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Gebiet der
Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abschätzen einer
Straßenoberflächen-Zustandsänderung,
die eine Änderung
des Oberflächenzustands
einer Straße,
auf der ein Fahrzeug fährt,
abschätzt,
ein Kraftfahrzeug mit dieser Vorrichtung und ein entsprechendes
Verfahren zum Abschätzen
einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung.
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Technischer
Hintergrund
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Es
sind eine Reihe von Vorrichtungen vorgeschlagen worden, um eine Änderung
eines Straßenoberflächen-Zustands
bei fahrendem Fahrzeug abzuschätzen.
Eine vorgeschlagene Vorrichtung schätzt eine Änderung des Reibungskoeffizienten auf
der Straßenoberfläche ab aufgrund
einer Schwingungskomponente einer gemessenen Raddrehzahl als Antwort
auf eine impulsartige Änderung
des hydraulischen Bremsdrucks während
des Bremsens (siehe beispielsweise die japanische Patent-Offenlegungsschrift
Gazette Nr. 2000-313327). In einer Vorrichtung, die einen Bremsmomentgradienten
während
der Fahrzeugbremsung abschätzt,
den Unterschied zwischen dem abgeschätzten Bremsmomentgradienten
und einem Zielwert berechnet und eine Steuerung durchführt, um
den errechneten Unterschied auszugleichen, schätzt eine vorgeschlagene Technik
eine Veränderung
des Reibungskoeffizienten auf der Straßenoberfläche ab, wenn der Unterschied
in oder über
einer bestimmten Höhe
für eine vorgegebene
Zeitspanne fortbesteht (siehe beispielsweise die japanische Patent-Offenlegungsschrift
Gazette Nr. 11-321617). Eine andere vorgeschlagene Vorrichtung erfaßt eine
holprige Straßenoberfläche oder
eine Schwingung in einem Antriebssystem aufgrund des Drehzahlunterschieds
zwischen den Antriebsrädern
und den angetriebenen Rädern
(siehe beispielsweise die japanische Patent-Offenlegungsschrift
Gazette Nr. 11-38034).
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In
einem Kraftfahrzeug, das in der Lage ist, ein Durchrutschen oder
Blockieren aufgrund des Straßenoberflächen-Zustands
und der Fahrbedingungen zu bewältigen,
erfaßt
eine vorgeschlagene Technik das Durchrutschen oder Blockieren und
verhindert eine Änderung
der Höhe
des an die Antriebswelle ausgegebenen Drehmoments, bis das Durchrutschen
oder Blockieren konvergiert (siehe beispielsweise die japanische
Patent-Offenlegungsschrift
Gazette Nr. 7-143618).
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Das
Ergebnis der Abschätzung
bzw. Schätzung
einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
bei fahrendem Fahrzeug kann für
die Steuerungstechnik verwendet werden, mit der ein Durchdrehen
der Antriebsräder
oder ein Blockieren der Antriebsräder oder der angetriebenen
Räder verhindert wird,
was bei einer Änderung
des Zustands der Straßenoberfläche vorkommen
kann. Dies verbessert die Fahrstabilität auf vorteilhafte Weise. Somit
besteht ein großer
Bedarf an der Entwicklung einer neuen Abschätzungstechnik mit höherer Genauigkeit.
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Aus
der
EP 0 630 786 A1 ist
ein Verfahren zum Abschätzen
eines Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche auf Basis der Beschleunigung
der einzelnen Räder
eines Fahrzeugs bekannt.
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Die
DE-OS 21 31 566 offenbart ein Bremssystem mit einer Steuereinheit,
die den Bremsdruck verändert,
wenn die aus Radwinkelgeschwindigkeiten ermittelten Beschleunigungen
eines Rades betragsmäßig einen
gegebenen Wert überschreiten.
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Aus
der
DE 694 05 523
T2 ist eine ABS-Steuerung bekannt, bei der eine Schlupfrate, wenn
eine Rad-Verzögerung
einen fahrzeugverzögerungsabhängigen Wert erreicht
oder überschreitet, mit
einer Soll-Schlupfrate verglichen wird, die auf einer Rad- und Fahrzeugverzögerung basiert.
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Die
DE 39 22 262 A1 offenbart
eine Steuervorrichtung für
ein Kraftfahrzeug, in der ein Rutschen eines angetriebenen Rades
auf Basis der Geschwindigkeiten eines Antriebsrades und des Kraftfahrzeugs
erkannt wird. Wenn ein Rutschen erkannt worden ist, steuert die
Steuereinheit die Antriebskraft auf Basis dieser Geschwindigkeiten
und einer Beschleunigung des angetrieben Rades.
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Aus
der
EP 1 147 937 B1 ist
eine Schlupfregelvorrichtung bekannt, in der eine Drehmomentbegrenzung
einer Antriebswelle verstärkt
wird, wenn eine Winkelbeschleunigung der Antriebswelle einen Schwellenwert überschreitet
und die verstärkte
Drehmomentbegrenzung verringert, wenn sie unter den Schwellenwert
fällt.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
Vorrichtung zum Abschätzen
bzw. Schätzen
einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung und
das entsprechende Verfahren zum Abschätzen einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung
der Erfindung haben zum Ziel, eine Änderung eines Straßenoberflächen-Zustands
bei fahrendem Fahrzeug durch eine vom Stand der Technik verschiedene Technik
abzuschätzen.
Die Vorrichtung zum Abschätzen
einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung
und das entsprechende Verfahren zum Abschätzen einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung
der Erfindung haben auch zum Ziel, eine abrupte Zunahme des Reibungskoeffizienten
auf der Straßenoberfläche abzuschätzen. Das
Kraftfahrzeug der Erfindung hat zum Ziel, eine Änderung des Straßenoberflächen-Zustands
bei fahrendem Fahrzeug erfolgreich zu bewältigen.
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Zumindest
ein Teil der obigen und anderer, damit zusammenhängender, Ziele wird von der
Vorrichtung zum Abschätzen
bzw. Schätzen
einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung,
dem Kraftfahrzeug mit dieser Vorrichtung und dem entsprechenden
Verfahren zum Abschätzen
bzw. Schätzen
einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung
der Erfindung mit den nachstehend erörterten Anordnungen erreicht.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf eine Vorrichtung zum Abschätzen bzw.
Schätzen
einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung
gerichtet, die in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist, und die eine Änderung
des Oberflächen-Zustands
einer Straße,
auf der das Fahrzeug fährt,
schätzt,
und die Vorrichtung zum Schätzen
einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung
schließt
ein:
ein Drehwinkelbeschleunigungs-Meßmodul, das die Drehwinkelbeschleunigung
einer Antriebswelle mißt, die
mechanisch mit den Antriebsrädern
des Kraftfahrzeugs verkuppelt ist; und
ein Zustandsänderungs-Abschätzmodul,
das die Änderung
des Oberflächen-Zustands einer Straße entsprechend
der Änderung
der gemessenen Drehwinkelbeschleunigung schätzt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Abschätzen
bzw. Schätzen
einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung
schätzt
eine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands entsprechend
einer Veränderung
der Drehwinkelbeschleunigung der Antriebswelle, die mechanisch mit
den Antriebsrädern des
Kraftfahrzeugs verkuppelt ist. Das Durchdrehen der Antriebsräder aufgrund
einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
kann als Veränderung
der Raddrehzahl entsprechend dem Grad der Änderung des Straßenoberflächen-Zustands
und der Höhe
des Moments, das auf die Antriebsräder wirkt, beobachtet werden.
Eine Analyse der Veränderung
der Drehwinkelbeschleunigung der Antriebswelle, die einer Veränderung
der Raddrehzahl entspricht, ermöglicht eine
Schätzung
der Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands.
Der Ausdruck „die
mechanisch mit den Antriebsrädern
verkuppelte Antriebswelle" schließt hier
Achsen ein, die direkt mit den jeweiligen Antriebsrädern verkuppelt
sind, ebenso wie eine Drehwelle oder eine andere Welle, die über ein
mechanisches Bauteil, wie ein Differentialgetriebe, mit dem Antriebsradpaar
verkuppelt ist. Das „Drehwinkelbeschleunigungs-Meßmodul" kann direkt die Drehwinkelbeschleunigung
der Antriebswelle messen oder kann die Drehwinkelgeschwindigkeit
der Antriebswelle messen und die Drehwinkelbeschleunigung der Antriebswelle
aus der gemessenen Drehwinkelgeschwindigkeit berechnen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Vorrichtung zum Abschätzen
bzw. Schätzen
einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung
der Erfindung kann das Zustandsänderungs-Abschätzmodul die Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
aufgrund einer Veränderung
der Dauer einer zeitlichen Änderung
der gemessenen Drehwinkelbeschleunigung schätzen, die auf oder über einen
vorgegebenen Bezugswert steigt. Ohne eine Änderung des Straßenoberflächen-Zustands
verändert
sich die Dauer der zeitlichen Änderung
der Drehwinkelbeschleunigung nur geringfügig, zeigt aber keine abrupten
Veränderungen.
