DE102008029803B4

DE102008029803B4 - Straßenoberflächenzustandschätzvorrichtung

Info

Publication number: DE102008029803B4
Application number: DE102008029803A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Ogawa
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2028-06-25
Also published as: JP4926850B2; US7620504B2; JP2009001244A; US20080319683A1; DE102008029803A1

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Straßenoberflachenzustandschatzvorrichtung bereitgestellt, die einen Antriebskraftdifferenzwert, einen Trägheitskraftdifferenzwert des Fahrzeugs und einen Trägheitskraftänderungsmaßdifferenzwert des Fahrzeugs berechnet. Anschließend wird ein erster Bestimmungskoeffizient, mit dem der Trägheitskraftdifferenzwert multipliziert werden soll, oder ein zweiter Bestimmungskoeffizient, mit dem der Antriebsmomentdifferenzwert multipliziert werden soll, auf der Basis einer Zustandsgleichung mit dem Trägheitskraftdifferenzwert als Zustandsvariable und dem Antriebsmomentdifferenzwert als Eingangsvariable geschatzt. Daraufhin wird ein Straßenoberflachenzustand auf der Basis eines Vergleichs zwischen einem Schwellenwert und dem ersten Bestimmungskoeffizient oder dem zweiten Bestimmungskoeffizient bestimmt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Straßenoberflächenzustandschätzvorrichtung für ein Fahrzeug zum Schätzen eines Straßenoberflächenzustands mit einer hohen Genauigkeit auf der Basis einer Beziehung zwischen einem Straßenoberflächenreibungskoeffizienten und einer Schlupfrate der Räder.
In den vergangenen Jahren sind verschiedenartige Steuerungstechniken für Fahrzeuge vorgeschlagen und in die Praxis umgesetzt worden, wie beispielsweise eine Traktionssteuerung, eine Bremskraftsteuerung und eine Drehmomentverteilungssteuerung. In vielen dieser Techniken werden erforderliche Steuerparameter gemäß der Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, und des Griffigkeits- oder Haftungszustands der Reifen berechnet oder korrigiert. Aus der DE 37 35 673 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur fortlaufenden Bestimmung eines Kraftschlussbeiwertes und/oder der Steigung einer Schlupfkurve bekannt. Beispielsweise wird im Patentdokument JP 6 323 171 A eine Technik zum Setzen eines von einem Antriebsmoment zu subtrahierenden Korrekturdrehmoments basierend auf einem Schlupfmaß beschrieben. Diese Technik wird nachstehend ausführlicher beschrieben: Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb kleiner ist als ein vorgegebener Wert von beispielsweise 20 km/h, wird eine durch einen Längsbeschleunigungssensor erfasste Längsbeschleunigung einer Filterverarbeitung unterzogen. Anschließend wird eine gefilterte Längsbeschleunigung ausgewählt, die einer Spitzenwert-Halteverarbeitung (Peak-Hold-Verarbeitung) unterzogen wurde. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit dagegen größer oder gleich dem vorgegebenen Wert ist, wird eine Längsbeschleunigung ausgewählt, die keiner Peak-Hold-Verarbeitung unterzogen wurde. Dann wird die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Integrieren der ausgewahlten Längsbeschleunigungen bestimmt. Eine Differenz zwischen der bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Durchschnittsgeschwindigkeit, die aus mehreren Geschwindigkeiten basierend auf den Drehzahlen der Räder bestimmt wird, wird als Schlupfmaß betrachtet, und ein von einem Antriebsmoment zu subtrahierendes Korrekturdrehmoment wird auf der Basis dieses Schlupfmaßes gesetzt.
In der im Patentdokument JP 6 323 171 A beschriebenen Technik wird die Fahrzeuggeschwindigkeit jedoch durch einfaches Integrieren der Längsbeschleunigungen bestimmt, sie wird jedoch nicht hinsichtlich eines Falls bestimmt, gemäß dem die Straße, auf der das Fahrzeug fährt, eine Steigung bzw. ein Gefälle aufweist. Infolgedessen kann die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht mit einer hohen Genauigkeit bestimmt werden, d. h., dass das Korrekturdrehmoment ebenfalls nicht mit einer hohen Genauigkeit bestimmbar ist. Insbesondere wird gemäß 3, wenn das Fahrzeug auf einer Steigung bzw. einem Gefälle fährt, eine durch einen Längsbeschleunigungssensor erfasste Längsbeschleunigung Gx nicht nur durch eine Beschleunigung (dV/dt) in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, sondern auch durch die Schwerkraft beeinflusst. Gx = (dV/dt) + g·sin(θ) (1) Hierbei bezeichnen g eine Schwerebeschleunigung und θ einen Neigungswinkel der Straße.
Eine durch zeitliches Integrieren des basierend auf Gleichung (1) erhaltenen Längsbeschleunigungssignals erhaltene Fahrzeuggeschwindigkeit VB wird folgendermaßen erhalten: VB = V₀ + ∫(Gx)dt = V₀ + ∫((dV/dt) + g·sin(θ))dt (2) Hierbei bezeichnet V₀ eine Anfangsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt, zu dem der Integrationsprozess beginnt.
Daher wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VB basierend auf dem Erfassungswert Gx, der durch den Längsbeschleunigungssensor erfasst wird, wenn das Fahrzeug sich auf einer Steigung befindet, die geschätzte Geschwindigkeit nachteilig um den der Schwerkraft- oder Gravitationskomponente entsprechenden Wert hoher sein als die tatsächliche Geschwindigkeit. Ähnlicherweise wird, wenn das Fahrzeug sich auf einem Gefälle befindet, die Fahrzeuggeschwindigkeit VB kleiner sein als die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit, so dass keine geeignete Schlupferfassung ausgeführt werden kann.
Hinsichtlich der vorstehend beschriebenen Verhältnisse ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Straßenoberflächenzustandschätzvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die eine Schätzung eines Straßenoberflächenzustands mit einer hohen Genauigkeit auch dann ermöglicht, wenn die Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, eine Steigung oder ein Gefälle aufweist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Die erfindungsgemäße Straßenoberflächenzustandschätzvorrichtung ermoglicht eine Schätzung eines Straßenoberflächenzustands mit einer hohen Genauigkeit auch dann, wenn die Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, eine Steigung bzw. ein Gefälle aufweist.
