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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugbewegungsregelungssystem
für ein
Fahrzeug in Kurvenfahrt.
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Gemäß dem Stand
der Technik wird ein Fahrzeug mit einem aktiv gesteuerten Aufhängungssystem
ausgerüstet,
welches automatisch die Fahrzeugstellung sowie den Komfort regelt
bzw. steuert. Das aktiv gesteuerte Aufhängungssystem ist dafür ausgebildet,
eine für
einen Hydraulikdruck verantwortliche Betätigungseinrichtung zu steuern,
die an jedem Rad des Fahrzeugs wirkmontiert ist, und zwar im Ansprechen
auf eine Fahrbedingung bzw. einen Fahrzustand des Fahrzeugs, einen
Straßenzustand usw.,
wie es beispielsweise in einem Betriebshandbuch für ein japanisches
Kraftfahrzeug „Toyota
Soarer" offenbart
ist, welches im Mai 1991 in Seite 3-54 bis 3-59 veröffentlicht
wurde.
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Gemäß dem aktiv
gesteuerten Aufhängungssystem
wird die Fahrzeugpositionssteuerung ausgeführt durch Bestimmen der Fahrzeugposition bzw.
der Fahrzeugstellung auf der Basis von Ausgangssignalen zahlreicher
Sensoren und durch Steuern von Druckregelventilen, derart, daß die Fahrzeugstellung
im wesentlichen stabil in jeglichen Fahrzuständen gehalten wird. Wenn beispielsweise
das Fahrzeug sich in Kurvenfahrt befindet, dann wird eine Anti-Roll-Steuerung
ausgeführt
durch Betätigen
einer Betätigungseinrichtung
zur Steuerung von rechten und linken Druckzylindern im Ansprechen
auf eine Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs, die erfaßt wird
durch einen Seitenbeschleunigungssensor. Folglich wird die Kurvenbewegung
des Fahrzeugs in solch einem stabilen Zustand durchgeführt, daß die Fahrzeugstellung
im wesentlichen horizontal beibehal ten werden kann. Gemäß dem vorstehend
beschriebenen aktiv gesteuerten Aufhängungssystem müssen jedoch
die Betätigungseinrichtung
sowie die Druckzylinder, welche hierdurch gesteuert werden, für jedes
Fahrzeugrad vorgesehen werden, wobei das Steuerungssystem verkompliziert
wird. Im Vergleich zu herkömmlichen
Aufhängungssystemen wird
daher die Anzahl an für
das aktiv gesteuerte Aufhängungssystem
notwendigen Teilen erhöht,
wobei das System als ein ganzes hinsichtlich dessen Abmessungen
groß baut
und hohe Kosten verursacht.
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Aus
der
DE 42 29 504 A1 ist
ein weiteres Fahrzeugbewegungsregelungssystem zur Aufrechterhaltung
der Stabilität
eines Kraftfahrzeugs bei Kurvenfahrten bekannt, das folgende Einrichtungen
aufweist:
eine Bremskraftsteuerungseinrichtung zur Steuerung der
Bremskraft, die an jedem der vorderen und hinteren Räder eines
Fahrzeugs anliegt, eine Kurvenerfassungseinrichtung zur Erfassung
eines Kurvenfahrtzustandes des Fahrzeugs einschließlich seiner Kurvenrichtung
sowie eine Giermomentsteuerungseinrichtung für das Steuern der Bremskraftsteuerungseinrichtung
zur Erzeugung eines Giermoments in eine Richtung entgegen der Kurvenrichtung
des Fahrzeugs.
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Es
ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugbewegungsregelungssystem zur
Verwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem herkömmlichen Aufhängungssystem
zu schaffen, wobei die Fahrzeugbewegung in geeigneter Weise gesteuert
werden kann, selbst in dem Fall, dass das Fahrzeug gekippt wird,
wenn sich das Fahrzeug in einer Kurvenbewegung befindet. Diese Aufgabe
wird durch ein Fahrzeugbewegungsregelungssystem mit den Merkmalen
der Ansprüche
1 und 2 gelöst.
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Zur
Erreichung des vorstehend genannten Ziels wird ein Fahrzeugbewegungssteuerungssystem
geschaffen für
das Aufrechterhalten der Stabilität eines Kraftfahrzeugs, wenn
sich das Fahrzeug in einer Kurvenfahrt befindet, und welches folgende
Bauteile hat: eine Bremskraft- bzw. Bremsdruckregeleinrichtung für das Regeln
des Bremsdrucks, welcher an jedes der vorderen und hinteren Räder des
Fahrzeugs angelegt wird, eine Kipperfassungseinheit für das Erfassen
einer Kippbewegung einer Normalachse des Fahrzeugs zu dessen Vertikalachse
sowie eine Kurvenbestimmungseinheit für das Bestimmen eines Kurvenzustands
des Fahrzeugs einschließlich einer
Kurvenrichtung von diesen. Das System hat des weiteren eine Giermomentsteuerungseinheit, welche
die Bremsdruckregeleinheit steuert, um ein Giermoment in eine Richtung
entgegengesetzt zu der Kurvenrichtung des Fahrzeugs zu erzeugen
und zwar im Ansprechen auf die Kippbewegung, welche durch die Kipperfassungseinheit
erfaßt
wird, wenn die Kurvenbestimmungseinheit bestimmt, daß sich das
Fahrzeug in Kurvenfahrt befindet.
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Die
Giermomentsteuerungseinheit kann dafür vorgesehen sein, eines der
vorderen Räder
des Fahrzeuges, welches sich an der Außenseite einer Kurve des Fahrzeugbewegungspfades
befindet, in Übereinstimmung
mit dem Ergebnis der Kurvenbestimmungseinheit auszuwählen und
welches dafür vorgesehen
ist, die Bremsdruck- bzw. Bremskraftsteuerungseinheit zu steuern,
um den Bremsdruck an das eine der vorderen Räder anzulegen, welches sich
an der Außenseite
der Kurve des Fahrzeugbewegungspfades befindet und zwar im Ansprechen auf
die Kippbewegung, welche durch die Kipperfassungseinheit erfaßt worden
ist.
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Vorzugsweise
hat das System des weiteren eine Radgeschwindigkeitserfassungseinheit
für das Erfassen
einer Radgeschwindigkeit für
jedes Rad des Fahrzeuges, wobei die Giermomentsteuerungseinheit
eine Sollschlupfrateneinstelleinheit für das Einstellen einer Sollschlupfrate
für jedes
Rad des Fahrzeuges im Ansprechen auf die Kippbewegung hat, welche
durch die Kipperfassungseinheit erfaßt worden ist, eine Istschlupfratenmesseinheit
hat, für das
Messen einer aktuellen bzw. einer Istschlupfrate für jedes
Fahrzeugrad sowie eine Schlupfratenabweichungsberechnungseinheit
hat, für
das Berechnen einer Abweichung zwischen der gewünschten bzw. der Sollschlupfrate
und der aktuellen bzw. der Istschlupfrate. Des weiteren kann die
Giermomentsteuerungseinheit dafür
vorgesehen sein, die Bremsdrucksteuerungseinheit im Ansprechen auf
die Abweichung zu steuern, welche durch die Schlupfratenabweichungsberechnungseinheit
berechnet worden ist.
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Das
System kann des weiteren eine Antriebskraftsteuerungseinheit haben
für das
Steuern einer Antriebskraft, welche an das Fahrzeug angelegt wird,
und hat eine Geschwindigkeitsverringerungseinheit, für das Steuern
von zumindest einer der nachfolgenden Einheiten nämlich der
Bremsdrucksteuerungseinheit und der Antriebskraftsteuerungseinheit,
um eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs im Ansprechen auf die Kippbewegung
zu verringern, welche durch die Kipperfassungseinheit erfaßt worden
ist, wenn die Kurvenbestimmungseinheit bestimmt, daß sich das
Fahrzeug in Kurvenfahrt befindet. Die Giermomentsteuerungseinheit
kann dafür vorgesehen
sein, eines der zwei vorderen Fahrzeugräder, welches sich an der Außenseite
der Kurve des Fahrzeugbewegungspfads befindet, in Übereinstimmung
mit dem Ergebnis der Kurvenbestimmungseinheit auszuwählen und
die des weiteren dafür
vorgesehen ist, die Bremsdruckregeleinheit zu steuern, um den Bremsdruck
an eines der Vorderräder
anzulegen, welches an der Außenseite
der Kurve des Fahrzeugbewegungspfades angeordnet ist und zwar in Übereinstimmung
mit der Kippbewegung, welche durch die Kipperfassungseinheit erfaßt worden
ist.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert, wobei
gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.
