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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung,
und insbesondere auf eine Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung,
die einen Sensordriftbetrag bzw. eine Sensordriftgröße
eines Sensorsignals schätzt, der bzw. das einem erfassten
Wert eines Bewegungszustandsbetrags bzw. einer Bewegungszustandsgröße
einer Fahrzeugbewegung entspricht.
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Hintergrundtechnologie
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Herkömmlicherweise
besteht bei einer Stellungswinkel- bzw. Lagewinkel-Schätzeinrichtung,
die Lagewinkel eines Fahrzeugs unter Verwendung von im Fahrzeug
befindlichen Winkelgeschwindigkeitssensoren und Beschleunigungssensoren
schätzt, die Notwendigkeit, die Nullpunktdrift bzw. Nullpunktveränderungen sukzessive
zu schätzen und zu kompensieren, da sich die Nullpunktveränderungen
der in einem Fahrzeug befindlichen Winkelgeschwindigkeitssensoren
und Beschleunigungssensoren stark auf die Schätzung der
Lagewinkel auswirken.
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Als
herkömmliche Methoden zur Schätzung der Nullpunktveränderung
eines solchen Sensors sind eine Technik (siehe z. B. Patentdokument
1), bei der dann, wenn das Sensorausgangssignal innerhalb eines Schwellwerts
für mehr als eine Einheitszeit oder gleich dieser liegt,
beurteilt wird, dass ein Objekt stationär ist, und der
Sensorausgangswert zu diesem Zeitpunkt als die Sensordriftgröße
(Sensordriftbetrag) festgelegt wird, sowie eine Technik (z. B. Patentdokument
2) bekannt, bei der dann, wenn der Links-Rechts-Unterschied der Radgeschwindigkeiten
klein ist, entschieden wird, dass ein Geradeaus-Fahrzustand vorliegt,
und die Seitenbeschleunigung zu diesem Zeitpunkt als die Seitenbeschleunigungs-Sensordriftgröße
festgelegt wird, usw.
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Dokumente des Standes der Technik
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: Japanisches
Patent Nr. 3795498
- Patentdokument 2: Japanische
Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 7-40043
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Kurzfassung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende
Probleme
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Bei
den in den vorstehend genannten Patentdokumenten 1, 2 offenbarten
Methoden wird jedoch angenommen, dass ein stationärer Zustand
oder ein Geradeaus-Fahrzustand vorliegt, und es wird das Sensorausgangssignal
zu diesem Zeitpunkt als die Driftgröße bzw. der
Driftbetrag berechnet. Deshalb tritt das Problem auf, dass die Driftgröße
des Sensors nicht geschätzt werden kann, falls das Objekt,
in dem der Sensor installiert ist, nicht stationär ist
oder sich nicht mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit
bewegt.
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Die
vorliegende Erfindung wurde zur Überwindung des vorstehend
genannten problematischen Punkts geschaffen, und es ist eine Aufgabe
derselben, eine Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung
bereitzustellen, die die Driftgröße eines Sensors
unabhängig von dem Zustand der Fahrzeugbewegung stabil
schätzen kann.
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Mittel zur Lösung
der Probleme
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Zur
Erzielung der vorstehend genannten Aufgabe ist eine sich auf eine
erste Erfindung beziehende Sensordriftbetrag- bzw. größen-Schätzeinrichtung
so strukturiert, dass sie eine Stellungs- bzw. Lagewinkel-Schätzeinrichtung
zum Berechnen, auf der Grundlage eines einem erfassten Wert einer
Bewegungszustandsgröße einer Fahrzeugbewegung
entsprechenden Sensorsignals, einer Ableitungsgröße
bzw. eines Ableitungsbetrags eines Lagewinkels mit Bezug zu einer
Vertikalachse eines Fahrzeugkörpers, und zum Integrieren
der berechneten Ableitungsgröße des Lagewinkels
sowie zum Schätzen des Lagewinkels; eine Berechnungseinrichtung
zum Berechnen einer Ableitungsgröße bzw. eines
Ableitungsbetrags des auf der Grundlage von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung erhaltenen Lagewinkels auf der
Basis des Sensorsignals und des durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
geschätzten Lagewinkels; und eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung
zum Schätzen einer Sensordriftgröße des
Sensorsignals unter Verwendung einer Beziehung dahingehend, dass,
wenn eine Sensordriftgröße des Sensorsignals in
Betracht gezogen wird, eine Ableitungsgröße des
Lagewinkels, der durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
berechnet ist, und ein Wert, der die Sensordriftgröße
in dem Ableitungsbetrag des durch die Berechnungseinrichtung berechneten
Lagewinkels berücksichtigt, gleich groß sind,
aufweist.
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In Übereinstimmung
mit der mit der ersten Erfindung zusammenhängenden Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung
wird durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung, auf der Grundlage
eines Sensorsignals, das einem erfassten Wert einer Bewegungszustandsgröße
der Fahrzeugbewegung entspricht, eine Ableitungsgröße
eines Lagewinkels mit Bezug zu einer Vertikalachse eines Fahrzeugkörpers
berechnet, und es wird die berechnete Ableitungsgröße
des Lagewinkels integriert, und es wird der Lagewinkel geschätzt.
Weiterhin wird durch die Berechnungseinrichtung auf der Grundlage
des Sensorsignals und des Lagewinkels, der durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
geschätzt ist, eine Ableitungsgröße des
Lagewinkels, der anhand von Bewegungsgleichungen für die
Fahrzeugbewegung erhalten ist, berechnet.
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Darüber
hinaus wird durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
eine Sensordriftgröße des Sensorsignals unter
Verwendung einer Beziehung geschätzt, bei der dann, wenn
eine Sensordriftgröße des Sensorsignals berücksichtigt
wird, eine Ableitungsgröße des Lagewinkels, der
durch die Lagewinkelschätzeinrichtung berechnet ist, und
ein Wert, der die Sensordriftgröße in dem Ableitungsbetrag
bzw. der Ableitungsgröße des durch die Berechnungseinrichtung
berechneten Lagewinkels berücksichtigt, gleich groß sind.
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Auf
diese Weise kann die Driftgröße des Sensors stabil
geschätzt werden, unabhängig von dem Zustand der
Fahrzeugbewegung, indem die Sensordriftgröße unter
Heranziehung der Beziehung zwischen der zur Schätzung des
Lagewinkels berechneten Ableitungsgröße des Lagewinkels
und der Ableitungsgröße des auf der Grundlage
der Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung erhaltenen
Lagewinkels geschätzt wird.
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Die
Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung gemäß der
ersten Erfindung kann weiterhin eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren
des Sensorsignals auf der Grundlage des durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung geschätzten
Sensordriftausmaßes bzw. der Sensordriftgröße
aufweisen, wobei die Lagewinkel-Schätzeinrichtung den Lagewinkel
auf der Grundlage des Sensorsignals, das durch die Korrektureinrichtung
korrigiert ist, schätzen kann. Aufgrund dessen kann der
Lagewinkel genau geschätzt werden.
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Eine
Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung gemäß einer
zweiten Erfindung ist derart aufgebaut, dass sie eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
zum Berechnen, auf der Grundlage eines einem erfassten Wert einer
Bewegungszustandsgröße bzw. eines Bewegungszustandsbetrags
der Fahrzeugbewegung entsprechenden Sensorsignals, eines Ableitungsbetrags
der Fahrzeuggeschwindigkeit, und zum Integrieren des Ableitungsbetrags
der Fahrzeuggeschwindigkeit, sowie zum Schätzen der Fahrzeuggeschwindigkeit;
eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen, auf der Grundlage des
Sensorsignals und der durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Ableitungsgröße
(Ableitungsbetrag) der Fahrzeuggeschwindigkeit, die anhand von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeuggeschwindigkeit oder Fahrzeugbewegung erhalten
worden ist; sowie eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung
zum Schätzen einer Sensordriftgröße des
Sensorsignals unter Heranziehung einer Beziehung aufweist, gemäß der dann,
wenn eine Sensordriftgröße des Sensorsignals berücksichtigt
wird, eine Ableitungsgröße bzw. ein Ableitungsbetrag
der Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
berechnet ist, und ein Wert, der die Sensordriftgröße
in dem durch die Berechnungseinrichtung berechneten Ableitungsbetrag
der Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt, gleich groß sind.
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In Übereinstimmung
mit der Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung
gemäß der zweiten Erfindung wird durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung,
auf der Grundlage eines einem erfassten Wert eines Bewegungszustandsbetrags
der Fahrzeugbewegung entsprechenden Sensorsignals, eine Ableitungsgröße der
Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, die Ableitungsgröße
der Fahrzeuggeschwindigkeit integriert und die Fahrzeuggeschwindigkeit
geschätzt. Weiterhin wird durch die Schätzeinrichtung
eine Ableitungsgröße der Fahrzeuggeschwindigkeit,
die anhand von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeuggeschwindigkeit
erhalten wird, auf der Grundlage des Sensorsignals und der durch
die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung geschätzten
Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet.
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Ferner
wird durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
eine Sensordriftgröße des Sensorsignals unter Heranziehung
einer Beziehung geschätzt, gemäß der
dann, wenn eine Sensordriftgröße des Sensorsignals
in Betracht gezogen wird, eine Ableitungsgröße
der Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
berechnet ist, und ein Wert, der die Sensordriftgröße
in der Ableitungsgröße der Fahrzeuggeschwindigkeit,
berechnet durch die Berechnungseinrichtung, berücksichtigt,
gleich groß sind.
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Auf
diese Weise kann dadurch, dass die Sensordriftgröße
unter Heranziehung der Beziehung zwischen der Ableitungsgröße
der Fahrzeuggeschwindigkeit, die zur Schätzung der Fahrzeuggeschwindigkeit
berechnet ist, und der Ableitungsgröße der Fahrzeuggeschwindigkeit,
die anhand von Gleichungen für die Bewegung bezüglich
der Fahrzeugbewegung erhalten wird, geschätzt wird, die
Driftgröße des Sensors stabil unabhängig
von dem Zustand der Fahrzeugbewegung geschätzt werden.
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Die
Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung gemäß der
zweiten Erfindung kann weiterhin eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren
des Sensorsignals auf der Grundlage der durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
geschätzten Sensordriftgröße enthalten,
wobei die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung die Fahrzeuggeschwindigkeit
auf der Grundlage des durch die Korrektureinrichtung korrigierten
Sensorsignals schätzen kann, und einen Schlupfwinkel auf
der Grundlage der geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit schätzen
kann. Aufgrund dessen kann die Fahrzeuggeschwindigkeit akkurat geschätzt
werden.
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Eine
Sensordrift-Schätzeinrichtung gemäß einer
dritten Erfindung ist so strukturiert, dass sie eine Lagewinkel-Schätzeinrichtung
zum Berechnen, auf der Grundlage von Sensorsignalen, die jeweiligen
erfassten Werte einer Vertikalbeschleunigung, einer Rollwinkelgeschwindigkeit
und einer Gierwinkelgeschwindigkeit der Fahrzeugbewegung entsprechen,
eines jeweiligen Ableitungsbetrags bzw. einer Ableitungsgröße
eines Rollwinkels und eines Nickwinkels (pitch angle) mit Bezug
zu einer Vertikalachse eines Fahrzeugkörpers, und zum Integrieren
der jeweiligen berechneten Ableitungsgrößen des
Rollwinkels und des Nickwinkels, sowie zum Schätzen des
Rollwinkels und des Nickwinkels; eine Berechnungseinrichtung zum
Berechnen, auf der Grundlage der Sensorsignale und des Rollwinkels
sowie des Nickwinkels, die durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
geschätzt sind, jeweiliger Ableitungsgrößen
des Rollwinkels und des Nickwinkels, die anhand von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung erhalten werden; und eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung
zum Schätzen jeweiliger Sensordriftgrößen
eines Sensorsignals entsprechend einem erfassten Wert der Vertikalbeschleunigung
und eines Sensorsignals, das einem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit
entspricht, unter Heranziehung einer Beziehung, gemäß der,
wenn die Sensordriftgrößen der Sensorsignale berücksichtigt
werden, jeweilige Ableitungsgrößen des Rollwinkels
und des Nickwinkels, die durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
berechnet sind, und Werte, die die Sensordriftgrößen
in den jeweiligen Ableitungsgrößen des Rollwinkels
und des Nickwinkels, berechnet durch die Berechnungseinrichtung,
berücksichtigen, gleich groß sind, aufweist.
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In Übereinstimmung
mit der Sensordrift-Schätzeinrichtung gemäß der
dritten Erfindung werden durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
auf der Grundlage von Sensorsignalen, die jeweiligen erfassten Werten
der Vertikalbeschleunigung, der Längsbeschleunigung, der
Seitenbeschleunigung, der Rollwinkelgeschwindigkeit und der Gierwinkelgeschwindigkeit
der Fahrzeugbewegung entsprechen, jeweilige Ableitungsgrößen
eines Rollwinkels und eines Nickwinkels mit Bezug zu einer Vertikalachse
eines Fahrzeugkörpers berechnet, und es werden die jeweiligen berechneten
Ableitungsgrößen bzw. abgeleiteten Beträge
des Rollwinkels und des Nickwinkels integriert sowie der Rollwinkel
und der Nickwinkel geschätzt. Ferner werden durch die Berechnungseinrichtung
auf der Grundlage der Sensorsignale und des Rollwinkels sowie des
Nickwinkels, die durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
geschätzt sind, jeweilige Ableitungsgrößen
des Rollwinkels und des Nickwinkels, die anhand von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung erhalten werden, berechnet.
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Ferner
werden durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
jeweilige Sensordriftgrößen des Sensorsignals,
das dem erfassten Wert der Vertikalbeschleunigung entspricht, und
des Sensorsignals, das dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit
entspricht, unter Heranziehung einer Beziehung geschätzt,
gemäß der dann, wenn Sensordriftgrößen
der Sensorsignale in Berücksichtigung gebracht werden,
jeweilige Ableitungsgrößen des Rollwinkels und
des Nickwinkels, die durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
berechnet sind, und Werte, die die Sensordriftgrößen
in den jeweiligen Ableitungsgrößen des Rollwinkels
und des Nickwinkels, berechnet durch die Berechnungseinrichtung,
berücksichtigen, gleich groß sind.
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Auf
diese Weise können dadurch, dass die Driftgrößen
der Sensoren, die jeweils die Vertikalbeschleunigung und die Rollwinkelgeschwindigkeit
erfassen, unter Heranziehung der Beziehung zwischen den jeweiligen
Ableitungsgrößen des Rollwinkels und des Nickwinkels,
die zur Schätzung des Rollwinkels und des Nickwinkels berechnet
sind, und der jeweiligen Ableitungsgrößen des
Rollwinkels und des Nickwinkels, die anhand von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung erhalten werden, geschätzt
werden, die Driftgrößen der Sensoren, die jeweils
die Vertikalbeschleunigung und die Rollwinkelgeschwindigkeit erfassen,
stabil unabhängig von dem Zustand der Fahrzeugbewegung
geschätzt werden.
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Die
Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung gemäß der
dritten Erfindung kann weiterhin eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren,
auf der Grundlage der durch die Driftmengen- oder Driftgrößen-Schätzeinrichtung geschätzten
Sensordriftgrößen, der jeweiligen Sensorsignale
entsprechend dem erfassten Wert der Vertikalbeschleunigung und des
Sensorsignals, das dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit
entspricht, aufweisen, wobei die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
den Rollwinkel und den Nickwinkel auf der Grundlage der Sensorsignale,
die den jeweiligen erfassten Werten der Längsbeschleunigung,
der Querbeschleunigung oder Seitenbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit
entsprechen, und der Sensorsignale, die den jeweiligen erfassten
Werten der Vertikalbeschleunigung und der Rollwinkelgeschwindigkeit,
korrigiert durch die Korrektureinrichtung, entsprechen, schätzen
kann. Demgemäß können der Rollwinkel
und der Nickwinkel akkurat geschätzt werden.
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Eine
Sensordrift-Schätzeinrichtung gemäß einer
vierten Erfindung ist derart aufgebaut, dass sie eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
zum Berechnen, auf der Grundlage von Sensorsignalen, die jeweiligen
erfassten Werten einer Längsbeschleunigung, einer Querbeschleunigung
oder Seitenbeschleunigung und einer Gierwinkelgeschwindigkeit der
Fahrzeugbewegung entsprechen, jeweiliger Ableitungsgrößen
der Längsgeschwindigkeit bzw. Vorwärtsgeschwindigkeit
und der Seitengeschwindigkeit bzw. Quergeschwindigkeit und zum Integrieren
der jeweiligen Ableitungsgrößen der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit sowie zum Schätzen der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit; eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen,
auf der Grundlage der Sensorsignale und der Längsgeschwindigkeit
sowie der Quergeschwindigkeit, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
geschätzt sind, von jeweiligen Ableitungsgrößen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, die
anhand von Gleichungen für die Bewegung einer Fahrzeugbewegung
erhalten sind; und eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung
zum Schätzen von Sensordriftgrößen der
Sensorsignale enthält, die den jeweiligen erfassten Werten
der Längsbeschleunigung, der Querbeschleunigung und der
Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechen, unter Heranziehung einer
Beziehung dahingehend, dass, wenn Sensordriftgrößen
der Sensorsignale berücksichtigt werden, jeweilige Ableitungsgrößen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, die
durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung berechnet
sind, und Werte, die die Sensordriftgrößen in
den jeweiligen Ableitungsgrößen der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit, berechnet durch die Berechnungseinrichtung, berücksichtigen,
gleich groß sind.
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In Übereinstimmung
mit der Sensordrift-Schätzeinrichtung gemäß der
vierten Erfindung werden durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
auf der Grundlage von Sensorsignalen, die jeweiligen erfassten Werten
der Längsbeschleunigung, der Querbeschleunigung und der
Gierwinkelgeschwindigkeit der Fahrzeugbewegung entsprechen, jeweilige
Ableitungsgrößen bzw. Ableitungsbeträge
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit berechnet
und die jeweiligen Ableitungsgrößen der Längsgeschwindigkeit und
der Quergeschwindigkeit integriert werden sowie die Längsgeschwindigkeit
und die Quergeschwindigkeit geschätzt. Weiterhin werden
durch die Berechnungseinrichtung auf der Grundlage der Sensorsignale
und der Längsgeschwindigkeit sowie der Quergeschwindigkeit,
die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
geschätzt sind, jeweilige abgeleitete Beträge
bzw. Ableitungsgrößen der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit, die anhand von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung erhalten sind, berechnet.
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Ferner
werden durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
Sensordriftgrößen der Sensorsignale, die den jeweiligen
erfassten Werten der Längsbeschleunigung, der Querbeschleunigung
und der Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechen, unter Heranziehung
einer Beziehung geschätzt, gemäß der
dann, wenn Sensordriftgrößen der Sensorsignale
in Betracht gezogen werden, jeweilige Ableitungsgrößen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, die
durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung berechnet
sind, und Werte, die die Sensordriftgrößen in
den jeweiligen Ableitungsgrößen der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit, berechnet durch die Berechnungseinrichtung,
berücksichtigen, gleich sind.
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In
dieser Weise können durch Schätzen der Sensordriftbeträge
der Sensoren, die jeweils die Längsbeschleunigung, die
Querbeschleunigung und die Gierwinkelgeschwindigkeit erfassen, unter
Verwendung der Beziehung zwischen den jeweiligen abgeleiteten Größen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, berechnet
zur Schätzung der Längsgeschwindigkeit und der
Quergeschwindigkeit, und der jeweiligen Ableitungsgrößen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, erhalten
anhand von Gleichungen für die Bewegung der Fahrzeugbewegung,
die Driftgrößen der Sensoren, die jeweils die
Längsbeschleunigung, die Querbeschleunigung und die Gierwinkelgeschwindigkeit
erfassen, stabil unabhängig von dem Zustand der Fahrzeugbewegung
geschätzt werden.
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Die
Sensordrift-Schätzeinrichtung gemäß der
vierten Erfindung kann weiterhin eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren,
auf der Grundlage der Sensordriftbeträge, die durch die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung geschätzt
sind, der Sensorsignale, die den jeweiligen erfassten Werten der
Längsbeschleunigung, der Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit
entsprechen, aufweisen, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinrichtung
die Längsgeschwindigkeit und die Quergeschwindigkeit auf
der Grundlage der durch die Korrektureinrichtung korrigierten Sensorsignale
schätzen kann, und einen Schlupfwinkel auf der Grundlage der
geschätzten Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit
schätzen kann. Hierdurch lässt sich der Schlupfwinkel
exakt schätzen.
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Eine
Sensordriftbetrag-Schätzeinrichtung, die mit einer fünften
Erfindung zusammenhängt, ist so strukturiert, dass sie
eine Haltungs- bzw. Stellungs- bzw. Lagewinkel-Schätzeinrichtung
zum Berechnen, auf der Grundlage von Sensorsignalen, die jeweiligen
erfassten Werten einer Längsbeschleunigung, einer Querbeschleunigung,
einer Vertikalbeschleunigung, einer Rollwinkelgeschwindigkeit, und
einer Gierwinkelgeschwindigkeit einer Fahrzeugbewegung entsprechen,
jeweiliger Ableitungsgrößen bzw. abgeleiteter
Werte eines Rollwinkels und eines Nickwinkels mit Bezug zu einer
Vertikalachse eines Fahrzeugkörpers und zum Integrieren
der jeweiligen berechneten Ableitungsgrößen des
Rollwinkels und des Nickwinkels, sowie zum Schätzen des
Rollwinkels und des Nickwinkels; eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
zum Berechnen, auf der Grundlage von jeweiligen erfassten Werten
entsprechenden Sensorsignalen, jeweiliger Ableitungsgrößen
bzw. abgeleiteter Beträge einer Längsgeschwindigkeit
und einer Quergeschwindigkeit und zum Integrieren der jeweiligen
Ableitungsgrößen der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit sowie zum Schätzen der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit; eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen,
auf der Grundlage der Sensorsignale und des Rollwinkels sowie des
Nickwinkels, die durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
geschätzt sind, jeweiliger Ableitungsgrößen
des Rollwinkels und des Nickwinkels, die anhand von Gleichungen
für die Bewegung der Fahrzeugbewegung erhalten sind, und
zum Berechnen, auf der Basis der Sensorsignale und der durch die
Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung geschätzten Längsgeschwindigkeit
und Quergeschwindigkeit, jeweiliger Ableitungsgrößen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, die
auf der Grundlage von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung
erhalten sind; und eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung
zum Schätzen jeweiliger Sensordriftgrößen
bzw. Sensordriftbeträge des Sensorsignals, umfasst, das
dem erfassten Wert der Vertikalbeschleunigung entspricht, und des
Sensorsignals, das dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit
entspricht, unter Heranziehung einer Beziehung, dass dann, wenn
Sensordriftgrößen der Sensorsignale in Betracht
gezogen werden, jeweilige Ableitungsbeträge des Rollwinkels
und des Nickwinkels, die durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
berechnet sind, und Werte, die die Sensordriftbeträge in
den jeweiligen Ableitungsgrößen des Rollwinkels
und des Nickwinkels, berechnet durch die Berechnungseinrichtung,
berücksichtigen, gleich groß sind, und zum Schätzen
von Sensordriftbeträgen bzw. Sensordriftgrößen
der Sensorsignale, die den jeweiligen erfassten Werten der Längsbeschleunigung,
der Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechen,
unter Verwendung einer Beziehung, bei der dann, wenn Sensordriftgrößen
der Sensorsignale berücksichtigt werden, jeweilige Ableitungsgrößen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, die
durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung berechnet
sind, sowie Werte, die die Sensordriftbeträge in den jeweiligen Ableitungsgrößen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, berechnet
durch die Berechnungseinrichtung, berücksichtigen, gleich
sind.
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In Übereinstimmung
mit der Sensordriftbetrags-Schätzeinrichtung gemäß der
fünften Erfindung werden durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
jeweilige Ableitungsbeträge eines Rollwinkels und eines
Nickwinkels mit Bezug zu einer Vertikalachse eines Fahrzeugkörpers
auf der Grundlage von Sensorsignalen berechnet, die jeweiligen erfassten
Werten einer Längsbeschleunigung, einer Querbeschleunigung,
einer Vertikalbeschleunigung, einer Rollwinkelgeschwindigkeit und
einer Gierwinkelgeschwindigkeit einer Fahrzeugbewegung entsprechen,
und es werden die jeweiligen berechneten Ableitungsbeträge
des Rollwinkels und des Nickwinkels integriert sowie der Rollwinkel
und der Nickwinkel geschätzt. Weiterhin werden durch die
Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung auf der Grundlage
von Sensorsignalen, die jeweiligen erfassten Werten entsprechen,
jeweilige Ableitungsbeträge einer Längsgeschwindigkeit
und Quergeschwindigkeit berechnet, und es werden die jeweiligen
Ableitungsbeträge der Längsgeschwindigkeit und
der Quergeschwindigkeit integriert sowie die Längsgeschwindigkeit
und die Quergeschwindigkeit geschätzt. Durch die Berechnungseinrichtung werden
weiterhin auf der Grundlage der Sensorsignale und des Rollwinkels
sowie des Nickwinkels, die durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
geschätzt sind, jeweilige Ableitungsbeträge des
Rollwinkels und des Nickwinkels, die anhand von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung erhalten sind, berechnet und auf der
Basis der Sensorsignale sowie der durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
geschätzten Längsgeschwindigkeit und Quergeschwindigkeit
jeweilige Ableitungsbeträge der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit, die anhand von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung erhalten sind, berechnet.
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Weiterhin
werden durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
jeweilige Sensordriftbeträge des dem erfassten Wert der
Vertikalbeschleunigung entsprechenden Sensorsignals und des Sensorsignals
entsprechend dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit unter
Heranziehung einer Beziehung geschätzt, bei der dann, wenn
Sensordriftbeträge der Sensorsignale berücksichtigt
werden, jeweilige Ableitungsbeträge des Rollwinkels und
des Nickwinkels, die durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
berechnet sind, und Werte, die die Sensordriftbeträge in
den jeweiligen Ableitungsbeträgen des Rollwinkels und des
Nickwinkels, berechnet durch die Berechnungseinrichtung, in Betracht
ziehen, gleich sind, und es werden Sensordriftbeträge der
Sensorsignale, die den jeweiligen erfassten Werten der Längsbeschleunigung,
der Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechen,
unter Heranziehung einer Beziehung geschätzt, bei der dann,
wenn Sensordriftbeträge der Sensorsignale in Betracht gezogen
werden, jeweilige Ableitungsbeträge der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
berechnet sind, und Werte, die die Sensordriftbeträge in
den jeweiligen Ableitungsbeträgen berücksichtigen, gleich
sind.
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Auf
diese Weise können durch Schätzen von Sensordriftbeträgen
der Sensoren, die jeweils die Vertikalbeschleunigung und die Rollwinkelgeschwindigkeit
erfassen, unter Heranziehung der Beziehung zwischen den jeweiligen
Ableitungsbeträgen des Rollwinkels und des Nickwinkels,
die zur Schätzung des Rollwinkels und des Nickwinkels berechnet
sind, und der jeweiligen Ableitungsbeträge des Rollwinkels
und des Nickwinkels, die anhand von Bewegungsgleichungen für
die Fahrzeugbewegung erhalten sind, und durch Schätzen von
Sensordriftbeträgen der Sensoren, die jeweils die Längsbeschleunigung,
die Querbeschleunigung und die Gierwinkelgeschwindigkeit erfassen,
unter Heranziehung der Beziehung zwischen den jeweiligen Ableitungsbeträgen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, die
zur Schätzung der Längsgeschwindigkeit und der
Quergeschwindigkeit berechnet sind, und der jeweiligen Ableitungsbeträge
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, die
auf der Grundlage von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung
erhalten sind, die Driftbeträge der Sensoren, die jeweils
die Vertikalbeschleunigung, die Rollwinkelgeschwindigkeit, die Längsbeschleunigung,
die Querbeschleunigung und die Gierwinkelgeschwindigkeit erfassen,
stabil unabhängig von dem Zustand der Fahrzeugbewegung
geschätzt werden.
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Die
Sensordrift-Schätzeinrichtung gemäß der
fünften Erfindung kann weiterhin eine Korrektureinrichtung
zum Korrigieren, auf der Basis der durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
geschätzten Sensordriftbeträge, von Sensorsignalen,
die jeweiligen erfassten Werten entsprechen, aufweisen, wobei die
Lagewinkel-Schätzeinrichtung den Rollwinkel und den Nickwinkel
auf der Basis der den jeweiligen erfassten Werten entsprechenden
Sensorsignale, korrigiert durch die Korrektureinrichtung, entsprechend
schätzen kann, und die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
die Längsgeschwindigkeit und die Quergeschwindigkeit auf der
Grundlage der den jeweiligen erfassten Werten entsprechenden Sensorsignale,
korrigiert durch die Korrektureinrichtung, schätzen kann
und einen Schlupfwinkel auf der Grundlage der geschätzten
Längsgeschwindigkeit und Quergeschwindigkeit schätzen
kann. Demzufolge können der Rollwinkel und der Nickwinkel
exakt geschätzt werden, und es kann der Schlupfwinkel genau
geschätzt werden.
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Die
Lagewinkel-Schätzeinrichtung, die mit der dritten Erfindung
und der fünften Erfindung zusammenhängt, kann
die jeweiligen Ableitungsbeträge des Rollwinkels und des
Nickwinkels berechnen, die auf der Grundlage einer geänderten
Größe der Sensordriftgröße,
geschätzt durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung, und
einer Sensordriftgröße, die in der Vergangenheit
für das Sensorsignal, das dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit
entspricht, und das Sensorsignal, das dem erfassten Wert der Vertikalbeschleunigung entspricht,
geschätzt wurden, und sie kann die jeweiligen berechneten
Ableitungsgrößen des Rollwinkels und des Nickwinkels
integrieren sowie den Rollwinkel und den Nickwinkel schätzen.
Aufgrund dessen kann selbst dann, wenn die Lerngeschwindigkeit der
Sensordriftgrößen langsam ist, der Rollwinkel
und der Nickwinkel exakt geschätzt werden, indem die jeweiligen
Ableitungsbeträge des Rollwinkels und des Nickwinkels in
Abhängigkeit von den geänderten Größen
der geschätzten Sensordriftbeträge korrigiert
werden.
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Die
Fahrzeuggeschwindigkeit-Schätzeinrichtung, die mit der
vierten Erfindung und der fünften Erfindung zusammenhängt,
kann die jeweiligen Ableitungsbeträge der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit berechnen, die auf der Basis eines geänderten
Betrags der Sensordriftgröße, geschätzt
durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung,
und einer Sensordriftgröße, die in der Vergangenheit
sowohl für das Sensorsignal, das dem erfassten Wert der
Längsbeschleunigung entspricht, als auch für das
Sensorsignal geschätzt wurden, das dem erfassten Wert der
Längsbeschleunigung entspricht, geschätzt wurden,
korrigiert wurden, und kann die jeweiligen berechneten Ableitungsgröße
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit integrieren
sowie die Längsgeschwindigkeit und die Quergeschwindigkeit
schätzen.
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Aufgrund
dessen können die Längsgeschwindigkeit und die
Quergeschwindigkeit selbst dann, wenn die Lerngeschwindigkeit der
Sensordriftgrößen langsam bzw. gering ist, exakt
dadurch geschätzt werden, dass die jeweiligen Ableitungsgrößen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit in
Abhängigkeit von den geänderten Beträgen
der geschätzten Sensordriftgrößen korrigiert
werden.
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Eine
Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung,
die mit einer sechsten Erfindung zusammenhängt, ist so aufgebaut,
dass sie eine Haltungs- bzw. Lagewinkel-Schätzeinrichtung
zum Schätzen, auf der Grundlage von Sensorsignalen, die
jeweiligen erfassten Werten einer Vertikalbeschleunigung, einer
Längsbeschleunigung, einer Querbeschleunigung, einer Rollwinkelgeschwindigkeit,
einer Nickwinkelgeschwindigkeit und einer Gierwinkelgeschwindigkeit
einer Fahrzeugbewegung entsprechen, von jeweiligen Ableitungsgrößen
bzw. Ableitungsbeträgen eines Rollwinkels und eines Nickwinkel
mit Bezug zu einer Vertikalachse eines Fahrzeugkörpers,
und zum Integrieren der jeweiligen berechneten Ableitungsgrößen
des Rollwinkels und des Nickwinkels sowie zum Schätzen
des Rollwinkels und des Nickwinkels; eine Berechnungseinrichtung
zum Berechnen, auf der Grundlage der Sensorsignale und des Rollwinkels
und des Nickwinkels, geschätzt durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung,
von jeweiligen Ableitungsgrößen des Rollwinkels
und des Nickwinkels, erhalten anhand von Gleichungen für
die Bewegung einer Fahrzeugbewegung; und eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung
aufweist, die zum Schätzen von jeweiligen Sensordriftbeträgen
des Sensorsignals, das dem erfassten Wert der Nickwinkelgeschwindigkeit
entspricht, und des Sensorsignals, das dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit
entspricht, unter Heranziehung einer Beziehung dient, bei der dann,
wenn Sensordriftbeträge der Sensorsignale in Betracht gezogen
werden, jeweilige Ableitungsbeträge des Rollwinkels und
des Nickwinkels, die durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
berechnet sind, und Werte, die die Sensordriftbeträge in
den jeweiligen Ableitungsgrößen des Rollwinkels
und des Nickwinkels, berechnet durch die Berechnungseinrichtung,
berücksichtigen, gleich sind.
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In Übereinstimmung
mit der mit der sechsten Erfindung zusammenhängenden Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung
werden durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung jeweilige
Ableitungsbeträge eines Rollwinkels und eines Nickwinkels
mit Bezug zu einer Vertikalachse eines Fahrzeugkörpers
auf der Grundlage von Sensorsignalen berechnet, die jeweiligen erfassten
Werten einer Vertikalbeschleunigung, Längsbeschleunigung,
Querbeschleunigung, Rollwinkelgeschwindigkeit, Nickwinkelgeschwindigkeit
und Gierwinkelgeschwindigkeit einer Fahrzeugbewegung entsprechen,
und es werden die jeweiligen berechneten Ableitungsgrößen
des Rollwinkels und des Nickwinkels integriert sowie der Rollwinkel
und der Nickwinkel geschätzt. Ferner werden durch die Berechnungseinrichtung
jeweilige Ableitungsbeträge des Rollwinkels und des Nickwinkels,
die anhand von Bewegungsgleichungen für die Bewegungsgleichung
erhalten sind, auf der Grundlage der Sensorsignale und des Rollwinkels
sowie des Nickwinkels berechnet, die durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
geschätzt wurden.
-
Ferner
werden durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
jeweilige Sensordriftbeträge des Sensorsignals, das dem
erfassten Wert der Nickwinkelgeschwindigkeit entspricht, und des
Sensorsignals, das dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit
entspricht, unter Heranziehung einer Beziehung geschätzt,
gemäß der dann, wenn Sensordriftbeträge
der Sensorsignale in Betracht gezogen werden, jeweilige Ableitungsbeträge
des Rollwinkels und des Nickwinkels, die durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
berechnet sind, und Werte, die die Sensordriftbeträge in
den jeweiligen Ableitungsbeträgen des Rollwinkels und des
Nickwinkels, berechnet durch die Berechnungseinrichtung, berücksichtigen,
gleich sind.
-
In
dieser Weise können die Driftgrößen der
Sensoren, die jeweils die Nickwinkelgeschwindigkeit und die Rollwinkelgeschwindigkeit
erfassen, stabil und unabhängig von dem Zustand der Fahrzeugbewegung
geschätzt werden, indem die Sensordriftbeträge
der Sensoren, die jeweils die Nickwinkelgeschwindigkeit und die Rollwinkelgeschwindigkeit
erfassen, unter Heranziehung der Beziehung zwischen den jeweiligen
Ableitungsbeträgen des Rollwinkels und des Nickwinkels
geschätzt werden, die zum Zwecke der Schätzung
des Rollwinkels und des Nickwinkels sowie der jeweiligen Ableitungsbeträge
des Rollwinkels und des Nickwinkels berechnet werden, die anhand
von Gleichungen für die Bewegung bezüglich der
Fahrzeugbewegung erhalten sind.
-
Die
Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung,
die mit der sechsten Erfindung zusammenhängt, kann weiterhin
eine Korrektureinrichtung zum jeweiligen Korrigieren, auf der Grundlage
der durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
geschätzten Sensordriftgrößen, des dem
erfassten Wert der Nickwinkelgeschwindigkeit entsprechenden Sensorsignals
und des dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit entsprechenden
Sensorsignals, aufweisen, wobei die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
den Rollwinkel und den Nickwinkel auf der Basis der Sensorsignale
schätzen kann, die den jeweiligen erfassten Werten der
Vertikalbeschleunigung, der Längsbeschleunigung, der Querbeschleunigung
und der Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechen, und der Sensorsignale,
die den jeweiligen erfassten Werten der Nickwinkelgeschwindigkeit
und der Rollwinkelgeschwindigkeit entsprechen, die durch die Korrektureinrichtung
korrigiert sind. Aufgrund dessen können der Rollwinkel
und der Nickwinkel exakt geschätzt werden.
-
Eine
Sensordrift-Schätzeinrichtung, die mit einer siebten Erfindung
zusammenhängt, ist derart aufgebaut, dass sie aufweist:
eine Lagewinkel-Schätzeinrichtung zum Berechnen, auf der
Grundlage von Sensorsignalen entsprechend jeweiligen erfassten Werten
einer Längsbeschleunigung, Querbeschleunigung, Vertikalbeschleunigung,
Rollwinkelgeschwindigkeit, Nickwinkelgeschwindigkeit und Gierwinkelgeschwindigkeit
der Fahrzeugbewegung, von jeweiligen Ableitungsgrößen
eines Rollwinkels und eines Nickwinkels mit Bezug zu einer Vertikalachse
eines Fahrzeugkörpers sowie zum Integrieren der jeweiligen
berechneten Ableitungsgrößen des Rollwinkels und
des Nickwinkels, und zum Schätzen des Rollwinkels und der
Nickwinkels; eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
zum Berechnen, auf der Grundlage von jeweiligen erfassten Werten entsprechenden
Sensorsignalen, von jeweiligen Ableitungsgrößen
einer Längsgeschwindigkeit und Quergeschwindigkeit, und
zum Integrieren der jeweiligen Ableitungsgrößen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit sowie
zum Schätzen der Längsgeschwindigkeit und der
Quergeschwindigkeit; eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen,
auf der Grundlage der Sensorsignale und des Rollwinkels und des
Nickwinkels, geschätzt durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung,
von jeweiligen Ableitungsgrößen des Rollwinkels
und des Nickwinkels, die anhand von Bewegungsgleichungen für
die Fahrzeugbewegung erhalten sind, und zum Berechnen, auf der Grundlage
der Sensorsignale und der Längsgeschwindigkeit sowie der
Quergeschwindigkeit, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
geschätzt sind, von jeweiligen Ableitungsgrößen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, die
anhand von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung
erhalten sind; und eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung
zum Schätzen jeweiliger Sensordriftbeträge des
Sensorsignals, das dem erfassten Wert der Nickwinkelgeschwindigkeit
entspricht, und des Sensorsignals, das dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit
entspricht, unter Heranziehung einer Beziehung, gemäß der
dann, wenn Sensordriftbeträge der Sensorsignale in Betracht
gezogen werden, jeweilige Ableitungsgrößen des
Rollwinkels und des Nickwinkels, die durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
berechnet sind, und Werte, die die Sensordriftgrößen
in den jeweiligen Ableitungsgrößen des Rollwinkels
und des Nickwinkels, berechnet durch Berechnungseinrichtung, berücksichtigen,
gleich sind, und zum Schätzen von Sensordriftbeträgen
der Sensorsignale, die den jeweiligen erfassten Werten der Längsbeschleunigung,
der Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechen,
unter Verwendung einer Beziehung, bei der, wenn Sensordriftgrößen
der Sensorsignale in Betracht gezogen werden, jeweilige Ableitungsgrößen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, die
durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung berechnet
sind, und Werte, die die Sensordriftgrößen in
den jeweiligen Ableitungsbeträgen der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit, berechnet durch die Berechnungseinrichtung,
berücksichtigen, gleich sind.
-
In Übereinstimmung
mit der Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung,
die mit der siebten Erfindung zusammenhängt, werden durch
die Lagewinkel-Schätzeinrichtung, auf der Basis von Sensorsignalen,
die jeweiligen erfassten Werten einer Längsbeschleunigung,
Querbeschleunigung, Vertikalbeschleunigung, Rollwinkelgeschwindigkeit,
Nickwinkelgeschwindigkeit und Gierwinkelgeschwindigkeit einer Fahrzeugbewegung
entsprechen, jeweilige Ableitungsgrößen bzw. Ableitungsbeträge
eines Rollwinkels und eines Nickwinkels mit Bezug zu einer Vertikalachse
eines Fahrzeugkörpers berechnet, und es werden die jeweiligen
berechneten Ableitungsgrößen des Rollwinkels und
des Nickwinkels integriert sowie der Rollwinkel und der Nickwinkel
geschätzt. Durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
werden, auf der Basis von Sensorsignalen, die jeweiligen erfassten
Werten entsprechen, jeweilige Ableitungsgrößen
der Längsgeschwindigkeit und Quergeschwindigkeit berechnet,
und es werden die jeweiligen abgeleiteten Größen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit integriert
sowie die Längsgeschwindigkeit und die Quergeschwindigkeit
geschätzt. Weiterhin werden durch die Computereinrichtung
auf der Grundlage der Sensorsignale und des Rollwinkels und des
Nickwinkels, die durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
geschätzt sind, jeweilige Ableitungsbeträge bzw.
Ableitungsgrößen des Rollwinkels und des Nickwinkels,
die aus Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung erhalten
werden, berechnet, und es werden auf der Grundlage der Sensorsignale
und der Längsgeschwindigkeit sowie der Quergeschwindigkeit,
die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
geschätzt sind, jeweilige Ableitungsgrößen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit berechnet,
die aus Gleichungen für die Bewegung für die Fahrzeugbewegung
erhalten werden.
-
Ferner
werden durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
jeweilige Sensordriftbeträge des Sensorsignals, das dem
erfassten Wert der Nickwinkelgeschwindigkeit entspricht, und des
Sensorsignals, das dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit
entspricht, unter Heranziehung einer Beziehung geschätzt,
gemäß der dann, wenn Sensordriftbeträge
der Sensorsignale in Betracht gezogen werden, jeweilige Ableitungsgrößen bzw.
