DE19643168A1 - Fahrzeugstabilitätssteuervorrichtung mit Unterscheidung einer Straße mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten mu - Google Patents
Fahrzeugstabilitätssteuervorrichtung mit Unterscheidung einer Straße mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten muInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen
auf eine Verhaltenssteuerung eines Fahrzeugs, beispielswei
se eines Kraftfahrzeugs, zur Verbesserung seiner Fahrstabi
lität und insbesondere auf eine Stabilitätssteuervorrich
tung mit einer Unterscheidung des Oberflächenzustands einer
Straße, die in den Bereichen, die von den linken und rech
ten Rädern befahren werden, verschiedene Reibungskoeffizi
entenwerte aufweist.
Es ist allgemein bekannt, daß Kraftfahrzeuge oder der
gleichen, wenn sie in einer gekrümmten Straße oder einer
Kurve übersteuert werden, zu einem "Ausbrechen" bzw.
"Abdriften" als eine Instabilitätserscheinung neigen, d.
h., daß die Vorderräder bei einer Sättigung bzw. vollen Be
anspruchung ihrer Reifenhaftkraft zur Kurvenaußenseite
gleiten, da die auf die Fahrzeugkarosserie als eine Zentri
fugalkraft einwirkende Seitenkraft zusammen mit dem Anstieg
der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels unbegrenzt
ansteigen kann, wogegen die von der Straßenoberfläche wir
kende Reifenhaftkraft zum Halten der Fahrzeugkarosserie be
grenzt ist, und insbesondere auf einer glitschigen nassen
Straße vermindert ist.
Es wurden verschiedene Anstrengungen unternommen, um
Kraftfahrzeuge und dergleichen vor einem Schleudern
und/oder Abdriften zu bewahren. Ein Beispiel dafür wird in
der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung 6-
24304 gezeigt, wonach durch ein Rückkopplungssteuersystem
auf jeweilige Räder gesteuerte Bremskräfte derart aufge
bracht werden, daß die momentane Gierrate bzw. Gierge
schwindigkeit der Fahrzeugkarosserie mit einer Sollgierge
schwindigkeit übereinstimmt, die in Abhängigkeit von den
Fahrzuständen des Fahrzeugs, einschließlich des Lenkzu
stands, berechnet wird.
Das Abdriften eines Fahrzeugs, das durch eine Kurve
fährt, kann effektiv verhindert werden, indem das Fahrzeug,
insbesondere an den Hinterrädern, derart gebremst wird, daß
es zur Verringerung der auf das Fahrzeug aufgebrachten Zen
trifugalkraft verlangsamt wird; desweiteren wird, wenn die
Hinterräder gebremst werden, die Seitenvektorkomponente der
Reifenhaftkraft des Hinterrads durch die Addition einer
durch das Bremsen erzeugten Längsvektorkomponente vermin
dert, da der Gesamtvektor der verfügbaren Reifenhaftkraft
begrenzt ist und alle Richtungen ausfüllt, wodurch das Hin
terrad zur Kurvenaußenseite gleiten kann und das fahrende
Fahrzeug somit gegen die Abdriftbewegung zur Kurveninnen
seite getrieben wird. Wenn ein mit einer derartigen Ab
driftverhinderungssteuerung ausgestattetes Fahrzeug jedoch
beschleunigt oder gebremst wird, während es auf einer ge
radlinigen Straße mit unterschiedlichen Reibungskoeffizien
ten µ (split-µ road) gefahren wird, die für die linken und
rechten Hinterräder verschiedene Oberflächenreibungskoeffi
zientenwerte aufweist, würde das Fahrzeug auf die eine der
beiden Straßenseiten zu abdrehen. Wenn man annimmt, daß ei
ne Straße für die linksseitigen Fahrzeugräder einen relativ
niedrigen Reibungskoeffizienten zeigt, während sie für die
rechtsseitigen Räder einen relativ hohen Reibungskoeffizi
enten zeigt, würde das Fahrzeug, wenn es an den Hinterrä
dern stark gebremst wird, nach rechts drehen und der Fahrer
das Fahrzeug beinahe unbeabsichtigt nach links steuern, um
die gerade Richtung des Fahrzeugs einzuhalten. Gemäß einem
derartigen Steuer- bzw. Lenkvorgang wird für den Fall, daß
die Abdriftsteuerung so aufgebaut ist, daß sie in Abhängig
keit von einer Differenz zwischen einem Lenkwinkel, der
durch einen Lenkwinkelsensor erfaßt wird, und einem Lenk
winkel, der aus einer durch einen Giergeschwindigkeitssen
sor erfaßten Giergeschwindigkeit berechnet wird, arbeitet,
eine Lenkwinkeldifferenz geschaffen, die die Abdriftsteue
rung aktiviert. Da in diesem Fall auf die Fahrzeugkarosse
rie jedoch keine Zentrifugalkraft aufgebracht wird, die
beispielsweise beim Kurvenfahren des Fahrzeugs aufgebracht
werden würde, ist die Abdriftverhinderungssteuerung, d. h.
