DE19644293C2 - Fahrzeugstabilitätssteuervorrichtung mit einer Verbesserung, um einer Pendelschwingung entgegenzuwirken - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Verhaltenssteuerung eines Fahrzeugs, beispielswei­ se eines Kraftfahrzeugs, zur Verbesserung seiner Stabilität während des Kurvenfahrens und im besonderen auf eine Stabi­ litätssteuervorrichtung, die eine Fahrzeuginstabilität wäh­ rend des Kurvenfahrens, beispielsweise ein schnelles Drehen bzw. Schleudern und Ausbrechen bzw. Abdriften, vorteilhaft unterdrückt, ohne dabei eine Pendelschwingung (hunting) der Steuerung zu verursachen.

Es ist allgemein bekannt, daß Kraftfahrzeuge und der­ gleichen, wenn sie übersteuert werden, zu einer Instabili­ tität, beispielsweise zum Schleudern und Abdriften, neigen, da die auf die Fahrzeugkarosserie als eine Zentrifugalkraft einwirkende Seitenkraft zusammen mit einem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels unbegrenzt an­ steigen kann, während die Reifenhaftkraft zum Halten und Lenken des Fahrzeugs entlang der Straßenoberfläche gegen­ über der Seitenkraft begrenzt ist, und insbesondere auf ei­ ner glitschigen nassen Straße vermindert ist.

Es wurden verschiedene Anstrengungen unternommen, um Kraftfahrzeuge und dergleichen vom Schleudern und/oder Ab­ driften abzuhalten. Ein Beispiel dafür ist in der japani­ schen offengelegten Patentveröffentlichung 6-24304 gezeigt, wonach durch ein Rückkopplungssteuersystem auf jeweilige Räder gesteuerte Bremskräfte derart aufgebracht werden, daß die momentane Gierrate bzw. Giergeschwindigkeit der Fahr­ zeugkarosserie mit einer Sollgiergeschwindigkeit überein­ stimmt, die in Abhängigkeit von den Fahrzuständen des Fahr­ zeugs, einschließlich des Lenkzustands, berechnet wird.

Eine Vorrichtung zur Regelung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patent­ anspruchs 1 ist bereits aus der deutschen Patentanmeldung DE 43 05 155 A1 bekannt, die ein Fahrdynamikregelungssystem offenbart, das über eine Einrichtung zum Erfassen des Fahr­ zeugverhaltens, einen Fahrdynamikrechner zum Bestimmen des Sollfahrzeugverhaltens sowie einen Bremsenregler verfügt. In Abhängigkeit des detektierten Fahrzustandes erzeugt der Fahrdynamikregler Sollwerte für den Bremsenregler, der wie­ derum zwei getrennte Regler aufweist (Gierwinkelgeschwindigkeit und Schwimmwinkel). Während des Zeitraums der Bremseneingriffe können dabei die Sollwerte entsprechend vorgegebenen Regelgesetzen verändert werden.

Im Zuge ähnlicher Anstrengungen für eine weitere Ver­ besserung der Fahrzeugstabilität im Hinblick auf ein Schleudern und/oder Abdriften des Fahrzeugs hat der gegen­ wärtige Erfinder im besonderen festgestellt, daß aufgrund der Stabilitätssteuerung des Fahrzeugs, die dem Schleudern und/oder Abdriften entgegenwirkt, eine Pendelbewegung der Fahrzeugkarosserie in den Gierrichtungen auftreten kann.

