DE10116353B4

DE10116353B4 - Bremskraftverteilungssteuervorrichtung

Info

Publication number: DE10116353B4
Application number: DE10116353A
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Kariya Yasui; Tsuyoshi Obu Yoshida; Yutaka Toyota Ohnuma; Akira Toyota Tanaka; Masaru Aichi Sugai; Eiichi Aichi Ono; Mamoru Yokkaichi Sawada
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Advics Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2001-04-02
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2021-04-03
Also published as: US7059687B2; DE10116353A1; US20020008423A1

Abstract

Bremskraftverteilungssteuervorrichtung zum individuellen Verteilen der Bremskraft auf die Räder eines Fahrzeugs, mit:
Raddrehzahlsensoren (11) zum Erfassen der Drehzahl der Räder;
einer Bremskraftsteuereinrichtung (SOL1–SOL8, 24F, 24R, 23F, 23R) zum Steuern der auf ein Rad aufgebrachten Kraft;
gekennzeichnet durch
eine Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigungs-Schätzeinrichtung (12) zum Schätzen einer Steigung (K) einer an eine Kraftschluss/Schlupfkurve angelegten Tangente auf der Grundlage der erfassten Drehzahlen der Räder; und
eine Steigungsdifferenzberechnungseinrichtung (13) zum Berechnen einer Differenz zwischen der Steigung (K) der an die Kraftschluss/Schlupfkurve angelegten Tangente eines zu steuernden Rads und der Steigung (K*) der an die Kraftschluss/Schlupfkurve angelegten Tangente eines Referenzrads; wobei
die aufgebrachte Bremskraft des zu steuernden Rads erhöht wird, wenn die Differenz (K – K*) der Steigungen der beiden Tangenten größer als ein vorgegebener Wert (C2) ist, und die aufgebrachte Bremskraft des zu steuernden Rads vermindert wird, wenn die Differenz (K – K*) kleiner als ein vorgegebener Wert (C1)...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bremskraftverteilungssteuervorrichtung und insbesondere auf eine Bremskraftverteilungssteuervorrichtung, die geeignet verwendet wird bei der Bremssteuerung eines Fahrzeugs. Die Bremskraftverteilungssteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden als eine Steuerdrehmomentsteuervorrichtung zum Steuern eines Bremsdrehmoments oder als eine Bremskraftverteilungssteuervorrichtung zum Steuern der Bremskräfte, die auf die jeweiligen Räder eines Fahrzeugs verteilt werden.
Um die Bremskräfte der jeweiligen Räder eines Fahrzeugs zu steuern, ist es notwendig, die Bremsfähigkeiten der jeweiligen Räder in dem maximal möglichen Ausmaß auszuführen, während die Lage (Gierbewegung) des Fahrzeugs geeignet gehalten wird.
Angesichts des Bremsvorgangs während einer Geradeausfahrt und während einer Kurvenfahrt haben die Verzögerungseigenschaften der Fahrzeugstabilität eine inverse Beziehung. Obwohl die Verzögerungseigenschaft verbessert ist, wenn die Bremskräfte der Hinterräder erhöht werden, wird im Gegensatz die Fahrzeugstabilität verschlechtert, da die Seitenführungskräfte der Hinterräder abnehmen.

Um ein Fahrzeug zu schaffen, das beide gegensätzlichen Eigenschaften erfüllt, offenbart die Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 5-278585 eine Vorrichtung, die Bremsfluiddrücke der Hinterräder steuert auf der Grundlage eines Radschlupfes. Des Weiteren offenbart das Dokument JP-A-63-13851 eine Vorrichtung zum Einstellen der linken und rechten Bremskraft auf der Grundlage des Kurvenzustands.

Da bei diesen Techniken jedoch die Bremskräfte der Räder gesteuert werden ohne Beurteilen der Griffigkeits- oder Reibungskräfte der Reifen beim Bremsen, entsteht ein Problem darin, dass die Fahrzeugstabilität sich verschlechtert, wenn die Bremsfähigkeit sich verbessert. Obwohl die Bremskraft von jedem Rad sich unterscheidet in Übereinstimmung mit dem Fahrzustand des Fahrzeugs, wird des Weiteren ein äquivalentes Bremsdrehmoment auf jedes Rad bei der vorstehend erwähnten Technik aufgebracht. Somit könnte sich die Fahrzeugstabilität stark verschlechtern in Abhängigkeit von dem Fahrzustand des Fahrzeugs.

Um die Bremsmöglichkeiten von jedem Rad in einem maximal möglichen Ausmaß zu haben, während eine geeignete Lage des Fahrzeugs aufrechterhalten wird, offenbart das Dokument DE 43 21 571 C2 (das auf der JP-A-6-16117 basiert) die folgende Technik. Die Gesamtsumme der auf das Fahrzeug aufgebrachten Längskraft (gesamte Längskraft) wird erfaßt oder eingerichtet, und ein zugeteiltes Lastverhältnis von jedem Rad wird bestimmt. Durch Verteilen der gesamten Längskraft auf die jeweiligen Räder in Übereinstimmung mit den zugeteilten Lastverhältnissen werden Sollradlängskräfte eingerichtet, die auf die jeweiligen Räder aufzubringen sind, und die Längskräfte der jeweiligen Räder werden gesteuert auf der Grundlage dieser Sollradlängskräfte.

Bei dem Steuerverfahren zum Steuern bzw. Regeln einer Radlängskraft eines Fahrzeugs nach der DE 43 21 571 C2 wird zunächst eine Gesamtbremskraft ermittelt und dann eine Bremskraftverteilung gemäß einer Teillast der individuellen Räder vorgenommen. Dabei wird diese Teillast aus der Schwerpunktsposition berechnet, die wiederum über ein Ausgangssignal von Beschleunigungssensoren berechnet wird.

Des Weiteren offenbart das Dokument JP-A-4-224449 eine Technik, bei der der Bremsfluiddruck derart gesteuert wird, dass Werte, die erhalten werden durch Teilen der Bremskräfte der Vorder- und Hinterräder durch die Lasten der Vorder- und Hinterräder jeweils, gleich sind.

Bei dieser herkömmlichen Technik wird jedoch die Steuerung der Bremskraft nicht ausgeführt angesichts des Reibungszustands zwischen der Straßenfläche und dem Reifen. Selbst wenn ein Rad mit einer großen Last sich auf einer Straße mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten μ befindet, entsteht beispielsweise ein Problem darin, dass eine übermäßige Bremskraft auf diesen Reifen verteilt wird, so dass es die Möglichkeit gibt, dass der Reifen rutschen kann.

Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die vorstehend beschriebenen Nachteile zu überwinden. Somit besteht die Aufgabe der Erfindung in der Verbesserung einer Bremskraftverteilungssteuerung hinsichtlich einer guten Fahrstabilität und eines möglichst kurzen Bremsweges des Fahrzeugs.

Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine Bremskraftverteilungssteuervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.

Der Raddrehzahlsensor erfasst die Raddrehzahlen der jeweiligen Räder des Fahrzeugs (beispielsweise ein vierrädriges Fahrzeug). Beispielsweise kann ein Fahrzeugdrehzahlsensor, der eine vorgegebene Anzahl an Impulsen jedes Mal erzeugt (Fahrzeuggeschwindigkeitsimpulse), wenn sich das Rad einmal dreht, an jedem Rad vorgesehen sein, und die Raddrehzahl kann durch Zählen der Raddrehzahlimpulse erfasst werden, die von dem Fahrzeugdrehzahlsensor abgegeben werden.

Auf der Grundlage der erfassten Raddrehzahl schätzt die Straßenoberflächen-μ-Neigungsschätzeinrichtung (d.h. die Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigungs-Schätzeinrichtung) für jedes der Räder eine Neigung eines Reibungskoeffizienten μ zwischen dem Rad und der Straßenoberfläche d.h. den Straßenoberflächen-μ-Neigungswert (d.h. die Steigung einer an eine Kraftschluss/Schlupfkurve angelegten Tangente auf der Grundlage der erfassten Drehzahlen der Räder). Die Straßenoberflächen-μ-Neigungsschätzeinrichtung kann gebildet werden beispielsweise durch ein Vorverarbeitungsfilter, das aus den erfassten Raddrehzahlen der jeweiligen Räder die Raddrehzahlschwingungen der jeweiligen Räder erfasst als Ansprechausgänge des Radresonanzsystems, das Straßenoberflächenstörungen aufnimmt; eine Übergangsfunktionsidentifikationseinrichtung zum Identifizieren von Übergangsfunktionen der jeweiligen Räder, die die erfassten Raddrehzahlschwingungen erfüllen, durch Verwenden zumindest eines Least-Squares-Verfahrens; und eine μ-Neigungsberechnungseinrichtung, die für die jeweiligen Räder die Neigungen der Reibungskoeffizienten μ berechnet zwischen den Reifen und der Straßenoberfläche auf der Grundlage der identifizierten Übergangsfunktionen.

Wenn des Weiteren ein Erregungsdrehmoment in das Radresonanzsystem als ein Erregungseingang eingegeben wird, kann die Straßenoberflächen-μ-Neigungsschätzeinrichtung die Übergangsfunktion des Radresonanzsystems identifizieren und den Straßenoberflächen-μ-Neigungswert berechnen.

Wenn des Weiteren ein Erregungsdrehmoment in das Radresonanzsystem als ein Erregungseingang eingegeben wird, kann die Straßenoberflächen-μ-Neigungsschätzeinrichtung die Übergangsfunktion des Radresonanzsystems identifizieren aus dem erfassten Erregungseingang und dem Ansprechausgang.

Darüber hinaus kann die Straßenoberflächen-μ-Neigungsschätzeinrichtung unter den Ansprechausgängen nur den Ansprechausgang wählen, der ein periodisches Signal ist, und auf der Grundlage des gewählten Ansprechausgangs die Übergangsfunktion des Radresonanzsystems identifizieren und den Straßenoberflächen-μ-Neigungswert berechnen.

Des Weiteren können Parameter eines physikalischen Modells, das die ungefederten Resonanzeigenschaften ausdrückt, identifiziert werden aus den Raddrehzahlsignalen, und die Straßenoberflächen-μ-Neigungswerte können berechnet werden aus den identifizierten Parametern.

Auf der Grundlage der Straßenoberflächen-μ-Neigungswerte, die für die jeweiligen Räder durch die Straßenoberflächen-μ-Neigungsschätzeinrichtung geschätzt werden, verteilt die Steuereinrichtung die Bremskräfte auf die jeweiligen Räder durch Steuern der Bremskraft von jedem Rad.

Bei der vorliegenden Erfindung kann die Straßenoberflächen-μ-Neigungsschätzeinrichtung auf der Grundlage der erfassten Raddrehzahlen Neigungen der Bremskräfte schätzen bezüglich der Radschlupfdrehzahlen als die Straßenoberflächen-μ-Neigungen für die jeweiligen Räder, und die Steuereinrichtung kann einen Bremsdrehmoment eines Rads steuern, das ein Ziel der Steuerung ist, auf der Grundlage der Straßenoberflächen-μ-Neigung des Rads, das ein Ziel der Steuerung ist, und der Straßenoberflächen-μ-Neigung eines Referenzrads aus den Straßenoberflächen-μ-Neigungen, die geschätzt werden durch die Straßenoberflächen-μ-Neigungsschätzeinrichtung.

