DE19503148A1 - Vorrichtung zur Steuerung des dynamischen Verhaltens eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
Vorrichtung zur Steuerung des dynamischen Verhaltens eines KraftfahrzeugsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung
des dynamischen Verhaltens eines Kraftfahrzeugs zur
Stabilisierung instabilen Verhaltens des Fahrzeugs wie
beispielsweise Weg- oder Abtrift, Schwimmen oder der
gleichen.
In der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2-109711 ist
eine Vorrichtung zur Steuerung des dynamischen Verhal
tens der eingangs genannten Art offenbart, bei der ein
Seitenabrutsch- bzw. Schwimmwinkel sowie dessen Winkel
geschwindigkeit eines Fahrzeugs erfaßt werden, um die
Kippsteifigkeitsverteilung des Fahrzeugs in Längsrich
tung unter Steuern der Fahrzeugaufhängung zu ändern,
falls ein durch den erfaßten Schwimmwinkel und dessen
Winkelgeschwindigkeit definierter dynamischer Zustand
des Fahrzeugs in einem instabilen Bereich liegt.
Bei der bekannten, wie vorstehend beschriebenen Steuer
vorrichtung sind jedoch der instabile Bereich als auch
der Korrekturbetrag für die Kippsteifigkeitsverteilung
festgelegt. Daher würde eine korrigierende Steuerung
bzw. eine Korrektursteuerung des instabilen Verhaltens
des Fahrzeugs selbst dann auf dieselbe Weise erfolgen,
wenn sich ein Fahrzustand des Fahrzeugs wie beispiels
weise die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Lenkwinkel, die
Lenkwinkelgeschwindigkeit oder dergleichen, ein Fahrbe
gleitumstand des Fahrzeugs wie beispielsweise ein Rei
bungsbeiwert der Fahrbahnoberfläche und/oder ein Insta
bilitätsausmaß bzw. -grad des Fahrzeugs ändern würde.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
verbesserte Vorrichtung zur Steuerung des dynamischen
Fahrverhaltens eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, die
eine korrigierende Steuerung instabilen Verhaltens des
Fahrzeugs in Übereinstimmung mit Fahrzuständen, Fahrbe
gleitumständen und einem Instabilitätsgrad des Fahr
zeugs ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine
Vorrichtung zur Steuerung des dynamischen Verhaltens
eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch eine Verhal
tenssteuereinrichtung zum Stabilisieren eines instabi
len Verhaltens des Fahrzeugs, eine erste Erfassungsein
richtung zum Erfassen eines Schwimmwinkels des Fahr
zeugs, eine zweite Erfassungseinrichtung zum Erfassen
einer Winkelgeschwindigkeit des Schwimmwinkels des
Fahrzeugs, eine elektrische Steuereinrichtung zum Steu
ern des Betriebs der Verhaltenssteuereinrichtung, wenn
ein durch den erfaßten Schwimmwinkel und Winkelge
schwindigkeit definierter dynamischer Zustand des Fahr
zeugs in einem instabilen Bereich liegt, eine dritte
Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer auf die Stabi
lität des Fahrzeugs in einer Seitenrichtung bezogenen
Fahrzustandsgröße, und einer Einrichtung zum Ändern des
instabilen Bereichs in Übereinstimmung mit der erfaßten
Fahrzustandsgröße.
Alternativ wird gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der
Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung des dynami
schen Verhaltens eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt,
gekennzeichnet durch eine Verhaltenssteuereinrichtung
zum Stabilisieren eines instabilen Fahrverhaltens des
Fahrzeugs, eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfas
sen eines Schwimmwinkels des Fahrzeugs, eine zweite Er
fassungseinrichtung zum Erfassen einer Winkelgeschwin
digkeit des Schwimmwinkels des Fahrzeugs, eine elektri
sche Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs der
Verhaltenssteuereinrichtung, wenn ein durch den erfaß
ten Schwimmwinkel und dessen Winkelgeschwindigkeit de
finierter dynamischer Zustand des Fahrzeugs in einem
instabilen Bereich liegt, eine dritte Erfassungsein
richtung zum Erfassen einer auf die Stabilität des
Fahrzeugs in einer Seitenrichtung bezogenen Fahrbe
gleitumstandsgröße, und einer Einrichtung zum Ändern
des instabilen Bereichs in Übereinstimmung mit der er
faßten Fahrbegleitumstandsgröße.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird
weiter alternativ eine Vorrichtung zur Steuerung des
dynamischen Verhaltens eines Kraftfahrzeugs, gekenn
zeichnet durch eine Verhaltenssteuereinrichtung zum
Stabilisieren eines instabilen Verhaltens des Fahr
zeugs, eine erste Erfassungseinrichtung zum Erfassen
eines Schwimmwinkels des Fahrzeugs, eine zweite Erfas
sungseinrichtung zum Erfassen einer Winkelgeschwindig
keit des Schwimmwinkels des Fahrzeugs, eine elektrische
Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs der Verhal
tenssteuereinrichtung, wenn ein durch den erfaßten
Schwimmwinkel und dessen Winkelgeschwindigkeit defi
nierter dynamischer Zustand des Fahrzeugs in einem in
stabilen Bereich liegt, wobei die elektrische Steuer
einrichtung eine Recheneinrichtung zum Berechnen eines
Instabilitätsgrades des dynamischen Zustands des Fahr
zeugs, eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer
Steuergröße, die in Übereinstimmung mit einer Zunahme
des Instabilitätsgrades vergrößert wird, und eine Aus
gabeeinrichtung zum Erzeugen eines die Steuergröße re
präsentierenden elektrischen Steuersignals sowie zum
Zuführen desselben zu der elektrischen Steuereinrich
tung umfaßt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer hydrauli
schen Bremssteueranlage eines Kraftfahrzeugs sowie ei
ner elektrischen Steuervorrichtung für die Bremssteuer
anlage;
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines durch einen in Fig. 1
dargestellen Mikrocomputer ausgeführten Steuerpro
gramms;
Fig. 3(A) Diagramme, die ein x-Achsen-Segment bzw. ein
y-Achsen-Segment einer Geraden in bezug auf eine Fahr
zeuggeschwindigkeit zeigen, wobei die Gerade eine
Grenzlinie eines stabilen Bereichs und eines instabilen
Bereichs des dynamischen Fahrzeugzustands annähert;
Fig. 3(B) Diagramme, die ein x-Achsen-Segment bzw. ein
y-Achsen-Segment in bezug auf einen Lenkwinkel der Vor
derräder des Fahrzeugs zeigen;
Fig. 3(C) Diagramme, die ein x-Achsen-Segment bzw. ein
y-Achsen-Segment in bezug auf eine Lenkwinkelgeschwin
digkeit der Vorderräder zeigen;
Fig. 3(D) Diagramme, die ein x-Achsen-Segment bzw. ein
y-Achsen-Segment in bezug auf einen Reibungsbeiwert der
Fahrbahnoberfläche zeigen;
Fig. 4 ein Diagramm, welches eine zusammengesetzte
bzw. synthetische Sollbremskraft in bezug auf einen
kleinsten vertikalen Abstand von einem dynamischen Zu
stand des Fahrzeugs zu der Grenzlinie zeigt;
Fig. 5 ein Diagramm, welches eine zusammengesetzte
Sollbremskraft in bezug auf den kleinsten vertikalen
Abstand in einer Abwandlung zeigt;
Fig. 6 ein Diagramm, welches einen dynamischen Zustand
des Fahrzeugs in bezug auf einen Schwimmwinkel und des
sen Winkelgeschwindigkeit zeigt;
Fig. 7 ein Diagramm, welches die Änderung einer Grenz
linie eines stabilen und eines instabilen Bereichs des
dynamischen Zustands des Fahrzeugs zeigt; und
Fig. 8 ein Koordinatensystem, welches die Grenzlinie
der stabilen und instabilen Bereiche in Form einer an
genäherten Geraden zeigt.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 8
ein dem Prinzip der Erfindung zugrunde liegendes Steu
erverfahren kurz beschrieben. In Fig. 6 sind Ände
rungsbedingungen eines Schwimmwinkels Q und dessen Win
kelgeschwindigkeit dβ/dt für einen Zustand dargestellt,
in dem ein Kraftfahrzeug mit einer Anfangsgeschwindig
keit von 80 km/h auf einer Fahrbahn mit konstantem Rei
bungskoeffizienten bzw. -beiwert und frei von Lenkan
weisungen fährt. Ein dynamischer Zustand P(t) des Fahr
zeugs beispielsweise, definiert durch einen gegenwärti
gen Schwimmwinkel β und dessen Winkelgeschwindigkeit
dβ/dt, ändert sich mit der verstreichenden Zeit in ei
ner durch einen Pfeil in der Figur angegebenen Richtung
und wird zu einem dynamischen Zustand P(t + Δt). Wie
Fig. 6 zu entnehmen ist, konvergiert der dynamische
Zustand P des Fahrzeugs mit der Zeit in einem Ur
sprungspunkt 0, falls der Absolutwert sowohl des
Schwimmwinkels β als auch dessen Winkelgeschwindigkeit
dβ/dt klein sind. Falls jedoch der Absolutwert sowohl
des Schwimmwinkels β als auch dessen Winkelgeschwindig
keit dβ/dt groß sind, so ändert sich der dynamische Zu
stand P des Fahrzeugs dahingehend, daß der Absolutwert
des Schwimmwinkels β mit der Zeit vergrößert wird. Dem
gemäß wird der durch den Schwimmwinkel β und dessen
Winkelgeschwindigkeit dβ/dt definierte dynamische Zu
stand P des Fahrzeugs durch die nichtlinearen Grenzli
nien BL1 und BL2 in einen stabilen Bereich und einen
instabilen Bereich (ein durch Schraffur angedeuteter
Abschnitt) unterteilt.