Bei einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
verändert
sich die Dauer der zeitlichen Änderung
der Drehwinkelbeschleunigung jedoch abrupt. Unter Berücksichtigung
dieses Phänomens
kann die Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
aufgrund der Veränderung
der Dauer der zeitlichen Änderung
der Drehwinkelbeschleunigung eingeschätzt werden. In diesem Fall
kann das Zustandsänderungs-Abschätzmodul
die Änderung des
Straßenoberflächen-Zustands
als Antwort auf eine Veränderung
der Dauer der zeitlichen Änderung der
gemessenen Drehwinkelbeschleunigung bei oder über einer vorgegebenen Rate
schätzen.
Ferner kann in diesem Fall das Zustandsänderungs-Abschätzmodul
einen abrupten Anstieg des Reibungskoeffizienten auf der Straßenoberfläche schätzen, wenn
die Dauer der zeitlichen Änderung
der gemessenen Drehwinkelbeschleunigung in einem gegenüberliegenden
Peak, der unmittelbar nach einem ersten Peak erfaßt wird,
der nach einem Anstieg der Drehwinkelbeschleunigung auf oder über einen
vorgegebenen Bezugswert auftritt, um oder um mehr als die vorgegebene
Rate kürzer
ist als die Dauer der zeitlichen Änderung des ersten Peaks. Diese
Anordnung gewährleistet
die Schätzung
eines abrupten Anstiegs des Reibungskoeffizienten auf der Straßenoberfläche als Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
aufgrund der Veränderung
der Dauer, d.h. einen Wechsel von einer Straßenoberfläche mit niedrigem μ zu einer
Straßenoberfläche mit
hohem μ.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Abschätzen
bzw. Schätzen
einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung
kann das Zustandsänderungs-Abschätzmodul
die Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands aufgrund
eines ersten Spitzenwerts, der nach einem Anstieg der gemessenen Drehwinkelbeschleunigung
auf oder über
einen vorgegebenen Bezugswert erfaßt wird, und eines gegenüberliegenden
zweiten Spitzenwerts schätzen, der
unmittelbar nach dem ersten Spitzenwert erfaßt wird. Im Fall eines Durchdrehens
der Antriebsräder auf
der Straßenoberfläche mit
niedrigem μ erscheint der
erste Peak unmittelbar nach Beginn des Durchdrehens der Räder, und
der zweite Peak erscheint im Verlauf des Konvergierens der durchdrehenden
Räder.
Ohne eine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
liegt der Spitzenwert während
des Konvergierens der durchdrehenden Räder innerhalb eines bestimmten
Bereichs, der vom Reibungskoeffizienten auf der Straßenoberfläche und
der Fahrzeugart abhängt.
Bei einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands,
d.h. bei einem Wechsel von einer Straßenoberfläche mit niedrigem μ zu einer
Straßenoberfläche mit
hohem μ, übersteigt
der Spitzenwert während
des Konvergierens der durchdrehenden Räder jedoch den bestimmten Bereich.
Unter Berücksichtigung
dieses Phänomens
kann die Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
aufgrund des ersten Spitzenwerts und des zweiten Spitzenwerts geschätzt werden.
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In
diesem Fall kann das Zustandsänderungs-Abschätzmodul
die Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
als Antwort auf die Veränderung
eines Absolutwerts des zweiten Spitzenwerts relativ zum Absolutwert
des ersten Spitzenwerts bei oder über einer vorgegebenen Rate
schätzen.
In diesem Fall kann das Zustandsänderungs-Abschätzmodul
ferner eine abrupte Steigerung des Reibungskoeffizienten auf der Straßenoberfläche schätzen, wenn
der Absolutwert des zweiten Spitzenwerts bei oder über einer
vorgegebenen Rate größer ist
als der Absolutwert des ersten Spitzenwerts. Diese Anordnung gewährleistet
die Schätzung
eines abrupten Anstiegs des Reibungskoeffizienten auf der Straßenoberfläche als Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands aufgrund
des ersten Spitzenwerts und des zweiten Spitzenwerts, d.h. einen
Wechsel von einer Straßenoberfläche mit
niedrigem μ zu
einer Straßenoberfläche mit
hohem μ.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Abschätzen
bzw. Schätzen
einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung
kann das Zustandsänderungs-Abschätzmodul
die Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands aufgrund
eines zweiten Spitzenwerts der gemessenen Drehwinkelbeschleunigung
schätzen,
der nach einem Anstieg auf oder über einen
vorgegebenen Bezugswert erfaßt
wird. Wie zuvor beschrieben, erscheint im Fall des Durchdrehens der
Antriebsräder
auf der Straßenoberfläche mit niedrigem μ der zweite
Peak im Verlauf des Konvergierens der durchdrehenden Räder. Ohne
eine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
liegt der Spitzenwert innerhalb eines bestimmten Bereichs. Bei einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands liegt
der Spitzenwert über
einem bestimmten Bereich. Unter Berücksichtigung dieses Phänomens kann
die Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
aufgrund des zweiten Spitzenwerts geschätzt werden. In diesem Fall
kann das Zustandsänderungs-Abschätzmodul
eine abrupte Zunahme des Reibungskoeffizienten auf der Straßenoberfläche schätzen, wenn
ein Absolutwert des zweiten Spitzenwerts nicht unter einer voreingestellten
Höhe liegt. Diese
Anordnung gewährleistet
die Schätzung
eines abrupten Anstiegs des Reibungskoeffizienten auf der Straßenoberfläche als Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands aufgrund
des zweiten Spitzenwerts, d.h. einen Wechsel von einer Straßenoberfläche mit niedrigem μ zu einer
Straßenoberfläche mit
hohem μ.
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Die
vorliegende Erfindung ist auch auf ein Kraftfahrzeug gerichtet,
das folgendes einschließt: einen
Motor, der eine Leistung an eine Antriebswelle abgibt, die mechanisch
mit Antriebsrädern
des Kraftfahrzeugs verkuppelt ist; ein Drehwinkel beschleunigungs-Meßmodul,
das eine Drehwinkelbeschleunigung der Antriebswelle mißt; ein
Zustandsänderungs-Abschätzmodul,
das die Änderung
des Oberflächen-Zustands einer Straße entsprechend
einer Änderung
der gemessenen Drehwinkelbeschleunigung schätzt; und ein Antriebssteuermodul,
das den Motor so antreibt und steuert, daß die Höhe des Moments, das gemäß einer
Handlung des Fahrers und dem Fahrzeug-Betriebszustand an die Antriebswelle abgegeben
wird, geregelt wird, während
es den Motor als Antwort auf die Schätzung der Änderung des Straßenoberflächen-Zustands
durch das Zustandsänderungs-Abschätzmodul
so antreibt und steuert, daß die
Höhe des
Moments, das an die Antriebswelle ausgegeben wird, über einen
vorgegebenen Zeitraum beschränkt
wird.
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In
dem Kraftfahrzeug der Erfindung wird der Motor so angetrieben und
gesteuert, daß die
Höhe des
Moments, das gemäß einer
Handlung des Fahrers und dem Fahrzeug-Betriebszustand an die Antriebswelle
abgegeben wird, geregelt wird, während der
Motor als Antwort auf die Schätzung
der Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
durch das Zustandsänderungs-Abschätzmodul
so angetrieben und gesteuert wird, daß die Höhe des Moments, das an die
Antriebswelle ausgegeben wird, über
einen vorgegebenen Zeitraum beschränkt wird. Die Beschränkung der
Höhe des
an die Antriebswelle ausgegebenen Drehmoments verhindert vorteilhaft
ein potentielles Pulsieren des Drehmoments, das bei einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
entstehen kann (beispielsweise ein Pulsieren der Drehwinkelbeschleunigung).
Bei dem „Motor" handelt es sich
vorzugsweise um einen Elektromotor oder einen Motorgenerator, der
schnell auf die Steuerung anspricht.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des Kraftfahrzeugs der Erfindung kann das Antriebssteuermodul den
Motor als Antwort auf die Abschätzung bzw.
Schätzung
einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
durch das Zustandsänderungs-Abschätzmodul
so antreiben und steuern, daß die
Höhe des
Moments, das an die Antriebswelle ausgegeben wird, auf einen Momentgrenzwert
beschränkt
wird, der gemäß einem
Spitzenwert der Drehwinkelbeschleunigung gesetzt wird, der vom Drehwinkel-Beschleunigungsmodul
gemessen wird. Man geht davon aus, daß der Spitzenwert der Drehwinkelbeschleunigung
den Grad der Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
in gewissem Umfang wiedergibt. Das Setzen des Drehmoment-Grenzwerts
gemäß dem Spitzenwert
gewährleistet
dementsprechend eine adäquate
Drehmomentbeschränkung. Der
Drehmoment-Grenzwert kann so gesetzt werden, daß er bei einer Zunahme des
Spitzenwerts steigt. In diesem Fall kann das Zustandsänderungs-Abschätzmodul
die Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
als Antwort auf eine Veränderung
der Dauer der zeitlichen Änderung
der gemessenen Drehwinkelbeschleunigung schätzen, die bei oder über einer
vorgegebenen Rate auf oder über
einen vorgegebenen Grenzwert steigt. Ferner kann das Zustandsänderungs-Abschätzmodul
die Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
als Antwort auf die Veränderung
des Absolutwerts eines gegenüberliegenden
zweiten Spitzenwerts, der unmittelbar nach einem ersten Spitzenwert
erfaßt
wird, relativ zum Absolutwert des ersten Spitzenwerts, der nach einem
Anstieg der gemessenen Drehwinkelbeschleunigung auf oder über einen
vorgegebenen Bezugswert bei oder über einer vorgegebenen Rate
erfaßt
wird, schätzen.