das automatische Abbremsen der Hinterräder, zur Einhaltung
eines stabilisierten Fahrzeugverhaltens nutzlos oder sogar
unerwünscht.
Angesichts dieser Problematik, die die Abdriftverhinde
rungssteuerung betrifft, ist es eine Hauptaufgabe der vor
liegenden Erfindung eine weiter verbesserte Stabilitäts
steuervorrichtung eines Fahrzeugs vorzusehen, bei der die
ser Mißstand behoben ist.
Um eine derartige Aufgabe zu lösen, schlägt die vorlie
gende Erfindung eine Stabilitätssteuervorrichtung eines
Fahrzeugs mit einer Fahrzeugkarosserie und Vorder- und Hin
terräder vor, die aufweist:
eine Einrichtung zum Abschätzen der Abdriftneigung der Fahrzeugkarosserie, die eine Abdriftgröße erzeugt, die zu sammen mit dem Anstieg der Abdriftneigung im allgemeinen ansteigt,
eine Einrichtung zum Erfassen der Seiten- bzw. Querbe schleunigung der Fahrzeugkarosserie,
eine Bremseinrichtung zum selektiven Aufbringen einer variablen Bremskraft auf jedes der Räder, und
eine Steuereinrichtung zum Steuern der Bremseinrich tung, so daß auf jedes der Räder eine variable Bremskraft aufgebracht wird,
wobei die Steuereinrichtung die Bremseinrichtung in Ab hängigkeit von der Abdriftgröße derart steuert, daß die Hinterräder in Abhängigkeit vom Anstieg der Abdriftgröße im allgemeinen mit einer höheren Intensität gebremst werden, mit der Modifikation, daß die Beteiligung bzw. Mitwirkung der Abdriftgröße bei der Hinterradbremssteuerung im wesent lichen aufgehoben bzw. ausgeschlossen wird, wenn die Quer beschleunigung im wesentlichen unbedeutend ist.
eine Einrichtung zum Abschätzen der Abdriftneigung der Fahrzeugkarosserie, die eine Abdriftgröße erzeugt, die zu sammen mit dem Anstieg der Abdriftneigung im allgemeinen ansteigt,
eine Einrichtung zum Erfassen der Seiten- bzw. Querbe schleunigung der Fahrzeugkarosserie,
eine Bremseinrichtung zum selektiven Aufbringen einer variablen Bremskraft auf jedes der Räder, und
eine Steuereinrichtung zum Steuern der Bremseinrich tung, so daß auf jedes der Räder eine variable Bremskraft aufgebracht wird,
wobei die Steuereinrichtung die Bremseinrichtung in Ab hängigkeit von der Abdriftgröße derart steuert, daß die Hinterräder in Abhängigkeit vom Anstieg der Abdriftgröße im allgemeinen mit einer höheren Intensität gebremst werden, mit der Modifikation, daß die Beteiligung bzw. Mitwirkung der Abdriftgröße bei der Hinterradbremssteuerung im wesent lichen aufgehoben bzw. ausgeschlossen wird, wenn die Quer beschleunigung im wesentlichen unbedeutend ist.
Bei der vorstehend erwähnten Stabilitätssteuervorrich
tung kann die Querbeschleunigung als im wesentlichen unbe
deutend erachtet werden, wenn sie bezüglich ihres Absolut
werts kleiner als ein diesbezüglich bestimmter Schwellen
wert ist.
Bei der vorstehend erwähnten Stabilitätssteuervorrich
tung kann die Querbeschleunigung aber auch dann als im we
sentlichen unbedeutend erachtet werden, wenn das Verhältnis
der Querbeschleunigung zur Längsbeschleunigung der Fahr
zeugkarosserie bezüglich des Absolutwerts kleiner als ein
diesbezüglich bestimmter Schwellenwert ist.
