DE19643155B4

DE19643155B4 - Fahrstabilitätsregelvorrichtung

Info

Publication number: DE19643155B4
Application number: DE19643155A
Authority: DE
Inventors: Shiron Mishima Monzaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2016-10-19
Also published as: JPH09109855A; DE19643155A1; US5707119A; JP3336835B2

Abstract

Fahrstabilitätsregelungsvorrichtung zur Verhinderung eines übersteuernden Fahrverhaltens eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeugkarosserie und linken und rechten Vorderrädern, sowie linken und rechten Hinterrädern, mit:
einer Einrichtung zum Abschätzen der Übersteuerneigung der Fahrzeugkarosserie, um eine Übersteuergröße (SQ) zu erzeugen, die im Allgemeinen mit einer Zunahme der Übersteuerneigung ansteigt,
einer Einrichtung (86VL) zum Erfassen der Radgeschwindigkeit eines ersten Rads an der linken Fahrzeugseite, um ein erstes Radgeschwindigkeitssignal (Vwvl) zu erzeugen,
einer Einrichtung (86VR) zum Erfassen der Radgeschwindigkeit eines zweiten Rads, das mit dem ersten Rad in Querrichtung des Fahrzeugs ein Paar bildet, um ein zweites Radgeschwindigkeitssignal (Vwvr) zu erzeugen,
einer Bremseinrichtung (10) zum selektiven Aufbringen einer variablen Bremskraft auf jedes der Räder, und
einer Steuereinrichtung (70) zum Steuern der Bremseinrichtung (10), so dass diese selektiv auf das erste Rad oder das zweite Rad eine variable Bremskraft in Abhängigkeit von einer diesbezüglichen Berechnung auf der Basis der Übersteuergröße (SQ) und...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrstabilitätsregelvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist allgemein bekannt, dass Kraftfahrzeuge und dergleichen bei einer Übersteuerung zum Schleudern und/oder Abdriften neigen, da die als Zentrifugalkraft auf die Fahrzeugkarosserie einwirkende Seitenkraft mit dem Ansteigen der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels unbegrenzt ansteigen kann, wogegen die Reifenhaftkraft zum Halten und Steuern des Fahrzeugs an der Straßenoberfläche gegenüber der Seitenkraft begrenzt ist, und insbesondere auf einer glitschigen, nassen Straße vermindert ist.

Es wurden verschiedene Anstrengungen unternommen, um die Schleuder- und/oder Abdriftneigung der Kraftfahrzeuge und dergleichen zu unterdrücken. In der JP 6-24304 A wird beispielsweise beschrieben, dass durch ein Rückkopplungssteuerungssystem gesteuerte Bremskräfte auf jeweilige Räder derart aufgebracht werden, dass die tatsächliche bzw. momentane Gierrate bzw. Giergeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie mit einer in Abhängigkeit vom Fahrzustand des Fahrzeugs, einschließlich dessen Lenkzustands, berechneten Sollgiergeschwindigkeit übereinstimmt.

Im Zuge ähnlicher Anstrengungen für eine weitere Verbesserung der Fahrstabilität des Fahrzeugs, die einem instabilen Fahrzustand, beispielsweise einem Schleudern und Abdriften, entgegenwirkt, hat der gegenwärtige Erfinder verschiedene, entweder allein oder in Zusammenarbeit mit seinem Kollegen geschaffene Erfindungen vorgeschlagen, die in der DE 196 43 168 A1 , DE 196 43 169 A1 , DE 196 42 054 A1 , EP 0 767 093 A1 und DE 196 43 179 A1 beschrieben sind.

Aus der gattungsbildenden DE 41 23 235 C1 ist eine Fahrstabilitätsregelungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.

Bei Fahrzeugen mit vier Rädern wird das Schleudern während der Kurvenfahrt effektiv unterdrückt, indem auf das Vorderrad an der Kurvenaußenseite eine Bremskraft aufgebracht wird, um hierdurch in der Fahrzeugkarosserie in der Umgebung des abgebremsten Vorderrades ein dem Schleudern entgegenwirkendes Moment zu erzeugen. Des Weiteren wird, wie es in der Technik ebenfalls allgemein bekannt ist, ein Ausbrechen bzw. Abdriften effektiv unterdrückt, indem das Fahrzeug insbesondere an den Hinterrädern derart abgebremst wird, dass es zur Verringerung der auf das Fahrzeug einwirkenden Zentrifugalkraft verlangsamt wird; zusätzlich wird beim Abbremsen der Hinterräder die Seitenvektorkomponente der Reifenhaftkraft der Hinterräder durch die Addition einer durch das Bremsen erzeugten Längsvektorkomponente verringert, da der Gesamtvektor der verfügbaren Reifenhaftkraft begrenzt ist und alle vom sogenannten Reibungskreis definierte Richtungen ausfüllt, wodurch die Hinterräder in der Drehung bzw. Kurve nach außen gleiten können und das fahrende Fahrzeug somit zur Kurveninnenseite hin geleitet wird.

