DE602005004847T2

DE602005004847T2 - Verfahren zur Bestimmung des Reibwerts einer Strassenoberfläche und des Rutschwinkels eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE602005004847T2
Application number: DE602005004847T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Mori
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2005-08-11
Publication date: 2009-02-19
Anticipated expiration: 2025-08-12
Also published as: US20060041365A1; EP1627790A1; EP1627790B1; US7680577B2; DE602005004847D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schätzverfahren für einen Straßenreibungskoeffizienten μ, und insbesondere ein Schätzverfahren für μ einen Straßenreibungskoeffizienten μ, worin der Straßenreibungskoeffizient μ leicht berechnet werden kann und die praktische Genauigkeit der Schätzung sichergestellt werden kann. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzverfahren, insbesondere ein Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzverfahren zum Schätzen eines Fahrzeugschlupfwinkels durch regressive Verwendung eines zuvor geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels bei der Berechnung eines gegenwärtig geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels auf der Basis eines dynamischen Fahrzeugmodells, das durch den Straßenreibungskoeffizienten μ berechnet wird.
BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
Beim Steuern eines Bewegungszustands eines Fahrzeugs, wie etwa einer Drehbewegung, ist es bekannt, die Fahrzeugdynamik unter Verwendung eines Winkels (Schlupfwinkels β), der zwischen einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs und einer sich längs erstreckenden Mittelrichtung des Fahrzeugs gebildet wird, zu verbessern, um eine optimale Drehmomentverteilungssteuerung oder dergleichen durchzuführen.
Als ein Verfahren zum Schätzen eines Schlupfwinkels β offenbart die japanische Patentschrift Nr. 2003-306092 , entsprechend der Druckschrift US 2003/195689 , ein Schlupfwinkelschätzverfahren, das eine Querkraft verwendet, die auf auf ein Hinterrad in der Querrichtung eines Fahrzeugs wirkt, auf der Basis eines dynamischen Reifenmodells.
Gemäß dem Verfahren, das in der japanischen Patentschrift 2003/306092 offenbart ist, wird zuerst ein Straßenreibungskoeffizient μ geschätzt, indem ein Proportional-Integral-Differential-(PID)-Prozess durchgeführt wird, um einen Einstellwert zum Einstellen eines Anfangswerts des Straßenreibungskoeffizienten μ zu berechnen, sodass die Differenz zwischen einer Querbeschleunigung, die mit einem Querbeschleunigungssensor erfasst wird, und einer Querbeschleunigung, die gemäß einem zuvor geschätzten Wert einer Schlupfwinkelableitung β', einer erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit V und einer erfassten Gierrate r geschätzt wird, zu Null wird, und indem der oben berechnete Einstellwert zu dem Anfangswert von nahe 1 hinzu addiert wird.
Eine Querkraft (Reifenquerkraft Yr), die auf ein Hinterrad wirkt, wird unter Verwendung eines geschätzten Werts des Straßenreibungskoeffizienten μ und eines zuvor geschätzten Werts des Schlupfwinkels β auf der Basis eines dynamischen Reifenmodells berechnet. Darin werden die oben berechnete Reifenquerkraft Yr, eine Winkelgeschwindigkeit (Gierrate r) um eine vertikale Achse herum, die durch den Schwerpunkt des Fahrzeugs herum hindurch geht, wie durch einen Gierratensensor erfasst, eine Ableitung r' der Gierrate r sowie eine von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit V in die unten gezeigte Gleichung eingesetzt, um eine Ableitung (Schlupfwinkelableitung β') des Schlupfwinkels β in Bezug auf die Zeit zu schätzen. β' = –2(Lf + Lr) Yr/mVLf + Ir'/mVLf – r – M/ mVLf (1)wobei Lf der Abstand vom Schwerpunkt des Fahrzeugs zur Vorderachse ist, Lr der Abstand vom Schwerpunkt des Fahrzeugs zur Hinterachse ist, Yr die Reifenquerkraft ist, r' die Gierratenableitung ist, m die Gesamtmasse des Fahrzeugs ist, I das Trägheitsgiermoment ist und M das Giermoment ist.
Ein geschätzter Wert der Schlupfwinkelableitung β' wird in Bezug auf die Zeit integriert, um einen gegenwärtigen Wert des Schlupfwinkels β zu schätzen. Unter Verwendung des gegenwärtig geschätzten Werts der Schlupfwinkelableitung β' wird eine Querbeschleunigung geschätzt. Ferner wird durch regressive Verwendung des gegenwärtig geschätzten Werts des Schlupfwinkels β ein nächster Wert der Reifenquerkraft Yr berechnet, und unter Verwendung dieses nächsten Werts der Reifenquerkraft Yr werden nächste Werte der Schlupfwinkelableitung β' und des Schlupfwinkels β geschätzt.
Wie oben erwähnt, erfolgt beim Schätzen des Straßenreibungskoeffizienten μ die Integration durch einen Integrator, der in einem PID-Regler vorgesehen ist, und die Schlupfwinkelabletung β' wird von einem anderen Integrator beim Schätzen des Schlupfwinkels β integriert. Somit werden die zwei Integratoren zur Schätzung des Straßenreibungskoeffizienten μ und des Schlupfwinkels verwendet.
Ein zu integrierendes Signal enthält ein Sensorsignal von einem Fahrzeug, sodass das Ergebnis der Integration Rauschen und Fehler enthält, die durch die Integration akkumuliert werden. Dementsprechend kann die Schätzgenauigkeit stark reduziert sein. Insbesondere werden die zwei Integratoren zum Schätzen des Straßenreibungskoeffizienten μ und des Schlupfwinkels so verwendet, wie oben erwähnt, und das Ergebnis der Integration, das beim Schätzen vom einen des Straßenreibungskoeffizienten μ und des Schlupfwinkels verwendet wird, wird für die Schätzung des anderen verwendet. Im Ergebnis ist zu berücksichtigen, dass weder der Schlupfwinkel β noch der Straßenreibungskoeffizient μ in mathematisch erfahrbare Werte konvergieren könnten.
Wenn der Schlupfwinkel β nicht genau geschätzt werden kann, kann der zu steuernde Bewegungszustand eines Fahrzeugs unter Verwendung des Schlupfwinkels nicht akkurat geregelt werden. Dementsprechend ist es wünschenswert, dass ein geschätzter Wert des Schlupfwinkels nicht zur Schätzung des Straßenreibungskoeffizienten μ verwendet wird, oder dass der Einfluss des geschätzten Werts des Schlupfwinkels unterdrückt werden soll, für den Fall, dass der geschätzte Wert benutzt wird.
In dem oben erwähnten herkömmlichen Fahrzeugschlupfwinkelschätzverfahren werden die Schlupfwinkelableitung β' und der Schlupfwinkel β unabhängig von Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet. Wie jedoch in Gleichung (1) gezeigt, ist die Fahrzeuggeschwindigkeit V in den Nennern der ersten, zweiten und vierten Terme enthalten, sodass dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt, die Nenner der ersten, zweiten und vierten Terme kleiner werden und daher der Kehrwert der Fahrzeuggeschwindigkeit V zunimmt. Ferner wird der erhöhte Kehrwert der Fahrzeuggeschwindigkeit V mit Sensorrauschen oder dergleichen multipliziert, was einen merklichen Einfluss dieses Sensorrauschens oder dergleichen hervorruft. Wenn somit die Fahrzeuggeschwindigkeit V qualitativ niedrig ist, bekommt die Schlupfwinkelableitung β einen starken Fehler. Dementsprechend enthält der Schlupfwinkel β als Integral der Schlupfwinkelableitung β' einen großen Fehler.
Ferner wird der gegenwärtig geschätzte Wert des Schlupfwinkels β durch regressive Verwendung des zuvor geschätzten Werts des Schlupfwinkels β, der einen großen Fehler enthält, berechnet, und die Querbeschleunigung wird durch regressive Verwendung des zuvor geschätzten Werts des Schlupfwinkelableitung β' geschätzt. Dementsprechend überlagern sich die Fehler, die in den gegenwärtig geschätzten Werten der Schlupfwinkelableitung β' und dem Schlupfwinkel β enthalten sind, sodass sie größer werden. Im Ergebnis werden die Vorzeichen der geschätzten Werte der Schlupfwinkelableitung β' und des Schlupfwinkels β bei einer Frequenz von 3 Hz oder darüber verändert, was bei einer gewöhnlichen Fahrzeugbewegung undenkbar ist, sodass die geschätzten Werte der Schlupfwinkelableitung β und des Schlupfwinkels β divergieren.
Die 20A, 20B und 20C sind Graphen, die die Divergenz des Schlupfwinkels β zeigen. In 20A repräsentiert die vertikale Achse die Fahrzeuggeschwindigkeit V, und die horizontale Achse repräsentiert die Zeit t. In 20B repräsentiert die vertikale Achse den Schlupfwinkel β und die horizontale Achse repräsentiert die Zeit t. In 20C repräsentiert die vertikale Achse die geschätzte Querbeschleunigung G_ye, und die die horizontale Achse repräsentiert die Zeit t. Wie in 20A gezeigt, nimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit zur Zeit t0 von Null aus zu und nimmt danach zur Zeit t3 auf Null ab.
Wie in den 20A und 20B gezeigt, gibt es ein Problem darin, dass sich das Vorzeichen des geschätzten Werts des Schlupfwinkels β bei einer Frequenz von 3 Hz oder darüber ändert, oder dass eine Divergenz während einer Dauer von der Zeit t0 bis zur Zeit t1 hervorgerufen wird, bei der die Fahrzeuggeschwindigkeit V bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V eine gewisse Geschwindigkeit erreicht, und während einer Dauer ab der Zeit t2, bei der die Fahrzeuggeschwindigkeit eine Geschwindigkeit bei abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V erreicht, bis zur Zeit t3. Wie ferner in 20C gezeigt, divergiert auch die geschätzte Querbeschleunigung G_ye, die mittels der Schlupfwinkelableitung β' berechnet ist.
Diese Divergenz tritt nicht nur bei dem in Gleichung (1) gezeigten Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzverfahren auf, sondern auch bei beliebigen anderen Verfahren zur Schätzung des Fahrzeugschlupfwinkels durch regressive Verwendung des zuvor geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels bei der Berechnung des gegenwärtig geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels auf der Basis eines dynamischen Fahrzeugmodells.
Der Bewegungszustand des Fahrzeugs wird durch Drehmomentregelung und elektromagnetischen Aktuatoren für die Vorder- und Hinterräder unter Verwendung des Schlupfwinkels β gesteuert. Dementsprechend bewirkt die Divergenz des Schlupfwinkels β starke Veränderungen im Steuerbefehl, resultierend in einer erhöhten Hilfsfrequenz der elektromagnetischen Aktuatoren und der Instabilität des Fahrzeugverhaltens. Daher kann der Bewegungszustand des Fahrzeugs nicht gut gesteuert/geregelt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Schätzverfahren für einen Straßenreibungskoeffizienten μ anzugeben, worin der Straßenreibungskoeffizient μ leicht berechnet werden kann und eine praktische Genauigkeit der Schätzung sichergestellt werden kann.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzverfahren anzugeben, das die Divergenz der geschätzten Werte der Fahrzeugschlupfwinkelableitung und des Fahrzeugschlupfwinkels verhindern kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schätzverfahren für einen Straßenreibungskoeffizienten μ angegeben, welches die Schritte umfasst: Erfassen eines Lenkwinkels durch einen Lenkwinkelsensor; Erfassen einer Querbeschleunigung durch einen Querbeschleunigungssensor; und Berechnen eines angenäherten Reibungskoeffizienten μ durch Bezugnahme auf eine Straßenreibungskoeffizienten-μ-Bestimmungstabelle, wo eine Mehrzahl von Bereichen, die jeweils aus Lenkwinkel und Querbeschleunigung zusammengesetzt sind, so definiert sind, dass sie jeweils einer Mehrzahl von Straßenreibungskoeffizienten μ i (i = 1 bis n, n ist eine ganze Zahl nicht kleiner als 2) entsprechen, auf der Basis einer Grenzlinie, die aus Untergrenzen der Querbeschleunigung über verschiedene Werte des Lenkwinkels hergeleitet ist, und durch Spezifizieren eines der Bereiche gemäß dem vom Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkel und der vom Querbeschleunigungssensor erfassten Querbeschleunigung, um hierdurch einen der Straßenreibungskoeffizienten μ i als den angenäherten Reibungskoeffizienten μ zu spezifizieren.
Der angenäherte Reibungskoeffizient μ, relativ nahe dem Straßenreibungskoeffizienten μ als einem Reibungskoeffizienten auf einer Straße, wo das Fahrzeug fährt, wird ohne die Verwendung eines geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels β berechnet. Dementsprechend wird es möglich, eine Reduktion der Schätzgenauigkeit wie im Falle der Schätzung des Schlupfwinkels und des Straßenreibungskoeffizienten μ mittels Integration zu verhindern. Ferner kann der Straßenreibungskoeffizient μ durch einfache Berechnung geschätzt werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält das Schätzverfahren ferner den Schritt: Feineinstellen des Straßenreibungskoeffizienten μ auf der Basis des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, sodass die Differenz zwischen einer geschätzten Querbeschleunigung und der vom Querbeschleunigungssensor erfassten Querbeschleunigung zu Null wird.