Ableitungsbeträge des Rollwinkels und des Nickwinkels,
die durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung berechnet sind,
und Werte, die die Sensordriftgrößen in den jeweiligen
Ableitungsbeträgen des Rollwinkels und des Nickwinkels,
berechnet durch die Berechnungseinrichtung, berücksichtigen,
gleich sind, und es werden Sensordriftgrößen der
Sensorsignale, die den jeweiligen erfassten Werten der Längsbeschleunigung,
der Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit unter Verwendung
einer Beziehung geschätzt, bei der dann, wenn Sensordriftbeträge
der Sensorsignale in Berücksichtigung gebracht werden,
jeweilige Ableitungsgrößen bzw. Ableitungsbeträge
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, die
durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung berechnet
sind, und Werte, die die Sensordriftbeträge in den jeweiligen
abgeleiteten Größen bzw. Ableitungsbeträgen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, berechnet
durch die Berechnungseinrichtung, berücksichtigen, gleich
sind.
-
Durch
das Schätzen der Sensordriftbeträge der Sensoren,
die jeweils die Nickwinkelgeschwindigkeit bzw. die Rollwinkelgeschwindigkeit
erfassen, unter Verwendung der Beziehung zwischen den jeweiligen
Ableitungsgrößen und des Rollwinkels und des Nickwinkels,
die zur Schätzung des Rollwinkels und des Nickwinkels sowie
der jeweiligen abgeleiteten Größen des Rollwinkels
und des Nickwinkels, erhalten aus Bewegungsgleichungen für
die Fahrzeugbewegung, berechnet sind, und durch Schätzen
der Sensordriftbeträge der Sensoren, die jeweils die Längsbeschleunigung,
die Querbeschleunigung und die Gierwinkelbeschleunigung unter Heranziehung
der Beziehung zwischen den jeweiligen abgeleiteten Größen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit erfassen,
die zur Schätzung der Längsgeschwindigkeit und
der Quergeschwindigkeit berechnet sind, und der jeweiligen abgeleiteten
Größen der Längsgeschwindigkeit und der
Quergeschwindigkeit, die anhand von Bewegungsgleichungen für
die Fahrzeugbewegung erhalten sind, können somit die Driftgrößen
der Sensoren, die jeweils die Nickwinkelgeschwindigkeit, die Rollwinkelgeschwindigkeit,
die Längsbeschleunigung, die Querbeschleunigung und die
Gierwinkelgeschwindigkeit erfassen, stabil unabhängig von dem
Zustand der Fahrzeugbewegung geschätzt werden.
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Die
Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung,
die mit der siebten Erfindung zusammenhängt, kann weiterhin
eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren, auf der Basis der Sensordriftbeträge,
die durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
geschätzt sind, von Sensorsignalen, die jeweiligen erfassten
Werten entsprechen, enthalten, wobei die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
den Rollwinkel und den Nickwinkel auf der Grundlage der Sensorsignale
schätzen kann, die den jeweiligen erfassten Werten, korrigiert
durch die Korrektureinrichtung, entsprechen, und es kann die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
die Längsgeschwindigkeit und die Quergeschwindigkeit auf
der Grundlage der Sensorsignale schätzen, die den jeweiligen
erfassten Werten, korrigiert durch die Korrektureinrichtung, entsprechen,
und kann einen Schlupfwinkel auf der Grundlage der geschätzten
Längsgeschwindigkeit und Quergeschwindigkeit schätzen.
Hierdurch können der Rollwinkel und der Nickwinkel exakt
geschätzt werden, und es kann der Schlupfwinkel akkurat
geschätzt werden.
-
Die
Lagewinkel-Schätzeinrichtung, die mit der sechsten Erfindung
und der siebten Erfindung zusammenhängt, kann die jeweiligen
abgeleiteten Größen bzw. Ableitungsbeträge
des Rollwinkels und des Nickwinkels, die auf der Grundlage eines
geänderten Betrags der Sensordriftgröße,
die durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
geschätzt ist, und einer Sensordriftgröße
korrigiert wurden, die in der Vergangenheit für jedes der Sensorsignale,
das dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit entspricht,
und des Sensorsignals, das dem erfassten Wert der Nickwinkelgeschwindigkeit
entspricht, geschätzt wurden, und kann die jeweiligen berechneten
Ableitungsgrößen des Rollwinkels und des Nickwinkels
integrieren sowie den Rollwinkel und den Nickwinkel schätzen.
Aufgrund dessen können der Rollwinkel und der Nickwinkel
selbst dann, wenn die Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgrößen
langsam bzw. gering ist, exakt geschätzt werden, indem
die jeweiligen Ableitungsbeträge des Rollwinkels und des
Nickwinkels in Übereinstimmung mit bzw. Abhängigkeit
von den geänderten Beträgen der geschätzten
Sensordriftbeträge korrigiert werden.
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Die
Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung, die mit der
siebten Erfindung zusammenhängt, kann die jeweiligen Ableitungsbeträge
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit berechnen,
die auf der Grundlage eines geänderten Betrags der Sensordriftgröße,
geschätzt durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung,
und eines Sensordriftbetrags, der in der Vergangenheit für
jedes aus dem Sensorsignal, das dem erfassten Wert der Längsbeschleunigung
entspricht, und dem Sensorsignal, das dem erfassten Wert der Querbeschleunigung
entspricht, geschätzt wurde, und kann die jeweiligen berechneten
Ableitungsgrößen der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit integrieren sowie die Längsgeschwindigkeit
und die Quergeschwindigkeit schätzen. Aufgrund dessen können
selbst dann, wenn die Lerngeschwindigkeit der Sensordriftbeträge
langsam ist, die Längsgeschwindigkeit und die Quergeschwindigkeit
exakt geschätzt werden, indem die jeweiligen Ableitungsgrößen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit in
Abhängigkeit von den geänderten Beträgen
der geschätzten Sensordriftengrößen korrigiert
werden.
-
Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung, die mit
der fünften Erfindung und der siebten Erfindung zusammenhängt,
kann Sensordriftgrößen der Sensorsignale schätzen,
die den jeweiligen erfassten Werten der Längsbeschleunigung,
der Querbeschleunigung und der Gierwinkelbeschleunigung entsprechen,
und kann auf der Grundlage der geschätzten Sensordriftbeträge
und der Sensordriftbeträge, die zu einem vorhergehenden
Zeitpunkt geschätzt wurden, die Sensordriftbeträge
bzw. Sensordriftgrößen aktualisieren, d. h. updaten. Hierdurch
können die geschätzten Sensordriftgrößen
geglättet werden.
-
Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung, die die
vorstehend aufgelisteten Driftgrößen aktualisiert,
kann die Sensordriftgröße des Sensorsignals, das
der Querbeschleunigung entspricht, auf der Grundlage der geschätzten
Sensordriftgröße des der Querbeschleunigung entsprechenden
Sensorsignals und der zu dem vorhergehenden Zeitpunkt geschätzten
Sensordriftgröße des der Querbeschleunigung entsprechenden
Sensorsignals, lediglich dann aktualisieren, wenn ein Absolutwert
des durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung geschätzten Rollwinkels
klein wird, indem die Sensordriftgröße durch Verwendung
des geschätzten Sensordriftbetrags des der Querbeschleunigung
entsprechenden Sensorsignals aktualisiert wird. Aufgrund dessen
kann durch Aktualisieren der Sensordriftgröße
derart, dass der Absolutwert des geschätzten Werts des
Rollwinkels klein wird, eine Vergrößerung im Absolutwert
des geschätzten Werts des Rollwinkels unterdrückt
werden, und es können die Lagewinkel noch genauer geschätzt
werden.
-
Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung, die die
vorstehend genannten Sensordriftbeträge aktualisiert, kann die
Sensordriftgröße des der Gierwinkelgeschwindigkeit
entsprechenden Sensorsignals auf der Grundlage der geschätzten
Sensordriftgröße des der Gierwinkelgeschwindigkeit
entsprechenden Sensorsignals und der zu dem vorhergehenden Zeitpunkt
geschätzten Sensordriftgröße des der
Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechenden Sensorsignals aktualisieren,
und zwar lediglich dann, wenn ein Absolutwert des Rollwinkels, der durch
die Lagewinkel-Schätzeinrichtung geschätzt ist,
klein ist oder wird, indem die Sensordriftgröße
unter Heranziehung der geschätzten Sensordriftgröße
des der Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechenden Sensorsignals aktualisiert
wird. Aufgrund dessen kann durch Aktualisieren der Sensordriftgröße
derart, dass der Absolutwert des geschätzten Werts des
Rollwinkels klein wird, eine Zunahme im Absolutwert des geschätzten Werts
des Rollwinkels unterdrückt werden, und es können
die Lagewinkel noch genauer geschätzt werden.
-
Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung, die die
vorstehend genannten Sensordriftbeträge aktualisiert, kann die
Sensordriftgröße des der Längsbeschleunigung
entsprechenden Sensorsignals auf der Grundlage der geschätzten
Sensordriftgröße des der Längsbeschleunigung
entsprechenden Sensorsignals und der zu dem vorhergehenden Zeitpunkt
geschätzten Sensordriftgröße des der
Längsbeschleunigung entsprechenden Sensorsignals aktualisieren,
und zwar lediglich dann, wenn ein Absolutwert des durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
geschätzten Nickwinkels klein wird, indem die Sensordriftgröße
unter Heranziehung der geschätzten Sensordriftgröße
des der Längsbeschleunigung entsprechenden Sensorsignals
aktualisiert wird. Aufgrund dessen kann durch Aktualisieren der
Sensordriftgröße derart, dass der Absolutwert
des geschätzten Werts des Nickwinkels klein wird, eine
Vergrößerung des Absolutwerts des geschätzten
Werts des Nickwinkels unterdrückt werden, und es können
die Lagewinkel noch genauer geschätzt werden.
-
Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung, die die
vorstehend genannten Sensordriftbeträge aktualisiert, kann die
Sensordriftgröße des der Querbeschleunigung entsprechenden
Sensorsignals auf der Grundlage der geschätzten Sensordriftgröße
des der Querbeschleunigung entsprechenden Sensorsignals und der
zu dem vorhergehenden Zeitpunkt geschätzten Sensordriftgröße
des der Querbeschleunigung entsprechenden Sensorsignals aktualisieren,
wenn ein Absolutwert des Rollwinkels, geschätzt durch die
Lagewinkel-Schätzeinrichtung, klein wird, indem die Sensordriftgröße
unter Heranziehung der geschätzten Sensordriftgröße
des der Querbeschleunigung entsprechenden Sensorsignals aktualisiert
wird, und wenn ein Absolutwert des durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
geschätzten Rollwinkels groß wird, indem die Sensordriftgröße
aktualisiert wird, indem die geschätzte Sensordriftgröße
des der Querbeschleunigung entsprechenden Sensorsignals verwendet
wird, wobei die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
ein Ausmaß der Auswirkung der geschätzten Sensordriftgröße
des der Querbeschleunigung entsprechenden Sensorsignals bei der
Aktualisierung der Sensordriftgröße gering machen
bzw. verkleinern kann, verglichen mit einem Fall, bei dem der Absolutwert
des Rollwinkels durch Aktualisieren klein wird, und kann die Sensordriftgröße
des der Querbeschleunigung entsprechenden Sensorsignals aktualisieren.
Aufgrund dessen kann eine Vergrößerung im Absolutwert
des geschätzten Werts des Rollwinkels unterdrückt
werden, und es können die Lagewinkel noch genauer geschätzt
werden.
-
Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung, die die
vorstehend genannten Sensordriftgrößen aktualisiert,
kann die Sensordriftgröße des der Gierwinkelgeschwindigkeit
entsprechenden Sensorsignals auf der Grundlage der geschätzten
Sensordriftgröße des der Gierwinkelgeschwindigkeit
entsprechenden Sensorsignals und der zu dem vorhergehenden Zeitpunkt
geschätzten Sensordriftgröße des der
Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechenden Sensorssignals aktualisieren,
wenn ein Absolutwert des durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
geschätzten Rollwinkels klein wird, indem die Sensordriftgröße
unter Verwendung der geschätzten Sensordriftgröße
des der Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechenden Sensorsignals aktualisiert
wird, und indem, wenn ein Absolutwert des durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
geschätzten Rollwinkels groß wird, der Sensordriftbetrag
bzw. die Sensordriftgröße unter Verwendung des
geschätzten Sensordriftbetrags des der Gierwinkelgeschwindigkeit
entsprechenden Sensorsignals aktualisiert wird, wodurch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
ein Ausmaß der Auswirkung der geschätzten Sensordriftgröße
des der Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechenden Sensorsignals bei
der Aktualisierung der Sensordriftgröße klein
machen bzw. verkleinern kann, verglichen mit einem Fall, bei dem
der Absolutwert des Rollwinkels durch Aktualisieren klein wird,
und kann die Sensordriftgröße des der Gierwinkelgeschwindigkeit
entsprechenden Sensorsignals aktualisieren. Hierdurch kann eine
Vergrößerung im Absolutwert des geschätzten
Werts des Rollwinkels unterdrückt werden, und es können
die Lagewinkel noch genauer geschätzt werden.
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Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung, die die
vorstehend genannten Sensordriftgrößen aktualisiert,
kann die Sensordriftgröße des der Längsbeschleunigung
entsprechenden Sensorsignals auf der Basis der geschätzten
Sensordriftgröße des der Längsbeschleunigung
entsprechenden Sensorsignals und der zu dem vorhergehenden Zeitpunkt
geschätzten Sensordriftgröße des der
Längsbeschleunigung entsprechenden Sensorsignals aktualisieren,
wenn ein Absolutwert des durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
geschätzten Nickwinkels klein wird, indem der Sensordriftbetrag
unter Heranziehung der geschätzten Sensordriftgröße
des der Längsbeschleunigung entsprechenden Sensorsignals
aktualisiert wird, und, wenn ein Absolutwert des durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung
geschätzten Nickwinkels groß wird, indem die Sensordriftgröße
aktualisiert wird, indem die geschätzte Sensordriftgröße
des der Längsbeschleunigung entsprechenden Sensorsignals herangezogen
wird, wodurch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
ein Ausmaß der Auswirkung der geschätzten Sensordriftgröße
des der Längsbeschleunigung entsprechenden Sensorsignals
bei der Aktualisierung der Sensordriftgröße klein
machen bzw. verkleinern kann, verglichen mit einem Fall, bei dem
der Absolutwert des Nickwinkels durch Aktualisieren klein wird,
und kann die Sensordriftgröße des der Längsbeschleunigung
entsprechenden Sensorsignals aktualisieren. Aufgrund dessen kann
eine Vergrößerung im Absolutwert des geschätzten
Werts des Nickwinkels unterdrückt werden, und es können
die Lagewinkel genauer geschätzt werden.
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Eine
Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung,
die mit einer achten Erfindung zusammenhängt, ist so aufgebaut,
dass sie aufweist: eine Quergeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
zum Berechnen, auf der Grundlage von Sensorsignalen, die jeweiligen
erfassten Werten der Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit
der Fahrzeugbewegung entsprechen, und entweder eines Sensorsignals,
das einem erfassten Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht,
oder eines geschätzten Werts, gebildet durch eine die Fahrzeuggeschwindigkeit
schätzende Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung,
einer Ableitungsgröße bzw. eines Ableitungsbetrags
der Quergeschwindigkeit, und zum Schätzen der Quergeschwindigkeit;
eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen, auf der Grundlage der
Sensorsignale entsprechend den jeweiligen erfassten Werten der Querbeschleunigung
und der Gierwinkelgeschwindigkeit und entweder des Sensorsignals,
das dem erfassten Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, oder
des geschätzten Werts, von einer Ableitungsgröße
der Quergeschwindigkeit, erhalten anhand von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung; und eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung
zum Schätzen von Sensordriftgrößen der
den jeweiligen erfassten Werten der Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit
entsprechenden Sensorsignale, unter Heranziehung einer Beziehung,
gemäß der, wenn Sensordriftgrößen
der Sensorsignale berücksichtigt werden, die den jeweiligen
erfassten Werten der Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechen,
eine Ableitungsgröße der durch die Quergeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
geschätzten Quergeschwindigkeit und ein Wert, der die Sensordriftgrößen
im abgeleiteten Betrag bzw. in der Ableitungsgröße
der Quergeschwindigkeit, berechnet durch die Berechnungseinrichtung,
berücksichtigt, gleich sind.
-
In Übereinstimmung
mit der mit der achten Erfindung zusammenhängenden Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung
werden durch die Quergeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
auf der Grundlage von Sensorsignalen entsprechend den jeweiligen
erfassten Werten der Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit
der Fahrzeugbewegung sowie entweder eines einem erfassten Wert der
Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Sensorsignals oder eines
geschätzten Werts seitens einer die Fahrzeuggeschwindigkeit
schätzenden Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
eine Ableitungsgröße bzw. ein abgeleiteter Wert
der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, und es wird der abgeleitete
Wert der Quergeschwindigkeit integriert sowie die Quergeschwindigkeit
geschätzt. Durch die Berechnungseinrichtung wird ferner
auf der Grundlage der Sensorsignale entsprechend den jeweiligen
erfassten Werten der Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit
und entweder des Signals entsprechend dem erfassten Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit
oder des geschätzten Werts, eine Ableitungsgröße
bzw. ein abgeleiteter Wert der Quergeschwindigkeit berechnet, die
anhand von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung
erhalten werden.
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Weiterhin
werden durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
Sensordriftbeträge der den jeweiligen erfassten Werten
der Querbeschleunigung und der Gierwinkelbeschleunigung entsprechenden
Sensorsignale unter Heranziehung einer Beziehung geschätzt,
gemäß der dann, wenn Sensordriftbeträge
der den jeweiligen erfassten Werten der Querbeschleunigung der Gierwinkelgeschwindigkeit
entsprechenden Sensorsignale in Betracht gezogen werden, eine abgeleitete
Größe bzw. ein Ableitungswert der Seitengeschwindigkeit
bzw. Quergeschwindigkeit, berechnet durch die Quergeschwindigkeits-Schätzeinrichtung,
und ein Wert, der die Sensordriftbeträge in der abgeleiteten
Größe der Quergeschwindigkeit, berechnet durch
die Berechnungseinrichtung, berücksichtigt, gleich sind.
-
Auf
diese Weise können die Driftbeträge der Sensoren,
die jeweils die Querbeschleunigung und die Gierwinkelgeschwindigkeit
erfassen, stabil unabhängig von dem Zustand der Fahrzeugbewegung
geschätzt werden, indem die Sensordriftbeträge
der Sensoren, die jeweils die Querbeschleunigung und die Gierwinkelgeschwindigkeit
erfassen, geschätzt werden, wobei die Beziehung zwischen
der abgeleiteten Größe der zur Schätzung
der Quergeschwindigkeit berechneten Quergeschwindigkeit und der
abgeleiteten Größe der Quergeschwindigkeit, die
anhand von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeuggeschwindigkeit
erhalten wird, verwendet wird.
-
Die
mit der achten Erfindung zusammenhängende Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung
kann weiterhin eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Sensorsignale,
die den jeweiligen erfassten Werten der Querbeschleunigung und der
Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechen, auf der Grundlage der durch
die Driftgrößen-Schätzeinrichtung geschätzten
Sensordriftgrößen aufweisen, wobei die Quergeschwindigkeitsschätzeinrichtung
die Quergeschwindigkeit auf der Grundlage der durch die Korrektureinrichtung
korrigierten Sensorsignale schätzen kann. Aufgrund dessen
kann die Quergeschwindigkeit exakt geschätzt werden.
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Die
mit der achten Erfindung zusammenhängende Driftgrößen-Schätzeinrichtung
kann für jede aus einer Vielzahl von Fahrzeuggeschwindigkeitsregionen,
die durch Unterteilen eines vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs
erhalten werden, einen relationalen Ausdruck bzw. eine Beziehung
erhalten, der bzw. die gewichtet ist oder wird und der bzw. die
eine Beziehung zwischen einer Abweichung zwischen der abgeleiteten
Größe der durch die Quergeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
berechneten Quergeschwindigkeit und der abgeleiteten Größe
der durch die Berechnungseinrichtung berechneten Quergeschwindigkeit,
und der Fahrzeuggeschwindigkeit und den Sensordriftgrößen
ausdrückt, und kann auf der Basis des abgeleiteten oder gewonnenen
relationalen Ausdrucks für jede aus der Mehrzahl von Fahrzeuggeschwindigkeitsregionen
die Sensordriftgrößen der Sensorsignale schätzen,
die den jeweiligen erfassten Werten der Querbeschleunigung und der
Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechen. Aufgrund dessen können
die Sensordriftbeträge der Sensoren, die jeweils die Querbeschleunigung
und die Gierwinkelgeschwindigkeit erfassen, genau geschätzt
werden, indem ein relationaler Ausdruck verwendet wird, der die
Beziehung oder das Verhältnis der Abweichung der abgeleiteten
Größen der Quergeschwindigkeit, der Fahrzeuggeschwindigkeit
und der Sensordriftgrößen ausdrückt und
der für jede aus einer Mehrzahl von Fahrzeuggeschwindigkeitsregionen
gewichtet ist.
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Eine
Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung,
die mit einer neunten Erfindung zusammenhängt, ist so strukturiert,
dass sie aufweist: eine Schlupfwinkelschätzeinrichtung
zum Berechnen, auf der Grundlage von Sensorsignalen, die jeweiligen
erfassten Werten der Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit einer
Fahrzeugbewegung entsprechen, und entweder einem Sensorsignal, das
einem erfassten Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, oder
einem geschätzten Wert seitens einer Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinrichtung,
die die Fahrzeuggeschwindigkeit schätzt, einer abgeleiteten
Größe eines Schlupfwinkels und zum Integrieren
der abgeleiteten Größe des Schlupfwinkels wie
zum Schätzen des Schlupfwinkels; eine Berechnungseinrichtung
zum Berechnen, auf der Basis der Sensorsignale entsprechend den
jeweiligen erfassten Werten der Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit
und entweder des dem erfassten Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit
entsprechenden Sensorsignals oder dem geschätzten Wert,
einer abgeleiteten Größe des Schlupfwinkels, erhalten
anhand von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung; und
eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung zum
Schätzen von Sensordriftbeträgen oder -größen
der Sensorsignale entsprechend den jeweiligen erfassten Werten der
Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit unter Heranziehung
einer Beziehung, gemäß der dann, wenn die Sensordriftbeträge
der Sensorsignale entsprechend den jeweiligen erfassten Werten der
Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit berücksichtigt
werden, eine abgeleitete Größe des durch die Schlupfwinkelschätzeinrichtung
berechneten Schlupfwinkels und ein Wert, der die Sensordriftbeträge
oder -größen in dem abgeleiteten Betrag des Schlupfwinkels,
berechnet durch die Berechnungseinrichtung, berücksichtigt,
gleich sind.
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In Übereinstimmung
mit der mit der neunten Erfindung zusammenhängenden Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung
wird durch die Schlupfwinkelschätzeinrichtung auf der Grundlage
von Sensorsignalen entsprechend den jeweiligen erfassten Werten
der Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit der Fahrzeugbewegung
und entweder eines Sensorsignals, das einem erfassten Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit
entspricht, oder eines geschätzten Werts, geschätzt
durch die die Fahrzeuggeschwindigkeit schätzende Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinrichtung,
eine abgeleitete Größe eines Schlupfwinkels berechnet,
und es wird die abgeleitete Größe bzw. der abgeleitete
Betrag des Schlupfwinkels integriert sowie der Schlupfwinkel geschätzt.
Weiterhin wird durch die Berechnungseinrichtung auf der Grundlage
der Sensorsignale, die den jeweiligen erfassten Werten der Querbeschleunigung
und der Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechen, und entweder des
dem erfassten Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Sensorsignals
oder des geschätzten Werts, eine abgeleitete Größe
des Schlupfwinkels, erhalten anhand von Bewegungsgleichungen für die
Fahrzeugbewegung, berechnet.
-
Ferner
werden durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
Sensordriftgrößen oder -beträge der Sensorsignale
entsprechend den jeweiligen erfassten Werten der Querbeschleunigung
und der Gierwinkelgeschwindigkeit unter Heranziehung einer Beziehung
geschätzt, gemäß der dann, wenn Sensordriftgrößen
der Sensorsignale entsprechend den jeweiligen erfassten Werten der
Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit berücksichtigt
werden, eine abgeleitete Größe bzw. ein Ableitungswert
des Schlupfwinkels, berechnet durch die Schlupfwinkelschätzeinrichtung,
und ein Wert, der die Sensordriftgrößen in dem
abgeleiteten Wert des Schlupfwinkels, berechnet durch die Berechnungseinrichtung,
berücksichtigt, gleich sind.
-
Auf
diese Weise können die Driftgrößen der
Sensoren, die jeweils die Querbeschleunigung und die Gierwinkelgeschwindigkeit
erfassen, stabil, unabhängig von dem Zustand der Fahrzeugbewegung,
geschätzt werden, indem die Sensordriftgrößen
der Sensoren, die jeweils die Querbeschleunigung und die Gierwinkelgeschwindigkeit
erfassen, unter Heranziehung der Beziehung zwischen der abgeleiteten
Größe des Schlupfwinkels, die zur Schätzung
des Schlupfwinkels berechnet ist, und der abgeleiteten Größe
des Schlupfwinkels, die anhand von Bewegungsgleichungen für
die Fahrzeugbewegung erhalten wird, geschätzt werden.
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Die
Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung gemäß der
neunten Erfindung kann weiterhin eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren
der Sensorsignale entsprechend den jeweiligen erfassten Werten der
Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit, auf der Grundlage
der durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
geschätzten Sensordriftgrößen aufweisen,
wobei die Schlupfwinkelschätzeinrichtung den Schlupfwinkel auf
der Basis der durch die Korrektureinrichtung korrigierten Sensorsignale
schätzen kann. Hierdurch kann der Schlupfwinkel genau geschätzt
werden.
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Die
mit der neunten Erfindung zusammenhängende Driftgrößen-Schätzeinrichtung
kann für jede aus einer Mehrzahl von Fahrzeuggeschwindigkeitsregionen,
die durch Unterteilen eines vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs
erhalten werden, einen relationalen Ausdruck bzw. eine Beziehung
gewinnen, der bzw. die gewichtet ist und eine Beziehung zwischen
einer Abweichung zwischen dem abgeleiteten Wert des durch die Schlupfwinkelschätzeinrichtung
berechneten Schlupfwinkels und der abgeleiteten Größe
des Schlupfwinkels, berechnet durch die Berechnungseinrichtung,
und der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Sensordriftbeträge
ausdrückt, und kann, auf der Basis der abgeleiteten relationalen
Beziehung jeder aus der Vielzahl von Fahrzeuggeschwindigkeitsregionen
die Sensordriftgrößen der Sensorsignale schätzen,
die den jeweiligen erfassten Werten der Querbeschleunigung und der
Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechen. Aufgrund dessen können
die Sensordriftgrößen der Sensoren, die die Querbeschleunigung
und die Gierwinkelgeschwindigkeit erfassen, exakt geschätzt
werden, indem die relationale Beziehung herangezogen wird, die die Relation
der Abweichung der abgeleiteten Größen des Schlupfwinkels,
der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Sensordriftbeträge
ausdrückt, und die für jede aus der Mehrzahl von
Fahrzeuggeschwindigkeitsregionen gewichtet ist.
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Je
größer die Anzahl oder Häufigkeit ist,
mit der entweder der erfasste Wert oder der geschätzte
Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit in einer entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeitsregion
enthalten ist, um so größer kann die Gewichtung
des relationalen Ausdrucks getroffen werden, und es kann eine Gewichtung
des relationalen Ausdrucks umso kleiner gemacht werden, je größer
eine Anzahl oder Häufigkeit ist, mit der entweder der erfasste
Wert oder der geschätzte Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit
nicht in einer entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeitsregion enthalten
ist. Aufgrund dessen können die Sensordriftbeträge
der Sensoren, die jeweils die Querbeschleunigung und die Gierwinkelgeschwindigkeit
erfassen, exakt geschätzt werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann durch Programme gebildet sein, die einen
Computer dazu veranlassen, wie folgt zu funktionieren.
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Ein
erstes Programm ist ein Programm zur Veranlassung eines Computers
zum Arbeiten als eine Lagewinkelschätzeinrichtung für
die Berechnung, auf der Grundlage eines Sensorsignals, das einem
erfassten Wert einer Bewegungszustandsgröße einer
Fahrzeugbewegung entspricht, einer abgeleiteten Größe
bzw. eines Ableitungswerts eines Stellungs- bzw. Lagewinkels mit
Bezug zu einer Vertikalachse eines Fahrzeugkörpers, und
zum Integrieren der berechneten abgeleiteten Größe
des Lagewinkels sowie zum Schätzen des Lagewinkels; eine
Berechnungseinrichtung zum Berechnen, auf der Grundlage des Sensorsignals
und des Lagewinkels, geschätzt durch die Lagewinkelschätzeinrichtung,
einer abgeleiteten Größe des Lagewinkels, erhalten
anhand von Bewegungsgleichungen für eine Fahrzeugbewegung;
und eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung
zum Schätzen einer Sensordriftgröße des
Sensorsignals unter Heranziehung einer Beziehung, gemäß der
dann, wenn ein Sensordriftbetrag bzw. eine Sensordriftgröße
des Sensorsignals in Betracht gezogen wird, eine abgeleitete Größe
des Lagewinkels, die durch die Lagewinkelschätzeinrichtung
berechnet ist, und ein Wert, der die Sensordriftgröße
in der abgeleiteten Größe des Lagewinkels, berechnet
durch die Berechnungseinrichtung, berücksichtigt, gleich
sind.
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Ein
zweites Programm ist ein Programm zum Veranlassen eines Computers
zum Funktionieren als eine Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinrichtung
für die Berechnung, auf der Grundlage eines Sensorsignals, das
einem erfassten Wert einer Bewegungszustandsgröße
bzw. eines Bewegungszustandsbetrags einer Fahrzeugbewegung entspricht,
einer abgeleiteten Größe der Fahrzeuggeschwindigkeit
und zum Integrieren der abgeleiteten Größe der
Fahrzeuggeschwindigkeit sowie zum Schätzen der Fahrzeuggeschwindigkeit;
eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen, auf der Grundlage des
Sensorsignals und der durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinrichtung
geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit, einer abgeleiteten
Größe der Fahrzeuggeschwindigkeit, erhalten anhand
von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung; und eine
Driftgrößen-Schätzeinrichtung zum Schätzen
einer Sensordriftgröße bzw. eines Sensordriftbetrags
des Sensorsignals unter Verwendung einer Beziehung, gemäß der
dann, wenn eine Sensordriftgröße des Sensorsignals
in Betracht gezogen wird, eine abgeleitete Größe
der durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinrichtung
berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit, und ein Wert, der die Sensordriftgröße
in dem abgeleiteten Betrag bzw. der abgeleiteten Größe
der Fahrzeuggeschwindigkeit, berechnet durch die Berechnungseinrichtung,
gleich groß sind.
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Ein
drittes Programm ist ein Programm zum Veranlassen eines Computers
zum Fungieren als eine Lagewinkelschätzeinrichtung für
die Berechnung, auf der Grundlage von Sensorsignalen entsprechend
der jeweiligen erfassten Werten einer Vertikalbeschleunigung, einer
Längsbeschleunigung, einer Querbeschleunigung, einer Rollwinkelgeschwindigkeit
und einer Gierwinkelgeschwindigkeit der Fahrzeugbewegung, von jeweiligen
abgeleiteten Größen oder Beträgen eines
Rollwinkels und eines Nickwinkels mit Bezug zu einer Vertikalachse
eines Fahrzeugkörpers, und zum Integrieren der jeweiligen
berechneten abgeleiteten Größen des Rollwinkels
und des Nickwinkels und zum Schätzen des Rollwinkels und
des Nickwinkels; eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen, auf
der Grundlage der Sensorsignale und des Rollwinkels sowie des Nickwinkels, geschätzt
durch die Lagewinkelschätzeinrichtung, von jeweiligen abgeleiteten
Größen bzw. Ableitungswerten des Rollwinkels und
des Nickwinkels, erhalten anhand von Bewegungsgleichungen für
die Fahrzeugbewegung; und eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung
zum Schätzen jeweiliger Sensordriftgrößen
bzw. -beträge des Sensorsignals entsprechend dem erfassten
Wert der Vertikalbeschleunigung, und des dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit
entsprechenden Sensorsignals unter Heranziehung einer Beziehung,
gemäß der dann, wenn Sensordriftbeträge
der Sensorsignale berücksichtigt werden, jeweilige abgeleitete
Größen des Rollwinkels und des Nickwinkels, die
durch die Lagewinkelschätzeinrichtung berechnet sind, und
Werte, die die Sensordriftgrößen in den jeweiligen
abgeleiteten Größen des Rollwinkels und des Nickwinkels,
berechnet durch die Berechnungseinrichtung, berücksichtigen,
gleich sind.
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Ein
viertes Programm ist ein Programm zum Veranlassen eines Computers
zum Fungieren als eine Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinrichtung
zum Berechnen, auf der Grundlage von Sensorsignalen, die jeweiligen
erfassten Werten der Längsbeschleunigung, der Querbeschleunigung,
und der Gierwinkelgeschwindigkeit der Fahrzeugbewegung entsprechen,
von jeweiligen abgeleiteten Größen der Längsgeschwindigkeit und
der Quergeschwindigkeit, und zum Integrieren der jeweiligen abgeleiteten
Größen der Längsgeschwindigkeit und der
Quergeschwindigkeit sowie zum Schätzen der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit; eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen,
auf der Grundlage der Sensorsignale und der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit, geschätzt durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinrichtung, von
jeweiligen abgeleiteten Größen der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit, erhalten anhand von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung; und eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung
zum Schätzen von Sensordriftbeträgen der Sensorsignale
entsprechend den jeweiligen erfassten Werten der Längsbeschleunigung,
der Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit unter Heranziehung
einer Beziehung, gemäß der dann, wenn Sensordriftbeträge
der Sensorsignale berücksichtigt werden, jeweilige abgeleitete
Größen der Längsgeschwindigkeit und der
Quergeschwindigkeit, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinrichtung
berechnet sind, und Werte, die die Sensordriftbeträge bzw.
-größen in den jeweiligen abgeleiteten Beträgen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, berechnet
durch die Berechnungseinrichtung, berücksichtigen, gleich
sind bzw. gleich groß sind.
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Ein
fünftes Programm ist ein Programm zum Veranlassen eines
Computers zum Fungieren als eine Lagewinkelschätzeinrichtung
für die Berechnung, auf der Grundlage von Sensorsignalen,
die jeweiligen erfassten Werte einer Längsbeschleunigung,
einer Querbeschleunigung, einer Vertikalbeschleunigung, einer Rollwinkelgeschwindigkeit
und einer Gierwinkelgeschwindigkeit einer Fahrzeugbewegung entsprechen,
von jeweiligen abgeleiteten Größen eines Rollwinkels
und eines Nickwinkels mit Bezug zu einer Vertikalachse eines Fahrzeugkörpers,
und zum Integrieren der jeweiligen berechneten Ableitungsgrößen
des Rollwinkels und des Nickwinkels, und zum Schätzen des
Rollwinkels und des Nickwinkels; eine Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinrichtung
zum Berechnen, auf der Grundlage von jeweils erfassten Werten entsprechenden
Sensorsignalen, von jeweiligen abgeleiteten Größen
bzw. Ableitungswerten einer Längsgeschwindigkeit und Quergeschwindigkeit,
und zum Integrieren der jeweiligen abgeleiteten Größen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit sowie
zum Schätzen der Längsgeschwindigkeit und der
Quergeschwindigkeit; eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen,
auf der Grundlage der Sensorsignale und des Rollwinkels und des Nickwinkels,
geschätzt durch die Lagewinkelschätzeinrichtung,
von jeweiligen abgeleiteten Größen bzw. Ableitungswerten
des Rollwinkels und des Nickwinkels, erhalten anhand von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung, und zum Berechnen, auf der Grundlage
der Sensorsignale und des Rollwinkels, des Nickwinkels, der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit, geschätzt durch die Lagewinkelschätzeinrichtung,
von jeweiligen abgeleiteten Größen der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit, erhalten anhand von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung; und eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung
zum Schätzen von jeweiligen Sensordriftgrößen
des Sensorsignals entsprechend dem erfassten Wert der Vertikalbeschleunigung,
und des Sensorsignals entsprechend dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit
unter Heranziehung einer Beziehung, gemäß der
dann, wenn Sensordriftgrößen der Sensorsignale
berücksichtigt werden, jeweilige abgeleitete Größen
des Rollwinkels und des Nickwinkels, die durch die Lagewinkelschätzeinrichtung
berechnet sind, und Werte, die die Sensordriftgrößen
in den jeweiligen abgeleiteten Größen des Rollwinkels
und des Nickwinkels, berechnet durch die Berechnungseinrichtung,
berücksichtigen, gleich sind, und zum Schätzen
von Sensordriftbeträgen der Sensorsignale entsprechend
den jeweiligen erfassten Werten der Längsbeschleunigung,
der Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit unter Heranziehung
einer Beziehung, gemäß der, wenn Sensordriftbeträge
der Sensorsignale in Betracht gezogen werden, jeweilige abgeleitete Größen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, die
durch die Lagewinkelschätzeinrichtung berechnet sind, und
Werte, die die Sensordriftbeträge in den jeweiligen abgeleiteten
Größen der Längsgeschwindigkeit und der
Quergeschwindigkeit, berechnet durch die Berechnungseinrichtung,
berücksichtigen, gleich sind.
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Ein
sechstes Programm ist ein Programm zum Veranlassen eines Computers
zum Fungieren als eine Lagewinkelschätzeinrichtung für
die Berechnung, auf der Grundlage von Sensorsignalen, die jeweiligen
erfassten Werte einer Vertikalbeschleunigung, einer Längsbeschleunigung,
einer Querbeschleunigung, einer Rollwinkelgeschwindigkeit, einer
Nickwinkelgeschwindigkeit und einer Gierwinkelgeschwindigkeit der
Fahrzeugbewegung entsprechen, von jeweiligen abgeleiteten Größen
oder Werten eines Rollwinkels und eines Nickwinkels mit Bezug zu
einer Vertikalachse eines Fahrzeugkörpers, und zum Integrieren
der jeweiligen berechneten abgeleiteten Größen
des Rollwinkels und des Nickwinkels, sowie zum Schätzen
des Rollwinkels und des Nickwinkels; eine Berechnungseinrichtung
zum Berechnen, auf der Grundlage der Sensorsignale und des Rollwinkels
sowie des Nickwinkels, geschätzt durch die Lagewinkelschätzeinrichtung,
von jeweiligen abgeleiteten Größen des Rollwinkels
und des Nickwinkels, erhalten anhand von Bewegungsgleichungen für
die Fahrzeugbewegung; und eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung
zum Schätzen jeweiliger Sensordriftbeträge des Sensorsignals,
das dem erfassten Wert der Nickwinkelgeschwindigkeit entspricht,
und des Sensorsignals, das dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit
entspricht, unter Heranziehung einer Beziehung, gemäß der,
wenn Sensordriftbeträge der Sensorsignale in Betracht gezogen
werden, jeweilige abgeleitete Größen bzw. Ableitungswerte
des Rollwinkels und des Nickwinkels, die durch die Lagewinkelschätzeinrichtung
berechnet sind, und Werte, die die Sensordriftbeträge in
den jeweiligen abgeleiteten Beträgen des Rollwinkels und des
Nickwinkels, berechnet durch die Berechnungseinrichtung, berücksichtigen,
gleich groß sind.
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Ein
siebtes Programm ist ein Programm zum Veranlassen eines Computers
zum Fungieren als eine Lagewinkelschätzeinrichtung für
die Berechnung, auf der Grundlage von Sensorsignalen, die jeweiligen
erfassten Werten einer Längsbeschleunigung, einer Querbeschleunigung,
einer Vertikalbeschleunigung, einer Rollwinkelgeschwindigkeit, einer
Nickwinkelgeschwindigkeit und einer Gierwinkelgeschwindigkeit einer
Fahrzeugbewegung entsprechen, von jeweiligen abgeleiteten Größen
bzw. abgeleiteten Werten eines Rollwinkels und eines Nickwinkels
mit Bezug zu einer Vertikalachse eines Fahrzeugkörpers,
und zum Integrieren der jeweiligen berechneten abgeleiteten Größen
des Rollwinkels und des Nickwinkels sowie zum Schätzen
des Rollwinkels und des Nickwinkels; eine Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinrichtung
zum Berechnen, auf der Basis von jeweils erfassten Werten entsprechenden
Sensorsignalen, von jeweiligen Ableitungsgrößen
bzw. abgeleiteten Werten der Längsgeschwindigkeit und der
Quergeschwindigkeit sowie zum Integrieren der jeweils abgeleiteten
Größen der Längsgeschwindigkeit und der
Quergeschwindigkeit sowie zum Schätzen der Längsgeschwindigkeit
und der Quergeschwindigkeit; eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen,
auf der Grundlage der Sensorsignale und des Rollwinkels und des
Nickwinkels, geschätzt durch die Lagewinkelschätzeinrichtung,
von jeweiligen abgeleiteten Größen oder Beträgen
des Rollwinkels und des Nickwinkels, erhalten anhand von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung, und zum Berechnen, auf der Grundlage
der Sensorsignale und der Längsgeschwindigkeit sowie der
Quergeschwindigkeit, geschätzt durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinrichtung,
von jeweiligen abgeleiteten Größen oder Beträgen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, erhalten
anhand von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeuggeschwindigkeit;
und eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung
zum Schätzen jeweiliger Sensordriftgrößen
bzw. -beträge des dem erfassten Wert der Nickwinkelgeschwindigkeit
entsprechenden Sensorsignals und des dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit
entsprechenden Sensorsignals unter Heranziehung einer Beziehung,
gemäß der dann, wenn Sensordriftbeträge
der Sensorsignale in Betracht gezogen werden, jeweilige abgeleitete Größen
des Rollwinkels und des Nickwinkels, die durch die Lagewinkelschätzeinrichtung
berechnet sind, und Werte, die die Sensordriftgrößen
in den jeweiligen Ableitungsgrößen des Rollwinkels
und des Nickwinkels, berechnet durch die Berechnungseinrichtung,
berücksichtigen, gleich groß sind, und zum Schätzen
von Sensordriftbeträgen der Sensorsignale, die den jeweiligen
erfassten Werten der Längsbeschleunigung, der Querbeschleunigung
und der Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechen, unter Heranziehung
einer Beziehung, gemäß der, wenn Sensordriftbeträge
der Sensorsignale in Betracht gezogen werden, jeweilige abgeleitete
Größen der Längsgeschwindigkeit und der
Quergeschwindigkeit, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinrichtung
berechnet sind, und Werte, die die Sensordriftgrößen
in den jeweiligen abgeleiteten Beträgen oder Größen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit, berechnet
durch die Berechnungseinrichtung, berücksichtigen, gleich
groß sind.