Diese Fahrstabilitätsregelungen des Fahrzeugs erfordern eine Bezugsradgeschwindigkeit, auf deren Grundlage die Radgeschwindigkeit des abzubremsenden Rads berechnet und gesteuert wird. Da ferner das Abbremsen, was die Fahrstabilitätsregelung betrifft, am Rad durchgeführt wird, indem die Radgeschwindigkeit des gebremsten Rads bezüglich seiner zu erwartenden Radgeschwindigkeit, welche verfügbar wäre, wenn es nicht gebremst würde, verringert wird, so dass hierdurch zwischen dem abgebremsten Rad und der Straßenoberfläche eine Reibungskraft erzeugt wird, um hierdurch zwischen dem Rad und der Straßenoberfläche einen Schlupf zu erzeugen, muß die Radgeschwindigkeit des zu bremsenden Rads natürlich bekannt sein. Für den Fall, dass in den Einrichtungen zum Erfassen dieser Radgeschwindigkeit eine Störung auftritt und die Fahrstabilitätsregelung dennoch fortgesetzt wird, gehen die Vorteile der Fahrstabilitätsregelung verloren.

Angesichts der oben genannten Problematik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Fahrstabilitätsregelungsvorrichtung für ein Fahrzeug vorzusehen, welche auf eine Störung vorbereitet ist, die gegebenenfalls in der Einrichtung zum Erfassen der Radgeschwindigkeit auftreten würde.

Diese Aufgabe wird durch eine Fahrstabilitätsregelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Fahrstabilitätsregelungsvorrichtung kann des Weiteren so ausgelegt sein, dass die Steuereinrichtung ihren Steuerungsbetrieb beendet, nachdem das zweite oder erste Radgeschwindigkeitssignal über einen bestimmten Zeitraum fortgesetzt als nicht normal beurteilt wurde.

