DE19626398B4

DE19626398B4 - Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche

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Publication number: DE19626398B4
Application number: DE19626398A
Authority: DE
Inventors: Tadaaki Kariya Tsuno; Shoichi Kariya Masaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-07-07
Filing date: 1996-07-01
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2016-07-02
Also published as: JPH0920223A; US5719565A; DE19626398A1

Abstract

Ein Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche mit:
eine Radbeschleunigungs-Erkennungseinrichtung (130) zum Erzeugen eines Radbeschleunigungssignales (DVW), das die Radbeschleunigung eines Rades (FR, FL, RR, RL) eines Fahrzeuges anzeigt; und
eine Fahrbahnoberflächenzustands-Erkennungseinrichtung (160) zum Bestimmen eines Fahrbahnoberflächenzustandes auf der Grundlage eines Varianzwertes (DVWB)
gekennzeichnet durch
eine Hochfrequenzkomponenten-Extraktionseinrichtung (140) zum Extrahieren nur von Hochfrequenzkomponenten aus dem Radbeschleunigungssignal (DVW), die größer als eine vorbestimmte Frequenz sind; und
eine Varianzzustands-Erkennungseinrichtung (150) zum Bestimmen des Varianzwertes (DVWB), der einen Varianzzustand der Hochfrequenzkomponenten anzeigt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Insbesondere betrifft die vorliegende 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 Fahrzeugsantriebsystemen geschaffen. Beispiele derartiger elektronischer Steuerungen sind eine Antirutsch- oder Antiblockiersteuerung, eine elektronische Steuerung der Aufhängung, oder dergleichen. Aus diesen Steuerarten, wird in zunehmendem Maße eine Antirutsch- oder Antiblockiersteuerung, welche das Bremsvermögen 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 öfteren bewegen, sehr komplizierte Oberflächenbeschaffenheiten und sind beispielsweise ausgesprochen uneben, so daß es für herkömmliche Antirutsch- oder Antiblockiersteuerungen nicht einfach ist, mit derartigen Oberflächenbeschaffenheiten 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 welche des DE 3421253 C2 entspricht, eine Technologie zur Verkürzung des Bremsweges vor, bei der eine schlechte Oberflächenbeschaffenheit oder Fahrbahnbeschaffenheit mittels einer Varianz-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 Varianz Komponenten hinsichtlich der Fahrzeugverzögerung und von Brems-Fluktuationen enthält, wird eine Detektion oder Erkennung unebener Fahrbahnoberflächen mit relativ kleinen unebenen Abschnitten, wo sich die Radbeschleunigung innerhalb eines kleinen Bereiches ändert, schwierig.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 43 40 442 A1 offenbart ein Antiblockier- und/oder Antriebsschlupfregelsystem bei dem ein Maß für die Unebenheit einer Straßenoberfläche auf der Basis von entweder Einfederwegsignalen, vertikalen Radbeschleunigungssignalen oder Radgeschwindigkeitssignalen ermittelt wird, wobei mit Hilfe eines Hochpassfilters und eines Tiefpassfilters diejenigen Signale herausgefiltert werden, die in einem Frequenzband zwischen 5 und 16 Hz liegen.

DE 38 12 600 C2 zeigt eine Vorrichtung zum Detektieren einer schlechten Fahrbahn auf der Basis von Geschwindigkeitsdifferenzen unterschiedlicher Räder und durch Vergleich der Geschwindigkeitsdifferenzen mit einem vorgegebenen Bezugswert entscheidet das System, ob eine schlechte Fahrbahnoberfläche vorliegt oder nicht.

Wie in 19 gezeigt, ergibt sich eine Radverzögerung, wenn eine Bremse zum Zeitpunkt t1 gedruckt wird, während mit konstanter Geschwindigkeit gefahren wird, bei der die Radbeschleunigung annähernd OG ist. Da jedoch eine Komponente der Radverzögerung (d. h. der Fahrzeugverzögerung) zu der Varianz hinzuaddiert wird, wird eine genaue Erkennung einer Schotterfahrbahn oder dergleichen schwierig.

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 Fahrzeugradbeschleunigung führt (Brems-Fluktuation), so daß eine genaue Erkennung von Fahrbahnen mit Schotteroberflächen oder dergleichen wiederum schwierig wird, da die Komponenten einer derartigen Fluktuation zu der Varianz hinzuaddiert werden.

Allgemein gesagt oder mit anderen Worten, aufgrund der soeben beschriebenen Faktoren ist die genaue Detektion oder Erkennung von Fahrbahnen mit schlechter Oberflächenbeschaffenheit, beispielsweise Schotterfahrbahnen oder dergleichen bei Verwendung der bisher bekannten Technologie schwierig.

Angesichts der soeben geschilderten Probleme des Standes der Technik ist es eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden 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 angegebenen Merkmale.

Genauer gesagt, gemäß eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche geschaffen, der aufweist: Radbeschleunigungs-Erkennungsvorrichtungen zum Erzeugen eines Radbeschleunigungssignales, das die Radbeschleunigung eines Rades eines Fahrzeuges anzeigt; Hochfrequenzkomponenten-Extraktionsvorrichtungen zum Extrahieren von Hochfrequenzkomponenten aus dem Radbeschleunigungssignal; Verteilungszustands-Erkennungsvorrichtungen zum Bestimmen eines Verteilungswertes, der einen Verteilungszustand der Hochfrequenzkomponenten anzeigt; und Fahrbahnoberflächenzustands-Erkennungsvorrichtungen zum Bestimmen eines Fahrbahnoberflächenzustandes auf der Grundlage des Verteilungswertes.