Das Ergebnis der Schätzung des Schlupfwinkels β wird lediglich zur Feineinstellung des Straßenreibungskoeffizienten μ bei der Schätzung des Straßenreibungskoeffzienten μ verwendet. Dementsprechend hat das Ergebnis der Schätzung des Schlupfwinkels β nur einen geringen Einfluss auf die Schätzung des Straßenreibungskoeffizienten μ, sodass die Schätzgenauigkeit eingehalten werden kann.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält der Schritt des Berechnens des angenäherten Reibungskoeffizienten μ den Schritt Filtern des vom Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkels und der vom Querbeschleunigungssensor erfassten Querbeschleunigung derart, dass die Verzögerungscharakteristik des Lenkwinkels von der Querbeschleunigung größer wird.
Der erfasste Lenkwinkel wird durch Filterung von der erfassten Querbeschleunigung verzögert, sodass die Verzögerungscharakteristik der Querbeschleunigung vom Lenkwinkel als inhärente Charakteristik eines Fahrzeugs aufgehoben werden kann. Dementsprechend kann eine Reduktion der Schätzgenauigkeit im Falle einer raschen Lenkbetätigung oder dergleichen unterdrückt werden.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält das Schätzverfahren ferner den Schritt: Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor; wobei die Straßenreibungskoeffizienten-μ-Bestimmungstabelle entweder eine Mehrzahl von Tabellen ist, die auf der Basis einer Mehrzahl von Fahrzeuggeschwindigkeiten vorbereitet sind und die selektiv gemäß der vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden, oder eine vorbestimmte Tabelle ist, die einen korrigierten Lenkwinkel verwendet, der durch Korrektur des vom Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkel mit einem Korrekturkoeffizienten entsprechend der vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten wird.
Das Straßenreibungskoeffizient-μ-Schätzverfahren der vorliegenden Erfindung enthält ferner den Schritt, eine Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zu erfassen. Für den Fall, dass mehrere Straßenreibungskoeffizienten-μ-Bestimmungstabellen, die auf der Basis einer Mehrzahl von Fahrzeuggeschwindigkeiten vorbereitet sind, selektiv gemäß der vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet werden, kann die Genauigkeit des angenäherten Reibungskoeffizienten μ durch Erhöhen der Anzahl von vorzubereitenden Tabellen verbessert werden. Andererseits kann für den Fall, dass die vorbestimmte Tabelle, die einen korrigierten Lenkwinkel verwendet, der durch Korrektur des vom Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkels mit einem Korrekturkoeffizienten gemäß der vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten wird, als die Straßenreibungskoeffizienten-μ-Bestimmungstabelle verwendet wird, die Tabelle leicht vorbereitet werden und kann angenäherte Reibungskoeffizienten μ akkurat berechnet werden.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält das Schätzverfahren ferner den Schritt: Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor; wobei der Schritt des Berechnens des angenäherten Reibungskoeffizienten μ den Schritt umfasst: Stoppen der Änderung des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, wenn die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit nicht größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Wenn die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit nicht größer als der vorbestimmte Wert ist, wird die Änderung des angenäherten Reibungskoeffizienten μ unterbrochen. Wenn zum Beispiel bei stehendem Fahrzeug das Lenkrad gedreht wird, bleibt die vom Querbeschleunigungssensor erfasste Querbeschleunigung Null. In diesem Fall wird die Schätzung des angenäherten Reibungskoeffizienten μ unterbrochen, um hierdurch zu vermeiden, dass der geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ auf einen Minimalwert abnimmt.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält der Schritt des Berechnens des angenäherten Reibungskoeffizienten μ den Schritt: Verringern des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, wenn der angenäherte Reibungskoeffizient μ für mehr als eine vorbestimmte Zeit in dem Bereich verbleibt, wo er kleiner als ein gegenwärtiger geschätzter Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ ist.
Wenn der angenäherte Reibungskoeffizient μ, der gemäß dem mit dem Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkel und dem vom Querbeschleunigungssensor erfassten Querbeschleunigung geschätzt wird, länger als die vorbestimmte Zeit in dem Bereich verbleibt, wo er kleiner ist als der gegenwärtig geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, wird der angenäherte Reibungskoeffizient μ so gesetzt, dass er abnimmt. Dementsprechend können Einflüsse von Sensorrauschen und des Fahrzustands vermieden werden, um hierdurch eine akkurate Schätzung des angenäherten Reibungskoeffizienten μ zu erlauben.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Straßenreibungskoeffizienten μ i (i = 1 bis n) mit einer vorbestimmten Stufe definiert, die zwischen beliebige benachbarte der Straßenreibungskoeffizienten μ i gelegt ist; und wobei der Absolutwert jeder Ober- und Untergrenze eines Feineinstellwerts, der in dem Schritt der Feineinstellung des Straßenreibungskoeffizienten μ verwendet wird, gleich oder größer als die vorbestimmte Stufe ist.
Die Mehrzahl von Straßenreibungskoeffizienten μ i (i = 1 bis n) werden mit einer vorbestimmten Stufe definiert, die zwischen jeweils benachbarten der Straßenreibungskoeffizienten μi gesetzt ist, und der Absolutwert jeder der Ober- und Untergrenzen des Feineinstellwerts, der in dem Reibungskoeffizienten μ-Feineinstellschritt verwendet wird, ist gleich oder größer als die vorbestimmte Stufe. Dementsprechend ist die Reichweite des Feineinstellwerts verringert, um hierdurch die Schätzgenauigkeit des Straßenreibungskoeffizienten μ zu verbessern.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält der Schritt der Feineinstellung des Straßenreibungskoeffizienten μ den Schritt: Durchführen der Feineinstellung des Straßenreibungskoeffizienten μ, wenn die vom Querbeschleunigungssensor erfasste Querbeschleunigung größer als ein gegenwärtiger geschätzter Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, multipliziert mit einem konstanten Wert, ist.
Wenn die vom Querbeschleunigungssensor erfasste Querbeschleunigung größer als der gegenwärtige geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ ist, multipliziert mit dem konstanten Wert, wird die Feineinstellung des Straßenreibungskoeffizienten μ gestoppt, sodass eine Abnahme der Schätzgenauigkeit verhindert werden kann. Wenn die erfasste Querbeschleunigung größer als der gegenwärtige geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, multipliziert mit dem konstanten Wert, ist, ist der Einfluss der Reifen-Nicht-Linearität groß, und die Feineinstellung des Straßenreibungskoeffizienten μ wird effizient durchgeführt.
Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält der Schritt der Feineinstellung des Straßenreibungskoeffizienten μ die Schritte: Bestimmen, ob sich der gegenwärtige geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ verändert hat, und Rücksetzen des Feineinstellungwerts auf Null, wenn sich der gegenwärtige geschätzte Wert verändert hat.
Wenn sich der gegenwärtige geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ verändert hat, wird der Feineinstellwert auf Null gesetzt. Dementsprechend kann die Schätzgenauigkeit im Falle von Schwankungen des angenäherten Reibungskoeffizienten μ verbessert werden.
Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält der Schritt der Feineinstellung des Straßenreibungskoeffizienten μ den Schritt: Stoppen der Feineinstellung des Straßenreibungskoeffizienten μ, wenn Gegenlenken erfasst worden ist.
Wenn Gegenlenken erfasst worden ist, wird die Feineinstellung des Straßenreibungskoeffizienten μ gestoppt, weil die Genauigkeit der geschätzten Querbeschleunigung beim Erfassen des Gegenlenkens stark reduziert wird und die Feineinstellung des Straßenreibungskoeffizienten μ nicht erwartet werden kann. Daher kann, durch Stoppen der Feineinstellung in diesem Fall, eine Reduktion der Schätzgenauigkeit verhindert werden.
Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält der Schritt der Berechnung des angenäherten Reibungskoeffizienten μ die Schritte: Erfassen eines Geradeausfahrzustands und Vergrößern des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, wenn der Geradeausfahrzustand für länger als eine vorbestimmte Zeit erfasst worden ist.
Wenn der Geradeausfahrzustand für länger als die vorbestimmte Zeit erfasst worden ist, wird der angenäherte Reibungskoeffizient μ so gesetzt, dass er größer wird. Dementsprechend lässt sich verhindern, dass der geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ zu klein werden könnte, um hierdurch eine Reduktion der Schätzgenauigkeit des angenäherten Reibungskoeffizienten μ zu verhindern.
Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält der Schritt der Berechnung des angenäherten Reibungskoeffizienten μ den Schritt: Vergrößern des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, wenn die vom Querbeschleunigungssensor erfasste Querbeschleunigung größer als ein gegenwärtiger geschätzter Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ ist.
Wenn die vom Querbeschleunigungssensor erfasste Querbeschleunigung größer als der gegenwärtige geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ wird, wird der angenäherte Reibungskoeffizient u so gesetzt, dass er größer wird, weil es gewöhnlich keine Möglichkeit gibt, dass eine Querbeschleunigung erzeugt wird, die größer ist als der Straßenreibungskoeffizent μ. Dementsprechend ist es auch in diesem Fall möglich zu verhindern, dass der geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ zu klein werden könnte.
Gemäß einen dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugschlupfwinkelschätzverfahren zum Schätzen eines Fahrzeugschlupfwinkels angegeben, der definiert ist als ein Winkel, der zwischen einer Fahrtrichtung eines Fahrzeugs und einer Längsachse des Fahrzeugs gebildet ist, durch regressive Verwendung eines vorherigen geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels beim Berechnen eines gegenwärtigen geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels auf der Basis eines dynamischen Fahrzeugmodells, das unter Verwendung eines Straßenreibungskoeffizienten μ berechnet wird, wobei das Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzverfahren die Schritte umfasst: Erfassen eines Lenkwinkels durch einen Lenkwinkelsensor; Erfassen einer Querbeschleunigung durch einen Querbeschleunigungssensor; Berechnen eines angenäherten Reibungskoeffizienten μ des Straßenreibungskoeffizienten μ durch Bezugnahme auf eine Straßenreibungskoeffizienten-μ-Bestimmungstabelle, wo eine Mehrzahl von Bereichen, die jeweils aus Lenkwinkel und Querbeschleunigung zusammengesetzt sind, so definiert sind, dass sie jeweils einer Mehrzahl von Straßenreibungskoeffizienten μ i (i = 1 bis n, n ist eine ganze Zahl nicht kleiner als 2) entsprechen, auf der Basis einer Grenzlinie, die aus Untergrenzen der Querbeschleunigung über verschiedene Werte des Lenkwinkels hergeleitet ist, und durch Spezifizieren eines der Bereiche gemäß dem vom Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkel und der vom Querbeschleunigungssensor erfassten Querbeschleunigung, um hierdurch einen der Straßenreibungskoeffizienten μ i als den angenäherten Reibungskoeffizienten μ zu spezifizieren; Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs; Bestimmen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich einer vorbestimmten Geschwindigkeit ist oder nicht; und zwangsweises Rücksetzen des gegenwärtigen geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels auf Null, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit ist, um hierdurch die Divergenz des gegenwärtigen geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels zu verhindern.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit ist, wird der gegenwärtige geschätzte Wert des Fahrzeugschlupfwinkels zwangsweise auf Null rückgesetzt. Dementsprechend kann die Divergenz des gegenwärtig geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels verhindert werden, um hierdurch die Divergenz einer geregelten Größe in einem Bewegungszustand des Fahrzeugs unter Verwendung des gegenwärtigen geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels zu verhindern.
Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzverfahren zum Schätzen eines Fahrzeugschlupfwinkels angegeben, der definiert ist als ein Winkel, der zwischen einer Fahrtrichtung eines Fahrzeugs und einer Längsachse des Fahrzeugs gebildet ist, durch regressive Verwendung eines vorherigen geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels beim Berechnen eines gegenwärtigen geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels auf der Basis eines dynamischen Fahrzeugmodells, das unter Verwendung eines Straßenreibungskoeffizienten μ berechnet wird, wobei das Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzverfahren die Schritte umfasst: Erfassen eines Lenkwinkels durch einen Lenkwinkelsensor; Erfassen einer Querbeschleunigung durch einen Querbeschleunigungssensor; Berechnen eines angenäherten Reibungskoeffizienten μ des Straßenreibungskoeffizienten μ durch Bezug auf eine Straßenreibungskoeffizienten-μ-Bestimmungstabelle, wo eine Mehrzahl von Bereichen, die jeweils aus Lenkwinkel und Querbeschleunigung zusammengesetzt sind, so definiert sind, dass sie jeweils einer Mehrzahl von Straßenreibungskoeffizienten μ i (i = 1 bis n, n ist eine ganze Zahl nicht kleiner als 2) entsprechen, auf der Basis einer Grenzlinie, die aus Untergrenzen der Querbeschleunigung über verschiedene Werte des Lenkwinkels hergeleitet ist, und durch Spezifizieren eines der Bereiche gemäß dem von dem Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkel und der vom Querbeschleunigungssensor erfassten Querbeschleunigung, um hierdurch einen der Straßenreibungskoeffizienten μ i als den angenäherten Reibungskoeffizienten μ zu spezifizieren; Schätzen einer Fahrzeugschlupfwinkelableitung auf der Basis des dynamischen Fahrzeugmodells; Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs; Bestimmen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich einer vorbestimmten Geschwindigkeit ist oder nicht; zwangsweises Rücksetzen des gegenwärtigen geschätzten Werts der Fahrzeugschlupfwinkelableitung auf Null, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit ist, um hierdurch die Divergenz des gegenwärtigen geschätzten Werts der Fahrzeugschlupfwinkelableitung zu verhindern; und Integrieren des gegenwärtigen geschätzten Werts der Fahrzeugschlupfwinkelableitung in Bezug auf die Zeit, um hierdurch den gegenwärtigen geschätzten Wert des Fahrzeugschlupfwinkels zu erhalten, sodass dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit ist, der gegenwärtige geschätzte Wert des Fahrzeugschlupfwinkels zu Null wird, wohingegen dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist, der gegenwärtige geschätzte Wert des Fahrzeugschlupfwinkels ein Integral des gegenwärtigen geschätzten Werts der Fahrzeugschlupfwinkelableitung wird.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit ist, wird der gegenwärtig geschätzte Wert der Fahrzeugschlupfwinkelableitung zwangsweise auf Null zurückgesetzt, und der gegenwärtige Wert des Fahrzeugschlupfwinkels wird auf Null geschätzt, wohingegen dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist, der gegenwärtig geschätzte Wert der Fahrzeugschlupfwinkelableitung in Bezug auf die Zeit integriert wird, und das resultierende Integral als der gegenwärtige Wert des Fahrzeugschlupfwinkels geschätzt wird. Dementsprechend kann die Divergenz der gegenwärtig geschätzten Werte der Fahrzeugschlupfwinkelableitung und des Fahrzeugschlupfwinkels verhindert werden, um hierdurch die Divergenz einer geregelten Größe beim Bewegungszustand des Fahrzeugs unter Verwendung des gegenwärtig geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels zu verhindern.
Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält der Schritt des Schätzens der Fahrzeugschlupfwinkelableitung die Schritte: Schätzen einer Querbeschleunigung unter Verwendung eines vorherigen geschätzten Werts der Fahrzeugschlupfwinkelableitung; Schätzen eines Reibungskoeffizienten auf einer Straße dort, wo das Fahrzeug fährt, sodass die Differenz zwischen einem oben erhaltenen geschätzten Wert der Querbeschleunigung und einem durch einen Querbeschleunigungssensor erfassten Ist-Wert der Querbeschleunigung zu Null wird; Berechnen einer Seitenkraft, die in seitlicher Richtung des Fahrzeugs auf ein Hinterrad wirkt, auf der Basis des dynamischen Fahrzeugmodells unter Verwendung eines oben erhaltenen geschätzten Werts des Reibungskoeffizienten und des vorherigen geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels; und Berechnen des gegenwärtigen geschätzten Werts der Fahrzeugschlupfwinkelableitung gemäß der Seitenkraft, der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Gierrate.
Die gegenwärtige Querbeschleunigung wird durch regressive Verwendung des zuvor geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels und durch Verwendung des zuvor geschätzten Wertes der Fahrzeugschlupfwinkelableitung geschätzt, und der gegenwärtig geschätzte Wert der Fahrzeugschlupfwinkelableitung wird unter Verwendung des gegenwärtig geschätzten Werts der oben erhaltenen Querbeschleunigung errechnet. Dementsprechend kann die Divergenz des Fahrzeugschlupfwinkels effizient verhindert werden.
Die obigen und andere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung sowie die Art von deren Realisierung wird näher ersichtlich, während die Erfindung selbst aus einem sorgfältigen Studium der Beschreibung und der beigefügten Ansprüche in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die einige bevorzugte Ausführungen der Erfindung zeigen, am besten verständlich wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Kraftübertragungssystem für ein vierradgetriebenes Fahrzeug zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm, das sich auf die Steuerung eines Bewegungszustands des Fahrzeugs bezieht;
3 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Fahrzeugschlupfwinkelschätzvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
4 ist ein Blockdiagramm eines in 3 gezeigten angenäherten Reibungskoeffizienten-μ-Schätzabschnitts;
5 ist ein Graph, der eine in 4 gezeigte Korrekturtabelle zeigt;
6 ist ein Blockdiagramm, das eine in 4 gezeigtes Verzögerungskorrekturmittel zeigt;
7 ist ein Graph, der eine in 4 gezeigte Annäherungs-Reibungskoeffzienten-μ-Bestimmungstabelle zeigt;
8 ist ein Blockdiagramm eines in 3 gezeigten Reibungskoeffizenten-μ-Feineinstellungsabschnitts;
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Angenäherter-Reibungskoeffizient-Schätzverfahren zeigt;
10 ist ein Flussdiagramm, das eine Angenäherter-Reibungskoeffizienten-μ-Änderungs-Stoppsteuerung zeigt;
11 ist ein Flussdiagramm, das eine Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Abnahmesteuerung zeigt;
12 ist ein Graph, der die Angenäherter-Reibungskoeffizent-μ-Abnahmesteuerung in Bezug auf Fahrdaten zeigt;
13 ist ein Flussdiagramm, das die Angenäherter-Reibungskoeffizent-Zunahmesteuerung zeigt;
14 ist ein Flussdiagramm, das ein Reibungskoeffizienten-μ-Feineinstellverfahren zeigt;
15 ist ein Flussdiagramm, das ein Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzverfahren gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
16 ist ein Flussdiagramm, das ein Fahrzeugschlupfwinkel-Ableitungsdivergenz-Verhinderungsverfahren zeigt, das auf das in 15 gezeigte Verfahren anwendbar ist;
17 ist ein Flussdiagramm, das ein Fahrzeugschlupfwinkel-Divergenzverhinderungsverfahren zeigt, das auf das in 15 gezeigte Verfahren anwendbar ist;
18 ist ein Blockdiagramm, das eine Modifikation des in 4 gezeigten Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Schätzabschnitts zeigt;
19 ist ein schematische Darstellung von in 18 gezeigten Angenaherter-Reibungskoeffizient-μ-Bestimmungstabellen;
20A bis 20C sind Graphen, die die Divergenz eines Schlupfwinkels zeigen.
DETAILLIERTE EBSCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm eines Kraftübertragungssystems für ein vierradgetriebenes Fahrzeug basierend auf einem Fahrzeug mit Frontmotor und Frontantrieb (FF), auf das das Fahrzeugschlupfwinkelschätzverfahren der vorliegenden Erfindung anwendbar ist. Wie in 1 gezeigt, enthält das Kraftübertragungssystem hauptsächlich eine vordere Differentialvorrichtung 6, auf die die Kraft eines am Frontabschnitt des Fahrzeugs angeordneten Motors 2 von einer Ausgangswelle 4a eines Getriebes 4 übertragen wird, eine Drehzahlerhöhungsvorrichtung (Gangänderungsvorrichtung) 10, zu der die Kraft von der vorderen Differentialvorrichtung 6 durch eine Kardanwelle 8 übertragen wird, welche sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt; sowie eine hintere Differentialvorrichtung 12, auf die die Kraft von der Drehzahlerhöhungsvorrichtung 10 übertragen wird.
Die vordere Differentialvorrichtung 6 hat eine in der Technik gut bekannte Struktur, und die Kraft von der Ausgangswelle 4a des Getriebes 4 wird durch eine Vielzahl von Zahnrädern 14 und Ausgangswellen 16, 18 in einem Differentialgehäuse 16a auf linke und rechte Vorderradantriebswellen 20, 22 übertragen, um hierdurch die linken und rechten Vorderräder 29_FL und 29_FR anzutreiben. Eine Drehmomentregelung für die Vorderräder 29_FN und 29_FR erfolgt zum Beispiel durch elektromagnetische Aktuatoren.
Die hintere Differentialvorrichtung 12 enthält ein Paar von Planetenradsätzen sowie ein Paar von elektromagnetischen Aktuatoren zum Regeln des Eingriffs von Mehrscheibenbremsmechanismen (Mehrscheibenkupplungsmechanismen). Die elektromagnetischen Aktuatoren in der hinteren Differentialvorrichtung 12 werden angesteuert, um die Kraft auf linke und rechte Hinterradantriebswellen 24, 26 zu übertragen, um hierdurch die linken und rechten Hinterräder 29_RL und 29_RL anzutreiben.
Ein Mehrzahl von Raddrehzahlsensoren 30 sind für die Vorderräder 29_FL und 29_FR und die Hinterräder 29_RL und 29_RR jeweils vorgesehen, um die Drehzahlen dieser Räder zu erfassen. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22 ist vorgesehen, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit V mit den von den Raddrehzahlsensoren 30 erfassten Raddrehzahl zu erfassen, und ein elektrisches Signal ausgegeben, zum Beispiel einen Spannungspegel, der der Fahrzeuggeschwindigkeit V entspricht.
Ein Querbeschleunigungssensor 33 ist vorgesehen, um eine Querbeschleunigung Gy zu erfassen, als ein auf das Fahrzug in dessen Querrichtung einwirkende Beschleunigung, und um ein elektrisches Signal auszugeben, zum Beispiel ein Spannungssignal, das der Höhe der erfassten Querbeschleunigung entspricht. Ein Gierratensensor 34 wie etwa ein piezoelektrisches Element und ein Gyrosensor ist vorgesehen, um eine Gierrate r zu erfassen oder eine Änderung im Neigungswinkel des Fahrzeugs im Bezug auf dessen Längsrichtung in einer horizontalen Ebene oder um eine vertikale Achse herum, und um ein elektrisches Signal auszugeben, zum Beispiel eine Spannung, das der Höhe der Gierrate r entspricht.
Ein Gierratenableitungsberechnungsabschnitt 36 ist vorgesehen, um die von dem Gierratensensor 33 ausgegebene Gierrate r in Bezug auf die Zeit zu differenzieren, um hierdurch einen Gierratenableitung r' zu berechnen. Eine Motor-ECU 44 ist vorgesehen, um zum Beispiel gemäß der Drehzahl des Motors 2 ein Antriebsdrehmoment zu berechnen. Ein Lenkwinkelsensor 38 enthält einen Drehcodierer, der zum Beispiel an einer Lenkwelle vorgesehen ist, und gibt ein elektrisches Signal, das in der Richtung und der Höhe eines von Fahrer eingegebenen Lenkwinkels aus, zum Beispiel ein Spannungssignal, das ein Vorzeichen und einen Pegel angibt.
Eine Gegenlenkerfassungsvorrichtung 40 ist vorgesehen, um Gegenlenken zu erfassen, sodass die Querbeschleunigung entgegen der Richtung zum Lenkwinkel ist, und ein Gegenlenk-Flag CS auszugeben, welches anzeigt, ob das Gegenlenken erfolgt oder nicht. Wenn zum Beispiel die vom Querbeschleunigungssensor 33 erfasste Querbeschleunigung und der vom Lenkwinkelsensor 38 erfasste Lenkwinkel einander entgegengesetzte Richtungen haben, das heißt, deren Vorzeichen einander entgegengesetzt ist, wird der Ein-Zustand des Gegenlenkens bestimmt, und es wird das Gegenlenk-Flag zuerst ausgegeben.
2 ist ein Blockdiagramm eines Systems in Bezug auf die Steuerung/Regelung eines Bewegungszustands des Fahrzeugs. Eine Fahrzeugwinkelschlupfwinkel-Schätzvorrichtung 42 ist vorgesehen, um ein Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzverfahren durchzuführen, zum Schätzen eines gegenwärtigen Werts des Fahrzeugschlupfwinkels durch Schätzung eines Straßenreibungskoeffizienten μ und durch regressives Verwenden eines geschätzten Werts des Straßenreibungskoeffizienten μ und eines vorherigen geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels bei der Berechnung des gegenwärtig geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels auf der Basis eines dynamischen Fahrzeugmodells.
In dieser bevorzugten Ausführung führt, wie nachfolgend beschrieben wird, die Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzvorrichtung 42 ein Straßenreibungskoeffizienten-μ-Schätzverfahren aus, sodass die Differenz zwischen einer vom Querbeschleunigungssensor 33 erfassten Querbeschleunigung Gy und einer geschätzten Querbeschleunigung Gye zu Null wird, wobei Gye gemäß der vom Gierratensensor 34 erfassten Gierrate r der von dem Gierratenberechnungsabschnitt 36 berechneten Gierratenableitung r' und der vom Fahrgeschwindigkeitssensor 32 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit V geschätzt wird. Dann schätzt die Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzvorrichtung 42 einen gegenwärtigen Schlupfwinkel β durch regressive Verwendung eines geschätzten Werts des wie oben erhaltenen Straßenreibungskoeffizienten μ eines zuvor geschätzten Werts des Schlupfwinkels β auf der Basis eines dynamischen Reifenmodells.
Die Motor-ECU 44 berechnet ein Antriebsdrehmoment, zum Beispiel gemäß der Drehzahl des Motors 2. Es ist eine Soll-Drehmomentverteilungs-Setzvorrichtung 46 vorgesehen, um Sollwerte für das auf die rechten und linken Vorderräder 29_FR und 29_FL und der rechten und linken Hinterräder 29_RR und 29_RL zu verteilende Drehmoment gemäß den von der Schlupfwinkelschätzvorrichtung 42 gezeigten geschätzten Schlupfwinkel β, der vom Gierratensensor 34 erfassten Gierrate r, der vom Querbeschleunigungssensor 33 erfassten Querbeschleunigung Gy, der vom Fahrgeschwindigkeitssensor 32 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit V, dem von der Gegenlenkerfassungsvorrichtung 40 ausgegebenen Gegenlenkflag CS und dem in der Motor-ECU 44 berechneten Antriebsdrehmoment zu setzen, und um dann die auf die Räder 29_FR , 29_FL , 29_RR und 29_RL zu verteilenden Soll-Drehmomentwerte an eine Soll-Drehmomentverteilung-Setzvorrichtung 48 auszugeben.
Die Soll-Drehmomentverteilung-Steuerungsvorrichtung 48 steuert/regelt Ströme, die den elektromagnetischen Aktuatoren zuzuführen sind, die jeweils für die Räder 29_FR , 29_FL , 29_RR , 29_RL vorgesehen sind, gemäß den Soll-Drehmomentwerten, die von der Soll-Drehmomentverteilung-Setzvorrichtung 46 ausgegeben werden.
