DE19642054C2

DE19642054C2 - Fahrzeugstabilitätsteuervorrichtung, die mit der Fußbremsbetätigung kompatibel ist

Info

Publication number: DE19642054C2
Application number: DE19642054A
Authority: DE
Inventors: Shirou Monzaki; Mizuho Sugiyama
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-10-11
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 2003-04-10
Anticipated expiration: 2016-10-12
Also published as: JPH09104330A; US5782543A; JP3248411B2; DE19642054A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Vorrichtung zur Steuerung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, und im be sonderen auf eine Stabilitätssteuervorrichtung, die mit ei ner vom Fahrer bewirkten Fußbremsbetätigung kompatibel ist.

Es ist allgemein bekannt, daß Kraftfahrzeuge oder der gleichen, wenn sie während einer Kurvenfahrt untersteuert werden, zu einem "Ausbrechen" bzw. "Abdriften", d. h. zu einer Untersteuerung als eine Instabilitätserscheinung nei gen, bei der die Vorderräder bei einer Sättigung bzw. vol len Beanspruchung ihrer Reifenhaftkraft zur Außenseite der Drehung gleiten, da die auf die Fahrzeugkarosserie als eine Zentrifugalkraft aufgebrachte Seitenkraft zusammen mit dem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels un begrenzt ansteigen kann, wogegen die von der Straßenober fläche wirkende Reifenhaftkraft zum Halten der Fahrzeugka rosserie begrenzt ist, und insbesondere auf einer glitschi gen, nassen Staße vermindert ist.

Es wurden verschiedene Anstrengungen unternommen, um Kraftfahrzeuge und dergleichen vor einem übersteuernden Fahrverhalten bzw. einem Schleudern und/oder einem unter steuernden Fahrverhalten zu bewahren. Ein Beispiel dafür ist in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung 6-24304 gezeigt, bei dem durch eine Regelung auf die jewei ligen Räder gesteuerte Bremskräfte derart aufgebracht wer den, daß die momentane Gierrate bzw. Giergeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie mit einer Sollgiergeschwindigkeit übereinstimmt, die in Abhängigkeit von den Fahrzuständen des Fahrzeugs, einschließlich des Lenkzustands, berechnet wird.

Im Zuge ähnlicher Anstrengungen zu einer weiteren Ver besserung des Fahrverhaltens, insbesondere gegen ein unter steuerndes Fahrverhalten, haben die gegenwärtigen Erfinder folgendes festgestellt:
Wie in der Technik allgemein bekannt ist, wird ein un tersteuerndes Fahrverhalten effektiv verhindert, indem das Fahrzeug, insbesondere an den Hinterrädern, derart gebremst wird, daß es zur Verringerung der auf das Fahrzeug aufge brachte Zentrifugalkraft verlangsamt wird; desweiteren wird, wenn die Hinterräder gebremst werden, die Seitenvek torkomponente der Reifenhaftkraft der Hinterräder durch die Addition einer durch das Bremsen erzeugten Längsvektorkom ponente vermindert, da der Gesamtvektor der verfügbaren Reifenhaftkraft begrenzt ist und alle Richtungen ausfüllt, wodurch die Hinterräder zur Außenseite der Drehung gleiten können und das fahrende Fahrzeug somit zur Innenseite der Kurve getrieben wird.

Oftmals wird eine Untersteuerneigung aber von den Fah rern gespürt, und zwar um so definitiver, je mehr Fahrer fahrung sie haben; daher erscheint es von Vorteil, wenn ei ne derartige automatische Steuerung zur Vermeidung einer Untersteuerneigung so ausgeführt wird, daß sie der Bremsbe tätigung des Fahrers dadurch Beachtung schenkt, daß sie beispielsweise nur teilweise ausgeführt wird, um die Brems betätigung des Fahrers zu beeinflussen, da die Fahrer immer davon überzeugt sein sollen, daß sich das Fahrzeug unter ihrer Steuerung befindet.

Bei der Steuerung eines untersteuernden Fahrverhaltens, was mit dem Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche eng in Beziehung steht, ergibt sich ferner die Situation, daß der Koeffizient zwar durch Berechnungen, die auf den durch Meßeinrichtungen erfaßbaren Längs und Querbeschleunigungen des Fahrzeugs basieren, abgeschätzt werden kann, aber den noch die Schwierigkeit besteht, den Reibungskoeffizienten überall entlang der Straße in hohem Maße richtig abzuschät zen, wenn die Straßenoberfläche nicht besonders gleichmäßig fertiggestellt ist, so daß sie einen hohen Reibungskoeffi zienten aufweist. In einer Grauzone bzw. einem Übergangsbe reich des Oberflächenzustands sollte daher die Beurteilung des Fahrers mehr berücksichtigt werden.

Aus der EP 0 644 093 A2 ist eine Fahrstabilitätssteuer vorrichtung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Pa tentanspruchs 1 bekannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zu grunde, eine Fahrstabilitätssteuervorrichtung für ein Fahr zeug zu schaffen, die im Grunde zwar auf einer automati schen Bremsbetätigung gemäß einer Computersteuerung basiet, die aber die bremspedalabhängige Bremsbetätigung des Fah rers in die automatische Steuerung so mit einbezieht, daß die automatische Steuerung des Fahrzeugs auf eine angeneh mere Weise ausgeführt wird.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentan spruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterentwicklung ist Gegenstand des Unteranspruchs 2.

