DE19649659C2 - Fahrzeugbewegungs-Steuerungssystem - Google Patents
Fahrzeugbewegungs-SteuerungssystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugbewegungs-Steuerungssystem
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Gemäß den aus dem Stand der Technik bekannten Anti-
Blockiersteuerungssystemen, wie es beispielsweise in der US-
Patentschrift US 5 505 532 A beschrieben ist, wird eine Anti-
Blockiersteuerung in Abhängigkeit von einer Blockierbedingung
eines Rads früher eingeleitet, als die Steuerung beginnen
sollte, falls ein Springen oder eine Drehbewegung des Fahrzeugs
während eines Bremsvorgangs auftritt. Zur Verhinderung der
Einleitung einer Anti-Blockiersteuerung durch kurzzeitige
Verminderung der Belastung, die bei einem Springen oder Drehen
des Fahrzeugs während des Bremsens auftritt, wird in der
vorstehend genannten Druckschrift ein Anti-
Blockiersteuerungssystem vorgeschlagen, das die auf das
Fahrzeug einwirkende Belastung misst und ein langsameres
Ansprechen zum Starten der Anti-Blockiersteuerung bewirkt, wenn
die Belastung niedriger wird.
Des weiteren wurde ein Fahrzeugbewegungs-Steuerungssystem
vorgeschlagen zur Steuerung der jedem Rad des Fahrzeugs
zugeführten Bremskraft unabhängig vom Niederdrücken eines
Bremspedals zur Aufrechterhaltung der Stabilität des Fahrzeugs.
Gemäß diesem Fahrzeugbewegungs-Steuerungssystem wird
beispielsweise beim Bremsen eines Fahrzeugs in Abhängigkeit vom
Niederdrücken eines Bremspedals während der Fahrt des Fahrzeugs
auf einer holprigen oder unebenen Straße die Antriebs-
Schlupfsteuerung möglicherweise früher eingeleitet, als die
Steuerung, wie vorstehend beschrieben, eingeleitet werden
sollte. Um dies zu vermeiden wird im allgemeinen ein relativ
langsames Ansprechen gemäß der Druckschrift zum Starten der
Antriebs-Schlupfsteuerung bereitgestellt, wenn das Fahrzeug auf
einer unebenen Straße fährt.
Bei dem vorstehend angegebenen, System, wie es in der
Druckschrift offenbart ist, erfolgt jedoch die Bestimmung, ob
es sich um eine unebene Straße handelt, auf der Basis der auf
das Fahrzeug einwirkenden Belastung, so daß es nicht einfach
ist, eine Verzögerung beim Starten der Antriebs-Schlupfsteuerung zu
vermeiden, wenn sich das Fahrzeug auf einer normalen (ebenen)
Straße bewegt. Zur Vermeidung dieser Verzögerung wird bei
Bereitstellung eines relativ schnellen Ansprechens zum Starten
der Antriebs-Schlupfsteuerung die Steuerung unmittelbar dann
eingeleitet, wenn das Fahrzeug eine unebene Straße erreicht
hat. Im Ergebnis ist es schwierig, das vorstehend beschriebene
Problem durch Ändern einer Bedingung zum Starten der Antriebs-
Schlupfsteuerung zu lösen, und das gleiche gilt für
verschiedene Fahrzeugbewegungs-Steuerungsbetriebsarten, wie der
Lenkungssteuerung durch Bremsung einschließlich einer
Übersteuerungs-Verhinderungssteuerung und einer
Untersteuerungs-Verhinderungssteuerung, einer Vorder-
Hinterseiten-Bremskraftverteilungssteuerung und dergleichen.
Aus der DE 34 26 665 A1 ist es ferner bekannt, bei einem
Antiblockiersystem den Bremsdruck in Abhängigkeit von der
Radbeschleunigung und dem Radschlupf zu regeln, wobei weiterhin
aus dem Radbeschleunigungssignal erkannt werden soll, ob das
Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt. Ist dies der Fall, so
werden entsprechende Schwellenwerte verändert, um ein
Unterbremsen des Fahrzeugs zu vermeiden.
Im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 wird indessen von einem
Fahrzeugbewegungs-Steuerungssystem zur Aufrechterhaltung der
Stabilität eines sich bewegenden Fahrzeugs ausgegangen, wie es
beispielsweise in der DE 44 38 148 A1 beschrieben ist. Dieses
bekannte Fahrzeugbewegungs-Steuerungssystem stabilisiert ein
sich bewegendes Fahrzeug durch Steuern einer den Vorderrädern
und/oder Hinterrädern des Fahrzeugs zugeführten Bremskraft
mittels einer hierfür ausgelegten Bremseinrichtung. Hierfür hat
das System eine Fahrzeugbewegungs-Überwachungseinrichtung in
Form von Radgeschwindigkeitssensoren und Giergradsensoren zur
Überwachung des jeweiligen Bewegungszustands des Fahrzeugs. Die
Bremseinrichtung wird zum einen in Abhängigkeit vom
Niederdrücken des Bremspedals als auch auf der Basis von
Ausgangssignalen einer Starteinrichtung und einer
Beendigungseinrichtung betätigt, welche der Fahrzeugbewegungs-
Überwachungseinrichtung eigen sind, und welche unabhängig vom
Niederdrücken des Bremspedals eine Bremskraft erzeugen.
Erfindungsgemäß soll nunmehr ein solches bekannte
Fahrzeugbewegungs-Steuerungssystem derart ausgestaltet sein,
daß unmittelbar dann, wenn das Fahrzeug auf eine schlechte,
unebene Straße trifft, auf welcher die Gefahr besteht, daß
beispielsweise ein Fahrzeugrad eine Springbewegung ausführt,
(wobei eine derartige Springbewegung das Meßergebnis zur
Berechnung eines aufzubringenden Bremsdrucks verfälscht) eine
Fahrzeugbewegungs-Steuerung, beispielsweise eine
Antiblockiersteuerung, beendet wird.
Um diese Aufgabe zu lösen, besitzt das erfindungsgemäße System
eine Bewegungszustands-Überwachungseinrichtung, welche
Radgeschwindigkeiten und gegebenenfalls die
Fahrzeuggeschwindigkeit mißt und hieraus erste sowie zweite
Parameter, nämlich die Radbeschleunigung sowie die Schlupfrate
berechnet. Aus diesen zwei Parametern errechnet eine
Steuerungsvariablen-Einstelleinrichtung eine Steuervariable
entsprechend einem Kennfeld. Des weiteren berechnet eine
Berechnungseinrichtung eine gesteuerte Variable als
Integrationswert der Steuerungsvariablen während einer
Bremsbetätigungszeit.
Eine Starteinrichtung gibt nunmehr ein Startsignal an die
Bremseinrichtung aus, wenn die Steuerungsvariable größer als
ein vorbestimmter Wert ist. Eine Beendigungseinrichtung gibt
ein Beendigungssignal an die Bremseinrichtung aus, wenn die
Steuerungsvariable innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt,
der auf der Basis des ersten und zweiten Parameters bestimmt
wird und wenn die gesteuerte Variable kleiner als ein
vorbestimmter Wert ist. Insbesondere die letzte Bedingung
repräsentiert den Fall, wonach die Zeitdauer kurz ist, während
welcher die Steuerungsvariable größer als der vorbestimmte Wert
ist. In diesem Fall ist erfindungsgemäß von einer schlechten,
unebenen Straße auszugehen, so daß nunmehr die
Stabilitätssteuerung, beispielsweise die Antiblockiersteuerung,
beendet d. h. abgeschaltet wird.
