DE19626398A1 - Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche - Google Patents
Detektor für den Zustand einer FahrbahnoberflächeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Detektor für den Zustand
einer Fahrbahnoberfläche, nach dem Oberbegriff des Anspru
ches 1 bzw. 11 bzw. 15. Insbesondere betrifft die vorlie
gende Erfindung einen derartigen Detektor, der auf der
Grundlage von Radbeschleunigungen während einer Fahrt des
Fahrzeuges basiert.
In den letzten Jahren wurden wesentliche Verbesserungen
bei der elektronischen Steuerung von Fahrzeugsantriebsyste
men geschaffen. Beispiele derartiger elektronischer Steue
rungen sind eine Antirutsch- oder Antiblockiersteuerung,
eine elektronische Steuerung der Aufhängung, oder derglei
chen. Aus diesen Steuerarten, wird in zunehmendem Maße eine
Antirutsch- oder Antiblockiersteuerung, welche das Brems
vermögen verbessert, in Geländefahrzeugen eingebaut. Somit
ist die Antirutsch- oder Antiblockiersteuerung auch zur
Verwendung in Geländefahrzeugen auszulegen.
Im Vergleich zu normalen ebenen Straßen haben jedoch
Geländeformationen, in denen sich Geländefahrzeuge des öf
teren bewegen, sehr komplizierte Oberflächenbeschaffenhei
ten und sind beispielsweise ausgesprochen uneben, so daß es
für herkömmliche Antirutsch- oder Antiblockiersteuerungen
nicht einfach ist, mit derartigen Oberflächenbeschaffenhei
ten der "Fahrbahnen" fertig zu werden. Genauer gesagt, es
liegt nach wie vor eine Notwendigkeit vor, den Bremsweg bei
Gelände-Fahrbahnen verkürzen zu können, wo Schotter,
Schmutz oder dergleichen vorhanden sind.
Als eine Maßnahme zur Verbesserung der Bremsleistung
auf schlechten Fahrbahnen, beispielsweise im Gelände oder
dergleichen, schlägt die japanische Patentoffenlegung Sho-
60-596 eine Technologie zur Verkürzung des Bremsweges vor,
bei der eine schlechte Oberflächenbeschaffenheit oder Fahr
bahnbeschaffenheit mittels einer Veränderlichkeits-Analyse
eines Radbeschleunigungssignales erkannt wird und dann eine
Antirutsch- bzw. Antiblockiersteuerung auf der Grundlage
des Ergebnisses einer derartigen Erkennung durchgeführt
wird.
Da jedoch bei dieser bekannten Technologie die aus der
Radbeschleunigung berechnete Veränderlichkeit Komponenten
hinsichtlich der Fahrzeugverzögerung und von Brems-Fluktua
tionen enthält, wird eine Detektion oder Erkennung unebener
Fahrbahnoberflächen mit relativ kleinen unebenen Abschnit
ten, wo sich die Radbeschleunigung innerhalb eines kleinen
Bereiches ändert, schwierig.
Wie in Fig. 19 gezeigt, ergibt sich eine Radverzöge
rung, wenn eine Bremse zum Zeitpunkt t1 gedrückt wird, wäh
rend mit konstanter Geschwindigkeit gefahren wird, bei der
die Radbeschleunigung annähernd 0G ist. Da jedoch eine Kom
ponente der Radverzögerung (d. h. der Fahrzeugverzögerung)
zu der Veränderlichkeit hinzuaddiert wird, wird eine genaue
Erkennung einer Schotterfahrbahn oder dergleichen schwie
rig.
Weiterhin verzögert sich der Beginn der Antirutsch-
oder Antiblockiersteuerung zu einer Zeit t2, nachdem eine
bestimmte Zeit nach dem Drücken der Bremse verstrichen ist,
was zu einer Fluktuation oder Schwankung in der Fahrzeug
radbeschleunigung führt (Bremsen-Fluktuation), so daß eine
genaue Erkennung von Fahrbahnen mit Schotteroberflächen
oder dergleichen wiederum schwierig wird, da die Komponen
ten einer derartigen Fluktuation zu der Veränderlichkeit
hinzuaddiert werden.
Allgemein gesagt oder mit anderen Worten, aufgrund der
soeben beschriebenen Faktoren ist die genaue Detektion oder
Erkennung von Fahrbahnen mit schlechter Oberflächenbeschaf
fenheit, beispielsweise Schotterfahrbahnen oder dergleichen
bei Verwendung der bisher bekannten Technologie schwierig.
Angesichts der soeben geschilderten Probleme des Stan
des der Technik ist es eine wesentliche Aufgabe der vorlie
genden Erfindung, einen Detektor für den Zustand einer
Fahrbahnoberfläche zu schaffen, der die Umstände beim
Bremsvorgang auf schlechten Fahrbahnen, beispielsweise im
Gelände oder dergleichen genau erkennen kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch
die im Anspruch 1 bzw. 11 bzw. 15 angegebenen Merkmale.
Genauer gesagt, gemäß eines ersten Aspektes der vorlie
genden Erfindung wird ein Detektor für den Zustand einer
Fahrbahnoberfläche geschaffen, der aufweist: Radbeschleuni
gungs-Erkennungsvorrichtungen zum Erzeugen eines Radbe
schleunigungssignales, das die Radbeschleunigung eines Ra
des eines Fahrzeuges anzeigt; Hochfrequenzkomponenten-Ex
traktionsvorrichtungen zum Extrahieren von Hochfrequenzkom
ponenten aus dem Radbeschleunigungssignal; Verteilungszu
stands-Erkennungsvorrichtungen zum Bestimmen eines Vertei
lungswertes, der einen Verteilungszustand der Hochfrequenz
komponenten anzeigt; und Fahrbahnoberflächenzustands-Erken
nungsvorrichtungen zum Bestimmen eines Fahrbahnoberflächen
zustandes auf der Grundlage des Verteilungswertes.
Wenn der Zustand der Fahrbahnoberfläche einfach auf der
Grundlage des Verteilungs- oder Streuungswertes der Radbe
schleunigung erkannt wird, neigt die Genauigkeit in der Er
kennung des Zustandes der Fahrbahnoberfläche, die von der
Fahrzeugverzögerung und Komponenten der Bremsenfluktuatio
nen beeinflußt wird, dazu, sich zu verschlechtern. Es sei
hier festzuhalten, daß die Frequenzen der Komponenten der
Fahrzeugverzögerung und Bremsenfluktuationen vergleichswei
se gering im Vergleich mit den Frequenzkomponenten des Zu
standes der Fahrbahnoberfläche sind.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung auf diese Weise nur
die Hochfrequenzkomponenten der Radbeschleunigung extra
hiert und verwendet werden, kann der Zustand der Fahrbahn
oberfläche auf der Grundlage des Streuungswertes der Hoch
frequenzkomponenten genau erkannt werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft
einen Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche,
bei der eine Radbeschleunigungs-Erkennungseinheit ein Rad
beschleunigungssignals auf der Grundlage eines Radgeschwin
digkeitssignals erzeugt, das von einem Geschwindigkeits
bzw. Drehzahlsensor kommt, der mit dem Rad gekoppelt ist.
Gemäß eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfin
dung wird ein Detektor für den Zustand einer Fahrbahnober
fläche geschaffen, bei der die Radbeschleunigungs-Detekti
onseinheit die Radbeschleunigung eines jeden Rades des
Fahrzeuges bestimmt und bei dem eine Detektionseinheit für
den Zustand der Fahrbahnoberfläche für jedes Rad des Fahr
zeuges detektiert oder erkennt.
Somit kann beispielsweise eine Antirutsch- oder Anti
blockiersteuerung korrekt für jedes Rad durchgeführt wer
den, so daß das Fahrzeug optimal steuerbar bleibt.
Gemäß eines weiteren Aspekte s der vorliegenden Erfin
dung wird ein Detektor für den Zustand einer Fahrbahnober
fläche geschaffen, bei dem eine Extraktionseinheit für die
Hochfrequenzkomponente eine Hochpaß-Filtereinheit, eine
Bandpaß-Filtereinheit und eine Differential-Filtereinheit
aufweisen kann, um die Hochfrequenzkomponenten des Radbe
schleunigungssignales zu extrahieren oder auszufiltern.
Gemäß eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfin
dung wird ein Detektor für den Zustand einer Fahrbahnober
fläche geschaffen, bei dem die Extraktionseinheit für die
Hochfrequenzkomponente Hochfrequenzkomponenten des Radbe
schleunigungssignales unter Verwendung von Filtercharakte
ristiken extrahiert oder ausfiltert, die abhängig von we
nigstens entweder der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und
einem Steuerzustand des Fahrzeuges eingestellt werden kön
nen.
Da auf diese Weise die von der Extraktionseinheit für
die Hochfrequenzkomponente verwendeten Filtercharakteristi
ken abhängig von Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Steuerzu
stand des Fahrzeuges eingestellt werden können, läßt sich
der Zustand der Fahrbahnoberfläche korrekt erfassen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft
einen Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche, wo
die Erkennungseinheit oder Detektionseinheit für die Fahr
bahnoberfläche diesen Zustand der Fahrbahnoberfläche da
durch bestimmt, daß der Verteilungs- oder Streuungswert mit
einem Bestimmungswert verglichen wird, der abhängig von we
nigstens der Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Steuer zu
stand des Fahrzeuges eingestellt werden kann. Da auf diese
Weise der Bestimmungswert abhängig von Fahrzeuggeschwindig
keit und/oder Steuerzustand eingestellt wird, läßt sich der
Zustand der Fahrbahnoberfläche genau erfassen.
Es sei hier festzuhalten, daß der Steuerzustand bei
spielsweise die momentane Ausführung einer Antirutsch- oder
Antiblockiersteuerung oder eine Steuerung an der Aufhängung
sein kann. Somit kann der Zustand der Fahrbahnoberfläche
abhängig von einem derartigen Steuerzustand noch genauer
erkannt oder erfaßt werden.