Fig. 7 gibt Änderungsbedingungen für den Schwimmwinkel
β und dessen Winkelgeschwindigkeit dβ/dt für den Fall
wieder, in dem das Fahrzeug mit einem Lenkbefehl beauf
schlagt wurde, wobei die Grenzlinien für die stabilen
und instabilen Bereiche durch ausgezogene Linien BL10
bzw. BL20 dargestellt sind. Wenn ein positiver Lenkwin
kel (z. B. 4 Grad) in dieselbe Richtung wie der Schwimm
winkel β eingestellt wird, so ändern sich die Grenzli
nien BL10 und BL20 wie durch die durchbrochenen Linien
BL11 und BL21 gezeigt. Wird ein weitergehend positiver
Steuerwinkel (z. B. 6 Grad) eingestellt, so ändern sich
die Grenzlinien wie durch die strichpunktiert darge
stellten Linien BL12 und BL22 gezeigt. Folglich wird
der instabile Bereich vergrößert, wenn das Fahrzeug in
dieselbe Richtung wie der Schwimmwinkel β gesteuert
wird, und verkleinert, wenn das Fahrzeug entgegen dem
Schwimmwinkel β in die entgegengesetzte Richtung ge
steuert wird. Da sich die Grenzlinien in Abhängigkeit
von der Lenkwinkelgeschwindigkeit ändern, nimmt der in
stabile Bereich zu, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit
in derselben Richtung wie der Schwimmwinkel β zunimmt,
und nimmt ab, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit entge
gen dem Schwimmwinkel β in der entgegengesetzten Rich
tung zunimmt. Darüber hinaus ändern sich die Grenzlini
en der stabilen und instabilen Bereiche in Abhängigkeit
von einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit und des
Reibungsbeiwerts der Fahrbahnoberfläche.
Nachstehend wird das Steuerverfahren zur Korrektur des
Fahrzeugverhaltens auf der Grundlage eines Ergebnisses
der vorangehenden Analyse beschrieben. Durch ausgezoge
ne Linien in Fig. 7 dargestellte Grenzlinien werden
vorab ermittelt, um in Übereinstimmung mit Fahrzustän
den des Fahrzeugs wie beispielsweise die Fahrgeschwin
digkeit, dem Lenkwinkel und der Lenkwinkelgeschwindig
keit, die in bezug zu der Stabilität des Fahrzeugs in
Quer- oder Seitenrichtung stehen, sowie zu Fahrbegleit
umständen des Fahrzeugs, wie zum Beispiel ein Reibungs
beiwert der Fahrbahnoberfläche, die in bezug zu der
Stabilität des Fahrzeugs in der Seitenrichtung stehen,
verändert zu werden. Liegt der dynamische Zustand des
Fahrzeugs in dem stabilen Bereich, wie durch P1 und P2
in Fig. 7 dargestellt, so erfolgt keine Korrektur des
Fahrzeugverhaltens. Liegt der dynamische Zustand des
Fahrzeugs im instabilen Bereich, wie durch P3, P4, P5
oder P6 in Fig. 7 dargestellt, so wird eine Korrektur
des Fahrzeugverhaltens durchgeführt. Falls der Instabi
litätsgrad des Fahrzeugs groß ist, wie durch P5 oder P6
in Fig. 7 dargestellt, so wird eine Steuergröße zur
Korrektur des Fahrzeugverhaltens festgelegt, die größer
ist als eine entsprechende in einem dynamischen Zustand
des Fahrzeugs, dessen Instabilitätsgrad kleiner ist,
wie durch P3 oder P4 in Fig. 7 dargestellt. Wie in
Fig. 8 gezeigt, können in diesem Fall die Grenzlinien
als gefaltete bzw. abknickende Linien angenähert wer
den, die aus geraden Linien X1 bis X3 bzw. X4 bis X6
zusammengesetzt sind. Die geraden Linien X3 und X6 wer
den jeweils als x-Achse definiert, und die geraden Li
nien X1 und X2 sowie X3 und X4 werden durch jeweilige,
die x- und y-Achsen schneidende Segmente m1, n1; m2,
n2; m4, n4 und m5, n5 definiert. Die Segmente m1, n1;
m2, n2; m4, n4 und m5, n5 ändern sich in Übereinstim
mung mit den Fahrzuständen und Fahrbegleitumständen des
Fahrzeugs, um die Grenzlinien zu variieren.
Zur Ermittlung, ob der dynamische Zustand des Fahrzeugs
in einem stabilen Bereich oder in einem instabilen Be
reich liegt, wird jeder vertikale Abstand von dem dyna
mischen Zustand des Fahrzeugs zu den geraden Linien X1
bis X6 gemäß der nachfolgenden Beschreibung berechnet.
Jeder dynamische Zustand P(β, dβ/dt) des Fahrzeugs
auf den geraden Linien X1, X2, X3, und X5 erfüllt die
nachstehende Gleichung (1), und jeder vertikale Abstand
L (L1, L2, L3, L4, L5) von dem dynamischen Zustand
des Fahrzeugs zu den geraden Linien X1, X2, X3, X4 und
X5 wird gemäß der nachstehenden Gleichung (2) berech
net:
In den Gleichungen (1) und (2) repräsentiert der Buch
stabe j jeweils 1, 2, 3, 4 und 5, und der Abstand L
wird als negativer Wert dargestellt, wenn der dynami
sche Zustand P(β, dβ/dt) bezüglich der geraden Linien
X1, X2, X3 und X4 auf der Seite des Ursprungspunkts 0
liegt, und wird als positiver Wert dargestellt, wenn
der dynamische Zustand P(β, dβ/dt) des Fahrzeugs be
züglich der geraden Linien X1, X2, X3, X4 und X5 auf
der dem Ursprungspunkt 0 entgegengesetzten Seite liegt.
Der Abstand L (L3, L4) von dem dynamischen Zustand
P(β, dβ/dt) des Fahrzeugs zu den geraden Linien X4
und X6 wird zu |dβ/dt| berechnet.
