DE10117351A1

DE10117351A1 - Vorrichtung zur Erfassung eines Zustandes einer Fahrbahnoberfläche

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Publication number: DE10117351A1
Application number: DE10117351A
Authority: DE
Inventors: Takashi Watanabe; Shoichi Masaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2001-10-11
Anticipated expiration: 2021-04-07
Also published as: DE10117351B4; US20010029421A1; JP4496598B2; US6385525B2; JP2001287634A

Abstract

Eine Vorrichtung zur Erfassung eines Zustandes einer Fahrbahnoberfläche umfasst eine Radgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung zur Ausgabe eines Radgeschwindigkeitssignals, das eine Geschwindigkeit eines Rades eines Fahrzeugs repräsentiert. Eine Radgeschwindigkeitssummationsvorrichtung dient zur Summation von Variationen in der durch das Radgeschwindigkeitssignal repräsentierten Radgeschwindigkeit während jeder Zeitperiode, die jeweils einer Umdrehung des Fahrzeugrades entspricht, und zur Erzeugung eines Summenwertes, der ein Ergebnis der Summation repräsentiert. Eine Fahrbahnoberflächenzustandserfassungsvorrichtung erfasst einen Zustand einer Fahrbahnoberfläche auf Basis einer Differenz zwischen einem aktuellen Summenwert und einem vorhergehenden Summenwert, die durch die Radgeschwindigkeitssummatikonsvorrichtung erzeugt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine auf einem Fahr zeug angeordnete Vorrichtung zur Erfassung eines Zustandes einer Fahrbahnoberfläche, während das Fahrzeug sich bewegt.

Das der japanischen Patentanmeldung, Veröffentlichungs nummer 9-20223 entsprechende US-Patent Nr. 5,719,565 offen bart eine auf einem Fahrzeug montierte Vorrichtung zur Er fassung eines Zustandes einer Fahrbahnoberfläche, während das Fahrzeug sich bewegt. In der Vorrichtung der US 5,719,565 werden die Geschwindigkeiten der Räder des Fahr zeugs auf Basis von Radgeschwindigkeitssignalen von Rad geschwindigkeitssensoren berechnet. Die Beschleunigungen der Räder werden auf Basis der berechneten Radgeschwindig keiten berechnet. Hochfrequente Anteile der berechneten Radbeschleunigungen werden unter Verwendung von Hochpaß filtern herausgefiltert, um die Frequenzanteile zur erhal ten, die nur von dem Zustand der Fahrbahnoberfläche herrüh ren. Eine Varianz innerhalb einer begrenzten Anzahl von zeitlich versetzten Abtastwerten jeder einzelnen gefilter ten Radbeschleunigung wird berechnet. Entsprechend der be rechneten Varianz wird bestimmt, ob der Zustand der Fahr bahnoberfläche schlecht ist. Insbesondere wird festge stellt, daß der Zustand der Fahrbahnoberfläche schlecht ist, wenn die berechnete Varianz gleich oder grösser als der Referenzwert ist.

Ein typischer Radgeschwindigkeitssensor umfaßt einen Rotor, der zusammen mit dem entsprechenden Fahrzeugrad rotiert. Der Rotor weist eine Verzahnung auf. Der typische Sensor umfaßt außerdem einen festen Bereich zur Erfassung jedes Vorsprungs (Zahn) oder jedes Einschnitts (Zahnlücke) in der Rotorverzahnung und erzeugt so während der Umdrehung des Rotors ein Radgeschwindigkeitssignal. Falls der typi sche Sensor in einer Vorrichtung nach US-Patent-Nr. 5,719,565 verwendet ist, beeinflusst eine Variation unter den Zähnen oder Zahnlücken der Rotorverzahnung in Form und Position die errechnete Varianz. Daher verringert die Variation in der Form und Position der Zähne oder Zahn lücken der Rotorverzahnung die Genauigkeit der Bestimmung, ob der Zustand der Fahrbahnoberfläche schlecht ist oder nicht.

Die japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 6- 80044, offenbart eine auf einem Fahrzeug montierte Vorrich tung zur Erfassung eines Zustandes einer Fahrbahnober fläche, während das Fahrzeug sich bewegt. In der Vorrich tung der japanischen Anmeldung 6-80044 werden Radgeschwin digkeitsdaten aus dem Ausgangssignal eines Radgeschwindig keitssensors abgeleitet. Ein Differenzwert der Radgeschwin digkeitsdaten wird für jede Zeiteinheit berechnet. Faktoren einer Sequenz von Abtastwerten von Daten, die die berechne ten Differenzwerte repräsentieren, werden als radgeschwin digkeitsbezogene Merkmalsgrössen berechnet. Insbesondere werden für jede Zeiteinheit entsprechend der Abtastsequenz eine mittlere Amplitude, eine relative Amplitudenvariation, eine Histogrammvarianz und die Anzahl der Datenelemente in einem durch den Amplitudenwert spezifizierten Intervall be rechnet. Eine Fuzzylogik ist implementiert, wobei die be rechneten Merkmalsgrössen als Eingabeparameter verwendet werden. Auf Basis des Ergebnisses der Fuzzylogik wird be stimmt, ob der Zustand der Fahrbahnoberfläche gut oder schlecht ist.

Das der japanischen Patentanmeldung, Veröffent lichungsnr. 10-258618 entsprechende US-Patent Nr. 5,760,682 beschreibt ein Verfahren zur Erfassung eines platten Reifens an einem Fahrzeug. Im Verfahren der US 5,760,682 werden Radgeschwindigkeitswerte für jedes der vier Räder gesammelt und auf eine statistische Variation hin analy siert, die einen niedrigen Reifendruck anzeigen würde. Vor der Analyse werden nach einem Rückstellen (Reseten) des Systems Kallibrierungsfaktoren für jedes einzelne der Räder bestimmt, um Variationen im Abrollradius zu kompensieren. Diese Faktoren werden anschliessend benutzt, um alle Rad geschwindigkeitswerte zu korrigieren. Die korrigierten Ge schwindigkeitswerte werden dann gefiltert, um Werte auszu schliessen, die Radschlupf, Fluktuationen in der Fahrbahn rauhigkeit, Kurvenfahren des Fahrzeugs und Bergauf- oder Bergab-Bewegungen repräsentieren. Wenn eine ausreichende Werteanzahl gesammelt worden ist, wird ein F-Wert im wesentlichen nach der statistischen Methode "Varianzanalyse" berechnet und der F-Wert mit einem emperi sch festgelegten Wert verglichen, der einem vorbestimmten Druckverlust entspricht. Dieser Vergleich kann als Basis für eine Warnung des Fahrers dienen. Da ein grösserer F- Wert eine grössere statistische Differenz in den Radge schwindigkeiten anzeigt, kann der Wert nach einem weiteren Intervall erneut auf einen zusätzlichen Druckverlust ge prüft werden.

Das der japanischen Patentanmeldung, Veröffent lichungsnr. 6-318297 entsprechende US-Patent Nr. 4,651,290 gibt eine auf einem Fahrzeug montierte Vorrichtung zur Er fassung eines Zustandes einer Fahrbahnoberfläche während das Fahrzeug sich bewegt, an. In der Vorrichtung der US 4,651,290 wird die Geschwindigkeit eines Rades des Fahr zeugs auf Basis des Ausgangssignals eines Radgeschwindig keitssensors berechnet. Die Beschleunigung des Rades wird auf Basis der berechneten Radgeschwindigkeit berechnet. Das Leistungskriterium des Fahrbahnoberflächenzustandes wird basierend auf der berechneten Radbeschleunigung berechnet. Das berechnete Leistungskriterium wird mit einem Einstell wert verglichen, um festzustellen, ob der Fahrbahnober flächenzustand gut oder schlecht ist. Ein erstes Beispiel des Leistungskriteriums hängt von einer Varianz innerhalb einer vorbestimmten Anzahl von zeitlich versetzten Abtast werten der Radbeschleunigung ab. Ein zweites Beispiel des Leistungskriteriums hängt von der Anzahl der Abtastwerte der Radbeschleunigung ab, die innerhalb jedes vorbestimmten Zeitintervalls einen Referenzwert übersteigen. Ein drittes Beispiel des Leistungskriterums hängt von der Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum unter den durch zeit lich versetzte Abtastwerte der Radbeschleunigung darge stellten Werte für jedes vorbestimmte Zeitintervall ab.

Die Japanische Patentanmeldung, Nr. 5-126571 offenbart eine auf einem Fahrzeug montierte Vorrichtung zur Messung der Form einer Fahrbahnoberfläche. Die Vorrichtung der Japanischen Anmeldung 5-12657 umfaßt einen Distanzdetektor zur Erfassung der Distanz zwischen der Fahrbahnoberfläche und einem Zentralkörper des Fahrzeugs. Die Vorrichtung um faßt auch einen Beschleunigungsaufnehmer zur Erfassung der vertikalen Beschleunigung des Zentralkörpers des Fahrzeugs. Die erfaßte Vertikalbeschleunigung wird zweimal integriert, um den Betrag der Vertikalvibration des Zentralkörpers des Fahrzeugs für jedes einzelne Zeitintervall zu berechnen, das einer vorbestimmten, durch das Fahrzeug zurückgelegten Distanz entspricht. Die erfaßte Distanz zwischen der Fahr bahnoberfläche und dem Zentralkörper des Fahrzeugs wird in Abhängigkeit von dem berechneten Betrag der Vertikalvibra tion korrigiert. Auf Basis der korrigierten Distanz wird die Form der Fahrbahnoberfläche erfaßt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vor richtung zur gezielten Erfassung eines Zustandes einer Fahrbahnoberfläche selbst in dem Fall, daß eine Variation innerhalb der Vorsprünge (Zähne) oder der Aussparungen (Zahnlücken) der Verzahnung eines Rotors eines Radgeschwin digkeitssensors in Form und Position vorhanden ist, zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1, 5, 12 bzw. 14.

Eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Erfassung eines Fahrbahnoberflächenzustandes nach einer ersten Ausführung der Erfindung umfaßt: ein Radgeschwindig keitserfassungsmittel zur Ausgabe eines Radgeschwindig keitssignals, das die Geschwindigkeit eines Rades eines Fahrzeugs repräsentiert; ein Radgeschwindigkeitssummations mittel zur Summation von Variationen in der durch das Rad geschwindigkeitssignal repräsentierten Radgeschwindigkeit während jeweils einer Zeitperiode, die einer Umdrehung des Fahrzeugrades entspricht, und zur Erzeugung eines Summen wertes, der ein Ergebnis dieser Summation repräsentiert; und ein Fahrbahnoberflächenzustandserfassungsmittel zur Er fassung eines Fahrbahnoberflächenzustandes auf Basis einer Differenz zwischen einem aktuellen Summenwert und einem vorhergehenden Summenwert, die von dem Radgeschwindigkeits summationsmittel erzeugt worden sind.

Eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Erfassung eines Fahrbahnoberflächenzustandes nach einer zweiten Ausführung der Erfindung basiert auf der ersten Ausführung und umfaßt darüber hinaus: ein Radbeschleuni gungsberechnungsmittel zur Berechnung einer Beschleunigung des Fahrzeugrades aus dem von dem Radgeschwindigkeitserfas sungsmittel ausgegebenen Radgeschwindigkeitssignal; und
ein in dem Radgeschwindigkeitssummationsmittel vorhan denes Mittel zur Summation von durch das Radbeschleuni gungsberechnungsmittel berechneten Variationen in der Rad beschleunigung, und zur Verwendung eines Ergebnisses der Summation der Variationen in der Radbeschleunigung als ein Ergebnis der Summation der Variationen in der Radgeschwin digkeit.

Eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Erfassung eines Fahrbahnoberflächenzustandes nach einen dritten Ausführung der Erfindung basiert auf der erster Ausführung und umfaßt zusätzlich: ein Radbeschleunigungsbe rechnungsmittel zur Berechnung einer Beschleunigung des Fahrzeugrades aus der von dem Radgeschwindigkeitserfas sungsmittel ausgegebenen Radgeschwindigkeitssignal; ein Varianzberechnungsmittel zur Berechnung einer Varianz der durch das Radbeschleunigungsberechnungsmittel berechneten Radbeschleunigung; und ein in dem Radgeschwindigkeitssumma tionsmittel vorhandenes Mittel zur Verwendung der durch das Varianzberechnungsmittel berechneten Varianz als ein Ergeb nis der Summation der Variationen in der Radgeschwindig keit.

Eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Erfassung eines Fahrbahnoberflächenzustandes nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung basiert auf der ersten Ausführung, wobei die Vorrichtung weiter umfaßt: ein Beschleunigsdifferenzwertberechnungsmittel zur Berechnung eines Differenzwertes einer Beschleunigung des Fahrzeugra des aus dem von dem Radgeschwindigkeitserfassungsmittel ausgegebenen Radgeschwindigkeitssignal; und ein in dem Rad geschwindigkeitssummationsmittel vorhandenes Mittel zur Summation von durch das Beschleunigungsdifferenzwert berechnungsmittel berechneten Variationen in dem Differenz wert, und zur Verwendung eines Ergebnisses der Summation der Variationen im Differenzwert als ein Ergebnis der Sum mation der Variationen in der Fahrzeugradgeschwindigkeit.

Eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Erfassung eines Fahrbahnoberflächenzustandes nach einer fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung umfaßt: ein Radgeschwindigkeitserfassungsmittel zur Ausgabe eines Rad geschwindigkeitssignals, das eine Geschwindigkeit eines Ra des eines Fahrzeugs repräsentiert; ein Lernmittel zum Ler nen einer Variation in der durch das Radgeschwindigkeits signal, das von dem Radgeschwindigkeitserfassungsmittel ausgegeben wird, repräsentierten Radgeschwindigkeit, und zur Erzeugung eines lernbasierten Wertes, der ein Ergebnis dieses Lernens repräsentiert; und ein Fahrbahnoberflächen zustandserfassungsmittel zur Erfassung eines Fahrbahnober flächenzustandes auf der Basis einer Differenz zwischen dem lernbasierten Wert und einer Variation in der durch das Radgeschwindigkeitssignal, das von dem Radgeschwindigkeits erfassungsmittel ausgegeben wird, repräsentierten Radge schwindigkeit.

Eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Erfassung eines Fahrbahnoberflächenzustandes nach einer sechsten Ausführung der vorliegenden Erfindung basiert auf der fünften Ausführung, wobei das Lernmittel umfaßt: ein Mittel zur Auswahl von Anteilen aus der Variation in der Radgeschwindigkeit, die durch eine Variation in der Her stellgenauigkeit eines Rotors verursacht werden, und ein Mittel zum Lernen der ausgewählten Anteilen der Variation in der Radgeschwindigkeit, die durch eine Variation in der Rotorherstellungsgenauigkeit verursacht sind.

Eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Erfassung eines Fahrbahnoberflächenzustandes nach einer siebten Ausführung der vorliegenden Erfindung basiert auf der fünften Ausführung, wobei das Lernmittel ein Mittel zum Lernen eines Durchschnitts eines Summenwertes von Variatio nen in der Radgeschwindigkeit umfaßt.

Eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Erfassung eines Fahrbahnoberflächenzustandes nach einer achten Ausführung der vorliegenden Erfindung basiert auf der fünften Ausführung, wobei die Vorrichtung weiter um faßt: ein Radbeschleunigungsberechnungsmittel zur Berech nung einer Beschleunigung des Fahrzeugrades aus dem von dem Radgeschwindigkeitserfassungsmittel ausgegebenen Radge schwindigkeitssignal; ein in dem Lernmittel vorhandenes Mittel zum Lernen einer Variation in der durch das Radbe schleunigungsberechnungsmittel berechneten Radbeschleuni gung, und zur Verwendung eines Ergebnisses des Lernens der Variation in der Radbeschleunigung als den lernbasierten Wert, der das Ergebnis des Lernens der Variation in der Radgeschwindigkeit repräsentiert; und ein in dem Fahrbahn oberflächenzustandserfassungsmittel Vorhandenes Mittel zur Erfassung des Zustandes der Fahrbahnoberfläche auf Basis einer Differenz zwischen dem lernbasierten Wert und einer Variation in der durch das Radbeschleunigungsberechnungs mittel berechneten Radbeschleunigung.

Eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Erfassung eines Fahrbahnoberflächenzustandes nach einer neunten Ausführung der vorliegenden Erfindung basiert auf der fünften Ausführung, wobei die Vorrichtung weiter um faßt: ein Radbeschleunigungsberechnungsmittel zur Berech nung einer Beschleunigung des Fahrzeugrades aus dem von dem Radgeschwindigkeitserfassungsmittel ausgegebenen Radge schwindigkeitssignal; ein Varianzberechnungsmittel zur Be rechnung einer Varianz der durch das Radbeschleunigungsbe rechnungsmittel berechneten Radbeschleunigung; ein im Lern mittel vorhandenes Mittel zum Lernen einer Variation in der durch das Varianzberechnungsmittel berechneten Varianz, und zur Verwendung eines Resultats des Lernens der Variation in der Varianz als dem lernbasierten Wert, der das Ergebnis des Lernens der Variation in der Radgeschwindigkeit reprä sentiert; und ein in dem Fahrbahnoberflächenzustandserfas sungsmittel vorhandenes Mittel zur Erfassung des Zustandes der Fahrbahnoberfläche auf Basis einer Differenz zwischen dem lernbasierten Wert und einer Variation in der durch das Varianzberechnungsmittel berechneten Varianz.

Eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Erfassung eines Fahrbahnoberflächenzustandes nach einer zehnten Ausführung der vorliegenden Erfindung basiert auf der fünften Ausführung, wobei die Vorrichtung weiter um faßt: ein Beschleunigungsdifferenzwertberechnungsmittel zur Berechnung eines Differenzwertes einer Beschleunigung des Fahrzeugrades aus dem von dem Radgeschwindigkeitserfas sungsmittel ausgegebenen Radgeschwindigkeitssignal; ein im Lernmittel vorhandenes Mittel zum Lernen einer Variation in dem durch das Beschleunigungsdifferenzwertberechnungsmittei berechneten Differenzwert, und zur Verwendung eines Ergeb nisses des Lernens der Variation in dem Differenzwert als den lernbasierten Wert, der das Ergebnis des Lernens der Variation in der Radgeschwindigkeit repräsentiert; und ein in dem Fahrbahnoberflächenzustandserfassungsmittel vorhan denes Mittel zur Erfassung des Zustandes der Fahrbahnober fläche auf Basis einer Differenz zwischen dem lernbasierten Wert und einer Variation in dem durch das Beschleunigungs differenzwertberechnungsmittel berechneten Differenzwert.

Eine elfte Ausführung der Erfindung basiert auf der ersten Ausführung, wobei das Radgeschwindigkeitserfassungs mittel einen Radgeschwindigkeitssensor umfaßt.

Eine zwölfte Ausführung der vorliegenden Erfindung stellt eine Vorrichtung in einem Fahrzeug und ein entspre chendes Verfahren zur Erfassung eines Fahrbahnoberflächen zustandes zur Verfügung. Die Vorrichtung auf dem Fahrzeug umfaßt:
Erstes Mittel zur Erfassung einer Drehgeschwindigkeit eines Fahrzeugrades;
Zweites Mittel zur Berechnung einer Beschleunigung des Fahrzeugrades aus der durch das erste Mittel erfassten Rad geschwindigkeit;
Drittes Mittel zur periodischen Abtastung der durch das zweite Mittel berechneten Radbeschleunigung zur Erzeugung von Abtastwerten der Radbeschleunigung;
Viertes Mittel zur Berechnung einer ersten Varianz in den Abtastwerten der Radbeschleunigung, die durch das drit te Mittel erzeugt worden sind, für ein erstes Zeitinter vall, das einer aktuellen Umdrehung des Fahrzeugrades ent spricht, und zur Berechnung einer zweiten Varianz in den durch das dritte Mittel erzeugten Abtastwerten der Radbe schleunigung für ein zweites Zeitintervall, das der vorher gehenden Umdrehung des Fahrzeugrades entspricht;
Fünftes Mittel zur Berechnung einer Differenz zwischen der ersten und der zweiten durch das vierte Mittel berech neten Varianz; und
Sechstes Mittel zur Erfassung eines Zustandes einer Fahrbahnoberfläche in Abhängigkeit von der durch das fünfte Mittel berechneten Differenz.

Eine Vorrichtung in einem Fahrzeug und ein entsprechen des Verfahren zur Erfassung eines Fahrbahnoberflächenzu standes nach einer dreizehnten Ausführung der vorliegenden Erfindung basiert auf der zwölften Ausführung, wobei das sechste Mittel umfaßt:

a) siebtes Mittel zur Bestimmung, ob die durch das fünfte Mittel berechnete Differenz kleiner als ein vorbestimmter Referenzwert ist oder nicht,
b) achtes Mittel zur Festlegung, daß der Zustand der Fahrbahnoberfläche gut ist, wenn das siebte Mittel fest stellt, daß die Differenz kleiner als der vorbestimmte Referenzwert ist, und
c) neuntes Mittel zur Festlegung, daß der Zustand der Fahrbahnoberfläche schlecht ist, wenn das siebte Mittel feststellt, daß die Differenz nicht kleiner als der vorbe stimmte Referenzwert ist.