Darüber
hinaus kann das Zustandsänderungs-Abschätzmodul
eine Änderung des
Straßenoberflächen-Zustands
schätzen,
wenn der Absolutwert eines zweiten Spitzenwerts der gemessenen Drehwinkelbeschleunigung,
der nach einem Anstieg auf oder über
einen vorgegebenen Bezugswert erfaßt wird, nicht unter einer
vorgegebenen Höhe
liegt.
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Ein
erstes erfindungsgemäßes Verfahren zum
Abschätzen
bzw. Schätzen
einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung
schätzt
eine Änderung des
Zustands einer Straßenoberfläche, auf
der das Kraftfahrzeug fährt,
und das Verfahren zum Schätzen einer
Straßenoberflächen-Zustandsänderung schließt folgende
Schritte ein: (a) Messen der Drehwinkelbeschleunigung einer Antriebswelle,
die mechanisch mit Antriebsrädern
des Kraftfahrzeugs verkuppelt ist; und b) Schätzen der Änderung des Straßenoberflächen-Zustands
als Antwort auf eine Veränderung
der Dauer der zeitlichen Änderung
der gemessenen Drehwinkelbeschleunigung, die bei oder über einer
vorgegebenen Rate auf oder über
einen vorgegebenen Bezugswert steigt.
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Das
erste Verfahren der Erfindung zum Abschätzen bzw. Schätzen einer
Straßenoberflächen-Zustandsänderung
schätzt
eine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands, wenn die
Dauer der zeitlichen Änderung
der Drehwinkelbeschleunigung der Antriebswelle, die auf oder über einen
vorgegebenen Bezugswert steigt, eine Veränderung bei oder über einer
vorgegebenen Rate aufweist. die Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
kann aufgrund der Veränderung
der Dauer der zeitlichen Änderung
der Drehwinkelbeschleunigung eingeschätzt werden. Diese Schätzung ist
auf die Tatsache zurückzuführen, daß die Dauer
der zeitlichen Änderung der
Drehwinkelbeschleunigung der Antriebswelle nur eine geringe Veränderung,
aber keine abrupte Veränderung
aufweist, wenn sich der Straßenoberflächen-Zustand
nicht ändert,
während
sie eine abrupte Veränderung
aufweist, wenn sich der Straßenoberflächen-Zustand ändert, wie
oben beschrieben.
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Ein
zweites Verfahren zum Abschätzen
bzw. Schätzen
einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung
der Erfindung schätzt
eine Änderung
des Zustands einer Straßenoberfläche, auf
der ein Kraftfahrzeug fährt,
und das Verfahrens zum Schätzen
einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung
schließt folgende
Schritte ein: (a) Messen der Drehwinkelbeschleunigung einer Antriebswelle,
die mechanisch mit den Antriebsrädern
des Kraftfahrzeugs verkuppelt ist; und (b) Schätzen der Änderung des Straßenoberflächen-Zustands
als Antwort auf die Veränderung
des absoluten Werts eines gegenüberliegenden
Spitzenwerts, der unmittelbar nach einem ersten Spitzenwert erfaßt wird,
relativ zum Absolutwert des ersten Spitzenwerts, der nach einem
Anstieg der gemessenen Drehwinkelbeschleunigung auf oder über einen
vorgegebenen Bezugswert bei oder über einer vorgegebenen Rate
erfaßt
wird.
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Das
zweite Verfahren der Erfindung zum Abschätzen bzw. Schätzen einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
schätzt
eine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands,
wenn der Absolutwert eines gegenüberliegenden
zweiten Spitzenwerts, der unmittelbar nach einem ersten Spitzenwert
erfaßt wird,
der nach einem Anstieg der gemessenen Drehwinkelbeschleunigung der
Antriebswelle auf oder über
einen vorgegebenen Bezugswert erfaßt wird, sich relativ zum Absolutwert
des ersten Spitzenwerts mit oder über einer vorgegebenen Rate ändert. Die Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
kann aufgrund der Veränderung
des ersten Spitzenwerts und des zweiten Spitzenwerts der gemessenen Drehwinkelbeschleunigung
der Antriebswelle geschätzt
werden. Diese Schätzung
beruht auf der Tatsache, daß eine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
den zweiten Spitzenwert im Verlauf des Konvergierens der durchdrehenden
Räder relativ zum
ersten Spitzenwert der Drehwinkelbeschleunigung unmittelbar nach
Beginn des Durchdrehens der Antriebsräder erheblich verändert, wie
oben beschrieben.
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Ein
drittes Verfahren der Erfindung zum Abschätzen bzw. Schätzen einer
Straßenoberflächen-Zustandsänderung
schätzt
eine Änderung
des Zustands einer Straßenoberfläche, auf
der ein Kraftfahrzeug fährt,
und das Verfahren zum Schätzen
einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung
schließt folgende
Schritte ein: (a) Messen der Drehwinkelbeschleunigung einer Antriebswelle,
die mechanisch mit Antriebsrädern
des Kraftfahrzeugs verkuppelt ist; und b) Schätzen einer Änderung des Straßenoberflächen-Zustands,
wenn der Absolutwert eines zweiten Spitzenwerts der gemessenen Drehwinkelbeschleunigung,
der nach einem Anstieg auf oder über
einen vorgegebenen Bezugswert erfaßt wird, nicht unter einer
voreingestellten Höhe
liegt.
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Das
dritte Verfahren der Erfindung zum Abschätzen bzw. Schätzen einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
schätzt
eine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands,
wenn der Absolutwert eines zweiten Spitzenwerts, der nach einem
Anstieg der gemessenen Drehwinkelbeschleunigung der Antriebswelle
auf oder über
einen vorgegebenen Bezugswert erfaßt wird, nicht unter einer
voreingestellten Höhe
liegt. Die Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
kann aufgrund des zweiten Spitzenwerts der Drehwinkelbeschleunigung
der Antriebswelle eingeschätzt
werden. Diese Schätzung
beruht auf der Tatsache, daß der
zweite Spitzenwert bei einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
bedeutend höher
ist als der Wert ohne eine Änderung des
Straßenoberflächen-Zustands,
wie zuvor beschrieben.
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Kurze
Beschreibung der Zeichnung
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1 stellt
schematisch den Aufbau eines Elektrofahrzeugs 10 dar, das
mit einer Steuervorrichtung 20 für einen Motor 12 ausgestattet
ist, die in einer Ausführungsform
der Erfindung als Vorrichtung zum Schätzen einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung
dient;
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2 ist
ein Ablaufschema, das eine von der elektronischen Steuereinheit 40 dieser
Ausführungsform
durchgeführte
Routine zum Schätzen
der Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
zeigt;
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3 zeigt
eine zeitliche Änderung
der Drehwinkelbeschleunigung α ohne
eine Änderung des
Straßenoberflächen-Zustands
und eine zeitliche Änderung
der Drehwinkelbeschleunigung α bei
einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands;
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4 zeigt
ein Beispiel für
das Kennfeld zum Einstellen der Drehmoment-Beschränkungsraten;
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5 zeigt
ein Beispiel für
das Kennfeld zum Einstellen des Maximalmoments;
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6 ist
ein Ablaufschema, das eine Motorantriebs-Steuerroutine zeigt, die
von der elektronischen Steuereinheit 40 durchgeführt wird.
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7 zeigt
ein Beispiel für
das Kennfeld zum Einstellen der Momentanforderung;
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8 ist
ein Ablaufschema, das eine Routine zum Bestimmen des Durchrutschens
der Räder zeigt,
die von der elektronischen Steuereinheit 40 durchgeführt wird.
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9 ist
ein Ablaufschema, das eine Steuerroutine bei durchrutschenden Rädern zeigt,
die von der elektronischen Steuereinheit 40 durchgeführt wird.
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10 ist
ein Ablaufschema, das eine Steuerroutine bei der Konvergierung von
durchrutschenden Rädern
zeigt, die von der elektronischen Steuereinheit 40 durchgeführt wird.
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11 ist
ein Ablaufschema, das eine Routine zum Setzen eines Momentwiederherstellungs-Grenzwerts
zeigt, die von der elektronischen Steuereinheit 40 durchgeführt wird.
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12 ist
eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Hybridfahrzeugs 110;
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13 ist
eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Hybridfahrzeugs 210;
und
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14 ist
eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Hybridfahrzeugs 310.
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Beste Arten, die Erfindung
auszuführen
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Eine
Art, die Erfindung auszuführen,
wird unten als eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. 1 stellt
schematisch den Aufbau eines Elektrofahrzeugs 10 dar, das
mit einer Steuervorrichtung 20 für einen Motor 12 ausgestattet
ist, die in einer Ausführungsform
der Erfindung als Vorrichtung zum Schätzen einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung
dient. Wie dargestellt, ist die Motorsteuervorrichtung 20 dieser
Ausführungsform
so aufgebaut, daß sie
einen Motor 12, der eine elektrische Energieversorgung
von einer Batterie 16 über
eine Umkehrschaltung nutzt und Energie an eine Antriebswelle abgibt,
die mit Antriebsrädern 18a, 18b des
Elektrofahrzeugs 10 verkuppelt ist, antreibt und steuert.