Vorzugsweise umfaßt die Fahrzeugsbetriebs-Überwachungs
einrichtung eine Radgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung zur
Erfassung einer Radgeschwindigkeit jedes Rads der Vorder- und
Hinterräder, eine Radbeschleunigungs-Berechnungseinrichtung zur
Berechnung einer Radbeschleunigung jedes Rads auf der Basis des
Ausgangssignals der Radgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung,
und eine Schlupfraten-Berechnungseinrichtung zur Berechnung
einer Schlupfrate jedes Rads auf der Basis des Ausgangssignals
der Radgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein allgemeines Blockschaltbild zur
Veranschaulichung eines Fahrzeugbewegungs-Steuerungssystems,
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild des
Fahrzeugbewegungs-Steuerungssystems gemäß einem Aus
führungsbeispiel,
Fig. 3 eine schematische Darstellung von
Ablaufblöcken des Fahrzeugbewegungs-Steuerungssystems
gemäß dem Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der
Wirkungsweise einer Anti-Schlupfsteuerung gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des
Betriebs des Einstellens einer Steuerungsbetriebsart
gemäß dem Ausführungsbeispiel,
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des
Betriebs zur Einstellung einer Steuerungsbetriebsart
gemäß dem Ausführungsbeispiel,
Fig. 7 eine grafische Darstellung eines
Steuerungskennfelds zur Verwendung bei der Anti-
Schlupfsteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel,
Fig. 8 eine grafische Darstellung zur Ver
anschaulichung einer Kennlinie eines Reibungs
koeffizienten und einer Schlupfrate,
Fig. 9 eine grafische Darstellung zur Ver
anschaulichung einer gesteuerten Radgeschwindigkeit durch
eine Anti-Schlupfsteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel,
und
Fig. 10 eine grafische Darstellung zur Ver
anschaulichung der Beziehung zwischen den Druck
steuerungs-Betriebsarten und Parametern zur Verwendung in
der hydraulischen Bremsdrucksteuerung gemäß dem
Ausführungsbeispiel.
In Fig. 1 ist schematisch ein Fahrzeugbewegungs-
Steuerungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, das individuell das Anlegen einer Bremskraft
an Vorderräder FL, FR und Hinterräder RL, RR eines
Fahrzeugs steuert. Eine Fahrzeugbetriebs-Überwachungs
einrichtung VM ist vorgesehen zur Überwachung der
Betriebsbedingungen der Fahrzeugbewegung. Eine Brems
steuerungseinrichtung PC ist vorgesehen zum Anlegen einer
Bremskraft an jedes Rad in Abhängigkeit von einem
Niederdrücken eines Bremspedals BP, und zum Anlegen einer
Bremskraft auf der Basis eines Ausgangssignals der
Fahrzeugbetriebs-Überwachungseinrichtung VM und unab
hängig vom Niederdrücken des Bremspedals BP. Eine
Steuerungsvariablen-Einstelleinrichtung DA stellt eine
Steuerungsvariable zur Betätigung der Bremssteuerungs
einrichtung PC in Abhängigkeit von zumindest einem ersten
Parameter und einem zweiten Parameter ein, die jeweils
auf der Basis des Ausgangssignals der Überwachungs
einrichtung VM bereitgestellt werden. Die Brems
steuerungseinrichtung PC ist vorgesehen, in Abhängigkeit
von der Steuerungsvariablen betätigt zu werden. Eine
Steuerungsvariablen-Berechnungseinrichtung CA integriert
die in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der
Überwachungseinrichtung VM veränderte Steuerungsvariable
während der Betätigung der Bremssteuerungseinrichtung PC
zur Bildung einer gesteuerten Variablen. Eine
Starteinrichtung ST ist vorgesehen zum Starten der
Betätigung der Bremssteuerungseinrichtung PC, wenn die
durch das Ausgangssignal der Überwachungseinrichtung VM
veränderte Steuerungsvariable einen vorbestimmten Pegel
überschreitet. Eine Beendigungseinrichtung ED ist
vorgesehen zur Bestimmung, ob die in Abhängigkeit vom
Ausgangssignal der Überwachungseinrichtung VM geänderte
Steuerungsvariable innerhalb eines vorbestimmten Bereichs
liegt, der in Abhängigkeit vom ersten Parameter und
zweiten Parameter bestimmt ist, und zur Beendigung der
Betätigung der Bremssteuerungseinrichtung PC, wenn die
Steuerungsvariable innerhalb des vorbestimmten Bereichs
liegt, und wenn die durch die Steuerungsvariablen-
Berechnungseinrichtung CA bereitgestellte, gesteuerte
Variable kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
In der Fahrzeugbetriebs-Überwachungseinrichtung VM ist
eine Radgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung WS
vorgesehen zur Erfassung jeder Radgeschwindigkeit der
vorderen und hinteren Räder, eine Radbeschleunigungs-
Berechnungseinrichtung WA zur Berechnung einer
Radbeschleunigung jedes Rads auf der Basis des
Ausgangssignals der Radgeschwindigkeits-Erfassungs
einrichtung WS, und eine Schlupfraten-Berechnungs
einrichtung SP zur Berechnung einer Schlupfrate jedes
Rads auf der Basis des Ausgangssignals der
Radgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung WS. Gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als erster
Parameter die Radbeschleunigung und als zweiter Parameter
die Schlupfrate herangezogen.
Einzelheiten des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels
sind in den Fig. 2 bis 10 erläutert. Gemäß Fig. 2 weist
das Fahrzeug eine Maschine EG mit einer
Brennstoffeinspritzeinrichtung FI und einer Drossel
steuerungseinrichtung TH auf, die vorgesehen ist zur
Steuerung einer Hauptdrosselöffnung eines Haupt
drosselventils MT in Abhängigkeit von der Betätigung
eines Beschleunigungsventils AP. Die Drosselsteuerungs
einrichtung TH umfaßt ein Hilfsdrosselventil ST, das in
Abhängigkeit von einem Ausgangssignal einer
elektronischen Steuerungseinheit ECU zur Steuerung der
Hilfsdrosselöffnung betätigt wird. Die Brennstoff
einspritzeinrichtung FI wird in Abhängigkeit von einem
Ausgangssignal der elektronischen Steuerungseinheit ECU
betätigt zur Steuerung der Brennstoffeinspritzung für die
Maschine EG. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
steht die Maschine EG in Wirkverbindung mit den
Hinterrädern RL und RR über ein Getriebe GS und ein
Differentialgetriebe DF zur Bereitstellung eines
Hinterrad-Antriebssystems, wobei das vorliegende
Ausführungsbeispiel jedoch nicht auf das Hinterrad-
Antriebssystem beschränkt ist.
Bezüglich des Bremssystems gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel sind Radbremszylinder Wfl, Wfr, Wrl
und Wrr mit entsprechender Wirkverbindung jeweils an den
Vorderrädern FL, FR und den Hinterrädern RL, RR des
Fahrzeugs angeordnet und sind fluidmäßig mit der
Bremssteuerungseinrichtung PC verbunden. Das Rad FL
bezeichnet das Rad an der vorderen linken Seite, aus der
Position des Fahrersitzes gesehen, das Rad FR bezeichnet
das Rad an der vorderen rechten Seite, das Rad RL
bezeichnet das Rad an der hinteren linken Seite und das
Rad RR bezeichnet das Rad an der hinteren rechten Seite.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Vorder-
Hinterseiten-Zweikreissystem verwendet, wobei ebenfalls
diagonale Systeme verwendet werden können. Die
Bremssteuerungseinrichtung PC ist vorgesehen, in
Abhängigkeit vom Niederdrücken eines Bremspedals BP
betätigt zu werden zur Steuerung des jedem
Radbremszylinder zugeführten, hydraulischen Drucks, und
kann aus einer Vielzahl von bekannten Typen ausgewählt
werden. Die Bremssteuerungseinrichtung PC gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel kann in der in Fig. 10
gezeigten Weise aufgebaut sein, wie es nachstehend noch
im einzelnen beschrieben wird.
Gemäß Fig. 2 sind an den Fahrzeugrädern FL, FR, RL und RR
jeweils Radgeschwindigkeitssensoren WS1 bis WS4
vorgesehen, die mit der elektronischen Steuerungseinheit
ECU verbunden sind und durch welche ein Signal mit Pulsen
entsprechend einer Drehzahl jedes Rads, d. h. ein
Radgeschwindigkeitssignal der elektronischen Steuerungs
einheit ECU zugeführt wird. Ferner sind ein Bremsschalter
BS, der eingeschaltet wird, wenn das Bremspedal BP
niedergedrückt wird, und der ausgeschaltet wird, wenn das
Bremspedal BP gelöst wird, ein Front-Lenkwinkelsensor SSf
zur Erfassung eines Lenkwinkels δf der Vorderräder FL und
FR, ein Querbeschleunigungssensor YG zur Erfassung einer
Fahrzeugquerbeschleunigung und Gierratensensor YS zur
Erfassung einer Gierrate des Fahrzeugs vorgesehen. Diese
Sensoren sind elektrisch mit der elektronischen
Steuerungseinheit ECU verbunden. Mittels des Gierraten
sensors YS wird eine Veränderungsrate eines Drehwinkels
des Fahrzeugs um eine Senkrechte über dem Schwerpunkt des
Fahrzeugs, d. h. eine Gierwinkelgeschwindigkeit oder
Gierrate γ ermittelt und der elektronischen Steuerungs
einheit ECU zugeführt. Die Gierrate γ kann auch auf der
Basis einer Radgeschwindigkeitsdifferenz Vfd zwischen den
Radgeschwindigkeiten eines nicht angetriebenen Rads
(Radgeschwindigkeiten Vwfl, Vwfr der Vorderräder FL, FR
beim vorliegenden Ausführungsbeispiel), d. h. Vfd = Vwfr
- Vwfl berechnet werden, so daß der vorgesehene
Gierratensensor YS auch weggelassen werden kann.
