DE19844090B4

DE19844090B4 - Erfassungsvorrichtung und Verfahren zum Ermitteln eines Straßenreibungskoeffizienten in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE19844090B4
Application number: DE19844090A
Authority: DE
Inventors: Koji Mitaka Matsuno
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2018-09-26
Also published as: DE19844090A1; US6163747A; JP3331310B2; JPH11101732A

Abstract

Erfassungsvorrichtung für den Straßenreibungskoeffizienten in einem Fahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung (3–5) für Fahrzeugbewegungsdaten, die eine Querbewegung des Fahrzeugs anzeigende Daten mißt, und mit einer Erfassungseinrichtung (6–8) für den Straßenoberflächenzustand, die den Straßenoberflächenzustand anzeigende Daten abtastet,
wobei die Erfassungsvorrichtung folgendes aufweist:
– 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 Querbewegung anzeigenden Daten errechnet;
– eine Schätzeinrichtung (10) für den Straßenreibungskoeffizienten, die die Kurvenkräfte (K_f, K_r) an den Vorder- und Hinterrädern anhand der Parameter schätzt und einen Schätzwert (E) des Straßenreibungskoeffizienten anhand der Kurvenkräfte errechnet; und
– eine Beurteilungseinrichtung (11) für den Ausgangswert einer Reifeneigenschaft, die den Straßenoberflächenzustand anhand der den Straßenoberflächenzustand 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...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Erfassungsvorrichtung sowie ein Verfahren zur Ermittlung eines Straßenreibungskoeffizienten und betrifft insbesondere eine Erfassungsvorrichtung, mit der in Abhängigkeit von den jeweils herrschenden Straßenbedingungen der richtige Reibungsbeiwert der Straße aufgenommen wird.
In den vergangenen Jahren sind zahlreiche Fahrzeug-Steuerungstechniken, beispielsweise Techniken zur Antriebsschlupfregelung, Bremskraftregelung oder Drehmomentverteilungsregelung und dergleichen vorgeschlagen und zum Teil auch schon in Fahrzeugen verwirklicht worden.
Für viele dieser Fahrzeug-Steuerungstechniken sind die Reibungsbeiwerte der Straße wesentliche Steuerungsparameter, und eine Schlüsseltechnologie besteht darin, den richtigen Straßenreibungskoeffizienten aufzufinden.
In der JP-A-8-2274 wird von der Anmelderin der vorliegenden Erfindung eine Technik vorgeschlagen, mit der ein geschätzter Straßenreibungskoeffizient anhand eines Einschlagwinkels δ, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, einer Gierrate γ sowie weiterer Parameter entsprechend einer sogenannten adaptiven Steuerungstheorie errechnet wird.
Gemäß der in der JP-A-8-2274 offenbarten Technik kann ein Straßenreibungskoeffizient geschätzt werden, indem man eine Reifeneigenschaft auf einer Zeitbasis abschätzt und einen Vergleich zwischen einem Gier- und Seitenbewegungsmodell und einer Gier- oder Querbewegung des tatsächlichen Fahrzeugs anstellt.
Da jedoch bei diesem Schätzverfahren für den Straßenreibungskoeffizienten 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 Abtast- oder Erfassungsvorrichtung für den Straßenreibungskoeffizienten. Ferner besteht bei diesem Schätzverfahren insofern ein Problem, als es schwierig ist, aufgrund der Ungleichmäßigkeit von Straßenoberflächen den richtigen Straßenreibungskoeffizienten abzuschätzen, wenn das Fahrzeug sich auf rauhen Straßen bewegt, denn für dieses Schätzverfahren sind wiederholte Eingaben von Gierreaktionen auf Lenkvorgänge erforderlich.
Aus der DE 42 18 034 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung eines Kraftschlußpotentials eines Kraftfahrzeuges bekannt. Dabei kann das Kraftschlußpotential näherungsweise berechnet werden, wenn der aktuelle Reibungsbeiwert bekannt ist. Dieser wird nicht direkt gemessen, sondern unter Berücksichtigung von Fahrbahnzuständen qualitativ und der Fahrgeschwindigkeit quantitativ prognostiziert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Erfassungsvorrichtung sowie ein Verfahren zum Ermitteln einen Straßenreibungskoeffizienten in einem Fahrzeug anzugeben, mit denen dieser Reibungskoeffizient mit großer Genauigkeit, guter Zuverlässigkeit und gutem Reaktionsvermögen zu ermitteln ist.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, eine Erfassungsvorrichtung für den Straßenreibungskoeffizienten in einem Fahrzeug gemäß den Ansprüchen 1 bis 3 sowie ein Verfahren zum Ermitteln eines Straßenreibungskoeffizienten in einem Fahrzeug gemäß den Ansprüchen 9 bis 11 anzugeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Im folgenden wird die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Merkmalen und Einzelheiten anhand schematischer dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 ein Funktionsblockschaltbild einer Vorrichtung zum Ermitteln des Straßenreibungskoeffizienten gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 ein Diagramm eines Zweiradfahrzeugmodells zum Erläutern einer Seitenbewegung des Fahrzeugs;
3 ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen eines Straßenreibungskoeffizienten gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 ein Funktionsblockschaltbild einer Vorrichtung zum Ermitteln des Straßenreibungskoeffizienten gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 eine Kurvendarstellung eines absoluten Wertes einer Querbeschleunigung nach Durchlaufen des Tiefpaßfilters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
6 eine Kurvendarstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zum Berechnen eines Schätzwertes E des Straßenreibungskoeffizienten gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
7 ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen eines Straßenreibungskoeffizienten gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
8 ein Funktionsblockschaltbild einer Vorrichtung zum Ermitteln des Straßenreibungskoeffizienten gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
9 eine Kurvendarstellung zur Erläuterung eines Verfahrens der Berechnung eines Schätzwertes E des Straßen reibungskoeffizienten gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
10 ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen eines Straßenreibungskoeffizienten gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
11 ein Funktionsblockschaltbild einer Vorrichtung zum Ermitteln des Straßenreibungskoeffizienten gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
12a, 12b und 12c Kurvendarstellungen zur Erläuterung eines Rechenbereichs eines Maximalwertes des Straßenreibungskoeffizienten gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
13 ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen eines Straßenreibungskoeffizienten gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In 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 Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4, einem Gierratensensor 5, einem Außenlufttemperatursensor 6, einem Regenniederschlagsensor 7, einem Scheibenwischerschalter 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 Regenniederschlagsensor 7 und dem Scheibenwischerschalter 8 eine Erfassungseinrichtung für Daten über den Straßenoberflächenzustand.