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Ein
achtes Programm ist ein Programm zum Veranlassen eines Computers
zum Funktionieren als eine Seiten- bzw. Quergeschwindigkeitsschätzeinrichtung
für die Berechnung, auf der Grundlage von Sensorsignalen,
die jeweils erfassten Werte einer Querbeschleunigung und einer Gierwinkelgeschwindigkeit
der Fahrzeugbewegung entsprechen, und entweder eines Sensorsignals,
das einem erfassten Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht,
oder eines geschätzten Werts, geschätzt durch
eine die Fahrzeuggeschwindigkeit schätzende Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinrichtung,
von einer abgeleiteten Größe der Quergeschwindigkeit,
und zum Integrieren der abgeleiteten Größe der
Quergeschwindigkeit sowie zum Schätzen der Quergeschwindigkeit;
eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen, auf der Grundlage der
Sensorsignale, die den jeweils erfassten Werten der Querbeschleunigung
und der Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechen, und entweder des Sensorsignals,
das dem erfassten Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, oder
des geschätzten Werts, von einem abgeleiteten Wert bzw.
einer abgeleiteten Größe der Quergeschwindigkeit,
erhalten anhand von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung;
und eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung
zum Schätzen von Sensordriftgrößen der
Sensorsignale entsprechend den jeweils erfassten Werten der Querbeschleunigung und
der Gierwinkelgeschwindigkeit, unter Heranziehung einer Beziehung,
gemäß der, wenn Sensordriftbeträge der
Sensorsignale entsprechend den jeweils erfassten Werten der Querbeschleunigung
und der Gierwinkelgeschwindigkeit berücksichtigt werden,
eine abgeleitete Größe der Quergeschwindigkeit,
berechnet durch die Quergeschwindigkeits-Schätzeinrichtung,
und ein Wert, der die Sensordriftbeträge in der abgeleiteten
Größe der Quergeschwindigkeit, berechnet durch
die Berechnungseinrichtung, berücksichtigt, gleich groß sind.
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Ein
neuntes Programm ist ein Programm zum Veranlassen eines Computers
zum Fungieren als eine Schlupfwinkelschätzeinrichtung für
die Berechnung, auf der Grundlage von Sensorsignalen, die jeweils
erfassten Werte einer Querbeschleunigung und einer Gierwinkelgeschwindigkeit
einer Fahrzeugbewegung entsprechen, und entweder eines Sensorsignals,
das einem erfassten Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, oder
eines geschätzten Werts seitens einer Fahrzeuggeschwindigkeitseinrichtung,
die die Fahrzeuggeschwindigkeit schätzt, von einer abgeleiteten
Größe eines Schlupfwinkels, und zum Integrieren
der abgeleiteten Größe des Schlupfwinkels, sowie
zum Schätzen des Schlupfwinkels; eine Berechnungseinrichtung
für die Berechnung auf der Grundlage der Sensorsignale
entsprechend den jeweils erfassten Werten der Querbeschleunigung
und der Gierwinkelgeschwindigkeit und entweder des dem erfassten
Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Sensorsignals oder
des geschätzten Werts, von einer abgeleiteten Größe
bzw. einem abgeleiteten Wert des Schlupfwinkels, erhalten anhand
von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung; und
eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung zum
Schätzen von Sensordriftgrößen der Sensorsignale
entsprechend den jeweiligen erfassten Werten der Querbeschleunigung
und der Gierwinkelgeschwindigkeit, unter Heranziehung einer Beziehung,
gemäß der, wenn die sie Sensordriftbeträge
der Sensorsignale entsprechend den jeweiligen erfassten Werten der
Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit in Betracht
gezogen werden, eine abgeleitete Größe des Schlupfwinkels,
berechnet durch die Schlupfwinkelschätzeinrichtung, und ein
Wert, der die Sensordriftgrößen in der abgeleiteten
Größe des Schlupfwinkels, berechnet durch die
Berechnungseinrichtung, berücksichtig, gleich sind bzw.
gleich groß sind.
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Weiterhin
kann die vorliegende Erfindung als ein Aufzeichnungsmedium strukturiert
bzw. implementiert sein, das zumindest eines der vorstehend angegebenen
Programme speichert.
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Effekte der Erfindung
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Wie
vorstehend beschrieben, ist in Übereinstimmung mit der
Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung der Effekt bzw. die Wirkung gegeben, dass
die Driftgröße des Sensors stabil unabhängig
von dem Zustand der Fahrzeugbewegung geschätzt werden kann,
indem eine Sensordriftgröße unter Heranziehung
einer Beziehung zwischen der abgeleiteten Größe
eines Lagewinkels, der zur Schätzung des Lagewinkels berechnet
ist, und der abgeleiteten Größe des Lagewinkels,
der anhand von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung
erhalten ist, geschätzt wird.
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Weiterhin
ist in Übereinstimmung mit der Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung der Effekt bzw.
die Wirkung gegeben, dass die Driftgröße des Sensor
stabil unabhängig von dem Zustand der Fahrzeugbewegung
geschätzt werden kann, indem eine Sensordriftgröße
unter Heranziehung der Beziehung zwischen der abgeleiteten Größe
der Fahrzeuggeschwindigkeit, die zur Schätzung der Fahrzeuggeschwindigkeit
berechnet ist, und der abgeleiteten Größe der
Fahrzeuggeschwindigkeit, die anhand von Bewegungsgleichungen für
die Fahrzeugbewegung erhalten ist, geschätzt wird.
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Ferner
ist in Übereinstimmung mit der Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung der Effekt gegeben,
dass die Driftgröße des Sensors stabil unabhängig
von dem Zustand der Fahrzeugbewegung geschätzt werden kann,
indem eine Sensordriftgröße unter Heranziehung
der Beziehung zwischen der Ableitungsgröße eines
Schlupfwinkels, der zur Schätzung des Schlupfwinkels berechnet
ist, und der Ableitungsgröße des Schlupfwinkels,
der bzw. die anhand von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung
erhalten ist, geschätzt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Darstellung, die den Aufbau einer Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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2 ist
eine Darstellung, die Richtungen von jeweiligen Achsen veranschaulichen,
die eine Fahrzeugbewegung beschreiben.
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3 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Inhalte einer Lagewinkelschätzverarbeitungsroutine
in der Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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4 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Inhalte einer Schlupfwinkelschätzverarbeitungsroutine
in der auf das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung bezogenen Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung
veranschaulicht.
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5A ist eine graphische Darstellung, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Längsbeschleunigungssensors
für einen Zustand zeigt, bei dem keine Drift ausgeübt
wird.
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5B ist eine graphische Darstellung, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Querbeschleunigungssensors
in einem Zustand zeigt, bei dem keine Drift ausgeübt wird.
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5C ist eine graphische Darstellung, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Vertikalbeschleunigungssensors
für einen Zustand zeigt, bei dem keine Drift ausgeübt
wird.
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5D ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Rollwinkelgeschwindigkeitssensors
in einem Zustand zeigt, bei dem keine Drift ausgeübt wird.
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5E ist eine graphische Darstellung, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Gierwinkelgeschwindigkeitssensors
in einem Zustand zeigt, bei dem keine Drift ausgeübt wird.
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6A ist eine graphische Darstellung, die Schätzergebnisse
eines Rollwinkels veranschaulicht, wenn eine Schätzung
einer Sensordriftgröße für einen Zustand
angepasst ist, bei dem keine Drift ausgeübt wird.
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6B ist eine graphische Darstellung, die Schätzergebnisse
eines Nickwinkels zeigt, wenn eine Schätzung einer Sensordriftgröße
an einen Zustand angepasst ist, bei dem keine Drift ausgeübt
wird.
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7A ist eine graphische Darstellung, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Längsbeschleunigungssensors
in einem Zustand zeigt, bei dem eine Drift ausgeübt wird.
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7B ist eine graphische Darstellung, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Querbeschleunigungssensors
bzw. Seitenbeschleunigungssensors für einen Zustand zeigt,
bei dem eine Drift ausgeübt wird.
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7C ist eine graphische Darstellung, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Vertikalbeschleunigungssensors
für einen Zustand zeigt, bei dem eine Drift ausgeübt
wird.
-
7D ist eine graphische Darstellung, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Rollwinkelgeschwindigkeitssensors
in einem Zustand zeigt, bei dem eine Drift ausgeübt wird.
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7E ist eine graphische Darstellung, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Gierwinkelgeschwindigkeitssensors
für einen Zustand zeigt, bei dem eine Drift ausgeübt
wird.
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8A ist eine graphische Darstellung, die Schätzergebnisse
eines Rollwinkels veranschaulicht, wenn eine Schätzung
einer Sensordriftgröße für einen Zustand
angepasst ist, bei dem eine Drift ausgeübt wird.
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8B ist eine graphische Darstellung, die Schätzergebnisse
eines Nickwinkels zeigt, wenn eine Schätzung einer Sensordriftgröße
an einen Zustand angepasst ist, bei dem eine Drift ausgeübt
wird bzw. vorhanden ist.
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9 ist
eine schematische Zeichnung, die den Aufbau einer Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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10 ist eine schematische Darstellung, die den
Aufbau einer Schlupfwinkelschätzeinrichtung zeigt, die
mit einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung zusammenhängt.
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11 ist eine schematische Darstellung, die den
Aufbau einer Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung
gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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12 ist ein Ablaufdiagramm, das die Inhalte einer
Lagewinkelschätzverarbeitungsroutine in der Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung
gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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13 ist ein Ablaufdiagramm, das die Inhalte einer
Schlupfwinkelschätzverarbeitungsroutine in der mit dem
vierten Ausführbeispiel der vorliegenden Erfindung zusammenhängenden
Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung veranschaulicht.
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14A ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
eines Rollwinkels zeigt, wenn eine Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit
einer Sensordriftgröße kompensiert ist, in einem
Zustand, bei dem eine positive Drift auf die Rollwinkelgeschwindigkeit
ausgeübt wird bzw. einwirkt.
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14B ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
eines Nickwinkels zeigt, wenn eine Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit
einer Sensordriftgröße kompensiert wird oder ist,
für einen Zustand, bei dem eine positive Drift auf die
Rollwinkelgeschwindigkeit ausgeübt wird bzw. einwirkt.
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15A ist eine graphische Darstellung, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Vertikalbeschleunigungssensors
in einem Zustand zeigt, bei dem eine positive Drift auf die Rollwinkelgeschwindigkeit ausgeübt
wird.
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15B ist eine graphische Darstellung, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Rollwinkelgeschwindigkeitssensors
in einem Zustand zeigt, bei dem eine positive Drift auf die Rollwinkelgeschwindigkeit
ausgeübt wird.
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16A ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
eines Rollwinkels zeigt, wenn eine Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit
einer Sensordriftgröße kompensiert ist, und zwar
in einem Zustand, bei dem eine negative Drift auf die Rollwinkelgeschwindigkeit
ausgeübt wird bzw. einwirkt.
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16B ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
eines Nickwinkels zeigt, wenn eine Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit
einer Sensordriftgröße kompensiert wird oder ist,
in einem Zustand, bei dem eine negative Drift auf die Rollwinkelgeschwindigkeit
ausgeübt wird.
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17A ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Vertikalbeschleunigungssensors
für einen Zustand zeigt, bei dem eine negative Drift auf
die Rollwinkelgeschwindigkeit ausgeübt wird.
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17B zeigt eine Grafik, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Rollwinkelgeschwindigkeitssensors
in einem Zustand zeigt, bei dem eine negative Drift auf die Rollwinkelgeschwindigkeit
ausgeübt wird.
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18A ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
eines Rollwinkels zeigt, wenn eine Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit
einer Sensordriftgröße kompensiert ist oder wird,
und zwar in einem Zustand, bei dem eine positive Drift auf Vertikalbeschleunigung
ausgeübt wird.
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18B zeigt eine Grafik, die Schätzergebnisse
eines Nickwinkels zeigt, wenn eine Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit
einer Sensordriftgröße kompensiert wird oder ist,
in einem Zustand, bei dem eine positive Drift auf die Vertikalbeschleunigung
ausgeübt wird.
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19A ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Vertikalbeschleunigungssensors
in einem Zustand zeigt, bei dem eine positive Drift auf die Vertikalbeschleunigung
ausgeübt wird oder einwirkt.
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19B ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Rollwinkelgeschwindigkeitssensors
in einem Zustand zeigt, bei dem eine positive Drift auf die Vertikalbeschleunigung
ausgeübt wird.
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20A ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
eines Rollwinkels zeigt, wenn eine Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit
einer Sensordriftgröße kompensiert wird, und zwar
in einem Zustand, bei dem eine negative Drift auf die Vertikalbeschleunigung
ausgeübt wird.
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20B ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
eines Nickwinkels zeigt, wenn eine Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit
einer Sensordriftgröße kompensiert wird oder ist,
in einem Zustand, bei dem eine negative Drift auf die Vertikalbeschleunigung
ausgeübt wird.
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21A ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Vertikalbeschleunigungssensors
in einem Zustand zeigt, bei dem eine negative Drift auf die Vertikalbeschleunigung
ausgeübt wird oder einwirkt.
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21B ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
einer Sensordriftgröße eines Rollwinkelgeschwindigkeitssensors
in einem Zustand zeigt, bei dem eine negative Drift auf die Vertikalbeschleunigung
ausgeübt wird.
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22 ist eine schematische Darstellung, die die
Struktur bzw. den Aufbau einer Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung
gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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23 ist eine schematische Zeichnung, die den Aufbau
einer Lagewinkelschätzeinrichtung gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht.
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24 ist eine schematische Darstellung, die die
Struktur einer mit einem siebten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung zusammenhängenden Schlupfwinkelschätzeinrichtung
veranschaulicht.
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25 ist eine schematische Darstellung, die den
Aufbau einer mit einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung zusammenhängenden Lagewinkelschätzeinrichtung
veranschaulicht.
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26 ist eine schematische Darstellung, die den
Aufbau einer Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung
gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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27 ist ein Ablaufdiagramm, das die Inhalte einer
Schlupfwinkelschätzverarbeitungsroutine in der mit dem
neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
zusammenhängenden Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung
veranschaulicht.
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28A ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
eines Rollwinkels zeigt, wenn ein geschätzter Wert einer
Sensordriftgröße benutzt wird, und zwar in einem
Zustand, in dem ein positiver Driftfehler auf das Sensorsignal der
Lateralbeschleunigung bzw. Querbeschleunigung einwirkt oder ausgeübt
wird.
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28B ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
eines Nickwinkels für einen Fall zeigt, bei dem ein geschätzter
Wert einer Sensordriftgröße benutzt wird, und
zwar in einem Zustand, bei dem ein positiver Driftfehler auf ein
Sensorsignal der Lateralbeschleunigung bzw. Querbeschleunigung ausgeübt
wird bzw. einwirkt.
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29 ist eine schematische Darstellung, die den
Aufbau einer mit einem zehnten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung zusammenhängenden Quergeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
veranschaulicht.
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30A ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung
zwischen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Abweichung einer
abgeleiteten Größe der Quergeschwindigkeit zeigt,
wenn ein Driftfehler auf die Gierwinkelgeschwindigkeit ausgeübt
wird.
-
30B ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen
der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Abweichung einer Ableitungsgröße
der Quergeschwindigkeit zeigt, wenn ein Driftfehler auf die Querbeschleunigung ausgeübt
wird.
-
31 ist ein Ablaufdiagramm, das die Inhalte einer
Quergeschwindigkeitsschätzverarbeitungsroutine in der mit
dem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
zusammenhängenden Quergeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
veranschaulicht.
-
32A ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen
der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Abweichung einer abgeleiteten
Größe der Quergeschwindigkeit nach einer Glättungsberechnung
zeigt, wenn ein Driftfehler auf die Gierwinkelgeschwindigkeit ausgeübt
wird.
-
32B ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen
der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Abweichung einer abgeleiteten
Größe der Quergeschwindigkeit nach einer Glättungsberechnung
zeigt, wenn ein Driftfehler auf die Querbeschleunigung ausgeübt
wird.
-
33 ist ein Ablaufdiagramm, das die Inhalte einer
Quergeschwindigkeitsschätzverarbeitungsroutine in einer
mit einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
zusammenhängenden Quergeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
veranschaulicht.
-
34A ist ein Schaubild, das Schätzergebnisse
eines Rollwinkels veranschaulicht, wenn ein geschätzter
Wert einer Sensordriftgröße eingesetzt wird, und
zwar in einem Zustand, bei dem ein Driftfehler auf ein Sensorsignal
für die Querbeschleunigung ausgeübt wird bzw.
einwirkt.
-
34B ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
eines Nickwinkels zeigt, wenn ein geschätzter Wert einer
Sensordriftgröße benutzt wird, und zwar in einem
Zustand, bei dem ein Driftfehler auf ein Sensorsignal für die
Querbeschleunigung einwirkt.
-
35 ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
von Sensordriftgrößen jeweiliger Sensoren in einem
Zustand zeigt, bei dem ein Driftfehler auf eine Querbeschleunigung
einwirkt.
-
36A ist ein Schaubild, das Schätzergebnisse
eines Rollwinkels veranschaulicht, wenn ein geschätzter
Wert einer Sensordriftgröße benutzt wird, und
zwar in einem Zustand, bei dem ein Driftfehler auf ein Sensorsignal
für die Gierwinkelgeschwindigkeit einwirkt.
-
36B ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
eines Nickwinkels zeigt, wenn ein geschätzter Wert einer
Sensordriftgröße benutzt wird, und zwar in einem
Zustand, bei dem ein Driftfehler auf ein Sensorsignal der Gierwinkelgeschwindigkeit
einwirkt.
-
37 ist eine graphische Darstellung, die Schätzergebnisse
für Sensordriftgrößen von jeweiligen Sensoren
in einem Zustand zeigt, bei dem ein Driftfehler auf eine Gierwinkelgeschwindigkeit
einwirkt.
-
38 ist eine schematische Zeichnung, die den Aufbau
einer mit einem zwölften Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung zusammenhängenden Schlupfwinkelschätzeinrichtung
zeigt.
-
39A ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
eines Rollwinkels bei Benutzung eines geschätzten Werts
einer Sensordriftgröße zeigt, wenn auf einer schrägen
bzw. geneigten Straße in einem Zustand gefahren wird, bei
dem kein Driftfehler ausgeübt wird.
-
39B ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
für Sensordriftgrößen jeweiliger Sensoren
zeigt, wenn auf einer geneigten Straße in einem Zustand
gefahren wird, bei dem kein Driftfehler ausgeübt wird.
-
40A ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
für einen Rollwinkel zeigt, wenn ein geschätzter
Wert einer Sensordriftgröße benutzt wird, wenn
auf einer geneigten bzw. abschüssigen Straße in
einem Zustand gefahren wird, bei dem ein positiver Driftfehler auf
die Gierwinkelgeschwindigkeit ausgeübt wird.
-
40B ist eine Grafik, die Schätzergebnisse
für Sensordriftgrößen von jeweiligen
Sensoren zeigt, wenn auf einer geneigten Straße gefahren
wird, und zwar in einem Zustand, bei dem ein positiver Driftfehler auf
eine Gierwinkelgeschwindigkeit ausgeübt wird.
-
Formen zur Implementierung
der Erfindung
-
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel
stellt eine Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einer Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung
dar, die einen Nickwinkel (pitch angle) und einen Rollwinkel (roll
angle) schätzt, die Lage- bzw. Stellungswinkel eines Fahrzeugs
mit Bezug zu einer Vertikalachse sind, sowie einen Schlupfwinkel
(slip angle) des Fahrzeugs schätzt.
-
Zunächst
werden, wie in 2 gezeigt ist, Drehwinkelgeschwindigkeiten
um jeweilige Achsen als eine Rollwinkelgeschwindigkeit, eine Nickwinkelgeschwindigkeit
bzw. als eine Gierwinkelgeschwindigkeit (yaw angular velocity) definiert,
wenn die Achsen der Fahrzeugbewegung als die x-Achse bzw. Achse
x vom Schwerpunkt in Richtung zu der Fahrzeugvorderseite, die y-Achse
bzw. Achse y vom Schwerpunkt in Richtung zu der linken Fahrzeugseite,
und die z-Achse bzw. Achse z vertikal vom Schwerpunkt nach oben
definiert sind.
-
Wie
in 1 gezeigt ist, weist eine Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung 10,
die mit einem ersten Ausführungsbeispiel zusammenhängt,
einen Längsbeschleunigungssensor 12, einen Lateral-
bzw. Seiten- bzw. Querbeschleunigungssensor 14 und einen
Vertikalbeschleunigungssensor 16, die jeweils eine Längsbeschleunigung
Gx, eine Querbeschleunigung Gy und
eine Vertikalbeschleunigung Gz, die Beschleunigungen
der drei Achsen x y z der Fahrzeugbewegung darstellen, erfassen
und Sensorsignale entsprechend den erfassten Werten ausgeben, und
einen Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18 auf, der eine
Rollwinkelgeschwindigkeit P und erfasst und ein dem erfassten Wert
entsprechendes Sensorsignal ausgibt, sowie einen Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 auf,
der eine Gierwinkelgeschwindigkeit R erfasst und ein dem erfassten
Wert entsprechendes Sensorsignal ausgibt.
-
Der
Vertikalbeschleunigungssensor 16 und der Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18 sind
mit einer Driftgrößenkorrektureinrichtung 22 verbunden,
die die von den jeweiligen Sensoren abgegebenen Sensorsignale auf
der Grundlage der durch eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28 (nachstehend
beschrieben) geschätzten Sensordriftbeträge korrigiert.
Die Driftgrößenkorrektureinrichtung 22 ist
mit der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28 verbunden.
Die Driftgrößenkorrektureinrichtung 22 ist
mit einem Lagewinkelbeobachter bzw. Lagewinkelmonitor 24 verbunden,
der einen Rollwinkel φ und einen Nickwinkel θ schätzt,
die Lagewinkel mit Bezug zu der vertikalen Achse des Fahrzeugkörpers
darstellen.
-
Weiterhin
sind der Längsbeschleunigungssensor 12, der Querbeschleunigungssensor 14 und
der Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 mit einer Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 verbunden,
die die von dem Längsbeschleunigungssensor 12,
dem Querbeschleunigungssensor 14 und dem Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 jeweils
abgegebenen Sensorsignale auf der Grundlage von jeweiligen Sensordriftgrößen
des Längsbeschleunigungssensors 12, des Querbeschleunigungssensor 14 und
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20korrigiert, die
durch eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung 38 geschätzt
werden, die im nachfolgenden Text beschrieben wird. Die Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 ist
mit der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 38 verbunden.
-
Der
Vertikalbeschleunigungssensor 16, der Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18,
die Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 und
der Lagewinkelbeobachter 24 sind mit einer Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 36 verbunden,
die jeweilige abgeleitete Größen bzw. Ableitungsbeträge
des Rollwinkels und des Nickwinkels berechnet, die anhand von Bewegungsgleichungen
für eine Fahrzeugbewegung erhalten werden. Es ist anzumerken,
dass die Gierwinkelgeschwindigkeit, deren Driftgrößen
korrigiert ist, von der Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 in
die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 26 eingespeist
wird.
-
Der
Lagewinkelbeobachter bzw. Lagewinkelmonitor 24 und die
Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 26 sind
mit der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28 verbunden,
die jeweilige Sensordriftbeträge bzw. Sensordriftgrößen
des Längsbeschleunigungssensors 16 und des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 18 schätzt.
-
Die
Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 ist
mit einem Schlupfwinkelbeobachter bzw. Schlupfwinkelmonitor 34 verbunden,
der einen Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel schätzt.
-
Der
Längsbeschleunigungssensor 12, der Querbeschleunigungssensor 14,
der Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20, der Lagewinkelmonitor 24 und
der Schlupfwinkelmonitor 34 sind mit einer Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 26 verbunden,
die die jeweiligen Ableitungsgrößen bzw. Ableitungsbeträge
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und der
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit berechnet, die aus Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung erhalten sind.
-
Der
Schlupfwinkelmonitor 34 und die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 26 sind
mit der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 38 verbunden,
die jeweilige Sensordriftgrößen des Längsbeschleunigungssensors 12,
des Querbeschleunigungssensors 14 und des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 schätzt.
-
Die
Driftgrößenkorrektureinrichtung 22, der
Lagewinkelmonitor 24, die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 26,
die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28,
die Driftgrößenkorrektureinrichtung 32,
der Schlupfwinkelmonitor 34, die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 36 und
die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 38 können
durch einen oder mehrere Computer oder durch eine oder mehrere elektronische
Schaltungen gebildet sein, die die Funktionen der jeweiligen Einrichtungen
realisieren.
-
Der
Lagewinkelmonitor 24 schätzt die Nickwinkelgeschwindigkeit
Q auf der Grundlage eines geschätzten Werts der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V, eines geschätzten Werts der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U, die durch den Schlupfwinkelmonitor 34 geschätzt
sind, und eines korrigierten Signals, das dem erfassten Wert der
Vertikalbeschleunigung Gz entspricht, und
eines korrigierten Signals, das dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit
P entspricht, die durch die Driftgrößenkorrektureinrichtung 22 korrigiert
worden sind. Der Lagewinkelmonitor 24 schätzt
den Rollwinkel φ und den Nickwinkel θ, die Lagewinkel
mit Bezug zu der Vertikalachse des Fahrzeugkörpers darstellen,
auf der Grundlage von korrigierten Signalen, die den jeweiligen
erfassten Werten der Längsbeschleunigung Gx,
der Querbeschleunigung Gy, der Vertikalbeschleunigung
Gz, der Gierwinkelgeschwindigkeit R und
der Rollwinkelgeschwindigkeit P der Fahrzeugbewegung entsprechen,
die durch die Driftgrößenkorrektureinrichtung 22 und
die Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 korrigiert
worden sind, und eines geschätzten Werts Vso der
Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit U sowie eines
geschätzten Werts der Nickwinkelgeschwindigkeit Q.
-
Nachfolgend
wird eine Schätzung der Nickwinkelgeschwindigkeit beschrieben.
Gleichungen für die Bewegung eines starren Körpers,
die die Beziehungen zwischen Fahrzeugbewegungsgrößen
und Sensorsignalen beschreiben, die von triaxialen Sensoren ausgegeben
werden, die an dem starren Körper befestigt sind und triaxiale
bzw. in drei Achsenrichtungen verlaufende Beschleunigungen und triaxiale
Winkelgeschwindigkeit detektieren, lassen sich wie folgt beschreiben.
-
[Formel 1]
-
-
U .
+ QW – RV = gsinθ +
Gx
(1)
-
V .
+ RU – PW = –gcosθsinϕ +
Gy
(2)
-
W .
+ PV – QU = –gcosθcosϕ +
Gz
(3)
-
ϕ .
= P + Qsinϕtanθ +
Rcosϕtanθ (4)
-
θ .
= Qcosϕ – Rsinϕ (5)
-
Hierbei
bezeichnen Gx die Längsbeschleunigung,
Gy die Querbeschleunigung, Gz die
Vertikalbeschleunigung, P die Rollwinkelgeschwindigkeit, Q die Nickwinkelgeschwindigkeit,
R die Gierwinkelgeschwindigkeit, U die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit,
V die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, W die Fahrzeugkörper-Vertikalgeschwindigkeit, φ den
Rollwinkel, θ den Nickwinkel und g die Gravitationsbeschleunigung.
-
Falls
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Fahrzeug als
ein starrer Körper angenommen wird, sind die triaxialen
Geschwindigkeiten bzw. Beschleunigungen, die die Längsbeschleunigung
Gx, die Querbeschleunigung Gy und
die Vertikalbeschleunigung Gz sind, sowie
die biaxialen Winkelgeschwindigkeiten, die de Rollwinkelgeschwindigkeit
P und die Gierwinkelgeschwindigkeit R sind, jeweils Signale, in
denen die Driftgrößen der Sensorsignale, die durch
den Längsbeschleunigungssensor 12, den Gierbeschleunigungssensor 14,
den Vertikalbeschleunigungssensor 16, den Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18 und
den Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 erfasst wurden,
durch die Driftgrößenkorrektureinrichtung 22 oder
die Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 korrigiert
worden sind. Die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
V kann durch den Schlupfwinkelmonitor 34 geschätzt
werden, der nachstehend beschrieben ist. Die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U kann auf der Grundlage der Radgeschwindigkeiten der jeweiligen
Räder geschätzt werden.
-
Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in der vorstehend
genannten Gleichung (3) angenommen, dass die Änderung der
Fahrzeug-Vertikalgeschwindigkeit W ignoriert werden kann (W = 0),
und es kann der geschätzte Wert Q tilde der Nickwinkelgeschwindigkeit
Q anhand der folgenden Gleichung (6) unter Verwendung der jeweiligen
vorhergehenden geschätzten Werte φ tilde, θ tilde
des Rollwinkels φ und des Nickwinkels θ, des vorhergehend
geschätzten Werts V tilde der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V, und als Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U des geschätzten Werts V
so der
Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit bestimmt werden. Der Lagewinkelmonitor
24 bestimmt
den geschätzten Wert Q tilde der Nickwinkelgeschwindigkeit
Q durch Implementieren der Berechnung gemäß der
nachfolgenden Gleichung (6). [Formel
2]
-
Es
ist anzumerken, dass in der vorstehenden Gleichung (6) P – Pdr ein Signal ausdrückt, bei dem
eine Driftgröße Pdr des
Sensorsignals P des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 20 korrigiert
ist, und Gz – Gzdr ein Signal
ausdrückt, in dem die Driftgröße Gzdr des Sensorsignals Gz des
Vertikalbeschleunigungssensors 16 korrigiert ist.
-
Wenn
die Nickwinkelgeschwindigkeit in der vorstehend beschriebenen Weise
geschätzt wird, kann der Nickwinkel ebenfalls durch den
Lagewinkelmonitor 24 gleichzeitig mit dem Rollwinkel geschätzt
werden. Die beschränkenden Bedingungen der Bewegung, die
spezifisch für ein Automobil sind, wenn der Lagewinkelmonitor 24 eingesetzt
wird, werden nun beschrieben. Wenn die vorstehenden Bewegungsgleichungen
eingesetzt werden und der Lagewinkelmonitor 24 strukturiert
bzw. implementiert ist, wird eine Rückkopplung von physikalischen
Größen, die gemessen werden können, benötigt,
so dass die Zustandsgrößen bzw. Zustandsbeträge
der Geschwindigkeiten und Winkel, die durch einen Integrationsvorgang
geschätzt werden, nicht auseinanderfallen bzw. voneinander
abweichen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden
Charakteristika, die für eine Kraftfahrzeugbewegung spezifisch
sind, in folgender Weise als physikalische Größen
benutzt, die zurückgekoppelt werden. Es ist anzumerken,
dass in den folgenden Gleichungen die jeweiligen vorhergehend geschätzten
Werte φ tilde, θ tilde als der Rollwinkel φ und
der Nickwinkel θ benutzt werden, der geschätzte Wert
V tilde der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit V als die
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit herangezogen wird und
der geschätzte Wert Vso der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
als die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit U
verwendet wird.
-
Wenn
der geschätzte Wert Vso der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
differenziert und in die vorstehende Gleichung (1) eingesetzt wird,
und die Eigenschaft, dass „Radschlupf sich über
eine lange Zeitperiode nicht kontinuierlich vergrößert” mit
Bezug zu der Längsrichtung des Fahrzeugkörpers
als ein Charakteristikum benutzt wird, das spezifisch für
eine Automobilbewegung ist, wird aus der vorstehenden Gleichung
(1) die Bedingung, die durch die nachfolgende Gleichung (7) dargestellt
ist, erhalten, die bei der Rückkopplung benutzt wird und
bei der Änderungen in der Fahrzeugkörper-Vertikalgeschwindigkeit
ignoriert werden.
-
[Formel 3]
-
-
V .
s0 – RV ~
– (Gx – Gxdr)
= gsinθ ~
(7)
-
Es
ist anzumerken, dass der Ausdruck Gx – Gxdr in der vorstehenden Gleichung (7) ein
Signal bezeichnet, bei dem die Driftgröße Gxdr des Sensorsignals Gx des
Längsbeschleunigungssensors 12 korrigiert ist.
-
Die
vorstehende Gleichung (7) beschreibt die Beziehung zwischen dem
Nickwinkel θ und der Differenz zwischen der Beschleunigung,
die aus der Radgeschwindigkeit geschätzt wird (dem abgeleiteten
Wert des geschätzten Werts Vso der
Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit) und der Längsbeschleunigung
Gx.
-
Ferner
wird im Hinblick auf die Seitenrichtung bzw. Querrichtung des Fahrzeugkörpers
die Bedingung, die durch die nachfolgende Gleichung (8) angegeben
ist, die anhand der vorstehenden Gleichung (2) erhalten wird und
für die Rückkopplung eingesetzt wird, erzielt,
da die Rollwinkelgeschwindigkeit und die Querbeschleunigung aufgrund
der Eigenschaft, dass „der Schlupfwinkel sich nicht über
eine lange Zeitdauer kontinuierlich vergrößert”,
ignoriert werden können.
-
[Formel 4]
-
-
RVs0 – (Gy – Gydr)
= –gcosθ ~
sinϕ ~
(8)
-
Es
ist anzumerken, dass in der Gleichung (8) der Ausdruck Gy – Gydr ein
Signal bezeichnet, bei dem die Driftgröße Gydr des Sensorsignals Gy des
Querbeschleunigungssensors 14 korrigiert ist.
-
Wenn
eine allgemeine Straßenneigung berücksichtigt
wird, kann ferner überlegt werden, dass die „Beschleunigung
in der Vertikalrichtung im Wesentlichen mit der Erdbeschleunigung
bzw. Gravitationsbeschleunigung übereinstimmt”.
Diese Bedingung kann durch die nachfolgende algebraische Gleichung
unter Verwendung der Längsbeschleunigung Gx,
der Querbeschleunigung Gy, der Vertikalbeschleunigung
Gz, des Nickwinkels θ und des Rollwinkels φ beschrieben
werden.
-
[Formel 5]
-
-
g = –(Gx – Gxdr)sinθ ~
+ (Gy – Gydr)sinϕ ~
cosθ ~
+ (Gz – Gzdr) cosϕ ~
cosθ ~
(9)
-
Die
Beziehungen der vorstehend genannten Gleichungen (7) bis (9) sind
jeweils Bedingungen, die erfüllt sind, wenn eine Betrachtung über
eine Zeitdauer erfolgt, die in einem gewissen Ausmaß lang
bzw. ausreichend lang ist. Daher werden in der Rückkopplung
der durch den Monitor gemessenen Größen jeweils
Werte verwendet, bei denen beide Seiten der vorstehend genannten
Gleichungen (7) bis (9) tiefpassfilterverarbeitet sind, wie dies
nachstehend beschrieben ist.
-
Nachfolgend
wird der Aufbau eines nicht linearen Basis-Beobachters bzw. Monitors
beschrieben. Hierbei wird ein Wert u, der ein korrigiertes Signal,
in dem die Driftgröße korrigiert ist, und den
geschätzten Wert der Nickwinkelgeschwindigkeit enthält,
durch die folgende Gleichung (10) ausgedrückt.
-
[Formel 6]
-
-
u = [Gx – Gxdr Gy – Gydr Gz – Gzdr P – Pdr
Q ~
R – Rdr]T
(10)
-
Wenn
die Fahrzeugbewegung, die das Objekt darstellt, durch die nachfolgende
Gleichung (11) ausgedrückt wird und eine physikalische
Größe, die zur Strukturierung bzw. Bildung des
Beobachters oder Monitors gemessen werden kann, durch die Gleichung
(12) ausgedrückt wird, kann der nicht lineare Beobachter
durch die nicht linearen Bewegungsgleichungen der folgenden Gleichung
(13) und Gleichung (14) beschrieben werden.
-
[Formel 7]
-
-
x .
= f(x, u) (11)
-
y = g(x, u) (12)
-
x ⩪
= f(x ~
, u) + k(x ~
, u)·(y – y ~
) (13)
-
y ~
= g(x ~
, u) (14)
-
Hierbei
bezeichnen x tilde, y tilde jeweils die geschätzten Werte
von x, y, und es bezeichnet k (x tilde, u) die entwurfsmäßige
Beobachterverstärkung.
-
Alle
vorstehend genannten Gleichungen (7) bis (9) stellen Bedingungen
dar, die erfüllt ist, wenn eine Betrachtung über
eine in einem gewissen Ausmaß lange Zeitdauer bzw. ausreichend
lange Zeitdauer erfolgt. Daher werden in der Rückkopplung
der gemessenen Größen bzw. Werte des Beobachters
Werte verwendet, die durch die folgenden Gleichungen (15) bis (17)
ausgedrückt sind und bei denen beide Seiten der vorstehend genannten
Gleichung (7) bis Gleichung (9) mittels eines Tiefpassfilters tiefpassfilterverarbeitet
sind. [Formel
8]
-
Hierbei
bezeichnen τx, τy, τg jeweils
Zeitkonstanten von mehreren Sekunden bis mehr als oder gleich mehreren
10 Sekunden des Tiefpassfilters, die in den vorstehend genannten
Gleichungen (7) bis (9) berücksichtigt sind.
-
Nachfolgend
wird der Lagewinkelbeobachter 24 des vorliegenden Ausführungsbeispiels
beschrieben, der den Rollwinkel φ und den Nickwinkel θ unter
Verwendung des vorstehend erwähnten nicht linearen Basis-Beobachters
schätzt. Da Zustandgrößen der Geschwindigkeit
nicht in den Zustandsgleichungen enthalten sind, die sich auf die
Winkel gemäß den vorstehenden Gleichungen (4),
(5) beziehen, können der Rollwinkel φ und der
Nickwinkel θ als Winkel geschätzt werden, separat
von der Schätzung der Geschwindigkeiten.
-
Daher
wird zuerst ein Beobachter zum Schätzen des Rollwinkels
und es Nickwinkels, und ebenso die Zustandsgrößen,
die sich aufgrund der vorstehend angesprochenen Tiefpassfilterung
ergeben, strukturiert bzw. implementiert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird die Zustandsgröße x tilde des Beobachters
durch die nachfolgende Gleichung (18) ausgedrückt.
-
[Formel 9]
-
-
x ~
= [ϕ ~
θ ~
g ~
xdf
g ~
ydf
g ~
f]T
(18)
-
Ferner
lässt sich der Beobachterausgang bzw. das Beobachterausgangssignal,
das bei der Rückkopplung benutzt wird, durch die nachfolgende
Gleichung (19) ausdrücken.
-
[Formel 10]
-
-
y ~
= [g ~
xdf
g ~
ydf
g ~
f]T
(19)
-
Ferner
wird der Lagewinkelbeobachter 24, der den Rollwinkel und
den Nickwinkel schätzt, dadurch strukturiert bzw. gebildet,
dass die Fahrzeugausgabe bzw. das Fahrzeugausgangssignal, das anhand
der Sensorsignale und dergleichen berechnet ist, durch die folgende
Gleichung (20) ausgedrückt wird und die geeignete Beobachterverstärkung
k (x tilde, u) gesetzt wird.
-
[Formel 11]
-
-
Hierbei
gilt: [Formel
12]
-
Es
ist anzumerken, dass der Zähler des zweiten Terms auf der
rechten Seite der vorstehenden Gleichung (21) die Abweichung der
Längsbeschleunigungszustandsgröße ist,
in der die Summe des Produkts aus dem Gierwinkelgeschwindigkeitswert
R – Rdr, in dem die Driftgröße
korrigiert ist, und dem geschätzten Wert der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit,
und des Längsbeschleunigungswerts G – Gxdr, in dem die Driftgröße
korrigiert ist, von dem abgeleiteten Wert des geschätzten
Werts Vso der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
subtrahiert ist.
-
Ferner
ist der Zähler des zweiten Ausdrucks auf der rechten Seite
der Gleichung (22) gleich der Abweichung der Querbeschleunigungszustandsgröße,
bei der der Querbeschleunigungswert Gy – Gydr, in dem die Driftgröße
korrigiert ist, von dem Produkt des Gierwinkelgeschwindigkeitswerts
R – Rdr, in dem die Driftgröße korrigiert
ist, und dem geschätzten Wert Vso der
Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit subtrahiert
wird.
-
Ein
Beispiel des Beobachters ist durch die folgende Gleichung (23) ausgedrückt,
derart, dass die diagonalen Komponenten bei Durchführung
einer Linearisierung negative Koeffizienten haben, um hierdurch
die Stabilität des Beobachters bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
zu gewährleisten. [Formel
13]
-
Hierbei
bezeichnen Kφy, Kφg,
Kθx, Kθg,
Kx, Ky, Kg geeignete positive Konstanten.
-
Demgemäß wird
der nicht lineare Beobachter des vorliegenden Ausführungsbeispiels,
der den Rollwinkel und den Nickwinkel schätzt, durch die
Bewegungsgleichung beschrieben, die durch die folgende Gleichung
(24) ausgedrückt ist. [Formel
14]
-
Hierbei
ist x tilde durch die folgende Gleichung (25) ausgedrückt.
-
[Formel 15]
-
-
x ~
= [ϕ ~
θ ~
g ~
xdf
g ~
ydf
g ~
f]T
(25)
-
Der
Lagewinkelbeobachter 24 berechnet unter Verwendung der
vorstehenden Gleichung (24) die Ableitungsgröße
bzw. den Ableitungswert dφ tilde des Rollwinkels φ tilde
und den Ableitungsbetrag bzw. den Ableitungswert dθ tilde
des Nickwinkels θ tilde, die Lagewinkel mit Bezug zu der
Vertikalrichtung des Fahrzeugkörpers sind. Der Lagewinkelbeobachter 24 kann
den Rollwinkel φ tilde und den Nickwinkel θ tilde
durch jeweiliges Integrieren des berechneten Ableitungswerts dφ tilde
des Rollwinkels φ tilde und des Ableitungswerts dθ tilde
des Nickwinkels θ tilde berechnen.
-
Der
Schlupfwinkelbeobachter 34 schätzt die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V, die die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit in der Fahrzeug-Seitenrichtung
bzw. -querrichtung ist, und schätzt auf der Grundlage der
Radgeschwindigkeiten der jeweiligen Räder die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U, die die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit in der Fahrzeuglängsrichtung
ist. Der Schlupfwinkelbeobachter 34 schätzt die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
bzw. -vorwärtsgeschwindigkeit U und die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V auf der Grundlage des geschätzten Werts der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V, des geschätzten Werts der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U, eines korrigierten Signals, das dem erfassten Wert der Längsbeschleunigung
Gx entspricht, eines korrigierten Signals,
das dem erfassten Wert der Querbeschleunigung Gy entspricht,
und eines korrigierten Signals, das dem erfassten Wert der Gierwinkelgeschwindigkeit
R entspricht. Weiterhin schätzt der Schlupfwinkelbeobachter 34 den
Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel β auf der Grundlage
des geschätzten Werts der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U und des geschätzten Werts der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V.
-
Im
Folgenden werden die Schätzung der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit beschrieben.