Desweiteren ist zwischen den Rädern RL und RR eine (nicht
gezeigte) Lenkwinkel-Steuerungseinrichtung vorgesehen,
die es einem (nicht gezeigten) Motor ermöglicht, einen
Lenkwinkel der Räder RL und RR in Abhängigkeit vom
Ausgangssignal der elektronischen Steuerungseinheit ECU
zu steuern.
Gemäß Fig. 2 umfaßt die elektronische Steuerungseinheit
ECU einen Mikrocomputer CMP einschließlich einer
Zentraleinheit CPU, einem Nur-Lese-Speicher ROM
(Festwertspeicher), einem Schreib-/Lesespeicher RAM,
einem Eingangsanschluß IPT, einem Ausgangsanschluß OPT
und dergleichen. Die mittels jedes der Rad
geschwindigkeitssensoren WS1 bis WS4, des Bremsschalters
BS, des vorderen Lenkwinkelsensors SSf, des Gier
ratensensors YS und des Querbeschleunigungssensors YG
ermittelten Signale werden dem Eingangsanschluß IPT über
entsprechende Verstärkerschaltungen AMP zugeführt und
dann der Zentraleinheit CPU zugeführt. Sodann werden
Steuerungssignale vom Ausgangsanschluß OPT zur
Drosselsteuerungseinrichtung TH und Bremssteuerungs
einrichtung PC über entsprechende Ansteuerungsschaltungen
ACT zugeführt. Im Mikrocomputer speichert der
Festwertspeicher ROM ein Steuerungsprogramm entsprechend
den in den Fig. 4 bis 6 gezeigten Ablaufdiagrammen, wobei
die Zentraleinheit CPU das Steuerungsprogramm
verarbeitet, während ein (nicht gezeigter) Zündschalter
geschlossen ist, und der Schreib-/Lesespeicher RAM
speichert zeitweilig veränderliche Daten, die zur
Durchführung des Steuerungsprogramms erforderlich sind.
Eine Vielzahl von Mikrocomputern kann für jede Steuerung
wie der Drosselsteuerung vorgesehen sein oder kann zur
Durchführung unterschiedlicher Steuerungsbetriebsarten
herangezogen werden, wobei diese elektrisch miteinander
zu verbinden sind.
Fig. 3 zeigt Programmablaufblöcke im Mikrocomputer CMP.
In einem Block B1 wird auf der Basis der Ausgangssignale
der Radgeschwindigkeitssensoren WS1 bis WS4, eine
Radgeschwindigkeit Vw** (** bezeichnen jeweils eines der
Räder FL, FR, RL und RR) und eine Radbeschleunigung DVw**
jedes Rads berechnet und auf der Basis der in Block B1
berechneten Ergebnisse wird eine geschätzte
Fahrzeuggeschwindigkeit Vso** für jedes Rad in einem
Block B2 berechnet. In einem Block B3 werden verschiedene
Faktoren zur Angabe der Fahrzeugbetriebsbedingungen auf
der Basis der Ausgangssignale des Gierratensensors YS,
des Querbeschleunigungssensors YG, des vorderen
Lenkwinkelsensors SSf und dergleichen berechnet, und in
einem Block B4 wird sodann ein Start- oder
Beendigungsablauf bezüglich der verschiedenen
Steuerungsbetriebsarten für jedes Rad gemäß der
nachstehenden Beschreibung gebildet. Obwohl der Start
oder die Beendigung jeder Steuerungsbetriebsart zuvor im
einzelnen beschrieben wurde, erfolgt der Start oder die
Beendigung gegenwärtig in dem Ablauf jeder Steuerung, wie
es nachstehend in Bezug auf den Start oder die Beendigung
der Anti-Schlupfsteuerung noch beschrieben wird.
In einem Block B5 wird sodann eine Lenkungssteuerung
durch Bremsung durchgeführt, wobei in einem Block B51
eine Übersteuerungs-Verhinderungssteuerung durchgeführt
wird, und in einem Block B52 eine Untersteuerungs-
Verhinderungssteuerung durchgeführt wird zur Aufrecht
erhaltung der Stabilität und des Einhaltens der Fahrspur
des Fahrzeugs während des Kurvenfahrens. Die
Übersteuerungs-Verhinderungssteuerung ist vorgesehen zum
Aufbringen einer Bremskraft auf beispielsweise ein
Vorderrad, das an der Außenseite der Kurve des
Fahrzeugbewegungswegs angeordnet ist, so daß das Fahrzeug
zu einer Drehung in Richtung der Außenseite der Kurve
gezwungen wird zur Verhinderung des Auftretens einer
übermäßigen Übersteuerung während des Kurvenfahrens,
wobei eine Vielzahl von Solenoidventilen, die nachstehend
im einzelnen noch beschrieben werden, in der
hydraulischen Drucksteuerungs-Einrichtung gemäß einem
Block B9 über einen Block B53 erregt und aberregt werden.
Demgegenüber ist eine Untersteuerungs-Verhinderungs
steuerung vorgesehen zum Aufbringen einer Bremskraft auf
das vordere Rad, das an der Außenseite der Kurve
angeordnet ist und auf beide Hinterräder, so daß das
Fahrzeug zu einer Drehung in Richtung der Innenseite der
Kurve gezwungen und die Fahrzeuggeschwindigkeit
vermindert wird und somit das Auftreten einer übermäßigen
Untersteuerung während des Kurvenfahrens verhindert wird.
Falls es erforderlich ist, kann eine Drosselsteuerung
desweiteren in einem Block B10 über einen Block B54 zur
Aufrechterhaltung einer gewünschten Fahrzeug-Kurvenfahr
bewegung erfolgen.
In einem Block B6 wird eine nachstehend noch beschriebene
Anti-Schlupfsteuerung durchgeführt, wobei eine jedem Rad
zugeführte Bremskraft in der Weise gesteuert wird, daß
während eines Bremsvorgangs des Fahrzeugs ein Blockieren
des Rads verhindert wird. In einem Block B7 wird eine
Vorder-Hinterseiten-Bremskraftverteilungssteuerung durchgeführt,
so daß eine Verteilung zwischen der den
Hinterrädern zugeführten Bremskraft und der den
Vorderrädern zugeführten Bremskraft gesteuert wird zur
Aufrechterhaltung der Fahrzeugstabilität während eines
Bremsvorgangs. Die Solenoidventile in der hydraulischen
Drucksteuerungs-Einrichtung werden in einem Block B9
erregt oder aberregt zur Durchführung der Steuerungen
gemäß den Blöcken B6 und B7. In einem Block B8 wird
ferner eine Beschleunigungsschlupfsteuerung (Traktions
steuerung) durchgeführt, so daß eine Bremskraft einem
angetriebenen Rad über einen Block B81 zugeführt wird und
die Drosselsteuerung im Block B10 über einen Block B82
durchgeführt wird, so daß das Schleudern der
angetriebenen Fahrzeugräder während eines
Beschleunigungsvorgangs des Fahrzeugs verhindert wird.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit dem
vorstehend beschriebenen Aufbau ist ein
Steuerungsprogramm (Programmroutine) vorgesehen für die
Fahrzeugbewegungssteuerung einschließlich der Lenkungs
steuerung durch Bremsung, der Anti-Schlupfsteuerung und
dergleichen, das mittels der elektronischen
Steuerungseinheit ECU durchgeführt wird und das
nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6
beschrieben wird. Das Steuerungsprogramm startet, wenn
ein (nicht gezeigter) Zündschalter (Fahrzeug-
Hauptschalter) eingeschaltet wird. Zuerst führt das
Steuerungsprogramm zur Fahrzeugbewegungssteuerung gemäß
Fig. 4 eine Initialisierung des Systems in Schritt 100
zum Löschen und Rücksetzen verschiedener Daten durch. In
Schritt 100 werden die mittels der Rad
geschwindigkeitssensoren WS1 bis WS4 erfaßten Signale
durch die elektronische Steuerungseinheit ECU eingelesen,
und es werden ferner das vom vorderen Lenkwinkelsensor
SSf erfaßte Signal (Lenkwinkel δf), das mittels des
Gierratensensors YS erfaßte Signal (tatsächliche Gierrate
γ) und das mittels des Querbeschleunigungssensors YG
erfaßte Signal (tatsächliches Querbeschleunigungssignal
Gya) eingelesen.