Gemäß eines weiteren Aspekte s der vorliegenden Erfin
dung wird ein Detektor für den Zustand einer Fahrbahnober
fläche geschaffen, der eine Berechnungseinheit für den Va
riations- oder Schwankungsbetrag beinhaltet, um eine
Schwankung des Streuungswertes zu bestimmen, der von einer
Erkennungseinheit für den Streuungswert-Zustand bestimmt
wurde. Auf diese Weise kann eine kurzzeitige oder singuläre
Änderung in der Fahrbahnoberflächenbeschaffenheit, bei
spielsweise ein Schlagloch oder dergleichen, genau erfaßt
werden. Auch hier muß festgehalten werden, daß die Verwen
dung der Veränderlichkeit als Streuungswert eine genaue Er
fassung von Änderungen der Fahrbahnoberfläche erlaubt.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorlie
genden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be
schreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Detektors für den Zu
stand einer Fahrbahnoberfläche gemäß der vorliegenden Er
findung;
Fig. 2 eine schematische Ansicht des Gesamtaufbaues ei
ner Antirutsch- oder Antiblockiersteuerung, bei der der De
tektor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung anwendbar ist;
Fig. 3 ein Blockdiagramm des Detektors für den Zustand
einer Fahrbahnoberfläche gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 4 ein Flußdiagramm eines Hauptprogrammes in der
ersten Ausführungsform;
Fig. 5A und 5B graphische Darstellungen eines Radbe
schleunigungssignales vor und nach dem Filtern gemäß der
ersten Ausführungsform;
Fig. 6 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der
Berechnung der Veränderlichkeit in der ersten Ausführungs
form;
Fig. 7 ein Flußdiagramm eines Berechnungsvorganges der
Veränderlichkeit gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 8 ein Flußdiagramm eines Bestimmungsvorganges für
schlechte Fahrbahn gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 9 ein Flußdiagramm eines Antirutsch- oder Anti
blockier-Steuervorganges gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig. 10 eine graphische Darstellung der Änderung eines
Steuerreferenzwertes in der ersten Ausführungsform;
Fig. 11 ein Flußdiagramm eines Bestimmungsvorganges für
das Ansteuermuster eines Magnetventiles gemäß der ersten
Ausführungsform;
Fig. 12 eine Tabelle von Magnetventil-Antriebsmustern
in der ersten Ausführungsform;
Fig. 13 ein Blockdiagramm eines Detektors für den Zu
stand einer Fahrbahnoberfläche gemäß einer zweiten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ein Flußdiagramm eines Hauptprogrammes der
zweiten Ausführungsform;
Fig. 15 ein Flußdiagramm eines Bestimmungsvorganges für
schlechte Fahrbahnoberfläche gemäß der zweiten Ausführungs
form;
Fig. 16 ein Blockdiagramm eines Detektors für den Zu
stand einer Fahrbahnoberfläche gemäß einer dritten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 17 ein Flußdiagramm des Hauptprogrammes der drit
ten Ausführungsform;
Fig. 18 ein Flußdiagramm des Bestimmungsvorganges einer
schlechten Fahrbahnoberfläche in der dritten Ausführungs
form; und
Fig. 19 die graphische Darstellung der Radbeschleuni
gung bei dem Stand der Technik.
Fig. 2 zeigt schematisch den Gesamtaufbau einer An
tirutsch- oder Antiblockiersteuerung (nachfolgend als
"Antiblockiersteuerung" bezeichnet), bei der der erfin
dungsgemäße Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberflä
che (nachfolgend als "Detektor" bezeichnet) anwendbar ist.
Die erste Ausführungsform zeigt exemplarisch die Anwendung
oder Verwendung der vorliegenden Erfindung bei einem Kraft
fahrzeug mit Vorderradantrieb.
Radgeschwindigkeits- oder Drehzahlsensoren 5 bis 8 von
beispielsweise dem elektromagnetischen Typ, dem magneto-re
sistiven Typ oder dergleichen sind an einem vorderen rech
ten Rad (FR) 1, einem vorderen linken Rad (FL) 2, einem
hinteren rechten Rad (RR) 3 und einem hinteren linken Rad
(RL) 4 angeordnet, um Impulssignale zu erzeugen, welche
Frequenzen haben, die den Umdrehungen der Räder 1 bis 4
entsprechen. Weiterhin sind hydraulische Bremseinheiten
(Radzylinder) 11 bis 14 bei den Rädern 1 bis 4 angeordnet,
um auf diese Bremskräfte aufzubringen. Ein Hydraulikdruck
(Fluiddruck) von einem Hauptzylinder 16 wird jedem der Rad
zylinder 11 bis 14 über Stellglieder 21 bis 24 und entspre
chende Fluidleitungen zugeführt.
Das Niederdrücken eines Bremspedals 25 wird von einem
Schalter 26 erfaßt. Wenn das Bremspedal 25 niedergedrückt
wird und die Fahrzeugabbremsung begonnen wird, erzeugt der
Schalter 26 ein Signal EIN.
Reservoirs 28a und 28b sind für eine vorübergehende
Speicherung des Bremsfluides vorgesehen, das von jedem der
Radzylinder 11 bis 14 abgegeben wird, wenn während der An
tiblockiersteuerung die Drücke in den Radzylindern 11 bis
14 verringert werden. Das in den Reservoirs 28a und 28b
zwischengespeicherte Bremsfluid (Bremsflüssigkeit) wird von
Hydraulikpumpen 27a und 27b (von einem nicht dargestellten
Motor angetrieben) herausgepumpt und mit hohem Druck abge
geben.
Die Stellglieder 21 bis 24 werden von einer elektroni
schen Steuereinheit (ECU = electronic control unit) 40 ge
steuert. Die Stellglieder 21 bis 24 stellen den Hydraulik
druck an den Radzylindern 11 bis 14 während der Anti
blockiersteuerung und damit die auf die Räder 1 bis 4 ein
wirkenden Bremskräfte ein. Jedes der Stellglieder 21 bis 24
ist ein elektromagnetisches Ventil mit drei Schaltpositio
nen, das in einen Druckerhöhungsmodus, einen Druckverringe
rungsmodus und einen Druckhaltemodus geschaltet werden
kann. Genauer gesagt, der Radzylinderdruck des Radzylinders
11 wird erhöht, wenn das Stellglied 21 in der Position A
ist, aufrechterhalten, wenn das Stellglied 21 in einer Po
sition B ist und durch Ablaß von Bremsflüssigkeit in das
Reservoir 28a verringert, wenn das Stellglied 21 in der Po
sition C ist. Der gleiche Ablauf gilt für die anderen
Stellglieder 22 bis 24. Weiterhin sei festzuhalten, daß die
Stellglieder 21 bis 24 in dem Druckerhöhungsmodus sind,
wenn sie nicht angesteuert werden und entweder in den
Druckerhaltungsmodus oder in den Druckverringerungsmodus
schalten, wenn sie abhängig von der Höhe des Betätigungs
stromes betätigt werden.
Die elektronische Steuereinheit 40 ist auf Mikroprozes
sor-Basis aufgebaut und enthält eine CPU, ein ROM, ein RAM,
eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (I/O) und dergleichen.
Die elektronische Steuereinheit 40 empfängt elektrische
Leistung von einer nicht dargestellten Energiequelle, wenn
ein Zündschalter 41 betätigt wird, sowie Signale von den
Raddrehzahlsensoren 5 bis 8 und dem Schalter 26 und führt
Steuerberechnungen etc. zur Steuerung der Bremskraft durch
und liefert Treibersignale an die Stellglieder 21 bis 24.
Nachfolgend wird der Antiblockier-Steuerprozeß der
elektronischen Steuereinheit 40 unter Bezug auf die Fig.
3 bis 12 näher erläutert.
Zunächst soll der Steuerprozeß der vorliegenden Ausfüh
rungsform unter Bezug auf das Blockdiagramm von Fig. 3 nä
her erläutert werden.
Signale von den Raddrehzahlsensoren 5 bis 8 werden ei
ner Raddrehzahl-Berechnungseinheit A1 zugeführt und die in
der Raddrehzahl-Berechnungseinheit A1 errechnete Raddreh
zahl wird dann einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungs
einheit A2, einer Radbeschleunigungs-Berechnungseinheit A3
und einer Steuereinheit A4 zugeführt.
Die in der Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungseinheit
A2 errechnete Fahrzeuggeschwindigkeit wird der Steuerein
heit A4 und einer Berechnungseinheit A5 für eine geschätzte
Fahrzeugverzögerung zugeführt. Die von der Berechnungsein
heit A5 berechnete geschätzte Fahrzeugverzögerung wird dann
wieder der Steuereinheit A4 zugeführt.
Eine von der Radbeschleunigungs-Berechnungseinheit be
rechnete Radbeschleunigung wird der Steuereinheit A4 und
einem Filterprozessor A6a eines Fahrbahnoberflächenidenti
fizierers A6 zugeführt.
In dem Fahrbahnoberflächenidentifizierer A6 wird die
von dem Filterprozessor A6a bearbeitete Radbeschleunigung
einer Veränderlichkeits-Berechnungseinheit A6b zugeführt
und in die von der Veränderlichkeits-Berechnungseinheit A6b
berechnete Veränderlichkeit wird einer Bestimmungseinheit
A6c für schlechte Fahrbahnoberflächenbeschaffenheit zuge
führt. Das Bestimmungsergebnis von der Berechnungseinheit
A6c wird wiederum der Steuereinheit A4 zugeführt.
Auf der Grundlage der Berechnungsergebnisse von den
oben beschriebenen Berechnungseinheiten erzeugt die Steuer
einheit A4 Ausgänge zur Steuerung der Stellglieder 21 bis
24, um den Bremsflüssigkeitsdruck an den Rädern 1 bis 4
einzustellen.
Nachfolgend wird der gesamte Antiblockier-Steuervorgang
gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezug auf das Fluß
diagramm von Fig. 4 näher erläutert. Der Ablauf dieses Pro
grammes beginnt, wenn der Zündschalter 41 betätigt wird.
Zunächst werden in einem Schritt 110 verschiedene Flags
und Zähler initialisiert.
Sodann berechnet ein Schritt 120 die Raddrehzahl jedes
der Räder 1 bis 4 auf der Grundlage der Raddrehzahlsignale
von den Sensoren 5 bis 8.
Der Schritt 130 berechnet eine Radbeschleunigung jedes
der Räder 1 bis 4 auf der Grundlage der im Schritt 120 be
rechneten Raddrehzahlen. Der Schritt 130 entspricht dem
Radbeschleunigungsdetektor von Fig. 1.
Im Schritt 140 wird ein Filtervorgang durchgeführt, der
nachfolgend noch näher erläutert wird, um Hochfrequenzkom
ponenten der Radbeschleunigungen der Räder 1 bis 4 aus dem
Schritt 130 zu extrahieren. Der Schritt 140 entspricht dem
Hochfrequenzkomponentenextrahierer von Fig. 1.
Wie nachfolgend noch im Detail erläutert wird, führt
ein Schritt 150 einen Ablauf zur Berechnung einer Veränder
lichkeit der Radbeschleunigung durch, die im Schritt 140
ausgefiltert wurde. Der Schritt 150 entspricht einem Verän
derlichkeits-Zustandsdetektor von Fig. 1.
In einem Schritt 160, der nachfolgend noch erläutert
wird, wird eine schlechte Fahrbahnbeschaffenheit auf der
Grundlage der im Schritt 150 erhaltenen Veränderlichkeit
bestimmt. Der Schritt 160 entspricht dem Fahrbahnoberflä
chen-Zustandsdetektor von Fig. 1.
Der Schritt 170, der nachfolgend noch erläutert wird,
führt eine Antiblockier-Steuerung auf der Grundlage der Er
gebnisse der im Schritt 160 durchgeführten Bestimmung
durch. Nach dem Schritt 170 geht die Steuerung zu dem
Schritt 120 zurück.
Der Filtervorgang für die Radbeschleunigung vom Schritt
140 wird nachfolgend unter Bezug auf Fig. 5 näher erläu
tert.
Unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung (1) führt
der Schritt 140 einen Filtervorgang zum Extrahieren der
Hochfrequenzkomponenten der im Schritt 130 berechneten Rad
beschleunigung durch:
DVWF (n) = A0*DVW(n) + A1*DVW(n-1) + A2*DVW(n-2) + B0*DVWF(n-1) + B1*DVWF(n-2). (1)
Es sei hier festzuhalten, daß in Gleichung (1) DVW(n)
die Radbeschleunigung vor der Filterung bei einer Beschleu
nigung n ist, DVWF(n) die Radbeschleunigung nach der Filte
rung bei der Berechnung n ist und A0, A1, A2, B0 und B1
Filterkoeffizienten sind.
Die Filterkoeffizienten A0, A1, A2, B0 und B1 werden so
festgesetzt, daß Gleichung (1) ein Hochpaßfilter wird, um
nur bestimmte Hochfrequenzkomponenten zu extrahieren. Ge
nauer gesagt, die Filterkoeffizienten A0, A1, A2, B0 und B1
werden so gesetzt, daß Frequenzen unterschieden werden, die
schlechten Fahrbahnoberflächen zugeordnet sind, beispiels
weise Fahrbahnoberflächen im offenen Gelände aufgrund von
Fluktuations-Frequenzen, die von Fahrzeugverzögerung und
einer Antiblockiersteuerung und dergleichen hervorgerufen
werden, wobei nur diejenigen Frequenzkomponenten durchge
lassen werden, die Frequenzen von mehr als beispielsweise
20 bis 30 Hz haben. Ein Wert von DVWF(n), der durch den
Filterprozeß erhalten wird, wird als gefilterte Radbe
schleunigung DVWF festgesetzt.
Die Fig. 5A und 5B zeigen die Ergebnisse der Filte
rung unter Verwendung eines Hochpaßfilters.
Wie in den Fig. 5A und 5B gezeigt, schwankt oder vi
briert die Radbeschleunigung DVW vor den Filtern aufgrund
der Fahrzeugverzögerung und Steuerschwankungen in erhebli
chem Maße, wohingegen die Radbeschleunigung DVWF nach dem
Filtervorgang unter Verwendung des Hochpaßfilters ohne Vi
brationskomponenten vorliegt, so daß nur die Hochfrequenz
komponenten verbleiben, die von dem Fahrbahnoberflächenzu
stand oder der Fahrbahnoberflächenbeschaffenheit herrühren.
Nachfolgend wird der Ablauf der Berechnung der Verän
derlichkeit der gefilterten Radbeschleunigung vom Schritt
150 unter Bezug auf die Fig. 6 und 7 beschrieben.
Wie in Fig. 6 und der nachfolgenden Gleichung (2) ge
zeigt, wird die Veränderlichkeit DVWB der gefilterten Rad
beschleunigung DVWF dadurch berechnet, daß die Quadrate der
Werte der gefilterten Radbeschleunigung DVWF aufsummiert
werden und die Summe dieser Werte durch die Anzahl der Ab
tastvorgänge (Anzahl von Berechnungen) n dividiert wird.
Die Veränderlichkeit DVWB zeigt einen Veränderlich
keitszustand der gefilterten Radbeschleunigung DVWF. Bei
spielsweise bedeutet eine große Veränderlichkeit DVWB, daß
die Radbeschleunigung breit streut.
DVWB = {DVWF (1)² + . . . + DVWF (n)²}/n (2)
Auf der Grundlage der Gleichung (2) wird die Veränder
lichkeit DVWB in dem nachfolgenden Flußdiagramm von Fig. 7
berechnet.
Der Schritt 210 bestimmt, ob eine bestimmte Rechenzeit
dauer (beispielsweise 5 ms) seit der letzten Berechnung
verstrichen ist oder nicht. Wenn die Aussage im Schritt 210
positiv ist, geht die Steuerung zum Schritt 220. Ansonsten
wird der Ablauf beendet, wenn die Aussage im Schritt 210
negativ ist.
Im Schritt 220 wird der Wert des Quadrates der gefil
terten Radbeschleunigung DVWF aus dem Schritt 140 zu einem
Veränderlichkeits-Summationswert DVSUM hinzuaddiert.
Der Schritt 230 bestimmt, ob n Berechnungen durchge
führt worden sind. Wenn die Aussage im Schritt 230 positiv
ist, geht die Steuerung zum Schritt 240. Wenn andererseits
der Schritt 230 einen negativen Ausgang ergibt, wird der
Prozeßablauf beendet.
Der Schritt 240 berechnet die Veränderlichkeit DVWB
durch dividieren des Veränderlichkeits-Summationswertes
DVSUM durch n und der Schritt 250 setzt den Veränderlich
keits-Summationswert DVSUM zurück, so daß der vorliegende
Prozeßablauf beendet wird.
Nachfolgend wird unter Bezug auf das Flußdiagramm von
Fig. 8 der Bestimmungsprozeß für einen schlechten Fahrbahn
zustand im Schritt 160 erläutert.
Der Schritt 310 bestimmt, ob eine bestimmte Bestim
mungszeit für schlechte Fahrbahn (beispielsweise 50 ins)
seit der letzten Bestimmung einer schlechten Fahrbahnober
fläche verstrichen ist oder nicht. Wenn der Schritt 310 ei
nen positiven Ausgang hat, geht die Steuerung zum Schritt
320. Ansonsten wird der Prozeßablauf beendet.
Der Schritt 320 bestimmt, ob die im Schritt 350 berech
nete Veränderlichkeit DVWB nicht kleiner als ein bestimmter
Bestimmungswert L für schlechte Fahrbahnoberfläche ist oder
nicht. Genauer gesagt, der Schritt 320 bestimmt, ob die
Hochfrequenzkomponenten in der Radbeschleunigung weit ver
teilt oder gestreut sind oder nicht. Wenn der Schritt 320
ein positives Ergebnis hat, geht die Steuerung zum Schritt
330. Ansonsten geht die Steuerung zum Schritt 340.
Da die Veränderlichkeit DVWB hoch ist und die Hochfre
quenzkomponenten der Radbeschleunigung ganz erheblich ver
teilt oder gestreut sind, bestimmt der Schritt 330, daß der
Fahrbahnzustand schlecht ist und setzt ein Flag AK, das
schlechten Fahrbahnzustand anzeigt und nachfolgend wird der
Prozeßablauf beendet.
Wenn andererseits die Hochfrequenzkomponenten der Rad
beschleunigung nicht stark verteilt oder weit gestreut
sind, bestimmt der Schritt 370, daß der Fahrbahnzustand gut
ist und das Flag AK wird zurückgesetzt und der Prozeßablauf
beendet.
Nachfolgend wird die Antiblockiersteuerung vom Schritt
170, die auf der Grundlage der Bestimmung für schlechte
Fahrbahn auf dem Schritt 160 basiert, näher unter Bezug auf
die Fig. 9 bis 12 erläutert.
In diesem Antiblockiersteuervorgang wird, wenn der
Fahrbahn- oder Straßenzustand schlecht ist, der Hydraulik
druck für die Bremsen erhöht, um den Bremsweg zu verkürzen,
da die auf das Fahrzeug einwirkende Bremskraft anwächst,
wenn der Hydraulikdruck im Bremssystem angehoben wird. Wenn
andererseits der Fahrbahnzustand gut ist, wird der Hydrau
likdruck abgesenkt. Auf diese Weise wird der Bremsvorgang
oder die Bremsleistung bei schlechten Fahrbahnoberflächen
oder Fahrbahnzuständen verbessert.
Der Schritt 410 von Fig. 9 berechnet die Fahrzeugge
schwindigkeit Vb auf der Grundlage der im Schritt 120 be
rechneten Raddrehzahlen oder Radgeschwindigkeiten. Indem
eine maximale Drehzahl aus den Raddrehzahlen der Räder 1
bis 4 als Vs gesetzt wird, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit
Vb auf der Grundlage der nachfolgenden Gleichung (3) be
rechnet.
Vb(n) = MED {Vb(n-1-Kdown·ΔT, Vs(n), Vb(n-1) + Kup*·ΔT} (3)
Es sei hier festzuhalten, daß in Gleichung (3) Vb(n)
die Fahrzeuggeschwindigkeit bei der Berechnung n ist, MED
eine Median-Wert-Funktion ist, Kdown eine untere Grenzwert
konstante für die Radverzögerung ist, ΔT eine Berechnungs
zeitdauer ist, Vs(n) eine maximale Raddrehzahl zum Zeit
punkt n ist, Kup eine obere Grenzwertkonstante der Radver
zögerung ist und n die Anzahl der Berechnungsvorgänge ist.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vb berechnet wird,
wird Kdown auf beispielsweise 1,2 G gesetzt (G ist die Gra
vitations-Beschleunigungskonstante) wohingegen Kup auf 0,6
G gesetzt wird.
Der Schritt 420 berechnet eine Referenzfahrzeugge
schwindigkeit kVb durch Verringern der Fahrzeuggeschwindig
keit Vb aus dem Schritt 410 um einen bestimmten Prozent
satz. Wie in Fig. 10 gezeigt, ist die Referenzfahrzeugge
schwindigkeit kVb eine Referenzgeschwindigkeit, die zum
Schalten des Steuerzustandes des Hydraulikdruckes für die
Bremse verwendet wird, wenn sich die Raddrehzahlen aufgrund
einer Antiblockiersteuerung ändern.
Der Schritt 425 ändert die Referenzfahrzeuggeschwindig
keit kVb (auch als Steuerreferenz bezeichnet) vom Schritt
420 abhängig vom Ergebnis der Bestimmung für schlechte
Fahrbahn aus dem Schritt 160.
Genauer gesagt, wenn bestimmt wird, daß die momentan
vorliegende Fahrbahn einen schlechten Zustand hat, wird die
Steuerreferenz auf einen Wert gesetzt, der kleiner als die
Steuerreferenz für gute Fahrbahn ist und somit wird der
Zeitpunkt zum Beginn des Verringerns des Hydraulikdruckes
im Bremssystem verzögert. Von daher wächst gemäß Fig. 10
der Hydraulikdruck an und die Bremsleistung auf schlechter
Fahrbahn wird verbessert.
Der Schritt 430 berechnet eine Fahrzeugverzögerung δVb
unter Verwendung der Gleichung (5) basierend auf der Fahr
zeuggeschwindigkeit, die im Schritt 410 berechnet wurde. Um
δVb zu berechnen, wird zunächst ein Änderungsbetrag der
Fahrzeuggeschwindigkeit Vb innerhalb eines Zeitintervalls δ
t als Durchschnittsfahrzeug-Verzögerung δVbx unter Verwen
dung der nachfolgenden Gleichung (4) berechnet. Unter Ver
wendung der durchschnittlichen Fahrzeugverzögerung δVbx
wird ein gesteuerter Betrag der Änderung vom vorhergehenden
Wert der durchschnittlichen Fahrzeugverzögerung als ge
schätzte Fahrzeugverzögerung δVb erhalten.
