DE102004003377B4

DE102004003377B4 - Vorrichtung zum Abschätzen der Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors, Vorrichtung zum Korrigieren der Ausgabe des Querbeschleunigungssensors und Vorrichtung zum Abschätzen des Straßenoberflächen-Reibungszustands

Info

Publication number: DE102004003377B4
Application number: DE102004003377A
Authority: DE
Inventors: Eiichi Ono; Ken Toyota Koibuchi; Kenji Toyota Asano
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2004-01-22
Publication date: 2010-11-18
Anticipated expiration: 2024-01-23
Also published as: US7366598B2; JP2004224172A; US20040186649A1; JP4127062B2; DE102004003377A1

Abstract

Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors, wobei die Vorrichtung aufweist
einen Lenkmomentsensor (11), der ein Lenkmoment erfasst,
einen Rückstellmoment-Berechnungsabschnitt (23), der einen abgeschätzten Wert oder einen erfassten Wert eines Rückstellmoments unter Verwendung des Lenkmo- ments, das durch den Lenkmomentsensor erfasst wurde, berechnet,
einen Querbeschleunigungssensor (15), der eine Querbeschleunigung erfasst,
einen Rückstellmoment-Modellwert-Berechnungsabschnitt, der einen Rückstellmoment-Modellwert auf der Grundlage der Querbeschleunigung, die durch den Querbeschleunigungssensor erfasst wird, berechnet,
einen Driftgrößen-Abschätzabschnitt (31), der eine Driftgröße des Querbeschleunigungssensors auf der Grundlage des Lenkmoments, das durch den Lenkmomentsensor erfasst wird, der Querbeschleunigung, die durch den Querbe- schleunigungssensor (15) erfasst wird, und eines Verhältnisses zwischen dem Rückstellmoment, das durch den Rückstellmoment-Berechnungsabschnitt (23) berechnet wird, und dem Rückstellmoment-Modellwert, der durch den Rückstellmoment-Modellwert-Berechnungsabschnitt berechnet wurde, abschätzt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors, eine Vorrichtung zum Korrigieren der Ausgabe eines Querbeschleunigungssensors und eine Vorrichtung zum Abschätzen eines Straßenoberflächen-Reibungszustands und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors, der die Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors ohne Nutzung der Differenz der Radgeschwindigkeiten zwischen linkem und rechtem Rad bzw. zwischen den linken und rechten Rädern abschätzt, und auf eine Vorrichtung zum Korrigieren der Ausgabe eines Querbeschleunigungssensors, die eine Querbeschleunigung entsprechend der Driftgröße korrigiert, und auf eine Vorrichtung zum Abschätzen eines Straßenoberflächen-Reibungszustands, die einen Straßenoberflächen-Reibungszustand durch Nutzung der korrigierten Querbeschleunigung abschätzt.
Beschreibung des in Beziehung stehenden Standes der Technik
Im Stand der Technik wurden Verfahren zum Abschätzen bzw. Bestimmen der Driftgröße eines Querbeschleunigungs sensors und zum Korrigieren der Ausgabe des Querbeschleunigungssensors auf der Grundlage der Driftgröße offenbart (siehe beispielsweise die Japanische Patentoffenlegungsschrift (JP-A) No. 9-5352 , 11-281672 ). Bei den in den JP-A Nr. 9-5352 und 11-281672 offenbarten Verfahren wird die Driftgröße des Querbeschleunigungssensors auf der Grundlage eines Signals des Querbeschleunigungssensors und der Differenz der Radgeschwindigkeiten der linken und rechten Räder erfasst.
Genauer gesagt werden beim Verfahren, das in der JP-A 9-5352 offenbart ist, zu den Zeitpunkten, die weder dem Zeitpunkt der Beschleunigung oder Verlangsamung, noch einer Zeit eines Fahrzeugschleuderns, einer Zeit der hohen Querbeschleunigung und einer Anhaltezeit entsprechen, ein Querbeschleunigungswert, der aus der Differenz der Radgeschwindigkeiten der linken und rechten Räder berechnet wird, und ein Wert des Querbeschleunigungssensors verglichen und wird die Driftgröße des Querbeschleunigungssensors abgeschätzt.
Darüber hinaus werden beim Verfahren, das in der JP-A Nr. 11-281672 offenbart ist, die Rotationsgeschwindigkeit vom jedem Rad und die Längsbeschleunigung und die Querbeschleunigung erfasst. Unter Verwendung dieser Erfassungsergebnisse wird beurteilt, ob das Fahrzeug beständig fährt (d. h. mit konstanter Geschwindigkeit auf einer flachen Straße geradeaus fährt). Die Ausgabe des Querbeschleunigungssensors zum Zeitpunkt des beständigen Fahrens wird als Driftgröße erfasst.
Bei den Verfahren, die in den JP-Nr. 9-5352 und 11-281672 offenbart sind, wird die Tatsache verwendet, dass, wenn das Fahrzeug in einem Geradeaus-Fahrzustand ist, in dem die Differenz der Radgeschwindigkeiten der linken und rechten Räder Null ist, die Querbeschleunigung Null ist.
Die Differenz der Radgeschwindigkeiten der linken und rechten Räder ist jedoch eine Eigenschaft, die durch den Luftdruck der Reifen beeinflusst und einfach geändert wird. Daher tritt in einem Fall, in dem beispielsweise die vorderen und hinteren Reifen an der linken oder rechten Seite durchstochen wurden oder ähnliches, eine Differenz der Radgeschwindigkeiten zwischen den linken und rechten Rädern auf, selbst wenn das Fahrzeug geradeaus fährt. Ein Problem tritt damit auf, dass die Driftgröße fehlerhaft abgeschätzt wird.
Dokument DE 39 38 039 A1 betrifft ein Verfahren zu einer Ermittlung der Querbeschleunigung eines Kraftfahrzeugs für eine elektronisch gesteuerte Fahrwerkdämpfung. Es wird eine erste Querbeschleunigung mit zumindest einem Sensor gemessen und eine zweite Querbeschleunigung unter Verwendung einer aus der Lenkbewegung abgeleiteten Größe berechnet. Ferner wird mit dieser Querbeschleunigung bestimmt, ob eine Toleranz eingehalten wurde. Im Abhängigkeit vom Einhalten dieser Toleranz wird entschieden, ob ein Sensorfehler vorliegt oder ob die Sensoren in Ordnung sind.
Das Dokument DE 38 78 674 T2 bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Abschätzung eines Straßenoberflächen-Reibungszustandes. Weitere Gegenstände des Standes der Technik gehen aus dem Dokumente DE 198 44 090 A1 , DE 198 44 913 A1 , DE 198 44 880 A1 , DE 196 36 443 A1 , DE 195 34 760 A1 , DE 101 28 056 C1 und DE 199 10 868 A1 hervor.
Zusammenfassung der Erfindung
Mit der vorliegenden Erfindung wird beabsichtigt, die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Lenkmomentsensor, der ein Lenkmoment erfasst, einen Querbeschleunigungssensor, der eine Querbeschleunigung erfasst, und einen Driftgrößen-Abschätzabschnitt, der eine Driftgröße des Querbeschleunigungssensors auf der Grundlage des Lenkmoments, das durch den Lenkmomentsensor erfasst wurde, und der Querbeschleunigung, die durch den Querbeschleunigungssensor erfasst wird, abschätzt.