Nach der Bestimmung des Starts oder der Beendigung der
Anti-Schlupfsteuerung geht das Steuerungsprogramm zu
Schritt 300 über, in welchem eine Drucksteuerungs-
Betriebsart eingestellt wird, wie es in den Fig. 5 und 6
gezeigt ist. Sodann geht nach Einstellung einer Rechts-
Links-Giersteuerungs-Betriebsart in einem Schritt 400 und
einer Vorder-Hinterseiten-Giersteuerungs-Betriebsart in
einem Schritt 500 das Steuerungsprogramm zu Schritt 600
über, in welchem der hydraulische Druck in jedem
Radbremszylinder in Abhängigkeit von beispielsweise einer
Schlupfraten-Servosteuerung auf der Basis der in Schritt
300 eingestellten Drucksteuerungs-Betriebsart gesteuert
wird, wobei Korrekturen in den Schritten 400 und 500
erfolgen. Die Rechts-Links-Giersteuerung ist eine
Steuerung zur Anpassung der dem rechten und/oder linken
Rad zugeführten Bremskraft in der Weise, daß bei
Einleiten einer Anti-Schlupfsteuerung bezüglich eines der
Vorderräder die Vergrößerungsrate der den anderen Rädern
zugeführten Bremskraft durch Bereitstellen einer
Pulsdruckvergrößerungs-Betriebsart für die Steuerung des
Hydraulikdrucks in dem Radbremszylinder des anderen Rads
vermindert wird. Fährt beispielsweise das Fahrzeug auf
einer mit Straßensplit bedeckten Straßenoberfläche und
wird das Fahrzeug gebremst, wobei eines der Vorderräder
auf einer Straßenoberfläche mit einem relativ niedrigen
Reibungskoeffizienten und das andere Vorderrad auf einer
Straßenoberfläche mit einem relativ hohen Reibungs
koeffizienten läuft, dann wird das auf der
Straßenoberfläche mit dem niedrigen Reibungskoeffizienten
laufende Rad zuerst blockieren. Daher wird der
hydraulische Druck im Radbremszylinder des Rads, das auf
der Straßenoberfläche mit dem niedrigen Reibungs
koeffizienten rollt, vermindert, zur Verhinderung eines
Blockierens des Rads. In diesem Fall wird bei Anlegen
eines hydraulischen Drucks in Abhängigkeit vom
Niederdrücken des Bremspedals BP dem Radbremszylinder des
Rads, das auf einer Straßenoberfläche mit einem hohen
Reibungskoeffizienten rollt, diesem Rad eine relativ
große Bremskraft zugeführt, so daß sich das Fahrzeug
möglicherweise drehen kann. Zur Verhinderung des
Zuführens eines schnellen Anstiegs der Bremskraft zu dem
Rad, das auf der Straßenoberfläche mit dem höheren
Reibungskoeffizienten rollt, stellt die Rechts-Links-
Steuerung eine Pulsdrucksanstiegs-Betriebsart zur
Verfügung zum allmählichen Vergrößern der Bremskraft.
Dabei wird die dem auf der Straßenoberfläche mit dem
hohen Reibungskoeffizienten rollenden Rad zugeführte
Bremskraft im Sinne einer Verminderung im voraus
gesteuert, bevor die Anti-Schlupfsteuerung bezüglich
dieses Rads eingeleitet wird. Im Gegensatz zur
Lenkungssteuerung durch Bremsung, die ausgelegt ist zur
Anpassung der Bremskraft an das rechte und/oder linke Rad
zur Steuerung eines Giermoments des Fahrzeugs, ist die
Rechts-Links-Giersteuerung vorgesehen zur Verminderung
der dem rechten und/oder linken Rad zugeführten
Bremskraft zur Steuerung des Giermoments des Fahrzeugs
während einer Anti-Schlupfsteuerung.
Tendiert eines der Vorderräder zum Blockieren, so daß die
Anti-Schlupfsteuerung bezüglich dieses Vorderrads
eingeleitet wird, dann wird angenommen, daß eines der
Hinterräder ebenfalls unmittelbar danach zum Blockieren
neigt. Daher wird eine Vorder-Hinterseiten-Giersteuerung
bereitgestellt zur Verhinderung einer schnellen
Vergrößerung des Hydraulikdrucks, der den Bremszylindern
der Hinterräder zugeführt wird. Erfolgt beispielsweise
eine Einleitung der Anti-Schlupfsteuerung bezüglich eines
der Vorderräder, dann wird die Pulsdruckvergrößerungs-
Betriebsart bereitgestellt zur Steuerung des
Hydraulikdrucks im Radbremszylinder des Hinterrads, das
auf derselben Seite der Kurve wie das betreffende
Vorderrad angeordnet ist. Folglich wird die Bremskraft
dem Hinterrad allmählich zugeführt, ohne daß eine
schnelle Änderung der Bremskraft bewirkt wird, so daß ein
Blockieren des Rads verhindert und die Fahrstabilität des
Fahrzeugs erhalten wird.
Die Fig. 5 und 6 zeigen Steuerungsabläufe zum Einstellen
der Drucksteuerungs-Betriebsart, die in Schritt 300
verarbeitet wird. In Schritt 301 wird eine
Radgeschwindigkeit Vw** für jedes Rad auf der Basis der
mittels der Radgeschwindigkeitssensoren WS1 bis W54
erfaßten Signale berechnet und wird in Schritt 302
differenziert zur Bildung einer Radbeschleunigung DVw**.
In Schritt 303 wird sodann eine geschätzte
Fahrzeuggeschwindigkeit Vso** für jedes Rad auf der Basis
der Radgeschwindigkeit Vw** berechnet. Die geschätzte
Fahrzeuggeschwindigkeit Vso** kann beispielsweise in
Abhängigkeit von der Gleichung Vso** = MAX[Vw**] berechnet
werden. Die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit Vso** wird
in Schritt 304 differenziert zur Bildung einer
geschätzten Fahrzeugbeschleunigung DVso** für jedes Rad.
Auf der Basis der Radgeschwindigkeit Vw** und der
geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit Vso** für jedes Rad,
die jeweils ihrerseits in den Schritten 301 und 303
berechnet wurden, wird eine tatsächliche Schlupfrate Sa**
für jedes Rad in Abhängigkeit von der nachfolgenden
Gleichung berechnet:
Sa** = (Vso** - Vw**)/Vso**
Eine Drucksteuerungs-Betriebsart für jedes Rad wird in
Abhängigkeit von einem in Fig. 7 gezeigten
Steuerungskennfeld bereitgestellt. Das Steuerungskennfeld
weist eine X-Achse mit G** entsprechend der in Schritt
302 erhaltenen Radbeschleunigung DVw** auf, und eine Y-
Achse mit der in Schritt 305 erhaltenen Schlupfrate Sa**.
Das Steuerungskennfeld umfaßt eine Bezugslinie
einschließlich des Ursprungs, sowie ein Paar von Linien
in paralleler Beziehung zur Bezugslinie auf einer Ebene
von X-Y um den Ursprung (Go**, So**), wodurch vier
Bereiche mit einem Druckschnellverminderungsbereich RD,
einem Pulsdruckverminderungsbereich GD, einem Pulsdruck
vergrößerungsbereich GI und einem Druckschnell
vergrößerungsbereich RI gebildet werden.
Die Bezugs-Radbeschleunigung Go**, die als Ursprung
dient, ist ein durch Addieren einer toten Zone zur
geschätzten Fahrzeugbeschleunigung DVso** gebildeter
Wert, wobei die tote Zone als ΔGd eingestellt wird, wenn
das Rad nicht gesteuert wird. Die Bezugsschlupfrate So**
ist ein durch Addieren einer toten Zone, die bei nicht
gesteuertem Rad auf ΔSd eingestellt wird, berechneter
Wert. Diese toten Zonen sind in Abhängigkeit von der
durchzuführenden Steuerungsbetriebsart veränderlich.