Wenn der Zustand der Fahrbahnoberfläche einfach auf der Grundlage des Verteilungs- oder Streuungswertes der Radbeschleunigung erkannt wird, neigt die Genauigkeit in der Erkennung des Zustandes der Fahrbahnoberfläche, die von der Fahrzeugverzögerung und Komponenten der Bremsenfluktuationen beeinflußt wird, dazu, sich zu verschlechtern. Es sei hier festzuhalten, daß die Frequenzen der Komponenten der Fahrzeugverzögerung und Bremsenfluktuationen vergleichsweise gering im Vergleich mit den Frequenzkomponenten des Zustandes der Fahrbahnoberfläche sind.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung auf diese Weise nur die Hochfrequenzkomponenten der Radbeschleunigung extrahiert und verwendet werden, kann der Zustand der Fahrbahnoberfläche auf der Grundlage des Streuungswertes der Hochfrequenzkomponenten genau erkannt werden.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft einen Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche, bei der eine Radbeschleunigungs-Erkennungseinheit ein Radbeschleunigungssignals auf der Grundlage eines Radgeschwindigkeitssignals erzeugt, das von einem Geschwindigkeits bzw. Drehzahlsensor kommt, der mit dem Rad gekoppelt ist.

Gemäß eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche geschaffen, bei der die Radbeschleunigungs-Detektionseinheit die Radbeschleunigung eines jeden Rades des Fahrzeuges bestimmt und bei dem eine Detektionseinheit für den Zustand der Fahrbahnoberfläche für jedes Rad des Fahrzeuges detektiert oder erkennt.

Somit kann beispielsweise eine Antirutsch- oder Antiblockiersteuerung korrekt für jedes Rad durchgeführt werden, so daß das Fahrzeug optimal steuerbar bleibt.

Gemäß eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche geschaffen, bei dem eine Extraktionseinheit für die Hochfrequenzkomponente eine Hochpaß-Filtereinheit, eine Bandpaß-Filtereinheit und eine Differential-Filtereinheit aufweisen kann, um die Hochfrequenzkomponenten des Radbeschleunigungssignales zu extrahieren oder auszufiltern.

Gemäß eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche geschaffen, bei dem die Extraktionseinheit für die Hochfrequenzkomponente Hochfrequenzkomponenten des Radbeschleunigungssignales unter Verwendung von Filtercharakteristiken extrahiert oder ausfiltert, die abhängig von wenigstens entweder der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und einem Steuerzustand des Fahrzeuges eingestellt werden können.

Da auf diese Weise die von der Extraktionseinheit für die Hochfrequenzkomponente verwendeten Filtercharakteristiken abhängig von Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Steuerzustand 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 Fahrbahnoberfläche diesen Zustand der Fahrbahnoberfläche dadurch bestimmt, daß der Verteilungs- oder Streuungswert mit einem Bestimmungswert verglichen wird, der abhängig von wenigstens der Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Steuerzustand des Fahrzeuges eingestellt werden kann. Da auf diese Weise der Bestimmungswert abhängig von Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Steuerzustand eingestellt wird, läßt sich der Zustand der Fahrbahnoberfläche genau erfassen.