Nachstehend erfolgt eine kurze Beschreibung der Zeich nungen, wobei

Fig. 1 eine schematische Abbildung einer Hydraulikkrei seinrichtung und einer elektrischen Steuereinrichtung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Stabilitätssteu ervorrichtung ist,

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Ausführungsbei spiel der durch die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung durchgeführten Stabilitätssteuerroutine zeigt,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm ist, das einen in der Routine von Fig. 2 enthaltenen Schritt zur Berechnung des Soll schlupfverhältnisses genauer zeigt,

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm ist, das einen in der Routine von Fig. 2 enthaltenen Schritt zur Steuerung der Bremskraft genauer zeigt,

Fig. 5 ein Verzeichnis ist, das den Zusammenhang zwi schen der Abdriftgröße DQ und dem Sollgesamtschlupfverhält nis Rsges zeigt,

Fig. 6 eine Anordnung von graphischen Abbildungen ist, die das Verhalten der Trittkraft der Fußbremse, usw., ge genüber dem zeitlichen Verlauf zeigen, und

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Routine zur Be rechnung des Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche zeigt.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung in Form ei nes bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die be gleitenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.

Zuerst sei auf Fig. 1 Bezug genommen, die ein Ausfüh rungsbeispiel der Verhaltenssteuervorrichtung der vorlie genden Erfindung in Bezug auf den Aufbau ihrer Hydraulik kreisvorrichtung und ihrer elektrischen Steuereinrichtung schematisch darstellt, wobei die im allgemeinen mit 10 be zeichnete Hydraulikkreiseinrichtung eine herkömmliche manu elle Bremsdruckquelleneinrichtung mit einem von einem Fah rer zu betätigenden Bremspedal 12, einen Hauptzylinder 14, der zum Hervorbringen eines dem Tritt auf das Bremspedal 12 entsprechenden Hauptzylinderdrucks angepaßt ist, und einen Hydrobooster bzw. Hydroverstärker 16 aufweist, der einen Verstärkerdruck erzeugt.

Die Hydraulikeinrichtung 10 weist außerdem eine kraft betriebene Bremsdruckquelleneinrichtung mit einem Behälter 36 und einer Bremsfluidpumpe 40 auf, die ein unter Druck gesetztes Bremsfluid an einen Kanal 38, an den ein Speicher 46 angeschlossen ist, liefert, so daß im Kanal 38 ein sta bilisierter bzw. konstant gehaltener Speicherdruck für die nachstehend beschriebene automatische Bremssteuerung ver fügbar ist. Der Speicherdruck wird außerdem an den Hydro verstärker 16 geliefert, der einer Druckquelle zum Erzeugen eines Verstärkerdrucks entspricht, der im wesentlichen zwar dasselbe Druckverhalten wie der vom Tritt auf das Bremspe dal 12 abhängige Hauptzylinderdruck aufweist, aber in der Lage ist, eine derartiges Druckverhalten aufrechtzuerhal ten, während das Bremsfluid durch eine Reihenschaltung ei nes normalerweise offenen EIN-AUS-Ventils und eines norma lerweise geschlossenen EIN-AUS-Ventils verbraucht wird, so daß, wie es hierin nachstehend beschrieben wird, ein er wünschter Bremsdruck erhalten wird.

Von einem ersten Anschluß des Hauptzylinders 14 er streckt sich ein erster Kanal 18 zu einer Bremsdrucksteuer einrichtung 20 des linken Vorderrads und einer Bremsdruck steuereinrichtung 22 des rechten Vorderrads. Ein zweiter Kanal 26, der in seinem Weg ein Dosierventil 24 aufweist, erstreckt sich von einem zweiten Anschluß des Hauptzylin ders 14 über ein elektromagnetisches 3/2-Umschaltesteuer ventil 28, von dem ein Auslaßanschluß über einen gemeinsa men Kanal 30 mit den Bremsdrucksteuereinrichtungen 32 und 34 der linken und rechten Hinterräder in Verbindung steht, zur Bremsdrucksteuereinrichtung 32 des linken Hinterrads und Bremsdrucksteuereinrichtung 34 des rechten Hinterrads.

Die Bremsdrucksteuereinrichtungen 20 und 22 der linken und rechten Vorderräder weisen jeweils Radzylinder 48VL bzw. 48VR zum Aufbringen variabler Bremskräfte auf die lin ken und rechten Vorderräder, elektromagnetische 3/2-Um schaltsteuerventile 50VL bzw. 50VR und Reihenschaltungen von normalerweise offenen elektromagnetischen EIN-AUS-Ven tilen 54VL bzw. 54VR und normalerweise geschlossenen elek tromagnetischen EIN-AUS-Ventilen 56VL bzw. 56VR auf, wobei die Reihenschaltungen der normalerweise offenen EIN-AUS- Ventile und der normalerweise geschlossenen EIN-AUS-Ventile zwischen einem Kanal 53 und einem mit dem Behälter 36 in Verbindung stehenden Rücklaufkanal 52 angeschlossen sind. Der Kanal 53 ist derart ausgebildet, daß er durch ein elek tronisches 3/2-Umschaltsteuerventil 44, dessen Betrieb hierin nachstehend beschrieben wird, mit dem Speicherdruck des Kanals 38 oder dem Verstärkerdruck vom Hydroverstärker versorgt wird. Ein mittlerer Punkt der Reihenschaltungen der EIN-AUS-Ventile 54VL und 56VL steht durch einen Verbin dungskanal 58VL mit einem Anschluß des Steuerventils 50VL in Verbindung, und ein mittlerer Punkt der Reihenschaltun gen der EIN-AUS-Ventile 54VR und 56VR steht durch einen Verbindungskanal 58VR mit einem Anschluß des Steuerventils 50VR in Verbindung.