Falls die Winkelgeschwindigkeit dβ/dt des Schwimmwin
kels β größer ist als "0", so wird ein kleinster oder
Minimalwert Lm = MIN (L1, L2, L3) der entsprechenden
vertikalen Abstände L1, L2 und L3 von dem dynamischen
Zustand P(β, dβ/dt ) zu den geraden Linien X1, X2 und
X3 berechnet, um den dynamischen Zustand des Fahrzeugs
wie folgt zu ermitteln:
- 1) Falls der kleinste Wert negativ ist, so liegt der dynamische Zustand P des Fahrzeugs in einem stabi len Bereich.
- 2) Falls der kleinste Wert positiv ist, so liegt der dynamische Zustand P des Fahrzeugs in einem insta bilen Bereich.
- 3) Der Instabilitätsgrad des dynamischen Zustands P wird durch den positiven kleinsten Wert Lm festge legt.
Falls beispielsweise der dynamische Zustand P des Fahr
zeugs durch einen in dem stabilem Bereich liegenden
Punkt P11 definiert ist, so wird der Abstand L3 posi
tiv, während die Abstände L1 und L2 negativ werden.
Demzufolge ist der kleinste Wert Lm durch den Abstand
L2 festgelegt, um den stabilen Bereich anzugeben. Falls
der dynamische Zustand P des Fahrzeugs durch einen in
dem stabilen Bereich liegenden Punkt P12 definiert ist,
so werden die Abstände L1 und L3 positiv, während der
Abstand L2 negativ wird. Folglich ist der kleinste Wert
Lm durch den Abstand L2 festgelegt, um den stabilen Be
reich anzugeben. Falls der dynamische Zustand P des
Fahrzeugs durch einen in dem instabilen Bereich liegen
den Punkt P13 definiert ist, so werden alle Abstände
L1, L2 und L3 positiv. Demzufolge ist der kleinste Wert
durch den Abstand L2 festgelegt, um einen Instabili
tätsgrad bzw. die Instabilität des dynamischen Zustands
des Fahrzeugs anzuzeigen.
Wenn die Winkelgeschwindigkeit dβ/dt des Schwimmwinkels
β-kleiner ist als "0", so wird ein kleinster Wert
Lm = MIN (L4, L5, L6) der vertikalen Abstände L4, L5
und L6 von dem dynamischen Zustand P(β, dβ/dt) zu den
geraden Linien X4, X5 und X6 berechnet, um den dynami
schen Zustand P des Fahrzeugs auf dieselbe Weise wie
obenstehend beschrieben zu ermitteln. Ist beispielswei
se der dynamische Zustand P des Fahrzeugs durch einen
in dem stabilen Bereich liegenden Punkt P21 definiert,
so wird der Abstand L6 positiv, während die Abstände L4
und L5 negativ werden. Demzufolge wird der kleinste
Wert Lm durch den Abstand L4 festgelegt, um den stabi
len Bereich anzugeben. Falls der dynamische Zustand P
des Fahrzeugs durch einen in dem stabilen Bereich lie
genden Punkt P22 definiert ist, so werden die Abstände
L5 und L6 positiv, während der Abstand L4 negativ wird.
Demzufolge wird der kleinste Wert Lm durch den Abstand
L4 festgelegt, um den stabilen Bereich anzugeben. Falls
der dynamische Zustand P des Fahrzeugs durch einen in
dem instabilen Bereich liegenden Punkt P23 definiert
ist, so werden alle Abstände L4, L5 und L6 positiv.
Demzufolge wird der kleinste Wert Lm durch den Abstand
L5 festgelegt, um die Instabilität des dynamischen Zu
stands P des Fahrzeugs anzuzeigen.
Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung zur Steuerung des dynamischen Verhal
tens für ein Kraftfahrzeug unter Bezugnahme auf Fig. 1
beschrieben. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel liegt die
Vorrichtung zur Steuerung des dynamischen Verhaltens in
Form einer hydraulischen Bremssteueranlage des Fahr
zeugs vor, die einen Haupt- bzw. Steuerzylinder 12 be
inhaltet, der durch Niederdrücken eines Bremspedals 11
betätigbar ist. Des Hauptzylinder 12 weist einen ersten
Port auf, der über Solenoidventile 21 und 32 mit Folge-
bzw. Folgezylindern 22 und 32 linker und rechter Vor
derräder verbunden ist, sowie einen zweiten Port, der
über ein Reduzierventil 13 und Solenoidventile 41 und
51 mit Folgezylindern 42 und 52 linker und rechter Hin
terräder verbunden ist.
Die hydraulische Bremssteueranlage umfaßt eine Hydrau
likpumpe 14 zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit aus
einem Flüssigkeitsvorratsbehälter 15 sowie zum Einspei
sen von Hydraulikflüssigkeit unter Druck in eine Hoch
druckleitung L1. Die Hochdruckleitung L1 ist mit einem
Druckspeicher 16 zum Akkumulieren bzw. Speichern der
Hydraulikflüssigkeit unter Druck versehen. Zwischen der
Hochdruckleitung L1 und einer mit dem Vorratsbehälter
15 verbundenen Niederdruckleitung L2 sind Bremsdruck-
Steuereinrichtungen 20, 30, 40 bzw. 50 für die Vorder-
und Hinterräder angeordnet. Die hydraulische
Bremsdruck-Steuereinrichtung 20 für das linke Vorderrad
umfaßt das Solenoidventil 21, den Folgezylinder 22, ein
druckerhöhendes Solenoidventil 23 und ein druckmindern
des Solenoidventil 24. Das Solenoidventil 23 dient da
zu, die Hochdruckleitung L1 mit dem Folgezylinder 22
durchlässig zu verbinden, wenn es in einem Zustand, in
dem das Solenoidventil 21 aus einer ersten in der Figur
gezeigten Position in eine zweite Position umgesteuert
wurde, in einer in der Figur gezeigten ersten Position
gehalten wird.
Mit dem Umschalten aus der ersten Position in eine
zweite Position unterbricht das Solenoidventil 23 den
Flüssigkeitsaustausch zwischen der Hochdruckleitung L1
und dem Folgezylinder 22. Das druckmindernde So
lenoidventil 24 dient dazu, den Folgezylinder 22 mit
der Niederdruckleitung L2 durchlässig zu verbinden,
wenn es in einem Zustand, in dem das Solenoidventil 21
in die zweite Position umgesteuert wurde, von einer in
der Figur gezeigten ersten Position in eine zweite Po
sition umgeschaltet wird. Wird es in der ersten Positi
on gehalten, so unterbricht das Solenoidventil 24 den
Flüssigkeitsaustausch zwischen dem Folgezylinder 22 und
der Niederdruckleitung L2.
Die hydraulische Bremsdruck-Steuereinrichtung 30 für
das rechte Vorderrad umfaßt das Solenoidventil 31, den
Folgezylinder 32, ein druckerhöhendes Solenoidventil 33
sowie ein druckminderndes Solenoidventil 34, die auf
dieselbe Art und Weise angeordnet sind wie in der
Bremsdruck-Steuereinrichtung 20. Auf vergleichbare Wei
se umfaßt die Bremsdruck-Steuereinrichtung 40 für das
linke Hinterrad das Solenoidventil 41, den Folgezylin
der 42, ein druckerhöhendes Solenoidventil 43 und ein
druckminderndes Solenoidventil 44, die auf dieselbe Art
und Weise angeordnet sind wie in der Bremsdruck-
Steuereinrichtung 20. Die hydraulische Bremsdruck-
Steuereinrichtung 50 für das rechte Hinterrad umfaßt
das Solenoidventil 51, den Folgezylinder 52, ein druck
erhöhendes Solenoidventil 53 und ein druckminderndes
Solenoidventil 54, die auf dieselbe Art und Weise ange
ordnet sind wie in der Bremsdruck-Steuereinrichtung 20.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden alle So
lenoidventile in ihren ersten Stellungen gehalten, wenn
sie nicht erregt sind, und aus ihren ersten Stellungen
in ihre zweiten Stellungen umgesteuert, wenn sie erregt
werden.
