DE19720644A1 - Antiblockierbremssteuersystem für Kraftfahrzeuge mit einer Einrichtung zur Unterscheidung von Vibrationen von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs - Google Patents
Antiblockierbremssteuersystem für Kraftfahrzeuge mit einer Einrichtung zur Unterscheidung von Vibrationen von Antriebsrädern des KraftfahrzeugsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein
Antiblockierbremssteuersystem oder -regelsystem für
Kraftfahrzeuge. Insbesondere betrifft die Erfindung ein
Antiblockierbremssteuersystem, welches eine
Antiblockierbremssteuerung durchführen kann, wobei
unterscheidbar Schwingungen der Geschwindigkeit der Räder des
Kraftfahrzeugs, die stattfinden, wenn das Kraftfahrzeug auf
einer unebenen Straße fährt, und Schwingungen der
Radgeschwindigkeit unterschieden werden können, die als
Rütteln bezeichnet werden, welches infolge der Tatsache
auftritt, daß sich das Drehmoment ändert, welches zwischen
einem Antriebssystem einschließlich einer Brennkraftmaschine
mit innerer Verbrennung (nachstehend einfach als Motor
bezeichnet) und den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs
auftritt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur
unterscheidbaren Feststellung, ob Schwingungen eines
Antriebsrads eines Kraftfahrzeugs dadurch hervorgerufen
werden, was als Rütteln bezeichnet wird, oder durch den
Zustand einer unebenen Straße.
Im allgemeinen wird bei einem Antiblockierbremssteuersystem
für ein Kraftfahrzeug die Tendenz der Räder zum Blockieren auf
der Grundlage des Vergleichs zwischen der Radgeschwindigkeit
(beispielsweise aufgrund der Drehzahl des Rades oder der
Umdrehungen pro Minute) und einer ermittelten Geschwindigkeit
des Kraftfahrzeugs oder auf der Grundlage der Verzögerung
eines Rades oder dergleichen festgestellt, wobei der an ein
Rad angelegte Bremshydraulikdruck so eingestellt wird, daß das
Ausmaß des Schlupfes eines Rades in Bezug auf die
Straßenoberfläche auf einem Wert in der Nähe eines Bereiches
gehalten wird, in welchem die Reibung zwischen dem Rad und der
Straßenoberfläche einen Spitzenwert annimmt, um die
Anhalteentfernung des Kraftfahrzeugs zu verkürzen, die
Stabilität der Fahrzeugkarosserie sicherzustellen, und die
Handhabbarkeit oder das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs zu
verbessern. Beispielsweise wird bei einem vorbekannten
konventionellen Antiblockierbremssteuersystem eine
Entscheidung in der Hinsicht getroffen, daß das Rad des
Kraftfahrzeugs zu blockieren beginnt, wenn das Verhalten des
Rades, beispielsweise dessen Schlupf, also eine Verringerung
der Radgeschwindigkeit in Bezug auf die ermittelte
Fahrzeuggeschwindigkeit, einen vorbestimmten Schwellenwert
annimmt, worauf eine Steuerung oder Regelung zum Absenken des
Bremshydraulikdrucks ausgeführt wird, der an das Rad angelegt
wird.
In diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß beim Fahren eines
Kraftfahrzeugs auf einer sogenannten unebenen Straße, deren
Oberfläche irregulär oder wellig ist, die Radgeschwindigkeit
infolge der Rauhigkeit der Straßenoberfläche in Schwingungen
versetzt wird. In diesem Fall kann der Bremshydraulikdruck
infolge der Antiblockierbremssteuerung verringert werden, da
die Blockierneigung des Rades auf der Grundlage der
Radschwingungen festgestellt werden kann, die möglicherweise
als Schlupf des Rades auf der Grundlage der
Beschleunigung/Verzögerung des Rades festgestellt wird, wie
voranstehend bereits erläutert. In diesem Fall ist jedoch
selbstverständlich die Antiblockierbremssteuerung zur
Verringerung des Bremshydraulikdrucks unnötig, da die
Radschwingungen keine Radblockierneigung anzeigen, sondern
durch die Unebenheit der Straßenoberfläche verursacht werden.
Wenn daher das Antiblockierbremssteuersystem eine Absenkung
des Bremshydraulikdrucks in Reaktion auf die Feststellung der
Radschwingungen infolge eines unebenen Straßenzustands
durchführt, kann die Situation entstehen, daß die
Antischlupfbremskraft unzureichend wird, die an das Rad
angelegt wird. Unter diesen Umständen werden derartige
Maßnahmen vorgesehen, daß dann, wenn eine Unebenheit der
Straße (also eine schlechte Straße) festgestellt wird, auf
welcher das Kraftfahrzeug fährt, das Kriterium für die
Entscheidung in Bezug auf die Absenkung des
Bremshydraulikdrucks erschwert wird, oder das Kriterium für
die Entscheidung in Bezug auf die Erhöhung des
Bremshydraulikdrucks erleichtert wird, um die
Antiblockierbremssteuerung in Reaktion auf die Radschwingungen
zu unterdrücken, die auftreten, wenn das Kraftfahrzeug auf
einer schlechten oder unebenen Straße fährt.
Als nächstes soll der Rütteleffekt überlegt werden. Wenn der
Bremshydraulikdruck intensiv erhöht oder verringert wird,
ändert sich die Stärke des an das Rad angelegten Drehmoments
wesentlich. Beim Auftreten derartiger Änderungen des
Drehmoments, welches an das Antriebsrad des Kraftfahrzeugs
angelegt wird, tritt selbstverständlich eine Änderung bei der
Übertragung des Drehmoments zwischen dem Antriebsrad und dem
Motor auf, die in Betrieb über eine Antriebswelle
(Kardanwelle) verbunden sind. Infolge des hohen
Trägheitsmoments des Motors wird daher die Antriebswelle
tordiert, welche den Motor und das Antriebsrad kuppelt.
Insbesondere wenn das Kraftfahrzeug auf einer Straße fährt,
die eine Straßenoberfläche mit kleinem Reibungskoeffizienten
aufweist, beispielsweise bei einer vereisten
Straßenoberfläche, ist das Auftreten einer Torsion bei der
Antriebswelle wahrscheinlich, was zu Schwingungen des Rades
führt. Dieses Phänomen wird als Rütteln bezeichnet. Wenn in
diesem Zusammenhang das Rüttelphänomen irrtümlich als
Vibrationen infolge einer schlechten Straße festgestellt wird,
um hierdurch die Kriterien für die Verringerung des
Bremshydraulikdrucks zu verschärfen, kann die Situation
entstehen, daß der Bremshydraulikdruck für ein derartiges
Antriebsrad nicht verringert wird, welches tatsächlich eine
Blockierneigung zeigt. Daher vergrößert sich das Ausmaß des
Schlupfes des Rades, was die Lenkbarkeit beeinträchtigt, und
ebenso die Stabilität des Kraftfahrzeugs. Wenn andererseits
wie voranstehend erläutert die Kriterien zum Einsatz der
Steuerung zur Erhöhung des Bremshydraulikdrucks abgemildert
werden, wird in unerwünschter Weise das Rütteln gefördert, da
sich das Drehmoment synchron zu den Schwingungen ändert, was
dem Fahrer des Kraftfahrzeugs ein unangenehmes Gefühl
vermittelt.
Als Maßnahmen, um mit den voranstehend geschilderten
Schwierigkeiten fertig zu werden, wurden bislang verschiedene
Vorgehensweisen vorgeschlagen. Beispielsweise wird in der
japanischen Veröffentlichung einer ungeprüften Patentanmeldung
Nr. 32222/1994 (JP-A-6-32222) eine derartige
Antiblockierbremssteuerung für ein Kraftfahrzeug
vorgeschlagen, bei welcher eine Entscheidung in Bezug auf den
Effekt getroffen wird, daß eine Radschwingung stattfindet,
wenn eine Beschleunigung und Verzögerung mit vorbestimmter
Größe eine vorbestimmte Anzahl an Malen innerhalb eines
vorbestimmten Zeitraums auftritt, wobei entschieden wird, daß
die Radschwingungen durch Rütteln hervorgerufen werden, wenn
der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche niedrig ist.
Weiterhin wird in der japanischen Veröffentlichung einer
ungeprüften Patentanmeldung Nr. 257347/1995 (JP-A-7-257347)
eine derartige Antiblockierbremssteuerung vorgeschlagen, bei
welcher eine schnelle Erholung der Radschwingung des
Antriebsrades festgestellt wird, und dann, wenn die
Radschwingung eines nicht angetriebenen Rades innerhalb eines
vorbestimmten Zeitraums wiederhergestellt wird, folgend auf
die Feststellung der schnellen Wiederherstellung der
Radschwingung des Antriebsrades, die Kriterien für den Einsatz
der Absenkung des Bremshydraulikdrucks verschärft werden.
Andererseits wird, falls nicht die Radschwingung des nicht
angetriebenen Rades innerhalb des vorbestimmten Zeitraums
folgend auf die Feststellung der schnellen Wiederherstellung
der Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsrades
wiederhergestellt wird, entschieden, daß die Radschwingungen
dem Rüttelphänomen zuzuschreiben sind, und daher die Kriterien
zur Absenkung des Bremshydraulikdrucks so geändert werden, daß
sie abgemildert sind.
Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, ist es
im Falle des Antiblockierbremssteuersystems, welches in der
JP-A-6-32222 beschrieben ist, sicherlich möglich, zu
unterscheiden, ob die Schwingungen des Antriebsrades durch
einen schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden, oder dem
Rüttelphänomen zuzuschreiben sind. Die Unterscheidung in Bezug
auf das Rütteln wird allerdings auf der Grundlage des
ermittelten Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche
durchgeführt. Es treten daher in der Hinsicht Schwierigkeiten
auf festzustellen, ob die Schwingungen des Antriebsrades
infolge einer unebenen Straßenoberfläche oder infolge des
Rüttelphänomens auftreten, wenn der Reibungskoeffizient der
Straßenoberfläche schwer bestimmt werden kann. In der Realität
ist die Bestimmung des Reibungskoeffizienten der
Straßenoberfläche in der Frühphase der
Antiblockierbremssteuerung deswegen schwierig, da die
Verzögerung des Kraftfahrzeugs in dieser Frühphase nicht
stabil ist.
Bei dem in der JP-A-7-257347 beschriebenen
Antiblockierbremssteuersystem werden die Schwingungen sowohl
des Antriebsrades als auch des nicht angetriebenen Rades
festgestellt, wobei dann, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeiten
sowohl des Antriebsrades als auch des nicht angetriebenen
Rades schwingen, festgestellt wird, daß die Schwingungen der
Räder dem unebenen Straßenzustand zuzuschreiben sind, wogegen
dann, wenn nur die Geschwindigkeit des Antriebsrades vibriert
oder schwankt, die Entscheidung getroffen wird, daß die
Schwingungen infolge des Rüttelphänomens auftreten. Bei einem
derartigen Antiblockierbremssteuersystem ist es daher
unmöglich, unterscheidbar festzustellen, ob die
Radschwingungen infolge eines schlechten Straßenzustands
auftreten, oder durch das Rüttelphänomen hervorgerufen werden,
beispielsweise bei einem allradgetriebenen Kraftfahrzeug,
dessen Räder sämtlich Antriebsräder sind, wodurch eine
Schwierigkeit entsteht.
Angesichts des voranstehend geschilderten Zustands des Standes
der Technik besteht das allgemeine Ziel der vorliegenden
Erfindung darin, ein Antiblockierbremssteuersystem für ein
Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welches grundsätzlich
oder im wesentlichen immun für die voranstehend geschilderten
Probleme des konventionellen Antiblockierbremssteuersystems
ist.
Insbesondere besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in
der Bereitstellung eines Antiblockierbremssteuersystems,
welches unterscheidbar die Schwingungen der
Radgeschwindigkeit, die durch einen schlechten Straßenzustand
hervorgerufen werden, einerseits und die Schwingungen der
Radgeschwindigkeit infolge des Rüttelns feststellen kann,
durch Erfassung des Drehmoments, welches an die Antriebswelle
des Kraftfahrzeugs in Zuordnung nur zu den Antriebsrädern
angelegt wird, ohne daß es erforderlich ist, den
Reibungskoeffizienten einer Straßenoberfläche festzustellen, um
insgesamt hierdurch die Leistung der
Antiblockierbremssteuerung oder Antiblockierbremsregelung für
das Kraftfahrzeug zu verbessern.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der
Bereitstellung eines Verfahrens zur unterscheidbaren
Feststellung, ob Schwingungen des Antriebsrads des
Kraftfahrzeugs aufgrund des sogenannten Rüttelphänomens
auftreten, oder durch einen schlechten Straßenzustand
hervorgerufen werden, wobei dieses Verfahren durch ein
Programm in die Praxis umgesetzt werden kann, welches von
einem Mikrocomputer ausgeführt wird.
Angesichts der voranstehend geschilderten und weiterer Ziele
der vorliegenden Erfindung, die aus der nachstehenden
Beschreibung noch deutlicher werden, wird gemäß einer
Zielrichtung der vorliegenden Erfindung ein
Antiblockierbremssteuersystem für ein Kraftfahrzeug zum
Anlegen einer Bremskraft bei dem Kraftfahrzeug auf sichere
Weise zur Verfügung gestellt, wobei das Auftreten eines
Radblockierzustands dadurch verhindert wird, daß die Operation
zur Verringerung eines Bremshydraulikdrucks wiederholt wird,
wenn eine Radgeschwindigkeit beim Bremsen auf ein Niveau
absinkt, bei welchem das Auftreten eines Radblockierzustands
wahrscheinlich ist, und dann erneut der Bremshydraulikdruck
erhöht wird, wenn die Radgeschwindigkeit auf den alten Wert
zurückkehrt, infolge der Verringerung des
Bremshydraulikdruckes, wobei das System eine
Bremshydraulikdruckregelvorrichtung aufweist, um den
Bremshydraulikdruck zu regeln, der an ein Bremsteil übertragen
wird, welches in Zuordnung zu jedem der Räder des
Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, entsprechend einem vorgegebenen
Fahrsignal, eine Radgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung
aufweist, um die Umdrehungsgeschwindigkeit eines Rades des
Kraftfahrzeugs festzustellen, eine
Radschwingungserfassungsvorrichtung zur Erfassung des
Radschwingungszustands auf der Grundlage des Ausgangssignals
der Radgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung, eine
Primärantriebsvorrichtung zum Antrieb des Kraftfahrzeugs, eine
Torsionsdrehmomenterfassungsvorrichtung zur Feststellung eines
Torsionsdrehmoments, welches an eine Antriebswelle angelegt
wird, die als Drehmomentübertragungsteil dient, um im Betrieb
die Primärantriebsvorrichtung und zumindest ein Antriebsrad
des Kraftfahrzeugs miteinander zu kuppeln, eine
Torsionsdrehmomentsschwingungserfassungsvorrichtung zur
Feststellung eines Schwingungszustands des
Torsionsdrehmoments, welches von der
Torsionsdrehmomenterfassungsvorrichtung festgestellt wird,
eine Unterscheidungsvorrichtung für eine unebene Straße bzw.
ein Rütteln, um unterscheidbar ein Rütteln festzustellen,
welches Schwingungen des Antriebsrads infolge einer Torsion
der Antriebswelle anzeigt, einerseits, und andererseits eine
Schwingung des Antriebsrades, die auftritt, wenn das
Kraftfahrzeug auf einer unebenen Straße fährt, eine
Schwingungsunterdrückungssteuervorrichtung zum Unterdrücken
von Schwingungen zumindest eines der Antriebsräder durch
Regeln des Bremshydraulikdrucks über die
Bremshydraulikdruckregelvorrichtung in Reaktion auf das
Auftreten des Rüttelns, welches von der
Unterscheidungsvorrichtung für eine unebene Straße bzw. ein
Rütteln festgestellt wird, und eine Steuervorrichtung für eine
unebene Straße, zum Regeln des Bremshydraulikdrucks zur
Unterdrückung der Absenkung des Bremshydraulikdrucks, oder zur
alternativen Förderung des Anstiegs des Bremshydraulikdrucks
für zumindest eines der Antriebsräder in Reaktion auf die
Entscheidung, welche von der Unterscheidungsvorrichtung für
eine unebene Straße bzw. Rütteln durchgeführt wird, nämlich
daß die Radschwingung der unebenen Straße zuzuschreiben ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die
Torsionsdrehmomentschwingungserfassungsvorrichtung eine
Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummeßvorrichtung aufweisen,
um einen Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum zu messen, in
welchem das Torsionsdrehmoment einen vorbestimmten Wert
erreicht. Andererseits kann die
Radschwingungserfassungsvorrichtung eine
Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung aufweisen, um dadurch
eine Radbeschleunigung zu bestimmen, daß die Änderungsrate der
Radgeschwindigkeit festgestellt wird, sowie eine
Radschwingungszeitraummeßvorrichtung, zur Messung eines
Radschwingungszeitraums, in welchem die Radbeschleunigung
einen vorbestimmten Wert erreicht. In diesem Fall kann die
Unterscheidungsvorrichtung für eine unebene Straße bzw.
