DE19844090A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung des Reibungskoeffizienten einer Strasse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung sowie ein Ver­ fahren zur Ermittlung eines Straßenreibungskoeffizienten und betrifft insbesondere eine Vorrichtung, mit der entsprechend gegebenen Straßenbedingungen der richtige Reibungsbeiwert der Straße aufgenommen wird.

In den vergangenen Jahren sind zahlreiche Fahrzeug-Steuerungs­ techniken, beispielsweise Techniken zur Antriebsschlupfrege­ lung, Bremskraftregelung oder Drehmomentverteilungsregelung und dergleichen vorgeschlagen und zum Teil auch schon in Fahr­ zeugen verwirklicht worden.

Für viele dieser Fahrzeug-Steuerungstechniken sind die Rei­ bungsbeiwerte der Straße wesentliche Steuerungsparameter, und eine Schlüsseltechnologie besteht darin, den richtigen Stra­ ßenreibungskoeffizienten aufzufinden.

In der japanischen Patentanmeldung der Offenlegungsnummer Toku-Kai-Hei 8-2274 wird vom Anmelder der vorliegenden Erfin­ dung eine Technik vorgeschlagen, mit der ein geschätzter Stra­ ßenreibungskoeffizient anhand eines Einschlagwinkels δ, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, einer Gierrate γ sowie weiterer Parameter entsprechend einer sogenannten adaptiven Steuerungs­ theorie errechnet wird.

Gemäß der im Patent der Nr. Toku-Kai-Hei 8-2274 offenbarten Technik kann ein Straßenreibungskoeffizient geschätzt werden, indem man eine Reifeneigenschaft auf einer Zeitbasis schätzt und einen Vergleich zwischen einem Gier- und Seitenbewegungs­ modell und einer Gier- oder Querbewegung des tatsächlichen Fahrzeugs anstellt.

Da jedoch bei diesem Schätzverfahren für den Straßenreibungs­ koeffizienten die Berechnung im Wege der Integration anhand eines geschätzten Ausgangswertes durchgeführt wird, braucht man, wenn der geschätzte Ausgangswert unrichtig ist, lange, bis man einen endgültigen Schätzwert erreicht, und das hat einen nachteiligen Einfluß auf das Reaktionsvermögen der Ab­ tast- oder Erfassungsvorrichtung für den Straßenreibungskoef­ fizienten. Ferner besteht bei diesem Schätzverfahren insofern ein Problem, als es schwierig ist, aufgrund der Ungleichmäßig­ keit von Straßenoberflächen den richtigen Straßenreibungsko­ effizienten abzuschätzen, wenn das Fahrzeug sich auf rauhen Straßen bewegt, denn für dieses Schätzverfahren sind wieder­ holte Eingaben von Gierreaktionen auf Lenkvorgänge erforder­ lich.

Mit der Erfindung sollen die zuvor genannten Probleme gelöst werden, und es ist Aufgabe der Erfindung, eine Erfassungsvor­ richtung für den Straßenreibungskoeffizienten zu schaffen, mit der dieser Reibungskoeffizient mit großer Genauigkeit, guter Zuverlässigkeit und gutem Reaktionsvermögen zu ermitteln ist.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist eine Erfassungsvorrich­ tung für den Straßenreibungskoeffizienten in einem Fahrzeug folgendes auf: eine Erfassungseinrichtung für Fahrzeugbewe­ gungsdaten, mit der eine Querbewegung anzeigende Daten des Fahrzeugs gemessen werden; eine Erfassungseinrichtung für Da­ ten über den Straßenoberflächenzustand, mit der Zustände der Straßenoberfläche anzeigende Daten gemessen werden; eine Re­ cheneinrichtung für Fahrzeugdaten, mit der Parameter berechnet werden, um entsprechende Kurvenkräfte der Vorder- und Hinter­ räder des Fahrzeugs, z. B. Kurvenkräfte, entsprechend einer Be­ wegungsgleichung auf der Basis der die Querbewegung anzeigen­ den Daten abzuschätzen; eine Schätzeinrichtung für den Stra­ ßenreibungskoeffizienten, mit der die Kurvenkräfte der Vorder- und Hinterräder anhand der Parameter geschätzt und ein Schätz­ wert des Straßenreibungskoeffizienten anhand der Kurvenkräfte berechnet wird; sowie eine Beurteilungseinrichtung für den Ausgangswert einer Reifeneigenschaft, mit der anhand der den Straßenoberflächenzustand anzeigenden Daten ein Straßenober­ flächenzustand geschätzt wird, wenn entschieden worden ist, daß das Fahrzeug nach einer langen Periode des Stillstands wieder gestartet wird, und mit der ein Signal abgegeben wird, um einen anfänglichen Wert oder Ausgangswert der Parameter festzusetzen, der an die Recheneinrichtung für die Fahrzeugda­ ten abgegeben wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Erfas­ sungsvorrichtung für den Straßenreibungskoeffizienten in einem Fahrzeug folgendes auf: eine Erfassungseinrichtung für Fahr­ zeugbewegungsdaten, mit der eine Querbewegung anzeigende Daten des Fahrzeugs gemessen werden; einen Querbeschleunigungssen­ sor, mit dem tatsächliche, eine Querbeschleunigung anzeigende Daten des Fahrzeugs gemessen werden; eine Recheneinrichtung für Fahrzeugdaten, mit der Parameter berechnet werden, um ent­ sprechende Kurvenkräfte der Vorder- und Hinterräder des Fahr­ zeugs gemäß einer Bewegungsgleichung anhand der die Querbewe­ gung anzeigenden Daten abzuschätzen; eine Recheneinrichtung für einen Referenz- oder Bezugswert des Straßenreibungskoeffi­ zienten, mit der die die tatsächliche Querbeschleunigung an­ zeigenden Daten einem Tiefpaßfilterprozeß unterzogen werden und mit der ein Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten anhand der mittels Tiefpaßfilter verarbeiteten Daten errechnet wird; sowie eine Schätzeinrichtung für den Straßenreibungsko­ effizienten, mit der entsprechende Kurvenkräfte der Vorder- und Hinterräder anhand der Parameter abgeschätzt werden, die in der Recheneinrichtung für die Fahrzeugdaten errechnet wor­ den sind, und mit der ein Mittelschätzwert des Straßenrei­ bungskoeffizienten anhand der Kurvenkräfte errechnet und ein Schätzwert des Straßenreibungskoeffizienten durch Vergleich des Mittelschätzwertes des Straßenreibungskoeffizienten mit dem Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten festgesetzt wird.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Merkmalen und Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 ein Funktionsblockschaltbild einer Vorrichtung zum Ermitteln des Straßenreibungskoeffizienten gemäß ei­ nem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm eines Zweiradfahrzeugmodells zum Erläu­ tern einer Seitenbewegung des Fahrzeugs;

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen eines Straßenreibungskoeffizienten gemäß einem ersten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 ein Funktionsblockschaltbild einer Vorrichtung zum Ermitteln des Straßenreibungskoeffizienten gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5 eine Kurvendarstellung eines absoluten Wertes einer Querbeschleunigung nach Durchlaufen des Tiefpaßfil­ ters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 eine Kurvendarstellung zur Erläuterung eines Verfah­ rens zum Berechnen eines Schätzwertes E des Straßen­ reibungskoeffizienten gemäß einem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen eines Straßenreibungskoeffizienten gemäß einem zweiten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 8 ein Funktionsblockschaltbild einer Vorrichtung zum Ermitteln des Straßenreibungskoeffizienten gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 9 eine Kurvendarstellung zur Erläuterung eines Verfah­ rens der Berechnung eines Schätzwertes E des Straßen­ reibungskoeffizienten gemäß einem dritten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 10 ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen eines Straßenreibungskoeffizienten gemäß einem dritten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 11 ein Funktionsblockschaltbild einer Vorrichtung zum Ermitteln des Straßenreibungskoeffizienten gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 12a, 12b und 12c Kurvendarstellungen zur Erläuterung eines Rechenbereichs eines Maximalwertes des Straßen­ reibungskoeffizienten gemäß einem vierten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 13 ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen eines Straßenreibungskoeffizienten gemäß einem vierten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung.

In Fig. 1 ist mit Bezugszeichen 1 eine Erfassungsvorrichtung für den Straßenreibungskoeffizienten bezeichnet, die in einem Fahrzeug eingebaut ist. Diese Erfassungsvorrichtung 1 für den Straßenreibungskoeffizienten empfängt Signale von einem Lenkraddrehwinkelsensor 3, einem Fahrzeuggeschwindigkeits­ sensor 4, einem Gierratensensor 5, einem Außenlufttemperatur­ sensor 6, einem Regenniederschlagsensor 7, einem Scheibenwi­ scherschalter 8 und dergleichen. Anhand dieser Signale wird ein geschätzter Straßenreibungskoeffizient E berechnet und an eine Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung abgegeben, beispielsweise eine Vorrichtung zum Steuern und Regeln des Anfahrmomentes, der Bremskraft, der Drehmomentverteilung und dergleichen.

Im vorliegenden Fall bildet der Lenkraddrehwinkelsensor 3 mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 6 und dem Gierratensensor 7 eine Erfassungseinrichtung für Fahrzeugbewegungsdaten, und der Außenlufttemperatursensor 6 bildet gemeinsam mit dem Regennie­ derschlagsensor 7 und dem Scheibenwischerschalter 8 eine Er­ fassungseinrichtung für Daten über den Straßenoberflächenzu­ stand.

Die Erfassungsvorrichtung 1 für den Straßenreibungskoeffizien­ ten weist einen Rechenbereich 9 für Fahrzeugdaten, einen Schätzbereich 10 für den Straßenreibungskoeffizienten sowie einen Beurteilungsbereich 11 für den Ausgangswert einer Rei­ feneigenschaft auf.

Der Rechenbereich 9 für Fahrzeugdaten, mit dem der Lenkrad­ drehwinkelsensor 3, der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 und der Gierratensensor 5 verbunden ist, rechnet anhand einer Be­ wegungsgleichung für anschließende Berechnungen erforderliche Parameter unter Benutzung eines Lenkraddrehwinkels θ_H, einer Fahrzeuggeschwindigkeit V und einer Gierwinkelgeschwindigkeit oder Gierrate γ aus, die von diesen Sensoren eingegeben wer­ den.

Zunächst wird unter Benutzung eines in Fig. 2 gezeigten Fahr­ zeugbewegungsmodells eine Gleichung für die Querbewegung des Fahrzeugs erhalten. Die Gleichung der Querbewegung des Fahr­ zeugs lautet wie folgt:

2.C_f + 2.C_r = MGγ (1)

wobei C_f, C_r = Kurvenkräfte der Vorder- bzw. Hinterräder; M = Fahrzeugmasse; und Gγ = Querbeschleunigung.