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Straßenoberflächenzustandschätzvorrichtung;
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines in der ersten Ausfuhrungsform vorgesehenen erfindungsgemäßen Straßenoberflachenzustandschätzprogramms;
3 zeigt ein Diagramm zum Darstellen verschiedener Parameter in einem Fahrzeugmodell gemäß der ersten Ausführungsform;
4 zeigt ein Diagramm zum Darstellen von Kennlinien zum Darstellen der Beziehungen zwischen einem Straßenoberflächenreibungskoeffizienten und der Schlupfrate gemäß der ersten Ausführungsform;
5 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemaßen Straßenoberflächenzustandschätzvorrichtung; und
6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines in der zweiten Ausführungsform vorgesehenen Straßenoberflächenzustandschätzprogramms.
Die 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Einzelnen zeigen 1 ein Funktionsblockdiagramm einer Straßenoberflächenzustandschätzvorrichtung, 2 ein Ablaufdiagramm eines Straßenoberflachenzustandschätzprogramms, 3 ein Diagramm zum Darstellen verschiedener Parameter in einem Fahrzeugmodell und 4 ein Diagramm von Kennlinien zum Darstellen von Beziehungen zwischen einem Straßenoberflächenreibungskoeffizient und einer Schlupfrate. Die erste Ausführungsform betrifft ein Fahrzeug mit Vierradantrieb als Beispiel eines mit der Straßenoberflächenzustandschatzvorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs. Die in den nachstehenden Gleichungen zu verwendenden verschiedenen Parameter sind in 3 dargestellt.
Gemäß 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine in einem Fahrzeug installierte Straßenoberflächenzustandschätzvorrichtung zum Schatzen eines Straßenoberflächenzustands. Eine Steuereinheit 2 der Straßenoberflächenzustandschätzvorrichtung 1 ist mit einer Motorsteuerungseinheit 3, einer Getriebesteuerungseinheit 4 und einem als Langsbeschleunigungserfassungseinrichtung dienenden Längsbeschleunigungssensor 5 verbunden und empfängt von diesen Einrichtungen Signale, die eine Motordrehzahl N_e, eine Drosselklappenöffnung θ_th, eine Turbinendrehzahl N_t, ein Getriebeübersetzungsverhaltnis i und eine Längsbeschleunigung Gx anzeigen.
Basierend auf diesen Eingangssignalen fuhrt die Steuereinheit 2 der Straßenoberflachenzustandschätzvorrichtung 1 ein nachstehend beschriebenes Straßenoberflächenzustandschätzprogramm aus, um einen Straßenoberflachenzustand (in der vorliegenden Ausführungsform einen Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ) zu schätzen und auszugeben. Insbesondere weist die Steuereinheit 2, wie in 1 dargestellt ist, hauptsachlich einen Antriebsmomentberechnungsabschnitt 2a, einen Antriebsmomentdifferenzwertberechnungsabschnitt 2b, einen Trägheitskraftdifferenzwertberechnungsabschnitt 2c, einen Tragheitskraftänderungsmaßdifferenzwertberechnungsabschnitt 2d, einen Bestimmungskoeffizientberechnungsabschnitt 2e und einen Straßenoberflächenzustandbestimmungsabschnitt 2f auf.
Der Antriebsmomentberechnungsabschnitt 2a empfangt die Motordrehzahl N_e und die Drosselklappenöffnung θ_th von der Motorsteuerungseinheit 3 und empfängt außerdem die Turbinendrehzahl N_t und das Getriebeübersetzungsverhältnis i von der Getriebesteuerungseinheit 4. Der Antriebsmomentberechnungsabschnitt 2a berechnet dann ein Motorausgangsdrehmoment T_e auf der Basis eines vorgegebenen Kennfeldes, das die Beziehung zwischen der Motordrehzahl N_e und der Drosselklappenöffnung θ_th anzeigt, und berechnet gemäß der folgenden Gleichung (3) ein Antriebsmoment T auf der Basis des Motorausgangsdrehmoments T_e. Ein jedem Symbol angefügter Zusatz (n) bedeutet, dass der Wert sich auf den aktuellen Zustand bezieht, wahrend ein einem Symbol angefugter Zusatz (n – 1) bedeutet, dass der Wert sich auf einen vorangehenden Zustand bezieht (z. B. auf einen einem vorangehenden Abtastwert entsprechenden Wert). T(n) = i·i_f·T_e(n)·tconv (3)
Hierbei bezeichnen i_f ein Ubersetzungsverhältnis eines Endreduktionsgetriebes und t_conv ein Drehmomentwandlerverhältnis eines (nicht dargestellten) Drehmomentwandlers. Dieses Drehmomentwandlerverhältnis t_conv wird von einem vorgegebenen Kennfeld basierend auf einem Drehzahlverhältnis e (= N_t/N_e) des Drehmomentwandlers bestimmt. Das Motorausgangsdrehmoment T_e kann ein Wert sein, der direkt von der Motorsteuerungseinheit 3 empfangen wird, und das Drehmomentwandlerverhältnis kann ein Wert sein, der direkt von der Getriebesteuerungseinheit 4 empfangen wird.
Das berechnete Antriebsmoment T wird an den Antriebsmomentdifferenzwertberechnungsabschnitt 2b ausgegeben. D. h., der Antriebsmomentberechnungsabschnitt 2a wird als Antriebsmomenterfassungseinrichtung bereitgestellt.