Ferner kann bei der vorstehend erwähnten Stabilitäts
steuervorrichtung die Querbeschleunigung auch dann als im
wesentlichen unbedeutend beurteilt werden, wenn das Ver
hältnis der Querbeschleunigung zur Abdriftgröße bezüglich
des Absolutwerts kleiner als ein diesbezüglich bestimmter
Schwellenwert ist.
Die vorstehend erwähnte Stabilitätssteuervorrichtung
kann eine Einrichtung zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindig
keit, eine Einrichtung zum Erfassen der Giergeschwindigkeit
der Fahrzeugkarosserie und eine Einrichtung zum Erfassen
des Lenkwinkels aufweisen, wobei die Steuereinrichtung die
Abdriftgröße als einen Absolutwert einer Differenz zwischen
einem durch die Lenkwinkelerfassungseinrichtung erfaßten
Lenkwinkel und einem Lenkwinkel berechnen kann, der in Ab
hängigkeit von einer durch die Fahrzeuggeschwindigkeitser
fassungseinrichtung erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit und
einer durch die Giergeschwindigkeitserfassungseinrichtung
erfaßten Giergeschwindigkeit berechnet wird.
Der Betrieb der vorstehend erwähnten Stabilitätssteuer
vorrichtung und die Funktionen, sowie die anwendbaren Vor
teile werden aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf
ein Ausführungsbeispiel und der begleitenden Zeichnung er
sichtlich, 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 vorliegende Erfindung durchgeführten
Stabilitätssteuerroutine zeigt,
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm ist, das die Einzelheit des
Schritts zur Änderung der Abdriftgröße für die Steuerung
durch die Routine von Fig. 2 zeigt,
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm ist, das den Schritt zur Än
derung der Abdriftgröße für die Steuerung durch die Routine
von Fig. 2 ausführlich zeigt,
Fig. 5 ein Verzeichnis ist, das den Zusammenhang zwi
schen der Abdriftgröße für die Steuerung und dem Sollge
samtschlupfverhältnis zeigt, und
Fig. 6 ein Verzeichnis ist, das den Zusammenhang zwi
schen der Sollschlupfgeschwindigkeit des Hinterrads und dem
Betriebsverhältnis zur Steuerung der Bremse des Hinterrads
zeigt.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung in der Form
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die
begleitenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
Zuerst sei auf Fig. 1 bezuggenommen, die ein Ausfüh
rungsbeispiel der Verhaltenssteuervorrichtung der vorlie
genden Erfindung in Bezug auf den Aufbau ihrer Hydraulik
kreiseinrichtung und ihrer elektrischen Steuereinrichtung
schematisch zeigt, wobei die im allgemeinen mit 10 bezeich
nete Hydraulikkreiseinrichtung eine herkömmliche manuelle
Bremsdruckquelleneinrichtung mit einem von einem Fahrer zu
betätigenden Bremspedal 12, einem Hauptzylinder 14, der zum
Hervorbringen eines dem Tritt auf das Bremspedal 12 ent
sprechenden Hauptzylinderdrucks angepaßt ist, und einem Hy
drobooster bzw. Hydroverstärker 16 hat, der einen Verstär
kerdruck erzeugt.
