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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Schätzen
einer Masse eines Fahrzeugs sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Schätzen
eines Gradienten unter Verwendung des Verfahrens gemäß den Oberbegriffen der
jeweiligen unabhängigen
Ansprüche.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schätzen einer Fahrzeugmasse und
eines Straßengradienten
mit den Merkmalen des Oberbegriffs der Ansprüche 1, 5 bzw. 3, 7 sind aus
der
US-B1-6 339 749 bekannt.
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Es
ist bekannt, dass bei Luftdruckwarnvorrichtungen vom indirekten
Typ, die auf einem relativen Vergleich von Raddrehzahlen oder dergleichen basieren,
physikalische Größen (wie
z. B. die dynamischen Rollradien), die indirekt einen Luftdruck
repräsentieren,
durch die Art des Fahrens, die Straßenzustände wie z. B. Gradienten oder
Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ, oder Beladungszustände des
Fahrzeugs stark beeinflusst werden. Um solche Einflüsse zu eliminieren,
wurde herkömmlicherweise
derart vorgegangen, dass Daten, die in sich eine große Anzahl
von Fehlern enthalten, aus Raddrehzahlen oder Informationsstücken von
in dem Fahrzeug vorgesehenen Sensoren identifiziert werden und dass
entsprechende Datenstücke
korrigiert oder eliminiert werden.
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Beim
Bergauf/Bergabfahren und Änderungen
des Gewichts auf Grund der Anzahl der Insassen oder der Gepäckmenge
oder je nachdem, ob es sich um ein Zugfahrzeug handelt oder nicht,
können
solche Daten jedoch nicht identifiziert und demgemäß korrigiert
oder eliminiert werden, obwohl solche Faktoren die oben beschriebenen
indirekten physikalischen Größen wie
z. B. die dynamischen Rollradien stark beeinflussen.
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Zum
Beispiel beschreibt die ungeprüfte
Japanische Patentveröffentlichung
Nr. 242 862/1997 eine Vorrichtung A zum Schätzen von
Straßenoberflächengradienten.
Diese Veröffentlichung
benutzt die Tatsache, dass die Beziehung: Fahrzeugantriebsdrehmoment
= Fahrwiderstandsdrehmoment auf ebener Oberfläche + Beschleunigungswiderstandsdrehmoment
+ Gradientenwiderstandsdrehmoment erfüllt ist, da das Fahrzeugantriebsdrehmoment gleich
der Summe aus dem Fahrwiderstandsdrehmoment auf ebener Oberfläche, dem
Beschleunigungswiderstandsdrehmoment und dem Gradientenwiderstandsdrehmoment
ist. Das Gradientenwiderstandsdrehmoment wird dann, nach dem Beschaffen
des Fahrzeugantriebsdrehmoments, des Fahrwiderstandsdrehmoments
auf ebener Oberfläche
und des Beschleunigungswiderstandsdrehmoments, berechnet, um einen
Straßenoberflächengradienten
sinθ aus
der folgenden Gleichung zu beschaffen.
Tθ = W × g × sinθ × Rt -
Hier
ist
- Tθ:
- Gradientenwiderstandsdrehmoment
- W:
- Fahrzeuggewicht
- g:
- Erdbeschleunigung
- Rt:
- Rollradius des Reifens.
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In
der obigen Vorrichtung A werden das Fahrdrehmoment auf ebener Oberfläche und
das Beschleunigungswiderstandsdrehmoment berechnet, indem vorläufig beschaffte
Daten zum Berechnen eines Gradientenwiderstandsdrehmoments verwendet werden,
wenn Ableitungen vorgenommen werden, um einen Gradienten zu berechnen.
Da jedoch sowohl das Fahrdrehmoment bei ebener Oberfläche als auch
das Beschleunigungswider standsdrehmoment Beträge sind, die von einer Masse
eines Fahrzeugs oder einem Luftwiderstandskoeffizienten davon abhängig sind,
ist es möglich,
dass Fehler größer werden,
wenn das Fahrzeug einen Anhänger
zieht, wenn viele Gepäckstücke oder
Insassen darin mitgeführt werden
oder wenn ein Dachträger
auf dem Dach des Fahrzeugs montiert ist.
