DE19830561A1 - Vorrichtung zur Regelung des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs auf der Basis einer zweifachen Überprüfung der Abweichung der tatsächlichen Giergeschwindigkeit von einer Soll-Geschwindigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrverhaltensregelung zur Verhinderung einer Schleuder- und/oder Abdriftbewegung ei­ nes Fahrzeugs und im besonderen eine Fahrverhaltensregel­ vorrichtung zur Steuerung des Bremssystems des Fahrzeugs in der Weise, daß ein ausgewähltes Rad oder mehrere ausgewähl­ te Räder kontrolliert abgebremst werden, um einem Anstieg der Abweichung der über einen Giergeschwindigkeitssensor erfaßten tatsächlichen Giergeschwindigkeit von einer aus dem Lenkwinkel und der Fahrzeuggeschwindigkeit abgeschätz­ ten Soll-Giergeschwindigkeit entgegenzuwirken, wenn die Ab­ weichung größer ist als einen diesbezüglich bestimmter Schwellenwert.

Es ist bereits bekannt, zur Verhinderung einer Schleu­ der- und/oder Abdriftbewegung des Fahrzeugs das Fahrverhal­ ten eines Fahrzeugs durch ein kontrolliertes Abbremsen ei­ nes ausgewählten Rades oder mehrerer aus gewählter Räder zu regeln, wobei die Abweichung der über einen Giergeschwin­ digkeitssensor erfaßten tatsächlichen Giergeschwindigkeit von einer aus dem Lenkwinkel und der Fahrzeuggeschwindig­ keit abgeschätzten Soll-Giergeschwindigkeit beobachtet und, wenn die Abweichung größer wird als ein diesbezüglich be­ stimmter Schwellenwert, eine derartige Fahrverhaltensrege­ lung eingeleitet wird. Dies wird beispielsweise in der of­ fengelegten Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 6-115418 beschrieben. Eine derartige Verhaltensregelung ist zur Ver­ hinderung einer Schleuder- und/oder Abdriftbewegung eines Fahrzeugs effektiv, da die Abweichung der über einen Gier­ geschwindigkeitssensor erfaßten Giergeschwindigkeit von der aus dem Lenkwinkel und der Fahrzeuggeschwindigkeit abge­ schätzten Giergeschwindigkeit den Reifenhaftzustand im Be­ reich der Haftgrenze repräsentiert.

Die Effektivität einer derartigen Fahrverhaltensrege­ lung basiert jedoch auf der Voraussetzung, daß der Gierge­ schwindigkeitssensor ein der tatsächlichen Giergeschwindig­ keit entsprechendes korrektes Signal erzeugt. Die Gierge­ schwindigkeit während des Fahrzustands des Fahrzeugs läßt sich mittels sogenannter Giergeschwindigkeitssensoren, die in verschiedenen Typen erhältlich sind und generell ein auf eine Winkelgeschwindigkeit ansprechendes Trägheitselement aufweisen, unmittelbar erfassen. Durch derartige Gierge­ schwindigkeitssensoren läßt sich die Giergeschwindigkeit mit einem hohen Ansprechvermögen unmittelbar erfassen. Den­ noch sind kommerziell erhältliche Giergeschwindigkeitssen­ soren im Hinblick auf ihre Leistungsfähigkeit bislang noch nicht besonders zuverlässig, da sich die Messung momentaner Werte einer sich ändernden Winkelgeschwindigkeit technisch als sehr schwierig erweist.

Im Fall eines Fahrzeugs mit vier Rädern läßt sich die Giergeschwindigkeit andererseits aus einem Vergleich der Raddrehzahlen eines Räderpaars bestehend aus einem linken Rad und einem rechten Rad, insbesondere eines angetriebe­ nen, d. h. eines nicht antreibenden Räderpaars, abschätzen. Die Raddrehzahl läßt sich auf eine einfache Weise mit einer hohen Genauigkeit erfassen. Die Abschätzung der Gierge­ schwindigkeit gemäß diesem Verfahren ist aufgrund eines Schlupfs zwischen den Räder und der Fahrbahn jedoch für ei­ nen Fehler anfällig.