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1 ist
ein generelles Blockdiagramm, welches ein Fahrzeugbewegungssteuerungssystem
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt,
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2 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeuges, welches das Fahrzeugbewegungssteuerungssystem
gemäß dem vorstehend
genannten Ausführungsbeispiel
umfaßt,
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3 ist
ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel
einer Hydraulikbremsdrucksteuerungseinrichtung zur Verwendung in
dem vorstehend genannten Ausführungsbeispiel
zeigt,
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4 ist
eine Flußkarte,
welche eine Hauptroutine der Fahrzeugbewegungssteuerung gemäß dem vorstehend
genannten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt,
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5 ist
eine Flußkarte,
die eine Unterroutine zur Berechnung eines Fahrzeugkippens entsprechend
dem vorstehend genannten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt,
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6 ist
ein Diagramm, das für
ein anderes Ausführungsbeispiel
zur Berechnung des Fahrzeugkippens gemäß dem vorstehend genannten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist,
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7 ist
eine Flußkarte,
die eine Unterroutine einer Lenkungssteuerung durch Bremsung gemäß dem vorstehend
genannten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt,
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8 ist
eine Flußkarte,
die eine Hydraulikdruckservosteuerung gemäß dem vorstehend genannten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt,
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9 ist
ein Diagramm, das einen Bereich zur Bestimmung des Starts und des
Endes der Übersteuerungs-Unterdrückungs-Steuerung gemäß dem vorstehend
genannten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zeigt,
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10 ist
ein Diagramm, das einen Bereich zur Bestimmung des Starts und des
Endes der Untersteuerungs-Unterdrückungs-Steuerung gemäß dem vorstehend genannten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt,
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11 ist
ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen den Druck-Steuerungsmodi
und Parametern zur Verwendung in der Hydraulikbremsdrucksteuerung
gemäß dem vorstehend
genannten Ausführungsbeispiel
zeigt,
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12 ist
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem Fahrzeugschlupfwinkel
und einem Faktor zur Berechnung der Parameter gemäß dem vorstehend
genannten Ausführungsbeispiel
darstellt und
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13 ist
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Fahrzeugkippbewegung
und einem Faktor zur Korrektur einer gewünschten bzw. einer Sollschlupfrate
für ein
Vorderrad darstellt, welches sich an der Außenseite der Kurve des Fahrzeugbewegungspfads
befindet.
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Mit
Bezug auf die 1 wird schematisch ein Fahrzeugbewegungssteuerungssystem
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei eine Bremskraft- bzw. eine Bremsdruckregeleinheit
BC vorgesehen ist für
das Regeln eines Bremsdrucks, der an jedes der Vorderräder FL,
FR und Hinterräder
RL, RR eines Fahrzeugs angelegt wird. Das System umfaßt eine
Kipperfassungseinheit ID, welche ein Kippen einer Normalachse des
Fahrzeugs zu deren Vertikalachse bzw. eine Neigung des Fahrzeuges
erfaßt
sowie eine Kurvenbestimmungseinheit TD, welche ein Kurvenzustand
des Fahrzeugs einschließlich
dessen Kurvenrichtung bestimmt. Eine Giermomentsteuerungseinheit
YM ist vorgesehen, für
das Steuern der Bremsdruckregeleinheit BC, um ein Giermoment in eine
Richtung entgegen zu der Kurvenrichtung des Fahrzeuges zu erzeugen
im Ansprechen auf das Kippen, welches durch die Kipperfassungseinheit
id erfaßt
wird, wenn die Kurvenbestimmungseinheit TD bestimmt, daß sich das
Fahrzeug in Kurvenfahrt befindet. Die Giermomentsteuerungseinheit
YM kann dafür
vorgesehen sein, eines der Vorderräder FL, FR auszuwählen, welches
sich auf der Außenseite
einer Kurve im Fahrzeugbewegungspfad befindet und zwar in Übereinstimmung
mit dem Ergebnis der Kurvenbe stimmungseinheit und welche dafür vorgesehen
ist, die Bremsdruckregelungseinheit BC zu steuern, um den Bremsdruck
an das eine der Vorderräder FL,
FR anzulegen, welches sich an der Außenseite der Kurve bezüglich des
Fahrzeugbewegungspfades befindet, und zwar in Übereinstimmung mit dem Kippen,
welches durch die Kipperfassungseinheit ID erfaßt wird. Für die Kipperfassungseinheit
ID können Fahrzeughöhensensoren
verwendet werden, wobei Gierratensensoren und Ähnliches für die Kurvenbestimmungseinheit
TD verwendet werden können.
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Das
Fahrzeugbewegungssteuerungssystem kann des weiteren Radgeschwindigkeitssensoren WS
umfassen, von denen jedes eine Radgeschwindigkeit für jedes
Fahrzeugrad erfaßt.
Anschließend kann,
wie durch die unterbrochenen Linien in der 1 dargestellt
wird, die Giermomentsteuerungseinheit YM folgende Elemente aufweisen,
eine Sollschlupfrateneinstelleinheit DS für das Einstellen bzw. Festlegen
einer gewünschten
bzw. einer Sollschlupfrate für
jedes Fahrzeugrad im Ansprechen auf die Kippbewegung, welche durch
die Kipperfassungseinheit ID erfaßt wird, eine aktuelle bzw.
Istschlupfratenmeßeinheit
SP für
das Messen einer aktuellen bzw. einer Istschlupfrate für jedes
Fahrzeugrad und eine Schlupfratenabweichungsberechnungseinheit SD
für das
Berechnen einer Abweichung zwischen der Sollschlupfrate und der
Istschlupfrate, so daß die
Giermomentsteuerungseinheit YM dafür vorgesehen ist, die Bremsdruckregeleinheit
BC zu steuern im Ansprechen auf die Abweichung, welche durch die Schlupfratenabweichungsberechnungseinheit
SD berechnet wird.
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Das
Fahrzeugsbewegungssteuerungssystem kann ausgebildet sein durch die
Bremsdruckregeleinheit BC, die Kipperfassungseinheit ID, die Kurvenbestimmungseinheit
TD, eine Antriebskraftsteuereinheit DR zur Steuerung einer Antriebskraft,
welche auf das Fahrzeug aufgebracht wird und eine Geschwindigkeitsverringerungseinheit
DC, welche die Bremsdruckregeleinheit BC und/oder die Antriebskraftsteuerungseinheit
DR steuert, um eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs im Ansprechen
auf die Kippbewegung zu Verringern, welche durch die Kipperfassungseinheit
ID erfaßt
wird, wenn die Kurvenbestimmungseinheit TD bestimmt, daß sich das Fahrzeug
in Kurvenfahrt befindet.
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Insbesondere
werden die Einzelheiten des Ausführungsbeispiels
das in der 1 dargestellt ist, in den 2 bis 13 dargestellt.
Wie in der 2 gezeigt wird hat das Fahrzeug
einen Motor IG, der mit einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung FI
sowie einer Drosselsteuerungseinrichtung DH versehen ist, welche
dafür vorgesehen
ist, eine Hauptdrosselöffnung eines
Hauptdrosselventils MT im Ansprechen auf den Betrieb eines Beschleunigungsventils
AP zu steuern. Die Drosselsteuerungseinrichtung TH hat ein Nebendrosselventil
ST, welches im Ansprechen auf ein Ausgangssignal einer elektronischen
Steuereinheit ECU betätigt
wird, um eine Nebendrosselöffnung
zu regeln. Des weiteren wird die Kraftstoffeinspritzeinrichtung
FI im Ansprechen auf ein Ausgangssignal der elektronischen Steuerungseinheit ECU
betätigt,
um den Kraftstoff, welcher in den Motor IG eingespritzt wird, zu
regeln. Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ist der Motor EG mit den Hinterrädern
RL, RR über
ein Getriebe GS sowie ein Differenzialgetriebe DF wirkverbunden,
um ein Heckantriebssystem zu schaffen, wobei jedoch die vorliegende
Erfindung nicht auf das genannte Heckantriebssystem begrenzt ist.
Das Rad FL bezeichnet das Rad an der vorderen linken Seite gesehen
von der Position eines Fahrersitzes aus, das Rad FR bezeichnet das
Rad an der vorderen rechten Seite, das Rad RL bezeichnet das Rad
an der hinteren linken Seite und das Rad RR bezeichnet das Rad an
der rechten hinteren Seite.
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Mit
Bezug auf ein Bremssystem gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
sind Radbremszylinder Wfl, Wfr, Wrl, Wrr an den Vorderrädern FL,
FR und den Hinterrädern
RL, RR des Fahrzeugs jeweils wirkmontiert, wobei jeder an eine Hydraulikbremsdruckregeleinrichtung
PC fluidangeschlossen ist. Die Druckregeleinrichtung PC kann in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ausgeführt
sein, wie in der 3 dargestellt ist, welche im
nachfolgenden im einzelnen erläutert
wird.
