DE4428311B4 - Verfahren zum Abschätzen eines Straßenverkehrszustandes - Google Patents

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Abstract

Abschätzverfahren für einen Straßenverkehrszustand zum Abschätzen eines Straßenverkehrszustandes auf der Basis eines Fahrzustandes eines Fahrzeuges, umfassend
einen Erfassungsschritt für die Durchschnittsgeschwindigkeit (S11 bis S15) zum Berechnen einer Durchschnittsgeschwindigkeit (vxave) des Fahrzeuges
gekennzeichnet durch
einen Erfassungsschritt für ein Fahrzeitverhältnis (S1 bis S6) zum Berechnen eines Fahrzeitverhältnisses (ratio) des Fahrzeuges, wobei das Fahrzeitverhältnis ein Verhältnis einer Zeitperiode ist, während derer das Fahrzeug nicht aufhört zu fahren, zu einer vorbestimmten Zeitperiode während der das Fahrzeug in einem Betriebszustand war und welche die Fahrzeugfahrzeit und die Fahrzeugstoppzeit umfasst;
und
einen Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand zum Abschätzen des Straßenverkehrszustandes ([city], [jam]) auf der Basis des Fahrzeitverhältnisses und der Durchschnittsgeschwindigkeit.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abschätzen eines Straßenverkehrszustandes, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein Fahrzeug ist mit verschiedenen Vorrichtungen ausgestattet, um die Fahrstabilität, Manövrierfähigkeit, den Fahrkomfort des Fahrzeuges usw. zu verbessern.
  • Z.B. ist ein Fahrzeug mit einer elektronischen Steuervorrichtung für die Kraftstoffzufuhr zum optimalen Steuern der Menge an Kraftstoff, die einem Motor zugeführt wird, gemäß dem Fahrzeuglaufzustand zu steuern, der durch eine Fahrzeuggeschwindigkeit, den Öffnungsgrad eines Gaspedals usw. darstellt ist, einem Automatikgetriebe zum Auswählen eines Gangschaltoptimums für den aktuellen Fahrzeuglaufzustand und einem Antiblockiersystem (ABS) zum Bereitstellen einer optimalen Bremskraft versehen. Das Fahrzeug ist des weiteren mit einem Traktionssteuersystem zum Sichern eines optimalen Schlupfverhältnisses der Antriebsräder, einem Vierrad-Lenksystem zum Steuern von Hinterrädern in dem Fall des Einschlagens der Vorderräder, einem aktiven Aufhängungssystem zum variablen Ändern der Aufhängungscharakteristiken und einem elektrischen Servosystem zum variablen Einstellen der Lenkkraft ausgestattet.
  • Das Fahrzeug, welches mit den zuvor erwähnten Systemen ausgestattet ist, weist eine hohe Manövrierfähigkeit und Laufstabilität auf und erfüllt in großem Maße die von einem Fahrzeug benötigten Leistungsparameter.
  • Ein Verfahren zum Abschätzen eines Fahrzustandes eines Fahrzeuges ist in konventioneller Weise bekanntgeworden. Als Parameter, aus denen der Fahrzustand abgeschätzt wird, dienen ein Abstand zwischen Fahrzeugen, eine Zeitperiode, die seit dem Moment verstrichen ist, seit das Fahrzeug zu fahren beginnt, bis zu dem Moment, wenn das Fahrzeug aufhört zu fahren, eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit usw. (siehe z.B. die japanische vorläufige Patentveröffentlichung No. 1119440).
  • Es wird jedoch eine teure Vorrichtung, wie z.B. ein Ultraschallwellensensor in dem Fall benötigt, daß der Fahrzustand (Straßenverkehrszustand) auf der Basis eines Abstandes zwischen Fahrzeugen eingeschätzt wird. Wenn die Einschätzung über den Fahrzustand auf der Basis einer Zeitperiode vorgenommen wird, die seit dem Start der Fahrzeugfahrt verstrichen ist, bis zum Anhalten der Fahrzeugfahrt, tritt eine kleine Änderung eines Ausgabewertes auf, selbst wenn sich der Fahrzeuglaufzustand ändert, so daß die Genauigkeit einer Abschätzung niedrig ist. Darüber hinaus ist es schwierig, den Fahrzustand auf der Basis einer Maximalgeschwindigkeit genau zu bestimmen, da die Maximalgeschwindigkeit zwischen individuellem Fahren variiert.
  • DE 40 01 347 A1 zeigt ein Regelungsystem zur integrierten Regelung der Lenkung und der Antriebseinheit eines Fahrzeugs, welche enthält: eine Vorderradlenkvorrichtung zur Lenkung der Vorderräder des Fahrzeugs in Zusammenhang mit der Betätigung eines Lenkrades; eine Hinterradlenkvorrichtung zur Drehung bzw. Lenkung der Hinterräder in Zusammenhang mit der Lenkung der Vorderräder; eine Einstellvorrichtung für das Einstellen einer Motorleistungsabgabe des Fahrzeugs; eine erste Erfassungsvorrichtung zur Ermittlung einer Größe, um die das Gaspedal betätigt ist; eine Antriebsvorrichtung für den Antrieb der Motorleistungsabgabevorrichtung in Abhängigkeit von der Größe mit der das Gaspedal betätigt ist; eine zweite Erfassungsvorrichtung, durch die entweder ein von einem Fahrer, der eine Fahreigenschaft ändern will, gegebener Befehl oder Änderungen in einer Umgebung, in der das Fahrzeug läuft, erfaßbar sind; und eine Änderungs-/Korrekturvorrichtung zur Änderung oder Korrektur einer Steuerungskennlinie, welche die Hinterradlenkvorrichtung und die Antriebsvorrichtung in Abhängigkeit von einem Ausgang der zweiten Erfassungsvorrichtung steuert.
  • DE 33 00 640 C2 zeigt eine Einrichtung zum Lenken von Kraftfahrzeugen mit mindestens zwei Fahrzeugachsen, mit einer manuell betätigbaren Lenkvorrichtung zum Lenken der Vorderräder und mit einer Stellvorrichtung zur Durchführung geregelter, bei Lenkvorgängen erfolgender Lenkbewegungen an den Hinterrädern in Abhängigkeit von einer zumindest aus der vom Fahrzustand erwachsenden Querbeschleunigung resultierenden Steuergröße, wobei die Hinterräder bei Erreichen der Kraftschlußgrenze durch die Stellvorrichtung, unabhängig von Lenkbewegungen der Vorderradlenkvorrichtung, ansteuerbar sind.
  • DE 41 03 067 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Regelung eines Lenkungssystems, in dem die Lenkstabilität eines sich bewegenden Fahrzeugs aufrechterhalten wird, indem ein aktueller Giergrad des Fahrzeugs gemessen, ein gewünschter Giergrad des Fahrzeugs bestimmt und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von einem Vergleich des aktuellen sowie gewünschten Giergrades erzeugt wird. Der Lenkwinkel von lenkbaren Rädern des Fahrzeugs wird in Abhängigkeit von diesem Ausgangssignal in einer Weise geregelt, die darauf zielt, den aktuellen Giergrad mit dem gewünschten Giergrad im Wesentlichen in Übereinstimmung zu bringen, so daß dadurch die Fahrzeugstabilität aufrechterhalten wird. Die lenkbaren Räder werden einerseits durch ein Lenkrad und andererseits unabhängig davon durch eine Antriebsvorrichtung im Ansprechen auf das Ausgangssignal gelenkt.