Die Bremskraftverteilungssteuervorrichtung kann nämlich strukturiert sein durch eine Raddrehzahlerfassungseinrichtung zum Erfassen der Raddrehzahlen mehrerer Räder; eine Straßenoberflächen-μ-Neigungsschätzeinrichtung zum Schätzen der Straßenoberflächen-μ-Neigungen, die Neigungen der Bremskräfte sind bezüglich der Radschlupfdrehzahlen, auf der Grundlage der jeweiligen Raddrehzahlen, die durch die Raddrehzahlerfassungseinrichtung erfasst werden; und eine Steuereinrichtung, die das Bremsdrehmoment eines Rads steuert, das ein Ziel der Steuerung ist, auf der Grundlage der Straßenoberflächen-μ-Neigung eines Referenzrads aus den jeweiligen Straßenoberflächen-μ-Neigungen, die durch die Straßenoberflächen-μ-Neigungsschätzeinrichtung geschätzt werden, und der Straßenoberflächen-μ-Neigung des Rads, das das Ziel der Steuerung ist.

Erfindungsgemäß schätzt die Straßenoberflächen-μ-Neigungeinrichtung die Straßenoberflächen-μ-Neigung für jedes Rad des Fahrzeugs. Da die Straßenoberfächen-μ-Neigung hier ein Index ist, der den Griffigkeitsgrad des Fahrzeugs ausdrückt, ist der Griffigkeitsgrad von jedem Rad bei dem Bremsvorgang bekannt. Die Steuereinrichtung steuert das Bremsdrehmoment des Rads, das das Ziel der Steuerung ist, auf der Grundlage der Straßenoberfächen-μ-Neigung eines Referenzrads und der Straßenoberflächen-μ-Neigung des Rads, das das Ziel der Steuerung ist. Wenn beispielsweise die Straßenoberflächen-μ-Neigung des Rads, das das Ziel der Steuerung ist, größer als die Straßenoberflächen-μ-Neigung des Referenzrads ist, ist daraus verständlich, dass es einen Spielraum bei dem Griffigkeitsgrad des Rads gibt, das das Ziel der Steuerung ist. Dabei kann durch Erhöhen des Bremsdrehmoments des Rads, das das Ziel der Steuerung ist, die Verzögerungseigenschaft verbessert werden, während die Fahrzeugstabilität aufrechterhalten wird. Wenn andererseits die Straßenoberflächen-μ-Neigung des Rads, das das Ziel der Steuerung ist, geringer als die Straßenoberflächen-μ-Neigung des Referenzrads ist, ist daraus verständlich, dass die Griffigkeitsgrad des Rads, das das Ziel der Steuerung ist, nahe an der Grenze liegt und keinen Spielraum hat. Dabei kann durch Reduzieren des Bremsdrehmoments des Rads, das das Ziel der Steuerung ist, die Fahrzeugstabilität aufrechterhalten werden.

Wenn Vorderräder Referenzräder sind und Hinterräder die Räder sind, die das Ziel der Steuerung sind, wenn eine Änderung zwischen der Straßenoberflächen-μ-Neigung der Vorderräder und der Straßenoberflächen-μ-Neigung der Hinterräder größer oder gleich als ein vorgegebener Wert ist, kann die Steuerreinrichtung entweder das Bremsdrehmoment der Hinterräder aufrechterhalten oder reduzieren, und wenn die Änderung geringer als der vorgegebene Wert ist, kann die Steuereinrichtung das Bremsdrehmoment der Hinterräder erhöhen.

Wenn die Steuereinrichtung das Bremsdrehmoment eines der Hinterräder aufrechterhält oder reduziert, kann die Steuereinrichtung das Bremsdrehmoment des anderen Hinterrads aufrechterhalten.

Wenn die Hinterräder Referenzräder sind und die Vorderräder Räder sind, die das Ziel der Steuerung sind, wenn eine Änderung zwischen der Straßenoberflächen-μ-Neigung der Vorderräder und der Straßenoberflächen-μ-Neigung der Hinterräder größer oder gleich als ein vorgegebener Wert ist, kann die Steuereinrichtung das Bremsdrehmoment der Vorderräder erhöhen, und wenn die Änderung geringer als der vorgegebene Wert ist, kann die Steuereinrichtung entweder das Bremsdrehmoment der Vorderräder aufrechterhalten oder reduzieren.

Wenn kurveninnere Seitenräder Referenzräder sind und kurvenäußere Seitenräder Räder sind, die das Ziel der Steuerung sind, wenn eine Änderung zwischen der Straßenoberflächen-μ-Neigung der kurveninneren Seitenräder und der Straßenoberflächen-μ-Neigung der kurvenäußeren Seitenräder größer oder gleich als ein vorgegebener Wert ist, kann die Steuereinrichtung das Bremsdrehmoment der kurvenäußeren Seitenräder erhöhen, und wenn die Änderung geringer als der vorgegebene Wert ist, kann die Steuereinrichtung entweder das Bremsdrehmoment der kurvenäußeren Seitenräder aufrechterhalten oder reduzieren.

Wenn kurvenäußere Seitenräder Referenzräder sind und kurveninnere Seitenräder Räder sind, die das Ziel der Steuerung sind, wenn eine Änderung zwischen der Straßenoberflächen-μ-Neigung der kurvenäußeren Seitenräder und der Straßenoberflächen-μ-Neigung der kurveninneren Seitenräder größer oder gleich als ein vorgegebener Wert ist, kann die Steuereinrichtung das Bremsdrehmoment der kurveninneren Seitenräder entweder aufrechterhalten oder reduzieren, und wenn die Änderung geringer als der vorgegebene Wert ist, kann die Steuereinrichtung das Bremsdrehmoment der kurveninneren Seitenräder erhöhen.

Die Steuereinrichtung kann das Bremsdrehmoment steuern unter Verwendung eines aus einem kurveninneren seitlichen Vorderrad, einem kurvenäußeren seitlichen Vorderrad, einem kurveninneren seitlichen Hinterrad oder einem kurvenäußeren seitlichen Hinterrad als ein Referenzrad und Verwenden zumindest eines anderen Rads als das Rad, das ein Ziel der Steuerung ist.

Wie vorstehend beschrieben ist, da erfindungsgemäß die Sollbremskräfte der jeweiligen Räder verteilt werden angesichts der Reibungszustände zwischen den Rädern und der Straßenoberfläche, kann eine optimale Bremskraftverteilungssteuerung ausgeführt werden. Die Bremseigenschaften der jeweiligen Räder können in dem maximal möglichen Ausmaß ausgelöst werden, während die Lage des Fahrzeugs aufrechterhalten bleibt.

Die Steuereinrichtung der vorliegenden Erfindung kann strukturiert sein, um Folgendes zu umfassen: eine Radsollbremskraftberechnungseinrichtung zum Berechnen von Sollbremskräften der jeweiligen Räder auf der Grundlage der geschätzten Straßenoberflächen-μ-Neigungen der jeweiligen Räder und einer Sollbremskraft des Fahrzeugs; und eine Bremskraftsteuereinrichtung zum Steuern der Bremskräfte der jeweiligen Räder auf der Grundlage der berechneten Sollbremskräfte der jeweiligen Räder. Die Bremskraftverteilungssteuervorrichtung kann nämlich strukturiert sein, um eine Raddrehzahlerfassungseinrichtung zu umfassen zum Erfassen von Raddrehzahlen der jeweiligen Räder; eine Straßenoberflächen-μ-Neigungsschätzeinrichtung zum Schätzen für die jeweiligen Räder einer Neigung eines Reibungskoeffizienten i zwischen den Rädern und der Straßenoberflächen als Straßenoberflächen-μ-Neigungswerte auf der Grundlage der erfassten Raddrehzahlen; eine Radsollbremskraftberechnungseinrichtung zum Berechnen von Sollbremskräften für die jeweiligen Räder auf der Grundlage der geschätzten Straßenoberflächen-μ-Neigungwerte der jeweiligen Räder und der Sollbremskraft des Fahrzeugs; und eine Bremskraftsteuereinrichtung zum Steuern der Bremskräfte der jeweiligen Räder auf der Grundlage der berechneten Sollbremskräfte der jeweiligen Räder.

Die Radsollbremskraftberechnungseinrichtung der vorliegenden Erfindung berechnet (verteilt) die Sollbremskräfte der jeweiligen Räder auf der Grundlage der Werte der geschätzten Straßenoberflächen-μ-Neigung der jeweiligen Räder und die Sollbremskraft des Fahrzeugs, wie vorstehend beschrieben ist. Die Rate der Verteilung der Sollbremskraft des gesamten Fahrzeugs auf die jeweiligen Räder wird nämlich eingerichtet auf der Grundlage der Werte der Straßenoberflächen-μ-Neigung.

Die Sollbremskraft des Fahrzeugs kann ermittelt werden in Übereinstimmung beispielsweise mit dem Betätigungsbetrag des Bremspedals durch den Fahrer. Die Bremskraftverteilungssteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann nämlich des Weiteren einen Bremsbetätigungsbetragserfassungssensor umfassen, der einen Bremsbetätigungsbetrag eines Fahrers des Fahrzeugs erfasst; und eine Sollbremskraftberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Sollbremskraft des Fahrzeugs auf der Grundlage des Bremsbetätigungsbetrags. Wenn das Fahrzeug automatisch angetrieben wird, kann des Weiteren die Sollbremskraft des Fahrzeugs beispielsweise ermittelt werden in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Strecke zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis vor dem Fahrzeug oder dergleichen.

Die Radsollbremskraftberechnungseinrichtung kann beispielsweise die Sollbremskräfte der jeweiligen Räder derart berechnen, dass die Sollbremskraft groß ist für ein Rad, dessen Wert der Straßenoberflächen-μ-Neigung hoch ist, und die Sollbremskraft klein ist für ein Rad, dessen Wert für die Straßenoberflächen-μ-Neigung niedrig ist. Wenn nämlich beispielsweise eine große Bremskraft verteilt wird auf ein Rad, dessen Straßenoberflächen-μ-Neigungswert niedrig ist, d.h. dessen Griffigkeitsgrad niedrig ist, ist es leicht für den Reifen zu rutschen. Somit wird die Rate der Verteilung der Sollbremskraft auf die jeweiligen Räder derart eingerichtet, dass die Radsollbremskraft groß ist für ein Rad mit einem hohen Straßenoberflächen-μ-Neigungswert, und die Radsollbremskraft klein ist für ein Rad mit einem niedrigen Straßenoberfächen-μ-Neigungswert. Auf diese Weise kann das Rutschen des Rads verhindert werden.

Die Bremskraftsteuereinrichtung steuert die Bremskräfte der jeweiligen Räder auf der Grundlage der berechneten Sollbremskräfte der jeweiligen Räder. Diese Steuerung der Bremskräfte kann ausgeführt werden beispielsweise unter Verwendung von Fluiddruck.

Da auf diese Weise die Sollbremskräfte der jeweiligen Räder verteilt werden angesichts der Straßenoberflächen-μ-Neigungen, d.h. der Reibungszustände zwischen den Rädern und der Straßenoberfläche, kann eine optimale Steuerung der Bremskraftverteilung ausgeführt werden. Die Bremsfähigkeit von jedem Rad kann in dem maximalen Maß ausgelöst werden, während die geeignete Lage des Fahrzeugs aufrechterhalten bleibt.

Des Weiteren kann die Radsollbremskraftberechnungseinrichtung die Sollbremskräfte der jeweiligen Räder derart berechnen, dass Werte der Straßenoberflächen-μ-Neigungen der jeweiligen Räder im Wesentlichen gleich sind. Auf diese Weise kann die Bremsfähigkeit von jedem Rad in einem maximalen Ausmaß ausgeführt werden, während die geeignete Lage des Fahrzeugs aufrechterhalten bleibt durch Berechnen der Sollbremskräfte der jeweiligen Räder derart, dass die Straßenoberflächen-μ-Neigungswerte der jeweiligen Räder im Wesentlichen dieselben sind.