-
Herkömmlicherweise
ist der Term der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit V in
der vorstehenden Gleichung (1) enthalten, die die dynamischen Eigenschaften
ignoriert, und es kann der Beobachter bzw. Monitor unter Heranziehung
dieser Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit implementiert
bzw. strukturiert sein. Hierbei wird die Gierwinkelgeschwindigkeit
als ein unabhängiger Parameter betrachtet, und es sind
die vorstehende Gleichung (1) und die Gleichung (2) wie folgt angeordnet
bzw. verwendet. Es ist anzumerken, dass die Fahrzeugkörper-Vertikalgeschwindigkeit
W in der gleichen Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
als Null angenommen wird. [Formel
16]
-
Wenn
hierbei angenommen wird, dass die Ausgangsgröße
des Systems durch die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U ausgedrückt ist, das heißt folgend auf die Gleichung
(27), werden die Gleichung (26) und die Gleichung (27) zu einem
beobachtbaren System.
-
[Formel 17]
-
-
Hierbei
ist, wie vorstehend beschrieben, anzumerken, dass die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
bzw. Vorwärtsgeschwindigkeit U auf der Basis der Radgeschwindigkeiten
oder Rad-Drehzahlen der jeweiligen Räder geschätzt
wird. Beispielsweise wird die Beobachterverstärkung K durch
die nachfolgende Gleichung (28) ausgedrückt, die einen
Wert enthält, der aus dem Absolutwert der Gierwinkelgeschwindigkeit
erhalten wird. [Formel
18]
-
Wenn
die Beobachterverstärkung durch die vorstehende Gleichung
(28) ausgedrückt wird, wird der Beobachter durch die Bewegungsgleichungen
beschrieben, die durch die nachfolgende Gleichung (29-1) bis Gleichung
(29-5) ausgedrückt sind. [Formel
19]
-
Hierbei
bezeichnet x tilde den Zustandswert bzw. die Zustandsgröße
des Beobachters und wird durch die nachfolgende Gleichung (30) ausgedrückt.
-
[Formel 20]
-
-
Ein
stabiler Beobachter (der einen Butterworth-Pol zweiter Ordnung gemäß ϖ =
|R – Rdr| rad/s aufweist), der als eine Rückkopplungsgröße
das Produkt der Multiplikation der Abweichung, des berechneten Werts
U der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und
des geschätzten Werts U tilde der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit,
und der aus dem Absolutwert der Gierwinkelgeschwindigkeit R erhaltenen
Beobachterverstärkung verwendet, kann gemäß der
nachfolgenden Gleichung (29-5) strukturiert bzw. aufgebaut sein.
-
Der
Schlupfwinkelbeobachter 34 des vorliegenden Ausführungsbeispiels
schätzt die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit unter Heranziehung
der vorstehenden Gleichung (29-5). Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
werden unter der Annahme, dass die Lagewinkel des Fahrzeugkörpers,
das heißt der Rollwinkel φ und der Nickwinkel θ des
Fahrzeugkörpers mit Bezug zu der Vertikalachse bereits
bekannt sind (beispielsweise sind der Rollwinkel und der Nickwinkel
gleich Null), die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U tilde und die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit V tilde
als Beobachterzustandsgrößen eingestuft oder festgelegt,
und es wird die Ableitungsgröße dU tilde der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U tilde und die Ableitungsgröße bzw. der Ableitungsbetrag
dV tilde der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit V tilde
unter Verwendung der Abweichung, bei der der geschätzte
Wert U tilde (der Beobachter-Ausgangswert) der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
von dem berechneten Wert U der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
subtrahiert wird, und der bereits bekannten Rollwinkel φ und
Nickwinkel θ, und der Längsbeschleunigung Gx – Gxdr,
der Querbeschleunigung Gy – Gydr, und der Gierwinkelgeschwindigkeit R – Rdr berechnet, die mittels der Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 korrigiert
wurden. Ferner integriert der Schlupfwinkelbeobachter 34 die
Ableitungsgrößen der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit und schätzt
die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit sowie die
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit.
-
Weiterhin
schätzt der Schlupfwinkelbeobachter
34 den Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel β auf
der Grundlage der folgenden Gleichung (31) anhand der Beziehung der
Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit U und der
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit V. [Formel
21]
-
Nachfolgend
wird das Verfahren zum Berechnen der Ableitungsgröße
bzw. des Ableitungsbetrags dφm des
Rollwinkels φ bzw. des Ableitungsbetrags bzw. der Ableitungsgröße
dθm des Nickwinkels θ beschrieben, die
anhand von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung
erhalten werden.
-
Unter
Bezugnahme auf die vorstehenden Gleichungen (1) bis (5) wird angenommen,
dass die Fahrzeugkörper-Vertikalgeschwindigkeit gleich
Null ist, und es werden bei Substituieren der vorstehenden Gleichung
(6) die nachfolgenden Gleichungen (32) bis (35) erhalten. [Formel
22]
-
Hierbei
werden die geschätzten Werte des Rollwinkels φ und
des Nickwinkels θ, die durch den Lagewinkelbeobachter 24 geschätzt
wurden, anstelle des Rollwinkels φ und des Nickwinkels θ verwendet.
Weiterhin sind die triaxialen Geschwindigkeiten, die die Längsbeschleunigung
Gx – Gxdr,
die Querbeschleunigung Gy – Gydr und die Vertikalbeschleunigung Gz – Gzdr sind,
und die biaxialen Winkelgeschwindigkeiten, die jeweils die Rollwinkelgeschwindigkeit
P – Pdr bzw. die Gierwinkelgeschwindigkeit
R – Rdr sind, jeweils Signale,
in denen die Sensorsignale, die durch den Längsbeschleunigungssensor 12,
den Querbeschleunigungssensor 14, den Vertikalbeschleunigungssensor 16,
den Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18 und den Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 erfasst
wurden, an (d. h. seitens) der Driftgrößenkorrektureinrichtung 22, 32 korrigiert
worden sind. Ferner kann die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V unter Verwendung eines Kalman-Filters oder dergleichen geschätzt
werden, oder sie kann anhand des erfassten Werts des Querbeschleunigungssensors
geschätzt werden, und es kann die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U auf der Grundlage der Radgeschwindigkeiten bzw. Raddrehzahlen
der jeweiligen Räder geschätzt werden.
-
Die
Ableitungsgröße bzw. der Ableitungsbetrag dφ
m des Rollwinkels φ und der Ableitungsbetrag
dθ
m des Nickwinkels θ,
die anhand von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung
erhalten sind, werden mittels der nachfolgenden Gleichung (36),
Gleichung (37) berechnet, die die Driftbeträge der vorstehenden Gleichungen
(34), (35) ignorieren. [Formel
23]
-
Weiterhin
existieren die Beziehungen, die durch die folgende Gleichung (38)
und Gleichung (39) ausgedrückt sind, zwischen φ Punkt
der vorstehenden Gleichung (34), θ Punkt der vorstehenden
Gleichung (35) und dφ
m der vorstehenden
Gleichung (36), und dθ
m der vorstehenden
Gleichung (37). („Punkt” steht für die
Ableitung.) [Formel
24]
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (36) und Gleichung (37) berechnet
die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 26 die
Ableitungsbeträge bzw. -größen des Rollwinkels φ und
des Nickwinkels θ, die anhand von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung erhalten werden.
-
Nachfolgend
wird die Methode zur Berechnung der Ableitungsgröße
bzw. des Ableitungsbetrags dUm der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U und des Ableitungsbetrags dVm der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V beschrieben, die anhand von Bewegungsgleichungen für
die Fahrzeugbewegung erhalten werden.
-
Die
Ableitungsgröße dφm des
Rollwinkels φ und die Ableitungsgröße
dθm des Nickwinkels θ,
die anhand von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung
erhalten werden, werden gemäß der nachfolgenden
Gleichung (40), Gleichung (41) berechnet, in denen die Driftgrößen
der vorstehenden Gleichungen (32), (33) ignoriert sind.
-
[Formel 25]
-
-
dUm =
RV ~
+ gsinθ ~
+ Gx
(40)
-
dVm = –RVso – gcosθ ~
sinϕ ~
+ Gy
(41)
-
Ferner
sind die Beziehungen, die durch die folgenden Gleichungen (42),
(43) ausgedrückt sind, zwischen U Punkt der vorstehenden
Gleichung (32), V Punkt der vorstehenden Gleichung (33) und dUm der vorstehenden Gleichung (40) sowie dVm der vorstehenden Gleichung (41) vorhanden.
-
[Formel 26]
-
-
U .
= dUm – Rdr
V ~
x – Gxdr
(42)
-
V .
= dVm +
RdrVso – Gydr
(43)
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (40) und der Gleichung (41) berechnet
die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 36 die
Ableitungsgrößen bzw. Ableitungswerte der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit V, die anhand
von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung erhalten
sind.
-
Nachfolgend
werden die Prinzipien des vorliegenden Ausführungsbeispiels
beschrieben. Der Beobachter, der die Lagewinkel anhand von Bewegungszustandsgrößen
des Fahrzeugs schätzt, hat den Effekt der Verringerung
der Auswirkungen von Driftfehlern auf die Sensorsignale. Im Vergleich
mit berechneten Werten von Lagewinkeln, die lediglich durch Integrieren
von Bewegungszustandsgrößen bestimmt werden, die
anhand von Bewegungsgleichungen erhalten werden, haben demzufolge
die geschätzten Werte der Lagewinkel, die von dem Lagewinkelbeobachter 24 erhalten
werden, die Qualität bzw. Eigenschaft, dass sie nur schwierig bzw.
gering durch die Driftfehler beeinträchtigt werden, die
in den Ausgangssignalen der Sensoren enthalten sind, die die Bewegungszustandgrößen
des Fahrzeugs erfassen. Dies bedeutet, dass die Driftfehler geschätzt werden
können, indem die geschätzten Werte und die berechneten
Werte der Lagewinkel verglichen werden.
-
Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt demgemäß ein
Fokus auf dieser Qualität, und es werden Sensordriftgrößen
durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28 anhand
eines Vergleichs von Ableitungsgrößen der Lagewinkel,
die bei dem Lagewinkelbeobachter 24 berechnet werden, und
Ableitungsgrößen der Lagewinkel geschätzt,
die bei der Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 26 berechnet
werden. Der Vergleich dieser Ableitungsgrößen
der Lagewinkel ist immer effektiv und nicht auf einen Geradeaus-Fahrtzustand
beschränkt, und weist demzufolge die Eigenschaft auf, dass
Sensordriftgrößen selbst in einem Zustand einer
nicht geradeaus erfolgenden Fahrt geschätzt werden können.
Demzufolge können die Sensordriftgrößen
stets aufeinanderfolgend geschätzt werden, selbst bei Fahrtmustern,
bei denen nur geringe Anteile eines Geradeaus-Fahrtzustands bzw.
einer geradlinigen Fahrt vorhanden sind.
-
Nachfolgend
wird die Schätzmethode für die Sensordriftbeträge
bzw. -größen beschrieben.
-
Die
Beziehungen, die durch die folgenden Gleichungen (44) bis (47) ausgedrückt
sind, sind gegeben, wenn angenommen wird, dass vorbestimmte Driftfehler
Gxdr, Gydr, Gzdr, Pdr, Rdr den Sensorsignalen Gx,
Gy, Gz, G, R überlagert
sind, und weiterhin angenommen wird, im Hinblick auf die Ableitungsgrößen,
die durch die rechten Seiten der vorstehenden Gleichungen (32) bis
(35) ausgedrückt sind, dass wahre Werte bereits durch den
Lagewinkelbeobachter 24 bekannt sind.
-
[Formel 27]
-
-
dU = dUm – Rdr
V ~
x – Gxdr
(44)
-
dV = dVm +
RdrVso – Gydr
(45)
-
Hierbei
bezeichnen dU, dV die Ableitungsgröße bzw. den
Ableitungswert der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit,
die Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit,
die als intern berechnete Beobachter-Werte dienen, die aus den vorstehenden
Gleichungen (29-1) bis (29-5) erhalten sind, und dφ, dθ die abgeleitete
Größe bzw. den Ableitungswert des Rollwinkels,
den Ableitungswert des Nickwinkels, die als intern berechnete Beobachterwerte
dienen, die anhand der vorstehenden Gleichung (24) erhalten sind.
-
Die
vorstehenden Gleichungen (46) und (47) drücken die Beziehung
aus, dass dann, wenn die Sensordriftbeträge der Sensorsignale
in Betracht gezogen werden, die Ableitungsgrößen
des Rollwinkels und des Nickwinkels, die durch den Lagewinkelbeobachter 24 berechnet
werden, und Werte, die die Sensordriftgrößen in
den Ableitungsbeträgen des Rollwinkels und des Nickwinkels,
erhalten anhand von Bewegungsgleichungen, berücksichtigen,
gleich sind. Weiterhin drücken die vorstehenden Gleichungen
(44), (45) die Beziehung aus, dass die Ableitungsbeträge
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und der
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die durch den Schlupfwinkelbeobachter 34 berechnet
sind, und Werte gleich groß sind, die die Sensordriftbeträge
in den Ableitungsbeträgen der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit berücksichtigen
und anhand von Bewegungsgleichungen erhalten sind.
-
Hierbei
ist in den vorstehenden Gleichungen (44), (45) Gz,
P nicht enthalten, und es sind Gx, Gy nicht in den vorstehenden Gleichungen (46),
(47) enthalten, und es ist der Koeffizient von R ebenfalls relativ
klein (es wird angenommen, dass der Lagewinkel klein ist). Daher
kann die Schätzung der Sensordriftgrößen,
die mit der Vertikalbeschleunigung Gz und
der Rollwinkelgeschwindigkeit P zusammenhängen, und die
Schätzung der Sensordriftgrößen, die
mit der Längsbeschleunigung Gx,
der Querbeschleunigung Gy und der Gierwinkelgeschwindigkeit
R zusammenhängen, separat durchgeführt werden.
-
Im
Hinblick auf die Querbeschleunigung kann hierbei die durch die nachfolgende
Gleichung (48) ausgedrückte Beziehung gemäß der
Bedingung „der Schlupfwinkel bleibt nicht für
eine lange Zeitdauer in einer nicht linearen Region” verwendet
werden. [Formel
28]
-
Hierbei
bezeichnet τy eine Filterzeitkonstante
für die Berücksichtigung lediglich einer Bewegung über eine
lange Zeitperiode, wobei cf, cr die
Kurvensteifigkeit (cornering power) der Vorder- und Hinterräder,
und lf, lr die Abstände
zwischen der Längsachse und dem Schwerpunkt bezeichnen.
Hierbei bezeichnet l die Radbasis, m die Fahrzeugmasse und σf den aktuellen Vorderrad-Lenkwinkel.
-
Im
Hinblick auf die Vertikalbeschleunigung kann ferner die durch die
nachfolgende Gleichung (49) ausgedrückte Beziehung aufgrund
der Bedingung „die Beschleunigung in der vertikalen Richtung
ist die Erdbeschleunigung” verwendet werden. [Formel
29]
-
Hierbei
werden Dgf, Egf durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt.
Weiterhin ist τ
f eine Filterzeitkonstante
für die Berücksichtigung lediglich einer Bewegung über
eine lange Zeitperiode oder Zeitdauer. [Formel
30]
-
Ausgehend
von den vorstehenden Gleichungen (46), (47), (49) lässt
sich dies hierbei durch die folgende Gleichung (50) beschreiben. [Formel
31]
-
Hierbei
werden dD1, dE1, dE2, dE3 durch die nachfolgenden Gleichungen (51)
bis (54) ausgedrückt. [Formel
32]
-
Wenn
die Koeffizienten-Matrix auf der linken Seite und der Vektor auf
der rechten Seite der vorstehenden Gleichung (50) über
eine gleichförmige Zeitperiode beziehungsweise über
gleiche Zeitdauer integriert werden, wird ferner die Gleichung (55)
erhalten. [Formel
33]
-
Hierbei
werden D1, E1, E2, E3 durch die nachfolgenden Gleichungen (56) bis
(59) ausgedrückt.
-
[Formel 34]
-
-
D1 = ∫ t+Δt / t
dD1dt (56)
-
E1 = ∫ t+Δt / t
dE1dt (57)
-
E2 = ∫ t+Δt / t
dE2dt (58)
-
E3 = ∫ t+Δt / t
dE3dt (59)
-
Durch
Lösen der vorstehenden Gleichung (55) kann die nachfolgende
Gleichung (60) abgeleitet oder gewonnen werden. [Formel
35]
-
Hierbei
ist D+ die pseudo-inverse Matrix von D.
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (60) kann die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28 die
Sensordriftgröße des Vertikalbeschleunigungssensors 16 und
die Sensordriftgröße des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 18 auf
der Grundlage der jeweiligen Ableitungsgrößen
des Rollwinkels und des Nickwinkels, die durch den Lagewinkelbeobachter 24 berechnet
werden, und den jeweiligen Ableitungsgrößen des Rollwinkels
und des Nickwinkels schätzen, die durch die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 26 berechnet
werden.
-
Ferner
werden bei der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28,
die mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zusammenhängt,
die geschätzten Werte der Sensordriftgrößen,
die durch die Ergebnisse der Berechnung gemäß der
vorstehenden Gleichung (60) erhalten werden, zur Erzielung einer
Stabilisierung der Berechnung in Übereinstimmung mit der
nachfolgenden Gleichung (61) und der Gleichung (62) unter Verwendung
der geschätzten Werte der vorhergehenden Zeit beziehungsweise
des vorhergehenden Zeitpunkts geglättet.
-
[Formel 36]
-
-
G ~
zdr(i
+ 1) = λ1·G ~
zdr(i)
+ (1 – λ1)·Gzdr
(61)
-
P ~
dr(i +
1) = λ1·P ~
dr(i)
+ (1 – λ1)·Pdr
(62)
-
Hierbei
sind Gzdr tilde, Pdr tilde,
die geschätzten Werte der Sensordriftgrößen
nach der Glättung, und λ1 bezeichnet einen Vergessensfaktor.
-
Ferner
wird die nachfolgende Gleichung (63) anhand der vorstehenden Gleichungen
(30), (31) und (34) erhalten. [Formel
37]
-
Hierbei
werden dD2, dE4, dE5, dE6 durch die nachfolgenden Gleichungen (64)
bis (67) ausgedrückt. [Formel
38]
-
-
dE4 = dU – R·V ~
– gsinθ ~
– Gx
(65)
-
dE5 = dV + R·Vso + gcosθ ~
sinϕ ~
– Gy
(66)
-
dE6 = Egyf
(67)
-
Ferner
wird die nachfolgende Gleichung (68) erhalten, wenn die Koeffizientenmatrix
auf der linken Seite und der Vektor auf der rechten Seite der vorstehenden
Gleichung (63) über eine gleichförmige Zeitperiode beziehungsweise
gleiche Zeitdauer integriert werden. [Formel
39]
-
Hierbei
D2, E4, E5, E6 durch die nachfolgenden Gleichungen (69) bis (72)
ausgedrückt.
-
[Formel 40]
-
-
D2 = ∫ t+Δt / t
dD2dt (69)
-
E4 = ∫ t+Δt / t
dE4dt (70)
-
E5 = ∫ t+Δt / t
dE5dt (71☐)
-
E6 = ∫ t+Δt / t
dE6dt (72)
-
Durch
Lösen der vorstehenden Gleichungen (68) wird die nachfolgende
Gleichung (73) abgeleitet beziehungsweise gewonnen. [Formel
41]
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehend genannten Gleichung (73) kann die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
(38) die Sensordriftgröße des Längsbeschleunigungssensors 12,
die Sensordriftgröße des Querbeschleunigungssensors 14,
und die Sensordriftgröße des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 auf
der Basis der jeweiligen Ableitungsgrößen der
Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit,
die bei den Schlupfwinkelbeobachter 34 berechnet werden,
und der jeweiligen Ableitungsbeträge der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit schätzen,
die bei der Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 36 berechnet
werden.
-
Zur
Erzielung einer Stabilisierung der Berechnung werden weiterhin bei
der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 38 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel die geschätzten
Werte der Sensordriftgrößen, die durch die Berechnungsergebnisse
gemäß der vorstehenden Gleichung (73) erhalten
wurden, in Übereinstimmung mit den nachfolgenden Gleichungen
(74) bis (76) geglättet, wobei die geschätzten
Werte der vorhergehenden Zeit beziehungsweise Berechnung verwenden
werden.
-
[Formel 42]
-
-
G ~
xdr(i
+ 1) = λ2·G ~
xdr(i)
+ (1 – λ2)·Gxdr
(74)
-
G ~
ydr(i
+ 1) = λ2·G ~
ydr(i)
+ (1 – λ2)·Gydr
(75)
-
R ~
dr(i +
1) = λ2·R ~
dr(i)
+ (1 – λ2)·Rdr
(76)
-
Hierbei
Gxdr tilde, Gydr tilde,
Rdr tilde die geschätzten Werte
der Sensordriftgrößen nach der Glättung, und λ2
bezeichnet einen Vergessensfaktor beziehungsweise Erinnerungsfaktor.
-
Bei
dem vorstehend genannten ersten Ausführungsbeispiel kann
eine Informationsverarbeitung mittels eines Programms, das einen
Computer dazu veranlasst, als die jeweiligen Mittel beziehungsweise
Einrichtungen zu fungieren, die die Driftgrößenkorrektureinrichtung 22,
den Lagewinkelbeobachter 24, die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 26 und
die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28 bilden,
durch die Lagewinkel-Schätzbearbeitung zur Routine realisiert
werden, die in dem Ablaufdiagramm gemäß 3 dargestellt
ist. Der Computer ist mit einer CPU (Zentraleinheit), einem ROM
(Festwertspeicher) und einem RAM (Direktzugriffspeicher) strukturiert
beziehungsweise ausgestattet, die miteinander durch eine Sammelleitung
beziehungsweise einem Bus verbunden sind, und weist ferner ein Festplattenlaufwerk
HDD auf, das je nach Bedarf verschaltet ist. Diese Programme sind
auf einem Aufzeichnungsmedium, wie etwa einem ROM oder einem Festplattenlaufwerk
HDD oder dergleichen aufgezeichnet, das mit der Zentraleinheit CPU
des Computers verbunden ist.
-
Zur
Beschreibung dieser Lagewinkelschätzbearbeitungsroutine
werden in einem Schritt S100 Sensorsignale, die den jeweiligen erfassten
Werten entsprechen, von dem Längsbeschleunigungssensor 12,
dem Querbeschleunigungssensor 14, dem Vertikalbeschleunigungssensor 16,
dem Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18 und dem Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 gewonnen.
-
In
einem Schritt 102 werden dann die Sensorsignale, die von
dem Vertikalbeschleunigungssensor 16 und dem Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18 ausgegeben
wurden und in dem vorstehend genannten Schritt 100 behalten
wurden, unter Verwendung der Sensordriftgröße
des Vertikalbeschleunigungssensors 16 und der Sensordriftgröße
des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 18 korrigiert, die
in Schritt 108 in einem einen Zyklus vorhergehenden Berechnungszyklus
wie oben beschrieben erhalten wurden.
-
In
einem Schritt 104 werden dann die jeweiligen Ableitungsbeträge
des Rollwinkels und des Nickwinkels, die durch den Lagewinkelbeobachter 24 zur
Schätzung des Rollwinkels und des Nickwinkels berechnet wurden,
in der vorstehend angegebenen Weise berechnet, wozu die Lagewinkel-Schätzwerte,
die einen Berechnungszyklus vorher in dem nachfolgend beschriebenen
Schritt 110 erhalten wurden und die Fahrzeugkörper-Geschwindigkeits-Schätzwerte,
die einen Berechnungszyklus vorher in dem nachfolgend beschriebenen Schritt 160 erhalten
wurden, verwendet werden.
-
In
einem Schritt 106 werden dann die Sensordriftgröße
des Vertikalbeschleunigungssensors 16 und die Sensordriftgröße
des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 18 geschätzt,
wie vorstehend beschrieben, wozu die Beziehung herangezogen wird,
dass die jeweiligen Ableitungsgrößen des Rollwinkels
und des Nickwinkels, berechnet im vorstehenden Schritt 104,
und Werte, die die Sensordriftgrößen in den jeweiligen
Ableitungsgrößen des Rollwinkels und des Nickwinkels,
die anhand von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung erhalten
wurden, berücksichtigen, gleich groß sind, wobei
hierzu die Lagewinkelschätzwerte, die einen Berechnungszyklus
zuvor in dem nachstehend beschriebenen Schritt 110 erhalten
wurden, und die Fahrzeugkörper- beziehungsweise Fahrzeugkarosserie-Geschwindigkeits-Schätzwerte
herangezogen werden, die einen Berechnungszyklus zuvor in einem
nachfolgend beschriebenen Schritt 160 erhalten wurden.
-
In
einem nächsten Schritt 108 werden die Sensordriftgröße
des Vertikalbeschleunigungssensor 16 und die Sensordriftgröße
des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 18, die bei dem vorstehend
genannten Schritt 106 geschätzt wurden, geglättet,
indem die zum vorhergehenden Zeitpunkt geschätzten Werte
der Sensordriftgrößen benutzt werden.
-
In
einem nächsten Schritt 110 werden der Rollwinkel
und der Nickwinkel durch Integrieren der jeweiligen Ableitungsbeträge
des Rollwinkels und des Nickwinkels, die im vorhergehenden Schritt 104 berechnet wurden,
geschätzt und ausgegeben und es kehrt die Routine zu dem
vorstehenden Schritt 100 zurück.
-
Ferner
kann eine Informationsbearbeitung durch ein Programm, das einen
Computer dazu veranlasst, als die jeweiligen Mittel beziehungsweise
Einrichtungen zu fungieren, die die Driftgrößenkorrektureinrichtung 32,
der Schlupfwinkelbeobachter 34, die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 36 und
die Driftgrößenschätzeinrichtung 38 sind,
mittels der Schlupfwinkel-Schätzbearbeitungsroutine realisiert werden,
die in dem Ablaufdiagramm gemäß 4 dargestellt
ist.
-
Zur
Beschreibung dieser Schlupfwinkel-Schätzbearbeitungsroutine
werden in einem Schritt 150 Sensorsignale, die den jeweiligen
erfassten Werten entsprechen, von dem Längsbeschleunigungssensor 12,
dem Querbeschleunigungssensor 10 und dem Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 gewonnen.
-
In
einem Schritt 152 werden die Sensorsignale, die jeweils
von dem Längsbeschleunigungssensor 12, dem Gierbeschleunigungssensor 14 und
dem Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 ausgegeben und
in dem vorstehend genannten Schritt 51 erhalten beziehungsweise
gewonnen wurden, unter Verwendung der Sensordriftgröße
des Längsbeschleunigungssensors 12, der Sensordriftgröße
des Querbeschleunigungssensors 14 und der Sensordriftgröße
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 korrigiert, die
einen Berechnungszyklus zuvor in einem nachstehend beschriebenen
Schritt 158 erhalten wurden.
-
In
einem Schritt 154 werden dann die jeweiligen Ableitungsgrößen
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und der
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die zur Schätzung
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und der
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit berechnet wurden, wie
vorstehend beschrieben unter Einsatz der Lagewinkelschätzwerte,
die einen Berechnungszyklus zuvor in dem vorstehenden Schritt 110 erhalten
wurden, und der Fahrzeugkörper-Geschwindigkeits-Schätzwerte
berechnet, die einen Berechnungszyklus zuvor in einem nachstehend
beschriebenen Schritt 160 erhalten wurden.
-
In
einem Schritt 156 werden anschließend die Sensordriftgröße
des Längsbeschleunigungssensors 12, die Sensordriftgröße
des Querbeschleunigungssensor 14 und die Sensordriftgröße
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20, wie zuvor beschrieben,
geschätzt, wozu die Beziehung verwendet wird, dass die jeweiligen
Ableitungsgrößen der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit,
berechnet im vorstehenden Schritt 154, und Werte, die die
Sensordriftgrößen in den jeweiligen Ableitungsbeträgen
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und der
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die mittels Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung erhalten wurden, berücksichtigen,
gleich beziehungsweise gleich groß sind, wozu die Lagewinkelschätzwerte,
die einen Berechnungszyklus zuvor im vorstehenden Schritt 110 erhalten
wurden und die Fahrzeugkörpergeschwindigkeits-Schätzwerte,
die einen Berechnungszyklus zuvor in dem nachstehend beschriebenen
Schritt 160 erhalten wurde, herangezogen werden.
-
In
einem nächsten Schritt 158 werden die Sensordriftgröße
des Querbeschleunigungssensors 14 und die Sensordriftgröße
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20, die in dem vorstehenden
Schritt 156 geschätzt wurden, geglättet,
indem die geschätzten Werte des vorhergehenden Zeitpunkts
benutzt werden.
-
In
dem nächsten Schritt 160 werden durch Integrieren
der jeweiligen Ableitungsgrößen der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit,
die in dem vorstehenden Schritt 154 berechnet wurden, die
Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
geschätzt, und es wird auf der Basis der geschätzten
Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
der Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel geschätzt und
ausgegeben, und es kehrt die Routine zu dem vorstehenden Schritt 150 zurück.
-
Nachfolgend
werden durch die Sensordriftgrößen-Schätzmethode
gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
erhaltene Schätzergebnisse beschrieben. Es ist anzumerken,
dass zur Bestätigung der Effekte beziehungsweise Wirkungen
der Sensordriftgrößen-Schätzmethode eine
sich mit der Zeit vergrößernde Driftstörung
auf die Sensorsignale von Grenzfahrdaten einer langen Zeitperiode
beziehungsweise Zeitdauer ausgeübt wurde, und eine Schätzung
der Sensordriftgrößen und einer Schätzung
der Lagewinkel unter Verwendung dieser geschätzten Werte
durchgeführt wurde.
-
Zunächst
wurde zur Operations- bzw. Funktionsbestätigung der Algorithmen
eine Schätzung der Sensordriftgrößen
in einem Zustand ausgeführt, bei dem keine Drift ausgeübt
wurde bzw. einwirkte. In diesem Fall wurden Schätzergebnisse
erhalten, wie sie in 5A bis 5E dargestellt
sind. Es versteht sich, dass die Schätzergebnisse der jeweiligen
Sensordriftgrößen in einem Zustand, bei dem keine
Sensordriftgrößen vorhanden waren, ebenfalls Werte
in der Nähe von 0 zeigten.
-
Weiterhin
wurde in dem Zustand, bei dem keine Drift ausgeübt wurde,
eine Schätzung der Lagewinkel, bei denen eine Driftschätzung
angepasst wurde, d. h. es wurde eine Schätzung der Lagewinkel
unter Verwendung der Schätzergebnisse der Sensordriftgrößen
ausgeführt. In diesem Fall wurden Schätzergebnisse
erhalten, wie sie in 6A und 6B gezeigt
sind. Im Vergleich mit Ergebnissen, bei denen die Driftschätzung nicht
angepasst wurde (wahre Werte), konnte bestätigt werden,
dass die Werte der beiden im Wesentlichen übereinstimmten,
und dass die mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zusammenhängenden
Algorithmen selbst in einem Zustand, bei dem keine Sensordrift vorhanden
ist, die geschätzten Werte nicht nachteilig beeinflussen.
Weiterhin wurde eine Schätzung von Sensordriftbeträgen
in einem Zustand ausgeführt, bei dem eine Drift auf den
Rollwinkelgeschwindigkeitssensor ausgeübt wurde bzw. einwirkte,
deren Auswirkungen auf die Rollwinkelschätzung groß sind.
In diesem Fall wurden die Schätzergebnisse erhalten, wie
sie in 7A bis 7E gezeigt
sind. Es versteht sich, dass die geschätzten Sensordriftgrößen
den wahren Werten der Driftgrößen geeignet folgten,
die sich proportional mit der Zeit vergrößerten.
-
Weiterhin
wurde in einem Zustand, bei dem eine Drift auf den Rollwinkelgeschwindigkeitssensor
ausgeübt wurde bzw. einwirkte, die Schätzung der
Lagewinkel, bei denen die Driftschätzung adaptiert wurde,
d. h. eine Schätzung der Lagewinkel unter Verwendung der
Schätzergebnisse dieser Sensordriftgrößen,
ausgeführt. In diesem Fall wurden Schätzergebnisse
erhalten, wie sie in 8A und 8B dargestellt
sind. Im Vergleich mit Schätzergebnissen in einem Fall,
bei dem die Driftschätzung nicht adaptiert wurde, ist verständlich, dass
eine Schätzung nahe bei den wahren Werten ausgeführt
werden kann, indem die Driftschätzung adaptiert wird, im
Vergleich mit den Fehlern in den geschätzten Werten (Differenzen
zwischen den geschätzten Werten der Lagewinkel in einem
Fall, in dem eine Drift nicht ausgeübt wurde), die sich
in Übereinstimmung mit der Sensordriftgröße
des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors vergrößern,
wenn die Driftschätzung nicht adaptiert wird.
-
Wie
vorstehend beschrieben, können in Übereinstimmung
mit der Lagewinkel-Schätzeinrichtung gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel Sensordriftbeträge
von Sensoren, die jeweils die Vertikalbeschleunigung und die Rollwinkelgeschwindigkeit erfassen,
stabil unabhängig von dem Zustand der Fahrzeugbewegung
geschätzt werden, indem die Sensordriftbeträge
der Sensoren, die jeweils die Vertikalbeschleunigung bzw. die Rollwinkelgeschwindigkeit
erfassen, geschätzt werden, unter Heranziehung der Beziehung,
dass die jeweiligen Ableitungsgrößen des Rollwinkels
und des Nickwinkels, die zur Schätzung des Rollwinkels
und des Nickwinkels berechnet wurden, und Werte, die die Sensordriftgrößen
in den jeweiligen Ableitungsgrößen des Rollwinkels
und des Nickwinkels, die anhand von Bewegungsgleichungen für
die Fahrzeugbewegung erhalten wurden, berücksichtigen,
gleich groß sind.
-
Ferner
können Sensordriftbeträge von Sensoren, die jeweils
die Längsbeschleunigung, die Querbeschleunigung und die
Gierwinkelgeschwindigkeit erfassen, stabil unabhängig von
dem Zustand der Fahrzeugbewegung geschätzt werden, indem
die Sensordriftbeträge der Sensoren, die jeweils die Längsbeschleunigung,
die Querbeschleunigung und die Gierwinkelgeschwindigkeit erfassen,
unter Heranziehung der Beziehung geschätzt werden, dass
die jeweiligen Ableitungsgrößen der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit,
und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die durch den
Schlupfwinkelbeobachter berechnet wurden, und Werte, die Sensordriftbeträge
in den jeweiligen abgeleiteten Größen der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die anhand
von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung erhalten
wurden, berücksichtigen, gleich bzw. gleich groß sind.
-
Ferner
können der Rollwinkel und der Nickwinkel, die als Lagewinkel
dienen, auf der Basis der Sensorsignale, die in Übereinstimmung
mit den geschätzten Sensordriftgrößen
korrigiert sind, exakt geschätzt werden.
-
Weiterhin
können auf der Basis der Sensorsignale, die in Übereinstimmung
mit den geschätzten Sensordriftgrößen
korrigiert sind, die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit exakt geschätzt
werden, und es kann weiterhin der Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel
genau geschätzt werden.
-
Nachfolgend
wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. Es ist
zu beachten, dass Teile, die gleichartig wie beim ersten Ausführungsbeispiel
strukturiert bzw. aufgebaut sind, mit den gleichen Bezugszeichen
versehen sind und nicht nochmals beschrieben werden. Bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung bei
einer Lagewinkel-Schätzeinrichtung eingesetzt, die den
Nickwinkel und den Rollwinkel schätzt, die Lage- bzw. Stellungswinkel
des Fahrzeugs mit Bezug zu der Vertikalachse sind.
-
Wie
in 9 gezeigt ist, weist eine Lagewinkel-Schätzeinrichtung 210 gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel den Längsbeschleunigungssensor 12,
den Querbeschleunigungssensor 14, den Vertikalbeschleunigungssensor 16,
den Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18 und den Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 auf.
-
Der
Vertikalbeschleunigungssensor 16, der Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18 und
der Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 sind mit einer
Driftgrößenkorrektureinrichtung 222 verbunden,
die Sensorsignale von jeweiligen Sensoren auf der Grundlage von
Sensordriftgrößen korrigiert, die durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28 geschätzt
sind. Die Driftgrößenkorrektureinrichtung 222 ist
mit der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28 verbunden.
-
Die
Driftgrößenkorrektureinrichtung 222 ist
mit einem Lagewinkelbeobachter 224 verbunden, der den Rollwinkel Φ und
den Nickwinkel θ schätzt, die Lagewinkel mit Bezug
zu der vertikalen Achse des Fahrzeugkörpers bzw. der Fahrzeugkarosserie
darstellen.
-
Der
Vertikalbeschleunigungssensor 16, der Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18,
der Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 und der Lagewinkelbeobachter 224 sind
mit einer Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 226 verbunden,
die jeweilige Ableitungsgrößen bzw. Ableitungsbeträge
des Rollwinkels und des Nickwinkels berechnet, die anhand von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung erhalten werden.
-
Der
Lagewinkelbeobachter 224 und die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 226 mit
der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28 verbunden.
-
Die
Driftgrößenkorrektureinrichtung 222,
der Lagewinkelbeobachter 224, Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 226 und
die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28 können
durch einen oder mehrere Computer oder durch eine oder mehrere elektronische
Schaltungen gebildet sein, die die Funktionen der jeweiligen Einrichtungen
realisieren.
-
Der
Lagewinkelbeobachter 224 schätzt die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V, die die Fahrzeuggeschwindigkeit in der Fahrzeugquerrichtung bzw.
-seitenrichtung darstellt, und schätzt auf der Grundlage
der Radgeschwindigkeiten bzw. Raddrehzahlen der jeweiligen Räder
die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit bzw. -Fahrgeschwindigkeit
U, die die Fahrzeuggeschwindigkeit in der Fahrzeuglängsrichtung
darstellt, und schätzt weiterhin die Nickwinkelgeschwindigkeit
Q in Übereinstimmung mit der vorstehenden Gleichung (6)
auf der Grundlage des geschätzten Werts der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V, des geschätzten Werts der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U und des korrigierten Signals Gz – Gzdr, das dem erfassten Wert der Vertikalbeschleunigung
Gz entspricht, und des korrigierten Signals
P – Pdr, das dem erfassten Wert
der Rollwinkelgeschwindigkeit P entspricht, die durch die Driftgrößenkorrektureinrichtung 222 korrigiert
worden ist. Es ist anzumerken, dass die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V unter Einsatz eines Kalman-Filters oder dergleichen geschätzt
werden kann, oder anhand des erfassten Werts des Querbeschleunigungssensors
geschätzt werden kann.
-
Ferner
schätzt der Lagewinkelbeobachter 224 die jeweiligen
abgeleiteten Größen bzw. Ableitungswerte dΦ tilde,
dθ tilde des Rollwinkels Φ und des Nickwinkels θ,
die Lagewinkel mit Bezug zu der Vertikalachse des Fahrzeugkörpers
darstellen, unter Einsatz einer Gleichung ähnlich der vorstehend
genannten Gleichung (24), auf der Basis der korrigierten Signale
Gz – Gzdr,
R – Rdr, P – Pdr, die den jeweiligen erfassten Werten der Vertikalbeschleunigung
Gz, der Gierwinkelgeschwindigkeit R und
der Rollwinkelgeschwindigkeit P der Fahrzeugbewegung entsprechen,
und der Sensorsignale, die den jeweiligen erfassten Werten der Gierwinkelgeschwindigkeit
R, der Längsbeschleunigung Gx und
der Querbeschleunigung Gy entsprechen, und
des geschätzten Werts Vso der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U und des geschätzten Werts der Nickwinkelgeschwindigkeit
Q.
-
Ferner
kann der Lagewinkelbeobachter 224 den Rollwinkel Φ tilde
und den Nickwinkel θ tilde berechnen, indem jeweils die
berechnete Ableitungsgröße dΦ tilde des
Rollwinkels Φ tilde und die Ableitungsgröße bzw.
der abgeleitete Wert dθ tilde des Nickwinkels θ tilde
integriert werden.
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (36) und der Gleichung (37) berechnet
die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 226 die
Ableitungsgrößen des Rollwinkels Φ und des
Nickwinkels θ, die anhand von Bewegungsgleichungen für
die Fahrzeugbewegung erhalten werden. Zu diesem Zeitpunkt werden
die geschätzten Werte des Rollwinkels Φ und des
Nickwinkels θ, die durch den Lagewinkelbeobachter 224 geschätzt
wurden, als der Rollwinkel Φ und der Nickwinkel θ verwendet.
Weiterhin verwenden die Vertikalbeschleunigung Gz,
die Rollwinkelgeschwindigkeit P und die Gierwinkelgeschwindigkeit R
jeweils Werte, die durch den Vertikalbeschleunigungssensor 16,
den Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18 und den Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 erfasst
wurden. Ferner kann die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V unter Einsatz eines Kalman-Filters oder dergleichen geschätzt
werden, oder kann anhand des erfassten Werts des Querbeschleunigungssensors
geschätzt werden, und es kann die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U auf der Grundlage der Raddrehzahlen der jeweiligen Räder
geschätzt werden.
-
Es
ist anzumerken, dass eine Beschreibung der weiteren Strukturen und
Operationen bzw. Verarbeitungen der Lagewinkel-Schätzeinrichtung 210 weggelassen
ist, da sie gleichartig wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
sind.
-
Wie
vorstehend beschrieben, können in Übereinstimmung
mit der mit dem zweiten Ausführungsbeispiel zusammenhängen
Lagewinkel-Schätzeinrichtung Sensordriftbeträge
von Sensoren, die jeweils die Vertikalbeschleunigung und die Rollwinkelgeschwindigkeit
detektieren, stabil und unabhängig von dem Zustand der Fahrzeugbewegung
geschätzt werden, indem die Beziehung herangezogen wird,
dass die jeweiligen Ableitungsgrößen des Rollwinkels
und des Nickwinkels, die zur Schätzung des Rollwinkels
und des Nickwinkels berechnet wurden, und Werte, die Sensordriftgrößen
in den jeweiligen Ableitungsgrößen des Rollwinkels
und des Nickwinkels, die anhand von Bewegungsgleichungen für
die Fahrzeugbewegung erhalten wurden, berücksichtigen,
gleich sind.
-
Nachfolgend
wird ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben. Hierbei
sind Abschnitte, die gleichartig wie beim ersten Ausführungsbeispiel
strukturiert bzw. aufgebaut sind, mit den gleichen Bezugszahlen
bezeichnet und werden nicht nochmals beschrieben. Bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung auf
eine Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung angewendet, die den
Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel schätzt.
-
Bei
dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich im Wesentlichen
der Punkt, dass lediglich der Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel
geschätzt wird, und der Punkt, dass die Sensordriftgrößen
lediglich des Längsbeschleunigungssensors, des Querbeschleunigungssensors
und des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors geschätzt werden,
von dem ersten Ausführungsbeispiel.
-
Wie
in 10 gezeigt ist, weist eine Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung 310,
die mit dem dritten Ausführungsbeispiel zusammenhängt,
den Längsbeschleunigungssensor 12, den Querbeschleunigungssensor 14 und
den Gierwinkelbeschleunigungssensor 20 auf.
-
Der
Längsbeschleunigungssensor 12, der Querbeschleunigungssensor 14 und
der Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 sind mit der Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 verbunden.