Die Erfassungsvorrichtung 1 für den Straßenreibungskoeffizienten weist einen Rechenbereich 9 für Fahrzeugdaten, einen Schätzbereich 10 für den Straßenreibungskoeffizienten sowie einen Beurteilungsbereich 11 für den Ausgangswert einer Reifeneigenschaft auf.
Der Rechenbereich 9 für Fahrzeugdaten, mit dem der Lenkraddrehwinkelsensor 3, der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 und der Gierratensensor 5 verbunden ist, rechnet anhand einer Bewegungsgleichung 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 werden.
Zunächst wird unter Benutzung eines in 2 gezeigten Fahrzeugbewegungsmodells eine Gleichung für die Querbewegung des Fahrzeugs erhalten. Die Gleichung der Querbewegung des Fahrzeugs lautet wie folgt: 2·Cf + 2·Cr = M·Gγ (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·Cf·Lf – 2·Cr·Lr = Iz·(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 = Querschlupfgeschwindigkeit; 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: Cf = Kf·αf (4) Cr = Kr·αr (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: αf = δf – {(Vγ + Lf·γ)/V} = (θH/n) – {(Vγ + Lf·γ)/V} (6) αr = δr – {(Vγ – Lr·γ)/V} (7),wobei δ_f = Einschlagwinkel des Vorderrades; δ_r = Einschlagwinkel des Hinterrades; und n = Lenkgetriebeübersetzungsverhältnis.
Die obigen Gleichungen sind fundamentale Bewegungsgleichungen. In dem Rechenbereich 9 für Fahrzeugdaten werden verschiedene Parameter dadurch geschätzt, daß diese Gleichungen als Zustandsvariable ausgedrückt werden und ein Parameteranpassungsverfahren gemäß der adaptiven Regelungstheorie angewandt wird.
Ferner werden in dem Schätzbereich 10 für den Straßenreibungskoeffizienten die Kurvenkräfte K_f _, K_r anhand der Parameter erhalten, 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 Gierträgheitsmoment 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 Parameter ist, dann werden die Kurvenkräfte K_f, K_r der Vorder- bzw. Hinterräder wie folgt ausgedrückt: Kf = (b·Iz·n)/(2·Lf) (8) Kr = (a·Iz + Lf·Kf)/Lr (9).
Die Kurvenkraft der Vorder- und Hinterräder K_f _, K_r in der nichtlinearen Zone wird durch Einsetzen der Fahrzeuggeschwindigkeit 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 einer Straßenoberfläche mit hohem Reibungskoeffizienten für die entsprechenden Vorder- und Hinterräder wird zum Beispiel ein Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche gemäß folgenden Gleichungen berechnet: μf = Kf/Kf0 (10) μr = Kr/Kr0 (11),wobei μ_f = ein Mittelschätzwert des Straßenreibungskoeffizienten 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 kleinerer Wert aus den so berechneten Straßenreibungskoeffizienten ausgewählt und ausgegeben.
Der Beurteilungsbereich 11 für den Ausgangswert der Reifeneigenschaft ist mit dem Außenlufttemperatursensor 6, dem Regenniederschlagsensor 7 und dem Scheibenwischerschalter 8 verbunden und als Einrichtung ausgebildet, die den anfänglichen Wert einer Reifeneigenschaft beurteilt und Signale aus gibt, um für den Rechenbereich 9 für die Fahrzeugdaten nachfolgende Parameteranfangswerte zu bestimmen.
Im Beurteilungsbereich 11 für den Ausgangswert der Reifeneigenschaft wird zunächst anhand der von den genannten Sensoren eingegebenen Signale beurteilt, ob der Straßenreibungskoeffizient 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 Ausgangswerte a_L _, b_L entsprechend einer Straßenoberfläche mit niedrigem 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 entsprechend 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 Fahrzeuggeschwindigkeit V Null wurde, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit V nach einer vorherbestimmten Zeit wieder einen anderen Wert als Null annimmt.
Als nächstes soll anhand des in 3 gezeigten Ablaufdiagramms das Abtast- oder Erfassungsverfahren für den Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten mit der vorstehend beschriebenen Erfassungsvorrichtung 1 beschrieben werden. Das Programm zur Erfassung des Straßenreibungskoeffizienten wird jeweils zu einer festgelegten Zeit ausgeführt. Wenn das Programm anläuft, wird in einem Schritt S101 am Lenkraddrehwinkelsensor 3, am Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 bzw. am Gierratensensor 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. Handelt 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 unmittelbar zu Schritt S108 über.
In den Schritten S103 bis S105 werden Verfahren im Beurteilungsbereich 11 für den Ausgangswert der Reifeneigenschaft durchgeführt. Im Schritt S103 wird am Außenlufttemperatursensor 6, dem Regenniederschlagsensor 7 bzw. dem Scheibenwischerschalter 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 anhand des Signals vom Außenlufttemperatursensor 6 geurteilt wird, ob die Außenlufttemperatur niedriger als eine vorherbestimmte Temperatur von beispielsweise 0°C ist, bei der die Straßenoberfläche möglicherweise gefroren ist. Ist die Außenlufttemperatur 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 Regenniederschlagsensor 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 Außenlufttemperatur 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 Parameterausgangswerte a₁, b₁ auf die Parameter a_L _, b_L entsprechend einem vorherbestimmten 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 durchgeführt, so werden in dem Rechenbereich 9 für Fahrzeugdaten die Parameterausgangswerte a₁, b₁ auf die Parameter a_f, b_f entsprechend 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 Parameterausgangswerte auf diejenigen Werte gesetzt, die dem vorherbestimmten 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 entsprechend einem angenäherten tatsächlichen Straßenreibungskoeffizienten (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. Ferner können sie auf eine Vielzahl von Wertesätzen entsprechend den Temperatur- und Wetterbedingungen gesetzt werden.