Die Giergeschwindigkeit eines Fahrzeugs läßt sich fer­ ner aus der über einen Querbeschleunigungssensor erfaßten Querbeschleunigung des Fahrzeugs und der über einen Fahr­ zeuggeschwindigkeitssensor erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit abschätzen. Querbeschleunigungssensoren, die ebenfalls in verschiedenen Typen erhältlich sind, sind in ihrer Lei­ stungsfähigkeit im allgemeinen zuverlässiger als Gierge­ schwindigkeitssensoren, da sich eine lineare Beschleuni­ gung, selbst wenn sie sich ändert, über einen viel einfa­ cheren Mechanismus erfassen läßt als eine sich ändernde Winkelgeschwindigkeit. Die Abschätzung der Giergeschwindig­ keit eines Fahrzeugs aus der Querbeschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit ist aufgrund eines Quer- und Längs­ schlupfs zwischen den Rädern und der Fahrbahn jedoch feh­ lerbehaftet. Des weiteren ist die Abschätzung der Gierge­ schwindigkeit aus der Querbeschleunigung und der Fahrzeug­ geschwindigkeit mit einer inhärenten Ansprechverzögerung verbunden.

In Anbetracht der vorstehend erwähnten Probleme im Zu­ sammenhang mit der Fahrverhaltensregelung von Fahrzeugen auf der Basis der Abweichung der über einen Giergeschwin­ digkeitssensor erfaßten tatsächlichen Giergeschwindigkeit von einer aus dem Lenkwinkel und der Fahrzeuggeschwindig­ keit abgeschätzten Soll-Giergeschwindigkeit sowie im Hin­ blick auf die Vorteile und Nachteile der verschiedenen Ein­ richtungen zur Erfassung der Giergeschwindigkeit hat die Erfindung die Aufgabe, eine technisch verbesserte Vorrich­ tung zur Regelung des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs zu schaffen, mittels welcher auf der Basis einer verbesserten Abschätzung der Abweichung der über einen Giergeschwindig­ keitssensor erfaßten tatsächlichen Giergeschwindigkeit von der aus dem Lenkwinkel und der Fahrzeuggeschwindigkeit ab­ geschätzten Sol l-Giergeschwindigkeit das Fahrzeugfahrver­ halten angemessen geregelt wird.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrich­ tung zur Regelung des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 5.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Regelung des Fahr­ verhaltens eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeugkarosserie, einem linken Vorderrad, einem rechten Vorderrad, einem lin­ ken Hinterrad, einem rechten Hinterrad, welche an der Fahr­ zeugkarosserie aufgehängt sind, einem Lenksystem und einem Bremssystem zum selektiven Abbremsen jedes dieser Räder um­ faßt im besonderen eine Einrichtung zur Erfassung der Gier­ geschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Einrichtung zur Erfas­ sung der Radgeschwindigkeiten bzw. Raddrehzahlen, eine Ein­ richtung zur Erfassung des Lenkwinkels des Lenksystems, ei­ ne Einrichtung zur Erfassung der Querbeschleunigung des Fahrzeugs sowie eine Berechnungs-/Steuereinrichtung zur Be­ rechnung einer ersten Giergeschwindigkeitsabweichung der Giergeschwindigkeit, die über die Giergeschwindigkeitser­ fassungseinrichtung erfaßt wird, von einer Soll- Giergeschwindigkeit, die aus dem über die Lenkwinkelerfas­ sungseinrichtung erfaßten Lenkwinkel und der über die Rad­ drehzahlerfassungseinrichtung erfaßten Fahrzeuggeschwindig­ keit abgeschätzt wird, und wenigstens einer zweiten Gierge­ schwindigkeitsabweichung einer Giergeschwindigkeit, die aus den Raddrehzahlen eines Räderpaars bestehend aus einem lin­ ken Rad und einem rechten Rad abgeschätzt wird, von der Soll-Giergeschwindigkeit oder einer dritten Giergeschwin­ digkeitsabweichung einer Giergeschwindigkeit, die aus der über die Querbeschleunigungserfassungseinrichtung erfaßten Querbeschleunigung und der über die Fahrzeuggeschwindig­ keitserfassungseinrichtung erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit abgeschätzt wird, von der Soll-Giergeschwindigkeit, wobei die Berechnungs-/Steuereinrichtung überprüft, ob die erste Giergeschwindigkeitsabweichung größer ist als ein diesbe­ züglich bestimmter Schwellenwert, um im Fall einer positi­ ven Antwort dieser Überprüfung ein erstes positives Steuer­ signal zu erzeugen, und gleichzeitig, ob wenigstens die zweite oder dritte Giergeschwindigkeitsabweichung größer ist als ein diesbezüglich bestimmter Schwellenwert, um im Fall einer positiven Antwort dieser Überprüfung ein zweites positives Steuersignal zu erzeugen, und das Bremssystem so steuert, daß wenigstens eines der Räder kontrolliert abge­ bremst wird, um die erste Giergeschwindigkeitsabweichung zu vermindern, wenn neben dem ersten positiven Steuersignal das zweite positive Steuersignal erzeugt wird.