Eine elektrische Steuervorrichtung für die Solenoidven
tile umfaßt einen Längsgeschwindigkeitssensor 61, einen
Quergeschwindigkeitssensor 62, einen Längsbeschleuni
gungssensor 63, einen Querbeschleunigungssensor 64, ei
nen Gierratensensor 65, einen Lenkwinkelsensor 66, ei
nen Fahrbahnoberflächen-Reibungsbeiwertsensor 67 und
Hydraulikdrucksensoren 68a bis 68d. Die Sensoren bzw.
Aufnehmer 61 bis 67 dienen jeweils der Erfassung einer
Längsgeschwindigkeit Vx, einer Quergeschwindigkeit Vy,
einer Längsbeschleunigung Gx, einer Querbeschleunigung
Gy, einer Gierrate γ, eines Lenkwinkels θ der Vorderrä
der und eines Reibungsbeiwerts µ der Fahrbahnoberflä
che. Sowohl die Längsgeschwindigkeit Vx als auch die
Längsbeschleunigung Gx werden in Vorwärtsrichtung als
positiver Wert einer physikalischen Größe und in Rück
wärtsrichtung als negativer Wert einer physikalischen
Größe dargestellt. Die Quergeschwindigkeit Vy, die
Querbeschleunigung Gy, die Gierrate γ und der Lenkwin
kel θ werden jeweils als positiver Wert in Richtung
nach rechts und als negativer Wert in Richtung nach
links angegeben.
Der Fahrbahnoberflächen-Reibungsbeiwertsensor 67 dient
der Erfassung eines Reibungsbeiwerts µ der Fahrzeugrei
fen auf einer Fahrbahnoberfläche und dem Erzeugen eines
den erfaßten Reibungsbeiwert µ anzeigenden elektrischen
Signals. Die folgenden Erfassungseinrichtungen sind
beispielsweise als Reibungsbeiwertsensor 67 nutzbar:
- 1) Eine Erfassungseinrichtung zum Abschätzen des Rei bungsbeiwerts µ der Fahrbahnoberfläche auf der Grundla ge der Unschärfetheorie (fuzzy theorie), die eine Zu standsgröße eines Teils des Fahrzeugs wie beispielswei se ein an einer Lenkspindel angreifendes Drehmoment, eine an einer Spurstange angreifende axiale Zugkraft und dergleichen, die sich mit der Drehung des Fahrzeugs ändern, eine Zustandsgröße des Fahrzeugs wie beispiels weise eine Längsbeschleunigung, eine Radgeschwindigkeit und dergleichen, die sich bei dem Bremsen oder während der Fahrt bzw. des Beschleunigens des Fahrzeugs ändern, und eine auf Wetterverhältnisse wie beispielsweise Feuchtigkeit, Außentemperatur und dergleichen bezogene Zustandsgröße nutzt.
- 2) Eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Reak tion der Fahrbahnoberfläche durch Messen einer an einer Spurstange angreifenden axialen Zugkraft, eines hydrau lischen Drucks in einer Servo-Lenkeinrichtung und der gleichen, um dadurch einen Reibungsbeiwert der Fahr bahnoberfläche auf der Grundlage der erfaßten Reaktion der Fahrbahnoberfläche, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Lenkwinkel abzuschätzen.
- 3) Eine Erfassungseinrichtung zum Abschätzen eines Rei bungsbeiwerts µ der Fahrbahnoberfläche auf der Grundla ge einer Gierrate γ (einer Querbeschleunigung), einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Lenkwinkels.
- 4) Eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Rei bungsbeiwerts µ der Fahrbahnoberfläche auf der Grundla ge einer Vektorsumme einer Querbeschleunigung und einer Längsbeschleunigung bei Beginn des Schwimmens bzw. Rut schens.
- 5) Eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Rei bungsbeiwerts µ der Fahrbahnoberfläche auf der Grundla ge eines Schlupfverhältnisses eines zusätzlichen Rades, welches am Fahrzeug angebracht ist und vorab mit einer vorbestimmten, auf die Fahrbahnoberfläche zu übertra genden Bremskraft beaufschlagt wird.
Die Hydraulikdrucksensoren 68a bis 68d dienen jeweils
der Messung eines den entsprechenden Folgezylindern 22,
23, 24 und 25 zugeführten Bremsdrucks, um dadurch elek
trische Signale zu erzeugen, die den Rädern auferlegte
Bremsdrücke Ba bis Bd anzeigen. Die Sensoren 61 bis 67
sind mit einer Recheneinrichtung bzw. einem Mikrocompu
ter 70 verbunden, der zur Ausführung eines durch ein
Ablaufdiagramm gemäß Fig. 2 dargestellten Steuerpro
gramms ausgebildet ist, um einen durch einen Schwimm
winkel β und dessen zugehörige Winkelgeschwindigkeit
dβ/dt definierten dynamischen Zustand des Fahrzeugs zu
ermitteln und um ein Steuersignal zur selbsttätigen
Korrektur des dynamischen Zustands des Fahrzeugs zu er
zeugen, falls der dynamische Zustand des Fahrzeugs in
einem instabilen Bereich liegt. Eine Bremssteuerschal
tung 80 ist mit den Hydraulikdrucksensoren 68a bis 68d
und dem Rechner 70 verbunden, um die Solenoidventile
21, 23, 24, 31, 33, 34, 41, 43, 44, 51, 53 und 54 in
Abhängigkeit von dem demselben durch die Recheneinrich
tung 70 zugeführten Steuersignal zu erregen oder abzu
erregen, um die unter Druck stehende und den Folgezy
lindern 22, 32, 42, und 52 zugeführte und aus diesen
zurückfließende Hydraulikflüssigkeit zu steuern.
Nachstehend wird die Funktion der hydraulischen Brems
steueranlage unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm
gemäß Fig. 2 beschrieben. Unter der Annahme, daß die
Recheneinrichtung 70 mit der Ausführung des Steuerpro
gramms nach Fig. 2 begonnen hat, nimmt die Rechenein
richtung 70 in einem Schritt 102 elektrische Signale
entgegen, die jeweils eine Längsgeschwindigkeit Vx, ei
ne Quergeschwindigkeit Vy, eine Längsbeschleunigung Gx,
eine Querbeschleunigung Gy, eine Gierrate γ, einen
Lenkwinkel bzw. einen Lenkeinschlagwinkel θ der Vorder
räder und einen Reibungsbeiwert µ der Fahrbahnoberflä
che aus den Sensoren 61 bis 67 darstellen, und führt in
einem Schritt 104 eine Tiefpaß-Filterberechnung durch,
um hochfrequente Rauschanteile aus den erfaßten Werten
Vx, Vy, Gx, Gy, γ, θ und µ zu entfernen. In diesem Fall
können die Längsbeschleunigung Gx und die Querbeschleu
nigung Gy durch Ableiten der Längsgeschwindigkeit Vx
und der Quergeschwindigkeit Vy nach der Zeit berechnet
werden, wogegen die Längsgeschwindigkeit Vx und die
Quergeschwindigkeit Vy durch Integration der Längsbe
schleunigung Gx und der Querbeschleunigung Gy über die
Zeit berechnet werden können. Wenn der Programmablauf
zu einem Schritt 106 fortschreitet, so berechnet die
Recheneinrichtung 70 eine Lenkwinkelgeschwindigkeit
dθ/dt durch zeitliches Ableiten des erfaßten Lenkwin
kels θ und veranlaßt den Programmablauf, zu einem
Schritt 108 fortzuschreiten. Demzufolge berechnet die
Recheneinrichtung 70 in Schritt 108 einen Schwimmwinkel
β auf der Grundlage der nachstehenden Gleichung (3) und
in einem Schritt 110 eine Winkelgeschwindigkeit dβ/dt
des Schwimmwinkels auf der Grundlage der nachfolgenden
Gleichung (4):
In diesem Fall kann die Winkelgeschwindigkeit dβ/dt des
Schwimmwinkels anhand der folgenden Gleichung (5) be
rechnet werden:
Daraufhin ermittelt die Recheneinrichtung 70 in einem
Schritt 112, ob die Winkelgeschwindigkeit dβ/dt des
Schwimmwinkels β größer ist als "0" oder nicht. Falls
sich das Fahrzeug in einem geradförmigen Fahrzustand
oder einem nach rechts gerichteten Drehzustand befin
det, so ermittelt die Recheneinrichtung 70 in Schritt
112 als Antwort "Ja" und führt die Verarbeitung gemäß
Schritten 114 bis 120 aus, um einen kleinsten Wert Lm
als eine Steuervariable zur Bestimmung einer Sollbrems
kraft F zu ermitteln, und um Verteilungsverhältnisse
Kfl, Kfr, Krl und Krr von den Vorder- und Hinterrädern
zugeführten Bremskräften zu bestimmen.
