DE19712827A1 - Stabilitätssteuervorrichtung eines Fahrzeugs zum Entlasten der Antriebsräder vom Seitenrutschen - Google Patents
Stabilitätssteuervorrichtung eines Fahrzeugs zum Entlasten der Antriebsräder vom SeitenrutschenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen
auf eine Fahrverhaltensteuerung eines Fahrzeugs, wie zum
Beispiel eines Kraftfahrzeugs, und insbesondere auf eine
Stabilitätssteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs, die die
Antriebsräder von diesem vom Seitenrutschen entlastet.
Bei der Fahrstabilitätssteuerung von Fahrzeugen ist be
kannt, daß, wenn sich ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb
entlang einer Kurvenbahn mit hoher Geschwindigkeit und Mo
torbremsen bewegt, die Neigung des Fahrzeugs dazu besteht,
daß es dadurch, daß die Reifenhaftung der Hinterräder an
der Straßenoberfläche gegenüber der zentrifugalen Seiten
kraft einen Grenzwert erreicht, schleudert, während, wenn
sich ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb entlang einer Kur
venbahn mit hoher Geschwindigkeit und Motorbremsen bewegt,
die Neigung des Fahrzeugs dazu besteht, daß es dadurch, daß
die Reifenhaftung der Vorderräder an der Straßenoberfläche
gegenüber der zentrifugalen Seitenkraft einen Grenzwert er
reicht, abgedrängt wird bzw. abdriftet, da sich mit einer
Erhöhung des Längsschlupfverhältnisses des Reifens durch
das Grenzmaß beim sogenannten Reibungskreis bedingt, dessen
Radius einer Vektoraddition der Längshaftungskraft und der
Seitenhaftungskraft des Reifens entspricht, das Seitenhaf
tungsgrenzmaß des Reifens verringert. Um einem solchen Pro
blem zu begegnen, wurde in der Japanischen Patentoffenle
gungsschrift 64-87844, die durch den Anmelder der vorlie
genden Erfindung angemeldet wurde, vorgeschlagen, das
Kraftstoffzuführsystem des Motors eines Fahrzeugs zu steu
ern, so daß, wenn mehr als ein bestimmter begrenzter
Schlupf der Antriebsräder während eines Motorbremsfahrens
des Fahrzeugs erfaßt wird, die Kraftstoffabsperrung aufge
hoben wird. Entsprechend diesem Stand der Technik wird,
wenn die Motorrotationsgeschwindigkeit über einen vorbe
stimmten Schwellwert steigt, wenn ein Fahrzeug mit voll
ständig geschlossenem Einlaßdrosselventil fährt, das Kraft
stoffzuführsystem von diesem zum Zweck der Erhöhung der
Wirkung des Motorbremsens und der Verringerung der Emission
von Kraftstoffkomponenten in die Atmosphäre zwangsweise un
terbrochen. Das Aufheben der Kraftstoffabsperrung hat den
Zweck, ein solches zwangsweises Unterbrechen des Kraft
stoffzuführsystems aufzuheben, wenn die Neigung des Fahrzeugs
dazu besteht, daß dieses durch ein intensives Motorbremsen
bedingt rutscht.
Um ein solches Konzept zum Abschwächen des Motorbrem
sens eines Fahrzeuges weiterzuentwickeln, damit das Fahr
zeug am Instabilwerden durch das Rutschen der Antriebsräder
gegenüber der Straßenoberfläche, das durch ein intensives
Motorbremsen bedingt ist, gehindert wird, wurde in der
gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung (1150) desselben
Erfinders wie bei der vorliegenden Anmeldung eine Vorrich
tung zur Steuerung der Einlaßdrossel eines Motors eines
Fahrzeuges vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Einrichtung zum Schätzen einer Instabilitätsgröße, die
eine Kurveninstabilität des Fahrzeugs darstellt, eine Ein
richtung zum Schätzen der Querbeschleunigung des Fahrzeugs,
eine Einrichtung zum Schätzen des Reibungskoeffizienten der
Straßenoberfläche, eine Einrichtung zum Schätzen eines
Bremsgrenzmaßes eines Paares von Antriebsrädern auf der
Grundlage der Querbeschleunigung und des Straßenoberflä
chenreibungskoeffizienten, eine Einrichtung zum Schätzen
eines Motorbremsmomentgrenzmaßes auf der Grundlage des
Bremsgrenzmaßes des Paares von Antriebsrädern des Fahrzeugs
und der Instabilitätsgröße, eine Einrichtung zum Schätzen
eines Solleinlaßdrosselwertes, der dem Motorbremsmoment
grenzmaß entspricht, und eine Einrichtung zum Abschwächen
des Einlaßdrosselns des Motors auf den Solleinlaßdrossel
wert, wenn das Einlaßdrosseln dichter als mit dem Sollein
laßdrosselwert ausgeführt wird, so daß das Abschwächen des
Motorbremsens kontinuierlich auf das notwendige Minimum
eingestellt wird, um dadurch jegliche plötzliche Änderung
der Motorbremswirkung zu verhindern, damit der Fahrkomfort
des Fahrzeugs weiter verbessert wird, während die Gesamt
emission der Kraftstoffkomponenten in die Atmosphäre, wie
diese während der Periode des Motorbremsvorgangs kombiniert
wurden, unterdrückt wird, wobei das Einstellen der Motor
bremsabschwächung bewirkt wird, um zwischen der Stabilität
und Instabilität des Fahrverhaltens des Fahrzeugs während
der gesamten Antriebsperiode des Fahrzeugs eine kritische
Grenze abzufahren.
Entsprechend der vorstehend genannten gleichzeitig an
hängigen Patentanmeldung ist die Ausführung der Steuerung
mittels der Vorrichtung durch die Bedingung begrenzt, daß
das Ist-Einlaßdrosseln dichter als mit dem Solleinlaßdros
selwert ausgeführt wird, der auf der Grundlage der Instabi
litätsgröße, die eine Kurveninstabilität des Fahrzeugs dar
stellt, der Querbeschleunigung, die auf das Fahrzeug wirkt,
und des Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche ge
schätzt wird. Anders ausgedrückt kann, wenn das Ist-Einlaß
drosseln nicht dichter als mit dem Solleinlaßdrosselwert,
der so geschätzt wurde, ausgeführt wird, die Vorrichtung
der Erfindung nicht betätigt werden.
Mit der vorliegenden Erfindung wird in Betracht gezo
gen, die Antriebsräder eines Fahrzeugs, das beim Motorbrem
sen eine Kurvenbahn beschreibt, vom Seitenrutschen ohne ei
ne solche Einschränkung, die in der vorstehend genannten
gleichzeitig anhängigen Anmeldung vorgenommen wird, zu ent
lasten, damit die Kurvenstabilität des Fahrzeugs gegenüber
Schleudern, wenn sich ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb und
Motorbremsen auf einer Kurvenbahn bewegt, oder gegenüber
Abgedrängtwerden, wenn sich ein Fahrzeug mit Vorderradan
trieb und Motorbremsen auf einer Kurvenbahn bewegt, verbes
sert wird.
Um eine solche Aufgabe zu lösen schlägt die vorliegende
Erfindung ein Verhaltensteuerungsvorrichtung eines Fahr
zeugs vor, das aufweist: einen Fahrzeugaufbau, eine vorde
res linkes, ein vorderes rechtes, ein hinteres linkes und
ein hinteres rechtes Rad, die den Fahrzeugaufbau stützen,
ein Lenksystem, das das vordere linke und das vordere rech
te Rad lenkt, ein Bremssystem, das jedes der Räder vorderes
linkes, vorderes rechtes, hinteres linkes und hinteres
rechtes Rad auswählend variabel bremst, und ein Antriebssy
stem mit einem Motor, um ein Paar aus linken und rechten
Antriebsrädern durch Kraftstoffenergie auswählend variabel
anzutreiben und das Paar aus linken und rechten Antriebsrä
dern durch Luftpumpenergieverbrauch bedingt auswählend va
riabel zu bremsen, wobei das Paar von Antriebsrädern das
hintere linke und hintere rechte Rad ist, wenn das Fahrzeug
Hinterradantrieb hat, oder das vordere linke und vordere
rechte Rad ist, wenn das Fahrzeug Vorderradantrieb hat, wo
bei ein weiteres Paar von vorderen linken und vorderen
rechten oder hinteren linken und hinteren rechten Rädern
ein Paar von getriebenen Rädern ist, wobei die Verhalten
steuerungsvorrichtung aufweist:
eine Einrichtung zum Schätzen des Schlupfverhältnisses des linken und rechten Antriebsrades,
eine Einrichtung zum Schätzen der Seitenkraft, die auf dem Fahrzeugaufbau durch eine Kurvenbewegung des Fahrzeugs bedingt wirkt, um einen Faktor vorzusehen, der die Seiten kraft darstellt, und
eine Einrichtung zum Schätzen einer Sollbremskraft, die in einem des Paares von getriebenen Rädern auf der Grund lage des Schlupfverhältnisses und des Faktors erzeugt wer den soll, wobei das eine getriebene Rad an der Außenseite der Kurvenbewegung vorgesehen ist, wenn das Fahrzeug Hin terradantrieb hat, oder an der Innenseite der Kurvenbewe gung vorgesehen ist, wenn das Fahrzeug Vorderradantrieb hat,
wobei das Bremssystem dazu geeignet ist, das eine ge triebene Rad zu bremsen, damit die Sollbremskraft in diesem erzeugt wird.
eine Einrichtung zum Schätzen des Schlupfverhältnisses des linken und rechten Antriebsrades,
eine Einrichtung zum Schätzen der Seitenkraft, die auf dem Fahrzeugaufbau durch eine Kurvenbewegung des Fahrzeugs bedingt wirkt, um einen Faktor vorzusehen, der die Seiten kraft darstellt, und
eine Einrichtung zum Schätzen einer Sollbremskraft, die in einem des Paares von getriebenen Rädern auf der Grund lage des Schlupfverhältnisses und des Faktors erzeugt wer den soll, wobei das eine getriebene Rad an der Außenseite der Kurvenbewegung vorgesehen ist, wenn das Fahrzeug Hin terradantrieb hat, oder an der Innenseite der Kurvenbewe gung vorgesehen ist, wenn das Fahrzeug Vorderradantrieb hat,
wobei das Bremssystem dazu geeignet ist, das eine ge triebene Rad zu bremsen, damit die Sollbremskraft in diesem erzeugt wird.