Die Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 ist
mit einer Driftgrößen-Schätzeinrichtung 338 verbunden.
-
Die
Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 ist
mit dem Schlupfwinkelbeobachter bzw. Schlupfwinkelmonitor 34 verbunden.
Der Längsbeschleunigungssensor 12, der Querbeschleunigungssensor 14,
der Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 und der Schlupfwinkelbeobachter 34 sind
mit einer Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 336 verbunden.
-
Der
Schlupfwinkelbeobachter 34 und die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 336 sind
mit der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 338 verbunden.
-
Die
Driftgrößenkorrektureinrichtung 32, der
Schlupfwinkelbeobachter 34, die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 336 und
die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 338 können durch
einen oder mehrere Computer oder durch eine oder mehrere elektronische
Schaltungen gebildet sein, die die Funktionen der jeweiligen Einrichtungen
realisieren.
-
Nachfolgend
wird das Verfahren zur Berechnung der Ableitungsgröße
U Punkt der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U der Ableitungsgröße V Punkt der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V beschrieben, die anhand von Bewegungsgleichungen für
die Fahrzeugbewegung erhalten werden.
-
Im
Hinblick auf die vorstehenden Gleichungen (32), (33) werden unter
der Annahme, dass der Rollwinkel Φ und der Nickwinkel θ gleich
0 sind, die folgenden Gleichungen (77), (78) erhalten.
-
[Formel 43]
-
-
U .
= (R – Rdr)V + Gx – Gxdr
(77)
-
V .
= –(R – Rdr)U + Gy – Gydr
(78)
-
Hierbei
sind die biaxialen Geschwindigkeiten, die die Längsbeschleunigung
Gx – Gxdr,
die Querbeschleunigung Gy – Gydr, und die Gierwinkelgeschwindigkeit R – Rdr sind, jeweils Signale, in denen die durch
den Längsbeschleunigungssensor 12, den Querbeschleunigungssensor 14 und
den Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 erfassten Sensorsignale
durch die Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 korrigiert
sind. Weiterhin können die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V und die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U durch den Schlupfwinkelbeobachter 34 geschätzt
werden.
-
In Übereinstimmung
mit Gleichungen, in denen die Driftgrößen in der
vorstehenden Gleichung (77) und der Gleichung (78) ignoriert sind,
berechnet die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 336 die
Ableitungsgrößen der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit V, die aus
Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung erhalten
werden.
-
Nachfolgend
werden die Grundlagen des vorliegenden Ausführungsbeispiels
beschrieben. Der Beobachter, der den Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel
anhand der Bewegungszustandsgrößen des Fahrzeugs schätzt,
hat den Effekt der Reduzierung der Wirkungen der Driftfehler der
Sensorsignale. Im Vergleich mit berechneten Werten der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die lediglich
durch Integrieren von Bewegungszustandsgrößen
bestimmt werden, haben demgemäß die geschätzten
Werte der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die von dem
Schlupfwinkelbeobachter 34 erhalten werden, die Eigenschaft,
dass sie nur schwierig bzw. kaum durch die Driftfehler beeinträchtigt
werden, die in den Ausgangssignalen der die Bewegungszustandsgrößen des
Fahrzeugs erfassenden Sensoren enthalten sind. Dies bedeutet, dass
die Driftfehler dadurch geschätzt werden können,
dass die geschätzten Werte und die berechneten Werte der
Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
miteinander verglichen werden.
-
Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt demzufolge der
Fokus auf dieser Qualität, und es werden die Sensordriftgrößen
durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 338 anhand
eines Vergleichs der jeweiligen Ableitungsgrößen
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und der
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die durch den Schlupfwinkelbeobachter 34 berechnet
wurden, und der jeweiligen Ableitungsgrößen der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die durch die
Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 336 berechnet
wurden, geschätzt. Der Vergleich dieser Ableitungsgrößen
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und der
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit ist stets effektiv und
nicht auf eine Geradeausfahrt beschränkt, und weist demzufolge
die Eigenschaft auf, dass Sensordriftgrößen selbst
bei einem nicht geradlinig erfolgenden Fahrzustand geschätzt
werden können. Demzufolge können die Sensordriftgrößen
stets aufeinanderfolgend bzw. sukzessiv geschätzt werden, und
zwar selbst bei Fahrt- oder Bewegungsmustern, bei denen nur ein
geringer Anteil eines geradlinigen Fahrzustands vorliegt.
-
Nachfolgend
wird die Schätzmethode zum Schätzen der Sensordriftbeträge
bzw. -größen beschrieben. Die Beziehungen, die
durch die nachfolgenden Gleichungen (79) und (80) ausgedrückt
sind, liegen vor, wenn angenommen wird, dass die vorbestimmten Driftfehler
Gxdr, Gydr, Rdr den Sensorsignalen Gx,
Gy, Gz, P, R überlagert
sind, und weiterhin bezüglich der Ableitungsgrößen,
die durch die rechten Seiten der Gleichungen (77), (78) ausgedrückt
werden, angenommen wird, dass die wahren Werte bereits durch den
Schlupfwinkelbeobachter 234 bekannt sind.
-
[Formel 44]
-
-
dU = (R – Rdr)V + (Gx – Gxdr) (79)
-
dV = –(R – Rdr)U + (Gy – Gydr) (80)
-
Hierbei
bezeichnen dU, dV den Ableitungsbetrag bzw. die Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und die
Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit,
die als Beobachter-intern berechnete Werte dienen, die anhand der
vorstehenden Gleichung (29-1) erhalten sind. Die vorstehende Gleichung
(79) und die Gleichung (80) drücken die Beziehung aus,
dass, wenn die Sensordriftgrößen der Sensorsignale
berücksichtigt werden, die Ableitungsgrößen
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und der
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, berechnet durch den
Schlupfwinkelbeobachter 34, und Werte, die die Sensordriftgrößen
in den Ableitungsgrößen der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, berechnet durch
die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 326,
gleich sind.
-
Im
Hinblick auf die Querbeschleunigung kann übrigens die durch
die nachfolgende Gleichung (81) ausgedrückte Beziehung
ausgehend von der Bedingung verwendet werden, dass ”der
Schlupfwinkel nicht über eine lange Zeitdauer in einer
nicht-linearen Region bleibt”. [Formel
45]
-
Hierbei
bezeichnet τy eine Filterzeitkonstante
zur Berücksichtigung lediglich einer Bewegung über
eine lange Zeitdauer, wobei cf, cr die Kurvensteifigkeiten (cornering powers)
der Vorder- und Hinterräder, und lf,
lr die Abstände zwischen der Längsachse
und dem Schwerpunkt bezeichnen. Dabei ist l die Radbasis, m die Fahrzeugmasse
und δf der aktuelle Vorderrad-Lenkwinkel.
-
Anhand
der vorstehenden Gleichungen (79) bis (81) kann die folgende Gleichung
(82) beschrieben bzw. erhalten werden. [Formel
46]
-
Hierbei
werden dD2, dE4, dE5, dE6 durch die nachfolgenden Gleichungen (83)
bis (86) ausgedrückt. [Formel
47]
-
-
dE4 = dU – R·V – Gx
(84)
-
dE5 = dV + R·U – Gy
(85)
-
dE6 = Egyf
(86)
-
Wenn
die Koeffizientenmatrix auf der linken Seite und der Vektor auf
der rechten Seite der vorstehenden Gleichung (82) über
eine gleichförmige bzw. gleiche Zeitperiode oder Zeitdauer
integriert werden, wird ferner die nachfolgende Gleichung (87) erhalten. [Formel
48]
-
Hierbei
werden D2, E4, E5, E6 durch die folgenden Gleichungen (88) bis (91)
ausgedrückt.
-
[Formel 49]
-
-
D2 = ∫ t+Δt / t
dD2dt (88)
-
E4 = ∫ t+Δt / t
dE4dt (89)
-
E5 = ∫ t+Δt / t
dE5dt (90)
-
E6 = ∫ t+Δt / t
dE6dt (91)
-
Durch
Auflösen der vorstehenden Gleichung (87) kann die folgende
Gleichung (92) erhalten werden. [Formel
50]
-
Wie
vorstehend beschrieben, kann die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 338 in Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (92) die Sensordriftgröße
des Längsbeschleunigungssensors 12, die Sensordriftgröße
des Querbeschleunigungssensors 14 und die Sensordriftgröße
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 auf der Grundlage
der jeweiligen Ableitungsgrößen der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die durch den
Schlupfwinkelbeobachter 34 berechnet werden, und der jeweiligen
Ableitungsgrößen der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit schätzen,
die durch die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 336 berechnet
werden.
-
Bei
der sich auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beziehenden
Driftgrößen-Schätzeinrichtung 338 werden
die geschätzten Werte der Sensordriftgrößen,
die durch die Ergebnisse der Berechnung gemäß der vorstehenden
Gleichung (92) erhalten werden, zur Erreichung einer Stabilisierung
der Berechnung in Übereinstimmung mit den nachfolgenden
Gleichungen (93) bis (95) unter Verwendung der geschätzten
Werte des vorhergehenden Zeitpunkts bzw. Zyklus geglättet.
-
[Formel 51]
-
-
G ~
xdr(i
+ 1) = λ2·G ~
xdr(i)
+ (1 – λ2)·Gxdr
(93)
-
G ~
ydr(i
+ 1) = λ2·G ~
ydr(i)
+ (1 – λ2)·Gydr
(94)
-
R ~
dr(i +
1) = λ2·R ~
dr(i)
+ (1 – λ2)·Rdr
(95)
-
Hierbei
bezeichnen Gxdr tilde, Gydr tilde,
Rdr tilde die Schätzwerte der Sensordriftgrößen
nach der Glättung, und λ2 einen Vergessensfaktor.
-
Bei
dem vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel
kann die Informationsverarbeitung mittels eines Programms, das einen
Computer veranlasst, als die jeweiligen Mittel bzw. Einrichtungen
zu fungieren, die die Driftgrößenkorrektureinrichtung 32,
der Schlupfwinkelbeobachter 34, die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 336 und
die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 338 sind,
durch Prozesse realisiert werden, die gleichartig wie die Schlupfwinkel-Schätzverarbeitungsroutine
sind, die in dem Ablaufdiagramm gemäß der vorstehend
beschriebenen 4 gezeigt sind.
-
In Übereinstimmung
mit der mit dem dritten Ausführungsbeispiel zusammenhängenden
Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung können, wie vorstehend
beschrieben, Sensordriftgrößen von Sensoren, die
jeweils die Längsbeschleunigung, die Querbeschleunigung
und die Gierwinkelgeschwindigkeit erfassen, stabil unabhängig
von dem Zustand der Fahrzeugbewegung geschätzt werden,
indem die Beziehung benutzt wird, dass die jeweiligen Ableitungsgrößen
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und der
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die zur Schätzung
des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels berechnet wurden, und
Werte, die die Sensordriftgrößen in den jeweiligen
Ableitungsgrößen der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die mittels
Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung erhalten wurden,
berücksichtigen, gleich groß sind.
-
Ferner
kann der Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel exakt auf der Basis
von Sensorsignalen geschätzt werden, die in Übereinstimmung
mit den geschätzten Sensordriftgrößen
korrigiert sind.
-
Bei
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist als ein Beispiel
ein Fall beschrieben, bei dem angenommen ist, dass der Rollwinkel
und der Nickwinkel gleich 0 sind, jedoch ist die vorliegende Erfindung
nicht hierauf beschränkt. Der Rollwinkel kann unter Heranziehung
der Gierwinkelgeschwindigkeit, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der
Querbeschleunigung geschätzt werden, und es kann weiterhin
der Nickwinkel anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Längsbeschleunigung
geschätzt werden.
-
Nachfolgend
wird ein viertes Ausführungsbeispiel beschrieben. Hierbei
sind Abschnitte, die gleichartig wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
strukturiert oder aufgebaut sind, mit den gleichen Bezugszahlen
bezeichnet und werden nicht erneut beschrieben. Bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung bei
einer Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung eingesetzt,
die den Nickwinkel und den Rollwinkel, die Lagewinkel des Fahrzeugs
darstellen, schätzt und den Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel
schätzt.
-
Bei
dem vierten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich gegenüber
dem ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen der Aspekt,
dass die Ableitungsgrößen von korrigierten Lagewinkeln
bei oder durch den Lagewinkelbeobachter berechnet werden, und der
Aspekt, dass die Ableitungsgrößen von korrigierten
Fahrzeugkörpergeschwindigkeiten durch den Schlupfwinkelbeobachter
berechnet werden.
-
Wie
in 11 gezeigt ist, ist die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28 einer
Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung 410,
die sich auf das vierte Ausführungsbeispiel bezieht, mit
einer Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 425,
die Korrekturgrößen zur Kompensation hinsichtlich der
Lerngeschwindigkeiten der jeweiligen Sensordriftgrößen
des Vertikalbeschleunigungssensors 16 und des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 18 berechnet,
und mit der Driftgrößenkorrektureinrichtung 22 verbunden.
-
Die
Driftgrößenkorrektureinrichtung 22 und
die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 425 sind
mit einem Lagewinkelmonitor bzw. Lagewinkelbeobachter 424 verbunden,
der den Rollwinkel Φ und den Nickwinkel θ schätzt,
die Lagewinkel mit Bezug zu der Vertikalachse des Fahrzeugkörpers
darstellen.
-
Der
Vertikalbeschleunigungssensor 16, der Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18,
die Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 und
der Lagewinkelbeobachter 424 sind mit der Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 26 verbunden.
-
Der
Lagewinkelbeobachter 424 und die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 26 sind
mit der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28 verbunden.
-
Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung 38 ist
mit einer Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 435 verbunden,
die Korrekturgrößen bzw. -beträge für
die Kompensation hinsichtlich der Lerngeschwindigkeiten der jeweiligen
Sensordriftgrößen des Längsbeschleunigungssensors 12,
des Querbeschleunigungssensors 14 und des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 berechnet,
sowie mit der Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 verbunden.
-
Die
Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 und
die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 435 sind
mit einem Schlupfwinkelbeobachter 434 verbunden, der den
Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel schätzt.
-
Der
Längsbeschleunigungssensor 12, der Querbeschleunigungssensor 14,
der Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20, der Lagewinkelbeobachter 424 und
der Schlupfwinkelbeobachter 434 sind mit der Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 36 verbunden.
-
Der
Schlupfwinkelbeobachter 434 und die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 36 sind
mit der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 38 verbunden.
-
Die
Driftgrößenkorrektureinrichtung 22, der
Lagewinkelbeobachter 424, die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 425,
die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 26,
die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28,
die Driftgrößenkorrektureinrichtung 32,
der Schlupfwinkelbeobachter 434, die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 435, die
Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 36 und
die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 38 können
durch einen oder mehrere Computer oder durch eine oder mehrere elektronische
Schaltungen gebildet sein, die die Funktionen der jeweiligen Einrichtungen
realisieren.
-
Nachfolgend
werden die Grundlagen des vorliegenden Ausführungsbeispiels
beschrieben.
-
Sensordriftgrößen
werden geschätzt und Driftfehler werden durch ein Sensordriftfehlerlernen
korrigiert, und es kann eine korrekte Lagewinkelschätzung
erwartet werden. Jedoch sind die Wirkungen von Verzögerungen
bei dem Sensordriftfehlerlernen bezüglich Lagewinkelschätzung
zu berücksichtigen.
-
Falls
beispielsweise ein positiver Sensordriftfehler auf die Rollwinkelgeschwindigkeit
einwirkt, wird der geschätzte Wert des Rollwinkels durch
den positiven Sensordriftfehler, der auf die Rollwinkelgeschwindigkeit einwirkt,
beeinträchtigt, bis das Lernen des Sensordriftfehlers abgeschlossen
ist, und es tritt ein Fehler in der positiven Richtung auf.
-
Das
vorliegende Ausführungsbeispiel fokussiert sich darauf,
dass auf Verzögerungen beim Sensordriftfehlerlernen zurückzuführende
Effekte in Abhängigkeit von der Lerngeschwindigkeit abgeleitet
bzw. erkannt werden können, d. h. erkannt werden kann,
in welcher Richtung sich die Sensordriftgröße,
die durch das Driftfehlerlernen geschätzt wird, ändert,
wobei das vorliegende Ausführungsbeispiel einen Ableitungszustandsbetrag
bzw. eine abgeleitete Zustandsgröße des Beobachters
in Übereinstimmung mit dem Ausmaß der Änderungen
in der geschätzten Sensordriftgröße korrigiert.
-
In Übereinstimmung
mit der nachfolgenden Gleichung (96) berechnet die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung
(
425) einen Korrekturbetrag bzw. eine Korrekturgröße
P
c zum Korrigieren der Abweichungsgröße
des Rollwinkels, um hierdurch die Verzögerung der Lerngeschwindigkeit
der Sensordriftgröße des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors
18 zu
kompensieren, auf der Basis der Abweichung der Sensordriftgröße
P
dr, die durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
28 für
das dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit geschätzt
ist, von dem zuvor geschätzten Wert P
dr0. [Formel
52]
-
Hierbei
bezeichnet Psl einen vorbestimmten Schwellwert,
der sich auf die Größe der Änderung in
dem Sensordriftbetrag bzw. der Sensordriftgröße
des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 18 bezieht, und Pc0 einen vorbestimmten Korrekturbetrag. Ferner
sind Psl, Pc0 positive
Werte.
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (96) ändert sich die geschätzte
Sensordriftgröße in der negativen Richtung, falls,
in Abhängigkeit von der Größe der Änderung
gegenüber dem vorhergehenden geschätzten Wert
der Sensordriftgröße des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 18,
die Größe der Änderung negativ ist und
der Absolutwert der Größe der Änderung
größer als oder gleich dem Schwellwert ist. Daher wird
die Ableitungsgröße des Rollwinkels so korrigiert,
dass sie vergrößert wird, um hierdurch die Verzögerung in
der Lerngeschwindigkeit der negativen Sensordriftgröße
zu kompensieren. Andererseits ändert sich die geschätzte Sensordriftgröße
in der positiven Richtung, falls, in Übereinstimmung mit
dem Ausmaß der Änderung gegenüber dem
vorhergehenden geschätzten Wert der Sensordriftgröße
des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 18, die Größe
bzw. der Betrag der Änderung positiv ist und der Absolutwert
der Änderungsgröße größer als
oder gleich dem Schwellwert ist. Daher wird die Ableitungsgröße
des Rollwinkels so korrigiert, dass sie verkleinert wird, um hierdurch
die Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit der positiven
Sensordriftgröße zu kompensieren. Falls der Absolutwert
der Änderungsgröße gegenüber
dem vorhergehend geschätzten Wert der Sensordriftgröße
des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 18 kleiner als der
Schwellwert ist, konvergiert die geschätzte Driftgröße,
und es besteht keine Notwendigkeit, eine Verzögerung in
der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße zu
kompensieren. Daher wird die Ableitungsgröße des
Rollwinkels nicht korrigiert.
-
In Übereinstimmung
mit der nachfolgenden Gleichung (97) berechnet weiterhin die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung
425 einen
Korrekturwert bzw. eine Korrekturgröße Q
c zum Korrigieren des Ableitungsbetrags bzw.
der Ableitungsgröße des Nickwinkels, um hierdurch
die Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße
des Vertikalbeschleunigungssensors
16 zu kompensieren,
und zwar auf der Basis der Abweichung der Sensordriftgröße
G
zdr, die durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
28 für
das Sensorsignal, das dem erfassten Wert der Vertikalbeschleunigung
entspricht, geschätzt wird, gegenüber dem vorhergehend
geschätzten Wert G
zdr0. [Formel
53]
-
Hierbei
bezeichnet Qsl einen vorbestimmten Schwellwert,
der sich auf einen Wert bezieht, der durch Teilen der Größe
der Änderung in der Sensordriftgröße
des Vertikalbeschleunigungssensor 16 durch die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
erhalten wird, und Qc0 einen Korrekturbetrag
bzw. eine Korrekturgröße. Hierbei sind Qcl, Qc0 positive
Werte.
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (97) ändert sich die geschätzte
Sensordriftgröße in der negativen Richtung, falls,
in Übereinstimmung mit der Größe der Änderung
gegenüber dem vorhergehend geschätzten Wert der
Sensordriftgröße des Vertikalbeschleunigungssensors 16,
die Größe bzw. das Ausmaß der Änderung
negativ ist und der Absolutwert eines Werts, der durch Dividieren
der Größe der Änderung durch die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
erhalten wird, größer als der oder gleich dem
Schwellwert ist. Daher wird die Ableitungsgröße
des Nickwinkels so korrigiert, dass sie verringert wird, um hierdurch die
Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit der negativen Sensordriftgröße
zu kompensieren, und zwar ausgehend von der Beziehung zwischen der
anhand der vorstehenden Gleichung (6) erhaltenen Nickwinkelgeschwindigkeit
und der Vertikalbeschleunigung. Falls andererseits, in Abhängigkeit
von dem Ausmaß der Änderung gegenüber
dem vorhergehenden geschätzten Wert der Sensordriftgröße
des Vertikalbeschleunigungssensors 16, das Ausmaß der Änderung
positiv ist und der Absolutwert des Werts, der durch Dividieren
des Ausmaßes der Änderung durch die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
erhalten wird, größer als oder gleich dem Schwellwert
ist, ändert sich die geschätzte Sensordriftgröße
in der positiven Richtung. Daher wird die Ableitungsgröße
des Nickwinkels so korrigiert, dass sie vergrößert
wird, um hierdurch die Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit
der positiven Sensordriftgröße zu kompensieren.
Falls ferner der Absolutwert der Größe der Änderung
gegenüber dem zuvor geschätzten Wert der Sensordriftgröße
des Vertikalbeschleunigungssensors 16 kleiner ist als der
Schwellwert, konvergiert die geschätzte Sensordriftgröße,
und es besteht keine Notwendigkeit, eine Verzögerung in
der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße zu
kompensieren. Daher wird die Ableitungsgröße des
Nickwinkels nicht korrigiert.
-
In Übereinstimmung
mit der nachfolgenden Gleichung (98) berechnet die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung
435 eine
Korrekturgröße G
xc zum
Korrigieren der Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
für die Kompensation der Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit der
Sensordriftgröße des Längsbeschleunigungssensors
12 auf
der Grundlage der Abweichung der Sensordriftgröße
G
xdr, die durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
38 für
das dem erfassten Wert der Längsbeschleunigung entsprechenden
Sensorsignal geschätzt wird, von dem vorhergehenden bzw.
zuvor geschätzten Wert G
xdr0. [Formel
54]
-
Hierbei
ist Gxsl ein vorbestimmter Schwellwert,
der mit dem Ausmaß der Änderung in der Sensordriftgröße
des Längsbeschleunigungssensors 12 zusammenhängt,
und Gxc0 ein vorbestimmter Korrekturbetrag bzw.
eine vorbestimmte Korrekturgröße. Dabei sind Gxsl, Gxc0 positive
Werte.
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (98) ändert sich die geschätzte
Sensordriftgröße in der negativen Richtung, falls,
in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Änderung
gegenüber dem zuvor geschätzten Wert der Sensordriftgröße
des Längsbeschleunigungssensors 12, das Ausmaß der Änderung
negativ ist und der Absolutwert der Größe der Änderung
größer als oder gleich dem Schwellwert ist. Daher
wird die Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
so korrigiert, dass sie vergrößert wird, um hierdurch
die Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit der negativen
Sensordriftgröße zu kompensieren. Falls andererseits,
in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Änderung
gegenüber dem zuvor bzw. vorhergehend geschätzten
Wert der Sensordriftgröße des Längsbeschleunigungssensors 12,
das Ausmaß der Änderung positiv ist und der Absolutwert
der Größe der Änderung größer
als oder gleich dem Schwellwert ist, ändert sich die geschätzte
Sensordriftgröße in der positiven Richtung. Daher
wird der Ableitungsbetrag der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
so korrigiert, dass er verringert wird, um hierdurch die Verzögerung
in der Lerngeschwindigkeit für die positive Sensordriftgröße
zu kompensieren. Falls weiterhin der Absolutwert der Größe
der Änderung gegenüber dem zuvor geschätzten
Wert der Sensordriftgröße des Längsbeschleunigungssensors 12 kleiner
ist als der Schwellwert, konvergiert die geschätzte Sensordriftgröße,
und es besteht keine Notwendigkeit, eine Verzögerung in
der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße zu
kompensieren. Daher wird die Ableitungsgröße bzw.
der Ableitungsbetrag der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
nicht korrigiert.
-
In Übereinstimmung
mit der nachfolgenden Gleichung (99) berechnet ferner die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung
435 einen
Korrekturbetrag bzw. eine Korrekturgröße G
yc zum Korrigieren der Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, um hierdurch eine
Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße
des Querbeschleunigungssensors
14 zu kompensieren, und
zwar auf der Basis der Abweichung der Sensordriftgröße
G
ydr, die durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
38 für
das dem erfassten Wert der Querbeschleunigung entsprechende Sensorsignal
geschätzt wird, gegenüber dem vorhergehenden geschätzten
Wert G
ydr0. [Formel
55]
-
Hierbei
bezeichnet Gysl einen vorbestimmten Schwellwert,
der sich auf das Ausmaß der Änderung der Sensordriftgröße
des Querbeschleunigungssensors 14bezieht, und Gyc0 einen vorbestimmten Korrekturbetrag.
Weiterhin sind Gysl, Gyc0 positive
Werte.
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (99) ändert sich die geschätzte
Sensordriftgröße in der negativen Richtung, falls,
in Übereinstimmung mit dem Ausmaß der Änderung
gegenüber dem vorhergehend geschätzten Wert der
Sensordriftgröße des Querbeschleunigungssensors 14,
das Ausmaß der Änderung negativ ist und der Absolutwert
der Größe der Änderung größer
als oder gleich dem Schwellwert ist. Daher wird die Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit so korrigiert, dass
sie vergrößert wird, um hierdurch die Verzögerung
in der Lerngeschwindigkeit der negativen Sensordriftgröße
zu kompensieren. Falls andererseits in Übereinstimmung
mit dem Ausmaß der Änderung gegenüber
dem vorhergehenden Schätzwert der Sensordriftgröße
des Querbeschleunigungssensors 14 das Ausmaß der Änderung
positiv ist und der Absolutwert der Größe der Änderung
größer als oder gleich dem Schwellwert ist, ändert
sich die geschätzte Sensordriftgröße
in der positiven Richtung. Daher wird die Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit so korrigiert, dass
sie verringert wird, um hierdurch eine Verzögerung in der
Lerngeschwindigkeit der positiven Sensordriftgröße
zu kompensieren. Ferner konvergiert die geschätzte Sensordriftgröße,
falls der Absolutwert der Größe der Änderung
gegenüber dem vorhergehend gesetzten Wert der Sensordriftgröße
des Querbeschleunigungssensors 14 kleiner ist als der Schwellwert,
und es besteht daher keine Notwendigkeit, eine Verzögerung
in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße
zu kompensieren. Daher wird die Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit nicht korrigiert.
-
Der
Lagewinkelbeobachter
424 schätzt die Nickwinkelgeschwindigkeit
Q tilde auf der Grundlage des geschätzten Werts der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V, des geschätzten Werts der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit,
die durch den Schlupfwinkelbeobachter
434 geschätzt
wurden und des korrigierten Signals, das dem erfassten Wert der
Querbeschleunigung G
z entspricht, und des
korrigierten Signals, das dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit
P entspricht, die durch die Driftgrößenkorrektureinrichtung
22 korrigiert
wurden. Der Lagewinkelbeobachter
424 berechnet die Ableitungsgröße
de tilde des Rollwinkels und die Ableitungsgröße dΦ tilde
des Nickwinkels, die zur Verzögerung der Lerngeschwindigkeit
der Sensordriftgrößen korrigiert worden sind,
in Übereinstimmung mit der nachfolgenden Gleichung (100),
die die vorstehende Gleichung (424) ersetzt, auf der Grundlage der
korrigierten Signale, die den jeweiligen erfassten Werten der Längsbeschleunigung
G
x der Querbeschleunigung G
y,
der Vertikalbeschleunigung G
z, der Gierwinkelgeschwindigkeit
R, und der Rollwinkelgeschwindigkeit P der Fahrzeugbewegung entsprechen,
die durch die Driftgrößenkorrektureinrichtung
22 und
die Driftgrößenkorrektureinrichtung
32 korrigiert
worden sind, und des geschätzten Werts V
so der
Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit U und des
geschätzten Werts Q tilde der Nickwinkelgeschwindigkeit,
und der Korrekturgrößen Pc, Qc, die durch die
Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung
425 berechnet
wurden. [Formel
56]
-
Hierbei
integriert der Lagewinkelbeobachter 424 die Ableitungsgröße
des Rollwinkels und die Ableitungsgröße des Nickwinkels,
die in Übereinstimmung mit der vorstehenden Gleichung (100)
berechnet wurden, und schätzt den Rollwinkel Φ tilde
und den Nickwinkel θ tilde, die Lagewinkel darstellen.
-
Der
Schlupfwinkelbeobachter
434 schätzt die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V tilde, die die Fahrzeugkörper-Geschwindigkeit in der
Fahrzeug-Querrichtung darstellt, und schätzt auf der Basis
der Raddrehzahlen oder Radgeschwindigkeiten der jeweiligen Räder
die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit U tilde,
die die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit in der Fahrzeuglängsrichtung
darstellt. Weiterhin berechnet der Schlupfwinkelbeobachter
434 den
Ableitungsbetrag bzw. die Ableitungsgröße dU tilde
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und den
Ableitungsbetrag bzw. die Ableitungsgröße dV tilde
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die zur Kompensation
der Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgrößen
korrigiert worden sind, in Übereinstimmung mit den nachfolgenden
Gleichungen (101-1) bis (101-5), die die vorstehenden Gleichungen
(29-1) bis (29-5) ersetzen, auf der Basis des geschätzten
Werts V tilde der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit des
geschätzten Wert U tilde der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit,
der korrigierten Signale, die den jeweiligen erfassten Wert der
Längsbeschleunigung G
x, der Querbeschleunigung
Gy und der Gierwinkelgeschwindigkeit R der Fahrzeugbewegung entsprechen,
die durch die Driftgrößenkorrektureinrichtung
g
32 korrigiert worden sind, und der Korrekturgrößen
G
xc, G
yc, die durch
die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung
435 berechnet
wurden. [Formel
57]
-
Dabei
integriert der Schlupfwinkelbeobachter 434 die Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und die
Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit,
die in Übereinstimmung mit der vorstehend genannten Gleichung
(101-1) berechnet wurden, und schätzt die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U tilde und die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit V tilde.
Ferner schätzt der Schlupfwinkelbeobachter 434 den
Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel β tilde in Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (31) auf der Basis des geschätzten
Werts U tilde der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und des geschätzten Werts V tilde der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit.
-
Bei
dem vorstehenden vierten Ausführungsbeispiel kann die Informationsbearbeitung
durch ein Programm, das einen Computer veranlasst, als die jeweiligen
Mittel bzw. Einrichtungen zu fungieren, die die Driftgrößenkorrektureinrichtung 22,
der Lagewinkelbeobachter 424 die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 425 die
Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 26 und
die Driftgrößenschätzeinrichtung 28 sind,
durch die Lagewinkelschätzbearbeitungsroutine realisiert
werden, die in dem Ablaufdiagramm gemäß 12 dargestellt ist. Im Folgenden wird diese Lagewinkelschätzbearbeitungsroutine
beschrieben. Es ist anzumerken, dass Verarbeitungen, die gleichartig
wie beim ersten Ausführungsbeispiel sind, mit den gleichen
Bezugszahlen versehen sind und deren detaillierte Beschreibung weggelassen
ist.
-
Zuerst
werden in einem Schritt 100 Sensorsignale, die den jeweiligen
erfassten Werten entsprechen, von dem Längsbeschleunigungssensor 12,
dem Querbeschleunigungssensor 14, die im Vertikalbeschleunigungssensor 16,
dem Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18 und dem Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 gewonnen.
-
In
einem Schritt 102 werden dann die Sensorsignale, die von
dem Vertikalbeschleunigungssensor 16 und dem Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18 ausgegeben
wurden und die bei dem vorstehenden Schritt 100 erhalten
wurden, unter Heranziehung der Sensordriftbeträge korrigiert,
die einen Berechnungszyklus zuvor in einem Schritt 108 erhalten
wurden, der nachfolgend beschrieben wird.
-
In
einem nächsten Schritt 450 wird die Korrekturgröße
zum Korrigieren der Ableitungsgröße des Rollwinkels
auf der Grundlage des Ausmaßes der Änderung zwischen
der Sensordriftgröße des Vertikalbeschleunigungssensors 16,
die einen Berechnungszyklus zuvor im Schritt 108, der nachfolgend
beschrieben ist, erhalten wurde, und der Sensordriftgröße
des Vertikalbeschleunigungssensors 16, die zwei Berechnungszyklen zuvor
erhalten wurde, berechnet. Ferner wird die Korrekturgröße
zum Korrigieren des Ableitungsbetrag bzw. der Ableitungsgröße
des Nickwinkels auf der Grundlage des Ausmaßes der Änderung
zwischen der Sensordriftgröße des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 18,
die einen Berechnungszyklus zuvor im Schritt 108, der nachfolgend
beschrieben ist, erhalten wurde, und der Sensordriftgröße
des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 18, die zwei Berechnungszyklen
zuvor erhalten wurde, berechnet.
-
In
einem Schritt 452 werden dann die jeweiligen Ableitungsgrößen
des Rollwinkels und des Nickwinkels, die zur Kompensation der Verzögerung
in der Lerngeschwindigkeit korrigiert wurden, wie zuvor beschrieben
berechnet, wobei die Lagewinkelschätzwerte, die einen Berechnungszyklus
zuvor in dem nachstehend beschriebenen Schritt 110 erhalten
wurden, und die Fahrzeugkörper-Geschwindigkeitsschätzwerte,
die einen Berechnungszyklus zuvor in dem nachstehend beschriebenen
Schritt 160 erhalten wurden, sowie die in dem vorstehenden
Schritt 450 erhaltenen Korrekturbeträge bzw. Korrekturgrößen
verwendet werden.
-
In
dem Schritt 106 werden dann die Sensordriftgröße
des Vertikalbeschleunigungssensors 16 und die Sensordriftgröße
des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 18 geschätzt.
-
Im
nachfolgenden Schritt 108 werden die Sensordriftgröße
der Vertikalbeschleunigungssensors 16 und die Sensordriftgröße
des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 18, die in dem vorhergehenden
Schritt 106 geschätzt wurden, geglättet.
-
In
dem nächsten Schritt 110 werden der Rollwinkel
und der Nickwinkel durch Integrieren der jeweiligen abgeleiteten
Größen des Rollwinkels und des Nickwinkels, die
in vorhergehenden Schritt 452 berechnet wurden, geschätzt
und ausgegeben und es kehrt die Routine zu den obigen Schritt 100 zurück.
-
Ferner
kann die Informationsverarbeitung mittels eines Programms, das einen
Computer dazu veranlasst, als die jeweiligen Einrichtungen zu fungieren,
also als die Driftgrößenkorrektureinrichtung 32,
als Schlupfwinkelbeobachter 434, als Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 435, als
Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 36 und
als Driftgrößen-Schätzeinrichtung 38,
durch die Schlupfwinkelschätzbearbeitungsroutine realisiert
werden, die in dem Ablaufdiagramm gemäß 13 dargestellt ist.
-
Im
Folgenden wird diese Schlupfwinkelschätzverarbeitungsroutine
beschrieben. Es ist anzumerken, dass Verarbeitungen bzw. Schritte,
die ähnlich oder gleichartig sind wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, mit
denselben Bezugszahlen bezeichnet sind, und dass deren detaillierte
Beschreibung weggelassen wird.
-
Zuerst
werden in einem Schritt 150 Sensorsignale, die den jeweiligen
erfassten Werten entsprechen, von dem Längsbeschleunigungssensor 12,
dem Querbeschleunigungssensor 14 und dem Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 erhalten.
-
In
einem Schritt 152 werden dann die Sensorsignale, die jeweils
von dem Längsbeschleunigungssensor 12, dem Querbeschleunigungssensor 14 und
dem Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 ausgegeben wurden
und die in dem oben genannten Schritt 150 erhalten wurden,
unter Verwendung der Sensordriftgrößen korrigiert,
die einen Berechnungszyklus zuvor in einem Schritt 158 erhalten
wurden, der nachfolgend beschrieben wird.
-
In
einem nächsten Schritt 460 wird die Korrekturgröße
zum Korrigieren der Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
auf der Grundlage der Größe der Änderung
zwischen der Sensordriftgröße des Längsbeschleunigungssensors 12,
die einen Berechnungszyklus zuvor in dem nachstehend beschriebenen
Schritt 158 erhalten wurde, und der Sensordriftgröße
des Längsbeschleunigungssensors 12, die zwei Berechnungszyklen
zuvor erhalten wurde, berechnet. Weiterhin wird die Korrekturgröße
zum Korrigieren des Ableitungsbetrags der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
auf der Grundlage des Ausmaßes der Änderung zwischen
der Sensordriftgröße des Querbeschleunigungssensors 14,
die einen Berechnungszyklus zuvor in dem nachstehend beschriebenen
Schritt 158 erhalten wurde, und der Sensordriftgröße
des Querbeschleunigungssensors 14, die zwei Berechnungszyklen
zuvor erhalten wurde, berechnet.
-
In
einem Schritt 462 werden dann die jeweiligen Ableitungsgrößen
bzw. Ableitungsbeträge der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die zur Kompensation
der Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit korrigiert wurden,
unter Heranziehung der Lagewinkel-Schätzwerte, die einen
Berechnungszyklus zuvor in dem vorstehend genannten Schritt 110 erhalten
wurden, und der Fahrzeugkörpergeschwindigkeits-Schätzwerte,
die einen Berechnungszyklus zuvor in dem nachstehend beschriebenen
Schritt 160 erhalten wurden, und der in dem vorstehend
erwähnten Schritt 460 erhaltenen Korrekturgrößen
berechnet.
-
In
einem Schritt 156 werden denn die Sensordriftgrößen
des Längsbeschleunigungssensors 12, die Sensordriftgröße
des Beschleunigungssensors 14 und die Sensordriftgröße
des Gierwinkelbeschleunigungssensors 20 geschätzt.
-
In
einem nachfolgenden Schritt 158 werden die Sensordriftgröße
des Längsbeschleunigungssensors 12, die Sensordriftgröße
des Querbeschleunigungssensors 14 und die Sensordriftgröße
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20, die in dem obigen
Schritt 156 geschätzt wurden, geglättet.
-
In
dem nächsten Schritt 160 werden die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit durch Integrieren
der jeweiligen Ableitungsbeträge bzw. Ableitungsgrößen
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und der
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die in dem obigen Schritt 462 berechnet
wurden, geschätzt und es wird auf der Basis der geschätzten
Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
der Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel geschätzt und
ausgegeben, und es kehrt die Routine zu dem obigen Schritt 150 zurück.
-
Nachfolgend
werden Schätzergebnisse von Lagewinkeln mittels der Methode
zum Kompensieren hinsichtlich einer Verzögerung in der
Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Es ist anzumerken,
dass die Schätzungen der Lagewinkel zur Bestätigung
der Wirkungen und Effekte der vorliegenden Technik ausgeführt
wurden, indem ein Driftfehler zu regulären Kreisdrehdaten
bzw. Zyklusdreh- oder -wendedaten („regular cycle turning
data”) von ungefähr 0,3 g aufgebracht wurde. Ferner
wurde eine Driftfehlerdifferenzschätzung des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 18 und
des Vertikalbeschleunigungssensors 16 ausgeführt,
und es wurde ferner eine Schätzung der Lagewinkel für
einen Fall durchgeführt, bei dem eine Korrektur, die eine
Kompensation der Verzögerungen in den Lerngeschwindigkeiten
der Sensordriftgrößen von beiden Sensoren bewirkte,
durchgeführt wurde, und weiterhin für einen Fall,
bei dem eine Korrektur, die die Verzögerungen in den Lerngeschwindigkeiten
kompensierte, nicht durchgeführt wurde.
-
Zunächst
wurde eine Schätzung von Lagewinkeln in einem Zustand ausgeführt,
bei dem ein Driftfehler von 3 Grad/Sekunde auf das von dem Rollwinkelgeschwindigkeitssensor
stammende Sensorsignal aufgebracht wurde, wie in 14A und 14B gezeigt
ist, ist es ersichtlich, dass die Genauigkeit der Lagewinkelschätzung
durch die Ausführung einer Korrektur verbessert ist, die
eine Kompensation bezüglich der Verzögerung in
der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße bewirkt.
-
Wie
in 15B gezeigt ist, tritt verständlicherweise
eine Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße
der Rollwinkelgeschwindigkeit auf, wenn ein Driftfehler von 3 Grad/Sekunde
auf das Sensorsignal des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors ausgeübt
wird.
-
Weiterhin
wurde eine Schätzung von Lagewinkeln in einem Zustand durchgeführt,
bei dem ein Driftfehler von –3 Grad/Sekunde auf das von
dem Rollwinkelgeschwindigkeitssensor stammende Sensorsignal ausgeübt
wurde. Wie in 16A und 16B gezeigt
ist, wird die Genauigkeit der Lagewinkelschätzung verständlicherweise
dadurch verbessert, dass eine Korrektur durchgeführt wird,
die die Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße
kompensiert.
-
Wie
in 17B gezeigt ist, ist weiterhin
verständlich, dass eine Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit
der Sensordriftgröße der Rollwinkelgeschwindigkeit
auftritt, wenn ein Driftfehler von –3 Grad/Sekunde auf das
von dem Rollwinkelgeschwindigkeitssensor stammende Sensorsignal
ausgeübt wird.
-
Darüber
hinaus wurde eine Schätzung von Lagewinkeln in einem Zustand
ausgeführt, bei dem ein Driftfehler von 0,07 g auf das
von dem Vertikalbeschleunigungssensors stammende Sensorsignal ausgeübt wurde.
Wie in 18A und 18B dargestellt
ist, ist verständlich, dass die Genauigkeit der Lagewinkelschätzung
dadurch verbessert wird, dass eine Korrektur ausgeführt
wird, die die Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit der
Sensordriftgröße kompensiert. Ferner ist verständlich,
dass, wie in 19A gezeigt ist, eine Verzögerung
in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße
der Vertikalbeschleunigung auftritt, wenn ein Driftfehler von 0,07
g auf das Sensorsignal vom Vertikalbeschleunigungssensor ausgeübt
wird. Ferner wird die Genauigkeit der Driftschätzung ebenfalls
durch Ausführung einer Korrektur verbessert, die eine Kompensation der
Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße
bewirkt.
-
Weiterhin
wurde eine Schätzung von Lagewinkeln in einem Zustand durchgeführt,
bei dem ein Driftfehler von –0,07 g auf das vom Vertikalbeschleunigungssensor abgegebene
Sensorsignal ausgeübt wurde. Wie in 20A und 20B gezeigt ist, ist verständlich, dass
die Genauigkeit der Lagewinkelschätzung dadurch verbessert
wird, dass eine Korrektur durchgeführt wird, die die Verzögerung
in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße
kompensiert.