In Schritt 114 des Programms bestimmt die Rechenein
richtung 70 die erfaßte Längsgeschwindigkeit Vx als die
Fahrzeuggeschwindigkeit V und berechnet ein x-Achsen-
Segment m1, m2 sowie ein y-Achsen-Segment n1, n2 unter
Bezugnahme auf Tabellen, in denen jeder der Absolutwer
te mj, nj (j = 1, 2, 3, 4, 5) eines x-Achsen-Segments
mj und eines y-Achsen-Segments nj der Grenzlinie bezüg
lich der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des Lenkwinkels θ,
der Lenkwinkelgeschwindigkeit dθ/dt und des Reibungs
beiwerts µ der Fahrbahnoberfläche gespeichert sind, wie
in den Fig. 3(A) bis 3(D) gezeigt. Im vorliegenden
Fall besitzen die Tabellen die Form einer fünfdimensio
nalen Matrix, in der ein Wert sgn(dβ/dt)·θ der Fahr
zeuggeschwindigkeit V und des Lenkwinkels θ multipli
ziert mit einem positiven oder negativen Vorzeichen
sgn(dβ/dt) der Winkelgeschwindigkeit dβ/dt des
Schwimmwinkels β für jedes der x-Achsen-Segmente m1,
m2, m3, m4 und y-Achsen-Segmente n1, n2, n4, n5, ein
Wert sgn (dβ/dt)·dθ/dt der Lenkwinkelgeschwindigkeit
dθ/dt multipliziert mit einem positiven oder negativen
Vorzeichen sgn(dβ/dt) der Winkelgeschwindigkeit dβ/dt
des Schwimmwinkels β und der Fahrbahnoberflächen-
Reibungsbeiwert µ als Variablen gespeichert sind. Die
Tabelle ist vorab in einem Fest- bzw. Nur-Lese-Speicher
oder ROM der Recheneinrichtung 70 gespeichert. Die Ab
solutwerte |mj| bzw. |nj| (j = 1, 2, 4, 5) ändern sich
in bezug auf die Variablen V, sgn(dβ/dt)·θ,
sgn(dβ/dt)·dθ/dt und µ wie dargestellt.
Folglich berechnet die Recheneinrichtung 70 in Schritt
114 die Werte sgn(dβ/dt)·θ und sgn(dβ/dt)·dθ/dt auf
der Grundlage des Lenkwinkels θ, der Lenkwinkelge
schwindigkeit dθ/dt und der Winkelgeschwindigkeit dβ/dt
des Schwimmwinkels β und liest die Absolutwerte der
Segmente |mj| bzw. |nj| (j = 1, 2) im Verhältnis zu den
Variablen V, sgn(dβ/dt)·θ, sgn(dβ/dt)·dθ/dt und µ
aus. In diesem Fall liest die Recheneinrichtung 70 bei
jedem der Absolutwerte eine Vielzahl von Werten aus und
erhält jeweilige Segmentwerte m1, n1, m2 und n2 durch
Berechnung des Komplements der ausgelesenen Werte. Im
nachfolgenden Schritt 116 berechnet die Recheneinrich
tung 70 die vertikalen Abstände L1 und L2 von dem dyna
mischen Zustand P(β, dβ/dt) zu den Näherungslinien X1
und X2 auf der Grundlage der Gleichung (2) und legt den
vertikalen Abstand L3 zu der Näherungslinie X3 als eine
Winkelgeschwindigkeit dβ/dt des Schwimmwinkels β fest.
Demzufolge berechnet die Recheneinrichtung 70 in
Schritt 118 einen kleinsten Wert Lm = MIN(L1, L2, L3)
der vertikalen Abstände L1 bis L3 und legt in Schritt
120 Bremskraft-Verteilungsverhältnisse Kfl, Kfr, Krl
und Krr der Vorder- und Hinterräder als Bremskraft-
Verteilungsverhältnisse Kfout, Kfin, Krout und Krin
fest, die in der Recheneinrichtung 70 gespeichert und
den sich drehenden inneren und äußeren Vorderrädern so
wie den sich drehenden inneren und äußeren Hinterrädern
zugeteilt werden. Obwohl bei dem vorliegenden Ausfüh
rungsbeispiel die Bremskraft-Verteilungsverhältnisse
Kfout, Kfin, Krout und Krin gemäß "1", "0", "0" und "0"
zugeteilt werden, können die Verteilungsverhältnisse zu
verschiedenen Werten hin verändert werden.
Nach der Berechnung des kleinsten Werts Lm und der
Bremskraft-Verteilungsverhältnisse Kfl, Kfr, Krl und
Krr nimmt die Recheneinrichtung 70 in einem Schritt 130
bezug auf eine in ihr gespeicherte Bremskrafttabelle,
um entsprechend dem kleinsten Wert Lm eine zusammenge
setzte Sollbremskraft F* auszulesen. Wie in Fig. 4 ge
zeigt, ist die zusammengesetzte Sollbremskraft F* als
"0" festgelegt, wenn der kleinste Wert Lm negativ ist,
und wird in Übereinstimmung mit dem kleinsten Wert Lm
erhöht, wenn der kleinste Wert Lm positiv ist. Der Um
stand, daß der kleinste Wert Lm negativ ist, zeigt an,
daß der dynamische Zustand des Fahrzeugs in einem sta
bilen Bereich liegt, und der Umstand, daß der kleinste
Wert Lm positiv ist, zeigt an, daß der dynamische Zu
stand des Fahrzeugs in einem instabilen Bereich liegt.
In diesem Fall wird der Instabilitätsgrad des dynami
schen Zustands P des Fahrzeugs durch die Größe des po
sitiven kleinsten Werts Lm dargestellt. Schreitet das
Programm zu einem Schritt 132 fort, so multipliziert
die Recheneinrichtung 70 die zusammengesetzte Soll
bremskraft F* mit den Bremskraft-Verteilungsverhält
nissen Kfl, Kfr, Krl und Krr, um die jeweiligen Soll
bremskräfte für die Vorder- und Hinterräder,
F*fl = Kfl·F*, F*fr = Kfr·F*, F*rl = Krl·F* und
F*rr = Krr·F*, zu berechnen. Demzufolge erzeugt die Re
cheneinrichtung 70 ein Steuersignal für die jeweilige
Steuerung der Räder und führt dieses der Bremssteuer
schaltung 80 zu. Falls die Sollbremskräfte F*fl, F*fr,
F*rl und F*rr jeweils "0" sind, so zeigt das Steuersi
gnal an, daß keine Steuerung der Bremskraft erforder
lich ist. Ist jedoch irgendeine der Sollbremskräfte
F*fl, F*fr, F*rl oder F*rr positiv, so stellt das Steu
ersignal die jeweiligen Sollbremskräfte der Räder dar.