Der Antriebsmomentdifferenzwertberechnungsabschnitt 2b empfängt das Antriebsmoment T vom Antriebsmomentberechnungsabschnitt 2a, berechnet gemäß der folgenden Gleichung (4) einen Antriebsmomentdifferenzwert ΔT und gibt den berechneten Antriebsmomentdifferenzwert ΔT an den Bestimmungskoeffizientberechnungsabschnitt 2e aus. D. h., der Antriebsmomentdifferenzwertberechnungsabschnitt 2b wird als Antriebsmomentdifferenzwertberechnungseinrichtung bereitgestellt. ΔT(n) = T(n) – T(n – 1) (4)
Der Tragheitskraftdifferenzwertberechnungsabschnitt 2c empfängt die Längsbeschleunigung Gx vom Längsbeschleunigungssensor 5, berechnet gemäß der folgenden Gleichung (5) einen Trägheitskraftdifferenzwert ΔAx des Fahrzeugs und gibt den berechneten Trägheitskraftdifferenzwert ΔAx an den Bestimmungskoeffizientberechnungsabschnitt 2e aus. D. h., der Trägheitskraftdifferenzwertberechnungsabschnitt 2c wird als Trägheitskraftdifferenzwertberechnungseinrichtung bereitgestellt. ΔAx(n) = ΔGx(n) = Gx(n) – Gx(n – 1) (5)
Weil ein Winkel einer Steigung bzw. eines Gefälles sich im Vergleich zum Schlupf der Reifen eher langsam ändert, kann der der Schwerkraft im Längsbeschleunigungssignal entsprechende Ausdruck zwischen benachbarten Abtastzeitperioden als konstant betrachtet werden. Infolgedessen wird, obwohl ein aktueller Längsbeschleunigungsdifferenzwert ΔGx(n) gemäß der folgenden Gleichung (6) unter Verwendung der vorstehend erwähnten Gleichung (1) erhalten werden kann, ein Trägheitskraftdifferenzwert ΔAx des Fahrzeugs gemäß der vorstehend erwähnten Gleichung (5) berechnet, so dass der Einfluss eines Neigungswinkels θ eliminiert wird, wobei berücksichtigt wird, dass sich der Wert des Neigungswinkels θ im Wesentlichen nicht ändert (d. h. (θ(n) = θ(n – 1)). ΔGx(n) = Gx(n) – Gx(n – 1) = ((dV/dt)(n) + g·sin(θ(n)) – ((dV/dt)(n – 1) + g·sin(θ(n – 1)) (6)
Der Trägheitskraftänderungsmaßdifferenzwertberechnungsabschnitt 2d empfängt die Längsbeschleunigung Gx vom Längsbeschleunigungssensor 5, berechnet einen Ableitungswert (dGx/dt) der Längsbeschleunigung Gx, berechnet gemäß der folgenden Gleichung (7) einen Trägheitskraftänderungsmaßdifferenzwert Δ(dAx/dt) des Fahrzeugs und gibt den berechneten Trägheitskraftänderungsmaßdifferenzwert Δ(dAx/dt) an den Bestimmungskoeffizientberechnungsabschnitt 2e aus. D. h., der Trägheitskraftänderungsmaßdifferenzwertberechnungsabschnitt 2d wird als Trägheitskraftänderungsmaßdifferenzwertberechnungseinrichtung bereitgestellt. Δ(dAx/dt)(n) = Δ(dGx/dt)(n) = (dGx/dt)(n) – (dGx/dt)(n – 1) (7)
Alternativ kann der Ableitungswert (dGx/dt) der Längsbeschleunigung Gx von einem Signal beispielsweise eines zusätzlich bereitgestellten Ruck(Jerk)sensors erhalten werden.
Der Bestimmungskoeffizientberechnungsabschnitt 2e empfängt den Antriebsmomentdifferenzwert ΔT vom Antriebsmomentdifferenzwertberechnungsabschnitt 2b, den Trägheitskraftdifferenzwert ΔAx des Fahrzeugs vom Trägheitskraftdifferenzwertberechnungsabschnitt 2c und den Trägheitskraftänderungsmaßdifferenzwert Δ(dAx/dt) des Fahrzeugs vom Trägheitskraftanderungsmaßdifferenzwertberechnungsabschnitt 2d. Dann schätzt der Bestimmungskoeffizientberechnungsabschnitt 2e einen ersten Bestimmungskoeffizient A, mit dem ΔAx multipliziert werden soll, oder einen zweiten Bestimmungskoeffizient B, mit dem ΔT multipliziert werden soll, auf der Basis der folgenden Zustandsgleichung (8), in der ΔAx eine Zustandsvariable und ΔT eine Eingangsvariable darstellen, und gibt den geschätzten Koeffizient an den Straßenoberflachenzustandbestimmungsabschnitt 2f aus. D. h., der Bestimmungskoeffizientberechnungsabschnitt 2e wird als Bestimmungskoeffizientberechnungseinrichtung bereitgestellt. Δ(dAx/dt) = A·ΔAx + B·ΔT (8)
Die vorstehend erwahnte Zustandsgleichung (8) wird nachstehend erläutert.
Gemäß 3 kann, wenn m eine Fahrzeugmasse, R einen Reifenradius und I ein Gesamttragheitsmoment der Räder bezeichnen, und unter der Voraussetzung, dass die Räder durch einen Vierradantriebsmechanismus derart gesteuert werden, dass sie sich mit der gleichen Drehgeschwindigkeit ω drehen, das Antriebsmoment T in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs durch die folgende Gleichung (9) dargestellt werden: T = R·(m·g·sin(θ) + m·Ax) + I·(dω/dt) (9)
Die folgende Gleichung (10) ist eine auf der Basis von Gleichung (9) erhaltene Differenzgleichung ΔT = m·R·ΔAx + Δ(dω/dt)·I (10)
Bei der Herleitung von Gleichung (10) wird der eine Schwerkraftkomponente darstellende Ausdruck m·g·sin(θ) wie bei der Beschreibung der vorstehenden Gleichung (5) als fester Wert betrachtet.
Eine den Reifencharakteristiken entsprechende Gesamtantriebskraft Fd wird gemäß der folgenden Gleichung (11) basierend auf einer Funktion μ einer Schlupfrate λ (z. B. der in 4 dargestellten Funktion) und einer Gesamtbodenkraft F_z dargestellt. Fd = m·(g·sin(θ) + Ax) = F₂θ·μ(λ) = m·g·cos(θ)·μ(λ) ≈ m·g·μ(λ) (11)
Der Grund, warum in Gleichung (11) cos(θ) ≈ 1 ist, ist, dass ein Neigungswinkel einer realen Straße hochstens 30% betragt und eine Kosinusfunktion in diesem Fall etwa 0,96 beträgt.
Die folgende Gleichung (12) ist eine auf der Basis von Gleichung (11) erhaltene Differenzgleichung. ΔAx = g·(dμ/dλ)·Δλ (12)
Eine Schlupfrate λ ist durch λ = (ω – ωv)/ω definiert (wobei ωv eine Radgeschwindigkeit darstellt), und eine auf der Basis dieser Gleichung erhaltene Differenzgleichung ist die folgende Gleichung (13). Δλ = (1/ω)·((ωv/ω)·Δω – Δωv) ≈ (1/ω)·(Δω – Δωv) (13)
Durch Substituieren der Gleichung (13) in Gleichung (12) kann die folgende Gleichung (14) erhalten werden: ΔAx = g·(dμ/dλ)·(1/ω)·(Δω – Δωv) (14)
In diesem Fall ist die Radgeschwindigkeit ωv in Gleichung (13) ein Wert, der durch Teilen der Fahrzeuggeschwindigkeit V durch den Reifenradius R in eine Raddrehzahl umgewandelt wurde, normalerweise kann eine Radgeschwindigkeit ωv jedoch bei einem Fahrzeug mit Vierradantrieb nicht gemessen werden. In der vorliegenden Erfindung kann eine Trägheitskraft des Fahrzeugs, d. h. ein Differenzwert der Fahrzeugbeschleunigung Ax, basierend auf der Längsbeschleunigung Gx in der vorstehenden Gleichung (5) bestimmt werden.

