferential force value pairs are distributed in a wheel slip/circumferential force diagram according to the 1 and 5 . 1 the situation that the circumferential force is a wheel torque T, namely a drive or braking torque, while 5 represents the drag torque mode with a wheel drag torque T. Since the 1 both drive and braking torques are recorded as wheel torque, the amounts |T| of wheel torque T and |λ| of wheel slip λ are entered. The clusterings H of the wheel slip-wheel drag torque value pairs in 5 are caused by different gear ratios and speeds. However, so-called slippage in the direction of the coordinate origin when the vehicle accelerates or decelerates less are not taken into account.

Ferner wird aus den Radschlupf-Radmoment-Wertepaaren die Reifenschlupfsteifigkeit B als Quotient aus Radmoment |T| und Radschlupf |λ| berechnet. Die Darstellung dieser Werte B der Reifenschlupfsteifigkeit entlang der Zeitachse ist in dem Diagramm nach 2 dargestellt.Furthermore, the tire slip stiffness B is calculated from the wheel slip-wheel torque value pairs as the quotient of wheel torque |T| and wheel slip |λ|. The representation of these values B of the tire slip stiffness along the time axis is shown in the diagram according to 2 shown.

Das Fahrzeug ist mit einem elektronischen Fahrstablitätsregelsystem, wie bspw. einem ABS, TCS oder einem AYC, allgemein ESC genannt, ausgestattet (im folgenden Fahrzeugregelsystem genannt).The vehicle is equipped with an electronic stability control system, such as ABS, TCS or AYC, generally called ESC (hereinafter referred to as vehicle control system).

Wenn der Verlauf von Fahrdynamikgrößen über einen Beobachtungszeitraum, wie bspw. die Längs-und/oder Querbeschleunigung größer als ein vorgegebener Wert ist bzw. sind und keine Regelsystemeingriffe erfolgen, zeigt dieses Verhalten des Fahrzeugregelsystems eine Hochreibwertfahrbahn an. Die über diesen Beobachtungszeitraum ermittelten Radschlupf-Radmoment-Wertpaare werden zu der eine Hochreibwertfahrbahn anzeigenden Wertegruppe zusammengefasst.If the course of driving dynamics variables over an observation period, such as longitudinal and/or lateral acceleration, is greater than a specified value and no control system interventions occur, this behavior of the vehicle control system indicates a high friction road. The wheel slip-wheel torque value pairs determined over this observation period are combined to form the value group indicating a high friction road.

Regelsystemeingriffe würden dagegen bei einer geringen Beschleunigung, Abbremsung oder Querbeschleunigung auf einen Niedrigreibwert hinweisen. Damit können eine Niedrigreibwertfahrbahn anzeigende Fahrbahngriffigkeitsklasse anhand solcher Regelsystemeingriffe plausibilisiert werden.Control system interventions, on the other hand, would indicate a low coefficient of friction in the event of low acceleration, braking or lateral acceleration. This means that a road grip class indicating a low coefficient of friction can be made plausible using such control system interventions.

Das Anzeigen einer Hochreibwertfahrbahn kann auch mittels optischen Sensoren, bspw. einer Mono- oder Stereokamera des Fahrzeugs realisiert werden. Hierbei erfolgt die Klassifizierung der Fahrbahnoberfläche mittels einer Bildauswertung der von der Kamera erfassten Fahrbahnoberfläche. Eine weitere Möglichkeit zur Anzeige einer Hochreibwertfahrbahn besteht in einem Zugriff auf externe Datenquellen, wie bspw. Wetterdaten, aus den bspw. das Nichtvorhandensein von Schnee oder Eis geschlossen werden kann. Auch können Fahrzeugregelsystemeingriffe wie bspw. ABS, TCS oder AYC (ESC) genutzt werden, um den tatsächlichen Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn zu bestimmen und so eine Hochreibwertfahrbahn angezeigt werden.The display of a high friction road surface can also be realized using optical sensors, e.g. a mono or stereo camera on the vehicle. The road surface is classified using an image analysis of the road surface captured by the camera. Another possibility for displaying a high friction road surface road consists of accessing external data sources, such as weather data, from which the absence of snow or ice can be concluded. Vehicle control system interventions such as ABS, TCS or AYC (ESC) can also be used to determine the actual friction coefficient between the tires and the road and thus display a high friction coefficient road.