Es sei hier festzuhalten, daß der Steuerzustand beispielsweise 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 Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche geschaffen, der eine Berechnungseinheit für den Variations- 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, beispielsweise ein Schlagloch oder dergleichen, genau erfaßt werden. Auch hier muß festgehalten werden, daß die Verwendung der Varianz als Streuungswert eine genaue Erfassung von Änderungen der Fahrbahnoberfläche erlaubt.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines Detektors für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Ansicht des Gesamtaufbaus einer Antirutsch- oder Antiblockiersteuerung, bei der der Detektor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anwendbar ist;
3 ein Blockdiagramm des Detektors für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ein Flußdiagramm eines Hauptprogrammes in der ersten Ausführungsform;
5A und 5B graphische Darstellungen eines Radbeschleunigungssignales vor und nach dem Filtern gemäß der ersten Ausführungsform;
6 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Berechnung der Varianz in der ersten Ausführungsform;
7 ein Flußdiagramm eines Berechnungsvorganges der Varianz gemäß der ersten Ausführungsform;
8 ein Flußdiagramm eines Bestimmungsvorganges für schlechte Fahrbahn gemäß der ersten Ausführungsform;
9 ein Flußdiagramm eines Antirutsch- oder Antiblockier-Steuervorganges gemäß der ersten Ausführungsform;
10 eine graphische Darstellung der Änderung eines Steuerreferenzwertes in der ersten-Ausführungsform;
11 ein Flußdiagramm eines Bestimmungsvorganges für das Ansteuermuster eines Magnetventiles gemäß der ersten Ausführungsform;
12 eine Tabelle von Magnetventil-Antriebsmustern in der ersten Ausführungsform;
13 ein Blockdiagramm eines Detektors für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 ein Flußdiagramm eines Hauptprogrammes der zweiten Ausführungsform;
15 ein Flußdiagramm eines Bestimmungsvorganges für schlechte Fahrbahnoberfläche gemäß der zweiten Ausführungsform;
16 ein Blockdiagramm eines Detektors für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
17 ein Flußdiagramm des Hauptprogrammes der dritten Ausführungsform;
18 ein Flußdiagramm des Bestimmungsvorganges einer schlechten Fahrbahnoberfläche in der dritten Ausführungsform; und
19 die graphische Darstellung der Radbeschleunigung bei dem Stand der Technik.
2 zeigt schematisch den Gesamtaufbau einer Antirutsch- oder Antiblockiersteuerung (nachfolgend als "Antiblockiersteuerung" bezeichnet), bei der der erfindungsgemäße Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche (nachfolgend als "Detektor" bezeichnet) anwendbar ist. Die erste Ausführungsform zeigt exemplarisch die Anwendung oder Verwendung der vorliegenden Erfindung bei einem Kraftfahrzeug mit Vorderradantrieb.
Radgeschwindigkeits- oder Drehzahlsensoren 5 bis 8 von beispielsweise dem elektromagnetischen Typ, dem magnetoresistiven Typ oder dergleichen sind an einem vorderen rechten 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 Radzylinder 11 bis 14 über Stellglieder 21 bis 24 und entsprechende 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 Antiblockiersteuerung 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 abgegeben.
Die Stellglieder 21 bis 24 werden von einer elektronischen Steuereinheit (ECU = electronic control unit) 40 gesteuert. Die Stellglieder 21 bis 24 stellen den Hydraulikdruck an den Radzylindern 11 bis 14 während der Antiblockiersteuerung und damit die auf die Räder 1 bis 4 einwirkenden Bremskräfte ein. Jedes der Stellglieder 21 bis 24 ist ein elektromagnetisches Ventil mit drei Schaltpositionen, das in einen Druckerhöhungsmodus, einen Druckverringerungsmodus 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 Position B ist und durch Ablaß von Bremsflüssigkeit in das Reservoir 28a verringert, wenn das Stellglied 21 in der Position 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 Betätigungsstromes betätigt werden.
Die elektronische Steuereinheit 40 ist auf Mikroprozessor-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 3 bis 12 näher erläutert.
Zunächst soll der Steuerprozeß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezug auf das Blockdiagramm von 3 näher erläutert werden.
Signale von den Raddrehzahlsensoren 5 bis 8 werden einer Raddrehzahl-Berechnungseinheit A1 zugeführt und die in der Raddrehzahl-Berechnungseinheit A1 errechnete Raddrehzahl wird dann einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungseinheit A2, einer Radbeschleunigungs-Berechnungseinheit A3 und einer Steuereinheit A4 zugeführt.
Die in der Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungseinheit A2 errechnete Fahrzeuggeschwindigkeit wird der Steuereinheit A4 und einer Berechnungseinheit A5 für eine geschätzte Fahrzeugverzögerung zugeführt. Die von der Berechnungseinheit A5 berechnete geschätzte Fahrzeugverzögerung wird dann wieder der Steuereinheit A4 zugeführt.
Eine von der Radbeschleunigungs-Berechnungseinheit berechnete Radbeschleunigung wird der Steuereinheit A4 und einem Filterprozessor A6a eines Fahrbahnoberflächenidentifizierers A6 zugeführt.
In dem Fahrbahnoberflächenidentifizierer A6 wird die von dem Filterprozessor A6a bearbeitete Radbeschleunigung einer Varianz-Berechnungseinheit A6b zugeführt und in die von der Varianz-Berechnungseinheit A6b berechnete Varianz wird einer Bestimmungseinheit A6c für schlechte Fahrbahnoberflächenbeschaffenheit zugeführt. Das Bestimmungsergebnis von der Berechnungseinheit A6c wird wiederum der Steuereinheit A4 zugeführt.
Auf der Grundlage der Berechnungsergebnisse von den oben beschriebenen Berechnungseinheiten erzeugt die Steuereinheit 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 Flußdiagramm von 4 näher erläutert. Der Ablauf dieses Programmes 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 berechneten Raddrehzahlen. Der Schritt 130 entspricht dem Radbeschleunigungsdetektor von 1.
Im Schritt 140 wird ein Filtervorgang durchgeführt, der nachfolgend noch näher erläutert wird, um Hochfrequenzkomponenten der Radbeschleunigungen der Räder 1 bis 4 aus dem Schritt 130 zu extrahieren. Der Schritt 140 entspricht dem Hochfrequenakomponentenextrahierer von 1.
Wie nachfolgend noch im Detail erläutert wird, führt ein Schritt 150 einen Ablauf zur Berechnung einer Varianz der Radbeschleunigung durch, die im Schritt 140 ausgefiltert wurde. Der Schritt 150 entspricht einem Varianz-Zustandsdetektor von 1.