Im Fall der Verhaltensregelvorrichtung in der vorste­ hend beschriebenen Ausgestaltung könnte die Berechnungs-/Steuer­ einrichtung nach der Feststellung, daß die erste Giergeschwindigkeitsabweichung über einen diesbezüglich be­ stimmten Schwellenzeitraum hinweg größer ist als der dies­ bezüglich bestimmte Schwellenwert, überprüfen, ob wenig­ stens die zweite oder dritte Giergeschwindigkeitsabweichung größer ist als ein diesbezüglich bestimmter Schwellenwert.

In diesem Fall könnte die Berechnungs-/Steuer­ einrichtung des weiteren überprüfen, ob wenigstens die zweite oder dritte Giergeschwindigkeitsabweichung über einen diesbezüglich bestimmten Schwellenzeitraum hinweg größer ist als ein diesbezüglich bestimmter Schwellenwert, um das zweite positive Signal zu erzeugen.

In einer weiteren Ausgestaltung könnte die Berechnungs-/Steuer­ einrichtung überprüfen, ob die zweite und dritte Giergeschwindigkeitsabweichung in dieser Reihenfolge nach­ einander jeweils größer werden als der diesbezüglich be­ stimmte jeweilige Schwellenwert, so daß das zweite positive Signal erzeugt wird, wenn wenigstens eine der Antworten der Überprüfung positiv ist.

Des weiteren könnte die Berechnungs-/Steuereinrichtung die Giergeschwindigkeitserfassungseinrichtung in bezug auf deren Nullpunktabweichung kalibrieren, wenn das Fahrzeug still steht und/oder geradeaus fährt.

Weitere Merkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen erge­ ben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird:

Fig. 1 zeigt eine schematisierte Ansicht eines Fahr­ zeugs, in der Teile und Konstruktionen gezeigt sind, die für die Erfindung relevant sind.

Die Fig. 2 und 3 zeigen in Kombination miteinander ein Flußdiagramm, das eine Ausgestaltung des Betriebs der erfindungsgemäßen Verhaltensregelvorrichtung darstellt.

Fig. 4 zeigt eine Subroutine, die in dem Flußdiagramm in den Fig. 2 und 3 integriert ist.

Fig. 5 zeigt ein Diagramm, das einen beispielhaften Zusammenhang zwischen einer Abdriftunterdrückungsbremskraft Bd und eines Absolutwerts einer Giergeschwindigkeitsabwei­ chung Δγ1 zeigt.

Fig. 6 zeigt eine schematisierte Ansicht eines Fahr­ zeugs während einer Abdriftunterdrückungssteuerung.

Fig. 7 zeigt ein Diagramm, das einen beispielhaften Zusammenhang zwischen einer Schleuderunterdrückungsbrems­ kraft Bs und eines Absolutwerts einer Giergeschwindigkeits­ abweichung Δγ1 zeigt.

Fig. 8 zeigt eine schematisierte Ansicht eines Fahr­ zeugs während einer Schleuderunterdrückungssteuerung.

Fig. 9 zeigt ein Diagramm, das einen beispielhaften Zusammenhang zwischen zeitabhängigen Verhalten dreier Arten von Giergeschwindigkeitsabweichungen und der Ausführung der Fahrverhaltensregelung zeigt.