Die Bremsdrucksteuereinrichtungen 32 und 34 der linken und rechten Hinterräder weisen jeweils Radzylinder 64HL bzw. 64HR zum Aufbringen einer Bremskraft auf die linken und rechten Hinterräder und Reihenschaltungen von normaler weise offenen elektromagnetischen EIN-AUS-Ventilen 60HL bzw. 60HR und normalerweise geschlossenen elektromagneti schen EIN-AUS-Ventilen 62HL bzw. 62HR auf, wobei die Rei henschaltungen der normalerweise offenen EIN-AUS-Ventile und der normalerweise geschlossenen EIN-AUS-Ventile zwi schen dem mit einem Auslaßanschluß des Steuerventils 28 in Verbindung stehenden Kanal 30 und dem Rücklaufkanal 52 an geschlossen sind. Ein mittlerer Punkt der Reihenschaltung der EIN-AUS-Ventile 60HL und 62HL steht durch einen Verbin dungskanal 66HL mit einem Radzylinder 64HL zum Aufbringen einer Bremskraft auf das linke Hinterrad in Verbindung, und ein mittlerer Punkt der Reihenschaltung der EIN-AUS-Ventile 60HR und 62HR steht durch einen Verbindungskanal 66HR mit einem Radzylinder 64HR zum Aufbringen einer Bremskraft auf das rechte Hinterrad in Verbindung.

Die Steuerventile 50VL und 50VR werden jeweils zwischen einer ersten Schaltstellung, in der die Radzylinder 48VL bzw. 48VR mit dem manuellen Bremsdruckkanal 18 in Verbin dung gebracht und gleichzeitig von den Verbindungskanälen 58VL bzw. 58VR getrennt werden, wie in dem in der Figur ge zeigten Zustand, und einer zweiten Schaltstellung umge schaltet, in der die Radzylinder 48VL bzw. 48VR vom Kanal 18 getrennt und gleichzeitig mit den Verbindungskanälen 58VL bzw. 58VR in Verbindung gebracht werden.

Das Steuerventil 28 wird zwischen einer ersten Schalt stellung, in der der Kanal 30 für die Reihenschaltung der EIN-AUS-Ventile 60HL und 62HL, sowie für die Reihenschal tung der EIN-AUS-Ventile 60HR und 62HR mit dem manuellen Bremsdruckkanal 26 in Verbindung gebracht wird, wie in dem in der Figur gezeigten Zustand, und einer zweiten Schalt stellung umgeschaltet, in der der Kanal 30 vom Kanal 26 ge trennt und mit einem Kanal 68 in Verbindung gebracht wird, der zusammen mit dem Kanal 53 an einem Auslaßanschluß des Umschaltsteuerventils 44 angeschlossen ist, so daß der Ka nal 30 entweder mit einem Abgabeanschluß des Hydroverstär kers 16 oder dem Speicherdruckkanal 38 in Verbindung steht; dies hängt davon ab, ob sich das Steuerventil 44 in einer ersten Schaltstellung, wie in der Figur gezeigt, oder in einer dazu entgegengesetzten zweiten Schaltstellung befin det.

Wenn sich die Steuerventile 50VL, 50VR und 28 in der ersten Schaltstellung befinden, wie in dem in der Figur ge zeigten Zustand, stehen die Radzylinder 48VL, 48VR, 64HL, 64HR mit den manuellen Bremsdruckkanälen 18 und 26 derart in Verbindung, daß der Druck des Hauptzylinders 14 an die jeweiligen Radzylinder geliefert wird, wodurch der Fahrer auf jedes Rad eine dem Tritt auf das Bremspedal 12 entspre chende Bremskraft aufbringen kann. Wenn das Steuerventil 28 in die zweite Schaltstellung umgeschaltet wird, wobei das Steuerventil 44 in der gezeigten ersten Schaltstellung gehalten wird, werden die hinteren Radzylinder 64HL und 64HR mit einem dem Tritt auf das Bremspedal entsprechenden Ver stärkerdruck vom Hydroverstärker 16 versorgt. Wenn die Steuerventile 50VL, 50VR, 28 und 44 in die zweite Schalt stellung umgeschaltet werden, werden die Radzylinder 48VL, 48VR, 64HL, 64HR während der Steuerung der normalerweise offenen EIN-AUS-Ventile 54VL, 54VR, 60HL, 60HR und der nor malerweise geschlossenen EIN-AUS-Ventile 56VL, 56VR, 62HL, 62HR in Abhängigkeit vom Verhältnis des offenen Zustands der entsprechenden normalerweise offenen EIN-AUS-Ventile und des geschlossenen Zustands der entsprechenden normaler weise geschlossenen EIN-AUS-Ventile, d. h. vom sogenannten Betriebsverhältnis, unabhängig vom Tritt auf das Bremspedal 12 mit dem Speicherbremsdruck des Kanals 38 versorgt.