Wenn die Hinterräder leicht rutschen können, kann die Radsollbremskraftberechnungseinrichtung die Sollbremskräfte der jeweiligen Räder derart berechnen, dass Werte der Straßenoberflächen-μ-Neigungen der Hinterräder des Fahrzeugs größer sind als Werte der Straßenoberflächen-μ-Neigungen der Vorderräder des Fahrzeugs. Auf diese Weise kann ein Rutschen der Hinterräder verhindert werden.

Da erfindungsgemäß die Sollbremskräfte der jeweiligen Räder verteilt werden angesichts der Reibungszustände zwischen den Rädern und der Straßenoberfläche, kann, wie vorstehend beschrieben ist, die optimale Steuerung der Bremskraftverteilung ausgeführt werden. Somit kann die Bremsfähigkeit von jedem Rad in dem maximalen Ausmaß ausgelöst werden, während die geeignete Lage des Fahrzeugs aufrechterhalten bleibt.

1 zeigt ein Blockschaltbild einer schematischen Struktur einer Bremskraftsteuervorrichtung, die sich auf ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Erläutern der Inhalte des Betriebs der Bremskraftsteuervorrichtung.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Erläutern der Inhalte des Betriebs für die Bremskraftverteilung der Bremskraftsteuervorrichtung.
4 zeigt ein Kreislaufdiagramm einer konkreten Struktur eines Fluiddruckkreislaufes, der bei der Bremskraftsteuervorrichtung vorgesehen ist.
5 zeigt einen Verlauf einer Charakteristik einer Bremskraft bezüglich dem Radschlupf für ein Referenzrad und ein Rad, das ein Ziel der Steuerung ist.
6 zeigt ein Diagramm zum Erläutern eines Referenzrads und eines Rads, das ein Ziel der Steuerung ist, bei einem vierrädrigen Fahrzeug.
7 zeigt ein Diagramm zum Erläutern eines Referenzrads und eines Rads, das ein Ziel der Steuerung ist, bei einem vierrädrigen Fahrzeug.
8 zeigt ein Diagramm zum Erläutern eines Referenzrads und eines Rads, das ein Ziel der Steuerung ist, bei einem vierrädrigen Fahrzeug.
9 zeigt ein Diagramm zum Erläutern eines Referenzrads und eines Rads, das ein Ziel der Steuerung ist, bei einem vierrädrigen Fahrzeug.
10 zeigt ein Diagramm zum Erläutern eines Referenzrads und eines Rads, das ein Ziel der Steuerung ist, bei einem vierrädrigen Fahrzeug.
11 zeigt ein Diagramm zum Erläutern eines Referenzrads und eines Rads, das ein Ziel der Steuerung ist, bei einem vierrädrigen Fahrzeug.
12 zeigt ein Diagramm zum Erläutern eines Referenzrads und eines Rads, das ein Ziel der Steuerung ist, bei einem vierrädrigen Fahrzeug.
13 zeigt ein Diagramm zum Erläutern eines Referenzrads und eines Rads, das ein Ziel der Steuerung ist, bei einem vierrädrigen Fahrzeug.
14 zeigt ein Diagramm zum Erläutern eines Referenzrads und eines Rads, das ein Ziel der Steuerung ist, bei einem vierrädrigen Fahrzeug.
15 zeigt ein Diagramm zum Erläutern eines Referenzrads und eines Rads, das ein Ziel der Steuerung ist, bei einem vierrädrigen Fahrzeug.
16 zeigt ein Diagramm zum Erläutern eines Referenzrads und eines Rads, das ein Ziel der Steuerung ist, bei einem vierrädrigen Fahrzeug.
17 zeigt ein Diagramm zum Erläutern eines Referenzrads und eines Rads, das ein Ziel der Steuerung ist, bei einem vierrädrigen Fahrzeug.
18 zeigt ein Kreislaufdiagramm eines anderen Beispiels eines Fluiddruckkreislaufes.
19 zeigt ein Blockschaltbild einer spezifischen Struktur eines Straßenoberflächenneigungsschätzschaltkreises, der in der Bremskraftsteuervorrichtung vorgesehen ist.
20 zeigt eine schematische strukturelle Ansicht einer Bremskraftverteilungssteuervorrichtung.
21 zeigt eine schematische strukturelle Ansicht eines Fahrzeugs, auf das die Bremskraftverteilungssteuervorrichtung angewandt ist.
22 zeigt einen Verlauf einer Beziehung zwischen einem Radschlupf und einem Straßenoberflächen-μ.
23 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Steuerroutine, die ausgeführt wird bei der Bremskraftverteilungssteuervorrichtung.
24 zeigt einen Verlauf einer Beziehung zwischen einem Bremsbetätigungsbetrag und einer Fahrzeugsollbremskraft.
25 zeigt einen Verlauf einer Beziehung zwischen einem Radschlupf und Werten der Straßenoberflächen-μ-Neigungen.
26 zeigt eine schematische strukturelle Ansicht eines Fahrzeugs eines anderen Beispiels, auf das die Bremskraftverteilungssteuervorrichtung angewandt ist.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden bei einem Fahrzeug, das ein ABS (Antiblockierbremssystem) steuern kann, und kann angewandt werden beispielsweise auf eine in 1 gezeigte Bremskraftsteuervorrichtung 1.
Die Bremskraftsteuervorrichtung 1 umfasst einen Raddrehzahlsensor 11, der eine Raddrehzahl von jedem Rad des Fahrzeugs erfasst; einen Straßenoberflächen-μ-Neigungsschätzschaltkreis 12, der eine Straßenoberflächen-μ-Neigung schätzt; einen Änderungsberechnungsschaltkreis 13, der eine Änderung zwischen der Straßenoberflächen-μ-Neigung eines Referenzrads und der Straßenoberflächen-μ-Neigung des Rads berechnet, das das Ziel der Steuerung ist; einen Bremskraftsteuerschaltkreis 14, der die Bremskraft steuert auf der Grundlage der Berechnungsergebnisse der Änderung; und einen Fluiddruckschaltkreis 15, in dem der Fluiddruck der Bremse gesteuert wird durch den Bremskraftsteuerschaltkreis 14.
Bei jedem Schaltkreis wird, wie in 2 gezeigt ist, zunächst eine Initialisierung ausgeführt (Schritt ST1). Wenn dann ein Signal in jeden Sensor eingegeben wird (Schritt ST2), berechnet der Raddrehzahlsensor 11 eine Raddrehzahl (Schritt ST3). Des Weiteren werden eine Radverzögerung, eine geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit und ein Ist-Schlupfverhältnis berechnet (Schritte ST4 bis ST6). Obwohl die Fahrzeugverzögerung erhalten werden kann auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Raddrehzahlsensors 11, kann das Ausgangssignal eines Querbeschleunigungssenors verwendet werden, wenn ein derartiger vorhanden ist.
Der Straßenoberflächenneigungsschätzschaltkreis 12 schätzt eine Straßenoberflächen-μ-Neigung von jedem Rad auf der Grundlage einer Raddrehzahl von jedem Rad (Schritt ST7) und führt diese Straßenoberfächen-μ-Neigungen zu dem Änderungsberechnungsschaltkreis 13 zu. Detaillierte Inhalte des Straßenoberflächenneigungsschätzschaltkreises 12 werden später beschrieben.
Nach der Verarbeitung des Schritts ST7 beurteilt der Bremskraftsteuerschaltkreis 14, ob die ABS-Steuerung momentan ausgeführt wird (Schritt ST8). Wenn die ABS-Steuerung momentan ausgeführt wird, beurteilt der Bremskraftsteuerschaltkreis 14, ob die ABS-Steuerung abgeschlossen ist (Schritt ST9). Wenn die ABS-Steuerung abgeschlossen ist, kehrt die Routine zum Schritt ST2 zurück. Wenn die ABS-Steuerung nicht abgeschlossen ist, wird die ABS-Steuerung ausgeführt (Schritt ST10). Wenn die ABS-Steuerung abgeschlossen ist, kehrt die Routine zum Schritt ST2 zurück.
Wenn andererseits der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 beurteilt beim Schritt ST8, dass die ABS-Steuerung nicht ausgeführt wird, beurteilt der Bremskraftsteuerschaltkreis 14, ob die ABS-Steuerung gestartet ist (Schritt ST11). Wenn die ABS-Steuerung gestartet ist, bewegt sich die Routine zum Schritt ST10. Wenn die ABS-Steuerung nicht gestartet ist, beurteilt der Bremskraftsteuerschaltkreis 14, ob die Bremskraftverteilungssteuerung ausgeführt wird (Schritt ST12).
Wenn der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 beim Schritt ST12 beurteilt, dass die Bremskraftverteilung ausgeführt wird, beurteilt der Bremskraftsteuerschaltkreis 14, ob die Bremskraftverteilungssteuerung abgeschlossen ist (Schritt ST13). Wenn die Bremskraftverteilungssteuerung abgeschlossen ist, kehrt die Routine zum Schritt ST2 zurück, und wenn die Bremskraftverteilungssteuerung nicht abgeschlossen ist, bewegt sich die Routine zum Schritt ST15. Wenn andererseits der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 beim Schritt ST12 beurteilt, dass die Bremskraftverteilungssteuerung nicht ausgeführt wird, beurteilt der Bremskraftsteuerschaltkreis 14, ob die Bremskraftverteilungssteuerung gestartet ist (Schritt ST14). Wenn diese Steuerung gestartet ist, bewegt sich die Routine zum Schritt ST15, und wenn diese Steuerung nicht gestartet ist, kehrt die Routine zum Schritt ST2 zurück.
Der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 führt die Bremskraftverteilungssteuerung aus (Schritt ST15), und wenn diese Steuerung abgeschlossen ist, kehrt die Routine zum Schritt ST2 zurück. Hier subtrahiert der Änderungsberechnungsschaltkreis 13 zunächst die Straßenoberflächen-μ-Neigung K* eines Referenzrads von der Straßenoberflächen-μ-Neigung K des Rads, das das Ziel der Steuerung ist, um eine Änderung (K – K*) der Straßenoberflächenneigung zu berechnen. Dann führt der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 die Verteilung der Bremskraft an dem Fahrzeug aus auf der Grundlage dieser Änderung. Der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 führt insbesondere die Verarbeitungen vom Schritt ST21 zu dem Schritt ST25 in 3 aus.
Der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 beurteilt, ob die Änderung (K – K*) nicht geringer als C1 ist (Schritt ST21). Wenn die Änderung (K – K*) geringer als C1 ist, führt der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 die Druckreduktionssteuerung aus (Schritt ST22). Dabei erhöht der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 den Bremsdrehmomentreduktionsbetrag (den Druckreduktionsbetrag des Bremsfluids des Rads, das das Ziel der Steuerung ist) um so mehr, je kleiner die Änderung (K – K*) als C1 ist.
Wenn der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 beim Schritt ST21 beurteilt, dass die Änderung (K – K*) nicht größer als C1 ist, dann beurteilt der Bremskraftsteuerschaltkreis 14, ob die Änderung größer als C2 ist (Schritt ST23). Wenn die Änderung größer als C2 ist, führt der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 die Druckerhöhungsteuerung aus (Schritt ST24). Je größer die Änderung (K – K*) als C2 ist, um so mehr erhöht dabei der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 den Bremsdrehmomenterhöhungsbetrag (den Druckerhöhungsbetrag des Bremsfluids) des Rads, das das Ziel der Steuerung ist.