In einer vierzehnten Ausführung der vorliegenden Erfin dung umfaßt eine Vorrichtung in einem Fahrzeug und ein ent sprechendes Verfahren zur Erfassung eines Zustandes einer Fahrbahnoberfläche:
erstes Mittel zur Erfassung einer Drehgeschwindigkeit. eines Fahrzeugrades;
zweites Mittel zur Berechnung einer Beschleunigung des Fahrzeugrades aus der durch das erste Mittel erfassten Rad geschwindigkeit;
drittes Mittel zur periodischen Abtastung der durch das zweite Mittel berechneten Radbeschleunigung zur Erzeugung von Abtastwerten der Radbeschleunigung;
viertes Mittel zur Berechnung einer Varianz in den durch das dritte Mittel erzeugten Abtastwerten der Rad beschleunigung für jedes Zeitintervall;
fünftes Mittel zur periodischen Berechnung einer ersten. Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden, durch das vierte Mittel berechneten Varianzen;
sechstes Mittel zur periodischen Bestimmung, ob die durch das fünfte Mittel berechnete erste Differenz kleiner als ein vorbestimmter Referenzwert ist oder nicht;
siebtes Mittel zur Definition einer durch das vierte Mittel berechneten Varianz und zur Bezugnahme auf die erste Differenz als eine effektive Referenz nur dann, wenn das sechste Mittel feststellt, daß die erste Differenz kleiner als der vorbestimmte Referenzwert ist;
achtes Mittel zur Erzeugung eines lernbasierten Wertes in Abhängigkeit von durch das siebte Mittel erzeugten effektiven Referenzen;
neuntes Mittel zur Berechnung einer zweiten Differenz zwischen einer durch das vierte Mittel berechneten aktuel len Varianz und dem durch das achte Mittel erzeugten lern basierten Wert; und
zehntes Mittel zur Erfassung eines Zustandes einer Fahrbahn in Abhängigkeit von der durch das neunte Mittel berechneten zweiten Differenz.

Eine Vorrichtung nach einer fünfzehnten Ausführung der vorliegenden Erfindung basiert auf der vierzehnten Ausfüh rung, wobei das zehnte Mittel umfaßt:

a) elftes Mittel zur Feststellung, ob die durch das neunte Mittel berechnete zweite Differenz kleiner als ein vorbestimmter Kriteriumswert ist,
b) zwölftes Mittel zur Feststellung, daß der Zustand der Fahrbahnoberfläche gut ist, wenn das elfte Mittel fest stellt, daß die zweite Differenz kleiner als der vorbe stimmte Kriteriumswert ist, und
c) dreizehntes Mittel zur Feststellung, daß der Zu stand der Fahrbahnoberfläche schlecht ist, wenn das elfte Mittel feststellt, daß die zweite Differenz nicht kleiner als der vorbestimmte Kriteriumswert ist.

Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Aus gestaltungen der Erfindung.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfin dung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen bevor zugten Ausführungen anhand der Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 ein Diagramm eines Antiblockierkontrollsystems für ein Fahrzeug, das eine Fahrbahnoberflächenzustandser fassungsvorrichtung nach einer ersten Ausführung der vor liegenden Erfindung enthält.

Fig. 2 ein Flußdiagramm einer elektronischen Kontroll einheit in Fig. 1.

Fig. 3 ein Flußdiagramm eines Teils eines Programms für die elektronische Kontrolleinheit in Fig. 1.

Fig. 4 ein Diagramm eines Beispiels einer Radbeschleu nigung vor Filterung DVW im Zeitbereich.

Fig. 5 ein Diagramm eines Beispiels einer Radbeschleuni gung nach Filterung DVWF in Zeitbereich,

Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Variantsberechnungsblocks in Fig. 3,

Fig. 7 ein Diagramm eines Beispiels einer Radbeschleu nigung nach Filterung im Zeitbereich mit Abtastwerten,

Fig. 8 ein Flußdiagramm eines Schlechte-Fahrbahn-Be stimmungsblocks in Fig. 3,

Fig. 9 den Zeitverlauf eines Beispiels von Varianzan teilen, die durch Rotorverzahnungsvariationen verursacht sind, und eines Beispiel von Varianzanteilen, die in Be ziehung zur Rauhigkeit einer Fahrbahnoberfläche stehen.

Fig. 10 ein Flußdiagramm eines Teils eines Programms für eine elektronische Kontrolleinheit in einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 11 ein Flußdiagramm eines Varianzberechnungsblocks in Fig. 10,

Fig. 12 ein Flußdiagramm eines lernbasierter-Wert-Be rechnungsblocks in Fig. 10,

Fig. 13 ein Flußdiagramm eines Schlechte-Fahrbahn-Be stimmungsblocks in Fig. 10, und

Fig. 14 ein Diagramm von Zeitintervallen zur Summation für die Varianzberechnung, die mit Winkelbereichen entspre chend eines Rotors eines Radgeschwindigkeitssensors in einer fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung korre spondieren.

Fig. 1 zeigt ein Antiblockierkontrollsystem für ein Fahrzeug, das eine Vorrichtung zur Erfassung eines Fahr bahnoberflächenzustandes nach einer ersten Ausführung der Erfindung umfaßt. Das Fahrzeug hat einen Frontmotor und ist hinterradgetrieben.

Wie in Fig. 1 gezeigt, hat das Fahrzeug ein vorderes rechtes (FR) Rad 1, ein vorderes linkes (FL) Rad 2, ein hinters rechtes (RR) Rad 3 und ein hinteres linkes (RL) Rad 4. Radgeschwindigkeitssensoren 5, 6, 7 bzw. 8 sind den je weiligen Fahrzeugrädern 1, 2, 3 bzw. 4 zugeordnet. Die Rad geschwindigkeitssensoren 5 bis 8 sind von bekannter Bauart, beispielsweise einem elektromagnetischen oder einem magne toresistiven Typ. Die Radgeschwindigkeitssensoren 5, 6, 7 bzw. 8 umfassen Rotoren, die zusammen mit den jeweiligen Rädern 1, 2, 3 bzw. 4 rotieren. Jeder der Rotoren hat eine Verzahnung. Die Radgeschwindigkeitssensoren 5, 6, 7 bzw. 8 geben Pulssignale aus, die von den Drehgeschwindigkeiten der jeweiligen Fahrzeugräder 1, 2, 3 bzw. 4 abhängige Fre quenzen haben.

Hydraulische Bremseinheiten (Radzylinder) 11, 12, 13 bzw. 14 sind den jeweiligen Fahrzeugrädern 1, 2, 3 bzw. 4 zugeordnet. Die Radzylinder 11, 12, 13 bzw. 14 dienen dazu, Bremskräfte auf die jeweiligen Fahrzeugräder 1, 2, 3 bzw. 4 aufzubringen. Ein Hauptzylinder 16 ist mit den Radzylindern 11, 12, 13 bzw. 14 via hydraulischen Leitungen (keine Be zugszeichen) und elektrisch angetriebenen Ventileinheiten 21, 22, 23 bzw. 24 verbunden. Ein durch den Hauptzylinder 16 erzeugter hydraulischer Druck (Fluiddruck) kann über die Ventileinheiten 21, 22, 23 bzw. 24 zu den Radzylindern 11, 12, 13 bzw. 14 übertragen werden. Der auf die jeweiligen Radzylinder 11, 12, 13 bzw. 14 ausgeübte hydraulische Druck kann durch die Ventileinheiten 21, 22, 23 bzw. 24 einge stellt werden.

Ein Bremspedal 25 ist mit dem Hauptzylinder 16 verbun den. Ein Stoppschalter 26 ist dem Bremspedal 25 zugeordnet. Eine Betätigung des Bremspedals 25 wird durch den Stopp schalter 26 erfaßt. Insbesondere wechselt der Stoppschalter 26 zwischen einer AN- und einer AUS-Position, abhängig da von, ob das Bremspedal 25 betätigt ist oder nicht. Der Stoppschalter 26 gibt ein AN-Signal aus, wenn das Brems pedal 25 betätigt wird, um das Fahrzeug zu bremsen. Andern falls gibt der Stoppschalter 26 ein AUS-Signal aus.

Ein Reservoir 28a ist als temporärer Speicher für Bremsflüssigkeit (Hydraulikflüssigkeit) vorhanden, die aus den Radzylindern 11 bzw. 12 austritt, wenn die zugehöriger hydraulischen Radzylinderdrücke während der Ausführung der Antiblockierregelung reduziert werden. In ähnlicher Weise ist ein Reservoir 28b als ein temporärer Speicher für Bremsflüssigkeit (Hydraulikflüssigkeit) vorhanden, die aus den Radzylindern 13 bzw. 14 austritt, wenn die zugehörigen hydraulischen Radzylinderdrücke während der Ausführung der Antiblockierregelung reduziert werden. Hydraulische Pumpen 27a bzw. 27b werden durch einen Motor (nicht dargestellt) angetrieben. Die hydraulische Pumpe 27a dient dazu, Brems flüssigkeit von dem Reservoir 28a zum Hauptzylinder 16 zu rückzufördern. In ähnlicher Weise dient die hydraulische Pumpe 27b, Bremsflüssigkeit vom Reservoir 28b zurück zum Hauptzylinder 16 zu fördern.

Die Ventileinheiten 21 bis 24 sind elektrisch mit einer elektronischen Kontrolleinheit (ECU) 40 verbunden. Die Ven tileinheiten 21 bis 24 können durch die elektronische Kon trolleinheit 40 gesteuert werden. Während der Ausführung der Antiblockierregelung regulieren die Ventileinheiten 21 bis 24 die hydraulischen Drücke in den Radzylindern 11 bis 14 und regeln so die Bremskräfte auf die jeweiligen Fahr zeugräder 1 bis 4. Die Betriebsweise der Ventileinheiten 21 bis 24 sind ist ähnlich. Daher wird im folgenden nur der Betrieb der Ventileinheit 21 näher erklärt. Die Ventilein heit 21 kann die Verbindung zwischen dem Radzylinder 11, dem Hauptzylinder 16 und dem Reservoir 28a steuern. Die Ventileinheit 21 kann zwischen drei verschiedenen Stellun gen bzw. Positionen wechseln, d. h. einer Position "A" einer druckerhöhenden Betriebsart, einer Position "B" einer druckaufrechterhaltenden Betriebsart und einer Position "C" einer drucksenkenden Betriebsart. Wenn die Ventileinheit 21 die Position "A" der druckerhöhenden Betriebsart einnimmt, ist der Radzylinder 11 mit dem Hauptzylinder 16 verbunden und von dem Reservoir 28a getrennt, so daß Fluid unter Druck vom Hauptzylinder 16 zum Radzylinder 11 gebracht wird. Daher steigt in diesem Fall der hydraulische Druck im Radzylinder 11. Wenn die Ventileinheit 21 die Position "B" der druckaufrechterhaltenden Betriebsart einnimmt, ist der Radzylinder 11 sowohl von dem Hauptzylinder 16 als auch dem Reservoir 28a getrennt, so daß der hydraulische Druck im Radzylinder 11 im wesentlichen auf demselben Niveau auf rechterhalten wird. Wenn die Ventileinheit 21 die Position "C" der drucksenkenden Betriebsart einnimmt, ist der Rad zylinder 11 mit dem Reservoir 28a verbunden und vom Haupt zylinder 16 getrennt, so daß Bremsflüssigkeit vom Radzylin der 11 zum Reservoir 28a entweicht. Daher sinkt in diesem Falle der hydraulische Druck im Radzylinder 11. Die Ventil einheit 21 nimmt im deaktivierten Zustand die Position "A" des druckerhöhenden Betriebszustandes ein. Wenn sie akti viert wird, nimmt die Ventileinheit 21 entweder die Posi tion "B" der druckaufrechterhaltenden Betriebsart oder die Position "C" der drucksenkenden Betriebsart ein. In diesem Falle hängt die Stellung der Ventileinheit 21 von der Höhe des eingespeisten Aktivierungsstromes ab.