Andererseits wird eine Gleichung der Drehbewegung um den Schwerpunkt des Fahrzeugs wie folgt ausgedrückt:

2.C_f.L_f - 2.C_r.L_r = I_z.(dγ/dt) (2),

wobei L_f, L_r = Abstände vom Schwerpunkt zu den Vorder- bzw. Hinterrädern; I_z = Gierträgheitsmoment des Fahrzeugs; und dγ/dt = Gierwinkelbeschleunigung.

Die Querbeschleunigung Gγ wird wie folgt ausgedrückt:

Gγ = (dVγ/dt) + V.γ (3),

wobei V = Fahrzeuggeschwindigkeit; Vγ = Querschlupfgeschwin­ digkeit; und γ = Gierrate.

Auch wenn die Kurvenkräfte C_f, C_r eine Reaktion ähnlich einer Zeitverzögerung erster Ordnung haben, werden die Kurvenkräfte C_f, C_r doch bei Vernachlässigung dieser Zeitverzögerung wie folgt ausgedrückt:

C_f = K_f.α_f (4)

C_r = K_r.α_r (5),

wobei K_f, K_r = Kurvenkräfte der Vorder- bzw. Hinterräder und α_f, α_r = Querschlupfwinkel der Vorder- bzw. Hinterräder.

Wird die Idee einer äquivalenten Kurvenkraft in Anbetracht der Auswirkungen des Wankens des Fahrzeugs oder der der Federung eingeführt, dann werden die Querschlupfwinkel α_f, α_r wie folgt ausgedrückt:

α_f = δ_f - {(Vγ + L_f.γ)/V}
= (θ_H/n) - {(Vγ + L_f.γ)/V} (6)

α_r= δ_r - {(Vγ - L_r.γ)/V} (7),

wobei δ_f = Einschlagwinkel des Vorderrades δ_r = Einschlagwin­ kel des Hinterrades; und n = Lenkgetriebeübersetzungsverhält­ nis.

Die obigen Gleichungen sind fundamentale Bewegungsgleichungen. In dem Rechenbereich 9 für Fahrzeugdaten werden verschiedene Parameter dadurch geschätzt, daß diese Gleichungen als Zu­ standsvariable ausgedrückt werden und ein Parameteranpassungs­ verfahren gemäß der adaptiven Regelungstheorie angewandt wird.

Ferner werden in dem Schätzbereich 10 für den Straßenreibungs­ koeffizienten die Kurvenkräfte K_f, K_r anhand der Parameter er­ halten, die im Rechenbereich 9 für die Fahrzeugdaten geschätzt wurden.

Was nun die Parameter eines tatsächlichen Fahrzeugs betrifft, so handelt es sich um das Fahrzeuggewicht, das Gierträgheits­ moment und dergleichen. Bei der Entwicklung der Theorie wird davon ausgegangen, daß diese Fahrzeugparameter konstant sind, und allein die Kurvenkraft wird als Variable angenommen. Die Kurvenkraft eines Reifens variiert in Abhängigkeit von der Nichtlinearität der Querkraft gegen den Schlupfwinkel, der Auswirkung des Straßenreibungskoeffizienten, der Auswirkung der Gewichtsverlagerung und dergleichen. Wenn "a" ein durch die Änderung der Gierrate γ geschätzter Parameter und "b" ein durch den Einschlagwinkel δ_f des Vorderrades geschätzter Para­ meter ist, dann werden die Kurvenkräfte K_f, K_r der Vorder- bzw. Hinterräder wie folgt ausgedrückt:

K_f = (b.I_z.n)/(2.L_f) (8)

K_r = (a.I_z + L_f.K_f)/L_r (9).

Die Kurvenkraft der Vorder- und Hinterräder K_f, K_r in der nichtlinearen Zone wird durch Einsetzen der Fahrzeuggeschwin­ digkeit V, des Einschlagwinkels δ_f und der Gierrate γ in die oben genannten Gleichungen geschätzt. Durch einen Vergleich der so geschätzten Kurvenkräfte K_f, K_r mit denjenigen auf ei­ ner Straßenoberfläche mit hohem Reibungskoeffizienten für die entsprechenden Vorder- und Hinterräder wird zum Beispiel ein Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche gemäß folgenden Gleichungen berechnet:

µ_f = K_f/K_f0 (10)

µ_r = K_r/K_r0 (11),

wobei µ_f = ein Mittelschätzwert des Straßenreibungskoeffizien­ ten auf Seiten der Vorderräder; µ_r = ein Mittelschätzwert des Straßenreibungskoeffizienten auf Seiten der Hinterräder; K_f0 = ein Bezugsäquivalent der Kurvenkraft (äquivalente Kurvenkraft auf einer Straßenoberfläche mit hohem Reibungsbeiwert) auf Seiten der Vorderräder; und K_r0 = ein Bezugsäquivalent der Kurvenkraft auf Seiten der Hinterräder.

Im Schätzbereich 10 für den Straßenreibungskoeffizienten wird als Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten ein kleine­ rer Wert aus den so berechneten Straßenreibungskoeffizienten ausgewählt und ausgegeben.

Der Beurteilungsbereich 11 für den Ausgangswert der Reifen­ eigenschaft ist mit dem Außenlufttemperatursensor 6, dem Regenniederschlagsensor 7 und dem Scheibenwischerschalter 8 verbunden und als Einrichtung ausgebildet, die den anfängli­ chen Wert einer Reifeneigenschaft beurteilt und Signale aus­ gibt, um für den Rechenbereich 9 für die Fahrzeugdaten nach­ folgende Parameteranfangswerte zu bestimmen.

Im Beurteilungsbereich 11 für den Ausgangswert der Reifen­ eigenschaft wird zunächst anhand der von den genannten Sen­ soren eingegebenen Signale beurteilt, ob der Straßenreibungs­ koeffizient beim Starten des Fahrzeugs nach einer langen Stillstandsperiode wegen einer gefrorenen Straße oder wegen Regenniederschlag abgenommen hat oder nicht. Wird entschieden, daß der Straßenreibungskoeffizient abgenommen hat, wird an den Rechenbereich 9 für die Fahrzeugdaten ein Signal ausgegeben, um die Ausgangswerte a₁, b₁ der Parameter a, b durch Ausgangs­ werte a_L, b_L entsprechend einer Straßenoberfläche mit niedri­ gem Reibungskoeffizienten (zum Beispiel 0,3) zu ersetzen.

Wenn das Urteil lautet, daß der Straßenreibungskoeffizient nicht abgenommen hat, wird an den Rechenbereich 9 für die Fahrzeugdaten ein Signal abgegeben, um die Ausgangswerte a₁, b₁ der Parameter a, b durch die Ausgangswerte a_f, b_f entspre­ chend dem geschätzten Straßenreibungskoeffizienten unmittelbar vor der Stillsetzung zu ersetzen. Die Entscheidung, ob das Fahrzeug eine lange Stillstandszeit hinter sich hat oder nicht, erfolgt anhand eines Vergleichs der abgelaufenen Zeit nachdem die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 erfaßte Fahr­ zeuggeschwindigkeit V Null wurde, bis die Fahrzeuggeschwindig­ keit V nach einer vorherbestimmten Zeit wieder einen anderen Wert als Null annimmt.

Als nächstes soll anhand des in Fig. 3 gezeigten Ablaufdia­ gramms das Abtast- oder Erfassungsverfahren für den Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten mit der vorstehend be­ schriebenen Erfassungsvorrichtung 1 beschrieben werden. Das Programm zur Erfassung des Straßenreibungskoeffizienten wird jeweils zu einer festgelegten Zeit ausgeführt. Wenn das Pro­ gramm anläuft, wird in einem Schritt S101 am Lenkraddrehwin­ kelsensor 3, am Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 bzw. am Gier­ ratensensor 5 ein den Lenkraddrehwinkel (θ_H) anzeigendes Si­ gnal, ein die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) anzeigendes Signal bzw. ein die Gierrate (γ) anzeigendes Signal abgelesen. Es folgt der Schritt S102.

Im Schritt S102 wird beurteilt, ob es sich um ein Starten nach langer Stillstandsperiode handelt oder nicht. Ist das erstere der Fall, so läuft das Programm zum Schritt S103 weiter. Han­ delt es sich um ein anderes Anlassen als nach einer langen Stillstandsperiode (während des Laufens oder ein Start nach kurzem Anhalten), läßt das Programm Schritte aus und geht un­ mittelbar zu Schritt S108 über.

In den Schritten S103 bis S105 werden Verfahren im Beurtei­ lungsbereich 11 für den Ausgangswert der Reifeneigenschaft durchgeführt. Im Schritt S103 wird am Außenlufttemperatur­ sensor 6, dem Regenniederschlagsensor 7 bzw. dem Scheiben­ wischerschalter 8 ein die Außenlufttemperatur anzeigendes Signal, ein den Regenniederschlag anzeigendes Signal bzw. ein die Scheibenwischertätigkeit anzeigendes Signal abgelesen.

Als nächstes folgt der Schritt S104 im Programm, bei dem an­ hand des Signals vom Außenlufttemperatursensor 6 geurteilt wird, ob die Außenlufttemperatur niedriger als eine vorher­ bestimmte Temperatur von beispielsweise 0°C ist, bei der die Straßenoberfläche möglicherweise gefroren ist. Ist die Außen­ lufttemperatur niedriger als die spezifizierte Temperatur, geht das Programm zum Schritt S106 weiter, ist sie höher als die spezifizierte Temperatur, folgt als nächstes der Schritt S105.

Im Schritt S105 wird anhand des Signals vom Regennieder­ schlagsensor 7 beurteilt, ob es gegenwärtig regnet oder nicht. Regnet es, so geht das Programm mit dem Schritt S106 weiter, regnet es nicht, folgt als nächstes der Schritt S107.

Wenn infolge der Entscheidung im Schritt S104, daß die Außen­ lufttemperatur niedriger als die spezifizierte Temperatur ist, oder wenn infolge der Entscheidung im Schritt S105, daß es regnet, das Programm mit dem Schritt S106 fortfährt, werden im Rechenbereich 9 für die Fahrzeugdaten die Parameterausgangs­ werte a₁, b₁ auf die Parameter a_L, b_L entsprechend einem vor­ herbestimmten niedrigen Straßenreibungskoeffizienten gesetzt (zum Beispiel 0,3), und das Programm fährt mit dem Schritt S109 fort.