Wenn eine solche Verhaltensteuerungsvorrichtung in ein
Fahrzeug mit Hinterradantrieb eingebaut wird, wird, wenn
sich das Schlupfverhältnis der hinteren Antriebsräder über
einen Schwellwert, der für diese bestimmt würde, erhöht,
das an der Außenseite der Kurve vorgesehene vordere Rad bei
der Bewegung des Fahrzeugs entlang einer Kurvenbahn automa
tisch gebremst, um das Fahrzeug zu verlangsamen, wodurch
das Schlupfverhältnis der treibenden Hinterräder ebenfalls
gleichzeitig ein Giermoment im Fahrzeug erzeugt, um dieses
dahingehend zu beeinflussen, daß es sich um das gebremste
Vorderrad, das an der Außenseite der Kurve vorgesehen ist,
in eine zur Schleuderrichtung entgegengesetzte Richtung
dreht, wodurch das Fahrzeug vom Schleudern abgehalten wird;
hingegen wird, wenn eine solche Verhaltensteuerungsvorrich
tung in ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb eingebaut wird,
wenn sich das Schlupfverhältnis der vorderen Antriebsräder
über einen Schwellwert, der für diese bestimmt wurde, er
höht, das an der Innenseite der Kurvenfahrt vorgesehene
hintere Rad beim Fahren des Fahrzeugs entlang einer Kurven
bahn automatisch gebremst, damit das Fahrzeug verlangsamt
wird, wodurch das Schlupfverhältnis der treibenden Vorder
räder verringert wird und ebenfalls gleichzeitig ein Gier
moment im Fahrzeug erzeugt wird, damit dieses dahingehend
beeinflußt wird, daß es sich um die gebremsten Hinterräder,
die an der Innenseite der Kurve vorgesehen sind, in eine
Richtung dreht, die zur Abdrängrichtung entgegengesetzt
liegt, wodurch das Fahrzeug am Abgedrängtwerden gehindert
wird.
Wenn das Fahrzeug Hinterradantrieb hat, kann die Ver
haltensteuerungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden
Erfindung ferner aufweisen: eine Einrichtung zum Erfassen
der Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Einrichtung zum Erfas
sen der Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs; die Faktor
schätzeinrichtung kann dazu geeignet sein, einen Wert für
den Faktor zu schätzen, der Null ist, wenn das Produkt aus
Fahrzeuggeschwindigkeit und Giergeschwindigkeit niedriger
als ein Schwellwert, der für dieses bestimmt wurde, ist,
und positiv wird, wenn das Produkt größer als der Schwell
wert ist, damit sich zusammen mit der Erhöhung des Produk
tes eine Erhöhung bis zum Erreichen eines Grenzwertes er
gibt.
Wenn das Fahrzeug Hinterradantrieb hat, kann die Ver
haltensteuerungsvorrichtung ferner eine Einrichtung zum Er
fassen der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs aufweisen und
kann die Faktorschätzeinrichtung dazu geeignet sein, einen
Wert für den Faktor zu schätzen, der Null ist, wenn die
Längsbeschleunigung kleiner als ein Schwellwert, der für
diese bestimmt wurde, ist, und positiv wird, wenn das Ver
hältnis größer als der Schwellwert ist, damit zusammen mit
der Erhöhung des Verhältnisses eine Erhöhung bis zum Errei
chen eines Grenzwertes stattfindet.
Wenn das Fahrzeug Vorderradantrieb hat, kann die Ver
haltensteuerungsvorrichtung ferner eine Einrichtung zum Er
fassen der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs aufweisen und
kann die Faktorschätzeinrichtung dazu geeignet sein, einen
Wert für den Faktor zu schätzen, der positiv ist und sich
mit einer Erhöhung der Längsbeschleunigung verringert, wenn
die Längsbeschleunigung größer als ein Schwellwert, der für
diese bestimmt wurde, ist.
Wenn das Fahrzeug Hinterradantrieb hat, kann die Ver
haltensteuerungsvorrichtung ferner eine Einrichtung zum
Schätzen des Schlupfwinkels des hinteren linken und hinte
ren rechten Rades aufweisen und kann die Faktorschätzein
richtung dazu geeignet sein, einen Wert für den Faktor zu
schätzen, der sich mit einer Erhöhung des Schlupfwinkels
des hinteren linken und hinteren rechten Rades bis zum Er
reichens eines Grenzwerts erhöht, wenn sich der Schlupfwin
kel des hinteren linken und hinteren rechten Rades über
einen Schwellwert, der für diese bestimmt wurde, hinaus er
höht.
Wenn das Fahrzeug Vorderradantrieb hat, kann die Ver
haltensteuerungsvorrichtung ferner eine Einrichtung zum
Schätzen des Schlupfwinkels des vorderen linken und vorde
ren rechten Rades haben und kann die Faktorschätzeinrich
tung dazu geeignet sein, einen Wert für den Faktor zu
schätzen, der sich mit einer Erhöhung des Schlupfwinkels
des vorderen linken und vorderen rechten Rades bis zum Er
reichen eines Grenzwertes erhöht, wenn sich der Schlupfwin
kel des vorderen linken und vorderen rechten Rades über
einen Schwellwert, der für diese bestimmt wurde, hinaus er
höht.
Wenn das Fahrzeug Hinterradantrieb hat, kann die Ver
haltensteuerungsvorrichtung ferner eine Einrichtung zum
Schätzen des Schlupfwinkels des vorderen linken und vorde
ren rechten Rades aufweisen und kann die Faktorschätzein
richtung dazu geeignet sein, einen Wert für den Faktor zu
schätzen, der sich zusammen mit einer Erhöhung des Schlupf
winkels des vorderen linken und vorderen rechten Rades ver
ringert, wenn sich der Schlupfwinkel des vorderen linken
und vorderen rechten Rades über einen Schwellwert, der für
diese bestimmt wurde, hinaus erhöht.
Wenn das Fahrzeug Vorderradantrieb hat, kann die Ver
haltensteuerungsvorrichtung ferner eine Einrichtung zum
Schätzen des Schlupfwinkels des hinteren linken und hinte
ren rechten Rades aufweisen und kann die Faktorschätzein
richtung dazu geeignet sein, einen Wert für den Faktor zu
schätzen, der sich mit einer Erhöhung des Schlupfwinkels
des hinteren linken und hinteren rechten Rades verringert,
wenn sich der Schlupfwinkel des hinteren linken und hinte
ren rechten Rades über einen Schwellwert, der für diese be
stimmt wurde, erhöht.
Die Verhaltensteuerungsvorrichtung entsprechend der
vorliegenden Erfindung kann ferner aufweisen: eine Einrich
tung zum Erfassen der Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs,
eine Einrichtung zum Erfassen des Lenkwinkels des Lenksy
stems, eine Einrichtung zum Erfassen der Querbeschleunigung
des Fahrzeuges, eine Einrichtung zum Erfassen der Längsbe
schleunigung des Fahrzeugs, eine Einrichtung zum Schätzen
der Reifenverformung von jedem der Räder vorderes linkes,
vorderes rechtes, hinteres linkes und hinteres rechtes Rad
durch eine Quer- und Längsbeschleunigung, und eine Einrich
tung zum Ausgleichen der Radgeschwindigkeit von jedem der
Räder vorderes linkes, vorderes rechtes, hinteres linkes
und hinteres rechtes Rad auf der Grundlage der Gierge
schwindigkeit, des Lenkwinkels und der Reifenverformung;
die Schlupfverhältnisschätzeinrichtung kann dazu geeignet
sein, als erstes eine Radgeschwindigkeit von jedem der Rä
der vorderes linkes, vorderes rechtes, hinteres linkes und
hinteres rechtes Rad zu schätzen und dann das Schlupfver
hältnis des linken und rechten Antriebsrades als eine Dif
ferenz zwischen einem Mittelwert der Radgeschwindigkeiten
des linken und rechten Antriebsrades und einem Mittelwert
der Radgeschwindigkeiten des linken und rechten getriebene
Rades zu schätzen.