Die Umschaltsteuerventile 50VL, 50VR, 28, 44, die nor malerweise offenen EIN-AUS-Ventile 54VL, 54VR, 60HL, 60HR, die normalerweise geschlossenen EIN-AUS-Ventile 56VL, 56VR, 62HL, 62HR und die Pumpe 40 werden alle durch eine elektri sche Steuereinrichtung 70 gesteuert, die nachstehend aus führlicher beschrieben wird. Die elektrische Steuereinrich tung 70 besteht aus einem Mikrocomputer 72 und einer Trei berschaltungseinrichtung 74. Obwohl es in Fig. 1 nicht im Detail gezeigt ist, kann der Mikrocomputer 72 einen allge meinen Aufbau haben, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Direkt-Zugriff- Speicher (RAM), Eingangs- und Ausgangstoreinrichtungen und einen diese funktionalen Elemente zusammenschaltenden ge meinsamen Bus aufweist.

Die Eingangstoreinrichtung des Mikrocomputers 72 wird von einem Fahrzeugsgeschwindigkeitssenor 76 mit einem die Fahrzeuggeschwindigkeit V anzeigenden Signal, von einem im wesentlichen an einem Massezentrum der Fahrzeugkarosserie angebrachten Seiten- bzw. Querbeschleunigungssensor 78 mit einem die Seiten- bzw. Querbeschleunigung Gy der Fahrzeug karosserie anzeigenden Signal, von einem Giergeschwindigkeitssensor 80 mit einem die Giergeschwindigkeit γ der Fahrzeugkarosserie anzeigenden Signal, von einem Lenkwin kelsensor 82 mit einem den Lenkwinkel θ anzeigenden Signal, von einem im wesentlichen am Massezentrum der Fahrzeugka rosserie angebrachten Längsbeschleunigungssensor 84 mit ei nem die Längsbeschleunigung Gx der Fahrzeugkarosserie an zeigenden Signal, von Radgeschwindigkeitssensoren 86VL bis 86HL mit Signalen, die jeweils die Radgeschwindigkeit (die Radumfangsgeschwindigkeit) Vwvl, Vwvr, Vwhl, Vwhr der in der Figur nicht dargestellten linken und rechten Vorderrä der und linken und rechten Hinterräder anzeigen, und von einem Drucksensor 88 mit dem Druck Pm des Hauptzylinders 14 versorgt. Der Querbeschleunigungssensor 78, der Gierge schwindigkeitssensor 80 und der Lenkwinkelsensor 82 erfas sen jeweils die Querbeschleunigung, die Giergeschwindigkeit bzw. den Lenkwinkel, welche positiv sind, wenn das Fahrzeug eine Linksdrehung ausführt, und der Längsbeschleunigungs sensor 84 erfaßt die Längsbeschleunigung, die positiv ist, wenn das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung beschleunigt wird. Bei der folgenden Analysis werden im allgemeinen die Para meter, die für die Drehrichtung der Fahrzeuge kennzeichnend sind, als positiv vorausgesetzt, wenn die Drehrichtung im Gegenuhrzeigersinn erfolgt, und als negativ, wenn die Dre hung im Uhrzeigersinn erfolgt, und zwar vom Dach des Fahr zeugs aus gesehen.

Der Nur-Lese-Speicher des Mikrocomputers 72 speichert Ablaufdiagramme, wie sie beispielsweise in den Fig. 2, 3, 4 und 7 gezeigt sind, und Verzeichnisse, wie es be spielsweise in Fig. 5 gezeigt ist. Die zentrale Verarbei tungseinheit führt in Abhängigkeit von den durch die vor stehend erwähnten verschiedenen Sensoren erfaßten Parameter gemäß diesen Ablaufdiagrammen und Verzeichnissen verschie denen Berechnungen durch, wie es nachstehend noch beschrie ben wird, so daß eine Dreh- bzw. Schleudergröße und Ab driftgröße zur Beurteilung und Abschätzung des Schleuder- bzw. Abdriftzustands erhalten wird, und steuert das Drehverhalten des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den abgeschätz ten Größen, insbesondere um das Fahrzeug vom Schleudern und Abdriften abzuhalten, indem auf jedes der Räder eine varia ble Bremskraft selektiv aufgebracht wird.

Im folgenden wird die Stabilitätssteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung in der Form eines Ausführungsbei spiels ihres Steuerungsablaufs unter Bezug auf die Fig. 2 bis 4 beschrieben. Die Steuerung gemäß den Ablaufdiagram men der Fig. 2 bis 5 beginnt mit dem Schließen eines Zündschalters, der in der Figur nicht dargestellt ist, und wird in einem vorgegebenen Zeitintervall, beispielsweise Zehntel Mikrosekunden, wiederholt ausgeführt.