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Hingegen
ist es möglich,
anstelle eines Antriebsdrehmoments Schlupfraten, die aus Raddrehzahlen
der vorderen und hinteren Räder
beschafft werden können,
zu verwenden, und Gradienten zu detektieren, indem Daten verwendet
werden, in denen die Fahrzeugbeschleunigung nahe null ist, um die
Einflüsse
des Beschleunigungswiderstandsdrehmoments zu eliminieren.
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Bei
Anwendung dieser Idee werden Gradienten nach dem Durchführen einer
Regression und dem Beschaffen von Schlupfraten, wenn die Beschleunigung
Null ist, detektiert, um die Einflüsse des Beschleunigungswiderstandsdrehmoments
zu eliminieren; es ist jedoch unmöglich, Gradienten mit hoher Genauigkeit
zu detektieren, da es schwierig ist, Einflüsse des Verschleißes von
Reifen durch das Fahren, von Änderungen
des Gesamtgewichts auf Grund von Gepäck oder der Anzahl von Insassen
und Änderungen
der vorderen und hinteren Lastverteilung zu berücksichtigen.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben erwähnten Tatsachen
gemacht und es ist ein Ziel davon, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Schätzen
einer Masse eines Fahrzeugs mit hoher Genauigkeit sowie ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Schätzen
von Gradienten mit hoher Genauigkeit, die das obige Verfahren verwenden,
vorzusehen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Schätzen einer Masse
eines Fahrzeugs vorgesehen, das die Schritte umfasst, dass: ein
Raddrehmoment eines Fahrzeugs während
der Fahrt korrigiert wird, indem ein tatsächlich gemessenes Raddrehmoment
mit dem Raddrehmoment verglichen wird, das während der Fahrt des Fahrzeugs
auf einer ebenen Oberfläche
mit konstanter Geschwindigkeit vorläufig beschafft wurde, eine Regressionslinie
des korrigierten Raddrehmoments und eine Beschleunigung/Verzögerung des
Fahrzeugs beschafft werden, und eine Masse des Fahrzeugs auf der
Basis einer Steigung der Regressionslinie geschätzt wird.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum
Schätzen
einer Masse eines Fahrzeugs vorgesehen, die umfasst: ein Raddrehzahldetektionsmittel
zum Detektieren von Raddrehzahlumlaufinformation von Reifen des
Fahrzeugs, ein erstes Korrekturmittel zum Korrigieren eines Raddrehmoments
eines Fahrzeugs während
der Fahrt, indem ein tatsächlich
gemessenes Raddrehmoment mit dem Raddrehmoment verglichen wird,
das während
der Fahrt des Fahrzeugs auf einer ebenen Oberfläche mit konstanter Geschwindigkeit
vorläufig
beschafft wurde, ein Regressionsberechnungsmittel zum Beschaffen
einer Regressionslinie des korrigierten Raddrehmoments und einer
Beschleunigung/Verzögerung
des Fahrzeugs, und ein Massenschätzmittel
zum Schätzen
einer Masse des Fahrzeugs auf der Basis einer Steigung der Regressionslinie.
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Des
Weiteren ist gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Schätzen eines
Gradienten vorgesehen, das die Schritte umfasst, dass: ein Raddrehmoment
eines Fahrzeugs während
der Fahrt korrigiert wird, indem ein tatsächlich gemessenes Raddrehmoment,
mit dem Drehmoment verglichen wird, das wäh rend der Fahrt des Fahrzeugs
auf einer ebenen Oberfläche mit
konstanter Geschwindigkeit vorläufig
beschafft wurde, eine Regressionslinie des korrigierten Raddrehmoments
und einer Beschleunigung/Verzögerung
des Fahrzeugs beschafft wird, und ein Gradient einer Straßenoberfläche aus
einem Achsenabschnitt der Regressionslinie auf der Basis einer Masse
des Fahrzeugs, die auf der Basis einer Steigung der Regressionslinie
beschafft wird, geschätzt
wird.