Wird andererseits infolge der Entscheidung im Schritt S105, daß es nicht regnet, der Schritt S107 vom Programm durchge­ führt, so werden in dem Rechenbereich 9 für Fahrzeugdaten die Parameterausgangswerte a₁, b₁ auf die Parameter a_f, b_f ent­ sprechend dem unmittelbar vor dem vorherigen Anhalten des Fahrzeugs erfaßten Straßenreibungskoeffizienten gesetzt, und das Programm fährt dann mit dem Schritt S109 fort.

Wird das Fahrzeug also nach langer Stillstandsperiode wieder in Gang gesetzt, wird anhand der Außenlufttemperatur und der Wetterbedingungen beurteilt, ob der Straßenreibungskoeffizient abgenommen hat oder nicht. Wird dabei entschieden, daß der Straßenreibungskoeffizient niedrig ist, so werden die Para­ meterausgangswerte auf diejenigen Werte gesetzt, die dem vor­ herbestimmten niedrigen Reibungskoeffizienten entsprechen. Selbst wenn also die Außenlufttemperatur niedrig wird und die Straßenoberfläche gefriert, oder wenn die Straßenoberfläche durch Regen während einer langen Stillstandsperiode naß wird, können also die Parameterausgangswerte a₁, b₁ auf Werte ent­ sprechend einem angenäherten tatsächlichen Straßenreibungs­ koeffizienten (niedrigen Straßenreibungskoeffizienten) gesetzt werden.

Diese Ausgangswerte werden nicht notwendigerweise auf Werte entsprechend 0,3 gesetzt, sondern können auch auf irgendwelche anderen Werte, die nicht 0,3 entsprechen, gesetzt werden. Fer­ ner können sie auf eine Vielzahl von Wertesätzen entsprechend den Temperatur- und Wetterbedingungen gesetzt werden.

Wenn andererseits entsprechend der Theorie der adaptiven Rege­ lung das Programm vom Schritt S102 zum Schritt S108 springt, werden im Rechenbereich 9 für die Fahrzeugdaten neue Parameter a_n, b_n anhand der neuen Daten des Lenkraddrehwinkels θ_H, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gierstärke γ geschätzt, die im Schritt S101 gelesen wurden. Dann fährt das Programm mit dem Schritt S109 fort.

Im Schritt S109 werden im Schätzbereich 10 für den Straßenrei­ bungskoeffizienten durch das Einsetzen dieser Parameter a_n, b_n (n = 1, 2, 3, . . .) in "a" in Gleichung (9) und "b" in Gleichung (8) die Kurvenkräfte K_f, K_r erhalten und die Mittelschätzwerte der Straßenreibungskoeffizienten µ_f, µ_r anhand dieser Kurven­ kräfte K_f, K_r berechnet. Wenn dann der kleinere dieser Werte µ_f, µ_r als endgültiger Schätzwert E des Straßenreibungskoeffi­ zienten genommen wird, verläßt das Programm die Routine.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel mit Parameterausgangswerten für das Schätzen des Straßenreibungskoeffizienten begonnen werden kann, die einem angenäherten tatsächlichen Straßenrei­ bungskoeffizienten entsprechen, kann die Zeit verkürzt werden, die erforderlich ist, um den geschätzten Straßenreibungskoef­ fizienten E zu einem tatsächlichen Straßenreibungskoeffizien­ ten konvergieren zu lassen. Hierdurch läßt sich das Ansprech­ vermögen der Erfassungsvorrichtung für den Straßenreibungsko­ effizienten verbessern.

Als nächstes soll anhand der Fig. 4 bis 7 ein zweites Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden. Fig. 4 zeigt ein Funktionsblockschaltbild der Erfassungsvorrichtung für den Straßenreibungskoeffizienten, Fig. 5 dient der Erläuterung ei­ nes absoluten Wertes der Querbeschleunigung nach dem Durchlauf eines Tiefpaßfilters, Fig. 6 dient der Erläuterung des Verfah­ rens zum Berechnen eines Schätzwertes E des Straßenreibungsko­ effizienten, und Fig. 7 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Erfassen eines Straßenreibungskoeffizienten.

Dieses Ausführungsbeispiel hat zum Ziel, die Genauigkeit des Schätzwertes E des Straßenreibungskoeffizienten dadurch zu er­ höhen, daß anhand der Querbeschleunigung ein Mindestwert des Straßenreibungskoeffizienten µ_min erhalten und dieser Mindest­ wert des Straßenreibungskoeffizienten mit einem Mittelschätz­ wert des Straßenreibungskoeffizienten µ_k verglichen wird, der anhand der geschätzten Kurvenkräfte K_f, K_r in Anwendung der adaptiven Regelungstheorie errechnet wird.

Gemäß Fig. 4 empfängt eine Erfassungsvorrichtung 20 für den Straßenreibungskoeffizienten Signale von einem Lenkraddrehwin­ kelsensor 3, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4, einem Gierratensensor 5 und einem Querbeschleunigungssensor 21. An­ hand dieser Signale wird der Schätzwert E des Straßenreibungs­ koeffizienten festgestellt.

Die Erfassungsvorrichtung 20 für den Straßenreibungskoeffizi­ enten weist folgendes auf: einen Rechenbereich 22 für Fahr­ zeugdaten, einen Rechenbereich 23 für den Absolutwert der tatsächlichen Querbeschleunigung, einen ersten Tiefpaßfilter­ bereich 24, einen Rechenbereich 25 für den Mindestwert des Straßenreibungskoeffizienten, und einen Schätzbereich 26 für den Straßenreibungskoeffizienten.

Der Rechenbereich 22 für die Fahrzeugdaten ist als Fahrzeugda­ tenrechner gestaltet, in welchem Parameter a, b anhand der den Vorderradeinschlagwinkel (δ_f) anzeigenden Daten vom Lenkrad­ drehwinkelsensor 3, der die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) anzei­ genden Daten vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 und der die Gierrate (γ) anzeigenden Daten vom Gierratensensor 5 unter An­ wendung der adaptiven Regelungstheorie in der gleichen Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel geschätzt werden.

Der Rechenbereich 23 für den Absolutwert der tatsächlichen Querbeschleunigung, der erste Tiefpaßfilterbereich 24 und der Rechenbereich 25 für den Mindestwert des Straßenreibungskoef­ fizienten stellen zusammen einen Rechner für einen Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten dar. Im Rechenbereich 23 für den Absolutwert der tatsächlichen Querbeschleunigung wird ein absoluter Wert der Querbeschleunigung anhand der vom Querbe­ schleunigungssensor 21 erfaßten, eine Querbeschleunigung an­ zeigenden Daten errechnet.

Im ersten Tiefpaßfilterbereich 24 wird das in den absoluten Daten vom Rechenbereich 23 enthaltene und durch Straßenrauheit und dergleichen verursachte Rauschen ausgefiltert.

Mit anderen Worten, der Querbeschleunigungssensor 21 dient dazu, eine infolge des Lenkens verursachte Querbeschleunigung zu erfassen. Es ist allerdings unvermeidbar, daß die aufgenom­ menen Daten der Querbeschleunigung Rauschen enthalten, welches in erster Linie der Rauheit der Straßen zuzuschreiben ist, über die das Fahrzeug fährt. Deshalb dient der erste Tiefpaß­ filterbereich 24 dazu, dieses Rauschen aus den Daten der Quer­ beschleunigung zu entfernen.

Der erste Tiefpaßfilterbereich 24 ist so aufgebaut, daß die Grenzfrequenz auf einen relativ niedrigeren Wert gesetzt wird, wenn der absolute Wert der Querbeschleunigung eine steigende Tendenz hat, und daß er auf einen relativ höheren Wert gesetzt wird, wenn der absolute Wert sinkende Tendenz hat. Wenn das Fahrzeug von einer Straße mit gleichmäßiger Straßenoberfläche zu einer Straße mit rauher Straßenoberfläche gelangt, (wenn das Fahrzeug aus einem Bereich I in einen Bereich II gemäß Fig. 5 gelangt) wird der Absolutwert der Querbeschleunigung (gestrichelte Linie) auf einen niedrigeren Wert korrigiert, aus dem die Wirkung des Rauschens eliminiert wird, wie es mit der durchgezogenen Linie gezeigt ist.

Im Rechenbereich 25 für den Mindestwert des Straßenreibungsko­ effizienten wird ein Mindestwert µ_min für den Straßenreibungs­ koeffizienten errechnet, von dem aufgrund der absoluten Daten der Querbeschleunigung nach Durchlauf durch den Tiefpaßfilter vermutet wird, daß er auf der Straßenoberfläche existiert.

Dieser Mindestwert µ_min des Straßenreibungskoeffizienten wird auf der Grundlage des Absolutwertes der vom Filter verarbeite­ ten Querbeschleunigung errechnet.

Der Schätzbereich 26 für den Straßenreibungskoeffizienten ist als Schätzeinrichtung für den Straßenreibungskoeffizienten ausgebildet, in welcher der Mittelschätzwert µ_k des Straßen­ reibungskoeffizienten anhand der errechneten Kurvenkräfte K_f, K_r erhalten wird. Und wenn dieser Mittelschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten mit dem oben beschriebenen Min­ destwert µ_min des Straßenreibungskoeffizienten verglichen wird, wird der größere der beiden Werte als Schätzwert E für den Straßenreibungskoeffizienten ausgewählt.

Anders ausgedrückt, da es sich bei dem Mindestwert µ_min des Straßenreibungskoeffizienten um einen Wert handelt, der auf der Grundlage der auf das Fahrzeug ausgeübten Querbeschleuni­ gung errechnet wird, wird davon ausgegangen, daß die Straßen­ oberfläche einen Straßenreibungskoeffizienten des Mindestwer­ tes µ_min hat. Wenn also der Mittelschätzwert µ_k des Straßen­ reibungskoeffizienten niedriger ist als der Mindestwert µ_min des Straßenreibungskoeffizienten, wird dieser Mindestwert µ_min des Straßenreibungskoeffizienten als Schätzwert E des Straßen­ reibungskoeffizienten ausgewählt.

Wenn zum Beispiel gemäß Fig. 6 der Mittelschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten und der Mindestwert µ_min des Straßenreibungskoeffizienten erhalten wird, dann wird der Min­ destwert µ_min des Straßenreibungskoeffizienten als Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten in einer mit III bezeichne­ ten Zone ausgewählt, und der Mittelschätzwert µ_k des Straßen­ reibungskoeffizienten wird als Schätzwert E des Straßenrei­ bungskoeffizienten in einer anderen als der Zone III ausge­ wählt.