Rütteln so ausgelegt sein, daß sie feststellt, daß die
Radschwingungen durch den Zustand einer unebenen Straße
hervorgerufen werden, wenn der Radschwingungszeitraum größer
oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und wenn die
Differenz zwischen dem Radschwingungszeitraum und dem
Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum größer oder gleich einem
vorbestimmten Wert ist, wogegen festgestellt wird, daß die
Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn der
Radschwingungszeitraum kleiner als der erste, voranstehend
genannte, vorbestimmte Wert ist, und wenn die Differenz
zwischen dem Radschwingungszeitraum und dem
Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum kleiner als der zweite,
voranstehend erwähnte, vorbestimmte Wert ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
kann die Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummeßvorrichtung
so ausgelegt sein, daß sie eine Zeit mißt, die von einem
Zeitpunkt an, an welchem die Radbeschleunigung den
vorbestimmten Wert erreicht hat, wie er von der
Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung festgestellt wurde,
bis zu einem Zeitpunkt vergangen ist, an welchem das
Torsionsdrehmoment einen vorbestimmten Wert innerhalb eines
vorbestimmten Zeitraums erreicht. In diesem Fall kann die
Unterscheidungsvorrichtung für eine unebene Straße bzw.
Rütteln so ausgelegt sein, daß sie feststellt, daß die
Radschwingungen dem Zustand einer unebenen Straße
zuzuschreiben sind, wenn die von der
Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummeßvorrichtung gemessene
Zeit größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen
sie feststellt, daß die Radschwingungen infolge von Rütteln
auftreten, wenn die von der
Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummeßvorrichtung gemessene
Zeit kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
kann die Radschwingungserfassungsvorrichtung eine
Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung aufweisen, um dadurch
eine Radbeschleunigung zu bestimmen, daß die Änderungsrate der
Radschwingung festgestellt wird, und kann eine
Radschwingungsamplitudenberechnungsvorrichtung aufweisen, um
arithmetisch einen Maximalwert oder alternativ einen
Minimalwert der Radbeschleunigung als
Radschwingungsamplitudenwert zu bestimmen, welcher die
Amplitude der Radschwingungen angibt. In diesem Fall besteht
die Torsionsdrehmomentschwingungserfassungsvorrichtung aus
einer
Torsionsdrehmomentschwingungsamplitudenberechnungsvorrichtung
zur arithmetischen Bestimmung eines Maximalwertes oder
alternativ eines Minimalwertes des Torsionsdrehmoments als
Drehmomentamplitudenwert, der die Amplitude der
Drehmomentänderung angibt. Weiterhin kann die
Unterscheidungsvorrichtung für eine unebene Straße bzw.
Rütteln so ausgelegt sein, daß sie dann feststellt, daß die
Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben
sind, wenn ein Verhältnis zwischen dem
Radbeschleunigungsamplitudenwert und dem
Torsionsdrehmomentamplitudenwert größer oder gleich einem
vorbestimmten Wert ist, wogegen sie feststellt, daß die
Radschwingungen dem Rütteln zuzuschreiben sind, wenn das
Verhältnis zwischen dem Radbeschleunigungsamplitudenwert und
dem Torsionsdrehmomentamplitudenwert kleiner als der
vorbestimmte Wert ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
weist die Radschwingungserfassungsvorrichtung eine
Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung auf, um dadurch eine
Radbeschleunigung festzustellen, daß eine Änderungsrate der
Radgeschwindigkeit ermittelt wird, und weist eine
Radschwingungszeitraummeßvorrichtung zur Messung eines
Radschwingungszeitraums auf, in welchem die Radbeschleunigung
einen vorbestimmten Wert erreicht, eine Arithmetikvorrichtung
für eine korrigierte Beschleunigung zur Bestimmung einer
korrigierten Beschleunigung durch eine derartige Korrektur der
Radbeschleunigung, daß zu dieser das Torsionsdrehmoment
hinzuaddiert wird, und eine Meßvorrichtung zur Messung des
Schwingungszeitraums der korrigierten Beschleunigung, um einen
Zeitraum zu messen, in welchem die korrigierte Beschleunigung
den vorbestimmten Wert erreicht. In diesem Fall kann die
Unterscheidungsvorrichtung für eine unebene oder schlechte
Straße bzw. Rütteln so ausgelegt sein, daß sie dann
feststellt, daß die Radschwingungen infolge eines schlechten
Straßenzustands auftreten, wenn der Radschwingungszeitraum
größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und wenn der
Schwingungszeitraum der korrigierten Beschleunigung größer
oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen sie
feststellt, daß die Radschwingungen dem Rütteln zuzuschreiben
sind, wenn der Schwingungszeitraum der korrigierten
Beschleunigung kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
Gemäß einer weiteren allgemeinen Zielrichtung der vorliegenden
Erfindung wird weiterhin ein Verfahren zur unterscheidbaren
Bestimmung von Schwingungen eins Antriebsrads eines
Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt, welches mit einem Motor
und einem Antiblockierbremssteuersystem versehen ist, um
festzustellen, ob die Schwingungen des Antriebsrads infolge
des Rüttelphänomens auftreten, oder durch einen schlechten
Straßenzustand hervorgerufen werden, wobei das Verfahren
folgende Schritte aufweist: Feststellung eines
Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsrades, Feststellung des
Radschwingungszustands auf der Grundlage einer Änderung der
Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsrades, Feststellung
eines Torsionsdrehmoments, welches an eine Antriebswelle
angelegt wird, die als Drehmomentübertragungsteil dient, um im
Betrieb den Motor und das Antriebsrad miteinander zu kuppeln,
Feststellung des Schwingungszustands des Torsionsdrehmoments,
und unterscheidbare Festlegung, ob die festgestellten
Schwingungen des Antriebsrades durch das Rüttelphänomen oder
alternativ hierzu durch einen schlechten Straßenzustand
hervorgerufen werden, auf der Grundlage einer Beziehung
zwischen dem Radschwingungszustand und dem
Torsionsdrehmomentschwingungszustand.
In Bezug auf das voranstehend geschilderte Verfahren wird
darauf hingewiesen, daß auch ein Mikrocomputer, der einen
Speicher aufweist, in welchem die Verfahrensschritte als
Programm gespeichert sind, vom Umfang und Wesen der
vorliegenden Erfindung umfaßt wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
Fig. 1A ein Funktionsblockschaltbild zur Erläuterung
eines ersten Aufbaus eines
Antiblockierbremssteuersystems gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 1B ein Funktionsblockschaltbild zur Erläuterung
eines zweiten Aufbaus des
Antiblockierbremssteuersystems gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Funktionsblockschaltbild zur Erläuterung
eines dritten Aufbaus des
Antiblockierbremssteuersystems gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der allgemeinen
Anordnung des Antiblockierbremssteuersystems für
ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine Detaildarstellung des Aufbaus eines
Betätigungssystems, welches als
Bremshydraulikdruckregelvorrichtung eingesetzt
wird, die einem Antriebsrad bei dem in Fig. 3
gezeigten Antiblockierbremssteuersystem
zugeordnet ist;
Fig. 5 ein Blockschaltbild des detaillierten Aufbaus
einer Steuerung, die bei dem in den Fig. 3 und
4 gezeigten System verwendet wird;
Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der
Verarbeitungsschritte, die von einem
Mikrocomputer durchgeführt werden, der in der
Steuerung gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung vorgesehen ist;
Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der
Verarbeitungsschritte zur unterscheidbaren
Festlegung, ob Schwingungen von Antriebsrädern
eines Kraftfahrzeugs dem Rütteln oder einem
schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind,
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 8 ein Signalformdiagramm zur Erläuterung von
Änderungen oder Variationen einer ermitteln
Fahrzeuggeschwindigkeit, einer
Radgeschwindigkeit, einer Radbeschleunigung bzw.
eines Bremshydraulikdrucks, wenn ein
Kraftfahrzeug auf einer unebenen oder schlechten
Straße fährt;
Fig. 9 ein ähnliches Signalformdiagramm wie Fig. 8,
welches jedoch Änderungen oder Variationen der
voranstehend angegebenen Parameter zeigt, wenn
das Rüttelphänomen auftritt;
Fig. 10 eine Ansicht zur Erläuterung des Verhaltens der
Radschwingungen und der
Torsionsdrehmomentschwingungen in dem
Antiblockierbremssteuersystem gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des
Bearbeitungsablaufs, der von dem Mikrocomputer
durchgeführt wird, der in der Steuerung
vorgesehen ist, um unterscheidbar festzustellen,
ob Schwingungen von Antriebsrädern dem Rütteln
oder einem schlechten Straßenzustand
zuzuschreiben sind, gemäß einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 12 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des
Bearbeitungsablaufs zur unterscheidbaren
Festlegung, ob Schwingungen von Antriebsrädern
dem Rütteln oder einem schlechten Straßenzustand
zuzuschreiben sind, gemäß einer weiteren
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 13 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der
Verarbeitungsschritte, um unterscheidbar
festzustellen, ob Schwingungen von Antriebsrädern
dem Rütteln oder einem schlechten Straßenzustand
zuzuschreiben sind, gemäß einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung.
Bevor beispielhafte oder bevorzugte Ausführungsformen des
Antiblockierbremssteuersystems gemäß der vorliegenden
Erfindung im einzelnen erläutert werden, wird zunächst das
Grundkonzept oder Prinzip, welches der vorliegenden Erfindung
zugrundeliegt, unter Bezugnahme auf die Fig. 1A, 1B und 2
erläutert.
Beim Auftreten eines Rüttelphänomens wird im allgemeinen eine
Torsion auf eine Antriebswelle ausgeübt, welche im Betrieb
einen Motor und Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs miteinander
verbindet, was dazu führt, daß ein Torsionsdrehmoment der
Antriebswelle auf die Antriebsräder einwirkt, so daß diese in
Schwingungen versetzt werden. Anders ausgedrückt werden die
Schwingungen des Antriebsrads durch die Schwingungen des
Torsionsdrehmoments hervorgerufen, welches in der
Antriebswelle auftritt. Durch Feststellung der
Schwingungszustände des Torsionsdrehmoments und des
Antriebsrades kann daher unterscheidbar eine Feststellung
getroffen werden, ob die Schwingungen des Antriebsrades durch
Rütteln hervorgerufen werden oder nicht. Andererseits kann
festgestellt werden, falls das Torsionsdrehmoment der
Antriebswelle nicht schwingt, trotz einer Schwingung der
Radgeschwindigkeit, oder falls die Schwingungsart des
Torsionsdrehmoments der Antriebswelle mit jener des
Antriebsrads zusammentrifft, daß die Schwingungen der
Radgeschwindigkeit nicht durch die Einwirkung des
Torsionsdrehmoments der Antriebswelle hervorgerufen werden,
sondern auf einer anderen Ursache beruhen, nämlich dem Fahren
des Kraftfahrzeugs auf einer unebenen oder schlechten Straße.
Durch Bestimmung des Schwingungszustands oder Verhaltens des
Antriebsrads auf der Grundlage der festgestellten
Radgeschwindigkeit, wobei die Schwingungen des auf die
Antriebswelle einwirkenden Torsionsdrehmoments festgestellt
werden, kann daher bestimmt werden, daß die Schwingungen des
Antriebsrads dem Rütteln zuzuschreiben sind, wenn das
Schwingungsverhalten des Antriebsrads mit jenem des
Torsionsdrehmoments der Antriebswelle zusammentrifft, und
anderenfalls kann eine Entscheidung mit der Auswirkung
getroffen werden, daß die Schwingungen des Antriebsrades dem
schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind. Wenn
festgestellt wird, daß die Schwingungen des Antriebsrades dem
Rütteln zuzuschreiben sind, wird eine
Schwingungsunterdrückungssteuerung dadurch durchgeführt, daß
ein steiler Anstieg des Bremshydraulikdrucks verhindert wird,
oder entsprechend der Zeitpunkt geändert wird, an welchem der
Bremshydraulikdruck erhöht wird. Wenn andererseits
festgestellt wird, daß die Schwingungen des Antriebsrades dem
schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, werden die
Kriterien, um eine Verringerung des Bremshydraulikdrucks zu
ermöglichen, so geändert, daß sie verschärft werden, oder es
wird alternativ eine Steuerung durchgeführt, um zu verhindern,
daß der Bremshydraulikdruck abgesenkt wird, um hierdurch eine
Erhöhung des Bremshydraulikdrucks zu erleichtern.
Gemäß einer generellen Zielrichtung der vorliegenden Erfindung
wird daher ein Antiblockierbremssteuersystem zur Verfügung
gestellt, welches eine Bremshydraulikdruckregelvorrichtung
aufweist, um den Bremshydraulikdruck zu regeln, der auf ein
Bremsteil übertragen wird, welches jedem der Räder des
Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, entsprechend einem vorgegebenen
Treibersignal, eine Radgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung
101 aufweist, um die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rades des
Kraftfahrzeugs zu erfassen, eine
Radschwingungserfassungsvorrichtung 102 zur Erfassung des
Radschwingungszustands auf der Grundlage des Ausgangssignals
der Radgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung 101, eine
Primärantriebsquelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges, die
durch einen Motor und dergleichen gebildet sein kann, eine
Torsionsdrehmomenterfassungsvorrichtung 103 zur Feststellung
eines Torsionsdrehmoments, welches an eine Antriebswelle
angelegt wird, die als Drehmomentübertragungsteil dient, um im
Betrieb die Primärantriebsquelle und zumindest ein Antriebsrad
unter den Rädern des Kraftfahrzeuges miteinander zu kuppeln,
eine Torsionsdrehmomentschwingungserfassungsvorrichtung 104
zur Feststellung des Schwingungszustands des
Torsionsdrehmoments auf der Grundlage des Ausgangssignals der
Torsionsdrehmomenterfassungsvorrichtung 103, eine
Unterscheidungsvorrichtung 105 für eine schlechte Straße bzw.
Rütteln, um unterscheidbar Rütteln zu bestimmen, welches
Schwingungen des Antriebsrads infolge einer Torsion der
Antriebswelle einerseits anzeigt, und andererseits eine
Schwingung des Antriebsrades, die auftritt, wenn das
Kraftfahrzeug auf einer schlechten Straße fährt, eine dem
Rütteln zuschreibbare
Schwingungsunterdrückungssteuervorrichtung 107 zur
Unterdrückung von Schwingungen zumindest eines der
Antriebsräder durch Regeln des Bremshydraulikdrucks mit Hilfe
der Bremshydraulikdruckregelvorrichtung in Reaktion auf die
Entscheidung des Auftretens von Rütteln, die von der
Entscheidungsvorrichtung 105 für eine schlechte Straße bzw.
Rütteln getroffen wird, und eine Steuervorrichtung 109 für
eine schlechte Straße zum Regeln des Bremshydraulikdrucks zur
Unterdrückung der Absenkung des Bremshydraulikdrucks, oder um
alternativ hierzu die Erhöhung des Bremshydraulikdrucks für
zumindest eines der Antriebsräder in Reaktion auf die
Entscheidung zu fördern, die von der
Unterscheidungsvorrichtung 105 in Bezug auf eine schlechte
Straße bzw. Rütteln in der Hinsicht getroffen wird, daß die
Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben
sind, wie in Fig. 1A gezeigt.
Bei dem voranstehend geschilderten
Antiblockierbremssteuersystem kann die
Unterscheidungsvorrichtung 105 für eine schlechte Straße bzw.
Rütteln eine Rüttelentscheidungsvorrichtung 106 aufweisen, um
zu entscheiden, daß die Radschwingungen Schwingungen sind, die
infolge einer Torsion der Antriebswelle des Kraftfahrzeugs
hervorgerufen werden, sowie eine Entscheidungsvorrichtung 108
für eine schlechte Straße, um zu entscheiden, daß die
Radschwingungen Schwingungen sind, die auftreten, wenn das
Kraftfahrzeug auf einer schlechten Straße fährt.
Durch Feststellung der Schwingungen des Rades und ebenso der
Schwingungen des Torsionsdrehmoments, und durch Vergleichen
des Schwingungszeitraums des Rades mit dem Schwingungszeitraum
des Torsionsdrehmoments, die auf der Grundlage der
festgestellten Schwingungen des Rades bzw. des
Torsionsdrehmoments festgestellt werden, kann darüber hinaus
festgestellt werden, daß die Schwingungen des Rades dem
Torsionsdrehmoment zuzuschreiben sind, und daher die
Schwingungen des Rades infolge des sogenannten Rüttelphänomens
auftreten, wenn beide voranstehend genannten Zeiträume
zumindest annähernd übereinstimmen. Falls jedoch nicht die
beiden voranstehend genannten Zeiträume miteinander
übereinstimmen, so bedeutet dies, daß ein anderes Drehmoment
als das Torsionsdrehmoment der Antriebswelle auf das Rad
einwirkt, also daß das Verhalten des Antriebsrades durch den
Straßenzustand beeinflußt wird. Daher kann bestimmt werden,
daß das Kraftfahrzeug auf einer schlechten Straße fährt (einer
schlechten Straße mit unregelmäßiger Oberfläche), es sei denn,
man stellt eine Übereinstimmung zwischen dem
Schwingungszeitraum des Rades und dem Zeitraum des
Torsionsdrehmoments fest.