-
Wie
weiter in 21A dargestellt ist, ist ersichtlich,
dass eine Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße
der Vertikalbeschleunigung auftritt, wenn ein Driftfehler von –0,07
g auf das vom Vertikalbeschleunigungssensor stammende Sensorsignal
einwirkt. Die Genauigkeit der Driftschätzung wird auch
hier durch Ausführung einer Korrektur verbessert, die die
Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße
kompensiert.
-
Wie
vorstehend erläutert, können der Rollwinkel und
der Nickwinkel in Übereinstimmung mit der mit dem vierten
Ausführungsbeispiel zusammenhängenden Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung
exakt geschätzt werden, selbst wenn die Lerngeschwindigkeiten
der Sensordriftgrößen der Rollwinkelgeschwindigkeit
und der Vertikalgeschwindigkeit langsam bzw. niedrig sind, indem
die jeweiligen Ableitungsgrößen des Rollwinkels
und des Nickwinkels in Abhängigkeit von den Werten bzw.
Größen der Änderung der geschätzten Sensordriftgrößen
korrigiert werden. Selbst wenn die Lerngeschwindigkeiten der Sensordriftgrößen
der Längsbeschleunigung und der Querbeschleunigung langsam
bzw. niedrig sind, können die Längsgeschwindigkeit und
die Quergeschwindigkeit durch Korrektur der jeweiligen Ableitungsgrößen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit in Übereinstimmung
mit den Werten bzw. Größen der Änderung
der geschätzten Sensordriftgrößen exakt
geschätzt werden.
-
Nachfolgend
wird ein fünftes Ausführungsbeispiel beschrieben.
Hierbei sind Abschnitte, die gleichartig wie beim ersten Ausführungsbeispiel
und dem vierten Ausführungsbeispiel aufgebaut sind, mit
den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und es entfällt deren
Beschreibung.
-
In
dem fünften Ausführungsbeispiel unterscheiden
sich hauptsächlich gegenüber dem vierten Ausführungsbeispiel
der Aspekt, dass ein Nickwinkelgeschwindigkeitssensor vorgesehen
ist, und der Aspekt, dass die Sensordriftgröße
des Nickwinkelgeschwindigkeitssensor geschätzt wird, sowie
der Aspekt, dass eine Ableitungsgröße bzw. ein
Ableitungswert eines Nickwinkels, der zur Kompensation der Verzögerung
in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße
des Nickwinkelgeschwindigkeitssensors korrigiert ist, durch den
Lagewinkelbeobachter berechnet wird.
-
Wie
in 22 dargestellt ist, umfasst eine Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung 510,
die mit dem fünften Ausführungsbeispiel zusammenhängt,
den Längsbeschleunigungssensor 12, den Querbeschleunigungssensor 14,
den Vertikalbeschleunigungssensor 16, den Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18,
den Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 und einen Nickwinkelgeschwindigkeitssensor 520,
der die Nickwinkelgeschwindigkeit Q erfasst und ein dem erfassten
Wert entsprechendes Sensorsignal ausgibt.
-
Der
Nickwinkelgeschwindigkeitssensor 520 und der Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18 sind
mit einer Driftgrößenkorrektureinrichtung 522 verbunden,
die die von den jeweiligen Sensoren stammenden Sensorsignale auf
der Basis von Sensordriftgrößen korrigiert, die
durch eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung 528 geschätzt
wurde, die nachfolgend beschrieben ist.
-
Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung 528 ist
mit einer Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 525 verbunden,
die Korrekturbeträge zum Kompensieren der Lerngeschwindigkeiten der
Sensordriftgrößen berechnet, und ist weiterhin
mit der Driftgrößenkorrektureinrichtung 522 verbunden.
-
Die
Driftgrößenkorrektureinrichtung 522 und
die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 525 sind
mit einem Lagewinkelmonitor bzw. Lagewinkelbeobachter 524 verbunden,
der den Rollwinkel Φ und den Nickwinkel θ schätzt,
die Lagewinkel mit Bezug zu der Vertikalachse des Fahrzeugkörpers
bzw. der Fahrzeugkarosserie darstellen.
-
Der
Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18, der Nickwinkelgeschwindigkeitssensor 520,
die Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 und
der Lagewinkelbeobachter 524 sind mit einer Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 526 verbunden,
die die jeweiligen Ableitungsgrößen bzw. -beträge
des Rollwinkels und des Nickwinkels berechnet, die anhand von Gleichungen
der Bewegung für die Fahrzeugbewegung erhalten werden.
Es ist anzumerken, dass die Gierwinkelgeschwindigkeit, deren Driftgröße
korrigiert ist, von der Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 in
die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 526 eingespeist
wird.
-
Der
Lagewinkelbeobachter 524 und die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 526 sind
mit der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 528 verbunden,
die die jeweiligen Sensordriftgrößen des Nickwinkelgeschwindigkeitssensors 520 und
des Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18 schätzt.
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehend genannten Gleichung (96) berechnet die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 525 die
Korrekturgröße bzw. den Korrekturbetrag Pc zum Korrigieren der Ableitungsgröße
des Rollwinkels für eine Kompensation hinsichtlich der
Lerngeschwindigkeit auf der Grundlage der Abweichung der Sensordriftgröße
Pdr, die durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 528 für
das dem erfassten Wert der Rollwinkelgeschwindigkeit entsprechenden
Sensorsignal geschätzt wird, von dem vorhergehenden geschätzten
Wert Pdr0.
-
Weiterhin
berechnet die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung
525 in Übereinstimmung
mit der nachfolgenden Gleichung (102) die Korrekturgröße
Q
c zum Korrigieren der Ableitungsgröße
des Nickwinkels für eine Kompensation hinsichtlich der
Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße
des Nickwinkelgeschwindigkeitssensors
520 auf der Grundlage
der Abweichung einer Sensordriftgröße Q
dr, die durch die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
528 für
das dem erfassten Wert der Nickwinkelgeschwindigkeit entsprechenden
Sensorsignal geschätzt wird, von dem vorhergehend geschätzten
Wert Q
dr0. [Formel
58]
-
Hierbei
ist Qcl ein vorbestimmter Schwellwert, der
sich auf die Größe der Änderung in der
Sensordriftgröße des Nickwinkelgeschwindigkeitssensors 520 bezieht,
und Qc0 ist ein vorbestimmter Korrekturwert.
Hierbei sind Qcl, Qc0 positive
Werte.
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (102) ändert sich die geschätzte
Sensordriftgröße in der negativen Richtung, wenn,
in Abhängigkeit von der Größe der Änderung
gegenüber dem vorhergehenden geschätzten Wert
der Sensordriftgröße des Nickwinkelgeschwindigkeitssensors 520,
das Ausmaß der Änderung negativ ist und der Absolutwert
der Größe der Änderung größer
als oder gleich dem Schwellwert ist. Die Ableitungsgröße
des Nickwinkels wird daher so korrigiert, dass sie vergrößert
wird, um hierdurch eine Kompensation hinsichtlich der Verzögerung
in der Lerngeschwindigkeit der negativen Sensordriftgröße
zu erreichen. Falls andererseits, in Übereinstimmung mit
der Größe der Änderung gegenüber
dem zuvor geschätzten Wert der Sensordriftgröße
des Nickwinkelgeschwindigkeitssensors 520, das Ausmaß der Änderung
positiv ist und der Absolutwert der Größe der Änderung
größer als oder gleich dem Schwellwert ist, ändert
sich die geschätzte Sensordriftgröße
in der positiven Richtung. Daher wird die Ableitungsgröße
bzw. der Ableitungswert des Nickwinkels so korrigiert, dass er verringert
wird, um die Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit der positiven
Sensordriftgröße zu kompensieren. Falls ferner
der Absolutwert der Größe der Änderung
gegenüber dem zuvor geschätzten Wert der Sensordriftgröße
des Nickwinkelgeschwindigkeitssensors 520 kleiner ist als der
Schwellwert, konvergiert die geschätzte Sensordriftgröße,
und es gibt keine Notwendigkeit zur Kompensation hinsichtlich einer
Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße.
Die Ableitungsgröße des Nickwinkels wird demzufolge
nicht korrigiert.
-
Der
Lagewinkelbeobachter
524 berechnet die Ableitungsgröße
dΦ tilde des Rollwinkels und die Ableitungsgröße
dθ tilde des Nickwinkels, die für eine Kompensation
hinsichtlich der Verzögerung in der Lerngeschwindigkeit
korrigiert worden sind, in Übereinstimmung mit der nachfolgenden
Gleichung (103), die die vorstehende Gleichung (24) ersetzt, auf
der Basis des geschätzten Werts V
s0 der
Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit U, geschätzt
durch den Schlupfwinkelbeobachter
434, der korrigierten
Signale G
x – G
xdr,
G
y – G
ydr,
R – R
dr, P – P
dr, Q – Q
dr,
die den jeweiligen erfassten Werten der Längsbeschleunigung
G
x, der Querbeschleunigung G
y,
der Gierwinkelgeschwindigkeit R, der Rollwinkelgeschwindigkeit P
und der Nickwinkelgeschwindigkeit Q entsprechen, die mittels der
Driftgrößenkorrektureinrichtung
522 und
der Driftgrößenkorrektureinrichtung
32 korrigiert
wurden, des Sensorsignals, das dem erfassten Wert der Vertikalbeschleunigung
G
z entspricht, und der Korrekturgrößen
P
c, Q
c, die durch
die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung
525 berechnet
wurden. [Formel
59]
wobei
x ~
= [ϕ ~
θ ~
g ~
xdf
g ~
ydf
g ~
f]T
(104)
-
Ferner
integriert der Lagewinkelbeobachter 524 die Ableitungsgröße
des Rollwinkels und die Ableitungsgröße des Nickwinkels,
die in Übereinstimmung mit der vorstehenden Gleichung (103)
berechnet wurden, und schätzt den Rollwinkel Φ tilde
und den Nickwinkel θ tilde, die Lagewinkel darstellen.
-
Wenn
die Bewegungsgleichungen des Rollwinkels Φ und des Nickwinkels θ,
die in den vorstehenden Gleichungen (4) und (5) beschrieben sind,
die Sensordriftgrößen in Betracht ziehen, werden
sie durch die folgenden Gleichungen (105), (106) beschrieben.
-
[Formel 60]
-
-
ϕ .
= P – Pdr +
(Q – Qdr)sinϕtanθ +
(R – Rdr)cosϕtanθ (105)
-
θ .
= (Q – Qdr)cosϕ – (R – Rdr)sinϕ (106)
-
Hierbei
werden die geschätzten Werte des Rollwinkels Φ und
des Nickwinkels θ, die durch den Lagewinkelbeobachter 524 geschätzt
wurden, als der Rollwinkel Φ und der Nickwinkel θ verwendet.
Weiterhin sind die jeweiligen triaxialen Winkelgeschwindigkeiten,
d. h. die Rollwinkelgeschwindigkeit P – Pdr,
die Gierwinkelgeschwindigkeit R – Rdr und
die Nickwinkelgeschwindigkeit Q – Qdr,
Signale, in denen die durch den Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18,
den Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 und den Nickwinkelgeschwindigkeitssensor 520 erfassten
Sensorsignale durch die Driftgrößenkorrektureinrichtung 32, 522 korrigiert
worden sind.
-
Auf
der Grundlage der nachstehenden Gleichung (107) und der Gleichung
(108), die die Driftgrößen der vorstehenden Gleichungen
(105), (106) ignorieren, berechnet die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 526 eine
Ableitungsgröße dΦm von Φ und
eine Ableitungsgröße dθm des Nickwinkels θ.
-
[Formel 61]
-
-
dϕm =
P + Qsinϕtanθ + Rcosϕtanθ (107)
-
dθm =
Qcosϕ – Rsinϕ (108)
-
Weiterhin
sind die durch die nachfolgenden Gleichungen (109), (110) ausgedrückten
Beziehungen zwischen ΦPunkt der Gleichung (105), θ Punkt
der Gleichung (106), und dΦm der
Gleichung (107) sowie dθm der Gleichung
(108) vorhanden.
-
[Formel 62]
-
-
ϕ .
= dϕm – Pdr – Qdrsinϕtanθ – Rdrcosϕtanθ (109)
-
θ .
= dθm – Qdrcosϕ + Rdrsinϕ (110)
-
Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung 528 schätzt
die Sensordriftgrößen anhand eines Vergleichs
der Ableitungsgrößen der Lagewinkel, berechnet
durch den Lagewinkelbeobachter 524, mit den Ableitungsgrößen der
Lagewinkel, berechnet durch die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 526.
-
Nachfolgend
wird das Schätzverfahren für die Sensordriftgrößen
beschrieben.
-
Die
durch die nachfolgenden Gleichungen (111), (112) ausgedrückten
Beziehungen sind erfüllt bzw. gegeben, wenn angenommen
wird, dass den Sensorsignalen Gx, Gy, P, Q, R vorbestimmte Driftfehler Gxdr, Gydr Pdr, Qdr, Rdr überlagert sind, und weiterhin
angenommen wird, dass im Hinblick auf die durch die rechten Seiten der
vorstehenden Gleichungen (109), (110) ausgedrückten Ableitungsgrößen
die wahren Werte bereits durch den Lagewinkelbeobachter 524 bekannt
sind.
-
[Formel 63]
-
-
dϕ = dϕm – Pdr – Qdrsinϕtanθ – Rdrcosϕtanθ (111)
-
dθ = dθm – Qdrcosϕ – Rdrsinϕ (112)
-
Hierbei
bezeichnen dΦ, dθ den Ableitungsbetrag bzw. die
Ableitungsgröße des Rollwinkels und den Ableitungsbetrag
bzw. die Ableitungsgröße des Nickwinkels, die
als beobachter-intern berechnete Werte dienen, die anhand der vorstehenden
Gleichung (103) erhalten sind.
-
Die
vorstehende Gleichung (111) und die Gleichung (112) drücken
die Beziehung aus, dass dann, wenn die Sensordriftgrößen
der Sensorsignale in Betracht gezogen werden, die Ableitungsgrößen
des Rollwinkels und des Nickwinkels, die durch den Lagewinkelbeobachter 524 berechnet
sind, und Werte, die die Sensordriftgrößen in
den Ableitungsgrößen des Rollwinkels und des Nickwinkels
berücksichtigen, die anhand von Bewegungsgleichungen erhalten
sind, gleich sind.
-
Da
der Koeffizient der Gierwinkelgeschwindigkeitsdrift in den Gleichungen
(109), (110) relativ klein ist (wenn angenommen ist, dass der Lagewinkel
klein ist) und die Effekte ignoriert werden können, wird
der Ausdruck der Gierwinkelgeschwindigkeitsdrift hier ignoriert
und die Gleichung (109) und die Gleichung (110) werden gemäß der
nachstehenden Gleichung (113) angeordnet. [Formel
64]
wobei
dE1 = dϕ – dϕ
m = dϕ – P – Qsinϕ ~
tanθ ~
– Rcosϕ ~
tanθ ~
dE2
= dθ – dθ
m =
dθ – Qcosϕ ~
– Rsinϕ ~
-
Die
Rollwinkelgeschwindigkeitsdrift und die Nickwinkelgeschwindigkeitsdrift
können durch die nachfolgende Gleichung (115) bestimmt
werden, die durch Lösen der nachfolgenden Gleichung (114)
gewonnen ist, in der die Koeffizientenmatrix auf der linken Seite
und der Vektor auf der rechten Seite der Gleichung (113) über
eine gleichförmige Zeitperiode bzw. gleiche Zeitdauer integriert
werden oder sind. [Formel
65]
wobei
D1 = ∫
t+Δt / t
dD1dt
E1 = ∫
t+Δt / t
dE1dt
E2
= ∫
t+Δt / t
dE2dt [Formel
66]
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (115) kann die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 528 die
Sensordriftgröße des Nickwinkelgeschwindigkeitssensors 520 und
die Sensordriftgröße des Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18 auf
der Basis der jeweiligen Ableitungsgrößen des
Rollwinkels und des Nickwinkels, berechnet durch den Lagewinkelbeobachter 524,
und der jeweiligen Ableitungsgrößen des Rollwinkels und
des Nickwinkels, berechnet durch die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 526,
schätzen.
-
Weiterhin
werden bei der mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
zusammenhängenden Driftgrößen-Schätzeinrichtung 528 die
als Ergebnisse der Berechnung gemäß der vorstehenden
Gleichung (115) erhaltenen geschätzten Werte der Sensordriftgrößen
in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen (116), (117)
unter Heranziehung der geschätzten Werte der vorhergehenden
Zeit bzw. des vorhergehenden Zeitpunkts geglättet, mit
dem Ziel der Stabilisierung der Berechnung.
-
[Formel 67]
-
-
Q ~
dr(i
+ 1) = λ1·Q ~
dr(i)
+ (1 – λ1)·Qdr
(116)
-
P ~
dr(i +
1) = λ1·P ~
dr(i)
+ (1 – λ1)·Pdr
(117)
-
Hierbei
bezeichnen Qdr tilde, Pdr tilde
die geschätzten Werte der Sensordriftgrößen
nach der Glättung, und λ1 einen Vergessensfaktor.
-
Da
die anderen Strukturen und Operationen der Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung 510,
die mit dem fünften Ausführungsbeispiel zusammenhängen,
gleichartig sind wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel,
ist anzumerken, dass deren Beschreibung weggelassen ist.
-
Wie
vorstehend beschrieben, können in Übereinstimmung
mit der mit dem fünften Ausführungsbeispiel zusammenhängenden
Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung der Rollwinkel
und der Nickwinkel durch Korrigieren der jeweiligen Ableitungsgrößen
des Rollwinkels und des Nickwinkels in Abhängigkeit von den
Größen der Änderung in den geschätzten
Sensordriftgrößen korrekt geschätzt werden,
selbst wenn die Lerngeschwindigkeiten der Sensordriftgrößen
der Rollwinkelgeschwindigkeit und der Nickwinkelgeschwindigkeit
langsam sind.
-
Nachfolgend
wird ein sechstes Ausführungsbeispiel beschrieben. Hierbei
ist festzustellen, dass Abschnitte, die ähnlich oder gleichartig
wie beim ersten Ausführungsbeispiel, beim zweiten Ausführungsbeispiel und
beim vierten Ausführungsbeispiel aufgebaut sind, mit den
gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind und deren Beschreibung weggelassen
ist. Das vorliegende Ausführungsbeispiel wendet die vorliegende
Erfindung bei einer Lagewinkel-Schätzeinrichtung an, die
den Nickwinkel und den Rollwinkel schätzt.
-
Wie
in 23 gezeigt ist, ist die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28 einer
Lagewinkel-Schätzeinrichtung 610, die mit dem
sechsten Ausführungsbeispiel zusammenhängt, mit
der Driftgrößenkorrektureinrichtung 222 und
der Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 425 verbunden.
-
Die
Driftgrößenkorrektureinrichtung 222 und
die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 425 sind
mit einem Lagewinkelbeobachter 624 verbunden, der den Rollwinkel Φ und
den Nickwinkel θ schätzt, die Lagewinkel mit Bezug
zu der Vertikalachse des Fahrzeugskörper sind.
-
Der
Vertikalbeschleunigungssensor 16, der Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18,
der Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 und der Lagewinkelbeobachter 624 sind
mit der Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 226 verbunden.
-
Der
Lagewinkelbeobachter 624 und die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 226 sind
mit der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28 verbunden.
-
Die
Driftgrößenkorrektureinrichtung 222,
der Lagewinkelbeobachter 624, die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 425,
die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 226 und
die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28 können
durch einen oder mehrere Computer oder durch eine oder mehrere elektronische
Schaltungen gebildet sein, die die Funktionen der jeweiligen Einrichtungen
realisieren.
-
Der
Lagewinkelbeobachter 624 schätzt die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V, d. h. die Fahrzeuggeschwindigkeit in der Seitenrichtung des Fahrzeugs,
und schätzt auf der Basis der Radgeschwindigkeiten bzw.
Raddrehzahlen des jeweiligen Rads die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U, d. h. die Fahrzeuggeschwindigkeit in der Längsrichtung
des Fahrzeugs, und schätzt ferner die Nickwinkelgeschwindigkeit
Q tilde in Übereinstimmung mit der vorstehenden Gleichung
(6) auf der Basis des geschätzten Werts V tilde der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit,
des geschätzten Werts U tilde der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit, und
des korrigierten Signals Gz – Gzdr, das dem erfassten Wert der Vertikalbeschleunigung
Gz entspricht, sowie des korrigierten Signals
P – Pdr, das dem erfassten Wert
der Rollwinkelgeschwindigkeit P entspricht, die durch die Driftgrößenkorrektureinrichtung 222 korrigiert
wurden.
-
Ferner
schätzt der Lagewinkelbeobachter 624 den Rollwinkel Φ und
den Nickwinkel θ, die Lagewinkel mit Bezug zu der Vertikalachse
des Fahrzeugkörpers darstellen, unter Verwendung einer
Gleichung ähnlich der vorstehenden Gleichung (100), auf
der Grundlage der korrigierten Signale Gz – Gzdr, Pz – Pdr, die den jeweiligen erfassten Werten der
Vertikalbeschleunigung Gz und der Rollwinkelgeschwindigkeit
P der Fahrzeugbewegung entsprechen, und der Sensorsignale, die den
jeweiligen erfassten Werten der Gierwinkelgeschwindigkeit R, der
Längsbeschleunigung Gx und der
Querbeschleunigung Gy entsprechen, und des
geschätzten Werts Vso der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U sowie des geschätzten Werts Q tilde der Nickwinkelgeschwindigkeit,
sowie der Korrekturbeträge Pc,
Qc, die durch die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 425 berechnet
wurden.
-
Der
Lagewinkelbeobachter 624 kann weiterhin den Rollwinkel Φ tilde
und den Nickwinkel θ tilde durch jeweiliges Integrieren
der berechneten Ableitungsgröße dΦ tilde
des Rollwinkels Φ tilde und der Ableitungsgröße
dθ tilde des Nickwinkels θ tilde berechnen.
-
Die
Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 226 berechnet,
in Übereinstimmung mit den vorstehenden Gleichungen (36),
(37), die Ableitungsgrößen des Rollwinkels Φ und
des Nickwinkels θ, die anhand von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung erhalten sind, unter Benutzung
der geschätzten Werte des Rollwinkels Φ und des
Nickwinkels θ, die durch den Lagewinkelbeobachter 624 geschätzt
wurden.
-
Da
die weiteren Strukturen und Verarbeitungen bzw. Operationen der
Lagewinkel-Schätzeinrichtung 610 gleichartig sind
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, entfällt
deren Beschreibung hier.
-
Wie
vorstehend angegeben, können der Rollwinkel und der Nickwinkel
durch Korrigieren der jeweiligen Ableitungsbeträge des
Rollwinkels und des Nickwinkels in Übereinstimmung mit
den Größen der Änderungen in den geschätzten
Sensordriftbeträgen bei der mit dem sechsten Ausführungsbeispiel
zusammenhängenden Lagewinkel-Schätzeinrichtung
exakt geschätzt werden, selbst wenn die Lerngeschwindigkeiten
der Sensordriftgrößen der Rollwinkelgeschwindigkeit
und der Vertikalbeschleunigung langsam bzw. niedrig sind.
-
Im
Folgenden wird ein siebtes Ausführungsbeispiel beschrieben.
Es ist anzumerken, dass Abschnitte, die gleichartig wie beim ersten
Ausführungsbeispiel, dritten Ausführungsbeispiel
und vierten Ausführungsbeispiel aufgebaut sind, mit den
gleichen Bezugszahlen versehen sind und deren Beschreibung weggelassen
ist. Mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die
vorliegende Erfindung bei einer Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung
angewendet, die den Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel schätzt.
-
Bei
dem siebten Ausführungsbeispiel sind gegenüber
dem vierten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen der Aspekt,
dass lediglich der Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel geschätzt
wird, und der Aspekt unterschiedlich, dass die Sensordriftgrößen
lediglich des Längsbeschleunigungssensors, des Querbeschleunigungssensors
und des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors geschätzt werden.
-
Wie
in 24 gezeigt ist, weist eine Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung 710,
die mit dem siebten Ausführungsbeispiel zusammenhängt,
den Längsbeschleunigungssensor 12, den Querbeschleunigungssensor 14 und
den Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 auf.
-
Der
Längsbeschleunigungssensor 12, der Querbeschleunigungssensor 14 und
der Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 sind mit der Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 verbunden.
Die Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 ist
mit der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 338 verbunden.
Die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 338 ist
mit der Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 und
der Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 435 verbunden.
-
Die
Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 und
die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 435 sind
mit dem Schlupfwinkelbeobachter 434 verbunden. Der Längsbeschleunigungssensor 12,
der Querbeschleunigungssensor 14, der Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 und
der Schlupfwinkelbeobachter 434 sind mit der Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 336 verbunden.
-
Der
Schlupfwinkelbeobachter 434 und die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 336 sind
mit der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 338 verbunden.
-
Die
Driftgrößenkorrektureinrichtung 32, der
Schlupfwinkelbeobachter 434, die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 435,
die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 336 und
die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 338 können
durch einen oder mehrere Computer oder durch eine oder mehrere elektronische
Schaltungen gebildet sein, die die Funktionen der jeweiligen Einrichtungen
ausführen.
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehend genannten Gleichung (98) berechnet die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 435 die Korrekturgröße
Gxc für die Korrektur der Ableitungsgröße
bzw. des Ableitungsbetrags der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit,
um hierdurch eine Kompensation hinsichtlich der Verzögerung
in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße
des Längsbeschleunigungssensors 12 zu erzielen.
Weiterhin berechnet die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 435 in Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (99) die Korrekturgröße
bzw. den Korrekturbetrag oder Korrekturwert Gyc für
die Korrektur der Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit,
um hierdurch eine Kompensation hinsichtlich der Verzögerung
in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße
des Querbeschleunigungssensors 14 bereitzustellen.
-
Der
Schlupfwinkelbeobachter 434 schätzt die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
V tilde, also die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit in der
Fahrzeug-Querrichtung, und schätzt auf der Basis der Raddrehzahlen oder
Radgeschwindigkeiten der jeweiligen Räder die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U tilde, d. h. die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit in der
Fahrzeug-Längsrichtung. Ferner berechnet der Schlupfwinkelbeobachter 434 die
Ableitungsgröße bzw. den Ableitungsbetrag dU tilde
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und die
Ableitungsgröße bzw. den Ableitungsbetrag dV tilde
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die zur Kompensation
der Verzögerung in den Lerngeschwindigkeiten korrigiert
wurden, in Übereinstimmung mit der vorstehenden Gleichung
(101-5), und unter der Annahme, dass der Rollwinkel und der Nickwinkel
gleich 0 sind, und auf der Basis des geschätzten Werts
V der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, des geschätzten Werts
U der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit, der
korrigierten Signale Gx – Gxdr, Gy – Gydr, R – Rdr,
die den jeweiligen erfassten Werten der Längsbeschleunigung
Gx, der Querbeschleunigung Gy und
der Gierwinkelgeschwindigkeit R der Fahrzeugbewegung entsprechen,
die durch die Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 korrigiert
worden sind, und der Korrekturbeträge Gxc,
Gyc, die durch die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 435 berechnet
wurden.
-
Ferner
integriert der Schlupfwinkelbeobachter 434 die berechnete
Ableitungsgröße dU tilde der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und die Ableitungsgröße dV tilde der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit und
schätzt die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U tilde und die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit V tilde.
Ferner schätzt der Schlupfwinkelbeobachter 434 den
Schlupfwinkel β tilde auf der Basis der geschätzten
Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit U tilde und
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit V tilde.
-
In Übereinstimmung
mit Gleichungen, in denen die Driftbeträge bei der vorstehenden
Gleichung (77) und der Gleichung (78) ignoriert sind, berechnet
die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 336 die
Ableitungsgrößen der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit V, die anhand
von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung erhalten
werden.
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (92) schätzt die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 338 die
Sensordriftgröße des Längsbeschleunigungssensors 12,
die Sensordriftgröße des Querbeschleunigungssensors 14 und
die Sensordriftgröße des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 auf
der Basis der jeweiligen Ableitungsgrößen der
Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit,
die durch den Schlupfwinkelbeobachter 434 berechnet sind,
und der jeweiligen Ableitungsbeträge bzw. Ableitungsgrößen
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und der
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die durch die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 336 berechnet
sind.
-
Ferner
werden bei der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 338,
die mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zusammenhängt,
zur Erzielung einer Stabilisierung der Berechnung die geschätzten
Werte der Sensordriftgrößen, die als Ergebnisse
der Berechnung der vorstehenden Gleichung (92) erhalten werden,
in Übereinstimmung mit den vorstehenden Gleichungen (93)
bis (95) unter Verwendung der für den vorhergehenden Zeitpunkt
bzw. Zyklus geschätzten Werte geglättet.
-
In Übereinstimmung
mit der mit dem siebten Ausführungsbeispiel zusammenhängenden
Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung können, wie zuvor
beschrieben, die Längsgeschwindigkeit und die Quergeschwindigkeit selbst
dann, wenn die Lerngeschwindigkeiten der Sensordriftgrößen
der Längsbeschleunigung und der Querbeschleunigung gering
sind, exakt geschätzt werden, indem die jeweiligen Ableitungsgrößen
der Längsgeschwindigkeit und der Quergeschwindigkeit in Übereinstimmung
mit den Größen der Änderung in den geschätzten
Sensordriftbeträgen bzw. Sensordriftwerten oder Sensordriftgrößen
korrigiert werden.
-
Nachfolgend
wird ein achtes Ausführungsbeispiel beschrieben. Hierbei
sind Abschnitte, die gleichartig wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
und dem fünften Ausführungsbeispiel strukturiert
oder aufgebaut sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und
es entfällt deren Beschreibung.
-
Bei
dem achten Ausführungsbeispiel sind gegenüber
dem sechsten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen der Aspekt,
dass ein Nickwinkelgeschwindigkeitssensor vorgesehen ist, der Aspekt,
dass die Sensordriftgröße des Nickwinkelgeschwindigkeitssensors
geschätzt wird, und der Aspekt, dass die Ableitungsgröße des
Nickwinkels, die zur Kompensation hinsichtlich der Verzögerung
in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße
des Nickwinkelgeschwindigkeitssensors korrigiert wird, durch den
Lagewinkelbeobachter berechnet wird, unterschiedlich.
-
Wie
in 25 gezeigt ist, weist eine Lagewinkel-Schätzeinrichtung 810,
die mit dem achten Ausführungsbeispiel zusammenhängt,
den Längsbeschleunigungssensor 12, den Querbeschleunigungssensor 14, den
Vertikalbeschleunigungssensor 16, den Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18,
den Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 und den Nickwinkelgeschwindigkeitssensor 520 auf.
-
Der
Nickwinkelgeschwindigkeitssensor 520 und der Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18 sind
mit der Driftgrößenkorrektureinrichtung 522 verbunden.
Die Driftgrößenkorrektureinrichtung 522 ist
mit der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 528 verbunden.
-
Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung 528 ist
mit der Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 525 und
der Driftgrößenkorrektureinrichtung 522 verbunden.
Die Driftgrößenkorrektureinrichtung 522 und
die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 525 sind
mit einem Schlupfwinkelbeobachter 824 verbunden, der den
Rollwinkel Φ und den Nickwinkel θ schätzt,
die Lagewinkel mit Bezug zu der Vertikalachse des Fahrzeugkörpers
bilden.
-
Der
Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18, der Nickwinkelgeschwindigkeitssensor 520,
der Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 und der Lagewinkelbeobachter 824 sind
mit einer Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 826 verbunden,
die die jeweiligen Ableitungsbeträge des Rollwinkels und
des Nickwinkels berechnet, die anhand von Bewegungsgleichungen für
die Fahrzeugbewegung erhalten werden.
-
Der
Lagewinkelbeobachter 824 und die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 826 sind
mit der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 528 verbunden.
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (96) berechnet die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 525 die
Korrekturgröße Pc zum
Korrigieren der Ableitungsgröße des Rollwinkels
für die Kompensation hinsichtlich der Verzögerung
in der Lerngeschwindigkeit der Sensordriftgröße
des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 18. In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (102) berechnet die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 525 die
Korrekturgröße Qc zum
Korrigieren der Ableitungsgröße des Nickwinkels
für die Kompensation hinsichtlich der Verzögerung
in der Geschwindigkeit des Lernens der Sensordriftgröße
des Nickwinkelgeschwindigkeitssensors 520.
-
Der
Lagewinkelbeobachter 824 berechnet die Ableitungsgröße
dΦ tilde des Rollwinkels und die Ableitungsgröße
dθ tilde des Nickwinkels, die zur Kompensation hinsichtlich
der Verzögerung in den Lerngeschwindigkeiten korrigiert
sind, in Übereinstimmung mit einer Gleichung ähnlich
oder gleich der vorstehenden Gleichung (103) auf der Grundlage von
korrigierten Signalen P – Pdr,
Q – Qdr, die den jeweiligen erfassten
Werten der Rollwinkelgeschwindigkeit P und der Nickwinkelgeschwindigkeit
Q entsprechen, die durch die Driftgrößenkorrektureinrichtung 522 korrigiert
wurden, und der Sensorsignale, die den jeweiligen erfassten Werten
der Gierwinkelgeschwindigkeit R, der Längsbeschleunigung
Gx, der Querbeschleunigung Gy,
der Vertikalbeschleunigung Gz und dem geschätzten
Wert Vso der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
U entsprechen, und der Korrekturbeträge bzw. Korrekturgrößen
Pc, Qc, die durch
die Lerngeschwindigkeitskompensationsgrößen-Berechnungseinrichtung 525 berechnet
wurden.
-
Weiterhin
berechnet der Lagewinkelbeobachter 824 den Rollwinkel Φ tilde
und den Nickwinkel θ tilde durch jeweiliges Integrieren
der berechneten Ableitungsgröße dΦ tilde
des Rollwinkels und der Ableitungsgröße dθ tilde
des Nickwinkels.
-
In Übereinstimmung
mit den vorstehenden Gleichungen (107), (108) berechnet die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 826 die
Ableitungsgrößen des Rollwinkels Φ und
des Nickwinkels θ, die anhand von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung erhalten werden, unter Verwendung
des Rollwinkels Φ und des Nickwinkels θ, die von
dem Lagewinkelbeobachter 824 geschätzt wurden.
Zu dieser Zeit bzw. hierbei werden der geschätzte Wert Φ tilde
des Rollwinkels und der geschätzte Wert θ tilde des
Nickwinkels, die durch den Lagewinkelbeobachter 824 geschätzt
wurden, als der Rollwinkel Φ und der Nickwinkel θ verwendet.
Weiterhin benutzen die triaxialen Winkelgeschwindigkeiten, d. h.
die Rollwinkelgeschwindigkeit P, die Gierwinkelgeschwindigkeit R
und die Nickwinkelgeschwindigkeit Q jeweils die Sensorsignale, die
durch den Rollwinkelgeschwindigkeitssensor 18, den Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 und
den Nickwinkelgeschwindigkeitssensor 520 detektiert wurden.
-
Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung 528 schätzt
die Sensordriftgröße des Nickwinkelgeschwindigkeitssensors 520 und
die Sensordriftgröße des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors 18 anhand
eines Vergleichs der Ableitungsgrößen der Lagewinkel,
berechnet durch den Lagewinkelbeobachter 824, und der Ableitungsgrößen der
Lagewinkel, die durch die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 826 berechnet
wurden.
-
In Übereinstimmung
mit der mit dem achten Ausführungsbeispiel zusammenhängenden
Lagewinkel-Schätzeinrichtung können, wie zuvor
beschrieben, der Rollwinkel und der Nickwinkel selbst dann, wenn
die Lerngeschwindigkeiten der Sensordriftgrößen
der Rollwinkelgeschwindigkeit und der Nickwinkelgeschwindigkeit
langsam bzw. gering sind, exakt geschätzt werden, indem
die jeweiligen Ableitungsgrößen des Rollwinkels und
des Nickwinkels in Übereinstimmung mit den Werten oder
Beträgen der Änderung in den geschätzten Sensordriftgrößen
korrigiert werden.
-
Nachfolgend
wird ein neuntes Ausführungsbeispiel beschrieben. Hierbei
sind Abschnitte, die gleichartig wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
strukturiert sind, mit den gleichen Bezugszahlen versehen und werden
nicht nochmals beschrieben.
-
Bei
dem neunten Ausführungsbeispiel ist hauptsächlich
der Aspekt, dass die Sensordriftbeträge in der Richtung,
in der die Absolutwerte des geschätzten Rollwinkels und
Nickwinkels klein werden, aktualisiert werden, unterschiedlich gegenüber
dem ersten Ausführungsbeispiel.
-
Wie
in 26 gezeigt ist, sind in einer mit dem neunten
Ausführungsbeispiel zusammenhängen Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung 910 der
Lagewinkelbeobachter 24, der Schlupfwinkel 34 und
die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 34 mit
einer Driftgrößen-Schätzeinrichtung 938 verbunden.
Weiterhin ist die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 938 mit
der Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 verbunden.
-
Nachfolgend
werden die Prinzipien des Schätzens der Sensordriftbeträge
beschrieben.
-
Unter
der Annahme, dass die gleichförmigen Sensordriftfehler
Gydr, Rdr dem Sensorsignal
Gy der Querbeschleunigung und dem Sensorsignal
R der Gierwinkelgeschwindigkeit überlagert sind, wird die
Gleichung für die Bewegung in der lateralen Richtung bzw.
Querrichtung durch die vorstehend genannte Gleichung (33) ausgedrückt.
Weiterhin wird der Ableitungsbetrag der aus den Bewegungsgleichungen
erhaltenen Quergeschwindigkeit durch die vorstehende Gleichung (41)
ausgedrückt.
-
Unter
der Annahme, dass die Ableitungsgröße der Quergeschwindigkeit
auf der linken Seite der vorstehenden Gleichung (33) mit dV übereinstimmt,
der ein intern berechneter Wert des Beobachters ist, wird die nachfolgende
Gleichung (118) erhalten.
-
[Formel 68]
-
-
dV – dVm = –Gydr + RdrU (118)
-
Bei
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird die Sensordriftgröße
anhand der Differenz zwischen der abgeleiteten Größe
des Beobachters, in der die Auswirkung der Sensordrift gering ist,
und der abgeleiteten Größe der Bewegungsgleichungen,
die den Effekt der Sensordrift einschließen, berechnet.
Dies bedeutet, dass die gleichförmigen Driftfehler Gydr, Rdr, die den
Sensorsignalen Gy, R überlagert
sind, auf der Basis der vorstehenden Gleichung (118) geschätzt
und berechnet werden können.
-
Wenn
hierbei ein Fehler ΔΦ in dem geschätzten
Wert des Rollwinkels enthalten ist, wird die vorstehende Gleichung
(41) durch die nachfolgende Gleichung (119) ausgedrückt
bzw. wiedergegeben.
-
[Formel 69]
-
-
dVm =
Gy – R·U – gcosθsin(ϕ + Δϕ) ≅ Gy – R·U – gcosθsinϕ – gcosθcosϕ·Δϕ (119)
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (119) kann die vorstehende Gleichung
(118) durch den Näherungsausdruck beschrieben werden, der
durch die nachfolgende Gleichung (120) ausgedrückt ist.
-
[Formel 70]
-
-
dV – dVm ≅ –Gydr + RdrU + gcosθcosϕ·Δϕ (120)
-
Die
vorstehende Gleichung (120) bedeutet, dass der geschätzte
Fehler des Rollwinkels die Driftfehlerschätzung nachteilig
beeinflusst.
-
Unter
der Annahme, dass die gleichförmigen Sensordriftfehler
Gxdr, Rdr dem Sensorsignal
Gx der Längsbeschleunigung und
dem Sensorsignal R der Gierwinkelgeschwindigkeit überlagert
sind, lässt sich die Bewegungsgleichung für die
Längsrichtung durch die vorstehende Gleichung (32) ausdrücken.
Hierbei wird die Ableitungsgröße der Längsgeschwindigkeit,
die anhand der Bewegungsgleichungen erhalten wird, durch die nachstehende
Gleichung (121) beschrieben.
-
[Formel 71]
-
-
dUm =
(R – Rdr)V + gsinθ + Gx
(121)
-
In
der vorstehenden Gleichung (121) wird hierbei angenommen, dass der
Driftfehler der Gierwinkelgeschwindigkeit bereits auf der Grundlage
der vorstehenden Gleichung (118) geschätzt wurde. Unter
der Annahme, dass die Ableitungsgröße der Längsgeschwindigkeit
auf der linken Seite der vorstehenden Gleichung (32) zu diesem Zeitpunkt
mit dU übereinstimmt, der ein intern berechneter Wert des
Beobachters ist, wird die nachfolgende Gleichung (122) erhalten.
-
[Formel 72]
-
-
Auf
der Grundlage der vorstehenden Gleichung (122) kann der gleichförmige
Driftfehler Gxdr, der dem Sensorsignal Gx überlagert ist, geschätzt
und berechnet werden. Wenn Δθ in dem Nickwinkel-Schätzwert
enthalten ist, lässt sich die vorstehende Gleichung (121) übrigens
durch die folgende Gleichung (123) beschreiben.
-
[Formel 73]
-
-
dUm =
(R – Rdr)V + gsin(θ + Δθ)
+ Gx≅ (R – Rdr)V + gsinθ + gcosθ·Δθ +
Gx
(123)
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (123) lässt sich die obige
Gleichung (122) durch einen Näherungsausdruck beschreiben,
der durch die folgende Gleichung (124) beschrieben ist.
-
[Formel 74]
-
-
dU – dUm ≅ –Gxdr – gcosθ·Δθ (124)
-
Die
vorstehende Gleichung (124) bedeutet, dass der geschätzte
Fehler des Nickwinkels die Driftfehlerschätzung beeinträchtigt.
-
Da
eine Vergrößerung des geschätzten Werts
des Lagewinkels die Stabilität des Beobachters beeinträchtigt,
ist es vorzuziehen, dass, wenn überhaupt, der Wert klein
geschätzt wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
werden daher zur Unterdrückung einer Erhöhung
des Lagewinkel-Schätzwerts in einem Gleichgewichtszustand
zwischen der translatorischen Beschleunigung und des Lagewinkels
die Lernwerte der Driftfehler bei der Aktualisierung der Driftfehler-Lernwerte
der translatorischen Beschleunigung (der Längsbeschleunigung
und der Querbeschleunigung) und der Gierwinkelgeschwindigkeit lediglich
dann aktualisiert, wenn sich die Driftfehler-Lernwerte in der Richtung
der Verringerung des Absolutwerts des Schätzwerts des Lagewinkels ändern.