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Wie
in der 2 dargestellt wird, sind an den Rädern FL,
FR, RL, RR jeweils Radgeschwindigkeitssensoren WS1 bis WS4 angeordnet,
welche an eine elektronische Steuerungseinheit ECU angeschlossen
sind und durch welche ein Signal mit Impulsen proportional zu einer
Rotationsgeschwindigkeit jedes Rades, d.h., ein Radgeschwindigkeitssignal
zu der elektronischen Steuerungseinheit ECU gesendet wird. Höhensensoren
HS1 bis HS4 sind für die
Räder jeweils
vorgesehen, um eine Höhe
bzw. ein Höhenabstand
des Fahrzeugs vom Untergrund jedes Rads zu erfassen, wobei das Erfassungssignal
ständig
an die elektronische Steuerungseinheit ECU ausgegeben wird. Desweiteren
sind ein Bremsschalter BS, welcher sich einschaltet, wenn das Bremspedal BP
niedergedrückt
wird und welcher sich ausschaltet, wenn das Bremspedal BP freigegeben
wird, ein vorderer Lenkungswinkelsensor SSF für das Erfassen eines Lenkungswinkels δ f der Vorderräder FL, FR,
ein Seitenbeschleunigungssensor YG für das Erfassen einer Fahrzeugseitenbeschleunigung
sowie ein Gierratensensor YS für
das Erfassen einer Gierrate des Fahrzeuges vorgesehen. Diese Sensoren sind
elektrisch an die elektronische Steuerungseinheit ECU angeschlossen.
Bezüglich
des Gierratensensors YS wird eine Änderungs- bzw. Variierrate des
Rotationswinkels des Fahrzeugs um eine Normale durch den Gravitationsmittelpunkt
des Fahrzeugs, d.h., eine Gierwinkelgeschwindigkeit oder Gierrate γ erfaßt und der
elektronischen Steuerungseinheit ECU zugeführt. Die Gierrate γ kann auf
der Basis einer Radgeschwindigkeitsdifferenz Vfd zwischen den Radgeschwindigkeiten
von nicht angetriebenen Räder
berechnet werden (Radgeschwindigkeiten VwFL, VwFR der Vorderräder FL,
FR gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel),
d.h., VFD = VwFL – VwRR,
so daß auf
den Gierratensensor YS verzichtet werden kann. Darüber hinaus
kann zwischen den Rädern
RL und RR eine Lenkwinkelsteuereinrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen
sein, welche einem Motor (nicht gezeigt) ermöglicht, einen Lenkungswinkel
der Räder
RL, RR im Ansprechen auf das Ausgangsssignal der elektronischen
Steuerungseinheit ECU zu steuern.
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Wie
in der 2 dargestellt wird, ist die elektronische Steuerungseinheit
ECU mit einem Mikrocomputer CMP versehen, welcher die folgenden Bauteile
aufweist, eine zentrale Prozeßeinheit
oder CPU, ein Read-only-Speicher oder ROM, ein Random-access-Speicher
oder RAM, ein Eingangsanschluß IPT
sowie ein Ausgangsanschluß OPT
usw. Die Signale, welche durch jeden der Radgeschwindigkeitssensoren
WS1 bis WS4, den Bremsschalter BS, den vorderen Lenkungswinkelsensor
SSf, den Gierratensensor YS und den Seitenbeschleunigungssensor
YG erfaßt
werden, werden an den Eingangsanschluß IPT über jeweilige Verstärkerschaltungen
AMP angelegt und anschließend
der zentralen Prozeßeinheit
CPU zugeführt.
Anschließend
werden Steuerungssignale von dem Ausgangsanschluß OPT zu der Drosselsteuerungseinrichtung
TH und Hyraulikdrucksteuerungseinrichtung PC über jeweilige Treiberschaltungen
ACT angelegt.
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In
dem Mikrocomputer CMP speichert der Read-only-Speicher ROM ein Programm
entsprechend den Flußkarten,
welche in den 4 bis 8 dargestellt
sind, wobei die zentrale Prozeßeinheit CPU
das Programm ausführt,
während
der Start- bzw. Zündschalter
(nicht gezeigt) geschlossen wird, und wobei der Random-access-Speicher
RAM zeitweise variable Informationen oder Daten abspeichert, welche
zur Ausführung
des Programms erforderlich sind. Eine Mehrzahl von Mikrocomputern
können
für jede
Steuerung wie beispielsweise die Drosselsteuerung vorgesehen sein
oder können
vorgesehen sein für
das Ausführen
ver schiedener Steuerungen und die elektrisch miteinander verbunden
sind.
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Die 3 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
für eine
Hydraulikbremsdruckregeleinrichtung PC, welche folgende Elemente
hat: Einen Hauptzylinder MC sowie einen Hydraulikverstärker HB,
die im Ansprechen auf das Niederdrücken des Bremspedals BP aktiviert
werden. Der Hydraulikverstärker
HB ist an eine Hilfsdruckquelle AP angeschlossen, wobei beide an
ein Niederdrucktank RS angeschlossen sind, an welchen ferner auch
der Hauptzylinder MC angeschlossen ist. Die Hilfsdruckquelle AP
umfaßt
eine Hydraulikdruckpumpe HP sowie einen Speicher AC. Die Pumpe HP
wird durch einen elektrischen Motor M angetrieben, um ein Bremsfluid
innerhalb des Tanks RS unter Druck zu setzen, um das druckbeaufschlagte
Bremsfluid bzw. den Hydraulikbremsdruck durch ein Rückschlagventil
CV6 in den Speicher AC zu entspannen, um diesen darin zu speichern.
Der elektrische Motor M beginnt seinen Betrieb, wenn der Druck innerhalb
des Speichers AC unterhalb eines vorbestimmten unteren Grenzwertes
absinkt und stoppt den Betrieb, wenn der Druck innerhalb des Speichers
AC angestiegen ist, um einen vorbestimmten oberen Grenzwert zu überschreiten.
Ein Überdruckventil
RV ist zwischen dem Speicher AC und dem Tank RS vorgesehen. Folglich
ist es derart angeordnet, daß ein
sogenannter Leistungsdruck in geeigneter Weise von dem Speicher
AC zu dem Hydraulikverstärker
HB förderbar
ist. Der Hydraulikverstärker
HB empfängt
den Hydraulikbremsdruck, welcher von der Hilfsdruckquelle AP abgegeben
wird und regelt diesen auf einen Verstärkungsdruck proportional zu
einem Steuerdruck, welcher von dem Hauptzylinder MC abgegeben wird,
und welcher folglich durch den Verstärkerdruck verstärkt wird.
In einem Hydraulikdruckkreis für
das Anschließen
des Hauptzylinders MC mit jedem der vorderen Radbremszylinder Wfr,
WFL sind Solenoidventile SA1 und SA2 angeordnet, welche an Solenoidventile PC1,
PC5 und Solenoidventile PC2, PC6 über Steuerkanäle Pfr und
Pfl jeweils ange schlossen sind. In den Hydraulikdruckkreisen für das Anschließen des Hydraulikverstärkers HB
mit jedem der Radbremszylinder Wrl usw. sind ein Solenoidventil
SA3, Solenoidventile PC1-PC8 zur Verwendung bei der Regelung der
Abgabe und Entspannung des Bremsfluids angeordnet, wobei ein Proportionaldruckverringerungsventil
PV auf Seiten der Hinterräder
angeordnet ist. Schließlich
ist die Hilfsdruckquelle AP an die stromabwertige Seite des Solenoidventils
SA3 über
ein Solenoidventil STR angeschlossen. Die Hydraulikkreise sind in
ein Vorderkreissystem und ein Hinterkreissystem unterteilt, wie
in der 3 gezeigt wird, um ein vorderes und hinteres Zweikreissystem
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
auszubilden, wohingegen natürlich
auch ein Diagonalkreissystem angewendet werden kann.
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Mit
Bezug auf den vorderen Hydraulikdruckkreis sind die Solenoidventile
PC1 und PC2 an das Solenoidventil STR angeschlossen, welches ein
zwei Anschlüsse
zwei Stellungs- solenoidbetätigtes
Ventil von normalerweise geschlossener Bauart darstellt und betätigbar ist,
um die Solenoidventile PC1 und PC2 direkt mit dem Speicher AC fluidzuverbinden. Die
Solenoidventile SA1 und SA2 sind jeweils ein drei Anschlüsse zwei
Stellungs- solenoidbetätigtes
Ventil, welches in einer ersten Betätigungsposition gemäß der 3 platziert
ist, wenn es nicht erregt ist, durch welches jeder der Radbremszylinder
Wfr und Wfl mit dem Hauptzylinder MC1 verbunden wird. Wenn die Solenoidventile
SA1 und SA2 erregt werden, dann werden sie in deren zweite Betriebspositionen
jeweils plaziert, in welcher beide der Radbremszylinder Wfr und
Wfl an einer Verbindung mit dem Hauptzylinder MC gehindert werden,
wohingegen der Radbremszylinder Wfr mit den Solenoidventilen PC1
und PC5 verbunden wird und der Radbremszylinder Wfl mit den Solenoidventilen
PC2 und PC6 jeweils verbunden wird. Parallel zu den Solenoidventilen
PC1 und PC2 sind jeweils Rückschlagventile
CV1 und CV2 angeordnet. Die Einlaßseite des Rückschlagventils CV1
ist an den Kanal Pfr angeschlossen, wohingegen die Einlaßseite des
Rückschlagventils
CV2 an den Kanal Pfl angeschlossen ist. Das Rückschlagventil CV1 ist dafür vorgesehen,
um die Strömung des
Bremsfluids in Richtung zu dem Hydraulikverstärker HB zuzulassen und die
umgekehrte Strömung
zu verhindern. In dem Fall, in welchem das Solenoidventil SA1 erregt
wird, um in dessen zweite Position plaziert zu werden, wird folglich
für den
Fall, daß das
Bremspedal BP freigegeben wird, der Hydraulikdruck in dem Radbremszylinder
Wfr schnell auf den Druck reduziert, welcher von dem Hydraulikverstärker HB
abgegeben wird. Das Rückschlagventil
CV2 ist in der gleichen Weise wie das Rückschlagventil CV1 angeordnet.