Wenn der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 beim Schritt ST23 beurteilt, dass die Änderung (K – K*) geringer als C2 ist, führt der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 die Haltesteuerung aus (Schritt ST25). Dabei hält der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 den momentanen Zustand des Bremsdrehmoments (Fluiddruck) des Rads, das das Ziel der Steuerung ist. Wenn auf diese Weise der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 sich zu einer der Steuerbetriebsarten der Schritte ST23 bis Schritt ST25 bewegt, steuert der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 den Fluiddruck des Bremsfluids des Rads, das das Ziel der Steuerung ist, des Fluiddruckkreislaufs 15 in Übereinstimmung mit dieser Betriebsart.
Mit dem Fluiddruckkreislauf 15 ist die ABS-Steuerung auch möglich. Die Struktur des Fluiddruckkreislaufes ist in 4 gezeigt. Insbesondere ist der Fluiddruckkreislauf 15 mit einem Hauptbremszylinder 22 versehen, der Bremsfluid mit einem Fluiddruck in Übereinstimmung mit der Niederdrückungskraft eines Bremspedals 21 abgibt; Elektromagneten SOL1 bis SOL8, die den Fluiddruck erhöhen, reduzieren oder aufrechterhalten; Behälter 23 (23F, 23R), die zeitweilig Bremsfluid halten; Pumpen 24 (24F, 24R), die Bremsfluid aus dem Behälter 23 ansaugen; einem Motor 25, der die Kraftquelle der Pumpe 24 ist, Radzylindern 26 (26FL, 26FR, 26RL, 26RR), die die Räder mit einer Bremskraft steuern in Übereinstimmung mit dem Flüssigkeitsdruck; und Rückschlagventilen 27 bis 30, die ein Fließen des Bremsfluids mit hohem Druck in eine vorgegebene Richtung unterdrücken.
Der Elektromagnet SOL1 und der Elektromagnet SOL2, der Elektromagnet SOL3 und der Elektromagnet SOL4, der Elektromagnet SOL5 und der Elektromagnet SOL6, und der Elektromagnet SOL7 und der Elektromagnet SOL8 sind in Reihe verbunden über jeweilige Fluiddruckbahnen. Bei jeder Gruppe der Elektromagnete SOL, die in Reihe verbunden sind, ist eine Seite mit dem Hauptbremszylinder 22 verbunden, wohingegen die andere Seite mit dem Behälter 23 verbunden ist.
Eine Fluiddruckbahn für die Zufuhr von Bremsfluid ist vorgesehen bei jedem der Bereiche zwischen den jeweiligen Anschlüssen der Elektromagnete SOL1, SOL3, SOL5, SOL7. Die Rückschlagventile 27 bis 30, die derart vorgesehen sind, dass das Bremsfluid mit hohem Druck nicht von dem Anschluss des Radzylinders 26 zu dem Anschluss des Hauptbremszylinders 22 fließt, sind bei diesen Fluiddruckbahnen vorgesehen. Die Radzylinder 26FL, 26FR, 26RL, 26RR sind über jeweilige Fluiddruckbahnen mit Verbindungspunkten X, Y, Z, V von zwei Elektromagneten SOL verbunden, die in Reihe verbunden sind.
Bei der Druckreduktionssteuerbetriebsart hält der Behälter 23 das Bremsfluid, das von den Radzylindern 26 zurückgeleitet wird. Die Pumpe 24 wird durch den Motor 25 angetrieben, wenn die ABS-Steuerung ausgeführt wird, und saugt Bremsfluid aus dem Behälter 23 an und führt das Bremsfluid zu dem Hauptbremszylinder 22 über die Rückschlagventile zu.
Das Bremsdrehmoment eines gewünschten Rads kann gesteuert werden durch den Bremskraftsteuerschaltkreis 14, der einen beliebigen Elektromagneten SOL erregt und den Fluiddruck eines beliebigen Radzylinders 26 einstellt (erhöht, reduziert oder hält) für den Fluiddruckkreislauf 15 mit einer derartigen Struktur.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann bei der Bremssteuerung die Griffigkeitskraft von jedem Rad immer aufrechterhalten werden und das Fahrzeug kann sich stabil bewegen aufgrund der Bremskraftsteuervorrichtung 1, die das Bremsdrehmoment des Rads steuert, das das Ziel der Steuerung ist, auf der Grundlage der Straßenoberflächen-μ-Neigung. Da nämlich die Bremskraftsteuervorrichtung 1 das Bremsdrehmoment des Rads steuert, das das Ziel der Steuerung ist, auf der Grundlage einer Straßenoberflächen-μ-Neigung, die ein Index des Griffigkeitsgrads des Rads ist, kann sich das Fahrzeug stabil bewegen, während der Griffigkeitsgrad von jedem Rad immer bekannt ist.
Beispielsweise hat die Bremskraft bezüglich dem Radschlupf des Referenzrads die in 5A gezeigte Charakteristik. Die Straßenoberflächen-μ-Neigung ist dabei gleich K*. Unter der Annahme, dass die Straßenoberflächen-μ-Neigung des Rads, das das Ziel der Steuerung ist, gleich KA ist (< K*), hat die Bremskraft bezüglich dem Radschlupf dieses Rads eine derartige Charakteristik, wie in 5B gezeigt ist. Da in Übereinstimmung mit dieser Charakteristik der Griffigkeitsgrad des Rads im Wesentlichen die Grenze erreicht, muss das Bremsdrehmoment reduziert werden, um den Griffigkeitsgrad des Reifens wiederherzustellen. Somit vermindert der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 bei dem Fluiddruckkreislauf 15 den Fluiddruck des Rads, das das Ziel der Steuerung ist. Durch Reduzieren der Bremskraft dieses Rads kann die Griffigkeitskraft des Rads wiederhergestellt werden.
Wenn andererseits die Straßenoberflächen-μ-Neigung des Rads, das das Ziel der Steuerung ist, gleich KB ist (> K*), hat die Bremskraft bezüglich dem Radschlupf dieses Rads eine derartige Charakteristik, wie in 5C gezeigt ist. In Übereinstimmung mit dieser Charakteristik gibt es einen Spielraum bis der Griffigkeitsgrad des Rads die Grenze erreicht. Somit muss das Bremsdrehmoment erhöht werden, um den Griffigkeitsgrad des Reifens wirksamer anzuwenden. Hier erhöht der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 bei dem Fluiddruckkreislauf 15 den Fluiddruck des Rads, das das Ziel der Steuerung ist. Durch Erhöhen der Bremskraft dieses Rads wird die Griffigkeitskraft des Rads selbst mehr erhöht.
Als Nächstes wird die Wahl des Referenzrads beschrieben unter Verwendung eines vierrädrigen Fahrzeugs als ein Beispiel, das in einer Linkskurve verzögert.
Wie beispielsweise in 6 gezeigt ist, kann das kurveninnere Vorderrad eingerichtet werden als das Referenzrad und das kurveninnere Hinterrad kann eingerichtet werden als das Rad, das das Ziel der Steuerung ist. Auf ähnliche Weise kann das kurvenäußere Vorderrad eingerichtet werden als das Referenzrad und das kurvenäußere Hinterrad kann eingerichtet werden als das Rad, das das Ziel der Steuerung ist.
Wie des Weiteren in 7 gezeigt ist, ist es möglich, das Referenzrad und das zu steuernde Rad auf dieselbe Weise wie in 6 zu ermitteln und dann das auszuführen, was als sogenannte "Selektro-Steuerung" bekannt ist, in Übereinstimmung mit dem Rad, das die niedrigere Straßenoberflächen-μ-Neigung hat oder dem Rad, das das niedrigere Bremsdrehmoment hat, aus diesen beiden Rädern. Auf diese Weise kann durch Ausführen der Selektro-Steuerung die Fahrzeugstabilität selbst mehr verbessert werden. Es ist möglich, die Selektro-Steuerung zu wählen nur in Fällen, in denen die Fahrzeugstabilität besonders erforderlich ist, wie beispielsweise wenn es ein niedriges Straßenoberflächen-μ gibt oder bei starker Kurvenfahrt.
Wie in 8 gezeigt ist, kann die durchschnittliche Straßenoberflächen-μ-Neigung der beiden Vorderräder oder die Straßenoberflächen-μ-Neigung von jedem der beiden Vorderräder verwendet werden als die Straßenoberflächen-μ-Neigung des Referenzrads und die jeweiligen Hinterräder können gesteuert werden. Oder, wie in 9 gezeigt ist, kann das Referenzrad und das zu steuernde Rad ermittelt werden auf dieselbe Weise wie in 8 und die sogenannte Selektro-Steuerung kann ausgeführt werden in Übereinstimmung mit dem Rad mit der niedrigeren Straßenoberflächen-μ-Neigung oder dem Rad mit dem niedrigeren Bremsdrehmoment aus diesen beiden Hinterrädern.
Wie in 10 gezeigt ist, kann das kurvenäußere Vorderrad eingerichtet werden als das Referenzrad und das kurveninnere Vorderrad kann eingerichtet werden als das Rad, das das Ziel der Steuerung ist, und das kurvenäußere Hinterrad kann eingerichtet werden als das Referenzrad und das kurveninnere Hinterrad kann eingerichtet werden als das Rad, das das Ziel der Steuerung ist. Wie in 11 gezeigt ist, kann dabei die durchschnittliche Straßenoberflächen-μ-Neigung der beiden kurvenäußeren Seitenräder oder die Straßenoberflächen-μ-Neigung jedes dieser beiden Räder verwendet werden als die Straßenoberflächen-μ-Neigung des Referenzrads und die kurveninneren Räder können gesteuert werden.
Wie in 12 gezeigt ist, kann das kurveninnere Vorderrad verwendet werden als das Referenzrad und das kurvenäußere Vorderrad kann verwendet werden als das Rad, das das Ziel der Steuerung ist, und das kurveninnere Hinterrad kann eingerichtet werden als das Referenzrad und das kurvenäußere Hinterrad kann eingerichtet werden als das Rad, das das Ziel der Steuerung ist. Wie in 13 gezeigt ist, kann dabei die durchschnittliche Straßenoberflächen-μ-Neigung der beiden kurveninneren Seitenräder oder die Straßenoberflächen-μ-Neigung jedes dieser beiden Räder verwendet werden als die Straßenoberflächen-μ-Neigung des Referenzrads und die kurvenäußeren Seitenräder können gesteuert werden.
Wie in 14 gezeigt ist, kann das kurveninnere Vorderrad verwendet werden als das Referenzrad und die anderen Räder können verwendet werden als Räder, die die Ziele der Steuerung sind. Wie in 15 gezeigt ist, kann auf ähnliche Weise das kurvenäußere Vorderrad verwendet werden als das Referenzrad und die anderen Räder können als Räder verwendet werden, die die Ziele der Steuerung sind. In 14 und 15 kann eine Selektro-Steuerung ausgeführt werden an den Rädern, die das Ziel der Steuerung sind.
Wie des Weiteren in 16 gezeigt ist, kann das kurveninnere Hinterrad eingerichtet werden als das Referenzrad und die anderen Räder können eingerichtet werden als Räder, die die Ziele der Steuerung sind. Wie in 17 gezeigt ist, kann auf ähnliche Weise das kurvenäußere Hinterrad das Referenzrad sein und die anderen Räder können Räder sein, die die Ziele der Steuerung sind.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Wahl des Referenzrads nicht auf die vorstehend beschriebenen Verfahren beschränkt. Jedes andere Verfahren der Wahl ist genauso anwendbar unter der Voraussetzung, dass die Straßenoberflächen-μ-Neigung eines Referenzrads (Referenzräder) bei der Steuerung der anderen Räder oder des anderen Rads verwendet wird.
Des Weiteren wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Bremskraftverteilungssteuerung ausgeführt in Übereinstimmung mit den Ablaufdiagrammen von 2 und 3. Die Bremskraftverteilungssteuerung kann jedoch ausgeführt werden zu Zeiten, wenn die folgenden fünf Bedingungen erfüllt sind.