Im Schritt 10 werden die Signale, einschließlich der Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssen sor 76, und weitere eingelesen. Im Schritt 20 wird gemäß der folgenden Formel 1 eine Sollgiergeschwindigkeit γc be rechnet, wobei H der Achsabstand bzw. Radstand und Kh ein geeigneter Stabilitätsfaktor ist:

γc = V.θ/(1 + Kh.V²).H (1)

Die Berechnung der Sollgiergeschwindigkeit γc kann der art abgewandelt werden, daß die Querbeschleunigung Gy der Fahrzeugkarosserie mit einbezogen wird. Durch Verwenden des Laplace-Operators s und einer geeigneten Zeitkonstante T dafür wird dann gemäß der folgenden Formel 2 eine Standard- bzw. Normalgiergeschwindigkeit γt berechnet:

γt = γc/(1 + T.s) (2)

Im Schritt 30 wird gemäß der folgenden Formel 3 oder 4, wobei letztere durch das Verhältnis des Radstands H zur Fahrzeuggeschwindigkeit V abgewandelt ist, ein Wert berech net, der hierin als Abdriftwert DV bezeichnet wird:

DV = (γt - γ) (3)

DV = H.(γt - γ)/V (4)

Im Schritt 40 wird in Abhängigkeit von der Beurteilung der Drehrichtung des Fahrzeugs, die auf dem Vorzeichen der Giergeschwindigkeit γ basiert, ein Parameter, der hierin als Abdriftgröße DQ bezeichnet wird, derart bestimmt, daß DQ = DV, wenn das Fahrzeug eine Linksdrehung ausführt, wo gegen DQ = -DV, wenn das Fahrzeug eine Rechtsdrehung aus führt. Dann wird unter Bezugnahme auf ein Verzeichnis, wie es beispielsweise in Fig. 5 gezeigt ist, ein Sollgesamt schlupfverhältnis Rsges derart herausgelesen, daß es einer momentanen Abdriftgrößte DQ entspricht.

Im Schritt 60 wird beurteilt, ob das Sollgesamtschlupf verhältnis Rsges positiv ist oder nicht, daß heißt, ob die Abdriftgröße DQ größer als ein Schwellenwert ist, der dafür geeigneterweise bestimmt wurde. Wenn die Antwort NEIN ist, springt die Steuerung zum Schritt 10 zurück, wogegen, wenn die Antwort JA ist, die Steuerung zum Schritt 70 geht, in dem das Sollgesamtschlupfverhältnis Rsges auf die hinteren linken und rechten Räder verteilt wird, wie es in Fig. 3 ausführlicher gezeigt ist. Nun sei auf Fig. 3 Bezug genom men. Im Schritt 72 werden ein Sollschlupfverhältnis Rsha für ein hinteres Rad an der Außenseite der Drehung und ein Sollschlupfverhältnis Rshi für ein hinteres Rad an der In nenseite der Drehung durch Verwendung eines geeigneten Ver teilungsfaktors Kr folgendermaßen berechnet:

Rsha = Rsges.(100 - Kr)/100 (5)

Rshi = Rsges.Kr/100 (6)

Im Schritt 73 werden in Abhängigkeit von der Drehrich tung des Fahrzeugs, die vom Vorzeichen der Giergeschwindig keit γ beurteilt wird, die Hinterräder an der Außenseite und Innensseite der Drehung bestimmt. Wenn das Fahrzeug ei ne Linksdrehung ausführt, werden die Sollschlupfverhältnisse Rshl und Rshr für die linken und rechten Hinterräder ge mäß der folgenden Formel 7 bestimmt, wogegen, wenn das Fahrzeug eine Rechtsdrehung ausführt, die Sollschlupfver hältnisse Rshl und Rshr der linken und rechten Hinterräder gemäß der folgenden Formel 8 bestimmt werden:

Rshl = Rshi

Rshr = Rsha (7)

Rshl = Rsha

Rshr = Rshi (8)

Im Schritt 80 von Fig. 2 werden die auf die linken und rechten Hinterräder aufgebrachten Bremskräfte gemäß den in Fig. 4 ausführlicher gezeigten Schritten so gesteuert, daß die Schlupfverhältnisse der linken und rechten Hinterräder mit den jeweiligen Sollschlupfverhältnissen übereinstimmen.

Nun sei auf Fig. 4 Bezug genommen. Im Schritt 81 werden die Sollradgeschwindigkeiten Vwti (i = hl, hr) der linken und rechten Hinterräder in Abhängigkeit von einer Bezugs fahrzeuggeschwindigkeit Vb, beispielsweise der eines Vor derrades an der Innenseite der Drehung, gemäß der folgenden Formel 9 berechnet:

Vwti = Vb.(100 - Rsi)/100 (9)

Im Schritt 82 werden unter Verwendung von Vwid als die Radbeschleunigung von jedem Rad (die Ableitung von der Rad geschwindigkeit Vwi) und Ks als eine geeignete positive Konstante die Schlupfraten bzw. Schlupfgeschwindigkeiten SPi (i = hl, hr) der linken und rechten Hinterräder gemäß der folgenden Formel 10 berechnet:

SPi = Vwi - Vwti + Ks.(Vwid - Gx) (10)