Die elektronische Kontrolleinheit 40 umfaßt einen Mikrocomputer mit einer Kombination aus einer zentraler Prozessoreinheit (CPU), einem schreibgeschützten Speicher (ROM), einem Speicher für wahlfreien Zugriff (RAM) und einer Eingabe-/Ausgabe (I/O) Schnittstelle. Die I/O Schnittstelle ist elektrisch mit den Radgeschwindigkeits sensoren 5 bis 8 verbunden. Die I/O Schnittstelle erhält die Ausgangssignale von den Radgeschwindigkeitssensoren 5 bis 8. Die I/O Schnittstelle ist elektrisch mit dem Stopp schalter 26 verbunden. Die I/O Schnittstelle empfängt das Ausgangssignal vom Stoppschalter 26. Die I/O Schnittstelle ist elektrisch mit den Ventileinheiten 21 bis 24 verbunden. Die I/O Schnittstelle gibt Stellsignale (Steuer- bzw. Regelsignale) an die Ventileinheiten 21 bis 24. Die elek tronische Kontrolleinheit 40 arbeitet entsprechend einem im ROM gespeicherten Programm. Die elektronische Kontroll einheit 40 ist elektrisch mit einem Zündschalter 41 verbun den. Wenn der Zündschalter 41 auf seine EIN-Position ge schaltet wird, wird die elektronische Kontrolleinheit 40 damit, mit elektrischer Energie von einer (nicht darge stellten) Energieversorgung beliefert. Somit beginnt die elektronische Kontrolleinheit 40 mit einer programmierten Signalverarbeitung zur Bremskraftkontrolle (Antiblockierregelung). Die elektronische Kontrolleinheit 40 erzeugt die Stellsignale für die Ventileinheiten 21 bis 24 entsprechend eines Programmes für die Bremskraftregelung als Antwort auf die Ausgangssignale der Radgeschwindig keitssensoren 5 bis 8 und des Stoppschalters 26. Die elek tronische Kontrolleinheit 40 liefert die erzeugten Stell signale an die Ventileinheiten 21 bis 24 und implementiert so die Bremskraftregelung (die Antiblockierregelung).

Fig. 2 zeigt eher den Ablauf der Antiblockier regelungsoperation der elektronischen Kontrolleinheit 40 als deren Hardware-Struktur. Wie in Fig. 2 gezeigt, erhält ein Radgeschwindigkeitsberechnungsblock A1 die Ausgangs signale von den Radgeschwindigkeitssensoren 5 bis 8. Der Radgeschwindigkeitsberechnungsblock A1 berechnet die Dreh geschwindigkeiten der Fahrzeugräder 1 bis 4 entsprechend der Ausgangssignale von den jeweiligen. Radgeschwindigkeits sensoren 5 bis 8. Der Radgeschwindigkeitsberechnungsblock A1 informiert einen Fahrzeugkörpergeschwindigkeitsbe rechnungsblock A2, einen Radbeschleunigungsberechnungsblock A3 und einen Kontroll- bzw. Regelungsblock A4 über die be rechneten Radgeschwindigkeiten. Der Fahrzeugkörpergeschwin digkeitsberechnungsblock A2 berechnet die Geschwindigkeit des Fahrzeugkörpers aus den Radgeschwindigkeiten. Der Fahr zeugkörpergeschwindigkeitsberechnungsblock A2 informiert den Kontrollblock A4 und einen Fahrzeugkörperverzögerungs schätzblock A5 über die berechnetete Fahrzeugkörperge schwindigkeit. Der Fahrzeugkörperverzögerungsschätzblock A5 schätzt die Verzögerung des Fahrzeugkörpers entsprechend der Fahrzeugkörpergeschwindigkeit. Der Fahrzeugkörperver zögerungsschätzblock A5 informiert den Kontrollblock A4 über die geschätzte Verzögerung des Fahrzeugkörpers.

Der Radbeschleunigungsberechnungsblock A3 berechnet die Beschleunigungen der Fahrzeugräder 1 bis 4 aus den Radge schwindigkeiten. Der Radbeschleunigungsberechnungsblock A3 informiert den Kontrollblock A4 über die berechneten Radbe schleunigungen. Ein Fahrbahnoberflächenerkennungsblock A6 umfaßt einen Filterblock A6a, einen Varianzberechnungsblock A6b und einen Schlechte-Fahrbahn-Bestimmungsblock A6c. Der Radbeschleunigungsberechnungsblock A3 informiert den Filterblock A6a über die berechneten Radbeschleunigungen. Der Filterblock A6a unterwirft die Radbeschleunigungen Filterungen und erzeugt so gefilterte Radbeschleunigungen. Der Filterungsblock A6a informiert den Varianzberechnungs block A6b über die gefilterten Radbeschleunigungen. Der Varianzberechnungsblock A6b berechnet Varianzen ent sprechend der gefilterten Radbeschleunigungen. Der Varianz berechnungsblock A6b informiert den Schlechte-Fahrbahn-Be stimmungsblock A6c über die berechneten Varianzen. Der Schlechte-Fahrbahn-Bestimmungsblock A6c bestimmt auf Basis der Varianzen, ob die Fahrbahnoberfläche, auf der das Fahr zeug sich bewegt, schlecht (rauh) ist oder nicht. Der Schlechte-Fahrbahn-Bestimmungsblock A6c informiert den Kon trollblock A4 über das Ergebnis der Schlechte-Fahrbahn-Be stimmung.

Der Kontrollblock A4 erzeugt auf Basis der Radgeschwin digkeiten, der geschätzten Fahrzeugkörperverzögerung, der Fahrzeugkörpergeschwindigkeit, der Radbeschleunigungen und des Ergebnisses der Schlechte-Fahrbahn-Bestimmung Stell signale für die Ventileinheiten 21 bis 24. Die erzeugten Stellsignale sind dazu bestimmt, die Antiblockierregelung zu implementieren. Die Stellsignale werden von dem Kon trollblock A4 zu den Ventileinheiten 21 bis 24 gesendet. Dadurch werden die auf die Fahrzeugräder 1 bis 4 ausgeübten Bremskräfte eingestellt und die Antiblockierregelung ist implementiert.

Wie oben erwähnt arbeitet die elektronische Kontroll einheit 40 entsprechend einem in ihrem internen ROM ge speicherten Programm. Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm eines Teils dieses Programms, der der Antiblockierregelung ent spricht. Der Programmteil wird gestartet, wenn der Zünd schalter 41 (vergleiche Fig. 1) auf seine EIN-Position ge schaltet wird.

Wie in Fig. 3 gezeigt initialisiert ein erster Schritt 110 des Programmteils Variable einschließlich Marken (Flags) und Zählerwerten. Nach Schritt 110 fährt das Pro gramm mit Schritt 120 fort. Wie später deutlich werden wird, wird eine Sequenz mit dem Schritt 120 und folgenden Schritten und Blöcken periodisch wiederholt bzw. iteriert.

Schritt 120 berechnet die Drehgeschwindigkeiten der Fahrzeugräder 1 bis 4 (vergleiche Fig. 1) auf Basis der Ausgangssignale von den jeweiligen Radgeschwindigkeitssen soren 5 bis 8 (vergleiche Fig. 1).

Ein auf Schritt 120 folgender Schritt 130 berechnet die Beschleunigungen der Fahrzeugräder 1 bis 4 aus den durch Schritt 120 gegebenen Radgeschwindigkeiten.

Ein auf Schritt 130 folgender Block 140 unterwirft die durch Schritt 130 gegebenen Radbeschleunigungen (die Radbe schleunigungen vor Filterung) einer Hochpaßfilterung, um hochfrequente Komponenten auszuwählen bzw. zu extrahieren. Somit liefert Block 140 die gefilterten Radbeschleunigungen (die Radbeschleunigungen nach Filterung).

Ein auf Block 140 folgender Block 150 berechnet Varian zen der durch Block 140 gegebenen gefilterten Radbeschleu nigungen.

Ein auf Block 150 folgender Block 160 bestimmt auf Basis der durch Block 150 gegebenen Varianzen, ob die Fahr bahnoberfläche, auf der sich das Fahrzeug bewegt, schlecht (rauh) ist oder nicht.

Ein auf Block 160 folgender Block 170 legt entsprechend des Ergebnisses der Schlechte-Fahrbahn-Bestimmung durch Block 160 Referenz-Schlupfverhältnisse bzw. -quotienten für die Fahrzeugräder 1 bis 4 fest. Block 170 berechnet in be kannter Weise die aktuellen Schlupfverhältnisse der Fahr zeugräder 1 bis 4. Block 170 vergleicht für jedes der Fahr zeugräder 1 bis 4 das aktuelle Schlupfverhältnis mit dem entsprechenden Referenz-Schlupfverhältnis. Wenn das aktuel le Schlupfverhältnis das Referenz-Schlupfverhältnis über steigt, setzt Block 170 das Vorgehen für eine ABS- (Antiblockierbremssystem) Regelung in bekannter Weise um.

Somit führt Block 170 Prozeduren für die Antiblockierrege lung durch. Nach Block 170 springt das Programm zu Schritt 120 zurück.

Im Folgenden wird der Filterungsblock 140 detaillierter beschrieben. Block 140 implementiert für jedes der Fahr zeugräder 1 bis 4 den Filterungsprozeß und berechnet die aktuelle gefilterte Radbeschleunigung DVWFD(n) entsprechend folgender Gleichung:

DVWFD(n) = A0.DVW(n) + A1.DVW(n-1) + A2.DVW(n-2) + B0.DVWF(n-1) + B1.DVWF(n-1) (1)

Dabei bezeichnen DVW(n), DVW(n-1) und DVW(n-2) den aktuellen Wert, den unmittelbar vorhergehenden Wert bzw. den zweitvorhergehenden (vorvorhergehenden) Wert der Rad beschleunigung vor Filterung (die durch Schritt 130 gegebe ne Radbeschleunigung); DVWF(n-1) bzw. DVWF(n-2) bezeichnen den unmittelbar vorhergehenden bzw. den vorvorhergehenden Wert der Radbeschleunigung nach Filterung und A0, A1, A2, B0 und B1 bezeichnen Filterkoeffizienten. Dabei bedeutet "aktueller Wert" den im aktuellen Zyklus der Folge der Schritte bzw. Blöcke 120 bis 170 bereitgestellten Wert. "Unmittelbar vorhergehender Wert" bezeichnet den Wert, der in dem Zyklus der Sequenz der Schritte bzw. Blöcke 120 bis 170 geliefert wurde, der dem aktuellen Abarbeitungszyklus unmittelbar vorhergeht. Entsprechend bedeutet "vorvorhergehender Wert" den in dem Durchführungszyklus der Sequenz der Schritte bzw. Blöcke 120 bis 170 bereitgestell ten Wert, der dem aktuellen Zyklus vorvorgeht (also dem un mittelbar vorhergenden Zyklus unmittelbar vorhergeht). Die Filterkoeffizienten A0, A1, A2, B0 und B1 sind so gewählt, daß der Filterungsprozeß durch Block 140 ein Hochpaßfilter ist, um nur Komponenten in einem vorgeschriebenen Hoch frequenzband auszuwählen. Insbesondere ist der Filterungs prozeß abgestimmt, um Frequenzanteile, die mit schlechten Fahrbahnoberflächen wie etwa Off-Road-Oberflächen zusammen hängen, von solchen Frequenzanteilen zu separieren, die mit einer Verzögerung des Fahrzeugkörpers und der Antiblockier regelung zusammenhängen. Beispielsweise sind die Filter koeffizienten A0, A1, A2, B0 und B1 vorgewählt, um Kompo nenten in einem Frequenzband auszuwählen, daß sich oberhalb eines bestimmten Wertes im Bereich von 20 bis 30 Hz erstreckt. Block 140 setzt die berechnete aktuelle gefil terte Radbeschleunigung DVWFD(n) als die aktuelle Radbe schleunigung nach Filterung DVWF.