Daher kann bei dem Antiblockierbremssteuersystem gemäß der
vorliegenden Erfindung die
Torsionsdrehmomentschwingungserfassungsvorrichtung 104 eine
Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummeßvorrichtung 104a
aufweisen, um einen Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum zu
messen, in welchem das Torsionsdrehmoment, welches von der
Torsionsdrehmomenterfassungsvorrichtung 103 festgestellt wird,
einen vorbestimmten Wert erreicht. Weiterhin kann die
Radschwingungserfassungsvorrichtung 102 eine
Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung 102a aufweisen, um
eine Radbeschleunigung durch Ermittlung der Änderungsrate der
Radgeschwindigkeit zu bestimmen, sowie eine
Radschwingungszeitraummeßvorrichtung 102b, um einen Zeitraum
zu messen, in welchem die Radbeschleunigung einen
vorbestimmten Wert erreicht, wie in Fig. 1A gezeigt ist. Dann
kann die Unterscheidungsvorrichtung 105 für eine schlechte
Straße bzw. Rütteln so ausgelegt sein, daß sie entscheidet,
daß die Radschwingungen durch den schlechten Straßenzustand
hervorgerufen werden, wenn der Radschwingungszeitraum größer
oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und wenn die
Differenz zwischen dem Radschwingungszeitraum und dem
Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum größer oder gleich einem
vorbestimmten Wert ist, wogegen entschieden wird, daß die
Radschwingungen dem Rütteln zuzuschreiben sind, wenn der
Radschwingungszeitraum kleiner als der erstgenannte
vorbestimmte Wert ist, und wenn die Differenz zwischen dem
Radschwingungszeitraum und dem
Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum kleiner als der zweite
voranstehend genannte, vorbestimmte Wert ist.
Wenn ein Drehmoment auf die Antriebswelle für die
Antriebsräder einwirkt, läßt sich die Bewegungsgleichung des
Rades, bei welchem das Drehmoment berücksichtigt wird,
folgendermaßen ausdrücken:
Iw · (dω/dt) = µ · W · r - Tb - Tt . . . (1)
wobei Iw das Trägheitsmoment des Rades bezeichnet,
ω die Winkelgeschwindigkeit des Rades (unter der Annahme, daß die Drehrichtung des Antriebsrades beim Vorwärtsfahren des Kraftfahrzeugs die Vorwärtsdrehung ist),
Tt ein Torsionsdrehmoment bezeichnet,
µ den Reibungskoeffizient einer Straßenoberfläche bezeichnet,
W eine auf das Rad einwirkende Last bezeichnet,
r den Radius des Rades angibt,
Tb das Bremsdrehmoment bezeichnet.
ω die Winkelgeschwindigkeit des Rades (unter der Annahme, daß die Drehrichtung des Antriebsrades beim Vorwärtsfahren des Kraftfahrzeugs die Vorwärtsdrehung ist),
Tt ein Torsionsdrehmoment bezeichnet,
µ den Reibungskoeffizient einer Straßenoberfläche bezeichnet,
W eine auf das Rad einwirkende Last bezeichnet,
r den Radius des Rades angibt,
Tb das Bremsdrehmoment bezeichnet.
Die Beziehung zwischen der Radwinkelgeschwindigkeit ω und der
Radbeschleunigung Gw läßt sich folgendermaßen ausdrücken:
Gw = Kr · (dω/dt) . . . (2)
wobei Kr eine Konstante bezeichnet.
Daher ergibt sich die folgende Beziehung zwischen der
Radbeschleunigung und Gw und dem Torsionsdrehmoment Tt:
Gw = (Kr/Iw) · (µ · W · r - Tb - Tt) . . . (3)
Da das Rad unter Einwirkung des Torsionsdrehmoments Tt beim
Auftreten des Rüttelns zum Schwingen veranlaßt wird, stehen
die Radbeschleunigung Gw und das Torsionsdrehmoment Tt in
umgekehrter Phasenbeziehung zueinander, wie sich aus dem
voranstehend Ausdruck (3) ergibt. Dies bedeutet, daß dann,
wenn die Radbeschleunigung zunimmt, das Torsionsdrehmoment
abnimmt, und umgekehrt.
Daher ist es möglich, einen Unterschied der Phase zwischen dem
Torsionsdrehmoment und der Radbeschleunigung dadurch
festzustellen, daß der Anstieg der Radbeschleunigung und das
Absinken des Torsionsdrehmoments festgestellt werden, oder
alternativ hierzu das Absinken der Radbeschleunigung bzw. der
Anstieg des Torsionsdrehmoments. Auf der Grundlage der
Phasendifferenz zwischen dem Torsionsdrehmoment und der
Radbeschleunigung kann der Einfluß des Torsionsdrehmoments auf
das Antriebsrad festgestellt werden, also Schwingungen des
Antriebsrades infolge des Torsionsdrehmoments. Anders
ausgedrückt kann auf der Grundlage der voranstehend
geschilderten Phasendifferenz eine Entscheidung durchgeführt
werden, ob die Radschwingungen durch Rütteln oder durch den
schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden. Wenn nämlich
die Phasendifferenz der voranstehend geschilderten,
entgegengesetzten Phasenbeziehung entspricht, so kann
festgestellt werden, daß die Radschwingungen durch das Rütteln
hervorgerufen werden. Andererseits kann entschieden werden,
falls nicht die Phasendifferenz der voranstehend erwähnten,
umgekehrten Phasenbeziehung entspricht, daß die
Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben
sind.
Bei dem Antiblockierbremssteuersystem gemäß der vorliegenden
Erfindung kann daher die
Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummeßvorrichtung 104a so
ausgelegt sein, daß sie eine Zeit mißt, die von einem
Zeitpunkt aus, an welchem die Radbeschleunigung einen
vorbestimmten Wert erreicht hat, wie von der
Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung 102a festgestellt, bis
zu einem Zeitpunkt vergeht, an welchem das Torsionsdrehmoment
einen vorbestimmten Wert innerhalb eines vorbestimmten
Zeitraums erreicht. In diesem Fall kann die
Unterscheidungsvorrichtung 105 für eine schlechte Straße bzw.
Rütteln so ausgelegt sein, daß sie entscheidet, daß die
Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben
sind, wenn die von der
Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummeßvorrichtung 104a
gemessene Zeit größer oder gleich einem vorbestimmten Wert
ist, wogegen sie feststellt, daß die Radschwingungen dem
Rütteln zuzuschreiben sind, wenn die von der
Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummeßvorrichtung 104a
gemessene Zeit kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
Die Amplitude der Radbeschleunigung, also die Differenz
zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der
Radbeschleunigung, kann auf der Grundlage des
Torsionsdrehmoments, des Reifendrehmoments und des
Bremsdrehmoments auf der Grundlage des nachstehend angegebenen
Ausdrucks (4) bestimmt werden, der sich aus dem voranstehend
angegebenen Ausdruck (3) entwickeln läßt. Es gilt nämlich
|Gw| = (Kr/Iw) · |µ · W · r - Tb - Tt| . . . (4)
In diesem Zusammenhang treten beim Reifendrehmoment keine
Schwingungen auf, es sei denn, daß die auf das Rad einwirkende
Belastung sich ändert, wie im Falle des Fahrens des
Kraftfahrzeugs auf einer Straße, die eine im wesentlichen
glatte Straßenoberfläche aufweist. Wenn der
Bremshydraulikdruck konstant gehalten oder nur sanft erhöht
wird, ändert sich darüber hinaus das Bremsdrehmoment nur
allmählich. Daher weisen das Reifendrehmoment und das
Bremsdrehmoment Maximal- und Minimalwerte auf, die im
wesentlichen einander gleich sind. Anders ausgedrückt können
die Amplituden des Reifendrehmoments und des Bremsdrehmoments
vernachlässigt werden. Der obige Ausdruck (4) läßt sich daher
folgendermaßen umschreiben:
|Gw| = (Kr/Iw) · |Tt| . . . (5)
Wie aus dem voranstehenden Ausdruck deutlich wird, ist die
Beziehung zwischen der Amplitude der Radbeschleunigung und der
Amplitude des Torsionsdrehmoments ein konstantes Verhältnis.
Wenn andererseits das Kraftfahrzeug auf einer unebenen Straße
fährt, treten Änderungen des Reibungskoeffizienten der
Straßenoberfläche und der auf das Rad einwirkenden Last auf.
Da sich darüber hinaus das Reifendrehmoment wesentlich ändert,
ist der Ausdruck (5) nicht mehr erfüllt. Anders ausgedrückt
wird, wenn das Kraftfahrzeug auf einer unebenen Straße fährt,
die Amplitude der Radbeschleunigung größer als die Amplitude
des Drehmoments.
Infolgedessen kann festgestellt werden, daß Rütteln
stattfindet, wenn das Verhältnis der Amplituden der
Radbeschleunigung und des Torsionsdrehmoments innerhalb eines
vorbestimmten Bereiches liegt (oder kleiner oder gleich einem
vorbestimmten Wert ist). Wenn andererseits das
Amplitudenverhältnis den vorbestimmten Bereich überschreitet
(oder größer als der vorbestimmte Wert ist), kann festgestellt
werden, daß die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand
zuzuschreiben sind.
Bei dem Antiblockierbremssteuersystem gemäß der vorliegenden
Erfindung kann daher die Radschwingungserfassungsvorrichtung
102 eine Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung 102a
aufweisen, um eine Radbeschleunigung durch Ermittlung der
Änderungsrate der Radgeschwindigkeit zu bestimmen, sowie eine
Radschwingungsamplitudenberechnungsvorrichtung 102c zur
arithmetischen Bestimmung eines Maximalwertes oder alternativ
hierzu eines Minimalwertes der Radbeschleunigung als
Radschwingungsamplitudenwert, der die Amplitude der
Radschwingungen angibt. Andererseits kann die
Torsionsdrehmomentschwingungserfassungsvorrichtung 104 eine
Torsionsdrehmomentschwingungsamplitudenberechnungsvorrichtung
104b aufweisen, um arithmetisch einen Maximalwert oder
alternativ hierzu einen Minimalwert des Torsionsdrehmoments
als Drehmomentamplitudenwert zu bestimmen, der die Amplitude
der Drehmomentänderung angibt, wie in Fig. 1B gezeigt. In
diesem Fall kann die Unterscheidungsvorrichtung 105 für eine
schlechte Straße bzw. Rütteln so ausgelegt sein, daß sie
feststellt, daß die Radschwingungen dem schlechten
Straßenzustand zuzuschreiben sind, wenn ein Verhältnis
zwischen dem Radbeschleunigungsamplitudenwert und dem
Torsionsdrehmomentamplitudenwert größer oder gleich einem
vorbestimmten Wert ist, wogegen sie feststellt, daß die
Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn das
Verhältnis zwischen dem Radbeschleunigungsamplitudenwert und
dem Torsionsdrehmomentamplitudenwert kleiner als der
vorbestimmte Wert ist.
Eine korrigierte Beschleunigung Gc, die durch Korrektur der
Radbeschleunigung Gw mit dem Torsionsdrehmoment Tt erhalten
wird, läßt sich folgendermaßen festlegen:
Gc = Gw + (Kr/Iw) · Tt . . . (6)
Aus dem Ausdruck (3) ergibt sich der nachstehende Ausdruck
(7):
Gc = (Kr/Iw) · (µ · W · r - Tb) . . . (7)
Die Beziehung zwischen dem Reifendrehmoment µ · W · r, welches
aus dem Rückstoß µ · W der Straßenoberfläche als Produkt des
Straßenoberflächenreibungskoeffizienten u und der Last W
ermittelt wird, und dem Bremsdrehmoment Tb, welches von dem
Bremshydraulikdruck erzeugt wird, kann daher auf der Grundlage
der korrigierten Beschleunigung Gc bestimmt werden.
Im einzelnen ändert sich beim Auftreten von Rütteln weder der
Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche noch der
Bremshydraulikdruck wesentlich. Weder das Reifendrehmoment
µ · W · r noch das Bremsdrehmoment Tb ändert sich daher
periodisch, und daher bleibt die Differenz zwischen dem
Reifendrehmoment µ · W · r und dem Bremsdrehmoment Tb im
wesentlichen konstant. Anders ausgedrückt nimmt die
korrigierte Beschleunigung Gc einen im wesentlichen konstanten
Wert an, entsprechend dem Ausdruck (7). Wenn im Gegensatz
hierzu das Kraftfahrzeug auf einer unebenen Straße fährt,
treten beträchtliche Änderungen des Reifendrehmoments auf, die
eine Änderung der Differenz zwischen dem Reifendrehmoment und
dem Bremsdrehmoment hervorrufen. Mit anderen Worten vibriert
oder schwingt die korrigierte Beschleunigung Gc, wenn das
Kraftfahrzeug auf einer schlechten Straße fährt.
Wenn das Rad schwingt, kann daher eine Entscheidung getroffen
werden, daß die Schwingungen des Rades dem Rütteln
zuzuschreiben sind, wenn die Radbeschleunigung Gw in einem
vorbestimmten Zeitraum schwingt, wobei die korrigierte
Beschleunigung Gc kein bestimmtes Schwingungsverhalten zeigt.
Wenn im Gegensatz hierzu sowohl die Radbeschleunigung als auch
die korrigierte Beschleunigung im wesentlichen im selben
Zeitraum schwingen, so kann dann festgestellt werden, daß die
Schwingungen des Rades nicht infolge des Torsionsdrehmoments
auftreten, sondern durch die rauhe oder unebene Oberfläche der
Straße hervorgerufen werden.
Bei dem Antiblockierbremssteuersystem gemäß der vorliegenden
Erfindung kann daher die Radschwingungserfassungsvorrichtung
102 eine Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung 102a
aufweisen, um die Radbeschleunigung durch Ermittlung der
Änderungsrate der Radgeschwindigkeit zu bestimmen, eine
Radschwingungszeitraummeßvorrichtung 102b zur Messung eines
Radschwingungszeitraums, in welchem die Radbeschleunigung den
vorbestimmten Wert erreicht, eine Arithmetikvorrichtung 111
für eine korrigierte Beschleunigung zur Bestimmung einer
korrigierten Beschleunigung durch Korrektur der
Radbeschleunigung auf solche Weise, daß dieser das
Torsionsdrehmoment hinzuaddiert wird, und eine
Schwingungszeitraummeßvorrichtung 112 für die korrigierte
Beschleunigung, um einen Zeitraum zu messen, in welchem die
korrigierte Beschleunigung einen vorbestimmten Wert erreicht,
wie in Fig. 2 gezeigt ist. In diesem Fall kann die
Unterscheidungsvorrichtung 105 für eine schlechte Straße bzw.
Rütteln so ausgelegt sein, daß sie feststellt, daß die
Radschwingungen infolge eines schlechten Straßenzustands
auftreten, wenn der Radschwingungszeitraum größer oder gleich
einem vorbestimmten Wert ist, und wenn der Schwingungszeitraum
der korrigierten Beschleunigung größer oder gleich einem
vorbestimmten Wert ist, wogegen sie feststellt, daß die
Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn der
Schwingungszeitraum der korrigierten Beschleunigung kleiner
als der vorbestimmte Wert ist.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung im einzelnen unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand momentan bevorzugter
oder typischer Ausführungsformen der Erfindung geschildert. In
der Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder
entsprechende Teile in den verschiedenen Figuren. Weiterhin
wird darauf hingewiesen, daß in der folgenden Beschreibung
derartige Begriffe wie "links", "rechts", "hinten", "vorn" und
dergleichen aus Bequemlichkeit gewählt werden, und nicht den
Gegenstand der Erfindung einschränken sollen.
Nunmehr wird ein Antiblockierbremssteuersystem gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter
Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 5 geschildert, wobei Fig. 3
schematisch die allgemeine Anordnung des
Antiblockierbremssteuersystems zeigt, welches bei einem
Kraftfahrzeug vorgesehen ist, Fig. 4 im einzelnen den Aufbau
eines in Fig. 3 dargestellten Betätigungsgliedes zeigt, und
Fig. 5 ein Blockschaltbild ist, welches im einzelnen den
Systemaufbau einer in den Fig. 3 und 4 dargestellten
Steuerung zeigt.