D. h. R·Ax = (dωv/dt) (15) oder Δ(dωv/dt) = ΔAx/R (16)
Durch Substituieren der Gleichung (10) und der Gleichung (16) in Gleichung (14) kann die folgende Gleichung erhalten werden: Δ(dAx/dt) = g·(dμ/dλ)·(1/ω) ·(–(m·R² + I)/(I·R)·ΔAx + ΔT/I) (17)
Durch Anwenden der folgenden Gleichungen (18) und (19) bezüglich Gleichung (17) kann die vorstehende Zustandsgleichung (8) erhalten werden. A = –g·(dμ/dλ)·(1/ω)·(m·R² + I)/(I·R) (18) B = g·(dμ/dλ)·(1/ω)·(1/I) (19)
Die Werte A und B in der vorstehenden Zustandsgleichung (8) können unter Verwendung eines sogenannten Parameteridentifizierungsverfahrens in Echtzeit geschätzt werden. Beispielsweise werden, wenn eine rekursive Methode der kleinsten Quadrate (RLS-Methode) verwendet wird, die folgenden Gleichungen (20) bis (22) angewendet:
In diesem Fall kann die vorstehend erwähnte Zustandsgleichung (8) durch die folgende Gleichung (23) dargestellt werden: y(k) = p(k – 1)^T·ϕ(k – 1) (23)
Unter Verwendung der folgenden Rekursionsgleichung (24) bezüglich Gleichung (23) wird ein Schätzwert ϕe eines Koeffizienten ϕ bestimmt. ϕe(k) = ϕe(k – 1) – (F(k – 1)·p(k))/(f + p(k)^T·F(k – 1)·p(k))·(p(k)·ϕe(k – 1) – y(k)) (24)
In diesem Fall bezeichnet f eine sogenannte Zerfallsfunktion, und F(k) wird gemäß der folgenden Gleichung (25) bestimmt. F(k) = (1/f)·(F(k – 1) – (F(k – 1)·p(k)·p(k)^T·F(k – 1))/(f + p(k)^T·F(k – 1)·p(k)) (25)
Der erste Bestimmungskoeffizient A und der zweite Bestimmungskoeffizient B in der vorstehenden Gleichung (8) sind beide Konstanten, die den Ausdruck (dμ/dλ) enthalten, wie in den Gleichungen (18) und (19) dargestellt ist. Wie in 4 dargestellt ist, ist der Wert (dμ/dλ) eine Variable, die den Haftungszustand der Reifen anzeigt, und ein Gradient einer Kurve, die die Beziehung zwischen einer Reifenschlupfrate und einem äquivalenten Straßenoberflächenreibungskoeffizient μ (oder einer Bremskraft/Reifenbodenkraft) darstellt.
Beispielsweise kann in dem Fall, in dem (dμ/dλ) einen Wert darstellt, der einer Straße mit hohem Reibungskoeffizienten entspricht, und die Reifen eine Antriebskraft erzeugen, gesagt werden, dass eine ausreichende Haftungskraft aufrechterhalten wird. Wenn der Wert von (dμ/dλ) in der Nähe von null liegt, befinden sich die Reifen insgesamt in einem Schlupfzustand. In diesem Fall kann bestimmt werden, dass es erforderlich ist, irgendeine Art Schlupfunterdrückungseinrichtung zu aktivieren. Wenn bestimmt wird, dass (dμ/dλ) einen Wert hat, der einer Straße mit niedrigem Reibungskoeffizienten entspricht, kann geschätzt werden, dass das Fahrzeug auf einer glatten oder schlüpfrigen Straßenoberfläche fährt. In diesem Fall können verschiedenartige Schlupfunterdrückungseinrichtungen auf einen Bereitschaftsmodus mit hohem Ansprechverhalten eingestellt werden, so dass diese Schlupfunterdrückungseinrichtungen sofort aktiviert werden können, wenn Schlupf auftritt.
Der Straßenoberflächenzustandbestimmungsabschnitt 2f bestimmt den ersten Bestimmungskoeffizienten A oder den zweiten Bestimmungskoeffizienten B, die den Wert (dμ/dλ) enthalten, um den Straßenoberflächenzustand zu bestimmen. D. h., der Straßenoberflachenzustandbestimmungsabschnitt 2f wird als Straßenoberflächenzustandbestimmungseinrichtung bereitgestellt.
Wenn der erste Bestimmungskoeffizient A verwendet wird, wird der Bestimmungsprozess folgendermaßen ausgeführt:
Wenn |A| ≥ K_AH ist, hat die Straße eine Straßenoberfläche mit hohem Reibungskoeffizienten.
Wenn K_AH > |A| ≥ K_AL ist, hat die Straße eine Straßenoberfläche mit mittlerem Reibungskoeffizienten μ.
Wenn |A| < K_AL ist, hat die Straße eine Straßenoberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten.
In diesem Fall sind K_AH und K_AL Konstanten (Bestimmungsschwellenwerte), die basierend auf einem Experiment, einer Berechnung, usw. im Voraus bestimmt werden, wobei K_AH > K_AL ist.
Wenn der zweite Bestimmungskoeffizient B verwendet wird, wird der Bestimmungsprozess folgendermaßen ausgeführt:
Wenn |B| ≥ K_BH ist, hat die Straße eine Straßenoberfläche mit hohem Reibungskoeffizienten.
Wenn K_BH > |B| ≥ K_BL ist, hat die Straße eine Straßenoberfläche mit mittlerem Reibungskoeffizienten μ.
Wenn |B| < K_BL ist, hat die Straße eine Straßenoberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten.
In diesem Fall sind K_BH und K_BL Konstanten (Bestimmungsschwellenwerte), die basierend auf einem Experiment, einer Berechnung, usw. im Voraus bestimmt werden, wobei K_BH > K_BL ist.
In der ersten Ausfuhrungsform wird ein Straßenoberflächenreibungskoeffizient μ basierend auf drei Stufen durch Vergleichen der vorgegebenen Schwellenwerte K_AH und K_AL mit dem ersten Bestimmungskoeffizienten A oder durch Vergleichen der vorgegebenen Schwellenwerte K_BH und K_BL mit dem zweiten Bestimmungskoeffizienten B bestimmt. Alternativ kann der Straßenoberflächenreibungskoeffizient μ basierend auf zwei Stufen bestimmt werden, indem nur ein Schwellenwert gesetzt wird. Als weitere Alternative kann der Straßenoberflächenreibungskoeffizient μ basierend auf einer größeren Anzahl von Stufen feiner bestimmt werden, indem mehr Schwellenwerte gesetzt und der entsprechende Bestimmungskoeffizient mit diesen Schwellenwerten verglichen wird.