Um ein Schleudern des Fahrzeugs während des Kurvenfah­ rens zu unterdrücken, ist es bei Vierradfahrzeugen effek­ tiv, auf ein Vorderrad an der Kurvenaußenseite eine Brems­ kraft aufzubringen, so daß hierdurch in der Fahrzeugkaros­ serie in der Umgebung des gebremsten Vorderrads ein dem Schleudern entgegenwirkendes Moment hervorgerufen wird. Desweiteren wird, wie es in der Technik ebenfalls allgemein bekannt ist, ein Abdriften effektiv verhindert, indem das Fahrzeug, insbesondere an den Hinterrädern, derart abge­ bremst wird, daß es zur Verringerung der darauf aufgebrach­ ten Zentrifugalkraft verlangsamt wird, mit dem Begleitef­ fekt, daß beim Bremsen der Hinterräder die Seitenvektorkom­ ponente der Reifenhaftkraft der Hinterräder durch die Addi­ tion einer durch das Bremsen erzeugten Längsvektorkomponen­ te reduziert wird, da der Gesamtvektor der verfügbaren Rei­ fenhaftkraft begrenzt ist und alle durch den sogenannten Reibungskreis definierte Richtungen ausfüllt, wodurch die Hinterräder zur Kurvenaußenseite gleiten können und das fahrende Fahrzeug somit zur Kurveninnenseite geleitet wird.

Bei einer derartigen Fahrzeugstabilitätssteuerung wird eine Neigung des Fahrzeugs zu einer Instabilität während des Kurvenfahrens, beispielsweise zum Schleudern oder Ab­ driften, in Abhängigkeit von einem bestimmten Parameter, der die Fahrzustände des Fahrzeugs betrifft, abgeschätzt und die Bremskraft mit einer zum Ausmaß der abgeschätzten Instabilität im allgemeinen proportionalen Stärke auf ein betreffendes Rad oder auf die betreffenden Räder aufge­ bracht. Wenn die Instabilität des Fahrzeugs einen bestimm­ ten Schwankungszyklus aufweist, wird die Instabilität für den Fall, daß die Stabilitätssteuerung ausgeführt wird, aufgrund einer Resonanz zwischen der Eigenfrequenz der Fahrzeugkarosserie in der Gierbewegung und dem Ausführungs- bzw. Anwendungszyklus der Stabilitätssteuerung jedoch ver­ stärkt.

Aus der deutschen Patentanmeldung DE 196 43 179 A1, die gemäß § 3 Abs. 2 PatG zum Stand der Technik zählt, geht ei­ ne Vorrichtung zur Steuerung einer Fahrzeugstabilität her­ vor, die eine Einrichtung umfaßt, um einer Pendelschwingung entgegenzuwirken. Dies wird, dadurch erreicht, daß die An­ stiegsgeschwindigkeit der Bremskraft, die zur Fahrzeugsta­ bilisierung an ein ausgewähltes Rad angelegt wird, begrenzt wird. Die Begrenzung erfolgt durch eine zeitabhängige An­ passung des Maximalwerts des Betriebsverhältnisses von dem ausgewählten, zu bremsenden Fahrzeugrad zugeordneten Steu­ erventile.

Die Erfindung hat nun die Aufgabe, eine weiter verbes­ serte Stabilitätssteuervorrichtung des Fahrzeugs, bei­ spielsweise eines Kraftfahrzeugs, vorzusehen, die das Fahr­ zeug auf effektive Weise von einer Instabilität, beispiels­ weise dem Schleudern und Abdriften, abhalten kann, ohne da­ bei ein Aufschaukeln bzw. Pendeln der Steuerung hervorzuru­ fen.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Der Patentanspruch 2 betrifft eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Vorrich­ tung nach dem Patentanspruch 1.

Nun erfolgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen, wobei

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

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Ausführungsbei­ spiel der durch die erfindungsgemäße Vorrichtung durchge­ führten Stabilitätssteuerroutine zeigt,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Unterroutine zeigt, die bestimmt, ob die Instabilitätssteuerung verwei­ gert werden soll oder nicht,

Fig. 4 ein Verzeichnis ist, das den Zusammenhang zwi­ schen dem Schlupfverhältnis Rsva des Vorderrads an der Kur­ venaußenseite und dem Absolutwert der Schleudergröße SQ zeigt, und

Fig. 5 ein Verzeichnis ist, das den Zusammenhang zwi­ schen dem Betriebsverhältnis Drva und der Schlupfgeschwin­ digkeit SPva des Vorderrads an der Kurvenaußenseite zeigt.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung in der Form eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.