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Überdies
ist gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Schätzen eines
Gradienten eines Fahrzeugs vorgesehen, die umfasst: ein Raddrehzahldetektionsmittel
zum Detektieren von Raddrehzahlumlaufinformation von Reifen des
Fahrzeugs, ein erstes Korrekturmittel zum Korrigieren eines Raddrehmoments
eines Fahrzeugs während
der Fahrt, indem ein tatsächlich
gemessenes Raddrehmoment mit dem Raddrehmoment verglichen wird,
das während
der Fahrt des Fahrzeugs auf einer ebenen Oberfläche mit konstanter Geschwindigkeit
vorläufig
beschafft wurde, ein Regressionsberechnungsmittel zum Beschaffen
einer Regressionslinie des korrigierten Raddrehmoments und einer
Beschleunigung/Verzögerung
des Fahrzeugs, und ein Gradientenschätzmittel zum Schätzen eines Gradienten
einer Straßenoberfläche aus
einem Achsenabschnitt der Regressionslinie auf der Basis einer Masse
des Fahrzeugs, die auf der Basis einer Steigung der Regressionslinie
beschafft wird.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform
der Vorrichtung zum Detektieren einer Abnahme eines Reifenluftdrucks
gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das elektrische Anordnungen der Vorrichtung zum
Detektieren einer Abnahme eines Reifenluftdruckes von 1 veranschaulicht;
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3 ist
eine Darstellung, die eine Regressionslinie eines Raddrehmoments
bei einer Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit veranschaulicht;
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4 ist
eine Darstellung, die Steigungen und Achsenabschnitte von Regressionslinien
veranschaulicht, wenn ein Fahrzeug auf einer Bergstraße gefahren
wird, ohne dass ein Anhänger
daran angebracht ist;
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5 ist
eine Darstellung, die Achsenabschnitte von Regressionslinien veranschaulicht, wenn
ein Fahrzeug auf einer Bergstraße
gefahren wird, ohne dass ein Anhänger
daran angebracht ist;
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6 ist
eine Darstellung, die Steigungen von Regressionslinien veranschaulicht,
wenn ein Fahrzeug auf derselben Bergstraße gefahren wird, wobei ein
Anhänger
daran angebracht ist;
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7 ist
eine Darstellung, die Achsenabschnitte der Regressionslinien veranschaulicht,
wenn ein Fahrzeug auf derselben Bergstraße gefahren wird, wobei ein
Anhänger
daran angebracht ist; und
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8 ist
eine Darstellung, die Achsenabschnitte von Regressionslinien veranschaulicht, wenn
ein Fahrzeug auf der Bergstraße
rückwärts gefahren
wird, ohne dass ein Anhänger
daran angebracht ist.
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Das
Verfahren und die Vorrichtung zum Schätzen einer Masse eines Fahrzeugs
sowie das Verfahren und die Vorrichtung zum Schätzen eines Gradienten, die
das obige Verfahren verwenden, werden nun auf der Basis der beiliegenden
Zeichnungen erklärt.
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Wie
in 1 veranschaulicht, dient die Vorrichtung zum Schätzen einer
Masse gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zum Schätzen eines Gradienten einer
Straßenoberfläche auf
der Basis von Raddrehzahlumlaufinformation von vier Reifen FL, FR,
RL und RR (nachfolgend allgemein als Wi bezeichnet, wobei i = 1
bis 4, 1: linker vorderer Reifen, 2: rechter vorderer Reifen, 3:
linker hinterer Reifen, 4: rechter hinterer Reifen) eines Vierradfahrzeugs
während
einer Fahrt und besteht aus einem herkömmlichen Raddrehzahldetektionsmittel 1,
das in einer Beziehung mit den entsprechenden Reifen Wi vorgesehen
ist. Das Fahrzeug ist ferner mit einem Vorwärts- und Rückwärtsrichtungs-Beschleunigungssensor
(nachfolgend einfach als „Beschleunigungssensor" bezeichnet) 3 ausgestattet,
der derart vorgesehen ist, dass er in eine Fortbewegungsrichtung
des Fahrzeugs weist.
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Das
Raddrehzahldetektionsmittel 1 könnte ein Raddrehzahlsensor
zum Messen einer Raddrehzahl auf der Basis der Anzahl von Impulsen
nach dem Erzeugen von Drehimpulsen unter Verwendung eines elektromagnetischen
Aufnehmers oder ähnlichem,
oder ein Winkelgeschwindigkeitssensor, in dem die Energie durch
eine Rotation erzeugt wird, wie z. B. in einen Dynamo, wobei die
Rotationsinformation aus einer Spannung davon gemessen wird, sein.
Die Ausgänge
des Raddrehzahldetektionsmittels 1 werden an eine Steuereinheit 2 geliefert,
die ein Computer wie z. B. ein ABS sein kann. Der Beschleunigungssensor 3 ist
mit der Steuereinheit 2 verbunden.