Auf diese Weise kann selbst für den Fall, daß der aus den Kur­ venkräften K_f, K_r erhaltene Mittelschätzwert µ_k des Straßen­ reibungskoeffizienten aufgrund eines Erfassungsfehlers, einer Konvergenzverzögerung oder dergleichen weit unter den tatsäch­ lichen Straßenreibungskoeffizienten absinkt, mindestens der Mindestwert µ_min des Straßenreibungskoeffizienten als Schätz­ wert E des Straßenreibungskoeffizienten erfaßt werden.

Als nächstes soll das mit der Erfassungsvorrichtung 20 für den Straßenreibungskoeffizienten durchgeführte Abtast- oder Erfas­ sungsverfahren für den Schätzwert E des Straßenreibungskoeffi­ zient unter Hinweis auf das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 7 be­ schrieben werden.

Dieses Erfassungsprogramm wird während des Betriebs zu jeder spezifizierten Zeit durchgeführt. Wenn das Programm anläuft, werden in einem Schritt S201 vom Lenkraddrehwinkelsensor 3, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4, dem Gierratensensor 5 und dem Querbeschleunigungssensor 21 den Lenkraddrehwinkel (θ_H) anzeigende Daten, die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) anzei­ gende Daten, die Gierrate (γ) anzeigende Daten bzw. die Quer­ beschleunigung (G) anzeigende Daten abgelesen, und dann fährt das Programm mit dem Schritt S202 fort.

Im Schritt S202 werden im Rechenbereich 22 für die Fahrzeugda­ ten Parameter a, b aus den genannten Daten unter Anwendung der adaptiven Regelungsroutine erhalten, und das Programm geht zum Schritt S203 über. Im Schritt S203 werden im Schätzbereich 26 für den Straßenreibungskoeffizienten aus jenen Parametern a, b Kurvenkräfte K_f, K_r erhalten, und anhand dieser errechneten Kurvenkräfte K_f, K_r wird ein Mittelschätzwert µ_k des Straßen­ reibungskoeffizienten berechnet.

Als nächstes fährt das Programm mit dem Schritt S204 fort, wo die die Querbeschleunigung anzeigenden Daten einem Rechenpro­ zeß zur Ermittlung des Absolutwertes unterzogen werden. Darauf folgt der Schritt S205, bei dem im ersten Tiefpaßfilterbereich 24 der Absolutwert der die Querbeschleunigung anzeigenden Da­ ten einer Tiefpaßfilterung unterzogen wird. Anschließend wird im Schritt S206 im Rechenbereich 25 für den Mindestwert des Straßenreibungskoeffizienten ein Mindestwert µ_min des Straßen­ reibungskoeffizienten auf der Grundlage des Absolutwertes der dem Tiefpaßfilterprozeß unterzogenen Querbeschleunigung er­ rechnet.

Als nächstes fährt das Programm mit dem Schritt S207 fort, wo der aus der Querbeschleunigung erhaltene Mindestwert µ_min für den Straßenreibungskoeffizienten mit dem Mittelschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten verglichen wird, der anhand der Kurvenkräfte K_f, K_r errechnet wurde. Wenn der Mindestwert µ_min des Straßenreibungskoeffizienten größer ist als der Mit­ telschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten, wird das Programm mit dem Schritt S208 fortgesetzt, bei dem der Min­ destwert µ_min des Straßenreibungskoeffizienten als Schätzwert E gesetzt wird, und danach verläßt das Programm die Routine.

Wenn andererseits der Mindestwert µ_min des Straßenreibungsko­ effizienten dem Mittelschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffi­ zienten gleicht oder kleiner ist als dieser, fährt das Pro­ gramm mit Schritt S209 fort, wo der Mittelschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten als Schätzwert E gesetzt wird, und dann verläßt das Programm die Routine.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der abgegebene Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten auch dann nicht niedriger als der Mindestwert µ_min des Straßenreibungskoeffizienten, wenn der Mittelschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten einen viel kleineren Wert hat als der tatsächliche Straßenrei­ bungskoeffizient, beispielsweise wegen Meßfehlern, wegen Fah­ rens auf rauhen Straßen und dergleichen.

Die Fig. 8, 9 und 10 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem anhand einer tatsächlich auf das Fahr­ zeug wirkenden Querbeschleunigung, eines Einschlagwinkels δ_f des Vorderrades, einer theoretisch aus der Fahrzeuggeschwin­ digkeit und dem Einschlagwinkel δ_f erhaltenen Bezugsquerbe­ schleunigung ein Maximalwert µ_max des Straßenreibungskoeffizi­ enten erhalten wird. Und durch Vergleich dieses Maximalwertes µ_max des Straßenreibungskoeffizienten mit einem Mittelschätz­ wert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten, der aus dem Ein­ schlagwinkel δ_f, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gier­ rate γ wird unter Anwendung der adaptiven Regelungstheorie ein Schätzwert des Straßenreibungskoeffizienten erhalten.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich, empfängt eine Erfassungsvorrich­ tung 30 für den Straßenreibungskoeffizienten Signale von einem Lenkraddrehwinkelsensor 3, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssen­ sor 4, einem Gierratensensor 5 sowie einem Querbeschleuni­ gungssensor 21 und stellt anhand dieser Signale den Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten fest.

Zu der Erfassungsvorrichtung 30 für den Straßenreibungskoeffi­ zienten gehört ein Rechenbereich 22 für Fahrzeugdaten, ein Re­ chenbereich 31 für den Absolutwert der theoretischen Bezugs­ querbeschleunigung, ein zweiter Tiefpaßfilterbereich 32, ein Rechenbereich 23 für den Absolutwert der tatsächlichen Querbe­ schleunigung, ein erster Tiefpaßfilterbereich 24, ein Rechen­ bereich 35 für den Höchstwert des Straßenreibungskoeffizienten sowie ein Schätzbereich 36 für den Straßenreibungskoeffizien­ ten.

Der Rechenbereich 22 für die Fahrzeugdaten empfängt Erfas­ sungsdaten vom Lenkraddrehwinkelsensor 3, dem Fahrzeugge­ schwindigkeitssensor 4 und dem Gierratensensor 5. Auf die gleiche Weise wie beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel bildet der Rechenbereich 22 für die Fahrzeugdaten einen Fahr­ zeugdatenrechner zum Schätzen von Parametern a, b anhand der den Lenkraddrehwinkel (θ_H) anzeigenden Daten, der die Fahr­ zeuggeschwindigkeit V anzeigenden Daten sowie der die Gierrate (γ) anzeigenden Daten unter Anwendung der adaptiven Regelungs­ theorie.

Der Rechenbereich 23 für den Absolutwert der tatsächlichen Querbeschleunigung, der erste Tiefpaßfilterbereich 24, der Re­ chenbereich 31 für den Absolutwert der theoretischen Bezugs­ querbeschleunigung, der zweite Tiefpaßfilterbereich 32 und der Rechenbereich 35 für den Höchstwert des Straßenreibungskoeffi­ zienten bilden zusammen einen Rechner zum Ermitteln eines Be­ zugswertes des Straßenreibungskoeffizienten.

Der Rechenbereich 31 für den Absolutwert der theoretischen Be­ zugsquerbeschleunigung empfängt den Lenkraddrehwinkel (θ_H) an­ zeigende Daten und die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) anzeigende Daten vom Lenkraddrehwinkelsensor 3 bzw. vom Fahrzeuggeschwin­ digkeitssensor 4. Auf der Grundlage dieser Daten wird eine theoretische Bezugsquerbeschleunigung erhalten, und außerdem wird ein absoluter Wert dieser theoretischen Bezugsquerbe­ schleunigung errechnet.

Die theoretische Bezugsquerbeschleunigung wird anhand der die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) anzeigenden Daten und der den Lenkraddrehwinkel (θ_H = n.δ) anzeigenden Daten wie folgt be­ rechnet:

Theoretische Bezugsquerbeschleunigung = {1/(1 + A.V²)}.(V²/L).(θ_H/n)/g (13)

wobei A = Stabilitätsfaktor; L = Radstand; n = Lenkgetriebe­ übersetzungsverhältnis; und g = Schwerkraftbeschleunigung.

Der zweite Tiefpaßfilterbereich 32 empfängt die absoluten Da­ ten der theoretischen Bezugsquerbeschleunigung vom Rechenbe­ reich 31 für den Absolutwert der theoretischen Bezugsquerbe­ schleunigung und führt ein Tiefpaßfilterverfahren durch, um darin enthaltenes Rauschen zu beseitigen.

Der Rechenbereich 23 für den Absolutwert der tatsächlichen Querbeschleunigung empfängt vom Querbeschleunigungssensor 21 die die tatsächlich auf das Fahrzeug ausgeübte Querbeschleuni­ gung anzeigenden Daten und berechnet anhand dieser die Querbe­ schleunigung anzeigenden Daten einen absoluten Wert.

Der erste Tiefpaßfilterbereich 24 empfängt den Absolutwert der die Querbeschleunigung anzeigenden Daten vom Rechenbereich 23 für den Absolutwert der tatsächlichen Querbeschleunigung und entfernt durch den Tiefpaßfilterprozeß das darin eingeschlos­ sene Rauschen.

Der Rechenbereich 35 für den Höchstwert des Straßenreibungsko­ effizienten empfängt vom zweiten Tiefpaßfilterbereich 32 die gefilterten Daten der Bezugsquerbeschleunigung und gleichzei­ tig vom ersten Filterbereich 24 die gefilterten Querbeschleu­ nigungsdaten. Anhand dieser Daten errechnet der Rechenbereich 35 für den Höchstwert des Straßenreibungskoeffizienten einen Maximalwert µ_max, der als oberer Grenzwert der Straßenrei­ bungskoeffizienten angenommen wird.

Der Maximalwert µ_max des Straßenreibungskoeffizienten wird mit Hilfe der folgenden Gleichung abgeschätzt:

Maximalwert µ_max des Straßenreibungskoeffizienten
= (gefilterte tatsächliche Querbeschleunigung)/(ge­ filterte theoretische Bezugsquerbeschleunigung) (14).

Die gefilterte theoretische Bezugsquerbeschleunigung ist ein theoretischer Wert der Querbeschleunigung, von dem angenommen wird, daß er auf das Fahrzeug wirkt, wenn das Lenkrad um einen Winkel θ_H gedreht wird, während sich das Fahrzeug mit der Ge­ schwindigkeit V auf einer Straßenoberfläche des Reibungskoef­ fizienten µ = 1 bewegt. Wenn sich das Fahrzeug genau in Abhän­ gigkeit vom Lenkvorgang verhält, stellt sich der Maximalwert µ_max des Straßenreibungskoeffizienten folglich etwa mit dem Wert 1 ein. Deshalb wird geschätzt, daß der laufende Straßen­ reibungskoeffizient ein Wert ist, der den Maximalwert µ_max des Straßenreibungskoeffizienten nicht übersteigt, wobei man die­ sen Wert als den Höchstwert gelten läßt.