Im Schritt 86 wird beurteilt, ob der Druck Pm des Hauptzylinders 14 größer als ein dafür bestimmter Schwellenwert Pmo (eine positive Konstante) ist, daß heißt, ob der Fahrer kräftig auf das Bremspedal 12 tritt. Wenn die Antwort NEIN ist, d. h., wenn der Fahrer nicht kräftig auf das Bremspedal tritt, geht der Prozeß zum Schritt 90, in dem das Umschaltventil 44 derart in seiner zweiten Schalt stellung angeordnet wird, daß die hinteren Bremsdrucksteue reinrichtungen 32 und 34 mit dem Speicherdruck des Kanals 38 versorgt werden, wenn das Umschaltventil 28 im folgenden Schritt 94 in die zweite Schaltstellung umgeschaltet wird. Wenn dagegen die Antwort von Schritt 86 JA ist, d. h., wenn der Fahrer kräftig auf das Bremspedal tritt, geht die Steuerung zum Schritt 92, in dem das Steuerventil 44 in der ersten Schaltstellung angeordnet wird, so daß die hinteren Bremsdrucksteuereinrichtungen 32 und 34 mit dem im Kanal 47 verfügbaren, dem Tritt auf das Bremspedal vom Fahrer ent sprechenden Verstärkerdruck betätigt werden. In jedem Fall wird im nächsten Schritt 94 das Steuerventil 28 in die zweite Schaltstellung umgeschaltet. Der Schritt 88 und die davon betroffenen Prozeßlinien zeigen eine Abwandlung, die hierin nachstehend beschrieben wird.

Im Schritt 96 wird beurteilt, ob SPi größer als ein ge eigneter positiver Schwellenwert SPop ist, der ein relativ kleiner Wert sein kann; wenn die Antwort JA ist, geht die Steuerung zum Schritt 98, in dem die EIN-AUS-Ventile 60HL, 62HL, 60HR, 62HR, derart gesteuert werden, daß der an die Radzylinder 64HL und 64HR gelieferte Hydraulikdruck erhöht wird, so daß auf die Hinterräder erneut eine Bremskraft aufgebracht wird oder die bereits auf die Hinterräder auf gebrachte Bremskraft erhöht wird, da ein positiver Wert von SPi bedeutet, daß die Radgeschwindigkeit Vwi verringert werden muß, um mit ihrem Sollwert Vwti übereinzustimmen.

Wenn die Antwort von Schritt 96 NEIN ist, dann wird im Schritt 100 beurteilt, ob SPi kleiner als ein relativ klei ner negativer Schwellenwert SPon ist, daß heißt, ob SPi ein negativer Wert ist, dessen Absolutwert größer als ein relativ kleiner Absolutwert von SPon ist, und wenn die Antwort JA ist, geht die Steuerung zum Schritt 102, in dem die EIN- AUS-Ventile 60HL, 62HL, 60HR, 62HR derart gesteuert werden, daß der an die Radzylinder 64HL und 64HR gelieferte Hydrau likdruck vermindert wird, so daß die bereits auf die Hin terräder aufgebrachte Bremskraft verringert wird.

Wenn die Antwort von Schritt 100 NEIN ist, geht die Steuerung zum Schritt 104, in dem die EIN-AUS-Ventile 60HL, 62HL, 60HR, 62HR alle im geschlossenem Zustand gehalten werden, so daß die Drücke der Radzylinder 64HL und 64HR un verändert gehalten werden.

Somit wird, wie es aus den Schritten 86 bis 94 ersicht lich ist, wenn der Fahrer nicht kräftig auf das Bremspedal tritt, wenn das Fahrzeug eine derart beschaffene Drehung ausführt, daß die linken und rechten Hinterräder in solch einer Weise abgebremst werden sollen, daß sich deren Schlupfgeschwindigkeiten den im Schritt 82 berechneten Sollwerten annähern, eine derartige Bremssteuerung durch Verwenden des über den Kanal 38 gelieferten Speicherdrucks ausgeführt, wobei das Steuerventil 44 in die zweite Schalt stellung umgeschaltet wird, wogegen, wenn der Fahrer kräf tig auf das Bremspedal tritt, wahrscheinlich mit der Ab sicht, das Fahrzeug vor einem Abdriften zu bewahren, die auf den Sollschlupfgeschwindigkeiten SPi basierende automa tische Abdriftverhinderungssteuerung durch Verwenden des vom Hydroverstärker 16 verfügbaren Drucks ausgeführt wird, der vom Tritt auf das Bremspedal durch den Fahrer abhängt, wobei das Steuerventil 44 in die erste Schaltstellung umge schaltet wird und der Bremsbetätigung des Fahrers somit Be achtung geschenkt wird, wobei der die Bremsbetätigung des Fahrers reflektierende Verstärkerdruck für eine bessere Ab wandlung, falls anwendbar, nur getrimmt bzw. angepaßt wird.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel dafür, wie sich der Brems druck eines Hinterrads ändert, wenn die erfindungsgemäße Abdriftverhinderungssteuerung ausgeführt wird, wobei der Fahrer auf das Bremspedal tritt. Es sei angenommen, daß die Abdriftgröße am Zeitpunkt t1 gemäß einer in der dritten Reihe von Fig. 6 gezeigten Veränderung der Abdriftgröße DQ über den Schwellenwert hinaus ansteigt. Von diesem Zeit punkt an wird das Sollschlupfverhältnis für das Hinterrad so berechnet, daß es ein Verhalten zeigt, wie es in der vierten Reihe von Fig. 6 dargestellt ist. Wenn der Fahrer nicht auf das Bremspedal tritt, wird der dem Hinterrad zu geführte Bremsdruck von dem durch den Kanal 38 zugeführten Speicherdruck erzeugt, der im Anfangsbereich des Diagramms der zweiten Reihe von Fig. 6 gezeigt ist, so daß der Brems druck für das Hinterrad derart gesteuert wird, daß er zwi schen den Zeitpunkten t1 und t2 eine in der fünften Reihe von Fig. 6 gezeigte Verhaltenskurve zeigt, die zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 so fortlaufen würde, wie es durch ei ne Phantom-(Strich-Punkt)-Linie gezeigt ist. (Ein mittlerer Teil der Phantom-Linie wird von der durchgezogenen Linie verdeckt, die den tatsächlich bzw. momentan aufgebrachten Druck zeigt.) Wenn der Fahrer jedoch derart auf das Brems pedal tritt, daß der vom Verstärker 16 gelieferte Druck am Zeitpunkt t2 bis auf einen Druck f1 ansteigt und eine Ver haltenskurve zeigt, wie es in der ersten Reihe von Fig. 6 dargestellt ist, geht der Bremsquellendruck am Zeitpunkt t2 vom Speicherdruck des Kanals 38 auf den Verstärkerdruck des Kanals 47 über, so daß im Anschluß daran sich der dem Hin terrad zugeführte Bremsdruck gemäß der durchgezogenen Linie in der fünften Reihe von Fig. 6 ändert, wobei durch die au tomatische Steuerung ein Spitzen- bzw. Maximalbereich des Verstärkerdrucks (der durch die gestrichelte Linie darge stellt ist) von jenem abgeschnitten wird (der schraffierte Bereich), während am Ende der Bremsbetätigung die automati sche Bremsbetätigung aufgrund eines vom Verstärkerdruck verfügbaren, nicht ausreichenden Quellendrucks nicht voll ständig bewirkt wird.