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Mit
Bezug zu dem hinteren Hydraulikdruckkreis ist das Solenoidventil
SA3 ein zwei Anschlüsse zwei
Stellungs- solenoidbetätigtes
Ventil, welches, wie in der 3 dargestellt
ist, normalerweise geöffnet
ist, so daß die
Solenoidventile PC3 und PC4 mit dem Hydraulikverstärker HB über das
Proportionalventil PV fluidverbunden sind. In diesem Fall wird das Solenoidventil
STR in dessen geschlossener Stellung positioniert, um die Verbindung
mit dem Speicher AC zu unterbrechen. Wenn das Solenoidventil SA3
erregt wird, dann wird es in dessen geschlossener Stellung plaziert,
in welcher beide Solenoidventile PC3 und PC4 an einer Verbindung
mit dem Hydraulikverstärker
HB gehindert werden, wohingegen sie mit dem Solenoidventil STR über das
Proportionalventil PV verbunden werden, so daß sie mit dem Speicher AC fluidverbunden
sind, wenn das Solenoidventil STR erregt wird. Parallel zu den Solenoidventilen
PC3 und PC4 sind jeweils Rückschlagventile CV3
und CV4 angeordnet. Die Einlaßseite
des Rückschlagventils
CV3 ist an den Radbremszylinder WRR angeschlossen, wohingegen die
Einlaßseite
des Rückschlagventils
CV4 an den Radbremszylinder Wrl angeschlossen ist. Die Rückschlagventile
CV3 und CV4 sind dafür
vorgesehen, um die Strömung des
Bremsfluids in Richtung zu dem Solenoidventil SR3 zu erlauben, jedoch
die umgekehrte Strömung zu
verhindern. Falls das Bremspedal BP freigegeben wird, wird folglich
der Hydraulikdruck in jedem der Radbremszylinder Wrr, Wrl schnell
auf den Druck reduziert, welcher von dem Hydraulikverstärker HB
abgegeben wird. Darüberhinaus
ist das Rückschlagventil
CV5 parallel zu dem Solenoidventil SA3 angeordnet, so daß das Bremsfluid
von dem Hydraulikverstärker
HB zu den Radbremszylindern im Ansprechen auf das Niederdrücken des
Bremspedals BP zugeführt
werden kann.
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Die
vorstehend beschriebenen Solenoidventile SA1, SA2, SA3, STR und
Solenoidventile PC1-PC8 werden durch die elektronische Steuerungseinheit
ECU gesteuert, um verschiedene Steuerungsmodi zur Steuerung der
Stabilität
des Fahrzeugs zu erhalten, wie beispielsweise die Lenkungssteuerung
durch Bremsen, Antischlupfsteuerung, Antiblockiersteuerung und andere
verschiedene Steuerungsmodi. Wenn beispielsweise bestimmt wird,
daß eine
exzessive Übersteuerung
während
einer Kurvenfahrt auftritt, dann wird eine Bremskraft bzw. ein Bremsdruck
an ein vorderes Rad angelegt, welches an der Außenseite der Kurve des Fahrzeugpfades beispielsweise
angeordnet ist, um ein Moment zu erzeugen, welches das Fahrzeug
dazu zwingt, in die Richtung zur Außenseite der Kurve hin sich
zu drehen, d. h., ein auswärtsorientiertes
Moment und zwar in Übereinstimmung
mit einer Übersteuerungsunterdrückungssteuerung,
welche als eine Fahrzeugstabilitätssteuerung
bezeichnet werden kann. Wenn bestimmt wird, daß ein exzessives Untersteuern
auftritt, während
sich das Fahrzeug in einer Kurvenbewegung befindet, dann wird beispielsweise
der Bremsdruck bzw. die Bremskraft an ein Vorderrad angelegt, welches
sich an der Außenseite
der Kurve befindet und desweiteren an beide Hinterräder angelegt,
um ein Moment zu erzeugen, welches das Fahrzeug dazu zwingt, sich
in die Richtung zur Innenseite der Kurve hin zu drehen, d.h., ein
einwärtsorientiertes Moment,
und zwar in Übereinstimmung
mit einer Untersteuerungsunterdrückungssteuerung,
welche als eine Spurhaltesteuerung bezeichnet werden kann.
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Die
vorstehend beschriebene Übersteuerungsunterdrückungssteuerung
sowie die Untersteuerungsunterdrückungssteuerung
können
insgesamt als eine Lenkungssteuerung durch Bremsung bezeichnet werden.
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Wenn
folglich die Lenkungssteuerung durch Bremsung, welche ausgeführt werden
kann ungeachtet eines Niederdrückens
des Bremspedals BP, durchgeführt
wird, dann wird der Hydraulikdruck nicht von dem Hydraulikverstärker HB
und dem Hauptzylinder MC abgegeben. Aus diesem Grunde werden die
Solenoidventile SA1 und SA2 in deren zweite Stellungen plaziert,
das Solenoidventil SA3 wird in dessen geschlossener Position plaziert
und schließlich
wird das Solenoidventil STR in dessen offener Position plaziert,
so daß der
Leistungsdruck an den Radbremszylinder Wfr u.s.w. abgegeben werden kann
und zwar durch das Solenoidventil STR und jedem der Solenoidventile
PC1-PC8, welche in deren offenen Positionen plaziert sind. Folglich
wird durch die Solenoidventile PC1-PC8, welche erregt oder entregt
werden, der Hydraulikdruck in jedem Radzylinder in einer Druckschnellerhöhungszone
schnell erhöht,
in einer Druckimpulserhöhungszone
graduell erhöht,
in einer Druckimpulsverringerungszone graduell verringert, in einer
Druckschnellverringerungszone schnell verringert und in einer Druckhaltezone gehalten,
so daß die Übersteuerungsunterdrückungssteuerung
und/oder die Untersteuerungsunterdrückungssteuerung ausgeführt werden
kann, wie vorstehend bereits ausgeführt wurde.
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Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel,
das wie vorstehend beschrieben ausgeführt ist, wird eine Programmroutine
für die
Fahrzeugbewegungssteuerung einschließlich der Lenkungssteuerung
durch Bremsung, der Antischlupfsteuerung bzw. Antiblockiersteuerung
u.s.w. durch die elektronische Steuerungseinheit ECU ausgeführt, wie
nachfolgend noch mit Bezug auf die 4 bis 8 beschrieben wird.
Die Programmroutine startet, wenn ein Zündschalter (nicht gezeigt)
eingeschaltet wird. Zu Beginn erzeugt das Programm für die Fahrzeugbewegungssteuerung,
wie es in der 4 dargestellt ist, eine Initialisierung
des Systems in Schritt 101, um verschiedene Daten und Informationen
zu löschen.
In Schritt 102 werden Signale, welche durch die Radgeschwindigkeitssensoren
WS1 bis WS4 erfaßt
und abgegeben werden, durch die elektronische Steuerungseinheit
ECU eingelesen, wobei diese ferner das Signal (Lenkungswinkel δ f), welches
durch den vorderen Lenkungswinkelsensor SSf erfaßt und abgegeben wird, das
Signal (Istgierrate γ),
welches durch den Gierratensensor YS erfaßt und abgegeben wird, das Signal
(aktuelle Seitenbeschleunigung Gya), welches von dem Seitenbeschleunigungssensor
YG erfaßt
und abgegeben wird sowie das Signal (Fahrzeughöhe HFL u.s.w.), welches von
den Höhensensoren
HS1-HS4 erfaßt
und abgegeben wird, einliest.