Nachstehend erfolgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen.
Es zeigt:
1 eine schematische Abbildung einer Hydraulikkreiseinrichtung und einer elektrischen Steuereinrichtung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fahrstabilitätsregelungsvorrichtung (im Folgenden: Stabilitätssteuervorrichtung),
2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Stabilitätssteuerprozesses, der durch die erfindungsgemäße Stabilitätssteuervorrichtung durchgeführt wird, welche insbesondere als eine Schleuderverhinderungssteuervorrichtung aufgebaut ist,
3 ein Ablaufdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel des Prozesses zum Beurteilen und Austauschen bzw. Ersetzen der Radgeschwindigkeitssignale zeigt, was einen wesentlichen Teil der Erfindung darstellt,
4 ein gegenüber dem in 2 gezeigten Ablaufdiagramm modifiziertes Ablaufdiagramm,
5 ein Verzeichnis, das den Zusammenhang zwischen der Dreh-, Übersteuer- bzw. Schleudergröße SQ und dem Sollschlupfverhältnis Rsva zeigt,
6 ein Verzeichnis, das den Zusammenhang zwischen der Schlupf rate bzw. Schlupfgeschwindigkeit SPva und dem Betriebsverhältnis Drva zeigt, und
7 ein Verzeichnis, das den Zusammenhang zwischen dem zeitabhängigen Differential SQd der Schleudergröße SQ und dem Betriebsverhältnis Drva zeigt.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung in der Form eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und einer Abwandlung davon mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
Zuerst sei auf 1 bezuggenommen, die ein Ausführungsbeispiel der Stabilitätssteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung in Bezug auf den Aufbau ihrer Hydraulikkreiseinrichtung und ihrer elektrischen Steuereinrichtung schematisch zeigt, wobei die im allgemeinen mit 10 bezeichnete Hydraulikkreiseinrichtung bzw. Bremseinrichtung eine herkömmliche manuelle Bremsdruckquelleneinrichtung mit einem von einem Fahrer zu betätigendes Bremspedal 12, einem Hauptzylinder 14, der zum Hervorbringen eines dem Tritt auf das Bremspedal 12 entsprechenden Hauptzylinderdrucks angepaßt ist, und einem Hydrobooster bzw. Hydroverstärker 16 hat, der einen Verstärkerdruck erzeugt.
Die Hydraulikeinrichtung 10 weist ferner eine kraftbetriebene Bremsdruckquelleneinrichtung mit einem Behälter 36 und einer Bremsfluidpumpe 40 auf, die ein unter Druck gesetztes Bremsfluid an einen Kanal 38 liefert, an den ein Speicher 40 angeschlossen ist, so dass im Kanal 38 ein stabilisierter bzw. konstant gehaltener Speicherdruck für die hierin nachstehend beschriebene automatische Bremssteuerung verfügbar ist. Der Speicherdruck wird außerdem an den Hydroverstärker 16 geliefert, der einer Druckquelle zum Erzeugen eines Verstärkerdrucks entspricht, der im Wesentlichen zwar dasselbe Druckverhalten wie der vom Tritt auf das Bremspedal 12 abhängige Hauptzylinderdruck aufweist, aber in der Lage ist, ein derartiges Druckverhalten zu halten, während das Bremsfluid durch eine Reihenschaltung eines normalerweise offenen EIN-AUS-Ventils und eines normalerweise geschlossenen EIN-AUS-Ventils verbraucht wird, so dass, wie hierin nachstehend beschrieben, ein erwünschter Bremsdruck erhalten wird.
Von einem ersten Anschluß des Hauptzylinders 14 erstreckt sich ein erster Kanal 18 zu einer Bremsdrucksteuereinrichtung 20 des linken Vorderrads und einer Bremsdrucksteuereinrichtung 22 des rechten Vorderrads. Ein zweiter Kanal 26, der ein Dosierventil 24 aufweist, erstreckt sich von einem zweiten Anschluß des Hauptzylinders 14 über ein elektromagnetisches 3/2-Umschaltsteuerventil 28, von dem ein Auslaßanschluß über einen gemeinsamen 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 linken und rechten Vorderräder, elektromagnetische 3/2-Umschaltsteuerventile 50VL bzw. 50VR und Reihenschaltungen von normalerweise offenen elektromagnetischen EIN-AUS-Ventilen 54VL bzw. 54VR und normalerweise geschlossenen elektromagnetischen 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 ist, dass er durch ein elektronisches 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 Reihenschaltung der EIN-AUS-Ventile 54VL und 56VL steht durch einen Verbindungskanal 58VL mit einem Anschluß des Steuerventils 50VL in Verbindung, und ein mittlerer Punkt der Reihenschaltung 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 das linke bzw. rechte Hinterrad und Reihenschaltungen von normalerweise offenen elektromagnetischen EIN-AUS-Ventilen 60HL bzw. 60HR und normalerweise geschlossenen elektromagnetischen EIN-AUS-Ventilen 62HL bzw. 62HR auf, wobei die Reihenschaltungen der normalerweise geschlossenen EIN-AUS-Ventile und der normalerweise geschlossenen EIN-AUS-Ventile zwischen dem mit dem einen Auslaßanschluß des Steuerventils 28 in Verbindung stehenden Kanal 30 und dem Rücklaufkanal 52 angeschlossen sind. Ein mittlerer Punkt der Reihenschaltung der EIN-AUS-Ventile 60HL und 62HL steht durch einen Verbindungskanal 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 Verbindung gebracht und gleichzeitig von den Verbindungskanälen 58VL bzw. 58VR getrennt werden, wie in dem in der Figur gezeigten Zustand, und einer zweiten Schaltstellung umgeschaltet, 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 Schaltstellung, in der der Kanal 30 für beide Reihenschaltungen der EIN-AUS-Ventile 60HL und 62HL und 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 Schaltstellung umgeschaltet, in der der Kanal 30 vom Kanal 26 getrennt und gleichzeitig mit einem Kanal 68 in Verbindung gebracht wird, der zusammen mit dem Kanal 53 an einen Auslaßanschluß des Umschaltsteuerventils 44 angeschlossen ist, so dass der Kanal 30 entweder mit einem Abgabeanschluß des Hydroverstärkers 16 oder dem Speicherdruckkanal 38 in Verbindung steht, je nachdem, ob sich das Steuerventil 44 in einer ersten Schaltstellung, wie in der Figur gezeigt, oder in einer dazu entgegengesetzten zweiten Schaltstellung befindet.