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Wie
in 2 veranschaulicht, umfasst die Steuereinheit 2 eine
E/A-Schnittstelle 2a,
die erforderlich ist, um Signale an/von eine/r externe/n Vorrichtung
zu senden/empfangen, eine CPU 2b, die als ein Rechenzentrum
dient, einen ROM 2c, der ein Steuerbetriebsprogramm für die CPU 2b speichert, und
einen RAM 2d, in den Daten temporär geschrieben und davon ausgelesen
werden, wenn die CPU 2b Steueroperationen ausführt.
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Impulssignale,
die der Umdrehungsanzahl der Reifen Wi entsprechen (hierin nachfolgend
als „Raddrehzahlimpuls" bezeichnet) werden
aus dem Raddrehzahldetektionsmittel 1 ausgegeben. In der CPU 2b werden
Drehwinkelgeschwindigkeiten Fi für die
jeweiligen Reifen Wi auf der Basis der Raddrehzahlimpulse, die von
dem Raddrehzahldetektionsmittel 1 ausgegeben werden, zu
festgelegten Abtastperioden ΔT
(s), z. B. ΔT
= 1 s, berechnet.
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Da
die Reifen Wi derart hergestellt sind, dass sie innerhalb von Normen
Schwankungen (anfängliche
Differenzen) einschließen,
sind die effektiven Rollradien r der jeweiligen Reifen Wi (ein Wert,
der durch Dividieren einer durch eine einzelne Drehung zurückgelegten
Strecke durch 2 π beschafft
wird) nicht unbedingt identisch, auch wenn alle Reifen Wi einen
normalen Innendruck aufweisen. Dies wird zu Schwankungen der Drehwinkelgeschwindigkeiten
Fi der jeweiligen Reifen Wi führen. Somit
werden die korrigierten Drehwinkelgeschwindigkeiten F1i berechnet,
um Schwankungen auf Grund von anfänglichen Differenzen zu streichen.
Im Spezielleren werden Korrekturen durchgeführt, um F11 = F1 F12 = mF2 F13 = F3 F14 = nF4 zu
erfüllen.
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Die
Korrekturkoeffizienten m und n werden als m = F1/F2 und n = F3/F4 auf der Basis von Drehwinkelgeschwindigkeiten
Fi beschafft, wenn die Drehwinkelgeschwindigkeiten
Fi unter der Voraussetzung berechnet wurden,
dass das Fahrzeug eine Geradeausfahrt durchführt. Dann werden die Raddrehzahlen
Vi der jeweiligen Reifen auf der Basis von F1i berechnet.
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Bei
der vorliegenden Erfindung werden nicht weniger als drei Datenstücke über das
Raddrehmoment (Fahrwiderstand) des fahrenden Fahrzeugs und die Beschleunigung/Verzögerung innerhalb
einer festgelegten Zeitspanne gesammelt, wobei diese Daten durch
das Raddrehmoment korrigiert werden, wenn auf einer ebenen Oberfläche mit
konstanter Geschwindigkeit gefahren wird, und es erfolgt eine Regression
der Messpunkte durch eine gerade Linie. Es ist bekannt, dass eine
Steigung dieser Regressionslinie eine Masse des Fahrzeugs repräsentiert, während ein
Achsenabschnitt davon einen Gradienten der Straßenoberfläche repräsentiert. Die vorliegende Ausführungsform
ist demgemäß derart
aufgebaut, dass das Raddrehmoment des Fahrzeugs während der
Fahrt durch ein vorläufig
beschafftes Raddrehmoment, das zur Fahrt auf einer Straße mit ebener
Oberfläche
mit konstanter Geschwindigkeit notwendig ist, korrigiert wird, wonach
eine Regressionslinie des korrigierten Raddrehmoments und der Beschleunigung/Verzögerung des
Fahrzeugs beschafft wird, um eine Masse des Fahrzeugs aus der Steigung
der Regressionslinie zu schätzen.