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Anschließend schreitet
das Programm zu Schritt 103 fort, in welchem die Radgeschwindigkeit Vw**
(**repräsentiert
eines der Räder
FL, FR, RL und RR) jedes Rads berechnet wird, wobei die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit
Vso (= MAX(Vw**)), eine geschätzte
Fahrzeuggeschwindigkeit Vso** für jedes
Rad jeweils berechnet wird und zwar auf der Basis der Radgeschwindigkeit
Vw** in Schritt 104. Die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit
Vso** kann normalisiert werden, um den Fehler zu verringern, welcher
durch eine Differenz zwischen den Rädern, welche an der Innenseite
und Außenseite
einer Kurve während
einer Kurvenfahrt plaziert werden, verursacht wird. In Schritt 105 wird
ferner eine aktuelle Schlupfrate bzw. eine Istschlupfrate Sa** auf
der Basis der Radgeschwindigkeit Vw** für jedes Rad und der geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit
Vso (oder der geschätzten
und normalisierten Fahrzeuggeschwindigkeit Nvso**) berechnet, welche
in den Schritten 103 bzw. 104 berechnet werden,
und zwar in Übereinstimmung
mit der nachfolgenden Gleichung: Sa** = (Vso – Vw**)/Vso
-
Desweiteren
kann die geschätzte
Fahrzeuggeschwindigkeit Vso**, die in Schritt 104 erhalten worden
ist, differenziert werden, um eine Fahrzeuglängsbeschleunigung Dvso** zu
erhalten. Auf der Basis dieser Fahrzeugbeschleunigung Dvso** und
der Istseitenbeschleunigung Gya, welche durch den Seitenbeschleunigungssensor
YG erfaßt
worden ist, kann der Reibungskoeffizient μ ** für jedes Rad gegenüber einer
Straßenoberfläche entsprechend der
nachfolgenden Gleichung berechnet werden: μ ** =(Dvso**2 + Gya2)1/2
-
Um
den Reibungskoeffizienten gegenüber der
Straßenoberfläche zu erfassen,
können
verschiedene Verfahren unterschiedlich zu dem vorstehend beschriebenen
Verfahren vorgesehen sein, wie beispielsweise ein Sensor für das direkte
Erfassen des Reibungskoeffizienten gegenüber der Straßenoberfläche zum
Beispiel.
-
Das
Programm schreitet dann zu Schritt 106 fort, in welchem
ein Rollwinkel θ berechnet
wird, um die Fahrzeugkippung bzw. die Fahrzeugkippbewegung darzustellen,
welche nachfolgend mit Bezug auf die 5 näher beschrieben
wird. Anschließend wird
in Schritt 107 eine Fahrzeugschlupfwinkelgeschwindigkeit
bzw. Schwimmwinkelgeschwindigkeit Dβ berechnet, wobei ein Fahrzeugschlupfwinkel β in Schritt 108 errechnet
wird. Dieser Fahrzeugschlupfwinkel β ist ein Winkel, welcher einem
Fahrzeugschlupf gegenüber
des Fahrzeugbewegungspfads entspricht und welcher wie folgt abgeschätzt werden kann.
Das heißt,
das zu Beginn die Fahrzeugschlupfwinkelgeschwindigkeit Dβ, welche
einen differenzierten Wert des Fahrzeugschlupfwinkels β darstellt,
in Schritt 107 gemäß der nachfolgenden
Gleichung berechnet wird: Dβ = Gy/Vso – γ
-
Anschließend wird
der Fahrzeugschlupfwinkel β in
Schritt 108 gemäß der nachfolgenden
Gleichung berechnet: β = ∫(Gy/Vso – γ)dtwobei "Gy" die Seitenbeschleunigung
des Fahrzeuges ist, "Vso" die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit
des Fahrzeuges ist, die an dessen Gravitationsmittelpunkt gemessen
wird und "γ" die Gierrate ist. Der
Fahrzeugschlupfwinkel β kann
berechnet werden entsprechend der nachfolgenden Gleichung: β =
tan–1(Vy/Vx)wobei "Vx" eine Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
ist und "Vy" eine Fahrzeugseitengeschwindigkeit
ist.
-
Anschließend schreitet
das Programm zu Schritt 109 fort, in welchem der Betrieb
der Lenkungssteuerung durch Bremsung ausgeführt wird, um eine gewünschte Schlupfrate
bzw. eine Sollschlupfrate für
die Verwendung in der Lenkungssteuerung durch Bremsung zu erhalten,
wobei der Bremsdruck, welcher an jedes Rad angelegt wird, in Schritt 117 gesteuert
wird und zwar durch die Hydraulikdruckservosteuerung, welche nachfolgend noch
näher beschrieben
wird, so daß die
Drucksteuerungseinrichtung PC im Ansprechen auf den Zustand des
in Bewegung sich befindlichen Fahrzeuges gesteuert wird. Die Lenkungssteuerung
durch Bremsung ist jeder Steuerung hinzuzufügen, welche in allen der Steuerungsmodi
gemäß nachfolgender
Beschreibung durchgeführt
wird. Die spezielle Initialsteuerung kann ausgeführt werden bevor die Lenkungssteuerung
durch Bremsung beginnt und kann ferner ausgeführt werden, bevor die Schlupfsteuerung
begonnen wird, jedoch sollte diese beendet werden unmittelbar nach
dem die Antiblockiersteuerung begonnen hat. Anschließend schreitet
das Programm zu Schritt 110 fort, in welchem bestimmt wird, ob
die Bedingung für
den Start der Antiblockiersteuerung erfüllt wird oder nicht. Falls
bestimmt wird, daß die
Bedingung bzw. der Zustand sich in dem Antiblockiersteuerungsmodus
befindet, dann wird die spezifische Initialsteuerung unmittelbar
in Schritt 111 beendet, wo ein Steuerungsmodus gestartet
wird, welcher sowohl die Lenkungssteuerung durch Bremsung als auch
die Antiblockiersteuerung ausführt.
-
Falls
in Schritt 110 bestimmt wird, daß die Bedingung für das Initialisieren
der Antiblockiersteuerung nicht erfüllt worden ist, dann schreitet
das Programm zu Schritt 112 fort, in welchem bestimmt wird, ob
die Bedingung für
das Initialisieren der Front- und Heckbremsdruckverteilungssteuerung
erfüllt
wird oder nicht. Falls die Bestimmung in Schritt 112 bejahend
ist, so schreitet das Programm zu Schritt 113 weiter fort,
in welchem ein Steuerungsmodus zur Ausführung sowohl der Lenkungssteuerung
durch Bremsung als auch der Bremsdruckverteilungssteuerung ausgeführt wird,
wobei ansonsten das Programm zu Schritt 114 fortschreitet,
in welchem bestimmt wird, ob die Bedingung für das Initialisieren der Schlupfsteuerung
erfüllt
wird oder nicht. Falls die Bedingung für das Initialisieren der Schlupfsteuerung erfüllt wird,
dann schreitet das Programm zu Schritt 115 fort, in welchem
ein Steuerungsmodus ausgeführt
wird für
das Durchführen
sowohl der Lenkungssteuerung durch Bremsung als auch der Schlupfsteuerung.
Ansonsten wird ein Steuerungsmodus für das Ausführen lediglich der Lenkungssteuerung
durch Bremsung in Schritt 116 festgesetzt. Auf der Basis der
Steuerungsmodi, welche in der vorstehend beschriebenen Weise eingestellt
worden sind, wird die Hydrau likdruckservosteuerung in Schritt 117 ausgeführt, wobei
anschließend
das Programm zu Schritt 102 zurückkehrt.
-
In Übereinstimmung
mit den Steuerungsmodi, welche in den Schritten 111, 113, 115 und 116 eingestellt
worden sind, kann der Nebendrosselöffnungswinkel für die Drosselsteuerungseinrichtung TH
eingestellt werden im Ansprechen auf den Zustand des in Bewegung
sich befindlichen Fahrzeugs, so daß die Ausgangsleistung des
Motors EG verringert werden kann, um die hierdurch erzeugte Antriebskraft
zu begrenzen, Entsprechend dem vorstehend beschriebenen Antiblockiersteuerungsmodus wird
der Bremsdruck, der an jedes Fahrzeugrad angelegt wird, gesteuert
bzw. geregelt, um das Rad an einem Blockierzustand zu hindern, während sich
das Fahrzeug in einem Bremsbetrieb befindet. Bei dem Front- Heck-Bremsdruckverteilungssteuerungsmodus
wird eine Verteilung zwischen dem Bremsdruck, der an die Hinterräder angelegt
wird und dem Bremsdruck, der an die Vorderräder angelegt wird, derart gesteuert,
daß die
Fahrzeugstabilität
aufrecht erhalten wird, während
sich das Fahrzeug in einem Bremsbetrieb befindet. Des weiteren wird
in dem Schlupfsteuerungsmodus der Bremsdruck an das Antriebsrad
angelegt und die Drosselsteuerung ausgeführt, um zu verhindern, daß das Antriebsrad
während
eines Fahrbetriebes des Fahrzeuges schlupft.