Die Schwellenwerte K_AH, K_AL, K_BH und K_BL konnen anstatt Konstanten Werte sein, die gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit V (d. h. der Radgeschwindigkeit ω; z. B. einem Mittelwert der vier Radgeschwindigkeiten) einstellbar sind. In diesem Fall konnen, unter der Voraussetzung, dass der Wert von (dμ/dλ), wenn der Wert des Straßenoberflachenreibungskoeffizienten μ basierend auf dem Schwellenwert K_AH oder K_BH bestimmt werden soll, als (dμ/dλ)H und der Wert von (dμ/dλ), wenn der Wert des Straßenoberflachenreibungskoeffizienten μ basierend auf dem Schwellenwert K_AL oder K_BL bestimmt werden soll, als (dμ/dλ)L definiert ist, die Schwellenwerte K_AH, K_AL, K_BH und K_BL durch Berechnen der folgenden Gleichungen (26) bis (29) basierend auf den vorstehenden Gleichungen (18) und (19) gesetzt werden. K_AH = –g·(dμ/dλ)H·(1/ω)·(m·R² + I)/(I·R) (26) K_AL = –g·(dμ/dλ)L·(1/ω)·(m·R² + I)/(I·R) (27) K_BH = g·(dμ/dλ)H·(1/ω)·(1/I) (28) K_BL = g·(dμ/dλ)L·(1/ω)·(1/I) (29)
Durch Setzen der Bestimmungswerte gemäß der Einstellung basierend auf der Radgeschwindigkeit ω zum Bestimmen des Straßenoberflachenzustands auf die vorstehend beschriebene Weise kann der Straßenoberflachenzustand noch genauer bestimmt werden.
Der auf diese Weise im Straßenoberflächenzustandbestimmungsabschnitt 2f bestimmte Straßenoberflächenzustand (Straßenoberflächenreibungskoeffizient μ) wird beispielsweise an eine externe Displayeinrichtung (nicht dargestellt) ausgegeben und an einem Armaturenbrett dargestellt, so dass der Fahrer über den Zustand informiert werden kann. Alternativ kann der Straßenoberflächenzustand an eine Motorsteuerungseinheit, eine Getriebesteuerungseinheit, eine Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit, eine Bremssteuerungseinheit, usw. (die alle nicht dargestellt sind) ausgegeben und als Basis zum Setzen der Steuerwerte in diesen Steuereinheiten verwendet werden.
Das durch die Steuereinheit 2 der Straßenoberflächenzustandschätzeinrichtung 1 ausgefuhrte Straßenoberflächenzustandschätzprogramm wird nachstehend unter Bezug auf das Ablaufdiagramm von 2 beschrieben.
Zunächst werden in Schritt S101 erforderliche Parameter gelesen, wie beispielsweise eine Motordrehzahl N_e, eine Drosselklappenöffnung θ_th, eine Turbinendrehzahl N_t, ein Getriebeübersetzungsverhältnis i und eine Langsbeschleunigung Gx.
In Schritt S102 berechnet der Antriebsmomentberechnungsabschnitt 2a gemäß der vorstehenden Gleichung (3) ein Antriebsmoment T(n).
In Schritt S103 berechnet der Antriebsmomentdifferenzwertberechnungsabschnitt 2b gemäß der vorstehenden Gleichung (4) einen Antriebsmomentdifferenzwert ΔT(n).
In Schritt S104 berechnet der Trägheitskraftdifferenzwertberechnungsabschnitt 2c gemäß der vorstehenden Gleichung (5) einen Trägheitskraftdifferenzwert ΔAx(n) des Fahrzeugs.
In Schritt S105 berechnet der Trägheitskraftänderungsmaßdifferenzwertberechnungsabschnitt 2d gemäß der vorstehenden Gleichung (7) einen Trägheitskraftanderungsmaßdifferenzwert Δ(dAx/dt)(n).
In Schritt S106 löst der Bestimmungskoeffizientberechnungsabschnitt 2e die vorstehende Zustandsgleichung (8), um einen ersten Bestimmungskoeffizienten A oder einen zweiten Bestimmungskoeffizienten B zu schätzen.
In Schritt S107 vergleicht der Straßenoberflachenzustandbestimmungsabschnitt 2f den ersten Bestimmungskoeffizienten A oder den zweiten Bestimmungskoeffizienten B mit entsprechenden Schwellenwerten (K_AH und K_AL oder K_BH und K_BL), um einen Straßenoberflächenzustand zu bestimmt. Das Bestimmungsergebnis wird anschließend ausgegeben, wodurch das Programm beendet wird.
Gemäß der ersten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung werden ein Antriebsmomentdifferenzwert ΔT, ein Tragheitskraftdifferenzwert ΔAx des Fahrzeugs und ein Trägheitskraftänderungsmaßdifferenzwert Δ(dAx/dt) des Fahrzeugs berechnet, wird ein erster Bestimmungskoeffizient A, mit dem ΔAx multipliziert werden soll, oder ein zweiter Bestimmungskoeffizient B, mit dem ΔT multipliziert werden soll, auf der Basis einer Zustandsgleichung mit ΔAx als Zustandsvariable und ΔT als Eingangsvariable geschätzt, und wird ein Straßenoberflächenzustand auf der Basis des ersten Bestimmungskoeffizienten A oder des zweiten Bestimmungskoeffizienten B bestimmt. Dies ermöglicht eine Schätzung eines Straßenoberflächenzustands nicht nur an der Haftungsgrenze der Reifen, sondern auch uber einen breiten Fahrbereich. Auch wenn das Fahrzeug auf einer geneigten Straßenoberfläche fährt, kann der Straßenoberflachenzustand mit hoher Genauigkeit geschatzt werden, ohne dass durch die Neigung verursachte Fehler eingeführt werden.
Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Insbesondere zeigen 5 ein Funktionsblockdiagramm einer Straßenoberflächenzustandschatzvorrichtung und 6 ein Ablaufdiagramm eines Straßenoberflachenzustandschätzprogramms. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die zum Bestimmen eines Straßenoberflächenzustands verwendeten Bestimmungskoeffizienten durch Lösen einer Pulsubertragungsfunktion bestimmt werden. Andere Konfigurationen und Merkmale der zweiten Ausführungsform sind die gleichen wie in der ersten Ausfuhrungsform, so dass Komponenten der zweiten Ausführungsform, die denjenigen der ersten Ausführungsform gleichen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und nicht naher beschrieben werden.