In einem Schritt 160, der nachfolgend noch erläutert wird, wird eine schlechte Fahrbahnbeschaffenheit auf der Grundlage der im Schritt 150 erhaltenen Varianz bestimmt. Der Schritt 160 entspricht dem Fahrbahnoberflächen-Zustandsdetektor von 1.
Der Schritt 170, der nachfolgend noch erläutert wird, führt eine Antiblockier-Steuerung auf der Grundlage der Ergebnisse 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 5 näher erläutert.
Unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung (1) führt der Schritt 140 einen Filtervorgang zum Extrahieren der Hochfrequenzkomponenten der im Schritt 130 berechneten Radbeschleunigung 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 Beschleunigung n ist; DVWF(n) die Radbeschleunigung nach der Filterung 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. Genauer gesagt, die Filterkoeffizienten A0, A1, A2, B0 und B1 werden so gesetzt, daß Frequenzen unterschieden werden, die schlechten Fahrbahnoberflächen zugeordnet sind, beispielsweise Fahrbahnoberflächen im offenen Gelände aufgrund von Fluktuations-Frequenzen, die von Fahrzeugverzögerung und einer Antiblockiersteuerung und dergleichen hervorgerufen werden, wobei nur diejenigen Frequenzkomponenten durchgelassen 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 Radbeschleunigung DVWF festgesetzt.
Die 5A und 5B zeigen die Ergebnisse der Filterung unter Verwendung eines Hochpaßfilters.
Wie in den 5A und 5B gezeigt, schwankt oder vibriert die Radbeschleunigung DVW vor den Filtern aufgrund der Fahrzeugverzögerung und Steuerschwankungen in erheblichem Maße, wohingegen die Radbeschleunigung DVWF nach dem Filtervorgang unter Verwendung des Hochpaßfilters ohne Vibrationskomponenten vorliegt, so daß nur die Hochfrequenzkomponenten verbleiben, die von dem Fahrbahnoberflächenzustand oder der Fahrbahnoberflächenbeschaffenheit herrühren.
Nachfolgend wird der Ablauf der Berechnung der Varianz der gefilterten Radbeschleunigung vom Schritt 150 unter Bezug auf die 6 und 7 beschrieben.
Wie in 6 und der nachfolgenden Gleichung (2) gezeigt, wird die Varianz DVWB der gefilterten Radbeschleunigung DVWF dadurch berechnet, daß die Quadrate der Werte der gefilterten Radbeschleunigung DVWF aufsummiert werden und die Summe dieser werte durch die Anzahl der Abtastvorgänge (Anzahl von Berechnungen) n dividiert wird.
Die Varianz DVWB zeigt einen Varianzzustand der gefilterten Radbeschleunigung DVWF. Beispielsweise bedeutet eine große Varianz DVWB, daß die Radbeschleunigung breit streut. DVWB = {DVWF (1)2 + ... + DVWF (n)2}/n (2)
Auf der Grundlage der Gleichung (2) wird die Varianz DVWB in dem nachfolgenden Flußdiagramm von 7 berechnet.
Der Schritt 210 bestimmt, ob eine bestimmte Rechenzeitdauer (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 gefilterten Radbeschleunigung DVWF aus dem Schritt 140 zu einem Varianz-Summationswert DVSUM hinzuaddiert.
Der Schritt 230 bestimmt, ob n Berechnungen durchgeführt 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 Varianz DVWB durch Dividieren des Varianz-Summationswertes DVSUM durch n und der Schritt 250 setzt den Varianz-Summationswert DVSUM zurück, so daß der vorliegende Prozeßablauf beendet wird.
Nachfolgend wird unter Bezug auf das Flußdiagramm von 8 der Bestimmungsprozeß für einen schlechten Fahrbahnzustand im Schritt 160 erläutert.
Der Schritt 310 bestimmt, ob eine bestimmte Bestimmungszeit für schlechte Fahrbahn (beispielsweise 50 ms) seit der letzten Bestimmung einer schlechten Fahrbahnoberfläche verstrichen ist oder nicht. Wenn der Schritt 310 einen positiven Ausgang hat, geht die Steuerung zum Schritt 320. Ansonsten wird der Prozeßablauf beendet.
Der Schritt 320 bestimmt, ob die im Schritt 350 berechnete Varianz 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 verteilt 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 Varianz DVWB hoch ist und die Hochfrequenzkomponenten der Radbeschleunigung ganz erheblich verteilt 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 Radbeschleunigung 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 9 bis 12 erläutert.
In diesem Antiblockiersteuervorgang wird, wenn der Fahrbahn- oder Straßenzustand schlecht ist, der Hydraulikdruck 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 Hydraulikdruck abgesenkt. Auf diese Weise wird der Bremsvorgang oder die Bremsleistung bei schlechten Fahrbahnoberflächen oder Fahrbahnzuständen verbessert.
Der Schritt 410 von 9 berechnet die Fahrzeuggeschwindigkeit Vb auf der Grundlage der im Schritt 120 berechneten 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) berechnet. 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 Mittelwert-Funktion ist, Kdown eine untere Grenzwertkonstante für die Radverzögerung ist, AT eine Berechnungszeitdauer ist, Vs(n) eine maximale Raddrehzahl zum Zeitpunkt n ist, Kup eine obere Grenzwertkonstante der Radverzögerung 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 Gravitations-Beschleunigungskonstante) wohingegen Kup auf 0,6 G gesetzt wird.
Der Schritt 420 berechnet eine Referenzfahrzeuggeschwindigkeit kVb durch Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit Vb aus dem Schritt 410 um einen bestimmten Prozentsatz. Wie in 10 gezeigt, ist die Referenzfahrzeuggeschwindigkeit 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 Referenzfahrzeuggeschwindigkeit 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 10 der Hydraulikdruck an und die Bremsleistung auf schlechter Fahrbahn wird verbessert.
Der Schritt 430 berechnet eine Fahrzeugverzögerung δ Vb unter Verwendung der Gleichung (5) basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, die im Schritt 410 berechnet wurde. Um δVb zu berechnen, wird zunächst ein Änderungsbetrag der Fahrzeuggeschwindigkeit Vb innerhalb eines Zeitintervalls δt als Durchschnittsfahrzeug-Verzögerung SVbx unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung (4) berechnet. Unter Verwendung der durchschnittlichen Fahrzeugverzögerung δVbx wird ein gesteuerter Betrag der Änderung vom vorhergehenden Wert der durchschnittlichen Fahrzeugverzögerung als geschätzte Fahrzeugverzögerung δ Vb erhalten. δVbx(n) = [Vb(n – 1) – Vb(n)]/δt (4)
Es sei hier festzuhalten, daß in Gleichung (4) δ Vbx(n) die durchschnittliche Fahrzeugverzögerung bei der Berechnung 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 Fahrzeugverzögerung zur Berechnungszeit n, MED eine Mittelwert-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 Verzögerungsänderung, n ist die Anzahl der Berechnungen und KGH ist eine Kompensationsvariable.