Liegt der dynamische Zustand P des Fahrzeugs in dem
stabilen Bereich, so zeigt das Steuersignal an, daß
keine Steuerung des Bremsvorgangs erforderlich ist.
Wird der Bremssteuerschaltung 80 das Steuersignal zuge
führt, so nimmt die Bremssteuerschaltung die Erregung
aller Solenoidventile 21, 23, 24, 31, 33, 34, 41, 43,
44, 51, 53, und 54 zurück, um diese wie dargestellt in
ihren ersten Stellungen zu halten. Wird das Bremspedal
11 unter dieser wie vorstehend beschriebenen Bedingung
während der Fahrt des Fahrzeugs niedergedrückt, so wird
die unter Druck stehende, aus dem ersten Port des
Hauptzylinders 12 ausströmende Hydraulikflüssigkeit
über die Solenoidventile 21 und 31 den Folgezylindern
22 und 32 zugeführt, während die unter Druck stehende,
aus dem zweiten Port des Hauptzylinders 12 ausströmende
Hydraulikflüssigkeit über das Reduzierventil 13 und die
Solenoidventile 41 und 51 den Folgezylindern 42 und 52
zugeführt wird. Demzufolge wird jedem der Vorder- und
Hinterräder eine Bremskraft in Übereinstimmung mit dem
Niederdrücken des Bremspedals zugeführt, um das Fahr
zeug abzubremsen.
Falls der dynamische Zustand P des Fahrzeugs bei einem
Bremsvorgang in dem instabilen Bereich liegt, so stellt
das Steuersignal die jeweilige Sollbremskraft für die
Räder dar. Wird der Bremssteuerschaltung 80 das Steuer
signal zugeführt, so erregt die Bremssteuerschaltung 80
die Solenoidventile 21, 31, 41 und 51, um diese in ihre
zweiten Stellungen umzusteuern. Als Resultat wird die
Versorgung der Folgezylinder 22, 32, 42 und 52 durch
den Hauptzylinder 12 mit unter Druck stehender Brems
flüssigkeit unterbrochen, so daß die Folgezylinder 22,
32, 42 und 52 unter der Steuerung der Solenoidventile
23, 24, 33, 34, 43, 44, 53 und 54 mit unter Druck ste
hender Hydraulikflüssigkeit versorgt werden. Unter die
ser Bedingung vergleicht die Bremssteuerschaltung 80
jede der Sollbremskräfte F*fl, F*fr, F*rl und F*rr mit
jeweiligen, durch die Hydraulikdrucksensoren 68a, 68b,
68c und 68d erfaßten Bremskräften Ba, Bb, Bc und Bd, um
die Sollbremskräfte den Vorder- und Hinterrädern unter
der Steuerung der Solenoidventile 23, 24, 33, 34, 43,
44, 53 und 54 zuzuführen.
Falls die Sollbremskräfte F*fl, F*fr, F*rl und F*rr je
weils größer sind als die erfaßten Bremskräfte Ba, Bb,
Bc und Bd, so nimmt die Bremssteuerschaltung 80 die Er
regung der Solenoidventile 23, 24, 33, 34, 43, 44, 53
und 54 zurück, um über dieselben die Hochdruckleitung
L1 mit den Folgezylindern 22, 32, 42 und 52 zu verbin
den und dadurch den Hydraulikdruck in den Folgezylin
dern zu erhöhen. Falls die Sollbremskräfte F*fl, F*fr,
F*rl und F*rr jeweils kleiner sind als die erfaßten
Bremskräfte Ba, Bb, Bc und Bd, so erregt die Bremssteu
erschaltung 80 die Solenoidventile 23, 24, 33, 34, 43,
44, 53 und 54, um über dieselben die Niederdruckleitung
L2 mit den Folgezylindern 22, 32, 42 und 52 zu verbin
den und dadurch den Hydraulikdruck in den Folgezylin
dern zu verringern. Falls die Sollbremskräfte F*fl,
F*fr, F*rl und F*rr jeweils gleich den erfaßten Brems
kräften Ba, Bb, Bc und Bd sind, so erregt die Brems
steuerschaltung 80 die Solenoidventile 23, 33, 43 und
53 und nimmt die Erregung der Solenoidventile 24, 34,
44 und 54 zurück, um die Folgezylinder 22, 32, 42 und
52 von der Hochdruckleitung L1 und der Niederdrucklei
tung L2 zu trennen und dadurch den Hydraulikdruck in
den Folgezylindern aufrechtzuerhalten. Dementsprechend
werden, falls der dynamische Zustand P(β, dβ/dt) des
Fahrzeugs in dem instabilen Bereich liegt, das linke
und das rechte Vorderrad mit einer Bremskraft in Über
einstimmung mit dem Instabilitätsgrad des dynamischen
Zustands des Fahrzeugs beaufschlagt. Als Resultat wird
das Fahrzeug mit einer Kraft in der nach links gerich
teten Drehrichtung beaufschlagt, um den Schwimmwinkel β
und dessen Winkelgeschwindigkeit dβ/dt zu verringern
und dadurch den dynamischen Zustand des Fahrzeugs in
den stabilen Bereich zurückzuführen.
Falls die Winkelgeschwindigkeit dβ/dt des Schwimmwin
kels kleiner ist als "0", oder falls das Fahrzeug sich
in einem nach links drehenden Zustand befindet, so er
mittelt die Recheneinrichtung 70 in Schritt 112 des
Steuerprogramms die Antwort "Nein" und veranlaßt das
Fortfahren mit Schritten 122 bis 128 des Programms. In
Schritt 122 liest die Recheneinrichtung 70 die Absolut
werte |mj| bzw. |nj| (j = 4, 5) der Segmente im Ver
hältnis zu der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Winkelge
schwindigkeit dβ/dt des Schwimmwinkels, der Lenkwinkel
geschwindigkeit dθ/dt, dem Lenkwinkel θ der Vorderräder
und dem Reibungsbeiwerts µ der Fahrbahnoberfläche aus
und komplementiert diese, um Segmentwerte m4, n4, m5
und n5 mit negativem Vorzeichen zu erhalten. Im nach
folgenden Schritt 124 berechnet die Recheneinrichtung
70 die vertikalen Abstände L4 und L5 von dem dynami
schen Zustand P(β, dβ/dt) zu den Näherungslinien X4
und X5 auf der Grundlage der Gleichung (2) und legt den
vertikalen Abstand L6 von dem dynamischen Zustand P zu
der Näherungslinie X6 als eine Winkelgeschwindigkeit
-dβ/dt < 0 fest. Daraufhin berechnet die Recheneinrich
tung 70 in Schritt 126 einen kleinsten Wert
Lm = MIN (L4, L5) der vertikalen Abstände L4 bis L6
und legt in Schritt 128 jeweilige Bremskraft-Vertei
lungsverhältnisse Kfl, Kfr, Krl und Krr der Vorder- und
Hinterräder als die in der Recheneinrichtung 70 gespei
cherten Bremskraft-Verteilungsverhältnisse Kfin, Kfout,
Krin und Krout fest.
Nach Abarbeiten des Schritts 128 führt die Rechenein
richtung 70 die Verarbeitung gemäß Schritten 130 bis
134 durch, um der Bremssteuerschaltung 80 ein Steuersi
gnal zur jeweiligen Steuerung der Bremskräfte der Räder
zuzuführen. Wenn der dynamische Zustand P(β, dβ/dt)
des Fahrzeugs in dem stabilen Bereich liegt, so reprä
sentiert das Steuersignal den Umstand, daß keine Steue
rung der Bremskraft erforderlich ist. In diesem Fall
wird den Rädern unter der Steuerung der Bremssteuer
schaltung 80 auf dieselbe Art und Weise wie vorstehend
beschrieben jeweils eine Bremskraft in Übereinstimmung
mit dem Niederdrücken des Bremspedals 11 zugeführt.