Fig. 10 zeigt ein der Fig. 9 ähnliches Diagramm, das einen weiteren beispielhaften Zusammenhang zwischen dem zeitabhängigen Verhalten der drei Arten von Giergeschwin­ digkeitsabweichungen und der Fahrverhaltensregelung angibt.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen an einem bevorzugten Ausführungs­ beispiel ausführlich beschrieben.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, weist ein Fahrzeug, wofür die Erfindung Anwendung findet, eine Fahrzeugkarosse­ rie 12, ein linkes Vorderrad 10FL, ein rechtes Vorderrad 10FR, ein linkes Hinterrad 10RL und ein rechtes Hinterrad 10RR, welche an der Fahrzeugkarosserie 12 aufgehängt sind, einen in der Figur nicht dargestellten Motor, ein Lenksy­ stem 16 mit einem Lenkrad 14 und ein Bremssystem zum selek­ tiven Abbremsen der Räder auf. Das Bremssystem beinhaltet Radzylinder 24FL, 24FR, 24RL und 24RR zum Erzeugen einer Reibkraft an einer jeweiligen (nicht dargestellten) Brems­ scheibe des linken Vorderrads 10FL, rechten Vorderrads 10FR, linken Hinterrads 10RL bzw. rechten Hinterrads 10RR, einen Ölkreis 22 zum selektiven Bereitstellen eines erhöh­ ten Öldrucks an jedem der Radzylinder 24FL, 24FR, 24RL bzw. 24RR und eine Kombination aus einem Bremspedal 26 und einem mit dem Ölkreis 22 in Verbindung stehenden Hauptzylinder 28 zum selektiven Anheben des an den Radzylindern 24FL, 24FR, 24RL bzw. 24RR bereitgestellten Öldrucks in Abhängigkeit von der Betätigung des Bremspedals 26 durch den Fahrer. Ei­ ne elektrische Steuerung 30, die das Gehirn der Vorrichtung zur Regelung des Fahrverhaltens bildet, besteht im wesent­ lichen aus einem elektronischen Computer zur Steuerung des Ölkreises 22 in Abhängigkeit von bestimmten Berechnungen auf der Basis verschiedener Parameter, welche wenigstens die über Raddrehzahlsensoren 32FL, 32FR, 32RL bzw. 32RR für das linke Vorderrad 10FL, rechte Vorderrad 10FR, linke Hin­ terrad 10RL bzw. rechte Hinterrad 10RR erfaßten Raddrehzah­ len, den über einen Lenkwinkelsensor 34 erfaßten Lenkwin­ kel, die über einen Giergeschwindigkeitssensor 36 erfaßte Giergeschwindigkeit und die über einen Querbeschleunigungs­ sensor 38 erfaßte Querbeschleunigung umfassen.

Der Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zur Regelung des Fahrverhaltens wird hierin nachstehend un­ ter Bezugnahme auf die Routine der in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Flußdiagramme beschrieben.

Zunächst wird auf die Routine in den Flußdiagrammen in den Fig. 2 und 3 Bezug genommen, die am Anschlußpunkt A miteinander in Verbindung stehen. Mit Beginn der Regelung durch Einschalten eines in der Figur nicht dargestellten Zündschalters werden im Schritt 10 über die in Fig. 1 dar­ gestellten Sensoren Signale eingelesen, welche die über die Raddrehzahlsensoren 32FL, 32FR, 32RL bzw. 32RR erfaßten Raddrehzahlen (oder Radgeschwindigkeiten) Vfl, Vfr, Vrl bzw. Vrr, den über den Lenkwinkelsensor 34 erfaßten Lenk­ winkel θ, die über den Giergeschwindigkeitssensor 36 erfaß­ te Giergeschwindigkeit γ und die über den Querbeschleuni­ gungssensor 38 erfaßte Querbeschleunigung Gy beinhalten.

Im Schritt 20 wird gemäß der nachstehenden Gleichungen (1) und (2) eine Soll-Giergeschwindigkeit γt, welche die auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwin­ kels bei einer stabilen Reifenhaftung abgeschätzte Gierge­ schwindigkeit repräsentiert, ermittelt:

γc = θ.V/(R.H) - Kh.Gy.V (1)

γt = γc/(1 + T.s) (2).

In den vorstehenden Gleichungen repräsentiert V die Fahrzeuggeschwindigkeit, die sich entweder aus einem aus den Raddrehzahlen Vfl, Vfr, Vrl und Vrr gebildeten Mittel­ wert oder aus der Raddrehzahl desjenigen Rades ermitteln läßt, von dem angenommen wird, daß es den geringsten Schlupf aufweist; des weiteren repräsentiert R ein Lenkver­ hältnis, H einen Radstand, Kh einen Proportionalitätsfak­ tor, T eine Zeitkonstante und s einen Laplace-Operator.