Bei der Verhaltensteuerungsvorrichtung mit dem vorste
hend genannten Aufbau kann die Sollbremskraftschätzeinrich
tung dazu geeignet sein, einen positiven Wert für die Soll
bremskraft zu schätzen, wenn das Schlupfverhältnis größer
als ein positiver Wert, der für dieses bestimmt wurde, ist,
so daß ein Bremsen an dem einen angetriebenen Rad ausge
führt wird, damit die getriebenen Räder vom Seitenrutschen
bei einem zu starken Motorbremsen entlastet werden, und
ebenfalls einen positiven Wert für die Sollbremskraft zu
schätzen, wenn das Schlupfverhältnis kleiner als ein nega
tiver Wert, der für dieses bestimmt wurde ist, so daß ein
Bremsen ebenfalls an dem einen getriebenen Rad ausgeführt
wird, um das getriebene Rad vom Seitenrutschen bei zu star
kem Ziehen durch den Motor zu entlasten.
In den beiliegenden Zeichnungen ist:
Fig. 1 eine graphische Darstellung einer Hydraulik
kreiseinrichtung und einer elektrischen Steuereinrichtung
eines Ausführungsbeispiels der Stabilitätssteuerungsvor
richtung entsprechend der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ein Fließbild eines Hauptprogramms, das den Ge
samtsteuervorgang zeigt, der durch die Vorrichtung entspre
chend der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird,
Fig. 3 ein Fließbild, das ein Unterprogramm zeigt, das
in Schritt 20 des Hauptprogramms von Fig. 2 ausgeführt
wird,
Fig. 4 ein Fließbild, das ein Unterprogramm zeigt, das
in Schritt 30 des Hauptprogramms von Fig. 2 ausgeführt
wird,
Fig. 5 ein Verzeichnis, das die Beziehung zwischen der
Sollschlupfverhältniszahl ΔVwi des getriebenen Rades und
dem Betriebsverhältnis Dr des Zuführens des Hydraulikfluids
zu den Radzylindern des Bremssystems und des Abführens von
Hydraulikfluid von diesen zeigt,
Fig. 6 ein Verzeichnis, das die Beziehung zwischen dem
Schlupfverhältnis Rsa des Antriebsrades und dem grundlegen
den Sollschlupfverhältnis Rspo eines zu bremsenden Rades
zeigt,
Fig. 7 ein Verzeichnis ist, das die Beziehung zwischen
dem Absolutwert von V × γ, das heißt dem Produkt der Fahr
zeuggeschwindigkeit und der Giergeschwindigkeit des Fahr
zeugaufbaus, und dem Kompensationskoeffizienten C₁ zeigt,
Fig. 8 ein Verzeichnis, das die Beziehung zwischen dem
Absolutwert der Fahrzeuglängsbeschleunigung Gx und dem Kom
pensationskoeffizienten C₂ zeigt,
Fig. 9 ein Verzeichnis ist, das die Beziehung zwischen
dem Absolutwert des Schlupfwinkels βf des Vorderrades und
dem Kompensationskoeffizienten C₃ eines Fahrzeugs mit Hin
terradantrieb oder die Beziehung zwischen dem Absolutwert
des Schlupfwinkels βr des Hinterrades und dem Kompensati
onskoeffizienten C₃ eines Fahrzeugs mit Vorderradantrieb
zeigt,
Fig. 10 ein Verzeichnis, das die Beziehung zwischen dem
Absolutwert des Schlupfwinkels βr des Hinterrades und einem
Kompensationskoeffizienten C₄ eines Fahrzeugs mit Hinter
radantrieb oder die Beziehung zwischen dem Absolutwert des
Schlupfwinkels βf des Vorderrades und dem Kompensations
koeffizienten C₄ eines Fahrzeugs mit Vorderradantrieb
zeigt, und
Fig. 11 ein Fließbild, das ein Unterprogramm einer de
taillierten Verarbeitung zeigt, die in Schritt 20 des
Hauptprogramms von Fig. 2 ausgeführt wird.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung detaillier
ter in Form eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und ei
ner Abwandlung von diesem unter Bezugnahme auf die beilie
genden Zeichnungen beschrieben.
Als erstes wird sich auf Fig. 1 bezogen, die ein Aus
führungsbeispiel der Stabilitätssteuervorrichtung der vor
liegenden Erfindung bezüglich dem Aufbau ihrer Hydrokreis
einrichtung und ihrer elektrischen Steuerungseinrichtung
zeigt, wobei die Hydrokreiseinrichtung, die im allgemeinen
mit 10 bezeichnet wird, eine herkömmliche nicht automati
sierte Druckquelleneinrichtung bzw. Handbremsdruckquellen
einrichtung aufweist, die ein Bremspedal 12, das durch
einen Fahrer niedergedrückt werden soll, einen Hauptzylin
der 14, der dazu geeignet ist, entsprechend dem Niederdrüc
ken des Bremspedals 12 einen Hauptzylinderdruck zu erzeu
gen, und einen Hydroverstärker 16, der einen Verstärker
druck erzeugt, aufweist.
Die Hydraulikeinrichtung 10 weist ferner eine Kraftbe
trieb-Bremsdruckquelleneinrichtung auf, die einen Behälter
36 und eine Bremsfluidpumpe 40 hat, die ein Druckbremsfluid
einer Leitung 38 zuführt, die mit einem Speicher 46 verbun
den ist, so daß in der Leitung 38 ein stabilisierter Spei
cherdruck für die automatische Bremssteuerung, die nachste
hend beschrieben wird, zur Verfügung steht. Der Speicher
druck wird dem Hydroverstärker 16 als eine Druckquelle
ebenfalls zugeführt, um in Abhängigkeit vom Betätigungsver
halten des Bremspedals 12 einen Verstärkerdruck zu erzeu
gen, der im wesentlichen das gleiche Druckverhalten wie der
Hauptzylinderdruck hat; dieser ist jedoch dazu in der Lage,
ein solches Druckverhalten aufrechtzuerhalten, während das
Bremsfluid durch eine Reihenschaltung eines normalerweise
geöffneten Ein/Aus-Ventils und eines normalerweise ge
schlossenen Ein/Aus-Ventils verbraucht wird, um einen ge
wünschten Bremsdruck zu erhalten, wie es nachstehend be
schrieben ist.
Eine erste Leitung 18 erstreckt sich von einem ersten
Anschluß des Hauptzylinders 14 zu einer Steuereinrichtung
20 für den Bremsdruck des vorderen linken Rades und einer
Steuereinrichtung 22 für den Bremsdruck des vorderen rech
ten Rades. Ein zweiter Kanal 26, der ein Proportionalventil
24 aufweist, erstreckt sich von einem zweiten Anschluß des
Hauptzylinders 14 sowohl zu einer Steuereinrichtung 32 für
den Bremsdruck des hinteren linken Rades als auch zu einer
Steuereinrichtung 34 für den Bremsdruck des hinteren rech
ten Rades über ein elektromagnetisches Drei-Anschlüsse-
Zwei-Positionen-Umschaltventil 28, wobei ein Auslaßanschluß
von diesem über eine gemeinsame Leitung 30 mit der Steuer
einrichtung 32 für den Bremsdruck des hinteren linken Rades
und mit einer Steuereinrichtung 34 für den Bremsdruck des
hinteren rechten Rades verbunden ist.
Die Steuereinrichtung 20 und 22 für den Bremsdruck des
vorderen linken und vorderen rechten Rades weisen Radzylin
der 48FL und 48FR, um variable Bremskräfte an das vordere
linke und vordere rechte Rad anzulegen, elektromagnetische
Drei-Anschlüsse-Zwei-Positionen-Umschaltventile 50FL und
50FR und eine Reihenschaltung von normalerweise geöffneten
elektromagnetischen Ein/Aus-Ventilen 54FL und 54FR bzw.
normalerweise geschlossenen elektromagnetischen Ein/Aus-
Ventilen 56FL und 56FR auf; die Reihenschaltung der norma
lerweise geöffneten Ein/Aus-Ventile und der normalerweise
geschlossenen Ein/Aus-Ventile ist zwischen eine Leitung 53,
die dazu geeignet ist, mit dem Speicherdruck der Leitung 38
oder dem Verstärkerdruck des Hydroverstärkers durch ein
elektronisches Drei-Anschlüsse- Zwei-Positionen-Umschalt
steuerventil 44, dessen Betätigung nachstehend beschrieben
wird, versorgt zu werden, und eine Rückführleitung 52, die
mit dem Behälter 36 verbunden ist, geschaltet. Ein Mittel
punkt der Reihenschaltung der Ein/Aus-Ventile 54FL und 56FL
ist mit einem Anschluß des Steuerventils 50FL durch eine
Verbindungsleitung 58FL verbunden; ein Mittelpunkt der Rei
henschaltung der Ein/Aus-Ventile 54FR und 56FR ist mit ei
nem Anschluß des Steuerventils 50FR über eine Verbindungs
leitung 58FR verbunden.