Die vorliegende Ausführungsform
umfasst somit ein Raddrehzahldetektionsmittel 1, ein erstes
Korrekturmittel zum Korrigieren eines Raddrehmoments eines Fahrzeugs während der
Fahrt mithilfe eines vorläufig
beschafften Raddrehmoments, das zur Fahrt auf einer Straße mit ebener
Oberfläche
mit konstanter Geschwindigkeit notwendig ist, ein Regressionsberechnungsmittel
zum Beschaffen einer Regressionslinie des korrigierten Raddrehmoments
und einer Beschleunigung/Verzögerung
des Fahrzeugs und ein Massenschätzmittel
zum Schätzen
einer Masse des Fahrzeugs auf der Basis einer Steigung der Regressionslinie.
Es ist zu bevorzugen, dass sie ferner ein zweites Korrekturmittel
umfasst, um eine Korrektur des Raddrehmoments des Fahrzeugs während der
Fahrt auf der Basis einer Beziehung zwischen dem Raddrehmoment,
das zur Fahrt auf einer Straße
mit ebener Oberfläche
mit konstanter Geschwindigkeit notwendig ist, und der Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit
des Fahrzeugs durchzuführen.
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Das
Raddrehmoment des Fahrzeugs während
der Fahrt könnte
durch eine Berechnung auf der Basis des Motordrehmoments, der Motorumlaufdrehzahl
oder der Beschleunigungsdrosselgrade beschafft werden.
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Das
Raddrehmoment, das zur Fahrt auf einer Straße mit ebener Oberfläche mit
konstanter Geschwindigkeit notwendig ist, kann beschafft werden, indem
Daten während
einer tatsächlichen
Fahrt gesammelt werden, wenn die Beschleunigung/Verzögerung nahe
null ist.
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Während die
Beschleunigung/Verzögerung des
Fahrzeugs auch auf der Basis von Detektionssignalen unter Verwendung
des Beschleunigungssensors 3 beschafft werden könnten, könnten sie
auch aus der folgenden Gleichung (1) beschafft werden, vorausgesetzt,
dass die Raddrehzahldaten, die der durchschnittlichen Raddrehzahl
Vfn der mitlaufenden Räder um eins vorangehen, als
durchschnittliche Raddrehzahl Vfn-i definiert
sind. Afn =
(Vfn – Vfn-1)/Δt (1)
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Hier
bezeichnet Δt
ein Zeitintervall (Abtastzeit) zwischen einer Raddrehzahl Vfn und Vfn-1, das aus
den Raddrehzahldaten berechnet wird. Die Abtastzeit beträgt nicht
mehr als 1 (eine) Sekunde.
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Da
die Beschleunigung a in einem
Fahrzeug erzeugt wird, wenn das Fahrzeug mit einer Masse m dazu gebracht wird, sich auf einer Straße mit ebener Oberfläche zu bewegen,
wenn eine Antriebskraft F aus einem Zustand angelegt wurde, in dem
es eine Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit durchführt, kann
die Beziehung zwischen diesen drei Elementen als die folgende Gleichung
(2) dargestellt werden. F = m × a (2)
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Zu
diesem Zeitpunkt kann die Antriebskraft F beschafft werden, indem
ein Drehmoment (T – Ts), das
beschafft wird, indem ein Raddrehmoment Ts, wenn auf einer Straße mit ebener
Oberfläche
mit konstanter Geschwindigkeit gefahren wird, von dem Raddrehmoment
T, das zu diesem Zeitpunkt wirksam ist, subtrahiert wird, durch
einen Rollradius Rt der Räder
dividiert wird. Die Daten bezüglich
der Antriebskraft F und der Beschleunigung a werden einer linearen Regression unterzogen,
wobei die Längsachse die
Antriebskraft F und die Horizontalachse die Beschleunigung a repräsentieren. Die Masse m des Fahrzeugs wird durch
die Steigung der Regressionslinie repräsentiert.
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Da
m·g·sinθ auf die
Antriebskraft anwendet wird, wenn das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche mit
einem Neigungswinkel von θ gefahren
wird, ist F = m × a + m·g·sinθ (3) gegeben.
Diese gerade Linie wird der obigen geraden Line (der geraden Linie,
die F = m × a
repräsentiert)
entsprechen, die auf parallele Weise in Richtung der Y-Achse bewegt
wird, und der Achsenabschnitt ist durch m·g·sinθ gegeben. Da die Masse m durch die Steigung der Regressionslinie
gegeben ist, ist es möglich,
den Neigungswinkel θ der
Straßenoberfläche auf
der Basis von Werten der Masse und des Achsenabschnittes zu berechnen.