Beispielsweise werden die toten Zonen ΔSb und ΔGb
herangezogen, wenn eine Lenkungssteuerung durch Bremsung
durchgeführt wird. Anstelle der Werte ΔGd und ΔSd, die
vorgesehen sind für den Fall, daß das Rad nicht gesteuert
wird, kann die Drucksteuerungs-Betriebsart geändert
werden, wenn das Rad nicht gesteuert wird, so daß eine
allmähliche Druckverminderungs-Betriebsart ersetzt werden
kann für eine schnelle Druckverminderungs-Betriebsart,
die als Drucksteuerungs-Betriebsart eingesetzt wird, und
es kann eine allmähliche Druckvergrößerungs-Betriebsart
ersetzt werden für eine allmähliche Druckverminderungs-
Betriebsart, die als Drucksteuerungs-Betriebsart
eingestellt ist, oder eine schnelle Druckvergrößerungs-
Betriebsart kann ersetzt werden für die allmähliche
Druckvergrößerungs-Betriebsart, die als Drucksteuerungs-
Betriebsart eingestellt ist, wodurch das Auftreten von
Störgeräuschen, Vibrationen und Härten (Rauhigkeit)
vermindert wird.
Das Steuerungsprogramm geht sodann zu Schritt 306 über,
in welchem eine Steuerungsvariable D** in Abhängigkeit
von der Radbeschleunigung DVw** und der Schlupfrate Sa**,
die jeweils in den Schritten 302 und 305 berechnet
wurden, gebildet wird. Die Steuerungsvariable D**
entspricht der Länge einer Senkrechten von einem
Zufallspunkt auf einen Teil der Bezugslinie, der gemäß
Fig. 7 im Ursprung liegt. Mit anderen Worten, die
Steuerungsvariable D** ist gleich der Entfernung vom
Bezugsliniensegment. Die Pulsdruckvergrößerungs-
Betriebsart und die Druckschnellvergrößerungs-Betriebsart
sind jeweils in den Bereichen GI und RI auf einer Seite
des Bezugsliniensegments vorgesehen, wogegen die
Pulsdruckverminderungs-Betriebsart und die Druckschnell
verminderungs-Betriebsart jeweils in den Bereichen GD und
RD auf der anderen Seite des Bezugsliniensegments
vorgesehen sind.
In den Bereichen GI und GD wird eine Zeitdauer Tb und
eine EIN-Zeit des Pulssignals für die Steuerungs
betriebsart eingestellt. Die Zeitdauer Tb wird in
Abhängigkeit von der nachfolgenden Gleichung berechnet:
Tb = Kb - Kc.D**
wobei Kb und Kc konstante Werte sind.
Das Steuerungsprogramm geht sodann zu Schritt 307 über,
in welchem die Steuerungsvariable D** zur Bildung einer
gesteuerten Variablen ID** integriert wird. Es gilt somit
ID** = D**dt. In Schritt 307 wird sodann bestimmt, ob
die Zeitdauer Tz, während der die Steuerungsvariable D**
im vorbestimmten Bereich Sz einschließlich eines stabilen
Bereichs SR verbleibt, gleich oder größer als eine
vorbestimmte Zeitdauer Tc (von beispielsweise 0.2 s) ist.
Wird bestimmt, daß die Steuerungsvariable D** außerhalb
des Bereichs SZ liegt, und daß die Zeitdauer Tz während
des Verbleibens der Steuerungsvariablen D** im Bereich SZ
kleiner als die vorbestimmte Zeitdauer Tc ist, dann geht
das Steuerungsprogramm zu Schritt 310 über. Andernfalls
geht das Steuerungsprogramm zu Schritt 309 über, in
welchem die gesteuerte Variable Id** gelöscht und auf
Null zurückgesetzt wird.
Das Steuerungsprogramm geht sodann gemäß Fig. 6 zu
Schritt 310 über, in welchem bestimmt wird, ob die Anti-
Schlupfsteuerung (ABS-Steuerung) erlaubt ist. Ist das
Ergebnis negativ, dann geht das Steuerungsprogramm zu
Schritt 326 über, in welchem eine ABS-Steuerungsmarke
zurückgesetzt wird (0), worauf das Steuerungsprogramm
gemäß Fig. 4 zurückkehrt, und ist das Ergebnis positiv,
dann geht das Steuerungsprogramm zu den dem Schritt 311
folgenden Schritten über, in welchen eine der
Steuerungsbetriebsarten ausgewählt wird. In Schritt 311
wird bestimmt, ob die Anti-Schlupfsteuerung mit Bezug zu
einem Rad (**) gestartet wurde. Wurde die Anti-
Schlupfsteuerung noch nicht gestartet, dann geht das
Steuerungsprogramm zu Schritt 312 über, in welchem
bestimmt wird, daß die Anti-Schlupsteuerung gestartet
werden soll. Hierbei wird die Steuerungsvariable D** mit
einem vorbestimmten Wert Ds verglichen. Ist die
Steuerungsvariable D** größer als der vorbestimmte Wert
Ds, dann geht das Steuerungsprogramm zu Schritt 313 über,
in welchem die ABS-Steuerungsmarke gesetzt wird (1) zur
Anzeige, daß die Anti-Schlupfsteuerung bezüglich des Rads
(**) durchgeführt wird, so daß eine Drucksteuerungs-
Betriebsarten in Abhängigkeit von der Steuerungsvariablen
D** in Schritt 314 ausgewählt wird. Bezüglich Fig. 7 wird
eine der Drucksteuerungs-Betriebsarten ausgewählt, die
für den Bereich vorgesehen ist, in welchem die Spitze der
Steuerungsvariablen D** gemäß der Darstellung in Fig. 7
angeordnet ist (beispielsweise die Druckschnell
verminderungs-Betriebsart in Fig. 7). Werden die
Pulsdruckverminderungs-Betriebsart oder Pulsdruck
vergrößerungs-Betriebsart ausgewählt, dann wird die
Zeitdauer Tb des Pulssignals in Abhängigkeit von der
Steuerungsvariablen D** bestimmt, wie es vorstehend
beschrieben wurde. Das Steuerungsprogramm geht sodann zu
Schritt 315 über, in welchem eine Zeitdauer Ti zur
Fortsetzung der Pulsdruckvergrößerungs-Betriebsart oder
Druckschnellvergrößerungs-Betriebsart mit einer vor
bestimmten Zeitdauer Ti verglichen wird. Ist die
Zeitdauer Ti gleich oder kleiner als die Zeitdauer Te,
dann kehrt das Steuerungsprogramm zum Hauptprogramm zur
Fortsetzung der Steuerungen zurück. Überschreitet die
Zeitdauer Ti die Zeitdauer Te, dann geht das
Steuerungsprogramm zu Schritt 326 über, in welchem die
ABS-Steuerungsmarke zurückgesetzt wird (0).
In dem Falle, daß die Steuerungsvariable D** kleiner als
der Wert Ds ist, geht das Steuerungsprogramm zu Schritt
316 über, in welchem die Steuerungsvariable D**
desweiteren mit einem vorbestimmten Wert Dp verglichen
wird, wobei gilt Dp < Ds. Ist die Steuerungsvariable D**
größer als der vorbestimmte Wert Dp, dann geht das
Steuerungsprogramm zu Schritt 317 über, in welchem
beispielweise eine bestimmte Vorsteuerungs-Betriebsart
bereitgestellt wird. Andernfalls geht das
Steuerungsprogramm zu Schritt 326 über, in welchem die
ABS-Steuerungsmarke zurückgesetzt wird (0). In Schritt
317 wird jedoch die Vorsteuerungs-Betriebsart
weggelassen, so daß die Steuerungsbetriebsart in
Abhängigkeit von der Steuerungsvariablen D**, wie es in
Schritt 314 vorgesehen ist, bereitgestellt wird.
In diesem Fall wird in Schritt 311 bestimmt, daß die
Anti-Schlupfsteuerung bezüglich des Rads (**) bereits
gestartet wurde, und das Steuerungsprogramm geht zu
Schritt 321 über, in welchem eine gesteuerte Variable ε
berechnet wird. Die gesteuerte Variable ε wird berechnet
durch Multiplizieren der Summe eines integrierten Werts
der Steuerungsvariablen D** (∫D**dt, das als ID** in
Schritt 307 erhalten wird) während einer Zeitdauer Gt
nach dem Starten der Anti-Schlupfsteuerung, d. h. es gilt
∫D**dt.Δt, von welchem ein Grundwert (Bias) Bd, falls
erforderlich, durch eine Konstante Kd subtrahiert wird,
so daß die gesteuerte Variable ε einer sogenannten
gesteuerten Energie entspricht. Somit wird die gesteuerte
Variable ε in Abhängigkeit von der nachfolgenden
Gleichung berechnet:
ε = Kd(∫D**dt.Δt - Bd)
Die gesteuerte Variable ε kann berechnet werden durch
Multiplizieren der Differenz zwischen einem Haupt
zylinderdruck Pm und einem Radzylinderdruck Pw mit einer
Konstanten Kp, so daß gilt Kp(Pm - Pw).