Zuerst sei auf Fig. 1 bezuggenommen, die ein Ausfüh­ rungsbeispiel der Stabilitätssteuervorrichtung 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 auch an den Hydrover­ stärker 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, ein derartiges Druckverhalten zu halten, während das Bremsfluid durch eine Reihenschaltung eines normaler­ weise offenen EIN-AUS-Ventils und eines normalerweise ge­ schlossenen 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 Fahrzeugsgeschwindigkeitssensor 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 nach links abbiegt, und der Längs­ beschleunigungssensor 84 erfaßt die Längsbeschleunigung, die positiv ist, wenn das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung be­ schleunigt wird. Im allgemeinen werden bei der folgenden Analysis die Parameter, die für die Dreh- bzw. Kurvenrich­ tung der Fahrzeuge kennzeichnend sind, als positiv voraus­ gesetzt, wenn die Drehung bzw. das Kurvenfahren im Gegen­ uhrzeigersinn erfolgt, und als negativ, wenn das Kurvenfah­ ren 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 Fig. 2 und 3 ge­ zeigt sind, und Verzeichnisse, wie sie beispielsweise in Fig. 4 und 5 gezeigt sind. Die zentrale Verarbeitungsein­ heit führt in Abhängigkeit von den Parametern, die von den durch die vorstehend erwähnten verschiedenen Sensoren er­ faßt werden, gemäß diesen Ablaufdiagrammen und Verzeichnis­ sen, wie hierin nachstehend beschrieben, Berechnungen durch, so daß die Dreh- bzw. Schleudergröße zur Beurteilung und Einschätzung der Schleuderneigung des Fahrzeugs erhal­ ten wird, und steuert das Dreh- bzw. Kurvenverhalten des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der abgeschätzten Schleuder­ größe, insbesondere um ein Schleudern des Fahrzeugs zu ver­ hindern, indem auf ein Vorderrad an der Kurvenaußenseite eine variable Bremskraft aufgebracht wird.

Nachfolgend wird in Bezug auf ein Ausführungsbeispiel der einem Schleudern entgegenwirkenden Fahrzeugsteuerung die erfindungsgemäße Stabilitätssteuervorrichtung in der Form ihres Steuerungsablaufs gemäß den Fig. 2 bis 5 be­ schrieben. Es ist jedoch klar, daß nach demselben erfin­ dungsgemäßen Prinzip auch eine Fahrzeugsteuerung möglich ist, die einem Abdriften entgegenwirkt. Daher sollte das erfindungsgemäße Konzept bezüglich der Stabilität und In­ stabilität derart aufgefaßt werden, daß es mindestens so­ wohl das Schleudern, wie auch das Abdriften abdeckt. Die Steuerung gemäß dem Ablaufdiagramm von Fig. 2 beginnt mit dem Schließen eines in der Figur nicht dargestellten Zünd­ schalters und wird in einem vorgegebenen Zeitintervall, beispielsweise von Hundertstelsekunden, wiederholt ausge­ führt.

Im Schritt 10 werden die Signale einschließlich der Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssen­ sor 76 und dergleichen eingelesen. Im Schritt 20 wird die Differenz zwischen der momentanen Querbeschleunigung Gy, die durch den Querbeschleunigungssensor 78 erfaßt wird, und einem Produkt aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Giergeschwindigkeit γ berechnet, so daß eine Seitengleitbe­ schleunigung Vyd der Fahrzeugkarosserie als Vyd = Gy - V . γ erhalten wird. Dann wird durch Integrieren von Vyd auf Zeitbasis die Seitengleitgeschwindigkeit Vy erhalten. Im Schritt 30 wird der Schräglaufwinkel bzw. Schwimmwinkel β der Fahrzeugkarosserie als ein Verhältnis der Seitengleit­ geschwindigkeit Vy zur Längsgeschwindigkeit Vx der Fahr­ zeugkarosserie (= Fahrzeuggeschwindigkeit) als β = Vy/Vx berechnet.