Die Bremsdrucksteuereinrichtungen 32 und 34 des hinte
ren linken und hinteren rechten Rades weisen Radzylinder
64RL und 64RR, um eine Bremskraft an das hintere linke bzw.
hintere rechte Rad anzulegen, und Reihenschaltungen von
normalerweise geöffneten elektromagnetischen Ein/Aus-Venti
len 60RL und 60RR und normalerweise geschlossenen elektro
magnetischen Ein/Aus-Ventilen 62RL und 62RR auf, wobei die
Reihenschaltungen von normalerweise geöffneten Ein/Aus-Ven
tilen und normalerweise geschlossenen Ein/Aus-Ventilen zwi
schen den Kanal 30, der mit dem einen Auslaßanschluß des
Steuerventils 28 verbunden ist, und den Rückführanschluß 52
geschaltet ist. Ein Mittelpunkt der Reihenschaltung der
Ein/Aus-Ventile 60RL und 62RL ist über eine Verbindungslei
tung 66RL mit einem Radzylinder 64RL zum Anlegen einer
Bremskraft an das hintere linke Rad verbunden; ein Mittel
punkt einer Reihenschaltung der Ein/Aus-Ventile 60RR und
62RR ist über eine Verbindungsleitung 66RR mit einem Radzy
linder 64RR zum Anlegen einer Bremskraft an das hintere
rechte Rad verbunden.
Die Steuerventile 50FL und 50FR werden zwischen einer
ersten Position zum Verbinden der Radzylinder 48FL und 48FR
mit der Handbremsdruckleitung 18, während diese von den
Verbindungsleitungen 58FL bzw. 58FR getrennt sind, wie es
in dem in den Figuren gezeigten Zustand vorliegt, und einer
zweiten Position zum Trennen der Radzylinder 48FL und 48FR
von der Leitung 18, während diese mit den Verbindungslei
tungen 58FL bzw. 58FR verbunden sind, umgeschaltet.
Das Steuerventil 28 wird zwischen einer ersten Position
zum Verbinden der Leitung 30 sowohl für die Reihenschaltung
der Ein/Aus-Ventile 60RL und 62RL als auch für die Reihen
schaltung der Ein/Aus-Ventile 60RR und 62RR mit der Hand
bremsdruckleitung 26, wie in dem Zustand, der in der Figur
gezeigt ist, und einer zweiten Position zum Trennen der
Leitung 30 von der Leitung 26, während diese mit einer Lei
tung 68 verbunden ist, die zusammen mit der Leitung 53 mit
einem Auslaßanschluß des Umschaltsteuerventils 44 verbunden
ist, umgeschaltet, um in Abhängigkeit davon, ob das Steuer
ventil 44 in einer ersten Position, wie es in den Figuren
gezeigt ist, und einer zweiten Position, die im Gegensatz
dazu ist, ist, eine Verbindung entweder mit einem Zuführan
schluß des Hydroverstärkers 16 oder der Speicherdrucklei
tung 38 herzustellen.
Wenn sich die Steuerventile 50FL, 50FR und 28 in der
ersten Position befinden, wie es in dem Zustand, der in der
Figur gezeigt ist, der Fall ist, sind die Radzylinder 48FL,
48FR, 64RL, 64RR mit den Handbremsdruckleitungen 18 und 26
verbunden, damit diese mit dem Druck des Hauptzylinders 14
versorgt werden, wodurch ermöglicht wird, daß der Fahrer
entsprechend der Betätigung des Bremspedals 12 eine Brems
kraft auf jedes Rad aufbringt. Wenn das Steuerventil 28 in
die zweite Position geschaltet wird, wobei das Steuerventil
44 in der gezeigten ersten Position gehalten wird, werden
die Hinterradzylinder 64RL und 64RR entsprechend der Betä
tigung des Bremspedals vom Hydroverstärker 16 mit dem Ver
stärkerdruck gespeist. Wenn die Steuerventile 50FL, 50FR,
28 und 44 in die zweite Position geschaltet werden, werden
die Radzylinder 48FL, 48FR, 64RL, 64RR abgesehen von der
Betätigung des Bremspedals 12 unter der Steuerung der nor
malerweise geöffneten Ein/Aus-Ventile 54FL, 54FR, 60RL,
60RR und der normalerweise geschlossenen Ein/Aus-Ventile
56FL, 56FL, 62RL, 62RR entsprechend dem Verhältnis des ge
öffneten Zustandes der entsprechenden normalerweise geöff
neten Ein/Aus-Ventile und dem geschlossenen Zustand der
entsprechenden normalerweise geschlossenen Ein/Aus-Ventile,
das heißt entsprechend dem sogenannten Betriebsverhältnis,
mit dem Kraftbetrieb-Speicherbremsdruck der Leitung 38 ge
speist.
Die Umschalt-Steuerventile 50FL, 50FR, 28, 44, die nor
malerweise geöffneten Ein/Aus-Ventile 54FL, 54FR, 60RL,
60RR, die normalerweise geschlossenen Ein/Aus-Ventile 56FL,
56FR, 62RL, 62RR und die Pumpe 40 werden durch eine elek
trische Steuereinrichtung 70 wie es nachstehend detailliert
beschrieben wird gesteuert. Die elektrische Steuereinrich
tung 70 weist einen Mikrorechner 72 und eine Antriebssteu
ereinrichtung 74 auf. Obwohl es in Fig. 1 nicht detailliert
gezeigt ist, kann der Mikrorechner 72 einen gewöhnlichen
Aufbau haben, der eine Zentrale Verarbeitungseinheit, einen
Festwertspeicher, einen Direktzugriffsspeicher, eine Einga
be- und Ausgabeanschlußeinrichtung und einen gemeinsamen
Bus, der diese Funktionselemente miteinander verbindet,
aufweist.
Die Eingabeanschlußeinrichtung des Mikrorechners 72
wird mit einem Signal, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit V
aufweist, von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 76, mit
einem Signal, das eine Querbeschleunigung Gy des Fahrzeug
aufbaus aufweist, von einem Querbeschleunigungssensor 78,
der im wesentlichen an einem Massenmittelpunkt des Fahr
zeugaufbaus angebracht ist, mit einem Signal, das die Gier
geschwindigkeit γ des Fahrzeugaufbaus aufweist, von einem
Giergeschwindigkeitssensor 80, mit einem Signal, das einen
Lenkwinkel θ aufweist, von einem Lenkwinkelsensor 82, mit
einem Signal, das eine Längsbeschleunigung Gx des Fahrzeug
aufbaus aufweist, von einem Längsbeschleunigungssensor 84,
der im wesentlichen am Massemittelpunkt des Fahrzeugaufbaus
angebracht ist, und mit Signalen, die die Radgeschwindig
keit (Radumfangsgeschwindigkeit) Vwfl, Vwfr, Vwrl, Vwrr des
vorderen linken und rechten Rades und des hinteren linken
und rechten Rades, die nicht in den Figuren gezeigt sind,
aufweisen, von Radgeschwindigkeitssensoren 86FL-86RR ge
speist. Der Querbeschleunigungssensor 78, der Giergeschwin
digkeitssensor 80 und der Lenkwinkelsensor 82 erfassen die
Querbeschleunigung, die Giergeschwindigkeit bzw. den Lenk
winkel als positiv, wenn das Fahrzeug eine Linkskurve be
schreibt; der Längsbeschleunigungssensor 84 erfaßt die
Längsbeschleunigung als positiv, wenn das Fahrzeug nach
vorn beschleunigt wird. Im allgemeinen werden in den fol
genden Analysen die Parameter, die sich in der Kurvenfahr
richtung des Fahrzeugs unterscheiden, als positiv angenom
men, wenn das Kurvenfahren entgegen dem Uhrzeigersinn er
folgt, und als negativ angenommen, wenn das Kurvenfahren im
Uhrzeigersinn erfolgt, wobei von oben auf das Fahrzeug ge
schaut wird.
Der Festspeicher des Mikrorechners 72 speichert solche
Fließbilder, wie diese in den Fig. 2, 3, 4 und 11 ge
zeigt sind, und solche Verzeichnisse, wie sie in Fig. 5
bis 10 gezeigt sind. Die Zentrale Verarbeitungseinheit
führt zahlreiche Berechnungen auf der Grundlage der Parame
ter, die durch die vorstehend genannten Sensoren erfaßt
wurden, entsprechend diesen Fließbildern und Verzeichnissen
gemäß Vorbeschreibung aus und steuert die Kurvenstabilität
des Fahrzeugs, indem auf jedes der Räder eine variable
Bremskraft auswählend aufgebracht wird.
Fig. 2 zeigt den Gesamtvorgang, der durch eine Stabili
tätssteuerungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ausge
führt wird, in Form eines Fließbildes. Der Steuervorgang
entsprechend diesem Fließbild wird mit dem Schließen eines
Motorzündschalters, der nicht in der Figur gezeigt ist, des
Fahrzeuges begonnen und mit einer Zykluszeit, wie zum Bei
spiel zehn Mikrosekunden, während des gesamten Betriebes
des Fahrzeuges zyklisch wiederholt, wie es aus dem Stand
der Technik bekannt ist.