16. Eine Bremsbetätigung wird durch den Fahrer bewirkt
17. ABS-Steuerung wird momentan nicht ausgeführt
18. K – K* < C1 oder K – K* > C2
19. Fahrzeugverzögerung ist ein vorgegebener Wert oder größer
20. Ein Fahrzeugkurvenzustand ist ein vorgegebener Wert oder größer

Hier kann die Anwesenheit oder die Abwesenheit eines Bremsvorgangs durch den Fahrer beurteilt werden durch den ein- oder ausgeschalteten Zustand eines Bremsschalters bzw. Bremslichtschalters. Des Weiteren kann, wenn es einen Hubsensor eines Bremspedals oder einen Niederdrückungskraftsensor oder einen Fluiddrucksensor gibt, ein Signal von einem derartigen Sensor verwendet werden. Der Fahrzeugkurvenzustand kann ermittelt werden aus der Differenz der Drehzahlen des linken und rechten Rads. Oder wenn es einen Lenkwinkelsensor gibt, einen Gierratensensor oder einen Querbeschleunigungssensor, kann der Fahrzeugkurvenzustand ermittelt werden aus dem Ausgangssignal eines derartigen Sensors. Es soll beachtet werden, dass, wenn der Zustand K – K* > C2 weggelassen wird, das Bremsdrehmoment nicht erhöht werden kann auf eine Höhe über die, die durch die Betätigung des Fahrers erhalten wird.
Zweites Ausführungsbeispiel
Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wurde die Beschreibung anhand des in 4 gezeigten Fluiddruckkreislaufs 15 als ein Beispiel erstellt. Es kann jedoch ein Fluiddruckkreislauf 15A mit der in 18 gezeigten Struktur verwendet werden. Es soll beachtet werden, dass in 18 Abschnitte, die dieselben wie jene von 15 sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind und ihre detaillierte Beschreibung weggelassen wird.
Der Fluiddruckkreislauf 15A umfasst den Hauptbremszylinder 22, der Bremsfluid mit einem Fluiddruck in Übereinstimmung mit der Niederdrückungskraft des Bremspedal 21 abgibt; Elektromagnete SOL1 bis SOL12, die den Fluiddruck erhöhen, reduzieren oder aufrechterhalten; die Behälter 23, die zeitweilig Bremsfluid halten; die Pumpen 24, die Bremsfluid aus dem Behälter 23 ansaugen; den Motor 25, der die Antriebsquelle der Pumpe 24 ist; die Radzylinder 26 (26FL, 26FR, 26RL, 26RR), die die Räder mit einer Bremskraft in Übereinstimmung mit dem Flüssigkeitsdruck steuern; und Rückschlagventile 27 bis 30 und 41 bis 44, die das Fließen des Bremsfluids mit hohem Druck in einer vorgegebenen Richtung unterdrücken. Es soll beachtet werden, dass die Beziehung zwischen den Elektromagneten SOL1 bis SOL8, den Radzylindern 26 und den Rückschlagventilen 27 bis 30 dieselbe wie in 4 ist.
Ein Anschluss des Elektromagneten SOL9 ist mit dem Hauptbremszylinder 22 verbunden. Sein anderer Anschluss ist mit dem Hauptbremszylinderanschluss der Elektromagnete SOL1, SOL3 verbunden. Ein Anschluss des Elektromagneten SOL12 ist mit dem Hauptbremszylinder 22 verbunden. Sein anderer Anschluss ist mit dem Hauptbremszylinder-Anschluss der Elektromagneten SOL5, SOL7 verbunden.
Zwei Fluiddruckbahnen für die Zufuhr von Bremsfluid sind parallel vorgesehen zwischen jedem Anschluss der Elektromagneten SOL9, SOL12. Die Rückschlagventile 41 bis 44, die derart vorgesehen sind, dass das Bremsfluid mit hohem Druck nicht hineinfließt, sind bei diesen Fluiddruckbahnen vorgesehen.
Einer der Anschlüsse der Elektromagnete SOL10, SOL12 ist mit dem Hauptbremszylinder 22 verbunden. Ihr anderer Anschluss ist mit den Behältern 23F', 23R' über die Rückschlagventile verbunden.
Die Pumpen 24 saugen Bremsfluid aus den Behältern 23F und 23R über die Rückschlagventile an und speichern das Bremsfluid zeitweilig in den Behältern 23F', 23R' und führen dann das Bremsfluid zu dem Hauptbremszylinder 22 zu.
Der Bremskraftsteuerschaltkreis 14 kann das Bremsdrehmoment eines gewünschten Rads steuern durch Erregen eines beliebigen SOL und Einstellen (Erhöhen, Vermindern oder Halten) des Fluiddrucks eines beliebigen Radzylinders 26 für den Fluiddruckkreislauf 15A mit einer derartigen Struktur.
Hier wird der Straßenoberflächenneigungsschätzschaltkreis 12 detailliert beschrieben. Der Straßenoberflächenneigungsschätzschaltkreis 12, der sich auf das vorliegende Ausführungsbeispiel bezieht, berechnet die μ-Neigung bei einem Fall, wobei nur eine Straßenoberflächenstörung ΔTd eingegeben wird in ein Radresonanzsystem als eine Erregungseingabe.
Wie in 19 gezeigt ist, ist der Straßenoberflächenneigungsschätzschaltkreis 12 gebildet durch ein Vorverarbeitungsfilter 51, einen Übergangsfunktionsidentifikationsschaltkreis 52 und einen μ-Neigungsberechnungsschaltkreis 53. Das Vorverarbeitungsfilter 51 erfasst aus einer Raddrehzahl ϖ1 des durch den Raddrehzahlsensor 11 erfassten Rads eine Raddrehzahlschwingung Δω1 des Rads, das als eine Ansprechausgabe eines Radresonanzsystems dient, das eine Straßenoberflächenstörung Δ Td aufnimmt. Der Übergangsfunktionsidentifikationsschaltkreis 52 verwendet das Least-Squares-Verfahren für die Identifikation der Übergangsfunktion des Rads, das die Raddrehzahlschwingung Δϖ1 erfüllt. Der μ-Neigungsberechnungsschaltkreis 53 berechnet für das Rad die Neigung des Reibungskoeffizienten μ zwischen dem Reifen und der Straßenoberfläche auf der Grundlage der identifizierten Übergangsfunktion.
Das Vorverarbeitungsfilter 51 kann gebildet werden durch ein Bandpassfilter, durch das nur Frequenzkomponenten mit einem gegebenen Band durchtreten, dessen Mitte eine Frequenz ist, die als die Resonanzfrequenz eines Radresonanzsystems vermutet wird, oder durch ein Bypassfilter, durch das nur Frequenzkomponenten mit einem hohen Band hindurchtreten einschließlich der Resonanzfrequenzkomponente. Das Bandpassfilter oder das Bypassfilter fixiert den Parameter, der die Frequenzcharakteristik reguliert, auf einen fixen Wert.
Der Ausgang des Vorverarbeitungsfilters 51 ist ein Ausgang, von dem Gleichstromkomponenten entfernt sind. In anderen Worten wird nur die Raddrehzahlschwingung Δω1 in der Umgebung der Raddrehzahl ω1 extrahiert.
Hier ist die Übergangsfunktion F(s) des Vorverarbeitungsfilters 51:
wobei ci ein Koeffizient der Filterübergangsfunktion ist und s eine Laplacean ist.
Als Nächstes wird die Berechnungsformel abgeleitet, von der der Übergangsfunktionsidentifikationsschaltkreis 52 abhängt. Es soll beachtet werden, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Berechnung des Vorverarbeitungsfilters ausgeführt wird einschließlich des Betriebs des Übergangsfunktionsidentifikationsschaltkreises 52.
Zunächst wird die zu identifizierende Übergangsfunktion zweidimensional modelliert unter Verwendung der Straßenoberflächenstörung ΔTd als die Erregungseingabe und der Raddrehzahlschwingung Δω1, die durch das Vorverarbeitungsfilter 51 erfasst wird dabei als die Ansprechausgabe. Das folgende Schwingungsmodell wird nämlich angenommen.
Hier ist v die beobachtete Störung, die beim Beobachten des Fahrzeugdrehzahlsignals enthalten ist. Durch Abwandeln der Formel 2 wird die folgende Formel erhalten.
Zunächst wird die Formel digitalisiert, die durch Anwenden des Vorverarbeitungsfilters der Formel 1 bis Formel 3 erhalten wird. Dabei werden Δω1, ΔTd und v als digitalisierte Daten Δω1(k), ΔTd(k) und v(k) ausgedrückt (k ist eine Probeanzahl: k = 1, 2, 3,...), die für jeden Probezyklus Ts genommen werden. Des Weiteren kann die Laplacean s digitalisiert werden unter Verwenden eines vorgegebenen Digitalisierverfahrens. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als ein Beispiel die Digitalisierung ausgeführt unter Verwenden der folgenden bilinearen Umwandlung. Es soll beachtet werden, dass d ein Probeverzögerungsbetreiber ist.
Des Weiteren ist der Grad m des Vorverarbeitungsfilters vorzugsweise 2 oder mehr. Somit beträgt bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angesichts der Berechnungszeit m = 2 und die folgende Formel wird dadurch erhalten.
Des Weiteren wird die Formel (4) umgewandelt, um die Übergangsfunktion aus den jeweiligen Daten der Raddrehzahlschwingungen Δω1 zu identifizieren, auf der Grundlage des Least-Squares-Verfahrens in die folgende Formel, um eine lineare Funktion zu werden bezüglich dem Parameter, der zu identifizieren ist. Es soll beachtet werden, dass "T" eine Matrix umstellt. ξy0(k) = ζT(k)θ + r(k) (9)
Bei den vorstehenden Formeln ist θ ein Parameter der Übergangsfunktion, die zu identifizieren ist.
Bei dem Übergangsfunktionsidentifikationsschaltkreis 52 wird durch Anwenden des Least-Squares-Verfahrens der unbekannte Parameter θ geschätzt für die jeweiligen Daten, die sukzessive die digitalisierten Daten der erfassten Raddrehzahlschwingung Δω1 in der Formel Nr. 9 anwenden. Auf diese Weise wird die Übergangsfunktion identifiziert.
Insbesondere wird die erfasste Raddrehzahlschwingung Δω1 in digitalisierte Daten Δω(k) (k = 1, 2, 3,...) umgewandelt. Die Daten werden bei einem Punkt N als Proben genommen und unter Verwendung der folgenden Least-Squares-Verfahrensberechnungsformel wird der Parameter θ der Übergangsfunktion geschätzt.
Hier ist der durch die Karatmarkierung (d.h. die ^ Markierung) bedeckte Wert als ein geschätzter Wert definiert.
Des Weiteren kann das Least-Squares-Verfahren eine Berechnung ausführen als ein sukzessives Least-Squares-Verfahren, das den Parameter θ durch die folgende Rekursionsformel ermittelt. θ ^(N) = θ ^(N – 1) + h(N)[ξy0(N) – ζT (N)θ ^(N – 1)] (12)
Hier ist ρ ein sogenannter Vergessenskoeffizient (forgetting coefficient) und ist gewöhnlich als ein Wert von 0,95 bis 0,99 eingerichtet. Dabei kann der Anfangswert folgendes sein: θ ^(–1) = O, P(–1) = aI wobei a eine ausreichend große positive Zahl ist.
Des Weiteren kann als ein Verfahren zum Reduzieren des Schätzfehlers des Least-Squares-Verfahrens ein beliebiges aus verschiedenen Korrektur-Least-Squares-Verfahren verwendet werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Beispiel beschrieben, das ein Hilfsvariabelenverfahren verwendet, das ein Least-Squares-Verfahren ist, bei dem eine Hilfsvariable eingeführt wird. In Übereinstimmung mit diesem Verfahren wird in dem Stadium beim Erhalten der Beziehung der Formel 9 der Parameter der Übergangsfunktion geschätzt durch Verwenden der folgenden Formel durch Verwenden von m(k) als die Hilfsvariable.
Des Weiteren wird die nachfolgende Berechnung folgendermaßen ausgeführt. θ ^(N) = θ ^(N – 1) + h(N)[ξy0(N) – ζT(N)θ ^(N – 1)] (16)
Die Grundsätze des Hilfsvariabelenverfahrens sind folgendermaßen. Durch Einsetzen der Formel Nr. 9 in die Formel Nr. 15 wird die folgende Formel erhalten.
Wenn die Hilfsvariable derart gewählt wird, dass der zweite Ausdruck auf der rechten Seite der Formel Nr. 19 gleich Null wird, stimmt somit der geschätzte Wert von θ mit dem tatsächlichen Wert von θ überein. Somit wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Variable als die Hilfsvariable verwendet, die in dem Ausmaß verzögert ist, dass ζ(k) = [–ξy1(k) –ξy2(k)]^T nicht mit dem Formelfehler r(k) in Beziehung steht. Es gilt nämlich: m(k) = [ζy1(k – L) – ζy2(k – L)]T (20)wobei L die Verzögerungszeit ist.
Nachdem die Übergangsfunktion wie vorstehend beschrieben identifiziert ist, wird bei dem μ-Neigungsberechnungsschaltkreis 53 ein physikalischer Betrag, der sich auf die μ-Neigung D₀ bezieht, folgendermaßen berechnet:
Wenn auf diese Weise ein physikalischer Betrag, der sich auf die Straßenoberflächen-μ-Neigung D₀ bezieht, aus der Formel (21) berechnet werden kann, kann einfach beurteilt werden, dass sich die Reibungscharakteristik zwischen dem Reifen und der Straßenoberfläche in einem gesättigten Zustand befindet, beispielsweise wenn der physikalische Betrag klein ist.