Wenn sich die Steuerventile 50VL, 50VR und 28 in der ersten Schaltstellung befinden, wie in dem in der Figur gezeigten Zustand, stehen die Radzylinder 48VL, 48VR, 64HL, 64HR mit den manuellen Bremsdruckkanälen 18 und 26 derart in Verbindung, dass sie mit dem Druck des Hauptzylinders 14 versorgt werden, wodurch der Fahrer auf jedes Rad eine dem Tritt auf das Bremspedal 12 entsprechende 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 dem dem Tritt auf das Bremspedal entsprechenden Verstärkerdruck vom Hydroverstärker 16 versorgt. Wenn die Steuerventile 50VL, 50VR, 28 und 44 in die zweite Schaltstellung umgeschaltet werden, werden die Radzylinder 48VL, 48VR, 64HL, 64HR während der Steuerung der normalerweise offenen EIN-AUS-Ventile 54VL, 54VR, 60HL, 60HR und der normalerweise 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 normalerweise geschlossenen EIN-AUS-Ventile, d. h. dem sogenannten Betriebsverhältnis, unabhängig vom Tritt auf das Bremspedal 12 mit dem Speicherbremsdruck des Kanals 38 versorgt.
Die Umschaltsteuerventile 50VL, 50VR, 28, 44, die normalerweise 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 elektrische Steuereinrichtung 70 gesteuert, wie es hierin nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Die elektrische Steuereinrichtung 70 besteht aus einem Mikrocomputer 72 und einer Treiberschalteinrichtung 74. Obwohl es in 1 nicht im Detail gezeigt ist, kann der Mikrocomputer 72 einen allgemeinen 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 gemeinsamen 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 Querbeschleunigungssensor 78 mit einem die Seiten- bzw. Querbeschleunigung Gy der Fahrzeugkarosserie anzeigenden Signal, von einem Giergeschwindigkeitssensor 80 mit einem die Giergeschwindigkeit γ der Fahrzeugkarosserie anzeigenden Signal, von einem Lenkwinkelsensor 82 mit einem den Lenkwinkel θ anzeigenden Signal, von einem im Wesentlichen am Massezentrum der Fahrzeugkarosserie angebrachten Längsbeschleunigungssensor 84 mit einem die Längsbeschleunigung Gx der Fahrzeugkarosserie anzeigenden Signal und von Radgeschwindigkeitssensoren 86VL bis 86HL mit Signalen versorgt, die jeweils die Radgeschwindigkeit (die Radumfangsgeschwindigkeit) Vwvl, Vwvr, Vwhl, Vwhr der in der Figur nicht dargestellten linken und rechten Vorderräder bzw. linken und rechten Hinterräder anzeigen. Der Querbeschleunigungssensor 78, der Giergeschwindigkeitssensor 80 und der Lenkwinkelsensor 82 erfassen die Querbeschleunigung, die Giergeschwindigkeit, bzw. den Lenkwinkel, welche positiv sind, wenn das Fahrzeug nach links abbiegt, und der Längsbeschleunigungssensor 84 erfaßt die Längsbeschleunigung, die positiv ist, wenn das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung beschleunigt wird. Im allgemeinen werden bei der folgenden Analysis die Parameter, die für die Dreh- bzw. Kurvenrichtung der Fahrzeuge unterscheidend bzw. kennzeichnend sind, als positiv vorausgesetzt, wenn das Kurvenfahren im Gegenuhrzeigersinn erfolgt, und als negativ, wenn das Kurvenfahren im Uhrzeigersinn erfolgt, und zwar vom Dach des Fahrzeugs aus gesehen.
Der Nur-Lese-Speicher des Mikrocomputers 72 speichert Ablaufdiagramme, wie sie beispielsweise in 2, 3 und 4 gespeichert sind, und Verzeichnisse, wie sie beispielsweise in 5 bis 8 gezeigt sind. Die zentrale Verarbeitungseinheit führt in Abhängigkeit von den Parametern, die von den durch die vorstehenden verschiedenen Sensoren erfaßt werden, gemäß diesen Ablaufdiagrammen und Verzeichnissen, wie hierin nachstehend beschrieben, Berechnungen durch, so dass eine Dreh- bzw. Schleudergröße und Abdriftgröße zur Beurteilung und Einschätzung des Schleuder- und Abdriftzustands des Fahrzeugs erhalten werden, und steuert das Kurvenverhalten des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den abgeschätzten Größen, insbesondere um das Fahrzeug vor einem Schleudern und Abdriften zu bewahren, indem auf jedes Rad eine variable Bremskraft selektiv aufgebracht wird.
Anschließend erfolgt die Beschreibung der Stabilitätssteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung bezüglich eines Ausführungsbeispiels der einer Schleuderneigung entgegenwirkenden Fahrzeugsteuerung in Form ihres Steuerbetriebs unter Bezug auf 2 bis 7. Es ist jedoch zu beachten, dass das Fahrzeug auf dem gleichen Prinzip der Erfindung basierend ebenso einem Ausbrechen bzw. Abdriften entgegenwirkend gesteuert werden kann. Daher sollte in der vorliegenden Beschreibung das Konzept in Bezug auf Stabilität und Instabilität so ausgelegt werden, dass es mindestens sowohl das Schleudern, wie auch das Abdriften umfaßt. Die dem Ablaufdiagramm von 2 entsprechende Steuerung beginnt mit dem Schließen eines in der Figur nicht dargestellten Zündschalters und wird in einem vorgegebenen Zeitintervall, beispielsweise von Hundertstelsekunden, wiederholt ausgeführt.