δVbx(n) = [Vb(n-1)-Vb(n)]/δt (4)
Es sei hier festzuhalten, daß in Gleichung (4) δVbx(n)
die durchschnittliche Fahrzeugverzögerung bei der Berech
nung n, δt die Berechnungszeitdauer ist und n die Anzahl
von Berechnungsvorgängen ist.
δVb(n) = MED (δVb(n-1)-Kpdown·ΔT, δVbx(n), δVb(n-1) + Kpup·ΔT)-KGH (5)
In der Gleichung (5) ist δVb(n) die geschätzte Fahr
zeugverzögerung zur Berechnungszeit n, MED eine Medialwert-
Funktion, Kpdown ist eine untere Grenzwertvariable für die
Verzögerungsänderung, ΔT ist die Zeitdauer der Berechnung,
δVbx(n) ist die durchschnittliche Fahrzeugverzögerung zur
Berechnung n, Kpup ist eine obere Grenzvariable der Verzö
gerungsänderung, n ist die Anzahl der Berechnungen und KGH
ist eine Kompensationsvariable.
Wenn die durchschnittliche Fahrzeugverzögerung δVbx,
die der Berechnungswert der Gleichung (4) ist, unter 0
liegt, wird der vorhandene berechnete Wert nicht verwendet
und anstelle hiervon wird die durchschnittliche Fahrzeug
verzögerung δVbx aus der vorhergehenden Berechnung verwen
det. Die untere Grenzwertvariable für die Verzögerungsände
rung Kdown, die obere Grenzwertvariable für die Verzöge
rungsänderung Kup und die Kompensationsvariable KGH werden
auf der Grundlage eines Magnetventil-Steuermusters für je
des der Räder 1 bis 4 und der Radrutschraten, die in den
nachfolgend noch beschriebenen Schritten 440, 450, 470, 490
und 500 berechnet und erhalten werden, bestimmt.
Der Schritt 440 berechnet die Rutschraten der Räder 1
bis 4 auf der Grundlage der Radgeschwindigkeiten in jedem
der Räder 1 bis 4 und der Fahrzeuggeschwindigkeit aus den
Schritten 120 und 140. Bekannte Verfahren lassen sich zur
Berechnung der Rutschrate verwenden.
Der Schritt 450 bestimmt das Magnetventil-Antriebssteu
ermuster für das vordere rechte Rad 1. Auf der Grundlage
von Radbeschleunigung und Radrutschrate aus den Schritten
130 und 440 wird das Antriebs-Steuermuster gemäß dem Fluß
diagramm von Fig. 11 bestimmt und ist eines der Muster, wie
es in Fig. 12 gezeigt ist.
Der Schritt 460 erzeugt ein Treibersignal zum Antrieb
der Magnetventile des Stellgliedes 21 für das vordere rech
te Rad 1 auf der Grundlage des im Schritt 450 ermittelten
Steuermusters für dieses Rad 1.
Auf gleiche Weise bestimmt der Schritt 470 das Magnet
ventil-Antriebssteuermuster für das vordere linke Rad 2.
Der Schritt 480 erzeugt die Treibersignale zum Betrieb der
Magnetventile des Stellgliedes 22 auf der Grundlage dieses
Magnetventil-Steuermusters.
Danach bestimmen die Schritte 490 und 500 die Magnet
ventil-Antriebsmuster für die hinteren rechten und linken
Räder 3 und 4.
Der Schritt 510 setzt die Steuermuster für das rechte
und das linke hintere Rad 3 und 4 auf niedere Steuerung
(low select control). Der Schritt 520 erzeugt Treibersigna
le zum Betreiben der Stellglieder 23 und 24 für das rechte
und linke Hinterrad 3 und 4.
Nachfolgend wird das Verfahren zum Bestimmen der Ma
gnetventil-Antriebsmuster für jedes der Räder 1 bis 4 in
den Schritten 450, 470, 490 und 500 näher unter Bezug auf
Fig. 11 erläutert. Die nachfolgende Erläuterung erfolgt un
ter Bezug auf ein Rad, trifft jedoch gleichermaßen auf
sämtliche Räder 1 bis 4 zu.
Es muß hier festgehalten werden, daß das nachfolgend
bestimmte Magnetventil-Antriebsmuster auch die Zustände zum
ändern der Variablen bei der Berechnung der geschätzten
Fahrzeugverzögerung δVb im Schritt 430 bestimmt, also unte
re Grenzwertvariable für die Verzögerungsänderung Kpdown,
obere Grenzwertvariable für die Verzögerungsänderung Kpup
und Kompensationsvariable KGH.
Zunächst bestimmt ein Schritt 610 in Fig. 11, ob ein
Flag FABS gesetzt ist, das anzeigt, ob eine Antiblockier
steuerung durchgeführt wird oder nicht. Wenn das Flag FABS
nicht gesetzt ist, d. h., wenn eine Antiblockiersteuerung
nicht begonnen worden ist, geht die Steuerung zum Schritt
620.
Um den Bremszustand des Fahrzeuges zu bestimmen, ver
gleicht ein Schritt 620 einen bestimmten Wert der Rutsch
rate (beispielsweise 20%) mit der momentan vorliegenden
Rutschrate. Wenn das Magnetventil-Antriebssteuermuster für
jedes der Räder 1 bis 4 bestimmt wird, wird die in Schritt
440 berechnete Rutschrate als momentane Rutschrate verwen
det. Wenn die momentane Rutschrate nicht größer als ein be
stimmter Wert ist, geht die Steuerung zum Schritt 630.
Da die Rutschrate des Fahrzeugrades nicht größer als
der bestimmte Wert ist und ein Reibungszustand zwischen Rad
und Fahrbahnoberfläche als nicht schlecht bestimmt wird,
legt der Schritt 630 fest, daß keine Notwendigkeit vor
liegt, mit der Antiblockiersteuerung zu beginnen, so daß
das Flag FABS zurückgesetzt wird, um anzuzeigen, daß eine
Antiblockiersteuerung nicht durchgeführt wird und der Steu
erablauf geht zum Schritt 640 weiter.
Wenn FABS = 0 vorliegt, setzt der Schritt 640 das Mag
netventil-Antriebssteuermuster des Fahrzeugrades auf P = 4
wie noch unter Bezug auf Fig. 12 erläutert wird.
Wenn der Schritt 620 bestimmt, daß die momentan vorlie
gende Rutschrate größer als der festgesetzte Wert ist, wird
die Antiblockiersteuerung begonnen und die Steuerung geht
zum Schritt 650.
Der Schritt 650 bestimmt, daß die momentane Beschleuni
gung des Fahrzeugrades nicht größer als ein bestimmter Wert
ist, (der beispielsweise bei -1,2 G in der vorhandenen Aus
führungsform liegt) oder nicht. Es sei hier festzuhalten,
daß beim Bestimmen des Magnetventil-Antriebssteuermusters
des Fahrzeugrades die im Schritt 130 berechnete Radbe
schleunigung als momentane Radbeschleunigung herangezogen
wird. Wenn die Verzögerung eines jeden Fahrzeugrades als
größer als der bestimmte Wert festgelegt wird, geht die
Steuerung zum Schritt 660. Wenn die Verzögerung des Fahr
zeugrades als kleiner als der bestimmte Wert bestimmt wird,
liegt bei dem betreffenden Fahrzeugrad ein gewisser Rutsch
betrag vor. Da jedoch die Verzögerung des Fahrzeugrades
nicht sehr hoch ist, wird der Reibkontakt zwischen Fahr
zeugrad und Fahrbahnoberfläche als noch gut bestimmt, so
daß die Steuerung zum Schritt 630 weitergeht.
Da die Rutschrate des Fahrzeugrades größer als der be
stimmte Wert ist und die Verzögerung des Fahrzeugrades grö
ßer als ein bestimmter Wert ist, setzt der Schritt 660 das
Flag FABS, da eine Notwendigkeit vorliegt, mit der Anti
blockiersteuerung zu beginnen, wodurch ein schlechter Reib
kontakt zwischen dem Fahrzeugrad und der Fahrbahnoberfläche
angezeigt wird.
Der nachfolgende Schritt 670 setzt das Magnetventil-An
triebssteuermuster des betreffenden Fahrzeugrades auf
P = 0, was später noch unter Bezug auf Fig. 12 erläutert
wird.
In der Zwischenzeit bestimmt der Schritt 610, daß das
Flag FABS gesetzt ist und die Antiblockiersteuerung durch
geführt wird, so daß der Steuerablauf zum Schritt 680 wei
tergeht.
Der Schritt 680 bestimmt das Magnetventil-Antriebssteu
ermuster des Fahrzeugrades auf der Grundlage der vorliegen
den Rutschrate des Fahrzeugrades und der Radbeschleunigung.
Die momentane Rutschrate ist die gleiche Rutschrate, die im
Schritt 620 verwendet wurde und die vorhandene Radbeschleu
nigung ist die gleiche Radbeschleunigung, die im Schritt
650 verwendet wurde. Das Magnetventil-Antriebssteuermuster
für jedes der Räder 1 bis 4 wird auf der Grundlage der
Rutschrate, der Radbeschleunigung und der im Schritt 680
gezeigten Datenmappe bestimmt. Es sei hier festzuhalten,
daß keine Notwendigkeit vorhanden ist, sich auf die Daten
mappe gemäß Schritt 680 einzuschränken und auch andere
hiervon abweichende Datenmappen verwendet werden können.
Die Parameter S1 und S2 der Rutschrate werden auf 15% und
5% gesetzt und die Parameter G1 und G2 der Radbeschleuni
gung werden auf -1,0 G und +0,5 G gesetzt.
Der Schritt 690 bestimmt, ob das Magnetventil-Antriebs
muster für das betreffende Fahrzeugrad ein Muster P = 3
ist, was später noch unter Bezug auf Fig. 12 beschrieben
wird, oder nicht. Wenn das Magnetventil-Antriebsmuster als
nicht P = 3 bestimmt wird, wird das Stellglied für das be
treffende Fahrzeugrad durch Erzeugung von Magnetventil-
Treibersignalen auf der Grundlage des im Schritt 680 be
stimmten Magnetventil-Antriebsmusters angesteuert.
Wenn andererseits der Schritt 690 bestimmt, daß das Mag
netventil-Antriebsmuster des Fahrzeugrades P = 3 ist, geht
die Steuerung zum Schritt 700.
Der Schritt 700 bestimmt, ob ein später noch zu be
schreibendes Ausgangsmuster des Musters P = 3 komplett ist
oder nicht. Wenn der Schritt 700 bestimmt, daß das Aus
gangsmuster noch nicht vollständig oder komplett ist, wird
der vorliegende Prozeßablauf beendet. Wenn andererseits im
Schritt 700 bestimmt wird, daß das Ausgangsmuster vollstän
dig ist, geht die Steuerung zum Schritt 710.
Mit der Vervollständigung des Ausgangsmusters des Aus
gangsmusters P = 3 wird angenommen, daß der Reibzustand
zwischen Fahrzeugrad und Fahrbahnoberfläche verbessert
wurde, so daß die Antiblockiersteuerung beendet wird und
somit der Schritt 710 das Flag FABS zurücksetzt.