In Fig. 3 werden Radgeschwindigkeiten einzelner Räder eines
Kraftfahrzeugs durch Radgeschwindigkeitssensoren 2A bis 2D
erfaßt (insgesamt durch das Bezugszeichen 2 bezeichnet), die
jeweils aus einem elektromagnetischen Aufnehmersensor oder
einem photoelektrischen Wandlersensor bestehen können, die
an sich bekannt sind. Im einzelnen ist der
Radgeschwindigkeitssensor 2a auf dem Kraftfahrzeug an einem
Ort nahe bei einem Rad 1a angebracht, um ein
Umdrehungsgeschwindigkeitssignal zu erzeugen, welches die
Umdrehungsgeschwindigkeit des Rades 1a angibt. Entsprechend
sind die Radgeschwindigkeitssensoren 2b bis 2d jeweils an
einem Ort angebracht, der sie in der Nähe des betreffenden
Antriebsrades 1b bis 1d befindet, um hierdurch
Umdrehungsgeschwindigkeitssignale zu erzeugen, welche die
Umdrehungsgeschwindigkeit des jeweiligen Rades anzeigen. Diese
Radgeschwindigkeitssensoren 2A bis 2D (die insgesamt durch das
Bezugszeichen 2 bezeichnet sind) arbeiten so zusammen, daß sie
die voranstehend erwähnte
Radgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung 101 bilden, bei dem
Antiblockierbremssteuersystem gemäß der vorliegenden
Ausführungsform der Erfindung.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, sind die Antriebsräder 1a und 1b
im Betrieb mit einer Brennkraftmaschine mit innerer
Verbrennung gekuppelt (nachstehend als Motor bezeichnet),
wobei der Motor mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet ist, über
Achswellen 4a und 4b und ein Differential 5, wobei die
Achswellen 4a und 4b (die gemeinsam durch das Bezugszeichen 4
bezeichnet werden) mit Drehmomentsensoren 3a bzw. 3b versehen
sind (die insgesamt durch das Bezugszeichen 3 bezeichnet
werden), um das Torsionsdrehmoment zu ermitteln, welches auf
die Achswelle 4a bzw. 4b einwirkt. Die Achswellen (4a, 4b)
können auch als Antriebswelle bezeichnet werden. Wenn das zu
steuernde bzw. zu regelnde Kraftfahrzeug Vorderradantrieb
aufweist, dienen die Vorderräder als die Antriebsräder 1a und
1b, wobei die Hinterräder die nicht angetriebenen Räder 1c und
1d darstellen. Andererseits arbeiten bei einem Kraftfahrzeug
mit Heckantrieb die Hinterräder als Antriebsräder 1a und 1b,
wobei die Vorderräder die nicht angetriebenen Räder 1c und 1d
sind. Die Drehmomentsensoren 3a und 3b sind so angebracht, daß
sie den Antriebsrädern zugeordnet sind, und können als
Dehnungsmeßstreifenbrücke ausgebildet sein, die jeweils auf
der Achswelle 4a bzw. 4b vorgesehen ist, so daß der
Dehnungsmeßstreifen entsprechend der Größe des
Torsionsdrehmoments verformt wird, welches auf die Achswelle
4a bzw. 4b einwirkt, wobei die Verformung als Änderung der
Spannung erfaßt wird, die an den beiden Klemmen der
Brückenschaltung auftritt, welche die Dehnungsmeßbrücke
bildet. Das von der Dehnungsstreifenmeßbrücke ausgegebene
Spannungssignal wird einer Steuerung 11 über einen Schlupfring
oder in Form eines Funksignals zugeführt. Auf diese Weise
können die Ausgangswerte oder Ausgangssignale der
Drehmomentsensoren 3a und 3b, die auf der Achswelle 4a bzw. 4b
angebracht sind, an die Steuerung 11 übertragen werden. Die
Drehmomentsensoren 3a und 3b arbeiten hierbei so zusammen, daß
sie die Torsionsdrehmomenterfassungsvorrichtung 103 bei dem
Antiblockierbremssteuersystem gemäß der vorliegenden
Ausführungsform der Erfindung bilden.
Den Rädern 1a bis 1d zugeordnet ist jeweils ein Bremsgerät 7a
bis 7d vorgesehen, die als Bremsvorrichtungen dienen.
Ein Hauptzylinder 9 ist im Betrieb an ein Bremspedal 8
angeschlossen. Wenn das Bremspedal 8 niedergedrückt wird, wird
ein Bremsanlegungsdruck mit einer Größe, welche dem
Niederdruckhub des Bremspedals 8 entspricht, von dem
Hauptzylinder 9 erzeugt. Der Bremsanlegungsdruck, der von dem
Hauptzylinder 9 erzeugt wird, wird durch die
Betätigungsgliedvorrichtung 10 so eingestellt oder geregelt,
wie dies dem Ausgangssignal der Steuerung 11 entspricht, wie
nachstehend noch genauer erläutert wird, worauf der
Bremsanlegungsdruck den Bremsgeräten 7a bis 7d jeweils
zugeführt wird. Die Betätigungsgliedvorrichtung 10 wird durch
Betätigungsglieder 10a bis 10d entsprechend den Bremsgeräten
7a bis 7d gebildet, die den Rädern 1a bis 1d zugeordnet sind,
wobei die Betätigungsglieder 10b bis 10d im Betrieb mit den
Bremsgeräten 7b bis 7d gekuppelt sind. Hierbei bildet die
Betätigungsgliedvorrichtung 10 eine
Bremshydraulikdruckregelvorrichtung.
Die Steuerung 11 ist so ausgelegt, daß sie die Signale von den
Radgeschwindigkeitssensoren 2 und den Drehmomentsensoren 3
empfängt, um arithmetische Operationen durchzuführen, sowie
Steuerverarbeitungen für die Antiblockierbremssteuerung, auf
der Grundlage der voranstehend geschilderten Signale, um
hierdurch Ausgangssignale zum Treiben der
Betätigungsgliedvorrichtung 10 zu erzeugen.
Die Betätigungsgliedvorrichtung 10 ist so wie in Fig. 4
gezeigt aufgebaut. Da die Betätigungsglieder 10a bis 10d,
welche die Betätigungsgliedvorrichtung 10 bilden, denselben
Aufbau aufweisen, wird nachstehend der Betrieb des
Betätigungsgliedes 10a als Beispiel geschildert, wobei darauf
hingewiesen wird, daß die anderen Betätigungsglieder 10b bis
10d im wesentlichen denselben Aufbau wie das Betätigungsglied
10a aufweisen. Die Betätigungsgliedvorrichtung 10 weist ein
Druckhaltemagnetventil 12 auf, welches in einer
Hydraulikleitung angebracht ist, die von dem Hauptzylinder 9
zum Bremsgerät 7a verläuft, sowie ein
Bremsverringerungsmagnetventil 13, welches in einer
Hydraulikfluidwiedergewinnungsleitung angebracht ist, die von
dem Bremsgerät 7a zum Hauptzylinder 9 verläuft, über den
Vorratsbehälter 14 und eine Hydraulikfluidrückgewinnungspumpe
15. Betätigungen des Druckhaltemagnetventils 12 und des
Druckverringerungsmagnetventils 13 zum Steuern oder Regeln der
Zufuhr von Hydrauliköl zum Bremsgerät 7a werden dadurch
durchgeführt, daß ihre Magnetspulen unter Steuerung durch die
Steuerung 11 mit elektrischer Energie versorgt bzw. nicht
versorgt werden. Weiterhin ist ein Motorrelais 16 dazu
vorgesehen, die Stromversorgung zu einem Elektromotor
ein- bzw. auszuschalten, der in einer Pumpe 15 vorgesehen ist, in
Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Steuerung 11.
Infolge des voranstehend geschilderten Aufbaus des
Betätigungsgliedes 10 wird ein Hydraulikdruck an den
Hauptzylinder 9 nach dem Niederdrücken des Bremspedals 8
angelegt, was dazu führt, daß Bremsfluid oder Öl von dem
Hauptzylinder 9 in das Bremsgerät 7a, . . ., 7d fließt, über das
Druckhaltemagnetventil 12 der Betätigungsgliedvorrichtung 10,
wodurch der Bremsanlegungsdruck im Innern des Bremsgerätes
7a, . . ., 7d erhöht wird.
Wenn ein Druckverringerungssignal von der Steuerung 11
ausgegeben wird, werden das Druckhaltemagnetventil 12 und das
Druckverringerungsmagnetventil 13 mit elektrischem Strom
versorgt, was dazu führt, daß der Bremsfluidkanal zwischen dem
Hauptzylinder 9 und dem Bremsgerät 7a, . . ., 7d unterbrochen
oder geschlossen wird, wogegen der Bremsfluidkanal zwischen
dem Bremsgerät 7a, . . ., 7d und dem Vorratsbehälter 14 geöffnet
wird. Der Bremshydraulikdruck im Inneren des Bremsgerätes
7a, . . ., 7d wird daher auf den Vorratsbehälter 14 übertragen,
wodurch der Bremsanlegungsdruck verringert wird. Gleichzeitig
wird das Motorrelais 16 geschlossen, wodurch der Motor der
Hydraulikfluidrückgewinnungspumpe 15 in Betrieb gesetzt wird.
Dies führt dazu, daß der Hydraulikdruck innerhalb des
Vorratsbehälters 14 ansteigt. Das Hydraulikfluid im Innern des
Vorratsbehälters 14 wird daher zurück zum Hauptzylinder 9
befördert, in Vorbereitung für die darauffolgende Steuerung
oder Regelung.
Danach wird ein Haltesignal von der Steuerung 11 ausgegeben,
um nur das Druckhaltemagnetventil 12 in dem mit elektrischem
Strom versorgten Zustand zu halten, wodurch sämtliche
Bremshydraulikdruckleitungen oder -pfade unterbrochen werden,
wobei der Bremsanlegungsdruck konstant gehalten wird.
Andererseits werden, wenn ein Druckerhöhungssignal von der
Steuerung 11 ausgegeben wird, die an das
Druckhaltemagnetventil 12 und das
Druckverringerungsmagnetventil 13 angelegten elektrischen
Ströme abgeschaltet, was dazu führt, daß der Hydraulikpfad
zwischen dem Hauptzylinder 9 und dem Bremsgerät 7a, . . ., 7d
erneut eingerichtet wird. Dies führt dazu, daß das unter hohem
Druck stehende Bremsfluid, welches zum Hauptzylinder 9
zurückgeführt wird, und auch das von der
Hydraulikfluidrückgewinnungspumpe 15 ausgestoßene Bremsfluid
dazu veranlaßt wird, in das Bremsgerät 7a, . . ., 7d zu fließen,
wodurch der Bremsanlegungsdruck erhöht wird.
Wie aus den voranstehenden Ausführungen deutlich wird, wird
der Bremsanlegungsdruck dadurch eingestellt oder geregelt, daß
der Druckverringerungsvorgang, der Druckhaltevorgang und der
Druckerhöhungsvorgang entsprechend den Befehlen wiederholt
wird, die von der Steuerung 11 ausgegeben werden. Auf diese
Weise wird die Antiblockierbremssteuerung oder -regelung für
das Kraftfahrzeug ausgeführt.
Die Steuerung 11 ist so ausgebildet, wie dies in Fig. 5
gezeigt ist. Wie aus dieser Figur hervorgeht, weist die
Steuerung 11 Signalformverstärkerschaltungen 20a, 20b, 20c und
20d auf (die insgesamt durch das Bezugszeichen 20 bezeichnet
sind), welche dazu dienen, die Ausgangssignale der
Radgeschwindigkeitssensoren 2a, 2b, 2c und 2d (insgesamt durch
Bezugszeichen 2 bezeichnet) in Signalimpulse umzuformen, für
die von einem Mikrocomputer 23 durchgeführten
Verarbeitungsvorgänge, und weist eine
Stromversorgungsschaltung 22 auf, die zum Liefern einer
vorbestimmten konstanten Spannung an den Mikrocomputer 23 und
andere Geräte in Reaktion auf das Schließen (Einschalten)
eines Zündschalters 27 des Kraftfahrzeugs dient. Der
Mikrocomputer 23 weist eine CPU 23a (zentrale
Verarbeitungseinheit) auf, ein RAM (Speicher mit wahlfreiem
Zugriff) 23b, ein ROM (Nur-Lese-Speicher) 23c, eine
Eingangs/Ausgangsschnittstelle 23d usw. auf. Weiterhin ist die
Steuerung 11 mit Betätigungsgliedtreiberschaltungen 24a, 24b,
24c und 24d versehen (die insgesamt durch das Bezugszeichen 24
bezeichnet sind), welche Treibersignale zum Treiben des
Betätigungsgliedes 10a, 10b, 10c bzw. 10d ausgeben, in
Reaktion auf die von dem Mikrocomputer 23 aus gegebenen
Steuersignale, und weist eine Treiberschaltung 25 auf, die zur
Stromzufuhr zu einer Spule 16b des Motorrelais 16 dient, um
hierdurch einen normalerweise geöffneten Kontakt 16a des
Relais 16 im eingeschalteten Zustand (geschlossenen Zustand)
zu halten.
Unter Bezugnahme auf die in den Fig. 6 und 7 dargestellten
Flußdiagramme erfolgt nunmehr eine Beschreibung der
Verarbeitungsvorgänge des Mikrocomputers 23, welcher in der
Steuerung 11 mit dem voranstehend geschilderten Aufbau
vorgesehen ist. Zunächst wird der grundsätzliche
Verarbeitungsfluß unter Bezugnahme auf Fig. 6 geschildert. In
einem Schritt S1 wird eine Initialisierung des RAM 23b und der
Eingangs/Ausgangsschnittstelle 23d durchgeführt.
Daraufhin wird in einem Schritt S2 die Radgeschwindigkeit Vw
arithmetisch bestimmt. Im einzelnen beginnt nach Empfang der
Impulssignale mit Impulsfrequenzen, welche die
Umdrehungsgeschwindigkeit des jeweiligen Rades 1a, . . ., 1d
angeben, von der jeweiligen Signalformverstärkerschaltung
20a, . . ., 20d der Mikrocomputer 23 mit der
Radgeschwindigkeitsarithmetikverarbeitung (Schritt S2), und
beginnt gleichzeitig mit dem Zählen der Impulsanzahl Pn, um
den Zeitablauf Tn seit dem Start der Impulszähloperation zu
messen. Auf der Grundlage des Zählwertes Pn und der
verstrichenen Zeit Tn, die so erhalten werden, wird die
Radgeschwindigkeit Vw entsprechend folgendem Ausdruck (8)
berechnet:
Vw = Kv · (Pn /Tn) . . . (8)
wobei Kv ein Koeffizient oder eine Konstante ist, der bzw. die
unter Berücksichtigung des Durchmessers des Rades, der
Eigenschaften des Radgeschwindigkeitssensors 2 und anderer
Faktoren bestimmt werden kann. In diesem Zusammenhang wird
darauf hingewiesen, daß der voranstehend geschilderte Vorgang
zur Bestimmung der Radgeschwindigkeit Vw nur beispielhaft zu
verstehen ist, und daß hierzu auch ein anderes Verfahren
eingesetzt werden kann.
In dem nächsten Schritt S3 wird die Radbeschleunigung Gw
arithmetisch auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit Vw
bestimmt, die im Schritt S2 ermittelt wurde. Zu diesem Zweck
wird die Differenz zwischen der Radgeschwindigkeit Vw, die im
Schritt S2 während des momentan ausgeführten
Verarbeitungszeitraums TL einerseits bestimmt wird, und der
Radgeschwindigkeit Vw1, die in dem entsprechenden Schritt S2
in dem unmittelbar vorhergehenden Verarbeitungszeitraum
andererseits bestimmt wurde, ermittelt, worauf die
Radbeschleunigung Gw arithmetisch auf der Grundlage der
voranstehend erwähnten Differenz und des Zeitraums TL
entsprechend nachstehenden Ausdruck (9) bestimmt wird:
Gw = Kg · (Vw - Vw1)/TL . . . (9)
wobei Kg eine Konstante ist. Die Radbeschleunigung Gw zeigt
an, daß die Umdrehung des Rades beschleunigt wird, wenn die
Radbeschleunigung Gw ein positives Vorzeichen hat (also
Gw < 0 (Null)), wogegen eine Radbeschleunigung Gw mit
negativem Vorzeichen (also Gw < 0) anzeigt, daß die
Radgeschwindigkeit verzögert wird.
Im Schritt S4 wird eine ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit Vb
auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit Vw des Antriebsrades
1a, . . ., 1d ermittelt. Zu diesem Zweck wird der größte unter
den Werten, die durch Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit
Vb1 erhalten wurde, die einen Steuerzeitraum vorher ermittelt
wurden, bei einem Gradienten oder einer Rate von -1g, und den
Werten der Radgeschwindigkeiten Vw der vier Antriebsräder 1a
bis 1d als die ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit Vw bestimmt.
Im Schritt S5 wird ein Torsionsdrehmoment Tt ermittelt. Im
einzelnen werden die Spannungssignale, die von den
Drehmomentsensoren 3a und 3b ausgegeben werden, die auf der
Achswelle 4a bzw. 4b angebracht sind, in den Mikrocomputer 23
eingegeben, nachdem sie durch die Verstärkerschaltung 21b bzw.
21b verstärkt wurden. Auf der Grundlage der Digitalwerte, die
nach einer A/D-Wandlung (Analog/Digitalwandlung) dieser
Eingangssignale erhalten wurden, wird das Torsionsdrehmoment
Tt durch den Mikrocomputer 23 arithmetisch bestimmt.
Im Schritt S6 wird eine Entscheidung in Bezug auf eine dem
Rütteln zuschreibbare Schwingung oder eine dem schlechten
Straßenzustand zuschreibbare Schwingung durchgeführt, was
nachstehend noch genauer erläutert wird. Wenn diese
Entscheidungsverarbeitung dazu führt, daß Rütteln ermittelt
wird, dann geht die Verarbeitung zu einem Steuerschritt S8
über, um die dem Rütteln zuschreibbaren Schwingungen zu
unterdrücken. Wenn andererseits im Schritt S6 ein schlechter
Straßenzustand festgestellt wird, so geht die Verarbeitung zu
einem Steuerschritt S9 über, in welchem der
Bremsanlegungsdruck nicht freigegeben wird, trotz der
Schwingungen. Falls weder Rütteln noch ein schlechter
Straßenzustand im Schritt S6 ermittelt wird, geht die
Verarbeitung zu einem Schritt S7 über, in welchem eine übliche
Steuerung oder Regelung des Bremshydraulikdrucks für die
Antiblockierbremssteuerung durchgeführt wird.