Die Hydraulikeinrichtung 10 weist ferner eine kraftbe
triebene Bremsdruckquelleneinrichtung mit einem Behälter 36
und einer Bremsfluidpumpe 40 auf, die ein unter Druck ge
setztes Bremsfluid an einen Kanal 38 liefert, an den ein
Speicher 40 angeschlossen ist, so daß im Kanal 38 ein sta
bilisierter bzw. konstant gehaltener Speicherdruck für die
hierin nachstehend beschriebene automatische Bremssteuerung
verfügbar ist. Der Speicherdruck wird außerdem an den Hy
droverstärker 16 geliefert, der einer Druckquelle zum Er
zeugen eines Verstärkerdrucks entspricht, der im wesentli
chen 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 normaler
weise geschlossenen EIN-AUS-Ventils verbraucht wird, so
daß, wie hierin nachstehend beschrieben, ein erwünschter
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 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 Bremsdruck
steuereinrichtung 32 des linken Hinterrads und Bremsdruck
steuereinrichtung 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 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 Verbin
dungskanal 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 Verbin
dungskanal 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 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 geschlossenen EIN-AUS-Ven
tile 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 Reihenschal
tung der EIN-AUS-Ventile 60HL und 62HL steht durch einen
Verbindungskanal 66HL mit einem Radzylinder 64HL zum Auf
bringen einer Bremskraft auf das linke Hinterrad in Verbin
dung, und ein mittlerer Punkt der Reihenschaltung der EIN-
AUS-Ventile 60HR und 62HR steht durch einen Verbindungska
nal 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 beide Reihenschaltungen
der EIN-AUS-Ventile 60HL und 62HL und der EIN-AUS-Ventile
60HR und 62HR mit dem manuellen Bremsdruckkanal 26 in Ver
bindung 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 Umschaltsteu
erventils 44 angeschlossen ist, so daß der Kanal 30 entwe
der 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 entgegenge
setzten zweiten Schaltstellung befindet.
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 sie mit dem Druck des Hauptzylinders 14
versorgt werden, wodurch der Fahrer auf jedes Rad eine dem
Tritt auf das Bremspedal 12 entsprechende Bremskraft auf
bringen kann. Wenn das Steuerventil 28 in die zweite
Schaltstellung umgeschaltet wird, wobei das Steuerventil 44
in der gezeigten ersten Schaltstellung gehalten wird, wer
den 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 wäh
rend der Steuerung der normalerweise offenen EIN-AUS-Venti
le 54VL, 54VR, 60HL, 60HR und der normalerweise geschlosse
nen EIN-AUS-Ventile 56VL, 56VR, 62HL, 62HR in Abhängigkeit
vom Verhältnis des offenen Zustands der entsprechenden nor
malerweise 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 Spei
cherbremsdruck 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, wie es hierin nachste
hend ausführlicher beschrieben wird. Die elektrische Steu
ereinrichtung 70 besteht aus einem Mikrocomputer 72 und ei
ner Treiberschalteinrichtung 74. Obwohl es in Fig. 1 nicht
im Detail gezeigt ist, kann der Mikrocomputer 72 einen all
gemeinen Aufbau haben, der eine zentrale Verarbeitungsein
heit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Direkt-Zu
griff-Speicher (RAM), Eingangs- und Ausgangstoreinrichtun
gen und einen diese funktionalen Elemente zusammenschalten
den 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 wesentli
chen am Massezentrum der Fahrzeugkarosserie angebrachten
Längsbeschleunigungssensor 84 mit einem die Längsbeschleu
nigung Gx der Fahrzeugkarosserie anzeigenden Signal und von
Radgeschwindigkeitssensoren 86VL bis 86HL mit Signalen ver
sorgt, die jeweils die Radgeschwindigkeit (die Radumfangs
geschwindigkeit) Vwvl, Vwvr, Vwhl, Vwhr der in der Figur
nicht dargestellten linken und rechten Vorderräder bzw.
linken und rechten Hinterräder anzeigen. Der Querbeschleu
nigungssensor 78, der Giergeschwindigkeitssensor 80 und der
Lenkwinkelsensor 82 erfassen die Querbeschleunigung, die
Giergeschwindigkeit, bzw. den Lenkwinkel, welche positiv
sind, wenn das Fahrzeug eine Linksdrehung ausführt, und der
Längsbeschleunigungssensor 84 erfaßt die Längsbeschleuni
gung, die positiv ist, wenn das Fahrzeug in Vorwärtsrich
tung beschleunigt wird. Im allgemeinen werden bei der fol
genden Analysis die Parameter, die für die Drehrichtung der
Fahrzeuge unterscheidend bzw. kennzeichnend sind, als posi
tiv vorausgesetzt, wenn die Drehung bzw. 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 Fig. 2, 3 und 4
gespeichert sind, und Verzeichnisse, wie sie beispielsweise
in Fig. 5 und 6 gezeigt sind. Die zentrale Verarbeitungs
einheit führt in Abhängigkeit von den Parametern, die von
den durch die vorstehend erwähnten verschiedenen Sensoren
erfaßt werden, gemäß diesen Ablaufdiagrammen und Verzeich
nissen, wie hierin nachstehend beschrieben, Berechnungen
durch, so daß eine Dreh- bzw. Schleudergröße und Abdrift
größe 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 ei
nem Schleudern und Abdriften zu bewahren, indem auf jedes
Rad eine variable Bremskraft selektiv aufgebracht wird.