  • DE 33 36 097 C2 zeigt eine Servolenkungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer durch einen Elektromotor angetriebenen Ölpumpe, mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, mit einem ein Lenkungssignal erzeugenden Lenkungssensor und mit einer Steuervorrichtung, welche die Drehzahl der Ölpumpe in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit infolge des Lenkungssignals steuert, wobei eine erste Schaltung, die eine mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit pro Zeiteinheit aus den Signalen des Geschwindigkeitssensors berechnet, eine zweite Schaltung, die eine mittlere Lenkungsgröße pro Zeiteinheit aus den Signalen des Lenkungssensors berechnet, eine dritte Schaltung, die aus der mittleren Fahrzeuggeschwindigkeit und aus der mittleren Lenkungsgröße eine mittlere Querbeschleunigung berechnet, Speichermittel, die eine Mehrzahl verschiedener Kennlinien enthalten, welche die jeweilige Drehzahl der Ölpumpe (16) in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit charakterisieren, und eine Auswahlschaltung, die eine der Drehzahlkennlinien in Abhängigkeit von der mittleren Querbeschleunigung und der mittleren Fahrzeuggeschwindigkeit auswählt und die Drehzahl der Ölpumpe entsprechend der ausgewählten Kennlinie steuert.
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  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand und eine Vorrichtung zum genauen Abschätzen eines Straßenverkehrszustandes bereitzustellen, auf denen der tatsächliche Fahrzustand basiert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand zum – Abschätzen eines Straßenverkehrszustandes auf der Basis eines Fahrzustandes eines Fahrzeuges geschaffen. Dieses Verfahren ist gekennzeichnet durch: einen Erfassungsschritt für das Fahrzeitverhältnis zum Berechnen eines Fahrzeitverhältnisses des Fahrzeuges; einen Erfassungsschritt für die Durchschnittsgeschwindigkeit zum Berechnen einer Durchschnittsgeschwindigkeit eines Fahrzeuges; und einen Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand zum Abschätzen des Straßenverkehrszustandes auf der Basis des Fahrzeitverhältnisses (ein Verhältnis der Fahrzeit zur Gesamtzeit einschließlich der Fahrzeugfahrzeit und der Fahrzeugstoppzeit) und der Durchschnittsgeschwindigkeit.
  • Dieses Verfahren ermöglicht es, einen Straßenverkehrszustand genau abzuschätzen, auf dem ein tatsächlicher Fahrzustand basiert. Außerdem können Einflüsse von Unterschieden zwischen individuellen Fahrern beim Manövrieren eines Fahrzeuges auf die Abschätzung eines Straßenverkehrszustandes reduziert werden. Darüber hinaus können die Berechnung des Fahrzeitverhältnisses und der Durchschnittsgeschwindigkeit leicht durch Verwendung z.B. eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors und eines Zeitgebers ausgeführt werden. Das macht es unnötig, teure Sensoren usw. zu verwenden, so daß das Abschätzen eines Straßenverkehrszustandes bei niedrigen Kosten realisiert werden kann.
  • Vorzugsweise schließt der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein Abschätzen eines Stadtgebietsgrades als den Straßenverkehrszustand ein. Noch bevorzugter schließt der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein Bestimmen ein, daß der Stadtgebietsgrad hoch ist, wenn das Fahrzeitverhältnis und die Durchschnittsgeschwindigkeit auf einem niedrigen oder mittleren Niveau sind. In alternativer Weise schließt der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein Ausführen von Fuzzy-Logik auf den Stadtgebietsgrad auf der Basis einer Vielzahl von Fuzzy-Regeln ein, wobei die Vielzahl von Fuzzy-Regeln eine Fuzzy-Regel einschließt, durch die der Stadtgebietsgrad als hoch bestimmt wird, wenn das Fahrzeitverhältnis und die Durchschnittsgeschwindigkeit auf einem niedrigen Niveau sind, und eine Fuzzy-Regel, durch die der Stadtgebietsgrad als hoch bestimmt wird, wenn das Fahrzeitverhältnis und die Durchschnittsgeschwindigkeit auf einem mittleren Niveau sind.
  • Vorzugsweise schließt der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein Abschätzen eines Autobahngrades auf der Basis eines Wertes ein, der durch Subtrahieren eines Stadtgebietsgrades von einem Maximalwert des Stadtgebietsgrades erhalten wird, wobei der Maximalwert auf einen vorbestimmten Wert begrenzt ist.
  • Vorzugsweise schließt der Abschätzschritt für den Straßenverkehr ein Abschätzen eines Straßenstaugrades als den Straßenverkehrszustand ein. Insbesondere schließt der Abschätzschritt für den Straßenverkehr ein Bestimmen ein, daß der Straßenstaugrad hoch ist, wenn das Fahrzeitverhältnis oder die Durchschnittsgeschwindigkeit auf einem niedrigen Niveau sind. In alternativer Weise schließt der Abschätzschritt für den Straßenverkehr ein Ausführen einer Fuzzy-Logik mit dem Straßenstaugrad auf der Basis einer Vielzahl von Fuzzy-Regeln ein, wobei die Vielzahl von Fuzzy-Regeln eine Fuzzy-Regel einschließt, durch die der Straßenstaugrad als hoch bestimmt wird, wenn das Fahrzeitverhältnis auf einem niedrigen Niveau ist, und eine Fuzzy-Regel, durch die der Straßenstaugrad als hoch bestimmt wird, wenn die Durchschnittsgeschwindigkeit auf einem niedrigen Niveau ist.
  • Vorzugsweise weist das Abschätzverfahren des weiteren einen Erfassungsschritt für eine durchschnittliche Seitenbeschleunigung zum Berechnen einer durchschnittlichen Seitenbeschleunigung und einen Abschätzschritt für einen Fahrbahn-Bergigkeitsgrad zum Bestimmen eines Fahrbahn-Bergigkeitsgrades auf der Basis der durchschnittlichen Seitenbeschleunigung ein. Der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand schließt ein Abschätzen eines Stadtgebietsgrades und/oder eines Fahrbahnstaugrades ein. Insbesondere schließt der Abschätzschritt für den Fahrbahn-Bergigkeitsgrad ein Bestimmen des Fahrbahn-Bergigkeitsgrades auf der Basis eines Kennfeldes mit einer Charakteristik ein, in welcher der Fahrbahn-Bergigkeitsgrad bei einer Erhöhung der durchschnittlichen Seitenbeschleunigung ansteigt.
  • Gemäß den zuvor erwähnten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, verschiedene Straßenverkehrszustände einschließlich eines Bergigkeitsgrades, eines Autobahngrades usw. abzuschätzen.
  • Diese und andere Ziele und Vorteile werden leichter aus einem Verständnis der bevorzugten Ausführungsbeispiele deutlich, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben sind.