Wenn die Vorrichtung gestartet wird, werden in Schritt
10 Signale von zahlreichen Sensoren, die vorstehend be
schrieben sind, entsprechend einem Plan gelesen, der durch
das in der Vorrichtung enthaltene Programm bestimmt ist.
Dann wird in Schritt 20 das Antriebsradschlupfverhältnis
Rsa, das heißt das Schlupfverhältnis der Antriebsräder des
Fahrzeuges, berechnet, wie es in Fig. 3 oder 11 detailliert
gezeigt ist. Wenn das Fahrzeug Hinterradantrieb hat, ist
Rsa das Schlupfverhältnis der Hinterräder, während, wenn
das Fahrzeug Vorderradantrieb hat, Rsa das Schlupfverhält
nis der Vorderräder ist. Für ein schnelleres Verständnis
des Gesamtaufbaus der Erfindung wird, bevor zum nächsten
Schritt 30 im Hauptprogramm gegangen wird, nur das Ausfüh
rungsbeispiel von Fig. 3 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 werden in Schritt 26 mitt
lere Geschwindigkeiten eines Paares von Vorderrädern und
eines Paares von Hinterrädern jeweils wie folgt berechnet.
Vwf =(Vwfl+Vwfr)/2
Vwr =(Vwrl+Vwrr)/2
Vwr =(Vwrl+Vwrr)/2
wobei Vw eine Radgeschwindigkeit darstellt, die als Be
wegungsgeschwindigkeit des Rads auf der Straßenoberfläche
bei Betrachtung von oben wahrgenommen wird, das heißt die
Umfangsgeschwindigkeit des Reifens; Suffixe, wie zum Bei
spiel f, r, fl, fr, rl und rr, beziehen sich auf vorne,
hinten, vorne links, vorne rechts, hinten links bzw. hinten
rechts. Die gleichen Bezüge auf vorne, hinten, vorne links,
vorne rechts, hinten links und hinten rechts durch diese
Suffixe werden nachstehend hergestellt, ohne daß es jedes
Mal speziell angezeigt wird, wenn es aus Gründen der Kürze
der Beschreibung als offensichtlich angesehen wird.
In Schritt 27 wird im Falle eines Fahrzeuges mit Hin
terradantrieb überprüft, ob Vwf größer als Vwo ist, wobei
Vwo ein Wert ist, der als Minimalwert der Radgeschwindig
keit bestimmt ist, um die Steuerungsberechnung stabil auf
rechtzuerhalten, ohne daß dadurch, daß eine Division durch
einen zu kleinen Nenner durchgeführt wird, ein zu großer
Wert bei dieser erzeugt wird. Im Fall eines Fahrzeugs mit
Vorderradantrieb wird geprüft, ob Vwr größer als Vwo ist.
Dann, wenn die Antwort ja ist, geht die Steuerung zu
Schritt 28; das Schlupfverhältnis Rs der Antriebsräder wird
wie folgt berechnet.
Rsr=(Vwr-Vwf)/Vwf für Fahrzeuge mit Hinterradantrieb
Rsf=(Vwf-Vwr)/Vwr für Fahrzeuge mit Vorderradantrieb
Rsf=(Vwf-Vwr)/Vwr für Fahrzeuge mit Vorderradantrieb
Wenn die Antwort in Schritt 27 "Nein" ist, geht die
Steuerung zu Schritt 29; das Schlupfverhältnis Rs wird wie
folgt berechnet:
Rsr=(Vwr-Vwf)/Vwo für Fahrzeuge mit Hinterradantrieb
Rsf=(Vwf-Vwr)/Vwo für Fahrzeuge mit Vorderradantrieb
Rsf=(Vwf-Vwr)/Vwo für Fahrzeuge mit Vorderradantrieb
Es wird nun auf das Hauptprogramm von Fig. 2 zurückge
kommen, in dem in Fig. 30 das Sollschlupfverhältnis Rspt
für die getriebenen Räder, das heißt das Schlupfverhältnis,
das in den getriebenen Rädern erzeugt werden soll, entspre
chend dem in Fig. 4 gezeigten Unterprogramm berechnet wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird in Schritt 31 ein
grundlegendes Sollschlupfverhältnis Rspo, das im Vorderrad
erzeugt werden soll, das an der Außenseite der Kurvenbewe
gung des Fahrzeugs vorgesehen ist, im Fall eines Fahrzeugs
mit Hinterradantrieb berechnet, um ein Giermoment im Fahr
zeug entgegen dem Schleudern des Fahrzeugs durch ein Rut
schen der hinteren Antriebsräder bei einem übermäßigen Mo
torbremsen zu erzeugen; alternativ dazu wird ein grundle
gendes Sollschlupfverhältnis Rspo, das im Hinterrad erzeugt
werden soll, das an der Innenseite der Kurvenfahrt des
Fahrzeugs vorgesehen ist, im Falle eines Fahrzeugs mit Vor
derradantrieb berechnet, um ein Giermoment im Fahrzeug ent
gegen dem Abgedrängtwerden des Fahrzeugs durch das Rutschen
der vorderen Antriebsräder bei einem übermäßigen Motorbrem
sen zu erzeugen. Der Wert von Rspo kann aus einem Verzeich
nis, wie es zum Beispiel in Fig. 6 gezeigt ist, auf der
Grundlage des Wertes des Antriebsradschlupfverhältnisses
Rsa bequem ausgelesen werden, das heißt Rsr im Fall eines
Fahrzeugs mit Hinterradantrieb oder Rsf im Falle eines
Fahrzeugs mit Vorderradantrieb, die in Schritt 28 oder 29
von Fig. 3 erhalten wurden. Fig. 6 kann entnommen werden,
daß, wenn das Verzeichnis für Rspo nicht nur für positive
Werte von Rsa vorbereitet wird, sondern ebenfalls für nega
tive Werte von Rsa, das vorliegenden Steuersystem ebenfalls
betätigt werden kann, um gegen ein zu starkes Niederdrücken
des Fahrpedals während des Antriebs entlang einer Kurven
bahn zu wirken, um die Bremse eines entsprechenden Rades
automatisch zu betätigen, damit das Fahrzeug verlangsamt
wird, wobei gleichzeitig ein Antischleuder- oder Antiab
dräng-Giermoment im Fahrzeug erzeugt wird, um das Fahrzeug
am Schleudern oder Abgedrängtwerden durch Seitenrutschen
der zu stark mit Energie versorgten Antriebsräder zu hin
dern.
In Schritt 32 wird ein erster Kompensationskoeffizient
C₁ auf der Grundlage des Absolutwertes von V × γ berechnet,
das heißt auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit,
die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 76 und den
Giergeschwindigkeitssensor 78 von Fig. 1 erfaßt wurde. C₁
wird mit Rspo multipliziert, wie es nachstehend in Schritt
37 beschrieben ist, um das Schlupfverhältnis proportional
abzuändern, das der Sollwert an einem getriebenen Rad ist,
um das Fahrzeug bei gleichzeitiger Erzeugung eines Anti
schleuder- oder Antiabdräng-Giermoments im Fahrzeug zu ver
langsamen. Der Wert von C₁ kann auf der Grundlage des Abso
lutwertes von V × γ erhalten werden, indem auf ein Ver
zeichnis Bezug genommen wird, wie es zum Beispiel in Fig. 7
gezeigt ist. Wie es Fig. 7 entnommen werden kann, ist C₁
Null, wenn |V × γ| relativ klein ist, und erhöht sich mit
einem Anwachsen von |V × γ| bis, wenn sich |V × γ| weiter
erhöht, ein Grenzwert von 1 erreicht ist, so daß das Soll
schlupfverhältnis Rspt des getriebenen Rades Null bleibt,
selbst wenn sich, wenn |V × γ| klein ist, das heißt, wenn
die Bewegungsbahn des Fahrzeugs im wesentlichen nicht kur
venförmig ist, das Antriebsradschlupfverhältnis Rsa erhöht.
In Schritt 33 wird ein zweiter Kompensationskoeffizient
C₂ auf der Grundlage der Längsbeschleunigung Gx, die durch
den Längsbeschleunigungssensor 84 von Fig. 1 erfaßt wird,
berechnet, so daß eine Verschiebung der Vertikallast, die
auf das getriebene Rad durch die auf den Fahrzeugaufbau
aufgebrachte Längsbeschleunigung aufgebracht wird, bei der
Bestimmung des Sollschlupfverhältnisses, das im gebremsten
getriebenen Rad erzeugt wird, in Betracht gezogen wird, da,
wenn das zur Stabilitätssteuerung zu bremsende getriebene
Rad mit einer höheren Vertikallast versehen wird, das Rad
stärker gebremst werden kann, um ein größeres Schlupfver
hältnis zu erzeugen, bevor die Reifenhaftung von diesem an
der Straßenoberfläche einen Grenzwert erreicht. Somit wird
in diesem Schritt der Koeffizient C₂ auf der Grundlage des
Absolutwertes von Gx berechnet, wie es durch ein Verzeich
nis von Fig. 8 ausgedrückt ist, wobei die Vollinienkurve
für das Fahrzeug mit Vorderradantrieb vorgesehen ist, wäh
rend die Kurve mit gestrichelter Linie für ein Fahrzeug mit
Vorderradantrieb vorgesehen ist. Die Wirkung dieser das
Verhalten beschreibenden Kurven ist unmittelbar verständ
lich.