Im Schritt 40 wird unter Verwendung zweier geeigneter positiver Konstanten K1 und K2 ein Wert, der hierin als Schleuderwert SV bezeichnet wird, als eine lineare Summe des Schwimmwinkels β und der Seitengleitbeschleunigung Vyd berechnet, wie SV = K1 . β + K2 . Vyd. Der Schleuderwert SV ist demnach ein Parameter, der die Schleuderneigung der Fahr­ zeugkarosserie anzeigt. Wie es in der technischen Ananlysis üblich ist, kennzeichnen die Vorzeichen dieser Parameter, wie der Giergeschwindigkeit γ, des Schwimmwinkels β und des darauf basierenden, vorstehend angesprochenen Schleuder­ werts SV, die Dreh- bzw. Kurvenrichtung des Fahrzeugs in der Weise, daß ein positver Wert dieser Parameter anzeigt, daß das Fahrzeug in einer Linkskurve fährt, während ein ne­ gativer Wert dieser Parameter anzeigt, daß das Fahrzeug in einer Rechtskurve fährt.

Im Schritt 50 wird die Kurvenrichtung des Fahrzeugs aus dem Vorzeichen der Giegeschwindigkeit γ beurteilt und ein Parameter, der hierin als Schleudergröße SQ bezeichnet wird, derart bestimmt, daß er gleich SV ist, wenn der Schleuderwert SV positiv ist, und gleich -SV ist, wenn der Schleuderwert SV negativ ist. Die Schleudergröße SQ kann aber auch so bestimmt werden, daß sie im Hinblick auf die Vielfalt der Stabilität des Fahrzeugs während des Kurven­ fahrens empfindlicher bzw. feinfühliger ist, so daß, wenn der Schleuderwert SV in Übereinstimmung mit der positiven Giergeschwindigkeit γ positiv ist, die Schleudergröße SQ gleich SV ist, aber für den Fall, daß der Schleuderwert SV gegenüber der positiven Giergeschwindigkeit γ 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, aber für den Fall, daß der Schleuderwert SV gegenüber der negativen Giergeschwindigkeit γ positiv ist, die Schleudergröße SQ Null wird. Die Schleudergröße SQ ist demnach ein Parameter, der die Schleuderneigung der Fahr­ zeugkarosserie anzeigt.

Im Schritt 60 wird in Abhängigkeit von der Schleuder­ größe SQ gemäß einem Verzeichnis, wie es beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist, ein Sollschlupfverhältnis Rsva des Vor­ derrads an der Kurvenaußenseite berechnet.

Im Schritt 70 wird beurteilt, ob das Sollschlupfver­ hältnis Rsva Null ist. Wenn die Antwort JA ist, was an­ zeigt, daß kein wirklicher Bedarf für die Stabilitätssteue­ rung besteht, springt die Steuerung zum Schritt 10 zurück. Wenn die Antwort von Schritt 70 NEIN ist, wird die Steue­ rung fortgesetzt, so daß diese zum Schritt 80 geht.

Im Schritt 80 wird beurteilt, ob ein Flag bzw. Kennzei­ chen F auf 1 gesetzt ist. Wie es hierin nachstehend unter Bezug auf Fig. 3 beschrieben ist, bedeutet das auf 1 ge­ setzte Kennzeichen, daß sich die Frequenz einer instabilen Gierbewegung der Fahrzeugkarosserie der Eigenfrequenz der Gierbewegung der Fahrzeugkarosserie angenähert hat, was auf die Wahrscheinlichkeit hindeutet, daß ein Pendeln der Gier­ bewegung der Fahrzeugkarosserie erzeugt wird. Wenn die Ant­ wort von Schritt 80 JA ist, wird der Steuerungsprozess da­ her so umgeleitet, daß er zum Schritt 10 zurückgeht, ohne dabei einen Bremsbetrieb der Stabilitätssteuerung auszufüh­ ren, wie es nachstehend beschrieben ist.