Im Schritt 10 werden die Signale einschließlich der Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 76 und dergleichen eingelesen. Im Schritt 20 wird der Unterschied zwischen der momentanen, vom Querbeschleunigungssensor 78 erfaßten Querbeschleunigung Gy und einem Produkt aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Giergeschwindigkeit γ berechnet, um die Quer- bzw. Seitengleitbeschleunigung Vyd der Fahrzeugkarosserie als Vyd = Gy – V·γ zu erhalten. Daraufhin wird durch Integration von Vyd auf Zeitbasis die Seitengleitgeschwindigkeit Vy berechnet. Im Schritt 30 wird der Schräglaufwinkel bzw. Schwimmwinkel β der Fahrzeugkarosserie als Verhältnis der Seitlengleitgeschwindigkeit Vy zur Längsgeschwindigkeit Vx der Fahrzeugkarosserie (= der Fahrzeuggeschwindigkeit V) als β = Vy/Vx berechnet.
Im Schritt 40 wird durch Verwendung zweier geeigneter positiver Konstanten K1 und K2 ein hier als Dreh- bzw. Schleuderwert SV bezeichneter Wert als die lineare Summe des Schwimmwinkels β und der Seitengleitgeschwindigkeit Vyd errechnet, wie etwa SV = K1·β + K2·Vyd. Im Schritt 50 wird die Kurvenrichtung des Fahrzeugs aus dem Vorzeichen der Giergeschwindigkeit γ beurteilt und ein hier als Schleudergröße SQ bezeichner Parameter so bestimmt, dass er gleich SV ist, wenn der Schleuderwert SV positiv ist, und gleich –SV ist, wenn der Schleuderwert SV negativ ist. Alternativ dazu kann die Schleudergröße auch so bestimmt werden, dass sie in Bezug auf die Vielfalt der Kurvenstabilität des Fahrzeugs empfindlicher bzw. feinfühliger ist, und zwar so, dass, wenn der Schleuderwert SV in Übereinstimmung mit einer positiven Giergeschwindigkeit γ positiv ist, die Schleudergröße SQ gleich SV ist, wenn der Schleuderwert SV gegenüber der positiven Giergeschwindigkeit γ jedoch negativ ist, die Schleudergröße SQ Null wird, und ähnlicherweise, wenn der Schleuderwert SV in Übereinstimmung mit der negativen Giergeschwindigkeit γ negativ ist, die Schleudergröße SQ gleich –SV ist, wenn der Schleuderwert SV gegenüber der negativen Giergeschwindigkeit γ jedoch positiv ist, die Schleudergröße SQ Null wird. Verständlicherweise ist die Schleudergröße SQ ein Parameter, der die Schleuderneigung der Fahrzeugkarosserie anzeigt.
Im Schritt 60 wird unter Bezug auf ein Verzeichnis, wie es in 5 gezeigt ist, das Sollschlupfverhältnis Rsva für ein Vorderrad an der Kurvenaußenseite gemäß dem wert der Schleudergröße SQ herausgelesen. Das Sollschlupfver hältnis Rsva ist ein Sollwert des Schlupfverhältnisses, das am Vorderrad an der Kurvenaußenseite entstehen soll, um ein dem Schleudern entgegenwirkendes Moment in der Fahrzeugkarosserie zu erzeugen, um somit ein Schleudern des Fahrzeugs unterdrückt wird.
Im Schritt 70 wird beurteilt, ob Rsva gleich Null ist. Falls ja, d.h. falls keine Schleuderneigung besteht, kehrt die Steuerung zum Schritt 10 zurück, wogegen die Steuerung für den Fall, dass die Antwort NEIN ist, was die erfindungsgemäße Schleuderverhinderungssteuerung betrifft, zum Schritt 80 weitergeht.
Im Schritt 80 wird hingegen beurteilt, ob ein Flag bzw Kennzeichen F auf 1 gesetzt ist. Wie im nachfolgenden detailliert beschrieben ist, wird das Kennzeichen F auf 1 gesetzt, wenn bei beiden Radgeschwindigkeitssensoren des linken und rechten Vorderrads eine Störung auftritt (in diesem Ausführungsbeispiel, das in einer dem Schleudern entgegenwirkenden Fahrzeugsteuerung besteht), oder wenn in einem der Radgeschwindigkeitssensoren des linken bzw. rechten Vorderrads eine Störung aufgetreten ist und die Störung über eine vorbestimmte Zeitdauer angedauert hat. In diesem Fall, d.h. wenn die Antwort im Schritt 80 JA ist, wird ein weiteres Fortschreiten des Steuerungsbetriebs abgebrochen und die Steuerung auf Schritt 10 zurückgestellt. Falls das Kennzeichen F nicht auf 1 gestellt ist, d.h. wenn das Kennzeichen F auf Null steht (am Anfang ist es auf Null zurückgestellt, wie es in dieser Technik üblich ist), geht die Steuerung für eine weitere Ausführung des Steuerungsablaufs weiter, d.h. zum Schritt 90.
Im Schritt 90 wird bestimmt, dass die Radgeschwindigkeit des Rads an der Kurveninnenseite als Bezugsradgeschwindigkeit Vb verwendet wird; weiterhin wird die Sollradgeschwindigkeit Vwtva des Vorderrades an der Kurvenaußenseite wie folgt berechnet: Vwtva = Vb·(100 – Rsva)/100 (1)
Im Schritt 100 wird unter Verwendung von Vwva als die Radgeschwindigkeit und Vwvad als die Radbeschleunigung (Ableitung von Vwva) des Vorderrades an der Kurvenaußenseite und Ks als eine geeignete positive Konstante die Sollschlupfgeschwindigkeit SPva des Vorderrades an der Kurvenaußenseite folgendermaßen berechnet: SPva = Vwva – Vwtva + Ks·(Vwvad – Gx) (2)
Im Schritt 110 wird unter Bezugnahme auf ein Verzeichnis, wie es in 6 gezeigt ist, ein Betriebsverhältnis Drva zum Zuführen oder Abführen von Bremsfluid zum oder vom Radzylinder des an der Kurvenaußenseite befindlichen Vorderrades gemäß dem Wert von SPva berechnet. Drva bezeichnet das Verhältnis der EIN-Dauer zur AUS-Dauer der EIN-AUS-Ventile 54VL vs. 56VL bzw. 54VR vs. 56VR.