Im folgenden wird die Stabilitätssteuervorrichtung der
vorliegenden Erfindung in der Form eines Ausführungsbei
spiels ihres Steuerungsbetriebs unter Bezug auf die Fig.
2 bis 6 beschrieben. Die Steuerung gemäß dem Ablaufdiagramm
von Fig. 2 beginnt mit dem Schließen eines Zündschalters,
der in der Figur nicht dargestellt ist, und wird in einem
vorgegebenen Zeitintervall, beispielsweise von Hundertstel
sekunden, wiederholt ausgeführt.
Im Schritt 10 werden die Signale einschließlich der
Fahrzeuggeschwindigkeit V vom ,Fahrzeuggeschwindigkeitssen
sor 76 und dergleichen eingelesen. Im Schritt 20 wird unter
Verwendung des Übersetzungsverhältnisses des Lenksystems
als N und des Achsabstands bzw. Radstands als L in Abhän
gigkeit von der Giergeschwindigkeit γ ein Lenkwinkel wie
folgt abgeschätzt:
θy = (γ/V)*N*L*3,6 (1)
Im Schritt 30 wird die Differenz Δθ zwischen dem durch
den Lenkwinkelsensor 82 erfaßten momentanen Lenkwinkel und
dem in Abhängigkeit von der Giergeschwindigkeit abgeschätz
ten Lenkwinkel wie folgt berechnet:
Δθ = θ - θy (2)
Im Schritt 40 wird ein Parameter, der hierin als Ab
driftgröße DQ bezeichnet wird, in Abhängigkeit von der aus
dem Vorzeichen der Giergeschwindigkeit γ beurteilten Dreh
richtung des Fahrzeugs derart berechnet, daß die Abdrift
größe DQ gleich Δθ ist, wenn das Fahrzeug nach links ab
biegt, wogegen die Abdriftgröße DQ gleich ΩΔθ ist, wenn das
Fahrzeug nach rechts abbiegt. Es gibt keinen negativen Wert
von der Abdriftgröße DQ.
Im Schritt 50 wird die Abdriftgröße DQ gemäß einer Rou
tine von Fig. 3 oder 4 verändert.
Gemäß der Routine von Fig. 3 wird im Schritt 51 beur
teilt, ob der Absolutwert der durch den Querbeschleuni
gungssensor 78 erfaßten Querbeschleunigung Gy kleiner ist
als ein relativ kleiner Schwellenwert G1, was eine Bestäti
gung dafür ist, daß das Fahrzeug nicht in eine stark ge
krümmte Richtung bzw. eine enge Kurve fährt, oder anders
ausgedrückt, daß das Fahrzeug, wenn es fährt, in eine im
wesentlichen geradlinige Richtung fährt. Wenn die Antwort
JA ist, geht die Steuerung zum Schritt 52, in dem die Ab
driftgröße DQ auf 0 gesetzt wird, und die Steuerung kehrt
zum Schritt 10 zurück. Wenn die Antwort von Schritt 51 NEIN
ist, geht die Steuerung zum Schritt 53, in dem beurteilt
wird, ob der Absolutwert von Gy größer als ein relativ gro
ßer Schwellenwert G2 ist. Wenn die Antwort JA ist, geht die
Steuerung zum Schritt 54, in dem der Wert von DQ so beibe
halten wird, wie er im Schritt 40 berechnet wurde. Wenn die
Antwort von Schritt 53 NEIN ist, rückt die Steuerung zum
Schritt 55 vor, in dem der Wert von DQ so verändert wird,
daß er zum Wert von Gy wie folgt im wesentlichen proportio
nal ist.