Die Motorsteuervorrichtung 20 schließt ein: einen Drehwinkelsensor 22,
der den Drehwinkel θ einer
Drehwelle des Motors 12 mißt, einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 24,
der die Fahrgeschwindigkeit des Elektrofahrzeugs 10 mißt, Raddrehzahlsensoren 26a, 26b, 28a und 28b,
die jeweils die Raddrehzahlen der Antriebsräder (Vorderräder) 18a und 18b und der
angetriebenen Räder
(Hinterräder) 19a und 19b, die
von den Antriebsrädern 18a und 18b angetrieben werden,
messen, verschiedene Sensoren, welche die Handlungen des Fahrers
erfassen (beispielsweise einen Gangschaltungs-Positionssensor 32,
der erfaßt,
in welche Position der Fahrer den Gangschalthebel 31 legt,
einen Gaspedal-Positionssensor 34, der erfaßt, wie
weit der Fahrer das Gaspedal 33 niedertritt (eine Beschleunigungsvorrichtungs-Öffnung), und
einen Bremspedal-Positionssensor 36, der erfaßt, wie
weit der Fahrer das Bremspedal 35 niedertritt (eine Bremsenöffnung),
sowie eine elektronische Steuereinheit 40, die die jeweiligen
Bestandteile der Vorrichtung steuert.
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Der
Motor 12 ist beispielsweise ein bekannter Synchronmotorgenerator,
der sowohl als Motor als auch als Generator dient. Die Umkehrschaltung 14 schließt mehrere
Schaltelemente ein, welche die Zufuhr an elektrischer Energie von
der Batterie 16 in eine andere Form von elektrischer Energie
umwandeln, die für
die Betätigung
des Motors 12 geeignet ist. Die Strukturen des Motors 12 und
der Umkehrschaltung 14 sind in der Technik bekannt und
sind nicht wesentlicher Teil dieser Erfindung, daher werden sie
hier nicht im Detail beschrieben.
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Die
elektronische Steuereinheit 40 ist als Mikroprozessor aufgebaut,
der eine CPU 42, einen ROM 44, in dem Verarbeitungsprogramme
hinterlegt sind, einen RAM 46, der vorübergehend Daten speichert,
und (nicht gezeigte) Eingangs-/Ausgangs-Ports enthält. Die
elektronische Steuereinheit 40 empfängt über den Eingangsport den Drehwinkel θ der Drehwelle
des Motors 12, der vom Drehwinkelsensor 22 gemessen
wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit V des Elektrofahrzeugs 10,
die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24 gemessen wird,
die Raddrehzahlen Vf1 und Vf2 der Antriebsräder 18a und 18b und
die Raddrehzahlen Vr1 und Vr2 der angetriebenen Räder 19a und 19b,
die von den Raddrehzahlsensoren 26a, 26b, 28a und 28b gemessen werden,
die Gangschaltungsposition, die vom Gangschaltungssensor 32 erfaßt wird,
die Beschleunigungselementöffnung
Acc, die vom Gaspedal-Positionssensor 34 erfaßt wird,
und die Bremsenöffnung, die
vom Bremspedal-Positionssensor 36 erfaßt wird. Die elektronische
Steuereinheit 40 gibt über
den Ausgangsport Steuersignale, beispielsweise Schaltsteuersignale
an die Schaltelemente der Umkehrschaltung 14, aus, um den
Motor 12 anzutreiben und zu steuern.
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Die
Beschreibung betrachtet die Funktionen der wie oben beschrieben
aufgebauten Motorsteuervorrichtung 20, insbesondere einen
Verfahrensablauf, in dem die Änderung
des Zustands der Straßenoberfläche bei
fahrendem Fahrzeug 10 geschätzt wird, und einen Funktionsablauf,
mit dem der Motor 12 angetrieben und gesteuert wird, falls
es aufgrund des Durchdrehens der Antriebsräder 18a und 18b des
Elektrofahrzeugs 10 zu einem Rutschen kommt, und zwar aufgrund
des Ergebnisses einer Schätzung der Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands. Der
Ablauf des Schätzens
einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
und der Ablauf beim Antreiben und Steuern des Motor 12 werden
in dieser Reihenfolge beschrieben.
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2 ist
ein Ablaufschema, das eine von der elektronischen Steuereinheit 40 dieser
Ausführungsform
durchgeführte
Routine zum Schätzen
einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
zeigt. Diese Schätzungsroutine
wird wiederholt in voreingestellten Zeitintervallen durchgeführt (beispielsweise alle
8 ms). Zu Beginn der Routine zum Schätzen einer Änderung des Straßenoberflächen-Zustands
gibt die CPU 42 der elektronischen Steuereinheit 40 zuerst
die Motordrehzahl Nm, die anhand des vom Drehwinkelsensor 22 gemessenen
Drehwinkels θ berechnet
wird, ein (Schritt S100) und berechnet die Drehwinkelbeschleunigung α aus der
eingegebenen Motordrehzahl Nm (Schritt S102). Bei der Berechnung
der Drehwinkelbeschleunigung α dieser
Ausführungsform
wird eine vorherige Drehgeschwindigkeit Nm, die in einem vorangegangenen
Zyklus dieser Routine eingegeben wurde, von einer gegenwärtigen Drehgeschwindigkeit
Nm, die im gegenwärtigen Zyklus
dieser Routine eingegeben wird, subtrahiert (gegenwärtige Drehgeschwindigkeit
Nm – vorherige Drehgeschwindigkeit
Nm). Die Einheit der Drehwinkelbeschleunigung α ist [UpM/8 ms], da das Durchführungsintervall
dieser Routine in dieser Ausführungsform
8 ms beträgt,
wobei die Drehgeschwindigkeit Nm als Anzahl der Drehungen pro Minute
[UpM] ausgedrückt
wird. Jede andere geeignete Einheit kann für die Drehwinkelbeschleunigung α genommen werden,
solange die Drehwinkelbeschleunigung α als zeitliche Änderungsrate
der Drehgeschwindigkeit ausgedrückt
werden kann. Um einen potentiellen Fehler zu minimieren, können die
Winkelbeschleunigung α und
die Raddrehzahldifferenz ΔV
ein Durchschnitt aus Winkelbeschleunigungen und ein Durchschnitt
aus Raddrehzahldifferenzen sein, die in einer voreingestellten Anzahl
von Zyklen dieser Routine (beispielsweise 3) errechnet wurden.
-
Die
CPU 42 überprüft anschließend den Wert
eines Straßenoberflächen-Zustandsänderungs-Flags
FC (Schritt S104). Ein Wert '1', der die Voraussetzung
für die
Schätzung
einer Änderung des
Straßenoberflächen-Zustands
darstellt, wird für das
Straßenoberflächen-Zustandsänderungs-Flag FC
gesetzt (Schritt S108), wenn in Schritt S106 bestimmt wird, daß die berechnete
Drehwinkelbeschleunigung α einen
voreingestellten Schwellenwert αslip übersteigt,
was nahelegt, daß es
zu einem Rutschen kommt, das vom Durchdrehen der Räder 18a und 18b verursacht
wird. Wenn das Straßenoberflächen-Zustandsänderungs-Flag
FC den Wert '0' hat, wird die berechnete
Drehwinkelbeschleunigung α mit dem
voreingestellten Schwellenwert αslip
verglichen (Schritt S106). Wenn die berechnete Drehwinkelbeschleunigung α nicht über einem
voreingestellten Schwellenwert αslip
liegt, wird diese Schätzroutine beendet.
Wenn die berechnete Drehwinkelbeschleunigung α über dem voreingestellten Schwellenwert αslip liegt,
wird dagegen das Straßenoberflächen-Zustandsänderungs-Flag
FC auf '1' gesetzt (Schritt S108).
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Nachdem
der Wert '1' für das Straßenoberflächen-Zustandsänderungs-Flag
FC gesetzt wurde oder wenn in Schritt S104 bestimmt wird, daß das Straßenoberflächen-Zustandsänderungs-Flag
FC den Wert '1' hat, bestimmt die
CPU. 42, ob die Drehwinkelbeschleunigung α einen ersten
Peak erreicht (Schritt S110). Wenn die Drehwinkelbeschleunigung α den ersten
Peak erreicht, wird die Drehwinkelbeschleunigung α augenblicklich
auf eine erste Peak-Winkelbeschleunigung α1 gesetzt (Schritt S112). Die
Drehwinkelbeschleunigung α erreicht
den ersten Peak zu dem Zeitpunkt, wenn das Zeitdifferential der
Drehwinkelbeschleunigung α nach
der Zunahme der Drehwinkelbeschleunigung über den voreingestellten Schwellenwert αslip von
positiv zu negativ wechselt. Nach dem Setzen der ersten Spitzen-Winkelbeschleunigung α1 bestimmt
die CPU 42, ob die Drehwinkelbeschleunigung α einen zweiten Peak
erreicht (Schritt S114). Wenn die Drehwinkelbeschleunigung α den zweiten
Peak erreicht, wird das Produkt der momentanen Drehwinkelbeschleunigung α mit „–1" auf eine zweite
Peak-Winkelbeschleunigung α2 gesetzt
(Schritt S116). Der zweite Peak ist ein negativer Peak, der unmittelbar
nach dem ersten Peak erscheint. Die Multiplizierung der Dreh winkelbeschleunigung α mit „–1", um die zweite Spitzen-Winkelbeschleunigung α zu setzen, ändert das
Symbol der zweiten Spitzen-Winkelbeschleunigung α so, daß es mit der ersten Spitzen-Winkelbeschleunigung α1 identisch
ist.