In 5 bezeichnet Bezugszeichen 11 eine in einem Fahrzeug installierte Straßenoberflächenzustandschätzvorrichtung zum Schätzen eines Straßenoberflächenzustands. Eine Steuereinheit 12 der Straßenoberflächenzustandschätzvorrichtung 11 ist mit der Motorsteuerungseinheit 3, mit der Getriebesteuerungseinheit 4 und mit dem als Längsbeschleunigungserfassungseinrichtung dienenden Längsbeschleunigungssensor 5 verbunden und empfängt von diesen Einrichtungen Signale, die eine Motordrehzahl N_e, eine Drosselklappenöffnung θ_th, eine Turbinendrehzahl N_t, ein Getriebeübersetzungsverhältnis i und eine Längsbeschleunigung Gx anzeigen.
Basierend auf diesen Eingangssignalen führt die Steuereinheit 12 der Straßenoberflächenzustandschätzvorrichtung 11 ein nachstehend beschriebenes Straßenoberflächenzustandschätzprogramm aus, um einen Straßenoberflächenzustand (in der vorliegenden Ausführungsform einen Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ) zu schätzen und auszugeben. Insbesondere weist die Steuereinheit 12, wie in 5 dargestellt ist, hauptsächlich den Antriebsmomentberechnungsabschnitt 2a, den Antriebsmomentdifferenzwertberechnungsabschnitt 2b, den Trägheitskraftdifferenzwertberechnungsabschnitt 2c, einen Bestimmungskoeffizientberechnungsabschnitt 12a und einen Straßenoberflächenzustandbestimmungsabschnitt 12b auf.
Der Bestimmungskoeffizientberechnungsabschnitt 12a empfängt einen Antriebsmomentdifferenzwert ΔT vom Antriebsmomentdifferenzwertberechnungsabschnitt 2b und einen Trägheitskraftdifferenzwert ΔAx des Fahrzeugs vom Tragheitskraftdifferenzwertberechnungsabschnitt 2c. Der Bestimmungskoeffizientberechnungsabschnitt 12a schatzt dann einen dritten Bestimmungskoeffizienten P, mit dem ΔAx multipliziert werden soll, oder einen vierten Bestimmungskoeffizienten Q, mit dem ΔT multipliziert werden soll, auf der Basis einer nachstehend dargestellten Pulsübertragungsfunktion (30) und gibt den geschätzten Koeffizienten an den Straßenoberflächenzustandbestimmungsabschnitt 12b aus. D. h., der Bestimmungskoeffizientberechnungsabschnitt 12a wird als Bestimmungskoeffizientberechnungseinrichtung bereitgestellt. ΔAx(n + 1) = P·ΔAx(n) + Q·ΔT(n) (30)
Als eine Eigenschaft einer Pulsübertragungsfunktion ist bekannt, dass der erste Bestimmungskoeffizient A und der zweite Bestimmungskoeffizient B in der vorstehenden Zustandsgleichung (8) und die Bestimmungskoeffizienten P und Q in der Pulsübertragungsfunktion (30) die durch die folgenden Gleichungen (31) und (32) dargestellten Beziehungen haben. P = exp(A·τ) (31) Q = B·(exp(A·τ) – 1)/A = R/(m·R² + I)·(1 – exp(A·τ)) (32)
Hierbei bezeichnet τ eine Abtastzeit.
Daher weist jeder der Bestimmungskoeffizienten P und Q den Wert (dμ/dλ) auf, der den Haftungszustand der Reifen anzeigt. Wenn sich die Reifen einem Schlupfzustand nähern, nähert sich der Bestimmungskoeffizient P dem Wert 1, und der Bestimmungskoeffizient Q nähert sich dem Wert 0, wodurch ein Straßenoberflächenzustand erfasst werden kann.
Weil Parameteridentifizierungsverfahren, wie beispielsweise eine rekursive Methode der kleinsten Quadrate (RLS-Methode) und eine Fixed-Trace-Methode, als Verfahren zum Schätzen der Bestimmungskoeffizienten P und Q bekannt sind, können die Bestimmungskoeffizienten P und Q unter Verwendung dieser Methoden geschätzt werden. Beispielsweise werden, wenn die RLS-Methode verwendet wird, die folgenden Gleichungen (33) und (34) angewendet: ΔAx(n + 1) = y(k) (33)
Daher kann der Koeffizient ϕ in der vorstehenden Gleichung (23) von Gleichung (24) geschätzt werden.
Der Straßenoberflächenzustandbestimmungsabschnitt 12b bestimmt den dritten Bestimmungskoeffizienten P oder den vierten Bestimmungskoeffizienten Q, die vom Bestimmungskoeffizientberechnungsabschnitt 12a empfangen werden, um den Straßenoberflächenzustand zu schätzen. D. h., der Straßenoberflächenzustandbestimmungsabschnitt 12b wird als Straßenoberflächenzustandbestimmungseinrichtung bereitgestellt.
Wenn der dritte Bestimmungskoeffizient P verwendet wird, wird der Bestimmungsprozess folgendermaßen ausgeführt:
Wenn P ≥ K_PH ist, hat die Straße eine Straßenoberfläche mit niedrigerem Reibungskoeffizienten μ.
Wenn K_PH > P ≥ K_PL ist, hat die Straße eine Straßenoberfläche mit mittlerem Reibungskoeffizienten μ.
Wenn P < K_PL ist, hat die Straße eine Straßenoberfläche mit hohem Reibungskoeffizienten.
In diesem Fall sind K_PH und K_PL Konstanten (Bestimmungsschwellenwerte), die basierend auf einem Experiment, einer Berechnung, usw. im Voraus bestimmt werden, wobei K_PH > K_PL ist.
Wenn der vierte Bestimmungskoeffizient Q verwendet wird, wird der Bestimmungsprozess folgendermaßen ausgeführt:
Wenn Q ≥ K_QH ist, hat die Straße eine Straßenoberfläche mit hohem Reibungskoeffizienten μ.
Wenn K_QH > Q ≥ K_QL ist, hat die Straße eine Straßenoberflache mit mittlerem Reibungskoeffizienten μ.
Wenn Q < K_QL ist, hat die Straße eine Straßenoberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten.
In diesem Fall sind K_QH und K_QL Konstanten (Bestimmungsschwellenwerte), die basierend auf einem Experiment, einer Berechnung, usw. im Voraus bestimmt werden, wobei K_QH > K_QL ist.
In der zweiten Ausführungsform wird ein Straßenoberflächenreibungskoeffizient μ basierend auf drei Stufen durch Vergleichen der vorgegebenen Schwellenwerte K_PH und K_PL mit dem dritten Bestimmungskoeffizienten P oder durch Vergleichen der vorgegebenen Schwellenwerte K_QH und K_QL mit dem vierten Bestimmungskoeffizienten Q bestimmt. Alternativ kann ein Straßenoberflächenreibungskoeffizient μ durch Setzen nur eines Schwellenwertes basierend auf zwei Stufen bestimmt werden. Als weitere Alternative kann der Straßenoberflächenreibungskoeffizient μ basierend auf einer größeren Anzahl von Stufen feiner bestimmt werden, indem mehr Schwellenwerte gesetzt und der entsprechende Bestimmungskoeffizient mit diesen Schwellenwerten verglichen wird.