Wenn die Antwort von Schritt 80 NEIN ist, geht die Steuerung zum Schritt 90. Im Schritt 90 wird unter Verwen­ dung der Radgeschwindigkeit des Vorderrads an der Kurvenin­ nenseite als Bezugsradgeschwindigkeit Vb eine Sollradge­ schwindigkeit des Vorderrads an der Kurvenaußenseite, das gebremst werden soll, wie folgt berechnet:

Vwtva = Vb . (100 - Rsva)/100 (1)

Im Schritt 100 wird unter Verwendung von Vwvad als Rad­ beschleunigung des Vorderrads an der Kurvenaußenseite (die Ableitung von Vwva) und Ks als eine geeignete positive Kon­ stante die Schlupfgeschwindigkeit SPva des Vorderrads an der Kurvenaußenseite wie folgt berechnet:

SPva = Vwva - Vwtva + Ks . (Vwvad - Gx) (2)

Im Schritt 110 wird unter Bezugnahme auf ein Verzeich­ nis, wie es beispielsweise in Fig. 5 gezeigt ist, das Be­ triebsverhältnis Drva für die Zufuhr oder Abfuhr von Brems­ fluid zum oder vom Radbremszylinder des Vorderrads an der Kurvenaußenseite in Abhängigkeit von jedem zeitlichen Wert von SPva berechnet. Drva gibt das Verhältnis der EIN-Dauer zur AUS-Dauer der Reihenschaltung der EIN-AUS-Ventile 54VL vs. 56VL oder 54VR vs. 56VR an. Der positive Wert von Drva bezieht sich auf das Verhältnis der Dauer ohne Energiezu­ fuhr zur Dauer mit Energiezufuhr des normalerweise offenen Ventils 54VL oder 54VR, wobei das normalerweise geschlos­ sene Ventil 56VL oder 56VR kontinuierlich abgeschaltet ist, während sich der negative Wert von Drva auf das Verhältnis der Dauer mit Energiezufuhr zur Dauer ohne Energiezufuhr des normalerweise geschlossenen Ventils 56VL oder 56VR be­ zieht, wobei das normalerweise offene Ventil 54VL oder 54VR kontinuierlich eingeschaltet ist.

Im Schritt 120 werden das Steuerventil 44 und das dem Vorderrad an der Kurvenaußenseite entsprechende Steuerven­ til 50VL oder 50VR jeweils in die zweite Schaltstellung um­ geschaltet und die Reihenschaltung des normalerweise offe­ nen EIN-AUS-Ventils und des normalerweise geschlossenen EIN-AUS-Ventils 54VL-56VL oder 54VR-56VR gemäß dem Be­ triebsverhältnis Drva gesteuert, so daß auf das Vorderrad an der Kurvenaußenseite eine gesteuerte Bremskraft aufge­ bracht wird.

Nun wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 der Prozeß zur Be­ urteilung der Pendelwahrscheinlichkeit beschrieben. Kurz zusammengefaßt, der Beurteilungsprozess soll die Male bzw. die Anzahl zählen, wenn das Sollschlupfverhältnis Rsva für eine bestimmte Zeitdauer (T1 durch Zählen, beispielsweise 200 ms, was für eine effektive Durchführung einer einmaligen Stabilitätssteuerung als lange genug angesehen wird) größer als ein Schwellenwert (K1, beispielsweise 3%, was für die Ausführung einer wirklichen Stabilitätssteuerung als hoch genug angesehen wird) wird, wobei Rsva zusätzlich innerhalb einer bestimmten Zeitdauer (T3 durch Zählen, beispielsweise 1 sek.) einmal unter den Schwellenwert sinkt, d. h. wie oft eine diskretes Rsva, das größer als ein Schwellenwert ist, mit einer Unterbrechung, die kürzer als eine bestimmte Zeitdauer ist, autritt. Wenn der Zählwert einen Schwellen­ wert (T2, beispielsweise 3) erreicht, wird angenommen, daß die Schleuderunterdrückungssteuerung pendelt.