Eine solche eine Hochreibwertfahrbahn anzeigende Wertegruppe stellen die bis zu einem Zeitpunkt t₁ eines Beobachtungszeitraums ermittelten Radschlupf-Radmoment-Wertepaare dar, deren Reifenschlupfsteifigkeitswerte B in 2 dargestellt sind.Such a group of values indicating a high friction road surface is represented by the wheel slip-wheel torque value pairs determined up to a time t ₁ of an observation period, whose tire slip stiffness values B in 2 are shown.

Mittels eines statistischen Auswerteverfahrens (statistische Verteilungsfunktion ΔB₁ = f(σ_(B1))) wird ein Mittelwert ΔB₁ mit dazugehörigen Streuung aus den Wertepaaren der Wertegruppe bestimmt und damit eine Hochreibwertfahrbahn anzeigende Fahrbahngriffigkeitsklasse A definiert. Die mit der Streuung bestimmten Klassengrenzen sind in 2 mit ΔB_1o als obere Grenze und mit ΔB_1u als untere Grenze bezeichnet. Der Mittelwert ΔB₁ stellt in 1 die Steigung einer Ausgleichsgerade g₁ dar, ebenso ist der untere Grenzwert ΔB_1u und der obere Grenzwert ΔB_1o als Steigung einer Gerade g_1u bzw. als Steigung einer Gerade g_1o in 1 dargestellt. Using a statistical evaluation procedure (statistical distribution function ΔB ₁ = f(σ _(B1) )), a mean value ΔB ₁ with the associated scatter is determined from the value pairs of the value group and thus a road surface grip class A indicating a high friction coefficient road surface is defined. The class limits determined with the scatter are shown in 2 with ΔB _1o as the upper limit and ΔB _1u as the lower limit. The mean value ΔB ₁ represents 1 the slope of a regression line g ₁ , likewise the lower limit ΔB _1u and the upper limit ΔB _1o are the slope of a straight line g _1u and the slope of a straight line g _1o in 1 shown.

Aus 1 ist ersichtlich, dass diese die Fahrbahngriffigkeitsklasse A anzeigenden Wertepaare nur eine kleine Streuung um diese Ausgleichsgerade g₁ aufweisen.Out of 1 It can be seen that these pairs of values indicating the road grip class A show only a small scatter around this regression line g ₁ .

Damit können alle Reifenschlupfsteifigkeitswerte B bzw. Radschlupf-Radmoment-Wertepaare klassifiziert werden. Liegen diese Werte bzw. Wertepaare in dieser Fahrbahngriffigkeitsklasse A, bewegt sich das Fahrzeug auf einer Hochreibwertfahrbahn, im anderen Fall, wenn diese Werte bzw. Wertepaare nicht in der Fahrbahngriffigkeitsklasse A liegen, zeigen sie eine Niedrigreibwertfahrbahn an. Damit stellt diese Fahrbahngriffigkeitsklasse A ein einen Hochreibwert anzeigendes Vergleichsnormal dar.This allows all tire slip stiffness values B or wheel slip-wheel torque value pairs to be classified. If these values or value pairs are in this road surface grip class A, the vehicle is moving on a high friction road surface; otherwise, if these values or value pairs are not in road surface grip class A, they indicate a low friction road surface. This road surface grip class A therefore represents a comparison standard indicating a high friction value.

Durch den Vergleich der aktuellen Reifenschlupfsteifigkeiten gegen das einen Hochreibwert anzeigende Vergleichsnormal lassen sich reifenspezifische Zusammenhänge und Parameter erkennen und eliminieren, da dieses Vergleichsnormal laufend angepasst werden kann und dadurch ein selbstlernendes Verhalten des Systems realisierbar ist, insbesondere im Zusammenhang von Reifenwechseln und Reifenabnutzung, selbst bei geänderten Umgebungsbedingungen.By comparing the current tire slip stiffnesses with the comparison standard indicating a high friction coefficient, tire-specific relationships and parameters can be identified and eliminated, since this comparison standard can be continuously adjusted and thus a self-learning behavior of the system can be realized, especially in connection with tire changes and tire wear, even under changed environmental conditions.