Demgemäß ist es durch
Beachten der Steigungen der Regressionslinie möglich, eine Masse (Gewicht)
des Fahrzeugs zu beschaffen und die Neigung der Straßenoberfläche durch
Beachten der Achsenabschnitte zu beschaffen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Vorrichtung zum
Schätzen
eines Gradienten herzustellen, die mit einem Gradientenschätzmittel
zum Schätzen eines
Gradienten einer Straßenoberfläche aus
einem Achsenabschnitt der Regressionslinie auf der Basis einer Masse
des Fahrzeugs, die auf der Basis einer Steigung der Regressionslinie
beschafft wird, versehen ist. Das zweite Korrekturmittel könnte eine
Korrektur des Raddrehmoments des fahrenden Fahrzeugs auf der Basis
einer Beziehung zwischen dem Raddrehmoment, das zur Fahrt auf einer
Straße
mit ebener Oberfläche
mit konstanter Geschwindigkeit notwendig ist, und der Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit
des Fahrzeugs durchführen.
Im Spezielleren werden, nachdem das Fahrzeug vorläufig auf
einer Straße
mit ebener Oberfläche
mit verschiedenen konstanten Geschwindigkeiten gefahren wurde, die Raddrehmomente
der jeweiligen konstanten Geschwindigkeiten gemessen und gespeichert.
Dann wird eine Korrektur durchgeführt, bei der ein Drehmoment,
das beschafft wird, indem ein Raddrehmoment, das zur Fahrt auf einer
Straße
mit ebener Oberfläche
mit konstanter Geschwindigkeit notwendig ist, von dem Raddrehmoment
des augenblicklich fahrenden Fahrzeugs subtrahiert wird, durch einen Rollradius
Rt der Räder
dividiert wird.
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Wenngleich
die vorliegende Erfindung nun anhand eines Beispiels derselben erklärt wird,
ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel allein beschränkt.
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BEISPIEL
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Ein
Fahrzeug mit Vorderradantrieb wurde als Fahrzeug vorbereitet. Die
Reifengröße war 205/55R16.
Die Raddrehmomente, die zur Fahrt auf einer Straße mit ebener Oberfläche mit
konstanter Geschwindigkeit notwendig sind, wurden zuerst für jedes
der Räder
beim Ändern
der Geschwindigkeiten beschafft. Die linearen Regressionen von durchschnittlichen
Raddrehmomenten von vier Rädern sind
in 3 veranschaulicht.
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Das
Fahrzeug wurde zunächst
von einem Punkt A zu einem Punkt B eines Bergweges gefahren, ohne
dass ein Anhänger
daran angebracht war, um das Raddrehmoment während der Fahrt und der Beschleunigung/Verzögerung (vordere
und hintere Beschleunigung) des Fahrzeugs zu messen, und zehn Daten,
die um das Raddrehmoment während der
Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit korrigiert wurden und der Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit während der
Fahrt entsprechen, wurden gesammelt und einer linearen Regression
unterzogen. Die Daten über
die Steigungen und die Daten über
die Achsenabschnitte solcher linearen Regressionen sind jeweils
in den 4 und 5 als Beurteilungswerte veranschaulicht.
Es sollte beachtet werden, dass die lineare Regression zu einem
Zeitpunkt durchgeführt wird,
zu dem die zehn Datenstücke
angesammelt wurden, und wenn das elfte Datenstück abgetastet wird, wird das
erste verworfen und die lineare Regression wird mit den zehn Datenstücken, die
das neueste umfassen, erneut durchgeführt. Es sollte beachtet werden,
dass die Anstiege der linearen Regression Beträge repräsentieren, die proportional
zu der Masse des Fahrzeugs sind, während Achsenabschnitte Beträge repräsentieren,
die proportional zu dem Gradienten der Straßenoberfläche sind.
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Die
Daten über
die Steigungen und die Daten über
die Achsenabschnitte der linearen Regressionen, wenn ein Anhänger an
dem Fahrzeug angebracht war und das Fahrzeug auf demselben Bergweg
von dem Punkt A in Richtung des Punktes B gefahren wurde, sind in
den 6 und 7 jeweils als Beurteilungswerte
veranschaulicht.