Nun sei wieder auf Fig. 4 Bezug genommen. Durch den Schritt 88 und den betreffenden durch Phantom-Linien ge zeigten Steuerungsabläufen wird eine Abwandlung des vorste hend beschriebenen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gezeigt. Gemäß dieser Abwandlung geht die Steue rung, wenn im Schritt 86 entschieden wurde, daß Pm größer als Pmo ist, d. h., daß der Fahrer einen kräftigen Tritt auf das Bremspedal ausübt, was über einen vorgegebenen Schwellenwert hinaus geht, zum Schritt 88 und es wird beur teilt, ob der Reibungskoeffizient µg der Straßenoberfläche, der so berechnet werden kann, wie es hierin nachstehend un ter Bezug auf Fig. 7 beschrieben wird, größer als ein be stimmter Schwellenwert µo ist. Wenn die Antwort JA ist, geht die Steuerung anschließend zum Schritt 90, wogegen, wenn die Antwort NEIN ist, die Steuerung zum Schritt 92 geht. Gemäß dieser Abwandlung wird, wenn das Fahrzeug auf einer Straße fährt, die einen ausreichend hohen Reibungs koeffizienten hat, so daß die Effektivität der von der Com puterberechnung abhängigen automatischen Abdriftverhinde rungssteuerung mit einer hohen Genauigkeit garantiert wer den kann, die Abdriftverhinderungssteuerung durch Verwen dung des Speicherdrucks ausgeführt, der für das umfangreich sich ändernde Verhalten, das für den durch Computerberech nungen bestimmten Bremsdruck erwünscht sind, anpassungsfä higer ist als der Verstärkerdruck. Wenn die Straßenoberflä che also in ausreichendem Maße reibungsbehaftet wäre, wäre das Feingefühl des Fahrers bezüglich der Haftfähigkeit oder Glätte der Straßenoberfläche nicht mehr länger erforder lich, und es würde daher die höhere Anpassungsfähigkeit der Druckquelle eher bevorzugt werden.

Nun sei auf Fig. 7 Bezug genommen. Es wird ein Ausfüh rungsbeispiel zur Abschätzung des Reibungskoeffizienten µg der Straßenoberfläche beschrieben. Im Schritt 210 werden die durch den Querbeschleunigungssensor 78 erfaßte Querbe schleunigung Gy und weitere erforderliche Signale eingele sen. Im Schritt 220 wird die Giergeschwindigkeit γ dann nach der Zeit abgeleitet, um deren Ableitung γd zu bilden; darauf basierend werden die Querbeschleunigungskomponenten Gyvy und Gyhy an den Positionen der Vorder- und Hinterräder aufgrund der Gierbewegung gemäß der folgenden Formel be rechnet, wobei La und Lb Entfernungen zwischen dem Masse zentrum des Fahrzeugs und den Vorder- bzw. Hinterachsen sind:

Gyvy = La.γd

Gyhy = Lb.γd (11)

Im Schritt 230 werden die Querbeschleunigungskomponten ten Gyv und Gyh der Fahrzeugkarosserie an den Positionen der Vorder- und Hinterräder gemäß der folgenden Formel 12 berechnet, wobei die durch den Querbeschleunigungsensor 78 erfaßte Querbeschleunigung Gy mit einbezogen wird:

Gyv = Gy + Gyvy

Gyh = Gy + Gyhy (12)