Wenn die durchschnittliche Fahrzeugverzögerung δ Vbx, die der Berechnungswert der Gleichung (4) ist, unter 0 liegt, wird der vorhandene berechnete Wert nicht verwendet und anstelle hiervon wird die durchschnittliche Fahrzeugverzögerung δVbx aus der vorhergehenden Berechnung verwendet. Die untere Grenzwertvariable für die Verzögerungsänderung Kdown, die obere Grenzwertvariable für die Verzögerungsänderung Kup und die Kompensationsvariable KGH werden auf der Grundlage eines Magnetventil-Steuermusters für jedes 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-Antriebssteuermuster 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 Flußdiagramm von 11 bestimmt und ist eines der Muster, wie es in 12 gezeigt ist.
Der Schritt 460 erzeugt ein Treibersignal zum Antrieb der Magnetventile des Stellgliedes 21 für das vordere rechte Rad 1 auf der Grundlage des im Schritt 450 ermittelten Steuermusters für dieses Rad 1.
Auf gleiche Weise bestimmt der Schritt 470 das Magnetventil-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 Magnetventil-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 Treibersignale zum Betreiben der Stellglieder 23 und 24 für das rechte und linke Hinterrad 3 und 4.
Nachfolgend wird das Verfahren zum Bestimmen der Magnetventil-Antriebsmuster für jedes der Räder 1 bis 4 in den Schritten 450, 470, 490 und 500 näher unter Bezug auf 11 erläutert. Die nachfolgende Erläuterung erfolgt unter 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 untere Grenzwertvariable für die Verzögerungsänderung Kpdown, obere Grenzwertvariable für die Verzögerungsänderung Kpup und Kompensationsvariable KGH.
Zunächst bestimmt ein Schritt 610 in 11, ob ein Flag FABS gesetzt ist, das anzeigt, ob eine Antiblockiersteuerung 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, vergleicht ein Schritt 620 einen bestimmten Wert der Rutschrate (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 verwendet. Wenn die momentane Rutschrate nicht größer als ein bestimmter Wert ist, geht die Steuerug 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 vorliegt, mit der Antiblockiersteuerung zu beginnen, so daß das Flag FABS zurückgesetzt wird, um anzuzeigen, daß eine Antiblockiersteuerung nicht durchgeführt wird und der Steuerablauf geht zum Schritt 640 weiter.
Wenn FABS = 0 vorliegt, setzt der Schritt 640 das Magnetventil-Antriebssteuermuster des Fahrzeugrades auf P = 4 wie noch unter Bezug auf 12 erläutert wird.
Wenn der Schritt 620 bestimmt, daß die momentan vorliegende 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 Beschleunigung des Fahrzeugrades nicht größer als ein bestimmter Wert ist, (der beispielsweise bei –1,2 G in der vorhandenen Ausführungsform liegt) oder nicht. Es sei hier festzuhalten, daß beim Bestimmen des Magnetventil-Antriebssteuermusters des Fahrzeugrades die im Schritt 130 berechnete Radbeschleunigung 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 Fahrzeugrades als kleiner als der bestimmte Wert bestimmt wird, liegt bei dem betreffenden Fahrzeugrad ein gewisser Rutschbetrag vor. Da jedoch die Verzögerung des Fahrzeugrades nicht sehr hoch ist, wird der Reibkontakt zwischen Fahrzeugrad und Fahrbahnoberfläche als noch gut bestimmt, so daß die Steuerung zum Schritt 630 weitergeht.
Da die Rutschrate des Fahrzeugrades größer als der bestimmte wert ist und die Verzögerung des Fahrzeugrades größer als ein bestimmter Wert ist, setzt der Schritt 660 das Flag FRBS, da eine Notwendigkeit vorliegt, mit der Antiblockiersteuerung zu beginnen, wodurch ein schlechter Reibkontakt zwischen dem Fahrzeugrad und der Fahrbahnoberfläche angezeigt wird.
Der nachfolgende Schritt 670 setzt das Magnetventil-Antriebsssteuermuster des betreffenden Fahrzeugrades auf P = 0, was später noch unter Bezug auf 12 erläutert wird.
In der Zwischenzeit bestimmt der Schritt 610, daß das Flag FABS gesetzt ist und die Antiblockiersteuerung durchgeführt wird, so daß der Steuerablauf zum Schritt 680 weitergeht.
Der Schritt 680 bestimmt das Magnetventil-Antriebssteuermuster des Fahrzeugrades auf der Grundlage der vorliegenden Rutschrate des Fahrzeugrades und der Radbeschleunigung. Die momentane Rutschrate ist die gleiche Rutschrate, die im Schritt 620 verwendet wurde und die vorhandene Radbeschleunigung 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 Datenmappe gemäß Schritt 680 einzuschränken und auch, andere hiervon abweichende Datenmappen verwendet werden können. Die Parameter Si und S2 der Rutschrate werden auf 15% und 5% gesetzt und die Parameter G1 und G2 der Radbeschleunigung werden auf –1,0 G und +0,5 G gesetzt.
Der Schritt 690 bestimmt, ob das Magnetventil-Antriebsmuster für das betreffende Fahrzeugrad ein Muster P = 3 ist, was später noch unter Bezug auf 12 beschrieben wird, oder nicht. Wenn das Magnetventil-Antriebsmuster als nicht P = 3 bestimmt wird, wird das Stellglied für das betreffende Fahrzeugrad durch Erzeugung von Magnetventil-Treibersignalen auf der Grundlage des im Schritt 680 bestimmten Magnetventil-Antriebsmusters angesteuert.
Wenn andererseits der Schritt 690 bestimmt, daß das Magnetventil-Antriebsmuster des Fahrzeugrades P = 3 ist, geht die Steuerung zum Schritt 700.
Der Schritt 700 bestimmt, ob ein später noch zu beschreibendes Ausgangsmuster des Musters P = 3 komplett ist oder nicht. Wenn der Schritt 700 bestimmt, daß das Ausgangsmuster noch nicht vollständig oder komplett ist, wird der vorliegende Prozeßablauf beendet. Wenn andererseits im Schritt 700 bestimmt wird, daß das Ausgangsmuster vollständig ist, geht die Steuerung zum Schritt 710.
Mit der Vervollständigung des Ausgangsmusters des Ausgangsmusters 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 12 erläutert wird.
Nachfolgend werden das in den Schritten 680 etc. bestimmte Magnetventil-Antriebssteuermuster unter Bezug auf 12 näher erläutert. Es sei hier festzuhalten, daß das Muster P die Treibersignale zum Betrieb der Stellglieder 21 bis 24 anzeigt.
Wie in 12 gezeigt, wird im Schritt 670 und dem Schritt 680 das Magnetventil-Antriebsmuster P auf P = 0 gesetzt, wenn die Radverzögerung und die Rutschrate beide hoch sind. Das bedeutet, daß ein Magnetventil-Antriebsmuster von P = 0 zur Verbessrung des Kontaktes zwischen Fahrzeugrad und Fahrbahnoberfläche durch die Erzeugung eines Signals zum Absenken des Hydraulikdruckes an den Radzylindern ist, wenn der Kontakt sich aufgrund eines zu hohen Hydraulikdruckes an den Radzylindern verschlechtert.