Wenn andererseits entsprechend der Theorie der adaptiven Regelung 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 Straßenreibungskoeffizienten 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 Kurvenkräfte K_f _, K_r berechnet. Wenn dann der kleinere dieser Werte μ_f, μ_r als endgültiger Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten 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 Straßenreibungskoeffizienten entsprechen, kann die Zeit verkürzt werden, die erforderlich ist, um den geschätzten Straßenreibungskoeffizienten E zu einem tatsächlichen Straßenreibungskoeffizienten konvergieren zu lassen. Hierdurch läßt sich das Ansprechvermögen der Erfassungsvorrichtung für den Straßenreibungskoeffizienten verbessern.
Als nächstes soll anhand der 4 bis 7 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden. 4 zeigt ein Funktionsblockschaltbild der Erfassungsvorrichtung für den Straßenreibungskoeffizienten, 5 dient der Erläuterung eines absoluten Wertes der Querbeschleunigung nach dem Durchlauf eines Tiefpaßfilters, 6 dient der Erläuterung des Verfahrens zum Berechnen eines Schätzwertes E des Straßenreibungskoeffizienten, und 7 ist ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Erfassen eines Straßenreibungskoeffizienten.
Dieses Ausführungsbeispiel hat zum Ziel, die Genauigkeit des Schätzwertes E des Straßenreibungskoeffizienten dadurch zu erhöhen, daß anhand der Querbeschleunigung ein Mindestwert des Straßenreibungskoeffizienten μ_min erhalten und dieser Mindestwert des Straßenreibungskoeffizienten mit einem Mittelschätzwert des Straßenreibungskoeffizienten μ_k verglichen wird, der anhand der geschätzten Kurvenkräfte K_f, K_r in Anwendung der adaptiven Regelungstheorie errechnet wird.
Gemäß 4 empfängt eine Erfassungsvorrichtung 20 für den Straßenreibungskoeffizienten Signale von einem Lenkraddrehwinkelsensor 3, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4, einem Gierratensensor 5 und einem Querbeschleunigungssensor 21. Anhand dieser Signale wird der Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten festgestellt.
Die Erfassungsvorrichtung 20 für den Straßenreibungskoeffizienten weist folgendes auf: einen Rechenbereich 22 für Fahrzeugdaten, einen Rechenbereich 23 für den Absolutwert der tatsächlichen Querbeschleunigung, einen ersten Tiefpaßfilterbereich 24, einen Rechenbereich 25 für den Mindestwert des Straßenreibungskoeffizienten, und einen Schätzbereich 26 für den Straßenreibungskoeffizienten.
Der Rechenbereich 22 für die Fahrzeugdaten ist als Fahrzeugdatenrechner gestaltet, in welchem Parameter a, b anhand der den Vorderradeinschlagwinkel (δ_f) anzeigenden Daten vom Lenkraddrehwinkelsensor 3, der die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) anzeigenden Daten vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 und der die Gierrate (γ) anzeigenden Daten vom Gierratensensor 5 unter Anwendung 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 Straßenreibungskoeffizienten 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 Querbeschleunigungssensor 21 erfaßten, eine Querbeschleunigung anzeigenden 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 aufgenommenen Daten der Querbeschleunigung Rauschen enthalten, welches in erster Linie der Rauheit der Straßen zuzuschreiben ist, über die das Fahrzeug fährt. Deshalb dient der erste Tiefpaßfilterbereich 24 dazu, dieses Rauschen aus den Daten der Querbeschleunigung 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 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 Straßenreibungskoeffizienten wird ein Mindestwert μ_min für den Straßenreibungskoeffizienten 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 verarbeiteten Querbeschleunigung errechnet.
Der Schätzbereich 26 für den Straßenreibungskoeffizienten ist als Schätzeinrichtung für den Straßenreibungskoeffizienten ausgebildet, in welcher der Mittelschätzwert μ_k des Straßenreibungskoeffizienten anhand der errechneten Kurvenkräfte K_f, K_r erhalten wird. Und wenn dieser Mittelschätzwert μ_k des Straßenreibungskoeffizienten mit dem oben beschriebenen Mindestwert 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 Querbeschleunigung errechnet wird, wird davon ausgegangen, daß die Straßenoberfläche einen Straßenreibungskoeffizienten des Mindestwertes μ_min hat. Wenn also der Mittelschätzwert μ_k des Straßenreibungskoeffizienten niedriger ist als der Mindestwert μ_min des Straßenreibungskoeffizienten, wird dieser Mindestwert μ_min des Straßenreibungskoeffizienten als Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten ausgewählt.
Wenn zum Beispiel gemäß 6 der Mittelschätzwert μ_k des Straßenreibungskoeffizienten und der Mindestwert μ_min des Straßenreibungskoeffizienten erhalten wird, dann wird der Mindestwert μ_min des Straßenreibungskoeffizienten als Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten in einer mit III bezeichneten Zone ausgewählt, und der Mittelschätzwert μ_k des Straßenreibungskoeffizienten wird als Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten in einer anderen als der Zone III ausgewählt.
Auf diese Weise kann selbst für den Fall, daß der aus den Kurvenkräften K_f, K_r erhaltene Mittelschätzwert μ_k des Straßen reibungskoeffizienten aufgrund eines Erfassungsfehlers, einer Konvergenzverzögerung oder dergleichen weit unter den tatsächlichen Straßenreibungskoeffizienten absinkt, mindestens der Mindestwert μ_min des Straßenreibungskoeffizienten als Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten erfaßt werden.
Als nächstes soll das mit der Erfassungsvorrichtung 20 für den Straßenreibungskoeffizienten durchgeführte Abtast- oder Erfassungsverfahren für den Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizient unter Hinweis auf das Ablaufdiagramm gemäß 7 beschrieben 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) anzeigende Daten, die Gierrate (γ) anzeigende Daten bzw. die Querbeschleunigung (G) anzeigende Daten abgelesen, und dann fährt das Programm mit dem Schritt S202 fort.
Im Schritt S202 werden im Rechenbereich 22 für die Fahrzeugdaten 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 Straßenreibungskoeffizienten berechnet.
Als nächstes fährt das Programm mit dem Schritt S204 fort, wo die die Querbeschleunigung anzeigenden Daten einem Rechenprozeß zur Ermittlung des Absolutwertes unterzogen werden. Darauf folgt der Schritt S205, bei dem im ersten Tiefpaßfilterbereich 24 der Absolutwert der die Querbeschleunigung anzeigenden Daten einer Tiefpaßfilterung unterzogen wird. Anschließend wird im Schritt S206 im Rechenbereich 25 für den Mindestwert des Straßenreibungskoeffizienten ein Mindestwert μ_min des Straßenreibungskoeffizienten auf der Grundlage des Absolutwertes der dem Tiefpaßfilterprozeß unterzogenen Querbeschleunigung errechnet.