Der Lenkmomentsensor erfasst das Lenkmoment, das auf die Lenkwelle aufgebracht wird. Der Querbeschleunigungs-Erfassungsabschnitt erfasst die Querbeschleunigung, die die Beschleunigung der Karosserie bzw. des Fahrzeugaufbaus in Quer- bzw. Seitenrichtung ist.
Hier wird beim Lenken durch den Fahrer das Lenkmoment erzeugt und tritt eine Querbeschleunigung am Fahrzeugauf bau auf. Da das Lenkmoment und die Querbeschleunigung in enger Beziehung stehen, tritt, wenn eine Driftgröße in der Querbeschleunigung enthalten ist, eine Änderung bei der Beziehung zwischen dem Lenkmoment und der Querbeschleunigung entsprechend der Driftgröße auf.
Daher kann der Driftgrößen-Abschätzabschnitt die Driftgröße des Querbeschleunigungssensors auf der Grundlage des Lenkmoments, das durch den Lenkmomentsensor erfasst wird, und der Querbeschleunigung, die durch den Querbeschleunigungssensor erfasst wird, abschätzen.
Dementsprechend kann beim ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch das Abschätzen der Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors auf der Grundlage des Lenkmoments und der Querbeschleunigung und ohne Verwendung der Differenz der Radgeschwindigkeiten der linken und rechten Räder die Driftgröße des Querbeschleunigungssensors selbst in den Fällen genau abgeschätzt werden, in denen Änderungen des Reifenluftdrucks auftreten.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Berechnungsabschnitt für ein Selbsteinstell- bzw. Rückstellmoment, der ein Rückstellmoment berechnet, das dem Lenken entspricht, einen Berechnungsabschnitt für den Rückstellmoment-Modellwert, der einen Rückstellmoment-Modellwert durch Verwendung einer Querbeschleunigung berechnet, und einen Driftgrößen-Abschätzabschnitt, der auf der Grundlage des Rückstellmoments und des Rückstellmoment-Modellwertes eine Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors, der die Querbeschleunigung erfasst hat, abschätzt.
Der Berechnungsabschnitt für das Rückstellmoment berechnet das Rückstellmoment entsprechend dem Lenken vom Fahrer. Das Rückstellmoment ist ein Moment, das um den Mittelpunkt des Reifens erzeugt wird und wird in einer Richtung zum Zurückführen des Lenkers, der gelenkt wurde, in seine Ursprungsposition aufgebracht.
Andrerseits rutscht, wenn die Querbeschleunigung am Fahrzeugaufbau auftritt, die Reifenseite und tritt ein Rückstellmoment um den Mittelpunkt des Reifens auf. Hier berechnet der Berechnungsabschnitt des Rückstellmoment-Modellwerts einen Rückstellmoment-Modellwert, d. h. ein theoretisches Rückstellmoment, das um den Mittelpunkt des Reifens herum erzeugt wird, unter Verwendung der Querbeschleunigung.
Wenn in der Querbeschleunigung keine Driftgröße enthalten ist, ändert sich die Querbeschleunigung entsprechend dem Lenkzustand. Daher ist das Rückstellmoment zum Rückstellmoment-Modellwert im wesentlichen proportional. Wenn jedoch eine Driftgröße in der Querbeschleunigung enthalten ist, tritt in der Beziehung zwischen dem Rückstellmoment und dem Rückstellmoment-Modellwert entsprechend der Driftgröße ein Versatz auf.
Der Driftgrößen-Abschätzabschnitt schätzt die Driftgröße des Querbeschleunigungssensors unter Verwendung der Beziehung zwischen dem Rückstellmoment, dem Rückstellmoment-Modellwert und der Driftgröße ab.
Dementsprechend wird beim zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Driftgröße des Querbeschleunigungssensors auf der Grundlage des Rückstellmoments, das dem Lenken entspricht, und des Rückstellmoment-Modellwerts, der durch Verwendung der Querbeschleunigung erhalten wurde, abgeschätzt. Auf diese Weise kann beim zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Driftgröße mit hoher Genauigkeit ohne Verwendung der Differenz der Radgeschwindigkeiten der linken und rechten Räder und ohne Beeinflussung durch Änderungen beim Reifenluftdruck abgeschätzt werden.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Abschätzen eines Straßenoberfläche-Reibungszustands, die aufweist:
(A) eine Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors, wobei die Vorrichtung hat: (i) einen Berechnungsabschnitt für das Rückstellmoment, der ein Rückstellmoment, das dem Lenken entspricht, berechnet, (ii) einen Berechnungsabschnitt für den Rückstellmoment-Modellwert, der einen Rückstellmoment-Modellwert unter Verwendung einer Querbeschleunigung berechnet, und (iii) einen Driftgrößen-Abschätzabschnitt, der auf der Grundlage des Rückstellmoments und des Rückstellmoment-Modellwertes eine Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors, der die Querbeschleunigung erfasst hat, abschätzt, (B) einen Querbeschleunigungs-Korrekturabschnitt, der die durch den Querbeschleunigungssensor erfasste Querbeschleunigung entsprechend der Driftgröße korrigiert, die durch die Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors abgeschätzt wurde, (C) einen Straßenoberfläche-Reibungszustand-Abschätzabschnitt, der einen Straßenoberfläche-Reibungszustand auf der Grundlage des Rückstellmoments und des Rückstellmoment-Modellwertes abschätzt, wobei der Berechnungsabschnitt für den Rückstellmoment-Modellwert den Rückstellmoment-Modellwert unter Verwendung der Querbeschleunigung berechnet, die durch den Querbeschleunigungs-Korrekturabschnitt korrigiert wurde.
Der Straßenoberfläche-Reibungszustand-Abschätzabschnitt schätzt den Straßenoberfläche- Reibungszustand auf der Grundlage des Rückstellmoments und des Rückstellmoment-Modellwertes ab. Hierbei wird der Rückstellmoment-Modellwert unter Verwendung der Querbeschleunigung, die durch den Querbeschleunigungs-Korrekturabschnitt korrigiert wurde, berechnet.
Dementsprechend kann beim dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung der Straßenoberfläche-Reibungszustand mit hoher Genauigkeit abgeschätzt werden, indem der Rückstellmoment-Modellwert unter Verwendung der Querbeschleunigung, aus der die Driftgröße entfernt wurde, berechnet wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockschaltbild, das die Struktur einer Straßenoberfläche-Reibungszustand-Abschätzvorrichtung zeigt, die sich auf ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht.
2 ist ein Blockschaltbild, das die Struktur einer ECU zeigt.
3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem SAT-Modellwert bzw. einen Rückstellmoment-Modellwert und einem abgeschätzten SAT-Wert bzw. einem abgeschätzten Rückstellmoment-Wert zeigt.