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  • Die Erfindung wird vollkommen klar aus der detaillierten Beschreibung, die hier nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren angegeben ist, die veranschaulichend angegeben ist und nicht die vorliegende Erfindung begrenzen soll, in welcher:
  • 1 eine konzeptionelle Ansicht ist, die eine Bestimmungsprozedur für einen Straßenverkehrszustand bei einem Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 eine konzeptionelle Ansicht ist, die eine Bestimmungsprozedur für einen Fahrzeugmanövrierzustand in diesem Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 3 ein schematisches Blockdiagramm ist, welches eine Steuerungsvorrichtung und Sensoren zum Verwirklichen des Abschätzverfahrens gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 4 ein Flußdiagramm für eine Berechnungsroutine für das Fahrzeitverhältnis zeigt, das durch die Steuerungsvorrichtung ausgeführt wird, die in 3 gezeigt ist;
  • 5 ein Flußdiagramm ist, das eine Berechnungsroutine für die Durchschnittsgeschwindigkeit zeigt, welche durch die Steuerungsvorrichtung ausgeführt wird;
  • 6 ein Flußdiagramm ist, das eine Berechnungsroutine für die durchschnittliche Seitenbeschleunigung ist, die durch die Steuerungsvorrichtung ausgeführt wird;
  • 7 ein Diagramm ist, das Zugehörigkeitsfunktionen anzeigt, die Fuzzy-Gruppen definieren, die von dem Fahrzeitverhältnis abhängen;
  • 8 ist ein Diagramm, das Zugehörigkeitsfunktionen kennzeichnet, die Fuzzy-Gruppen definieren, die von einer mittleren Geschwindigkeit abhängen;
  • 9 ein Diagramm ist, das ein Beispiel der Berechnung des Konformitätsgrades eines tatsächlichen Fahrzeitverhältnisses bezüglich entsprechender Fuzzy-Gruppen für das Fahrzeitverhältnis zeigt;
  • 10 ein Diagramm ist, das ein Beispiel der Berechnung des Konformitätsgrades einer tatsächlichen Durchschnittsgeschwindigkeit bezüglich einer entsprechenden Fuzzy-Gruppe für die Durchschnittsgeschwindigkeit zeigt;
  • 11 ein Diagramm ist, das ein Kennfeld für eine durchschnittliche Seitenbeschleunigung über einem Fahrbahn-Bergigkeitsgrad veranschaulicht;
  • 12 ein Flußdiagramm einer Frequenz einer Analyseroutine ist, die durch die Steuerungsvorrichtung von 3 verwirklicht wird;
  • 13 ein Diagramm ist, das ein Feld zeigt, welches eine Verteilung von Eingabedaten darstellt, die einer Frequenzanalyse unterliegen;
  • 14 ein konzeptionelles Diagramm ist, das Verarbeitungselemente zeigt, die ein neurales Netzwerk ausmachen;
  • 15 ein konzeptionelles Diagramm des neuralen Netzwerkes ist, das aus den in 14 gezeigten Verarbeitungselementen aufgebaut ist;
  • 16 ein Flußdiagramm ist, das eine Berechnungsroutine für die Sportlichkeit zeigt, die durch die Steuerungsvorrichtung von 3 ausgeführt wird.
  • Ein Verfahren zum Abschätzen eines Straßenverkehrszustandes, ein Verfahren zum Steuern einer Fahrzeuglaufcharakteristik und eine Vorrichtung zum Ausführen dieser Verfahren wird nun unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Ein Abschätzverfahren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist so ausgelegt, daß ein Straßenverkehrszustand gemäß den Fahrzeugfahrzustandsparametern abgeschätzt wird, und daß ein Fahrzeugmanövrierzustand abgeschätzt wird, der durch einen Fahrer vorgegeben ist, und zwar auf der Basis des so bestimmten Straßenverkehrszustandes und der physikalischen Größen, die kennzeichnend für den Fahrzeugfahrzustand sind.
  • Spezieller ausgedrückt werden, wie in 1 gezeigt, eine Durchschnittsgeschwindigkeit, ein Fahrzeitverhältnis (ein Verhältnis der Fahrzeit zur Gesamtzeit einschließlich der Fahrzeugfahrzeit und der Fahrzeugstoppzeit zur Gesamtzeit einschließlich der Fahrzeugfahrzeit und der Fahrzeugstoppzeit) und eine durchschnittliche Seitenbeschleunigung bestimmt als die Fahrzeugfahrzustandsparameter aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkradwinkel. Des weiteren werden ein Stadtgebietsgrad, ein Straßenüberfüllungsgrad und ein Fahrbahn-Bergigkeitsgrad erfaßt als Parameter, die kennzeichnend für den Straßenverkehrszustand sind, und zwar durch Fuzzy-Logik auf der Basis der Fahrzeugfahrzustandsparameter.
  • Andererseits werden, wie in 2 gezeigt, physikalische Größen, wie z.B. der Öffnungsgrad einer Beschleunigungsvorrichtung bzw. des Gaspedals, die Fahrzeuggeschwindigkeit und der Lenkradwinkel, welche den Fahrzeugfahrzustand darstellen, erfaßt. Dann wird die Längsbeschleunigung aus der Fahrzeuggeschwindigkeit durch eine arithmetische Operation bestimmt, und die Seitenbeschleunigung wird aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkradwinkel durch eine arithmetische Operation bestimmt. Des weiteren wird die Frequenzverteilung für jeden der Parameterfahrzeuggeschwindigkeit, Öffnungsgrad des Gaspedals bzw. der Beschleunigungsvorrichtung, Längsbeschleunigung und Seitenbeschleunigung, welche die Fahrzeugfahrparameter sind, durch eine Frequenzanalyse bestimmt. Dann werden der Mittelwert und die Varianz für jede Frequenzverteilung als Parameter bestimmt, die die Frequenzverteilung bezeichnen.
  • Des weiteren werden die für den Straßenverkehrszustand repräsentativen Parameter (Stadtgebietsgrad, Fahrbahnverkehrsverstopfungsgrad und Fahrbahn-Bergigkeitsgrad) und die Parameter (der Mittelwert und die Varianz), welche die Frequenzverteilung von jedem Fahrzeugfahrparameter kennzeichnen, einem neuralen Netzwerk zugeführt. Das neurale Netzwerk bestimmt eine gewichtete Gesamtsumme dieser Parameter, wodurch ein Ausgangsparameter bestimmt wird, der kennzeichnend für den durch den Fahrer beabsichtigten Fahrzeugmanövrierzustand ist, z.B. die Sportlichkeit des Fahrers zum Fahren des Fahrzeuges.
  • Ein Fahrzeug, auf das das Abschätzverfahren gemäß diesem Ausführungsbeispiel angewendet wird, ist mit einer Steuerungsvorrichtung 15 versehen, wie in 3 gezeigt. Obwohl die Darstellung weggelassen ist, weist die Steuerungsvorrichtung 15 einen Prozessor, der eine Fuzzy-Logikfunktion und eine neurale Netzwerkfunktion aufweist, einen Speicher zum Speichern von verschiedenen Steuerprogrammen und verschiedenen Daten und I/O-Schaltungen (Eingabe/Ausgabeschaltungen) auf. Verbunden mit der Steuerungsvorrichtung 15 sind ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26, ein Lenkradwinkelsensor 16 und ein Drosselöffnungsgradsensor 28.
  • Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 empfängt ein Fahrzeugfahrgeschwindigkeitssignal von dem Sensor 26, ein Lenkradwinkelsignal von dem Sensor 16 und ein Drosselöffnungssignal von dem Sensor 28 und führt verschiedene später zu diskutierende Routinen aus, um die Sportlichkeit des Fahrers abzuschätzen.
  • "Berechnungsroutine für das Fahrzeitverhältnis"
  • Während das Fahrzeug in einem angetriebenen bzw. in einem Fahrzustand ist (einschließlich des Fahrzustandes und des Fahrstoppzustandes), z.B. nachdem der Motor gestartet ist, verwirklicht der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 wiederholt die Routine zum Berechnen des Fahrzeitverhältnisses, was in 4 gezeigt ist, in Intervallen von zwei Sekunden.