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 Mittelschätzwert μ_k des Straßenreibungskoeffizienten, wird das Programm mit dem Schritt S208 fortgesetzt, bei dem der Mindestwert μ_min des Straßenreibungskoeffizienten als Schätzwert E gesetzt wird, und danach verläßt das Programm die Routine.
Wenn andererseits der Mindestwert μ_min des Straßenreibungskoeffizienten dem Mittelschätzwert μ_k des Straßenreibungskoeffizienten gleicht oder kleiner ist als dieser, fährt das Programm 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 Straßenreibungskoeffizient, beispielsweise wegen Meßfehlern, wegen Fahrens auf rauhen Straßen und dergleichen.
Die 8, 9 und 10 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem anhand einer tatsächlich auf das Fahrzeug wirkenden Querbeschleunigung, eines Einschlagwinkels δ_f des Vorderrades, einer theoretisch aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Einschlagwinkel δ_f erhaltenen Bezugsquerbe schleunigung ein Maximalwert μ_max des Straßenreibungskoeffizienten erhalten wird. Und durch Vergleich dieses Maximalwertes μ_max des Straßenreibungskoeffizienten mit einem Mittelschätzwert μ_k des Straßenreibungskoeffizienten, der aus dem Einschlagwinkel δ_f, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gierrate γ wird unter Anwendung der adaptiven Regelungstheorie ein Schätzwert des Straßenreibungskoeffizienten erhalten.
Wie aus 8 ersichtlich, empfängt eine Erfassungsvorrichtung 30 für den Straßenreibungskoeffizienten Signale von einem Lenkraddrehwinkelsensor 3, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4, einem Gierratensensor 5 sowie einem Querbeschleunigungssensor 21 und stellt anhand dieser Signale den Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten fest.
Zu der Erfassungsvorrichtung 30 für den Straßenreibungskoeffizienten gehört ein Rechenbereich 22 für Fahrzeugdaten, ein Rechenbereich 31 für den Absolutwert der theoretischen Bezugsquerbeschleunigung, ein zweiter Tiefpaßfilterbereich 32, ein Rechenbereich 23 für den Absolutwert der tatsächlichen Querbeschleunigung, ein erster Tiefpaßfilterbereich 24, ein Rechenbereich 35 für den Höchstwert des Straßenreibungskoeffizienten sowie ein Schätzbereich 36 für den Straßenreibungskoeffizienten.
Der Rechenbereich 22 für die Fahrzeugdaten empfängt Erfassungsdaten vom Lenkraddrehwinkelsensor 3, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 und dem Gierratensensor 5. Auf die gleiche Weise wie beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel bildet der Rechenbereich 22 für die Fahrzeugdaten einen Fahrzeugdatenrechner zum Schätzen von Parametern a, b anhand der den Lenkraddrehwinkel (θ_H) anzeigenden Daten, der die Fahrzeuggeschwindigkeit V anzeigenden Daten sowie der die Gierrate (γ) anzeigenden Daten unter Anwendung der adaptiven Regelungstheorie.
Der Rechenbereich 23 für den Absolutwert der tatsächlichen Querbeschleunigung, der erste Tiefpaßfilterbereich 24, der Rechenbereich 31 für den Absolutwert der theoretischen Bezugsquerbeschleunigung, der zweite Tiefpaßfilterbereich 32 und der Rechenbereich 35 für den Höchstwert des Straßenreibungskoeffizienten bilden zusammen einen Rechner zum Ermitteln eines Bezugswertes des Straßenreibungskoeffizienten.
Der Rechenbereich 31 für den Absolutwert der theoretischen Bezugsquerbeschleunigung empfängt den Lenkraddrehwinkel (θ_H) anzeigende Daten und die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) anzeigende Daten vom Lenkraddrehwinkelsensor 3 bzw. vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4. Auf der Grundlage dieser Daten wird eine theoretische Bezugsquerbeschleunigung erhalten, und außerdem wird ein absoluter Wert dieser theoretischen Bezugsquerbeschleunigung errechnet.
Die theoretische Bezugsquerbeschleunigung wird anhand der die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) anzeigenden Daten und der den Lenkraddrehwinkel (θ_H = n·δ) anzeigenden Daten wie folgt berechnet: Theoretische Bezugsquerbeschleunigung = {1/(1 + A·V2)}·(V2/L)·(θH/n)/g (13)wobei A = Stabilitätsfaktor; L = Radstand; n = Lenkgetriebeübersetzungsverhältnis; und g = Schwerkraftbeschleunigung.
Der zweite Tiefpaßfilterbereich 32 empfängt die absoluten Daten der theoretischen Bezugsquerbeschleunigung vom Rechenbereich 31 für den Absolutwert der theoretischen Bezugsquerbeschleunigung 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 Querbeschleunigung anzeigenden Daten und berechnet anhand dieser die Querbeschleunigung 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 eingeschlossene Rauschen.
Der Rechenbereich 35 für den Höchstwert des Straßenreibungskoeffizienten empfängt vom zweiten Tiefpaßfilterbereich 32 die gefilterten Daten der Bezugsquerbeschleunigung und gleichzeitig vom ersten Filterbereich 24 die gefilterten Querbeschleunigungsdaten. Anhand dieser Daten errechnet der Rechenbereich 35 für den Höchstwert des Straßenreibungskoeffizienten einen Maximalwert μ_max, der als oberer Grenzwert der Straßenreibungskoeffizienten angenommen wird.
Der Maximalwert μ_max des Straßenreibungskoeffizienten wird mit Hilfe der folgenden Gleichung abgeschätzt: Maximalwert μmax des Straßenreibungskoeffizienten = (gefilterte tatsächliche Querbeschleunigung)/ (gefilterte 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 Geschwindigkeit V auf einer Straßenoberfläche des Reibungskoeffizienten μ = 1 bewegt. Wenn sich das Fahrzeug genau in Abhängigkeit vom Lenkvorgang verhält, stellt sich der Maximalwert μ_max des Straßenreibungskoeffizienten folglich etwa mit dem Wert 1 ein. Deshalb wird geschätzt, daß der laufende Straßenreibungskoeffizient ein Wert ist, der den Maximalwert μ_max des Straßenreibungskoeffizienten nicht übersteigt, wobei man diesen Wert als den Höchstwert gelten läßt.