-
Nach
dem Setzen der ersten Spitzen-Winkelbeschleunigung α1 und der
zweiten Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 vergleicht die CPU 42 die zweite
Spitzen-Winkelbeschleunigung α2
mit einem voreingestellten Bezugswert αref (Schritt S118) und mit dem
Produkt der ersten Spitzen-Winkelbeschleunigung α1 und einer Konstante k Schritt
S120). Der Bezugswert αref
wird so gesetzt, daß er
höher ist
als ein erwarteter Maximalwert der ersten Spitzen-Winkelbeschleunigung α1 im Fall
des Auftretens eines vom Durchdrehen der Räder verursachten Rutschens.
Wenn beispielsweise der erwartete Maximalwert der ersten Spitzen-Winkelbeschleunigung α1 in einem
Experiment, bei dem ein vom Durchdrehen der Räder bewirktes Rutschen des
Elektrofahrzeugs 10 auf einer Straßenoberfläche mit niedrigem μ bewirkt wurde
100 [UpM/8 ms] war, wird der Bezugswert αref beispielsweise auf 120 oder
140 gesetzt. Die Konstante k sollte nicht kleiner als 1 sein und
kann beispielsweise 1,2 oder 1,4 sein.
-
Wenn
die zweite Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 unter einem voreingestellten
Bezugswert αref
liegt und nicht größer ist
als das Produkt der ersten Spitzen-Winkelbeschleunigung α1 und der
Konstante k, schätzt
die CPU 42 keine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
und setzt den Wert '0' für das Straßenoberflächen-Zustandsänderungs-Flag
FC (Schritt S122). Hier wird die Routine zum Schätzen einer Änderung des Straßenoberflächen-Zustands
beendet. Wenn dagegen die zweite Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 nicht über dem voreingestellten
Bezugswert αref
liegt, oder wenn die zweite Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 unter dem voreingestellten
Bezugswert αref
liegt, aber größer ist
als das Produkt der erste Spitzen-Winkelbeschleunigung α1 und der
Konstante k, schätzt
die CPU 42 die Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands, das heißt, ein
Wechseln von einer Straßenoberfläche mit
niedrigem μ zu
einer Straßenoberfläche mit
hohem μ (Schritt
S124). Im Fall eines Durchdrehens der Antriebsräder 18a und 18b auf
der Straßenoberfläche mit
niedrigem μ erscheint
der erste Peak unmittelbar nach Beginn des Durchdrehens der Räder, und
der zweite Peak erscheint im Verlauf der Konvergierung der durchdrehenden
Räder.
Ohne eine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands liegt
die Veränderung
der zweiten Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 während der
Konvergierung der durchdrehenden Räder innerhalb eines bestimmten Bereichs,
der vom Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche und dem Fahrzeugtyp abhängt. Bei einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands, d.h. bei
einem Wechsel von einer Straßenoberfläche mit
niedrigem μ zu
einer Straßenoberfläche mit
hohem μ, übersteigt
die Änderung
der Spitzen-Winkelbeschleunigung α2
während
der Konvergierung der durchdrehenden Räder jedoch den bestimmten Bereich.
Somit wird eine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
(das heißt,
ein Wechsel von einer Straßenoberfläche mit
niedrigem μ zu
einer Straßenoberfläche mit
hohem μ)
geschätzt,
wenn die zweite Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 nicht unter dem voreingestellten
Bezugswert αref
liegt, der größer ist
als der erwartete Maximalwert der ersten Spitzen-Winkelbeschleunigung α1 im Fall
des Auftretens eines vom Durchdrehen der Räder bewirkten Rutschens. Eine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands wird auch
geschätzt,
wenn die zweite Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 unter dem voreingestellten
Bezugswert αref
liegt, aber größer ist
als das Produkt der erste Spitzen-Winkelbeschleunigung α1 und der
Konstante k. Diese Schätzung
beruht auf dem Ergebnis eines Experiments, das zeigt, daß der zweite
Spitzenwert während
der Konvergierung der durchdrehenden Räder im allgemeinen nicht größer ist
als der erste Spitzenwert, solange sich der Straßenoberflächen-Zustand nicht ändert.
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3 zeigt
eine zeitliche Änderung
der Drehwinkelbeschleunigung α ohne
eine Änderung des
Straßenoberflächen-Zustands
und eine zeitliche Änderung
der Drehwinkelbeschleunigung α bei
einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands.
Wie in der Graphik dargestellt, ist ohne eine Änderung des Straßenoberflächen-Zustands
der Absolutwert der zweiten Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 nicht nur kleiner
als der absolute Bezugswert α,
sondern auch als der Absolutwert der ersten Spitzen-Winkelbeschleunigung α1. Bei einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
(das heißt,
einem Wechsel von einer Straßenoberfläche mit
niedrigem μ zu
einer Straßenoberfläche mit
hohem μ)
zeigt die Drehwinkelbeschleunigung α eine abrupte Abnahme zum negativen
Wert. Der Absolutwert der zweiten Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 ist größer als
der Absolutwert der ersten Spitzen-Winkelbeschleunigung α1 und kann
in einigen Fällen
sogar größer sein
als der absolute Bezugswert αref.
Das Verfahren dieser Ausführungsform
schätzt
eine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands,
das heißt,
einen Wechsel von einer Straßenoberfläche mit
niedrigem μ zu
einer Straßenoberfläche mit
hohem μ während der
Konvergierung des vom Durchdrehen der Räder bewirkten Rutschens aufgrund
eines Vergleichs zwischen der zweiten Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 und dem voreingestellten
Bezugswert αref.
Wenn die zweite Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 kleiner ist als der voreingestellte
Bezugswert αref,
wird eine Änderung des
Straßenoberflächen-Zustands
aufgrund des Vergleichs zwischen der zweiten Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 und dem
Produkt der ersten Spitzenwinkel-Beschleunigung α1 und einer
Konstante k von nicht unter 1 geschätzt.
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Als
Antwort auf die Schätzung
einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
beschränkt die
CPU 42 die Höhe
des Moments, das vom Motor 12 ausgegeben wird, für eine voreingestellte
Zeitspanne (Schritt S126) und beendet diese Routine zum Schätzen der Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands.
Das Momentbeschränkungsverfahren
dieser Ausführungsform
bezieht sich auf ein in 4 gezeigtes Kennfeld zum Einstellen
der Momentbeschränkungsraten
und setzt eine Momentbeschränkungsrate δchange entsprechend
der zweiten Spitzen-Winkelbeschleunigung α2. Dann wird in dem Momentbeschränkungsverfahren
ein maximales Moment Tmax gelesen, das der Momentbeschränkungsrate δchange aus
dem in 5 dargestellten Maximalmoment-Kennfeld entspricht. Die Momentbeschränkungsrate δchange wird
so eingestellt, daß sie
mit einer Zunahme der zweiten Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 zunimmt,
wie in dem Kennfeld von 4 gezeigt. Das maximale Moment
Tmax wird so eingestellt, daß es
mit einer Zunahme der Momentbeschränkungsrate δchange abnimmt, wie in dem Kennfeld
von 5 gezeigt. Das heißt, mit zunehmender zweiter
Spitzen-Winkelbeschleunigung α2
wird ein kleinerer Wert für
das maximale Moment Tmax gesetzt. Die Momentbeschränkung, mit
der die Höhe
des Moments, das vom Motor 12 ausgegeben wird, für einen
vorgegebenen Zeitraum auf das maximale Moment Tmax beschränkt wird,
reduziert die Schwingung der Drehwinkelbeschleunigung α, d.h. die
Schwingung in Längs richtung
des Fahrzeugs, die bei einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
auftreten kann. Ein adäquater
Wert wird für den
Zeitraum der Momentbeschränkung
gesetzt, indem die Zeit, die erforderlich ist, um die Schwingung bei
einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
zu konvergieren, aktuell gemessen wird. Die durchbrochen gezeichnete
Kurve in 3 zeigt eine zeitliche Änderung
der Drehwinkelbeschleunigung α ohne
solch eine Momentbeschränkung über die
voreingestellte Zeit bei einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands.
-
Die
Beschreibung betrifft nunmehr die Antriebssteuerung des Motors 12 aufgrund
des Ergebnisses der Schätzung
der Straßenoberflächen-Zustandsänderung. 6 ist
ein Ablaufschema, das eine Motorantriebs-Steuerroutine zeigt, die
von der elektronischen Steuereinheit 40 durchgeführt wird. Diese
Motorantriebssteuerungs-Routine wird wiederholt in voreingestellten
Zeitintervallen durchgeführt (beispielsweise
alle 8 ms).