Im Schätzbereich 36 für den Straßenreibungskoeffizienten wer­ den Kurvenkräfte K_f, K_r anhand der Parameter a, b berechnet, die im Rechenbereich 22 für die Fahrzeugdaten geschätzt wur­ den, und es wird ein Mittelschätzwert µ_k des Straßenreibungs­ koeffizienten erhalten. Ferner ist der Schätzbereich 36 für den Straßenreibungskoeffizienten als Einrichtung zum Schätzen des Straßenreibungskoeffizienten gestaltet, in welcher der Ma­ ximalwert µ_max des Straßenreibungskoeffizienten mit dem Mit­ telschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten verglichen und der kleinere der beiden als Schätzwert E des Straßenrei­ bungskoeffizienten bestimmt wird.

Bei Erhalt von µ_k und µ_max gemäß Fig. 9 wird der Maximalwert µ_max als Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten in ei­ ner mit IV gekennzeichneten Zone ausgegeben, und der Mittel­ schätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten wird in anderen Zonen als Schätzwert E ausgegeben.

Das hat zur Folge, daß der Schätzwert E niemals den Maximal­ wert µ_max des Straßenreibungskoeffizienten übersteigt, selbst wenn der Mittelschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten aufgrund einer plötzlichen Änderung des Straßenreibungskoeffi­ zienten zu einem sehr viel höheren Wert als dem tatsächlichen Straßenreibungskoeffizienten wird, und damit wird verhindert, daß der Schätzwert E einen großen Erfassungsfehler hervorruft.

Als nächstes soll unter Hinweis auf das Ablaufdiagramm der Fig. 10 das mit der Erfassungsvorrichtung 30 für den Straßen­ reibungskoeffizienten durchgeführte Verfahren erläutert wer­ den.

Dieses Erfassungsprogramm wird zu jeder festgelegten Zeit durchgeführt. Wenn das Programm mit dem Schritt S301 beginnt, werden vom Lenkraddrehwinkelsensor 3, vom Fahrzeuggeschwindig­ keitssensor 4, vom Gierratensensor 5 sowie vom Querbeschleuni­ gungssensor 21 den Lenkraddrehwinkel (θ_H) anzeigende Daten, die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) anzeigende Daten, die Gierrate (γ) anzeigende Daten sowie die Querbeschleunigung (G) anzei­ gende Daten abgelesen. Und dann geht das Programm zum Schritt S302 über.

Im Schritt S302 werden im Rechenbereich 22 für die Fahrzeugda­ ten Parameter a, b von den Daten des Lenkraddrehwinkels θ_H, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gierrate γ erhalten, und dann fährt das Programm mit dem Schritt S303 fort.

Im Schritt S303 werden im Schätzbereich 36 für den Straßenrei­ bungskoeffizienten Kurvenkräfte K_f, K_r von den Parametern a, b erhalten, und anhand der Kurvenkräfte K_f, K_r wird ein Mittel­ schätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten berechnet.

Als nächstes fährt das Programm mit dem Schritt S304 fort, bei dem im Rechenbereich 31 für den Absolutwert der theoretischen Bezugsquerbeschleunigung eine theoretische Bezugsquerbeschleu­ nigung aus dem Lenkraddrehwinkel (θ_H) und der Fahrzeugge­ schwindigkeit V erhalten wird und die so erhaltene theoreti­ sche Bezugsquerbeschleunigung dem Verfahren zum Erhalten des absoluten Wertes unterzogen wird. Als nächstes wird im Schritt S305 im zweiten Tiefpaßfilterbereich 32 der absolute Wert der theoretischen Bezugsquerbeschleunigung gefiltert.

Darauf folgt der Schritt S306, bei dem im Rechenbereich 23 für den Absolutwert der tatsächlichen Querbeschleunigung die vom Querbeschleunigungssensor 21 abgelesenen Daten der tatsächli­ chen Querbeschleunigung abgelesen und dem Prozeß zur Ermitt­ lung des absoluten Wertes unterzogen werden.

Es folgt der Schritt S307, bei dem im ersten Tiefpaßfilterbe­ reich 24 der absolute Wert gefiltert wird, woraufhin das Pro­ gramm mit dem Schritt S308 fortgesetzt wird.

Im Schritt S308 wird im Rechenbereich 35 für den Höchstwert des Straßenreibungskoeffizienten ein Maximalwert µ_max des Straßenreibungskoeffizienten aus dem Verhältnis zwischen der im Schritt S305 gefilterten Bezugsquerbeschleunigung und der im Schritt S307 gefilterten tatsächlichen Querbeschleunigung errechnet. Dann wird das Programm mit dem Schritt S309 fortge­ setzt.

Im Schritt S309 wird im Schätzbereich 36 für den Straßenrei­ bungskoeffizienten der im Schritt S303 erhaltene Mittelschätz­ wert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten mit dem im Schritt S309 erhaltenen Maximalwert µ_max des Straßenreibungskoeffizi­ enten verglichen. Ist µ_max kleiner als µ_k, wird das Programm mit dem Schritt S310 fortgesetzt, bei dem µ_max auf den Schätz­ wert E gesetzt wird. Und dann verläßt das Programm die Rou­ tine.

Ist andererseits µ_max größer als µ_k, folgt im Programm der Schritt S311, bei dem µ_k auf den Schätzwert E gesetzt wird, und dann verläßt das Programm die Routine.

Da der abgegebene Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizien­ ten niemals den Maximalwert µ_max des Straßenreibungskoeffizi­ enten übersteigt, wird der festgestellte Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten selbst dann zuverlässiger, wenn der Schätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten einen viel größeren Wert als den tatsächlichen Straßenreibungskoeffizien­ ten zeigt.

Da die Bezugsquerbeschleunigung den Tiefpaßfilter durchläuft, was das Ansprechverhalten des tatsächlichen Fahrzeugs wieder­ gibt, kann der richtige Maximalwert für den Straßenreibungsko­ effizienten sichergestellt werden.

Als nächstes soll ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung unter Hinweis auf die Fig. 11, 12 und 13 erläutert wer­ den.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel, welches dem dritten ähn­ lich ist, wird ein Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizien­ ten anhand des Mittelschätzwertes µ_k des Straßenreibungskoef­ fizienten und des Maximalwertes µ_max des Straßenreibungskoef­ fizienten ermittelt.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird der Mittelschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten in Abhängigkeit von jeder kleinen Verhaltensänderung des Fahrzeugs korrigiert. Um das zu verbessern, wird beim vierten Ausführungsbeispiel zunächst die aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Lenkraddrehwinkel (θ_H) errechnete theoretische Bezugsquerbeschleunigung mittels zweier Arten von Tiefpaßfiltern verarbeitet, die unterschied­ liche Zeitkonstanten haben. Für den Fall, daß die tatsächliche Querbeschleunigung zwischen den Ausgangssignalen dieser beiden Filter mit den unterschiedlichen Zeitkonstanten liegt, wird der Wert µ_k ohne Berechnung des Maximalwertes µ_max benutzt, da davon ausgegangen wird, daß das Fahrzeug eine Querbeschleuni­ gungsreaktion entsprechend dem Lenkvorgang hat und infolgedes­ sen der Straßenreibungskoeffizient µ_max erheblich größer ist als der Mittelschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten. Außerdem wird nur, wenn die Ausgangssignale dieser Filter und die tatsächliche Querbeschleunigung bestimmte festgelegte Be­ dingungen erfüllen, der Maximalwert µ_max des Straßenreibungs­ koeffizienten vom einen oder anderen dieser Filterausgangs­ werte und der tatsächlichen Querbeschleunigung erhalten. In dieser Hinsicht unterscheidet sich das vierte Ausführungsbei­ spiel vom dritten.

Wie Fig. 11 zeigt, empfängt eine Erfassungsvorrichtung 40 für den Straßenreibungskoeffizienten Signale von einem Lenkrad­ drehwinkelsensor 3, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4, einem Gierratensensor 5 und einem Querbeschleunigungssensor 21 und stellt den Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten anhand dieser Signale fest.

Zu der Erfassungsvorrichtung 40 für den Straßenreibungskoeffi­ zienten gehört ein Rechenbereich 22 für Fahrzeugdaten, ein Re­ chenbereich 41 für die theoretische Bezugsquerbeschleunigung, ein Tiefpaßfilter-A-Bereich 42a, ein Tiefpaßfilter-B-Bereich 42b, ein Rechenbereich 23 für den Absolutwert der tatsächli­ chen Querbeschleunigung, ein erster Tiefpaßfilterbereich 24, ein Rechenbereich 45 für den Höchstwert des Straßenreibungsko­ effizienten und ein Schätzbereich 46 für den Straßenreibungs­ koeffizienten.

Der Rechenbereich 22 für die Fahrzeugdaten bildet einen Fahr­ zeugdatenrechner, der Erfassungsdaten vom Lenkraddrehwinkel­ sensor 3, vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 und vom Gier­ ratensensor 5 empfängt und Parameter a, b anhand des Lenkrad­ drehwinkels θ_H, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gierrate γ unter Anwendung der adaptiven Regelungstheorie in der glei­ chen Weise wie beim oben erläuterten zweiten und dritten Aus­ führungsbeispiel schätzt.

Der Rechenbereich 41 für die theoretische Bezugsquerbeschleu­ nigung, der Tiefpaßfilter-A-Bereich 42a, der Tiefpaßfilter-B-Be­ reich 42b, der Rechenbereich 23 für den Absolutwert der tatsächlichen Querbeschleunigung, der erste Tiefpaßfilterbe­ reich 24 und der Rechenbereich 41 für die theoretische Bezugs­ querbeschleunigung bilden gemeinsam eine Einrichtung zum Be­ rechnen eines Bezugswertes des Straßenreibungskoeffizienten.

Der Rechenbereich 41 für die theoretische Bezugsquerbeschleu­ nigung 41 empfängt vom Lenkraddrehwinkelsensor 3 und vom Fahr­ zeuggeschwindigkeitssensor 4 den Lenkraddrehwinkel (θ_H) anzei­ gende Daten bzw. die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) anzeigende Daten und berechnet anhand dieser Daten eine theoretische Be­ zugsquerbeschleunigung.