3 ist ein Blockdiagramm der Schlupfwinkel-Schätzvorrichtung 42. Die Schlupfwinkel-Schätzvorrichtung 42 enthält einen Querbeschleunigungs-Schätzabschnitt 60, einen Subtrahierer 62, einen Angenäherter-Reibungskoeffzizient-μ-Schätzabschnitt 64, einen Reibungskoeffizienten-Feineinstellabschnitt 66, einen Addierer 68, einen Reifenquerkraftberechnungsabschnitt 70, einen Schupfwinkelableitungs-Berechnungsabschnitt 72, einen Schlupfwinkelableitungsdivergenz-Verhinderungsabschnitt 74, einen Integrator 76, eine Schlupfwinkeldivergenz-Verhinderungsabschnitt 78 sowie einen Schlupfwinkel-β-Speicherabschnitt 79.
Der Querbeschleunigung-Schätzabschnitt 60 berechnet eine geschätzte Querbeschleunigung Gye des Fahrzeugs, indem er eine vom Schlupfwinkelableitungsdivergenz-Verhinderungsabschnitt 74 eingegebene Schlupfwinkelableitung β', die von Fahrgeschwindigkeitssensor 32 eingegebene Fahrzeuggeschwindigkeit V sowie die vom Gierratensensor 34 eingegebene Gierrate r auf Gleichung 2 anwendet, und die geschätzte Querbeschleunigung Gye an den Subtrahierer 63 ausgibt. Gye = V(r + β') (2)
Der Subtrahierer 62 subtrahiert die vom Querbeschleunigungs-Schätzabschnitt 60 eingegebene geschätzte Querbeschleunigung Gye von der vom Querbeschleunigungssensor 33 eingegebenen Querbeschleunigung Gy und gibt das Ergebnis dieser Subtraktion an den Reibungskoeffizienten-μ-Feineinstellabschnitt 66 aus.
Das Straßenreibungskoeffizienten-μ-Schätzverfahren gemäß dieser bevorzugten Ausführung enthält nicht den Schritt der Durchführung eines PID-Prozess gemäß eines Anfangswert des Straßenreibungskoeffizienten μ, um hierdurch den Straßenreibungskoeffizienten μ zu schätzen, sondern enthält die Schritte, einen angenäherten Reibungskoeffizienten μ aus einer nachfolgend beschriebenen Angenäherten-Reibungskoeffizienten-μ-Bestimmungstabelle 86 zu berechnen, und dann den Straßenreibungskoeffizienten μ auf der Basis des obigen angenäherten Reibungskoeffizienten u durch den Reibungskoeffizienten-μ-Feineinstellabschnitt 66 feineinzustellen.
4 ist ein Blockdiagramm des in 3 gezeigten Angenäherter-Rebungskoeffizient-μ-Schätzabschnitts 64. Der Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Schätzabschnitt 64 enthält einen Multiplizierer 80, eine Korrekturtabelle 82, ein Verzögerungskorrekturmittel 84, ein Absolutwertmittel 85, eine Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Bestimmungstabelle 86, einen Timer 88, eine Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Anfangswert-Setzmittel 90, ein Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Änderungsstopp-Steuermittel 91, ein Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Abnahmesteuerungsmittel 92, ein Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Erhöhungssteuerungsmittel 94 sowie ein Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Speichermittel 96.
Der Multiplizierer 80 ist vorgesehen, um den vom Lenkwinkelsensor 38 erfassten Lenkwinkel durch Erhalt eines Korrekturkoeffizienten gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit in Bezug auf die Korrekturtabelle 82 zu korrigieren und den Lenkwinkel mit diesem Korrekturwinkel zu multiplizieren. Der Grund für diese Korrektur des Lenkwinkels ist, dass die vom Querbeschleunigungssensor 33 erfasste Querbeschleunigung mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit V zunimmt, selbst wenn der Lenkwinkel fest ist, und dass die Abhängigkeit der Querbeschleunigung von der Fahrzeuggeschwindigkeit V daher aufgehoben werden muss. Zum Beispiel ist der Korrekturkoeffizient definiert als das Verhältnis eines Lenkwinkels θ_V bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit V zum Lenkwinkel θ_REF bei einer Differenzfahrzeuggeschwindigkeit θ_REF, wobei eine Querbeschleunigung G_V bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit V fest ist.
5 ist ein Graph, der die Korrekturtabelle 82 zeigt. In 5 repräsentiert die horizontale Achse die Fahrzeuggeschwindigkeit, und die vertikale Achse repräsentiert den Korrekturkoeffizienten. Wie in 5 gezeigt, wird der der Fahrzeuggeschwindigkeit V_REF entsprechende Korrekturkoeffizient auf 1 gesetzt, und verschiedene andere Werte für den Korrekturkoeffizienten entsprechend verschiedenen anderen Werten für die Fahrzeuggeschwindigkeit sind in der Korrekturtabelle 82 gespeichert. Der Korrekturkoeffizient ist eine monoton ansteigende Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit, weil die Querbeschleunigung mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, selbst wenn der Lenkwinkel fest ist.
Das Verzögerungskorrekturmittel 84 ist vorgesehen, um zu bewirken, dass die vom Querbeschleunigungssensor 33 erfasste Querbeschleunigung dem vom Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkel folgt, um hierdurch die Verzögerungscharakteristik zwischen dem Lenkwinkel und der Querbeschleunigung aufzuheben. Das heißt, der Grund für das Vorsehen des Verzögerungskorrekturmittel 84 ist der, dass das Verhalten des Fahrzeugs gewöhnlich von der Lenkbetätigung des Fahrers selbst bei maximalem Straßenreibungskoeffizienten μ verzögert ist, und dass es daher notwendig ist, die Verzögerung der vom Querbeschleunigungssensor 33 erfassten Querbeschleunigung in Antwort auf den vom Lenkwinkelsensor 38 erfassten Lenkwinkel, im Falle einer raschen Lenkbetätigung, aufzuheben.
Dementsprechend wird, im Vergleich zu dem Fall, dass das Fahrzeugverhalten keiner Verzögerung unterliegt, die vom Querbeschleunigungssensor 33 erfasste Querbeschleunigung im Falle einer raschen Lenkbetätigung auf den gleichen Lenkwinkel reduziert. Im Ergebnis lässt sich verhindern, dass der angenäherte Reibungskoeffizient μ, der mittels der Beziehung zwischen der Querbeschleunigung und dem Lenkwinkel erhalten wird, zu klein werden könnte.
6 ist ein Blockdiagramm, das eine bevorzugte Ausführung des in 4 gezeigten Verzögerungskorrekturmittels 84 zeigt. Das Verzögerungskorrekturmittel 84 erhält Tiefpassfilter 100#1 und 100#2. Der Tiefpassfilter 100#1 ist vorgesehen, um die Ausgabe von dem Lenkwinkelsensor 38 zu verzögern, und der Tiefpassfilter 100#2 ist vorgesehen, um die Ausgabe von dem Querbeschleunigungssensor 33 zu verzögern.
Gewöhnlich gibt es eine Verzögerungscharakteristik derart, dass die Ausgabe von dem Querbeschleunigungssensor 33 von der Ausgabe des Lenkwinkelsensors 38 verzögert ist. Dementsprechend wird die Verzögerungszeit des Tiefpassfilters 100#1 länger gesetzt als die Verzögerungszeit des Tiefpassfilters 100#2. Ferner ist die Sperrfrequenz des Tiefpassfilters 100#1 niedriger als die Sperrfrequenz des Tiefpassfilters 100#2, um die Verzögerung der Querbeschleunigung in Antwort auf den Lenkwinkel aufzuheben. Als Modifikation können die Tiefpassfilter 100#1 und 100#2 durch beliebige andere Verzögerungselemente ersetzt werden. Das Absolutwertmittel 85 erzeugt Absolutwerte der Querbeschleunigung und des Lenkwinkels, die von den Verzögerungskorrekturmittel 84 eingegeben werden.
Im Falle der Eintragung der Absolutwerte von Fahrdaten in einen ersten Quadranten (positive Werte für den Lenkwinkel und die Querbeschleunigung), wobei die horizontale und die vertikale Achse Lenkwinkel bzw. die Querbeschleunigung repräsentieren, erhält man eine Grenzlinie zwischen unterschiedlichen Straßenreibungskoeffizienten μ aus den Untergrenzen der Querbeschleunigung über verschiedene Werte des Lenkwinkels hinweg. Diese Grenzlinie ist für jeden Straßenreibungskoeffizienten μ eindeutig und verschiebt sich nach oben mit zunehmendem Wert des Straßenreibungskoeffizienten μ.
Die Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Bestimmungstabelle 86 ist eine Tabelle, wo eine Mehrzahl von Bereichen A1 bis An (n ist eine ganze Zahl von nicht kleiner als 2), jeweils aus Lenkwinkel und Querbeschleunigung zusammengesetzt sind, so definiert sind, dass sie jeweils einer Mehrzahl von Straßenreibungskoeffizienten μi entsprechen (i = 1 bin n, n ist eine ganze Zahl von nicht kleiner als 2, μi > μ (i + 1) und μi – μ (i + 1) = S, wobei i = 1 bis n – 1 und S eine konstante Stufe), bei einer Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit V_REF, worin die oben erwähnte Grenzlinie zwischen μi und μ (i + 1) gebildet ist.
7 ist ein Graph, der ein Beispiel der Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Bestimmungstabelle 86 zeigt. In diesem Beispiel ist die Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Bestimmungstabelle 86 eine Tabelle, wo eine Mehrzahl von Bereichen A1 bis A5 wie unterschiedlich schraffiert definiert sind, sodass sie jeweils einer Mehrzahl von Straßenreibungskoeffizienten μ1 bis μ5 entsprechen. Ferner μ1 > μ2 > μ3 > μ4 > μ5, und die konstante Stufe S ist ausgedrückt als S = μi – μ (i + 1) (i = 1 bis 4).
In den Bereichen A1 bis A5 ist die Grenzlinie zwischen den Bereichen Ai und A (i + 1) (i = 1 bis 4) gleich der oben erwähnten Grenzlinie zwischen μ (i + 1). Dementsprechend fehlt in einem Bereich Aj (j > 1) die Kombination des Lenkwinkels und der Querbeschleunigung in Bezug auf den Straßenreibungskoeffizienten μ (μi ≤ μ), und es wird geschätzt, dass der Straßenreibungskoeffizient μ im Bereich Aj (j > i) kleiner ist als μi. In anderen Worten, es wird geschätzt, dass der Straßenreibungskoeffizient μ in dem Bereich A (i + 1) kleiner oder gleich μi ist.
Zum Beispiel wird für den Fall, dass μ1 = 1,0, μ2 = 0,8, μ3 = 0,6, μ4 = 0,4, μ5 = 0,2 und S = 0,2, geschätzt, dass in dem Bereich A2 μ ≤ 0,8, in dem Bereich A3 μ ≤ 0,8, in dem Bereich A4 μ ≤ 0,6 und in dem Bereich A5 μ ≤ 0,4 ist. Somit wird geschätzt, dass der Straßenreibungskoeffizient in dem Bereich Ai (i = 2 bis 5) im Bereich vom μ ≤ μ1 + 0,2 liegt.
In dem Bereich Ai (i = 1 bis 4) kann ein Straßenreibungskoeffizient μ, der kleiner ist als (μ1 – S) in der Relation zwischen dem Lenkwinkel und der Querbeschleunigung enthalten sein. Wie nachfolgend beschrieben wird, hat der Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert zur Berechnung durch den Reibungskoeffizienten-μ-Feineinstellabschnitt 66 eine Obergrenze von S und eine Untergrenze von -A, um hierdurch die Schätzgenauigkeit zu verbessern. Dementsprechend wird die Untergrenze des Schätzbereichs des Straßenreibungskoeffizienten μ im Bereich Ai (i = 1 bis 4) auf (μi – S) gesetzt. Der Straßenreibungskoeffizient μ, der kleiner ist als μi – S, enthalten im Bereich Ai, wird in dem Bereich Aj (j > i) vermutet. Der Schätzbereich des Straßenreibungskoeffizienten μ im Bereich Ai (i = 2 bis 5) wird ausgedrückt als μi – S ≤ μ ≤ μi + S.
Der in 4 gezeigte Timer 88 ist vorgesehen, um zu bestimmen, ob der angenäherte Reibungskoeffizient für länger als eine vorbestimmte Zeit in dem Bereich verbleibt oder nicht, wo er kleiner ist als der gegenwärtige geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, oder um zu bestimmen, ob der Geradeaus-Fahrzustand für länger als eine vorbestimmte Zeit erfasst wird oder nicht. Der Grund für das Vorsehen des Timers 88 ist es, eine unrichtige Bestimmung aufgrund eines Sensorfehlers zu verhindern.
Das Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Anfangswertsetzmittel 50 ist vorgesehen, um einen Anfangswert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, zum Beispiel einen Trockene-Straße-Reibungskoeffizienten μ (μ – 1) zu setzen, wenn der Zündschalter eingeschaltet wird.
Das Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Änderungstoppsteuerungsmittel 91 ist vorgesehen, um die Änderung des angenäherten Reibungskoeffizienten μ zu stoppen, wenn die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit nicht größer als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn zum Beispiel das Lenkrad im stehenden Zustand des Fahrzeugs gedreht wird, bleibt die Ausgabe vom Querbeschleunigungssensor 33 Null. Solange nicht die Schätzung des angenäherten Reibungskoeffizienten μ gestoppt wird, nimmt dementsprechend der geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ auf einen Minimalwert ab. Um dieses Problem zu vermeiden, wird die Schätzung bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit gestoppt. Ferner wird dieser Prozess erlaubt, weil ein etwaiges Problem für das Fahrzeugverhalten aufgrund einer Minderung im Straßenreibungskoeffizienten μ bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit nicht so groß ist wie bei mittlerer Fahrzeuggeschwindigkeit oder darüber. Der obige vorbestimmte Wert wird zum Beispiel auf etwa 10 km/h gesetzt.