Im Schritt S7 wird im einzelnen die übliche
Antiblockierbremssteuerung durchgeführt, bei welcher die Räder
gegen derartige Schwingungen geschützt werden, wie sie beim
Fahren auf einer unebenen Straße auftreten, oder beim Rütteln.
Anders ausgedrückt wird der Bremshydraulikdruck verringert,
gehalten, oder erhöht, in Abhängigkeit von dem festgestellten
Zustand der Räder, durch Ausgabe entsprechender Steuerbefehle
an die jeweiligen Ventile.
Nunmehr wird auf Fig. 8 Bezug genommen, welche die Steuerung
oder Regelung erläutert, die im Schritt S7 durchgeführt wird.
Der Ventilsteuerbefehl wird auf der Grundlage der
Radgeschwindigkeit Vw und der Radbeschleunigung Gw bestimmt,
um den Bremshydraulikdruck P zu steuern, der sich so wie in
Fig. 8 gezeigt ändert. Wenn hierbei die Radgeschwindigkeit Vw
stark abnimmt, und die Radbeschleunigung Gw einen
vorbestimmten Beschleunigungswert α1 erreicht, wobei die
Radgeschwindigkeit Vw um einen vorbestimmten Wert λ1 unter die
ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit Vb um einen Zeitpunkt t1
herum absinkt, wie in dieser Figur dargestellt, wird ein
Befehl zur Verringerung des Bremshydraulikdrucks P ausgegeben,
um hierdurch den Bremshydraulikdruck P zu verringern.
Wenn ein Absinken der Radgeschwindigkeit Vw dadurch verhindert
wird, daß der Bremshydraulikdruck P verringert wird, wobei ein
vorbestimmter Beschleunigungswert α2 erreicht wird, wie um
einen Zeitpunkt t2 herum dargestellt, wird der Befehl so
geändert, daß ein Haltebefehl zum Halten des
Bremshydraulikdrucks P ausgegeben wird (Zeitraum zwischen t2
und t3).
Wenn die Radbeschleunigung Gw über einen vorbestimmten
Beschleunigungswert α3 hinaus zunimmt, wie um den Zeitpunkt t3
herum gezeigt, wird ein Hydraulikdruckerhöhungsbefehl
ausgegeben, um hierdurch den Bremshydraulikdruck P stark zu
erhöhen.
Wenn sich die Radgeschwindigkeit an die
Fahrzeuggeschwindigkeit annähert und unter einen vorbestimmten
Beschleunigungswert α4 hinaus absinkt, wie bei einem Zeitpunkt
t4 gezeigt, wird dann der Bremshydraulikdruck zunehmend oder
sanft erhöht. Unter der zunehmenden oder sanften Erhöhung des
Bremshydraulikdrucks ist eine periodische Wiederholung der
Ausführung der Bremshydraulikdruckerhöhungs- und haltebefehle
zu verstehen, um hierdurch den Bremshydraulikdruck mit
niedrigerer Verstärkung zu erhöhen als jener, die bei der
normalen Bremshydraulikdruckerhöhungsverarbeitung eingesetzt
wird.
Wie aus den voranstehenden Ausführungen deutlich wird, wird in
dem Verarbeitungsschritt S7 der Bremsanlegungsdruck dadurch
gesteuert oder geregelt, daß die Hydraulikdruckverringerungs-,
Halte- und Erhöhungsbefehle auf der Grundlage der
Radgeschwindigkeit Vw und er Radbeschleunigung Gw ausgegeben
werden.
Wenn andererseits bezüglich der Schwingungen des Rades
entschieden wird, daß diese dem Rütteln zuzuschreiben sind,
wird der Verarbeitungsschritt S8 durchgeführt, um die
Schwingungen des Rades dadurch zu unterdrücken, daß die
zunehmende Hydraulikdruckerhöhungsverarbeitung mit einer
Verzögerung durchgeführt wird, wobei verhindert wird, daß der
Bremshydraulikdruck zu steil ansteigt.
In diesem Zusammenhang wird die Art und Weise der Steuerung,
die in dem Schritt S8 durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf
das in Fig. 9 gezeigte Zeitablaufdiagramm beschrieben. Bei
dem in Fig. 8 dargestellten Beispiel wird der
Hydraulikdruckerhöhungsbefehl zum Zeitpunkt t3 ausgegeben. Im
Gegensatz hierzu wird bei dem in Fig. 9 dargestellten Fall
kein Hydraulikdruckerhöhungsbefehl zum Zeitpunkt t3
ausgegeben. Weiterhin wird bei dem in Fig. 8 gezeigten
Beispiel die zunehmende oder sanfte Erhöhung des
Bremshydraulikdrucks zum Zeitpunkt t4 durchgeführt, wenn die
entsprechende Bedingung erfüllt ist. Im Falle der in Fig. 9
gezeigten Steuerung wird jedoch der Befehl zur zunehmenden
oder sanften Hydraulikdruckerhöhung zum Zeitpunkt t4 mit einer
Verzögerung von 100 ms ausgegeben, nachdem die Bedingung für
die zunehmende oder allmähliche Hydraulikdruckerhöhung erfüllt
wurde. Bei den anderen Verarbeitungsschritten werden
entsprechende Ventilbefehle wie im Schritt S7 durchgeführt.
Im Zusammenhang mit dem Schritt S9 wird angenommen, daß bei
den Rädern Schwingungen infolge eines schlechten
Straßenzustands auftreten. In diesem Fall ist es erforderlich,
die Steuerung oder Regelung auf solche Art und Weise
durchzuführen, daß ein Schutz gegen eine übermäßige Abnahme
des Hydraulikdrucks zur Verfügung gestellt wird. Unter diesen
Umständen werden die Kriterien, welche eine Verringerung des
Hydraulikdrucks zulassen, so eingestellt, daß sie schwer zu
erfüllen sind, wogegen der Zustand zur Erhöhung des
Hydraulikdrucks einfach zu erfüllen ist.
Im einzelnen werden bei der Steuerung in Bezug auf einen
schlechten Straßenzustand die Schwellenwerte α1 und α2 für die
Radbeschleunigung bei der in Fig. 8 gezeigten
Bremshydraulikdruckverringerungsbetriebsart kleiner
eingestellt als jene, die bei dem üblichen Steuerschritt S7
verwendet werden, während der Schwellenwert λ1 für den Schlupf
erhöht wird, so daß eine Verringerung des Bremshydraulikdrucks
schwierig wird. Im Gegensatz hierzu wird der Schwellenwert α3
für die Radbeschleunigung Gw in der
Hydraulikdruckerhöhungsbetriebsart kleiner eingestellt, damit
die Erhöhung des Bremshydraulikdrucks einfach wird.
In Fig. 6 werden im Schritt S10 Signale dem Betätigungsglied
10a, . . ., 10d auf der Grundlage der Ventilsteuerbefehle
zugeführt, die in dem Schwingungsunterdrückungssteuerschritt
S8, dem Steuerschritt S9 für eine schlechte Straße, oder dem
üblichen Steuerschritt S7 festgelegt wurden. Da das
Betätigungsglied 10a, . . ., 10d nur die genannten drei
Betriebsarten aufweist, nämlich die
Bremshydraulikdruckverringerungsbetriebsart, die
Bremshydraulikdruckhaltebetriebsart, und die
Bremshydraulikdruckerhöhungsbetriebsart, wird das
Bremshydraulikdruckhaltesignal periodisch intermittierend in
das Bremshydraulikdruckerhöhungssignal eingefügt, um die
Verstärkung des Bremshydraulikdrucks zu unterdrücken, wenn der
Bremsanlegungsdruck sanft erhöht werden soll, also mit einer
geringeren Verstärkung, um hierdurch sanft oder fortschreitend
den Hydraulikdruck zu erhöhen, wenn die Verstärkung, mit
welcher der Bremsanlegungsdruck erhöht wird, unterdrückt ist.
Eine entsprechende Steuerung kann auf ähnliche Art und Weise
bei der sanften oder allmählichen Verringerung des
Bremsanlegungsdrucks eingesetzt werden.
Nach den voranstehend geschilderten Verarbeitungsvorgängen,
und wenn der Steuerzeitraum einer vorbestimmten Zeitdauer
abgelaufen ist, wird der Schritt S2 erneut durchgeführt.
Dieser Vorgang wird wiederholt, bis der Zündschalter 27
geöffnet oder ausgeschaltet wird.
Als nächstes erfolgt eine detaillierte Beschreibung der
unterscheidbaren Festlegung von Rütteln und einer schlechten
Straße, also der Entscheidungsverarbeitung im Schritt S6.
Diese unterscheidende Festlegungsverarbeitung wird dadurch
durchgeführt, daß die Bedingungen überprüft werden, die in
Fig. 7 dargestellt sind.
Bei dem in Fig. 7 gezeigten Schritt S11 wird ein
Radbeschleunigungszeitraum (Schwingungszeitraum tw der
Radbeschleunigung) festgestellt. Zu diesem Zweck wird ein
Zeitraum zwischen einem Zeitpunkt, an welchem die
Radbeschleunigung Gw einen Schwellenwert β überschreitet, und
einem darauffolgenden Zeitpunkt gemessen, an welchem der
Schwellenwert β erneut von der Radbeschleunigung Gw
überschritten wird, wie aus Fig. 10 deutlich wird. Dieser
gemessene Zeitraum ist als der Radschwingungszeitraum tw
definiert.
Andererseits wird in dem in Fig. 7 gezeigten Schritt S14 ein
Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum festgestellt. Zu diesem
Zweck wird ein Zeitraum zwischen einem Zeitpunkt, an welchem
das Torsionsdrehmoment Tt einen Schwellenwert γ überschreitet,
und einem darauffolgenden Zeitpunkt gemessen, an welchem der
Schwellenwert γ erneut von dem Torsionsdrehmoment Tt
überschritten wird; vgl. Fig. 10. Dieser gemessene Zeitraum
ist als der Schwingungszeitraum tt des Torsionsdrehmoments
definiert.
Bei dem in Fig. 7 gezeigten Schritt S12 wird eine
Verarbeitung durchgeführt, um eine Situation auszuschließen,
in welchem der Schwingungszeitraum des Rades kurz ist, wodurch
kein Auftreten eines Rüttelns oder von Schwingungen angezeigt
wird, wie diese beim Fahren auf einer schlechten Straße
auftreten. Wenn im einzelnen der Radschwingungszeitraum tw
kürzer als ein vorbestimmter Zeitraum a ist (also tw < a),
dann wird im Schritt S7 die übliche
Bremshydraulikdrucksteuerverarbeitung durchgeführt. Wenn
andererseits der Radschwingungszeitraum tw größer oder gleich
dem vorbestimmten Wert a ist (also für tw a), so geht die
Verarbeitung zum Schritt S13 über.
In Bezug auf die Verarbeitung in dem in Fig. 7 gezeigten
Schritt S13 wird darauf hingewiesen, daß infolge der Tatsache,
daß die Schwingung des Torsionsdrehmoments von dem Verhalten
der Räder und des Antriebssystems, etwa des Motors und
dergleichen, abhängt, das Frequenzband der
Torsionsdrehmomentschwingungen normalerweise eigenständig in
Abhängigkeit vom Typ oder Modell des betreffenden
Kraftfahrzeugs festgestellt wird. Wenn der Schwingungszeitraum
des Rades das Frequenzband überschreitet, welches voranstehend
erwähnt wurde, kann daher für die Schwingungen des Rades
festgestellt werden, daß sie durch einen schlechten
Straßenzustand hervorgerufen werden. Daher verzweigt die
Verarbeitung zu der Steuerverarbeitung für eine schlechte
Straße im Schritt S9, wenn der Radschwingungszeitraum tw einen
vorbestimmten Zeitraum b erreicht oder länger wird (also
tw b) im Schritt S13, wogegen ein Schritt S14 ausgeführt
wird, wenn der Radschwingungszeitraum tw kleiner als der
vorbestimmte Zeitraum b ist.
Im Schritt S15 wird der Schwingungszeitraum des Rades mit dem
Schwingungszeitraum des Torsionsdrehmoments verglichen, um
eine Entscheidung zu treffen, ob die Schwingungen des Rades
infolge von Rütteln oder infolge eines schlechten
Straßenzustands auftreten. Wenn hierbei die Differenz zwischen
dem Radschwingungszeitraum tw und dem Schwingungszeitraum tt
des Torsionsdrehmoments größer oder gleich einem vorbestimmten
Zeitraum c ist (also |tw - tt| c), wird die Steuerung für
den schlechten Straßenzustand im Schritt S9 durchgeführt.
Anderenfalls geht die Verarbeitung zu der Steuerung zur
Unterdrückung von Schwingungen infolge von Rütteln im Schritt
S8 über.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß eine
Unterscheidung zwischen Schwingungen infolge von Rütteln und
Schwingungen infolge eines schlechten Straßenzustands nicht
nur auf der Grundlage der Schwingungen des Rades durchgeführt
werden kann. Vergleicht man jedoch die Schwingungen des Rades
mit jener des Torsionsdrehmoments, so kann unterscheidbar
festgestellt werden, daß die Schwingungen des Rades dem
Rütteln zuzuschreiben sind, wenn die Schwingungen des Rades
und jene des Torsionsdrehmoments das gleiche oder ein
entsprechendes Verhalten zeigen, wogegen festgestellt werden
kann, daß die Schwingungen des Rades dem Fahren auf einer
schlechten Straße zuzuschreiben sind, wenn die Schwingungen
des Rades und jene des Torsionsdrehmoments ein
unterschiedliches Verhalten zeigen, oder wenn nur Schwingungen
des Rades festgestellt werden. Genauer gesagt kann der Zustand
oder das Verhalten des Rades durch die Radbeschleunigung
angegeben werden, wogegen die Schwingungen des
Torsionsdrehmoments durch dessen Zeitraum festgelegt werden
können. Wenn ein Vergleich zwischen den beiden voranstehend
geschilderten Zeiträumen ergibt, daß die beiden Zeiträume im
wesentlichen einander gleich sind, dann ist es sicher
anzunehmen, daß die beiden voranstehend geschilderten
Schwingungen (also die Schwingungen des Rades und jene des
Torsionsdrehmoments) sich im selben oder entsprechenden
Schwingungszustand befinden. In diesem Fall können die
Schwingungen des Rades dem Rütteln zugeschrieben werden. Wenn
andererseits der voranstehend erwähnte Vergleich eine
Diskrepanz ergibt, also anzeigt, daß sich die beiden Zeiträume
voneinander unterscheiden, so wird festgestellt, daß die
Schwingungen des Rades infolge des schlechten Straßenzustands
auftreten. Durch Messung des Zeitraums der Radbeschleunigung
und des Zeitraums des Torsionsdrehmoments für den
gegenseitigen Vergleich ist es auf diese Art und Weise
möglich, die Radschwingungen infolge von Rütteln von
Radschwingungen infolge eines schlechten Straßenzustands zu
unterscheiden.
Die voranstehend geschilderten Verarbeitungsschritten werden
für jedes der Antriebsräder 1a bis 1d durchgeführt, während
die Antiblockierbremssteuerung für die Antriebsräder 1a und 1b
dadurch realisiert wird, daß der Bremshydraulikdruck erhöht
oder verringert wird, wobei die Radbeschleunigung unter
Verwendung des voranstehend erwähnten Torsionsdrehmoments
korrigiert wird. Allerdings ist in diesem Zusammenhang zu
berücksichtigen, daß in den Achswellen der nicht angetriebenen
Räder 1c bis 1d kein signifikantes Torsionsdrehmoment
auftreten kann. Für die nicht angetriebenen Räder 1c und 1d
können daher die voranstehend geschilderten
Verarbeitungsvorgänge unter der Annahme durchgeführt werden,
daß kein Torsionsdrehmoment Tt auftritt, (also Tt = 0). Wenn
die Kraftübertragung von dem Motor 6 an die Antriebsräder 1a
und 1b durch entsprechende Betätigung der Kupplung
unterbrochen wird, übt das Trägheitsmoment des Motors 6 keinen
Einfluß auf die Antriebsräder 1a und 1b aus, so daß das
Torsionsdrehmoment im wesentlichen auf Null absinkt (also
Tt = 0), wie im Falle der nicht angetriebenen Räder 1c und 1d.