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Die 5 zeigt
eine Flußkarte
zur Berechnung der Fahrzeugkippbewegung bzw. des Fahrzeugkippens
(den Rollwinkel θ)
durchgeführt
in Schritt 106 gemäß der 4,
wobei ein Mittelwert für die
Differenz zwischen der Höhe
an dem rechten vorderen Rad und der Höhe an dem linken vorderen Rad (HFR – HFL) und
die Differenz zwischen der Höhe
an dem rechten hinteren Rad und der Höhe an dem linken hinteren Rad
(HRR – HRL)
berechnet wird, um eine rechte und linke mittlere Höhendifferenz
(ΔH) in Schritt 201 zu
erhalten. Auf der Basis der Dif ferenz (ΔH) wird der Rollwinkel θ, welcher
stellvertretend für die
Fahrzeugkippung ist, in Schritt 202 gemäß der 5 entsprechend
der nachfolgenden Gleichung berechnet: ΔH = [(HFR – HFL) +
(HRR – HFL)]/2 θ =
tau–1(ΔH/T)wobei "T" ein Profil bezeichnet.
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Alternativ
hierzu kann der Rollwinkel θ erhalten
werden auf der Basis der Seitenbeschleunigung GY da eine Linearität zwischen
der Seitenbeschleunigung GY und der Fahrzeugkippung (dem Rollwinkel θ) besteht,
wie dies in der 6 gezeigt wird. Das Programm
kann derart angelegt sein, daß im
voraus zu der Berechnung, welche in Schritt 201 durchgeführt wird,
mittels des Gierratensensors YF beispielsweise bestimmt wird, ob
sich das Fahrzeug in einer Kurvenfahrt befindet oder nicht, wobei
das Programm derart ausgebildet ist, daß dann, falls bestimmt wird,
daß sich
das Fahrzeug in Kurvenfahrt befindet, das Programm zu Schritt 201 fortschreitet, wohingegen
andererseits das Programm zu der Routine gemäß der 4 zurückkehrt.
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Die 7 zeigt
eine Flußkarte
für das
Einstellen gewünschter
Schlupfraten, welche in Schritt 109 gemäß der 4 erhalten
worden sind, für
den Betrieb der Lenkungssteuerung durch Bremsung welche die Übersteuerungsunterdrückungssteuerung
sowie die Untersteuerungsunterdrückungssteuerung
umfaßt.
Durch diese Flußkarte
werden folglich die gewünschten
Schlupfraten in Übereinstimmung mit
der Übersteuerungsunterdrückungssteuerung und/oder
der Untersteuerungsunterdrückungssteuerung
eingestellt. Zu Beginn wird eine Startzone, welche nachfolgend noch
im einzelnen beschrieben wird, in Schritt 300 festgelegt.
Anschließend
wird in Schritt 301 bestimmt, ob die Übersteuerungsunterdrückungssteuerung
ausge führt
oder beendet werden soll wobei desweiteren in Schritt 302 bestimmt wird,
ob die Untersteuerungsunterdrückungssteuerung
gestartet oder beendet werden soll. Insbesondere wird die Bestimmung
in Schritt 301 ausgeführt auf
der Basis der Bestimmung, ob man sich innerhalb einer Steuerungszone
befindet, welche durch Schraffieren auf einer β – Dβ-Ebene gekennzeichnet ist, wie dies
in der 9 dargestellt wird. D.h., falls sich der Fahrzeugschlupfwinkel β sowie die
Fahrzeugschlupfwinkelgeschwindigkeit Dβ, welche bei der Bestimmung
des Starts oder der Beendigung berechnet werden, in diese Steuerungszone
fallen, dann wird die Übersteuerungsunterdrückungssteuerung
gestartet. Wenn jedoch der Fahrzeugschlupfwinkel β sowie die
Fahrzeugsschlupfwinkelgeschwindigkeit Dβ aus der Steuerungszone heraustreten,
dann wird die Übersteuerungsunterdrückungssteuerung
derart gesteuert, wie dies durch den Pfeil in der 9 dargestellt
ist, um diese hierdurch zu beenden. Aus diesem Grunde entspricht
die Grenze zwischen der Steuerungszone und der nicht Steuerungszone, (welche
durch eine zweistrichpunktierte Linie wie in der 9 dargestellt
wird) der Grenze der Startzone, welche in Schritt 300 festgesetzt
wird, so daß die
Position der Grenze in Übereinstimmung
mit dem Rollwinkel θ eingestellt
wird. Des weiteren wird die Bremskraft, welche an jedes Rad angelegt
wird in einer solchen Weise geregelt, daß je weiter sie sich von der
Grenze zwischen der Steuerungszone und der nicht Steuerungszone
entfernen (zweistrichpunktierte Linie in der 9) und zwar
in Richtung der Steuerungszone desto größer wird der erhaltene Betrag an
Steuerung.
-
Andererseits
wird die Bestimmung bezüglich des
Starts und der Beendigung in Schritt 302 ausgeführt auf
der Basis der Bestimmung, ob man sich innerhalb der Steuerungszone
befindet, welche durch Schraffur in der 10 angezeigt
wird. D.h., falls in Übereinstimmung
mit der Änderung
der aktuellen Sei tenbeschleunigung Gya gegenüber einer gewünschten
Seitenbeschleunigung Gyt diese aus dem gewünschten bzw. dem Sollzustand
fällt,
wie durch eine strichpunktierte Linie angezeigt wird und hierbei in
die Steuerungszone fällt,
dann wird die Untersteuerungsunterdrückungssteuerung gestartet.
Falls er aus der Zone heraustritt, dann wird die Untersteuerungsunterdrückungssteuerung
derart gesteuert, wie dies durch den Pfeil in der 10 angezeigt
wird, um hierdurch beendet zu werden.
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Anschließend schreitet
das Programm zu Schritt 303 fort, wo bestimmt wird, ob
die Übersteuerungsunterdrückungssteuerung
ausgeführt
werden soll oder nicht. Falls die Übersteuerungsunterdrückungssteueuerung
nicht ausgeführt
werden soll, dann schreitet das Programm zu Schritt 304 fort,
in welchem bestimmt wird, ob die Untersteuerungsunterdrückungssteuerung
ausgeführt
werden soll oder nicht. In dem Fall, in welchem die Untersteuerungsunterdrückungssteuerung
nicht ausgeführt
werden soll kehrt das Programm zu der Hauptroutine zurück. In dem
Fall, in welchem in Schritt 304 bestimmt wird, daß die Untersteuerungsunterdrückungssteuerung ausgeführt werden
soll, schreitet das Programm zu Schritt 305 fort, in welchem
die gewünschte
Schlupfrate für
jedes Rad auf eine Sollschlupfrate festgesetzt wird, welche zur
Verwendung bei der Untersteuerungsunterdrückungssteuerung vorgesehen
ist. Falls in Schritt 303 bestimmt wird, daß die Übersteuerungsunterdrückungssteuerung
ausgeführt
werden soll, dann schreitet das Programm zu Schritt 306 fort, in
welchem bestimmt wird, ob die Untersteuerungsunterdrückungssteuerung
ausgeführt
wird oder nicht. In dem Fall, in welchem die Untersteuerungsunterdrückungssteuerung
nicht ausgeführt
wird, schreitet das Programm zu Schritt 307 fort, in welchem
die Sollschlupfrate für
jedes Rad auf eine gewünschte Schlupfrate
gesetzt wird, welche zur Verwendung bei der Übersteuerungsunterdrückungssteuerung
vorgesehen ist. In dem Fall, in welchem in Schritt 306 bestimmt
wird, daß die
Untersteuerungsunterdrückungssteuerung
ausgeführt
wird, schreitet das Programm zu Schritt 309 fort, in welchem
die Sollschlupfrate für
jedes Rad auf eine gewünschte Schlupfrate
gesetzt wird, welche für
die Verwendung sowohl bei der Übersteuerungsunterdrückungssteuerung
als auch der Untersteuerungsunterdrückungssteuerung vorgesehen
ist.
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Mit
Bezug auf die gewünschte
Schlupfrate zur Verwendung bei der Übersteuerungsunterdrückungssteuerung,
welche in Schritt 307 festgesetzt wird, werden der Fahrzeugschlupfwinkel β sowie die Fahrzeugschlupfwinkelgeschwindigkeit
Dβ verwendet.
Mit Bezug auf die gewünschte
Schlupfrate zur Verwendung bei der Untersteuerungsunterdrückungssteuerung
wird eine Differenz zwischen der Sollseitenbeschleunigung Gyt und
der Ist-Seitenbeschleunigung
Gya verwendet. Die Sollseitenbeschleunigung Gyt wird berechnet in Übereinstimmung
mit den nachfolgenden Gleichungen: Gyt = γ(θ f)·Vso; γ(θf) = (θ f/N·L)· Vso/(1
+ Kh·Vso2)wobei „Kh" ein Stabiltätsfaktor ist, „N" ein Lenkungsübersetzungsverhältnis ist
und „L" ein Radstand des Fahrzeugs
ist.