Das Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Abnahmesteuerungsmittel 92 ist vorgesehen, um den angenäherten Reibungskoeffizienten μ um eine Stufe zu verringern und um den verringerten angenäherten Reibungskoeffizienten μ zu setzen, wenn der angenäherte Reibungskoeffizient μ für länger als eine vorbestimmte Zeit in dem Bereich verbleibt, wo er kleiner ist als der gegenwärtig geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ.
Für den Fall, dass der angenäherte Reibungskoeffizient μ in dem Bereich verbleibt, wo er kleiner ist als der gegenwärtig geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, ist der Reibungskoeffizient μ auf der Straße, wo das Fahrzeug fährt, nicht größer als die Obergrenze des Reibungskoeffizienten μ in diesem Bereich. Dementsprechend wird der angenäherte Reibungskoeffizient μ um eine Stufe verringert, um die Untergrenze des Schätzbereichs des Reibungskoeffizienten μ nach der Feineinstellung zu reduzieren.
Das Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Erhöhungssteuerungsmittel 94 ist vorgesehen, um den angenäherten Reibungskoeffizienten μ um eine Stufe zu erhöhen und den erhöhten angenäherten Reibungskoeffizienten zu setzen, wenn der Geradeausfahrzustand des Fahrzeugs für länger als eine vorbestimmte Zeit erfasst wird oder wenn der angenäherte Reibungskoeffizient μ kleiner ist als die Ausgabe von dem Querbeschleunigungssensor 33. Im Geradeausfahrzustand besteht keine merkliche Differenz in Bezug auf die Querbeschleunigung und den Lenkwinkel entsprechend einer Differenz im Straßenreibungskoeffizienten μ. Dementsprechend ist die Schätzung des Straßenreibungskoeffizienten μ im Geradeausfahrzustand schwierig. Ferner wird der angenäherte Reibungskoeffizient μ durch das Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Abnahmesteuerungsmittel 92 tendenziell verringert, und es besteht die Möglichkeit, dass der angenäherte Reibungskoeffizient μ auf einen zu kleinen Wert geschätzt werden könnte. Um diese Schätzung des Reibungskoeffizienten μ auf einen zu kleinen Wert zu verhindern, wird der angenäherte Reibungskoeffizient μ im Geradeausfahrzustand erhöht.
Der Geradeausfahrzustand wird erfasst, wenn die vom Querbeschleunigungssensor 33 erfasste Querbeschleunigung nahezu Null ist, wenn die vom Gierratensensor 34 erfasste Gierrate nahezu Null ist oder wenn sowohl die Querbeschleunigung als auch die Gierrate nahezu Null sind.
Ferner besteht gewöhnlich keine Möglichkeit, dass eine Querbeschleunigung erzeugt wird, die größer ist als der Straßenreibungskoeffizient μ. Wenn die erfasste Querbeschleunigung größer ist als der Straßenreibungskoeffizient μ, wird vermutet, dass der geschätzte Wert des Straßenreibungskoeffizienten μ zu klein ist. Um dementsprechend diese Schätzung des Reibungskoeffizienten μ auf einen zu kleinen Wert zu vermeiden, wird der angenäherte Reibungskoeffizient μ um eine Stufe erhöht. Für den Fall, dass der Straßenreibungskoeffizient m für länger als die obige vorbestimmte Zeit in dem Bereich verbleibt, wo er größer ist als der gegenwärtige geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, wird der angenäherte Reibungskoeffizient μ aus dem folgenden Grund nicht um eine Stufe erhöht.
Für den Fall, dass das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit stabil fährt, besteht keine merkliche Differenz in der Beziehung zwischen dem Lenkwinkel und der Querbeschleunigung gemäß einer Differenz in dem Straßenreibungskoeffizient μ bei allgemeinen Fahrzeugcharakteristiken. Das heißt, das Fahrzeug kann möglicherweise in dem Bereich fahren, wo der angenäherte Reibungskoeffizient μ größer ist als der tatsächliche Straßenreibungskoeffizient μ. Wenn dementsprechend der angenäherte Reibungskoeffizient μ in dem Bereich erhöht wird, wo der angenäherte Reibungskoeffizient μ größer als der gegenwärtige geschätzte Wert ist, besteht die Möglichkeit, dass der angenäherte Reibungskoeffizient μ auf einen zu großen Wert geschätzt werden könnte. Das Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Speichermittel 96 ist ein Speicher zum Speichern des angenäherten Reibungskoeffizienten μ.
8 ist ein Blockdiagramm des in 2 gezeigten Reibungskoeffizienten-μ-Feineinstellabschnitts 66. Der Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellabschnitt 66 ist vorgesehen, um den Straßenreibungskoeffizient μ in einem gegebenen Bereich auf der Basis des im Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Speichermittel 96 gespeicherten angenäherten Reibungskoeffizienten μ einzustellen, um hierdurch den Straßenreibungskoeffizienten μ einzustellen, um hierdurch den Straßenreibungskoeffizienten μ zu schätzen. Der Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellabschnitt 66 enthält ein Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert-Rücksetzmittel 110, ein Reibungskoeffizient-μ-Feineinstell-Rücksetz-Steuerungsmittel 112, ein Reibungskoeffizient-μ-Feineinstell-Steuerungsmittel 114, ein Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellmittel 116, ein Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert-Ober- und Untergrenz-Begrenzungsmittel 118 und ein Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert-Speichermittel 120.
Das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert-Rücksetzmittel 110 ist vorgesehen, um einen Reibungskoeffizienten-μ-Feineinstellwert auf Null rückzusetzen, gemäß einer Anweisung von dem Reibungskoeffizient-μ- Feineinstellwert-Rücksetz-Steuerungsmittel 110. Das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert-Rücksetz-Steuerungsmittel 112 ist vorgesehen, um das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert-Rücksetzmittel 110 anzuweisen, den Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert auf Null rückzusetzen, wenn der in Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Speichermittel gespeicherte angenäherte Reibungskoeffizient μ schwankt. Der Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert schwankt mit Veränderungen des angenäherten Reibungskoeffizienten μ. Dementsprechend kann durch Rücksetzen des Reibungskoeffizienten-μ-Feineinstellwerts gemäß Veränderungen in dem angenäherten Reibungskoeffizient μ die Schätzgenauigkeit im Falle von Veränderungen im angenäherten Reibungskoeffizient μ verbessert werden.
Das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstell-Steuerungsmittel 114 ist vorgesehen, um das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellmittel 116 anzuweisen, die Feineinstellung zu unterbrechen, wenn K (K ist eine Konstante) mal der im Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Speichermittel 96 gespeicherte angenäherte Reibungskoeffizient μ größer oder gleich der vom Querbeschleunigungssensor 33 erfassten Querbeschleunigung ist, oder wenn das Gegenlenken erfasst wird, was durch das von der Gegenlenkerfassungsvorrichtung 40 erfasste Gegenlenk-Flag CS angegeben wird.
Wenn der angegebene Reibungskoeffizient μ, multipliziert mit K, größer oder gleich der vom Querbeschleunigungssensor 33 erfassten Querbeschleunigung ist, wird vermutet, dass die Reifen in einem linearen Bereich laufen. Dementsprechend ist der Effekt durch die Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellung in diesem Fall gering, sodass die Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellung unterbrochen wird, um hierdurch eine Reduktion der Schätzgenauigkeit zu verhindern. Wenn andererseits das Gegenlenken erfasst wird, ist die Genauigkeit der vom Querbeschleunigungssensor 33 erfassten Querbeschleunigung stark reduziert, und daher kann die Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellung nicht erwartet werden. Dementsprechend wird die Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellung auch in diesem Fall unterbrochen, um eine Reduktion der Schätzgenauigkeit zu verhindern.
Das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellungsmittel 116 ist vorgesehen, um den Proportional-Integral-Differential-(PID)-Prozess auf der Basis des in Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Speichermittel 96 gespeicherten angenäherten Reibungskoeffizient μ durchzuführen und um den Feineinstellwert zur Feineinstellung des geschätzten Straßenreibungskoeffizienten μ derart zu berechnen, dass die Differenz zwischen der erfassten Querbeschleunigung Gy und der geschätzten Querbeschleunigung Gye zu Null wird.
Das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert-Ober- und Untergrenz-Begrenzungsmittel 118 ist vorgesehen, um die Ober- und Untergrenzen des durch das Straßenreibungskoeffizient-μ-Feineinstellmittel 116 berechneten Feineinstellwerts auf die Stufe S zu begrenzen, in Bezug auf die Straßenreibungskoeffizienten μ1 bis μn, die in der angenähert der Reibungskoeffizienten-μ-Bestimmungstabelle 86 definiert sind, dann den wie oben begrenzten Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert an das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert-Speichermittel 20 auszugeben. Der Absolutwert jeder der zu begrenzenden Untergrenzen kann größer als die Stufe S sein. Das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellspeichermittel 120 ist ein Speicher zum Speichern des Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwerts und gibt ihn an den Addierer 68 aus.
Der in 3 gezeigte Addierer 68 ist vorgesehen, um den vom Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellabschnitt 66 eingegebenen Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert zu den vom Angenäherter-Reibungskoeffizienten-μ-Schätzabschnitt 64 angegebenen angenäherten Reibungskoeffizient μ zu addieren und das Ergebnis dieser Addition, μ als den geschätzten Reibungskoeffizienten μ an den Reifenquerkraft-Berechnungsabschnitt 70 auszugeben.
Der Reifenquerkraft-Berechnungsabschnitt 70 berechnet eine Reifenquerkraft Y_r gemäß Gleichung (3) oder (4), abgeleitet aus einem dynamischen Reifenmodell, und gibt die Reifenquerkraft Yr an den Schlupfwinkelableitungs-Berechnungsabschnitt 72 aus.
Jedoch ist in den Gleichungen (3) und (4) W die vertikale Last, zum Beispiel ein gemessener Wert der vertikalen Kraft, korrigiert unter Verwendung von Längs- und Querbeschleunigung, oder ein Wert, erhalten von einer Ausgabe von einer an einer Radaufhängung vorgesehenen Lastzelle, ist K die Kurvenkraft, zum Beispiel ein aus einem vorbestimmten Kennfeld erhaltener Wert, zum Beispiel einem Kennfeld der Kurvenkraftänderung gemäß dem Straßenreibungskoeffizienten μ und der vertikalen Last W, ist X die Längskraft, zum Beispiel ein Wert, der aus einer Beschleunigung geschätzt wird, oder aus einem Bremsfluiddruck oder einer Motorleistung erhalten wird, ist β der zuvor geschätzte Schlupfwinkel ist und ist μ der geschätzte Straßenreibungskoeffizent μ, der von dem Addierer 68 ausgegeben wird, Der Schlupfwinkelableitungs-Berechnungsabschnitt 72 berechnet eine Schlupfwinkelableitung β' aus Gleichung (7), die aus den Gleichungen (5) und (6) erhalten ist, welche den Ausgleich zwischen den Kräften zwischen der Querrichtung des Fahrzeugs und dem Ausgleich zwischen Momenten um die vertikale Achse des Fahrzeugs beschreiben, auf der Basis auf jeden Vorderreifen wirkenden Querkraft Y_f und einer auf jeden Hinterreifen wirkenden Kraft Y_r und durch Eliminieren der Querkraft Y_f aus den Gleichungen (5) und (6). mV(r + β') = –2Yf – 2Yr (5) Ir' = –2YfLf + 2YrLr + M (6) β' = –2(Lf + Lr)Yr/mVLf + Ir'/mVLf – r – M/mVLf wobei L_f der Abstand vom Schwerpunkt des Fahrzeugs zur Vorderachse ist, L_r der Abstand vom Schwerpunkt des Fahrzeugs zur Hinterachse ist, Y_r die Reifenseitenkraft ist, r' die Gierratenableitung ist, n die Gesamtmasse des Fahrzeugs ist, i das Trägheitsgiermoment ist und M das Giermoment ist.
Der Schlupfwinkelableitungsdivergenz-Verhinderungsabschnitt 74 verhindert die Divergenz der vom Schlupfwinkelableitungs-Berechnungsabschnitt 72 ausgegebenen Schlupfwinkelableitung β'. Insbesondere wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer oder gleich einer vorbestimmten Geschwindigkeit ist, wird die Schlupfwinkelableitung β' zwangsweise auf Null rückgesetzt und dann an den Integrator 76 und den Querbeschleunigungs-Schätzabschnitt 60 ausgegeben. Wenn andererseits die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist, wird die vom Schlupfwinkelableitungs-Berechnungsabschnitt 72 eingegebene Schlupfwinkelableitung β' an den Integrator 76 und den Querbeschleunigungs-Schätzabschnitt so ausgegeben, wie sie ist.
Bei der Steuerung/Regelung eines Bewegungszustands des Fahrzeugs wie etwa einer Drehbewegung wird der Schlupfwinkel des Fahrzeugs hauptsächlich für den Zweck benutzt, während der Fahrt ein unstabiles Verhalten zu erfassen. Es ist daher wichtig, die Schätzgenauigkeit des Schlupfwinkels bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit oder darüber sicherzustellen, wo eine Möglichkeit besteht, dass das Verhalten des Fahrzeugs unstabil werden könnte.
Durch Rücksetzen des Schlupfwinkels auf Null, und die Divergenz des Schlupfwinkels bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit zu verhindern, wo der Einfluss von Instabilität des Verhaltens gering ist, kann eine Reduktion der Schätzgenauigkeit tolerable gemacht werden, im Vergleich zu dem Fall einer Schlupfwinkeldivergenz.