  • Bei jedem Ausführryklus für die Berechnungsroutine empfängt der Prozessor ein Fahrzeugsignal "vel", das kennzeichnend für eine tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit ist, von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 und bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit "vel" eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit übersteigt (z.B. 10 km/Stunde) (Schritt S1). Wenn das Bestimmungsergebnis bejahend ist, dann wird "1" zu einem Zählwert "rtime" des Fahrzeitzählers addiert (nicht gezeigt), der in die Steuerungsvorrichtung 15 eingebaut ist (Schritt S2). Andererseits wird, wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S1 negativ ist, dann "1" einem Zählwert "stime" eines Fahrstoppzeitzählers (nicht gezeigt) addiert (Schritt S3).
  • In einem Schritt S4, der dem Schritt S2 oder S3 folgt, wird bestimmt, ob die Summe des Wertes "rtime" des Fahrzeitzählers und des Wertes "stime" des Fahrstoppzeitzählers gleich einem Wert "200" ist. Wenn das Bestimmungsergebnis negativ ist, dann wird ein Wert, der durch Dividieren des Fahrzeitzählerwertes "rtime" durch die Summe des Wertes und des Fahrstoppzeitzählerwertes "stime" erhalten, mit einem Wert "100" multipliziert, um das Fahrzeitverhältnis "ratio" (%) zu berechnen (Schritt S5).
  • Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis des Schrittes S4 bejahend ist, dann wird ein Wert, der gleich dem Produkt des Fahrzeitzählerwertes "rtime" und eines Wertes "0,95" in dem Fahrzeitzähler rückgesetzt. Außerdem wird ein Wert, der gleich dem Produkt des Fahrstoppzeitzählerwertes "stime" und des Wertes "0,95" ist, in dem Fahrstoppzeitzähler rückgesetzt (Schritt S6), und das Fahrzeitverhältnis "ratio" wird in Schritt S5 berechnet.
  • Mit anderen Worten, die zwei Zählerwerte werden rückgesetzt, wenn 400 Sekunden, was äquivalent dem Wert "200" ist und während derer das Fahrzeug angetrieben worden ist, von der Zeit verstrichen sind, als der Motor gestartet wurde. Danach werden die Zählerwerte jedesmal rückgesetzt, wenn 20 Sekunden verstrichen sind. Das ermöglicht es, das Fahrzeitverhältnis, welches den Fahrzeugfahrzustand vor der vorliegenden Zeit reflektiert, selbst mittels eines Zählers mit relativ kleinen Kapazitäten zu berechnen.
  • "Berechnungsroutine für die Durchschnittsgeschwindigkeit"
  • Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 führt wiederholt eine in 5 gezeigte Berechnungsroutine für die Durchschnittsgeschwindigkeit in Intervallen von z.B. 2 Sekunden aus.
  • In jedem Routineausführzyklus liest der Prozessor Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten "vx" von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 und addiert die Fahrzeuggeschwindigkeit "vx" zu jedem der gespeicherten Werte vxsum[i] (i = 1 bis 5) von fünf kumulativen Geschwindigkeitsregistern, die in die Steuerungsvorrichtung 15 einbezogen sind (Schritt S11). Dann bestimmt der Prozessor, ob der Wert eines Flags f_1m "1" ist, was anzeigt, daß der Berechnungszeitpunkt für die Durchschnittsgeschwindigkeit erreicht ist (Schritt S12). Das Flag F_1m nimmt einen Wert "1" bei einem einminütigen Zyklus an. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S12 negativ ist, dann wird das Verarbeiten in dem gegenwärtigen Zyklus beendet.
  • Wenn das Bestimmungsergebnis im Schritt S12 bejahend in 1 Minute wird, seit die Routine gestartet wurde, wird zu einem Index "jj" "1" addiert, um den Index "jj" zu aktualisieren, wird eine Durchschnittsgeschwindigkeit "vxave" durch Dividieren eines kumulativen Geschwindigkeits-Registerwertes vxsum[jj], welche dem aktualisierten Index "jj" entspricht, durch "150" berechnet, und der Registerwert vxsum[jj] wird auf "0" rückgesetzt (Schritt S13). Als nächstes wird eine Bestimmung vorgenommen, ob der aktualisierte Index "jj" "5" ist (Schritt S14). Wenn das Bestimmungsergebnis negativ ist, dann wird die Verarbeitung in dem gegenwärtigen Zyklus beendet.
  • Danach wird der Index " jj" jede Minute aktualisiert, und die Durchschnittsgeschwindigkeit "vxave" wird aus dem kumulativen Geschwindigkeits-Registerwert vxsum[jj] bestimmt, welcher dem aktualisierten Index "jj" entspricht. Des weiteren wird der Index "jj" auf "0" alle 5 Minuten rückgesetzt (Schritt S15).
  • Somit wird die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit "vx" jedem der fünf kumulativen Geschwindigkeits-Registerwerte vxsum[i] alle 2 Sekunden addiert, und die Durchschnittsgeschwindigkeit "vxave" wird jede Minute gemäß dem gespeicherten Wert vxsum[jj] des entsprechenden der fünf kumulativen Geschwindigkeitsregister berechnet, wobei der gespeicherte Wert eine gesamte der Fahrzeuggeschwindigkeiten zeigt, die 150 mal (5 Minuten lang) erfaßt wurde.
  • "Berechnungsroutine für die durchschnittliche Seitenbeschleunigung" Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 führt eine in 6 gezeigte Berechnungsroutine für eine durchschnittliche Seitenbeschleunigung in Intervallen von z.B. 2 Sekunden aus.
  • In jedem Routineausführzyklus liest der Prozessor ein Ausgabesignal des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 26, das kennzeichnend für eine Fahrzeuggeschwindigkeit "vx" ist, und ein Ausgabesignal von dem Lenkradwinkelsensor 16, das kennzeichnend für einen Lenkradwinkel "steera" ist, und bestimmt einen vorbestimmten Lenkradwinkel "gygain", was eine 1 (G)-Seitenbeschleunigung ergibt und was als die Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit "vx" gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit "vx" unter Bezug auf ein Kennfeld (nicht gezeigt) dargestellt ist. Dann berechnet der Prozessor eine Seitenbeschleunigung "gy" durch Dividieren des Lenkradwinkels "steera" durch einen vorbestimmten Lenkradwinkel "gygain" und addiert die Seitenbeschleunigung "gy" zu einem gespeicherten Wert gysum[i] (i = 1 bis 5) jedes der fünf kumulativen Seitenbeschleunigungsregister, die in die Steuerungsvorrichtung 15 einbezogen sind (Schritt S21). Der Prozessor bestimmt dann, ob der Wert eines Flags f_8s "1" ist, was anzeigt, daß der Berechnungszeitpunkt für die durchschnittliche Seitenbeschleunigung erreicht ist (Schritt S22). Dieses Flag f_8s nimmt den Wert "1" alle 8-Sekundenintervallen an. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S22 negativ ist, dann wird das Verarbeiten in dem vorliegenden Zyklus beendet.
  • Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S22 bejahend in 8 Sekunden wird, seit die Routine gestartet wurde, wird "1" zu dem Index "jj" addiert, um den Index "jj" zu aktualisieren, wird eine durchschnittliche Seitenbeschleunigung "gyave" durch Dividieren eines kumulativen Seitenbeschleunigungs-Registerwertes gysum[jj], welcher einem aktualisierten Index "jj" entspricht, durch "20" berechnet, und der Registerwert gysum[jj] wird auf "0" rückgesetzt (Schritt S23). Als nächstes wird eine Bestimmung vorgenommen, ob der aktualisierte Index "jj" "5" ist (Schritt S24). Wenn das Bestimmungsergebnis negativ ist, dann wird das Verarbeiten in dem vorliegenden Zyklus beendet.