Der vorstehend beschriebene Straßenoberflächenneigungsschätzschaltkreis 12 ist eine Struktur, bei der ein Parameter, der die Frequenzcharakteristik des Bandpassfilters oder des Bypassfilters bestimmt, auf einen konstanten Wert fixiert ist bei dem Vorverarbeitungsfilter 51. Dieser Parameter kann jedoch geändert werden in Übereinstimmung mit dem Parameter, der bei dem Übergangsfunktionsidentifikationsschaltkreis 52 identifiziert wird. Ein Adaptionsschaltkreis, der die Charakteristik des Vorverarbeitungsfilters 51 ändert in Übereinstimmung mit dem Parameter, der bei dem Übergangsfunktionsidentifikationsschaltkreis 52 identifiziert wird, kann nämlich zusätzlich vorgesehen sein (wie bei dem zweiten Gesichtspunkt des ersten Ausführungsbeispiels aus dem Dokument JP-A-11-78843 (siehe 9 und dergleichen)).

Wenn ein Erregungsdrehmoment ΔT1 in das Radresonanzsystem als ein Erregungseingang eingegeben wird, kann des Weiteren der Straßenoberflächenneigungs-Schätzschaltkreis die Übergangsfunktion des Radresonanzsystems identifizieren und die Straßenoberflächen-μ-Neigung berechnen (wie nach dem ersten Gesichtspunkt des dritten Ausführungsbeispiels in dem Dokument JP-A-11-78843 (siehe 13 und dergleichen)).

Wenn ein Erregungsdrehmoment ΔT1 eingegeben wird in das Radresonanzsystem als eine Erregungseingabe, kann darüber hinaus der Straßenoberflächenneigungsschätzschaltkreis 12 die Übergangsfunktion des Radresonanzsystems identifizieren aus der erfassten Erregungseingabe und der Ansprechausgabe (wie bei dem ersten Gesichtspunkt des vierten Ausführungsbeispiels des Dokuments JP-A-11-78843 (siehe 16 und dergleichen)).

Der Straßenoberflächenneigungsschätzschaltkreis 12 kann außerdem aus den Ansprechausgängen nur den Ansprechausgang wählen, der ein periodisches Signal ist, und die Übergangsfunktion des Radresonanzsystems auf der Grundlage des gewählten Ansprechausgangs identifizieren und die μ-Neigung berechnen (wie bei dem fünften Ausführungsbeispiel des Dokuments JP-A-11-78843 (siehe 18 und dergleichen)).

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das Ausgangsansprechen für die Erregungseingabe auf das Radresonanzsystem einschließlich der Reibungscharakteristik zwischen dem Reifen und der Straßenoberfläche erfasst. Die Übergangscharakteristik des Radresonanzsystems von der Erregungseingabe zu der Ansprechausgabe wird ausgedrückt als ein Schwingungsmodell, das den unbekannten Faktor des Radzustands umfasst, zumindest einen physikalischen Betrag, der sich auf die Leichtigkeit des Schlupfes zwischen dem Reifen und der Straßenoberfläche bezieht. Auf der Grundlage des Schwingungsmodells wird der unbekannte Faktor derart geschätzt, dass zumindest die erfasste Ansprechausgabe im Wesentlichen erfüllt ist.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf dasselbe beschränkt und das folgende ist möglich. Ein Parameter eines physikalischen Modells, das eine ungefederte Resonanzcharakteristik ausdrückt, wird identifiziert aus dem Raddrehzahlsignal. Die Straßenoberflächen-μ-Neigung wird berechnet als ein physikalischer Betrag, der einen physikalischen Betrag schätzt, der sich auf die Leichtigkeit des Schlupfes zwischen der Straßenoberfläche und dem Rad aus dem identifizierten Parameter bezieht (siehe die Beschreibung der Ausführungsbeispiele der japanischen Patentanmeldung Nr. 10-281660).

Bei den vorstehend beschriebenen Beispielen wird die Straßenoberflächen-μ-Neigung berechnet als der physikalische Betrag, der sich auf die Leichtigkeit des Schlupfes zwischen der Straßenoberfläche und dem Rad bezieht. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dasselbe beschränkt. Eine Neigung des Bremsdrehmoments bezüglich der Schlupfdrehzahl (d.h. eine Bremsdrehmomentneigung), eine Neigung eines Antriebsdrehmoments bezüglich der Schlupfdrehzahl (d.h. eine Antriebsdrehmomentneigung), eine Minutenschwingung oder dergleichen kann ermittelt werden.

Die Bremsdrehmomentneigung oder die Antriebsdrehmomentneigung kann nämlich berechnet werden auf der Grundlage der Zeitseriendaten der Raddrehzahl, die erfasst wird, jedes Mal, wenn eine vorgegebene Probenzeit verstreicht (siehe 1 und dergleichen der japanischen Patentanmeldung Nr. 10-114263).

Des Weiteren kann die Bremsdrehmomentneigung berechnet werden auf der Grundlage von Zeitseriendaten der Radverzögerung, die erfasst wird jedes Mal, wenn eine vorgegebene Probenzeit verstreicht, und auf der Grundlage des Bremsdrehmoments, das erfasst wird jedes Mal, wenn eine vorgegebene Probenzeit verstreicht, oder Zeitseriendaten eines physikalischen Betrags, der sich auf dieses Bremsdrehmoment bezieht (siehe 2, 3 und dergleichen der japanischen Patentanmeldung Nr. 10-114263).

Die Bremskraft kann des Weiteren minütlich erregt werden bei der Resonanzfrequenz eines Schwingungssystems, das gebildet ist von dem Fahrzeug und dem Rad und der Straßenoberfläche, und eine Minutenverstärkung, die ein Verhältnis der äußerst kleinen Amplitude der Resonanzfrequenzkomponente der Raddrehzahl ist bezüglich der Minutenamplitude der Bremskraft, wenn die Bremskraft minütlich erregt wird, kann berechnet werden (siehe 4 und dergleichen aus dem Dokument JP-A-10-114263).

Drittes Ausführungsbeispiel

Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

20 zeigt eine Bremskraftverteilungssteuervorrichtung 60, bei der die vorliegende Erfindung auf ein Bremssystem eines Fahrzeugs angewandt ist. Wie in 20 gezeigt ist, umfasst die Bremskraftverteilungssteuervorrichtung 60 einen Bremsbetätigungssensor 62, einen Fahrzeugbremskraftsolleinrichtebereich 64, einen Radsollbremskrafteinrichtebereich 66, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 68, einen Straßenoberflächen-μ- Neigungseinrichtebereich 70 und eine Bremskraftsteuereinrichtung 72.

Der Fahrzeugbremskraftsolleinrichtebereich 64, jeder Radsollbremskrafteinrichtebereich 66 und der Straßenoberflächen-μ-Neigungseinrichtebereich 70 sind in einer ECU 74 (elektrische Steuereinheit) enthalten.

Diese Bremskraftverteilungsvorrichtung 60 wird beispielsweise als ein sogenanntes brake by wire (elektrisches Bremssystem) bezeichnet, wie beispielsweise in 21 gezeigt ist, und ist auf ein Fahrzeug anwendbar, bei dem die Betätigung des Fahrers elektronisch auf die Fahrzeugbremse übertragen wird.

Das Bremssystem eines in 21 gezeigten Fahrzeugs 76 ist ein elektrohydraulisches Bremssystem. Bei diesem Bremssystem wird ein Betätigungsbetrag eines Bremspedals 78 durch den (nicht gezeigten) Fahrer erfasst durch den Bremsbetätigungssensor 62. Beispielsweise wird ein Hubsensor, der den Hubbetrag beim Niederdrücken des Bremspedals 78 erfasst, oder ein Niederdrückungssensor, der die Niederdrückungskraft des Bremspedals 78 erfasst, oder dergleichen als der Bremsbetätigungssensor 62 verwendet. Des Weiteren kann ein Fluiddrucksensor verwendet werden, wenn ein Hauptbremszylinder vorgesehen ist.

Eine Fahrzeugsollbremskraft wird eingerichtet bei dem Fahrzeugsollbremskrafteinrichtebereich 64 der ECU 74 auf der Grundlage des Erfassungssignals von dem Bremsbetätigungssensor 62. Bei jedem Radsollbremskrafteinrichtebereich 66 wird eine Sollbremskraft von jedem Rad 80 eingerichtet (verteilt) auf der Grundlage der Fahrzeugsollbremskraft und der Straßenoberflächen-μ-Neigungen der jeweiligen Räder, die geschätzt werden durch den Straßenoberflächen-μ-Neigungsschätzbereich 70.

Wenn das Straßenoberflächen-μ (ein Wert, der erhalten wird durch Teilen der Bremskraft durch die senkrechte Last) aufgetragen wird bezüglich dem Fahrzeugschlupf bei der Reifencharakteristik, wird ein Verlauf (der im Allgemeinen als ein μ-S-Verlauf bezeichnet wird) wie in 22 gezeigt erhalten. Die Straßenoberflächen-μ-Neigung ist definiert als ein Wert bezüglich dem Radschlupf (Schlupfdrehzahl) des Straßenoberflächen-μ.