Im Schritt 210 werden zunächst Signale eingelesen. Im Schritt 220 wird dann in Abhängigkeit vom Vorzeichen der Giergeschwindigkeit γ oder des Lenkwinkels θ überprüft, ob das Fahrzeug nach links dreht bzw. in einer Linkskurve fährt. Wenn die Antwort JA ist, geht der Steuerprozeß zum Schritt 230 für die Steuerung des Fahrens nach links, wäh­ rend für den Fall, daß die Antwort NEIN ist, der Steuerpro­ zeß zum Schritt 310 für die Steuerung des Fahrens nach rechts geht, vorausgesetzt, daß der Schritt 220 überhaupt nur dann ausgeführt wird, wenn das Fahrzeug erheblich bzw. wirklich in eine der beiden Richtungen dreht bzw. fährt.

Im Schritt 230 wird beurteilt, ob der Sollwert Rsva Null ist oder nicht. Wenn Rsva nicht Null ist, geht die Steuerung zum Schritt 240, und das Flag bzw. Kennzeichen F1vl, die Zählwerte C1vl, C2vl und C3, sowie das Kennzei­ chen Fb werden auf Null zurückgesetzt. Im Schritt 250 wird dann beurteilt, ob das Kennzeichen Fa 1 ist. Wie es er­ sichtlich ist, werden der Schritt 310 und die anschließen­ den vertikal folgenden Schritte in ähnlicher Weise ausge­ führt, wenn das Fahrzeug nach rechts fährt, so daß im Schritt 320 jeweils das entsprechende Kennzeichen F1vr, die Zählwerte C1vr, C2vr und C3, sowie das Kennzeichen Fa ähn­ licherweise auf Null zurückgesetzt werden, und daher wird das Kennzeichen Fa, das am Anfang auf Null zurückgesetzt ist und auch auf Null zurückgesetzt wird, wenn das Fahrzeug nach rechts fährt, auf Null zurückgesetzt. In diesem ersten Scan- bzw. Abtastzyklus ist die Antwort von Schritt 250 da­ her NEIN, und der Steuerprozeß geht zum Schritt 260.

Im Schritt 260 wird der Zählwert C1vr, der am Anfang auf Null zurückgesetzt ist und auch auf Null zurückgesetzt wird, wenn das Fahrzeug nach rechts fährt, um Eins erhöht. Der Zählwert C1vr zählt eine Zeitdauer in Folge, in der ei­ ne Schleuderverhinderungssteuerung ausgeführt wird. Im Schritt 270 wird überprüft. ob Rsva auf K1 angestiegen ist, (beispielsweise 3%); wenn dies der Fall ist, wird im Schritt 280 das Kennzeichen F1vr auf 1 gesetzt. Im Schritt 290 wird überprüft, ob die Zustände bzw. Bedingungen, daß eine Schleuderverhinderungssteuerung in Folge für wenig­ stens eine vorbestimmte Zeitdauer (was durch C1vr ≧ T1, beispielsweise 200 ms ausgedrückt ist) ausgeführt wurde und der Wert von Rsva auf wenigstens K1 angestiegen ist, beide gegeben bzw. erfüllt sind. Wenn diese beiden Bedingungen beide erfüllt sind, wird angenommen, daß eine Schleuderver­ hinderungssteuerung einmal wirklich ausgeführt wurde. Im Schritt 300 wird der Zählwert C2vr dann um eins erhöht und das Kennzeichen Fa auf 1 gesetzt. Indem das Kennzeichen Fa hier auf 1 gesetzt wird, wenn der Zählwert C2vr einmal um Eins erhöht wurde, werden, sofern die Steuerung nicht durch den Schritt 390 geht, d. h. sofern die Schleudergröße SQ nicht einmal derart tief genug abfällt, daß das Soll­ schlupfverhältnis Rsva für das Bremsen des Vorderrads im Schritt 230 als Null beurteilt wird, die Schritte 260 bis 300 nicht ausgeführt und bei Schritt 250 umgangen, so daß der Zählwert C2vr nicht erhöht wird.