Im Schätzbereich 36 für den Straßenreibungskoeffizienten werden Kurvenkräfte K_f _, K_r anhand der Parameter a, b berechnet, die im Rechenbereich 22 für die Fahrzeugdaten geschätzt wurden, und es wird ein Mittelschätzwert μ_k des Straßenreibungskoeffizienten erhalten. Ferner ist der Schätzbereich 36 für den Straßenreibungskoeffizienten als Einrichtung zum Schätzen des Straßenreibungskoeffizienten gestaltet, in welcher der Maximalwert μ_max des Straßenreibungskoeffizienten mit dem Mittelschätzwert μ_k des Straßenreibungskoeffizienten verglichen und der kleinere der beiden als Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten bestimmt wird.
Bei Erhalt von μ_k und μ_max gemäß 9 wird der Maximalwert μ_max als Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten in einer mit IV gekennzeichneten Zone ausgegeben, und der Mittelschätzwert μ_k des Straßenreibungskoeffizienten wird in anderen Zonen als Schätzwert E ausgegeben.
Das hat zur Folge, daß der Schätzwert E niemals den Maximalwert μ_max des Straßenreibungskoeffizienten übersteigt, selbst wenn der Mittelschätzwert μ_k des Straßenreibungskoeffizienten aufgrund einer plötzlichen Änderung des Straßenreibungskoeffizienten 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 10 das mit der Erfassungsvorrichtung 30 für den Straßenreibungskoeffizienten durchgeführte Verfahren erläutert werden.
Dieses Erfassungsprogramm wird zu jeder festgelegten Zeit durchgeführt. Wenn das Programm mit dem Schritt S301 beginnt, werden vom Lenkraddrehwinkelsensor 3, vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4, vom Gierratensensor 5 sowie vom Querbeschleunigungssensor 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 Fahrzeugdaten 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 Straßenreibungskoeffizienten Kurvenkräfte K_f, K_r von den Parametern a, b erhalten, und anhand der Kurvenkräfte K_f, K_r wird ein Mittelschätzwert 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 Bezugsquerbeschleunigung aus dem Lenkraddrehwinkel (θ_H) und der Fahrzeuggeschwindigkeit V erhalten wird und die so erhaltene theoretische 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 tatsächlichen Querbeschleunigung abgelesen und dem Prozeß zur Ermittlung des absoluten Wertes unterzogen werden.
Es folgt der Schritt S307, bei dem im ersten Tiefpaßfilterbereich 24 der absolute Wert gefiltert wird, woraufhin das Programm 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 fortgesetzt.
Im Schritt S309 wird im Schätzbereich 36 für den Straßenreibungskoeffizienten der im Schritt S303 erhaltene Mittelschätzwert μ_k des Straßenreibungskoeffizienten mit dem im Schritt S309 erhaltenen Maximalwert μ_max des Straßenreibungskoeffizienten verglichen. Ist μ_max kleiner als μ_k, wird das Programm mit dem Schritt S310 fortgesetzt, bei dem μ_max auf den Schätzwert E gesetzt wird. Und dann verläßt das Programm die Routine.
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 Straßenreibungskoeffizienten niemals den Maximalwert μ_max des Straßenreibungskoeffizienten 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 Straßenreibungskoeffizienten zeigt.
Da die Bezugsquerbeschleunigung den Tiefpaßfilter durchläuft, was das Ansprechverhalten des tatsächlichen Fahrzeugs wiedergibt, kann der richtige Maximalwert für den Straßenreibungskoeffizienten sichergestellt werden.
Als nächstes soll ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Hinweis auf die 11, 12 und 13 erläutert werden.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel, welches dem dritten ähnlich ist, wird ein Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten anhand des Mittelschätzwertes μ_k des Straßenreibungskoef fizienten und des Maximalwertes μ_max des Straßenreibungskoeffizienten 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 unterschiedliche 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 Querbeschleunigungsreaktion entsprechend dem Lenkvorgang hat und infolgedessen 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 Bedingungen erfüllen, der Maximalwert μ_max des Straßenreibungskoeffizienten vom einen oder anderen dieser Filterausgangswerte und der tatsächlichen Querbeschleunigung erhalten. In dieser Hinsicht unterscheidet sich das vierte Ausführungsbeispiel vom dritten.
Wie 11 zeigt, empfängt eine Erfassungsvorrichtung 40 für den Straßenreibungskoeffizienten Signale von einem Lenkraddrehwinkelsensor 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 Straßenreibungskoeffizienten gehört ein Rechenbereich 22 für Fahrzeugdaten, ein Rechenbereich 41 für die theoretische Bezugsquerbeschleunigung, ein Tiefpaßfilter-A-Bereich 42a, ein Tiefpaßfilter-B-Bereich 42b, ein Rechenbereich 23 für den Absolutwert der tatsächlichen Querbeschleunigung, ein erster Tiefpaßfilterbereich 24, ein Rechenbereich 45 für den Höchstwert des Straßenreibungskoeffizienten und ein Schätzbereich 46 für den Straßenreibungskoeffizienten.
Der Rechenbereich 22 für die Fahrzeugdaten bildet einen Fahrzeugdatenrechner, der Erfassungsdaten vom Lenkraddrehwinkelsensor 3, vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 und vom Gierratensensor 5 empfängt und Parameter a, b anhand des Lenkraddrehwinkels θ_H, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gierrate γ unter Anwendung der adaptiven Regelungstheorie in der gleichen Weise wie beim oben erläuterten zweiten und dritten Ausführungsbeispiel schätzt.
Der Rechenbereich 41 für die theoretische Bezugsquerbeschleunigung, der Tiefpaßfilter-A-Bereich 42a, der Tiefpaßfilter-B-Bereich 42b, der Rechenbereich 23 für den Absolutwert der tatsächlichen Querbeschleunigung, der erste Tiefpaßfilterbereich 24 und der Rechenbereich 41 für die theoretische Bezugsquerbeschleunigung bilden gemeinsam eine Einrichtung zum Berechnen eines Bezugswertes des Straßenreibungskoeffizienten.