DQ = DQ*{(|Gy| - G1)/(G2 - G1)} (3)
Für den Fall, daß die Querbeschleunigung als im wesent
lichen unbedeutend erachtet wird, da der Absolutwert der
Querbeschleunigung Gy kleiner ist als der kleine Schwellen
wert GI, obwohl im Schritt 40 ein realer Wert von DQ be
rechnet wurde, wird angenommen, daß der Grund für einen
solch realen Wert von DQ darin liegt, daß das Fahrzeug auf
einer geradlinigen Straße mit unterschiedlichen Reibungs
koeffizienten µ beschleunigt oder abgebremst wird, wobei
der Fahrer sich darum bemüht, das Fahrzeug gegen ein Hin
ausschieben aus der geraden Richtung zu steuern. Daher
wird, wie es aus dem vorstehenden Prozeß von Fig. 3 hervor
geht, in einem solchen Zustand keine Abdriftsteuerung aus
geführt. Die Schritte 53 bis 55 sind vorgesehen, um in ei
ner Grauzone bzw. einem Übergangsbereich zwischen einem Zu
stand, in dem das Fahrzeug auf einer geradlinigen Straße
mit verschiedenen Reibungskoeffizienten µ fährt, und einem
Zustand, in dem das Fahrzeug auf einer definitiv gekrümmten
Straße bzw. durch eine Kurve fährt, die Abdriftsteuerung zu
stabilisieren.
Gemäß der Routine von Fig. 4 wird der Zustand, in dem
das Fahrzeug auf einer geradlinigen Straße mit unterschied
lichen Reibungskoeffizienten µ beschleunigt oder abgebremst
wird, wobei der Fahrer das Fahrzeug einem Schieben aus der
geradlinigen Richtung entgegegenwirkend steuert, differen
zierter beurteilt, indem der Wert der Querbeschleunigung Gy
mit der Längsbeschleunigung Gx oder dem berechneten Wert
der Abdriftgröße DQ verglichen wird. Im Schritt 61 wird da
her ein Parameter Gxyr als das Verhältnis von Gy zu Gx oder
Gy zu DQ berechnet. (Es erfolgt auf jeden Fall eine Beur
teilung in der Weise, daß keine Berechnung einer Division
durch Null erfolgt; beispielsweise wird ein minimaler Wert,
der ungleich Null ist, für die Änderung des Nenners festge
setzt.) Im Schritt 62 wird beurteilt, ob Gxyr kleiner als
ein geeignet bestimmter, relativ kleiner Schwellenwert G3
ist. Durch das Teilen von Gy durch Gx kann die Wahl zum
Aufheben des falschen DQ aufgrund unterschiedlicher Rei
bungskoeffizienten µ (split-µ) bei einem niedrigeren
Schwellenwert von Gy erfolgen. D. h., daß der Unterschied
zwischen dem Zustand, in dem das Fahrzeug auf einer gerad
linigen Straße mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten
µ abgebremst oder beschleunigt wird, wobei der Fahrer gegen
das Hinausschieben des Fahrzeugs aus der geradlinigen Rich
tung steuert, und einem Zustand, in dem das Fahrzeug tat
sächlich durch eine Kurve, deutlicher gezeigt wird. Ein
ähnlicher Effekt wird durch eine Division von Gy durch DQ
erhalten. Wenn die Antwort von Schritt 62 JA ist, geht die
Steuerung zum Schritt 63, in dem der Wert von DQ auf Null
gesetzt wird, und die Steuerung springt zum Schritt 10 zu
rück. Wenn die Antwort von Schritt 62 dagegen NEIN ist,
geht die Steuerung zum Schritt 64, in dem beurteilt wird,
ob Gxyr größer als ein relativ großer Schwellenwert G4 ist.
Wenn die Antwort JA ist wird die Routine ohne eine Änderung
des Werts von DQ beendet, und geht zum Schritt 70, wogegen,
wenn die Antwort von Schritt 64 NEIN ist, die Steuerung an
schließend zum Schritt 66 geht und der Wert von DQ wie
folgt derart gemäßigt wird, daß er für einen Übergangsbe
reich, in dem der Wert von Gxyr zwischen G3 und G4 liegt,
zum Wert von Gxyr proportional ist:
DQ = DQ*(Gxyr - G3)/(G4 - G3) (4)
Nun sei wieder auf das Ablaufdiagramm von Fig. 2 bezug
genommen; im Schritt 70 wird in Abhängigkeit von der durch
den Schritt 50 bearbeiteten Abdriftgröße DQ das Sollgesamt
schlupfverhältnis Rsges bestimmt, wobei auf ein Verzeich
nis, wie es beispielsweise in Fig. 5 gezeigt ist, bezugge
nommen wird. Im Schritt 80 wird dann beurteilt, ob das Ge
samtschlupfverhältnis Rsges Null ist oder nicht. Falls die
Antwort JA ist, springt die Steuerung zum Schritt 10 zu
rück, da in einem derartigen Zustand keine Abdriftsteuerung
erwünscht ist.