-
In
Schritt 305 wird die gewünschte Schlupfrate eines Vorderrads,
welches sich an der Außenseite der
Kurve des Fahrzeugsweges anordnet, als „Stufo" festgesetzt, die gewünschte Schlußfrate eines
Hinterrads, welches sich an der Außenseite der Kurve anordnet,
als „Sturo" festgesetzt und
die gewünschte Schlupfrate
eines Rades, welches sich an der Innenseite der Kurve anordnet,
als „Sturi" festgesetzt. Hinsichtlich
der Schlupfrate bezeichnet „t" einen gewünschten
Wert, der vergleichbar ist, mit einem gemessenen aktuellen Wert,
der durch das Zeichen „a" gekennzeichnet ist.
Schließlich
bezeichnet das Zeichen „u" die Untersteuerungsunterdrückungssteuerung, „r" bezeichnet das Hinterrad, „o" bezeichnet die Außenseite
der Kurve und „i" bezeichnet die Innenseite
der Kurve. In Schritt 307 wird die gewünschte Schlupfrate des Vorderrads,
welches sich an der Außenseite
der Kurve anordnet, als „Stefo" festgesetzt, die
gewünschte
Schlupfrate des Hinterrads, welches sich an der Außenseite
der Kurve anordnet, wird als „Stero" festgesetzt und
die gewünschte
Schlupfrate des Hinterrads, welche sich an der Innenseite der Kurve
anordnet, wird als „Steri" festgesetzt, wobei das
Zeichen „e" die Übersteuerungsunterdrückungssteuerung
kennzeichnet. Das Zeichen „FW" bezeichnet ein Vorderrad
und das Zeichen „RW" bezeichnet ein Hinterrad.
-
Anschließend schreitet
das Programm von Schritt 307 auf Schritt 308 fort,
in welchem die gewünschte
Schlupfrate „Stefo", welche in Schritt 307 für das Vorderrad
eingestellt worden ist, das sich an der Außenseite der Kurve anordnet,
mit einem Faktor „Kx" multipliziert wird,
um eine neue gewünschte Schlupfrate „Stefo" zu erhalten. Der
Verstärkungsfaktor „Kx" wird im Ansprechen
auf die Fahrzeugneigung bzw. Kippbewegung (Rollwinkel θ) festgesetzt,
derart, um ein vorbestimmtes Giermoment in eine Richtung entgegen
der Kurvenrichtung des Fahrzeugs zu erzeugen, d.h., um der Beziehung
zu entsprechen, wie in der 13 gezeigt
wird.
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Während in
Schritt 309 die gewünschte Schlupfrate
des Vorderads, welche sich an der Außenseite der Kurve anordnet,
als „Stefo" festgesetzt wird,
so wird die gewünschte
Schlupfrate für
das Hinterrad, welches sich an der Außenseite der Kurve anordnet,
als „Sturo" festgesetzt, wobei
die gewünschte Schlupfrate
des Hinterrads, das sich an der Innenseite der Kurve anordnet, als „Sturi" festgesetzt wird. D.h.,
wenn sowohl die Übersteuerungsunterdrückungssteuerung
als auch die Untersteuerungsunterdrückungssteuerung gleichzeitig
ausge führt
wird, dann wird die gewünschte
Schlupfrate des Vorderrads, das sich an der Außenseite der Kurve anordnet, derart
festgesetzt, daß es
die gleiche Rate annimmt, wie die gewünschte Schlupfrate zur Verwendung
bei der Übersteuerungsunterdrückungssteuerung,
während
die gewünschten
Schlupfraten der Hinterräder so
festgesetzt werden, daß sie
die gleichen Raten annehmen, wie die gewünschten Schlupfraten zur Verwendung
bei der Untersteuerungsunterdrückungssteuerung.
In jeden Fällen
jedoch wird ein Vorderrad, das sich an der Innenseite der Kurve
anordnet, d.h., ein nicht angetriebenes Rad eines heckbetriebenen
Fahrzeugs nicht gesteuert, da dieses Rad als ein Referenzrad zur
Verwendung bei der Berechnung der geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet
wird.
-
Die
gewünschten
Schlupfraten Stefo, Stero und Steri zur Verwendung bei der Übersteuerungsunterdrückungssteuerung
werden berechnet anhand der nachfolgenden jeweiligen Gleichungen: Stefo = K1·β + K2·D β Stero = K3·β + K4·D β Steri = K5·β + K6·D βwobei
K1 bis K6 Konstanten sind, die derart festgesetzt sind, um die gewünschten
Schlupfraten Stefo, Stero, welche verwendet werden für ein Erhöhen des Bremsdrucks
(d.h., ein Erhöhen
der Bremskraft) und die gewünschte
Schlupfrate Steri zu erzeugen, die verwendet wird für ein Verringern
des Bremsdrucks (d.h., für
ein Verringern der Bremskraft).
-
Im
Gegensatz hierzu werden die gewünschten
Schlupfraten Stufo, Sturo und Sturi zur Verwendung bei der Untersteuerungsunterdrückungssteuerung
berechnet anhand der nachfolgenden jeweiligen Gleichungen: Stufo = K7·Δ Gy Sturo = K8·Δ Gy Sturi = K9·Δ Gywobei
K7 eine Konstante ist für
die Erzeugung der gewünschten
Schlupfrate Stufo, die verwendet wird zur Erhöhung des Bremsdrucks (bzw.
alternativ zur Verringerung des Bremsdrucks), während K8 und K9 Konstanten
sind zur Erzeugung der gewünschten Schlupf
raten Sturo, Steri, welche beide zur Erhöhugn des Bremsdrucks verwendet
werden.
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Die 8 zeigt
die Hydraulikdruck-Servosteuerung, die in Schritt 117 gemäß der 4 ausgeführt wird,
wobei der Radzylinderdruck für
jedes Rad gesteuert wird durch die Schlupfraten-Servosteuerung.
In Schritt 401 werden die gewünschten bzw. die Sollschlupfraten
St** welche in Schritt 305, 307, 308 oder 309 festgesetzt
werden, eingelesen, um die Sollschlupfrate für jedes Rad des Fahrzeuges
zu erhalten. Anschließend
schreitet das Programm zu Schritt 402 fort, in welchem
eine Schlupfratenabweichung ΔSt**
für jedes
Rad berechnet wird, wobei darüber
hinaus das Programm zu Schritt 403 fortschreitet, in welchem
eine Fahrzeugbeschleunigungsabweichung ΔDVso** berechnet wird. In Schritt 402 wird
die Differenz zwischen der Sollschlupfrate St** und der Ist-Schlupfrate Sa**
berechnet, um die Schlupfratenabweichung ΔSt** zu erhalten (d.h., ΔSt** = St** – Sa**).
Daraufhin wird in Schritt 403 die Differenz zwischen der
Fahrzeugbeschleunigung DVso** eines Rads, welches gesteuert werden
soll und jene eines Referenzrads (d.h., eines Rads, welches nicht
gesteuert werden soll) berechnet, um die Fahrzeugbeschleundigungsabweichung ΔDVso** zu erhalten.
Die Ist-Schlupfrate Sa** sowie die Fahrzeugbeschleunigungsabweichung ΔDVso** kann
berechnet werden in Übereinstimmung
mit einer spezifischen Weise, welche in Abhängigkeit der Steuerungsmodi
wie beispiels weise dem Antiblockiersteuerungsmodus, dem Schlupfsteuerungsmodus
usw. bestimmt wird.
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Anschließend schreitet
das Programm zu Schritt 404 fort, in welchem die Schlupfratenabweichung ΔSt** mit
einem vorbestimmten Wert Ka verglichen wird. Falls ein absoluter
Wert der Schlupfratenabweichung | ΔSt** | gleich oder größer ist
als der vorbestimmte Wert Ka, dann schreitet das Programm zu Schritt 406 fort,
in welchem ein integrierter Wert (IΔSt**) der Schlupfratenabweichung ΔST** erneuert wird.
D.h., daß ein
Wert bezüglich
der Schlupfratenabweichung ΔSt**,
der mit einem Verstärkungsfaktor GI**
multipliziert worden ist, zu dem integriertem Wert der Schlupfratenabweichung
IΔSt** addiert
wird, welcher in dem vorhergehenden Zyklus dieser Routine erhalten
worden ist, um den integrierten Wert für die Schlupfratenabweichung
IΔSt** in
dem gegenwärtigen
Zyklus zu erhalten. Falls der absolute Wert der Schlupfratenabweichung
| ΔSt**
| kleiner ist als der vorbestimmte Wert Ka, dann schreitet das Programm zu
Schritt 405 fort, in welchem der integrierte Wert der Schlupfratenabweichung
IΔSt** auf
Null (0) zurückgesetzt
wird. Anschließend
schreitet das Programm zu den Schritten 407 bis 410 fort,
in welchen die Schlupfratenabweichung IΔSt** auf einen Wert begrenzt
wird, welcher gleich oder kleiner ist als ein oberer Grenzwert Kb
oder welcher gleich oder größer ist
als ein unterer Grenzwert Kc. Falls die Schlupfratenabweichung IΔSt** größer ist
als der obere Grenzwert Kb, dann wird er auf den Wert Kb in Schritt 508 festgesetzt,
wohingegen dann, wenn die Schlupfratenabweichung IΔSt** kleiner
ist als der untere Grenzwert Kc dann wird dieser auf den Wert Kc
in Schritt 410 festgesetzt.