Wie in Fig. 4 gezeigt, schwingt die Radbeschleunigung vor Filterung DVW aufgrund von Verzögerungen des Fahrzeug körpers und der Antiblockierregelung auch mit einer niedri gen Frequenz. Die Filterung durch Block 140 entfernt die niederfrequente Schwingung aus der Radbeschleunigung vor Filterung DVW und wandelt so die Radbeschleunigung vor Fil terung DVW in die Radbeschleunigung nach Filterung DVWF um, die eine Wellenform wie die in Fig. 5 gezeigte aufweist. Die Radbeschleunigung nach Filterung DVWF hat nur hochfre quente Anteile, die mit Fahrbahnoberflächenbedingungen zu sammenhängen, d. h. die mit schlechten Fahrbahnoberflächen wie etwa Off-Road-Oberflächen in Beziehung stehen.

Der Varianzberechnungsblock 150 in Fig. 3 wird im Fol genden detaillierter beschrieben. Block 150 berechnet für jedes der Fahrzeugräder 1 bis 4 eine Varianz DVWB innerhalb einer begrenzten Anzahl "n" von Abtastwerten der Radbe schleunigung nach Filterung DVWF nach folgender Gleichung:

DVWB = {DVWF(1)² + . . . + DVWF(n-1)² + DVWF(n)²}/n (2)

Dabei bezeichnet DVWF(1), . . ., DVWF(n-1), bzw. DVWF(n) den ältesten, . . ., den unmittelbar vorhergehenden bzw. den aktuellen Abtastwert innerhalb der begrenzten Anzahl von Abtastwerten der Radbeschleunigung nach Filterung DVWF.

Wie in Fig. 6 gezeigt, umfaßt Block 150 die Schritte 210, 220, 230, 240 und 250. Schritt 210 folgt auf Block 140 (vergleiche Fig. 3). Schritt 210 bestimmt, ob seit der letzten Ausführung von Schritt 220 eine vorbestimmte Zeit dauer (beispielsweise 5 ms) verstrichen ist. Falls die vor bestimmte Zeitdauer verstrichen ist, geht das Programm von Schritt 210 zu Schritt 220. Andernfalls geht das Programm von Schritt 210 zu Block 160 (vergleiche Fig. 3). Schritt 220 benützt den durch Block 140 (vergleiche Fig. 3) gegebenen aktuellen Wert der Radbeschleunigung nach Filterung DVWF, als einen aktuellen Abtastwert davon.

Schritt 220 berechnet das Quadrat des aktuellen Abtastwert (des aktuellen Wertes) der Radbeschleunigung nach Filterung DVWF. Schritt 220 addiert das berechnete Quadrat zu einem Teilvarianzsummenwert DVSUM.

Schritt 230 folgt auf Schritt 220. Schritt 230 be stimmt, ob der Teilvarianzsummenwert DVSUM einer Umdrehung (360°-Drehung) des Rotors des zugehörigen Radgeschwindig keitssensors entsprochen hat. Falls der Teilvarianzsummen wert DVSUM einer Umdrehung des Rotors entsprochen hat, geht das Programm von Schritt 230 zu Schritt 240. Andernfalls geht das Programm von Schritt 230 zu Block 160 (vergleiche Fig. 3).

Schritt 240 berechnet die Varianz DVWB, die gleich dem Teilvarianzsummenwert DVSUM, dividiert durch die Abtast wertezahl "n" ist. Schritt 240 aktualisiert die Varianz. Schritt 240 speichert die Information der alten Varianz zum späteren Gebrauch im RAM.

Schritt 250 folgt auf Schritt 240. Schritt 250 löscht den Teilvarianzsummenwert DVSUM zu "0". Nach Schritt 250 geht das Programm zu Block 160 (vergleiche Fig. 3).

Wie in Fig. 7 gezeigt, wird der Wert jedes Abtastwertes DVWF(1), DVWF(2), . . ., DVWF(n-1) und DVWF(n) der Rad beschleunigung nach Filterung relativ zu einer Null beschleunigung "0 g" quadriert, um eine Teilvarianz zu be rechnen. Die Teilvarianzen werden summiert (aufsummiert). Die Summe wird durch die Anzahl "n" der Abtastwerte divi diert, so daß man die Varianz DVWB erhält.

Der Schlechte-Fahrbahn-Bestimmungsblock 160 in Fig. 3 wird im Folgenden detaillierter beschrieben. Block 160 hat einzelne Bereiche für die jeweiligen Fahrzeugräder 1 bis 4. Diese Bereiche sind einander ähnlich. Daher wird nur einer der Bereiche näher erläutert. Wie in Fig. 8 gezeigt, umfaßt Block 160 die Schritte 310, 320, 330 und 340. Schritt 310 folgt auf Block 150 (vergleiche Fig. 3). Schritt 310 be stimmt, ob der aktuelle Moment unmittelbar auf den Moment der Durchführung von Schritt 240 (vergleiche Fig. 6) folgt, d. h. den Moment der Aktualisierung der Varianz DVWB. Falls der aktuelle Moment unmittelbar auf den Moment der Aktuali sierung der Varianz DVWB folgt, geht das Programm von Schritt 310 zu Schritt 320. Andernfalls geht das Programm von Schritt 310 zu Block 170 (vergleiche Fig. 3).

Schritt 320 erhält die durch Block 150 (vergleiche Fig. 3) gegebene aktuelle Varianz DVWB(n) und ruft auch die durch Block 150 gegebene unmittelbar vorhergehende Varianz DVWB (n-1) ab. Schritt 320 berechnet die Differenz zwischen den Varianzen DVWB(n) und DVWB(n-1). Schritt 320 berechnet den Absolutwert bzw. Betrag der berechneten Differenz. Schritt 320 vergleicht den berechneten Absolutwert mit einem vorbestimmten Referenzwert L, der einem vorbestimmten Schlechte-Fahrbahn-Niveaukriterium entspricht. Wenn der Ab solutwert gleich oder größer als Referenzwert L ist, geht das Programm von Schritt 320 zu Schritt 330. Andernfalls geht das Programm von Schritt 320 zu Schritt 340.

Schritt 330 bestimmt, daß die Fahrbahnoberfläche, auf der sich das Fahrzeug bewegt, schlecht (rauh) ist. Insbe sondere setzt Schritt 330 eine Marke AK auf einen Zustand "1", der bedeutet, daß die Fahrbahnoberfläche schlecht ist. Nach Schritt 330 geht das Programm zu Block 170 (vergleiche Fig. 3).

Schritt 340 legt fest, daß die Fahrbahnoberfläche, auf der das Fahrzeug sich bewegt, gut ist. Insbesondere setzt. Schritt 340 die Marke AK auf einen Zustand "0", der bedeu tet, daß die Fahrbahnoberfläche gut ist. Nach Schritt 340 geht das Programm zu Block 170 (vergleiche Fig. 3).

Wie oben beschrieben umfaßt jeder der Radgeschwindig keitssensoren 5 bis 8 Rotoren mit einer Verzahnung. Eine Variation innerhalb der Vorsprünge (Zähne) oder Einschnitte (Zahnlücken) in der Rotorverzahnung in Form und Position verursacht eine zyklische Änderung der Varianz DVWB der zu gehörigen Radbeschleunigung in einer einer Umdrehungsperi ode des Rotors entsprechenden Periode. Die Varianz DVWB ist gleich der Summe der durch Variationen der Rotorverzahnung verursachten Anteile und der mit Fahrbahnoberflächenzustän den (Rauhigkeit der Fahrbahnoberfläche) zusammenhängenden Anteile. In Fig. 9 ist ein Beispiel einer durch Variationen in der Rotorverzahnung verursachte Änderung in den Vari anzanteilen und ein Beispiel einer zu der Rauhigkeit der Fahrbahnoberfläche gehörigen Änderung der Varianzanteile im Zeitbereiche dargestellt. Der durch Variationen in der Rotorverzahnung verursachte Wechsel in den Varianzanteilen hat eine Periodendauer, die, wie in Fig. 9 gezeigt, gleich der Periodendauer der Rotorumdrehung ist. Auf der anderen Seite ist die zu der Rauhigkeit der Fahrbahnoberfläche ge hörende Änderung in den Varianzanteilen im Zeitbereich irregulär und unabhängig von der Umdrehungsperiode des Rotors, wie in Fig. 9 gezeigt. Die Schritte 230 und 240 in Fig. 6 wirken zusammen, um die Varianz DVWB für jede Um drehung des Rotors bereitzustellen. Wie oben beschrieben, ändern sich die durch Variationen in der Rotorverzahnung verursachten Varianzkomponenten zyklisch mit einer Peri odendauer, die der Periodendauer der Rotordrehung ent spricht. Daher bleibt die Änderung in den durch Variationen in der Rotorverzahnung verursachten Varianzanteilen im Zeitbereich im wesentlichen unabhängig von den Umdrehungen des Rotors. Der in Fig. 8 gezeigte Schritt 320 berechnet die Differenz zwischen der Varianz DVWB(n), die der aktuel len einen Umdrehung des Rotors entspricht, und der Varianz DVWB(n-1), die der unmittelbar vorhergehenden einen Umdre hung des Rotors entspricht. Die Berechnung der Differenz entfernt die Rotorverzahnungvariationsanteile aus der Vari anz DVWB(n) und die Rotorverzahnungsvariationsanteile aus der Varianz DVWB(n-1), da sie im wesentlichen identisch sind. Daher erlaubt die sich auf Differenzen zwischen den Varianzen DVWB(n) und DVWB(n-1) stützende Schlechte-Fahr bahn-Bestimmung eine präzise Bestimmung.

Im allgemeinen variiert die Varianz DVWB von Umdrehung zu Umdrehung des Rotors des zugehörigen Radgeschwindig keitssensors stärker, während der Rauhigkeitsgrad einer Fahrbahnoberfläche steigt (während der Schlechtigkeitsgrad der Fahrbahnoberfläche steigt). Daher zeigt die Differenz zwischen den Varianzen DVWB(n) und DVWB(n-1) den Rauhig keitsgrad der Fahrbahnoberfläche, d. h. den Schlechtigkeits grad der Fahrbahnoberfläche. Entsprechend liefert die mit dem Absolutwert der Differenz zwischen den Varianzen DVWB(n) und DVWB(n-1) arbeitende Schlechte-Fahrbahn-Bestim mung eine präzise Erfassung des Fahrbahnoberflächenzu standes. Wie oben beschrieben, wird die Schlechte-Fahrbahn- Bestimmung durch Vergleich des Absolutwertes der Differenz zwischen den Varianzen DVWD(n) und DVWB(n-1) mit dem vorbe stimmten Referenzwert L durchgeführt, der einem vorge schriebenen Schlechte-Fahrbahn-Niveaukriterium entspricht.