Wie in 22 gezeigt ist, wenn der Radschlupf klein ist und der Griffigkeitsgrad des Reifens groß ist, ist der Wert der Straßenoberflächen-μ-Neigung groß. Wenn der Radschlupf groß ist und die Griffigkeit sich verschlechtert, ist der Wert der Straßenoberflächen-μ-Neigung klein. Bei der Spitze des Straßenoberflächen-μ ist die Straßenoberflächen-μ-Neigung im Wesentlichen Null. Da auf diese Weise der Wert der Straßenoberflächen-μ-Neigung ein Index ist, der direkt die Reibungscharakteristik zwischen dem Reifen und der Straßenoberfläche ausdrückt, kann die Bremskraftverteilung, die dem Griffigkeitsgrad des Reifens entspricht, ausgeführt werden durch Bewirken einer Verteilungssteuerung der Bremskraft auf der Grundlage der Werte der Straßenoberflächen-μ-Neigungen. Es soll beachtet werden, dass der Wert der Straßenoberflächen-μ-Neigung geschätzt wird auf der Grundlage der Raddrehzahl, die erfasst wird durch den Raddrehzahlsensor 68, der für jedes der Räder 80 vorgesehen ist.

Auf der Grundlage der eingerichteten Sollbremskräfte der jeweiligen Räder werden die Bremsfluiddrücke der Radbremsen 82 der jeweiligen Räder 80 gesteuert durch die Fluiddrucksteuereinrichtung (Bremskraftsteuereinrichtung) 72. Beispielsweise wird eine Scheibenbremse oder eine Trommelbremse als die Radbremse 82 verwendet.

Wie in 21 gezeigt ist, ist die Scheibenbremse mit einem Bremssattel 86 versehen. Der Bremssattel 86 hat eine Scheibe 84, die sich zusammen mit dem Rad 80 dreht, und Bremsbeläge (Reibungsmaterialien) zum sandwichartigen Anordnen der Scheibe 84. Aufgrund des Fluiddrucks von einer Fluiddruckquelle 88, die gesteuert wird durch die Fluiddrucksteuereinrichtung 72, werden die Bremsbeläge nach innen gedrückt und drücken die Scheibe, so dass das Rad 80 gebremst wird. Es soll beachtet werden, dass ein lineares Ventil oder eine Vorrichtung, die die Kapazität der Fluiddruckkammer erhöht oder vermindert, als die Fluiddrucksteuereinrichtung 72 verwendet wird.

Der Straßenoberflächen-μ-Neigungsschätzbereich 70, der sich auf das vorliegende Ausführungsbeispiel bezieht, berechnet die μ-Neigung, wenn nur eine Straßenoberflächenstörung ΔTd eingegeben wird auf ein Radresonanzsystem als eine Erregungseingabe. Der Straßenoberflächen-μ-Neigungsschätzbereich 70 hat dieselbe Struktur wie die des vorstehend beschriebenen Straßenoberflächen-μ-Neigungsschätzschaltkreises 12 und deshalb wird seine detaillierte Beschreibung unterlassen.

Als Nächstes wird eine Steuerung, die bei der Bremskraftverteilungsvorrichtung 60 ausgeführt wird, als ein Betrieb des vorliegenden Ausführungsbeispiels in Übereinstimmung mit dem Ablaufdiagramm von 23 beschrieben.

Zunächst wird beim Schritt 100 eine Initialisierung von jedem Bereich ausgeführt. Beim folgenden Schritt 102 wird ein Signal, das dem Bremsbetätigungsbetrag des Bremspedals 78 durch den Fahrer entspricht, in den Fahrzeugsollbremskrafteinrichtebereich 64 von dem Bremsbetätigungssensor 62 eingegeben.

Bei dem nächsten Schritt 104 wird bei dem Fahrzeugsollbremskrafteinrichtebereich 64 eine Fahrzeugsollbremskaft-BF* eingerichtet auf der Grundlage des Signals, das von dem Bremsbetätigungssensor 62 eingegeben wird und das dem Bremsbetätigungsbetrag entspricht.

Die Fahrzeugsollbremskraft BF* wird ermittelt ohne Fehler bezüglich dem Bremsbetätigungsbetrag. Zunächst ist ein Totzonenbereich (ein sogenanntes Spiel des Bremspedals 78) bezüglich der Bremsbetätigung vorgesehen (die Fahrzeugsollbremskraft ist Null). Des Weiteren ist die Sollfahrzeugbremskraft bei den Anfangsstufen des Bremsvorgangs, bei denen der Bremsbetätigungsbetrag relativ niedrig ist, hoch eingerichtet (Bereich 1 in 24). Auf diese Weise kann die Effizienz der Bremse verbessert werden bei den Anfangsstufen des Bremsvorgangs und bei einer niedrigen Fahrzeugverzögerung.

Bei einem Bereich eines Bremsbetätigungsbetrags mit einem mittleren Grad, der einer Verzögerung eines mittleren Grads des Fahrzeugs 76 entspricht, ist die eingerichtete Verstärkung (Neigung) der Fahrzeugsollbremskraft niedrig eingerichtet (Bereich 2 in 24). Die Fähigkeit des Fahrers zum Steuern der Bremse ist verbessert.

In dem Bereich, in dem der Bremsbetätigungsbetrag hoch ist, ist die Verstärkung hoch eingerichtet (Bereich 3 in 24) und die maximale Verzögerung des Fahrzeugs 76 kann einfach und schnell erhalten werden. In 24 ist die Einstellung der Fahrzeugsollbremskraft bezüglich dem Bremsbetätigungsbetrag in jedem Bereich linear. Die Einstellung kann jedoch nicht linear sein, beispielsweise kann es eine gekrümmte Charakteristik sein und die Verbindungen der jeweiligen Bereiche können geglättet sein.

Wenn des Weiteren die Erzeugung der Fahrzeugverzögerung niedrig ist bezüglich der Fahrzeugsollbremskraft in Übereinstimmung mit dem Bremsbetätigungsbetrag, kann die Einstellung der Fahrzeugsollbremskraft korrigiert werden in Übereinstimmung mit der getragenen Last, wenn eine Erhöhung des Gewichts des Fahrzeugs in Erwägung gezogen wird (beispielsweise wenn das Fahrzeug 76 eine Last trägt).

Beim Schritt 106 werden die Raddrehzahlen der jeweiligen Räder 80 berechnet durch die Raddrehzahlsensoren 80. Dann beim folgenden Schritt 108 werden bei dem Straßenoberflächen-μ-Neigungsschätzbereich 70 der Wert der Straßenoberflächen-μ-Neigung für jedes Rad durch das vorstehend beschriebene Verfahren berechnet auf der Grundlage der berechneten Raddrehzahl von jedem Rad.

Bei dem folgenden Schritt 110 werden bei jedem Rad-Sollbremskrafteinrichtebereich 66 die Sollbremskräfte der jeweiligen Räder 80 verteilt auf der Grundlage der Werte der Straßenoberflächen-μ-Neigungen der jeweiligen Räder. Diese Berechnung der Sollbremsbeträge der jeweiligen Räder wird weiter detailliert beschrieben.

25 zeigt Werte der Straßenoberflächen-μ-Neigungen bezüglich dem Fahrzeugschlupf. In dem Bereich, in dem der Fahrzeugschlupf klein ist und der Griffigkeitsgrad des Reifens groß ist, ist die Änderung des Werts der Straßenoberflächen-μ-Neigung bezüglich der Änderung des Radschlupfes klein. Demgemäß ist in einem derartigen Bereich (d.h. in dem Fall, wobei der Wert der Straßenoberflächen-μ-Neigung größer als ein vorgegebener Wert Ka ist) die Sollbremskraft von jedem Rad durch ein voreingestelltes Verteilungsverhältnis eingerichtet. Wenn dann der Wert der Straßenoberflächen-μ-Neigung von zumindest einem der Räder unterhalb den vorgegebenen Wert Ka fällt, werden die Sollbremskräfte in Übereinstimmung mit den Werten der Straßenoberflächen-μ-Neigungen verteilt auf die jeweiligen Reifen auf die folgende Weise.

Zunächst wird der Wert der Straßenoberflächen-μ-Neigung des vorderen linken Rads gleich DL1, der Wert der Straßenoberflächen-μ-Neigung des vorderen rechten Rads ist DR1, der Wert der Straßenoberflächen-μ-Neigung des hinteren linken Rads ist DL2 und der Wert der Straßenoberflächen-μ-Neigung des hinteren rechten Rads ist DR2. Ein Referenzstraßenoberflächen-μ-Neigungswert D* wird ermittelt aus diesen Straßenoberflächen-μ-Neigungswerten. Der Referenzstraßenoberflächen-μ-Neigungswert D* wird ermittelt als der durchschnittliche Wert der Werte der Straßenoberflächen-μ-Neigungen der jeweiligen Räder und wird erhalten durch die folgende Formel.

Wie durch die folgende Formel gezeigt ist, kann der Referenzstraßenoberflächen-μ-Neigungswert D* eingerichtet werden durch Gewichten der Straßenoberflächen-μ-Neigungswerte DL1, DR1 der Vorderräder und der Straßenoberflächen-μ-Neigungswerte DL2, DR2 der Hinterräder mit Gewichtungsfaktoren W1, W2. D* = W1·(DL1 + DR1) + W2·(DL2 + DR2) (23)

Wie des Weiteren durch die folgende Formel gezeigt ist, wenn das Fahrzeug 76 eine Kurve fährt, kann der Referenzstraßenoberflächen-μ-Neigungswert D* eingerichtet werden durch Anwenden von Gewichtungsfaktoren WL1, WR1, WL2, WR3 auf die Straßenoberflächen-μ-Neigungswerte der jeweiligen Räder in Übereinstimmung mit dem Zustand der Kurvenfahrt des Fahrzeugs. D* = WL1·DL1 + WR1·DR1 + WL2·DL2 + WR2·DR2 (24)

Auf der Grundlage des auf diese Weise ermittelten Referenzstraßenoberflächen-μ-Neigungswerts D* werden eine Sollbremskraft BFL1* des vorderen linken Rads, eine Sollbremskraft BFR1* des vorderen rechten Rads, eine Sollbremskraft BFL2* des hinteren linken Rads und eine Sollbremskraft BFR2* des rechten hinteren Rads ermittelt durch die folgenden Formeln.

Wenn nämlich der Wert der Straßenoberflächen-μ-Neigung groß ist, wird eine große Bremskraft aufgebracht, und wenn der Wert der Straßenoberflächen-μ-Neigung klein ist, wird eine kleine Bremskraft aufgebracht. Auf diese Weise kann eine Situation verhindert werden, bei der eine übermäßige Bremskraft auf ein Rad mit einem niedrigen Straßenoberflächen-μ aufgebracht wird und das Rad rutscht.

Beispielsweise kann die Sollbremskraft von jedem Rad eingerichtet werden unter Verwendung von Gewichtungsfaktoren W3, W4 (W3 > W4) wie bei der folgenden Formel, so dass das Bremskraftverteilungsverhältnis der Vorderräder etwas größer ist als das der Hinterräder.

Wenn der Kurvenzustand groß ist und eine Stabilität erforderlich ist, werden die Sollbremskräfte der Vorderräder erhöht und die Sollbremskräfte der Hinterräder werden reduziert, wie durch die folgenden Formeln gezeigt ist.