In Schritt 34 wird ein Fahrzeugaufbauschlupfwinkel bzw.
Fahrzeugaufbaurutschwinkel β durch ein bekanntes Verfahren
berechnet, so daß als erstes die Seitengleitbeschleunigung
Vyd des Fahrzeugaufbaus als eine Differenz zwischen der
Querbeschleunigung Gy, die durch den Seitenbeschleunigungs
senor 78 von Fig. 1 erfaßt wird, und einem Produkt der
Giergeschwindigkeit γ und der Fahrzeuggeschwindigkeit V be
rechnet wird, wie zum Beispiel Vyd = Gy - γ × V, und dann
Vyd über der Zeit integriert wird, um eine Seitengleitge
schwindigkeit Vy vorzusehen; dann wird Vy durch die Längs
geschwindigkeit des Fahrzeugs dividiert, das heißt die
Fahrzeuggeschwindigkeit V, wie zum Beispiel β = Vy/V.
(Natürlich ist ein Schritt im Berechnungsprogramm vorgese
hen, der die Ausführung der Division durch einen Nenner von
Null verhindert, wie es im Stand der Technik bekannt ist.)
In Schritt 35 werden auf der Grundlage des Fahrzeugauf
bauschlupfwinkels β, der vorstehend erhalten wurde, und an
derer Daten, wie zum Beispiel des Radlenkwinkels δ, der aus
θ berechnet wird, der durch den Lenkwinkelsensor von Fig. 1
erfaßt wird, der Giergeschwindigkeit γ, der Fahrzeugge
schwindigkeit V bzw. den Abständen Lf und Lr der vorderen
und hinteren Radachse vom Gravitationszentrum des Fahrzeug
aufbaus, ein Vorderradschlupfwinkel βf und ein Hinterrad
schlupfwinkel βr wie folgt berechnet:
βf = δ-β-Lf × γ/V
βr = -β-Lr × γ/V
βr = -β-Lr × γ/V
In Schritt 36 wird unter Bezugnahme auf Verzeichnisse,
wie diese in den Fig. 9 und 10 gezeigt sind, dritte und
vierte Kompensationskoeffizienten C3 und C4 auf der Grund
lage der Absolutwerte von βf bzw. βr, wenn das Fahrzeug
Hinterradantrieb hat, oder auf der Grundlage der Absolut
werte von βr bzw. βr, wenn das Fahrzeug Vorderradantrieb
hat, berechnet. Diese Koeffizienten geben das Rutschverhal
ten der vorderen und hinteren Räder bezüglich der Stabili
tätssteuerung der vorliegenden Erfindung wieder.
Dann wird schließlich in Schritt 37 das Sollschlupfver
hältnis Rspt des getriebenen Rades berechnet, wobei eine
Änderung des grundlegenden Sollschlupfverhältnisses Rspo,
das aus dem Verzeichnis von Fig. 6 ausgelesen wurde, statt
findet:
Rspt=Rspo × C₁ × C₂ × (C₃+C₄)
Wenn in das Hauptprogramm von Fig. 2 zurückgekehrt
wird, wird in Schritt 40 geprüft, ob die Giergeschwindig
keit γ positiv ist oder nicht, das heißt, ob das Fahrzeug
eine Links- oder eine Rechtskurve beschreibt. Wenn die Ant
wort ja ist, das heißt wenn das Fahrzeug eine Linkskurve
beschreibt, geht die Steuerung zu Schritt 50; das Soll
schlupfverhältnis Rspt für das getriebene Rad wird auf das
Sollschlupfverhältnis Rsfr des vorderen rechten Rades ge
setzt, wenn das Fahrzeug Hinterradantrieb hat, um das Fahr
zeug am Schleudern entgegen dem Uhrzeigersinn bei Betrach
tung von oben auf das Fahrzeug zu hindern; alternativ dazu
wird das Sollschlupfverhältnis Rspt für das getriebene Rad
auf das Sollschlupfverhältnis Rsrl des hinteren linken Ra
des gesetzt, wenn das Fahrzeug Vorderradantrieb hat, um das
Fahrzeug am Abgedrängtwerden im Uhrzeigersinn bei Betrach
tung von oben auf das Fahrzeug zu hindern. Wenn die Antwort
in Schritt 40 Nein ist, das heißt wenn das Fahrzeug eine
Rechtskurve beschreibt, geht die Steuerung zu Schritt 80;
das Sollschlupfverhältnis Rspt für das getriebene Rad wird
auf das Sollschlupfverhältnis Rsfl des vorderen linken Ra
des gesetzt, wenn das Fahrzeug Hinterradantrieb hat, um das
Fahrzeug am Schleudern im Uhrzeigersinn bei Betrachtung von
oben auf das Fahrzeug zu hindern; alternativ dazu wird das
Sollschlupfverhältnis Rspt des getriebenen Rades auf das
Sollschlupfverhältnis Rsrr des hinteren rechten Rades ge
setzt, wenn das Fahrzeug Vorderradantrieb hat, um das Fahr
zeug am Abgedrängtwerden entgegen dem Uhrzeigersinn bei Be
trachtung von oben auf das Fahrzeug zu hindern.
In Schritt 60 wird die Sollradgeschwindigkeit Vwt des
vorderen rechten Rades eines Fahrzeugs mit Hinterradantrieb
oder die Sollradgeschwindigkeit Vwt des hinteren linken Ra
des eines Fahrzeugs mit Vorderradantrieb wie folgt berech
net:
Vwtfr=Vwfl × (100-Rsfr)/100
für ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb
Vwtrl=Vwrr × (100-Rsrl)/100
für ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb
In Schritt 70 wird die Schlupfverhältniszahl ΔVw als
eine Differenz zwischen der Ist-Radgeschwindigkeit des vor
deren rechten Rades und der Sollradgeschwindigkeit für die
ses eines Fahrzeugs mit Hinterradantrieb oder als eine Dif
ferenz zwischen der Ist-Radgeschwindigkeit des hinteren
linken Rades und der Sollradgeschwindigkeit für dieses
eines Fahrzeugs mit Vorderradantrieb berechnet, wobei eine
Kompensation bezüglich der Längsbeschleunigung, das heißt
der Änderungsverhältniszahl der Radgeschwindigkeit Gx, mit
einem geeigneten Faktor Ks wie folgt erfolgt:
ΔVwfr = Vwfr - Vwtfr + Ks × (dVwfr/dt - Gx)
für ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb
ΔVwrl = Vwrl - Vwtrl + Ks × (dVwrl/dt - Gx)
für ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb
Wenn die Steuerung zu Schritt 80 geht, werden in den
Schritten 90 und 100 bezüglich dem vorderen linken Rad
eines Fahrzeugs mit Hinterradantrieb oder dem hinteren
rechten Rad eines Fahrzeugs mit Vorderradantrieb ähnliche
Prozesse wie den Schritten 60 und 70 ausgeführt.
In Schritt 110 wird ein Betriebsverhältnis Dr zur Betä
tigung einer entsprechenden Gruppe von Ein/Aus-Ventilen
54FL-56FL, 54FR-56FR, 60RL-62RL oder 60RR-62RR durch das
Auslesen aus einem Verzeichnis, wie es in Fig. 5 gezeigt
ist, auf der Grundlage des Wertes der Schlupfverhältniszahl
Vw berechnet.
In Schritt 120, wird das Bremssystem, das in Fig. 1 ge
zeigt ist, entsprechend dem Betriebsverhältnis Dr, das so
mit berechnet wurde, betätigt. Wenn der Wert des Betriebs
verhältnisses Dr größer als ein bestimmter relativ kleiner
positiver Schwellwert ist, wird das normalerweise geöffnete
Ein/Aus-Ventil der entsprechenden Gruppe geöffnet, wobei
das normalerweise geschlossene Ein/Aus-Ventil der Gruppe
geschlossen wird, um den Druck des entsprechenden Radzylin
ders 48FL, 48FR, 64RL oder 64RR zu erhöhen, während, wenn
der Wert des Betriebsverhältnisses Dr kleiner als ein be
stimmter relativ kleiner negativer Schwellwert ist, das
normalerweise geschlossene Ein/Aus-Ventil der entsprechen
den Gruppe geöffnet wird, wobei das normalerweise geöffnete
Ein/Aus-Ventil der Gruppe geschlossen wird, um den Druck
des entsprechenden Radzylinders zu verringern; wenn der
Wert des Betriebsverhältnisses Dr zwischen dem positiven
und negativen Schwellwert liegt, werden sowohl das norma
lerweise geöffnete Ein/Aus-Ventil als auch das normaler
weise geschlossene Ein/Aus-Ventil geschlossen.