Wenn das Flag FABS zurückgesetzt worden ist, setzt ein
nachfolgender Schritt 720 das Steuermuster des Rades auf
P = 4, wie später noch mit Bezug auf Fig. 12 erläutert
wird.
Nachfolgend werden das in den Schritten 680 etc. be
stimmte Magnetventil-Antriebssteuermuster unter Bezug auf
Fig. 12 näher erläutert. Es sei hier festzuhalten, daß das
Muster P die Treibersignale zum Betrieb der Stellglieder 21
bis 24 anzeigt.
Wie in Fig. 12 gezeigt, wird im Schritt 670 und dem
Schritt 680 das Magnetventil-Antriebsmuster P auf P = 0 ge
setzt, wenn die Radverzögerung und die Rutschrate beide
hoch sind. Das bedeutet, daß ein Magnetventil-Antriebsmu
ster von P = 0 zur Verbesserung des Kontaktes zwischen Fahr
zeugrad und Fahrbahnoberfläche durch die Erzeugung eines
Signals zum Absenken des Hydraulikdruckes an den Radzylin
dern ist, wenn der Kontakt sich aufgrund eines zu hohen Hy
draulikdruckes an den Radzylindern verschlechtert.
Das Magnetventil-Antriebssteuermuster P = 1 wird ge
setzt, wenn der Kontaktzustand zwischen Fahrzeugrad und
Fahrbahnoberfläche nicht gut aber noch nicht schlecht genug
ist, was aus der Beziehung zwischen Rutschrate und Radver
zögerung in der Datenmappe des Schrittes 680 erfolgt, um
eine fortlaufende Druckverringerung eventuell notwendig zu
machen.
Das bedeutet, daß das Magnetventil-Antriebsmuster zum
allmählichen Verbessern des Kontaktzustandes zwischen Fahr
zeugrad und Radoberfläche durch kontinuierliches und alter
nierendes Erzeugen innerhalb einer bestimmten Zeitdauer ei
nes Hydraulikdruck-Aufrechterhaltungssignales zum Aufrecht
erhalten des Hydraulikdruckes an den Radzylindern und eines
Hydraulikdruck-Verringerungssignals zum Verringern des Hy
draulikdruckes ist.
Auf der Grundlage der Datenmappe vom Schritt 680 wird
das Magnetventil-Antriebsmuster P auf P = 2 gesetzt, wenn
die Rutschrate hoch ist und die Raddrehzahl auf der anwach
senden Seite mit zunehmender Radbeschleunigung ist und wenn
die Radverzögerung hoch ist und die Rutschrate klein ist
und wenn eine Beziehung zwischen Rutschrate und Fahrzeugbe
schleunigung zwischen den obengenannten beiden Fällen
liegt. Das Magnetventil-Antriebssteuermuster P = 2 erzeugt
einen Hydraulikdruck-Aufrechterhaltungssignal zum Aufrecht
erhalten des Hydraulikdruckes auf den Radzylindern.
Das Magnetventil-Antriebssteuermuster P = 3 wird ge
setzt, wenn Rutschrate und Radbeschleunigung gleich oder
geringer als die bestimmten Werte sind und eine Anti
blockiersteuerung durchgeführt wird. Das Magnetventil-An
triebssteuermuster P = 3 erzeugt die Druck-Aufrechterhal
tungssignale und die Druckerhöhungssignale wiederholt zu
bestimmten Zeitdauern. Die Anzahl von Pulsen kann vorab ge
setzt werden. Beispielsweise kann die Anzahl der Pulse auf
zehn gesetzt werden. Wenn der Hydraulikdruck durch wieder
holen des Magnetventil-Antriebsmusters gesteuert wird, muß
festgehalten werden, daß die Anzahl von Pulsen so gesetzt
wird, daß der Hydraulik-Bremsdruck in den Radzylindern 11
bis 14 gleich wie der Hydraulikdruck von dem Hauptzylinder
16 ist.
Das Magnetventil-Antriebssteuermuster P = 4 wird in den
Schritten 640 und 720 gesetzt, wenn keine Antiblockier
steuerung durchgeführt wird. Das Magnetventil-Antriebssteu
ermuster P = 4 ist zum Anheben der Bremskräfte an jedem der
Räder 1 bis 4 durch Erzeugung von Signalen zum kontinuier
lichen Anheben des Hydraulik-Bremsdruckes an den Radzylin
dern.
Wie oben beschrieben, führt die vorliegende Ausführung
sform die Bestimmung einer schlechten Fahrbahnoberfläche
dadurch durch, daß die Hochfrequenzkomponenten (welche die
Fahrbahnoberflächenzustände darstellen) der Signale von den
Raddrehzahlsensoren 5 bis 8 der Räder 1 bis 4 durch hoch
paßfiltern extrahiert werden, die Veränderlichkeit der
Hochfrequenzkomponenten berechnet wird und die Veränder
lichkeit der. Hochfrequenzkomponenten mit dein Bestimmungspe
gel für schlechten Fahrbahnzustand verglichen wird. Dies
bedeutet, die Bestimmung eines schlechten Fahrbahnzustandes
kann viel genauer durchgeführt werden, da ein schlechter
Fahrbahnzustand auf der Grundlage von Hochfrequenzkomponen
ten erfaßt wird, die viel genauer den Fahrbahnoberflächen
zustand anzeigen, nachdem Komponenten von Fahrzeugverzöge
rung und Steuerschwankungs-Komponenten aus den Signalen der
Raddrehzahlsensoren 5 bis 8 entfernt worden sind.
Daher kann die Antiblockiersteuerung auf der Grundlage
des genauen Ergebnisses der Bestimmung für schlechten Fahr
bahnzustand durchgeführt werden, so daß die Antiblockier
steuerung sowohl bei schlechten als auch bei guten Fahrbah
nen ausreichend gut durchgeführt werden kann, wodurch die
Bremsleistung ganz erheblich verbessert wird.
Es sei hier festzuhalten, daß, obgleich der Hydraulik
druck in dem Bremssystem angehoben wird, wenn eine
schlechte Fahrbahn erkannt wird, indem die Steuerreferenz
geändert und das Druckverringerungszeitverhalten verzögert
wird, der Hydraulikdruck im Bremssystem auch unter Verwen
dung anderer Steuervorgänge angehoben werden kann. Bei
spielsweise können die Impulsgrößen der Druckverringerungs
pulse und der Druckerhöhungspulse gemäß Fig. 12 so einge
stellt werden, daß der Hydraulikdruck im Bremssystem auf
die Druckerhöhungsseite gesteuert wird (im Vergleich zu dem
Fall bei guten Fahrbahnoberflächenverhältnissen). Weiterhin können während der Bestimmung des Magnetventil-Antriebs steuermusters im Schritt 680 die Referenzwerte S1, S2, G1 und G2 so gesetzt werden, daß der Hydraulikdruck im Brems system auf der Druckerhöhungsseite (im Vergleich zu dem Fall bei guten Fahrbahnzuständen) liegt.
Fall bei guten Fahrbahnoberflächenverhältnissen). Weiterhin können während der Bestimmung des Magnetventil-Antriebs steuermusters im Schritt 680 die Referenzwerte S1, S2, G1 und G2 so gesetzt werden, daß der Hydraulikdruck im Brems system auf der Druckerhöhungsseite (im Vergleich zu dem Fall bei guten Fahrbahnzuständen) liegt.
Weiterhin kann die geschätzte Fahrzeugverzögerung δVb
vom Schritt 430 so gemacht werden, daß sie die Referenz
werte S1, S2, G1 und G2 reflektiert, so daß eine noch ge
nauere Antiblockiersteuerung durchgeführt werden kann.
Weiterhin kann, wie in der japanischen Patentoffenle
gungsschrift Hei-7-43134 beschrieben ist, unter Verwendung
der Magnetventil-Antriebssteuermuster für die Räder 1 bis 4
eine Möglichkeit gegeben werden, die Grenzparaineter zur
Steuerung der Änderungsrate der geschätzten Fahrzeugverzö
gerung δVb zu ändern, d. h. die untere Grenzvariable Kdown
für die Verzögerungsänderung, die obere Grenzvariable Kpup
der Verzögerungsänderung und die Nachprüfungsvariable KGH.
Nachfolgend wird der Detektor für den Zustand einer
Fahrbahnoberfläche gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beschrieben.
Der Detektor gemäß der zweiten Ausführungsform justiert
den Filterkoeffizienten und den Bestimmungspegel für
schlechte Fahrbahnoberfläche abhängig von der Raddrehzahl
und dem Zustand der Antiblockiersteuerung. Es sei hier
festzuhalten, daß in der nun vorliegenden Ausführungsform
die Erläuterung von Teilen, Abschnitten oder dergleichen
gleich der ersten Ausführungsform entweder weggelassen oder
abgekürzt werden.
Der Steuerablauf der zweiten Ausführungsform wird nach
folgend kurz unter Bezug auf Fig. 13 erläutert.
Mit Ausnahme der Datenübertragungspfade sind die Auf
bauten der Raddrehzahl-Berechnungseinheit A1, der Fahrzeug
geschwindigkeits-Berechnungseinheit A2, der Radbeschleuni
gungs-Berechnungseinheit A3, der Steuereinheit A4, der Be
rechnungseinheit A5 für die geschätzte Fahrzeugverzögerung,
der Fahrbahnoberflächenidentifizierer A6, der Filterprozes
sor A6a, die Veränderlichkeits-Berechnungseinheit A6b und
die Bestimmungseinheit A6c für schlechte Fahrbahnoberfläche
gleich wie in der ersten Ausführungsform.
Wie soeben erwähnt, hat die zweite Ausführungsform Da
tenübertragungspfade, die sich von denjenigen der ersten
Ausführungsform unterscheiden. Genauer gesagt, die Raddreh
zahldaten von der Raddrehzahl-Berechnungseinheit A1 werden
auch dem Filterprozessor A6a und der Bestimmungseinheit A6c
für schlechte Fahrbahnoberfläche zugeführt. Daten, ob eine
Antiblockiersteuerung durchgeführt wird oder nicht, werden
dem Filterprozessor A6a und der Bestimmungseinheit A6c für
schlechte Fahrbahnoberfläche von der Steuereinheit A4 zuge
führt.
Nachfolgend wird der Antiblockier-Steuervorgang bei der
zweiten Ausführungsform unter Bezug auf das Flußdiagramm
von Fig. 14 näher erläutert. Der Ablauf dieses Prozesses
beginnt, wenn der Zündschalter 41 betätigt wird.
Der Schritt 810 initialisiert die verschiedenen Arten
von Flags und Zählern.
Ein nachfolgender Schritt 820 berechnet Raddrehzahl VW
für jedes der Räder 1 bis 4 auf der Grundlage von Raddreh
zahlsignalen von den Drehzahlsensoren 5 bis 8.