Hier sind ΔBFL1, ΔBFR1, ΔBFL2, ΔBFR2 Sollbremskraftkorrekturbeträge. Durch Einrichten der Sollbremskräfte der jeweiligen Räder auf diese Weise kann die Stabilität des Fahrzeugs gewährleistet werden ohne Reduzieren der Gesamtbremskraft des Fahrzeugs. Des Weiteren können die Sollbremskräfte der jeweiligen Räder korrigiert werden in der Richtung von links und rechts. Wie beispielsweise in den folgenden Formeln gezeigt ist, wenn das Fahrzeug 76 eine Linkskurve fährt, wird eine Korrektur derart ausgeführt, dass die Sollbremskräfte der kurvenäußeren Räder, d.h. der rechten Räder groß wird und die Korrektur wird derart ausgeführt, dass die Sollbremskräfte der inneren Räder, d.h. der linken Räder klein sind.

Der Kurvenzustand wird erhalten aus der Differenz der Drehzahl der linken und rechten Räder und aus dem Ausgang zumindest eines Sensors aus einem Lenkwinkelsensor, einem Gierratensensor oder einem Querbeschleunigungssensor. Des Weiteren werden die Sollbremskraftkorrekturbeträge ΔBFL1, ΔBFR1, ΔBFL2, ΔBFR2 vorzugsweise eingerichtet in Übereinstimmung mit dem Grad des Kurvenzustands.

Wenn des Weiteren der Lenkwinkel des Fahrers schnell ist und eine plötzliche Richtungsänderung erforderlich ist oder wenn das Fahrzeug zu der kurvenäußeren Seite drängt (sogenanntes Untersteuern) und der Fahrer einen engeren Kurvenradius wünscht werden, wie durch die folgenden Formeln gezeigt ist, werden die Sollbremskräfte der Vorderräder klein eingerichtet, so dass die Lenkfähigkeit verbessert wird, und die Sollbremskräfte der Hinterräder werden hoch eingerichtet, um die Verzögerung des Fahrzeugs nicht zu verschlechtern.

Des Weiteren können die Sollbremskräfte der jeweiligen Räder in der Richtung nach links und rechts korrigiert werden. Beispielsweise bei einer Linkskurve wird die Korrektur derart ausgeführt, wie durch die folgenden Formeln gezeigt ist, dass die Sollbremskräfte der kurvenäußeren Räder, d.h. der rechten Seitenräder niedrig eingerichtet werden und die Sollbremskräfte der inneren Räder, d.h. der linken Seitenräder werden groß eingerichtet.

Hier werden die Sollbremskraftkorrekturbeträge ΔBFL1, ΔBFR1, ΔBFL2, ΔBFR2 vorzugsweise eingerichtet in Übereinstimmung mit dem Lenkzustand des Fahrers und dem Grad des Kurvenzustands des Fahrzeugs.

Beim Schritt 112 wird der Bremsvorgang des jeweiligen Rads gesteuert durch die Fluiddrucksteuereinrichtung 72 (Bremskraftsteuereinrichtung) auf der Grundlage der Sollbremskräfte der jeweiligen Räder, die wie vorstehend beschrieben berechnet werden.

Auf diese Weise werden die Sollbremskräfte der jeweiligen Räder verteilt angesichts auch des Reibungszustands zwischen der Straßenoberfläche und dem Reifen (d.h. dem Straßenoberflächen-μ). Selbst wenn ein Rad mit einer relativ großen Last sich auf einer Straßenoberfläche mit einem niedrigen μ befindet, kann somit beispielsweise eine Situation vermieden werden, bei der eine übermäßige Bremskraft auf das Rad verteilt wird und das Rad rutscht, und es kann veranlasst werden, dass das Fahrzeug geeignet bremst.

Bei der vorstehenden Beschreibung ist die vorliegende Erfindung auf ein Fahrzeug 76 angewandt unter Verwendung eines elektrohydraulischen Bremssystems. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf ein Fahrzeug unter Verwendung eines elektromechanischen Bremssystems angewandt werden. Bei einem elektromechanischen Bremssystem, wie in 26 gezeigt ist, werden die Radbremsen 82 ohne Verwenden eines Fluiddrucks gesteuert. Beispielsweise kann veranlasst werden, dass das Fahrzeug 76 durch ein Reibungsmaterial bremst, das gegen die Bremsscheibe 84 oder gegen eine Bremstrommel gedrückt wird durch eine Bremsdrehmomentaufbringungseinrichtung 96, die gebildet ist aus einer Kombination aus einem Motor und einem Umwandlungsmechanismus von einer Drehung in eine lineare Bewegung.

Eine Bremskraftverteilungssteuervorrichtung ist vorgesehen, bei der die Raddrehzahlen der jeweiligen Räder eines Fahrzeugs erfasst werden. Auf der Grundlage der erfassten Raddrehzahlen werden Neigungen des Reibungskoeffizienten μ zwischen den Rädern und der Straßenoberfläche als Straßenoberflächen-μ-Neigungswerte der jeweiligen Räder bestimmt. Auf der Grundlage der geschätzten Straßenoberflächen-μ-Neigungswerte der jeweiligen Räder werden die Bremskräfte der jeweiligen Räder derart gesteuert, dass die Bremskräfte der jeweiligen Räder eingestellt werden.

Claims

Bremskraftverteilungssteuervorrichtung zum individuellen Verteilen der Bremskraft auf die Räder eines Fahrzeugs, mit: Raddrehzahlsensoren (11) zum Erfassen der Drehzahl der Räder; einer Bremskraftsteuereinrichtung (SOL1–SOL8, 24F, 24R, 23F, 23R) zum Steuern der auf ein Rad aufgebrachten Kraft; gekennzeichnet durch eine Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigungs-Schätzeinrichtung (12) zum Schätzen einer Steigung (K) einer an eine Kraftschluss/Schlupfkurve angelegten Tangente auf der Grundlage der erfassten Drehzahlen der Räder; und eine Steigungsdifferenzberechnungseinrichtung (13) zum Berechnen einer Differenz zwischen der Steigung (K) der an die Kraftschluss/Schlupfkurve angelegten Tangente eines zu steuernden Rads und der Steigung (K*) der an die Kraftschluss/Schlupfkurve angelegten Tangente eines Referenzrads; wobei die aufgebrachte Bremskraft des zu steuernden Rads erhöht wird, wenn die Differenz (K – K*) der Steigungen der beiden Tangenten größer als ein vorgegebener Wert (C2) ist, und die aufgebrachte Bremskraft des zu steuernden Rads vermindert wird, wenn die Differenz (K – K*) kleiner als ein vorgegebener Wert (C1) ist.
Bremskraftverteilungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung ein Bremsdrehmoment eines zu steuernden Rads auf der Grundlage der Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigung (K) des zu steuernden Rads und der Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigung (K*) eines Referenzrads aus den Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigungen steuert, die durch die Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigungs-Schätzeinrichtung (12) geschätzt werden.
Bremskraftverteilungssteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei, wenn Vorderräder Referenzräder sind und Hinterräder zu steuernde Räder sind, und wenn eine Änderung zwischen der Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigung (K*) der Vorderräder und der Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigung (K) der Hinterräder größer als oder gleich wie ein vorgegebener Wert ist, die Steuereinrichtung entweder das Bremsdrehmoment der Hinterräder aufrechterhält oder reduziert, und wenn die Änderung geringer als der vorgegebene Wert ist, die Steuereinrichtung das Bremsdrehmoment der Hinterräder erhöht.
Bremskraftverteilungssteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei, wenn die Steuereinrichtung das Bremsdrehmoment von einem der Hinterräder entweder aufrechterhält oder reduziert, die Steuereinrichtung das Bremsdrehmoment des anderen Hinterrades beibehält.
Bremskraftverteilungssteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei, wenn Hinterräder Referenzräder sind und Vorderräder zu steuernde Räder sind, und wenn eine Änderung zwischen der Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigung (K) der Vorderräder und der Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigung (K*) der Hinterräder größer als oder gleich wie ein vorgegebener Wert ist, die Steuereinrichtung das Bremsdrehmoment der Vorderräder erhöht, und wenn die Änderung geringer als der vorgegebene Wert ist, die Steuereinrichtung entweder das Bremsdrehmoment der Vorderräder aufrechterhält oder reduziert.
Bremskraftneigungsverteilungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei, wenn kurveninnere Räder Referenzräder sind und kurvenäußere Räder zu steuernde Räder sind, wenn eine Änderung zwischen der Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigung (K*) der kurveninneren Räder und der Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigung (K) der kurvenäußeren Räder größer als oder gleich wie ein vorgegebener Wert ist, die Steuereinrichtung das Bremsdrehmoment der kurvenäußeren Räder erhöht, und wenn die Änderung geringer als der vorgegebene Wert ist, die Steuereinrichtung entweder das Bremsdrehmoment der kurvenäußeren Räder aufrechterhält oder reduziert.
Bremskraftverteilungssteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei, wenn kurvenäußere Räder Referenzräder sind und kurveninnere Räder zu steuernde Räder sind, wenn eine Änderung zwischen der Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigung (K*) der kurvenäußeren Räder und der Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigung (K) der kurveninneren Räder größer als oder gleich wie ein vorgegebener Wert ist, die Steuereinrichtung das Bremsdrehmoment der kurveninneren Räder aufrechterhält oder reduziert, und wenn die Änderung geringer als der vorgegebene Wert ist, die Steuereinrichtung das Bremsdrehmoment der kurveninneren Räder erhöht.
Bremskraftverteilungssteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung das Bremsdrehmoment steuert, indem sie entweder ein kurveninneres Vorderrad, ein kurvenäußeres Vorderrad, ein kurveninneres Hinterrad oder ein kurvenäußeres Hinterrad als ein Referenzrad verwendet und zumindest ein anderes Rad als das zu steuernde Rad verwendet.
Bremskraftverteilungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung folgendes umfasst: eine Radsollbremskraftberechnungseinrichtung (66) zum Berechnen von Sollbremskräften der jeweiligen Räder auf der Grundlage der geschätzten Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigungen der jeweiligen Räder und einer Sollbremskraft des Fahrzeugs; und eine Bremskraftsteuereinrichtung (72) zum Steuern der Bremskräfte der jeweiligen Räder auf der Grundlage der berechneten Sollbremskräfte der jeweiligen Räder.
Bremskraftverteilungssteuervorrichtung nach Anspruch 9, die des Weiteren folgendes aufweist: einen Bremsbetätigungssensor (62), der einen Betätigungsbetrag eines Bremspedals (78) erfasst; und eine Fahrzeugsollbremskraftberechnungseinrichtung (64) zum Berechnen einer Sollbremskraft des Fahrzeugs auf der Grundlage des Bremsbetätigungsbetrags.
Bremskraftverteilungssteuervorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Radsollbremskraftberechnungseinrichtung (66) die Sollbremskräfte der jeweiligen Räder derart berechnet, dass die Werte der Kraftschluss/Schlupfkurven- Tangentensteigungen der jeweiligen Räder im Wesentlichen gleich sind.
Bremskraftverteilungssteuervorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Radsollbremskraftberechnungseinrichtung (66) die Sollbremskräfte der jeweiligen Räder derart berechnet, dass die Werte der Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigungen der Hinterräder des Fahrzeugs größer sind als Werte der Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigungen der Vorderräder des Fahrzeugs.
Bremskraftverteilungssteuervorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Radsollbremskraftberechnungseinrichtung (66) die Sollbremskräfte der jeweiligen Räder derart berechnet, dass die Sollbremskraft für ein Rad hoch ist, dessen Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigungswert hoch ist, und die Sollbremskraft für ein Rad niedrig ist, dessen Kraftschluss/Schlupfkurven-Tangentensteigungswert niedrig ist.