Im Schritt 120 wird beurteilt, ob das Kennzeichen F1 auf 1 gesetzt ist. Wie auch im nachfolgenden ausführlich beschrieben ist, wird das Kennzeichen F1 auf 1 gesetzt, wenn im Radgeschwindigkeitssensor des Vorderrades an der Kurvenaußenseite eine Störung vorliegt, an welchem gemäß der erfindungsgemäßen Stabilitätssteuerung ein Bremsbetrieb ausgeführt wird. F1 bleibt auf Null zurückgesetzt, falls keine derartige Störung vorliegt. Die nachfolgenden Beschreibungen unter Bezug auf 3 geben zu erkennen, dass die Steuerung diesen mit JA zu beurteilenden Schritt nur dann erreicht, wenn eine Störung aufgetreten ist, welche F1 auf 1 setzt, jedoch eine vorgegebene Zeitdauer seit dem Auftreten der Störung noch nicht abgelaufen ist. Nachdem eine solche Zeitdauer vergangen ist, wird die Steuerung am Schritt 80 zu JA umgeleitet, bevor sie den Schritt 120 erreicht. Für den Fall, dass F1 auf 1 gesetzt ist, geht die Steuerung auf Schritt 130 weiter, und das Betriebsverhält nis Drva für das an der Kurvenaußenseite befindliche Vorderrad wird auf Null gesetzt. Das Setzen von Drva auf Null bedeutet, dass weder eine weitere Zufuhr, noch eine Abuhr von Bremsfluid zum betreffenden Radzylinder erfolgen, und somit der dem Radzylinder zugeführte Bremsfluiddruck auf dem gegenwärtigen Wert gehalten wird, bis die vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist. Danach wird der Druck abgebaut, da das Kennzeichen F dann auf Null gesetzt wird, und der Steuerungsablauf dieser Stabilitätssteuervorrichtung beendet ist. Falls die Antwort im Schritt 120 NEIN ist, überspringt die Steuerung den Schritt 130.
Im Schritt 140 wird das Steuerventil 44 und das dem Vorderrad an der Kurvenaußenseite entsprechende Steuerventil 50VL oder 50VR in die jeweilige zweite Schaltstellung umgeschaltet, und die Reihenschaltung des normalerweise offenen EIN-AUS-Ventils und des normalerweise geschlossenen EIN-AUS-Ventils 54VL–56VL oder 54VR–56VR werden In Abhängigkeit vom Betriebsverhältnis Drva so gesteuert, dass auf das an der Kurvenaußenseite befindliche Vorderrad durch den Radylinder 48VL bzw. 48HL, der mit Bremsfluid mit einem weiter oben berechneten Druck versorgt wird, eine gesteuerte Bremskraft aufgebracht wird.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zum Steuern der Kennzeichen F und F1 zeigt. Bei dieser Routine handelt es sich um eine Unterroutine, die ordnungsgemäß zwischen jeglichen aufeinanderfolgenden Ausführungen der in 2 dargestellten Hauptroutine durchgeführt wird; ein andere Möglichkeit ist, dass diese Unterroutine nur dann ausgeführt wird, wenn von keinem der Vorderradgeschwindigkeitssensoren während einer vorgegebenen kontinuierlichen Zeitdauer ein Impulssignal empfangen wird.
Im Schritt 210 werden Signale, welche die Radgeschwindigkeit Vwvl und Vwvr des linken bzw. rechten Vorderrades angeben, eingelesen. Im Schritt 220 wird auf der Grundlage des Vorzeichens des Lenkwinkels θ oder der Giergeschwindigkeit γ beurteilt, ob das Fahrzeug nach links abbiegt bzw. in einer Linkskurve fährt. Falls die Antwort JA ist, d.h. wenn das Fahrzeug nach links abbiegt, wird im Schritt 230 beurteilt, ob der Geschwindigkeitssensor 86VL für das linke Vorderrad normal arbeitet, wohingegen im Fall einer Antwort NEIN im Schritt 290 beurteilt wird, ob der Geschwindigkeitssensor 86VR für das rechte Vorderrad normal arbeitet. Hierbei wird angenommen, dass diese Unterroutine nur dann ausgeführt wird, wenn das Fahrzeug mit einer über einem Schwellenwert liegenden Rate bzw. Geschwindigkeit eine Kurvenfahrt nach links oder rechts ausführt. Die Beurteilung ob die Radgeschwindigkeitssensoren normal arbeiten, kann mittels eines von diesen erhältlichen Ausgangssignals erfolgen, da es sich bei einer Störung solcher Sensoren in den meisten Fällen um einen Ausfall des Ausgangssignals aufgrund einer unterbrochenen elektrischen Schaltung handelt.
Wenn die Antwort im Schritt 230 JA lautet, dann wird im Schritt 240 das linke Vorderrad als Bezugsrad bestimmt, d.h. Vb = Vwvl, und der Zählwert C1 wird auf Null zurückgesetzt, während für den Fall, dass die Antwort von Schritt 230 NEIN ist, im Schritt 250 das rechte Vorderrad als Bezugsrad bestimmt wird, d.h. Vb = Vwvr, und der Zählwert C1 um Eins erhöht wird. Auf ähnliche Weise wird, wenn die Antwort von Schritt 290 JA ist, im Schritt 300 dann das rechte Vorderrad als Bezugsrad bestimmt, d.h. Vb = Vwvr, und der Zählwert C1 auf Null zurückgestellt, während für den Fall, dass die Antwort von Schritt 290 NEIN ist, im Schritt 310 das linke Vorderrad als Bezugsrad bestimmt wird, d.h. Vb = Vwvl, und der Zählwert C1 um Eins erhöht wird. Der auf diese Weise bestimmte Wert von Vb wird bei der Berechnung von Vwtva gemäß der oben aufgeführten Formel 1 verwendet. Jedoch muß die Formel 1 in diesem Fall folgendermaßen abgewandelt werden: Vwtva = Φ(θ)·Vb·(100 – Rsva)/100 (3)wobei Φ(θ) eine Funktion des Lenkwinkels θ darstellt, welche das Verhältnis der Radgeschwindigkeit des an der Kurveninnenseite befindlichen Vorderrades zu dem an der Kurvenaußenseite befindlichen in Abhängigkeit vom Lenkwinkel θ und den geometrischen Verhältnissen des Fahrzeugs regelt.
Im Schritt 260 wird beurteilt, ob der Radgeschwindigkeitssensor 86VR des rechten Vorderrades normal arbeitet. Falls die Antwort JA ist, dann wird im Schritt 270 das Kennzeichen F1 und der Zählwert C2 auf Null zurückgesetzt, während für den Fall, dass die Antwort NEIN ist, im Schritt 280 das Kennzeichen F1 auf 1 gesetzt und der Zählwert C2 um Eins erhöht wird. Auf ähnliche Weise wird im Schritt 320 beurteilt, ob der Geschwindigkeitssensor 86VL des linken Vorderrades normal arbeitet. Falls die Antwort JA ist, wird im Schritt 330 das Kennzeichen F1 und der Zählwert C2 dann auf Null zurückgesetzt, während für den Fall, dass die Antwort NEIN ist, im Schritt 340 das Kennzeichen F1 dann auf 1 gesetzt und der Zählwert C2 um Eins erhöht wird.