Der Rechenbereich 41 für die theoretische Bezugsquerbeschleunigung 41 empfängt vom Lenkraddrehwinkelsensor 3 und vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 den Lenkraddrehwinkel (θ_H) anzeigende Daten bzw. die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) anzeigende Daten und berechnet anhand dieser Daten eine theoretische Bezugsquerbeschleunigung.
Die im Rechenbereich 41 für die theoretische Bezugsseitenbeschleunigung errechneten Daten der theoretischen Bezugsquerbeschleunigung 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 Tiefpaßfilter-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 12c betätigt wird, verhalten sich die entsprechenden Querbeschleunigungen, das heißt ein Ausgangssignal Filter A und ein Ausgangssignal Filter B entsprechend der Lenkbetätigung so, wie in 12b gezeigt. Das Ausgangssignal Filter A zeigt eine verhältnismäßig geringe Verzögerung wegen einer dem Tiefpaßfilter-A-Bereich innewohnenden kleinen Zeitkonstante, während das Ausgangssignal Filter B eine verhältnismäßig große Verzögerung aufgrund einer dem Tiefpaßfilter-B-Bereich innewohnenden großen Zeitkonstante 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 Querbeschleunigung.
Der erste Tiefpaßfilterbereich 34 empfängt Daten, die den absoluten 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 Straßenreibungskoeffizienten berechnet anhand von Ausgangssignalen des Tiefpaßfilter-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 Bereichs liegt.
Um die Berechnung des Maximalwertes μ_max des Straßenreibungskoeffizienten im einzelnen zu beschreiben, werden zunächst die Maximalwerte μA und μB des Straßenreibungskoeffizienten jeweils 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 Filter B und der absolute Wert der tatsächlichen Querbeschleunigung festgelegte Bedingungen erfüllen, wird μA mit μB verglichen 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 Minusvorzeichen haben. In einer Zone, in der die Vorzeichen unterschiedlich sind, sind die Filter-Ausgangssignale klein und folglich die Auswirkungen von Rauschen der Sensoren, die Nullpunktverlagerung derselben und dergleichen verhältnismäßig groß, was zu einer geringeren Zuverlässigkeit des Maximalwertes des Straßenreibungskoeffizienten führt. In 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 Straßenreibungskoeffizienten anhand der im Rechenbereich 22 für die Fahrzeugdaten geschätzten Parameter a, b und des im Rechenbereich 45 für den Höchstwert des Straßenreibungskoeffizienten berechneten Maximalwertes μ_max des Straßenreibungskoeffizienten errechnet.
Mit anderen Worten, im Schätzbereich 46 für den Straßenreibungskoeffizienten 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 Rechenbereich 45 für den Höchstwert des Straßenreibungskoeffizienten berechnet und in den Schätzbereich 46 für den Straßenreibungskoeffizienten 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 Straßenreibungskoeffizienten ausgewählt.
Wenn andererseits der Maximalwert μ_max des Straßenreibungskoeffizienten 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 13 das von der Erfassungsvorrichtung 40 für den Straßenreibungskoeffizienten durchgeführte Erfassungsverfahren beschrieben werden.
Dieses Erfassungsprogramm wird zu jeder festgelegten Zeit ausgeführt. Bei Beginn des Programms werden vom Lenkraddrehwinkelsensor 3, vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4, vom Gierratensensor 5 und vom Querbeschleunigungssensor 21 den Lenkraddrehwinkel (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 Fahrzeugdaten aus den Angaben des Lenkraddrehwinkels θ_H, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gierrate – Parameter a, b erhalten, und dann fährt das Programm mit dem Schritt S403 fort.
Im Schritt S403 werden im Schätzbereich 46 für den Straßenreibungskoeffizienten 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 berechnet.
Anschließend wird das Programm mit dem Schritt S404 fortgesetzt, bei dem im Rechenbereich 41 für die theoretische Bezugsquerbeschleunigung aus Lenkraddrehwinkel θ_H und der Fahrzeuggeschwindigkeit V eine Bezugsquerbeschleunigung erhalten wird.
Danach fährt das Programm mit dem Schritt S405 fort, bei dem im Tiefpaßfilter-A-Bereich 42a die theoretische Bezugsquerbeschleunigung dem Tiefpaßfilter-A-Verfahren unterzogen wird, um das Ausgangssignal Filter A zu erhalten. Danach wird der Maximalwert μA des Straßenreibungskoeffizienten in einem Schritt S406 gemäß der Gleichung (14) anhand des Absolutwertes vom Ausgangssignal Filter A und des Absolutwertes der tatsächlichen Querbeschleunigung berechnet.
Ferner wird in dem Schritt S407 im Tiefpaßfilter-B-Bereich 42b die theoretische Bezugsquerbeschleunigung dem Tiefpaßfilter-B-Verfahren unterzogen, um das Ausgangssignal Filter B zu erhalten. Danach wird im Schritt S408 der Maximalwert μB des Straßenreibungskoeffizienten entsprechend der Gleichung (15) anhand des Absolutwertes vom Ausgangssignal Filter B und des Absolutwertes der tatsächlichen Querbeschleunigung berechnet. Danach wird das Programm mit dem Schritt S409 fortgesetzt.
Im Schritt S409 wird beurteilt, ob die tatsächliche Querbeschleunigung innerhalb eines spezifizierten Bereiches liegt oder nicht, das heißt innerhalb eines Bereiches, der von dem Ausgangssignal Filter A und dem Ausgangssignal Filter B umschlossen 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 anders, 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 Straßenreibungskoeffizienten 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 Maximalwert μA des Straßenreibungskoeffizienten mit dem im Schritt S408 berechneten Maximalwert μB des Straßenreibungskoeffizienten verglichen. Ist der Maximalwert μB größer als der Maximalwert μA, geht das Programm zum Schritt S412 über, bei dem der Maximalwert μA des Straßenreibungskoeffizienten auf den Maximalwert μ_max des Straßenreibungskoeffizienten gesetzt wird. Ist hingegen der Maximalwert μA des Straßenreibungskoeffizienten größer als der Maximalwert μB, geht das Programm zum Schritt S413 über, bei dem der Maximalwert μB des Straßenreibungskoeffizienten auf den Maximalwert μ_max des Straßenreibungskoeffizienten gesetzt wird.