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Hierauf
schreitet das Programm zu Schritt 411 fort, in welchem
ein Parameter Y** für
das Bereitstellen einer Hydraulik drucksteuerung in jedem Steuerungsmodus
anhand der nachfolgenden Gleichung berechnet wird: Y**
= Gs**·(Δ St** + I Δ St**)wobei „Gs**" ein Verstärkungsfaktor
ist, der erhalten wird im Ansprechen auf den Fahrzeugschlupfwinkel β und in Übereinstimmung
mit einem Diagramm, welches durch eine durchgezogene Linie in der 12 dargestellt
ist. Das Programm schreitet ferner zu Schritt 412 fort,
in dem ein weiterer Parameter X** berechnet wird anhand der nachfolgenden
Gleichung X** = Gd**·Δ DVso**wobei „Gd**" ein Verstärkungsfaktor
ist, der einen konstanten Wert darstellt, wie durch eine unterbrochene
Linie in der 12 gezeigt wird. Auf der Basis der
Parameter X** und Y** wird ein Drucksteuerungsmodus für jedes
Rad in Schritt 413 in Übereinstimmung
mit einer Steuerungskarte erhalten, welche in der 11 gezeigt
ist. Die Steuerungskarte hat eine Druckschnellverringungszone, eine
Druckimpulsverringerungszone, eine Druckhaltezone, eine Druckimpulserhöhungszone,
sowie eine Druckschnellerhöhungszone
die fortlaufend vorgesehen sind, wie in der 11 dargestellt
ist, so daß eine
der Zonen in Übereinstimmung
mit den Parametern X** und Y** in Schritt 413 ausgewählt wird.
In dem Fall, in welchem kein Steuerungsmodus ausgeführt wird,
wird kein Drucksteuerungsmodus vorgesehen (d.h., die Solenoide sind
ausgeschaltet). In Schritt 414 wird eine Druckerhöhung und
Verringerungs-Kompensationssteuerung
ausgeführt,
die erforderlich ist, um den ersten Übergang und den letzten Übergang
des Hydraulikdrucks zu glätten,
wenn in die gegenwärtig ausgewählte Zone
von der vorhergehend ausgewählten
Zone in Schritt 413 gewechselt wird, d.h., beispielsweise
von der Druckerhöhungszone
in die Druckverringerungszone gewechselt wird oder umgekehrt. Wenn
die Zone geändert
wird, beispielsweise von der Druckschnellverringerungszone in die Druckimpulserhöhungszone,
dann wird eine Druckschnellerhöhungssteuerung
für eine
Zeitperiode ausgeführt,
welche auf der Basis einer Periode bestimmt wird, während welcher
ein Druckschnellverringerungmodus angedauert hat, der unmittelbar
vor der Druckschnellerhöhungssteuerung
vorgesehen war, Schließlich
schreitet das Programm zu Schritt 415 fort, in welchem
das Solenoid jedes Ventils in der Hydraulikdrucksteuerungseinrichtung
PC erregt oder entregt wird und zwar in Übereinstimmung mit dem Modus,
welcher durch die ausgewählte
Drucksteuerungszone bestimmt wird oder der Druckerhöhungs- und
Verringerungskompensationssteuerung, um hierdurch die Bremskraft
bzw. den Bremsdruck zu steuern bzw. zu regeln, welcher an jedes
Rad angelegt ist.
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Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
wird die Lenkungssteuerung durch Bremsung ungeachtet eines Niederdrückens des
Bremspedals BP ausgeführt,
um die Übersteuerungsunterdrückungssteuerung
und/oder die Untersteuerungsunterdrückungssteuerung zu erhalten.
Darüber
hinaus wird gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel die
Bremskraft bzw. der Bremsdruck geregelt, um ein Giermoment zu erzeugen,
in eine Richtung entgegen der Kurvenrichtung des Fahrzeuges und
zwar im Ansprechen auf das Ergebnis, welches durch die Höhensensoren
HS1 bis HS4 erfaßt
wird, so daß eine stabile
Kurvenbewegung des Fahrzeuges gewährleistet wird. Wie vorstehend
bereits ausgeführt
wurde, wird die Bremskraft bzw. der Bremsdruck entsprechend der
Schlupfrate gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
geregelt. Für
einen gewünschten
Parameter zur Verwendung bei der Übersteuerungsunterdrückungssteuerung
und der Untersteuerungsunterdrückungssteuerung
können
jedoch jede gewünschte
Parameter entsprechend dem Bremsdruck bzw. der Bremskraft, welcher
an jedes Rad angelegt wird, unterschied lich zu der Schlupfrate verwendet
werden, wie beispielsweise der Hydraulikdruck in jedem Radbremszylinder.
-
Im
Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, wobei die Bremskraft gesteuert
wird, um ein Giermoment in eine Richtung entgegen der Kurvenrichtung
des Fahrzeuges zu erzeugen und zwar im Ansprechen auf das Ergebnis, welches
von den Höhensensoren
HS1 bis HS4 erfaßt worden
ist, so kann das Beispiel derart angeordnet sein, daß die Bremskraft
gesteuert wird und/oder die Antriebskraft gesteuert wird (durch
Steuern der Drosselsteuerungseinrichtung TH), um die Fahrzeuggeschwindigkeit
zu verringern im Ansprechen auf das Ergebnis, welches durch die
Höhensensoren
HS1 bis HS4 erfaßt
worden ist. Mit solch einer vorgesehenen Fahrzeuggeschwindigkeitsverringerungseinrichtung kann
folglich eine stabile Kurvenbewegung des Fahrzeuges ausgeführt werden
durch Verringern der Fahrzeuggeschwindigkeit im Ansprechen auf das
Ergebnis, welches von den Höhensensoren
HS1 bis HS4 geliefert wird.
-
Anstelle
der Höhensensoren
HS1 bis HS4 kann ein Kipp- oder Wanksensor für das direkte Erfassen des
Rollwinkels wie beispielsweise ein Rollsensor verwendet werden zur
Erfassung der Fahrzeugkippstellung bzw. der Fahrzeugneigung. Es kann
aber auch die Fahrzeugneigung bzw. die Fahrzeugkippstellung auf
der Basis der Signale abgeschätzt
werden, welche durch den Seitenbeschleunigungssensor abgegeben werden,
so daß das
abgeschätzte
Ergebnis stellvertretend für
die Fahrzeugkippstellung verwendet werden kann. Darüber hinaus kann
die Fahrzeugkippbewegung bzw. Kippstellung abgeschätzt werden
auf der Basis einer Differenz zwischen einer Last, die auf das innerhalb
der Kurve des Fahrzeugbewegungspfads sich anordnenden Rads angelegt
wird und der Last, die auf das auf der Außenseite der Kurve des Fahrzeugbewegungspfads
sich anordnenden Rads angelegt wird, wenn sich das Fahrzeug in Kurvenbewegung
befindet. Die Differenz zwischen diesen zwei Lasten kann auf der Basis
einer Druckdifferenz zwischen einem Reifen, der sich innerhalb der
Kurve des Fahrzeugbewegungspfades anordnet und einem anderen Reifen, der
sich an der Außenseite
der Kurve des Fahrzeugbewegungspfades sich anordnet oder der Radgeschwindigkeitsdifferenz
zwischen den Rädern,
welche sich an der Innenseite und Außenseite der Kurve des Fahrzeugbewegungpfades
anordnen abgeschätzt
werden.
-
Die
vorliegende Erfindung ist auf ein Fahrzeugbewegungssteuerungssystem
gerichtet zur Aufrechterhaltung der Fahrzeugstabilität selbst
in dem Fall, in welchem sich das Fahrzeug neigt, wenn das Fahrzeug
sich in Kurvenbewegung befindet, wobei eine Bremskraftsteuerungseinheit
vorgesehen ist, für das
Steuern einer Bremskraft, welche an jedem der vorderen und hinteren
Räder des
Fahrzeugs angelegt wird. Das System hat eine Neigungserfassungseinheit,
welche eine Neigung einer normalen Achse des Fahrzeugs zu dessen
vertikaler Achse erfaßt
sowie eine Kurvenbestimmungseinheit, welche einen Kuvenzustand des
Fahrzeuges einschließlich
einer Kurvenrichtung von diesem bestimmt. Eine Giermomentsteuerungseinheit
ist vorgesehen für
das Steuern der Bremskraftsteuerungseinheit, um ein Giermoment in
eine Richtung entgegen der Kurvenrichtung des Fahrzeuges entsprechend
der Neigung zu erzeugen, welche durch die Neigungserfassungseinheit
erfaßt
ist, wenn die Kurvenbestimmungseinheit bestimmt, daß sich das
Fahrzeug in Kurvenfahrt befindet.