Die im Rechenbereich 41 für die theoretische Bezugsseitenbe­ schleunigung errechneten Daten der theoretischen Bezugsquer­ beschleunigung werden im Tiefpaßfilter-A-Bereich 42a und im Tiefpaßfilter-B-Bereich 42b einem Tiefpaßfilterverfahren mit entsprechenden unterschiedlichen Zeitkonstanten unterzogen, die das Ansprechverhalten des Fahrzeugs wiedergeben, damit rauschfreie Bezugsquerbeschleunigungsdaten an den Rechenbe­ reich 45 für den Höchstwert des Straßenreibungskoeffizienten ausgegeben werden können. Nachfolgend wird die vom Tiefpaßfil­ ter-A-Bereich 42a abgegebene Bezugsquerbeschleunigung als "Abgabe Filter A" und die des Tiefpaßfilter-B-Bereichs 42b als "Abgabe Filter B" bezeichnet.

Wenn zum Beispiel das Lenkrad gemäß Fig. 12c betätigt wird, verhalten sich die entsprechenden Querbeschleunigungen, das heißt ein Ausgangssignal Filter A und ein Ausgangssignal Fil­ ter B entsprechend der Lenkbetätigung so, wie in Fig. 12b ge­ zeigt. Das Ausgangssignal Filter A zeigt eine verhältnismäßig geringe Verzögerung wegen einer dem Tiefpaßfilter-A-Bereich innewohnenden kleinen Zeitkonstante, während das Ausgangssi­ gnal Filter B eine verhältnismäßig große Verzögerung aufgrund einer dem Tiefpaßfilter-B-Bereich innewohnenden großen Zeit­ konstante zeigt.

Der Rechenbereich 23 für den Absolutwert der tatsächlichen Querbeschleunigung empfängt vom Querbeschleunigungssensor 21 Daten, die die tatsächliche Querbeschleunigung anzeigen, und berechnet einen absoluten Wert dieser tatsächlichen Querbe­ schleunigung.

Der erste Tiefpaßfilterbereich 34 empfängt Daten, die den ab­ soluten Wert der tatsächlichen Querbeschleunigung anzeigen und unterzieht diese einem Tiefpaßfilterverfahren, um in den Daten enthaltenes Rauschen zu beseitigen.

Der Rechenbereich 45 für den Höchstwert des Straßenreibungsko­ effizienten berechnet anhand von Ausgangssignalen des Tiefpaß­ filter-A-Bereichs 42a, des Tiefpaßfilter-B-Bereichs 42B und des ersten Tiefpaßfilterbereichs 24 nur dann einen Maximalwert µ_max des Straßenreibungskoeffizienten, wenn die tatsächliche Querbeschleunigung nicht innerhalb eines spezifizierten Be­ reichs liegt.

Um die Berechnung des Maximalwertes µ_max des Straßenreibungs­ koeffizienten im einzelnen zu beschreiben, werden zunächst die Maximalwerte µA und µB des Straßenreibungskoeffizienten je­ weils entsprechend den folgenden Gleichungen berechnet:

µA = |tatsächliche Querbeschleunigung|/|Ausgangssignal Filter A| (14)

µB = |tatsächliche Querbeschleunigung|/|Ausgangssignal Filter B| (15).

Wenn dann das Ausgangssignal Filter A, das Ausgangssignal Fil­ ter B und der absolute Wert der tatsächlichen Querbeschleuni­ gung festgelegte Bedingungen erfüllen, wird µA mit µB vergli­ chen und der kleinere der beiden Werte als Maximalwert µ_max des Straßenreibungskoeffizienten festgelegt.

Als Fall, bei dem die festgelegten Bedingungen erfüllt sind, gilt hier ein Fall, bei dem das Ausgangssignal Filter A sowie das Ausgangssignal Filter B das gleiche Plus- oder Minusvor­ zeichen haben. In einer Zone, in der die Vorzeichen unter­ schiedlich sind, sind die Filter-Ausgangssignale klein und folglich die Auswirkungen von Rauschen der Sensoren, die Null­ punktverlagerung derselben und dergleichen verhältnismäßig groß, was zu einer geringeren Zuverlässigkeit des Maximalwer­ tes des Straßenreibungskoeffizienten führt. In Fig. 12b sind die oben festgelegten Bedingungen in den schraffierten Zonen I und II erfüllt.

Der Schätzbereich 46 für den Straßenreibungskoeffizienten ist als Rechner realisiert, der einen Schätzwert E des Straßenrei­ bungskoeffizienten anhand der im Rechenbereich 22 für die Fahrzeugdaten geschätzten Parameter a, b und des im Rechenbe­ reich 45 für den Höchstwert des Straßenreibungskoeffizienten berechneten Maximalwertes µ_max des Straßenreibungskoeffizien­ ten errechnet.

Mit anderen Worten, im Schätzbereich 46 für den Straßenrei­ bungskoeffizienten werden zunächst Kurvenkräfte K_f, K_r anhand der Parameter a, b berechnet, und es wird ein Mittelschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten erhalten. Wenn dann der Maximalwert µ_max des Straßenreibungskoeffizienten im Rechenbe­ reich 45 für den Höchstwert des Straßenreibungskoeffizienten berechnet und in den Schätzbereich 46 für den Straßenreibungs­ koeffizienten eingegeben wird, dann wird der Mittelschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten mit diesem Maximalwert µ_max des Straßenreibungskoeffizienten verglichen, und der kleinere der beiden Werte wird als Schätzwert E des Straßen­ reibungskoeffizienten ausgewählt.

Wenn andererseits der Maximalwert µ_max des Straßenreibungsko­ effizienten nicht im Rechenbereich 45 für den Höchstwert des Straßenreibungskoeffizienten errechnet worden ist, wird der Mittelschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten als Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten festgesetzt.

Als nächstes soll unter Hinweis auf das Ablaufdiagramm der Fig. 13 das von der Erfassungsvorrichtung 40 für den Straßen­ reibungskoeffizienten durchgeführte Erfassungsverfahren be­ schrieben werden.

Dieses Erfassungsprogramm wird zu jeder festgelegten Zeit aus­ geführt. Bei Beginn des Programms werden vom Lenkraddrehwin­ kelsensor 3, vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4, vom Gierra­ tensensor 5 und vom Querbeschleunigungssensor 21 den Lenkrad­ drehwinkel (θ_H) anzeigende Daten, die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) anzeigende Daten, die Gierrate (γ) anzeigende Daten bzw. die Querbeschleunigung (G) anzeigende Daten abgelesen. Danach fährt das Programm mit dem Schritt S402 fort.

Im Schritt S402 werden im Rechenbereich 22 für die Fahrzeugda­ ten aus den Angaben des Lenkraddrehwinkels θ_H, der Fahrzeugge­ schwindigkeit V und der Gierrate γ Parameter a, b erhalten, und dann fährt das Programm mit dem Schritt S403 fort.

Im Schritt S403 werden im Schätzbereich 46 für den Straßenrei­ bungskoeffizienten Kurvenkräfte K_f, K_r aus den Parametern a, b erhalten, und anhand dieser Kurvenkräfte K_f, K_r wird ein Mittelschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten berech­ net.

Anschließend wird das Programm mit dem Schritt S404 fortge­ setzt, bei dem im Rechenbereich 41 für die theoretische Be­ zugsquerbeschleunigung aus Lenkraddrehwinkel θ_H und der Fahr­ zeuggeschwindigkeit V eine Bezugsquerbeschleunigung erhalten wird.

Danach fährt das Programm mit dem Schritt S405 fort, bei dem im Tiefpaßfilter-A-Bereich 42a die theoretische Bezugsquerbe­ schleunigung dem Tiefpaßfilter-A-Verfahren unterzogen wird, um das Ausgangssignal Filter A zu erhalten. Danach wird der Maxi­ malwert µA des Straßenreibungskoeffizienten in einem Schritt S406 gemäß der Gleichung (14) anhand des Absolutwertes vom Ausgangssignal Filter A und des Absolutwertes der tatsächli­ chen Querbeschleunigung berechnet.

Ferner wird in dem Schritt S407 im Tiefpaßfilter-B-Bereich 42b die theoretische Bezugsquerbeschleunigung dem Tiefpaßfilter-B-Ver­ fahren unterzogen, um das Ausgangssignal Filter B zu erhal­ ten. Danach wird im Schritt S408 der Maximalwert µB des Stra­ ßenreibungskoeffizienten entsprechend der Gleichung (15) an­ hand des Absolutwertes vom Ausgangssignal Filter B und des Ab­ solutwertes der tatsächlichen Querbeschleunigung berechnet. Danach wird das Programm mit dem Schritt S409 fortgesetzt.

Im Schritt S409 wird beurteilt, ob die tatsächliche Querbe­ schleunigung innerhalb eines spezifizierten Bereiches liegt oder nicht, das heißt innerhalb eines Bereiches, der von dem Ausgangssignal Filter A und dem Ausgangssignal Filter B um­ schlossen ist. Wenn die tatsächliche Querbeschleunigung sich innerhalb des so festgelegten Bereichs befindet, läßt das Pro­ gramm Schritte bis zum Schritt S416 aus. Verhält es sich an­ ders, wird das Programm mit dem Schritt S410 fortgesetzt.

Im Schritt S410 wird beurteilt, ob das Ausgangssignal Filter A und das Ausgangssignal Filter B die Bedingung des Straßenrei­ bungskoeffizienten µ_max erfüllen oder nicht. Wenn sie diese Bedingung erfüllen, wird das Programm mit dem Schritt S411 fortgesetzt, ansonsten überspringt das Programm die Schritte bis zum Schritt S416.

Im Schritt S411 wird der im Schritt S406 berechnete Maximal­ wert µA des Straßenreibungskoeffizienten mit dem im Schritt S408 berechneten Maximalwert µB des Straßenreibungskoeffizien­ ten verglichen. Ist der Maximalwert µB größer als der Maximal­ wert µA, geht das Programm zum Schritt S412 über, bei dem der Maximalwert µA des Straßenreibungskoeffizienten auf den Maxi­ malwert µ_max des Straßenreibungskoeffizienten gesetzt wird. Ist hingegen der Maximalwert µA des Straßenreibungskoeffizien­ ten größer als der Maximalwert µB, geht das Programm zum Schritt S413 über, bei dem der Maximalwert µB des Straßenrei­ bungskoeffizienten auf den Maximalwert µ_max des Straßenrei­ bungskoeffizienten gesetzt wird.