Bei der Bestimmung der Fahrbahngriffigkeitsklasse A ist es vorteilhaft, die Reifenschlupfsteifigkeit B nur innerhalb von vorgegebenen Schlupfgrenzen λ_min und λ_max entsprechend der Darstellung nach 1 zu bestimmen. Durch die Definition dieser Schlupfgrenzen wird auch der Arbeitsbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens festgelegt. So sollte λ_max im Bereich von Radschlupfwerten liegen, bei denen elektronische Fahrstablitätsregelsysteme, wie ABS, TCS, ESC auf einer Fahrbahn mit niedrigen Fahrbahngriffigkeiten, wie bspw. einer Fahrbahn mit Schnee oder Eis aktiv werden. Solche Regelsystemeingriffe werden zur Plausibilisierung der Fahrbahngriffigkeitsklassifikation benutzt. Damit führt die Berücksichtigung solcher Eingriffe von Fahrstablitätsregelsystemen, wie bspw. Radschlupf-Regelsystemen zu einer erhöhten Genauigkeit bei der Definition einer Fahrbahngriffigkeitsklasse. Die Größe λ_min sollte nicht zu nahe am Wert Null liegend gewählt werden, um die mathematische Divisionsoperation nicht zu gefährden.When determining the road grip class A, it is advantageous to only consider the tire slip stiffness B within the specified slip limits λ _min and λ _max as shown in 1 to be determined. The definition of these slip limits also determines the working range of the method according to the invention. Thus, λ _max should be in the range of wheel slip values at which electronic driving stability control systems such as ABS, TCS, ESC become active on a road with low road grip, such as a road with snow or ice. Such control system interventions are used to check the plausibility of the road grip classification. Taking such interventions by driving stability control systems, such as wheel slip control systems, into account therefore leads to increased accuracy in the definition of a road grip class. The value λ _min should not be chosen too close to the value zero in order not to endanger the mathematical division operation.

Das oben im Zusammenhang mit den 1 und 2 beschriebenen Verfahren wird auch im Motorschleppmoment-Betriebsfall durchgeführt. Die in einem solchen Betriebsfall erfassten Radschlupf-Radschleppmoment-Wertepaare sind in 5 dargestellt. Aus den während eines eine Hochreibwertfahrbahn anzeigenden Referenzsignals erzeugten Wertepaaren wird die Reifenschlupfsteifigkeit B und mittels einer statistischen Auswertefunktion (ΔB = f(σ_(B))) ein Mittelwert ΔB sowie die zugehörige Streuung bestimmt. Die zugehörige Ausgleichsgerade g₁ zusammen mit den Klassengrenzen g_1u und der y-Achse bestimmen die Fahrbahngriffigkeitsklasse A.The above in connection with the 1 and 2 The procedure described is also carried out in the engine drag torque operating case. The wheel slip-wheel drag torque value pairs recorded in such an operating case are in 5 The tire slip stiffness B is determined from the pairs of values generated during a reference signal indicating a high friction road surface and a mean value ΔB and the associated scatter are determined using a statistical evaluation function (ΔB = f(σ _(B) )). The associated best fit line g ₁ together with the class limits g _1u and the y-axis determine the road surface grip class A.

Damit können alle Reifenschlupfsteifigkeitswerte B bzw. Radschlupf-Radumfangskraft-Wertepaare klassifiziert werden, wobei die Radumfangskraft als Antriebs-, Brems- oder Schleppmoment vorliegt. Liegen diese Werte bzw. Wertepaare in dieser Fahrbahngriffigkeitsklasse A, bewegt sich das Fahrzeug auf einer Hochreibwertfahrbahn, im anderen Fall, wenn diese Werte bzw. Wertepaare nicht in der Fahrbahngriffigkeitsklasse A liegen, zeigen sie eine Niedrigreibwertfahrbahn an.This allows all tire slip stiffness values B or wheel slip-wheel circumferential force value pairs to be classified, with the wheel circumferential force being present as drive, braking or drag torque. If these values or value pairs are in this road grip class A, the vehicle is moving on a high friction road surface; otherwise, if these values or value pairs are not in the road grip class A, they indicate a low friction road surface.