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Wenn
die Motorantriebssteuerungs-Routine beginnt, gibt die CPU 42 der
elektronischen Steuereinheit 40 zunächst die Beschleunigungselementöffnung Acc
vom Gaspedal-Positionssensor 34, die Fahrzeuggeschwindigkeit
V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24, die Raddrehzahlen
Vf und Vr von den Raddrehzahlsensoren 26a, 26b, 28a, 28b und die
Motordrehzahl Nm ein, die aus dem Drehwinkel berechnet wird, der
vom Drehwinkelsensor 22 gemessen wird (Schritt S200). In
dieser Ausführungsform
stellen die Raddrehzahlen Vf und Vr jeweils einen Durchschnitt der
Raddrehzahlen Vf1 und Vf2 dar, die von den Raddrehzahlsensoren 26a und 26b gemessen
wurden, und einen Durchschnitt der Raddrehzahlen Vr1 und Vr2, die
von den Raddrehzahlsensoren 28a und 28b gemessen
wurden. In dieser Ausführungsform
wird die Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24 gemessen,
kann aber alternativ anhand der Raddrehzahlen Vf1, Vf2, Vr1 und
Vr2 berechnet werden, die von den Raddrehzahlsensoren 26a, 26b, 28a und 28b gemessen
werden.
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Dann
setzt die CPU 42 eine Momentforderung Tm* des Motors 12 entsprechend
der eingegebenen Beschleunigungselementöffnung Acc und der eingegebenen
Fahrzeuggeschwindigkeit V (Schritt S202). In dem konkreten Verfahren,
bei dem die Motormomentanforderung Tm* in dieser Ausführungsform
gesetzt wird, werden Änderungen
der Motormomentanforderung Tm* gegen die Beschleunigungselementöffnung Acc
und die Fahrzeuggeschwindigkeit V zuvor als Kennfeld im ROM 44 hinterlegt,
und die Motormomentanforderung Tm*, die der gegebenen Beschleunigungselementöffnung Acc
und der gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit V entspricht, wird aus
dem Kennfeld ausgelesen. Ein Beispiel für dieses Kennfeld ist in 7 gezeigt.
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Die
CPU 42 berechnet anschließend die Drehwinkelbeschleunigung α aus der
in Schritt S200 eingegebenen Motordrehgeschwindigkeit Nm (Schritt
S204) und bestimmt ein Durchrutschen der Antriebsräder 18a und 18b aufgrund
der berechneten Drehwinkelbeschleunigung α (Schritt S206). An die Bestimmung
des Durchrutschens schließt
sich eine in 8 gezeigte Rutschzustands-Bestimmungsroutine
an. Die Beschreibung der Motorantriebs-Steuerroutine von 6 wird
ausgesetzt, und es wird zunächst
die Rutschzustands-Bestimmungsroutine der 8 beschrieben.
Wenn die Rutschzustands-Bestimmungsroutine beginnt, vergleicht die CPU 42 der
elektronischen Steuereinheit 40 die Drehwinkelbeschleunigung α, die in
Schritt S204 der Steuerroutine von 6 berechnet
wurde, mit einem voreingestellten Schwellenwert αslip, der das Auftreten eines
vom Durchdrehen der Räder
bewirkten Rutschens nahelegt. Wenn die berechnete Drehwinkelbeschleunigung α den voreingestellten
Schwellenwert αslip übersteigt,
bestimmt die CPU 42 das Auftreten eines Durchrutschens
der Antriebsräder 18a und 18b und
setzt den Wert '1' für ein Rutschereignis-Flag
F1, der das Auftreten eines Rutschens darstellt (Schritt S222),
bevor sie diese Rutschzustands-Bestimmungsroutine verläßt. Wenn
die berechnete Drehwinkelbeschleunigung α nicht über dem voreingestellten Schwellenwert αslip liegt,
bestimmt die CPU 42 dagegen, ob das Rutschereignis-Flag
F1 auf 1 gesetzt ist (Schritt S224). Wenn das Rutschereignis-Flag
F1 auf 1 gesetzt ist, bestimmt die CPU 42 anschließend, ob
die berechnete Drehwinkelbeschleunigung α über einen voreingestellten Zeitraum
negativ geblieben ist (Schritt S226). Falls die negative Drehwinkelbeschleunigung α über den vorgegebenen
Zeitraum beibehalten wurde, bestimmt die CPU 42 das Konvergieren
des Durchrutschens der Antriebsräder 18a und 18b und
setzt den Wert '1' für ein Rutschkonvergierungs-Flag
F2 (Schritt S228), bevor sie diese Rutschzustands-Bestimmungsroutine
verläßt. Wenn die
Drehwinkelbeschleunigung α nicht
negativ ist oder wenn die negative Drehwinkelbeschleunigung α trotz des
Setzens des Rutschereignis-Flags F1 auf 1 nicht über den voreingestellten Zeitraum
beibehalten wurde, bestimmt die CPU 42 kein Konvergieren
des Rutschens und beendet diese Rutschzustands-Bestimmungsroutine.
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Wie
in 6 dargestellt, führt die Motorantriebs-Steuerroutine
gemäß dem Rutschzustand,
der von der Rutschzustands-Bestimmungsroutine der 8 bestimmt
wurde, beispielsweise dem Rutschereigniszustand oder dem Rutschkonvergierungszustand,
die erforderliche Steuerung durch (Schritt S210 oder Schritt S22).
Das Setzen des Werts '1' für das Rutschereignis-Flag
F1 und des Werts „0" für das Rutschkonvergierungs-Flag
F2 zeigt ein Rutschereignis an und löst eine Rutschereignis-Zustandssteuerung
aus (Schritt S210). Das Setzen des Werts „1" für
sowohl da Rutschereignis-Flag F1 als auch das Rutschkonvergierungs-Flag
F2 zeigt eine Konvergierung des Rutschens an und löst eine
Rutschkonvergierungszustands-Steuerung aus (Schritt S212). Die Einzelheiten
der jeweiligen Steuerungen werden später beschrieben.
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Die
CPU 42 bestimmt, ob gerade eine Momentbeschränkung für den voreingestellten
Zeitraum durchgeführt
wird, das heißt,
ob die Momentbeschränkungsrate δchange von
der Routine zum Schätzen
der Änderung
eines Straßenoberflächen-Zustands von 2 gesetzt
wurde (Schritt S214). Unter der Bedingung, daß während einer Reifenbodenhaftung
keine Momentbeschränkungsrate δchange gesetzt
ist, treibt und steuert die CPU 42 den Motor 12 so,
daß er
ein Moment ausgibt, das der Momentforderung Tm* entspricht, die
in Schritt S202 gesetzt wurde (Schritt S220). Unter der Bedingung, daß die Momentbeschränkungsrate δchange gesetzt wurde,
beschränkt
dagegen die CPU 42 die Motormomentanforderung Tm* auf das
maximale Moment Tmax, das gemäß der Momentbeschränkungsrate δchange aus
dem Maximalmoment-Kennfeld
der 5 ausgelesen wird (Schritte S216 und S218), und
treibt und steuert den Motor 12 so, daß er ein Moment ausgibt, das
der beschränkten
Momentanforderung Tm* entspricht (Schritte S220). Die Motorantriebs-Steuerroutine
wird dann beendet. Diese Momentbeschränkung reduziert wirksam die
Schwingung der Drehwinkel beschleunigung α, d.h. die Schwingung in Längsrichtung
des Fahrzeugs, die bei einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands auftreten
kann, wie bereits erwähnt.
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Die
Rutschereigniszustands-Steuerung von Schritt S210 folgt der im Ablaufschema
von 9 dargestellte Rutschereigniszustands-Steuerroutine. Die
Rutschereigniszustands-Steuerung vergleicht zunächst die Drehwinkelbeschleunigung α mit einem voreingestellten
Spitzenwert αpeak
(Schritt S230). Wenn die Drehwinkelbeschleunigung α den voreingestellten
Spitzenwert αpeak überschreitet,
wird der Spitzenwert αpeak
auf den aktuellen Wert der Drehwinkelbeschleunigung α aktualisiert
(Schritt S232). Der Spitzenwert αpeak
stellt einen Peak der Drehwinkelbeschleunigung α dar, der aufgrund eines Durchrutschens
steigt und zu Anfang auf 0 eingestellt wird. Bis die Drehwinkelbeschleunigung α ihr Maximum
erreicht, wird der Spitzenwert αpeak
sukzessive auf den aktuellen Wert der Drehwinkelbeschleunigung α aktualisiert.
Wenn die zunehmende Drehwinkelbeschleunigung α ihr Maximum erreicht, wird
der Maximalwert der zunehmenden Drehwinkelbeschleunigung α auf dem
Spitzenwert αpeak
fixiert. Nach dem Setzen des Spitzenwerts αpeak setzt die Rutschereigniszustands-Steuerung
das maximale Moment Tmax als oberen Grenzwert für die Höhe des Moments, das entsprechend
dem Spitzenwert αpeak
vom Motor 12 ausgegeben wird (Schritt S234). Das Verfahren
dieser Ausführungsform
nimmt Bezug auf das Maximalmoment-Kennfeld von 5,
wobei die Abszisse für
die Drehwinkelbeschleunigung substituiert wird. In diesem modifizierten
Kennfeld nimmt das Maximalmoment Tmax mit zunehmender Drehwinkelbeschleunigung α zu. Der
höhere
Spitzenwert αpeak
der zunehmenden Drehwinkelbeschleunigung α, d.h. das ausgeprägtere Durchrutschen,
setzt einen kleineren Wert für
das maximale Moment Tmax und begrenzt die Höhe des Moments, das vom Motor 12 ausgegeben
wird, auf das kleinere Spitzenmoment Tmax. Die Rutschereigniszustands-Steuerung
beschränkt
die Motormomentanforderung Tm* auf das Maximalmoment Tmax (Schritte
S236 und S238) und wird dann beendet. Die Höhe des Moments, das vom Motor 12 ausgegeben
wird, wenn es zu einem Durchrutschen kommt, ist auf eine geringere
Höhe begrenzt
(d.h. ein maximales Moment Tmax, das dem Spitzenwert αpeak der
Drehwinkel beschleunigung im Kennfeld von 5 entspricht),
um das Rutschen sofort zu vermindern. Durch diese Begrenzung wird
das Rutschen wirksam vermindert.