4A ist ein Diagramm, das ein SAT-Verhältnis und einen abgeschätzten Wert einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors (eine Quer-G-Sensor-Driftgröße) zeigt, wenn kein Driftfehler auftritt.
4B ist ein Diagramm, das ein SAT-Verhältnis und einen abgeschätzten Wert einer Driftgröße eines Querbe schleunigungssensors (eine Quer-G-Sensensor-Driftgröße) zeigt, wenn ein Driftfehler auftritt.
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die Fig. beschrieben.
1 ist ein Blockschaltbild, das die Struktur einer Straßenoberfläche-Reibungszustand-Abschätzvorrichtung 1, die sich auf das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht, zeigt. Die Straßenoberfläche-Reibungszustand-Abschätzvorrichtung 1 kann beispielsweise in einem Fahrzeug verwendet werden, das mit einer Elektromotor-Servolenkvorrichtung ausgerüstet ist, oder kann ebenfalls in einem Fahrzeug verwendet werden, das mit einer Hydraulik-Servolenkvorrichtung ausgerüstet ist, wie es später beschrieben wird.
Die Straßenoberfläche-Reibungszustand-Abschätzvorrichtung 1 ist versehen mit einem Lenkmomentsensor 11, der das Lenkmoment erfasst, einem Stromsensor 12, der den Motorstrom der Elektromotor-Servolenkvorrichtung erfasst, einem Lenkwinkelsensor 13, der den Lenkwinkel erfasst, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14, der die Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst, einem Querbeschleunigungssensor 15, der die Querbeschleunigung erfasst, einem Giergeschwindigkeitssensor 16, der die Giergeschwindigkeit erfasst, und einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 20, die den Straßenoberfläche-Reibungszustand unter Verwendung von Signalen abschätzt, die von den jeweiligen Sensoren ausgegeben werden.
Der Lenkmomentsensor 11 ist koxial an der Lenkwelle montiert. Der Lenkmomentsensor 11 führt der ECU 20 ein Sensorsignal zu, das dem Lenkmoment entspricht, das auf die Lenkwelle aufgebracht wird. Der Stromsensor 12 führt der ECU 20 ein Sensorsignal zu, das dem Motorstrom des Elektromotors entspricht, der in der Elektromotor-Servolenkvorrichtung verwendet wird.
Der Lenkwinkelsensor 13 führt der ECU 20 ein Sensorsignal zu, das einem Lenkwinkel θ_p entspricht, wobei eine Entsprechung in Bezug auf das Lenken des Fahrers vorliegt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 führt der ECU 20 ein Sensorsignal zu, das der Fahrzeuggeschwindigkeit (oder einer Radgeschwindigkeit) u entspricht.
Der Querbeschleunigungssensor 15 führt der ECU 20 ein Sensorsignal zu, das der Beschleunigung des Fahrzeugs in Querrichtung (der Querbeschleunigung) entspricht. Der Giergeschwindigkeitssensor 16 führt der ECU 20 ein Sensorsignal zu, das der Gierwinkelgeschwindigkeit entspricht, die am Fahrzeugaufbau bzw. an der Karosserie auftritt.
2 ist ein Blockschaltbild, das die Struktur der ECU 20 zeigt. Die ECU 20 ist ausgerüstet mit einer Lenkmoment-Erfassungseinheit 21, die das Lenkmoment erfasst, einer Hilfsmoment-Erfassungseinheit 22, die das Hilfsmoment erfasst, einer SAT-Abschätzeinheit 23, die das Rückstellmoment (SAT bzw. self-aligning torque) abschätzt, und einer Schräglaufwinkel-Abschätzeinheit 24, die den Schräglaufwinkel bzw. Schwimmwinkel abschätzt.
Die ECU 20 hat ebenfalls einen Hochpassfilter 25, der eine Hochpassfilter-Verarbeitung am Schräglaufwinkel ausführt, eine Querkraft-Berechnungseinheit 26, die die Querkraft der Vorderräder des Fahrzeugs berechnet, eine Schräglaufwinkel-Umwandlungseinheit 27, die die Querkraft der Vorderräder in einen Schräglaufwinkel umwandelt, ei nen Tiefpassfilter 28, der die Tiefpassfilter-Verarbeitung am umgewandelten Schräglaufwinkel ausführt, eine Addiereinrichtung 29, die die zwei Schräglaufwinkel addiert, die den Filterverarbeitungen unterzogen wurden, und eine SAT-Modellwert-Berechnungseinheit 30, die einen SAT-Modellwert auf der Grundlage des integrierten Schräglaufwinkels, der durch das Addieren erhalten wurde, berechnet.
Die ECU 20 weist ferner eine SAT-Verhältnis/Driftgröße-Berechnungseinheit 31, die das SAT-Verhältnis und die Driftgröße des Querbeschleunigungssensors 15 gleichzeitig berechnet, eine Driftgrößen-Korrektureinheit 32, die die Querbeschleunigung korrigiert, die am Querbeschleunigungssensor 15 erfasst wurde, eine SAT-Referenzwert-Berechnungseinheit 33, die einen SAT-Referenzwert berechnet, eine Haftungsgrad-Abschätzeinheit 34, die den Haftungsgrad abschätzt, und eine Abschätzeinheit 35 für den Straßenoberflächen-μ bzw. -Reibungskoeffizienten, die den Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche (den Straßenoberfläche-μ) abschätzt, auf.
Auf der Grundlage des Sensorsignals des Lenkwinkelsensors 11 erfasst die Lenkwinkel-Erfassungseinheit 21 das Lenkmoment, das aufgebracht wird, wenn der Fahrer lenkt. Die Lenkmoment-Erfassungseinheit 21 führt das erfasste Lenkmoment der SAT-Abschätz-Einheit 23 zu.
Die Hilfsmoment-Erfassungseinheit 22 erfasst das Hilfsmoment, das auf die Elektromotor-Servolenkvorrichtung aufgebracht wird, auf der Grundlage des Motorstroms, der auf dem Sensorsignal des Stromsensors basiert, und von im voraus gesetzten Parameter (z. B. der Ritzelschrägung, der Kugelspindelsteigung, dem Hilfsmotormoment-Koeffizient). Die Hilfsmoment- Erfassungseinheit 22 führt dieses Hilfsmoment der SAT-Abschätzeinheit 23 zu. Es ist festzuhalten, dass statt des vorstehend genannten Motorstroms die Hilfsmoment-Erfassungseinheit 22 einen Strombefehlswert verwenden kann, der von der Elektromotor-Servolenkvorrichtung zum Motor ausgegeben wird.
Die SAT-Abschätzeinheit 23 schätzt das SAT, das zwischen der Straßenoberfläche und dem Reifen erzeugt wird, durch das Entfernen der Reibung des Lenksystems ab, indem die Summe des Lenkmoments, das an der Lenkmoment-Erfassungseinheit 21 erfasst wird, und des Hilfsmoments, das an der Hilfsmoment-Erfassungseinheit 22 erfasst wird, berechnet wird.
Die Schräglaufwinkel-Abschätzeinheit 24 schätzt einen Vorderrad-Schräglaufwinkel α_E [rad], der der Schräglaufwinkel des Reifens vom Vorderrad ist, auf der Grundlage eines Lenkwinkels θ_p [rad], der auf dem Sensorsignal des Lenkwinkelsensors 13 basiert, und auf der Grundlage einer Fahrzeuggeschwindigkeit u [m/s], die auf dem Sensorsignal des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 14 basiert, ab.
Hier ist der Vorderrad-Schräglaufwinkel α_E durch die Zustandsgleichungen ausgedrückt, die Gleichung (1) und Gleichung (2) sind, wenn die dynamische Eigenschaft der Fahrzeugbewegung verwendet wird:

wobei die jeweiligen Parameter wie folgt bestimmt sind:

v:: Quergeschwindigkeit [m/s]
r:: Giergeschwindigkeit [rad/s]
u:: Fahrzeuggeschwindigkeit [m/s]
c_f:: Vorderrad-Kurvenfahrt-Kraftgröße [N/rad]
c_r:: Hinterrad-Kurvenfahrt-Kraftgröße [N/rad]
L_f:: Abstand zwischen den Gravitationszentren der Vorderachsen [m]
L_r:: Abstand zwischen den Gravitationszentren der Hinterachsen [m]
M:: Fahrzeugmasse [kg]
I_Z:: Gierträgheit [kgm²]
g_h:: Übersetzungsverhältnis während der momentanen Lenkung des Lenkers

Wenn die vorstehenden Gleichung (1) und Gleichung (2) mit der Abtastzeit τ diskret gestaltet wurden und als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit u ausgedrückt werden, werden die folgenden Gleichung (3) und Gleichung (4) erhalten:
αE(k) = ⌊1 Lf⌋x(k)/u(k) – θp(k)/gh (4) wobei k die Abtastzahl bzw. -nummer ist. Ferner werden A_s und B_s von Gleichung (3) durch die folgende Gleichung (5) ausgedrückt.
Hierbei schätzt die Schräglaufwinkel-Abschätzeinheit 24 den Vorderrad-Schräglaufwinkel α_E ab, indem die Berechnung entsprechend den Formeln (3) bis (5) bei jeder Abtastzeit τ ausgeführt wird. Die Schräglaufwinkel-Abschätzeinheit 24 führt diesen Vorderrad-Schräglaufwinkel α_E dem Hochpassfilter 25 zu.
Der Hochpassfilter 25 führt die Hochpassfilter-Verarbeitung am Vorderrad-Schräglaufwinkel α_E, der in der Schräglaufwinkel-Abschätzeinheit 24 abgeschätzt wurde, aus. Hierbei weist in einem Fall, in dem sich der neutrale Lenkpunkt bewegt, wenn das Fahrzeug auf einer überhöhten Straße fährt, der Vorderrad-Schräglaufwinkel α_E, der in der Schräglaufwinkel-Abschätzeinheit 24 abgeschätzt wurde, einen Driftfehler im unteren Frequenzbereich auf. Der Vorderradschräglaufwinkel α_E weist jedoch im hohen Frequenzbereich eine Signalkomponente auf, die bezüglich dem abgeschätzten SAT-Wert keine Phasenverzögerung hat. Somit wird aufgrund der Tatsache, dass der Hochpassfilter 25 die Hochpassfilter-Verarbeitung am Vorderrad-Schräglaufwinkel α_E ausführt, der Driftfehler im unteren Frequenzbereich entfernt und wird nur die Hochfrequenzkomponente, die bezüglich dem abgeschätzten SAT-Wert keine Phasenverzögerung hat, extrahiert.
Der Hochpassfilter 25 hat die Struktur eines diskreten Filters erster Ordnung. Hier wird der Hochpassfilter erster Ordnung in einer kontinuierlichen Zeitperiode durch die Übertragungsfunktion der Gleichung (6) ausgedrückt:
wobei ω_b die Knickpunkt- bzw. Grenzfrequenz ist. Wenn Gleichung (6) unter Verwendung eines solchen Verfahrens wie der Tustin-Transformation oder ähnlichem umgewandelt wird, ist es möglich, einen Hochpassfilter mit einer diskreten Zeit einzustellen. Bei der Tustin-Transformation wird unter der Voraussetzung, dass die Abtastzeit T ist und der Operator der zeitlichen Voreilung z ist, s durch Gleichung (7) ausgedrückt.
Wenn Gleichung (7) in Gleichung (6) eingesetzt wird, wird der Hochpassfilter mit einer diskreten Zeit durch Gleichung (8) ausgedrückt.
Hier führt der Hochpassfilter 25 die Hochpassfilter-Verarbeitung am Vorderrad-Schräglaufwinkel α_E entsprechend der Gleichung (8) aus. Der Hochpassfilter 25 lie fert den Vorderrad-Schräglaufwinkel α_E, der der Filterverarbeitung ausgesetzt ist, zur Addiereinrichtung 29.
Die Querkraft-Berechnungseinheit 26 berechnet eine Vorderrad-Querkraft F_f, die die Querkraft ist, die am Vorderrad-Reifen auftritt, durch Verwendung einer Quergeschwindigkeit g_y, die bei der Driftgrößen-Korrektureinheit 32 korrigiert wurde, die später beschrieben wird, und durch Verwendung der Giergeschwindigkeit r, die auf dem Sensorsignal des Giergeschwindigkeitssensors 16 basiert.
Hier erfüllt die Vorderrad-Querkraft F_f die Bewegungsgleichung der folgenden Gleichung (9) für die Quergeschwindigkeit g_y. Die Vorderrad-Querkraft F_f erfüllt die Bewegungsgleichung der folgenden Gleichung (10) für die Giergeschwindigkeit r.
In den Gleichungen ist F_r die Hinterrad-Querkraft. Darüber hinaus erfüllt die Quergeschwindigkeit g_y die folgende Gleichung (11).
Durch die Anordnung der Gleichung (9) und Gleichung (10) erfüllt die Vorderrad-Querkraft F_f die Gleichung (12).
Hierbei berechnet die Querkraft-Berechnungseinheit 26 die Vorderrad-Querkraft F_f entsprechend der vorstehenden Gleichung (12) durch Verwendung der Giergeschwindigkeit r und der Querbeschleunigung g_y und führt diese die berechnete Vorderradquerkraft F_f zur Schrägläufwinkel-Umwandlungseinheit 27.
Die Schräglaufwinkel-Umwandlungseinheit 27 wandelt die Vorderrad-Querkraft F_f in einen Vorderrad-Schräglaufwinkel α_T um, indem die Vorderrad-Querkraft F_f, die der Querkraft-Berechnungseinheit 26 zugeführt wurde, durch die Vorderrad-Kurvenfahrt-Kraftgröße c_f dividiert wird. Genauer gesagt berechnet die Schräglaufwinkel-Umwandlungseinheit 27 die folgende Gleichung (13).