Der Schlupfwinkel β als Charakteristk des Fahrzeugs kann theoretisch aus der unten gezeigten Gleichung (8) errechnet werden.
wobei β der Schlupfwinkel ist, m die Masse des Fahrzeugs ist, L der Radstand ist, L_f der Abstand vom Schwerpunkt des Fahrzeugs zur Vorderachse ist, Lr der Abstand vom Schwerpunkt des Fahrzeugs zur Hinterachse ist, V die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, K_f die Seitenkraft an jedem Vorderrad ist, K_r die Seitenkraft an jedem Hinterrad ist, und δ₀ der Ist-Lenkwinkel ist.
Gleichung (8) zeigt, dass die bei der Durchführung der Fahrzeugsteuerung wichtige Fahrzeuggeschwindigkeit eine Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend einem Schlupfwinkel β von weniger oder gleich Null ist. Durch die unten gezeigte Gleichung 9 wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit V₀ angegeben, die einem Schlupfwinkel β von gleich Null entspricht.
Wie aus Gleichung (9) ersichtlich, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit V₀ aus den im Fahrzeug inhärenten Konstanten und K_r erhalten. K_r wird kleiner, wenn der Straßenreibungskoeffizient gering ist. Wenn dementsprechend die Straßenoberfläche eine rutschige Straßenoberfläche ist, wie etwa eine verschneite Straßenoberfläche, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit V₀ gering.
Da der Straßenreibungskoeffizient auf einer verschneiten Straße oder dergleichen der niedrigste Reibungskoeffizient auf einer Straße ist, wo das Fahrzeug fährt, könnte die Fahrzeuggeschwindigkeit Vo entsprechend diesem Straßenreibungskoeffizient als ein Geschwindigkeitsbereich definiert werden, der zur genauen Schätzung des Schlupfwinkels β verwendet wird. Die oben erwähnte vorbestimmte Geschwindigkeit wird auf die oben berechnete Fahrzeuggeschwindigkeit V₀ gesetzt. Zum Beispiel ist diese vorbestimmte Geschwindigkeit allgemein auf 5 bis 10 km/h oder weniger gesetzt, in Abhängigkeit von den Charakteristiken des Fahrzeugs.
Der Integrator 76 integriert die von dem Schlupfwinkelableitungsdivergenz-Verhinderungsabschnitt 74 eingegebene Schlupfwinkelableitung β' in Bezug auf die Zeit und gibt dann das Integral β an den Schlupfwinkeldivergenz-Verhinderungsabschnitt 78 aus. Der Schlupfwinkeldivergenz-Verhinderungsabschnitt 78 verhindert die Divergenz des vom Integrator 76 ausgegebenen Schlupfwinkels β. Insbesondere wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer als oder gleich der obigen vorbestimmten Geschwindigkeit ist, wird der Schlupfwinkel β zwangsweise auf Null rückgesetzt und dann an den Reifenseitenkraft-Berechnungsabschnitt 70 ausgegeben. Wenn andererseits die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als die obige vorbestimmte Geschwindigkeit ist, wird der vom Integrator 76 eingegebene Schlupfwinkel β an den Reifenkraftberechnungsabschnitt 70 so ausgegeben, wie er ist.
Somit werden der geschätzte Wert der Schlupfwinkelableitung β' und der geschätzte Wert des Schlupfwinkels β zwangsweise auf Null rückgesetzt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit weniger oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit ist. Im Ergebnis kann die Divergenz der Schlupfwinkelableitung β' und des Schlupfwinkels β, weil sich die Fahrzeuggeschwindigkeit zu Null hin annähert, verhindert werden, wie aus Gleichung (1) ersichtlich. Ferner kann eine unnötige Schätzung bei der vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit oder weniger beseitigt werden, sodass die Drehmomentssteuerungsausgabe von der Soll-Verteilungsdrehmomentsteuerungsvorrichtung 44 stabilisiert werden.
9 ist ein Flussdiagramm, das das Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Schätzverfahren gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt. Wenn in Schritt S2 der Zündschalter eingeschaltet wird, wird der Anfangswert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ zum Beispiel ein Trockener-Straße-Reibungskoeffizient (μ = 1) in dem Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Speichermittel 96 gesetzt. In Schritt S4 wird die folgende Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Änderungsstoppsteuerung ausgeführt.
10 ist ein Flussdiagramm, das die Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Änderungsstoppsteuerung zeigt. In Schritt S9 bestimmt das Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Änderungsstoppteuerungsmittel 91, ob die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit größer als ein vorbestimmter Wert ist oder nicht. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als der vorbestimmte Wert ist, geht das Programm zum in 9 gezeigten Schritt S6 zurück, wohingegen dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, das Programm zu Schritt S9 zurückkehrt. Im in 9 gezeigten Schritt S6 wird die folgende Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Abnahmesteuerung ausgeführt.
11 ist ein Flussdiagramm, das die Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Abnahmesteuerung zeigt. 12 ist ein Graph, der die Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Abnahmesteuerung in Bezug auf Fahrdaten zeigt. Der vom Lenkwinkelsensor 38 erfasste Lenkwinkel wird vom Multiplizierer 80 korrigiert, und die Verzögerung der vom Querbeschleunigungssensor 33 erfassten Querbeschleunigung von dem Lenkwinkel wird durch das Verzögerungskorrekturmittel 84 aufgehoben. Die Absolutwerte des Lenkwinkels und Querbeschleunigung, die vom Verzögerungskorrekturmittel 84 ausgegeben werden, werden vom Absolutwertmittel 85 gegeben.
In Schritt S10 bezieht sich das Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Abnahmesteuerungsmittel 92 auf die Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Bestimmungstabelle 86 in Bezug auf den Lenkwinkel und die Querbeschleunigung, die von dem Absolutwertmittel eingegeben werden, um den angenäherten Reibungskoeffizienten μi entsprechend dem Bereich Ai zu erhalten, wo die Kombination des Lenkwinkels und der Querbeschleunigung vorhanden ist. Dann bestimmt das Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Abnahmesteuerungsmittel 92, ob der oben erhaltene Reibungskoeffizient μi kleiner als der gegenwärtig geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ ist, der im Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ- Speichermittel 96 gespeichert ist.
Wenn der oben erhaltene angenäherte Reibungskoeffizient μi kleiner als der gegenwärtig geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ ist, geht das Programm zu Schritt S14 weiter, wohingegen dann, wenn der oben erhaltene angenäherte Reibungskoeffizient μi nicht kleiner als der gegenwärtig geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ ist, das Programm zu Schritt S12 weitergeht. In Schritt S12 wird der Timer 88 gestoppt (rückgesetzt), und das Programm kehrt zu Schritt S10 zurück.
In Schritt S14 wird bestimmt, ob der Timer 88 gestartet worden ist oder nicht. Wenn der Timer 88 nicht gestartet worden ist, geht das Programm zu Schritt S156 zurück, um den Timer 88 zu starten (rückzusetzen).
Wenn der Timer 88 gestartet hat, geht das Programm zu Schritt S18 weiter, um zu bestimmen, ob eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist oder nicht. Wenn die vorbestimmten Zeit abgelaufen ist, geht das Programm zu Schritt S20 weiter, wohingegen dann, wenn die vorbestimmte Zeit nicht abgelaufen ist, das Programm zu Schritt S10 zurückkehrt. In Schritt S20 wird der angenäherte Reibungskoeffizient μ um einen Schritt verringert und in das Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Speichermittel 96 gesetzt. Dann wird der Timer 88 gestoppt (rückgesetzt), und das Programm kehrt zum in 9 gezeigten Schritt S8 zurück.
In Bezug auf 12 bezeichnet das Bezugszeichen b ein Beispiel von Fahrdaten als Kombination von Lenkwinkel und Querbeschleunigung. Diese durch das Symbol b bezeichneten Fahrdaten zeigen, dass sich der angenäherte Reibungskoeffizient μ von μ1 im Bereich A1 zu μ2 im Bereich A2 geändert hat (μ1 < μ2), und dass der angenäherte Reibungskoeffizient μ2 über länger als die vorbestimmte Zeit bleibt. An einem mit dem Bezugszeichen c bezeichneten Punkt wird der Ablauf von mehr als der vorbestimmten Zeit im Bereich A2 bestimmt, und der zu speichernde angenäherte Reibungskoeffizient μ wird von μ1 auf μ2 verringert. Im in 9 gezeigten Schritt S8 wird die folgende Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ- Erhöhungssteuerung ausgeführt.
13 ist ein Flussdiagramm, das die Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Erhöhungssteuerung zeigt. In Schritt S30 wird bestimmt, dass ein Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Erhöhungssteuerungsmittel 94, ob der Geradeausfahrzutand gemäß der Querbeschleunigung, der Gierrate oder sowohl der Querbeschleunigung als auch der Gierrate erfasst worden sind oder nicht. Wenn der Geradeausfahrzustand erfasst worden ist, geht das Programm zu Schritt 32 weiter, um zu bestimmen, ob der Timer 88 gestartet worden ist oder nicht.
Wenn der Timer 88 nicht gestartet worden ist, geht das Programm zu Schritt S34 weiter, um den Timer 88 zu starten (rückzusetzen), und geht dann zu Schritt S36 weiter. Wenn in Schritt S36 der Timer 88 gestartet worden ist, geht das Programm zu Schritt S36 weiter. In Schritt 36 wird bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist oder nicht.
Wenn die vorbestimmte Zeit nicht abgelaufen ist, geht das Programm zu Schritt S30 zurück, wohingegen dann, wenn die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, das Programm zu Schritt S38 weitergeht. In Schritt S38 wird der angenäherte Reibungskoeffizient μ um einen Schritt erhöht und in das Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Speichermittel 96 gesetzt. Dann wird der Timer 98 gestoppt (rückgesetzt), und das Programm geht zu Schritt S46 weiter.
Wenn in Schritt S30 der Geradeausfahrzustand nicht erfasst worden ist, geht das Programm zu Schritt S40 weiter, um den Timer 88 zu stoppen (rückzusetzen). In Schritt S42 wird bestimmt, ober der angenäherte Reibungskoeffizient μ kleiner als die vom Querbeschleunigungssensor 33 erfasste Querbeschleunigung ist oder nicht. Wenn der angenäherte Reibungskoeffizient μ kleiner als die vom Querbeschleunigungssensor 33 erfasste Querbeschleunigung ist, geht das Programm zu Schritt S44 weiter, wohingegen dann, wenn der angenäherte Reibungskoeffizient μ nicht kleiner als die vom Querbeschleunigungssensor 33 erfasste Querbeschleunigung ist, das Programm zu Schritt S46 weitergeht. In Schritt S44 wird der angenäherte Reibungskoeffizient μ um eine Stufe erhöht und in das Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Speichermittel 96 gesetzt. Dann geht das Programm zu Schritt S46 weiter.
In Schritt S46 wird bestimmt, ob das Fahrzeug in einem Nicht-Geradeausfahrzustand ist oder nicht. Wenn das Fahrzeug in dem Nicht-Geradeausfahrzustand ist, kehrt das Programm zum im 9 gezeigten Schritt S4 zurück. Wenn das Fahrzeug im Geradeausfahrzustand ist, kehrt das Programm zu Schritt S46 zurück. Dementsprechend wird, nachdem der angenäherte Reibungskoeffizient μ in dem Geradeausfahrzustand um eine Stufe erhöht worden ist, die Erhöhung des angenäherten Reibungskoeffizienten gestoppt, bis der nicht-Geradeausfahrzustand μ erfasst wird. Im Ergebnis lässt sich verhindern, dass wegen einem lang andauernden Geradeausfahrzustand der angenäherte Reibungskoeffizient μ zu groß werden könnte.
14 ist ein Flussdiagramm, das das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellverfahren gemäß der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt. In Schritt S15 setzt das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert-Rücksetzmittel 110 den Feineinstellwert für den Reibungskoeffizient μ (PID-Rücksetzung) zurück und gibt den rückgesetzten Wert in das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert-Speichermittel 120 ein. In Schritt S52 bestimmt das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellmittel 116, ob der mit K multiplizierte angenäherte Reibungskoeffizient μ kleiner als die vom Querbeschleunigungssensor 33 erfasste Querbeschleunigung ist oder nicht. Wenn der mit K multiplizierte angenäherte Reibungskoeffizient μ nicht kleiner als die vom Querbeschleunigungssensor 33 erfasste Querbeschleunigung ist, kehrt das Programm zu Schritt S52 zurück, wohingegen dann, wenn mit K multiplizierte angenäherte Reibungskoeffizient μ kleiner als die vom Querbeschleunigungssensor 33 erfasste Querbeschleunigung ist, das Programm zu Schritt S54 weitergeht.
In Schritt S54 bestimmt das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstell- Steuerungsmittel 114, ob gemäß dem Gegenlenk-Flag CS Gegenlenken erfasst wird oder nicht. Wenn das Gegenlenken erfasst wird, kehrt das Programm zu Schritt S52 zurück, wohingegen dann, wenn kein Gegenlenken erfasst wird, das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstell-Steuerungsmittel 114 das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellmittel 116 anweist, den Reibungskoeffizient μ feineinzustellen, und das Programm geht zu Schritt S56 weiter.
In Schritt S56 führt das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellmittel 116 einen Proportional-Integral-Differential-(PID)-Vorgang durch, auf der Basis des im Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Speichermittel 96 gespeicherten angenäherten Reibungskoeffizienten μ, um den Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert zur Feineinstellung des geschätzten Straßenreibungskoeffizient μ zu berechnen, sodass die Differenz zwischen der erfassten Querbeschleunigung Gy und der geschätzten Querbeschleunigung Gye zu Null wird.