Wenn die Antwort von Schritt 80 NEIN ist, geht die
Steuerung zum Schritt 90, in dem das Gesamtschupfverhältnis
Rsges zwischen den Sollschlupfverhältnissen Rshi und Rsha
der Hinterräder an der Kurveninnenseite und Kurvenaußensei
te in Abhängigkeit von einem geeigneten Verteilungsfaktor
Kr wie folgt verteilt wird:
Rshi = Rsges*Kr/100
Rsha = Rsges*(100 - Kr)/100 (5)
Rsha = Rsges*(100 - Kr)/100 (5)
Im Schritt 100 werden die Sollschlupfverhältnisse Rshl
und Rshr für die linken und rechten Hinterräder in Abhän
gigkeit von der Drehrichtung des Fahrzeugs, die aus dem
Vorzeichen der Giergeschwindigkeit γ beurteilt wird, gemäß
der folgenden Formel 6 bestimmt, wenn das Fahrzeug nach
links abbiegt, oder gemäß der folgenden Formel 7, wenn das
Fahrzeug nach rechtsa abbiegt:
Rshl = Rshi
Rshr = Rsha (6)
Rshl = Rsha
Rshr = Rshi (7)
Rshr = Rsha (6)
Rshl = Rsha
Rshr = Rshi (7)
Im Schritt 110 wird unter Verwendung von Vb als eine
Bezugsradgeschwindigkeit (beispielsweise die Radgeschwin
digkeit des Vorderrads an der Kurveninnenseite) die Sollrad
geschwindigkeit Vwti (i = hl, hr) gemäß der folgenden For
mel 8 wie folgt berechnet:
Vwti = Vb*(100 - Rsi)/100 (8)
Im Schritt 120 wird unter Verwendung von Vwid als Rad
beschleunigung (Ableitung von Vwi) der Hinterräder und Ks
als einen geeigneten positiven Faktor die Sollschlupfver
hältnisse SPi (i = hl, hr) gemäß der folgenden Formel 9 be
rechnet:
SPi = Vwi - Vwti + Ks*(Vwid - Gx) (9)
Im Schritt 130 werden gemäß einem Verzeichnis, wie es
beispielsweise in Fig. 6 gezeigt ist, die Betriebsverhält
nisse zum Umschalten der normalerweise offenen EIN-AUS-Ven
tile 60HL und 60HR und der normalerweise geschlossenen EIN-
AUS-Ventile 62HL und 62HR gemäß den Werten der Sollschlupf
verhältnisse SPi bestimmt. Im Schritt 140 werden dann die
Steuerventile 28 und 44 in ihre zweite Schaltstellung umge
schaltet, desweiteren werden die den Hinterradzylindern
64H1 und 64HR zugeführten Bremsdrücke derart gesteuert, daß
sie den zuvor erhaltenen Betriebsverhältnissen Dri entspre
chend erhöht oder vermindert werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend unter Be
zugnahme auf ein besonderes Ausführungsbeispiel davon im
Detail beschrieben wurde, ist es für den Fachmann ersicht
lich, daß bezüglich dem gezeigten Ausführungsbeispiel ver
schiedene Abwandlungen möglich sind, ohne dabei vom Sinn
der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die Erfindung sieht somit eine Stabilitätssteuervor
richtung eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeugkarosserie und
Vorder- und Hinterräder vor, mit einer Einrichtung zum Ab
schätzen einer Abdriftneigung der Fahrzeugkarosserie, die
eine Abdriftgröße erzeugt, die zusammen mit dem Anstieg der
Abdriftneigung im allgemeinen ansteigt, einer Einrichtung
zum Erfassen der Querbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie,
eine Bremseinrichtung zum selektiven Aufbringen einer va
riablen Bremskraft auf jedes der Räder und einer Steuerein
richtung zum Steuern der Bremseinrichtung, so daß auf jedes
der Räder eine variable Bremskraft aufgebracht wird, wobei
die Steuereinrichtung die Bremseinrichtung in Abhängigkeit
von der Abdriftgröße derart steuert, daß die Hinterräder
gemäß dem Anstieg der Abdriftgröße im allgemeinen mit einer
höheren Intensität gebremst werden, mit der Modifikation,
daß, wenn die Querbeschleunigung im wesentlichen unbedeu
tend ist, die Mitwirkung der Abdriftgröße bei der Hinter
radbremssteuerung im wesentlichen aufgehoben ist.