Die Schwellenwerte K_PH, K_PL, K_QH und K_QL konnen anstatt Konstanten Werte sein, die gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit V (d. h. der Radgeschwindigkeit ω; z. B. einem Mittelwert der vier Radgeschwindigkeiten) einstellbar sind. In diesem Fall können, unter der Voraussetzung, dass der Wert von (dμ/dλ) wenn der Wert des Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ basierend auf dem Schwellenwert K_PH oder K_QL bestimmt werden soll, als (dμ/dλ)L und der Wert von (dμ/dλ), wenn der Wert des Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ basierend auf dem Schwellenwert K_PL oder K_QH bestimmt werden soll, als (dμ/dλ)H definiert ist, die Schwellenwerte K_PH, K_PL, K_QH und K_QL durch Berechnen der folgenden Gleichungen (35) bis (38) basierend auf den vorstehenden Gleichungen (18), (19), (31) und (32) gesetzt werden. K_PH = exp(–g·(dμ/dλ)L·(1/ω)·(m·R² + I)·τ/(I·R) (35) K_PL = exp(–g·(dμ/dλ)H·(1/ω)·(m·R² + I)·τ/(I·R) (36) K_QH = R/(m·R² + I)·(1 – exp(–g·(dμ/dλ)H·(1/ω)·(m·R² + I)·τ/(I·R)) (37) K_QL = R/(m·R² + I)·(1 – exp(–g·(dμ/dλ)L·(1/ω)·(m·R² + I)·τ/(I·R)) (38)
Durch Setzen der Bestimmungswerte gemäß der Einstellung basierend auf der Radgeschwindigkeit ω zum Bestimmen des Straßenoberflächenzustands auf die vorstehend beschriebene Weise kann der Straßenoberflächenzustand noch genauer bestimmt werden.
Der auf diese Weise im Straßenoberflächenzustandbestimmungsabschnitt 12b bestimmte Straßenoberflachenzustand (Straßenoberflächenreibungskoeffizient μ) wird beispielsweise an eine externe Displayeinrichtung (nicht dargestellt) ausgegeben und an einem Armaturenbrett dargestellt, so dass der Fahrer uber den Zustand informiert werden kann. Alternativ kann der Straßenoberflächenzustand an eine Motorsteuerungseinheit, eine Getriebesteuerungseinheit, eine Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit, eine Bremssteuerungseinheit, usw. (die alle nicht dargestellt sind) ausgegeben und als Basis zum Setzen der Steuerwerte in diesen Steuereinheiten verwendet werden.
Das durch die Steuereinheit 12 der Straßenoberflächenzustandschätzvorrichtung 11 ausgeführte Straßenoberflächenzustandschätzprogramm wird nachstehend unter Bezug auf das Ablaufdiagramm von 6 beschrieben.
Zunächst werden in Schritt S101 erforderliche Parameter gelesen, wie beispielsweise eine Motordrehzahl N_e, eine Drosselklappenöffnung θ_th, eine Turbinendrehzahl N_t, ein Getriebeübersetzungsverhaltnis i und eine Längsbeschleunigung Gx.
In Schritt S102 berechnet der Antriebsmomentberechnungsabschnitt 2a gemaß der vorstehenden Gleichung (3) ein Antriebsmoment T(n).
In Schritt S103 berechnet der Antriebsmomentdifferenzwertberechnungsabschnitt 2b gemäß der vorstehenden Gleichung (4) einen Antriebsmomentdifferenzwert ΔT(n).
In Schritt S104 berechnet der Trägheitskraftdifferenzwertberechnungsabschnitt 2c gemäß der vorstehenden Gleichung (5) einen Tragheitskraftdifferenzwert ΔAx(n) des Fahrzeugs.
In Schritt S201 löst der Bestimmungskoeffizientberechnungsabschnitt 12a die Pulsübertragungsfunktion (30), um einen dritten Bestimmungskoeffizienten P oder einen vierten Bestimmungskoeffizienten Q zu schätzen.
In Schritt S202 vergleicht der Straßenoberflächenzustandbestimmungsabschnitt 12b den dritten Bestimmungskoeffizienten P oder den vierten Bestimmungskoeffizienten Q mit den entsprechenden Schwellenwerten (K_PH und K_PL oder K_QH und K_QL), um einen Straßenoberflächenzustand zu bestimmen. Das Bestimmungsergebnis wird anschließend ausgegeben, wodurch das Programm beendet wird.
Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden ein Antriebsmomentdifferenzwert ΔT und ein Tragheitskraftdifferenzwert ΔAx berechnet, wird ein dritter Bestimmungskoeffizient P, mit dem ΔAx multipliziert werden soll, oder ein vierter Bestimmungskoeffizient Q, mit dem ΔT multipliziert werden soll, auf der Basis einer Pulsübertragungsfunktion geschätzt, und wird ein Straßenoberflächenzustand auf der Basis des dritten Bestimmungskoeffizienten P oder des vierten Bestimmungskoeffizienten Q bestimmt. Ahnlich wie in der ersten Ausführungsform wird hierdurch eine Schätzung eines Straßenoberflächenzustands nicht nur an der Haftungsgrenze der Reifen, sondern auch über einen breiten Fahrbereich ermöglicht. Auch wenn das Fahrzeug auf einer auf einer geneigten Straßenoberfläche fährt, kann der Straßenoberflachenzustand mit hoher Genauigkeit geschätzt werden, ohne dass durch die Neigung verursachte Fehler eingeführt werden.
Weil der Straßenoberflachenzustand in der zweiten Ausführungsform auf der Basis einer Pulsübertragungsfunktion geschätzt wird, muss keine zeitliche Ableitung der Langsbeschleunigung bestimmt werden. Normalerweise ist es schwierig, eine zeitliche Ableitung der Längsbeschleunigung direkt zu messen. Obwohl die zeitliche Ableitung der Längsbeschleunigung durch Differenzieren von Daten bezüglich Zeitfolge-Erfassungswerten eines Längsbeschleunigungssensors berechnet werden können, ist es, weil die Längsbeschleunigung sich drastisch ändert, erforderlich, das Signal vom Längsbeschleunigungssensor zu filtern, um ein zuverlässiges Ableitungsergebnis zu erhalten. Die Filterverarbeitung hat unvermeidbar eine nachteilige Auswirkung auf das Ansprechverhalten. In der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-023287 ist ein Prinzip eines Sensors zum direkten Messen eines Rucks beschrieben, der eine zeitliche Ableitung einer Längsbeschleunigung darstellt, wobei es gegebenenfalls moglich ist, unter Verwendung eines derartigen Sensors hochgradig zuverlässige Daten zu erhalten. Das Hinzufugen eines derartigen spezifischen Sensors kann allerdings beispielsweise hinsichtlich erhöhter Kosten problematisch sein. In der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann dagegen ein Straßenoberflächenzustand mit hoher Genauigkeit geschätzt werden, ohne dass ein derartiger zusätzlicher Sensor erforderlich ist.
