[发明专利]路面摩擦系数估计装置

说明书

路面摩擦系数估计装置(40；102)包括电子控制单元。电子控制单元被配置成：计算系统噪声方差值作为指示路面摩擦系数估计值的变化程度的指标；计算观测噪声方差值作为指示观测噪声的变化程度的指标；关于观测偏差来计算指示新获得的观测偏差相对于指示观测偏差的过去变化的程度的指标的偏移程度的指标；将该指标计算为摩擦系数变化量；计算卡尔曼增益；以及在计算系统噪声方差值时加入摩擦系数变化量。

技术领域

本发明涉及路面摩擦系数估计装置。

背景技术

存在以下布置：在该布置中，基于根据车辆的运动方程获得的状态方程和指示观测值的观测方程来配置观测器(例如，日本专利第5707790号(JP 5707790 B))。JP 5707790B公开了一种路面摩擦系数估计装置，该装置使得能够估计车辆在其上面行驶的路面的路面摩擦系数(μ)。

考虑到在观测值中包括噪声，JP 5707790 B中描述的路面摩擦系数估计装置被布置成通过将扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter)配置为观测器来提高作为路面摩擦系数的估计值的路面摩擦系数的估计精度。

发明内容

现在，例如，当车辆从沥青铺设的道路进入冰冻道路时，可以预期车辆在其上面行驶的路面的实际路面摩擦系数在前后会极大地改变。在这种情况下，当估计响应度不足以获得路面摩擦系数估计值的估计精度的高精度时，路面摩擦系数估计值不能跟随实际路面摩擦系数的极大变化。也就是说，在实际路面摩擦系数极大且急剧地变化的情况下，实际路面摩擦系数与路面摩擦系数的估计值之间可能将出现差异，并且路面摩擦系数估计值的估计精度劣化。

本发明即使在实际路面摩擦系数极大且急剧地变化的情况下，也能够抑制路面摩擦系数估计值的估计精度的劣化。

本发明的一方面是一种路面摩擦系数估计装置。该路面摩擦系数估计装置被配置成使用非线性卡尔曼滤波器计算作为路面的路面摩擦系数的估计值的路面摩擦系数估计值，非线性卡尔曼滤波器具有包括路面摩擦系数作为变量的观测值。路面摩擦系数估计装置包括电子控制单元。电子控制单元被配置成计算系统噪声方差值作为指示路面摩擦系数估计值的变化程度的指标。电子控制单元被配置成计算观测噪声方差值作为指示观测噪声的变化程度的指标，观测噪声是观测值包括的噪声。电子控制单元被配置成关于观测偏差来计算指示新获得的观测偏差相对于指示观测偏差的过去变化的程度的指标的偏移程度的指标。观测偏差是观测估计值与观测值之间的偏差。观测估计值是在计算路面摩擦系数估计值时获得的观测值的估计值。电子控制单元被配置成将指标计算为指示路面摩擦系数的变化量的摩擦系数变化量。电子控制单元被配置成基于系统噪声方差值和观测噪声方差值来计算指示非线性卡尔曼滤波器中路面摩擦系数估计值的校正量的卡尔曼增益。电子控制单元被配置成在计算系统噪声方差值时加入摩擦系数变化量。

根据以上配置，观测值包括路面摩擦系数作为变量，因此，当存在实际路面摩擦系数的变化时，其效果表现为关于观测偏差的变化程度。也就是说，可以将观测偏差的变化程度用作关于路面摩擦系数的变化程度的指标。因此，当存在实际路面摩擦系数的变化时，将摩擦系数变化量作为指示路面摩擦系数估计值的变化程度的指标加入而计算出的系统噪声方差值将根据摩擦系数的变化量而变化。系统噪声方差值的变化意味着基于系统噪声方差值计算出的卡尔曼增益的变化。作为结果，将路面摩擦系数估计值计算为根据与摩擦系数变化量相对应的卡尔曼增益校正的值。

根据以上配置，例如，当车辆从沥青道路等进入冰冻道路并且实际路面摩擦系数变化时，可以将该变化检测为摩擦系数变化量。现在，当摩擦系数变化量大时，基于加入了摩擦系数变化量的系统噪声方差值，卡尔曼增益出现变化，从而使路面摩擦系数估计值的校正量较大。在这种情况下，可以暂时提高路面摩擦系数估计值的估计响应度。因此，在实际路面摩擦系数极大且急剧地变化的情况下，可以快速地检测出该变化，并且可以迅速地跟踪该变化。因此，即使在实际路面摩擦系数极大且急剧地变化的情况下，也能够抑制路面摩擦系数估计值的估计精度的劣化。