Da die Wahrscheinlichkeit eines gleichzeitigen Ausfalls beider Radgeschwindigkeitssensoren sowohl des linken, wie auch des rechten Vorderrades viel geringer ist, kann vernünftigerweise angenommen werden, dass, wenn die Steuerung den Schritt 280 erreicht, sie durch den Schritt 240 gegangen ist.
Auf jeden Fall wird im Schritt 350 beurteilt, ob der Zählwert C1 niedriger als ein erster Schwellenzählwert K1 ist. Falls die Antwort JA lautet, dann wird im Schritt 360 beurteilt, ob der Zählwert C2 niedriger als ein zweiter Schwellenzählwert K2 ist. Falls JA, wird im Schritt 370 beurteilt, ob mindestens einer der Radgeschwindigkeitssensoren des linken und rechten Vorderrades normal arbeitet, d.h. ob mindestens einer der Zählwerte C1 und C2 Null ist. Wenn die Antwort JA ist, dann wird das Kennzeichen F im Schritt 380 auf Null zurückgesetzt. Wenn die Antwort in wenigstens einem der Schrite 350, 360 und 370 NEIN wird, d.h. wenn der Zeitzählwert C1 bis K1 hochgezählt hat, oder der Zeitzählwert C2 bis K2 hochgezählt hat, oder festgestellt wurde, dass weder der linke, noch der rechte Radgeschwindigkeitssensor normal arbeitet, dann wird im Schritt 390 das Kennzeichen F auf 1 gesetzt. Wenn das Kennzeichen F auf 1 gesetzt ist, wird die Steuerung so umgeleitet, dass sie zum Schritt 80 von 2 zurückkehrt, so dass die Stabilitätssteuerung nicht mehr ausgeführt wird. In diesem Zusammenhang ist jedoch zu beachten, dass für den Fall, dass die Schleudergröße SQ mittlerweile zurückgegangen ist, die Steuerung durch den Schritt 70 beendet wird, bevor das Kennzeichen F auf 1 gesetzt wird.
Es ist im allgemeinen erstrebenswert, die Bezugsradgeschwindigkeit vom Vorderrad an der Kurveninnenseite zu verwenden, da das an der Kurveninnenseite befindliche Vorderrad bezüglich der Schleuderverhinderungssteuerung nicht abgebremst wird, und bezüglich einer Abdriftverhinderungssteuerung im allgemeinen ebenfalls nicht abgebremst wird. Es wird jedoch hierin vorgeschlagen, dass beim Auftreten einer Störung im Radgeschwindigkeitssensor des an der Kurveninnenseite befindlichen Vorderrades das Bezugsrad, wie oben beschrieben, auf das an der Kurvenaußenseite befindliche Rad wechselt. In diesem Fall wird der Zeitzählwert C1 ausgelöst, und die Ausführung der Stabilitätssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung nach dem Hochzählen bis zum Schwellenzeitzählwert K1 beendet. Wenn eine solche Störung aufgetreten ist, während die Fahrzeugstabilitätssteuerung nicht durchgeführt wird, d.h. dass an keinem der Vorderräder ein Bremsbetrieb durchgeführt wird, liegt daher keine abrupte Veränderung im Fahrzustand des Fahrzeugs vor. Falls während der Ausführung der Fahrzeugsstabilitätssteuerung, d.h. während eines Abbremsens des an der Kurvenaußenseite befindlichen Vorderrades, eine solche Störung aufgetreten ist, wird die Steuerung zwar weitergeführt, jedoch die Zeitzählung ausgelöst, und nach dem Erreichen des Zeitzählwerts K1 wird die Stabilitätssteuerung beendet und nicht mehr weiter ausgeführt. Wenn der Zeitzählwert K1 derart geeignet bestimmt wird, dass jede gewöhnlich einmalige Ausführung der Stabilitätssteuerung zwischenzeitlich beendet wird, dann tritt keine abrupte Veränderung im Fahrzustand des Fahrzeugs auf. In diesem Fall ist es vorteilhaft, dass eine Warnlampe eingeschaltet wird, um die Störung anzuzeigen, obgleich dies in der Figur nicht dargestellt ist.
Wenn im Radgeschwindigkeitssensor des an der Kurvenaußenseite befindlichen Rades eine Störung aufgetreten ist, wird das Kennzeichen F1 auf 1 gesetzt und die Zeitzählung begonnen. Durch das Setzen des Kennzeichens F1 auf 1 wird das Betriebsverhältnis Drva zum Zuführen bzw. Abführen von Bremsfluid vom bzw. zum an der Kurvenaußenseite befindlichen Radzylinder auf Null gesetzt, d.h. dass die Steuerung der Bremskraft des auf der Kurvenaußenseite befindlichen Vorderrades solange unterbrochen wird, bis zum Zählwert K2 hochgezählt wurde, und die Stabilitätssteuerung beendet wird. Es wird angenommen, dass es am besten ist, wenn die Bremskraft nicht mehr verändert wird, so dass infolge eines Versuchs, die Berechnung für die Steuerung weiterzuführen, kein größerer Fehler in die Steuerung eingeführt wird.
4 zeigt eine Abwandlung des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels. Die Abwandlung wird im Schritt 130 ausgeführt. Da die übrigen Schritte die gleichen wie in 2 sind, wird auf wiederholende Beschreibungen für die übrigen Schritte verzichtet. Im Schritt 130 dieser Abwandlung wird, wenn das Kennzeichen F1 auf 1 gesetzt ist, die Ableitung SQd der Schleudergröße SQ berechnet und das Betriebsverhältnis Drva auf der Ableitung von SQ basierend unter Bezug auf ein Verzeichnis, wie es in 7 gezeigt ist, berechnet. Wie aus der Leistungs- bzw. Verhaltenskurve von 7 hervorgeht, wird bei dieser Abwandlung das Betriebsverhältnis Drva so bestimmt, dass sein Wert im Wesentlichen proportional zur Änderungsrate der Schleudergröße SQ ist, so dass bei einer Zu- bzw. Abnahme der Schleudergröße SQ die Bremskraft zum Unterdrücken des Schleuderns mit einer entsprechenden, geeigneten Rate erhöht oder verringert wird.