Nach dem Vergehen der Zeit, in der der Abtastzyklus über den Schritt 210 zu einem letzten Rücksprung geht, wo­ bei gleichzeitig die Schritte 260 bis 300 umgangen werden, fällt die Schleuderneigung so weit ab, daß das Sollschlupf­ verhältnis Rsva für das Bremsen des rechten Vorderrads im Schritt 230 nun als Null beurteilt wird. Die Steuerung geht dann zum Schritt 390, und F1vr, F1vl, C1vr, C1vl, Fa und Fb werden alle auf Null zurückgesetzt, und C3 wird im Schritt 400 um 1 erhöht. Im Schritt 410 wird dann überprüft, ob der Zählwert C3 einen bestimmten Zählwert T3 erreicht hat, der durch Abtastzykluszeiten erreicht wird, die einem bestimm­ ten Zeitablauf, beispielsweise 1 Sekunde, entsprechen. Wenn die Antwort JA ist, d. h. wenn die Nicht-Schleuderverhinde­ rungssteuerung-Bedingung für die bestimmte Zeitdauer ange­ dauert hat, wird im Schritt 420 der Zählwert C2vr oder C2vl, welcher auch immer tätig war, auf Null zurückgesetzt. Wenn die Antwort NEIN ist, wird der Schritt 420 umgangen.

Im Schritt 430 wird überprüft, ob der Zählwert C2vr oder C2vl T2 erreicht hat. Wenn das Fahrzeug nach links fährt, und daher, wenn überprüft wird, ob in der Schleuder­ verhinderungssteuerung zum Aufbringen einer Bremskraft auf das rechte Vorderrad ein Pendeln eingetreten ist, wird na­ türlich überprüft, ob C2vr T2 erreicht hat. (Wenn das Fahr­ zeug andererseits nach rechts fährt, und daher, wenn über­ prüft wird, ob in der Schleuderverhinderungssteuerung zum Aufbringen einer Bremskraft auf das linke Vorderrad ein Pendeln eingetreten ist, wird überprüft, ob C2vl T2 er­ reicht hat.) Auf jeden Fall geht die Steuerung, wenn die Antwort JA ist, zum Schritt 440 und das Kennzeichen F wird auf 1 gesetzt, womit angezeigt wird, daß die Schleuderver­ hinderungssteuerung pendelt. Der Zählwert T2 kann ein Wert von beispielsweise 3 sein.

Die Schritte 310 bis 380 werden in derselben Art und Weise ausgeführt, wenn das Fahrzeug nach rechts fährt.