Im Schritt 30 wird unter der Voraussetzung, daß das Fahrzeug ein herkömmliches Fahrzeug mit einem Hinterradan­ trieb ist, gemäß der nachstehenden Gleichung (3) eine Gier­ geschwindigkeit γw auf der Basis eines Vergleichs der Rad­ drehzahlen des linken und rechten Vorderrads abgeschätzt:

γw = (a.Vfr - b.Vfl)/Tr (3).

In der vorstehenden Gleichung repräsentieren a und b Proportionalitätsfaktoren zum Abschätzen der Giergeschwin­ digkeit auf der Basis des Vergleichs der Drehzahlen des rechten und linken Vorderrads, die in der Spurweite Tr von­ einander beabstandet sind. Es wird darauf hingewiesen, daß in den vorstehenden und in den nachstehenden Gleichungen die Parameter, die die Kurvenrichtung des Fahrzeugs kenn­ zeichnen, positiv sind, wenn das Fahrzeug eine Linkskurve fährt, und negativ, wenn das Fahrzeug eine Rechtskurve fährt.

Im Schritt 40 wird gemäß der nachstehenden Gleichung (4) eine Giergeschwindigkeit γg auf der Basis der Querbe­ schleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit abgeschätzt:

γg = Gy/V (4).

Im Schritt 50 wird eine erste Giergeschwindigkeitsab­ weichung Δγ1 als die Differenz aus der über den Gierge­ schwindigkeitssensor 36 erfaßten Giergeschwindigkeit γ und der Soll-Giergeschwindigkeit γt unter Einbeziehung eines Terms γd zur Kompensation einer Nullpunktabweichung, welche eine zufällige Abweichung des Nullpunkts der Anzeige des Giergeschwindigkeitssensors 36 repräsentiert, wie folgt be­ rechnet:

Δγ1 = γt - γ - γd (5).

Die Abschätzung des Terms γd zur Kompensation der Null­ punktabweichung kann durch eine zweckmäßigerweise in der Routine zwischen den Schritten 10 und 40 integrierte Sub­ routine erfolgen, wie sie beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist.

Im Schritt 60 wird überprüft, ob der Absolutwert der ersten Giergeschwindigkeitsabweichung Δγ1 größer ist als ein erster Schwellenwert Δγc1, der diesbezüglich als ein Sollwert zur Ausführung der hierin nachstehend ausführlich beschriebenen Giergeschwindigkeitsregelung vorgegeben ist. Lautet die Antwort JA, geht die Routine zum Schritt 70, wo­ hingegen, wenn die Antwort NEIN lautet, die Routine zum Schritt 80 geht.

Im Schritt 70 wird ein Zeitparameter T1 zur Ermittlung der Dauer des Zeitraums, in dem der Zustand, daß |Δγ1| grö­ ßer ist als Δγc1, anhält, um eine Einheitszeit ΔT inkremen­ tiert. Wenn die Routine zum Schritt 80 geht, werden T1 und weitere Zeitparameter T2 und T3, die hierin nachstehend be­ schrieben werden, auf Null zurückgesetzt. Diese Parameter und weitere werden am Beginn der Routine gemäß den Flußdia­ grammen in den Fig. 2 bis 4 üblicherweise auf Null zu­ rückgesetzt.

Im Schritt 90 wird überprüft, ob T1 einen Schwellenwert Tc1 erreicht hat, der als eine vorläufige Dauer des Zeit­ raums bestimmt wurde, in dem die erste Giergeschwindig­ keitsabweichung Δγ1 auf einem relativ hohen Pegel, d. h. über dem Schwellenwert Δγc1, liegt und der so lange dauert, daß eine Giergeschwindigkeitsregelung erforderlich er­ scheint. Lautet die Antwort NEIN, kehrt die Routine zum Schritt 10 zurück, wodurch dieser wiederholt wird, wohinge­ gen die Routine zum Schritt 100 geht, wenn die Antwort JA lautet.

Im Schritt 100, wird eine zweite Giergeschwindigkeits­ abweichung Δγ2, die die Abweichung der auf der Basis des Vergleichs der Drehzahlen des linken und rechten Vorderrads abgeschätzten Giergeschwindigkeit γw gegenüber der Soll- Giergeschwindigkeit γt repräsentiert, wie folgt berechnet:

Δγ2 = γt - γw - γx (6).