Somit wird eingeschätzt, daß durch die Stabilitäts
steuerungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, wenn die
Neigung des Fahrzeugs zum Schleudern durch ein Rutschen der
hinteren Antriebsräder eines Fahrzeugs mit Hinterradan
trieb, das durch ein übermäßiges Motorbremsen (oder einen
übermäßigen Motorantrieb) während einer Kurvenfahrt des
Fahrzeugs verursacht wird, besteht, das Vorderrad, das an
der Außenseite der Kurve vorgesehen ist, in geeigneter
Weise gebremst wird, um das Schlupfverhältnis der hinteren
Antriebsräder zu entlasten, wobei gleichzeitig ein Giermo
ment erzeugt wird, das entgegen dem Schleudern gerichtet
ist; wenn die Neigung des Fahrzeugs zum Abgedrängtwerden
durch ein Rutschen der vorderen Antriebsräder des Fahrzeugs
mit Vorderradantrieb, das durch ein übermäßiges Motorbrem
sen (oder einen übermäßigen Motorantrieb) während einer
Kurvenfahrt des Fahrzeugs verursacht wird, besteht, wird
das Hinterrad, das sich an der Innenseite der Kurve befin
det, in geeigneter Weise gebremst, um das Schlupfverhältnis
der vorderen Antriebsräder zu entlasten, wobei gleichzeitig
ein Giermoment erzeugt wird, das entgegen dem Abgedrängt
werden gerichtet ist.
Die Berechnung des Sollantriebsradschlupfverhältnisses
Rsa in Schritt 20 des Hauptprogramms kann detaillierter
ausgeführt sein, wie es in Fig. 11 gezeigt ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 11 wird in Schritt 21 eine
Differenz ΔVy der Radgeschwindigkeit zwischen den Rädern an
der linken und an der rechten Seite auf der Grundlage der
Gierverhältniszahl γ und der Radauflagefläche T des Fahr
zeugs wie folgt berechnet:
ΔVy= γ × (T/2) × 3.6 × π/180
In Schritt 22 wird die Längsverschiebung des Anteils
der Vertikallast zwischen den Vorderrädern und den Hinter
rädern als Längslastverschiebung ΔWx auf der Grundlage der
Längsbeschleunigung Gx, des Gewichts W des Fahrzeugaufbaus,
der Höhe H des Gravitationszentrums des Fahrzeugaufbaus von
der Straßenoberfläche und der Radbasis L des Fahrzeugs wie
folgt berechnet.
ΔWx = Gx × W × H/L/2
In Schritt 23 werden die Längs- und Querverschiebung
des Anteils der Vertikallast des vorderen linken, vorderen
rechten, hinteren linken und hinteren rechten Rades als
Querlastverschiebung ΔWyf und ΔWyr auf der Grundlage der
Querbeschleunigung Gy, des Gewichts W des Fahrzeugaufbaus,
der Höhe H des Gravitationsmittelpunktes des Fahrzeugauf
baus von der Straßenoberfläche, der Radauflagefläche T des
Fahrzeugs und der Anteile Gpf und Gpr der vorderen und hin
teren Räder an der Verdrehsteifigkeit des Fahrzeugsaufbaus
wie folgt berechnet:
ΔWyf = (Gy × W × H/T) × Gpf
ΔWyr = (Gy × W × H/T) × Gpr
ΔWyr = (Gy × W × H/T) × Gpr
In Schritt 24 wird eine dynamische Verformung des Rei
fens bezüglich jedem Reifen als dynamischer Reifenradius
kompensationskoeffizient Kdi(i=fl, fr, rl, rr) mit der Rei
fensteifigkeit St und dem Reifenradius Rt wie folgt berech
net:
Kdfl = 1 + {-ΔWx - ΔWyf} × 9.8/St/Rt
Kdfr = 1 + {-Wx + ΔWyf} × 9.8/St/Rt
Kdrl = 1 + {ΔWx - ΔWyr} × 9.8/St/Rt
Kdfr = 1 + {ΔWx + ΔWyr} × 9.8/St/Rt
Kdfr = 1 + {-Wx + ΔWyf} × 9.8/St/Rt
Kdrl = 1 + {ΔWx - ΔWyr} × 9.8/St/Rt
Kdfr = 1 + {ΔWx + ΔWyr} × 9.8/St/Rt
In Schritt 25 werden Radgeschwindigkeiten, die bezüg
lich der Reifenverformung durch eine Längs- und Querver
schiebung der Last kompensiert sind, als kompensierte Rad
geschwindigkeiten Vcwi(i=fl, fr, rl, rr) wie folgt berech
net:
Vcwfl = Kdfl × Vwfl × cosδ + ΔVy
Vcwfr = Kdfr × Vwfr × cosδ - ΔVy
Vcwrl = Kdrl × Vwrl + ΔVy
Vcwrr = Kdrr × Vwrr - ΔVy
Vcwfr = Kdfr × Vwfr × cosδ - ΔVy
Vcwrl = Kdrl × Vwrl + ΔVy
Vcwrr = Kdrr × Vwrr - ΔVy
Die Schritte 26′, 27′, 28′ und 29′ entsprechen den
Schritten 26, 27, 28 bzw. 29 von Fig. 3 mit der Ausnahme,
daß in der detaillierteren Verarbeitung von Fig. 11 die
Radgeschwindigkeiten bezüglich der Radverformung durch die
Längs- und Querverschiebung der Last gemäß Vorbeschreibung
kompensiert werden, und sind diesen mit der genannten Aus
nahme ähnlich.
In der vorstehenden Beschreibung des Ausführungsbei
spiels und seiner Abwandlung wurde das Bremsen für die Sta
bilitätssteuerung nur auf das Vorderrad angewendet, das an
der Außenseite der Kurve eines Fahrzeugs mit Hinterradan
trieb vorgesehen ist, um das Schleudern zu unterdrücken,
oder auf das Hinterrad angewendet, das an der Innenseite
der Kurve des Fahrzeugs mit Vorderradantrieb vorgesehen
ist, um das Abgedrängtwerden zu unterdrücken, wobei dieses
in erster Linie zum Zweck der Verhinderung einer zu komple
xen Beschreibung erfolgt ist. Für den Fachmann ist es je
doch ersichtlich, daß ein geeignetes Hilfsbremsen sowohl
für das Vorderrad als auch für das Hinterrad, das sich in
der entgegengesetzten Seite des vorderen oder hinteren Ra
des, das entsprechend dem vorstehend beschriebenen Ausfüh
rungsbeispiel gebremst wird, befindet, angewendet werden
kann, da ein solches Hilfsbremsen ebenfalls im wesentlichen
effektiv ist, um das gebremste Antriebsrad von einem Zu
stand mit übermäßigem Schlupf zu entlasten, obwohl dieses
der Erzeugung des Antischleuder- oder Antiabdräng-Giermo
ments entgegenwirkt. Daher ist es verständlich, daß die
vorliegende Erfindung nicht auf die Anwendung des Bremsens
zur Stabilitätssteuerung ausschließlich des Vorderrades,
das an der Außenseite der Kurve eines Fahrzeugs mit Hinter
radantrieb vorgesehen ist, oder das Hinterrad, das an der
Innenseite der Kurve eines Fahrzeugs mit Vorderradantrieb
vorgesehen ist, begrenzt ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung bezüglich speziellen
Ausführungsbeispielen von diesem detailliert beschrieben
wurde, ist es für den Fachmann ersichtlich, daß zahlreiche
Abwandlungen bezüglich den gezeigten Ausführungsbeispielen
möglich sind, ohne daß von der Wesensart der vorliegenden
Erfindung abgewichen wird.
Eine Verhaltensteuerungsvorrichtung eines Fahrzeugs hat
somit: eine Einrichtung zum Schätzen des Schlupfverhältnis
ses eines Paares von linken und rechten Antriebsrädern,
eine Einrichtung zum Schätzen der Seitenkraft, die auf den
Fahrzeugaufbau durch seine Kurvenfahrt bedingt wirkt, um
einen Faktor vorzusehen, der die Seitenkraft darstellt, und
eine Einrichtung zum Schätzen einer Sollbremskraft, die in
einem Paar von vorderen getriebenen Rädern erzeugt werden
soll, die an der Außenseite der Kurve vorgesehen sind, wenn
das Fahrzeug Hinterradantrieb hat, oder in einem Paar von
hinteren getriebenen Rädern erzeugt werden soll, die an der
Innenseite der Kurve vorgesehen sind, wenn das Fahrzeug
Vorderradantrieb hat, auf der Grundlage des Schlupfverhält
nisses und des Faktors, so daß das Bremssystem des Fahr
zeugs das vordere getriebene Rad, das an der Außenseite der
Kurve vorgesehen ist, oder das hintere getriebene Rad, das
an der Innenseite der Kurve vorgesehen ist, bremst, um die
Sollbremskraft zu erzeugen.