Wird in Schritt 322 bestimmt, daß die Steuerungsvariable
D** innerhalb des vorbestimmten stabilen Bereichs SR (des
schraffierten Bereichs in Fig. 7) liegt, und wird in den
Schritten 323 und 324 bestimmt, daß die gesteuerte
Variable ε kleiner als ein vorbestimmter Wert "εe", der
ein Bezugswert zur Bestimmung der Beendigung der
Steuerung darstellt, ist, dann wird die Anti-
Schlupfsteuerung bezüglich des Rads (**) beendet, so daß
die ABS-Steuerungsmarke in Schritt 326 zurückgesetzt wird
(0). Wird somit in Schritt 323 bestimmt, daß die
gesteuerte Variable ε gleich oder größer als der
vorbestimmte Wert εe ist, dann geht das
Steuerungsprogramm zu Schritt 314 über, in welchem die in
Abhängigkeit von der Steuerungsvariablen D**
durchgeführte Drucksteuerung fortgesetzt wird. Ist die
gesteuerte Variable ε kleiner als der vorbestimmte Wert ε
e, dann der einen Bezugswert zur Bestimmung der
Fortsetzung der Steuerung darstellt, dann geht das
Steuerungsprogramm zu Schritt 324 über, in welchem die
gesteuerte Variable ε mit dem vorbestimmten Wert εe zur
Bestimmung der Beendigung der Steuerung verglichen wird.
Überschreitet die gesteuerte Variable ε den vorbestimmten
Wert εe, dann wird in Schritt 325 die Puls
druckvergrößerungs-Betriebsart zur Beendigung bereit
gestellt, und es wird in Schritt 326 die ABS-
Steuerungsmarke zurückgesetzt. Somit wird in dem Falle
die Anti-Schlupfsteuerung fortgesetzt, wenn die Zeitdauer
relativ lang wird, während der die Steuerungsvariable D**
größer als der vorbestimmte Wert Ds ist. Ist die
Steuerungsvariable D** außerhalb des vorbestimmten
stabilen Bereichs SR, dann geht das Steuerungsprogramm zu
Schritt 314 über, in welchem die mittels der
Steuerungsvariablen D** durchgeführte Drucksteuerung
fortgesetzt wird.
Die vorstehend beschriebenen Steuerungsabläufe werden
nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 9
beschrieben, wobei immer die Steuerungsvariable D**
berechnet wird. Auch in dem Falle einer Nichtsteuerung
(NC), d. h. während eines normalen Bremsvorgangs, wie er
durch eine zwei-Punkt-gestrichelte Linie dargestellt ist,
wird die Steuerungsvariable D** (in Schritt 306) immer
berechnet. Überschreitet die Steuerungsvariable D** den
vorbestimmten Wert Ds an der Stelle Dp, dann wird die
Anti-Schlupfsteuerung gestartet (Schritte 312 und 313).
Danach wird die Anti-Schlupfsteuerung fortgesetzt, bis
die gesteuerte Variable D** auf das mittels einer
unterbrochenen Linie in Fig. 7 eingezeichnete
Steuerungsziel zuläuft und sich diesem nähert, und wenn
in Schritt 326 bestimmt wird, daß die Steuerung beendet
werden soll. Die gleiche, vorstehend beschriebene
Steuerung kann bei einer Verteilungssteuerung der
Hinterrad-Bremskraft, bei einer Beschleunigungs
schlupfsteuerung durch Bremsung und bei einer
Lenkungssteuerung durch Bremsung, und ebenfalls bei der
Steuerung der Antriebskraft verwendet werden. Im Ergebnis
kann eine gewünschte Steuerung im Rahmen der
Fahrzeugbewegungssteuerung als ganzes einschließlich der
Bremskraftsteuerung und der Antriebskraftsteuerung
(Beschleunigungsschlupfsteuerung) erzielt werden.
Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der hydraulischen
Bremssteuerungseinrichtung PC, die einen Hauptzylinder MC
und einen hydraulischen Verstärker HB (hydraulischer
Booster) umfaßt, die in Abhängigkeit vom Niederdrücken
eines Bremspedals BP betätigt werden. Der hydraulische
Verstärker HB ist mit einer Hilfsdruckquelle AP
verbunden, die beide mit einem Niederdruckbehälter RS
verbunden sind, mit welchem seinerseits der Hauptzylinder
MC verbunden ist. Die Hilfsdruckquelle AP umfaßt eine
Hydraulikdruckpumpe HP und einen Akkumulator. Die
Hydraulikdruckpumpe wird mittels eines Elektromotors M
angetrieben zur Erzeugung von unter Druck stehendem Fluid
im Druckbehälter RS zur Entladung des unter Druck
stehenden Fluids, oder zur Erzeugung von hydraulischem
Bremsdruck über ein Absperrventil CV6 in den Akkumulator,
um dort Fluid zu sammeln. Der Elektromotor M startet
seinen Betrieb, wenn der Druck im Akkumulator AC
abgesunken und kleiner als ein vorbestimmter unterer
Grenzwert ist, und beendet den Betrieb, wenn der Druck im
Akkumulator AC angestiegen ist und einen vorbestimmten
oberen Grenzwert überschreitet. Ein Entlastungsventil RV
(Sicherheitsventil) ist zwischen dem Akkumulator AC und
dem Niederdruckbehälter RS vorgesehen. Dabei wird ein
Arbeitsdruck in geeigneter Weise vom Akkumulator AC dem
hydraulischen Verstärker HB zugeführt. Der hydraulische
Verstärker HB führt den von der Hilfsdruckquelle AP
entladenen hydraulischen Bremsdruck ein und reguliert ihn
hinsichtlich eines Verstärkungsdrucks in Abhängigkeit von
einem Vorgabedruck, der vom Hauptzylinder MC entladen ist
und der mittels des Verstärkungsdrucks verstärkt wird.
In einem hydraulischen Druckschaltkreis zur Verbindung
des Hauptzylinders MC mit jedem der vorderen
Radbremszylinder Wfr und Wfl sind Solenoidventile SA1 und
SA2 vorgesehen, die mit Solenoidventilen PC1 und PC5 und
Solenoidventilen PC2 und PC6 über Steuerungsleitungen Pfr
und Pfl verbunden sind. In dem hydraulischen
Druckschaltkreis zur Verbindung des hydraulischen
Verstärkers HB mit jedem Radbremszylinder Wrl u. s. w. sind
ein Solenoidventil SA3, Solenoidventile PC1 bis PC8 zur
Verwendung in der Steuerung des Entladens und Ableitens
des Bremsfluids vorgesehen, und es ist ein
Aufteilungsdruckverminderungsventil PV auf der Hinter
radseite angeordnet. Die Hilfsdruckquelle AP ist mit der
stromab liegenden Seite des Solenoidventils SA3 über ein
Solenoidventil STR verbunden. Die hydraulischen
Schaltkreise sind in ein vorderes Schaltkreissystem und
ein hinteres Schaltkreissystem gemäß der Darstellung in
Fig. 10 aufgeteilt zur Bildung eines vorderen und
hinteren Zweikreissystems gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel.
Bezüglich des vorderen hydraulischen Druckschaltkreises
sind Solenoidventile PC1 und PC2 mit dem Solenoidventil
STR verbunden, das ein Zwei-Öffnungs-Zwei-Stellungs-
Solenoidventil darstellt, das normalerweise geschlossen
ist, und das aktiviert wird zur direkten Verbindung der
Solenoidventile PC1 und PC2 mit dem Akkumulator AC. Die
Solenoidventile SA1 und SA2 sind ein Drei-Öffnungs-Zwei-
Stellungs-Solenoidventil und sind im nicht erregten
Zustand in einer ersten Betätigungsstellung gemäß Fig. 10
angeordnet, durch welche jeder Radbremszylinder Wfr und
Wfl mit dem Hauptzylinder MC in Verbindung steht. Werden
die Solenoidventile SA1 und SA2 erregt, dann werden sie
jeweils in ihre zweite Betätigungsstellung gebracht, in
welcher beide Radbremszylinder Wfr und Wfl nicht mehr mit
dem Hauptzylinder MC in Verbindung stehen, während der
Radbremszylinder Wfr mit den Solenoidventilen PC1 und
PC5, und der Radbremszylinder Wfl jeweils mit den
Solenoidventilen PC2 und PC6 in Verbindung steht.