Anders ausgedrückt sind, da die nicht angetriebenen Räder 1c
und 1d nicht mit dem Motor 6 verbunden sind, diese immun gegen
das Auftreten von Rütteln. Entsprechend erfahren in einem
Zustand, in welchem die Antriebsräder 1a und 1b im Betrieb von
dem Motor 6 durch die Kupplung getrennt sind, weder das
Antriebsrad 1a noch das Antriebsrad 1b die Auswirkungen von
Rütteln. Wenn daher Schwingungen in den Rädern in den
voranstehend geschilderten Zuständen auftreten, so läßt sich
feststellen, daß die Schwingungen des Rades dem schlechten
Straßenzustand zugeschrieben werden müssen. Weiterhin wird
angemerkt, daß infolge der Tatsache, daß der
Schwingungszeitraum des Torsionsdrehmoments im Falle der
voranstehend geschilderten Situationen nicht gemessen werden
kann, die Schwingungen des Rades nicht mit den Schwingungen
des Torsionsdrehmoments zusammenfallen. Daher läßt sich
feststellen, daß die Schwingungen des Rades infolge eines
schlechten Straßenzustands auftreten.
Bei dem Antiblockierbremssteuersystem gemäß der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der
Schwingungszeitraum der Radbeschleunigung und jener des
Torsionsdrehmoments gemessen, worauf eine unterscheidende
Feststellung auf der Grundlage der beiden Schwingungszeiträume
erfolgt, ob die Schwingungen des Rades dem Rüttelphänomen
zuzuschreiben sind, der durch den schlechten Straßenzustand
verursacht werden. Bei der zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird dieselbe Entscheidung auf der
Grundlage der Phase der Radbeschleunigung und der Phase des
Torsionsdrehmoments durchgeführt.
Wenn in Fig. 10 Rütteln auftritt, erfolgt eine
Drehmomentübertragung zwischen den Antriebsrädern und den
Achswellen, wie aus dem voranstehenden Ausdruck (3) deutlich
wird. Infolge dieser Tatsache nimmt die Radbeschleunigung
dieselbe Phase ein wie das Torsionsdrehmoment. Durch
Feststellung der Phasenbeziehung zwischen der
Radbeschleunigung und dem Torsionsdrehmoment kann daher
festgestellt werden, ob die Schwingungen des Rades dem Rütteln
zuzuschreiben sind.
Fig. 11 zeigt als Flußdiagramm einen Entscheidungsvorgang
gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 11 sind die Schritte S11 bis S13 ebenso wie jene, die
auf gleiche Weise in Fig. 7 bezeichnet sind. Daher erfolgt
hier insoweit keine erneute Beschreibung. Die nachstehende
Beschreibung richtet sich auf die Verarbeitung zur
unterscheidbaren Festlegung von Schwingungen, die einerseits
dem Rütteln und andererseits dem schlechten Straßenzustand
zuzuschreiben sind, in jenem Frequenzband, in welchem beide
Arten von Schwingungen voneinander nicht unterschieden werden
können.
In Fig. 11 wird in einem Schritt S21 eine Verarbeitung zur
Feststellung einer Phasendifferenz zwischen der Radschwingung
und dem Torsionsdrehmoment durchgeführt. Bei dieser
Verarbeitung wird eine Zeit ta gemessen, welche die
Radbeschleunigung benötigt, einen vorbestimmten Wert β zu
überschreiten, von einem Zeitpunkt aus, an welchem das
Torsionsdrehmoment einen vorbestimmten Wert λ überschreitet.
Alternativ hierzu kann eine Zeit tb gemessen werden, welche
das Torsionsdrehmoment benötigt, um den vorbestimmten Wert λ
zu überschreiten, seit dem Zeitpunkt, an welchem die
Radbeschleunigung den vorbestimmten Wert β überschritten hat.
In einem Schritt S22 wird eine Verarbeitung zur
unterscheidbaren Festlegung des Rüttelns oder des schlechten
Straßenzustands auf der Grundlage einer Entscheidung
durchgeführt, ob die Phase der Radschwingung mit jener der
Drehmomentänderung übereinstimmt oder nicht. Wenn hierbei
beide Zeiten ta und tb länger als eine vorbestimmte Zeit d
sind, so geht die Verarbeitung zur Steuerung für einen
schlechten Straßenzustand in einem Schritt S9 über. Wenn
andererseits entweder die Zeit ta oder die Zeit tb kürzer als
die vorbestimmte Zeit d ist, so geht die Verarbeitung zu der
Rüttelunterdrückungssteuerung über, die im Schritt S8
durchgeführt wird.
Wenn Rütteln auftritt, schwingt oder vibriert das Antriebsrad
unter dem Einfluß des Torsionsdrehmoments. Daher schwingt das
Antriebsrad mit einer vorbestimmten Phasendifferenz in Bezug
auf die Schwingungen des Torsionsdrehmoments. Wenn hierbei die
Phase der Radschwingungen jener des Torsionsdrehmoments
entgegengesetzt ist, so kann man sicher aussagen, daß der
Zeitpunkt, an welchem das Torsionsdrehmoment schwingt, mit dem
Zeitpunkt übereinstimmt, an welchem das Rad schwingt, so daß
sich also das Torsionsdrehmoment und das Rad in demselben
Schwingungszustand befinden. In diesem Fall wird die
Entscheidung getroffen, daß die Schwingungen dem Rütteln
zuzuschreiben sind. Anderenfalls wird der Zustand einer
schlechten Straße festgestellt.
Im Falle des Antiblockierbremssteuersystems gemäß der ersten
Ausführungsform der Erfindung werden Schwingungen infolge von
Rütteln und Schwingungen infolge eines schlechten
Straßenzustands unterscheidbar auf der Grundlage des
Schwingungszeitraums des Antriebsrades und des
Schwingungszeitraums des Torsionsdrehmoments bestimmt, wogegen
bei dem Antiblockierbremssteuersystem gemäß der zweiten
Ausführungsform der Erfindung das Rütteln und der schlechte
Straßenzustand unterscheidbar dadurch identifiziert werden,
daß die Phasen der Schwingungen des Antriebsrades und des
Torsionsdrehmoments berücksichtigt werden. Bei dem Konzept,
welches sich in der dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung widerspiegelt, werden die dem Rütteln
zuschreibbaren Radschwingungen auf der Grundlage von
Amplituden von Schwingungen der Radbeschleunigung bzw. des
Torsionsdrehmoments bestimmt. Fig. 12 21895 00070 552 001000280000000200012000285912178400040 0002019720644 00004 21776 zeigt als Flußdiagramm
einen Verarbeitungsvorgang gemäß der dritten Ausführungsform
der Erfindung. In Fig. 12 sind die Schritte S11 bis S13 die
gleichen wie jene, die mit der gleichen Bezeichnung wie in
Fig. 7 dargestellt sind. Daher erfolgt insoweit keine erneute
Beschreibung.
In Fig. 12 wird in einem Schritt S31 eine Amplitude Gwpp der
Radbeschleunigung als Differenz zwischen einer maximalen
Radbeschleunigung Gwmax und einer minimalen Radbeschleunigung
Gwmin bestimmt, wie in Fig. 10 gezeigt, nämlich
Gwpp = Gwmax - Gwmin . . . (10)
In einem Schritt S32 wird eine Amplitude Ttpp des
Torsionsdrehmoments arithmetisch dadurch bestimmt, daß ein
Minimalwert Ttmin des Torsionsdrehmoments von einem
Maximalwert Ttmax des Torsionsdrehmoments subtrahiert wird,
also
Ttpp = Ttmax - Ttmin . . . (11)
In einem Schritt S33 wird ein Amplitudenverhältnis A zwischen
der Radbeschleunigung und dem Torsionsdrehmoment, die in den
voranstehenden Schritten S31 und S32 bestimmt wurden,
arithmetisch folgendermaßen ermittelt:
A = Gwpp/Ttpp . . . (12)
Im Schritt S34 wird entschieden, ob das wie voranstehend
geschildert ermittelte Amplitudenverhältnis A größer als ein
vorbestimmter Wert ist. Ist dies der Fall, so geht die
Verarbeitung zum Schritt S9 über, um die Steuerung für einen
schlechten Straßenzustand durchzuführen. Anderenfalls geht die
Verarbeitung zum Schritt S8 über, um die
Schwingungsunterdrückungssteuerung im Falle von Rütteln
durchzuführen.
Falls der Rütteleffekt auftritt, wird die Bewegung oder das
Verhalten des Rades von dem Torsionsdrehmoment bestimmt. Die
Beziehung zwischen der Amplitude der Radbeschleunigung und der
Amplitude des Torsionsdrehmoments muß daher konstant bleiben.
Daher läßt sich entscheiden, daß Rütteln stattfindet, wenn das
Amplitudenverhältnis zwischen der Radbeschleunigung und dem
Torsionsdrehmoment innerhalb eines vorbestimmten
Wertebereiches liegt. Anderenfalls (also wenn das
Amplitudenverhältnis den vorbestimmten Wertebereich
überschreitet), kann eine Entscheidung getroffen werden, daß
die Schwingungen des Rades dem schlechten Straßenzustand
zuzuschreiben sind.
Bei dem Antiblockierbremssteuersystem gemäß der ersten bis
dritten Ausführungsform der Erfindung wird eine Entscheidung
getroffen, daß die Schwingungen des Rades infolge von Rütteln
auftreten, wenn die Schwingungen der Radbeschleunigung und die
Schwingungen des Torsionsdrehmoments ein entsprechendes oder
ähnliches Schwingungsverhalten zeigen. Bei dem Konzept gemäß
der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
eine korrigierte Beschleunigung arithmetisch durch Addition
des Torsionsdrehmoments zur Radbeschleunigung bestimmt, worauf
eine Entscheidung getroffen wird, ob die Schwingungen des
Rades dem Rütteln oder dem schlechten Straßenzustand
zuzuschreiben sind.
Die korrigierte Beschleunigung Gc kann entsprechend dem
voranstehend angegebenen Ausdruck (6) berechnet werden. In
diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß infolge der
Tatsache, daß das Rad unter Einwirkung des Torsionsdrehmoments
schwingt, wenn Rütteln auftritt, die Radbeschleunigung dann
gleich dem Torsionsdrehmoment wird. Mit Hilfe der korrigierten
Beschleunigung, welche den Parameter darstellt, der den
Einfluß des Torsionsdrehmoments angibt, gleichen sich daher
das Torsionsdrehmoment und die Radbeschleunigung in dem
Ausdruck (7) gegenseitig aus, wodurch die Schwingungen des
Antriebsrades nur durch die Beziehung zwischen der Bremskraft
und dem Rückstoß der Straßenoberfläche angegeben werden
können. Anders ausgedrückt erfährt die korrigierte
Beschleunigung keine Änderung unter Einfluß des Rüttelns,
selbst wenn die Radbeschleunigung schwingt. Im Gegensatz
hierzu, wenn das Kraftfahrzeug auf einer schlechten Straße
fährt, ändert oder schwingt der Rückstoß der Straßenoberfläche
infolge der Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche. Die
korrigierte Beschleunigung erfährt daher Schwingungen
entsprechend jenen der Radbeschleunigung. Durch Feststellung
der Schwingungen der korrigierten Beschleunigung können daher
der schlechte Straßenzustand und das Rütteln unterscheidbar
voneinander getrennt werden.
Fig. 13 zeigt als Flußdiagramm einen Verarbeitungsablauf
gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung. Hierbei sind
die Schritte S11 bis S13 die gleichen wie jene, die
entsprechend in Fig. 7 bezeichnet sind. Daher erfolgt
insoweit keine erneute Beschreibung.
In Fig. 13 wird in einem Schritt S41 die korrigierte
Beschleunigung Gc arithmetisch entsprechend dem voranstehend
angegebenen Ausdruck (6) bestimmt.
In einem Schritt S42 wird eine Verarbeitung zur Feststellung
des Schwingungszeitraums tw der korrigierten Beschleunigung
durchgeführt. Ähnlich wie bei dem voranstehend geschilderten
Schritt S11 wird die Zeit gemessen, welche das korrigierte
Amplitudenverhältnis A benötigt, um einen vorbestimmten Wert β
zu überschreiten, von einem Zeitpunkt aus, an welchem die
korrigierte Beschleunigung den vorbestimmten Wert β
überschritten hat. Dieser Zeitraum ist als der
Schwingungszeitraum Tc der korrigierten Beschleunigung
definiert.
Im Schritt S43 wird überprüft, ob die korrigierte
Beschleunigung während der Schwingung der Radbeschleunigung
schwingt, um hierdurch das Rütteln und den schlechten
Straßenzustand zu unterscheiden. Wenn der Schwingungszeitraum
tc der korrigierten Beschleunigung größer oder gleich einem
vorbestimmten Wert f wird, so wird eine Entscheidung
getroffen, daß die Radschwingungen dem schlechten
Straßenzustand zuzuschreiben sind, wodurch dann die
Verarbeitung zum Schritt S9 übergeht. Wenn andererseits der
Schwingungszeitraum Tc der korrigierten Beschleunigung kürzer
als der vorbestimmte Wert f ist, so wird entschieden, daß die
Radschwingungen infolge des Rüttelns auftreten, worauf die
Verarbeitung zum Schritt S8 übergeht.
Wenn Rütteln stattfindet, wird das Bewegungsverhalten des
Rades durch das Torsionsdrehmoment bestimmt, wie voranstehend
bereits im Zusammenhang mit der dritten Ausführungsform der
Erfindung erläutert wurde. Die korrigierte Beschleunigung,
welche durch die Beziehung zwischen dem Bremsdrehmoment und
dem Reifendrehmoment repräsentiert wird, von welchem die
Torsionsdrehmomentkomponente eliminiert wurde, ist daher gegen
Schwingungen geschützt. Wenn im Gegensatz hierzu das
Reifendrehmoment schwingt, wie dies beim Fahren auf einer
schlechten Straße auftritt, so treten bei der korrigierten
Beschleunigung Schwingungen auf. Das Rütteln und der schlechte
Straßenzustand können daher unterscheidbar voneinander
getrennt werden, abhängig davon, ob die korrigierte
Beschleunigung schwingt oder nicht.
Bei den Antiblockierbremssteuersystemen gemäß der ersten bis
vierten Ausführungsform, die voranstehend beschrieben wurden,
wird das Torsionsdrehmoment auf der Grundlage der
Ausgangssignale der Drehmomentsensoren 3 bestimmt, die als
Dehnungsmeßstreifen ausgeführt sind, die auf den Achswellen 4
angebracht sind, die im Betrieb mit dem jeweiligen Rad
gekuppelt sind. Allerdings wird darauf hingewiesen, daß dann,
wenn die Antriebsräder 1 im Betrieb mit dem Motor 6 über das
Differentialgetriebe 5 gekuppelt sind, entsprechend
vorteilhafte Auswirkungen wie bei den
Antiblockierbremssteuersystemen gemäß der ersten bis vierten
Ausführungsform der Erfindung dadurch erzielt werden können,
daß der Torsionsdrehmomentserfassungssensor auf der
Antriebswelle 33 angebracht wird, beispielsweise einer
Kardanwelle oder dergleichen, bei dem in Fig. 3 gezeigten
Aufbau.
Da an das linke und rechte Rad, die im Betrieb miteinander
über ein Differentialgetriebe gekuppelt sind, ein
Torsionsdrehmoment von gleicher Größe angelegt wird, werden
die an das linke und rechte Rad angelegten Torsionsdrehmomente
einander gleich. Wird daher das Drehmoment festgestellt, das
an die Antriebswelle 33 angelegt wird, welche den Motor und
das Differentialgetriebe miteinander kuppelt, können die an
das linke und rechte Rad angelegten Torsionsdrehmomente
dadurch festgestellt werden, daß das an die Antriebswelle 33
angelegte Drehmoment festgestellt wird. In diesem Fall weist
das Torsionsdrehmoment, welches an jedes der Räder, nämlich an
das linke bzw. rechte Rad angelegt wird, einen Wert auf, der
die Hälfte des an die Antriebswelle 33 angelegten Drehmoments
beträgt. Hierbei kann die Antriebswelle 33 auch als die
angetriebene Welle bezeichnet werden, wie im Falle der
Achswelle 4.
Bei dem Antiblockierbremssteuersystem gemäß der ersten bis
fünften Ausführungsform der Erfindung wird das
Torsionsdrehmoment auf der Grundlage der Ausgangssignale der
Drehmomentsensoren 3 bestimmt, die durch Dehnungsmeßstreifen
gebildet werden, die auf der Achswelle 4a bzw. 4b angebracht
sind, die im Betrieb mit dem entsprechenden Rad gekuppelt
sind, oder alternativ von dem Drehmomentsensor 3, der auf der
Antriebswelle 33 angebracht ist. Allerdings kann das
betreffende Drehmoment auch auf gleiche Art und Weise dadurch
festgestellt werden, daß die Anzahl an Umdrehungen der
Primärantriebsquelle festgestellt wird, beispielsweise des
Motors 6. Dieses Konzept der Erfindung wird bei der sechsten
Ausführungsform verwirklicht. Bei dem in Fig. 3 gezeigten
Aufbau des Kraftfahrzeugs wird die Drehzahl (Umdrehungen pro
Minute) des Motors durch einen Motordrehsensor 31
festgestellt, der durch einen an sich bekannten
Kurbelwinkelsensor gebildet werden kann. Da die Antriebsräder
1a und 1b und der Motor 6 im Betrieb über das
Differentialgetriebe 5 gekuppelt sind, weisen die an das linke
und rechte Antriebsrad angelegten Drehmomente dieselbe Größe
auf. Durch Feststellung der Phasenbeziehung zwischen dem
Drehwinkel des Antriebsrades 1a, 1b und jenem des Motors 6, um
hiedurch die Phasendifferenz zu bestimmen, ist es daher
möglich, den Torsionswinkel zu berechnen, und daher das dem
Torsionswinkel proportionale Torsionsdrehmoment.