Obwohl die erste und die zweite Ausfuhrungsform, die vorstehend beschrieben wurden, ein Fahrzeug mit Vierradantrieb betreffen, in dem eine Schätzung eines Straßenoberflächenzustands schwierig sein kann, konnen die erste und die zweite Ausführungsform auch auf ein Fahrzeug mit Zweiradantrieb mit angetriebenen Vorderrädern oder angetriebenen Hinterrädern angewendet werden. In diesem Fall wird die Langsbeschleunigung Gx basierend auf der Drehzahlinformation uber die angetriebenen Räder, die keine Antriebskraft auf die Straßenoberfläche übertragen, mit hoher Genauigkeit geschätzt, so dass Ax und (dAx/dt) erhalten werden können, ohne dass ein Längsbeschleunigungssensor erforderlich ist. Außerdem kann, wenn die durch die Antriebsräder gemeinsam aufgenommene Fahrzeuglast durch md dargestellt wird, die vorstehende Gleichung (17) beispielsweise durch die folgende Gleichung (39) dargestellt werden: Δ(dAx/dt) = (md/m)·g·(dμ/dλ)·(1/ω)·(–(m·R² + I)/(I·R)·ΔAx + ΔT/I) (39)
Insbesondere kann der Straßenoberflächenzustand durch Ändern der Form anderer Gleichungen hinsichtlich des Verhaltnisses der durch die Antriebsräder gemeinsam aufgenommenen Last gemaß dem vorstehend beschriebenen Prinzip auf der Basis von von einer Zustandsgleichung (erste Ausführungsform) erhaltenen Bestimmungskoeffizienten oder von von einer Pulsübertragungsfunktion (zweite Ausführungsform) erhaltenen Bestimmungskoeffizienten geschätzt werden.

Claims

Straßenoberflächenzustandschätzvorrichtung mit: einer Antriebsmomenterfassungseinrichtung zum Erfassen eines Antriebsmoment eines Motors; einer Längsbeschleunigungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Längsbeschleunigung des Fahrzeugs; gekennzeichnet durch: eine Antriebsmomentdifferenzwertberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Differenz zwischen einem aktuell erfassten Antriebsmoment des Motors und einem vorangehend erfassten Antriebsmoment des Motors als Antriebsmomentdifferenzwert; eine Trägheitskraftdifferenzwertberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Differenz zwischen einer aktuellen Trägheitskraft des Fahrzeugs und einer vorangehenden Trägheitskraft des Fahrzeugs als Trägheitskraftdifferenzwert auf der Basis der Längsbeschleunigung; eine Trägheitskraftänderungsmaßdifferenzwertberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Differenz zwischen einem aktuellen Änderungsmaß der Trägheitskraft des Fahrzeugs und einem vorangehenden Änderungsmaß der Trägheitskraft des Fahrzeugs als einen Trägheitskraftänderungsmaßdifferenzwert auf der Basis der Längsbeschleunigung; eine Bestimmungskoeffizientberechnungseinrichtung zum Berechnen eines ersten Bestimmungskoeffizienten und/oder eines zweiten Bestimmungskoeffizienten auf der Basis einer mit dem Trägheitskraftänderungsmaßdifferenzwert in Beziehung stehenden Zustandsgleichung, wobei die Zustandsgleichung durch Addieren eines ersten Arithmetikterms zu einem zweiten Arithmetikterm gebildet wird, wobei der erste Arithmetikterm durch Multiplizieren des Trägheitskraftdifferenzwertes mit dem ersten Bestimmungskoeffizient und der zweite Arithmetikterm durch Multiplizieren des Antriebsmomentdifferenzwertes mit dem zweiten Bestimmungskoeffizient erhalten wird; und eine Straßenoberflächenzustandbestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Straßenoberflächenzustands auf der Basis des ersten Bestimmungskoeffizienten und/oder des zweiten Bestimmungskoeffizienten.
Straßenoberflächenzustandschätzvorrichtung mit: einer Antriebsmomenterfassungseinrichtung zum Erfassen eines Antriebsmoment eines Motors; einer Längsbeschleunigungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Längsbeschleunigung des Fahrzeugs; gekennzeichnet durch: eine Antriebsmomentdifferenzwertberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Differenz zwischen einem aktuell erfassten Antriebsmoment des Motors und einem vorangehend erfassten Antriebsmoment des Motors als Antriebsmomentdifferenzwert; eine Trägheitskraftdifferenzwertberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Differenz zwischen einer aktuellen Trägheitskraft des Fahrzeugs und einer vorangehenden Trägheitskraft des Fahrzeugs als Trägheitskraftdifferenzwert auf der Basis der Längsbeschleunigung; eine Bestimmungskoeffizientberechnungseinrichtung zum Berechnen eines dritten Bestimmungskoeffizienten und/oder eines vierten Bestimmungskoeffizienten auf der Basis einer mit dem Trägheitskraftdifferenzwert in Beziehung stehenden Pulsübertragungsfunktion, wobei die Pulsübertragungsfunktion durch Addieren eines ersten Arithmetikterms zu einem zweiten Arithmetikterm gebildet wird, wobei der erste Arithmetikterm durch Multiplizieren des Trägheitskraftdifferenzwertes mit dem dritten Bestimmungskoeffizient und der zweite Arithmetikterm durch Multiplizieren des Antriebsmomentdifferenzwertes mit dem vierten Bestimmungskoeffizient erhalten wird; und eine Straßenoberflächenzustandbestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Straßenoberflächenzustands auf der Basis des dritten Bestimmungskoeffizienten und/oder des vierten Bestimmungskoeffizienten.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Straßenoberflächenzustandbestimmungseinrichtung den Straßenoberflächenzustand auf der Basis mindestens eines der Bestimmungskoeffizienten durch Vergleichen des mindestens einen Bestimmungskoeffizienten mit einem Schwellenwert bestimmt, der gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit im Voraus einstellbar gesetzt wird.