Parallel zu den Solenoidventilen PC1 und PC2 sind jeweils
Absperrventile CV1 und CV2 vorgesehen. Die Einlaßseite
des Absperrventils CV1 ist mit der Leitung Pfr, und die
Einlaßseite des Absperrventils CV2 ist mit der Leitung
Pfl verbunden. Das Absperrventil CV1 ist vorgesehen zur
Bewirkung einer Strömung des Bremsfluids in Richtung des
hydraulischen Verstärkers HB und zur Verhinderung einer
Rückströmung. In dem Falle, daß das Solenoidventil SA1
aktiviert ist und sich in seiner zweiten
Betätigungsstellung befindet, wird beim Lösen des
Bremspedals BP der hydraulische Druck im Radbremszylinder
Wfr schnell vermindert auf den vom hydraulischen
Verstärker HB entladenen Druck. Das Absperrventil CV2 ist
in der gleichen Weise wie das Absperrventil CV1
vorgesehen.
Bezüglich des hinteren hydraulischen Druckschaltkreises
bildet das Solenoidventil SA3 ein Zwei-Öffnungs-Zwei-
Stellungs-Solenoidventil, das gemäß Fig. 10 normalerweise
geöffnet ist, so daß die Solenoidventile PC3 und PC4 mit
dem hydraulischen Verstärker HB über das
Aufteilungsventil PV miteinander in Verbindung stehen. In
diesem Fall wird das Solenoidventil STR in seine
geschlossene Stellung gebracht zum Absperren der
Verbindung zum Akkumulator AC. Wird das Solenoidventil
SA3 erregt und in seine geschlossene Stellung gebracht,
bei der beide Solenoidventile PC3 und PC4 nicht mehr mit
dem hydraulischen Verstärker HB in Verbindung stehen,
während sie jedoch mit dem Solenoidventil STR über das
Aufteilungsventil PV in Verbindung stehen, dann wird eine
Verbindung zum Akkumulator AC gebildet, wenn das
Solenoidventil STR erregt wird. Parallel zu den
Solenoidventilen PC3 und PC4 sind jeweils Absperrventile
CV3 und CV4 vorgesehen. Die Einlaßseite des
Absperrventils CV3 ist mit dem Radbremszylinder Wrr und
die Einlaßseite des Absperrventils CV4 ist mit dem
Radbremszylinder Wrl verbunden. Die Absperrventile CV3
und CV4 sind vorgesehen zur Bewirkung einer Strömung des
Bremsfluids in Richtung des Solenoidventils SA3 und zur
Verhinderung einer Rückströmung. Wird das Bremspedal BP
gelöst, dann wird in jedem Radbremszylinder Wrr und Wrl
der Hydraulikdruck schnell auf den vom hydraulischen
Verstärker HB entladenen Druck vermindert. Desweiteren
ist das Absperrventil CV5 parallel zu dem Solenoidventil
SA3 angeordnet, so daß das Bremsfluid vom hydraulischen
Verstärker HB zu den Radbremszylindern in Abhängigkeit
vom Niederdrücken des Bremspedals BP zugeführt werden
kann.
Die vorstehend beschriebenen Solenoidventile SA1, SA2,
SA3 und STR und die Solenoidventile PC1 bis PC8 werden
mittels der elektronischen Steuerungseinheit ECU
gesteuert, so daß der Hydraulikdruck in jedem
Radbremszylinder schnell vergrößert wird im Druck
schnellvergrößerungsbereich, allmählich vergrößert wird
im Pulsdruckvergrößerungsbereich, allmählich vermindert
wird im Pulsdruckverminderungsbereich, schnell vermindert
wird im Druckschnellverminderungsbereich und im
Druckhaltebereich gehalten wird. Auf diese Weise kann die
Anti-Schlupfsteuerung oder dergleichen gemäß der
vorstehenden Beschreibung durchgeführt werden. Wird
beispielsweise eine Lenkungssteuerung durch Bremsung
durchgeführt, die unabhängig von einem Niederdrücken des
Bremspedals BP erfolgt, dann wird Hydraulikdruck nicht
vom hydraulischen Verstärker HB und dem Hauptzylinder MC
entladen. Die Solenoidventile SA1 und SA2 haben daher
ihre zweite Betätigungsstellung eingenommen, das
Solenoidventil SA3 befindet sich in der geschlossenen
Stellung und das Solenoidventil STR befindet sich in der
geöffneten Stellung, so daß der Arbeitsdruck zum
Radbremszylinder Wfr u. s. w. über das Solenoidventil STR
und einige der Solenoidventile PC1 bis PC8, die sich in
ihrer geöffneten Stellung befinden, entladen wird.
Folglich kann der Hydraulikdruck in jedem Radbrems
zylinder angepaßt werden, wenn die Solenoidventile PC1
bis PC8 in Abhängigkeit von der Fahrzeugbewegung erregt
oder aberregt werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
sind teuere Drucksensoren nicht erforderlich, da die
Schlupfrate für die Steuerung verwendet wird, so daß das
System relativ kostengünstig hergestellt werden kann.
Falls das System mit Drucksensoren zur Erfassung des
Hauptzylinderdrucks und des Radbremszylinderdrucks
ausgerüstet ist, kann die gesteuerte Variable ε in
Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem
Hauptzylinderdruck und dem Radbremszylinderdruck erhalten
werden, d. h. gemäß (Pm - Pw), wie es vorstehend
beschrieben ist.
Das Fahrzeugbewegungs-Steuerungssystem dient somit zur
Aufrechterhaltung der Fahrstabilität des Fahrzeugs durch
Steuerung der zumindest einem Rad des Fahrzeugs
zugeführten Bremskraft. Eine Fahrzeugbetriebs-
Überwachungseinrichtung ist vorgesehen zur Überwachung
des Betriebs des sich bewegenden Fahrzeugs. Die
Bremskraft wird durch eine Bremseinrichtung in
Abhängigkeit vom Niederdrücken eines Bremspedals jedem
Rad zugeführt, und auf der Basis eines Ausgangssignals
der Überwachungseinrichtung und unabhängig vom
Niederdrücken des Bremspedals. Eine Steuerungsvariable
ist vorgesehen zur Betätigung der Bremseinrichtung und
wird eingestellt in Abhängigkeit von zumindest einem
ersten Parameter (beispielsweise der Radbeschleunigung)
und einem zweiten Parameter (beispielsweise der
Schlupfrate), die jeweils auf der Basis des Ausgangs
signals der Überwachungseinrichtung gebildet sind, so daß
die Steuerungsvariable in Abhängigkeit vom Ausgangssignal
der Überwachungseinrichtung veränderlich ist. Die
Steuerungsvariable wird während der Betätigung der
Bremseinrichtung integriert. Die Betätigung der
Bremseinrichtung wird eingeleitet, wenn die Steuerungs
variable einen vorbestimmten Pegel überschreitet und wird
beendet, wenn die Steuerungsvariable innerhalb eines
vorbestimmten Bereichs liegt, der in Abhängigkeit vom
ersten und zweiten Parameter bestimmt ist, und wenn die
gesteuerte Variable kleiner als ein vorbestimmter Wert
ist.