Die Fahrbahngriffigkeitsklasse A stellt damit ein auf Hochreibwert liegendes Vergleichsnormal für die Reifenschlupfsteifigkeitswerte B bzw. Radschlupf-Radumfangskraft-Wertepaare (|λ|, |T|) dar.The road grip class A thus represents a comparison standard based on a high friction coefficient for the tire slip stiffness values B or wheel slip-wheel circumferential force value pairs (|λ|, |T|).

Durch die Anwendung einer statistischen Auswertefunktion können die außerhalb der Fahrbahngriffigkeitsklasse A liegenden Reifenschlupfsteifigkeitswerte B bzw. die Radschlupf-Umfangskraft-Wertepaare (|λ|, |T|) durch Bestimmung weiterer Fahrbahngriffigkeitsklassen nicht nur als einen eine Niedrigreibwertfahrbahn anzeigender Wert klassifiziert werden, sondern auch dahingehend, ob das Fahrzeug beispielsweise auf einer schneebedeckten oder eisbedeckten Fahrbahn fährt.By applying a statistical evaluation function, the tire slip stiffness values B or the wheel slip circumferential force value pairs (|λ|, |T|) lying outside the road grip class A can be classified by determining further road grip classes not only as a value indicating a low friction road, but also as to whether the vehicle is driving on a snow-covered or ice-covered road, for example.

So werden gemäß 4 die im Anschluss an den Zeitpunkt t₁ bestimmten Reifenschlupfsteifigkeitswerte B als Datenreihen von zeitlich aufeinanderfolgenden Reifenschlupfsteifigkeitswerte B mittels eines statistischen Auswerteverfahrens (ΔB₂ = f(σ_(B2) und ΔB₃ = f(σ_(B3))) ein Mittelwert ΔB₂ mit zugehöriger Streuung sowie ein Mittelwert ΔB₃ mit zugehöriger Streuung bestimmt und damit zwei weitere Fahrbahngriffigkeitsklassen B und C mit den Klassengrenzen ΔB_2u als untere Grenze und ΔB_2o als obere Grenze für eine Fahrbahngriffigkeitsklasse B und ΔB_3u als untere Grenze und ΔB_3o als obere Grenze für eine weitere Fahrbahngriffigkeitsklasse C gemäß 4 definiert. Diese Mittelwerte ΔB₂ und ΔB₃ sind die Anfangssteigungen von Ausgleichsgeraden g₂ und g₃ als Schlupf-Umfangskraft-Kennlinien in 3, wobei die Klassengrenzen ΔB_2u und ΔB_2o die die Fahrbahngriffigkeitsklasse B begrenzenden Bereich und die Klassengrenzen ΔB_3u und ΔB_3o die die Fahrbahngriffigkeitsklasse C begrenzenden Bereich definieren und in 3 als Geraden g_2u und g_2o sowie g_3u (x-Achse) und g_3o eingetragen sind.According to 4 the tire slip stiffness values B determined after time t ₁ as data series of temporally successive tire slip stiffness values B using a statistical evaluation method (ΔB ₂ = f(σ _(B2) and ΔB ₃ = f(σ _(B3) )) a mean value ΔB ₂ with associated scatter and a mean value ΔB ₃ with associated scatter are determined and thus two further road grip classes B and C with the class limits ΔB _2u as lower limit and ΔB _2o as upper limit for a road grip class B and ΔB _3u as lower limit and ΔB _3o as upper limit for a further road grip class C according to 4 These mean values ΔB ₂ and ΔB ₃ are the initial slopes of regression lines g ₂ and g ₃ as slip-circumferential force characteristics in 3 , where the class limits ΔB _2u and ΔB _2o define the area limiting the road surface grip class B and the class limits ΔB _3u and ΔB _3o define the area limiting the road surface grip class C and in 3 as straight lines g _2u and g _2o as well as g _3u (x-axis) and g _3o .