Als nächstes wird das Programm mit dem Schritt S414 fortgesetzt, 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 Schätzwert E des Straßenreibungskoeffizienten festgelegt wird. Und dann verläßt das Programm die Routine.
Wenn andererseits im Schritt S409 die tatsächliche Querbeschleunigung 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 Ausgangssignal 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, überspringt 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 Bezugsquerbeschleunigungen generieren (Ausgangssignal Filter A und Ausgangssignal Filter B), welche das Ansprechverhalten des tatsächlichen Fahrzeugs wiedergeben, und da für den Fall, daß die tatsächliche Querbeschleunigung nicht zwischen diese beiden 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 Berechnung nötig ist.
Zusammenfassend läßt sich sagen, daß es erfindungsgemäß möglich ist, die Zeit zum Konvergieren des Straßenreibungskoeffizienten zu verringern und das Ansprechvermögen der Erfassungsvorrichtung für den Straßenreibungskoeffizienten zu erhöhen, weil Ausgangswerte für die Parameter festgesetzt werden können, die Parametern näherliegen, welche dem tatsächlichen Straßenreibungskoeffizienten entsprechen.
Darüber hinaus kann der Fehler bei der Erfassung des Straßenreibungskoeffizienten auf ein Minimum reduziert werden, weil durch einen Vergleich des erhaltenen Straßenreibungskoeffizienten auf der Grundlage der tatsächlichen Querbeschleunigung mit dem errechneten Straßenreibungskoeffizienten auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit der Straßenreibungskoeffizient abgeschätzt wird.

Claims

Erfassungsvorrichtung für den Straßenreibungskoeffizienten in einem Fahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung (3–5) für Fahrzeugbewegungsdaten, die eine Querbewegung des Fahrzeugs anzeigende Daten mißt, und mit einer Erfassungseinrichtung (6–8) für den Straßenoberflächenzustand, die den Straßenoberflächenzustand anzeigende Daten abtastet, wobei die Erfassungsvorrichtung folgendes aufweist: – 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 Querbewegung anzeigenden Daten errechnet; – eine Schätzeinrichtung (10) für den Straßenreibungskoeffizienten, die die Kurvenkräfte (K_f, K_r) an den Vorder- und Hinterrädern anhand der Parameter schätzt und einen Schätzwert (E) des Straßenreibungskoeffizienten anhand der Kurvenkräfte errechnet; und – eine Beurteilungseinrichtung (11) für den Ausgangswert einer Reifeneigenschaft, die den Straßenoberflächenzustand anhand der den Straßenoberflächenzustand 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.
Erfassungsvorrichtung für den Straßenreibungskoeffizienten in einem Fahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung (3–5) für Fahrzeugbewegungsdaten, die eine Querbewegung des Fahrzeugs anzeigende Daten mißt, und mit einem Querbeschleunigungssensor (21), der die tatsächliche Querbewegung anzeigende Daten des Fahrzeugs abtastet, wobei die Erfassungsvorrichtung folgendes ausweist: – eine Recheneinrichtung (22) für Fahrzeugdaten, die Parameter 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 (23–25, 35, 45) für einen Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten, die die tatsächliche Querbeschleunigung anzeigenden Daten einem Tiefpaßfilterverfahren unterzieht und einen Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten anhand der mittels Tiefpaßfilter verarbeiteten Daten errechnet; und – eine Schätzeinrichtung (26, 36, 46) für den Straßenreibungskoeffizienten, die entsprechende Kurvenkräfte (K_f, K_r) an Vorder- und Hinterrädern anhand der Parameter schätzt, die in der Recheneinrichtung (22) für die Fahrzeugdaten errechnet werden, und die einen Mittelschätzwert des Straßenreibungskoeffizienten anhand der Kurvenkräfte errechnet und einen Schätzwert (E) des Straßenreibungskoeffizienten durch Vergleich des Mittelschätzwertes des Straßenreibungskoeffizienten mit dem Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten festlegt.
Erfassungsvorrichtung für den Straßenreibungskoeffizienten in einem Fahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung (3–5) für Fahrzeugbewegungsdaten, die eine Querbewegung des Fahrzeugs anzeigende Daten mißt, mit einem Querbeschleunigungssensor (21), der die tatsächliche Querbewegung anzeigende Daten des Fahrzeugs mißt, und mit einer Erfassungseinrichtung (6–8) für den Straßenoberflächenzustand, die den Straßenoberflächenzustand anzeigende Daten abtastet, wobei die Erfassungsvorrichtung folgendes aufweist: – 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 Querbewegung anzeigenden Daten errechnet; – eine Beurteilungseinrichtung (11) für den Ausgangswert einer Reifeneigenschaft, die den Straßenoberflächenzustand anhand der den Straßenoberflächenzustand 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; – eine Recheneinrichtung (23–25, 35, 45) für einen Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten, die die tatsächliche Querbeschleunigung anzeigenden Daten einem Tiefpaßfilterverfahren unterzieht und die einen Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten anhand der mittels Tiefpaßfilter verarbeiteten Daten errechnet; und – eine Schätzeinrichtung (26, 36, 46) für den Straßenreibungskoeffizienten, die entsprechende Kurvenkräfte (K_f, K_r) an Vorder- und Hinterrädern anhand der Parameter schätzt, die in der Recheneinrichtung (9) für die Fahrzeugdaten errechnet werden, und die einen Mittelschätzwert des Straßenreibungskoeffizienten anhand der Kurvenkräfte errechnet und einen Schätzwert (E) des Straßenreibungskoeffizienten durch Vergleich des Mittelschätzwertes des Straßenreibungskoeffizienten mit dem Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten festlegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beurteilungseinrichtung (11) für den Ausgangswert der Reifeneigenschaft einen Ausgangswert der Parameter entsprechend einem vorherbestimmten niedrigen Straßenreibungskoeffizienten festlegt, wenn die den Straßenoberflächenzustand anzeigenden Daten eine Straßenoberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten ergeben.