Wenn der dynamische Zustand P(β, dβ/dt) des Fahrzeugs
in dem instabilen Bereich liegt, so repräsentiert das
Steuersignal die jeweiligen Sollbremskräfte F*fl, F*fr,
F*rl und F*rr der Räder. Bei Zuführen des Steuersignals
werden die hydraulischen Bremsdruck-Steuereinrichtungen
20, 30, 40 und 50 unter der Steuerung der Bremssteuer
schaltung 80 betrieben, um die Sollbremskräfte F*fl,
F*fr, F*rl und F*rr den Vorder- und Hinterrädern zuzu
führen. Dementsprechend wird dann, wenn der dynamische
Zustand des Fahrzeugs während eines nach links gerich
teten Drehzustands in dem instabilen Bereich liegt, das
rechte Vorderrad mit einer Bremskraft in Übereinstim
mung mit dem Instabilitätsgrad des dynamischen Zustands
beaufschlagt. Als Resultat wird das Fahrzeug mit einer
Kraft in der nach rechts gerichteten Drehrichtung be
aufschlagt, um den Schwimmwinkel β und dessen Winkelge
schwindigkeit dβ/dt zu verringern und so den dynami
schen Zustand des Fahrzeugs in den stabilen Bereich zu
rückzuführen.
Wie der vorstehenden Beschreibung entnehmbar ist, wird
der Schwimmwinkel β des Fahrzeugs gemäß der Verarbei
tung in Schritt 108 erfaßt und die Winkelgeschwindig
keit dβ/dt des Schwimmwinkels durch Abarbeiten des
Schritts 110 ermittelt. Wenn demzufolge der durch den
Schwimmwinkel β und dessen Winkelgeschwindigkeit dβ/dt
definierte dynamische Zustand P(β, dβ/dt) des Fahr
zeugs in dem instabilen Bereich liegt, so werden die
hydraulischen Bremsdruck-Steuereinrichtungen 20, 30, 40
und 50 unter der Steuerung der Bremssteuerschaltung 80
gemäß der Verarbeitung in Schritten 116 bis 120 oder
124 bis 128 und 130 bis 134 betrieben, um den dynami
schen Zustand des Fahrzeugs in den stabilen Bereich zu
rückzuführen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird eine Fahrzustandsgröße, die in bezug zu der Stabi
lität des Fahrzeugs in Seitenrichtung steht, wie bei
spielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Lenkwin
kel θ und die Lenkwinkelgeschwindigkeit dθ/dt, durch
den Längsgeschwindigkeitssensor 61, den Lenkwinkelsen
sor 66 und gemäß der Verarbeitung in Schritt 106 er
faßt, und eine Fahrbegleitumstandsgröße, die in bezug
zu der Stabilität des Fahrzeugs in der Seitenrichtung
steht, wird durch den Fahrbahnoberflächen-Reibungsbei
wertsensor 67 erfaßt. Auf der Grundlage des Resultats
der Erfassung wird die Grenzlinie des stabilen und des
instabilen Bereichs gemäß der Verarbeitung in Schritten
114 und 122 verändert. Demzufolge kann das dynamische
Verhalten des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit dem
Fahrzustand oder dem Fahrbegleitumstand korrigiert wer
den.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird die Verar
beitung gemäß Schritten 116, 118 oder 124, und 126 aus
geführt, um zu ermitteln, ob der dynamische Zustand des
Fahrzeugs in dem stabilen oder in dem instabilen Be
reich liegt, und um den Instabilitätsgrad des dynami
schen Zustands zu berechnen; die Verarbeitung gemäß
Schritten 130 und 132 wird ausgeführt, um eine Steuer
größe bzw. einen Steuerbetrag der Bremskraft zur Kor
rektur des dynamischen Zustands in Übereinstimmung mit
dem Instabilitätsgrad zu ermitteln, und die Verarbei
tung gemäß Schritt 134 wird ausgeführt, um ein Steuer
signal zu erzeugen, welches den Steuerbetrag angibt,
und um dieses der Bremssteuerschaltung 80 zuzuführen.
Demzufolge werden die hydraulischen Bremsdruck-
Steuereinrichtungen unter der Steuerung der Bremssteu
erschaltung 80 betrieben, um den dynamischen Zustand
des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit dem Instabilitäts
grad zu korrigieren.
Obwohl in den vorstehenden Ausführungsbeispiel die Fahr
zeuggeschwindigkeit V, der Lenkwinkel θ und die Lenk
winkelgeschwindigkeit dθ/dt als auf die Stabilität des
Fahrzeugs in Seitenrichtung bezogene Fahrzustandsgrößen
und der Reibungsbeiwert µ der Fahrbahnoberfläche als
Fahrbegleitumstand des Fahrzeugs erfaßt werden, können
andere physikalische Größen die physikalischen Größen
V, θ und dθ/dt ersetzen oder zu diesen hinzugefügt wer
den. Beispielsweise können eine auf die jeweilige
Schlupfrate der Vorder- und Hinterräder bezogene Größe
und ein Stabilitätsfaktor des Fahrzeugs die physikali
schen Größen ersetzen. Obwohl in dem vorstehenden Aus
führungsbeispiel der Steuerbetrag der Bremskraft in
Übereinstimmung mit dem Instabilitätsgrad des dynami
schen Zustands des Fahrzeugs variiert, kann die Brems
kraft ungeachtet des Instabilitätsgrads mittels eines
konstanten Betrags gesteuert werden. In einem solchen
Fall wird die in bezug auf den kleinsten Wert Lm in
Fig. 4 gezeigte Änderungskennlinie der zusammengesetzten
Sollbremskraft F* wie in Fig. 5 dargestellt modifi
ziert.
Obwohl in den vorstehenden Ausführungsbeispiel die hy
draulische Bremssteueranlage als Vorrichtung zur Steue
rung des dynamischen Verhaltens des Fahrzeugs einge
führt wurde, kann alternativ die Aufhängung des Fahr
zeugs als Vorrichtung zur Steuerung des dynamischen
Verhaltens eingesetzt werden, um die Kippsteifigkeits
verteilung des Fahrzeugs in Längsrichtung zu steuern.
In einem solchen Fall können die Dämpfungskräfte der
Aufhängung in Übereinstimmung mit dem durch die Verar
beitung gemäß der Schritte 118 oder 126 berechneten
kleinsten Wert Lm gesteuert werden.
Vorstehend wurde somit eine Vorrichtung zur Steuerung
des dynamischen Verhaltens eines Kraftfahrzeugs be
schrieben, bei der ein Schwimmwinkel und dessen Winkel
geschwindigkeit erfaßt werden, um zu ermitteln, ob ein
durch den erfaßten Schwimmwinkel und dessen Winkelge
schwindigkeit definierter dynamischer Zustand des Fahr
zeugs in einem stabilen oder instabilen Bereich liegt,
und bei der ein Instabilitätsausmaß des dynamischen Zu
stands des Fahrzeugs berechnet wird. Als Ergebnis der
Erfassung und Berechnung wird zur Korrektur des insta
bilen Verhaltens des Fahrzeugs für jedes Vorder- und
Hinterrad des Fahrzeugs eine jeweilige Sollbremskraft
berechnet. Eine Grenzlinie der stabilen und instabilen
Bereiche wird in Übereinstimmung mit einer Fahrzu
standsgröße des Fahrzeugs, wie beispielsweise der Fahr
zeuggeschwindigkeit, dem Lenkwinkel und der Lenkwinkel
geschwindigkeit sowie einer Fahrbegleitumstandsgröße
wie beispielsweise dem Reibungsbeiwert der Fahrbahn
oberfläche verändert.