Ferner ist aus den 3 und 4 ersichtlich, dass die Klassengrenzen ΔB_1u und ΔB_2u sowie die Klassengrenzen ΔB_2u und ΔB_3o zusammenfallen.Furthermore, the 3 and 4 It can be seen that the class boundaries ΔB _1u and ΔB _2u as well as the class boundaries ΔB _2u and ΔB _3o coincide.

Die Fahrbahngriffigkeitsklasse B zeigt eine schneebedeckte Fahrbahn, während die Fahrbahngriffigkeitsklasse C nach dem Zeitpunkt t₂ (vgl. 4) eine vereiste Fahrbahn anzeigt.The road grip class B shows a snow-covered road, while the road grip class C after time t ₂ (cf. 4 ) indicates an icy road.

Das oben im Zusammenhang mit den 3 und 4 beschriebene Verfahren wird auch im Schleppmoment-Betriebsfall durchgeführt. Die in einen solchen Betriebsfall erfassten Radschlupf-Radschleppmoment-Wertepaare sind in 5 dargestellt. Aus den außerhalb der Fahrbahngriffigkeitsklasse A liegenden Radschlupf-Radschleppmoment-Wertepaaren werden in gleicher Weise die Fahrbahngriffigkeitsklassen B für schneebedeckte Fahrbahnen und die Fahrbahngriffigkeitsklasse C für eisbedeckte Fahrbahnen bestimmt. Die zugehörigen Ausgleichsgeraden g₂ und g₃ zusammen mit den Klassengrenzen g_2u und g_2o bzw. g_3o und g_3u (x-Achse) bestimmen die Fahrbahngriffigkeitsklassen B und C.The above in connection with the 3 and 4 The procedure described is also carried out in the drag torque operating case. The wheel slip-wheel drag torque value pairs recorded in such an operating case are in 5 shown. From the wheel slip-wheel drag torque value pairs lying outside the road surface grip class A, the road surface grip classes B for snow-covered roads and the road surface grip class C for ice-covered roads are determined in the same way. The associated best fit lines g ₂ and g ₃ together with the class limits g _2u and g _2o or g _3o and g _3u (x-axis) determine the road surface grip classes B and C.

Damit können alle Reifenschlupfsteifigkeitswerte B bzw. Radschlupf-Radumfangskraft-Wertepaare klassifiziert werden, wobei die Radumfangskraft als Antriebs-, Brems- oder Schleppmoment vorliegt. Liegen diese Werte bzw. Wertepaare in dieser Fahrbahngriffigkeitsklasse A, bewegt sich das Fahrzeug auf einer Hochreibwertfahrbahn, im anderen Fall wenn diese Werte bzw. Wertepaare nicht in der Fahrbahngriffigkeitsklasse A liegen, liegen sie entweder in der eine schneebedeckte Fahrbahn anzeigende Fahrbahngriffigkeitsklasse B oder in der eine eisbedeckte Fahrbahn anzeigende Fahrbahngriffigkeitsklasse C.This allows all tire slip stiffness values B or wheel slip-wheel circumferential force value pairs to be classified, with the wheel circumferential force being present as drive, braking or drag torque. If these values or value pairs are in this road surface grip class A, the vehicle is moving on a high friction road surface; otherwise, if these values or value pairs are not in road surface grip class A, they are either in road surface grip class B, which indicates a snow-covered road surface, or in road surface grip class C, which indicates an ice-covered road surface.