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (23–25) für den Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten anhand der mittels Tiefpaßfilter (24) verarbeiteten Daten der Querbeschleunigung einen Mindestwert des Straßenreibungskoeffizienten errechnet, der mindestens auf einer Straßenoberfläche herrscht, und daß die Schätzeinrichtung (26) für den Straßenreibungskoeffizienten den Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten als Schätzwert (E) des Straßenreibungskoeffizienten festlegt, wenn der aus den Kurvenkräften errechnete Mittelschätzwert des Straßenreibungskoeffizienten kleiner ist als der Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (35) für den Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten eine theoretische Bezugsquerbeschleunigung errechnet, die theoretisch aus den die Querbewegung anzeigenden Daten erhalten wird, eine Bezugsquerbeschleunigung erzeugt, indem sie die theoretische Bezugsquerbeschleunigung einem Tiefpaßfilterverfahren unterzieht, und einen Maximalwert des Straßenreibungskoeffizienten als den Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten anhand der Bezugsquerbeschleunigung und der mittels Tiefpaßfilter verarbeiteten Daten der Querbeschleunigung errechnet, und daß die Schätzeinrichtung (36) für den Straßenreibungskoeffizienten den Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten als Schätzwert des Straßenreibungskoeffizienten festlegt, wenn der aus den Kurvenkräften errechnete Mittelschätzwert des Straßenreibungskoeffizienten größer ist als der Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (45) für einen Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten eine theoretische Bezugsquerbeschleunigung errechnet, die theoretisch aus den die Querbewegung anzeigenden Daten erhalten wird, und zwei verschiedene Bezugsquerbeschleunigungen errechnet, indem sie die theoretische Bezugsquerbeschleunigung einem Tiefpaßfilterverfahren unter Verwendung zweier Arten von Tiefpaßfiltern (42a, 42b) unterzieht, und daß die Schätzeinrichtung (46) für den Straßenreibungskoeffizienten den aus den Kurvenkräften errechneten Mittelschätzwert des Straßenreibungskoeffizienten als Schätzwert (E) des Straßenreibungskoeffizienten festlegt, wenn die mittels Filter verarbeitete tatsächliche Querbeschleunigung zwischen den beiden unterschiedlichen Bezugsquerbeschleunigungen liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (45) für einen Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten eine theoretische Bezugsquerbeschleunigung errechnet, die theoretisch aus den die Querbewegung anzeigenden Daten erhalten wird, und zwei verschiedene Bezugsquerbeschleunigungen errechnet, indem sie die theoretische Bezugsquerbeschleunigung einem Tiefpaßfilterverfahren unter Verwendung zweier Arten von Tiefpaßfiltern (42a, 42b) unterzieht, zwei verschiedene Maximalwerte des Straßenreibungskoeffizienten anhand der beiden unterschiedlichen Bezugsquerbeschleunigungen und der mittels Filter verarbeiteten tatsächlichen Querbeschleunigung erhält und den kleineren der beiden unterschiedlichen Maximalwerte des Straßenreibungskoeffizienten als Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten festlegt, wenn die mittels Filter verarbeitete tatsächliche Querbeschleunigung eine von den beiden unterschiedlichen Bezugsquerbeschleunigungen bestimmte Bedingung erfüllt, und daß die Schätzeinrichtung (46) für den Straßenreibungskoeffizienten den Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten als Schätzwert (E) des Straßenreibungskoeffizienten festlegt, wenn der aus den Kurvenkräften errechnete Mittelschätzwert des Straßenreibungskoeffizienten größer ist als der Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten.
Verfahren zum Ermitteln eines Straßenreibungskoeffizienten in einem Fahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung für Fahrzeugbewegungsdaten, die eine Querbewegung des Fahrzeugs anzeigende Daten mißt, und mit einer Erfassungseinrichtung für den Straßenoberflächenzustand, die den Straßenoberflächenzustand anzeigende Daten abtastet, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: – Errechnen von Parametern zum Schätzen entsprechender Kurvenkräfte an Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeugs gemäß einer Bewegungsgleichung anhand der eine Querbewegung anzeigenden Daten; – Schätzen der Kurvenkräfte an den Vorder- und Hinterrädern 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.
Verfahren zum Ermitteln eines Straßenreibungskoeffizienten in einem Fahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung für Fahrzeugbewegungsdaten, die eine Querbewegung des Fahrzeugs anzeigende Daten mißt, und mit einem Querbeschleunigungssensor, der die tatsächliche Querbewegung anzeigende Daten des Fahrzeugs mißt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: – Errechnen von Parametern zum Schätzen entsprechender Kurvenkräfte an Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeugs gemäß einer Bewegungsgleichung anhand der eine Querbewegung anzeigenden Daten; – Anwenden eines Tiefpaßfilterverfahrens auf die eine tatsächliche Querbeschleunigung anzeigenden Daten und Errechnen eines Bezugswertes des Straßenreibungskoeffizienten anhand der mittels Tiefpaßfilter verarbeiteten Daten; und – Schätzen entsprechender Kurvenkräfte an Vorder- und Hinterrädern anhand der Parameter und Errechnen eines Mittelschätzwertes des Straßenreibungskoeffizienten anhand der Kurvenkräfte und Festlegen eines Schätzwertes des Straßenreibungskoeffizienten durch Vergleich des Mittelschätzwertes des Straßenreibungskoeffizienten mit dem Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten.
Verfahren zum Ermitteln eines Straßenreibungskoeffizienten in einem Fahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung für Fahrzeugbewegungsdaten, die eine Querbewegung des Fahrzeugs anzeigende Daten mißt, mit einem Querbeschleunigungssensor, der die tatsächliche Querbewegung anzeigende Daten des Fahrzeugs mißt, und mit einer Erfassungseinrichtung für den Straßenoberflächenzustand, die den Straßenoberflächenzustand anzeigende Daten abtastet, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: – Errechnen von Parametern zum Schätzen entsprechender Kurvenkräfte an Vorder- und Hinterrädern des Fahrzeugs 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 Straßenreibungskoeffizienten anhand der mittels Tiefpaßfilter verarbeiteten Daten; und – Schätzen entsprechender Kurvenkräfte an Vorder- und Hinterrädern anhand der Parameter und Errechnen eines Mittelschätzwertes des Straßenreibungskoeffizienten anhand der Kurvenkräfte und Festlegen eines Schätzwertes des Straßenreibungskoeffizienten durch Vergleich des Mittelschätzwertes des Straßenreibungskoeffizienten mit dem Bezugswert des Straßenreibungskoeffizienten.