Claims (5)
1. Stabilitätssteuervorrichtung eines Fahrzeugs mit ei
ner Fahrzeugkarosserie und Vorder- und Hinterräder, die
aufweist:
eine Einrichtung zum Abschätzen der Abdriftneigung der Fahrzeugkarosserie, die eine Abdriftgröße erzeugt, die zu sammen mit dem Anstieg der Abdriftneigung im allgemeinen ansteigt,
eine Einrichtung zum Erfassen der Querbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie,
eine Bremseinrichtung zum selektiven Aufbringen einer variablen Bremskraft auf jedes der Räder, und
eine Steuereinrichtung zum Steuern der Bremseinrich tung, so daß auf jedes der Räder eine variable Bremskraft aufgebracht wird,
wobei die Steuereinrichtung die Bremseinrichtung in Ab hängigkeit von der Abdriftgröße derart steuert, daß die Hinterräder in Abhängigkeit vom Anstieg der Abdriftgröße im allgemeinen mit einer höheren Intensität gebremst werden, wobei aber die Mitwirkung der Abdriftgröße bei der Hinter radbremssteuerung aufgehoben wird, wenn die Querbeschleuni gung im wesentlichen unbedeutend ist.
eine Einrichtung zum Abschätzen der Abdriftneigung der Fahrzeugkarosserie, die eine Abdriftgröße erzeugt, die zu sammen mit dem Anstieg der Abdriftneigung im allgemeinen ansteigt,
eine Einrichtung zum Erfassen der Querbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie,
eine Bremseinrichtung zum selektiven Aufbringen einer variablen Bremskraft auf jedes der Räder, und
eine Steuereinrichtung zum Steuern der Bremseinrich tung, so daß auf jedes der Räder eine variable Bremskraft aufgebracht wird,
wobei die Steuereinrichtung die Bremseinrichtung in Ab hängigkeit von der Abdriftgröße derart steuert, daß die Hinterräder in Abhängigkeit vom Anstieg der Abdriftgröße im allgemeinen mit einer höheren Intensität gebremst werden, wobei aber die Mitwirkung der Abdriftgröße bei der Hinter radbremssteuerung aufgehoben wird, wenn die Querbeschleuni gung im wesentlichen unbedeutend ist.
2. Stabilitätssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei
die Querbeschleunigung als im wesentlichen unbedeutend be
urteilt wird, wenn sie in ihrem Absolutwert kleiner als ein
diesbezüglich bestimmter Schwellenwert ist.
3. Stabilitätssteuervorrichtung nach Anspruch 1, die
ferner eine Einrichtung zum Erfassen der Längsbeschleuni
gung des Fahrzeugs aufweist, wobei die Querbeschleunigung
im wesentlichen unbedeutend beurteilt wird, wenn das Ver
hältnis der Querbeschleunigung zur Längsbeschleunigung der
Fahrzeugkarosserie im Absolutwert kleiner als ein diesbe
züglich bestimmter Schwellenwert ist.
4. Stabilitätssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei
die Querbeschleunigung auch dann als im wesentlichen unbe
deutend beurteilt wird, wenn das Verhältnis der Querbe
schleunigung zur Abdriftgröße im Absolutwert kleiner als
ein diesbezüglich bestimmter Schwellenwert ist.
5. Stabilitätssteuervorrichtung nach Anspruch 1, die
ferner eine Einrichtung zum Erfassen der Fahrzeuggeschwin
digkeit, eine Einrichtung zum Erfassen der Giergeschwindig
keit der Fahrzeugkarosserie und eine Einrichtung zum Erfas
sen des Lenkwinkels aufweist, wobei die Steuereinrichtung
die Abdriftgröße als einen Absolutwert einer Differenz zwi
schen einem durch die Lenkwinkelerfassungseinrichtung er
faßten Lenkwinkel und einem Lenkwinkel berechnet, der in
Abhängigkeit von einer durch die Fahrzeuggeschwindigkeits
erfassungseinrichtung erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit und
einer durch die Giergeschwindigkeitserfassungseinrichtung
erfaßten Giergeschwindigkeit berechnet wird.
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