Schritt 830 berechnet die Radbeschleunigung DVW jedes
der Räder 1 bis 4 aus der im Schritt 820 berechneten Rad
drehzahl VW.
Wie noch im Detail weiter unten beschrieben wird, füh
ren die Schritte 841 bis 847 einen Filtervorgang durch, um
Hochfrequenzkomponenten der Raddrehzahlsignale für die Rä
der 1 bis 4 vom Schritt 830 zu extrahieren.
Zunächst setzt der Schritt 841 den Filterkoeffizient K
auf einen normalen Filterkoeffizientwert K0. Es sei hier
festzuhalten, daß eine konstante bestimmte Beziehung zwi
schen dein Filterkoeffizienten K und dem Filterkoeffizienten
A0, A1, A2, B0 und B1 aus Gleichung (1) vorliegt. Das
heißt, wenn der Filterkoeffizient K geändert wird, ändern
sich die Filterkoeffizienten A0, A1, A2, B0 und B1 abhängig
von einer derartigen Änderung des Filterkoeffizienten K.
Schritt 842 bestimmt, ob die Raddrehzahl VW nicht klei
ner als der Referenzwert KV ist oder nicht, d. h., Schritt
842 bestimmt, ob die Raddrehzahl VW hoch ist oder nicht.
Wenn der Ausgang von Schritt 842 positiv ist, geht die
Steuerung zum Schritt 844. Ansonsten geht die Steuerung zum
Schritt 845, wenn der Schritt 842 einen negativen Ausgang
liefert.
Da die Fahrzeuggeschwindigkeit VW hoch ist, setzt der
Schritt 844 den Filterkoeffizienten K auf einen Wert K1,
wobei K1 < K0. Das heißt, wenn die Radgeschwindigkeit VW
hoch ist, wird, da Rauschkomponenten (beispielsweise
Rauschkomponenten aufgrund der Einbaulagen der Sensoren)
welche den Fahrbahnoberflächenzustand in den Daten der Rad
beschleunigung DVW anzeigen, dazu neigen, groß zu werden,
der Wert des Filterkoeffizienten K geändert, um derartige
Rauschkomponenten zu entfernen.
Schritt 845 bestimmt, ob die Antiblockiersteuerung
durchgeführt wird oder nicht. Wenn der Schritt 845 positi
ven Ausgang erzeugt, geht die Steuerung zum Schritt 846.
Ansonsten geht die Steuerung zum Schritt 847.
Wenn eine Antiblockiersteuerung durchgeführt wird,
setzt der Schritt 846 den Filterkoeffizienten K auf den
Wert K2 mit K2 < K0. Das heißt, wenn die Antiblockiersteue
rung durchgeführt wird, wachsen die Komponenten von Steuer
fluktuationen in dem Radbeschleunigungssignal DVW an und so
wird der Wert für den Filterkoeffizienten K geändert, um
auch diese Komponente zu entfernen.
Schritt 847 führt die Gleichung (1) durch, indem die
Filterkoeffizienten A0, A1, A2, B0 und B1 abhängig von dem
Filterkoeffizienten K gesetzt werden, der wiederum abhängig
von der Raddrehzahl DVW und den Umständen der Antiblockier
steuerung gesetzt wurde. Unter Verwendung von Gleichung (1)
wird der Filtervorgang in dem Radbeschleunigungssignal DVW
durchgeführt und zwar auf gleiche Weise wie im Schritt 140
der ersten Ausführungsform.
Schritt 850 führt den Prozeßablauf zur Berechnung der
Veränderlichkeit DVWB der gefilterten Radbeschleunigung DVW
ähnlich wie im Schritt 150 der ersten Ausführungsform
durch.
Wie noch im Detail unter Bezug auf Fig. 15 erläutert
werden wird, führt der Schritt 850 eine Bestimmung für
schlechte Fahrbahnoberfläche auf Grundlage der Veränder
lichkeit DVWB durch.
Schritt 870 führt die Antiblockiersteuerung ähnlich wie
im Schritt 170 der ersten Ausführungsform auf der Grundlage
des Ergebnisses der Bestimmung für schlechte Fahrbahn von
Schritt 860 durch und danach geht die Steuerung zurück zum
Schritt 820.
Nachfolgend wird der Prozeßablauf in der Bestimmung für
schlechte Fahrbahnoberfläche vom Schritt 860 unter Bezug
auf das Flußdiagramin von Fig. 15 erläutert.
Schritt 910 bestimmt, ob ein vorherbestimmter Zeitpunkt
zur Fahrbahnoberflächenbestimmung vorliegt oder nicht. Wenn
Schritt 910 ein positives Ergebnis liefert, geht die Steue
rung zum Schritt 920. Wenn andererseits der Schritt 910 ne
gativen Ausgang liefert, wird der Prozeßablauf beendet.
Schritt 920 setzt den Bestimmungspegel L für schlechte
Fahrbahnoberfläche auf einen normalen Bestimmungswert L0.
Ein nachfolgender Schritt 930 bestimmt, ob die Raddreh
zahl VW nicht kleiner als der Referenzwert KV ist oder
nicht. Wenn Schritt 930 positiven Ausgang liefert, geht die
Steuerung zum Schritt 940. Wenn andererseits der Schritt
930 negativen Ausgang liefert, geht die Steuerung zum
Schritt 950.
Wenn die Raddrehzahl VW groß ist, setzt der Schritt 940
den Bestimmungspegel L für schlechte Fahrbahnoberfläche auf
einen Wert L1 mit L1 < L0. Das heißt, wenn die Raddrehzahl
VW groß ist, wird, da Rauschkomponenten (beispielsweise
Rauschkomponenten aufgrund der Einbaulagen der Sensoren),
die in den Daten der Veränderlichkeit DVWB den Fahrbahn
oberflächenzustand nicht anzeigen, dazu neigen größer zu
werden, der Wert des Fahrbahnoberflächen-Bestimmungspegels
L geändert, um diese Rauschkomponenten zu entfernen.
Schritt 950 bestimmt, ob eine Antiblockiersteuerung
(ABS-Steuerung) durchgeführt wird oder nicht. Wenn Schritt
950 einen positiven Ausgang liefert, geht die Steuerung zum
Schritt 960. Ansonsten geht die Steuerung zum Schritt 970.
Da eine Antiblockiersteuerung durchgeführt wird, setzt
der Schritt 960 den Bestimmungspegel für die Fahrbahnober
fläche auf einen Wert L2 mit L2 < L0. Das heißt, wenn die
Antiblockiersteuerung durchgeführt wird, werden die Kompo
nenten von Steuerungsfluktuationen in der Veränderlichkeit
DVWB angehoben und so wird der Wert des Bestimmungspegels L
geändert, um derartige Komponenten ebenfalls zu entfernen.
Schritt 970 bestimmt, ob die Veränderlichkeit DVWB vom
Schritt 850 nicht kleiner als der Bestimmungspegel L für
schlechte Fahrbahnoberfläche ist oder nicht, der abhängig
von der Raddrehzahl VW und den Umständen oder Zuständen der
Antiblockiersteuerung gesetzt wurde. Das bedeutet, der
Schritt 970 bestimmt, ob die Hochfrequenzkomponenten der
Radbeschleunigung DVW stark verteilt oder gestreut sind
oder nicht. Wenn Schritt 970 einen positiven Ausgang lie
fert, geht die Steuerung zum Schritt 980; ansonsten geht
die Steuerung zum Schritt 990.
Schritt 980 setzt das Flag AK, da angenommen wird, daß
die Fahrbahn einen schlechten Fahrbahnzustand hat, da die
Hochfrequenzkomponenten der Radbeschleunigung DVW stark ge
streut sind. Der Ablauf des Prozesses endet nach Schritt
980.
Schritt 990 setzt das Flag AK zurück, da angenommen
wird, daß die Straße einen guten Straßenoberflächenzustand
hat, da die Hochfrequenzkomponenten der Radbeschleunigung
DVW nicht so stark gestreut sind. Der Ablauf des Prozesses
endet nach Schritt 990.
Da auf diese Weise in der zweiten Ausführungsform die
Bestimmung einer schlechten Fahrbahnoberfläche dadurch
durchgeführt wird, daß der Filterkoeffizient K und der Be
stimmungspegel L für schlechte Fahrbahnoberfläche abhängig
von Raddrehzahl VW und Zustand der Antiblockiersteuerung
geändert werden, kann die Bestimmung einer schlechten Fahr
bahnoberfläche noch genauer als in der ersten Ausführungs
form ausgeführt werden. Somit kann die gesamte Anti
blockiersteuerung noch besser durchgeführt werden.
Nachfolgend wird ein Detektor für den Zustand einer
Fahrbahnoberfläche gemäß einer dritten Ausführungsform nä
her erläutert.
Der Detektor gemäß der dritten Ausführungsform berech
net ein Differential oder eine Ableitung der Veränderlich
keit. Die Erläuterung von Teilen, Prozeßschritten oder der
gleichen ähnlich den voranstehenden Ausführungsformen wer
den bei der Erläuterung der dritten Ausführungsform entwe
der weggelassen oder vereinfacht.
Der Ablauf der Steuerung gemäß der dritten Ausführungs
form wird nachfolgend unter Bezug auf das Blockdiagramm von
Fig. 16 erläutert.
Die Aufbauten der Raddrehzahl-Berechnungseinheit A1,
der Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungseinheit A2, der
Radbeschleunigungs-Berechnungseinheit A3, der Steuereinheit
A4, der Berechnungseinheit A5 für die geschätzte Fahrzeug
verzögerung, des Fahrbahnoberflächenidentifizierers A6, des
Filterprozessors A6a, der Veränderlichkeits-Berechnungsein
heit A6b und der Bestimmungseinheit A6c für schlechte Fahr
bahnoberfläche sind gleich wie in der ersten Ausführungs
form. Es sind jedoch in der dritten Ausführungsform eine
Differentialwert-Berechnungseinheit A6d, sowie ein abwei
chender Datenübertragungspfad vorgesehen.
Genauer gesagt, die von der Berechnungseinheit A6b be
rechnete Veränderlichkeit wird der Berechnungseinheit A6d
für einen Differentialwert oder einer Ableitung zugeführt
und ein Differentialwert oder eine Ableitung der Veränder
lichkeit von der Berechnungseinheit A6d wird der Bestim
mungseinheit A6c für schlechte Fahrbahnoberfläche zuge
führt. Die von der Raddrehzahl-Berechnungseinheit A1 be
rechnete Raddrehzahl wird der Bestimmungseinheit A6c für
schlechte Fahrbahnoberfläche zugeführt. Weiterhin werden
Daten, ob eine Antiblockiersteuerung durchgeführt wird oder
nicht, von der Steuereinheit A4 der Bestimmungseinheit A6c
für schlechte Fahrbahnoberfläche zugeführt.
Nachfolgend wird der Antiblockiersteuervorgang gemäß
der dritten Ausführungsform unter Bezug auf das Flußdia
gramm von Fig. 17 näher erläutert. Der Ablauf dieser Steue
rung beginnt, wenn der Zündschalter 41 betätigt wird.