Das Magnetventil-Antriebssteuermuster P = 1 wird gesetzt, wenn der Kontaktzustand zwischen Fahrzeugrad und Fahrbahnoberfläche nicht gut aber noch nicht schlecht genug ist, was aus der Beziehung zwischen Rutschrate und Radverzögerung 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 Fahrzeugrad und Radoberfläche durch kontinuierliches und alternierendes Erzeugen innerhalb einer bestimmten Zeitdauer eines Hydraulikdruck-Aufrechterhaltungssignales zum Aufrechterhalten des Hydraulikdruckes an den Radzylindern und eines Hydraulikdruck-Verringerungssignals zum Verringern des Hydraulikdruckes 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 anwachsenden Seite mit zunehmender Radbeschleunigung ist und wenn die Radverzögerung hoch ist und die Rutschrate klein ist und wenn eine Beziehung zwischen Rutschrate und Fahrzeugbeschleunigung zwischen den obengenannten beiden Fällen liegt. Das Magnetventil- Antriebssteuermuster P = 2 erzeugt ein Hydraulikdruck-Aufrechterhaltungssignal zum Aufrechterhalten des Hydraulikdruckes auf den Radzylindern.
Das Magnetventil-Antriebssteuermuster P = 3 wird gesetzt, wenn Rutschrate und Radbeschleunigung gleich oder geringer als die bestimmten Werte sind und eine Antiblockiersteuerung durchgeführt wird. Das Magnetventil-Antriebssteuermuster P = 3 erzeugt die Druck-Aufrechterhaltungssignale und die Druckerhöhungssignale wiederholt zu bestimmten Zeitdauern. Die Anzahl von Pulsen kann vorab gesetzt werden. Beispielsweise kann die Anzahl der Pulse auf zehn gesetzt werden. Wenn der Hydraulikdruck durch wiederholen 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 Antiblockiersteuerung durchgeführt wird. Das Magnetventil-Antriebssteuermuster P = 4 ist zum Anheben der Bremskräfte an jedem der Räder 1 bis 4 durch Erzeugung von Signalen zum kontinuierlichen Anheben des Hydraulik-Bremsdruckes an den Radzylindern.
Wie oben beschrieben, führt die vorliegende Ausführungsform 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 hochpaßfiltern extrahiert werden, die Varianz der Hochfrequenzkomponenten berechnet wird und die Varianz der Hochfrequenzkomponenten mit dem Bestimmungspegel 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 Hochfrequenzkomponenten erfaßt wird, die viel genauer den Fahrbahnoberflächenzustand anzeigen, nachdem Komponenten von Fahrzeugverzögerung 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 Fahrbahnzustand durchgeführt werden, so daß die Antiblockiersteuerung sowohl bei schlechten als auch bei guten Fahrbahnen ausreichend gut durchgeführt werden kann, wodurch die Bremsleistung ganz erheblich verbessert wird.
Es sei hier festzuhalten, daß, obgleich der Hydraulikdruck 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 Verwendung anderer Steuervorgänge angehoben werden kann. Beispielsweise können die Impulsgrößen der Druckverringerungspulse und der Druckerhöhungspulse gemäß 12 so eingestellt 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-Antriebssteuermusters im Schritt 680 die Referenzwerte S1, S2, G1 und G2 so gesetzt werden, daß der Hydraulikdruck im Bremssystem auf der Druckerhöhungsseite (im Vergleich zu dem Fall bei guten Fahrbahnzuständen) liegt.
Weiterhin kann die geschätzte Fahrzeugverzögerung δ Vb vom Schritt 430 so gemacht werden, daß sie die Referenzwerte S1, S2, G1 und G2 reflektiert, so daß eine noch genauere Antiblockiersteuerung durchgeführt werden kann.
Weiterhin kann, wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Hei-7-43134 beschrieben ist, unter Verwendung der Magnetventil-Antriebssteuermuster für die Räder 1 bis 4 eine Möglichkeit gegeben werden, die Grenzparameter zur Steuerung der Änderungsrate der geschätzten Fahrzeugverzögerung 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 nachfolgend kurz unter Bezug auf 13 erläutert.
Mit Ausnahme der Datenübertragungspfade sind die Aufbauten der Raddrehzahl-Berechnungseinheit A1, der Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungseinheit A2, der Radbeschleunigungs-Berechnungseinheit A3, der Steuereinheit A4, der Berechnungseinheit A5 für die geschätzte Fahrzeugverzögerung, der Fahrbahnoberflächenidentifizierer A6, der Filterprozessor A6a, die Varianz-Berechnungseinheit A6b und die Bestimmungseinheit A6c für schlechte Fahrbahnoberfläche gleich wie in der ersten Ausführungsform.
Wie soeben erwähnt, hat die zweite Ausführungsform Datenübertragungspfade, die sich von denjenigen der ersten Ausführungsform unterscheiden. Genauer gesagt, die Raddrehzahldaten 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 zugeführt.
Nachfolgend wird der Antiblockier-Steuervorgang bei der zweiten Ausführungsform unter Bezug auf das Flußdiagramm von 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 Raddrehzahlsignalen von den Drehzahlsensoren 5 bis 8.
Schritt 830 berechnet die Radbeschleunigung DVW jedes der Räder 1 bis 4 aus der im Schritt 820 berechneten Raddrehzahl VW.
Wie noch im Detail weiter unten beschrieben wird, führen die Schritte 841 bis 847 einen Filtervorgang durch, um Hochfrequenzkomponenten der Raddrehzahlsignale für die Räder 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 zwischen dem 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 kleiner 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 Radbeschleunigung 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 positiven 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 Antiblockiersteuerung durchgeführt wird, wachsen die Komponenten von Steuerfluktuationen 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 Antiblockiersteuerung 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 Varianz DVWB der gefilterten Radbeschleunigung DVW ähnlich wie im Schritt 150 der ersten Ausführungsform durch.
Wie noch im Detail unter Bezug auf 15 erläutert werden wird, führt der Schritt 850 eine Bestimmung für schlechte Fahrbahnoberfläche auf Grundlage der Varianz 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 Flußdiagramm von 15 erläutert.
Schritt 910 bestimmt, ob ein vorherbestimmter Zeitpunkt zur Fahrbahnoberflächenbestimmung vorliegt oder nicht. Wenn Schritt 910 ein positives Ergebnis liefert, geht die Steuerung zum Schritt 920. Wenn andererseits der Schritt 910 negativen 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 Raddrehzahl 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 Varianz DVWB den Fahrbahnoberflächenzustand 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 Fahrbahnoberfläche auf einen Wert L2 mit L2 > L0. Das heißt, wenn die Antiblockiersteuerung durchgeführt wird, werden die Komponenten von Steuerungsfluktuationen in der Varianz DVWB angehoben und so wird der Wert des Bestimmungspegels L geändert, um derartige Komponenten ebenfalls zu entfernen.