-
Hierbei
wird ein Schätzwert bzw. geschätzter Wert G
ydr(i + 1) tilde des Driftfehlers der Querbeschleunigung
in Übereinstimmung mit der nachfolgenden Gleichung (125)
anhand des durch den Lagewinkelbeobachter geschätzten Werts Φ des
Rollwinkels und des vorhergehenden Werts G
ydr(i)
tilde des Driftfehler-Lernwerts sowie des neu berechneten Werts
G
ydr berechnet. [Formel
75]
-
Hierbei
bezeichnet λ einen Vergessensfaktor, der zur Glättung
des geschätzten Werts eingeführt wird. Wie in
der vorstehenden Gleichung (125) gezeigt ist, kann der Absolutwert
des geschätzten Werts des Rollwinkels in einem Fall, bei
dem der geschätzte Wert Φ des Rollwinkels positiv
ist, und wenn der neu berechnete geschätzte Wert Gydr des Driftfehlers größer
ist als vorhergehende Wert Gydr(i) tilde,
klein gemacht werden, indem der Driftfehler aktualisiert wird und
daher der Driftfehler-Lernwert aktualisiert wird. Ferner gilt, wenn
der geschätzte Wert Φ des Rollwinkels negativ
ist, falls der neu berechnete geschätzte Wert Gydr des Driftfehlers kleiner ist als der
vorhergehende Wert Gydr(i) tilde, dass der
Absolutwert des Schätzwerts des Rollwinkels dadurch klein
gemacht werden kann, dass der Driftfehler aktualisiert bzw. upgedated
wird und daher der Driftfehler-Lernwert aktualisiert wird.
-
In
gleichartiger Weise wird ein Driftfehler-Schätzwert R
dr(i + 1) tilde der Gierwinkelgeschwindigkeit
in Übereinstimmung mit der nachstehenden Gleichung (126)
anhand des durch den Lagewinkelbeobachter
24 geschätzten
Rollwinkelwerts Φ und des vorhergehenden Werts R
dr(i) tilde des Driftfehler-Lernwerts sowie
des neu berechneten Werts R
dr berechnet. [Formel
76]
-
Wie
in der vorstehenden Gleichung (126) gezeigt ist, kann dann, wenn
der geschätzte Wert Φ des Rollwinkels positiv
ist und wenn der neu berechnete geschätzte Wert Rdr des Driftfehlers kleiner ist als der vorhergehende
Wert Rdr(i) tilde, der Absolutwert des geschätzten
Werts des Rollwinkels klein gemacht werden, indem der Driftfehler
upgedated bzw. aktualisiert wird und daher der Driftfehler-Lernfehler
aktualisiert wird. Wenn ferner der geschätzte Wert Φ des
Rollwinkels negativ ist, kann dann, wenn der geschätzte
Wert Rdr des Driftfehlers, der neu berechnet
ist, größer ist als der vorhergehende Wert Rdr(i) tilde, der Absolutwert des Schätzwerts des
Rollwinkels klein gemacht werden, indem der Driftfehler und daher
der Driftfehler-Lernwert aktualisiert werden.
-
Ferner
wird ein Driftfehler-Schätzwert G
xdr(i
+ 1) tilde der Längsbeschleunigung in Übereinstimmung mit
der nachfolgenden Gleichung (127) anhand des Nickwinkel-Schätzwerts θ vom
Lagewinkelbeobachter
24 und des vorhergehenden Werts G
xdr(i) tilde des Driftfehler-Lernwerts sowie
des neu berechneten Werts G
xdr berechnet. [Formel
77]
-
Wie
in der vorstehenden Gleichung (127) gezeigt ist, kann dann, wenn
der geschätzte Wert θ des Nickwinkels positiv
ist und wenn der neu berechnete Schätzwert Gxdr des
Driftfehlers kleiner ist als der vorhergehende Wert Gxdr(i)
tilde, der Absolutwert des geschätzten Werts des Nickwinkels
dadurch klein gemacht werden, dass der Driftfehler und damit der
Driftfehler-Lernwert aktualisiert wird. Wenn der geschätzte
Wert θ des Nickwinkels negativ ist und wenn der neu berechnete
Schätzwert Gxdr des Driftfehlers
größer ist als der vorhergehende Wert Gxdr(i) tilde, kann der Absolutwert des geschätzten
Werts des Nickwinkels dadurch klein gemacht werden, dass der Driftfehler
und damit der Driftfehler-Lernwert aktualisiert wird.
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (73) schätzt die Driftfehler-Schätzeinrichtung 938 die
Sensordriftgröße des Längsbeschleunigungssensors 12,
die Sensordriftgröße des Querbeschleunigungssensors 14 und
die Sensordriftgröße des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 auf
der Grundlage der jeweiligen Ableitungsgrößen
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und der
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, berechnet an dem bzw.
durch den Schlupfwinkelbeobachter 34, und der jeweiligen
Ableitungsgrößen der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die an der bzw.
durch die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 36 berechnet
sind.
-
Ferner
aktualisiert die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 938 die
Sensordriftgröße des Längsbeschleunigungssensors 12,
die Sensordriftgröße des Querbeschleunigungssensors 14 und
die Sensordriftgröße des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 in Übereinstimmung
mit den vorstehenden Gleichungen (125) bis (127) unter Verwendung
der geschätzten Werte der Sensordriftgrößen,
die als die Ergebnisse der Berechnungen der vorstehenden Gleichung
(73) erhalten wurden.
-
Bei
dem vorstehend beschriebenen neunten Ausführungsbeispiel
kann eine Informationsverarbeitung mittels eines Programms, das
einen Computer dazu veranlasst, als die jeweiligen Einrichtungen
zu fungieren, d. h. als die Driftgrößenkorrektureinrichtung 22,
der Lagewinkelbeobachter 24, die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 26 und
die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 28,
durch die Lagewinkel-Schätzverarbeitungsroutine realisiert
werden, die in dem Ablaufdiagramm gemäß der vorstehend
erwähnten 3 gezeigt ist.
-
Weiterhin
kann eine Informationsverarbeitung mittels eines Programms, das
einen Computer dazu veranlasst, als die jeweiligen Einrichtungen
zu fungieren, d. h. als Driftgrößenkorrektureinrichtungen 32, Schlupfwinkelbeobachter 34,
Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 36 und
Driftgrößen-Schätzeinrichtung 938,
durch die Schlupfwinkel-Schätzverarbeitungsroutine realisiert
werden, die in dem Ablaufdiagramm gemäß 27 dargestellt ist.
-
Diese
Schlupfwinkel-Schätzverarbeitungsroutine wird im Folgenden
beschrieben. Es ist anzumerken, dass Verarbeitungen, die ähnlich
oder gleichartig wie beim ersten Ausführungsbeispiel sind,
mit denselben Bezugszahlen bezeichnet sind und deren detaillierte
Beschreibung hier weggelassen wird.
-
Zunächst
werden in einem Schritt 150 Sensorsignale, die jeweiligen
erfassten Werten entsprechen, von dem Längsbeschleunigungssensor 12,
dem Querbeschleunigungssensor 14 und dem Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 erhalten.
In einem Schritt 152 werden dann die Sensorsignale, die
jeweils von dem Längsbeschleunigungssensor 12,
dem Querbeschleunigungssensor 14 bzw. dem Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 abgegeben
und in dem vorstehend angesprochenen Schritt 150 gewonnen
wurden, unter Verwendung der Sensordriftgröße
des Längsbeschleunigungssensors 12, der Sensordriftgröße
des Querbeschleunigungssensors 14 und der Sensordriftgröße
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20, die einen Berechnungszyklus
zuvor oder früher in einem nachstehend beschriebenen Schritt 950 erhalten
wurden, korrigiert.
-
In
einem Schritt 154 werden die jeweiligen Ableitungsgrößen
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und der
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die zur Schätzung
der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit und der
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit berechnet wurden, wie
zuvor beschrieben, unter Verwendung der Lagewinkel-Schätzwerte,
die einen Berechnungszyklus zuvor bzw. früher in dem vorstehend
erwähnten Schritt 110 erhalten wurden, und der
Fahrzeugkörpergeschwindigkeits-Schätzwerte berechnet,
die einen Berechnungszyklus zuvor in dem nachstehend beschriebenen
Schritt 160 erhalten wurden.
-
In
einem Schritt 156 werden dann die Sensordriftgröße
des Längsbeschleunigungssensors 12, die Sensordriftgröße
des Querbeschleunigungssensors 14 und die Sensordriftgröße
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 unter Heranziehung
der Lagewinkel-Schätzwerte, die einen Berechnungszyklus
zuvor bzw. früher in dem oben genannten Schritt 110 erhalten
wurden, und der Fahrzeugkörpergeschwindigkeits-Schätzwerte,
die einen Berechnungszyklus früher in dem nachstehend beschriebenen
Schritt 160 erhalten wurden, geschätzt.
-
In
einem nächsten Schritt 950 werden hinsichtlich
der jeweiligen Sensordriftgrößen des Längsbeschleunigungssensors 12,
des Querbeschleunigungssensors 14 und des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 lediglich
dann, wenn die Absolutwerte der Lagewinkel-Schätzwerte
aufgrund der Aktualisierung klein werden, die geschätzten
Werte für diese Sensordriftgrößen aktualisiert,
indem die Lagewinkel-Schätzwerte, die einen Berechnungszyklus
zuvor in dem vorstehend genannten Schritt 110 erhalten
wurden, und die Sensordriftgröße des Längsbeschleunigungssensors 12,
die Sensordriftgröße des Querbeschleunigungssensors 14 und
die Sensordriftgröße des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 verwendet
werden, die in dem vorstehenden Schritt 156 geschätzt
wurden.
-
Im
nächsten Schritt 160 werden die Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit durch Integration
der jeweiligen Ableitungsgrößen der Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die in dem
vorstehenden Schritt 154 berechnet wurden, geschätzt
und es wird der Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel auf der Basis
der geschätzten Fahrzeugkörper-Längsgeschwindigkeit
und der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit geschätzt
und ausgegeben, und es kehrt die Routine zu dem vorstehenden Schritt 150 zurück.
-
Nachfolgend
werden Schätzergebnisse der Haltungs- bzw. Stellungs- bzw.
Lagewinkel unter Verwendung der Sensordriftgrößen-Schätzmethode
gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
beschrieben. Zur Bestätigung der Effekte und Wirkungen
der Sensordriftgrößen-Schätzmethode wurde
hierbei ein positiver Driftfehler auf das Sensorsignal für
die Querbeschleunigung ausgeübt, und es wurde eine Schätzung
der Lagewinkel unter Verwendung des geschätzten Werts der
Sensordriftgröße ausgeführt. In diesem
Fall wurden Schätzergebnisse erhalten, wie sie in 28A, 28B gezeigt
sind. Es ist erkennbar, dass eine Zunahme des Rollwinkel-Schätzwerts
unterdrückt wurde und als Ergebnis eine Schätzung
realisiert werden konnte, die sich allmählich den wahren
Werten (keine Drift) annäherte.
-
Wie
vorstehend beschrieben, kann in Übereinstimmung mit der
Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung gemäß dem
neunten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Sensordriftgrößen
der Längsbeschleunigung, der Querbeschleunigung und der
Gierwinkelgeschwindigkeit so aktualisiert werden, dass die Absolutwerte
der geschätzten Werte des Rollwinkels und des Nickwinkels
klein werden, eine Vergrößerung der Absolutwerte
der Schätzwerte des Rollwinkels und des Nickwinkels unterdrückt
werden, und es können die Lagewinkel noch genauer geschätzt
werden.
-
Das
vorstehende Ausführungsbeispiel beschreibt hierbei als
ein Beispiel einen Fall, bei dem die jeweiligen Sensordriftgrößen
der Längsbeschleunigung, der Querbeschleunigung und der
Gierwinkelbeschleunigung lediglich dann aktualisiert wurden, wenn
die Absolutwerte der Lagewinkel-Schätzwerte durch die Aktualisierung
klein werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf
beschränkt. Mindestens eine der Sensordriftgrößen
der Längsbeschleunigung, der Querbeschleunigung und der
Gierwinkelgeschwindigkeit können lediglich dann aktualisiert
werden, wenn die Absolutwerte der Lagewinkel-Schätzwerte
durch die Aktualisierung klein werden, und es können die
anderen Sensordriftbeträge ohne Bedingungen bzw. Vorbehalte aktualisiert
werden.
-
Nachfolgend
wird ein zehntes Ausführungsbeispiel beschrieben. Hierbei
sind Abschnitte, die gleichartig wie beim ersten Ausführungsbeispiel
aufgebaut sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet und es entfallt
deren Beschreibung. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird die vorliegende Erfindung bei einer Quergeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
angewendet, die die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit schätzt.
-
Bei
dem zehnten Ausführungsbeispiel sind der Aspekt, dass die
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit geschätzt wird,
und der Aspekt, dass die Sensordriftgrößen des
Querbeschleunigungssensors und des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors
geschätzt werden, hauptsächlich unterschiedlich
gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel.
-
Wie
in 29 dargestellt ist, weist eine sich auf das zehnte
Ausführungsbeispiel beziehende Quergeschwindigkeitsschätzeinrichtung 1010 den
Querbeschleunigungssensor 14, den Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 1022 und
eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022 auf,
die die Fahrzeuggeschwindigkeit, d. h. die Fahrzeugkörpergeschwindigkeit
in der Fahrzeuglängsrichtung, auf der Grundlage der Raddrehzahlen
der jeweiligen Räder schätzt.
-
Der
Querbeschleunigungssensor 14 und der Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 sind
mit einer Driftgrößenkorrektureinrichtung 1032 verbunden,
die die von dem Querbeschleunigungssensor 14 und dem Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 stammenden
jeweiligen Sensorsignale auf der Basis der jeweiligen Sensordriftgrößen
des Querbeschleunigungssensors und des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 korrigiert,
die durch eine nachstehend beschriebene Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1038 geschätzt
wurden. Die Driftgrößenkorrektureinrichtung 1032 ist
mit der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1038 verbunden.
-
Die
Driftgrößenkorrektureinrichtung 1032 und
die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022 sind
mit einem Quergeschwindigkeitsbeobachter bzw. Quergeschwindigkeitsmonitor 1034 verbunden,
der die laterale bzw. seitliche Geschwindigkeit oder Quergeschwindigkeit
des Fahrzeugkörpers schätzt. Der Querbeschleunigungssensor 14,
der Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20, die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022 und
der Quergeschwindigkeitsbeobachter 1034 sind mit einer
Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 1036 verbunden,
die die Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
bzw. -Seitengeschwindigkeit berechnet, die anhand von Bewegungsgleichungen
für die Fahrzeugbewegung erhalten wurde.
-
Die
Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022,
der Quergeschwindigkeitsbeobachter 1034 und die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 1036 sind
mit der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1038 verbunden,
die die jeweiligen Sensordriftgrößen des Querbeschleunigungssensors 14 und
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 schätzt.
-
Die
Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022,
die Driftgrößenkorrektureinrichtung 1032,
der Quergeschwindigkeitsbeobachter 1034, die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 1036 und
die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1038 können
durch einen oder mehrere Computer oder durch eine oder mehrere elektronische
Schaltungen gebildet sein, die die Funktionen der jeweiligen Einrichtungen
durchführen.
-
Der
Quergeschwindigkeitsbeobachter 1034 berechnet die Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit bzw. -Seitengeschwindigkeit
in Übereinstimmung mit einer Gleichung, die gleichartig
ist wie die Gleichung zur Bestimmung der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
in der vorstehenden Gleichung (29-5) auf der Grundlage des Sensorsignals
(Gy – Gydr)
des Querbeschleunigungssensors 14 und des Sensorsignals
(R – Rdr) des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20,
die durch die Driftgrößenkorrektureinrichtung 1032 korrigiert
sind, und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vso,
die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022 geschätzt
wurde. Der Quergeschwindigkeitsbeobachter 1034 integriert
die berechnete Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
und berechnet einen Schätzwert der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit.
-
Nachfolgend
wird eine Methode zur Schätzung der Sensordriftgrößen
des Querbeschleunigungssensors 14 und des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 beschrieben.
-
In 30A ist zunächst die Beziehung zwischen
einer Abweichung E, zwischen der Ableitungsgröße der
durch den Quergeschwindigkeitsbeobachter berechneten Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
und der Ableitungsgröße der anhand von Bewegungsgleichungen
berechneten Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, und der
Fahrzeuggeschwindigkeit U für einen Fall gezeigt, bei dem
ein Nullpunktdriftfehler auf die Daten der Querwinkelgeschwindigkeit
zum Zeitpunkt des Fahrens auf einer gebirgigen Kreisstraße
oder Straße einwirkte. Hierbei wird durch den Quergeschwindigkeitsbeobachter
eine Schätzungsberechnung ausgeführt, wobei der
Nullpunktdriftfehler der Gierwinkelgeschwindigkeit bereits bekannt
ist. Ferner wird die Abweichung zwischen der Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit des Quergeschwindigkeitsbeobachters und
der Ableitungsgröße der anhand Bewegungsgleichungen
ermittelten Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit gemäß der
nachfolgenden Gleichung (128) berechnet.
-
[Formel 78]
-
- E = dV – dVm
(128) wobei
dVm = Gy – R·U – gcosθsinϕ
-
dV
bezeichnet die Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit,
die durch den Quergeschwindigkeitsbeobachter 1034 (ein
intern berechneter Wert des Schätzalgorithmus) berechnet
wird, und dVm bezeichnet die Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die anhand von
Bewegungsgleichungen berechnet ist. Gy bezeichnet
den durch den Querbeschleunigungssensor 14 erfassten Wert,
und R den durch den Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 erfassten
Wert. U bezeichnet die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit,
g die Erdbeschleunigung, θ den geschätzten Wert
des Nickwinkels, und Φ den geschätzten Wert des
Rollwinkels.
-
Die
charakteristische Eigenschaft der Abweichung ERdr zwischen
der Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
des Quergeschwindigkeitsbeobachters, und der Ableitungsgröße
der anhand von Bewegungsgleichungen berechneten Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
im Hinblick auf die ausgeübte Driftsensorgröße
bzw. Sensordriftgröße Rdr der
Gierwinkelgeschwindigkeit ist durch die nachfolgende Gleichung (129)
ausgedrückt.
-
[Formel 79]
-
-
In
der vorstehend erwähnten 30A ist
die durch die vorstehende Gleichung (129) ausgedrückte Charakteristik
durch die schwarze durchgezogene Linie veranschaulicht. Aus der
vorstehend angesprochenen 30A ist
erkennbar, dass trotz Überlagerung von Störungen
(noise) auf dem Wert der Abweichung E dennoch eine Charakteristik
erzielt wird, die entlang der vorstehenden Gleichung (129) verläuft,
was ausdrückt, dass die Abweichung E proportional zu der
Fahrzeuggeschwindigkeit U ist.
-
Weiterhin
ist in 30B die Beziehung zwischen
der Abweichung F, zwischen der Ableitungsgröße der
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit des Quergeschwindigkeitsbeobachters
und der Ableitungsgröße der anhand von Bewegungsgleichungen
berechneten Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, und der
Fahrzeuggeschwindigkeit U gezeigt, wenn ein Nullpunktdriftfehler
auf die Querbeschleunigung zum Zeitpunkt des Fahrens auf einer gebirgigen
Kreisstraße oder kurvigen Straße ausgeübt
wurde.
-
Die
Charakteristik der Abweichung EGydr zwischen
der Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
des Quergeschwindigkeitsbeobachters und der Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit gemäß Bewegungsgleichungen
im Hinblick auf die ausgeübte Sensordriftgröße
Gydr der Querbeschleunigung ist durch die
nachfolgende Gleichung (130) ausgedrückt.
-
[Formel 80]
-
-
In
der vorstehend genannten 30B ist
die durch die vorstehende Gleichung (130) ausgedrückte Charakteristik
durch eine schwarze durchgezogene Linie veranschaulicht. Anhand 30B ist verständlich, dass trotz Überlagerung
von Störungen bzw. Rauschen (noise) auf der Abweichung
E eine Charakteristik erhalten wird, die entlang der vorstehenden
Gleichung (130) verläuft, was bedeutet, dass die Abweichung
E nicht von der Fahrzeuggeschwindigkeit U abhängt.
-
Aufgrund
der Beziehung zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit U und der Abweichung
E nach der Störungsbeseitigung bzw. Rauschunterdrückung
kann überlegt werden, dass der Driftfehler des Querbeschleunigungssensors,
dessen Auswirkungen auf die Abweichung E nicht von der Fahrzeuggeschwindigkeit
U abhängt, und die Driftgröße des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors,
dessen Auswirkungen auf die Abweichung E proportional zu der Fahrzeuggeschwindigkeit
U sind, getrennt werden können, indem die Störungskomponente
der Abweichung E beseitigt wird (der Abschnitt (intercept) der Fahrzeuggeschwindigkeit
0 entspricht –Gydr und die Steigung
entspricht Rdr).
-
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden daher die Sensordriftgrößen
gemäß der nachfolgenden Beschreibung geschätzt.
-
Unter
der Annahme, dass die gleichförmigen Driftfehler Gydr, Rdr den Sensorsignalen
Gy, R des Querbeschleunigungssensors 14 und
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 überlagert
sind, wird als erstes die Bewegungsgleichung der Lateralrichtung
bzw. Seitenrichtung durch die vorstehend angegebenen Gleichung (33)
ausgedrückt. Ferner wird die Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, die anhand der
Bewegungsgleichungen erhalten ist, durch die vorstehende Gleichung
(41) ausgedrückt.
-
Wenn
angenommen wird, dass die Ableitungsgröße der
Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit auf der linken Seite
der vorstehenden Gleichung (33) mit dV übereinstimmt, d.
h. mit einem intern berechneten Wert des Beobachters, wird die nachfolgende
Gleichung (131) erhalten.
-
[Formel 81]
-
-
dV = dVm – Gydr + RdrU (131)
-
Aus
der vorstehenden Gleichung (131) lässt sich weiterhin die
folgende Gleichung (132) gewinnen. [Formel
82]
wobei
D = ⌊–Gydrmax U·Rdrmax⌋ (133)
E = dV – dVm =
dV + R·U + gcosθsinϕ – Gy
(134)
-
Es
ist anzumerken, dass Gydrmax, Rdrmax die
oberen Grenzwerte der Sensordriftbeträge oder Sensordriftgrößen
des Querbeschleunigungssensors 14 bzw. des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 beschreiben. Hierbei
benutzen, mit dem Ziel der Störungsunterdrückung
bzw. Rauschentfernung, die jeweiligen Werte (Sensorwerte, geschätzte
Werte bzw. Schätzwerte) in der Gleichung (132) Durchschnittswerte
einer gleichförmigen Zeitsektion bzw. mit gleichförmiger
Zeitgabe.
-
Durch
Lösen der vorstehenden Gleichung (132) kann die nachfolgende
Gleichung (135) abgeleitet werden, und es können in Übereinstimmung
mit der folgenden Gleichung (135) die Driftfehler geschätzt
werden. [Formel
83]
-
Hierbei
ist D
+ die pseudo-inverse Matrix der Matrix
D. Zur Erzielung einer Stabilisierung der Berechnung und zur Unterdrückung
einer Vergrößerung der Lagewinkel-Schätzwerte
werden hierbei im Hinblick auf die Ergebnisse der Berechnung gemäß der
vorstehenden Gleichung (135) die Sensordriftgrößen
geglättet, wie es in der folgenden Gleichung (136) und
Gleichung (137) gezeigt ist, wozu die vorhergehenden Werte und die Lagewinkel-Schätzwerte
eingesetzt werden. [Formel
84]
-
Hierbei
bezeichnen Gydr tilde, Rdr tilde
Schätzwerte der Sensordriftgrößen nach
der Glättung, und λ einen Vergessensfaktor. Hierbei
ist es ausreichend, den geschätzten Wert (Schätzwert) Φ des
Rollwinkels durch ein Verfahren gleichartig wie beim ersten Ausführungsbeispiel
zu schätzen.
-
Wie
durch die vorstehende Gleichung (136) und Gleichung (137) gezeigt
ist, werden, wenn die Lernwerte der Sensordriftgrößen
der Querbeschleunigung und der Gierwinkelgeschwindigkeit aktualisiert
werden, die Lernwerte der Sensordriftgrößen lediglich
dann aktualisiert, wenn die Sensordriftgrößen
in einer Richtung aktualisiert werden, die zu einer Verringerung
der Absolutwerte der geschätzten Werte der Lagewinkel führt.
-
Die
Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 1036 berechnet
die Ableitungsgröße bzw. den Ableitungsbetrag
der Quergeschwindigkeit in Übereinstimmung mit der vorstehenden
Gleichung (41) unter Verwendung der durch den Querbeschleunigungssensor 14 erfassten
Querbeschleunigung Gy, der durch den Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 erfassten
Gierwinkelgeschwindigkeit R, und der durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022 geschätzten
Fahrzeuggeschwindigkeit Vso. Es ist anzumerken,
dass es genügt, den geschätzten Wert Φ des
Rollwinkels und den geschätzten Wert θ des Nickwinkels
in der vorstehenden Gleichung (41) mittels eines Verfahrens gleichartig
wie beim vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
zu schätzen.
-
In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Gleichung (135) schätzt die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1038 die
Sensordriftgröße des Querbeschleunigungssensors 14 und
die Sensordriftgröße des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 auf
der Grundlage der Ableitungsbeträge bzw. Ableitungsgrößen
der durch den Quergeschwindigkeitsbeobachter 1034 berechneten
Quergeschwindigkeit, der Ableitungsgröße der Quergeschwindigkeit,
berechnet durch die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 1036, und
der durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022 geschätzten
Fahrzeuggeschwindigkeit.
-
Weiterhin
werden bei der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1038 die
Sensordriftgröße des Querbeschleunigungssensors 14 und
die Sensordriftgröße des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 in Übereinstimmung mit
der vorstehenden Gleichung (136) bis Gleichung (137) unter Heranziehung
der geschätzten Werte der Sensordriftgrößen
aktualisiert, die als Ergebnisse der Berechnung gemäß der
vorstehenden Gleichung (135) erhalten wurden.
-
Bei
dem vorstehend beschriebenen zehnten Ausführungsbeispiel
kann eine Informationsverarbeitung mittels eines Programms, das
einen Computer dazu veranlasst, als die jeweiligen Einrichtungen
zu fungieren, d. h. als die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022,
die Driftgrößenkorrektureinrichtung 1032,
der Quergeschwindigkeitsbeobachter 1034, die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 1036 und
die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1038,
durch die Quergeschwindigkeits-Schätzverarbeitungsroutine
realisiert werden, die in dem Flussbild gemäß 31 gezeigt ist.
-
In
dieser Quergeschwindigkeits-Schätzverarbeitungsroutine
werden zunächst in einem Schritt 1050 Sensorsignale
entsprechend den jeweiligen erfassten Werten von dem Querbeschleunigungssensor 14 und dem
Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 gewonnen, d. h. erhalten.
Dann werden in einem Schritt 1052 die jeweils von dem Querbeschleunigungssensor 14 bzw.
dem Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 abgegebenen und
in dem vorstehenden Schritt 1050 erhaltenen Sensorsignale
unter Verwendung der Sensordriftgröße des Querbeschleunigungssensors 14 und
der Sensordriftgröße des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 korrigiert,
die einen Berechnungszyklus zuvor in dem nachfolgend beschriebenen
Schritt 1058 erhalten wurden.
-
In
einem Schritt 1054 wird dann die Fahrzeuggeschwindigkeit
auf der Grundlage der Radgeschwindigkeiten bzw. Raddrehzahlen der
jeweiligen Räder geschätzt. In einem Schritt 1056 wird
die Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit,
die zur Schätzung der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
berechnet wurde, in der vorstehend beschriebenen Weise unter Verwendung
der Sensorsignale, die jeweils von dem Querbeschleunigungssensor 14 und
dem Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 abgegeben und in
dem vorstehend beschriebenen Schritt 1052 korrigiert wurden,
und der in dem vorstehenden Schritt 1054 geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit
berechnet.
-
In
einem Schritt 1058 werden dann die Sensordriftgröße
des Querbeschleunigungssensors 14 und die Sensordriftgröße
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 unter Heranziehung
der in dem Schritt 1056 berechneten Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, der Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, berechnet anhand
der Bewegungsgleichungen, und der in dem vorstehenden Schritt 1054 geschätzten
Fahrzeuggeschwindigkeit geschätzt.
-
Im
nächsten Schritt 1060 werden die geschätzten
Werte der jeweiligen Sensordriftgrößen unter Benutzung
der Sensordriftgröße des Querbeschleunigungssensors 14 und
der Sensordriftgröße des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20,
die in dem vorhergehenden Schritt 1058 geschätzt
wurden, aktualisiert, jedoch nur dann, wenn die Absolutwerte der
Lagewinkel-Schätzwerte durch das Aktualisieren klein werden.
-
Im
nächsten Schritt 1062 wird die Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
durch Integrieren der in dem vorstehenden Schritt 1056 berechneten
Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
geschätzt, und es kehrt die Routine zu dem obigen Schritt 1050 zurück.
-
Wie
vorstehend beschrieben, können gemäß der
sich auf das zehnte Ausführungsbeispiel beziehenden Quergeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
die Driftgrößen der Sensoren, die die Querbeschleunigung
bzw. die Gierwinkelgeschwindigkeit erfassen, stabil unabhängig
von dem Zustand der Fahrzeugbewegung geschätzt werden,
indem die Sensordriftgrößen der Sensoren, die
jeweils die Querbeschleunigung und die Gierwinkelgeschwindigkeit
erfassen, unter Benutzung der Beziehung zwischen der Ableitungsgröße
der Quergeschwindigkeit, die zur Schätzung der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
berechnet werden, und der Ableitungsgröße der
Quergeschwindigkeit, die anhand von Bewegungsgleichungen für
die Fahrzeugbewegung erhalten wird, geschätzt werden.
-
Ferner
können die Sensordriftgrößen des Querbeschleunigungssensors
und des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors exakt geschätzt
werden, indem Aufmerksamkeit auf den Punkt bzw. Aspekt gerichtet
wird, dass der Beitrag des Driftfehlers der Querbeschleunigung zu
der Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
ohne Relation bzw. unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit
ist, wohingegen der Beitrag des Driftfehlers der Gierwinkelgeschwindigkeit
zu der Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
in Proportion zu der Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. proportional hierzu
groß wird, und indem die Beziehung zwischen der Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit und dem Driftfehler
je Fahrzeuggeschwindigkeitsregion angeordnet bzw. in Fahrzeugsgeschwindigkeitsregionen
unterteilt wird.
-
Nachfolgend
wird ein elftes Ausführungsbeispiel beschrieben. Da der
Aufbau einer Quergeschwindigkeits-Schätzeinrichtung gemäß dem
elften Ausführungsbeispiel ähnlich wie bei dem
zehnten Ausführungsbeispiel strukturiert ist, werden die
gleichen Bezugszahlen benutzt und es entfällt deren Beschreibung.
-
In
dem elften Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber
dem zehnten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen der Aspekt,
dass die Sensordriftgrößen des Querbeschleunigungssensors
und des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors auf der Basis einer gewichteten
relationalen Gleichung bzw. Beziehung je Fahrzeuggeschwindigkeitsregion
geschätzt werden.
-
Die
Grundlagen der Schätzung der Sensordriftgrößen
bei dem elften Ausführungsbeispiel werden nun beschrieben.
-
Zur
Beseitigung von Störungen in der Abweichung E der Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit und zum Ausdrücken
der Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Abweichung
der Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
wird ein Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich jeweils in gleichförmige
Fahrzeuggeschwindigkeit U0 bzw. in gleichförmige
Fahrzeuggeschwindigkeitsabschnitte unterteilt und es werden mehrere
Fahrzeuggeschwindigkeitsregionen festgelegt. Jedes Mal, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten
und die Abweichung E der Ableitungsgröße der Quergeschwindigkeit
erhalten werden, wird die nachfolgende Verarbeitung unter Verwendung
der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und der Abweichung E der Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit ausgeführt.
-
Zunächst
wird für jede Fahrzeuggeschwindigkeitsregion ein Durchschnittswert
bzw. mittlerer Wert der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und ein Durchschnittswert
bzw. mittlerer Wert der Abweichung E der Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit für jeweils
eine gleichförmige Zeit von T0 Minuten,
für die die Fahrzeuggeschwindigkeit in der Fahrzeuggeschwindigkeitsregion
enthalten ist bzw. liegt, auf anfängliche (initiale) Werte
gesetzt.
-
Dann
wird für eine Fahrzeuggeschwindigkeitsregion, die eine
erhaltene Fahrzeuggeschwindigkeit enthält, wenn anfängliche
Werte gesetzt bzw. festgelegt sind, eine Glättungsberechnung
in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (138) und
der Gleichung (139) für jede Abtast- bzw. Probenzeit bzw.
einen jeweiligen Zeitabschnitt τ ausgeführt.
-
[Formel 85]
-
-
Um(i)
= λm·Um(i – 1)
+ (1 – λm)·U(i) (138)
-
Em(i)
= λm·Em(i – 1)
+ (1 – λm)·E(i) (139)
-
Hierbei
bezeichnet λm einen Vergessensfaktor.
-
Wenn
sich die Fahrzeuggeschwindigkeit ändert und die erhaltene
Fahrzeuggeschwindigkeit in einer anderen Fahrzeuggeschwindigkeitsregion
enthalten ist oder liegt, wird für die Fahrzeuggeschwindigkeitsregionen,
in denen die erhaltene Fahrzeuggeschwindigkeit nicht enthalten ist,
keine Glättungsberechnung gemäß den vorstehenden
Gleichungen (138), (139) ausgeführt.
-
Hierbei
sind die Ergebnisse der vorstehend angesprochenen anfänglichen
Wertfestlegung und Glättungsberechnung in 32A und 32B gezeigt.
In den Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und der Abweichung E der Ableitungsgröße
der Quergeschwindigkeit, die anhand der Fahrtdaten erhalten werden,
erfüllen die Nummern bzw. Anzahl von Daten der Fahrzeuggeschwindigkeitsregion,
die kleiner als oder gleich groß wie U0 ist,
und der Fahrzeuggeschwindigkeitsregion, die größer
als oder gleich 3U0 ist, nicht die T0/τ Punkte (die Nummer bzw. Anzahl
von Datenpunkten der gleichförmigen Zeit T0 Minuten)
und sind daher nicht dargestellt. Daten der anderen Fahrzeuggeschwindigkeitsregionen
mit Ausnahme der obigen sind auf der charakteristischen Linie bzw.
Kennlinie (der durchgezogenen schwarzen Linie) des aufgebrachten
bzw. einwirkenden Driftwerts positioniert. Anhand der Daten nach
der Glättungsberechnung kann erwartet werden, dass die
Sensordriftgrößen des Giergeschwindigkeitssensors
bzw. Gierwinkelgeschwindigkeitssensors und des Querbeschleunigungssensors
exakt geschätzt werden.
-
Im
Weiteren wird eine Methode zur Schätzung der Sensordriftgrößen
des Querbeschleunigungssensors und des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors
beschrieben, wobei in den Algorithmen, die die vorstehende anfängliche
Wertfestlegung bzw. Initialwertfestlegung und die Glättungsberechnung
ausführen, die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit
und der Abweichung E der Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
nach der Glättung, die in dem vorstehenden zehnten Ausführungsbeispiel
beschrieben ist, widergespiegelt ist.
-
Eine
Verbesserung der Genauigkeit, die der Anzahl von Datenpunkten entspricht,
kann für die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit
und der Abweichung E der Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
nach der Glättung erwartet werden. Wenn andererseits Änderungen
in den Sensordriftgrößen über die Zeit
hinweg betrachtet werden, ist eine Verschlechterung der Genauigkeit über
die Zeit hinweg für die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit
und der Abweichung E der Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
nach der Glättung zu befürchten. Daher werden
zunächst die Gewichtsfunktionen definiert, die durch die
folgenden Gleichungen (140) bis (143) ausgedrückt sind,
und die sich für jede Fahrzeuggeschwindigkeitsregion in Übereinstimmung
mit der Anzahl von Daten bzw. der Dauer oder Häufigkeit,
vergrößern, zu denen oder mit der sich die Fahrzeuggeschwindigkeit
in der Fahrzeuggeschwindigkeitsregion befindet, und die sich in Übereinstimmung
mit der verstrichenen Zeit verringern, die seit dem Austreten der
erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeit aus der Fahrzeuggeschwindigkeitsregion
verstrichen ist. Hierbei ist ein Fall beschrieben, bei dem der Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich
von 0 bis 4U
0 in vier Fahrzeuggeschwindigkeitsregionen
unterteilt ist. [Formel
86]
-
Aufgrund
der jeweiligen Gewichtsfunktionen der vorstehenden Gleichungen (140)
bis (143) wird die Gewichtung umso größer, je
größer die Zeitanzahl bzw. Häufigkeit
ist, mit der die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit in
der entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeitsregion enthalten ist,
und es wird die Gewichtung umso kleiner, je größer
die Anzahl von Zeiten bzw. die Häufigkeit ist, mit der
die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit nicht in der entsprechenden
Fahrzeugsgeschwindigkeitsregion enthalten ist.
-
Es
ist anzumerken, dass die gemäß den vorstehenden
Gleichungen (140) bis (143) berechneten Gewichtsfunktionen durch
[0, 1] begrenzt sind (begrenzt bzw. beschränkt auf 0, wenn
kleiner als oder gleich 0, und begrenzt oder beschränkt
auf 1, wenn 1 übersteigend). Ferner enthalten die Glättungsberechnungen
gemäß den vorstehenden Gleichungen (138) und (139)
auch Zustände, in denen die Anzahl von Datenpunkten gering
ist, und können durch die folgenden Gleichungen (144) bis
(152) beschrieben werden. [Formel
87]
-
Hierbei
ist k = 1, 2, 3, 4.
-
Nachfolgend
wird die Beziehung zwischen U
k(i) und E
k(i), die die gemäß den
vorstehenden Gleichungen (140) bis (143) berechneten Gewichtsfunktionen
berücksichtigt, in Form einer Matrix wie gemäß der
folgenden Gleichung (153) zusammen mit der Beziehung der Gleichung
(132) ausgedrückt, die anhand des vorstehenden zehnten
Ausführungsbeispiels beschrieben wurde. Es ist anzumerken,
dass die nachfolgende Gleichung (153) als Matrix einen relationalen
Ausdruck ausdrückt, der je Fahrzeuggeschwindigkeitsregion
gewichtet ist, und der die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit,
den Sensordriftgrößen und der Abweichung des Ableitungsbetrags
bzw. der Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
ausdrückt. [Formel
88]
wobei
-
-
Es
ist anzumerken, dass W
k tilde eine Gewichtsfunktion
ist, die zum Wählen von Daten bzw. Werten von Bedingungen,
für die eine Beeinträchtigung der Genauigkeit
von Belang ist, korrigiert ist, die etwa einer Situation, bei der
die Anzahl von Datenpunkten unzureichend ist oder dergleichen, und
die durch die folgende Gleichung (156) ausgedrückt ist.
Es ist weiter anzumerken, dass sowohl hier als auch in der vorstehenden
und nachfolgenden Text, der einem Gleichungsausdruck beigefügte
Ausdruck „tilde” als gleichwertiger Ersatz für den
eigentlich gemeinten Gleichungsausdruck ist, oberhalb dessen eine
Schlangenlinie angeordnet ist, wie dies in den Gleichungen direkt
wiedergegeben ist. [Formel
89]
-
Durch
Lösen der vorstehenden Gleichung (153) kann die nachfolgende
Gleichung (157) abgeleitet bzw. gewonnen werden, und es kann die
Winkelsensordriftgröße in Übereinstimmung
mit der nachfolgenden Gleichung (157) geschätzt werden. [Formel
90]
-
Es
ist anzumerken, dass hier mit dem Ziel der Stabilisierung der Berechnung
und der Unterdrückung einer Vergrößerung
der Lagewinkel-Schätzwerte mit Bezug zu den Berechnungsergebnissen
gemäß der vorstehenden Gleichung (157) die Sensordriftgrößen
in Übereinstimmung mit den nachfolgenden Gleichungen (158),
(159) geglättet werden, indem die Lagewinkel-Schätzwerte
und die Werte des vorhergehenden Zeitpunkt bzw. vorhergehenden Zyklus
verwendet werden. [Formel
91]
-
Hierbei
sind Gydr tilde, Rdr tilde
Schätzwerte von Sensordriftgrößen nach
der Glättung, und λ bezeichnet einen Vergessensfaktor.
Es ist ausreichend, den geschätzten Wert Φ des
Rollwinkels mittels einer Methode gleichartig wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel zu schätzen.
-
Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1038 berechnet
eine Gewichtsfunktion für jede Fahrzeuggeschwindigkeitsregion
in Übereinstimmung mit den vorstehenden Gleichungen (140)
bis (143) auf der Grundlage der durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022 geschätzten
Fahrzeuggeschwindigkeit.
-
Weiterhin
berechnet die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1038 die
Abweichung zwischen der Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit,
berechnet durch den Quergeschwindigkeitsbeobachter 1034,
und der Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit,
berechnet durch die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 1036.
Die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1038 führt eine
Glättungsberechnung im Hinblick auf jede Abweichung der
Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
der Fahrzeuggeschwindigkeit für jede Fahrzeugregion in Übereinstimmung
mit den vorstehenden Gleichungen (144) bis (152) durch.
-
Ferner
korrigiert die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1038 die
Gewichtsfunktionen der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeitsregionen,
wie dies in der vorstehenden Gleichung (156) veranschaulicht ist,
und gewinnt einen relationalen Ausdruck, der per Fahrzeuggeschwindigkeitsregion
gewichtet ist, und der die Beziehung zwischen der Abweichung der
Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Giergeschwindigkeit
und der Fahrzeuggeschwindigkeit und den Sensordriftbeträgen
bzw. Sensordriftgrößen, wie dies in der vorstehenden
Gleichung (157) veranschaulicht ist, ausdrückt. In Übereinstimmung
mit der abgeleiteten bzw. gewonnenen vorstehenden Gleichung (157)
schätzt die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1038 die
jeweiligen Sensordriftgrößen des Querbeschleunigungssensors 14 und
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20.
-
In
dem vorstehend beschriebenen elften Ausführungsbeispiel
kann eine Informationsverarbeitung mittels eines Programms, das
einen Computer veranlasst, als die jeweiligen Einrichtungen zu fungieren,
das heißt als Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022,
Driftgrößenkorrektureinrichtung 1032,
Quergeschwindigkeitsbeobachter 1034, Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 1036 und
Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1038,
mittels der Quergeschwindigkeitsschätzbearbeitungsroutine
realisiert werden, die in dem Ablaufdiagramm gemäß 33 dargestellt ist. Diese Quergeschwindigkeitsschätzbearbeitungsroutine
wird im Folgenden beschrieben. Es ist anzumerken, dass Prozesse
bzw. Arbeitsschritte, die gleichartig sind wie bei dem zehnten Ausführungsbeispiel,
mit den gleichen Bezugszahlen versehen sind und nicht nochmals beschrieben
werden.
-
Zunächst
werden im Schritt 1050 Sensorsignale von dem Querbeschleunigungssensor 14 und
dem Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 gewonnen, die den
jeweiligen erfassten Werten entsprechen. Im Schritt 1052 werden
die Sensorsignale, die von dem Querbeschleunigungssensor 14 beziehungsweise
dem Giergeschwindigkeitssensor 20 abgegeben und in dem
vorstehenden Schritt 1050 gewonnen wurden, unter Verwendung
der Sensordriftgröße des Querbeschleunigungssensors 14 und
der Sensordriftgröße des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 korrigiert,
die einen Berechnungszyklus zuvor bzw. früher in dem nachstehend
beschriebenen Schritt 1056 erhalten wurden.