In der vorstehenden Gleichung (6) stellt γx einen Term zur Kompensation einer Nullpunktabweichung von γw aufgrund eines ungleichen Luftdrucks und/oder Verschleißes des lin­ ken und rechten Vorderrads dar, was sich bestimmen läßt, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, wobei das Lenksystem gleichzeitig in der Neutralstellung bleibt.

Im Schritt 110 wird eine dritte Giergeschwindigkeitsab­ weichung Δγ3, welche die Abweichung der auf der Basis der Querbeschleunigung und Fahrzeuggeschwindigkeit abgeschätz­ ten Giergeschwindigkeit γg gegenüber der Soll- Giergeschwindigkeit γt repräsentiert, wie folgt berechnet:

Δγ3 = γt - γg - γy (6).

In der vorstehenden Gleichung (7) stellt γy einen Term zur Kompensation einer Nullpunktabweichung von γg des Quer­ beschleunigungssensors dar. Dieser Term läßt sich auch durch eine Kalibrierung bei einer Geradeausfahrt des Fahr­ zeugs, während der das Lenksystem in der Neutralstellung gehalten wird, kompensieren. Da ein Querbeschleunigungssen­ sor, der im allgemeinen ein Massenelement beinhaltet, das über ein Federelement in eine Nullstellung vorgespannt wird, generell in bezug auf seinen Nullpunkt stabil ist, kann γy bei der Abschätzung der dritten Giergeschwindig­ keitsabweichung Δγ3 im allgemeinen sehr klein, beispiels­ weise nahezu vernachlässigbar, ausfallen.

Im Schritt 120 wird überprüft, ob der Absolutwert der zweiten Giergeschwindigkeitsabweichung Δγ2 größer ist als ein Schwellenwert Δγc2, der diesbezüglich bestimmt wurde, um zu bestätigen, daß sogar die auf der Basis des Ver­ gleichs zwischen den Drehzahlen des linken und rechten Vor­ derrads abgeschätzte Giergeschwindigkeit von der Soll- Giergeschwindigkeit so stark abweicht, daß eine Gierge­ schwindigkeitsregelung erforderlich ist. Lautet die Antwort JA, geht die Routine zum Schritt 130, in dem der Zeitpara­ meter T2 um eine Einheitszeit ΔT inkrementiert wird. Lautet die Antwort im Schritt 120 NEIN, wird der Schritt 130 um­ gangen.

Im Schritt 140 wird überprüft, ob der Absolutwert der dritten Giergeschwindigkeitsabweichung Δγ3 größer ist als ein Schwellenwert Δγc3, der diesbezüglich bestimmt wurde, um zu bestätigen, daß auch die auf der Basis der Querbe­ schleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit abgeschätzte Giergeschwindigkeit von der Soll-Giergeschwindigkeit so stark abweicht, daß eine Giergeschwindigkeitsregelung er­ forderlich ist. Lautet die Antwort JA, geht die Routine zum Schritt 150, in dem der Zeitparameter T3 um eine Zeitein­ heit ΔT, welche genauso groß sein kann wie die Zeiteinheit ΔT von Schritt 130, inkrementiert wird, um auf diese Weise die Dauer dieses Zustands zu ermitteln. Lautet die Antwort im Schritt 140 NEIN, wird der Schritt 150 umgangen.

Im Schritt 160 wird überprüft, ob der Zeitparameter T1 gleich oder größer ist als ein Schwellenwert Tce, der be­ stimmt wurde, um die Dauer des Zeitraums zu ermitteln, in dem die der Bestätigung der Notwendigkeit der Giergeschwin­ digkeitsregelung dienenden Abschätzungen der auf dem Ver­ gleich der Drehzahlen des linken und rechten Vorderrads ba­ sierenden Giergeschwindigkeitsabweichung und der auf der Querbeschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit basie­ renden Giergeschwindigkeitsabweichungen ausreichend ausge­ führt wurden. Lautet die Antwort NEIN, geht die Routine zu­ rück, wodurch die Prozesse vom Schritt 10 aus wiederholt werden. Lautet die Antwort im Schritt 160 JA, geht die Rou­ tine zum Schritt 170.