Schritt 970 bestimmt, ob die Varianz 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 liefert, 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 gestreut 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 Bestimmungspegel L für schlechte Fahrbahnoberfläche abhängig von Raddrehzahl VW und Zustand der Antiblockiersteuerung geändert werden, kann die Bestimmung einer schlechten Fahrbahnoberfläche noch genauer als in der ersten Ausführungsform ausgeführt werden. Somit kann die gesamte Antiblockiersteuerung noch besser durchgeführt werden.
Nachfolgend wird ein Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche gemäß einer dritten Ausführungsform näher erläutert.
Der Detektor gemäß der dritten Ausführungsform berechnet ein Differential oder eine Ableitung der Varianz. Die Erläuterung von Teilen, Prozeßschritten oder dergleichen ähnlich den voranstehenden Ausführungsformen werden bei der Erläuterung der dritten Ausführungsform entweder weggelassen oder vereinfacht.
Der Ablauf der Steuerung gemäß der dritten Ausführungsform wird nachfolgend unter Bezug auf das Blockdiagramm von 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 Fahrzeugverzögerung, des Fahrbahnoberflächenidentifizierers A6, des Filterprozessors A6a, der Varianz-Berechnungseinheit A6b und der Bestimmungseinheit A6c für schlechte Fahrbahnoberfläche sind gleich wie in der ersten Ausführungsform. Es sind jedoch in der dritten Ausführungsform eine Differentialwert-Berechnungeeinheit A6d, sowie ein abweichender Datenübertragungspfad vorgesehen.
Genauer gesagt, die von der Berechnungseinheit A6b berechnete Varianz wird der Berechnungseinheit A6d für einen Differentialwert oder einer Ableitung zugeführt und ein Differentialwert oder eine Ableitung der Varianz von der Berechnungseinheit A6d wird der Bestimmungseinheit A6c für schlechte Fahrbahnoberfläche zugeführt. Die von der Raddrehzahl-Berechnungseinheit A1 berechnete 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 Flußdiagramm von 17 näher erläutert. Der Ablauf dieser Steuerung beginnt, wenn der Zündschalter 41 betätigt wird.
Schritt 1110 initialisiert verschiedene Flags und Zähler.
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 Ausführungsform auch hier in der dritten Ausführungsform durchgeführt wird.
Auf gleiche Weise wie Schritt 150 berechnet Schritt 1150 die Varianz DVWB der im Schritt 1140 gefilterten Radbeschleunigung DVW.
Schritt 1160 berechnet einen Varianz-Differentialwert DVWDB unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung (6). DVWDB = {DVWB(n) – DVWB(n – 1)}/T (6)
Es sei hier festzuhalten, daß in Gleichung (6) DVWB(n – 1) die vorangegangene Varianz ist, DVWB(n) die vorliegende Varianz ist und T das Zeitintervall zwischen zwei Berechnungen ist.
Wie noch unter Bezug auf die 18 beschrieben wird, führt Schritt 1170 eine Bestimmung für schlechte Fahrbahn unter Verwendung der Varianz DVWB aus dem Schritt 1150 und des Differentialwertes der Varianz DVWDB aus dem Schritt 1160 durch.
Auf gleiche Weise wie Schritt 170 in der ersten Ausführungsform 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 Bestimmung für schlechte Fahrbahnoberfläche genauer unter Bezug auf das Flußdiagramm von 18 erläutert.
Schritt 1210 bestimmt, ob der vorbestimmte Bestimmungszeitpunkt 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 entsprechend umgehen zu können, setzt der Schritt 1240 den Bestimmungspegel L für schlechte Fahrbahnoberfläche auf einen 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. Andererseits geht die Steuerung zum Schritt 1270, wenn 1250 negativen 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 Varianz DVWB aus dem Schritt 1250 nicht kleiner als der Bestimmungspegel L für schlechte Fahrbahnoberfläche ist oder nicht, der abhängig von Raddrehzahl VW und den Umständen der Antiblockiersteuerung 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. Andererseits 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 einen schlechten Fahrbahnoberflächenzustand hat, so daß Schritt 1280 das Flag AK setzt, das schlechten Fahrbahnzustand 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 vorliegende Prozeßablauf. wenn andererseits Schritt 1300 negativen Ausgang liefert, geht die Steuerung zum Schritt 1310. Kurz gesagt, da der Differentialwert DVWDB der Varianz für gewöhnlich hoch ist, wenn im vorliegenden Prozeßablauf eine Antiblockiersteuerung durchgeführt wird, wird es schwierig, ganz spezielle Schwankungen oder Änderungen 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 Varianz nicht kleiner als der Referenzwert DL ist oder nicht. Das bedeutet, daß, wenn beispielsweise der Differentialwert DVWDB der Varianz hoch ist, angenommen werden kann, daß eine einzelne Veränderung in der Fahrbahnoberfläche vorlag, beispielsweise ein Schlagloch oder dergleichen, so daß der Allgemeinzustand der Fahrbahnoberfläche auf der Grundlage des Differentialwertes DVWDB der Varianz noch genauer 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 Fahrbahnoberfläche auch als schlechte Fahrbahnoberfläche betrachtet werden kann, setzt Schritt 1320 das Flag AK, das schlechten Fahrbahnzustand anzeigt. Es sei hier festzuhalten, 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 Differentials DVWDB der Varianz 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 Antiblockiersteuerung noch passender durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezug auf bevorzugte 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 Fahrzeugaufhängung 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. Weiterhin können notwendige Hochfrequenzkomponenten auch unter Verwendung eines Tiefpaßfilters entnommen werden.
Gleichung (1) kann zu einer Gleichung für einen Tiefpaßfilter-Vorgang werden, indem die Filterkoeffizienten geeignet gesetzt werden und ein Wert nach dem Subtrahieren des Berechnungsergebnisses DVWF(n) des Tiefpaßfilters aus der Radbeschleunigung DVW(n) vor dem Filtern kann als gefilterte Radbeschleunigung DVWF gesetzt werden. Von daher wird die gefilterte Radbeschleunigung DVWF in diesem Falle gleich derjenigen, die unter Verwendung eines Hochpaßfilters 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