Als nächstes wird das Programm mit dem Schritt S414 fortge­ setzt, bei dem der bei S412 oder S413 festgesetzte Maximalwert µ_max des Straßenreibungskoeffizienten mit dem Mittelschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten verglichen wird. Ist µ_k größer als µ_max, folgt der Programmschritt S415, bei dem der Maximalwert µ_max des Straßenreibungskoeffizienten als Schätz­ wert E des Straßenreibungskoeffizienten festgelegt wird. Und dann verläßt das Programm die Routine.

Wenn andererseits im Schritt S409 die tatsächliche Querbe­ schleunigung innerhalb des von dem Ausgangssignal Filter A und dem Ausgangssignal Filter B umschlossenen Bereichs liegt, oder wenn im Schritt S410 das Ausgangssignal Filter A und das Aus­ gangssignal Filter B die Festlegungsbedingung des Straßenrei­ bungskoeffizienten µ_max nicht erfüllen, oder wenn im Schritt S414 der Straßenreibungskoeffizient µ_max größer ist als der Mittelschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten, über­ springt das Programm die Schritte bis zum Schritt S416, bei dem der Mittelschätzwert µ_k des Straßenreibungskoeffizienten als Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten festgelegt wird. Und danach verläßt das Programm die Routine.

Da bei dem vierten Ausführungsbeispiel zusätzlich zum Merkmal des dritten Ausführungsbeispiels zwei Arten von Tiefpaßfiltern mit unterschiedlichen Zeitkonstanten jeweils Bezugsquerbe­ schleunigungen generieren (Ausgangssignal Filter A und Aus­ gangssignal Filter B), welche das Ansprechverhalten des tatsächlichen Fahrzeugs wiedergeben, und da für den Fall, daß die tatsächliche Querbeschleunigung nicht zwischen diese bei­ den Ausgangssignale fällt, der Straßenreibungskoeffizient µ_max anhand dieser Daten und der tatsächlichen Querbeschleunigung erhalten wird, kann der Straßenreibungskoeffizient µ_max einen genaueren Wert erhalten, ohne daß dazu eine zeitraubende Be­ rechnung nötig ist.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß es erfindungsgemäß mög­ lich ist, die Zeit zum Konvergieren des Straßenreibungskoeffi­ zienten zu verringern und das Ansprechvermögen der Erfassungs­ vorrichtung für den Straßenreibungskoeffizienten zu erhöhen, weil Ausgangswerte für die Parameter festgesetzt werden kön­ nen, die Parametern näherliegen, welche dem tatsächlichen Straßenreibungskoeffizienten entsprechen.

Darüber hinaus kann der Fehler bei der Erfassung des Straßen­ reibungskoeffizienten auf ein Minimum reduziert werden, weil durch einen Vergleich des erhaltenen Straßenreibungskoeffizi­ enten auf der Grundlage der tatsächlichen Querbeschleunigung mit dem errechneten Straßenreibungskoeffizienten auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit der Straßenreibungskoef­ fizient abgeschätzt wird.

Claims (16)

1. Erfassungsvorrichtung für den Straßenreibungskoeffizien­ ten in einem Fahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung für Fahrzeugbewegungsdaten, die eine Querbewegung des Fahr­ zeugs anzeigende Daten mißt, und mit einer Erfassungsein­ richtung für den Straßenoberflächenzustand, die den Stra­ ßenoberflächenzustand anzeigende Daten abtastet, gekennzeichnet durch

• - eine Recheneinrichtung (9) für Fahrzeugdaten, die Parameter zum Schätzen entsprechender Kurvenkräfte (K_f, K_r) an Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeugs gemäß einer Bewegungsgleichung anhand der die Quer­ bewegung anzeigenden Daten errechnet;
• - eine Schätzeinrichtung (10) für den Straßenreibungs­ koeffizienten, die die Kurvenkräfte (K_f, K_r) an den Vorder- und Hinterrädern anhand der Parameter schätzt und einen Schätzwert (E) des Straßenrei­ bungskoeffizienten anhand der Kurvenkräfte errech­ net; und
• - eine Beurteilungseinrichtung (11) für den Ausgangs­ wert einer Reifeneigenschaft, die den Straßenober­ flächenzustand anhand der den Straßenoberflächenzu­ stand anzeigenden Daten schätzt, wenn entschieden worden ist, daß das Fahrzeug nach einer langen Stillstandsperiode anfährt, und die ein Signal zum Festlegen eines Ausgangswertes der Parameter an die Recheneinrichtung (9) für Fahrzeugdaten abgibt.

2. Erfassungsvorrichtung für den Straßenreibungskoeffizien­ ten in einem Fahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung für Fahrzeugbewegungsdaten, die eine Querbewegung des Fahr­ zeugs anzeigende Daten mißt, und mit einem Querbeschleu­ nigungssensor (21), der die tatsächliche Querbewegung an­ zeigende Daten des Fahrzeugs abtastet, gekennzeichnet durch

• - eine Recheneinrichtung für Fahrzeugdaten, die Para­ meter zum Schätzen entsprechender Kurvenkräfte (K_f, K_r) an Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeugs gemäß einer Bewegungsgleichung anhand der die Querbewegung anzeigenden Daten errechnet;
• - eine Recheneinrichtung für einen Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten, die die tatsächliche Querbeschleunigung anzeigenden Daten einem Tiefpaß­ filterverfahren unterzieht und einen Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten anhand der mittels Tiefpaßfilter verarbeiteten Daten errechnet; und
• - eine Schätzeinrichtung für den Straßenreibungskoef­ fizienten, die entsprechende Kurvenkräfte (K_f, K_r) an Vorder- und Hinterrädern anhand der Parameter schätzt, die in der Recheneinrichtung für die Fahr­ zeugdaten errechnet werden, und die einen Mittel­ schätzwert des Straßenreibungskoeffizienten anhand der Kurvenkräfte errechnet und einen Schätzwert (E) des Straßenreibungskoeffizienten durch Vergleich des Mittelschätzwertes des Straßenreibungskoeffizienten mit dem Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten festlegt.

3. Erfassungsvorrichtung für den Straßenreibungskoeffizien­ ten in einem Fahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung für Fahrzeugbewegungsdaten, die eine Querbewegung des Fahr­ zeugs anzeigende Daten mißt, und mit einem Querbeschleu­ nigungssensor (21), der die tatsächliche Querbewegung an­ zeigende Daten des Fahrzeugs mißt, und mit einer Erfas­ sungseinrichtung für den Straßenoberflächenzustand, die den Straßenoberflächenzustand anzeigende Daten abtastet, gekennzeichnet durch