Der Tiefpassfilter 27 führt die Tiefpassfilter-Verarbeitung am Vorderrad-Schräglaufwinkel α_T, der bei der Schräglaufwinkel-Umwandlungseinheit 27 berechnet wurde, aus. Hier weist der Vorderrad-Schräglaufwinkel α_T, der bei der Schräglaufwinkel-Umwandlungseinheit 27 berechnet wurde, im Hochfrequenzbereich eine Schwankungs komponente, wie z. B. eine Störgröße, oder eine Phasenverzögerung oder ähnliches auf, die durch eine Störung der Straßenoberfläche beeinflusst wird. Jedoch weist der Vorderrad-Schräglaufwinkel α_T eine niederfrequente Komponente auf, die nicht beeinflusst wird, selbst wenn das Fahrzeug auf einer überhöhten Straße fährt. Somit entfernt dadurch, dass der Vorderrad-Schräglaufwinkle α_T einer Tiefpassfilter-Verarbeitung unterzogen wird, der Tiefpassfilter 28 die schwankende Komponente des Hochfrequenzbereichs und extrahiert dieser nur die niederfrequente Komponente, die genau berechnet wurde.
Genauer gesagt ist der Tiefpassfilter 28 als ein diskreter Filter erster Ordnung mit einer Knickpunkt- bzw. Grenzfrequenz strukturiert, die die gleiche wie die des Hochpassfilters 25 ist. Hier ist der Tiefpassfilter erster Ordnung in einer kontinuierlichen Zeitperiode durch die Übertragungsfunktion der folgenden Gleichung (14) ausdrückt:
Wenn die Gleichung (14) einer Tustion-Transformation unterzogen wird, wird ein Tiefpassfilter mit einer diskreten Zeitperiode erhalten und durch die folgende Gleichung (15) ausdrückt.
Hier führt der Tiefpassfilter 28 die Tiefpassfilter-Verarbeitung am Vorderrad-Schräglaufwinkel α_T entspre chend Gleichung (15) aus und führt dieser den Vorderrad-Schräglaufwinkel α_T, der dieser Filterverarbeitung unterzogen wurde, der Addiereinrichtung 29 zu.
Es ist festzuhalten, dass die Knickpunktfrequenz nicht besonders begrenzt ist, sondern vorzugsweise eine Frequenz ist, so dass die Störgröße, die die Störung der Straßenoberfläche begleitet, entfernt werden kann, oder eine Frequenz ist, die mit der Straßenoberflächen-Kurvenüberhöhungs-Änderungsgeschwidigkeit zu dem Zeitpunkt umgehen kann, zu dem das Fahrzeug in eine überhöhte Straße eintritt.
Die Addiereinrichtung 29 addiert den Vorderrad-Schräglaufwinkel α_E, der vom Hochpassfilter 25 zugeführt wurde, und den Vorderrad-Schräglaufwinkel α_T, der vom Tiefpassfilter 28 zugeführt wurde, und berechnet einen integrierten Schräglaufwinkel α_I. Genauer gesagt berechnet die Addiereinrichtung 29 die folgende Gleichung (29). αI(z) = GH(z)·αE(z) + GL(z)·αT(z) (16)
Hier ist die Summe der Übertragungsfunktion des Hochpassfilters 25 und der Übertragungsfunktion des Tiefpassfilters 28 1. Dieses bedeutet, dass, wenn das gleiche Signal in den Hochpassfilter und den Tiefpassfilter eingegeben wird und die Ausgaben der jeweiligen Filter addiert werden, das Ursprungssignal wiederhergestellt wird. Dementsprechend kann die Addiereinrichtung 29 den Schräglaufwinkel α_I, der keine Driftfehler, keine Störgröße oder ähnliches hat und der keine Phasenverzögerung bezüglich des Rückstelldrehmoments hat, berechnen.
Die Berechnungseinheit 30 für den SAT-Modellwert berechnet einen SAT-Modellwert unter Verwendung des integrierten Schräglaufwinkels α_I. Hier ist der SAT-Modellwert der Wert des SAT eines Modells (d. h. eines linearen Modells, das beim Schräglaufwinkel 0 linearisiert wurde), was einen hohen Haftzustand im Zustand der nominellen Boden-Kontakt-Länge voraussetzt, was der Standard für die Gestaltung ist. Genauer gesagt berechnet die Berechnungseinheit 30 für den SAT-Modellwert nach der folgenden Gleichung (17): Tm = K0·αI (17)wobei K₀ der Ursprungsanstieg (der SAT-Anstieg) bezüglich des Vorderrad-Schräglaufwinkels des SAT-Modellwertes in einem Fall ist, in dem keine Änderung der Last vom Fahrzeug und keine Verringerung des Reifenluftdrucks auftritt. Der SAT-Modellwert wird durch das Produkt des Ursprungsanstiegs K₀ und des integrierten Schräglaufwinkels α_I wie in Gleichung (17) ausgedrückt. Der SAT-Modellwert ist der Wert eines theoretischen SAT in einem Zustand mit starker Haftung und ohne Änderungen bei der Last des Fahrzeugs und ohne Verringerung des Reifenluftdrucks.
Auf diese Weise ist es, da die SAT-Modellwert-Berechnungseinheit 30 den SAT-Modellwert auf der Grundlage des Schräglaufwinkels α_I berechnet, möglich, einen SAT-Modellwert zu erhalten, bei dem kein Driftfehler, keine Störgröße oder ähnliches auftritt und bei dem keine Phasenverzögerung bezüglich des Rückstellmoments auftritt. Die Berechnungseinheit 30 für den SAT-Modellwert führt den SAT-Modellwert, der entsprechend Gleichung (17) berechnet wurde, der SAT-Verhältnis/Driftgrößen-Berechnungseinheit 31 zu.
Die SAT-Verhältnis/Driftgrößen-Berechnungseinheit 31 berechnet durch On-line-Identifizierung das Verhältnis des geschätzten SAT-Wertes zum SAT-Modellwert (d. h. das SAT-Verhältnis) und die Driftgröße des Querbeschleunigungssensors 15.
Hier entspricht die Wirkung, die der Driftfehler (beständiger Fehler) des Querbeschleunigungssensors 15 auf den integrierten Schräglaufwinkel α_I hat, der folgenden Gleichung (18):
wobei die jeweiligen Parameter wie folgt festgelegt sind:

α_drift: Driftfehler des integrierten Schräglaufwinkels
g_drift: Driftfehler des Querbeschleunigungssensors 15
c_f: Vorderrad-Kurvenfahrt-Kraftgröße [N/rad]
L_f: Abstand zwischen den Gravitationszentren der Vorderachsen [m]
L_r: Abstand zwischen den Gravitationszentren der Hinterachsen [m]
M: Fahrzeugmasse [kg]

Der Algorithmus zum Ableiten des SAT-Verhältnisses ist durch die Gleichungen (19) bis (21) gegeben:

wobei die folgenden Gleichungen (22) bis (24) herstellt werden:
Hier sind die jeweiligen Parameter wie folgt festgelegt:

θ: Abschätzparameter (erstes Element SAT-Verhältnis, zweites Element Driftgröße des Querbeschleunigungssensors 15)
λ₁: Vergessenskoeffizient, der sich auf die SAT-Verhältnis-Abschätzung bezieht
λ₂: Vergessenskoeffizient, der sich auf die Abschätzung der Driftgröße des Querbeschleunigungssensors 15 bezieht
T_SAT: abgeschätzter SAT-Wert
T_m: SAT-Modellwert
k: Abtastpunktnummer

Im allgemeinen entsteht die Drift des Querbeschleunigungssensors aufgrund der Streuung bei den einzelnen hergestellten Produkten oder aufgrund von Änderungen über die Jahre oder von ähnlichem und ändert sich diese relativ langsam. Daher ist es bei der On-line Identifizierungs-Berechnung vorzuziehen, dass die Änderung bei der Driftgröße im Vergleich zur Änderung beim SAT-Verhältnis klein ist.
Genauer gesagt ist die Änderungsgeschwindigkeit des SAT-Verhältnisses relativ hoch im Vergleich zu der der Driftgröße. Daher wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Vergessenskoeffizient λ₁, der sich auf die SAT-Verhältnis-Abschätzung bezieht, auf einen kleinen Wert gesetzt. Im Gegensatz dazu ist die Änderungsgeschwindigkeit der Driftgröße relativ langsam im Vergleich zu der des SAT-Verhältnisses. Daher wird der Vergessenskoeffizient λ₂, der sich auf die Driftgrößen-Abschätzung bezieht, auf einen großen Wert gesetzt. Die Vergessenskoeffizienten λ sind nicht besonders eingegrenzt, sind aber im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise die Werte der folgenden Gleichungen (25) und (26) λ1 = 0,990 (25) λ2 = 0,995 (26)
Durch die Verwendung der Vergessenskoeffizienten λ, die für jeden Parameter in den Gleichungen (25) und (26) eingestellt sind, führt die SAT-Verhältnis/Driftgrößen-Berechnungseinheit 31 eine On-line-Identifizierungs- Berechnung entsprechend den Gleichungen (19) bis (21) aus. Auf diese Weise kann die SAT-Verhältnis/Driftgrößen-Berechnungseinheit 31 die Streuung beim abgeschätzten Wert der Driftgröße des Querbeschleunigungssensors 15 unterdrücken und kann diese das SAT-Verhältnis den momentanen Änderungen folgend genau abschätzen.
Darüber hinaus wird in dem Zustand, in dem das Fahrzeug geradeaus fährt, wobei der abgeschätzte SAT-Wert und der SAT-Modellwert klein sind, befürchtet, dass sich die Genauigkeit bei der Abschätzung der Neigung (des SAT-Verhältnisses) aufgrund des Fehlers zum Zeitpunkt der Entfernung der Lenksystemreibung oder ähnlichem verschlechtert. Daher ist es am günstigsten, es zu erschweren, dass die Daten, die sich in einer Nähe zum Zustand befinden, in dem das. Fahrzeug geradeaus fährt, bei der Abschätzung des SAT-Verhältnisses widergespiegelt werden.
Beispielsweise ist es für die SAT-Verhältnis/Driftgrößen-Berechnungseinheit 31 ausreichend, dass ein Schwellwert, der sich auf den abgeschätzten SAT-Wert und den SAT-Modellwert bezieht, eingestellt wird, und ist in dem Zustand, in dem das Fahrzeug geradeaus fährt, wobei der abgeschätzte SAT-Wert und der SAT-Modellwert kleiner als der Schwellwert oder gleich diesem sind, der Vergessenskoeffizient, der sich auf das SAT-Verhältnis bezieht, durch Gleichung (27) beispielsweise auf den Wert gesetzt: λ1 = 1,000 (27)
Im Ergebnis kann in einem Zustand, in dem das Fahrzeug geradeaus fährt oder im wesentlichen geradeaus fährt, die SAT-Verhältnis/Driftgrößen-Berechnungseinheit 31 die Geschwindigkeitsänderung des abgeschätzten Wertes des SAT-Verhältnisses klein machen und das Gewicht der Daten, die während der Richtungsänderung eine gute Genauigkeit haben, groß gestalten. Genauer gesagt kann die SAT-Verhältnis/Driftgrößen-Berechnungseinheit 31 die Driftgröße abschätzen, während die Effekte des Rückstellmoments und der Rückstellmoment-Modellwert, die in dem Zustand berechnet werden, in dem das Fahrzeug geradeaus fährt oder im wesentlichen geradeaus fährt, klein gestaltet werden.
3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem SAT-Modellwert und dem abgeschätzten SAT-Wert zeigt. Hierbei ist die Horizontalachse der SAT-Modellwert, der durch die SAT-Modellwert-Berechnungseinheit 30 berechnet wird. Die Vertikalachse ist der abgeschätzte SAT-Wert, der durch die SAT-Abschätzeinheit 23 erhalten wird.
Das erste Element des Abschätzparameters θ ist die Neigung der in 3 gezeigten Kennlinie. Das zweite Element des Abschätzparameters θ ist der Wert, der erhalten wird, indem eine Konstante (das zweite Element auf der rechten Seite der Gleichung (23)) mit einem Achsenabschnitt der in 3 gezeigten Kennlinie multipliziert wird. Es ist festzuhalten, dass in einem Fall, in dem im Querbeschleunigungssensor 15 kein Driftfehler auftritt, das zweite Element des Abschätzparameters θ Null ist.
Die 4A und 4B sind Diagramme, die das SAT-Verhältnis und den abgeschätzten Wert der Driftgröße des Querbeschleunigungssensors 15 (die Quer-G-Sensor-Driftgröße) zeigen, wenn das Lenken beim Fahren mit 40 km/h auf einer Straße mit hohem μ in einem Zustand wiederholt wird, in dem keine Änderungen bei der Last oder beim Reifenluftdruck auftreten.
4A ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der Abschätzung zu dem Zeitpunkt zeigt, zu dem der Querbeschleunigungssensor 15 verwendet wird, der keinen Driftfehler hat. Der abgeschätzte Wert der Driftgröße war ungefähr 0 m/s². 4B ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der Schätzung zu dem Zeitpunkt zeigen, zu dem eine Driftgröße des Querbeschleunigungssensors 15 von 0,5 m/s² künstlich addiert wurde. Die Driftgröße war ein Wert (0,5 m/s²) nahe dem wahren Wert bei ungefähr 60 s vom Start der Abschätzung.
Es ist festzuhalten, das in den 4A und 4B der Vergessenskoeffizient λ₂, der sich auf die Driftgrößen-Abschätzung des Querbeschleunigungssensors 15 bezieht, kleiner als der Ist-Wert (z. B. Gleichung (26)) gestaltet wurde, um die Ergebnisse des Abschätzverfahren zu zeigen. Zum Zeitpunkt der tatsächlichen Verwendung wird die Änderungsgeschwindigkeit der Driftgröße des Querbeschleunigungssensors 15 berücksichtigt und wird der Vergessenskoeffizient λ₂ auf einen größeren Wert als in den Fällen der 4A und 4B gesetzt. Auf diese Weise kann die Stabilität des abgeschätzten Wertes der Driftgröße verbessert werden.
Die Driftgrößen-Korrektureinheit 32 korrigiert den Ausgabewert des Querbeschleunigungssensors 15, um die Driftgröße zu entfernen, die durch die SAT-Verhältnis/Driftgrößen-Berechnungseinheit 31 berechnet wurde, und berechnet eine genaue Querbeschleunigung, die keine Driftgröße hat. Dann wird die Querbeschleunigung, die bei der Driftgrößen-Korrektureinheit 32 erhalten wird, bei der zuvor beschriebenen Querkraft-Berechnungseinheit 26 verwendet oder wird diese in der Straßenoberflächen-μ-Abschätzeinheit 35, die später beschrieben wird, verwendet.
Die SAT-Referenzwert-Berechnungseinheit 33 berechnet den SAT-Referenzwert, indem auf der Grundlage des SAT-Verhältnisses, das von der SAT-Verhältnis-Berechnungseinheit 26 zugeführt wurde, nach Bedarf der SAT-Modellwert, der durch die SAT-Modellwert-Berechnungseinheit 30 berechnet wurde, korrigiert wird.
Genauer gesagt beurteilt die SAT-Referenzwert-Berechnungseinheit 33, ob der Maximalwert des SAT-Verhältnisses innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode einen Schwellwert überschritten hat. Wenn der Maximalwert des SAT-Verhältnisses innerhalb der vorbestimmten Zeitperiode den Schwellwert nicht überschritten hat, bleibt die Boden-Kontakt-Länge zwischen dem Reifen und der Straßenoberfläche konstant; daher gibt die SAT-Referenzwert-Berechnungseinheit 33 den SAT-Modellwert aus, was einen Zustand einer nominellen Boden-Kontakt-Länge voraussetzt, wie diese als SAT-Referenzwert vorliegt.
Andrerseits hat sich, wenn der Maximalwert des SAT-Verhältnisses innerhalb der vorbestimmten Zeitperiode den Schwellwert überschreitet, die Boden-Kontakt-Länge zwischen dem Reifen und der Straßenoberfläche aufgrund der Addition von Last oder eine Verringerung beim Reifenluftrdruck erhöht. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die SAT-Referenzwert-Berechnungseinheit 33 die Beurteilung vor, dass das SAT-Verhältnis groß geworden ist, und bestimmt diese einen SAT-Referenzwert, der ein Wert ist, der den SAT-Modellwert nach oben korrigiert. Die Berechnungsformel für diese Korrektur nach oben ist die folgende Gleichung (28): TSAT0m = TSAT0·γ (28)wobei die jeweiligen Parameter folgende sind:

T_SAT0m:: SAT-Referenzwert
T_SAT0:: SAT-Modellwert vor der Korrektur
γ:: Parameter für die Aufwärts-Korrektur (im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Maximalwert des SAT-Verhältnisses innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode)