Ein Detektor für den Zustand einer Fahrbahnoberfläche mit: eine Radbeschleunigungs-Erkennungseinrichtung (130) zum Erzeugen eines Radbeschleunigungssignales (DVW), das die Radbeschleunigung eines Rades (FR, FL, RR, RL) eines Fahrzeuges anzeigt; und eine Fahrbahnoberflächenzustands-Erkennungseinrichtung (160) zum Bestimmen eines Fahrbahnoberflächenzustandes auf der Grundlage eines Varianzwertes (DVWB) gekennzeichnet durch eine Hochfrequenzkomponenten-Extraktionseinrichtung (140) zum Extrahieren nur von Hochfrequenzkomponenten aus dem Radbeschleunigungssignal (DVW), die größer als eine vorbestimmte Frequenz sind; und eine Varianzzustands-Erkennungseinrichtung (150) zum Bestimmen des Varianzwertes (DVWB), der einen Varianzzustand der Hochfrequenzkomponenten anzeigt.
Detektor nach Anspruch 1, wobei die Radbeschleunigungs-Detektionseinrichtung (130) das Radbeschleunigungssignal (DVW) auf der Grundlage eines Raddrehzahlsignales von einem Drehzahlsensor (5 bis 8) erzeugt, der jeweils mit dem Rad (FR, FL, RR, RL) verbunden ist.
Detektor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Radbeschleunigungs-Detektionseinrichtung (130) zum Erzeugen eines Radbeschleunigungssignales (DVW) eines jeden Rades (FR, FL, RR, RL) des Fahrzeuges ist; die Hochfrequenzkomponenten-Extraktionseinrichtung (140) zum Extrahieren nur von Hochfrequenzkomponenten aus dem Radbeschleunigungssignal (DVW) eines jeden Rades (FR, FL, RR, RL) des Fahrzeuges ist; die Varianzzustands-Erkennungseinrichtung (150) zum Bestimmen eines Varianzwertes (DVWB) ist, der einen Varianzzustand der Hochfrequenzkomponenten, des Radbeschleunigungssignales (DVW) eines jeden Rades (FR, FL, RR, RL) des Fahrzeuges anzeigt; und die Erkennungseinrichtung für den Fahrbahnoberflächenzustand zum Erkennen eines Fahrbahnoberflächenzustandes für jedes Rad (FR, FL, RR, RL) des Fahrzeuges ist.
Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Hochfrequenzkomponenten-Extraktionseinrichtung (140) eine Hochpaßfiltereinheit zum Extrahieren der Hochfrequenzkomponenten enthält.
Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Hochfrequenzkomponenten-Extraktionseinrichtung (140) eine Bandpaßfiltereinheit zum Extrahieren der Hochfrequenzkomponenten enthält.
Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Hochfrequenzkomponenten-Extraktionseinrichtung (140) eine Differentialfiltereinheit zum Extrahieren der Hochfrequenzkomponenten durch zunächst Extrahieren von Niederfrequenzkomponenten aus dem Radbeschleunigungssignal (DVW) und nachfolgendem Subtrahieren der Niederfrequenzenkomponenten von dem Radbeschleunigungssignal (DVW) enthält.
Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Hochfrequenzkomponenten-Extraktionseinrichtung (140) zum Extrahieren der Hochfrequenzkomponenten unter Verwendung von Filtercharakteristiken sind, die abhängig von wenigstens entweder der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeuges und einem Steuerzustand des Fahrzeuges einstellbar ist.
Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Fahrbahnoberflächenzustands-Erkennungseinrichtung (160) zum Bestimmen des Fahrbahnoberflächenzustandes vorgesehen ist, indem der Varianzwert (DVWB) mit einem Bestimmungspegel (L) verglichen wird, der abhängig von wenigstens entweder der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeuges und einem Steuerzustand des Fahrzeuges einstellbar ist.
Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner mit Änderungsbetrags-Berechnungseinrichtung (1160) zum Bestimmen eines Varianzveränderungsbetrages (DVWDB) des Varianzwertes (DVWB) aufweist, wobei die Fahrbahnoberflächenzustands-Bestimmungseinrichtung (160) weiterhin zum Bestimmen des Fahrbahnoberflächenzustandes auf der Grundlage des Varianzwertes (DVWB) und des Varianzänderungsbetrages (DVWDB) ist.
Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die vorbestimmte Frequenz auf 20 bis 30 Hz gesetzt wird.
Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Zustand der Fahrbahnoberfläche zur Steuerung einer Bremse oder einer Aufhängung eines Fahrzeugs benutzt wird.