Claims

Fahrstabilitätsregelungsvorrichtung zur Verhinderung eines übersteuernden Fahrverhaltens eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeugkarosserie und linken und rechten Vorderrädern, sowie linken und rechten Hinterrädern, mit: einer Einrichtung zum Abschätzen der Übersteuerneigung der Fahrzeugkarosserie, um eine Übersteuergröße (SQ) zu erzeugen, die im Allgemeinen mit einer Zunahme der Übersteuerneigung ansteigt, einer Einrichtung (86VL) zum Erfassen der Radgeschwindigkeit eines ersten Rads an der linken Fahrzeugseite, um ein erstes Radgeschwindigkeitssignal (Vwvl) zu erzeugen, einer Einrichtung (86VR) zum Erfassen der Radgeschwindigkeit eines zweiten Rads, das mit dem ersten Rad in Querrichtung des Fahrzeugs ein Paar bildet, um ein zweites Radgeschwindigkeitssignal (Vwvr) zu erzeugen, einer Bremseinrichtung (10) zum selektiven Aufbringen einer variablen Bremskraft auf jedes der Räder, und einer Steuereinrichtung (70) zum Steuern der Bremseinrichtung (10), so dass diese selektiv auf das erste Rad oder das zweite Rad eine variable Bremskraft in Abhängigkeit von einer diesbezüglichen Berechnung auf der Basis der Übersteuergröße (SQ) und dementsprechend dem zweiten Radgeschwindigkeitssignal (Vwvr) oder dem ersten Radgeschwindigkeitssignal (Vwvl) aufbringt, um eine Übersteuerneigung der Fahrzeugkarosserie zu unterdrücken, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (70) das erste Radgeschwindigkeitssignal (Vwvl) oder das zweite Radgeschwindigkeitssignal (Vwvr) als Ersatz für entsprechend das zweite Radgeschwindigkeitssignal (Vwvr) oder das erste Radgeschwindigkeitssignal (Vwvl) verwendet, um dementsprechend die auf das erste Rad oder das zweite Rad aufzubringende Bremskraft zu berechnen, wenn dementsprechend das zweite Radgeschwin digkeitssignal (Vwvr) oder das erste Radgeschwindigkeitssignal (Vwvl) als nicht normal beurteilt wird.
Fahrstabilitätsregelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (70) ihren Steuerungsbetrieb beendet, wenn das zweite Radgeschwindigkeitssignal (Vwvr) oder das erste Radgeschwindigkeitssignal (Vwvl) längstens über einen vorgegebenen Zeitraum (C1 = K1) als nicht normal beurteilt wird.
Fahrstabilitätsregelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (70), wenn das erste Radgeschwindigkeitssignal (Vwvl) oder das zweite Radgeschwindigkeitssignal (Vwvr) als nicht normal beurteilt wird, die dementsprechend auf das erste Rad oder das zweite Rad aufgebrachte Bremskraft längstens für einen bestimmten Zeitraum (C2 = K2) unverändert aufrechterhält, bevor sie ihren Steuerungsbetrieb beendet.