Claims (3)
1. Vorrichtung zur Steuerung des dynamischen Verhal
tens eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch
eine Verhaltenssteuereinrichtung (20, 30, 40, 50) zum Stabilisieren eines instabilen Verhaltens des Fahr zeugs,
eine erste Erfassungseinrichtung (61, 62, 108) zum Erfassen eines Schwimmwinkels (β) des Fahrzeugs,
eine zweite Erfassungseinrichtung (61, 62, 110) zum Erfassen einer Winkelgeschwindigkeit (dβ/dt) des Schwimmwinkels des Fahrzeugs,
eine elektrische Steuereinrichtung (70, 80, 118 oder 126) zum Steuern des Betriebs der Verhaltenssteu ereinrichtung, wenn ein durch den erfaßten Schwimmwin kel und Winkelgeschwindigkeit definierter dynamischer Zustand (P(β, dβ/dt)) des Fahrzeugs in einem instabi len Bereich liegt,
eine dritte Erfassungseinrichtung (61, 66, 106) zum Erfassen einer auf die Stabilität des Fahrzeugs in einer Seitenrichtung bezogenen Fahrzustandsgröße, und
eine Einrichtung (114, 122) zum Ändern des insta bilen Bereichs in Übereinstimmung mit der erfaßten Fahrzustandsgröße.
eine Verhaltenssteuereinrichtung (20, 30, 40, 50) zum Stabilisieren eines instabilen Verhaltens des Fahr zeugs,
eine erste Erfassungseinrichtung (61, 62, 108) zum Erfassen eines Schwimmwinkels (β) des Fahrzeugs,
eine zweite Erfassungseinrichtung (61, 62, 110) zum Erfassen einer Winkelgeschwindigkeit (dβ/dt) des Schwimmwinkels des Fahrzeugs,
eine elektrische Steuereinrichtung (70, 80, 118 oder 126) zum Steuern des Betriebs der Verhaltenssteu ereinrichtung, wenn ein durch den erfaßten Schwimmwin kel und Winkelgeschwindigkeit definierter dynamischer Zustand (P(β, dβ/dt)) des Fahrzeugs in einem instabi len Bereich liegt,
eine dritte Erfassungseinrichtung (61, 66, 106) zum Erfassen einer auf die Stabilität des Fahrzeugs in einer Seitenrichtung bezogenen Fahrzustandsgröße, und
eine Einrichtung (114, 122) zum Ändern des insta bilen Bereichs in Übereinstimmung mit der erfaßten Fahrzustandsgröße.
2. Vorrichtung zur Steuerung des dynamischen Verhal
tens eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch
eine Verhaltenssteuereinrichtung (20, 30, 40, 50) zum Stabilisieren eines instabilen Fahrverhaltens des Fahrzeugs,
eine erste Erfassungseinrichtung (61, 62, 108) zum Erfassen eines Schwimmwinkels (β) des Fahrzeugs,
eine zweite Erfassungseinrichtung (61, 62, 110) zum Erfassen einer Winkelgeschwindigkeit (dβ/dt) des Schwimmwinkels des Fahrzeugs,
eine elektrische Steuereinrichtung (70, 80, 118 oder 126) zum Steuern des Betriebs der Verhaltenssteu ereinrichtung, wenn ein durch den erfaßten Schwimmwin kel und dessen Winkelgeschwindigkeit definierter dyna mischer Zustand (P(β, dβ/dt)) des Fahrzeugs in einem instabilen Bereich liegt,
eine dritte Erfassungseinrichtung (67) zum Erfas sen einer auf die Stabilität des Fahrzeugs in einer Seitenrichtung bezogenen Fahrbegleitumstandsgröße, und
eine Einrichtung (114, 122) zum Ändern des insta bilen Bereichs in Übereinstimmung mit der erfaßten Fahrbegleitumstandsgröße.
eine Verhaltenssteuereinrichtung (20, 30, 40, 50) zum Stabilisieren eines instabilen Fahrverhaltens des Fahrzeugs,
eine erste Erfassungseinrichtung (61, 62, 108) zum Erfassen eines Schwimmwinkels (β) des Fahrzeugs,
eine zweite Erfassungseinrichtung (61, 62, 110) zum Erfassen einer Winkelgeschwindigkeit (dβ/dt) des Schwimmwinkels des Fahrzeugs,
eine elektrische Steuereinrichtung (70, 80, 118 oder 126) zum Steuern des Betriebs der Verhaltenssteu ereinrichtung, wenn ein durch den erfaßten Schwimmwin kel und dessen Winkelgeschwindigkeit definierter dyna mischer Zustand (P(β, dβ/dt)) des Fahrzeugs in einem instabilen Bereich liegt,
eine dritte Erfassungseinrichtung (67) zum Erfas sen einer auf die Stabilität des Fahrzeugs in einer Seitenrichtung bezogenen Fahrbegleitumstandsgröße, und
eine Einrichtung (114, 122) zum Ändern des insta bilen Bereichs in Übereinstimmung mit der erfaßten Fahrbegleitumstandsgröße.
3. Vorrichtung zur Steuerung des dynamischen Verhal
tens eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch
eine Verhaltenssteuereinrichtung (20, 30, 40, 50) zum Stabilisieren eines instabilen Verhaltens des Fahr zeugs,
eine erste Erfassungseinrichtung (61, 62, 108) zum Erfassen eines Schwimmwinkels (β) des Fahrzeugs,
eine zweite Erfassungseinrichtung (61, 62, 110) zum Erfassen einer Winkelgeschwindigkeit (dβ/dt) des Schwimmwinkels des Fahrzeugs,
eine elektrische Steuereinrichtung (70, 80, 118 oder 126) zum Steuern des Betriebs der Verhaltenssteu ereinrichtung, wenn ein durch den erfaßten Schwimmwin kel und dessen Winkelgeschwindigkeit definierter dyna mischer Zustand (P(β, dβ/dt)) des Fahrzeugs in einem instabilen Bereich liegt,
wobei die elektrische Steuereinrichtung eine Re cheneinrichtung (116, 118 oder 124, 126) zum Berechnen eines Instabilitätsgrades des dynamischen Zustands des Fahrzeugs, eine Ermittlungseinrichtung (130, 132) zum Ermitteln einer Steuergröße, die in Übereinstimmung mit einer Zunahme des Instabilitätsgrades vergrößert wird, und eine Ausgabeeinrichtung (134) zum Erzeugen eines die Steuergröße repräsentierenden elektrischen Steuer signals sowie zum Zuführen desselben zu der elektri schen Steuereinrichtung umfaßt.
eine Verhaltenssteuereinrichtung (20, 30, 40, 50) zum Stabilisieren eines instabilen Verhaltens des Fahr zeugs,
eine erste Erfassungseinrichtung (61, 62, 108) zum Erfassen eines Schwimmwinkels (β) des Fahrzeugs,
eine zweite Erfassungseinrichtung (61, 62, 110) zum Erfassen einer Winkelgeschwindigkeit (dβ/dt) des Schwimmwinkels des Fahrzeugs,
eine elektrische Steuereinrichtung (70, 80, 118 oder 126) zum Steuern des Betriebs der Verhaltenssteu ereinrichtung, wenn ein durch den erfaßten Schwimmwin kel und dessen Winkelgeschwindigkeit definierter dyna mischer Zustand (P(β, dβ/dt)) des Fahrzeugs in einem instabilen Bereich liegt,
wobei die elektrische Steuereinrichtung eine Re cheneinrichtung (116, 118 oder 124, 126) zum Berechnen eines Instabilitätsgrades des dynamischen Zustands des Fahrzeugs, eine Ermittlungseinrichtung (130, 132) zum Ermitteln einer Steuergröße, die in Übereinstimmung mit einer Zunahme des Instabilitätsgrades vergrößert wird, und eine Ausgabeeinrichtung (134) zum Erzeugen eines die Steuergröße repräsentierenden elektrischen Steuer signals sowie zum Zuführen desselben zu der elektri schen Steuereinrichtung umfaßt.
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