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Die
Rutschkonvergierungszustands-Steuerung von Schritt S212 folgt der
im Ablaufschema von 10 dargestellten Rutschkonvergierungszustands-Steuerroutine.
Die Rutschkonvergierungszustands-Steuerung gibt zuerst einen Momentwiederherstellungs-Grenzwert δ1 (ausgedrückt in der
gleichen Einheit [U/min/8 ms) wie die Drehwinkelbeschleunigung)
ein (Schritt S240). Der Momentwiederherstellungs-Grenzwert δ1 ist ein
Parameter, der verwendet wird, um den Umfang der Wiederherstellung nach
einer Momentbeschränkung
durch Erhöhen
des Maximalmoments Tmax einzustellen, das entsprechend dem Spitzenwert αpeak der
Drehwinkelbeschleunigung durch die Rutschereignis-Zustandssteuerung
begrenzt worden ist. Der Momentwiederherstellungs-Grenzwert δ1 wird entsprechend
einer in 11 gezeigten Routine zum Einstellen
des Momentwiederherstellungs-Grenzwerts gesetzt. Die Routine zum
Einstellen des Momentwiederherstellungs-Grenzwerts von 11 wird
durchgeführt, wenn
das Rutschereignis-Flag F1 in Schritt 22 der Rutschzustands-Bestimmungsroutine
von 8 auf 1 gesetzt wird (d.h. wenn die berechnete
Drehwinkelbeschleunigung Eα den
voreingestellten Schwellenwert αslip übersteigt).
Die Routine zum Einstellen des Momentwiederherstellungs-Grenzwerts
gibt die Motordrehzahl Nm ein, die aus vom Drehwinkel berechnet
wurde, der vom Drehwinkelsensor 22 erfaßt wird, berechnet die Drehwinkelbeschleunigung α aus der eingegebenen
Motordrehgeschwindigkeit Nm und integriert die Drehwinkelbeschleunigung α, was deren Zeitintegration αint über ein
Integrationsintervall ab der Zunahme der Drehwinkelbeschleunigung α über den
voreingestellten Schwellenwert αslip
ergibt (Schritte S260 zu S264). Diese Schritte werden wiederholt,
bis die Drehwinkelbeschleunigung α unter den
voreingestellten Schwellenwert αslip
sinkt. In dieser Ausführungsform
wird die Zeitintegration αint der
Drehwinkelgeschwindigkeit α durch
die nachstehende Gleichung (1) angegeben, worin Δt ein Zeitintervall der wiederholten
Durchführung
der Schritte S260 bis S266 wie nachstehend beschrieben bezeichnet
und in dieser Ausführungsform
auf 8 ms gesetzt ist: αint ← αint + (α – αslip)·Δt (1)
-
Nachdem
die Drehwinkelbeschleunigung α unter
den voreingestellten Schwellenwert αslip sinkt, wird der Momentwiederherstellungs-Grenzwert δ1 durch Multiplizieren
der berechneten Zeitintegration αint
mit einem vorgegebenen Koeffizienten k1 gesetzt (Schritt S268).
Die Routine zum Einstellen des Momentwiederherstellungs-Grenzwerts wird hier
beendet. Diese Routine berechnet den Momentwiederherstellungs-Grenzwert δ1 durch Multiplizieren
des vorgegebenen Koeffizienten k1. In einem modifizierten Verfahren
kann vorab ein Kennfeld, das eine Veränderung des Maximalmoments
Tmax gegen die Zeitintegration αint
darstellt, erstellt werden, und das Maximalmoment Tmax, das der
gegebenen Zeitintegration αint
entspricht, kann aus dem Kennfeld ausgelesen werden.
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Zurück zum Ablaufschema
von 10: nach Eingabe des Momentwiederherstellungs-Grenzwerts δ1 empfängt die
Rutschkonvergierungszustands-Steuerung eine Anfrage zum Aufheben
des Momentwiederherstellungs-Grenzwerts δ1 (Schritt S242), falls vorhanden,
und bestimmt den Eingang oder Nicht-Eingang der Aufhebungsanfrage
(Schritt) S244). In diesem Schnitt wird der Eingang oder Nicht-Eingang
einer Forderung nach Aufhebung des Momentwiederherstellungs-Grenzwerts δ1 bestimmt,
was der Parameter ist, um den Umfang der Wiederherstellung nach
der Momentbeschränkung festzusetzen
(eine Anfrage nach allmählicher
Erhöhung
des Umfangs der Wiederherstellung). Im Verfahren dieser Ausführungsform
wird eine Aufhebungsanfrage erhalten, um den Wiederherstellungs-Grenzwert
mit einer Aufhebungsrate Δδ1 aufzuheben,
die zu Anfang auf 0 gesetzt wird und jedes Mal, wenn ein voreingestelltes
Wartezeitintervall ab dem ersten Zyklus dieser Routine vergangen
ist, um eine voreingestellte inkrementale Menge zunimmt. Das Wartezeitintervall
und die inkrementale Menge der Aufhebungsrate Δδ1 können entsprechend dem Anforderungspegel
der Aufhebungsanfrage des Fahrers variieren, beispielsweise entsprechend
der Größe der Öffnung des
Beschleunigungselements, die die Forderung des Fahrers nach einer
Momentleistung darstellt. Beim Eingang einer Aufhebungsanfrage wird
der Momentwiederherstellungs-Grenzwert δ1 durch Subtrahieren der Aufhebungsrate Δδ1 vom vorherigen
festgesetzten Wert für
den Momentwiederherstellungs-Grenzwert δ1, der in Schritt S240 eingegeben
wurde, aktualisiert (Schritt S246). Wenn keine Aufhebungsanfrage
eingeht, d.h. wenn das voreingestellte Wartezeitintervall seit dem
Anfang dieser Routine noch nicht vergangen ist, wird dagegen der
Momentwiederherstellungs-Grenzwert δ1 nicht aufgehoben.
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Die
Rutschkonvergierungszustands-Steuerung setzt unter Bezugnahme auf
das Maximalmoment-Kennfeld von 5 das Maximalmoment
Tmax als oberen Grenzwert für
die Höhe
des Moments, das entsprechend dem Momentwiederherstellungs-Grenzwert δ1 vom Motor 12 ausgegeben
wird (Schritt S248), und begrenzt die Motormomentanforderung Tm*
auf das Maximalmoment Tmax (Schritt S250 und S252). Die Rutschkonvergierungszustands-Steuerung
bestimmt, ob der Momentwiederherstellungs-Grenzwert δ1 auf oder unter 0 aufgehoben
wurde (Schritt S254). Im Falle der Aufhebung des Momentwiederherstellungs-Grenzwerts δ1 auf oder
unter 0 werden sowohl das Rutschereignis-Flag F1 als auch das Rutschkonvergierungs-Flag
F2 auf null zurückgesetzt
(Schritt S256). Die Rutschkonvergierungszustands-Steuerroutine wird
dann beendet. Die Momentsteuerung des Motors 12 aufgrund
des Momentwiederherstellungs-Grenzwerts δ1, der entsprechend der Zeitintegration
der Drehwinkelbeschleunigung α gesetzt
wird, gewährleistet
eine Wiederherstellung des beschränkten Moments auf eine adäquate Höhe entsprechend
dem aktuellen Rutschzustand. Unter der Bedingung einer großen Zeitintegration
der Drehwinkelbeschleunigung α,
die auf eine starke Möglichkeit
eines erneuten Rutschereignisses hinweist, wird die Höhe der Momentwiederherstellung
während
der Konvergierung des Rutschens gering angesetzt. Unter der Bedingung
einer kleinen Zeitintegration der Drehwinkelbeschleunigung α, die auf
eine geringe Möglichkeit
eines erneuten Rutschereignisses hinweist, wird dagegen die Höhe der Momentwiederherstellung
bei der Konvergierung des Rutschens hoch angesetzt, wodurch ein
erneutes Rutschereignis wirksam vermieden wird, ohne das Drehmoment
zu sehr zu beschränken.
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Obwohl
die Momentanforderung Tm* des Motors 12 durch die Rutschereigniszustands-Steuerung
von Schritt S210 oder durch die Rutschkonvergierungszustands-Steuerung von Schritt
S212 begrenzt ist, wird die beschränkte Momentanforderung Tm* entsprechend
der Momentbeschränkungsrate δchange, die
entsprechend dem Ergebnis der Schätzung des Straßenoberflächen-Zustands
in den Schritten S214 bis S128 des Ablaufschemas von 6 gesetzt
wird, noch weiter auf das Maximalmoment Tmax begrenzt. Diese Anordnung
verringert wirksam die Schwingung der Drehwinkelbeschleunigung α, d.h. die
Schwingung in Längsrichtung
des Fahrzeugs, die bei einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
auftreten kann, unabhängig
vom Rutschereigniszustand oder vom Rutschkonvergierungszustand.