Aus den 3 und 4 ist ersichtlich, dass die Radschlupf-Radmoment-Wertepaare der Fahrbahngriffigkeitsklassen B und C und damit auch die zugehörigen Reifenschlupfsteifigkeitswerte gegenüber den Werten der Fahrbahngriffigkeitsklasse A deutlich stärker streuen. Dies ist auch aus dem Radschlupf-Radschlepp-moment-Diagramm nach 5 zu erkennen. Dieses Verhalten lässt sich zur Zuordnung der Wertepaare zu einer Fahrbahngriffigkeitsklasse vorteilhaft ausnutzen. Weiterhin lässt sich vorteilhaft ausnutzen, dass zur Klassifizierung eines eine Fahrbahngriffigkeitsklasse B oder C anzeigenden Wertes (entweder als Radschlupf-Umfangskraft-Wertepaar oder als Reifenschlupfsteifigkeitswert) auch die Kurvenform der zugehörigen Datenreihe aus den Radschlupf-Umfangskraft-Wertepaaren berücksichtigt wird. So deutet bspw. eine Krümmung auf eine Schneefahrbahn hin, während Unstetigkeiten, bspw. plötzliches Abreißen auf eine vereiste Fahrbahn hindeuten.From the 3 and 4 It is clear that the wheel slip-wheel torque value pairs of the road grip classes B and C and thus also the associated tire slip stiffness values vary significantly more than the values of the road grip class A. This is also evident from the wheel slip-wheel drag torque diagram according to 5 to recognize. This behavior can be used to advantage to assign the value pairs to a road grip class. Another advantage is that the curve shape of the associated data series from the wheel slip-circumferential force value pairs is also taken into account to classify a value indicating a road grip class B or C (either as a wheel slip-circumferential force value pair or as a tire slip stiffness value). For example, a curvature indicates a snowy road, while discontinuities, such as sudden tearing, indicate an icy road.

Die aufgrund eines Antriebs- oder Bremsmomentes gemäß 3 in inverse Darstellung oder aufgrund eines Radschleppmomentes gemäß 5 bestimmten Ausgleichsgeraden g₁, g₂ und g₃ mit den zugehörigen Grenzen werden jeweils zu einer einzigen Ausgleichsgeraden zusammengeführt, d. h es werden die mittleren Reifenschlupfsteifigkeiten in derselben Fahrbahngriffigkeitsklasse gleichgesetzt, wie dies nachfolgend anhand von 7 erläutert wird.The torque generated due to a drive or braking torque according to 3 in inverse representation or due to a wheel drag torque according to 5 The determined best fit lines g ₁ , g ₂ and g ₃ with the associated limits are each merged into a single best fit line, i.e. the average tire slip stiffnesses in the same road grip class are equated, as shown below using 7 is explained.

Diese Gleichsetzung ist deshalb möglich, da die Anfangssteigungen der Reifenschlupf-Umfangskraft-Kennlinie eines Reifen für den Antriebsfall und den Bremsfall - wie anhand der Schleppmomenten-Darstellung nach 7 gezeigt - gleich sind. Diese Tatsache wird genutzt, um die Genauigkeit der Berechnung der mittleren Reifenschlupfsteifigkeit durch mehrere Stützstellen zu verbessern und gleichzeitig die Ausgleichsgerade nicht zwangsläufig durch den Nullpunkt laufen zu lassen. Eine Nullpunktverschiebung d, z.B. durch ungenaue oder fehlende Schlupfkalibrierung - beispielsweise nach Anpassung des Reifenluftdrucks oder nach Reifenwechsel - ist bei diesem Verfahren nicht hinderlich. Hier liegt ein ganz wesentlicher Vorteil, der das Verfahren robust gegen Kalibrierabweichungen macht.This equation is possible because the initial slopes of the tire slip-circumferential force characteristic curve of a tire for the drive case and the braking case - as can be seen from the drag torque representation according to 7 shown - are equal. This fact is used to improve the accuracy of the calculation of the average tire slip stiffness by using several support points and at the same time to not necessarily let the regression line run through the zero point. A zero point shift d, e.g. due to inaccurate or missing slip calibration - for example after adjusting the tire pressure or after changing tires - is not a hindrance to this method. This is a very important advantage that makes the method robust against calibration deviations.

Bei diesem Diagramm gemäß 7 zeigt der 1. Quadrant den Antriebsfall mit den als Ausgleichsgeraden g₁, g₂ und g3 bezeichneten mittleren Reifenschlupfsteifigkeit der Fahrbahngriffigkeitsklassen A, B und C. Der 3. Quadrant zeigt den Schleppmomentenfall stellvertretend für den allgemeinen Bremsfall, wobei die entsprechenden Ausgleichsgeraden die gleiche Steigung wie diejenigen im 1. Quadranten aufweisen und daher ebenso als Ausgleichsgeraden g₁, g₂ und g₃ bezeichnet und somit auch die gleichen mittleren Reifenschlupfsteifigkeiten sind.In this diagram according to 7 The 1st quadrant shows the drive case with the average tire slip stiffness of the road grip classes A, B and C, referred to as the best fit lines g ₁ , g ₂ and g3. The 3rd quadrant shows the drag torque case as a representative of the general braking case, with the corresponding best fit lines having the same gradient as those in the 1st quadrant. and are therefore also referred to as best-fit lines g ₁ , g ₂ and g ₃ and are therefore also the same average tire slip stiffnesses.