Wenn die Schleuderverhinderungssteuerung also bezüglich einer definierten Anzahl bzw. mit einer bestimmten Häufig­ keit, beispielsweise dreimal, mit einer Unterbechung, die kürzer als eine bestimmte Zeitdauer ist, beispielsweise 1 Sekunde, in derselben linken oder rechten Richtung ausge­ führt wird, dann wird gemäß dem vorstehenden Steuerprozeß angenommen, daß die Schleuderverhinderungssteuerung eine Pendelgierbewegung des Fahrzeugs hervorgerufen hat, wodurch das Kennzeichen F auf 1 gesetzt wird. Wie es unter Bezug­ nahme auf Fig. 2 beschrieben wurde, wird die Schleuderver­ hinderungssteuerung für den Fall verweigert bzw. nicht aus­ geführt, daß das Kennzeichen F auf 1 gesetzt wurde.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend bezüglich der Fahrzeugsteuerung, die dem Schleudern entgegenwirkt, beschrieben wurde, ist es ersichtlich, daß die Erfindung in ähnlicher Weise auch für eine dem Abdriften entgegenwirken­ de Fahrzeugssteuerung anwendbar ist, indem die Instabili­ tätsgröße, die bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel als die Schleudergröße SQ ausgedrückt ist, in eine Größe umge­ wandelt wird, die die Abdriftneigung der Fahrzeugkarosserie darstellt, und auf eines der Hinterräder oder auf beide Hinterräder eine Bremskraft aufgebracht wird, die von ent­ sprechenden Berechnungen für einen solchen Abbremsbetrieb der Hinterräder bezüglich der Abdriftsteuerung abhängt, wo­ bei das Betriebsverhältnis zum Zuführen und Abführen von Bremsfluid zum und vom Radzylinder oder zu und von den Rad­ zylindern des Hinterrads oder der Hinterräder auf eine ähn­ liche Weise verändert wird. Die vorstehend angesprochenen Berechnungen sind in den folgenden parallelen deutschen Pa­ tentanmeldungen: DE 196 43 168 A1, DE 196 43 169 A1 und DE 196 42 054 A1 gezeigt, die wie die vorliegende Anmeldung demselben Rechtsnachfolger abgetreten wurden. Die be­ treffenden Beschreibungen dieser Anmeldungen seien unter Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung einbezogen.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf ein besonderes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, ist es für den Fachmann ersichtlich, daß bezüglich dem gezeigten Ausführungsbeispiel verschiedene Abwandlungen möglich sind, ohne dabei vom Sinn der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Die Stabilitätssteuervorrichtung eines Fahrzeugs hat somit eine Einrichtung zum Abschätzen einer Instabilitäts­ neigung der Fahrzeugkarosserie während des Kurvenfahrens, die eine Instabilitätsgröße erzeugt, die mit dem Anstieg der Neigung im allgemeinen ansteigt, eine Bremseinrichtung zum selektiven Aufbringen einer variablen Bremskraft auf jedes der Räder und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Bremseinrichtung, so daß auf ein ausgewähltes Rad oder auf ausgewählte Räder in Abhängigkeit von der Instabilitätsgrö­ ße eine Bremskraft aufgebracht wird, um somit eine Instabi­ lität der Fahrzeugkarosserie während des Kurvenfahrens zu verhindern, wobei die Steuereinrichtung das Aufbringen der Bremskraft auf das ausgewählte Rad oder auf die ausgewähl­ ten Räder verweigert, wenn die Instabilitätsgröße von der­ selben Art öfter als eine definierte Anzahl (d. h. mit ei­ ner bestimmten Häufigkeit) in Folge mit einer Größe, die größer als ein Schwellenwert ist, mit einem Abstand, der kürzer als eine Schwellenzeitdauer ist, diskret erzeugt wurde.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Regelung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeugkarosserie, linken und rechten Vorderrädern und linken und rechten Hinterrädern, die auf­ weist:
eine Einrichtung (72, S60, S70) zum Abschätzen einer Kurvenfahrinstabilität des Fahrzeugs, die eine Instabili­ tätsgröße (Rsva) erzeugt, die mit zunehmender Kurvenfahrin­ stabilität größer wird,
eine Bremseinrichtung (10) zum selektiven Aufbringen einer variablen Bremskraft auf jedes der Räder, und
eine Steuereinrichtung (72) zum Steuern der Bremsein­ richtung (10) so, daß auf ein ausgewähltes Rad oder auf ausgewählte Räder in Abhängigkeit von der Instabilitätsgrö­ ße (Rsva) eine variable Bremskraft aufgebracht wird, um die Kurvenfahrinstabilität zu unterdrücken, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
die Steuereinrichtung (72) das Aufbringen der Brems­ kraft auf das ausgewählte Rad oder die ausgewählten Räder verweigert, wenn die Instabilitätsgröße (Rsva) in Abstän­ den, die kürzer sind als eine Schwellenzeitdauer (T3), mit einer Größe, die größer ist als ein Schwellenwert (K1), öf­ ter als eine definierte Anzahl (T2) in Folge diskret er­ zeugt wird.

2. Stabilitätssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kurvenfahrinstabilität ein Schleuderwert (SQ) ist, der die Schleuderneigung des Fahrzeugs darstellt, und das aus­ gewählte Rad, auf das die Bremskraft aufgebracht wird, das während der Kurvenfahrt an der Außenseite der Kurve befind­ liche Vorderrad des Fahrzeugs ist.