  • Danach wird der Index "jj" alle 8 Sekunden aktualisiert, und die durchschnittliche Seitenbeschleunigung "gyave" wird aus dem kumulativen Seitenbeschleunigungsregisterwert gysum[jj] bestimmt, der dem aktualisierten Index "jj" entspricht. Des weiteren wird der Index "jj" auf "0" alle 40 Sekunden rückgesetzt (Schritt S25).
  • Somit wird die berechnete Seitenbeschleunigung "gy" zu jedem der fünf kumulativen Seitenbeschleunigungs-Registerwerte gysum[i] alle 2 Sekunden addiert, und die Durchschnittsseitenbeschleunigung "gyave" wird alle 8 Sekunden gemäß dem gespeicherten Wert gysum[jj] von einem entsprechenden der fünf kumulativen Seitenbeschleunigungs-Registern berechnet, wobei der gespeicherte Wert eine gesamte Seitenbeschleunigung zeigt, welche 20 mal berechnet wurde (40 Sekunden lang).
  • "Berechnungsroutine für den Stadtgebietsgrad/Straßenverstopfungsgrad bzw. Straßenstaugrad/Fahrbahn-Bergigkeitsgrad"
  • Bei dem vorleigenden Ausführungsbeispiel werden ein Stadtgebietsfahrmodus, ein Fahrbahnstaufahrmodus und ein Fahrbahn-Bergigkeitsfahrmodus als Fahrzeugfahrmoden, die mit der Abschätzung des Fahrzeugmanövrierzustandes verbunden sind, welcher durch einen Fahrer vorgegeben wird, als zu bestimmende Ziele ausgewählt. In dieser Hinsicht ist das vorliegende Ausführungsbeispiel so ausgelegt, daß ein Stadtgebietsgrad, ein Straßenstaugrad und ein Fahrbahn-Bergigkeitsgrad bestimmt werden. Der Stadtgebietsgrad und der Fahrbahnstaugrad werden durch Fuzzy-Logik bestimmt. In Verbindung mit der Fuzzy-Logik werden Zugehörigkeitsfunktionen (7 und 6), die repräsentativ für Fuzzy-Untergruppen in dem Untersuchungsraum (Trägergruppe) für das Fahrzeugverhältnis und die Durchschnittsgeschwindigkeit sind, und neun Fuzzy-Regeln, die in Tabelle 1 gezeigt sind, zuvor festgelegt und in dem Speicher der Steuerungsvorrichtung 15 gespeichert. Das Festlegen der Fuzzy-Regeln, die in Tabelle 1 angegeben sind, basiert auf der Tatsache, daß die Durchschnittsgeschwindigkeit niedrig ist und das Fahrzeitverhältnis mittelgroß ist, wenn ein Fahren in einem Stadtgebiet durchgeführt wird, und daß die Durchschnittsgeschwindigkeit niedrig und das Fahrzeitverhältnis niedrig ist, wenn ein Fahren auf einer verstopften Straße durchgeführt wird.
  • In 7 sind die Symbole S, M und B Kennzeichnungen, die Fuzzy-Gruppen in der Trägergruppe repräsentieren, die von dem Fahrzeitverhältnis abhängig sind. Die Zugehörigkeitsfunktion, die die Fuzzy-Gruppe S definiert, wird so bestimmt, daß der Konformitätsgrad oder die Adaption "1" für ein Fahrzeitverhältnis ist, das von 0% bis 20% reicht, und die Adaption verringert sich von "1" auf "0", wenn sich das Fahrzeitverhältnis von 20% auf 40% erhöht. Des weiteren wird die Zugehörigkeitsfunktion, die die Fuzzy-Gruppe M definiert, so aufgestellt, daß sich die Adaption von "0" auf "1" erhöht, wenn sich das Fahrzeitverhältnis von 20% auf 40% erhöht, die Adaption bleibt bei "1", während das Fahrzeitverhältnis innerhalb eines Bereiches von 40% bis 65% bleibt, und die Adaption verringert sich von "1" auf "0", wenn sich das Fahrzeitverhältnis von 65% auf 85% erhöht. Die Zugehörigkeitsfunktion, die die Fuzzy-Gruppe B definiert, wird so erstellt, daß sich. die Adaption von "0" auf "1" erhöht, wenn sich das Fahrzeitverhältnis von 65% auf 85% erhöht, und die Adaption bleibt bei "1", wenn das Fahrzeitverhältnis 85% oder höher ist.
  • Bezugnehmend auf 8 wird die Zugehörigkeitsfunktion, die die Fuzzy-Gruppe S in der Trägergruppe definiert, die von der Durchschnittsgeschwindigkeit abhängig ist, so aufgestellt, daß die Adaption "1" für die Durchschnittsgeschwindigkeit von 0 km/Stunde bis 10 km/Stunde ist, und die Adaption verringert sich von "1" auf "0", wenn sich die Durchschnittsgeschwindigkeit von 10 km/Stunde auf 20 km/Stunde erhöht. In ähnlicher Weise wird die Zugehörigkeitsfunktion, die die Fuzzy-Gruppe M definiert, so erstellt, daß sich die Adaption von "0" auf "1" erhöht, wenn sich die Durchschnittsgeschwindigkeit von 10 km/Stude auf 20 km/Stunde erhöht, die Adaption ist "1" für die Durchschnittsgeschwindigkeit von 20 km/Stunde bis 40 km/Stunde, und die Adaption verringert sich von "1" auf "0", wenn sich die Durchschnittsgeschwindigkeit von 40 km/Stunde auf 60 km/Stunde erhöht. Die Zugehörigkeitsfunktion, die die Fuzzy-Gruppe B definiert, wird so erstellt, daß sich die Adaption von "0" auf "1" erhöht, wenn sich die Durchschnittsgeschwindigkeit von 40 km/Stunde auf 60 km/Stunde erhöht, und die Adaption wird "1", wenn die Durchschnittsgeschwindigkeit 60 km/Stunde oder höher ist.
  • Tabelle 1
    Figure 00210001
  • Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 bestimmt eine Adaption adap[i] einer Kombination des Fahrzeitverhältnisses (%) und der Durchschnittsgeschwindigkeit (km/Stunde) für jede der 1.-ten bis 9.-ten Regeln, wobei das Fahrzeitverhältnis und die Durchschnittsgeschwindigkeit gemäß den in 4 und 5 gezeigten Berechnungsroutinen bestimmt werden. Dann berechnet der Prozessor den Stadtgebietsgrad und den Fahrbahnverstopfungsgrad bzw. Fahrbahnstaugrad gemäß den folgenden Berechnungsformeln: Stadtstraßengrad[city] = E(adap[i] x r_city[i]adap[i](i = 1 bis 9) Fahrbahnstaugrad[jam] = E(adap[i] y r_jam[i]adap[i](i = 1 bis 9)
  • Spezieller ausgedrückt, bestimmt der Prozessor die Adaption des tatsächlichen Fahrzeitverhältnisses an die der Fuzzy-Gruppen S, M und B, die von dem Fahrzeitverhältnis abhängen, welches der i'ten Regel entspricht. Dann bestimmt der Prozessor die Adaption der tatsächlichen Durchschnittsgeschwindigkeit an die der Fuzzy-Gruppen S, M und B, die von der Durchschnittsgeschwindigkeit abhängen, welche der i'ten Regel entspricht. Von den zwei Adaptionen wird die kleinere als die Adaption adapt[i] für die Kombination des tatsächlichen Fahrzeitverhältnisses und der tatsächlichen Durchschnittsgeschwindigkeit für die i'te Regel genommen.