In Schritt S58 begrenzt das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert-Ober- und Untergrenz-Begrenzungsmittel 118 die in Schritt S56 berechneten Ober- und Untergrenzen des Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwerts, sodass die Ober- und Untergrenzen zu +S und –S werden, und gibt dann den oben begrenzten Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert an das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstell-Speichermittel 120 aus.
In Schritt S60 bestimmt das Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert-Rücksetzsteuerungsmittel 112, ob sich der im Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Speichermittel 96 gespeicherte angenäherte Reibungskoeffizient μ verändert hat oder nicht. Wenn sich der angenäherte Reibungskoeffizient μ verändert hat, weist das Steuerungsmittel 112 das Rücksetzmittel 110 an, den Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert auf Null rückzusetzen, und das Programm kehrt zu Schritt S50 zurück. In Schritt S50 setzt das Rücksetzmittel 110 den Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert auf Null zurück und gibt dann den rückgesetzten Wert an das Speichermittel 120 aus. Wenn sich der angenäherte Reibungskoeffizient μ nicht verändert hat, kehrt das Programm zu Schritt S52 zurück. Die obigen Schritte S50 bis S60 werden wiederholt, um hierdurch die Genauigkeit des Straßenreibungskoeffizienten μ zu verbessern, der als die Summe des angenäherten Reibungskoeffizienten μ und des Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwerts geschätzt ist.
15 ist ein Flussdiagramm, das das Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzverfahren gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt. 16 ist ein Flussdiagramm, das ein Fahrzeugschlupfwinkeldivergenz-Verhinderungsverfahren zeigt, das auf das in 15 gezeigte Verfahren anwendbar ist. 17 ist ein Flussdiagramm, das das Fahrzeugschlupfwinkeldivergenz-Verhinderungsverfahren zeigt, das auf das in 15 gezeigte Verfahren anwendbar ist. Das Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun in Bezug auf die 15 bis 17 beschrieben.
In Schritt S100 berechnet der Querbeschleunigungs-Schätzabschnitt 160 sie geschätzte Querbeschleunigung Gye, indem sie die oben gezeigte Gleichung (2) auf die in Schritt S112 geschätzte Vorheriger-Schlupfwinkel-Ableitung β', die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit V und die erfasste Gierrate r anwendet. In Schritt S102 subtrahiert der Subtrahierer 62 die geschätzte Querbeschleunigung Gye von der erfassten Querbeschleunigung Gy.
In Schritt S104 stellt der Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellabschnitt 66 den Straßenreibungskoeffizient μ in einem gegebenen Bereich ein, und zwar auf der Basis des vom Angenäherten-Reibungskoeffizient-μ-Schätzabschnitt 64 eingegebenen angenäherten Reibungskoeffizienten μ, um hierdurch den Straßenreibungskoeffizient zu schätzen. In Schritt S106 addiert der Addierer 68 den vom Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellabschnitt 66 eingegebenen Reibungskoeffizient-μ-Feineinstellwert und den vom Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Schätzabschnitt 64 eingegebenen angenäherten Reibungskoeffizient μ und gibt das Ergebnis dieser Addition, μ, als den geschätzten Reibungskoeffizienten μ an den Reifenseitenkraftberechnugnsabschnitt 70 aus.
In Schritt S108 berechnet der Reifenseitenkraftberechnungsabschnitt 70 eine Reifenseitenkraft Y_r, die auf jeden Reifen einwirkt, indem er einen in Schritt S116 berechneten vorherigen geschätzten Wert des Schlupfwinkels β in Gleichung (3) oder (4) einsetzt, die von einem dynamischen Reifenmodell hergeleitet sind.
In Schritt S110 berechnet der Schlupfwinkelableitungs-Berechnungsabschnitt 72 eine Schlupfwinkelableitung β' aus Gleichung (7), die unter Verwendung der Gleichungen (5) und (6) erhalten ist, welche den Ausgleich zwischen den Kräften in der seitlichen Richtung des Fahrzeugs und dem Ausgleich zwischen den Momenten um die vertikale Achse des Fahrzeugs herum beschreibt, auf der Basis einer auf jeden Vorderreifen wirkenden Seitenkraft Y_f und einer auf jeden Hinterreifen wirkenden Seitenkraft Y_r und durch Beseitigung der Seitenkraft Y_r aus den Gleichungen (5) und (6).
In Schritt S112 verhindert der Schlupfwinkelableitungsdivergenz-Verhinderungsabschnitt 74 die Divergenz der in Schritt S110 berechneten Schlupfwinkelableitung β'. Der Prozess von Schritt S112 ist in 16 gezeigt. Im in 16 gezeigten Schritt S120 bestimmt der Schupfwinkelableitungsdivergenz-Verhinderungsabschnitt 74, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich einer vorbestimmten Geschwindigkeit ist oder nicht. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit ist, geht das Programm zu Schritt S122 weiter, wohingegen dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist, das Programm zum in 15 gezeigten Schritt S114 zurückkehrt. In Schritt S122 wird der geschätzte Wert der Schlupfwinkelableitung β' zwangsweise auf Null rückgesetzt, und dann kehrt das Programm zum in 15 gezeigten Schritt S114 zurück.
Im in 15 gezeigten Schritt S114 integriert der Integrator 76 die in Schritt S112 berechnete Schlupfwinkelableitung β' in Bezug auf die Zeit und gibt das Integral β an den Schlupfwinkeldivergenz-Verhinderungsabschnitt 78 aus. In Schritt S116 verhindert der Schlupfwinkeldivergenz-Verhinderungsabschnitt 78 die Divergenz des in Schritt S114 berechneten Schlupfwinkels β. Der Prozess von Schritt S116 ist in 17 gezeigt. Im in 17 gezeigten Schritt S130 bestimmt der Schlupfwinkeldivergenzverhinderungsabschnitt 78, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner oder gleich der obigen vorbestimmten Geschwindigkeit ist oder nicht.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit ist, geht das Programm zu Schritt S32 weiter, wohingegen dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist, das Programm zum in 15 gezeigten Schritt S100 zurückkehrt. In Schritt S132 wird der geschätzte Wert des Schlupfwinkels β zwangsweise auf Null rückgesetzt, und dann kehrt da Programm zum in 15 gezeigten Schritt S100 zurück. Die obigen Schritte S100 bis S116 werden wiederholt ausgeführt.
Somit kann die Divergenz der geschätzten Werte der Schlupfwinkelableitung β' und des Schlupfwinkels β verhindert werden. Gemäß dem Schlupfwinkel β etc. werden Sollwerte für das Drehmoment, das auf die rechten und linken Vorderräder 29_FR und 29_FL und die rechten und linken Hinterräder 29_RR und 29_RL zu verteilen ist, von der Solldrehmomentverteilungssetzvorrichtung 42 gesetzt. Ferner werden, gemäß den von der Solldrehmomentverteilungssteuerungsvorrichtung 42 ausgegebenen Solldrehmomentwerte die Ströme, die durch die elektromagnetischen Aktuatoren zu leiten sind, die jeweils für die Räder 29_FR , 29_FL , 29_RR und 29_RL vorgesehen sind, durch die Solldrehmomentverteilungssteuerungsvorrichtung 44 gesteuert/geregelt. Dementsprechend kann die Divergenz eines Befehls für jeden elektromagnetischen Aktuator verhindert werden, sodass die Instabilität des Verhaltens aufgrund der Divergenz vermieden werden kann, um zu verhindern, dass der Bewegungszustand des Fahrzeugs nicht richtig gesteuert wird.
Während das in 3 gezeigte Schlupfwinkelschätzverfahren gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, sind auch andere Verfahren anwendbar, vorausgesetzt, dass der gegenwärtige Wert des Schlupfwinkels β durch regressive Verwendung des zuvor geschätzten Werts des Schlupfwinkels β auf der Bahn eines dynamischen Reifenmodelle gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit V geschätzt wird. Zum Beispiel kann ein Integrator 43, wie er in den 4 bis 6, 8 und 12 im japanischen Patent Nr. 2003/306092 gezeigt ist, zwischen dem Schlupfwinkelableitungsdivergenz-Verhinderungsabschnitt 74 und dem Schlupfwinkeldivergenz-Verhinderungsabschnitt 78 vorgesehen sein.
Somit kann der Straßenreibungskoeffizient μ akkurat geschätzt werden, wodurch die Genauigkeit der Schlupfwinkelableitung β' und des Schlupfwinkels β verbessert wird. Sollwerte für die Drehmomente, die auf den linken und rechten Vorderrädern 29_FR , 29_FL und die rechten und linken Hinterräder 29_RR und 29_RL zu verteilen sind, werden durch die Sollverteilungsdrehmomentsetzvorrichtung 46 gemäß den von der Schlupfwinkelschätzvorrichtung 42 geschätzten Schlupfwinkel β, der vom Gierratensensor 34 erfassten Gierrate r, der vom Querbeschleunigungssensor 33 erfassten Querbeschleunigung Gy, der vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit V, dem von der Gegenlenkerfassungsvorrichtung ausgegebenen Gegenlenk-Flag CS und dem von der Motor-ECU 44 berechneten Antriebsdrehmoment gesetzt.
Gemäß den von der Sollverteilungsdrehmomentsetzvorrichtung 46 ausgegebenen Solldrehmomentwerten werden die Ströme, die durch die elektromagnetischen Aktuatoren zu leiten sind, die jeweils für die Räder 29_FR , 29_FL , 29_RR und 29_RL vorgesehen sind, durch die Sollverteilungsdrehmomentsetzvorrichtung 48 gesteuert/geregelt. Dementsprechend kann der Bewegungszustand des Fahrzeugs genau gesteuert werden.
18 ist ein Blockdiagramm, das eine Modifikation des in 4 gezeigten Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Schätzabschnitts 64 zeigt. In 18 sind die im Wesentlichen gleichen Komponenten wie die in 4 gezeigten mit den gleichen Bezugszahlen gezeigt. Der in 18 gezeigte Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Schätzabschnitt 64 unterscheidet sich von dem in 4 gezeigten darin, dass der Multiplizierer 80 und die Korrekturtabelle 82, in 4 gezeigt, nicht vorgesehen sind. Ferner enthält der Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Schätzabschnitt 64 eine Mehrzahl von Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Bestimmungstabellen 200, die sich von der in 4 gezeigten Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Betimmungstablee 86 unterscheiden, ein Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Abnahmesteuerungsmittel 202, das sich von dem in 4 gezeigten Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Abnahmesteuerungsmittel 92 unterscheidet, sowie ein Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Erhöhungssteuerungsmittel 204, das sich von dem in 4 gezeigten Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Erhöhrungssteuerungsmittel 94 unterscheidet.
19 zeigt die Konfiguration der Mehrzahl von in 18 gezeigten Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Bestimmungstabellen 200. Wie in 19 gezeigt, entsprechen die Mehrzahl der Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Bestimmungstabellen 200 jeweils einer Mehrzahl von Fahrzeuggeschwindigkeiten, und jede Tabelle 200 definiert eine Mehrzahl von Bereichen A1 bis A5, die jeweils einer Mehrzahl von angenäherten Reibungskoeffizient μ1 bis μ5 entsprechen, in einem Koordinatensystem, unter Verwendung des Lenkwinkels entlang der horizontalen Achse und der Querbeschleunigung entlang der vertikalen Achse.
Zum Beispiel entsprechen die vier Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Bestimmungstabellen 200 jeweils vier Fahrzeuggeschwindigkeiten V1 bis V4, wie in 19 gezeigt. Der Lenkwinkel in 19 ist kein Lenkwinkel, der in Bezug auf eine Referenzfahrzeuggeschwindigkeit korrigiert ist, wie auf der in 7 gezeigten Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Bestimmungstabelle 86, sondern ein Lenkwinkel, der vom Lenkwinkelsensor 38 erfasst ist. Durch Erhöhen der Anzahl von Fahrzeuggeschwindigkeiten zur Definition an den Tabellen, kann der Bereich gemäß der Kombination von Lenkwinkel und Querbeschleunigung akkurat erfasst werden, um hierdurch die Schätzgenauigkeit des angenäherten Reibungskoeffizienten μ zu verbessern.
Das Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Abnahmesteuerungsmittel 202 bezieht sich auf eine der mehreren Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Bestimmungstabellen 200, die für eine Fahrzeuggeschwindigkeit nächst der vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit V definiert sind, um einen angenäherten Reibungskoeffizient μ in dem Bereich gemäß dem Lenkwinkel und Querbeschleunigung, die von dem Absolutwertmittel 85 eingegeben wurden, zu berechnen. Die anderen Operationen des Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Abnahmesteuerungsmittels 202 sind die gleichen wie jene des in 4 gezeigten Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Abnahmesteuerungsmittel 92.
Ähnlich bezieht sich das Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Erhöhungs-Steuerungsmittel 204 auf eine der mehreren Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Bestimmungstabellen 200, die für eine Fahrzeuggeschwindigkeit nächst der vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit V definiert sind, um einen angenäherten Reibungskoeffizient μ in dem Bereich entsprechend dem Lenkwinkel und der Querbeschleunigung, die von dem Absolutwertmittel 85 eingegeben wurden, zu berechnen. Die anderen Operationen des Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Erhöhungssteuerungsmittels 204 sind die gleichen wie jene des in 4 gezeigten Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Erhöhungssteuerungsmittel 94.