-
Wie
oben beschrieben, wird im Fahrzeug 10 dieser Ausführungsform
die Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
lediglich aufgrund der zweiten Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 oder aufgrund
von sowohl der ersten Spitzen-Winkelbeschleunigung α1 als auch
der zweiten Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 der Drehwinkelbeschleunigung α der Antriebswelle,
die mit der Achse der Antriebsräder 18a und 18b verkuppelt
ist, geschätzt,
falls es zu einem Rutschen aufgrund des Durchdrehens der Räder kommt.
Als Antwort auf die Schätzung
einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
beschränkt
das Elektrofahrzeug 10 dieser Ausführungsform die Höhe des Moments,
das vom Motor 12 ausgegeben wird, für eine voreingestellte Zeitspanne.
Diese Anordnung reduziert somit wirksam die Schwingung der Drehwinkelbeschleunigung α (die Schwingung
in Längsrichtung
des Fahrzeugs), die bei einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
auftreten kann.
-
Das
Elektrofahrzeug 10 dieser Ausführungsform schätzt eine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands,
wenn die zweite Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 nicht unter dem voreingestellten
Bezugswert αref
liegt, oder wenn die zweite Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 unter dem
voreingestellten Bezugswert αref
liegt, aber größer ist
als das Produkt der ersten Spitzen-Winkelbeschleunigung α1 und der
Konstante k. In einem modifizierten Verfahren kann eine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
lediglich dann geschätzt
werden, wenn die zweite Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 nicht unter
dem voreingestellten Bezugswert αref liegt.
In einem weiteren modifizierten Verfahren kann eine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands geschätzt werden, wenn
die zweite Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 größer ist als das Produkt der
ersten Spitzen-Winkelbeschleunigung α1 und der Konstante k.
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Das
Elektrofahrzeug 10 dieser Ausführungsform schätzt eine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
aufgrund der zweiten Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 und der
ersten Spitzen-Winkelbeschleunigung α1. In einem modifizierten Verfahren kann
eine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
aufgrund des Unterschieds zwischen einer ersten Dauer der zeitlichen Änderung
der Drehwinkelbeschleunigung α einschließlich der
ersten Spitzen-Winkelbeschleunigung α1 und einer zweiten Dauer der
zeitlichen Änderung
der Drehwinkelbeschleunigung α einschließlich der
zweiten Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 geschätzt werden, wie in 3 dargestellt.
Beispielsweise kann ein Wechsel von einer Straßenoberfläche mit niedrigem μ zu einer
Straßenoberfläche mit
hohem μ geschätzt werden,
wenn die zweite Dauer kürzer
ist als das Produkt der ersten Dauer und einer Konstante r von unter
1.
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Das
Elektrofahrzeug 10 dieser Ausführungsform nimmt Bezug auf
das Momentbeschränkungsraten-Kennfeld
und setzt die Momentbeschränkungsrate δchange entsprechend
der zweiten Drehwinkelbeschleunigung α2 als Antwort auf eine Schätzung der Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands.
Die Höhe
des Moments des Motors 12 wird auf das Maximalmoment Tmax
beschränkt,
das entsprechend der Momentbeschränkungsrate δchange durch Bezugnahme auf
das Maximalmoment-Kennfeld festgesetzt wird. In einem modifizierten
Verfahren kann ein Kennfeld erstellt werden, das eine Änderung
des Maximalmoments Tmax gegen die zweite Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 darstellt,
das Maximalmoment Tmax, das der gegebenen zweiten Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 entspricht,
kann unter Bezugnahme auf das Kennfeld festgesetzt werden, und die Höhe des Moments
des Motors 12 kann auf das maximale Moment Tmax beschränkt werden.
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Das
Elektrofahrzeug 10 dieser Ausführungsform setzt das maximale
Moment Tmax entsprechend der zweiten Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 als Antwort
auf die Schätzung
einer Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands.
Das maximale Moment Tmax kann ansonsten aufgrund der Differenz zwischen
der ersten Spitzen-Winkelbeschleunigung α1 und der zweiten Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 aufgrund
der Rate der zweiten Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 zur ersten
Spitzen-Winkelbeschleunigung α1
festgesetzt werden, oder aufgrund der Rate der Dauer der zeitlichen Änderung
der Drehwinkelbeschleunigung α,
die die zweite Spitzen-Winkelbeschleunigung α2 einschließt, zur Dauer der zeitlichen Änderung α, die die
erste Spitzen-Winkelbeschleunigung α1 einschließt.
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Die
oben beschriebene Ausführungsform
betrifft die Steuerung eines Motors 12, der in ein Elektrofahrzeug 10 eingebaut
und mechanisch mit der Antriebswelle verbunden ist, die mit den
Antriebsrädern 18a und 18b verkuppelt
ist, um direkt eine Leistung an die Antriebswelle abzugeben. Die
Technik der Erfindung ist auf jeden anderen Aufbau mit einem Motor
anwendbar, der in der Lage ist, Energie direkt an eine Antriebswelle
oder einer Achse abzugeben. Eine mögliche Anwendung der Erfindung
ist beispielsweise ein Reihenhybridfahrzeug, das eine Maschine,
einen Generator, der mit einer Abtriebswelle der Maschine verkuppelt
ist, eine Batterie, die mit elektrischer Energie versorgt wird,
die vom Generator erzeugt wird, und einen Motor, der mechanisch mit
einer Antriebswelle verbunden ist, die mit den Antriebsrädern verkuppelt
ist, und mit einer Zufuhr elektrischer Energie von der Batterie
angetrieben wird, einschließt.
Bei diesem Aufbau kann der Motor an der Achse statt an der Antriebswelle
befestigt sein oder kann anderweitig direkt an den Antriebsrädern befestigt
sein, beispielsweise als „in
wheel"-Motoren. Eine
andere mögliche
Anwendung der Erfindung ist ein Hybridfahrzeug 110 mit
mechanischer Verzweigung, das eine Maschine 111, ein Planetengetriebe 117,
das mit der Maschine 111 verbunden ist, einen Motor 113,
der mit dem Planetengetriebe 117 verbunden und in der Lage
ist, elektrische Energie zu erzeugen, und einen Motor 112 einschließt, der
ebenfalls mit dem Planetengetriebe 117 verbunden und mechanisch
mit der Antriebswelle verbunden ist, die mit den Antriebsrädern verkuppelt
ist, um die Ausgangsleistung direkt auf die Antriebswelle zu übertragen, wie
in 12 dargestellt. Noch eine andere mögliche Anwendung
der Erfindung ist ein Hybridfahrzeug 210 mit elektrischer
Verzweigung, das einen Motor 212 mit einem inneren Rotor 213a,
der mit einer Antriebswelle einer Maschine 211 verbunden
ist, und einem äußeren Rotor 213b,
der mit einer Antriebswelle verbunden ist, die mit den Antriebsrädern 218a und 218b verkuppelt
ist, und der über
elektromagnetische Wechselwirkungen zwischen dem Innenrotor 213a und
dem Außenrotor 213b eine
relative Drehung vollbringt, und einen Motor 212 einschließt, der
mechanisch mit der Antriebswelle verbunden ist, um direkt eine Antriebskraft
an die Antriebswelle abzugeben, wie in 13 dargestellt.
Eine weitere mögliche
Anwendung der Erfindung ist ein Hybridfahrzeug 310, das
eine Maschine 311, die mit einer Antriebswelle verbunden
ist, die über
ein Getriebe 314 (beispielsweise ein stufenloses Getriebe
oder ein Automatikgetriebe) mit Antriebsrädern 318a und 318b verkuppelt
ist, und einen Motor 312 einschließt, der hinter der Maschine 311 angeordnet
ist und über
das Getriebe 314 direkt mit der Antriebswelle verbunden
ist (oder einen Motor, der direkt mit der Antriebswelle verbunden
ist) einschließt,
wie in 14 dargestellt. Im Fall eines
Rutschereignisses steuert die Momentsteuerung hauptsächlich den
Motor, der mechanisch mit der Antriebswelle verbunden ist, da er
gut auf das ausgegebenen Drehmoment anspricht. Die Steuerung dieses
Motors kann mit einer Steuerung des anderen Motors oder mit einer
Steuerung der Maschine verbunden werden.
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Die
oben beschriebene Ausführungsform
betrifft eine Modifizierung einer Steuervorrichtung 20, die
als Vorrichtung zum Schätzen
einer Straßenoberflächen-Zustandsänderung
dient, welche eine Änderung
des Straßenoberflächen-Zustands
bei fahrendem Fahrzeug schätzt.
Eine weitere Modifizierung kann ein Verfahren zum Schätzen einer
Straßenoberflächen-Zustandsänderung
sein, das eine Änderung
eines Straßenoberflächen-Zustands
bei fahrendem Fahrzeug schätzt.
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Die
oben erörterte
Ausführungsform
und ihre modifizierten Beispiele sollen in allen Aspekten als erläuternd und
nicht als beschränkend
betrachtet werden. Es können
andere Modifikationen, Variationen und Veränderungen vorgenommen werden, ohne
vom Umfang oder Gedanken der Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung
abzuweichen.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die
Technik der Erfindung wird mit Erfolg in der Kraftfahrzeugindustrien
angewandt.