Im Schritt 170 wird überprüft, ob der Zeitparameter T2 gleich oder größer ist als Tce-Tc1-ΔTo, wobei ΔTo für den Fall, daß die Routine im Schritt 90 von NEIN auf JA wech­ selt, in der Annahme, daß T1 nicht gleich sondern größer ist als Tc1, eine kleine Zeitzugabe darstellt, so daß der Wert von T2 selbst dann etwas kleiner ist als Tce-Tc1, wenn die Routine in jedem Zyklus durch den Schritt 130 und/oder Schritt 150 gegangen ist. Lautet die Antwort im Schritt 170 JA, wird bestätigt, daß die Giergeschwindig­ keitsabweichung derart zugenommen hat, daß in Anbetracht der über die Ausgabe des Giergeschwindigkeitssensors beob­ achteten Giergeschwindigkeitsabweichung sowie in Anbetracht der über den Vergleich der Drehzahlen des linken und rech­ ten Vorderrads beobachteten Giergeschwindigkeitsabweichung eine Giergeschwindigkeitsregelung tatsächlich erforderlich ist.

Wenn die Antwort im Schritt 170 JA lautet, gilt die Notwendigkeit der Giergeschwindigkeitsregelung gemäß der Ausgabe des Giergeschwindigkeitssensors durch den Vergleich der Drehzahlen des linken und rechten Vorderrads als bestä­ tigt, so daß die Routine zum Schritt 210 geht. Lautet die Antwort im Schritt 170 dagegen NEIN, geht die Routine zum Schritt 180, in dem der Parameter T2 in der Annahme, daß die Ausgabe des Giergeschwindigkeitssensors zu ungenau ist, um die Giergeschwindigkeitsregelung tatsächlich auszufüh­ ren, auf Null zurückgesetzt wird.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel, wird selbst dann, wenn die Antwort im Schritt 170 NEIN lautet, im Schritt 190 überprüft, ob der Zeitparameter T3 gleich oder größer ist als Tce-Tc1-ΔTo. Lautet die Antwort im Schritt 190 JA, bedeutet dies, daß, obwohl die Notwendig­ keit der Giergeschwindigkeitsregelung über die auf der Ba­ sis des Vergleichs der Drehzahlen des linken und rechten Vorderrads beobachtete Giergeschwindigkeitsabweichung nicht bestätigt wurde, die auf der Basis der Querbeschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit beobachtete Giergeschwin­ digkeitsabweichung die Notwendigkeit der Giergeschwindig­ keitsregelung bestätigt. Daher geht die Routine zum Schritt 210, wohingegen, wenn die Antwort im Schritt 190 NEIN lau­ tet, die Routine zum Schritt 200, in dem der Zeitparameter T3 auf Null zurückgesetzt wird, und anschließend zum Schritt 10 zurück geht.

Sobald die Routine den Schritt 210 erreicht, wird die Giergeschwindigkeitsregelung ausgeführt, wie es hierin nachstehend beschrieben wird.

Im Schritt 210 wird überprüft, ob Δγ1 positiv ist. Wie es vorstehend im Zusammenhang mit den Schritten 10 bis 200 definiert wurde, sind die die Kurvenrichtung während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs kennzeichnenden Parameter posi­ tiv, wenn das Fahrzeug eine Linkskurve fährt, wohingegen die Parameter negativ sind, wenn das Fahrzeug eine Rechts­ kurve fährt. Lautet die Antwort im Schritt 210 JA, geht die Routine zum Schritt 220, wohingegen, wenn die Antwort im Schritt 210 NEIN lautet, die Routine zum Schritt 250 geht.

Im Schritt 220 wird überprüft, ob das Fahrzeug eine Linkskurve fährt. Lautet die Antwort JA, wird die Situation so beurteilt, daß das Fahrzeug in einer Linkskurve fährt, wobei die tatsächliche Giergeschwindigkeit γ hinter der aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel abgeschätz­ ten theoretischen Soll-Giergeschwindigkeit γt liegt, d. h. daß das Fahrzeug abdriftet. Daher geht die Routine zum Schritt 230, in dem eine Abdriftregelung ausgeführt wird. Lautet die Antwort im Schritt 220 dagegen NEIN, wird die Situation so beurteilt, daß das Fahrzeug eine Rechtskurve fährt, wobei die tatsächliche Giergeschwindigkeit γ vor der theoretischen Soll-Giergeschwindigkeit γt liegt, d. h. daß das Fahrzeug nach rechts schleudert. Daher geht die Routine zum Schritt 240, in dem eine Rechtsschleuderregelung ausge­ führt wird.