Schritt 1110 initialisiert verschiedene Flags und Zäh
ler.
Schritt 1120 berechnet die Raddrehzahl VW für jedes der
Räder 1 bis 4 auf der Grundlage der Raddrehzahlsignale von
den Sensoren 5 bis 8.
Schritt 1130 berechnet die Radbeschleunigung DVW für
jedes der Räder 1 bis 4 auf der Grundlage der Raddrehzahl
VW aus dem Schritt 1120.
Auf gleiche Weise wie im Schritt 140 führt Schritt 1140
einen Filtervorgang zum Extrahieren oder Entfernen der
Hochfrequenzkomponenten aus der Radbeschleunigung jedes der
Räder 1 bis 4 durch, die in Schritt 1130 berechnet wurde.
Es sei hier festzuhalten, daß ein Filtervorgang ähnlich zu
demjenigen in den Schritten 841 bis 847 der zweiten Ausfüh
rungsform auch hier in der dritten Ausführungsform durchge
führt wird.
Auf gleiche Weise wie Schritt 150 berechnet Schritt
1150 die Veränderlichkeit DVWB der im Schritt 1140 gefil
terten Radbeschleunigung DVW.
Schritt 1160 berechnet einen Veränderlichkeits-Diffe
rentialwert DVWDB unter Verwendung der nachfolgenden Glei
chung (6).
DVWDB = {DVWB(n)-DVWB(n-1)}/T (6)
Es sei hier festzuhalten, daß in Gleichung (6) DVWB(n-1)
die vorangegangene Veränderlichkeit ist, DVWB(n) die
vorliegende Veränderlichkeit ist und T das Zeitintervall
zwischen zwei Berechnungen ist.
Wie noch unter Bezug auf die Fig. 18 beschrieben wird,
führt Schritt 1170 eine Bestimmung für schlechte Fahrbahn
unter Verwendung der Veränderlichkeit DVWB aus dem Schritt
1150 und des Differentialwertes der Veränderlichkeit DVWDB
aus dem Schritt 1160 durch.
Auf gleiche Weise wie Schritt 170 in der ersten Ausfüh
rungsform führt Schritt 1180 eine Antiblockiersteuerung auf
der Grundlage des Ergebnisses der Bestimmung schlechter
Fahrbahnoberfläche aus dem Schritt 1170 durch. Nach dem
Schritt 1180 geht die Steuerung zurück zum Schritt 1120.
Nachfolgend wird die im Schritt 1170 durchgeführte Be
stimmung für schlechte Fahrbahnoberfläche genauer unter Be
zug auf das Flußdiagramm von Fig. 18 erläutert.
Schritt 1210 bestimmt, ob der vorbestimmte Bestimmungs
zeitpunkt für schlechte Fahrbahnoberfläche vorliegt oder
nicht. Wenn Schritt 1210 einen positiven Ausgang liefert,
geht die Steuerung zum Schritt 1220. Wenn andererseits
Schritt 1210 einen negativen Ausgang liefert, endet der
Prozeßablauf.
Schritt 1220 setzt den Bestimmungspegel L für schlechte
Fahrbahnoberfläche auf den normalen Bestimmungswert L0.
Schritt 1230 bestimmt, ob die Raddrehzahl VW gleich
oder größer als der Referenzwert KV ist oder nicht. Wenn
Schritt 1230 positiven Ausgang liefert, geht die Steuerung
zum Schritt 1240. Wenn andererseits Schritt 1230 negativen
Ausgang liefert, geht die Steuerung zum Schritt 1250.
Um mit einem hohen Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit VW
entsprechen umgehen zu können, setzt der Schritt 1240 den
Bestimmungspegel L für schlechte Fahrbahnoberfläche auf ei
nen Wert L1 mit L1 < L0.
Schritt 1250 bestimmt, ob die Antiblockiersteuerung
durchgeführt wird oder nicht. Wenn Schritt 1250 positiven
Ausgang liefert, geht die Steuerung zum Schritt 1260. Ande
rerseits geht die Steuerung zum Schritt 1270, wenn 1250 ne
gativen Ausgang liefert.
Schritt 1260 setzt den Bestimmungspegel L für schlechte
Fahrbahnoberfläche auf einen Wert L2 mit L2 < L0, wenn die
Antiblockiersteuerung durchgeführt wird.
Schritt 1270 bestimmt, ob die Veränderlichkeit DVWB aus
dem Schritt 1250 nicht kleiner als der Bestimmungspegel L
für schlechte Fahrbahnoberfläche ist oder nicht, der abhän
gig von Raddrehzahl VW und den Umständen der Antiblockier
steuerung gesetzt wurde. Das heißt, Schritt 1270 bestimmt,
ob die Hochfrequenzkomponenten der Radbeschleunigung DVW
stark gestreut sind oder nicht. Wenn Schritt 1270 positiven
Ausgang liefert, geht die Steuerung zum Schritt 1280. Ande
rerseits geht die Steuerung zum Schritt 1290, wenn der
Schritt 1270 einen negativen Ausgang liefert.
Wenn die Hochfrequenzkomponenten in der Raddrehzahl DVW
stark gestreut sind, wird angenommen, daß die Fahrbahn ei
nen schlechten Fahrbahnoberflächenzustand hat, so daß
Schritt 1280 das Flag AK setzt, das schlechten Fahrbahnzu
stand anzeigt.
Wenn andererseits die Hochfrequenzkomponenten in der
Raddrehzahl DVW nicht weit gestreut sind, setzt der Schritt
1290 das Flag AK zurück.
Ein nachfolgender Schritt 1300 bestimmt wieder, ob eine
Antiblockiersteuerung durchgeführt wird oder nicht. Wenn
Schritt 1300 positiven Ausgang liefert, endet der vorlie
gende Prozeßablauf. Wenn andererseits Schritt 1300 negati
ven Ausgang liefert, geht die Steuerung zum Schritt 1310.
Kurz gesagt, da der Differentialwert DVWDB der Veränder
lichkeit für gewöhnlich hoch ist, wenn im vorliegenden Pro
zeßablauf eine Antiblockiersteuerung durchgeführt wird,
wird es schwierig, ganz spezielle Schwankungen oder Ände
rungen in dem Zustand der Fahrbahnoberfläche zu bestimmen,
so daß der Schritt 1310 und die nachfolgenden Schritte
übersprungen werden.
Schritt 1310 bestimmt, ob der in Schritt 1160 bestimmte
Differentialwert DVWDB der Veränderlichkeit nicht kleiner
als der Referenzwert DL ist oder nicht. Das bedeutet, daß,
wenn beispielsweise der Differentialwert DVWDB der Verän
derlichkeit hoch ist, angenommen werden kann, daß eine ein
zelne Veränderung in der Fahrbahnoberfläche vorlag, bei
spielsweise ein Schlagloch oder dergleichen, so daß der
Allgemeinzustand der Fahrbahnoberfläche auf der Grundlage
des Differentialwertes DVWDB der Veränderlichkeit noch ge
nauer bestimmt werden kann. Wenn Schritt 1310 positiven
Ausgang liefert, geht die Steuerung zum Schritt 1320. Wenn
andererseits Schritt 1310 einen negativen Ausgang liefert,
endet der vorliegende Prozeßablauf.
Da eine einzelne Schwankung oder Veränderung der Fahr
bahnoberfläche auch als schlechte Fahrbahnoberfläche be
trachtet werden kann, setzt Schritt 1320 das Flag AK, das
schlechten Fahrbahnzustand anzeigt. Es sei hier festzuhal
ten, daß das Flag AK gesetzt verbleibt, wenn Schritt 280
die Straße als schlechte Straße bereits bestimmt hat.
Da somit bei der dritten Ausführungsform die Bestimmung
für schlechten Fahrbahnzustand auf der Grundlage des Diffe
rentials DVWDB der Veränderlichkeit der Radbeschleunigung
DVW bestimmt wird, ist nicht nur die Bestimmung für
schlechte Fahrbahnoberfläche noch genauer, sondern, da die
Bestimmung der Fahrbahnoberfläche auf der Grundlage des
Differentialwertes DVWDB erfolgt, kann auch eine singulär
auftretende Veränderung in der Fahrbahnoberfläche erkannt
werden. Somit kann die Bestimmung des Fahrbahnzustandes
noch genauer erfolgen und somit auch die Antiblockiersteue
rung noch passender durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezug auf bevor
zugte Ausführungsformen hiervon und unter Bezug auf die
beigefügte Zeichnung beschrieben; es versteht sich jedoch,
daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von
Abwandlungen und Modifikationen möglich ist.
Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung genauso
vorteilhaft für ein Steuersystem für eine Fahrzeugaufhän
gung verwendet werden. Ein Bandpaßfilter (beispielsweise
ein Filter mit einem Durchlaßbereich zwischen 30 und 80 Hz)
für die Hochfrequenzkomponenten in einem bestimmten Bereich
kann anstelle des Hochpaßfilters verwendet werden. Weiter
hin können notwendige Hochfrequenzkomponenten auch unter
Verwendung eines Tiefpaßfilters entnommen werden.
Gleichung (1) kann zu einer Gleichung für einen Tief
paßfilter-Vorgang werden, indem die Filterkoeffizienten ge
eignet gesetzt werden und ein Wert nach dem Subtrahieren
des Berechnungsergebnisses DVWF(n) des Tiefpaßfilters aus
der Radbeschleunigung DVW(n) vor dem Filtern kann als ge
filterte Radbeschleunigung DVWF gesetzt werden. Von daher
wird die gefilterte Radbeschleunigung DVWF in diesem Falle
gleich derjenigen, die unter Verwendung eines Hochpaßfil
ters erhalten wird.
Obgleich die Beschreibung der vorliegenden Erfindung
anhand eines Detektors für ein Vierrad-Fahrzeug beschrieben
wurde, kann der Oberflächenzustand einer Fahrbahn auch bei
Fahrzeugen mit drei oder weniger Rädern erkannt werden.
Derartige Änderungen und Abwandlungen liegen ebenfalls im
Rahmen der vorliegenden Erfindung.
Claims (15)
1. Ein Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche
mit:
Radbeschleunigungs-Erkennungsvorrichtungen (130) zum Erzeugen eines Radbeschleunigungssignales (DVW), das die Radbeschleunigung eines Rades (FR, FL, RR, RL) ei nes Fahrzeuges anzeigt;
Hochfrequenzkomponenten-Extraktionsvorrichtungen (140) zum Extrahieren von Hochfrequenzkomponenten aus dem Radbeschleunigungssignal (DVW);
Verteilungszustands-Erkennungsvorrichtungen (150) zum Bestimmen eines Verteilungswertes (DVWB), der einen Verteilungszustand der Hochfrequenzkomponenten anzeigt; und
Fahrbahnoberflächenzustands-Erkennungsvorrichtungen (160) zum Bestimmen eines Fahrbahnoberflächenzustandes auf der Grundlage des Verteilungswertes (DVWB).