Eine zweite Ausführung der Erfindung ist bis auf die unten beschriebenen Änderungen in der Ausgestaltung der er sten Ausführung ähnlich. Die zweite Ausführung dieser Er findung wählt nur fahrbahnrauhigkeitsbezogene Variationsan teile aus den einzelnen Ausgangssignalen der Radgeschwin digkeitssensoren 5 bis 8 (vergleiche Fig. 1) in einer Art aus, die sich von der in der ersten Ausführung verwendeten entsprechenden Art unterscheidet.

Die zweite Ausführung der Erfindung implementiert die Auswahl der fahrbahnrauhigkeitsbezogenen Variationskompo nenten auf Basis von Variationen in Änderungsgrößen der Radgeschwindigkeiten oder auf Basis von Variationen in Varianzen der Radgeschwindigkeiten.

Im Fall von Variationen in den Änderungsgrößen der Rad geschwindigkeiten ist es möglich, die Absolutwerte der Rad beschleunigungen oder die Werte, die sich aus der Differen tiation der Radbeschleunigungen bzw. der differenzierten Werte der Radbeschleunigungen ergeben, zu verwenden.

Eine dritte Ausführung der Erfindung ist der ersten Ausführung bis auf die unten beschriebenen Änderungen in der Ausgestaltung ähnlich.

Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm eines Teils eines Pro gramms für eine elektronische Kontrolleinheit 40 (vergleiche Fig. 1) in der dritten Ausführung der Erfin dung. Der Programmteil in Fig. 10 bezieht sich auf die An tiblockierregelung. Der Programmteil wird gestartet, wenn ein Zündschalter 41 (vergleiche Fig. 1) auf seine EIN-Posi tion geschaltet wird. Wie in Fig. 10 gezeigt, initialisiert ein erster Schritt 410 des Programmteils Variablen ein schließlich Marken (Flags) und Zählerwerte. Nach Schritt 410 geht das Programm zu Schritt 420. Wie im Folgender genauer beschrieben, wird die Sequenz von Schritt 420 und den folgenden Schritten bzw. Blöcken periodisch wiederholt bzw. iteriert.

Schritt 420 berechnet die Drehgeschwindigkeiten der Fahrzeugräder 1 bis 4 (vergleiche Fig. 1) auf Basis der Ausgangssignale der jeweiligen Radgeschwindigkeitssensoren 5 bis 8 (vergleiche Fig. 1).

Ein auf Schritt 420 folgender Schritt 430 berechnet die Beschleunigungen der Fahrzeugräder 1 bis 4 aus den durch Schritt 420 gegebenen Radgeschwindigkeiten.

Ein auf Schritt 430 folgender Block 440 unterwirft die durch Schritt 430 gegebenen Radbeschleunigungen (Radbeschleunigungen vor Filterung) einer Hochpaßfilterung, um hochfrequente Anteile auszuwählen. Daher liefert Block 440 die gefilterten Radbeschleunigungen (die Radbeschleuni gungen nach Filterung). Die Funktion von Block 440 ist ähn lich der von 140 in Fig. 3.

Ein auf Block 440 folgender Block 450 berechnet Varian zen, der durch Block 440 gegebenen gefilterten Radbeschleu nigungen.

Ein auf Block 450 folgender Block 455 berechnet aus den durch Block 450 gegebenen Varianzen lernbasierte Werte.

Ein auf Block 455 folgender Block 460 bestimmt auf Ba sis der durch Block 455 gegebenen lernbasierten Werte, ob die Fahrbahnoberfläche, auf der sich das entsprechende Fahrzeug bewegt, schlecht (rauh) ist oder nicht.

Ein auf Block 460 folgener Block 470 setzt in Abhängig keit von dem Ergebnis der Schlechte-Fahrbahn-Bestimmung durch Block 460 Referenz-Schlupfwerte für die Fahrzeugräder 1 bis 4 fest. Block 470 berechnet die aktuellen Schlupfver hältnisse der Fahrzeugräder 1 bis 4 in bekannter Weise. Für jedes der Fahrzeugräder 1 bis 4 vergleicht Block 470 das aktuelle Schlupfverhältnis mit dem zugehörigen Referenz- Schlupfverhältnis. Wenn das aktuelle Schlupfverhältnis das Referenz-Schlupfverhältnis übersteigt, implementiert Block 470 eine Prozedur für eine ABS-(Antiblokiersystem) Rege lung in bekannter Weise. Zusätzlich setzt Block 470 eine ABS-Regelungs-Marke auf einen Zustand "1", der anzeigt, daß momentan die ABS-Regelung durchgeführt wird. Auf der ande ren Seite sperrt Block 470 die Durchführung der ABS-Rege lung und setzt die ABS-Regelungs-Marke auf einen Zustand "0", der anzeigt, daß die ABS-Regelung pausiert, wenn das aktuelle Schlupfverhältnis gleich oder kleiner dem Refe renz-Schlupfverhältnis ist. Auf diese Art führt Block 470 die Abarbeitung der Antiblockierregelung durch. Nach Block 470 springt das Programm zum Schritt 420 zurück.

Der Varianzberechnungsblock 450 wird im Folgenden de taillierter beschrieben. Für jedes der Fahrzeugräder 1 bis 4 berechnet Block 450 unter einer begrenzten Anzahl "n" von Abtastwerten der durch Block 440 gegebenen gefilterten Rad beschleunigung (der Radbeschleunigung nach Filterung) eine Varianz DVWB.

Wie in Fig. 11 gezeigt, umfaßt Block 450 die Schritte 510, 520, 530, 540 und 550. Schritt 510 folgt auf Block 440 (vergleiche Fig. 10). Schritt 510 bestimmt, ob seit der letzten Ausführung von Schritt 520 eine vorbestimmte Zeit dauer (beispielsweise 5 ms) verstrichen ist. Falls eine vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist, geht das Programm von Schritt 510 zu Schritt 520. Andernfalls geht das Pro gramm von Schritt 510 zu Block 455 (vergleiche Fig. 10).

Schritt 520 verwendet den durch Block 440 (vgl. Fig. 10) gegebenen aktuellen Wert der Radbeschleunigung nach Filterung DVWF als aktuellen Abtastwert davon. Schritt 520 berechnet das Quadrat des aktuellen Abtastwertes (des aktu ellen Wertes) der Radbeschleunigung nach Filterung DVWF. Schritt 520 addiert das berechnete Quadrat zu einem Teil varianzsummenwert DVSUM.

Schritt 530 folgt auf Schritt 520. Schritt 530 be stimmt, ob der Teilvarianzsummenwert DVSUM mit der Summe der Quadrate von "n" Abtastwerten der Radbeschleunigungen nach Filterung DVWF übereingestimmt hat. Dabei bezeichnet "n" eine vorgegebene natürliche Zahl. Falls der Teil varianzsummenwert. DVSUM mit der Summe der Quadrate von "n" Abtastwerten übereingestimmt hat, geht das Programm von Schritt 530 zu Schritt 540. Andernfalls geht das Programm von Schritt 530 zu Block 455 (vgl. Fig. 10).

Schritt 540 berechnet die Varianz DVWB, die gleich dem Teilvarianzsummenwert DVSUM, dividiert durch die Abtast anzahl "n" ist. Schritt 540 aktualisiert die Varianz. Schritt 540 speichert die Information der alten Varianz im RAM zum späteren Gebrauch.

Schritt 550 folgt auf Schritt 540. Schritt 550 setzt den Teilvarianzsummenwert DVSUM auf "0". Nach Schritt 550 geht das Programm zu Block 455 (vgl. Fig. 10).

Block 455 zur Berechnung lernbasierter Werte in Fig. 10 wird im folgenden detaillierter beschrieben. Block 455 um faßt einzelne Bereiche für die jeweiligen Fahrzeugräder 1 bis 4. Die einzelnen Bereiche sind einander ähnlich, daher wird nur einer der Bereiche im folgenden näher erklärt.

Im allgemeinen verursacht eine Variation unter den Vor sprüngen bzw. Einschnitten in der Verzahnung des Rotors eines Radgeschwindigkeitssensors in Form und Position eine Änderung in dessen Ausgangssignal. Daher umfaßt das Aus gangssignal des Radgeschwindigkeitssensors im Zeitbereich Komponenten, die durch Variationen der Rotorverzahnung ver ursacht sind, und Komponenten, die mit Fahrbahnoberflächen zuständen (Rauhigkeit einer Fahrbahnoberfläche) zusammen hängen. Wen ein entsprechendes Fahrzeug sich auf einer guten Fahrbahnoberfläche bewegt, sind die zur Fahrbahn oberfläche gehörenden Komponenten einer Änderung im Aus gangssignal des Radgeschwindigkeitssensors im Zeitbereich im wesentlichen Null. Daher sind, wenn das Fahrzeug sich auf einer guten Fahrbahnoberfläche bewegt, die zu Variatio nen in der Rotorverzahnung gehörenden Komponenten in der Änderung des Ausgangssignals des Radgeschwindigkeitssensors im Zeitbereich dominant. Entsprechend lernt Block 455, vor ausgesetzt, daß das Fahrzeug sich auf einer guten Fahrbahn oberfläche bewegt, anhand einer Änderung im Ausgangssignal des Radgeschwindigkeitssensors im Zeitbereich und lernt da mit die Komponenten, die in Beziehung mit Variationen der Rotorverzahnung stehen.

Wie in Fig. 12 gezeigt, umfaßt Block 455 Schritte 610, 620, 630, 640, 650, 660 und 670. Schritt 610 folgt auf Block 450 (vgl. Fig. 10). Schritt 610 bestimmt, ob der aktuelle Moment direkt auf den Moment der Ausführung von Schritt 540 (vgl. Fig. 11) folgt, d. h. den Moment der Aktualisierung der Varianz DVWB. Falls der aktuelle Moment unmittelbar auf den Moment der Aktualisierung der Varianz DVWB folgt, geht das Programm von Schritt 610 zu Schritt 620. Andernfalls geht das Programm von Schritt 610 zu Block 460 (vgl. Fig. 10).

Schritt 620 bestimmt mittels der durch Block 470 (vgl. Fig. 10) gesetzten ABS-Regelungs-Marke, ob die ABS-Regelung momentan durchgeführt wird. Falls die ABS-Regelung momentan durchgeführt wird, geht das Programm von Schritt 620 zu Block 460 (vgl. Fig. 10). Andernfalls geht das Programm von Schritt 620 zu Schritt 630. Rauschanteile im Ausgangssignal des Radgeschwindigkeitssensors sind während der Durchfüh rung der ABS-Regelung tendenziell relativ groß. Schritt 620 verhindert, daß das Lernen während der Ausführung der ABS- Regelung durchgeführt wird. Die Funktion von Schritt 620 ist effektiv zur Verbesserung der Genauigkeit des Resultats des Lernens.