Auf diese Weise können die mehreren Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Bestimmungstabellen 200 auf der Basis einer Mehrzahl von Fahrzeuggeschwindigkeiten vorbereitet werden, ohne den vom Lenkwinkelsensor 38 erfassten Lenkwinkel in Bezug auf eine Referenzfahrzeuggeschwindigkeit zu korrigieren. In diesem Fall wird auf eine der Angenäherter-Reibungskoeffizient-μ-Bestimmungstabellen 200, die für eine der vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit V nächsten Fahrzeuggeschwindigkeit definiert sind, Bezug genommen, um hier den angenäherten Reibungskoeffizienten μ in dem Bereich entsprechend dem Lenkwinkel und der Querbeschleunigung, die von dem Absolutwertmittel eingegeben wurden, zu berechnen.
Das Schätzverfahren für einen Straßenreibungskoeffizienten μ enthält die Schritte: Erfassen eines Lenkwinkels mit einem Lenkwinkelsensor; Erfassen einer Querbeschleunigung mit einem Querbeschleunigungssensor; und Berechnen eines angenäherten Reibungskoeffizienten μ durch Bezug auf eine Straßenreibungskoeffizient-μ-Bestimmungstabelle, wo eine Mehrzahl von Bereichen, die jeweils aus einem Lenkwinkel und einer Querbeschleunigung zusammengesetzt sind, so definiert sind, dass sie jeweils eine Mehrzahl von Straßenreibungskoeffizienten μi entsprechen (i = 1 bis n, n ist eine ganze Zahl nicht kleiner als 2), auf der Basis einer Grenzlinie, die aus Untergrenzen der Querbeschleunigung über verschiedene Werte des Lenkwinkels abgeleitet ist, und durch Spezifizieren eines der Bereiche gemäß dem vom Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkel und der vom Querbeschleunigungssensor erfassten Querbeschleunigung, um hierdurch einen der Straßenreibungskoeffizienten μi als den angenäherten Reibungskoeffizienten μ zu spezifizieren.

Claims

Schätzverfahren für einen Straßenreibungskoeffizienten μ, welches die Schritte umfasst: Erfassen eines Lenkwinkels durch einen Lenkwinkelsensor (38); Erfassen einer Querbeschleunigung durch einen Querbeschleunigungssensor (33); und Berechnen eines angenäherten Reibungskoeffizienten μ durch Bezugnahme auf eine Straßenreibungskoeffizienten-μ-Bestimmungstabelle (86), wo eine Mehrzahl von Bereichen (A1 bis A5), die jeweils aus Lenkwinkel und Querbeschleunigung zusammengesetzt sind, so definiert sind, dass sie jeweils einer Mehrzahl von Straßenreibungskoeffizienten μ i (i = 1 bis n, n ist eine ganze Zahl nicht kleiner als 2) entsprechen, auf der Basis einer Grenzlinie, die aus Untergrenzen der Querbeschleunigung über verschiedene Werte des Lenkwinkels hergeleitet ist, und durch Spezifizieren eines der Bereiche gemäß dem vom Lenkwinkelsensor (38) erfassten Lenkwinkel und der vom Querbeschleunigungssensor (33) erfassten Querbeschleunigung, um hierdurch einen der Straßenreibungskoeffizienten μ i als den angenäherten Reibungskoeffizienten μ zu spezifizieren.
Schätzverfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt umfasst: Feineinstellen (96) des Straßenreibungskoeffizienten μ auf der Basis des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, sodass die Differenz zwischen einer geschätzten Querbeschleunigung und der vom Querbeschleunigungssensor (33) erfassten Querbeschleunigung zu Null wird.
Schätzverfahren nach Anspruch 2, worin der Schritt des Berechnens des angenäherten Reibungskoeffizienten μ den Schritt umfasst: Filtern (84) des vom Lenkwinkelsensor (38) erfassten Lenkwinkels und der vom Querbeschleunigungssensor (33) erfassten Querbeschleunigung derart, dass die Verzögerungscharakteristik des Lenkwinkels von der Querbeschleunigung größer wird.
Schätzverfahren nach Anspruch 3, das den Schritt umfasst: Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V) durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (32); wobei die Straßenreibungskoeffizienten-μ-Bestimmungstabelle entweder eine Mehrzahl von Tabellen ist, die auf der Basis einer Mehrzahl von Fahrzeuggeschwindigkeiten vorbereitet sind und die selektiv gemäß der vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (32) erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit (V) verwendet werden, oder eine vorbestimmte Tabelle ist, die einen korrigierten Lenkwinkel verwendet, der durch Korrektur des vom Lenkwinkelsensor (38) erfassten Lenkwinkels mit einem Korrekturkoeffizienten (82) entsprechend der vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (32) erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit (V) erhalten wird.
Schätzverfahren nach Anspruch 4, das den Schritt umfasst: Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V) durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (32); wobei der Schritt des Berechnens des angenäherten Reibungskoeffizienten μ den Schritt umfasst: Stoppen (S4) der Änderung des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, wenn die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit nicht größer als ein vorbestimmter Wert (S9) ist.
Schätzverfahren nach Anspruch 5, worin der Schritt des Berechnens des angenäherten Reibungskoeffizienten μ den Schritt umfasst: Verringern (S20) des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, wenn der angenäherte Reibungskoeffizient μ für mehr als eine vorbestimmte Zeit (S18) in dem Bereich verbleibt, wo er kleiner als ein gegenwärtiger geschätzter Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ ist.
Schätzverfahren nach Anspruch 2, worin die Straßenreibungskoeffizienten μ i (i = 1 bis n) mit einer vorbestimmten Stufe definiert werden, die zwischen beliebige benachbarte der Straßenreibungskoeffizienten μ i gelegt ist; und wobei der Absolutwert jeder Ober- und Untergrenze eines Feineinstellwerts, der in dem Schritt der Feineinstellung (116) des Straßenreibungskoeffizienten μ verwendet wird, gleich oder größer als die vorbestimmte Stufe ist.
Schätzverfahren nach Anspruch 7, worin der Schritt der Feineinstellung (116) des Straßenreibungskoeffizienten μ den Schritt umfasst: Durchführen der Feineinstellung des Straßenreibungskoeffizienten μ, wenn die vom Querbeschleunigungssensor (33) erfasste Querbeschleunigung größer als ein gegenwärtiger geschätzter Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, multipliziert mit einem konstanten Wert, ist.
Schätzverfahren nach Anspruch 8, worin der Schritt der Feineinstellung des Straßenreibungskoeffizienten μ die Schritte umfasst: Bestimmen, ob sich der gegenwärtige geschätzte Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ verändert hat, und Rücksetzen (S50) des Feineinstellungwerts auf Null, wenn sich der gegenwärtige geschätzte Wert verändert hat.
Schätzverfahren nach Anspruch 9, worin der Schritt der Feineinstellung des Straßenreibungskoeffizienten μ den Schritt umfasst: Stoppen der Feineinstellung des Straßenreibungskoeffizienten μ, wenn Gegenlenken erfasst worden ist (S54).
Schätzverfahren nach Anspruch 10, worin der Schritt der Berechnung des angenäherten Reibungskoeffizienten μ die Schritte umfasst: Erfassen (S30) eines Geradeausfahrzustands und Vergrößern (S38) des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, wenn der Geradeausfahrzustand für länger als eine vorbestimmte Zeit erfasst worden ist (S36).
Schätzverfahren nach Anspruch 11, worin der Schritt der Berechnung des angenäherten Reibungskoeffizienten μ den Schritt umfasst: Vergrößern (S44) des angenäherten Reibungskoeffizienten μ, wenn die vom Querbeschleunigungssensor erfasste Querbeschleunigung größer als ein gegenwärtiger geschätzter Wert des angenäherten Reibungskoeffizienten μ ist.
Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzverfahren zum Schätzen eines Fahrzeugschlupfwinkels (β) der definiert ist als ein Winkel, der zwischen einer Fahrtrichtung eines Fahrzeugs und einer Längsachse des Fahrzeugs gebildet ist, durch regressive Verwendung eines vorherigen geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels beim Berechnen eines gegenwärtigen geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels auf der Basis eines dynamischen Fahrzeugmodells, das unter Verwendung eines Straßenreibungskoeffizienten μ berechnet wird, wobei das Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzverfahren die Schritte umfasst: Erfassen eines Lenkwinkels durch einen Lenkwinkelsensor (38); Erfassen einer Querbeschleunigung durch einen Querbeschleunigungssensor (33); Berechnen eines angenäherten Reibungskoeffizienten μ des Straßenreibungskoeffizienten μ durch Bezugnahme auf eine Straßenreibungskoeffizienten-μ-Bestimmungstabelle (86), wo eine Mehrzahl von Bereichen (A1 bis A5), die jeweils aus Lenkwinkel und Querbeschleunigung zusammengesetzt sind, so definiert sind, dass sie jeweils einer Mehrzahl von Straßenreibungskoeffizienten μ i (i = 1 bis n, n ist eine ganze Zahl nicht kleiner als 2) entsprechen, auf der Basis einer Grenzlinie, die aus Untergrenzen der Querbeschleunigung über verschiedene Werte des Lenkwinkels hergeleitet ist, und durch Spezifizieren eines der Bereiche gemäß dem vom Lenkwinkelsensor (38) erfassten Lenkwinkel und der vom Querbeschleunigungssensor (33) erfassten Querbeschleunigung, um hierdurch einen der Straßenreibungskoeffizienten μ i als den angenäherten Reibungskoeffizienten μ zu spezifizieren; Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V) des Fahrzeugs; Bestimmen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich einer vorbestimmten Geschwindigkeit ist oder nicht; und Zwangsweises Rücksetzen (78) des gegenwärtigen geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels auf Null, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit ist, um hierdurch die Divergenz des gegenwärtigen geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels zu verhindern.
Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzverfahren zum Schätzen eines Fahrzeugschlupfwinkels β, der definiert ist als ein Winkel, der zwischen einer Fahrtrichtung eines Fahrzeugs und einer Längsachse des Fahrzeugs gebildet ist, durch regressive Verwendung eines vorherigen geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels beim Berechnen eines gegenwärtigen geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels auf der Basis eines dynamischen Fahrzeugmodells, das unter Verwendung eines Straßenreibungskoeffizienten μ berechnet wird, wobei das Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzverfahren die Schritte umfasst: Erfassen eines Lenkwinkels durch einen Lenkwinkelsensor (38); Erfassen einer Querbeschleunigung durch einen Querbeschleunigungssensor (33); Berechnen eines angenäherten Reibungskoeffizienten μ des Straßenreibungskoeffizienten μ durch Bezug auf eine Straßenreibungskoeffizienten-μ-Bestimmungstabelle (86), wo eine Mehrzahl von Bereichen (A1 bis A5), die jeweils aus Lenkwinkel und Querbeschleunigung zusammengesetzt sind, so definiert sind, dass sie jeweils einer Mehrzahl von Straßenreibungskoeffizienten μ i (i = 1 bis n, n ist eine ganze Zahl nicht kleiner als 2) entsprechen, auf der Basis einer Grenzlinie, die aus Untergrenzen der Querbeschleunigung über verschiedene Werte des Lenkwinkels hergeleitet ist, und durch Spezifizieren eines der Bereiche gemäß dem vom Lenkwinkelsensor (38) erfassten Lenkwinkel und der vom Querbeschleunigungssensor (33) erfassten Querbeschleunigung, um hierdurch einen der Straßenreibungskoeffizienten μ i als den angenäherten Reibungskoeffizienten μ zu spezifizieren; Schätzen (72) einer Fahrzeugschlupfwinkelableitung (β) auf der Basis des dynamischen Fahrzeugmodells (70); Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V) des Fahrzeugs; bestimmen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner oder gleich einer vorbestimmten Geschwindigkeit ist oder nicht; Zwangsweises Rücksetzen (74) des gegenwärtigen geschätzten Werts der Fahrzeugschlupfwinkelableitung (β) auf Null, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) kleiner als oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit ist, um hierdurch die Divergenz des gegenwärtigen geschätzten Werts der Fahrzeugschlupfwinkelableitung zu verhindern; und Integrieren (76) des gegenwärtigen geschätzten Werts der Fahrzeugschlupfwinkelableitung (β) in Bezug auf die Zeit, um hierdurch den gegenwärtigen geschätzten Wert des Fahrzeugschlupfwinkels (β) zu erhalten, sodass dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) kleiner als oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit ist, der gegenwärtige geschätzte Wert des Fahrzeugschlupfwinkels (β) zu Null wird, wohingegen dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist, der gegenwärtige geschätzte Wert des Fahrzeugschlupfwinkels (β) ein Integral des gegenwärtigen geschätzten Werts der Fahrzeugschlupfwinkelableitung wird.
Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzverfahren nach Anspruch 14, worin der Schritt des Schätzens der Fahrzeugschlupfwinkelableitung die Schritte umfasst: Schätzen einer Querbeschleunigung (66) unter Verwendung eines vorherigen geschätzten Werts der Fahrzeugschlupfwinkelableitung (β); Schätzen (64) eines Reibungskoeffizienten auf einer Straße dort, wo das Fahrzeug fährt, sodass die Differenz (62) zwischen einem oben erhaltenen geschätzten Wert der Querbeschleunigung und einem durch einen Querbeschleunigungssensor (33) erfassten IST-Wert der Querbeschleunigung zu Null wird; Berechnen (70) einer Seitenkraft, die in seitlicher Richtung des Fahrzeugs auf ein Hinterrad wirkt, auf der Basis des dynamischen Fahrzeugmodells unter Verwendung eines oben erhaltenen geschätzten Werts des Reibungskoeffizienten und des vorherigen geschätzten Werts des Fahrzeugschlupfwinkels; und Berechnen (72) des gegenwärtigen geschätzten Werts der Fahrzeugschlupfwinkelableitung gemäß der Seitenkraft, der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Gierrate.