Es ist auch möglich, diese Ausgleichsgeraden g₁, g₂ und g₃ jeweils getrennt für ein angetriebenes oder gebremstes Fahrzeugrad zu bestimmen.It is also possible to determine these best fit lines g ₁ , g ₂ and g ₃ separately for a driven or braked vehicle wheel.

Schließlich wird zur Erkennung von µ-split-Situationen der Reifenschlupf für beide an einer Fahrzeugachse mit einer Umfangskraft beaufschlagten Fahrzeugräder des Fahrzeugs ermittelt und die Reifenschlupfsteifigkeitswerte durch den Quotienten der Umfangskraft und dem Reifenschlupf des am meisten schlupfenden Fahrzeugrades berechnet.Finally, to detect µ-split situations, the tire slip is determined for both vehicle wheels on a vehicle axle subjected to a circumferential force and the tire slip stiffness values are calculated by dividing the circumferential force by the tire slip of the vehicle wheel with the most slippage.

Die Bestimmung des Schlupf-Offsets S₀ erfolgt in drehmomentfreien als auch bei (quasi-)stationären Fahrmanövern. Der Schlupf-Offset ergibt sich beispielsweise aus unterschiedlichen Abrollumfängen der Reifen z.B. hervorgerufen durch Fertigungstoleranzen, unterschiedliche Luftdrücke oder den Verschleiß einzelner Reifen und ist kein Schlupf im eigentlichen Sinne. Der Schlupf-Offset tritt in drehmomentfreien Fahrmanövern auf und kann somit im normalen Fahrbetrieb in der Regel nicht direkt bestimmt werden. Damit dem erfindungsgemäßen Verfahren Wertepaare aus Radschlupf und Radmoment bzw. Umfangskraft gesammelt werden, kann aus diesen Wertepaaren kontinuierlich eine Regressionsgerade bestimmt werden. Der Schnittpunkt der Regressionsgeraden mit der Schlupfachse entspricht dem Schlupf-Offset S₀. Die 6 zeigt die Berechnung des Schlupf-Offsets durch lineare Regression.The slip offset S ₀ is determined in torque-free as well as (quasi-)stationary driving maneuvers. The slip offset results, for example, from different rolling circumferences of the tires, e.g. caused by manufacturing tolerances, different air pressures or the wear of individual tires and is not slip in the true sense. The slip offset occurs in torque-free driving maneuvers and therefore cannot usually be determined directly in normal driving. In order for the method according to the invention to collect value pairs from wheel slip and wheel torque or circumferential force, a regression line can be continuously determined from these value pairs. The intersection of the regression line with the slip axis corresponds to the slip offset S ₀ . The 6 shows the calculation of the slip offset by linear regression.

Ein Fahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die folgenden Komponenten:

- ein Motorsteuergerät,
- ein Bremssteuergerät,
- eine Drehzahlerfassungseinrichtung für die Fahrzeugräder des Fahrzeugs,
- ein Fahrdynamik-Regelsystem, und
- eine Einrichtung zur Bestimmung eines Radmomentes oder eines Bremsmomentes als Umfangskraft des Fahrzeugrades.

A vehicle for carrying out the method according to the invention comprises the following components:

- an engine control unit,
- a brake control unit,
- a speed detection device for the vehicle wheels,
- a driving dynamics control system, and
- a device for determining a wheel torque or a braking torque as a circumferential force of the vehicle wheel.