Schritt 630 bestimmt, ob die durch Block 450 (vgl. Fig. 3) gegebene aktuelle Varianz DVWB(n) kleiner als ein vorbe stimmter Referenzwert KG ist, der einem Kriterium für schlechte Fahrbahnen entspricht. Wenn die aktuelle Varianz DVWB(n) kleiner als der Referenzwert KG ist, geht das Pro gramm von Schritt 630 zu Schritt 640. Andernfalls geht das Programm von Schritt 630 zu Block 460 (vgl. Fig. 10). Schritt 630 verhindert, daß das Lernen durchgeführt wird, wenn sich das Fahrzeug auf einer schlechten Fahrbahn be wegt.

Schritt 640 ruft die durch Block 450 (vgl. Fig. 3) ge gebene unmittelbar vorhergehende Varianz DVWB(n-1) ab. Schritt 640 errechnet die Differenz zwischen den Varianzen DVWB(n) und DVWB(n-1). Schritt 640 errechnet den Absolut wert (Betrag) der berechneten Differenz. Schritt 640 ver gleicht den berechneten Absolutwert mit einem vorbestimmten Referenzwert KR, der einem Kriterium für ausreichend gute Fahrbahnen entspricht. Wenn der Absolutwert gleich oder grösser als der Referenzwert KR ist, geht das Programm von Schritt 640 zu Block 460 (vgl. Fig. 10). Andernfalls geht das Programm von Schritt 640 zu Schritt 650. Schritt 640 gestattet die Durchführung des Lernens nur dann, wenn das Fahrzeug sich auf einer ausreichend guten Fahrbahn bewegt.

Schritt 650 berechnet die aktuelle geglättete Varianz oder die aktuelle mittlere Varianz GAKUX(n) entsprechend folgender Gleichung:

GAKUX = (1/2).{DVWB(n) + GAKUX(n-1)} (3)

Dabei bezeichnet GAKUX(n-1) die unmittelbar vorher gehende mittlere Varianz. Schritt 650 speichert die Infor mation der mittleren Varianz GAKUX(n) zum späteren Gebrauch im RAM.

Schritt 660 folgt auf Schritt 650. Schritt 660 berech net die Differenz zwischen der aktuellen mittleren Varianz GAKUX(n) und der unmittelbar vorhergehenden mittleren Vari anz GAKUX(n-1). Schritt 660 berechnet den Absolutwert. (Betrag) der berechneten Differenz. Schritt 660 vergleicht den berechneten Absolutwert mit einem vorbestimmten Refe renzwert, der einem Kriterium für ausreichend kleine Diffe renzen entspricht. Der in Schritt 660 verwendete Referenz wert kann gleich dem weiter oben eingeführten Referenzwert KG sein. Wenn der Absolutwert gleich oder größer als der Referenzwert (der Referenzwert KG) ist, geht das Programm von Schritt 660 zu Block 460 (vgl. Fig. 10). Andernfalls geht das Programm von Schritt 660 zu Schritt 670. Schritt 660 verhindert, daß das Lernen von nicht verlässlichen mittleren Varianzen abhängt, die einer Nichtkonvergenz ent sprechen. Hier sei angemerkt, daß, da das Lernen wiederholt und verbessert wird, die mittlere Varianz gegen einen Durchschnitt der Werte konvergiert, die man erhält, wenn das Fahrzeug sich auf ausreichend guten Fahrbahnen bewegt.

Schritt 670 setzt die aktuelle mittlere Varianz GAKUX(n) als einen lernbasierten Wert GAKU. Nach Schritt 670 geht das Programm zu Schritt 460 (vgl. Fig. 10).

Der schlechte-Fahrbahn-Bestimmungblock 460 in Fig. 10 wird im folgenden detaillierter beschrieben. Block 460 hat einzelne Bereiche für die jeweiligen Fahrzeugräder 1 bis 4. Die Bereiche sind ähnlich, daher wird nur einer der Be reiche im folgenden näher erklärt. Wie in Fig. 13 gezeigt, umfaßt Block 460 die Schritte 710, 720, 730 und 740. Schritt 710 folgt auf Block 455 (vgl. Fig. 10). Schritt 710 bestimmt, ob seit der letzten Ausführung von Schritt 720 eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise 50 ms) ver strichen sind. Falls die vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, geht das Programm von Schritt 710 zu Schritt 720. Andernfalls geht das Programm von Schritt 710 zu Block 470 (vgl. Fig. 10).

Schritt 720 erhält die aktuelle Varianz DVWB und den durch Block 450 (vgl. Fig. 10) gegebenen lernbasierten Wert GAKU. Schritt 720 berechnet die Differenz zwischen der ak tuellen Varianz DVWB und dem lernbasierten Wert GAKU. Schritt 720 berechnet den Absolutwert der berechneten Dif ferenz. Schritt 720 vergleicht den berechneten Absolutwert mit einem vorbestimmten Referenzwert R, der einem vorbe stimmten schlechten-Fahrbahn-Niveaukriterium entspricht. Wenn der Absolutwert gleich oder größer als der. Referenz wert L ist, geht das Programm von Schritt 720 zu Schritt 730. Andernfalls geht das Programm von Schritt 720 zu Schritt 740.

Schritt 730 legt fest, daß die Fahrbahnoberfläche, auf der sich das Fahrzeug bewegt, schlecht (rauh) ist. Insbe sondere setzt 730 eine Marke AK auf einen Zustand "1", der bedeutet, daß die Fahrbahnoberfläche schlecht ist. Nach Schritt 730 geht das Programm zu Block 470 (vgl. Fig. 10).

Schritt 740 legt fest, daß die Fahrbahnoberfläche, auf der sich das Fahrzeug bewegt, gut ist. Insbesondere setzt Schritt 740 die Marke AK auf einen Zustand "0", der bedeu tet, daß die Fahrbahnoberfläche gut ist. Nach Schritt 740 geht das Programm zu Block 470 (vgl. Fig. 10) weiter.

Der lernbasierte Wert GAKU entspricht einem Durch schnitt unter den Varianzen der zugehörigen Radbeschleuni gung, die man erhält, wenn das Fahrzeug sich auf guten Fahrbahnen bewegt. Um Änderungskomponenten des Ausgangs signals des zugehörigen Radgeschwindigkeitssensors im Zeit bereich auszuwählen, die zu Fahrbahnoberflächenbedingungen (Rauhigkeit der Fahrbahnoberfläche) gehören, berechnet ent sprechend der Schritt 720 in Fig. 13 die Differenz zwischen dem lernbasierten Wert GAKU und der aktuellen Varianz DVWB. Im allgemeinen wächst die zu Fahrbahnoberflächenbedingung gehörige Änderung im Ausgangssignal des Radgeschwindig keitssensors, wenn der Rauhigkeitsgrad der Fahrbahnober fläche ansteigt. Daher vergleicht Schritt 720 den Absolut wert der berechneten Differenz mit dem Referenzwert L, der einem Schlechte-Fahrbahn-Niveaukriterium entspricht. Der Vergleich liefert eine präzise Bestimmung des Zustandes der Fahrbahnoberfläche.

Eine vierte Ausführung dieser Erfindung ist bis auf die unten beschriebenen Änderungen in der Ausgestaltung ähnlich zu der dritten Ausführung. Die vierte Ausführung dieser Er findung wählt nur rauhigkeitsbezogene Variationsanteile von jedem der Ausgangssignale der Radgeschwindigkeitssensoren 5 bis 8 (vgl. Fig. 1) auf einer Art aus, die sich von der in der dritten Ausführung entsprechend verwendeten Art dieser Erfindung unterscheidet.

Die vierte Ausführung der Erfindung implementiert die Auswahl der fahrbahnrauhigkeitsbezogenen Variationskompo nenten auf Basis von Variationen in Änderungsgrößen der Radgeschwindigkeiten oder Variationen in den Varianzen der Radgeschwindigkeiten.

Im Falle der Variationen in den Änderungsgrössen der Radgeschwindigkeiten ist es möglich, die Absolutwerte der Radbeschleunigungen oder die Werte, die aus Differentiation der Radbeschleunigungen bzw. der differenzierten Werte der Radbeschleunigungen resultieren, zu verwenden.

Eine fünfte Ausführung dieser Erfindung ist bis auf die unten beschriebenen Änderungen in der Ausgestaltung ähnlich zu der ersten Ausführung.

In der fünften Ausführung der Erfindung werden Teil varianzen für jedes der Zeitintervalle (a), (b) und (c) aufsummiert, die jeweils einer Umdrehung eines Rotors in einem Radgeschwindigkeitssensor entsprechen. Wie in Fig. 14 gezeigt, entsprechen die Zeitintervalle (a), (b) bzw. (c) jeweils versetzten Rotorwinkelbereichen. Insbesondere unterscheiden sich die Zeitintervalle (die Rotorwinkel bereiche) (a), (b) und (c) um je 120°. Das Zeitintervall (a) entspricht dem Rotorwinkelbereich zwischen 0° und 360°. Das Zeitintervall (b) entspricht dem Rotorwinkelbereich zwischen 120° und 480°. Das Zeitintervall (c) entspricht dem Rotorwinkelbereich zwischen 240° und 600°. Entsprechend der fünften Ausführungsform der Erfindung kann die Dauer der Ausführung der schlechte-Fahrbahn-Bestimmung kürzer sein.

Eine sechste Ausführung der Erfindung ist bis auf die unten beschriebenen Änderungen in der Ausgestaltung ähnlich zu der ersten bis fünften Ausführung.

Die Hochpaßfilterung der Radbeschleunigungen (vgl. Block 140 in Fig. 3 oder Block 440 in Fig. 10) ist bei der sechsten Ausführung der Erfindung weggelassen.