  • Bezüglich der ersten Regel, wie in 9 und 10 gezeigt, wird in dem Fall, daß das tatsächliche Fahrzeitverhältnis 30% ist und daß die tatsächliche Durchschnittsgeschwindigkeit 10 km/Stunde ist, ein Wert "0,5" als die Adaption des tatsächlichen Fahrzeitverhältnisses 30% an die Fuzzy-Gruppe S des Fahrzeitverhältnisses bestimmt, und ein Wert "1" wird als die Adaption der tatsächlichen Durchschnittsgeschwindigkeit 10 km/Stunde an die Fuzzy-Gruppe S der Durchschnittsgeschwindigkeit bestimmt. Deshalb ist die Adaption adapt[1] einer Kombination des tatsächlichen Fahrzeitverhältnisses 30% und der tatsächlichen Durchschnittsgeschwindigkeit 10 km/Stunde an die erste Regel "0,5".
  • Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 nimmt dann Bezug auf ein in dem Speicher der Steuerungsvorrichtung 15 gespeichertes Kennfeld für die durchschnittliche Seitenbeschleunigung über dem Fahrbahn-Bergigkeitsgrad und berechnet den Fahrbahn-Bergigkeitsgrad gemäß der durchschnittlichen Seitenbeschleunigung, die in der Routine von 6 bestimmt wird. Als beispielhaft ist in 11 gezeigt, daß das Kennfeld so festgelegt wird, daß der Fahrbahn-Bergigkeitsgrad "0" ist, während die durchschnittliche Seitenbeschleunigung von 0 G bis etwa 0,1 G reicht, der Fahrbahn-Bergigkeitsgrad sich von "0" auf "100" erhöht, wenn sich die durchschnittliche Seitenbeschleunigung von etwa 1,0 G auf 0,4 G erhöht, und der Fahrbahn-Bergigkeitsgrad "100" wird, wenn die durchschnittliche Seitenbeschleunigung 0,4 G oder größer ist. Das Kennfeldfestlegen wird ausgeführt auf der Basis der Tatsache, daß der Integralwert der Seitenbeschleunigung sich erhöht, wenn ein Fahren auf einer bergigen Straße durchgeführt wird.
  • "Frequenzanalyseroutine"
  • Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 führt eine Frequenzanalyse von jeweils der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Längsbeschleunigung, der Seitenbeschleunigung und des Öffnungsgrades des Gaspedals bei Intervallen von z.B. 200 ms aus, um die Mittelwerte und Varianzen der jeweiligen physikalischen Größen zu bestimmen. 12 zeigt die Frequenzanalyseroutine für die Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Frequenzanaly seroutinen (nicht gezeigt) für die anderen Größen als die Fahrzeuggeschwindigkeit sind in derselben Art wie die dieser Routine aufgebaut.
  • Die Fahrzeuggeschwindigkeit als der Frequenzanalyseparameter ist durch das Ausgangssignal von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 26 dargestellt, und dessen Eingabebereich ist z.B. auf 0 bis 100 km/Stunde festgelegt.
  • Gemäß der nachfolgend gezeigten Formel wird der Öffnungsgrad des Gaspedals tps (%) berechnet auf der Basis des Ausgabesignals eines Drosselgradsensors 28, dessen Eingabebereich von 0 bis 100% ist. tps = (tdata – tpsoff)/(tpson – tpsoff) × 100wobei das Symbol "tdata" die vorliegende Ausgabe des Drosselöffnungsgradsensors anzeigt, das Symbol "tpsoff" die Ausgabe des Drosselöffnungsgradsensors anzeigt, wenn die Beschleunigungsvorrichtung bzw. das Gaspedal AUS ist, und das Symbol "tpson" die Ausgabe des Drosselöffnungsgradsensors anzeigt, wenn die Beschleunigungsvorrichtung vollständig offen ist.
  • Der Prozessor greift auch die Ausgabe des Fahrzeugsensors 26 in Intervallen von z.B. 100 ms ab und berechnet eine Längsbeschleunigung "gx" (Einheit: G) gemäß der nachfolgend gezeigten Formel. Der Eingabebereich der Längsbeschleunigung ist z.B. 0 bis 0,3 G. gx = (vx – vx0) × 10/(3.6 × 9.8) wobei das Symbol "vx" die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit (km(Stunde) anzeigt und das Symbol "vx0" die Fahrzeuggeschwindigkeit (km/Stunde) vor 100 ms anzeigt.
  • Der Prozessor liest des weiteren das Ausgabesignal von dem Fahrzeugsensor 26, das repräsentativ für die Fahrzeuggeschwindigkeit "vx" ist, und das Ausgabesignal von dem Lenkradwinkelsensor 16, das repräsentativ für den Lenkradwinkel "steera" ist. Als nächstes nimmt der Prozessor Bezug auf ein nicht gezeigtes Kennfeld, um einen vorbestimmten Lenkradwinkel "gygain" zu bestimmen, welcher als die Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit "vx" dargestellt wird und welcher die Seitenbeschleunigung von 1 (G) ergibt, gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit "vx". Dann berechnet der Prozessor die Seitenbeschleunigung "gy" (G) durch Dividieren des Lenkradwinkels "steera" durch den vorbestimmten Lenkradwinkel "gygain", wie es in der nachfolgend gezeigten Formel gezeigt ist. Der Eingabebereich der Seitenbeschleunigung ist z.B. 0 bis 0,5 G. gy = steera gygain
  • Bezugnehmend auf 12 bestimmt der Prozessor einen Wert "dat" durch Addieren von "1" zu einem Wert (vel/10), welcher durch Dividieren des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals "vel" in zehn gleiche Teile erhalten wird, des Eingabebereiches von 0 bis 100 km/Stunde (Schritt S31) als der Frequenzanalyseparameter (Eingabedaten). Des weiteren bestimmt der Prozessor, ob der Wert "dat" größer als "10" ist (Schritt S32). Wenn das Bestimmungsergebnis bejahend ist, setzt der Prozessor den Wert "dat" auf "10" in Schritt S33 zurück, bevor er zu Schritt S34 geht. Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis in Schritt S32 negativ ist, dann geht der Prozessor sofort vom Schritt S32 zum Schritt S34. In Schritt S34, wie in 13 gezeigt, wird "1" zu einer Elementzahl hist[dat] eines entsprechenden von zehn Feldern addiert, welches die Verteilung der Eingabedaten darstellt (die Elementnummer des Feldes an der Maximalwertseite ist 0 in 13).
  • In Schritt S35 bestimmt der Prozessor die Gesamtsumme "num" der Elementnummern der ersten bis zehnten Felder und bestimmt auch die Gesamtsumme "sum" der Produkte der Elementnummer und eines Wertes "i – 1", welcher bezüglich jedes Feldes (i'tes Feld) bestimmt worden ist. Der Prozessor dividiert die Gesamtsumme "sum" des Produktes durch die Gesamtsumme "num" der Elementnummern und dividiert des weiteren das Ergebnis durch einen Wert "10", um den Mittelwert "ave" der Eingabedaten (die Fahrzeitgeschwindigkeit in diesem Fall) zu bestimmen (Schritt S36).
  • Der Prozessor bestimmt dann, ob der Mittelwert "ave" größer als "100" ist (Schritt S37). Wenn das Bestimmungsergebnis bejahend ist, dann setzt er den Mittelwert "ave" auf "100" in einem Schritt S38, bevor er zu Schritt S39 schreitet. Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis in Schritt S37 negativ ist, dann geht der Prozessor sofort von Schritt S37 zu Schritt S39. Mit anderen Worten, der Mittelwert "ave" der Eingabedaten ist auf einen Wert von bis zu "100" begrenzt.