Claims (10)
1. Verhaltensteuerungsvorrichtung eines Fahrzeuges mit
einem Fahrzeugaufbau, einem vorderen linken, vorderen rech
ten, hinteren linken und hinteren rechten Rad, die den
Fahrzeugaufbau stützen, einem Lenksystem zum Lenken des
vorderen linken und vorderen rechten Rades, einem Bremssy
stem zum auswählenden variablen Bremsen von jedem der Räder
vorderes linkes, vorderes rechtes, hinteres linkes und hin
teres rechtes Rad und einem Antriebssystem, das einen Motor
aufweist, um ein Paar von linken und rechten Antriebsrädern
durch Kraftstoffenergie selektiv variabel anzutreiben, und
das Paar von linken und rechten Antriebsrädern durch einen
Luftpumpenergieverbrauch auswählend variabel zu bremsen,
wobei das Paar von Antriebsrädern das hintere linke und
hintere rechte Rad ist, wenn das Fahrzeug Hinterradantrieb
hat, oder das vordere linke und vordere rechte Rad ist,
wenn das Fahrzeug Vorderradantrieb hat, wobei ein weiteres
Paar von vorderen linken und vorderen rechten oder hinteren
linken und hinteren rechten Rädern ein Paar von getriebenen
Rädern ist, wobei die Verhaltensteuerungsvorrichtung auf
weist:
eine Einrichtung zum Schätzen des Schlupfverhältnisses des linken und rechten Antriebsrades,
eine Einrichtung zum Schätzen der Seitenkraft, die auf den Fahrzeugaufbau durch die Kurvenfahrt des Fahrzeugs wirkt, um einen Faktor vorzusehen, der die Seitenkraft dar stellt, und
eine Einrichtung zum Schätzen einer Sollbremskraft, die in einem des Paares von getriebenen Rädern erzeugt wer den soll, auf der Grundlage des Schlupfverhältnisses und des Faktors, wobei das eine getriebene Rad an der Außen seite der Kurvenfahrt vorgesehen ist, wenn das Fahrzeug Hinterradantrieb hat, oder an der Innenseite der Kurven fahrt vorgesehen ist, wenn das Fahrzeug Vorderradantrieb hat,
wobei das Bremssystem dazu geeignet ist, das eine ge triebene Rad zu bremsen, um in diesem die Sollbremskraft zu erzeugen.
eine Einrichtung zum Schätzen des Schlupfverhältnisses des linken und rechten Antriebsrades,
eine Einrichtung zum Schätzen der Seitenkraft, die auf den Fahrzeugaufbau durch die Kurvenfahrt des Fahrzeugs wirkt, um einen Faktor vorzusehen, der die Seitenkraft dar stellt, und
eine Einrichtung zum Schätzen einer Sollbremskraft, die in einem des Paares von getriebenen Rädern erzeugt wer den soll, auf der Grundlage des Schlupfverhältnisses und des Faktors, wobei das eine getriebene Rad an der Außen seite der Kurvenfahrt vorgesehen ist, wenn das Fahrzeug Hinterradantrieb hat, oder an der Innenseite der Kurven fahrt vorgesehen ist, wenn das Fahrzeug Vorderradantrieb hat,
wobei das Bremssystem dazu geeignet ist, das eine ge triebene Rad zu bremsen, um in diesem die Sollbremskraft zu erzeugen.
2. Verhaltensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei
die Verhaltensteuerungsvorrichtung ferner eine Einrichtung
zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Einrich
tung zum Erfassen der Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs
aufweist, und die Faktorschätzeinrichtung dazu geeignet
ist, einen Wert für den Faktor zu schätzen, der Null ist,
wenn ein Produkt aus Fahrzeuggeschwindigkeit und Gierge
schwindigkeit niedriger als ein Schwellwert, der für dieses
bestimmt wurde, ist, und positiv wird, wenn das Produkt
größer als der Schwellwert ist, damit mit einem Anwachsen
des Produktes bis zum Erreichen eines Grenzwertes eine Er
höhung auftritt.
3. Verhaltensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei
das Fahrzeug Hinterradantrieb hat und die Verhaltensteue
rungsvorrichtung ferner eine Einrichtung zum Erfassen der
Längsbeschleunigung des Fahrzeugs aufweist, und die Faktor
schätzeinrichtung dazu geeignet ist, einen Wert für den
Faktor zu schätzen, der Null ist, wenn die Längsbeschleuni
gung kleiner als ein Schwellwert, der für diese bestimmt
wurde, ist, und positiv wird, wenn das Verhältnis größer
als der Schwellwert ist, damit mit einem Anwachsen des Ver
hältnisses bis zum Erreichen eines Grenzwertes eine Erhö
hung auftritt.
4. Verhaltensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei
das Fahrzeug Vorderradantrieb hat und die Verhaltensteue
rungsvorrichtung ferner eine Einrichtung zum Erfassen der
Längsbeschleunigung des Fahrzeugs aufweist, und die Faktor
schätzeinrichtung dazu geeignet ist, einen Wert für den
Faktor zu schätzen, der positiv ist und der sich mit einer
Erhöhung der Längsbeschleunigung verringert, wenn die
Längsbeschleunigung größer als ein Schwellwert, der für
diese bestimmt wurde, ist.
5. Verhaltensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei
das Fahrzeug Hinterradantrieb hat und die Verhaltensteue
rungsvorrichtung ferner eine Einrichtung zum Schätzen des
Schlupfwinkels des hinteren linken und hinteren rechten Ra
des hat, und die Faktorschätzeinrichtung dazu geeignet ist,
einen Wert für den Faktor zu schätzen, der sich mit einer
Erhöhung des Schlupfwinkels des hinteren linken und hinte
ren rechten Rades bis zum Erreichen eines Grenzwertes er
höht, wenn sich der Schlupfwinkel des hinteren linken und
hinteren rechten Rades über einen Schwellwert, der für die
sen bestimmt wurde, hinaus erhöht.
6. Verhaltensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei
das Fahrzeug Vorderradantrieb hat und die Verhaltensteue
rungsvorrichtung ferner eine Einrichtung zum Schätzen des
Schlupfwinkels des vorderen linken und vorderen rechten Ra
des aufweist, und die Faktorschätzeinrichtung dazu geeignet
ist, einen Wert für den Faktor zu schätzen, der sich mit
einer Erhöhung des Schlupfwinkels des vorderen linken und
vorderen rechten Rades bis zum Erreichen eines Grenzwertes
erhöht, wenn sich der Schlupfwinkel des vorderen linken und
vorderen rechten Rades über einen Schwellwert, der für die
sen bestimmt wurde, hinaus erhöht.
7. Verhaltensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei
das Fahrzeug Hinterradantrieb hat und die Verhaltensteue
rungsvorrichtung ferner eine Einrichtung zum Schätzen des
Schlupfwinkels des vorderen linken und vorderen rechten Ra
des aufweist, und die Faktorschätzeinrichtung dazu geeignet
ist, einen Wert für den Faktor zu schätzen, der sich mit
einer Erhöhung des Schlupfwinkels des vorderen linken und
vorderen rechten Rades verringert, wenn sich der Schlupf
winkel des vorderen linken und vorderen rechten Rades über
einen Schwellwert, der für diesen bestimmt wurde, hinaus
erhöht.
8. Verhaltensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei
das Fahrzeug Vorderradantrieb hat und die Verhaltensteue
rungsvorrichtung ferner eine Einrichtung zum Schätzen des
Schlupfwinkels des hinteren linken und hinteren rechten Ra
des aufweist und die Faktorschätzeinrichtung dazu geeignet
ist, einen Wert für den Faktor zu schätzen, der sich mit
einer Erhöhung des Schlupfwinkels des hinteren linken und
hinteren rechten Rades verringert, wenn sich der Schlupf
winkel des hinteren linken und hinteren rechten Rades über
einen Schwellwert, der für diesen bestimmt wurde, hinaus
erhöht.
9. Verhaltensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei
die Verhaltensteuerungsvorrichtung ferner aufweist: eine
Einrichtung zum Erfassen der Giergeschwindigkeit des Fahr
zeugs, eine Einrichtung zum Erfassen des Lenkwinkels des
Lenksystems, eine Einrichtung zum Erfassen der Querbe
schleunigung des Fahrzeuges, eine Einrichtung zum Erfassen
der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs, eine Einrichtung zum
Schätzen der Reifenverformung von jedem der Räder vorderes
linkes, vorderes rechtes, hinteres linkes und hinteres
rechtes Rad, die durch die Quer- und Längsbeschleunigung
bedingt ist, und eine Einrichtung zum Ausgleichen der Rad
geschwindigkeit von jedem der Räder vorderes linkes, vorde
res rechtes, hinteres linkes und hinteres rechtes Rad auf
der Grundlage der Giergeschwindigkeit, des Lenkwinkels und
der Reifenverformung; wobei die Schlupfverhältnisschätzein
richtung dazu geeignet ist, als erstes eine Radgeschwindig
keit für jedes der Räder vorderes linkes, vorderes rechtes,
hinteres linkes und hinteres rechtes Rad zu schätzen, und
dann das Schlupfverhältnis des linken und rechten Antriebs
rades als eine Differenz zwischen dem Mittelwert der Radge
schwindigkeiten des linken und rechten Antriebsrades und
einem Mittelwert der Radgeschwindigkeiten des linken und
rechten getriebenen Rades zu schätzen.
10. Verhaltensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei
die Sollbremskraftschätzeinrichtung dazu geeignet ist,
einen positiven Wert für die Sollbremskraft zu schätzen,
wenn das Schlupfverhältnis größer als ein positiver Wert,
der für dieses bestimmt wurde, ist, und ebenfalls einen po
sitiven Wert für die Sollbremskraft zu schätzen, wenn das
Schlupfverhältnis kleiner als ein negativer Wert, der für
dieses bestimmt wurde, ist.
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