Claims (6)
1. Fahrzeugbewegungs-Steuerungssystem zur Aufrechterhaltung
der Stabilität eines sich bewegenden Fahrzeugs durch
Steuerung einer den Vorderrädern und Hinterrädern (FL, FR,
RL, RR) des Fahrzeugs zugeführten Bremskraft, mit
einer Fahrzeugbewegungs-Überwachungseinrichtung (VM) zur Überwachung eines Bewegungszustands des Fahrzeugs,
einer Bremseinrichtung (BC), die sowohl in Abhängigkeit vom Niederdrücken eines Bremspedals (BP) als auch auf der Basis von Ausgangssignalen einer Starteinrichtung (ST) und einer Beendigungseinrichtung (ED) der Fahrzeugbewegungs-Überwachungseinrichtung (VM) unabhängig vom Niederdrücken des Bremspedals (BP) betätigbar ist,
einer Steuerungsvariablen-Einstelleinrichtung (DA) zur Einstellung einer Steuerungsvariablen (D) in Abhängigkeit von einer Radbeschleunigung und einer Schlupfrate, die jeweils auf der Basis des Ausgangssignals der Fahrzeugbewegungs-Überwachungseinrichtung (VM) gebildet werden,
einer Berechnungseinrichtung (CA), mittels der eine gesteuerte Variable (ε) berechenbar ist durch Summieren von Integrationswerten (ID) der Steuerungsvariablen (D) über die Betätigungszeit (Δt) der Bremseinrichtung (BC), wobei
die Starteinrichtung (ST) ein Betätigungsstartsignal an die Bremseinrichtung (BC) ausgibt, wenn die Steuerungsvariable (D) einen vorbestimmten Größenwert (Ds) überschreitet,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Beendigungseinrichtung (ED) ein Beendigungssignal an die Bremseinrichtung (BC) ausgibt, wenn die Steuerungsvariable (D) innerhalb eines in Abhängigkeit von der Radbeschleunigung und der Schlupfrate vorbestimmten Bereichs (SR) liegt und wenn die gesteuerte Variable (ε) kleiner ist als ein vorbestimmter Wert (εe), wobei ein Abschalten des Steuerungssystems bei Erkennen einer hierdurch vorbestimmten unebenen Straße bewirkt wird.
einer Fahrzeugbewegungs-Überwachungseinrichtung (VM) zur Überwachung eines Bewegungszustands des Fahrzeugs,
einer Bremseinrichtung (BC), die sowohl in Abhängigkeit vom Niederdrücken eines Bremspedals (BP) als auch auf der Basis von Ausgangssignalen einer Starteinrichtung (ST) und einer Beendigungseinrichtung (ED) der Fahrzeugbewegungs-Überwachungseinrichtung (VM) unabhängig vom Niederdrücken des Bremspedals (BP) betätigbar ist,
einer Steuerungsvariablen-Einstelleinrichtung (DA) zur Einstellung einer Steuerungsvariablen (D) in Abhängigkeit von einer Radbeschleunigung und einer Schlupfrate, die jeweils auf der Basis des Ausgangssignals der Fahrzeugbewegungs-Überwachungseinrichtung (VM) gebildet werden,
einer Berechnungseinrichtung (CA), mittels der eine gesteuerte Variable (ε) berechenbar ist durch Summieren von Integrationswerten (ID) der Steuerungsvariablen (D) über die Betätigungszeit (Δt) der Bremseinrichtung (BC), wobei
die Starteinrichtung (ST) ein Betätigungsstartsignal an die Bremseinrichtung (BC) ausgibt, wenn die Steuerungsvariable (D) einen vorbestimmten Größenwert (Ds) überschreitet,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Beendigungseinrichtung (ED) ein Beendigungssignal an die Bremseinrichtung (BC) ausgibt, wenn die Steuerungsvariable (D) innerhalb eines in Abhängigkeit von der Radbeschleunigung und der Schlupfrate vorbestimmten Bereichs (SR) liegt und wenn die gesteuerte Variable (ε) kleiner ist als ein vorbestimmter Wert (εe), wobei ein Abschalten des Steuerungssystems bei Erkennen einer hierdurch vorbestimmten unebenen Straße bewirkt wird.
2. Fahrzeugbewegungs-Steuerungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugbewegungs-
Überwachungseinrichtung (VM) umfasst:
eine Radgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung (WS) zur Erfassung einer Radgeschwindigkeit jedes Rads der Vorder- und Hinterräder (FL, FR, RL, RR),
eine Radbeschleunigungs-Berechnungseinrichtung (WA) zur Berechnung der Radbeschleunigung für jedes Rad aus der Anzahl der Räder auf der Basis eines Ausgangssignals der Radgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung (WS), und
eine Schlupfraten-Berechnungseinrichtung (SP) zur Berechnung der Schlupfrate jedes Rads aus der Anzahl der Räder auf der Basis des Ausgangssignals der Radgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung (WS).
eine Radgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung (WS) zur Erfassung einer Radgeschwindigkeit jedes Rads der Vorder- und Hinterräder (FL, FR, RL, RR),
eine Radbeschleunigungs-Berechnungseinrichtung (WA) zur Berechnung der Radbeschleunigung für jedes Rad aus der Anzahl der Räder auf der Basis eines Ausgangssignals der Radgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung (WS), und
eine Schlupfraten-Berechnungseinrichtung (SP) zur Berechnung der Schlupfrate jedes Rads aus der Anzahl der Räder auf der Basis des Ausgangssignals der Radgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung (WS).
3. Fahrzeugbewegungs-Steuerungssystem nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvariablen-
Einstelleinrichtung (DA) eine X-Achse für die
Radbeschleunigung und eine Y-Achse für die Schlupfrate
bereitstellt zur Bildung eines Steuerungskennfelds in einem
X-Y-Koordinatensystem mit einem Ursprung, der auf der Basis
einer Bezugsradbeschleunigung und einer Bezugsschlupfrate
in Abhängigkeit von einer durchzuführenden
Steuerungsbetriebsart bestimmt ist, und eine auf dem
Ursprung des X-Y-Koordinatensystems liegenden Bezugslinie
bereitstellt, und
die Steuerungsvariablen-Einstelleinrichtung (DA) die
Steuerungsvariable in Abhängigkeit von einer Entfernung von
einer Position in dem X-Y-Koordinatensystem zur Bezugslinie
einstellt, wobei die Position auf der Basis der berechneten
Radbeschleunigung und der Schlupfrate für jedes Rad
bestimmt ist.
4. Fahrzeugbewegungs-Steuerungssystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Beendigungseinrichtung
(ED) einen vorbestimmten Bereich in dem X-Y-
Koordinatensystem umfassst, der an die Bezugslinie
angrenzt.
5. Fahrzeugbewegungs-Steuerungssystem nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (BC) hat:
Radbremszylinder (Wfl, Wfr, Wrl, Wrr), die jeweils in Wirkverbindung mit den Vorder- und Hinterrädern (FL, FR, RL, RR) zum Zuführen des Bremsdrucks stehen,
einen Hydraulikdruckgenerator (AP, HP) zum Zuführen eines Hydraulikdrucks zu den Radbremszylindern (Wfl, Wfr, Wrl, Wrr), und
eine zwischen dem Hydraulikdruckgenerator (AP, HP) und den Radbremszylindern (Wfl, Wfr, Wrl, Wrr) angeordnete Betätigungseinrichtung zur Steuerung des Hydraulikdrucks in den Radbremszylindern (Wfl, Wfr, Wrl, Wrr) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Fahrzeugbetriebs- Überwachungseinrichtung (VM).
Radbremszylinder (Wfl, Wfr, Wrl, Wrr), die jeweils in Wirkverbindung mit den Vorder- und Hinterrädern (FL, FR, RL, RR) zum Zuführen des Bremsdrucks stehen,
einen Hydraulikdruckgenerator (AP, HP) zum Zuführen eines Hydraulikdrucks zu den Radbremszylindern (Wfl, Wfr, Wrl, Wrr), und
eine zwischen dem Hydraulikdruckgenerator (AP, HP) und den Radbremszylindern (Wfl, Wfr, Wrl, Wrr) angeordnete Betätigungseinrichtung zur Steuerung des Hydraulikdrucks in den Radbremszylindern (Wfl, Wfr, Wrl, Wrr) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Fahrzeugbetriebs- Überwachungseinrichtung (VM).
6. Fahrzeugbewegungs-Steuerungssystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvariablen-
Einstelleinrichtung (DA) ein Paar parallel zur Bezugslinie
angeordneter Linien umfasst zur jeweiligen Bestimmung
zweier Bereiche auf beiden Seiten der Bezugslinie, wobei
die Bereiche einem Druckschnellvergrößerungsbereich und
einem allmählichen Druckvergrößerungsbereich auf einer
Seite der Bezugslinie entsprechen, und einem
Druckschnellverminderungsbereich und einem allmählichen
Druckverminderungsbereich auf der anderen Seite der
Bezugslinie entsprechen, und wobei die
Betätigungseinrichtung in Abhängigkeit von einem der
Bereiche betätigt wird, in dem die Position der
Steuerungsvariablen liegt, die auf der Basis der
Radbeschleunigung und der Schlupfrate für jedes Rad
bestimmt ist.
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