Beispielsweise kann „1, 2” als der Schwellwert im Vergleich zum SAT-Verhältnis verwendet werden. Es ist festzuhalten, dass in Anbetracht der Tatsache, dass die Einstellung des Luftdrucks nicht während des Fahrens ausgeführt wird, γ als ein Parameter eingestellt werden kann, der sich nicht verringert, vorausgesetzt, dass ein gestoppter Zustand einer gegebenen Zeit oder mehr nicht fortdauert.
Auf diese Weise berechnet, wenn der Maximalwert des SAT-Verhältnisses den Schwellwert überschreitet, die SAT-Referenzwert-Berechnungseinheit 33 einen SAT-Referenzwert auf der Grundlage des SAT-Verhältnisses und des SAT-Modellwertes. Wenn der Maximalwert des SAT-Verhältnisses den Schwellwert nicht überschreitet, gibt die SAT-Referenzwert-Berechnungseinheit 33 den SAT-Modellwert als den SAT-Referenzwert aus. Die SAT-Referenzwert-Berechnungseinheit 33 führt den SAT-Referenzwert T_SAT0m, der gemäß Vorbeschreibung bestimmt wurde, der Haftungsgrad-Abschätzeinheit 34 zu.
Die Haftungsgrad-Abschätzeinheit 34 schätzt einen Haftungsgrad ε entsprechend der folgenden Gleichung (29) auf der Grundlage des abgeschätzten SAT-Wertes T_SAT, der bei der SAT-Abschätzeinheit 23 abgeschätzt wurde, und auf der Grundlage des SAT-Referenzwertes T_SAT0m, der bei der SAT-Referenzwert-Berechnungseinheit 33 berechnet wurde, ab.
Es ist festzuhalten, dass die Haftungsgrad-Abschätzeinheit 34 nicht auf den Fall einer Abschätzung des Haftungsgrades ε entsprechend dem vorstehend bechriebenen Verfahren beschränkt ist und andere Verfahren verwenden kann. Beispielsweise kann die Haftungsgrad-Abschätzeinheit 34 den Haftungsgrad ε durch eine Funktion des SAT-Referenzwertes T_SAT0m und des abgeschätzten SAT-Wertes T_SAT abschätzen oder kann diese den Haftungsgrad ε durch ein zweidimensionales Verzeichnis des SAT-Referenzwertes T_SAT0m und des abgeschätzten SAT-Wertes T_SAT abschätzen.
Wenn ein Zustand auftritt, in dem der Haftungsgrad ε, der bei der Haftungsgrad-Abschätzeinheit 34 abgeschätzt wurde, kleiner als eine vorbestimmte Beurteilungsreferenz (z. B. ε ≤ 0,5) oder gleich dieser ist, schätzt die Straßenoberflächen-μ-Abschätzeinheit 35 den Straßenoberflächen-μ aus dem Haftungsgrad ε und der Querbeschleunigung g_y ab, die von der Driftgrößen-Korrektureinheit 32 korrigiert wurde.
Hierbei ist der Straßenoberflächen-μ durch die folgende Gleichung (30) ausgedrückt:
wobei g die Gravitationsbeschleunigung ist. Ferner ist g_fy die Vorderradpositions-Querbeschleunigung und wird g_fy durch die folgende Gleichung (31) ausgedrückt:
Je geringer der Haftungsgrad ε ist, d. h. je näher dieser an der Grenze liegt, desto stärker ist die Genauigkeit des Abschätzen des Straßenoberflächen-μ, der auf diese Weise bestimmt wurde, verbessert. Hierbei schätzt, gemäß Vorbeschreibung, wenn der Haftungsgrad ε kleiner als die vorbestimmte Beurteilungsreferenz oder gleich dieser ist, die Straßenoberflächen-μ-Abschätzeinheit 35 den Straßenoberflächen-μ entsprechend der Gleichung (30) ab.
Gemäß Vorbeschreibung kann die Straßenoberflächen-Reibungszustands-Abschätzvorrichtung 1, die sich auf das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht, die Driftgröße des Querbeschleunigungssensors 15 unter Verwendung der Eigenschaft abschätzen, dass sich der Achsenabschnitt der Kurve von abgeschätztem SAT-Wert und SAT-Modellwert entsprechend der Driftgröße des Querbeschleunigungssensors 15 ändert. Ferner korrigiert die Straßenoberfläche-Reibungszustand-Abschätzvorrichtung 1 den Ausgabewert des Querbeschleunigungssensors 15 auf der Grundlage der Driftgröße. Daher bestimmt die Straßenoberfläche-Reibungszustand-Abschätzvorrichtung 1 immer eine genaue Querbeschleunigung und kann diese im Ergebnis den Haftungsgrad und den Straßenoberflächen-μ mit hoher Genauigkeit abschätzen.
Es ist festzuhalten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist und verschiedene Änderungen bei der Gestaltung im Geltungsbereich, der in den Ansprüchen dargestellt wird, ausgeführt werden können.
Beispielsweise wird im vorstehenden Ausführungsbeispiel ein Beispiel von einem Fall beschrieben, bei dem die Straßenoberfläche-Reibungszustand-Abschätzeinheit 1 die Driftgröße des Querbeschleunigungssensors 15, den Haftungsgrad und den Straßenoberflächen-μ unter Verwendung der Elektromotor-Servolenkvorrichtung abschätzt. Die Straßenoberfläche-Reibungszustand-Abschätzvorrichtung 1 kann ebenfalls eine hydraulische Servolenkvorrichtung verwenden. In diesem Fall können Vorgänge, die ähnlich denen des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels sind, durch die Straßenoberfläche-Reibungszustand-Abschätzvorrichtung 1, die den Öldruck oder ähnliches der hydraulischen Servolenkvorrichtung misst und sowohl das Lenkmoment als auch das Moment, das dem Hilfsmoment entspricht, erfasst, ausgeführt werden.
Darüber hinaus kann statt der SAT-Abschätzeinheit 23 eine SAT-Erfassungseinheit (oder ein SAT-Erfassungssensor), die das Rückstellmoment direkt erfassen kann, vorgesehen sein.
Ein SAT-Abschätzabschnitt 23 schätzt somit ein Rückstellmoment (self-aligning torquer SAT) auf der Grundlage eines Rückstellmoments, das durch einen Lenkmoment-Erfassungsabschnitt erfasst wurde, und eines Hilfsmoments, das durch einen Hilfsmoment-Erfassungsabschnitt erfasst wurde, ab. Ein SAT-Modellwert-Berechnungsabschnitt 30 berechnet einen SAT-Modellwert unter Verwendung eines integrierten Schräglaufwinkels α_I. Ein SAT-Verhältnis/Driftgrößen-Berechnungsabschnitt 31 berechnet durch On-line-Identifizierung ein Verhältnis (SAT-Verhältnis) vom SAT- zum SAT-Modell-Wert und eine Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors.