Claims

Method for determining road surface grip classes from measured values of a circumferential force on at least one vehicle wheel of a vehicle traveling on a road and the tire slip on the same vehicle wheel caused by this circumferential force, with the following steps: a) determining pairs of values, each from the value of a circumferential force acting on the vehicle wheel and a tire slip on the vehicle wheel caused by this circumferential force, by determining the tire slip from a measured wheel speed of the vehicle wheel and the measured vehicle speed and determining the circumferential force from an engine drive torque acting on the vehicle wheel or from an engine drag torque acting on a vehicle axle of the vehicle, from an engine drag torque acting on the vehicle wheel or from an engine drag torque acting on a vehicle axle of the vehicle, from a braking torque on the vehicle wheel or from a braking torque acting on a vehicle axle of the vehicle, b) determining a group of values indicating a high friction road from the determined pairs of values of circumferential force and tire slip, wherein at the time of determining these pairs of values, driving dynamics variables of the Vehicle is greater than a predetermined value and at the same time there is no intervention by a driving stability system and/or by optical sensors of the vehicle and/or by external data sources of the vehicle, a high friction road surface is or are indicated, c) Calculating tire slip stiffness values from the value pairs by forming the quotient of circumferential force and wheel slip, d) Defining a road surface grip class indicating a high friction road surface by determining an average tire slip stiffness from the tire slip stiffness values of the value pairs of the value group and the scatter of these value pairs around the average tire slip stiffness using a statistical evaluation method, and e) Classifying a current tire slip stiffness value as a value indicating a high friction road surface if this value is in the road surface grip class indicating the high friction road surface, otherwise as a value indicating a low friction road surface.

procedure according to claim 1 , in which d1) from a data series of temporally successive value pairs of circumferential force and wheel slip, whose tire slip stiffness values indicate a low friction coefficient road, an initial gradient is determined using a best fit line as a linear part of the slip-circumferential force characteristic curve, and d2) the gradient of each best fit line is defined as the average tire slip stiffness of a road grip class indicating a low friction coefficient road with a scatter of the value pairs around the determined best fit line determined by means of a statistical evaluation method.

procedure according to claim 1 or 2 , in which the tire slip stiffness values of a vehicle indicating a low friction road surface road grip class if its value lies within this road grip class.

Method according to one of the preceding claims, in which the curve shape approximated to the associated data series by a mathematical compensation calculation is taken into account for the classification of a tire slip stiffness value indicating a low friction road surface.

Method according to one of the preceding claims, in which the method steps d, d1 and d2 are only carried out when there is a positive slip gradient and driving conditions of the vehicle without vehicle control system interventions.

Method according to one of the preceding claims, in which, when carrying out method steps d, d1 and d2, the classification of the tire slip stiffness values is checked for plausibility based on the intervention behavior of a vehicle control system by checking the plausibility of a road surface grip class indicating a high friction coefficient road surface in the absence of vehicle control system interventions above predetermined longitudinal and/or lateral accelerations and checking the plausibility of a road surface grip class indicating a low friction coefficient road surface in the event of control system interventions below predetermined longitudinal and/or lateral accelerations.

Method according to one of the preceding claims, in which the method steps d, d1 and d2 are carried out both during acceleration and during deceleration of the vehicle, wherein for the acceleration case and the deceleration case the average tire slip stiffnesses of the road surface grip class are each equated.

Method according to one of the preceding claims, in which the amounts of the circumferential forces and the slip are used to calculate the tire slip stiffnesses.

Method according to one of the preceding claims, in which the method steps d, d1 and d2 are carried out within a predetermined slip window between a slip value λ _min and a slip value λ _max , wherein in the case of a slip greater than λ _max control system interventions of a vehicle control system take place and at the same time such control system interventions are used to check the plausibility of the road surface grip classification.

Method according to one of the preceding claims, in which, in order to detect µ-split situations, the tire slip is determined for both vehicle wheels of the vehicle on a vehicle axle which are subjected to a circumferential force and the tire slip stiffness values are calculated by the quotient of the circumferential force and the tire slip of the vehicle wheel which slips the most or the average value of all wheels on a vehicle axle.

Method according to one of the preceding claims, in which the averaging and/or filtering of the value pairs of circumferential force and tire slip takes place over a full wheel revolution or over integer multiples of individual wheel revolutions.