Im einzelnen wird der Drehwinkel des Motors auf der Grundlage
des Ausgangssignals des Motodrehsensors 31 bestimmt, der so
ausgelegt ist, daß er den Drehwinkel des Motors feststellt,
wogegen die Drehwinkel der Antriebsräder 1a und 1b durch den
jeweiligen Radgeschwindigkeitssensor 2a bzw. 2b bestimmt
werden. Zu einem Zeitpunkt, an welchem das Torsionsdrehmoment
eine geringe Größe aufweist, wobei die Drehmomentbelastung des
Motors gering ist, also wenn die Steuerung des
Bremsanlegungsdrucks noch nicht begonnen hat, werden die
Drehwinkel der Antriebsräder 1a und 1b und des Motors auf Null
zurückgesetzt, unter der Annahme, daß zwischen dem Antriebsrad
1a, 1b und dem Motor keine Phasendifferenz vorhanden ist. Nach
Beginn der Steuerung des Anlegens der Bremse werden die
Impulse jeweils gezählt, die vom Ausgang der
Radgeschwindigkeitssensoren 2a und 2b, die den Antriebsrädern
1a und 1b zugeordnet sind bzw. dem Motorsensor, 31 ausgegeben
werden. Auf der Grundlage der Zählwerte werden die Drehwinkel
Θr und Θ1 der Antriebsräder 1a und 1b sowie der Drehwinkel Θe
des Motors entsprechend einem ans ich bekannten Verfahren
bestimmt, worauf der Torsionswinkel Θt auf der Grundlage des
folgenden Ausdrucks bestimmt wird:
Θt = Ki · Θe - (Θr + Θ1)/2 . . . (13)
Daher kann das Torsionsdrehmoment Tt als Produkt des
Torsionswinkels Θt und der Steifigkeit Kp folgendermaßen
bestimmt werden:
Tt = Kp · Θt . . . (14)
Das Torsionsdrehmoment Tt, welches an das linke und rechte
Antriebsrad 1a, 1b angelegt wird, wird entsprechend an den
Motor angelegt. Wenn das Gaspedal in dem Betriebszustand
freigegeben wird, in welchem das Antiblockierbremssteuersystem
(ABS) arbeitet, wird das vom Motor abgegebene
Ausgangsdrehmoment kleiner. In diesem Fall kann der Motor als
Gegenstand angesehen werden, der ein hohes Trägheitsmoment
aufweist. Durch Feststellung der Änderung der Motordrehzahl ωe
zu diesem Zeitpunkt ist es daher möglich, das
Torsionsdrehmoment zu bestimmen, welches an die Antriebsräder
angelegt wird, entsprechend dem nachstehend angegebenen
Ausdruck (15):
Tt = K (dωe/dt) . . . (15)
Wie aus den voranstehenden Ausführungen deutlich wird, kann
das Torsionsdrehmoment arithmetisch auf der Grundlage der
Drehwinkel der Antriebsräder 1a und 1b und des Drehwinkels des
Motors bestimmt werden, oder auf der Grundlage der Änderung
der Drehzahl des Motors, die durch das Drehmoment
hervorgerufen wird, welches an die Antriebsräder und daher an
den Motor angelegt wird. Das auf diese Weise ermittelte
Torsionsdrehmoment kann in dem Antiblockierbremssteuersystem
gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform eingesetzt
werden, wobei im wesentlichen dieselben Auswirkungen erzielt
werden.
Bei dem Antiblockierbremssteuersystem gemäß der sechsten
Ausführungsform wird die Drehzahl des Motors 6 festgestellt.
Statt jedoch die Motordrehzahl zu erfassen, kann auch die
Drehzahl der in Fig. 3 gezeigten Antriebswelle 33 bestimmt
werden. Bei einem Kraftfahrzeug, welches mit einem
Automatikgetriebe versehen ist, sind die Antriebsräder im
Betrieb mit dem Motor über einen Drehmomentwandler gekuppelt.
Anders ausgedrückt sind die Antriebsräder nicht direkt mit dem
Motor verbunden, was wiederum bedeutet, daß von den
Antriebsrädern kaum ein Drehmoment auf den Motor übertragen
wird. In diesem Fall kann die Drehzahl (Umdrehungen pro
Minute) der Antriebswelle 33 durch einen Wellendrehsensor 34
festgestellt werden, um hierdurch das Torsionsdrehmoment mit
dem voranstehend geschilderten Verfahren zu bestimmen, welches
im Zusammenhang mit der sechsten Ausführungsform erläutert
wurde, wobei im wesentlichen dieselben Auswirkungen erzielt
werden.
Bei dem Antiblockierbremssteuersystem gemäß der ersten bis
vierten Ausführungsform der Erfindung wurde angenommen, daß
das betreffende Kraftfahrzeug ein Fahrzeug mit Zweiradantrieb
ist. Allerdings wird darauf hingewiesen, daß das
Antiblockierbremssteuersystem ebenso bei einem
allradgetriebenen oder vierradgetriebenen Kraftfahrzeug
eingesetzt werden kann, um den Bremsanlegungsdruck
einzustellen oder zu regeln. Im einzelnen kann ein
Dehnungsmeßstreifen in Zuordnung zu jedem der vier Räder
vorgesehen sein, wobei eine ähnliche Verarbeitung wie
voranstehend geschildert für jedes der Räder durchgeführt
werden kann, und im wesentlichen dieselben Auswirkungen
erzielt werden.
Wenn die Torsion der Antriebswelle bei einer Anordnung
festgestellt werden soll, bei welcher ein Differentialgetriebe
zwischen dem Motor und den einzelnen Rädern vorgesehen ist,
wie voranstehend im Zusammenhang mit der fünften
Ausführungsform erläutert wurde, wirkt ein Drehmoment mit
derselben Größe auf die beiden Wellen ein, die an der
Ausgangsseite des Differentialgetriebes angeordnet sind. Der
Drehmomentsensor kann daher an der Welle vorgesehen werden,
die an der Eingangsseite des Differentialgetriebes angeordnet
ist, um das an der Abtriebsseite des Motors auftretende
Drehmoment festzustellen. Bei vierradgetriebenen
Kraftfahrzeugen ist daher die Ausgangsleistung des Motors auf
ein vorderes und hinteres Antriebsradsystem aufgeteilt, und
wird in jedem System, also dem vorderen und hinteren System,
jeweils auf ein linkes und rechtes Antriebsrad aufgeteilt. In
diesem Fall kann der Drehmomentsensor zwischen dem Motor und
dem Differentialgetriebe angeordnet werden, um die
Motorausgangsleistung auf das vordere und hintere
Antriebsradsystem aufzuteilen, und so das Torsionsdrehmoment
zu bestimmen, welches an die vier Räder angelegt wird.
Wenn das Torsionsdrehmoment arithmetisch dadurch bestimmt
wird, daß die Motordrehzahl (Umdrehungen pro Minute) bestimmt
wird, wie dies voranstehend im Zusammenhang mit der sechsten
Ausführungsform beschrieben wurde, bei einem
vierradgetriebenen Kraftfahrzeug, welches mit
Differentialgetrieben zur Übertragung des Motordrehmoments an
vier Antriebsräder versehen ist, kann der voranstehend
angegebene Ausdruck (15) dazu verwendet werden, das
Torsionsdrehmoment festzustellen, wogegen bei jenem
Kraftfahrzeug, bei welchem das Differentialgetriebe dazu
vorgesehen ist, um die Motorausgangsleistung auf das vordere
und hintere Antriebsradsystem aufzuteilen, die
Torsionsdrehmomente der Vorder- und Hinterräder auf der
Grundlage des Ausdrucks (13) bestimmt werden können, wobei im
wesentlichen dieselben Auswirkungen wie im Falle der ersten
bis vierten Ausführungsform erzielt werden.
Weiterhin kann die Vorgehensweise zur Feststellung der
Motordrehzahl ebenso zur Feststellung der
Umdrehungsgeschwindigkeit (Umdrehungen pro Minute) der
Antriebswelle 33 verwendet werden.
Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, können
die dem Rütteln zuschreibbaren Schwingungen der Räder, die
auftreten infolge einer Torsion, die an eine Antriebswelle
angelegt wird, die zwischen einer Primärantriebsquelle und den
Antriebsrädern angeordnet ist, in jenem Zustand, in welchem
die Antriebsräder im Betrieb mit der Primärantriebsquelle
gekuppelt sind, unterscheidbar auf der Grundlage der
Schwingungen der Räder und des Schwingungszustands des
Torsionsdrehmoments, welches an die Antriebswelle angelegt
wird (einschließlich der Achswellen 4 und der Antriebswelle
33) bestimmt oder identifiziert werden. Wenn in diesem Fall
festgestellt wird, daß der Schwingungszustand des Rades nicht
infolge von Rütteln auftritt, dann können die Schwingungen des
Rades so angesehen werden, daß sie durch einen schlechten
Straßenzustand hervorgerufen werden. Auf diese Art und Weise
können die Schwingungen des Rades infolge von Rütteln und die
Schwingungen infolge eines schlechten Straßenzustands
unterscheidbar festgestellt werden. Bei dem
Antiblockierbremssteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung
ist es daher unnötig, den Reibungskoeffizienten der
Straßenoberfläche zu bestimmen, anders als bei einem
Antiblockierbremssteuersystem nach dem Stand der Technik.
Infolge dieser Merkmale können die dem Rütteln
zuzuschreibenden Schwingungen und die Schwingungen infolge des
schlechten Straßenzustands schnell mit hoher Genauigkeit
unterschieden werden, selbst in einer frühen Stufe der
Antiblockierbremssteuerung. Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann daher die Steuerleistung des
Antiblockierbremssteuersystems für ein Kraftfahrzeug
wesentlich erhöht werden.
Da die Unterscheidungsverarbeitung für die Radschwingungen,
die voranstehend geschildert wurde, für die Antriebsräder
durchgeführt werden kann, kann die Erfindung auch ebenso bei
einem Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb eingesetzt werden, bei
welchem sämtliche Räder als Antriebsräder arbeiten.
Infolge der Anordnung, daß die Drehzahl- oder
Geschwindigkeitserfassungsvorrichtung dazu verwendet wird, die
Drehzahl oder die Geschwindigkeit der Primärantriebsquelle
oder von deren Antriebswelle festzustellen, wobei das
Torsionsdrehmoment arithmetisch auf der Grundlage des
Meßwertes festgestellt wird, der von der
Drehzahlerfassungsvorrichtung ausgegeben wird, kann das
Antiblockierbremssteuersystem kostengünstig hergestellt
werden, verglichen mit dem konventionellen
Antiblockierbremssteuersystem, bei welchem das Drehmoment der
Antriebswelle unter Einsatz eines
Dehnungsmeßstreifeninstruments gemessen wird.
Zahlreiche Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der voranstehenden, detaillierten Beschreibung
deutlich, und daher sollen die beigefügten Patentansprüche
sämtliche derartigen Merkmale und Vorteile des Systems
umfassen, welche innerhalb des wahren Wesens und Umfangs der
vorliegenden Erfindung liegen. Da Fachleuten auf diesem Gebiet
zahlreiche Modifikationen und Kombinationen auffallen werden,
soll darüber hinaus die Erfindung nicht auf die exakte
Konstruktion und den exakten Betriebsablauf beschränkt sein,
die hier dargestellt und beschrieben wurden.
Es läßt sich beispielsweise überlegen, daß Speicher- oder
Aufzeichnungsmedien, auf welchen die erfindungsgemäße Lehre in
Form von Programmen aufgezeichnet ist, die von Computern
einschließlich Mikroprozessoren ausgeführt werden können, von
der vorliegenden Erfindung umfaßt sind.
Alle derartigen Modifikationen und Äquivalente können daher
eingesetzt werden, die innerhalb des Wesens und Umfangs der
vorliegenden Erfindung liegen, die sich aus der Gesamtheit der
vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben, und von den
beigefügten Patentansprüchen umfaßt sein sollen.
Claims (10)
1. Antiblockierbremssteuersystem für ein Kraftfahrzeug zum
Anlegen einer Bremskraft an das Kraftfahrzeug auf sichere
Weise, während das Auftretens eines Radblockierzustands
dadurch vermieden wird, daß eine Operation zur Absenkung
eines Bremshydraulikdrucks wiederholt wird, wenn beim
Bremsen eine Radgeschwindigkeit auf ein Niveau absinkt,
bei welchem das Auftreten des Radblockierzustands
wahrscheinlich ist, und durch erneute Erhöhung des
Bremshydraulikdrucks, wenn sich die Radgeschwindigkeit
infolge der Verringerung des Bremshydraulikdrucks wieder
erholt, welches aufweist:
eine Bremshydraulikdruckregelvorrichtung zum Regeln des Bremshydraulikdrucks, der an ein Bremsteil übertragen wird, welches jeweils einem Rad des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, entsprechend einem vorgegebenen Treibersignal;
eine Radgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung zur Feststellung einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Rades des Kraftfahrzeugs;
eine Radschwingungserfassungsvorrichtung zur Erfassung des Radschwingungszustands auf der Grundlage des Ausgangssignals der Radgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung;
eine Primärantriebsquellenvorrichtung zum Antrieb des Kraftfahrzeugs;
eine Torsionsdrehmomenterfassungsvorrichtung zur Feststellung des Torsionsdrehmoments, welches an eine Antriebswelle angelegt wird, die als Drehmomentübertragungsglied dient, um im Betrieb die Primärantriebsquellenvorrichtung und zumindest ein Antriebsrad unter diesen Rädern miteinander zu kuppeln;
eine Torsionsdrehmomentschwingungserfassungsvorrichtung zur Feststellung des Schwingungszustands des Torsionsdrehmoments, welches von der Torsionsdrehmomenterfassungsvorrichtung festgestellt wird;
eine Unterscheidungsvorrichtung für eine schlechte Straße bzw. Rütteln, um unterscheidbar Rütteln, welches Schwingungen des Antriebsrades infolge einer Torsion der Antriebswelle anzeigt, einerseits und Schwingungen des Antriebsrades, die beim Fahren des Kraftfahrzeuges auf einer schlechten Straße andererseits auftreten, zu bestimmen;
eine Schwingungsunterdrückungssteuervorrichtung zur Unterdrückung von Schwingungen zumindest eines der Antriebsräder durch Regeln des Bremshydraulikdrucks über die Bremshydraulikdruckregelvorrichtung in Reaktion auf die Feststellung des Auftretens von Rütteln, die von der Unterscheidungsvorrichtung für eine schlechte Straße bzw. Rütteln getroffen wird; und
eine Steuervorrichtung für eine schlechte Straße zum Regeln des Bremshydraulikdrucks, um das Absenken des Bremshydraulikdrucks zu unterdrücken, oder alternativ den Anstieg des Bremshydraulikdrucks für zumindest eines der Antriebsräder zu fördern, in Reaktion auf die Entscheidung, die von der Unterscheidungsvorrichtung für eine schlechte Straße bzw. Rütteln getroffen wird, daß die Radschwingungen der schlechten Straße zuzuschreiben sind.
eine Bremshydraulikdruckregelvorrichtung zum Regeln des Bremshydraulikdrucks, der an ein Bremsteil übertragen wird, welches jeweils einem Rad des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, entsprechend einem vorgegebenen Treibersignal;
eine Radgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung zur Feststellung einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Rades des Kraftfahrzeugs;
eine Radschwingungserfassungsvorrichtung zur Erfassung des Radschwingungszustands auf der Grundlage des Ausgangssignals der Radgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung;
eine Primärantriebsquellenvorrichtung zum Antrieb des Kraftfahrzeugs;
eine Torsionsdrehmomenterfassungsvorrichtung zur Feststellung des Torsionsdrehmoments, welches an eine Antriebswelle angelegt wird, die als Drehmomentübertragungsglied dient, um im Betrieb die Primärantriebsquellenvorrichtung und zumindest ein Antriebsrad unter diesen Rädern miteinander zu kuppeln;
eine Torsionsdrehmomentschwingungserfassungsvorrichtung zur Feststellung des Schwingungszustands des Torsionsdrehmoments, welches von der Torsionsdrehmomenterfassungsvorrichtung festgestellt wird;
eine Unterscheidungsvorrichtung für eine schlechte Straße bzw. Rütteln, um unterscheidbar Rütteln, welches Schwingungen des Antriebsrades infolge einer Torsion der Antriebswelle anzeigt, einerseits und Schwingungen des Antriebsrades, die beim Fahren des Kraftfahrzeuges auf einer schlechten Straße andererseits auftreten, zu bestimmen;
eine Schwingungsunterdrückungssteuervorrichtung zur Unterdrückung von Schwingungen zumindest eines der Antriebsräder durch Regeln des Bremshydraulikdrucks über die Bremshydraulikdruckregelvorrichtung in Reaktion auf die Feststellung des Auftretens von Rütteln, die von der Unterscheidungsvorrichtung für eine schlechte Straße bzw. Rütteln getroffen wird; und
eine Steuervorrichtung für eine schlechte Straße zum Regeln des Bremshydraulikdrucks, um das Absenken des Bremshydraulikdrucks zu unterdrücken, oder alternativ den Anstieg des Bremshydraulikdrucks für zumindest eines der Antriebsräder zu fördern, in Reaktion auf die Entscheidung, die von der Unterscheidungsvorrichtung für eine schlechte Straße bzw. Rütteln getroffen wird, daß die Radschwingungen der schlechten Straße zuzuschreiben sind.
2. Antiblockierbremssteuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Torsionsdrehmomentschwingungserfassungsvorrichtung eine Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummeßvorrichtung aufweist, um einen Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum zu messen, in welchem das Torsionsdrehmoment einen vorbestimmten Wert erreicht;
die Radschwingungserfassungsvorrichtung eine Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung aufweist, um eine Radbeschleunigung durch Bestimmung einer Änderungsrate der Radgeschwindigkeit zu bestimmen, sowie eine Radschwingungszeitraummeßvorrichtung zur Messung eines Radschwingungszeitraums, in welchem die Radbeschleunigung einen vorbestimmten Wert erreicht;
wobei die Unterscheidungsvorrichtung für eine schlechte Straße bzw. Rütteln so ausgelegt ist, daß sie feststellt, daß die Radschwingungen durch den schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden, wenn der Radschwingungszeitraum größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und wenn die Differenz zwischen dem Radschwingungszeitraum und dem Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen sie feststellt, daß die Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn der Radschwingungszeitraum kleiner als der erste erwähnte vorbestimmte Wert ist, und wenn die Differenz zwischen dem Radschwingungszeitraum und dem Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum kleiner als der zweite erwähnte vorbestimmte Wert ist.
die Torsionsdrehmomentschwingungserfassungsvorrichtung eine Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummeßvorrichtung aufweist, um einen Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum zu messen, in welchem das Torsionsdrehmoment einen vorbestimmten Wert erreicht;
die Radschwingungserfassungsvorrichtung eine Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung aufweist, um eine Radbeschleunigung durch Bestimmung einer Änderungsrate der Radgeschwindigkeit zu bestimmen, sowie eine Radschwingungszeitraummeßvorrichtung zur Messung eines Radschwingungszeitraums, in welchem die Radbeschleunigung einen vorbestimmten Wert erreicht;
wobei die Unterscheidungsvorrichtung für eine schlechte Straße bzw. Rütteln so ausgelegt ist, daß sie feststellt, daß die Radschwingungen durch den schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden, wenn der Radschwingungszeitraum größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und wenn die Differenz zwischen dem Radschwingungszeitraum und dem Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen sie feststellt, daß die Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn der Radschwingungszeitraum kleiner als der erste erwähnte vorbestimmte Wert ist, und wenn die Differenz zwischen dem Radschwingungszeitraum und dem Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum kleiner als der zweite erwähnte vorbestimmte Wert ist.
3. Antiblockierbremssteuersystem nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummeßvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Zeit zu messen, die von einem Zeitpunkt, an welchem die Radbeschleunigung den vorbestimmten Wert erreicht hat, festgestellt durch die Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung, bis zu einem Zeitpunkt reicht, an welchem das Torsionsdrehmoment einen vorbestimmten Wert innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums erreicht; und
die Unterscheidungsvorrichtung für eine schlechte Straße bzw. Rütteln so ausgelegt ist, daß sie feststellt, daß die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, wenn die von der Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummeßvorrichtung gemessene Zeit größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen sie feststellt, daß die Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn die von der Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummeßvorrichtung gemessene Zeit kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
die Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummeßvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Zeit zu messen, die von einem Zeitpunkt, an welchem die Radbeschleunigung den vorbestimmten Wert erreicht hat, festgestellt durch die Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung, bis zu einem Zeitpunkt reicht, an welchem das Torsionsdrehmoment einen vorbestimmten Wert innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums erreicht; und
die Unterscheidungsvorrichtung für eine schlechte Straße bzw. Rütteln so ausgelegt ist, daß sie feststellt, daß die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, wenn die von der Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummeßvorrichtung gemessene Zeit größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen sie feststellt, daß die Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn die von der Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummeßvorrichtung gemessene Zeit kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
4. Antiblockierbremssteuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
Radschwingungserfassungsvorrichtung eine
Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung aufweist, um eine
Radbeschleunigung durch Bestimmung der Änderungsrate der
Radgeschwindigkeit zu bestimmen; und
eine Radschwingungsamplitudenberechnungyvorrichtung zur arithmetischen Bestimmung eines Maximalwertes oder alternativ eines Minimalwertes der Radbeschleunigung als Radschwingungsamplitudenwert, welcher die Amplitude der Radschwingung angibt;
die Torsionsdrehmomentschwingungserfassungsvorrichtung eine Torsionsdrehmomentschwingungsamplituden berechnungsvorrichtung aufweist, um arithmetisch einen Maximalwert oder alternativ einen Minimalwert des Torsionsdrehmoments als Drehmomentamplitudenwert zu bestimmen, welcher die Amplitude der Drehmomentänderung angibt;
wobei die Unterscheidungsvorrichtung für eine schlechte Straße bzw. Rütteln so ausgelegt ist, daß sie feststellt, daß die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, wenn ein Verhältnis zwischen dem Radbeschleunigungsamplitudenwert und dem Torsionsdrehmomentamplitudenwert größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen sie feststellt, daß die Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn das Verhältnis zwischen dem Radbeschleunigungsamplitudenwert und dem Torsionsdrehmomentamplitudenwert kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
eine Radschwingungsamplitudenberechnungyvorrichtung zur arithmetischen Bestimmung eines Maximalwertes oder alternativ eines Minimalwertes der Radbeschleunigung als Radschwingungsamplitudenwert, welcher die Amplitude der Radschwingung angibt;
die Torsionsdrehmomentschwingungserfassungsvorrichtung eine Torsionsdrehmomentschwingungsamplituden berechnungsvorrichtung aufweist, um arithmetisch einen Maximalwert oder alternativ einen Minimalwert des Torsionsdrehmoments als Drehmomentamplitudenwert zu bestimmen, welcher die Amplitude der Drehmomentänderung angibt;
wobei die Unterscheidungsvorrichtung für eine schlechte Straße bzw. Rütteln so ausgelegt ist, daß sie feststellt, daß die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, wenn ein Verhältnis zwischen dem Radbeschleunigungsamplitudenwert und dem Torsionsdrehmomentamplitudenwert größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen sie feststellt, daß die Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn das Verhältnis zwischen dem Radbeschleunigungsamplitudenwert und dem Torsionsdrehmomentamplitudenwert kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
5. Antiblockierbremssteuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Radschwingungserfassungsvorrichtung aufweist:
eine Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung zur Bestimmung einer Radbeschleunigung durch Ermittlung einer Änderungsrate der Radgeschwindigkeit;
eine Radschwingungszeitraummeßvorrichtung zur Messung eines Radschwingungszeitraums, in welchem die Radbeschleunigung einen vorbestimmten Wert erreicht;
eine Arithmetikvorrichtung für eine korrigierte Beschleunigung, um eine korrigierte Beschleunigung durch Korrektur der Radbeschleunigung, welcher das Torsionsdrehmoment hinzuaddiert wird, zu bestimmen; und
eine Schwingungszeitraummeßvorrichtung für die korrigierte Beschleunigung zur Messung eines Zeitraums, in welchem die korrigierte Beschleunigung den vorbestimmten Wert erreicht,
wobei die Unterscheidungsvorrichtung für eine schlechte Straße bzw. Rütteln so ausgelegt ist, daß sie feststellt, daß die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, wenn der Radschwingungszeitraum größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und wenn der Schwingungszeitraum der korrigierten Beschleunigung größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen sie feststellt, daß die Radschwingungen dem Rütteln zuzuschreiben sind, wenn der Schwingungszeitraum der korrigierten Beschleunigung kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
eine Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung zur Bestimmung einer Radbeschleunigung durch Ermittlung einer Änderungsrate der Radgeschwindigkeit;
eine Radschwingungszeitraummeßvorrichtung zur Messung eines Radschwingungszeitraums, in welchem die Radbeschleunigung einen vorbestimmten Wert erreicht;
eine Arithmetikvorrichtung für eine korrigierte Beschleunigung, um eine korrigierte Beschleunigung durch Korrektur der Radbeschleunigung, welcher das Torsionsdrehmoment hinzuaddiert wird, zu bestimmen; und
eine Schwingungszeitraummeßvorrichtung für die korrigierte Beschleunigung zur Messung eines Zeitraums, in welchem die korrigierte Beschleunigung den vorbestimmten Wert erreicht,
wobei die Unterscheidungsvorrichtung für eine schlechte Straße bzw. Rütteln so ausgelegt ist, daß sie feststellt, daß die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, wenn der Radschwingungszeitraum größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und wenn der Schwingungszeitraum der korrigierten Beschleunigung größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen sie feststellt, daß die Radschwingungen dem Rütteln zuzuschreiben sind, wenn der Schwingungszeitraum der korrigierten Beschleunigung kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
6. Verfahren zur unterscheidbaren Feststellung von
Schwingungen eines Antriebsrades eines Kraftfahrzeugs,
welches mit einem Motor und einem
Antiblockierbremssteuersystem versehen ist, in Bezug
darauf, ob die Schwingungen des Antriebsrads infolge
eines Rüttelphänomens auftreten, oder durch einen
schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden, mit
folgenden Schritten:
- a) Feststellung einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsrades;
- b) Feststellung des Radschwingungszustands auf der Grundlage der Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsrades;
- c) Feststellung eines Torsionsdrehmoments, welches an eine Antriebswelle angelegt wird, die als Drehmomentübertragungsteil dient, um den Motor und das Antriebsrad im Betrieb miteinander zu kuppeln;
- d) Feststellung des Schwingungszustands des Torsionsdrehmoments; und
- e) unterscheidbare Feststellung, ob die Schwingungen des Antriebsrades, die festgestellt wurden, durch den Rütteleffekt oder alternativ durch den schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden, auf der Grundlage einer Beziehung zwischen dem Radschwingungszustand und dem Torsionsdrehmomentschwingungszustand.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt b) folgende Unterschritte aufweist:
Bestimmung der Beschleunigung des Antriebsrads auf der Grundlage einer Änderungsrate der Radumdrehungsgeschwindigkeit; und
Messung eines Radschwingungszeitraums, in welchem die Radbeschleunigung einen vorbestimmten Wert erreicht; und
der Schritt c) folgende Unterschritte aufweist:
Messung eines Torsionsdrehmomentschwingungszeitraums, in welchem das Torsionsdrehmoment einen vorbestimmten Wert erreicht,
wobei in dem Schritt e) eine derartige Entscheidung getroffen wird, daß die Radschwingungen durch den schlechten Straßenzustand hervorgerufen sind, wenn der Radschwingungszeitraum größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und wenn die Differenz zwischen dem Radschwingungszeitraum und dem Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen festgestellt wird, daß die Radschwingungen dem Rütteleffekt zuzuschreiben sind, wenn der Radschwingungszeitraum kleiner als der erste erwähnte vorbestimmte Wert ist, und wenn die Differenz zwischen dem Radschwingungszeitraum und dem Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum kleiner als der zweite erwähnte vorbestimmte Wert ist.
Bestimmung der Beschleunigung des Antriebsrads auf der Grundlage einer Änderungsrate der Radumdrehungsgeschwindigkeit; und
Messung eines Radschwingungszeitraums, in welchem die Radbeschleunigung einen vorbestimmten Wert erreicht; und
der Schritt c) folgende Unterschritte aufweist:
Messung eines Torsionsdrehmomentschwingungszeitraums, in welchem das Torsionsdrehmoment einen vorbestimmten Wert erreicht,
wobei in dem Schritt e) eine derartige Entscheidung getroffen wird, daß die Radschwingungen durch den schlechten Straßenzustand hervorgerufen sind, wenn der Radschwingungszeitraum größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und wenn die Differenz zwischen dem Radschwingungszeitraum und dem Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen festgestellt wird, daß die Radschwingungen dem Rütteleffekt zuzuschreiben sind, wenn der Radschwingungszeitraum kleiner als der erste erwähnte vorbestimmte Wert ist, und wenn die Differenz zwischen dem Radschwingungszeitraum und dem Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum kleiner als der zweite erwähnte vorbestimmte Wert ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
in dem Unterschritt der Messung des
Torsionsdrehmomentschwingungszeitraums eine Zeit gemessen
wird, die von einem Zeitpunkt, an welchem die
Radbeschleunigung einen vorbestimmten Wert erreicht, bis
zu einem Zeitpunkt reicht, an welchem das
Torsionsdrehmoment einen vorbestimmten Wert innerhalb
eines vorbestimmten Zeitraums erreicht, und
in dem Schritt e) eine Entscheidung getroffen wird, daß die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, wenn der Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen entschieden wird, daß die Radschwingungen dem Rütteleffekt zuzuschreiben sind, wenn die verstrichene Zeit kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
in dem Schritt e) eine Entscheidung getroffen wird, daß die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, wenn der Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen entschieden wird, daß die Radschwingungen dem Rütteleffekt zuzuschreiben sind, wenn die verstrichene Zeit kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
9. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt b) folgende Unterschritte aufweist:
Bestimmung einer Radbeschleunigung durch Ermittlung einer Änderungsrate der Radgeschwindigkeit; und
arithmetische Bestimmung eines Maximalwertes oder alternativ eines Minimalwertes der Radbeschleunigung als Radschwingungsamplitudenwert, welcher die Amplitude der Radschwingungen angibt;
und der Schritt d) folgenden Unterschritt aufweist:
arithmetische Bestimmung eines Maximalwertes oder alternativ eines Minimalwertes des Torsionsdrehmoments als Drehmomentamplitudenwert, welcher die Amplitude der Drehmomentänderung repräsentiert,
wobei im Schritt e) eine Entscheidung getroffen wird, daß die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, wenn ein Verhältnis zwischen dem Radbeschleunigungsamplitudenwert und dem Torsionsdrehmomentamplitudenwert größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen entschieden wird, daß die Radschwingungen dem Rütteleffekt zuzuschreiben sind, wenn das Verhältnis zwischen dem Radbeschleunigungsamplitudenwert und dem Torsionsdrehmomentamplitudenwert kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
Bestimmung einer Radbeschleunigung durch Ermittlung einer Änderungsrate der Radgeschwindigkeit; und
arithmetische Bestimmung eines Maximalwertes oder alternativ eines Minimalwertes der Radbeschleunigung als Radschwingungsamplitudenwert, welcher die Amplitude der Radschwingungen angibt;
und der Schritt d) folgenden Unterschritt aufweist:
arithmetische Bestimmung eines Maximalwertes oder alternativ eines Minimalwertes des Torsionsdrehmoments als Drehmomentamplitudenwert, welcher die Amplitude der Drehmomentänderung repräsentiert,
wobei im Schritt e) eine Entscheidung getroffen wird, daß die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, wenn ein Verhältnis zwischen dem Radbeschleunigungsamplitudenwert und dem Torsionsdrehmomentamplitudenwert größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen entschieden wird, daß die Radschwingungen dem Rütteleffekt zuzuschreiben sind, wenn das Verhältnis zwischen dem Radbeschleunigungsamplitudenwert und dem Torsionsdrehmomentamplitudenwert kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
10. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt b) folgende Unterschritte umfaßt:
Bestimmung einer Radbeschleunigung durch Bestimmung einer Änderungsrate der Radgeschwindigkeit;
Messung eines Radschwingungszeitraums, in welchem die Radbeschleunigung einen vorbestimmten Wert erreicht;
Bestimmung einer korrigierten Beschleunigung durch Korrektur der Radbeschleunigung, indem dieser das Torsionsdrehmoment hinzuaddiert wird; und
Messung eines Zeitraums, in welchem die korrigierte Beschleunigung den vorbestimmten Wert erreicht,
wobei im Schritt e) eine Entscheidung getroffen wird, daß die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, wenn der Radschwingungszeitraum größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und wenn der Schwingungszeitraum der korrigierten Beschleunigung größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen entschieden wird, daß die Radschwingungen dem Rüffeleffekt zuzuschreiben sind, wenn der Schwingungszeitraum der korrigierten Beschleunigung kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
Bestimmung einer Radbeschleunigung durch Bestimmung einer Änderungsrate der Radgeschwindigkeit;
Messung eines Radschwingungszeitraums, in welchem die Radbeschleunigung einen vorbestimmten Wert erreicht;
Bestimmung einer korrigierten Beschleunigung durch Korrektur der Radbeschleunigung, indem dieser das Torsionsdrehmoment hinzuaddiert wird; und
Messung eines Zeitraums, in welchem die korrigierte Beschleunigung den vorbestimmten Wert erreicht,
wobei im Schritt e) eine Entscheidung getroffen wird, daß die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, wenn der Radschwingungszeitraum größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und wenn der Schwingungszeitraum der korrigierten Beschleunigung größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen entschieden wird, daß die Radschwingungen dem Rüffeleffekt zuzuschreiben sind, wenn der Schwingungszeitraum der korrigierten Beschleunigung kleiner als der vorbestimmte Wert ist.
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