Radbeschleunigungs-Erkennungsvorrichtungen (130) zum Erzeugen eines Radbeschleunigungssignales (DVW), das die Radbeschleunigung eines Rades (FR, FL, RR, RL) ei nes Fahrzeuges anzeigt;
Hochfrequenzkomponenten-Extraktionsvorrichtungen (140) zum Extrahieren von Hochfrequenzkomponenten aus dem Radbeschleunigungssignal (DVW);
Verteilungszustands-Erkennungsvorrichtungen (150) zum Bestimmen eines Verteilungswertes (DVWB), der einen Verteilungszustand der Hochfrequenzkomponenten anzeigt; und
Fahrbahnoberflächenzustands-Erkennungsvorrichtungen (160) zum Bestimmen eines Fahrbahnoberflächenzustandes auf der Grundlage des Verteilungswertes (DVWB).
2. Detektor nach Anspruch 1, wobei die Radbeschleunigungs-
Detektionsvorrichtungen (130) das Radbeschleunigungssi
gnal (DVW) auf der Grundlage eines Raddrehzahlsignales
von einem Drehzahlsensor (5 bis 8) erzeugen, der je
weils mit dem Rad (FR, FL, RR, RL) verbunden ist.
3. Detektor nach Anspruch 1 oder 2, wobei
die Radbeschleunigungs-Detektionsvorrichtungen (130)
zum Erzeugen eines Radbeschleunigungssignales (DVW) ei
nes jeden Rades (FR, FL, RR, RL) des Fahrzeuges sind;
die Hochfrequenzkomponenten-Extraktionsvorrichtungen (140) zum Extrahieren von Hochfrequenzkomponenten aus dem Radbeschleunigungssignal (DVW) eines jeden Rades (FR, FL, RR, RL) des Fahrzeuges sind;
die Streuungszustands-Erkennungsvorrichtungen (150) zum Bestimmen eines Streuungswertes (DVWB) sind, der einen Streuungszustand der Hochfrequenzkomponenten des Radbe schleunigungssignales (DVW) eines jeden Rades (FR, FL, RR, RL) des Fahrzeuges anzeigt; und
die Erkennungsvorrichtungen für den Fahrbahnoberflä chenzustand zum Erkennen eines Fahrbahnoberflächenzu standes für jedes Rad (FR, FL, RR, RL) des Fahrzeuges sind.
die Hochfrequenzkomponenten-Extraktionsvorrichtungen (140) zum Extrahieren von Hochfrequenzkomponenten aus dem Radbeschleunigungssignal (DVW) eines jeden Rades (FR, FL, RR, RL) des Fahrzeuges sind;
die Streuungszustands-Erkennungsvorrichtungen (150) zum Bestimmen eines Streuungswertes (DVWB) sind, der einen Streuungszustand der Hochfrequenzkomponenten des Radbe schleunigungssignales (DVW) eines jeden Rades (FR, FL, RR, RL) des Fahrzeuges anzeigt; und
die Erkennungsvorrichtungen für den Fahrbahnoberflä chenzustand zum Erkennen eines Fahrbahnoberflächenzu standes für jedes Rad (FR, FL, RR, RL) des Fahrzeuges sind.
4. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die
Hochfrequenzkoinponenten-Extraktionsvorrichtungen (140)
eine Hochpaßfiltereinheit zum Extrahieren der Hochfre
quenzkomponenten enthalten.
5. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die
Hochfrequenzkomponenten-Extraktionsvorrichtungen (140)
eine Bandpaßfiltereinheit zum Extrahieren der Hochfre
quenzkomponenten enthalten.
6. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die
Hochfrequenzkomponenten-Extraktionsvorrichtungen (140)
eine Differentialfiltereinheit zum Extrahieren der
Hochfrequenzkomponenten durch zunächst Extrahieren von
Niederfrequenzkomponenten aus dem Radbeschleunigungssi
gnal (DVW) und nachfolgendem Subtrahieren der Nieder
frequenzenkomponenten von dem Radbeschleunigungssignal
(DVW) enthalten.
7. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die
Hochfrequenzkomponenten-Extraktionsvorrichtungen (140)
zum Extrahieren der Hochfrequenzkomponenten unter Ver
wendung von Filtercharakteristiken sind, die abhängig
von wenigstens entweder der Fahrzeuggeschwindigkeit des
Fahrzeuges und einem Steuerzustand des Fahrzeuges ein
stellbar sind.
8. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die
Fahrbahnoberflächenzustands Erkennungsvorrichtungen
(160) zum Bestimmen des Fahrbahnoberflächenzustandes
vorgesehen sind, indem der Streuungswert (DVWB) mit ei
nem Bestimmungspegel (L) verglichen wird, der abhängig
von wenigstens entweder der Fahrzeuggeschwindigkeit des
Fahrzeuges und einem Steuerzustand des Fahrzeuges ein
stellbar ist.
9. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiterhin
mit Änderungsbetrags-Berechnungsvorrichtungen (1160)
zum Bestimmen eines Streuungsveränderungsbetrages
(DVWDB) des Streuungswertes (DVWB);
wobei die Fahrbahnoberflächenzustands-Bestimmungsvor richtung (160) weiterhin zum Bestimmen des Fahrbahn oberflächenzustandes sind auf der Grundlage des Streu ungswertes (DVWB) und des Streuungsänderungsbetrages (DVWDB).
wobei die Fahrbahnoberflächenzustands-Bestimmungsvor richtung (160) weiterhin zum Bestimmen des Fahrbahn oberflächenzustandes sind auf der Grundlage des Streu ungswertes (DVWB) und des Streuungsänderungsbetrages (DVWDB).
10. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der
Streuungswert (DVWB) eine Veränderlichkeit der Radbe
schleunigung ist.
11. Ein Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche
mit:
Radbeschleunigungs-Erkennungsvorrichtungen (130) zum Erzeugen eines Radbeschleunigungssignales (DVW), das die Radbeschleunigung eines Rades (FR, FL, RR, RL) ei nes Fahrzeuges anzeigt;
Hochfrequenzkomponenten-Extraktionsvorrichtungen (140) zum Extrahieren von Hochfrequenzkomponenten aus dem Radbeschleunigungssignal (DVW);
Veränderlichkeitszustand-Erkennungsvorrichtungen (150) zum Bestimmen einer Veränderlichkeit (DVWB), die einen Veränderlichkeitszustand der Hochfrequenzkomponenten anzeigt; und
Fahrbahnoberflächenzustands-Erkennungsvorrichtungen (160) zum Bestimmen eines Fahrbahnoberflächenzustandes auf der Grundlage der Veränderlichkeit (DVWB).
Radbeschleunigungs-Erkennungsvorrichtungen (130) zum Erzeugen eines Radbeschleunigungssignales (DVW), das die Radbeschleunigung eines Rades (FR, FL, RR, RL) ei nes Fahrzeuges anzeigt;
Hochfrequenzkomponenten-Extraktionsvorrichtungen (140) zum Extrahieren von Hochfrequenzkomponenten aus dem Radbeschleunigungssignal (DVW);
Veränderlichkeitszustand-Erkennungsvorrichtungen (150) zum Bestimmen einer Veränderlichkeit (DVWB), die einen Veränderlichkeitszustand der Hochfrequenzkomponenten anzeigt; und
Fahrbahnoberflächenzustands-Erkennungsvorrichtungen (160) zum Bestimmen eines Fahrbahnoberflächenzustandes auf der Grundlage der Veränderlichkeit (DVWB).
12. Detektor nach Anspruch 11, wobei die Radbeschleuni
gungs-Detektionsvorrichtngen (130) das Radbeschleuni
gungssignal (DVW) auf der Grundlage eines Raddrehzahl
signales von einem Drehzahlsensor (5 bis 8) erzeugen,
der jeweils mit dein Rad (FR, FL, RR, RL) verbunden ist.
13. Detektor nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Straßen
oberflächenzustands-Erkennungsvorrichtungen (160) zum
Bestimmen des Straßenoberflächenzustandes sind, indem
die Veränderlichkeit (DVWB) mit einem bestimmten Pegel
(L) verglichen wird, der abhängig von wenigstens entwe
der der Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Steuerzustand
des Fahrzeuges einstellbar ist.
14. Detektor nach einem der Ansprüche 11 bis 13, weiterhin
mit Änderungsbetrag-Berechnungsvorrichtungen (1160) zum
Bestimmen einer Veränderlichkeitsdifferenz (DVWDB) der
Veränderlichkeit (DVWB), die von dein Veränderlichkeits
zustands-Erkennungsvorrichtungen (150) bestimmt wurde;
wobei die Fahrbahnoberflächenzustands-Erkennungsvor
richtung (160) weiterhin zum Bestimmen des Fahrbahn
oberflächenzustandes auf der Grundlage der Veränder
lichkeit (DVWB) und der Veränderlichkeitsdifferenz
(DVWDB) sind.
15. Ein Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche
mit:
Radbeschleunigungs-Erkennungsvorrichtungen (130) zum Erzeugen eines Radbeschleunigungssignales (DVW), das die Radbeschleunigung eines Rades (FR, FL, RR, RL) ei nes Fahrzeuges auf der Grundlage von Raddrehzahlausgän gen von einem Drehzahlsensor (5 bis 8) anzeigt, die mit den jeweiligen Rädern (FR, FL, RR, RL) verbunden sind;
Hochfrequenzkomponenten-Extraktionsvorrichtungen (140) mit einer Filtereinheit zur Extrahierung von Hochfre quenzkomponenten aus dem Radbeschleunigungssignal (DVW);
Veränderlichkeitszustands-Erkennungsvorrichtungen (150) zum Bestimmen einer Veränderlichkeit (DVWB), die einen Veränderlichkeitszustand der Hochfrequenzkomponenten anzeigt; und
Fahrbahnoberflächenzustands -Erkennungsvorrichtungen (160) zum Bestimmen eines Fahrbahnoberflächenzustandes durch Vergleich der Veränderlichkeit (DVWB) mit einem bestimmten Bestimmungspegel (L).
Radbeschleunigungs-Erkennungsvorrichtungen (130) zum Erzeugen eines Radbeschleunigungssignales (DVW), das die Radbeschleunigung eines Rades (FR, FL, RR, RL) ei nes Fahrzeuges auf der Grundlage von Raddrehzahlausgän gen von einem Drehzahlsensor (5 bis 8) anzeigt, die mit den jeweiligen Rädern (FR, FL, RR, RL) verbunden sind;
Hochfrequenzkomponenten-Extraktionsvorrichtungen (140) mit einer Filtereinheit zur Extrahierung von Hochfre quenzkomponenten aus dem Radbeschleunigungssignal (DVW);
Veränderlichkeitszustands-Erkennungsvorrichtungen (150) zum Bestimmen einer Veränderlichkeit (DVWB), die einen Veränderlichkeitszustand der Hochfrequenzkomponenten anzeigt; und
Fahrbahnoberflächenzustands -Erkennungsvorrichtungen (160) zum Bestimmen eines Fahrbahnoberflächenzustandes durch Vergleich der Veränderlichkeit (DVWB) mit einem bestimmten Bestimmungspegel (L).
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