Claims

Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors, wobei die Vorrichtung aufweist einen Lenkmomentsensor (11), der ein Lenkmoment erfasst, einen Rückstellmoment-Berechnungsabschnitt (23), der einen abgeschätzten Wert oder einen erfassten Wert eines Rückstellmoments unter Verwendung des Lenkmo- ments, das durch den Lenkmomentsensor erfasst wurde, berechnet, einen Querbeschleunigungssensor (15), der eine Querbeschleunigung erfasst, einen Rückstellmoment-Modellwert-Berechnungsabschnitt, der einen Rückstellmoment-Modellwert auf der Grundlage der Querbeschleunigung, die durch den Querbeschleunigungssensor erfasst wird, berechnet, einen Driftgrößen-Abschätzabschnitt (31), der eine Driftgröße des Querbeschleunigungssensors auf der Grundlage des Lenkmoments, das durch den Lenkmomentsensor erfasst wird, der Querbeschleunigung, die durch den Querbe- schleunigungssensor (15) erfasst wird, und eines Verhältnisses zwischen dem Rückstellmoment, das durch den Rückstellmoment-Berechnungsabschnitt (23) berechnet wird, und dem Rückstellmoment-Modellwert, der durch den Rückstellmoment-Modellwert-Berechnungsabschnitt berechnet wurde, abschätzt.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors nach Anspruch 1, wobei ein Radgeschwindigkeit-Erfassungssensor (14), der eine Radgeschwindigkeit erfasst, und ein Lenkwinkel-Erfassungssensor (13), der einen Lenkwinkel erfasst, vorgesehen sind, wobei der Rückstellmoment-Modellwert-Berechnungsabschnitt hat: einen Schräglaufwinkel-Abschätzabschnitt (24), der einen Schräglaufwinkel auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit (14), die durch den Radgeschwindigkeitssensor erfasst wird, und des Lenkwinkels, der durch den Lenkwinkel-Erfassungssensor (13) erfasst wird, abschätzt, einen Hochpassfilter (25), der die Hochpass-Filterverarbeitung beim Schräglaufwinkel ausführt, der durch den Schräglaufwinkel-Abschätzabschnitt abgeschätzt wurde, einen Querkraft-Berechnungsabschnitt (26), der eine Querkraft auf der Grundlage der Querbeschleunigung, die durch den Querbeschleunigungssensor (15) erfasst wurde, berechnet, einen Schräglaufwinkel-Umwandlungsabschnitt (27), der die Querkraft, die durch den Querkraftberechnungsabschnitt berechnet wird, in einen Schräglaufwinkel umwandelt, einen Tiefpassfilter (28), der eine Tiefpassfilter-Verarbeitung beim Schräglaufwinkel, der durch den Schräglaufwinkel-Umwandlungsabschnitt umgewandelt wurde, vornimmt, einen Addierabschnitt (29), der den Schräglaufwinkel, der der Hochpassfilter-Verarbeitung durch den Hochpassfilter (25) unterzogen wurde, und den Schräglaufwinkel, der der Filterverarbeitung durch den Tiefpassfilter (28) unterzogen wurde, addiert, und einen Berechnungsabschnitt (30), der den Rückstellmoment-Modellwert auf der Grundlage des Schräglaufwinkels berechnet, der durch Addition durch den Addierabschnitt erhalten wurde.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors nach Anspruch 1, wobei der Driftgrößen-Abschätzabschnitt (31) die Driftgröße auf der Grundlage eines Achsenabschnitts einer Geraden ausdrückt, die eine Beziehung zwischen dem Rückstellmoment und dem Rückstellmoment-Modellwert ausdrückt.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors nach Anspruch 1, wobei der Driftgrößen-Abschätzabschnitt (31) eine Neigung einer Geraden abschätzt, die eine Beziehung zwischen dem Rückstellmoment und dem Rückstellmoment-Modellwert ausdrückt, und die Driftgröße auf der Grundlage eines Achsenabschnitts der Geraden abschätzt.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors nach Anspruch 4, wobei der Driftgrößen-Abschätzabschnitt (31) die Driftgröße abschätzt, so dass Änderungen beim Achsenabschnitt im Vergleich mit Änderungen bei der Neigung der Geraden klein sind.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors nach Anspruch 4, wobei der Driftgrößen-Abschätzabschnitt (31) die Driftgröße abschätzt, während die Effekte des Rückstellmoment-Modellwertes und des Rückstellmoments klein gestaltet werden, die in dem Zustand, in dem ein Fahrzeug geradeaus fährt, oder in dem Zustand, in dem das Fahrzeug im wesentlichen geradeaus fährt, berechnet werden.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Rückstellmoment-Berechnungsabschnitt (23), der ein Rückstellmoment unter Verwendung eines Lenkmoments berechnet, einen Rückstellmoment-Modellwert-Berechnungsabschnitt (30), der einen Rückstellmoment-Modellwert unter Verwendung einer Querbeschleunigung berechnet, und einen Driftgrößen-Abschätzabschnitt (31), der auf der Grundlage des Rückstellmoments und des Rückstellmoment-Modellwertes eine Driftgröße eines Querbeschleunigungs sensors, der die Querbeschleunigung erfasst hat, abschätzt.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors nach Anspruch 7, wobei der Driftgrößen-Abschätzabschnitt (31) als die Driftgröße einen Wert abschätzt, der einem Achsenabschnitt einer Geraden entspricht, die eine Beziehung zwischen dem Rückstellmoment und dem Rückstellmoment-Modellwert-ausdrückt.
Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors nach Anspruch 7, wobei der Rückstellmoment-Modellwert-Berechnungsabschnitt (30) eine Querkraft unter Verwendung der Querbeschleunigung berechnet und den Rückstellmoment-Modellwert unter Verwendung der Querkraft berechnet.
Vorrichtung zum Korrigieren der Ausgabe eines Querbeschleunigungssensors, wobei die Vorrichtung aufweist: die Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einen Querbeschleunigungs-Korrekturabschnitt (32), der die Querbeschleunigung, die durch den Querbeschleunigungssensor (15) erfasst wurde, entsprechend der Driftgröße, die durch die Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors abgeschätzt wurde, korrigiert.
Vorrichtung zum Abschätzen eines Straßenoberfläche-Reibungszustands, die aufweist: die Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors nach Anspruch 1, einen Querbeschleunigungs-Korrekturabschnitt (32), der die Querbeschleunigung, die durch den Querbeschleunigungssensor erfasst wurde, entsprechend der Driftgröße, die durch die Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors (15) abgeschätzt wurde, korrigiert, einen Straßenoberfläche-Reibungszustand-Abschätzabschnitt (35), der einen Straßenoberfläche-Reibungszustand auf der Grundlage des Rückstellmoments und des Rückstellmoment-Modellwertes abschätzt, wobei der Rückstellmoment-Modellwert-Berechnungsabschnitt (30) den Rückstellmoment-Modellwert unter Verwendung der Querbeschleunigung, die durch den Querbeschleunigungs-Korrekturabschnitt (32) korrigiert wurde, berechnet.
Vorrichtung zum Abschätzen eines Straßenoberfläche-Reibungszustands, die aufweist: eine Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors mit einem Rückstellmoment-Berechnungsabschnitt (23), der ein Rückstellmoment unter Verwendung eines Lenkmoments berechnet, einem Rückstellmoment-Modellwert-Berechnungsabschnitt (30), der einen Rückstellmoment-Modellwert unter Verwendung einer Querbeschleunigung berechnet, und einem Driftgrößen-Abschätzabschnitt (31), der auf der Grundlage des Rückstellmoments und des Rückstellmoment-Modellwertes eine Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors (15), der die Querbeschleunigung erfasst hat, abschätzt, einen Querbeschleunigungs-Korrekturabschnitt (32), der die Querbeschleunigung, die durch den Querbeschleunigungssensor (15) erfasst wird, entsprechend der Driftgröße, die durch die Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors abgeschätzt wurde, korrigiert, und einen Straßenoberfläche-Reibungszustand-Abschätzabschnitt (35), der einen Straßenoberfläche-Reibungszustand auf der Grundlage des Rückstellmoments und des Rückstellmoment-Modellwertes abschätzt, wobei der Rückstellmoment-Modellwert-Berechnungsabschnitt (30) den Rückstellmoment-Modellwert unter Verwendung der Querbeschleunigung, die durch den Querbeschleunigungsabschnitt korrigiert wurde, berechnet.
Vorrichtung zum Abschätzen eines Straßenoberflächen-Reibungszustands, die aufweist die Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors von Anspruch 5, einen Querbeschleunigungskorrekturabschnitt (32), der die Querbeschleunigung, die durch den Querbeschleunigungssensor erfasst wurde, entsprechend der Driftgröße, die durch die Vorrichtung zum Abschätzen einer Driftgröße eines Querbeschleunigungssensors abgeschätzt wurde, korrigiert, einen Rückstellmoment-Referenzwert-Berechnungsabschnitt (33), der einen Rückstellmoment-Referenzwert auf der Grundlage der Neigung der Geraden, die durch den Driftgrößen-Abschätzabschnitt (31) abgeschätzt wurde, und des Rückstellmoment-Modellwertes, der durch den Rückstellmoment-Modellwert-Berechnungsabschnitt (30) berechnet wurde, berechnet, und einen Straßenoberfläche-Reibungszustand-Abschätzabschnitt (35), der einen Straßenoberfläche-Reibungszustand auf der Grundlage des Rückstellmoments und des Rückstellmoment-Referenzwertes abschätzt, wobei der Rückstellmoment-Modellwert-Berechnungsabschnitt (30) den Rückstellmoment-Modellwert unter Verwendung der Querbeschleunigung, die durch den Querbeschleunigungs-Korrekturabschnitt (32) korrigiert wurde, berechnet.