Im Schritt 240 wird dann durch Auswählen der größeren Komponente von Gyv und Gyh als Gys der Reibungskoeffizient µg der Straßenoberfläche gemäß der folgenden Formel 13 be rechnet, wobei die durch den Längsbeschleunigungssensor 84 erfaßte Längsbeschleunigung Gx mit aufgenommen wird:

µg = (Gx² + Gys²)^½ (13)

Im Schritt 260 wird beurteilt, ob der im momentanen Be rechnungszyklus berechnete µg(n) größer ist als der im vor hergehenden Berechnungszyklus berechnete µg(n - 1); wenn die Antwort JA ist, geht die Steuerung zum Schritt 270, woge gen, wenn die Antwort NEIN ist, die Steuerung zum Schritt 280 geht.

Im Schritt 270 wird ein Faktor K auf 1 gesetzt, wogegen im Schritt 280 der Faktor K zu einem Wert gemacht wird, der wesentlich kleiner als 1 ist, beispielsweise 0,01. Dann wird im Schritt 290 der Reibungskoeffizient µg gemäß der folgenden Formel 14 berechnet:

µg = (1 - K).µg(n - 1) + K.µg(n) (14)

Die Verarbeitung durch die Formel 14 sieht einen Ab schirmeffekt (screening effect) vor, der in der Technik allgemein bekannt ist, wenn Gys in großem Maße zwischen ei nem im wesentlichen positiven Wert und einem im wesentli chen negativen Wert durch Null schwankt, wie in einem Fall, in dem das Fahrzeug entlang einer abwechselnd gekrümmten Straße gefahren wird.

Obwohl die vorliegende Erfindung bezüglich einesbeson deren Ausführungsbeispiels nd einer Abwandlung davon aus führlich beschrieben wurde, sollten die technisch erfahre nen Leute wissen, daß verschiedene Abwandlungen zu dem dar gestellten Ausführungsbeispiel und Veränderungen möglich sind, ohne dabei vom Sinn der vorliegenden Erfindung abzu weichen.

Die Erfindung sieht somit eine Stabilitätssteuervor richtung eines Fahrzeugs vor, die eine Einrichtung zur Ab schätzung einer Abdriftneigung der Fahrzeugkarosserie zum Erzeugen einer Abdriftgröße hat, die im allgemeinen zusam men mit dem Anstieg der Abdriftneigung ansteigt, eine Bremseinrichtung zum selektiven Aufbringen einer variablen Bremskraft auf jedes Rad, wobei die Bremseinrichtung eine manuell gesteuerte Druckquelleneinrichtung mit einem Brems pedal und eine Speicherdruckquelleneinrichtung aufweist, und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Bremseinrich tung in Abhängigkeit von der Abdriftgröße, so daß auf ein ausgewähltes Rad derart eine Bremskraft aufgebracht wird, daß das Fahrzeug vom Ausbrechen bzw. Abdriften abgehalten wird, wobei die Steuereinrichtung die Bremseinrichtung steuert, indem es die manuell gesteuerte Druckquellenein richtung verwendet, wenn ein kräftiger Tritt auf das Brems pedal erfolgt, während sie andernfalls die Speicher druckquelleneinrichtung verwendet. Die Verwendung der manu ell gesteuerten Druckquelleneinrichtung kann dadurch be dingt sein, daß der Reibungskoeffizient nicht hoch ist.

Claims

1. Fahrstabilitätssteuervorrichtung für ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie, linken und rechten Vorderrädern und linken und rechten Hinterrädern, mit:
einer Einrichtung (S30, S40) zum Abschätzen einer Un tersteuerneigung der Fahrzeugkarosserie, die eine Unter steuergröße (DQ) erzeugt, die mit zunehmender Untersteuer neigung generell ansteigt,
einer Bremseinrichtung (10) zum selektiven Aufbringen einer variablen Bremskraft auf jedes der Räder, wobei die Bremseinrichtung (10) eine bremspedalabhängige Druck quelleneinrichtung (14, 16) mit einem Bremspedal (12) und eine Speicherdruckquelleneinrichtung (40, 46) aufweist, und
einer Steuereinrichtung (72) zum Steuern der Bremsein richtung (10) in Abhängigkeit von der Untersteuergröße (DQ) so, daß auf ein ausgewähltes Rad oder auf ausgewählte Räder eine Bremskraft variabel aufgebracht wird, um ein unter steuerndes Fahrverhalten der Fahrzeugkarosserie zu kompen sieren, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung (72) die Bremseinrichtung (10) steuert, indem sie die bremspedalabhängige Druckquellenein richtung (14, 16) verwendet, wenn die Bremspedalbetätigung (Pm) stärker erfolgt als ein diesbezüglich bestimmter Schwellenwert (Pmo), während sie andernfalls die Speicher druckquelleneinrichtung (40, 46) verwendet.

2. Fahrstabilitätssteuervorrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (72) die bremspedalabhängige Druckquelleneinrichtung (14, 16) ver wendet, wenn die Bremspedalbetätigung (Pm) stärker erfolgt als der diesbezüglich bestimmte Schwellenwert (Pmo) und der Reibungskoeffizient (µg) der Fahrbahn nicht größer ist als ein bestimmter Schwellenwert.