  • In Schritt S39 bestimmt der Prozessor für jedes Feld das Produkt der Feldelementnummer hist[i] und eines quadrierten Wertes von ((i – 1) – (ave/10)), was durch Subtrahieren eines Wertes erhalten wird, der durch Dividieren des Mittelwertes "ave" durch "10" erhalten wird, von einem Wert "i – 1". Als nächstes berechnet er eine Gesamtsumme "sum2" der Produkte. Der Prozessor dividiert dann einen Wert, der durch Dividieren der Gesamtsumme "sum2" durch die Gesamtsumme "num" der Elementnummern erhalten worden ist, durch einen Wert "5", um eine Varianz "var" der Eingabedaten zu berechnen (Schritt S40). Dann bestimmt der Prozessor, ob die Varianz "var" der Eingabedaten größer als "100" ist (Schritt S41). Wenn das Bestimmungsergebnis bejahend ist, dann setzt er die Varianz "var" auf "100" in Schritt S42 zurück, bevor er zu Schritt S43 geht, während er direkt von Schritt S41 zu Schritt S43 geht, wenn das Bestimmungsergebris in Schritt S41 negativ ist. Mit anderen Worten, der Wert der Varianz "var" der Eingabedaten ist auf einen Wert von bis zu "100" begrenzt.
  • In Schritt S43 bestimmt der Prozessor, ob die Gesamtsumme "num" der Elementnummern größer als "256" ist. Wenn das Bestimmungsergebnis negativ ist, dann beendet der Prozessor das Verarbeiten in dem gegenwärtigen Zyklus. Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis bejahend ist, setzt der Prozessor die Elementnummer hist[i] von jedem der ersten bis zehnten Felder auf einen Wert, der durch Multiplizieren der Elementnummer hist[i] durch einen Wert "15/16" erhalten wurde (Schritt S44), bevor er das Verarbeiten in dem vorleigenden Zyklus beendet. Mit anderen Worten, der Prozessor verringert die Elementnummer jedes Feldes, indem es mit "15/16" multipliziert wird, wenn die Elementnummer "num" der Verteilung "256" übersteigt. Danach wird das Verarbeiten, das in 12 gezeigt ist, wiederholt, um periodisch den Mittelwert und die Varianz der Fahrzeuggeschwindigkeit "vel" zu bestimmen, welche die Eingabedaten sind.
  • Die Mittelwerte und die Varianzen der anderen Eingabedaten, d.h. des Öffnungsgrades des Gaspedals, der Längsbeschleunigung und der Seitenbeschleunigung werden in derselben Art bestimmt.
  • Wenn der Fahrer seine Fahrsportlichkeit erhöht, erhöhen sich die Mittelwerte und Varianzen der jeweiligen Eingabedaten. Der Mittelwert der Fahrzeuggeschwindigkeit ist jedoch in großem Maße von dem Straßenverkehrszustand abhängig.
  • "Berechnungsroutine für den Fahrzeugmanövrierzustand"
  • Der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 bestimmt durch seine neurale Netzwerkfunktion den durch den Fahrer angegebenen oder beabsichtigten Fahrzeugmanövrierzustand. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden der Stadtstraßengrad, der Fahrbahnstaugrad und der Fahrbahn-Bergigkeitsgrad, die durch die zuvor erwähnte Fuzzy-Logik bestimmt worden sind, an ein neurales Netzwerk geliefert, und zwar zusätzlich zu den Mittelwerten und Varianzen der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Gaspedalöffnungsgrades, der Längsbeschleunigung und der Seitenbeschleunigung, die von der zuvor erwähnten Frequenzanalyse bestimmt worden sind, um so die Fahrsportlichkeit des Fahrers zu bestimmen, und zwar als den durch den Fahrer angegebenen Fahrzeugmanövrierzustand.
  • Konzeptionell ist das neurale Netzwerk aus Prozeßelementen (PE), die in 14 gezeigt sind, aufgebaut, die untereinander in einer komplizierten Art verbunden sind, wie es in 15 veranschaulicht ist. Jedes PE empfängt die Gesamtsumme von vielen Eingaben x[i], wobei jedes mit der Wichtung w[j][i] von jeder der Eingaben multipliziert wird. In jedem PE wird die Gesamtsumme durch eine gewisse Übertragungsfunktion "f" umgewandelt, und eine daraus folgende Ausgabe y[i] wird von dem PE ausgesendet.
  • Bezugnehmend auf die 14 und 15 weist das neurale Netzwerk, das bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, eine verdeckte Schicht 152 auf, die zwischen einer Eingabeschicht 151 und einer Ausgabeschicht 153 angeordnet ist. Die Eingabeschicht 151 besteht aus elf PE, die verdeckte Schicht 152 besteht aus sechs PE, und die Ausgabeschicht 153 besteht aus einem PE. Die Übertragungsfunktion "f" von PE ist definiert durch f(x) = x. Die Wichtung w[j][i] in der Kopplung zwischen der PE wird im Verlaufe des Lernprozesses festgelegt. Das neurale Netzwerk des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat eine zusätzliche Eingabe 154, die eine Vorspannung bzw, ein Vorspanngatter (bias) genannt wird.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Funktion des neuralen Netzwerks durch die Steuerungsvorrichtung 15 ausgeführt.
  • Um die neurale Netzwerkfunktion zu verwirklichen, führt der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 15 periodisch eine Berechnungsroutine aus für die Sportlichkeit, die in 16 gezeigt ist, unter Verwendung als die Eingabedaten von jeweiligen Mittelwerten und Varianzen der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Gaspedalöffnungsgrades, der Längsbeschleunigung und der Seitenbeschleunigung zusammen mit dem Stadtgebietsgrad, dem Straßenstaugrad und dem Fahrbahn-Bergigkeitsgrad (wobei alle einen Ausgabebereich von 0 bis 100 aufweisen).
  • In der in 16 gezeigten Routine subtrahiert der Prozessor "100" von dem Produkt der Eingabedaten dd[i] und "2", um den Bereich für elf Eingabedaten dd[i] (i = 1 bis 11) von "0 bis 100" auf "–100 bis 100" umzuwandeln, wodurch Eingabedaten din[i] erhalten werden, die die Bereichsumwandlung durchlaufen haben (Schritt S51).
  • Der Prozessor bestimmt dann eine Gesamtsumme "drive" der Produkte der Stücke von Eingabedaten din[i] und Wichtungskoeffizienten nmap[i + 1], die für alle Eingabedaten din[i], die die Bereichsumwandlung durchlaufen haben, bestimmt worden sind. Des weiteren bestimmt der Prozessor ein ähnliches Produkt (nmap[1] · 100) mit dem Vorspanngitter. Der Prozessor addiert des weiteren das Produkt (nmap[1] · 100), das von der Vorspannung abhängig ist, zu der Gesamtsumme "drive", die von den Eingabedaten abhängig ist, wodurch die Ausgabe "drive", die die Sportlichkeit darstellt, bestimmt wird (Schritt S52).
  • Der Prozessor addiert "100" zu der Sportlichkeitsausgabe "drive", die durch "10000" dividiert worden ist, dividiert das Ergebnis der Addition durch "2" und wandelt den Sportlichkeitsausgabebereich von "–1000000 bis 1000000" auf "0 bis 100" (Schritt S53), wodurch die Berechnung der Sportlichkeit in einem Berechnungszyklus beendet wird.