Claims

1. Vorrichtung zur Erfassung eines Zustandes einer Fahr bahnoberfläche, die umfaßt:
ein Radgeschwindigkeitserfassungsmittel zur Ausgabe eines Radgeschwindigkeitssignals, das die Geschwindig keit eines Rades eines Fahrzeugs repräsentiert;
ein Radgeschwindigkeitssummationsmittel zur Summation von Variationen in der durch das Radgeschwindigkeits signal repräsentierten Radgeschwindigkeit während jeder Zeitperiode, die einer Umdrehung des Fahrzeugrades ent spricht, und zur Erzeugung eines Summenwertes, der ein Ergebnis dieser Summation repräsentiert; und
ein Fahrbahnoberflächenzustandserfassungsmittel zur Er fassung eines Fahrbahnoberflächenzustandes auf Basis einer Differenz zwischen einem aktuellen Summenwert und einem vorhergehenden Summenwert, die von dem Rad geschwindigkeitssummationsmittel erzeugt worden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter umfaßt:
ein Radbeschleunigungsberechnungsmittel zur Berechnung einer Beschleunigung des Fahrzeugrades aus dem von dem Radgeschwindigkeitserfassungsmittel ausgegebenen Rad geschwindigkeitssignal; und
ein in dem Radgeschwindigkeitssummationsmittel vorhan denes Mittel zur Summation von durch das Radbeschleuni gungsberechnungsmittel berechneten Variationen in der Radbeschleunigung und zur Verwendung eines Ergebnisses der Summation der Variationen in der Radbeschleunigung als ein Ergebnis der Summation der Variationen in der Radgeschwindigkeit.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter umfaßt:
ein Radbeschleunigungsberechnungsmittel zur Berechnung einer Beschleunigung des Fahrzeugrades aus der von dem Radgeschwindigkeitserfassungsmittel ausgegebenen Rad geschwindigkeitssignal;
ein Varianzberechnungsmittel zur Berechnung einer Vari anz der durch das Radbeschleunigungsberechnungsmittel berechneten Radbeschleunigung; und
ein in dem Radgeschwindigkeitssummationsmittel vor handenes Mittel zur Verwendung der durch das Varianz berechnungsmittel berechneten Varianz als ein Ergebnis der Summation der Variationen in der Radgeschwindig keit.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter umfaßt:
ein Beschleunigsdifferenzwertberechnungsmittel zur Be rechnung eines Differenzwertes einer Beschleunigung des Fahrzeugrades aus dem von dem Radgeschwindigkeitserfas sungsmittel ausgegebenen Radgeschwindigkeitssignal; und
ein in dem Radgeschwindigkeitssummationsmittel vorhan denes Mittel zur Summation von durch das Beschleuni gungsdifferenzwertberechnungsmittel berechneten Varia tionen in dem Differenzwert, und zur Verwendung eines Ergebnisses der Summation der Variationen im Differenz wert als ein Ergebnis der Summation der Variationen in der Fahrzeugradgeschwindigkeit.

5. Vorrichtung zur Erfassung eines Zustandes einer Fahr bahnoberfläche, die umfaßt:
ein Radgeschwindigkeitserfassungsmittel zur Ausgabe eines Radgeschwindigkeitssignals, das eine Geschwindig keit eines Rades eines Fahrzeugs repräsentiert;
ein Lernmittel zum Lernen einer Variation in der durch das Radgeschwindigkeitssignal, das von dem Radgeschwin digkeitserfassungsmittel ausgegeben wird, repräsentier ten Radgeschwindigkeit, und zur Erzeugung eines lern basierten Wertes, der ein Ergebnis dieses Lernens repräsentiert; und
Fahrbahnoberflächenzustandserfassungsmittel zur Erfas sung eines Fahrbahnoberflächenzustandes auf der Basis einer Differenz zwischen dem lernbasierten Wert und einer Variation in der durch das Radgeschwindigkeits signal, das von dem Radgeschwindigkeitserfassungsmittel ausgegeben wird, repräsentierten Radgeschwindigkeit.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lernmittel umfaßt:
ein Mittel zur Auswahl von Komponenten aus der Varia tion in der Radgeschwindigkeit, die durch eine Varia tion in der Herstellgenauigkeit eines Rotors verursacht werden, und
ein Mittel zum Lernen der ausgewählten Komponenten der Variation in der Radgeschwindigkeit, die durch eine Variation in der Rotorherstellungsgenauigkeit verur sacht sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lernmittel Mittel zum Lernen eines Durch schnitts eines Summenwertes von Variationen in der Rad geschwindigkeit umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter umfaßt:
ein Radbeschleunigungsberechnungsmittel zur Berechnung einer Beschleunigung des Fahrzeugrades aus dem von dem Radgeschwindigkeitserfassungsmittel ausgegebenen Rad geschwindigkeitssignal;
ein in dem Lernmittel vorhandenes Mittel zum Lernen einer Variation in der durch das Radbeschleunigungs berechnungsmittel berechneten Radbeschleunigung, und zur Verwendung eines Ergebnisses des Lernens der Varia tion in der Radbeschleunigung als den lernbasierten Wert, der das Ergebnis des Lernens der Variation in der Radgeschwindigkeit repräsentiert; und
ein in dem Fahrbahnoberflächenzustandserfassungsmittel vorhandenes Mittel zur Erfassung des Zustandes der Fahrbahnoberfläche auf Basis einer Differenz zwischen dem lernbasierten Wert und einer Variation in der durch das Radbeschleunigungsberechnungsmittel berechneten Radbeschleunigung.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter umfaßt:
ein Radbeschleunigungsberechnungsmittel zur Berechnung einer Beschleunigung des Fahrzeugrades aus der von dem Radgeschwindigkeitserfassungsmittel ausgegebenen Radge schwindigkeitssignal;
ein Varianzberechnungsmittel zur Berechnung einer Vari anz der durch das Radbeschleunigungsberechnungsmittel berechneten Radbeschleunigung;
ein im Lernmittel vorhandenes Mittel zum Lernen einer Variation in der durch das Varianzberechnungsmittel be rechneten Varianz, und zur Verwendung eines Resultats des Lernens der Variation in der Varianz als den lern basierten Wert, der das Ergebnis des Lernens der Varia tion in der Radgeschwindigkeit repräsentiert; und
ein in dem Fahrbahnoberflächenzustandserfassungsmittel vorhandenes Mittel zur Erfassung des Fahrbahnober flächenzustandes auf Basis einer Differenz zwischen dem lernbasierten Wert und einer Variation in der durch das Varianzberechnungsmittel berechneten Varianz.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter umfaßt:
ein Beschleunigungsdifferenzwertberechnungsmittel zur Berechnung eines Differenzwertes einer Beschleunigung des Fahrzeugrades aus dem von dem Radgeschwindigkeits erfassungsmittel ausgegebenen Radgeschwindigkeits signal;
ein im Lernmittel vorhandenes Mittel zum Lernen einer Variation in dem durch das Beschleunigungsdifferenz wertberechnungsmittel berechneten Differenzwert, und zur Verwendung eines Ergebnisses des Lernens der Varia tion in dem Differenzwert als den lernbasierten Wert, der das Ergebnis des Lernens der Variation in der Rad geschwindigkeit repräsentiert und
ein in dem Fahrbahnoberflächenzustandserfassungsmittel vorhandenes Mittel zur Erfassung des Zustandes der Fahrbahnoberfläche auf Basis einer Differenz zwischen dem lernbasierten Wert und einer Variation in dem durch das Beschleunigungsdifferenzwertberechnungsmittel be rechneten Differenzwert.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Radgeschwindigkeitserfassungsmittel einen Rad geschwindigkeitssensor umfaßt.

12. Vorrichtung in einem Fahrzeug zur Erfassung eines Zustandes einer Fahrbahnoberfläche, die umfaßt:
ein erstes Mittel zur Erfassung einer Drehgeschwindig keit eines Fahrzeugrades;
ein zweites Mittel zur Berechnung einer Beschleunigung des Fahrzeugrades aus der durch das erste Mittel er fassten Radgeschwindigkeit;
ein drittes Mittel zur periodischen Abtastung der durch das zweite Mittel berechneten Radbeschleunigung zur Er zeugung von Abtastwerten der Radbeschleunigung;
ein viertes Mittel zur Berechnung einer ersten Varianz in den Abtastwerten der Radbeschleunigung, die durch das dritte Mittel erzeugt worden sind, für ein erstes Zeitintervall, das einer aktuellen Umdrehung des Fahr zeugrades entspricht, und zur Berechnung einer zweiten Varianz in den durch das dritte Mittel erzeugten Ab tastwerten der Radbeschleunigung für ein zweites Zeit intervall, das der vorhergehenden Umdrehung des Fahr zeugrades entspricht;
ein fünftes Mittel zur Berechnung einer Differenz zwi schen der ersten und der zweiten durch das vierte Mit tel berechneten Varianz; und
ein sechstes Mittel zur Erfassung eines Zustandes einer Fahrbahnoberfläche in Abhängigkeit von der durch das fünfte Mittel berechneten Differenz.

13. Eine Vorrichtung in einem Fahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das sechste Mittel umfaßt:

a) ein siebtes Mittel zur Bestimmung, ob die durch das fünfte Mittel berechnete Differenz kleiner als ein vorbestimmter Referenzwert ist,
b) ein achtes Mittel zur Festlegung, daß der Zustand der Fahrbahnoberfläche gut ist, wenn das siebte Mittel feststellt, daß die Differenz kleiner als der vorbestimmte Referenzwert ist, und
c) ein neuntes Mittel zur Festlegung, daß der Zustand der Fahrbahnoberfläche schlecht ist, wenn das siebte Mit tel feststellt, daß die Differenz nicht kleiner als der vorbestimmte Referenzwert ist.

14. Vorrichtung in einem Fahrzeug zur Erfassung eines Zu standes einer Fahrbahnoberfläche, die umfaßt:
ein erstes Mittel zur Erfassung einer Drehgeschwindig keit eines Fahrzeugrades;
ein zweites Mittel zur Berechnung einer Beschleunigung des Fahrzeugrades aus der durch das erste Mittel er fassten Radgeschwindigkeit;
ein drittes Mittel zur periodischen Abtastung der durch das zweite Mittel berechneten Radbeschleunigung zur Er zeugung von Abtastwerten der Radbeschleunigung;
ein viertes Mittel zur Berechnung einer Varianz in den durch das dritte Mittel erzeugten Abtastwerten der Rad beschleunigung für jedes Zeitintervall;
ein fünftes Mittel zur periodischen Berechnung einer ersten Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden, durch das vierte Mittel berechneten Varianzen;
ein sechstes Mittel zur periodischen Bestimmung, ob die durch das fünfte Mittel berechnete erste Differenz kleiner als ein vorbestimmter Referenzwert ist;
ein siebtes Mittel zur Definition einer durch das vier te Mittel berechneten Varianz und zur Bezugnahme auf die erste Differenz als eine effektive Referenz nur dann, wenn das sechste Mittel feststellt, daß die erste Differenz kleiner als der vorbestimmte Referenzwert ist;
ein achtes Mittel zur Erzeugung eines lernbasierten Wertes in Abhängigkeit von durch das siebte Mittel er zeugten effektiven Referenzen;
ein neuntes Mittel zur Berechnung einer zweiten Diffe renz zwischen einer durch das vierte Mittel berechneten aktuellen Varianz und dem durch das achte Mittel er zeugten lernbasierten Wert; und
ein zehntes Mittel zur Erfassung eines Zustandes einer Fahrbahn in Abhängigkeit von der durch das neunte Mit tel berechneten zweiten Differenz.

15. Vorrichtung in einem Fahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zehnte Mittel umfaßt:

a) ein elftes Mittel zur Feststellung, ob die durch das neunte Mittel berechnete zweite Differenz kleiner als ein vorbestimmter Kriteriumswert ist,
b) ein zwölftes Mittel zur Feststellung, daß der Zustand der Fahrbahnoberfläche gut ist, wenn das elfte Mit tel feststellt, daß die zweite Differenz kleiner als der vorbestimmte Kriteriumswert ist, und
c) ein dreizehntes Mittel zur Feststellung, daß der Zu stand der Fahrbahnoberfläche schlecht ist, wenn das elfte Mittel feststellt, daß die zweite Differenz nicht kleiner als der vorbestimmte Kriteriumswert ist.