-
Im
Schritt 1054 wird dann die Fahrzeuggeschwindigkeit auf
der Basis der Raddrehzahlen der jeweiligen Räder geschätzt.
In Schritt 1056 wird die Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Giergeschwindigkeit, die zur Schätzung
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit berechnet wurde,
unter Verwendung der Sensorsignale, die jeweils von dem Querbeschleunigungssensor 14 und
dem Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 abgegeben und in
dem vorgenannten Schritt 1052 korrigiert wurden, und der
in dem vorgenannten Schritt 1054 geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit
berechnet. Im nachfolgenden Schritt 1050 wird eine Gewichtsfunktion je
bzw. für jede Fahrzeuggeschwindigkeitsregion auf der Grundlage
der in den vorgenannten Schritt 1054 geschätzten
Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet.
-
Im
Schritt 1052 werden die Fahrzeuggeschwindigkeit und die
Abweichung der Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
jeweils je Fahrzeuggeschwindigkeitsregion geglättet.
-
Im
Schritt 1054 wird dann ein relationaler Ausdruck bzw. eine
Bedingung, der bzw. die je bzw. für jede Fahrzeuggeschwindigkeitsregion
gewichtet ist, unter Verwendung der in dem vorgenannten Schritt 1050 berechneten
Gewichtsfunktion je Fahrzeuggeschwindigkeitsregion, und der Fahrzeuggeschwindigkeit
sowie der Abweichung der Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
je Fahrzeuggeschwindigkeitsregion, die in dem vorgenannten Schritt 1052 geglättet
wurden, gewonnen bzw. erstellt.
-
In
einem nächsten Schritt 1156 werden die Sensordriftgröße
des Querbeschleunigungssensors 14 und die Sensordriftgröße
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 in Übereinstimmung
mit dem in dem vorgenannten Schritt 1054 gebildeten relationalen
Ausdruck geschätzt.
-
Im
nächsten Schritt 1060 werden die geschätzten
Werte der Sensordriftgrößen unter Verwendung der Sensordriftgröße
des Querbeschleunigungssensors 14 und der Sensordriftgröße
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20, die im vorgenannten
Schritt 1058 geschätzt wurden, für die
jeweiligen Sensordriftgrößen des Querbeschleunigungssensor 14 und
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 aktualisiert,
und zwar lediglich dann, wenn die Absolutwerte der Lagewinkel-Schätzwerte
durch das Aktualisieren klein bzw. kleiner werden.
-
Im
nächsten Schritt 1062 wird die Quergeschwindigkeit
durch Integrieren der Ableitungsgröße der Quergeschwindigkeit,
berechnet im vorgenannten Schritt 1056, geschätzt
und es kehrt die Routine zu dem vorgenannten Schritt 1050 zurück.
-
Nachfolgend
werden Schätzergebnisse von Lagewinkeln beschrieben, die
erhalten werden, wenn die Sensordriftgrößen-Schätzmethode
gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
eingesetzt wird. Wenn ein Driftfehler auf das Sensorsignal des Querbeschleunigungssensors
ausgeübt wird oder einwirkt, werden Lagewinkel-Schätzergebnisse
erhalten, wie sie in den 34A, 34B dargestellt sind, und es werden zu diesem Zeitpunkt
Schätzergebnisse für die Sensordriftgrößen
erzielt, wie sie beispielsweise in 35 dargestellt
sind. Hierbei wird die Technik bzw. Methode des vorstehend genannten
ersten Ausführungsbeispiels im Hinblick auf die jeweiligen
Sensordriftbeträge oder Sensordriftgrößen
des Vertikalbeschleunigungssensors, des Längsbeschleunigungssensors
und des Rollwinkelgeschwindigkeitssensors eingesetzt. Es ist verständlich,
dass die Sensordriftgröße des Querbeschleunigungssensors
in Übereinstimmung mit den Sensordriftgrößenschätzverfahren
gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
geschätzt werden kann.
-
Wenn
ferner ein Driftfehler auf das Sensorsignal des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors
einwirkt oder ausgeübt wird, werden Lagewinkel-Schätzergebnisse
erhalten, wie sie etwa in den 36A, 36B dargestellt sind und es werden zu diesem Zeitpunkt
Schätzergebnisse von Sensordriftgrößen
erzielt, wie sie etwa in 37 dargestellt
sind.
-
Wenn
das Sensordriftgrößen-Schätzverfahren
gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
benutzt wird, kann verständlicher Weise eine geeignete
Schätzung auch im Hinblick auf die Sensordriftgröße
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors ausgeführt werden.
-
In Übereinstimmung
mit der sich auf das elfte Ausführungsbeispiel beziehenden
Quergeschwindigkeits-Schätzeinrichtung können,
wie zuvor beschrieben, die Sensordriftgrößen der
Sensoren, die jeweils die Querbeschleunigung bzw. die Gierwinkelgeschwindigkeit
erfassen, unter Verwendung eines relationalen Ausdrucks, der für
jede von deren Fahrzeuggeschwindigkeitsregionen gewichtet ist und
der die Beziehung zwischen der Abweichung der Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit, der Fahrzeuggeschwindigkeit
und der Sensordriftgröße ausdrückt, genau
geschätzt werden.
-
Ferner
kann die Schätzgenauigkeit der Sensordriftgrößen
verbessert werden, indem eine Gewichtsfunktion je Fahrzeuggeschwindigkeitsregion
in Abhängigkeit davon berechnet wird, ob eine erhaltene
Fahrzeuggeschwindigkeit enthalten ist oder nicht.
-
Bei
dem vorstehend beschriebenen zehnten Ausführungsbeispiel
und elften Ausführungsbeispiel sind als Beispiel Fälle
beschrieben, bei denen ein intern berechneter Wert des Quergeschwindigkeitsbeobachters als
abgeleitete Größe bzw. Ableitungsgröße
der Quergeschwindigkeit verwendet wird. Jedoch ist die vorliegende
Erfindung nicht hierauf beschränkt. Ein Wert, der durch
Multiplizieren der Fahrzeuggeschwindigkeit mit der Ableitungsgröße
des Schlupfwinkels, der in einem Schlupfwinkel-Schätzalgorithmus
berechnet ist, oder ein Wert, der durch Multiplizieren der Fahrzeuggeschwindigkeit
mit einem Wert berechnet ist, der durch Differenzieren des Schlupfwinkel-Schätzwerts
erhalten ist, kann als die Ableitungsgröße Fahrzeuggeschwindigkeit
benutzt werden.
-
Im
Folgenden wird ein zwölftes Ausführungsbeispiel
beschrieben. Hierbei sind Abschnitte, die gleichartig wie beim ersten
Ausführungsbeispiel und beim zehnten Ausführungsbeispiel
aufgebaut sind, mit den gleichen Bezugszahlen versehen und werden
nicht nochmals beschrieben. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird die vorliegende Erfindung auf eine Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung
angewendet, die einen Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel schätzt.
-
In
dem zwölften Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich gegenüber dem elften Ausführungsbeispiel
im Wesentlichen der Aspekt, dass der Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel
geschätzt wird.
-
Wie
in 38 dargestellt ist, weist eine mit dem zwölften
Ausführungsbeispiel zusammenhängende Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung 1210 den
Querbeschleunigungssensor 14, den Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 und
die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022 auf.
-
Der
Querbeschleunigungssensor 14 und der Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 sind
mit der Driftgrößenkorrektureinrichtung 1032 verbunden.
Die Driftgrößenkorrektureinrichtung 1032 ist
mit einer Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1238 verbunden.
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Die
Driftgrößenkorrektureinrichtung 32 bzw. 1032 und
die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022 sind
mit einem Schlupfwinkelbeobachter bzw. Schlupfwinkelmonitor 1234 verbunden,
der den Fahrzeugkörper-Schlupfwinkel schätzt.
Der Querbeschleunigungssensor 14, der Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20,
die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 22 und
der Schlupfwinkelbeobachter 1034 sind mit einer Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 1236 verbunden,
die die Ableitungsgröße oder den abgeleiteten
Wert des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels, erhalten anhand
von Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung, berechnet.
-
Die
Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022,
der Schlupfwinkelbeobachter 1234 und die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 1236 sind
mit der Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1238 verbunden,
die die jeweiligen Sensordriftgrößen des Querbeschleunigungssensors 14 und
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 schätzt.
-
Die
Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022,
die Driftgrößenkorrektur 1032, der Schlupfwinkelbeobachter 1234,
die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 1236 und
die Driftgrößenschätzeinrichtung 1238 können
durch einen oder mehrere Computer oder durch eine oder mehrere elektronische
Schaltungen gebildet sein, die die Funktionen der jeweiligen Einrichtungen
implementieren.
-
Der
Schlupfwinkelbeobachter 1234 berechnet die Ableitungsgröße
der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit in Übereinstimmung
mit einer Gleichung, die gleichartig ist, wie die Gleichung zur
Bestimmung der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit in der
vorgenannten Gleichung (29-5), auf der Basis des Sensorsignals (Gy – Gydr)
des Gierbeschleunigungssensors 14 und des Sensorsignals
(R – Rdr) des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20,
die durch die Driftgrößenkorrektureinrichtung 1032 korrigiert
wurden, und der durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022 geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit
Vso. Der Schlupfwinkelbeobachter 1234 dividiert
die berechnete Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
durch die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit und berechnet
die Ableitungsgröße des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels.
Der Schlupfwinkelbeobachter 1234 integriert die berechnete
Ableitungsgröße des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels
und berechnet einen geschätzten Wert des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels.
-
Nachfolgend
werden die Grundlagen des Schätzens der Sensordriftbeträge
bzw. Sensordriftgrößen des Querbeschleunigungssensors 14 und
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 beschrieben. Zunächst wird
die Abweichung E zwischen der Ableitungsgröße
des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels des Schlupfwinkelbeobachters
und der Ableitungsgröße des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels
gemäß Bewegungsgleichungen durch die nachfolgende
Gleichung (160) berechnet.
-
[Formel 92]
-
-
Hierbei
bezeichnet dβ die Ableitungsgröße bzw.
den abgeleiteten Wert des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels,
berechnet durch den Schlupfwinkelbeobachter 1234 (ein intern
berechneter Wert des Schlupfwinkel-Schätzalgorithmus),
und dβm die Ableitungsgröße
des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels, berechnet mittels Bewegungsgleichungen.
Gy ist der durch den Querbeschleunigungssensor 14 erfasste
Wert, und R ist der durch den Winkelgeschwindigkeitssensor 20 detektierte
Wert. U bezeichnet die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit,
g die Gravitationsbeschleunigung bzw. Erdbeschleunigung, θ den
geschätzten Wert des Nickwinkels und Φ den geschätzten
Wert des Rollwinkels.
-
Die
Charakteristik der Abweichung ERdr zwischen
der Ableitungsgröße des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels,
berechnet durch den Schlupfwinkelbeobachter, und der Ableitungsgröße
des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels, berechnet anhand der
Bewegungsgleichungen, mit Bezug zu der einwirkenden bzw. ausgeübten
Drift Rdr der Gierwinkelgeschwindigkeit
ist durch die nachfolgende Gleichung (161) ausgehend von der vorstehenden
Gleichung (129) ausgedrückt.
-
[Formel 93]
-
-
Die
Charakteristik oder Kennlinie der Abweichung E
Gydr zwischen
der Ableitungsgröße des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels,
berechnet durch den Schlupfwinkelbeobachter, und der Ableitungsgröße
des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels, berechnet anhand der
Bewegungsgleichungen, mit Bezug zu der einwirkenden Drift G
ydr der Querbeschleunigung ist durch die
nachfolgende Gleichung (162) ausgedrückt. [Formel
94]
-
Aufgrund
der vorstehenden Gleichung (161), Gleichung (162) lässt
sich anhand der Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit U
und der Abweichung E nach der Störungsbeseitigung überlegen,
dass der Driftfehler des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors, dessen
Auswirkungen auf die Abweichung E nicht von der Fahrzeuggeschwindigkeit
U abhängen, und der Driftfehler des Querbeschleunigungssensors,
dessen Auswirkungen auf die Abweichung E umgekehrt proportional
zu der Fahrzeuggeschwindigkeit U sind, separiert werden können,
indem die Störungskomponente der Abweichung E beseitigt
wird.
-
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden daher die Sensordriftbeträge
gemäß der nachfolgenden Beschreibung geschätzt.
Unter der Annahme, dass die gleichförmigen Driftfehler
Gydr, Rdr den Sensorsignalen
Gy, R des Querbeschleunigungssensors 14 und
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 überlagert
sind, wird zunächst die Bewegungsgleichung für
die laterale Richtung bzw. Querrichtung durch die vorgenannte Gleichung
(33) ausgedruckt. Weiterhin wird die Ableitungsgröße
der Quergeschwindigkeit, erhalten anhand der Bewegungsgleichungen,
durch die vorgenannte Gleichung (41) ausgedrückt.
-
Unter
der Annahme, dass der Wert, der durch Dividieren der Ableitungsgröße
der Giergeschwindigkeit auf der linken Seite der vorstehenden Gleichung
(33) durch die Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten wird, mit dβ übereinstimmt,
der ein intern berechneter Wert des Beobachters ist, wird die nachfolgende
Gleichung (163) erhalten. [Formel
95]
-
Weiterhin
lässt sich ausgehend von der vorgenannten Gleichung (163)
die folgende Gleichung (164) beschreiben oder gewinnen. [Formel
96]
wobei
-
Es
sei angemerkt, dass Gydrmax, Rdrmax die
oberen Grenzwerte der Sensordriftgrößen des Querbeschleunigungssensors 14 bzw.
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 bezeichnen. Mit
dem Ziel der Störungsbeseitigung oder -unterdrückung
benutzen hierbei die jeweiligen Werte (Sensorwerte, geschätzte
Werte oder Größen) in der vorgenannten Gleichung
(164) Durchschnittswerte einer gleichförmigen Zeitsektion
bzw. für die gleiche Zeitdauer oder mit gleicher Zeitbasis.
-
Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Beziehung
zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Abweichung E der Ableitungsgröße
des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels nach der Glättung,
wie zuvor beschrieben, in den Algorithmen widergespiegelt, die die
Anfangswertfestlegung bzw. das Festlegen der anfänglichen
Werte oder Initialwerte und eine Glättungsberechnung ausführen,
die nachstehend beschrieben werden, und es werden die Sensordriftbeträge
des Querbeschleunigungssensors und des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors
geschätzt.
-
Zur
Beseitigung von Störungen in der Abweichung E der Ableitungsgröße
des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels und zum Ausdrücken
bzw. Wiedergeben der Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit
und der Abweichung der Ableitungsgröße des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels
wird ein Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich jeweils in gleichförmige
Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. gleiche Fahrzeuggeschwindigkeitsabschnitte
U0 unterteilt und es werden mehrere Fahrzeuggeschwindigkeitsregionen
festgelegt. Jedes Mal, wenn Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und die
Abweichung E der Ableitungsgröße des Schlupfwinkels
erhalten werden, wird die nachfolgende Verarbeitung bezüglich
der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und der Abweichung E der Ableitungsgröße
des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels ausgeführt.
-
Zunächst
wird der mittlere Wert oder Durchschnittswert der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten
und der mittlere Wert oder Durchschnittswert der Abweichung E der
Ableitungsgröße des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels
für jede Fahrzeuggeschwindigkeitsregion mit gleichförmiger
Zeit bzw. gleicher Zeitdauer To Minuten,
in denen die Fahrzeuggeschwindigkeit in der Fahrzeugsgeschwindigkeitsregion
enthalten ist, auf initiale Werte bzw. Anfangswerte gesetzt oder
festgelegt.
-
Für
eine Fahrzeuggeschwindigkeitsregion, die eine erhaltene Fahrzeuggeschwindigkeit
enthält, wenn die Anfangswerte festgelegt sind, wird eine
Glättungsberechnung in Übereinstimmung mit Gleichungen,
die gleichartig sind wie die vorher genannten Gleichungen (138),
(139), für jede Abtastzeit τ ausgeführt.
-
Wenn
sich die Fahrzeuggeschwindigkeit ändert und die erhaltene
Fahrzeuggeschwindigkeit in einer anderen Fahrzeuggeschwindigkeitsregion
enthalten ist, wird hierbei für die Fahrzeuggeschwindigkeitsregionen,
in denen die erhaltene Fahrzeuggeschwindigkeit nicht enthalten ist,
die Glättungsberechnung mittels Gleichungen, die gleichartig
sind die vorgenannten Gleichungen (138), (139), nicht ausgeführt.
-
Ferner
werden die Gewichtsfunktionen definiert, die durch die vorgenannte
Gleichung (140) bis Gleichung (143) ausgedrückt sind und
die sich für jede Fahrzeuggeschwindigkeitsregion in Übereinstimmung
mit der Anzahl von Daten bzw. Häufigkeit, mit der die Fahrzeuggeschwindigkeit
in der Fahrzeuggeschwindigkeitsregion enthalten ist, vergrößern,
und sich in Übereinstimmung mit der verstrichenen Zeit
verringern, die seit dem Austreten der erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeit
aus der Fahrzeuggeschwindigkeitsregion verstrichen ist.
-
Ferner
enthält die Glättungsberechnung in Übereinstimmung
mit Gleichungen, die gleichartig sind wie die vorstehenden Gleichungen
(138), (139), auch Zustände, in denen die Nummer bzw. Anzahl
von Datenpunkten klein ist, und kann durch Gleichungen beschrieben
werden, die gleichartig sind wie die vorgenannten Gleichungen (144)
bis (152).
-
Als
nächstes wird die Beziehung zwischen U
k(i)
und E
k(i), die die gemäß den
vorgenannten Gleichungen (140) bis (143) berechneten Gewichtsfunktionen
berücksichtigen, als eine Matrix, wie gemäß der
nachfolgenden Gleichung (167), zusammen mit den vorstehend beschriebenen
Beziehung gemäß Gleichung (164), ausgedrückt.
Die folgende Gleichung (167) drückt hierbei in Form einer
Matrix einen relationalen Ausdruck aus, der je Fahrzeuggeschwindigkeitsregion
gewichtet ist und der die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit,
den Sensordriftgrößen und der Abweichung der Ableitungsgröße
des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels beschreibt. [Formel
97]
wobei
-
Es
sei angemerkt, dass Wk tilde durch die vorstehende
Gleichung (156) ausgedrückt ist.
-
Durch
Lösen der vorgenannten Gleichung (167) kann die folgende
Gleichung (170) gewonnen werden, und es werden die Sensordriftgrößen
in Übereinstimmung mit der nachfolgenden Gleichung (170)
geschätzt. [Formel
98]
-
Zur
Erzielung einer Stabilisierung der Berechnung und zur Unterdrückung
einer Zunahme in den Lagewinkel-Schätzwerten im Hinblick
auf die Berechnungsergebnisse gemäß der vorgenannten
Gleichung (170), wird eine Glättung in Übereinstimmung
mit den vorgenannten Gleichungen (158), (159) unter Heranziehung der
Lagewinkel-Schätzwerte und der Werte der vorhergehenden
Zeit bzw. des vorhergehenden Zyklus ausgeführt. Es ist
anzumerken, dass es ausreichend ist, den Schätzwert bzw.
geschätzten Wert Φ des Rollwinkels durch eine
Methode bzw. ein Verfahren gleichartig wie beim ersten Ausführungsbeispiel
zu schätzen.
-
Die
Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 1236 berechnet
die Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
in Übereinstimmung mit der vorgenannten Gleichung (41)
unter Verwendung der durch den Querbeschleunigungssensor 14 erfassten
Querbeschleunigung Gy, der durch den Gierwinkelgeschwindigkeitssensor 20 erfassten
Gierwinkelgeschwindigkeit R und der durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022 geschätzten
Fahrzeuggeschwindigkeit Vso, und dividiert
die Ableitungsgröße der Fahrzeugkörper-Quergeschwindigkeit
durch die Fahrzeuggeschwindigkeit Vso, und
berechnet die Ableitungsgröße bzw. den Ableitungswert
des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels. Hierbei ist anzumerken, dass
es ausreichend ist, den geschätzten Wert Φ des
Rollwinkels und den geschätzten Wert θ des Nickwinkels in
der vorstehenden Gleichung (41) mittels einer Methode gleichartig
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel zu schätzen.
-
Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1238 berechnet
eine Gewichtsfunktion für jede Fahrzeuggeschwindigkeitsregion
in Übereinstimmung mit den vorgenannten Gleichungen (140)
bis (143) auf der Grundlage der durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022 geschätzten
Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1238 berechnet
ferner die Abweichung zwischen der Ableitungsgröße
des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels, berechnet durch den
Schlupfwinkelbeobachter 1234, und der Ableitungsgröße
des Fahrzeugköper-Schlupfwinkels, berechnet durch die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 1236.
Die Driftgrößenberechnungseinrichtung 1238 führt
eine Glättungsberechnung im Hinblick auf die Fahrzeuggeschwindigkeit
und die Abweichung der Ableitungsgröße des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels
für jede Fahrzeuggeschwindigkeitsregion in Übereinstimmung
mit Gleichungen aus, die gleichartig sind wie die vorstehenden Gleichungen
(144) bis (152).
-
Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1238 korrigiert
die Gewichtsfunktionen der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeitsregionen,
wie dies in der vorstehenden Gleichung (156) veranschaulicht ist,
und bildet einen relationalen Ausdruck, der je Fahrzeuggeschwindigkeitsregion
gewichtet ist und der die Beziehung zwischen der Abweichung der
Ableitungsgröße des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels
und der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Sensordriftgrößen
ausdrückt, wie dies in der vorstehenden Gleichung (170)
veranschaulicht ist. In Übereinstimmung mit der vorstehend
gebildeten oder abgeleiteten Gleichung (170) schätzt die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1238 die
jeweiligen Sensordriftgrößen des Querbeschleunigungssensors 14 und
des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20.
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Bei
dem vorgenannten zwölften Ausführungsbeispiel
kann eine Informationsverarbeitung mittels eines Programms, das
einen Computer dazu veranlasst, als die jeweiligen Einrichtungen
zu funktionieren, d. h. als die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung 1022,
die Driftgrößenkorrektureinrichtung 1032,
den Schlupfwinkelbeobachter 1234, die Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung 1236 und
die Driftgrößen-Schätzeinrichtung 1238,
durch Prozesse realisiert bzw. implementiert sein, die ähnlich oder
gleichartig sind wie die Quergeschwindigkeits-Schätzverarbeitungsroutine,
die in dem Ablaufdiagramm gemäß 33 dargestellt ist.
-
Wie
vorstehend beschrieben, können in Übereinstimmung
mit der Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung gemäß dem
zwölften Ausführungsbeispiel die Driftgrößen
der Sensoren, die jeweils die Querbeschleunigung bzw. die Gierwinkelgeschwindigkeit
detektieren, stabil und unabhängig von dem Zustand der
Fahrzeugbewegung geschätzt werden, indem die Sensordriftgrößen
der Sensoren, die jeweils die Querbeschleunigung bzw. die Gierwinkelgeschwindigkeit
detektieren, unter Verwendung der Beziehung zwischen der Ableitungsgröße des
Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels, der zur Schätzung
des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels berechnet wurde, und
der Ableitungsgröße des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels,
die anhand der Bewegungsgleichungen für die Fahrzeugbewegung
erhalten wurden, geschätzt werden.
-
Ferner
können die Sensordriftgrößen der Sensoren,
die jeweils die Querbeschleunigung bzw. die Gierwinkelgeschwindigkeit
detektieren, exakt unter Heranziehung eines relationalen Ausdrucks
geschätzt werden, der für jede aus der Mehrzahl
von Fahrzeuggeschwindigkeitsregionen gewichtet ist und der die Beziehung
zwischen der Abweichung der Ableitungsgrößen des
Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels, der Fahrzeuggeschwindigkeit
und der Sensordriftbeträge beschreibt.
-
Weiterhin
können die Sensordriftbeträge des Querbeschleunigungssensors
und des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors akkurat unter Fokussierung
auf den Punkt bzw. Aspekt geschätzt werden, dass der Beitrag
des Driftfehlers der Gierwinkelgeschwindigkeit zu der Ableitungsgröße
des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels nicht in Beziehung mit
der Fahrzeuggeschwindigkeit steht bzw. unabhängig von dieser
ist, wohingegen der Beitrag des Driftfehlers der Querbeschleunigung
zu der Ableitungsgröße des Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels
umgekehrt proportional zu der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, und indem
die Beziehung zwischen der Ableitungsgröße des
Fahrzeugkörper-Schlupfwinkels und dem Driftfehler per bzw.
je Fahrzeuggeschwindigkeitsregion arrangiert bzw. zugeordnet wird.
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Es
sei angemerkt, dass die vorstehend beschriebenen zehnten bis zwölften
Ausführungsbeispiele als Beispiele Fälle beschreiben,
in denen die Fahrzeuggeschwindigkeit anhand der jeweiligen Radgeschwindigkeiten
bzw. Raddrehzahlen geschätzt wird, jedoch ist die vorliegende
Erfindung nicht hierauf beschränkt, und es kann die Fahrzeuggeschwindigkeit
auch unter Verwendung eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors detektiert
werden.
-
Nachfolgend
wird ein dreizehntes Ausführungsbeispiel beschrieben. Da
der Aufbau einer mit dem dreizehnten Ausführungsbeispiel
zusammenhängenden Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung
ein ähnlicher bzw. gleichartiger Aufbau wie bei dem neunten
Ausführungsbeispiel ist, ist anzumerken, dass die gleichen Bezugszahlen
zugeordnet sind und deren Beschreibung entfällt.
-
In
dem dreizehnten Ausführungsbeispiel ist gegenüber
dem neunten Ausführungsbeispiel hauptsächlich
der Aspekt unterschiedlich, dass die Sensordriftgrößen
aktualisiert werden, indem die Lerngeschwindigkeit in einem Fall,
in dem die Sensordriftgrößen in einer Richtung,
in der die Absolutwerte des geschätzten Rollwinkels und
Nickwinkels klein werden, und in einem Fall umgeschaltet werden,
indem die Sensordriftgrößen in einer Richtung
aktualisiert werden, in der die Absolutwerte des geschätzten
Rollwinkels und Nickwinkels groß werden.
-
Die
Grundzüge des Schätzens der Sensordriftgrößen
werden nun beschrieben.
-
Bei
einem Fahrzustand, bei dem Lagewinkel mit einer langen Zeitdauer
auf einer schrägen Straße oder dergleichen ausgegeben
bzw. eingenommen werden, ist es wünschenswert, die Anpassungszeit,
bis die Ausgangsgrößen der geschätzten
Lagewinkelwerte sich allmählich 0 annähern, lang
fest gelegt wird. Daher konzentriert sich das vorliegende Ausführungsbeispiel
auf den Punkt, dass die Lerngeschwindigkeit der Driftschätzung
gesteuert werden kann, indem der Vergessensfaktor bei dem Aktualisieren
der Driftbeträge gesetzt bzw. festgelegt wird, und schlägt
einen Algorithmus der Lagewinkeladaption vor. Genauer gesagt wird
dann, wenn sich die geschätzten Werte der Sensordriftgrößen
in einer Richtung der Vergrößerung der Absolutwerte der
Lagewinkel ändern, das Lernen nicht abgebrochen (oder fortgesetzt)
wird, und ein Vergessensfaktor benutzt wird, der auf einen großen
Wert eingestellt ist.
-
Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung
938 berechnet
hierbei den geschätzten Wert G
ydr(i
+ 1) tilde des Driftfehlers der Querbeschleunigung anhand des geschätzten
Werts Φ des Rollwinkels seitens des Lagewinkelbeobachters
24 und
des vorhergehenden G
ydr(i) tilde des Driftfehler-Lernwerts
sowie des neu berechneten Werts G
ydr, wobei
die vorstehende Gleichung (125) durch die folgende Gleichung (171)
ersetzt wird. [Formel
99]
-
Hierbei
bezeichnen λ2, λ3 Vergessensfaktoren, die zur Glättung
der geschätzten Werte eingeführt werden, wobei λ2 < λ3 ist. Wie in der vorstehenden Gleichung
(171) gezeigt ist, kann, wenn der geschätzte Wert Φ des
Rollwinkels positiv ist und wenn der geschätzte Wert Gydr des Driftfehlers, der neu berechnet ist,
größer ist als der vorhergehende Wert Gydr(i) tilde, der Absolutwert des geschätzten
Werts des Rollwinkels klein gemacht werden, indem der Driftfehler
aktualisiert wird und daher der Driftfehler-Lernwert unter Verwendung
des Vergessensfaktors λ2 aktualisiert
wird. Wenn der geschätzte Wert Φ des Rollwinkels
negativ ist, kann, falls der geschätzte Wert Gydr des
Driftfehlers, der neu berechnet ist, kleiner ist als der vorhergehende
Wert Gydr(i) tilde, der Absolutwert des
geschätzten Werts des Rollwinkels klein gemacht werden,
indem der Driftfehler aktualisiert wird, und daher der Driftfehler-Lernwert
unter Verwendung des Vergessensfaktors λ2 aktualisiert
wird. Wenn der geschätzte Wert Φ des Rollwinkels
positiv ist, wird, falls der geschätzte Wert Gydr des
Driftfehlers, der neu berechnet ist, kleiner ist als der vorhergehende
Wert Gydr(i) tilde, der Absolutwert des
geschätzten Werts des Rollwinkels durch Aktualisieren des
Driftfehlers groß, und es wird daher der Driftfehler-Lernwert
unter Verwendung des großen Vergessensfaktors λ3aktualisiert. Wenn der Schätzwert Φ des
Rollwinkels negativ ist, wird, falls der geschätzte Wert
Gydr des Driftfehlers, der neu berechnet
ist, größer ist als der vorhergehende Wert Gydr(i) tilde, der Absolutwert des geschätzten
Werts des Rollwinkels durch Aktualisieren des Driftfehlers groß,
und es wird daher der Driftfehler-Lernwert unter Verwendung des
großen Vergessensfaktors λ3 aktualisiert.
Es ist anzumerken, dass ein Aktualisieren unter Verwendung des großen
Vergessensfaktors dem Verkleinern oder Verringern des Ausmaßes
des Effekts des geschätzten Werts des Driftfehlers, der
neu berechnet ist, bei dem Aktualisieren des Driftfehlers entspricht.
-
Weiterhin
berechnet die Driftgrößenschätzeinrichtung
938 einen
Driftfehler-Schätzwert R
dr(i +
1) tilde der Gierwinkelgeschwindigkeit anhand des Rollwinkel-Schätzwerts Φ seitens
des Lagewinkelbeobachters
24 und des vorhergehenden Werts
R
dr(i) tilde des Driftfehler-Lernwerts und
des neu berechneten Wert R
dr, indem die
vorstehende Gleichung (126) durch die nachfolgende Gleichung (172)
ersetzt wird. [Formel
100]
-
Wie
in der vorstehenden Gleichung (172) gezeigt ist, kann, wenn der
Schätzwert Φ des Rollwinkels positiv ist, und
falls der geschätzte Wert Rdr des
Driftfehlers, der neu berechnet ist, kleiner ist als der vorhergehende
Wert Rdr(i) tilde, der Absolutwert des geschätzten
Werts des Rollwinkels klein gemacht werden, indem der Driftfehler
aktualisiert wird, und es wird daher der Driftfehler-Lernwert unter
Verwendung des Vergessensfaktors λ2 aktualisiert.
Wenn der geschätzte Wert Φ des Rollwinkels negativ
ist, und falls der geschätzte Wert Rdr des
Driftfehlers, der neu berechnet ist, größer ist
als der vorhergehende Wert Rdr(i) tilde,
kann der Absolutwert des geschätzten Werts des Rollwinkels
klein gemacht werden, indem der Driftfehler aktualisiert wird, und es
wird daher der Driftfehler-Lernwert unter Verwendung des Vergessensfaktors λ2 aktualisiert. Wenn ferner der Schätzwert Φ des
Rollwinkels positiv ist, und falls der geschätzte Wert
Rdr des Driftfehlers, der neu berechnet
ist, größer ist als der vorhergehende Wert Rdr(i) tilde, wird der Absolutwert des geschätzten
Werts des Rollwinkels durch das Aktualisieren des Driftfehlers groß,
und es wird deshalb der Driftfehler-Lernwert unter Verwendung des
großen Vergessensfaktors λ3 aktualisiert.
Wenn der geschätzte Wert Φ des Rollwinkels negativ ist
und falls der geschätzte Wert Rdr des
Driftfehlers, der neu berechnet ist, kleiner ist als der vorhergehende Wert
Rdr(i) tilde, wird der Absolutwert des geschätzten
Werts des Rollwinkels durch das Aktualisieren des Driftfehlers groß,
und es wird demzufolge der Driftfehler-Lernwert unter Verwendung
des großen Vergessensfaktors λ3 aktualisiert.
-
Weiterhin
berechnet die Driftgrößen-Schätzeinrichtung
938 den
Driftfehler-Schätzwert G
xdr(i +
1) tilde der Längsbeschleunigung anhand des Nickwinkel-Schätzwerts θ vom
Lagewinkelbeobachter
24, und des vorhergehenden Werts G
xdr(i) tilde des Driftfehler-Lernwerts und
des neu berechneten Werts G
xdr, wozu die
vorstehende Gleichung (127) durch die folgende Gleichung (173) ersetzt
wird. [Formel
101]
-
Wie
in der vorstehenden Gleichung (173) gezeigt ist, kann, wenn der
geschätzte Wert θ des Nickwinkels positiv ist
und wenn der geschätzte Wert Gxdr des
Driftfehlers, der neu berechnet ist, kleiner ist als der vorhergehende
Wert Gxdr(i) tilde, der Absolutwert des
geschätzten Werts des Nickwinkels klein gemacht werden, indem
der Driftfehler aktualisiert wird, und es wird daher der Driftfehler-Lernwert
unter Verwendung des Vergessensfaktors λ2 aktualisiert.
Wenn ferner der Schätzwert θ des Nickwinkels negativ
ist und falls der geschätzte Wert Gxdr des
Driftfehlers, der neu berechnet ist, größer ist
als der vorhergehende Wert Gxdr(i) tilde,
kann der Absolutwert des geschätzten Werts des Nickwinkels
klein gemacht werden, indem der Driftfehler aktualisiert wird, und
es wird daher der Driftfehler-Lernwert unter Verwendung des Vergessensfaktors λ2 aktualisiert. Wenn der geschätzte
Wert θ des Nickwinkels positiv ist, und falls der geschätzte
Wert Gxdr des Driftfehlers, der neu berechnet
ist, größer ist als der vorhergehende Wert Gxdr(i) tilde, wird der Absolutwert des geschätzten
Werts des Nickwinkels durch das Aktualisieren des Driftfehlers groß,
und es wird deshalb der Driftfehler-Lernwert unter Verwendung des
großen Vergessensfaktors λ3 aktualisiert.
Wenn der geschätzte Wert θ des Nickwinkels negativ
ist, und falls der geschätzte Wert Gxdr des
Driftfehlers, der neu berechnet ist, kleiner ist als der vorhergehende
Wert Gxdr(i) tilde, wird der Absolutwert
des geschätzten Werts des Nickwinkels durch das Aktualisieren
des Driftfehler klein, und es wird daher der Driftfehler-Lernwert
unter Verwendung des großen Vergessensfaktors λ3 aktualisiert.
-
Die
Driftgrößen-Schätzeinrichtung 938 aktualisiert
die Sensordriftgröße des Längsbeschleunigungssensors 12,
die Sensordriftgröße des Querbeschleunigungssensors 14 und
die Sensordriftgröße des Gierwinkelgeschwindigkeitssensors 20 in Übereinstimmung
mit den vorstehenden Gleichungen (125) bis (127) unter Verwendung
der geschätzten Werte der Sensordriftgrößen,
die als die Ergebnisse der Berechnung gemäß der vorstehenden
Gleichung (73) erhalten sind.
-
Da
die anderen Strukturen und Operationen bzw. Arbeitsvorgänge
der Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung gemäß dem
dreizehnten Ausführungsbeispiel gleichartig sind wie bei
dem neunten Ausführungsbeispiel, entfällt deren
Beschreibung.
-
Nachfolgend
werden Schätzergebnisse bezüglich der Sensordriftgrößen
und Schätzergebnisse bezüglich der Lagewinkel
bei Verwendung der Sensordriftgrößen-Schätzmethode
gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
beschrieben. Zur Bestätigung der Effekte der Sensordriftgrößen-Schätzmethode
werden hierbei der Rollwinkel und die Sensordriftgrößen
zum Zeitpunkt des Reisens bzw. des Fahrens auf einer schrägen Straße
in einem Zustand geschätzt, bei dem keine Driftfehler ausgeübt
wurden oder einwirkten. In diesem Fall werden Schätzergebnisse
erzielt, wie sie in den 39A, 39B dargestellt sind. Es ist erkennbar, dass sowohl
der Schätzwert des Rollwinkels als auch die Sensordriftgrößen
nahe zu ihren wahren Werten gelangen, und dass die Anpassung für
die Stabilisierung der Lagewinkelausgabe sanft arbeitet.
-
Weiterhin
wurden der Rollwinkel und die Sensordriftgrößen
beim Fahren oder Bewegen auf einer schrägen bzw. abschüssigen
Straße in einem Zustand geschätzt, bei dem ein
Driftfehler von 4 Grad/s auf die Gierwinkelgeschwindigkeit ausgeübt
wurde. In diesem Fall wurden Schätzergebnisse erzielt,
wie sie in 40A und 40B gezeigt
sind. Es wurden Rollwinkel-Schätzwerte erreicht, die nahe
bei ihren wahren Werten lagen. Auf der anderen Seite waren die Schätzwerte
der Sensordriftgröße der Gierwinkelgeschwindigkeit
im Vergleich mit den wahren Werten klein, und es wurden stattdessen
die geschätzten Werte der Sensordriftgröße
der Querbeschleunigung in der negativen Richtung bzw. mit negativem
Vorzeichen ausgegeben. Es ist zu vermuten, dass von den Daten der
Fahrzeuggeschwindigkeitsregionen der experimentellen Bedingungen
die Driftschätzung der Gierwinkelgeschwindigkeit und der
Querbeschleunigung nicht präzise verteilt waren und hauptsächlich
für die Querbeschleunigung ausgegeben wurden.
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Wie
vorstehend beschrieben, kann in Übereinstimmung mit der
Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung gemäß dem
dreizehnten Ausführungsbeispiel dadurch, dass der Vergessensfaktor
bei der Aktualisierung der Sensordriftgrößen in
einem Fall, bei dem die Absolutwerte der Schätzwerte des
Rollwinkels und des Nickwinkels klein werden, und in einem Fall,
bei dem sie aufgrund der Aktualisierung der Sensordriftgrößen groß werden,
umgeschaltet wird, eine Vergrößerung der Absolutwerte
der Schätzwerte des Rollwinkels und des Nickwinkels unterdrückt
werden, und es können die Lerngeschwindigkeiten der Sensordriftgrößen
justiert bzw. angepasst werden, und es können die Lagewinkel
noch genauer geschätzt werden.
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Es
ist anzumerken, dass bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel
als ein Beispiel ein Fall beschrieben ist, bei dem der Vergessensfaktor
bei dem Aktualisieren der Sensordriftgrößen für
die jeweiligen Sensordriftgrößen der Längsbeschleunigung,
der Querbeschleunigung und der Gierwinkelbeschleunigung umgeschaltet
bzw. geändert wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung
hierauf nicht beschränkt. Die Sensordriftgröße
von mindestens einer aus der Längsbeschleunigung, der Querbeschleunigung
und der Gierwinkelgeschwindigkeit kann aktualisiert werden, indem
der Vergessensfaktor bei der Aktualisierung umgeschaltet bzw. geändert
wird, und es können andere Sensordriftgrößen
aktualisiert werden, ohne dass der Vergessensfaktor geschaltet bzw.
geändert wird.
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Benutzungspotential in der
Industrie
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Durch
Anwenden bei einer Fahrzeugbewegungssteuereinrichtung eines Fahrzeugs
kann ein stabiles automatisches Arbeiten realisiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10,
410, 510, 910
- Lagewinkel-Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung
- 12
- Längsbeschleunigungssensor
- 14
- Querbeschleunigungssensor
- 16
- Vertikalbeschleunigungssensor
- 18
- Rollwinkelgeschwindigkeitssensor
- 20
- Gierwinkelgeschwindigkeitssensor
- 22,
32, 222, 522, 1032
- Driftgrößenkorrektureinrichtung
- 24,
224, 424, 524, 624, 824
- Lagewinkelbeobachter
- 26,
36, 226, 336, 526, 826, 1036, 1236
- Bewegungsgleichungsableitungsgrößen-Berechnungseinrichtung
- 28,
38, 338, 528, 938, 1038, 1238
- Driftgrößen-Schätzeinrichtung
- 34,
234, 434, 1234
- Schlupfwinkelbeobachter
- 210,
610, 810
- Lagewinkel-Schätzeinrichtung
- 310,
710, 1210
- Schlupfwinkel-Schätzeinrichtung
- 425,
535, 525
- Lerngeschwindigkeitskompensations-Größenberechnungseinrichtung
- 520
- Nickwinkelgeschwindigkeitssensor
- 1010
- Quergeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
- 1022
- Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzeinrichtung
- 1034
- Quergeschwindigkeitsbeobachter
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Zusammenfassung
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Auf
der Basis eines einem erfassten Wert einer Bewegungszustandsgröße
einer Fahrzeugbewegung entsprechenden Sensorsignals berechnet eine
Stellungs- oder Lagewinkel-Schätzeinrichtung einer Sensordriftgrößen-Schätzeinrichtung
eine Ableitungsgröße eines Lagewinkels mit Bezug
zu einer vertikalen Achse eines Fahrzeugkörpers, integriert
die berechnete Ableitungsgröße des Lagewinkels,
und schätzt den Lagewinkel. Auf der Basis des Sensorsignals
und des durch die Lagewinkel-Schätzeinrichtung geschätzten
Lagewinkels berechnet eine Berechnungseinrichtung eine Ableitungsgröße
des anhand von Bewegungsgleichungen für eine Fahrzeugbewegung
erhaltenen Lagewinkels. Eine Driftgrößen-Schätzeinrichtung
schätzt eine Sensordriftgröße des Sensorsignals
unter Verwendung einer Beziehung, gemäß der bei
Berücksichtigung einer Sensordriftgröße
des Sensorsignals die Ableitungsgröße des durch
die Lagewinkel-Schätzeinrichtung berechneten Lagewinkels
und ein Wert, der eine Sensordriftgröße in der
durch die Berechnungseinrichtung berechneten Ableitungsgröße
des Lagewinkels berücksichtigt, gleich sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 3795498 [0003]
- - JP 7-40043 [0003]