  • In der obenerwähnten Art wird die Ausgabe "drive", die kennzeichnend für die Sportlichkeit des Fahrers ist, als der Fahrzeugmanövrierzustand bestimmt. Gemäß den Testfahrergebnissen stimmte der abgeschätzte Wert der Sportlichkeit des Fahrers, welcher durch die Ausgabe "drive" gekennzeichnet ist, gut mit der durch den Testfahrer selbst bewerteten und berichteten Sportlichkeit überein. Das wird so interpretiert, daß der Fahrzeugmanövrierzustand, der durch den Fahrer angegeben oder beabsichtigt ist, was schwierig durch physikalische Größen wie z.B. Fahrzeuggeschwindigkeit zu bewerten ist, auf der Basis der Mittelwerte und Varianzen der physikalischen Größe ausgewertet bzw. bewertet wurde, durch welche die Frequenzverteilungen der jeweiligen physikalischen Größen gekennzeichnet sind, und daß der Straßenverkehrszustand bei der Bewertung des Fahrzeugmanövrierzustandes berücksichtigt wurde.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt, kann jedoch in verschiedenen Arten modifiziert werden.
  • Z.B. werden in dem ersten Ausführungsbeispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Gaspedalöffnungsgrad, die Lenkbeschleunigung und die Seitenbeschleunigung als die Parameter verwendet, für die eine Erfassung der Frequenzverteilungen (Frequenzanalysen) durchzuführen ist, und Mittelwerte und Varianzen der Frequenzverteilungen werden als Parameter verwendet, die in ein neurales Netzwerk eingegeben werden. Es ist jedoch nicht notwendig, alle diese Parameter zum Ausführen des Abschätzverfahrens der vorliegenden Erfindung zu verwenden. Weitere Parameter können verwendet werden.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel werden Parameter, die kennzeichnend für den Straßenverkehrszustand sind, unter Verwendung der Fuzzy-Logik bestimmt, das ist jedoch nicht wesentlich.
  • Aus den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird deutlich, daß die vorliegende Erfindung modifiziert werden könnte, wie es ein Fachmann ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, erkennen würde, die lediglich durch die beigefügten Ansprüche definiert sein sollte. Alle derartigen Modifikationen, wie sie für einen Fachmann naheliegend sind, sollten deshalb nicht als eine Abweichung vom Geist und Umfang der Erfindung betrachtet werden und sollten innerhalb des Umfanges der Erfindung, wie sie nur durch die angefügten Ansprüche definiert ist, eingeschlossen sein.

Claims (10)

  1. Abschätzverfahren für einen Straßenverkehrszustand zum Abschätzen eines Straßenverkehrszustandes auf der Basis eines Fahrzustandes eines Fahrzeuges, umfassend einen Erfassungsschritt für die Durchschnittsgeschwindigkeit (S11 bis S15) zum Berechnen einer Durchschnittsgeschwindigkeit (vxave) des Fahrzeuges gekennzeichnet durch einen Erfassungsschritt für ein Fahrzeitverhältnis (S1 bis S6) zum Berechnen eines Fahrzeitverhältnisses (ratio) des Fahrzeuges, wobei das Fahrzeitverhältnis ein Verhältnis einer Zeitperiode ist, während derer das Fahrzeug nicht aufhört zu fahren, zu einer vorbestimmten Zeitperiode während der das Fahrzeug in einem Betriebszustand war und welche die Fahrzeugfahrzeit und die Fahrzeugstoppzeit umfasst; und einen Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand zum Abschätzen des Straßenverkehrszustandes ([city], [jam]) auf der Basis des Fahrzeitverhältnisses und der Durchschnittsgeschwindigkeit.
  2. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach. Anspruch 1, bei welchem der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein Abschätzen eines Stadtgebietsgrades ([city]) als den Straßenverkehrszustand einschließt.
  3. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach Anspruch 2, bei welchem der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein Bestimmen einschließt, daß der Stadtgebietsgrad hoch ist, wenn das Fahrzeitverhältnis und die Durchschnittsgeschwindigkeit auf einem niedrigen oder mittlerem Niveau sind (S oder M).
  4. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach Anspruch 2, bei welchem der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein Ausführen von Fuzzy-Logik für den Stadtgebietsgrad auf der Basis einer Vielzahl von Fuzzy-Regeln einschließt, wobei die Vielzahl von Fuzzy-Regeln eine Fuzzy-Regel (Nr. 1) einschließt, durch die der Stadtgebietsgrad als hoch bestimmt wird, wenn das Fahrzeitverhältnis und die Durchschnittsgeschwindigkeit auf einem niedrigen Niveau (S) sind, und eine Fuzzy-Regel (Nr. 5), durch die der Stadtgebietsgrad als hoch bestimmt wird, wenn das Fahrzeitverhältnis und die Durchschnittsgeschwindigkeit auf einem mittleren Niveau (Ni) sind.
  5. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach Anspruch 2, wobei der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein Abschätzen eines Autobahngrades auf der Basis eines Wertes einschließt, der durch Subtrahieren des Stadtgebietsgrades von einem Maximalwert des Stadtgebietsgrades erhalten wird, wobei der Maximalwert auf einen vorbestimmten Wert beschränkt ist.
  6. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach Anspruch 1, bei welchem der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein Abschätzen eines Straßenstaugrades ([jam]) als den Straßenverkehrszustand einschließt.
  7. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach Anspruch 6, bei welchem der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein Bestimmen einschließt, das der Straßenstaugrad hoch ist, wenn das Fahrzeitverhältnis oder die Durchschnittsgeschwindigkeit auf einem niedrigen Niveau (S) sind.
  8. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach Anspruch 6, bei welchem der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein Ausführen von Fuzzy-Logik für den Straßenstaugrad auf der Basis einer Vielzahl von Fuzzy-Regeln einschließt, wobei die Vielzahl von Fuzzy-Regeln eine Fuzzy-Regel (Nr. 1 bis 3) einschließt, durch die der Straßenstaugrad als hoch bestimmt wird, wenn das Fahrzeitverhältnis auf einem niedrigen Niveau (S) ist, und eine Fuzzy-Regel (Nr. 1, 4 und 7), durch die der Straßenstaugrad als hoch bestimmt wird, wenn die Durchschnittsgeschwindigkeit auf einem niedrigen Niveau (S) ist.
  9. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach Anspruch 1, das desweiteren aufweist: einen Erfassungsschritt für die durchschnittliche Seitenbeschleunigung zur Berechnung einer durchschnittlichen Seitenbeschleunigung (gyave); und einen Abschätzschritt für den Fahrbahn-Bergigkeitsgrad zum Bestimmen eines Fahrbahn-Bergigkeitsgrades auf der Basis der durchschnittlichen Seitenbeschleunigung; wobei der Abschätzschritt für den Straßenverkehrszustand ein Abschätzen eines Stadtgebietsgrades und/oder eines Straßenstaugrades einschließt.
  10. Abschätzverfahren für den Straßenverkehrszustand nach Anspruch 9, bei welchem der Abschätzschritt für den Fahrbahn-Bergigkeitsgrad ein Bestimmen des Fahrbahn-Bergigkeitsgrades auf der Basis eines Kennfeldes mit einer Charakteristik einschließt, in welcher sich der Fahrbahn-Bergigkeitsgrad mit einer Erhöhung der durchschnittlichen Seitenbeschleunigung erhöht.
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