• - eine Recheneinrichtung für Fahrzeugdaten, die Para­ meter zum Schätzen entsprechender Kurvenkräfte (K_f, K_r) an Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeugs gemäß einer Bewegungsgleichung anhand der die Querbewegung anzeigenden Daten errechnet;
• - eine Beurteilungseinrichtung für den Ausgangswert einer Reifeneigenschaft, die den Straßenoberflächen­ zustand anhand der den Straßenoberflächenzustand an­ zeigenden Daten schätzt, wenn entschieden worden ist, daß das Fahrzeug nach einer langen Still­ standsperiode anfährt, und die ein Signal zum Fest­ legen eines Ausgangswertes der Parameter an die Re­ cheneinrichtung (9) für Fahrzeugdaten abgibt;
• - eine Recheneinrichtung für einen Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten, die die tatsächliche Querbeschleunigung anzeigenden Daten einem Tiefpaß­ filterverfahren unterzieht und die einen Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten anhand der mittels Tiefpaßfilter verarbeiteten Daten errechnet; und
• - eine Schätzeinrichtung für den Straßenreibungskoef­ fizienten, die entsprechende Kurvenkräfte (K_f, K_r) an Vorder- und Hinterrädern anhand der Parameter schätzt, die in der Recheneinrichtung für die Fahr­ zeugdaten errechnet werden, und die einen Mittel­ schätzwert des Straßenreibungskoeffizienten anhand der Kurvenkräfte errechnet und einen Schätzwert (E) des Straßenreibungskoeffizienten durch Vergleich des Mittelschätzwertes des Straßenreibungskoeffizienten mit dem Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten festlegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beurteilungseinrichtung für den Ausgangswert der Reifeneigenschaft einen Ausgangswert der Parameter ent­ sprechend einem vorherbestimmten niedrigen Straßenrei­ bungskoeffizienten festlegt, wenn die den Straßenoberflä­ chenzustand anzeigenden Daten eine Straßenoberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten ergeben.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beurteilungseinrichtung für den Ausgangswert der Reifeneigenschaft einen Ausgangswert der Parameter ent­ sprechend einem vorherbestimmten niedrigen Straßenrei­ bungskoeffizienten festlegt, wenn die den Straßenoberflä­ chenzustand anzeigenden Daten eine Straßenoberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten ergeben.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Recheneinrichtung für den Bezugswert des Straßen­ reibungskoeffizienten anhand der mittels Tiefpaßfilter verarbeiteten Daten der Querbeschleunigung einen Mindest­ wert des Straßenreibungskoeffizienten errechnet, der min­ destens auf einer Straßenoberfläche herrscht,
und daß die Schätzeinrichtung für den Straßenreibungsko­ effizienten den Bezugswert des Straßenreibungskoeffizien­ ten als Schätzwert (E) des Straßenreibungskoeffizienten festlegt, wenn der aus den Kurvenkräften errechnete Mit­ telschätzwert des Straßenreibungskoeffizienten kleiner ist als der Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Recheneinrichtung für den Bezugswert des Straßen­ reibungskoeffizienten anhand der mittels Tiefpaßfilter verarbeiteten Daten der Querbeschleunigung einen Mindest­ wert des Straßenreibungskoeffizienten errechnet, der min­ destens auf einer Straßenoberfläche herrscht,
und daß die Schätzeinrichtung für den Straßenreibungsko­ effizienten den Bezugswert des Straßenreibungskoeffizien­ ten als Schätzwert (E) des Straßenreibungskoeffizienten festlegt, wenn der aus den Kurvenkräften errechnete Mit­ telschätzwert des Straßenreibungskoeffizienten kleiner ist als der Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Recheneinrichtung für den Bezugswert des Straßen­ reibungskoeffizienten eine theoretische Bezugsquerbe­ schleunigung errechnet, die theoretisch aus den die Quer­ bewegung anzeigenden Daten erhalten wird, eine Bezugs­ querbeschleunigung erzeugt, indem sie die theoretische Bezugsquerbeschleunigung einem Tiefpaßfilterverfahren un­ terzieht, und einen Maximalwert des Straßenreibungskoef­ fizienten als den Bezugswert des Straßenreibungskoeffizi­ enten anhand der Bezugsquerbeschleunigung und der mittels Tiefpaßfilter verarbeiteten Daten der Querbeschleunigung errechnet,
und daß die Schätzeinrichtung für den Straßenreibungsko­ effizienten den Bezugswert des Straßenreibungskoeffizien­ ten als Schätzwert des Straßenreibungskoeffizienten fest­ legt, wenn der aus den Kurvenkräften errechnete Mittel­ schätzwert des Straßenreibungskoeffizienten größer ist als der Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Recheneinrichtung für den Bezugswert des Straßen­ reibungskoeffizienten eine theoretische Bezugsquerbe­ schleunigung errechnet, die theoretisch aus den die Quer­ bewegung anzeigenden Daten erhalten wird, eine Bezugs­ querbeschleunigung errechnet, indem sie die theoretische Bezugsquerbeschleunigung einem Tiefpaßfilterverfahren un­ terzieht, und einen Maximalwert des Straßenreibungskoef­ fizienten als den Bezugswert des Straßenreibungskoeffizi­ enten anhand der Bezugsquerbeschleunigung und der mittels Tiefpaßfilter verarbeiteten Daten der Querbeschleunigung errechnet,
und daß die Schätzeinrichtung für den Straßenreibungsko­ effizienten den Bezugswert des Straßenreibungskoeffizien­ ten als Schätzwert des Straßenreibungskoeffizienten fest­ legt, wenn der aus den Kurvenkräften errechnete Mittel­ schätzwert des Straßenreibungskoeffizienten größer ist als der Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Recheneinrichtung für einen Bezugswert des Stra­ ßenreibungskoeffizienten eine theoretische Bezugsquerbe­ schleunigung errechnet, die theoretisch aus den die Quer­ bewegung anzeigenden Daten erhalten wird, und zwei ver­ schiedene Bezugsquerbeschleunigungen errechnet, indem sie die theoretische Bezugsquerbeschleunigung einem Tiefpaß­ filterverfahren unter Verwendung zweier Arten von Tief­ paßfiltern unterzieht,
und daß die Schätzeinrichtung für den Straßenreibungsko­ effizienten den aus den Kurvenkräften errechneten Mittel­ schätzwert des Straßenreibungskoeffizienten als Schätz­ wert (E) des Straßenreibungskoeffizienten festlegt, wenn die mittels Filter verarbeitete tatsächliche Querbe­ schleunigung zwischen den beiden unterschiedlichen Be­ zugsquerbeschleunigungen liegt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Recheneinrichtung für einen Bezugswert des Stra­ ßenreibungskoeffizienten eine theoretische Bezugsquerbe­ schleunigung errechnet, die theoretisch aus den die Quer­ bewegung anzeigenden Daten erhalten wird, und zwei ver­ schiedene Bezugsquerbeschleunigungen errechnet, indem sie die theoretische Bezugsquerbeschleunigung einem Tiefpaß­ filterverfahren unter Verwendung zweier Arten von Tief­ paßfiltern unterzieht,
und daß die Schätzeinrichtung für den Straßenreibungsko­ effizienten den aus den Kurvenkräften errechneten Mittel­ schätzwert des Straßenreibungskoeffizienten als Schätz­ wert (E) des Straßenreibungskoeffizienten festlegt, wenn die mittels Filter verarbeitete tatsächliche Querbe­ schleunigung zwischen den beiden unterschiedlichen Be­ zugsquerbeschleunigungen liegt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Recheneinrichtung für einen Bezugswert des Stra­ ßenreibungskoeffizienten eine theoretische Bezugsquerbe­ schleunigung errechnet, die theoretisch aus den die Quer­ bewegung anzeigenden Daten erhalten wird, und zwei ver­ schiedene Bezugsquerbeschleunigungen errechnet, indem sie die theoretische Bezugsquerbeschleunigung einem Tiefpaß­ filterverfahren unter Verwendung zweier Arten von Tief­ paßfiltern unterzieht, zwei verschiedene Maximalwerte des Straßenreibungskoeffizienten anhand der beiden unter­ schiedlichen Bezugsquerbeschleunigungen und der mittels Filter verarbeiteten tatsächlichen Querbeschleunigung er­ hält und den kleineren der beiden unterschiedlichen Maxi­ malwerte des Straßenreibungskoeffizienten als Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten festlegt, wenn die mit­ tels Filter verarbeitete tatsächliche Querbeschleunigung eine von den beiden unterschiedlichen Bezugsquerbeschleu­ nigungen bestimmte Bedingung erfüllt,
und daß die Schätzeinrichtung für den Straßenreibungsko­ effizienten den Bezugswert des Straßenreibungskoeffizien­ ten als Schätzwert (E) des Straßenreibungskoeffizienten festlegt, wenn der aus den Kurvenkräften errechnete Mit­ telschätzwert des Straßenreibungskoeffizienten größer ist als der Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten.

13. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Recheneinrichtung für einen Bezugswert des Stra­ ßenreibungskoeffizienten eine theoretische Bezugsquerbe­ schleunigung errechnet, die theoretisch aus den die Quer­ bewegung anzeigenden Daten erhalten wird, und zwei ver­ schiedene Bezugsquerbeschleunigungen errechnet, indem sie die theoretische Bezugsquerbeschleunigung einem Tiefpaß­ filterverfahren unter Verwendung zweier Arten von Tief­ paßfiltern unterzieht, zwei verschiedene Maximalwerte des Straßenreibungskoeffizienten anhand der beiden unter­ schiedlichen Bezugsquerbeschleunigungen und der mittels Filter verarbeiteten tatsächlichen Querbeschleunigung er­ hält und den kleineren der beiden unterschiedlichen Maxi­ malwerte des Straßenreibungskoeffizienten als Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten festlegt, wenn die mit­ tels Filter verarbeitete tatsächliche Querbeschleunigung eine von den beiden unterschiedlichen Bezugsquerbeschleu­ nigungen bestimmte Bedingung erfüllt,
und daß die Schätzeinrichtung für den Straßenreibungsko­ effizienten den Bezugswert des Straßenreibungskoeffizien­ ten als Schätzwert (E) des Straßenreibungskoeffizienten festlegt, wenn der aus den Kurvenkräften errechnete Mit­ telschätzwert des Straßenreibungskoeffizienten größer ist als der Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten.

14. Verfahren zum Ermitteln eines Straßenreibungskoeffizien­ ten in einem Fahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung für Fahrzeugbewegungsdaten, die eine Querbewegung des Fahr­ zeugs anzeigende Daten mißt, und mit einer Erfassungsein­ richtung für den Straßenoberflächenzustand, die den Stra­ ßenoberflächenzustand anzeigende Daten abtastet, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - Errechnen von Parametern zum Schätzen entsprechender Kurvenkräfte an Vorder- und Hinterrädern des Fahr­ zeugs gemäß einer Bewegungsgleichung anhand der eine Querbewegung anzeigenden Daten;
• - Schätzen der Kurvenkräfte an den Vorder- und Hinter­ rädern anhand der Parameter und Errechnen eines Schätzwertes des Straßenreibungskoeffizienten anhand der Kurvenkräfte; und
• - Schätzen eines Straßenoberflächenzustands anhand der den Straßenoberflächenzustand anzeigenden Daten, wenn entschieden worden ist, daß das Fahrzeug nach einer langen Stillstandszeit anfährt, und Abgeben eines Signals zur Festlegung eines Ausgangswertes des Parameters.

15. Verfahren zum Ermitteln eines Straßenreibungskoeffizien­ ten in einem Fahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung für Fahrzeugbewegungsdaten, die eine Querbewegung des Fahr­ zeugs anzeigende Daten mißt, und mit einem Querbeschleu­ nigungssensor, der die tatsächliche Querbewegung anzei­ gende Daten des Fahrzeugs mißt, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• - Errechnen von Parametern zum Schätzen entsprechender Kurvenkräfte an Vorder- und Hinterrädern des Fahr­ zeugs gemäß einer Bewegungsgleichung anhand der eine Querbewegung anzeigenden Daten;
• - Anwenden eines Tiefpaßfilterverfahrens auf die eine tatsächliche Querbeschleunigung anzeigenden Daten und Errechnen eines Bezugswertes des Straßenrei­ bungskoeffizienten anhand der mittels Tiefpaßfilter verarbeiteten Daten; und
• - Schätzen entsprechender Kurvenkräfte an Vorder- und Hinterrädern anhand der Parameter und Errechnen ei­ nes Mittelschätzwertes des Straßenreibungskoeffizi­ enten anhand der Kurvenkräfte und Festlegen eines Schätzwertes des Straßenreibungskoeffizienten durch Vergleich des Mittelschätzwertes des Straßenrei­ bungskoeffizienten mit dem Bezugswert des Straßen­ reibungskoeffizienten.

16. Verfahren zum Ermitteln eines Straßenreibungskoeffizien­ ten in einem Fahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung für Fahrzeugbewegungsdaten, die eine Querbewegung des Fahr­ zeugs anzeigende Daten mißt, und mit einem Querbeschleu­ nigungssensor, der die tatsächliche Querbewegung anzei­ gende Daten des Fahrzeugs mißt, und mit einer Erfassungs­ einrichtung für den Straßenoberflächenzustand, die den Straßenoberflächenzustand anzeigende Daten abtastet, ge­ kennzeichnet durch folgende Schritte:

• - Errechnen von Parametern zum Schätzen entsprechender Kurvenkräfte an Vorder- und Hinterrädern des Fahr­ zeugs gemäß einer Bewegungsgleichung anhand der eine Querbewegung anzeigenden Daten;
• - Schätzen eines Straßenoberflächenzustands anhand der den Straßenoberflächenzustand anzeigenden Daten, wenn entschieden worden ist, daß das Fahrzeug nach einer langen Stillstandszeit anfährt, und Abgeben eines Signals zur Festlegung eines Ausgangswertes der Parameter;
• - Anwenden eines Tiefpaßfilterverfahrens auf die eine tatsächliche Querbeschleunigung anzeigenden Daten und Errechnen eines Bezugswertes des Straßenrei­ bungskoeffizienten anhand der mittels Tiefpaßfilter verarbeiteten Daten; und
• - Schätzen entsprechender Kurvenkräfte an Vorder- und Hinterrädern anhand der Parameter und Errechnen ei­ nes Mittelschätzwertes des Straßenreibungskoeffizi­ enten anhand der Kurvenkräfte und Festlegen eines Schätzwertes des Straßenreibungskoeffizienten durch Vergleich des Mittelschätzwertes des Straßenrei­ bungskoeffizienten mit dem Bezugswert des Straßen­ reibungskoeffizienten.