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Es
ist zu beachten, dass, wenn das Fahrzeug auf demselben Bergweg in
einer umgekehrten Richtung gefahren wird (von Punkt B zu Punkt A), ohne
dass ein Anhänger
daran angebracht ist, die Bergauffahrt bei der Hinfahrt die Bergabfahrt
bei der Rückfahrt
ist und der Ausgangspunkt bei der Hinfahrt der Endpunkt bei der
Rückfahrt
ist, und beim Vergleich von 5, die um
180 Grad gedreht (umgedreht) wurde, wird ersichtlich, dass die beiden
im Wesentlichen miteinander identisch sind, wie in 8 veranschaulicht.
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Aus 6 ist
auch ersichtlich, dass die Steigung der linearen Regression, die
die Masse des Fahrzeugs repräsentiert,
deutlich größer wurde.
Aus den Änderungen
der Achsenabschnitte in 7 ist auch ersichtlich, dass
die Amplitude im Vergleich zu 5 deutlich
größer geworden
ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass
die Masse des Fahrzeugs zugenommen hat.
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Als
Nächstes
werden beispielhafte Schritte zum Beschaffen der Massen, wenn kein
Anhänger
an dem Fahrzeug angebracht ist, auf der Basis von 4 erklärt. Während die
Steigung (die der Masse des Fahrzeugs entspricht) m der obigen Gleichung (1)
F = m × a
repräsentieren
soll, wird dieser Wert, da die Antriebskraft F nicht direkt gemessen
werden kann, durch das/den Raddrehmoment/Reifenrollradius (WT/Rt)
wie in der folgenden Gleichung (4) substituiert WT = m × Rt × a (4)
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Da
die Steigung m × Rt
dieser Gleichung repräsentiert,
wird sie durch den Reifenrollradius (ungefähr 0,3 m) dividiert, um die
Masse m zu beschaffen. Dieser
Wert muss verdoppelt werden, da er nur einem Reifen eines Rades
entspricht. Wenn die Daten aus den Daten von 4, die als
stark korrelierend betrachtet werden, gemittelt werden, kann, da der
Durchschnittswert des Raddrehmoments 186 (kg·m) beträgt, die Masse m des Fahrzeugs ohne den Anhänger schließlich wie
folgt beschafft werden: m = 186/0,3 × 2 = 1240
(kg)
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Andererseits
könnte,
während
der Achsenabschnitt m·g·sinθ aus F – m·g·sinθ = m × arepräsentiert,
aus der obigen Gleichung (3), wenn eine Bergauffahrt betrachtete
wird, da das Raddrehmoment WT anstelle der Antriebskraft F verwendet wird,
der Achsenabschnitt als m·g·sinθ·Rt repräsentiert
werden.
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Als
Nächstes
ist es möglich,
da sinθ beschafft
werden kann, indem der Achsenabschnitt durch bereits beschaffte
Werte für
die Masse m = 1240 kg, g = 9,8 und den Reifenrollradius Rt = 0,3
m dividiert werden kann, den Straßenoberflächengradienten zu beschaffen.
Wenn der Wert des Achsenabschnitts (Beurteilungswert) in 5 z.
B. 200 beträgt, ist
der der Wert von sinθ wie
folgt. 200/1240/9,8/0,3 = 0,05486
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Hier
ist, wenn der Wert von θ klein
ist, sinθ im Wesentlichen
identisch mit θ (rad),
sodass der Gradient sinθ = 0,05486 = θ (rad) =
3,14 (Grad) betragen wird.
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Wie
bisher erklärt,
ist es möglich,
die Masse des Fahrzeugs mit hoher Genauigkeit zu schätzen, wenn
die vorliegende Erfindung angewendet wird.
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Es
ist ferner möglich,
mithilfe der vorliegenden Erfindung einen Gradienten einer Straßenoberfläche mit
hoher Genauigkeit zu schätzen.
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Demgemäß werden
in der vorliegenden Erfindung Gradienten von Straßenoberflächen während einer
Fahrt mit hoher Genauigkeit geschätzt, sodass, es möglich ist,
wenn solche Gradienten zur Getriebesteuerungsinformation von automatischen
Getrieben, für
Vorrichtungen zum Detektieren einer Abnahme eines Reifenluftdrucks
(DWS) oder Vorrichtungen zum Beurteilen von Straßenoberflächenzuständen verwendet werden, die
Fahrleistung und Sicherheit beim Fahren zu verbessern.