Im Schritt 250 wird überprüft, ob das Fahrzeug eine Rechtskurve fährt. Lautet die Antwort JA, wird die Situati­ on so beurteilt, daß das Fahrzeug eine Rechtskurve fährt, wobei die tatsächliche Giergeschwindigkeit γ hinter der theoretischen Soll-Giergeschwindigkeit γt liegt, d. h. daß das Fahrzeug abdriftet. Daher geht die Routine zum Schritt 260, in dem eine Abdriftregelung ausgeführt wird. Lautet die Antwort im Schritt 250 dagegen NEIN, wird die Situation so beurteilt, daß das Fahrzeug eine Linkskurve fährt, wobei die tatsächliche Giergeschwindigkeit γ vor der theoreti­ schen Soll-Giergeschwindigkeit γt liegt, d. h. daß das Fahr­ zeug nach links schleudert. Daher geht die Routine zum Schritt 270, in dem eine Linksschleuderregelung ausgeführt wird.

Bei der Abdriftregelung im Schritt 230 oder 260 werden in einer Ausgestaltung das linke Hinterrad 10RL wie auch das rechte Hinterrad 10RR derart abgebremst, daß sie je­ weils eine kontrollierte Bremskraft, beispielsweise Frl und Frr, wie in Fig. 6 gezeigt, erfahren, wodurch das Fahrzeug abgebremst und die Abdriftbewegung unterdrückt wird. Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausgestaltung ist die auf das lin­ ke Hinterrad 10RL ausgeübte Bremskraft Frl größer als die auf das rechte Hinterrad 10RR ausgeübte Bremskraft Frr. Dieses Ungleichgewicht zwischen den Bremskräften erzeugt ein als Mad angegebenes Giermoment um den Schwerpunkt Og des Fahrzeugs. Die in Fig. 6 gezeigte Bremssteuerung wäh­ rend einer Linkskurve des Fahrzeugs erweist sich daher für die Abdriftregelung als effektiv. Im Fall einer Rechtskurve des Fahrzeugs erweist sich natürlich eine Bremssteuerung, bei der auf das rechte Hinterrad eine größere Bremskraft ausgeübt wird als auf das linke Hinterrad, für die Abdrif­ tregelung als effektiv.

Fig. 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für einen Zusammenhang zwischen der Größe der Giergeschwindigkeitsab­ weichung |Δγ1| und der Größe der im allgemeinen auf die Hinterräder ausgeübten Bremskraft Bd zum Unterdrücken der Abdriftbewegung zeigt.

Bei der Linksschleudersteuerung im Schritt 270 wird, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, auf das rechte Vorderrad 10FR eine Bremskraft aufgebracht. Indem auf das rechte Vor­ derrad 10FR eine Bremskraft ausgeübt wird, wird im Fahrzeug um das abgebremste rechte Vorderrad 10FR aufgrund der Träg­ heitskraft des Fahrzeugs, die sich im Schwerpunkt Og des Fahrzeugs konzentriert, ein Drehmoment im Uhrzeigersinn er­ zeugt, wodurch um den Fahrzeugschwerpunkt Og ein äquivalen­ tes Giermoment Mas im Uhrzeigersinn erzeugt wird, das der Schleuderbewegung des Fahrzeugs entgegenwirkt. Bei der Rechtsschleudersteuerung im Schritt 230 wird natürlich das linke Vorderrad FL abgebremst.

Fig. 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für einen Zusammenhang zwischen der Größe der Giergeschwindigkeitsab­ weichung |Δγ1| und der Größe der auf das Vorderrad an der Kurvenaußenseite bei der Links- oder Rechtsschleudersteue­ rung ausgeübten Bremskraft Bs zeigt.

Die doppelte oder dreifache Bestätigung des tatsächli­ chen Reifenhaftzustands durch die drei Giergeschwindig­ keitsabweichungen Δγ1, Δγ2 und Δγ3 gemäß den vorstehend er­ wähnten Schritten 60 bis 200 ist in den Fig. 9 und 10 an einem ersten bzw. zweiten Beispiel dargestellt. Das in Fig. 9 dargestellte erste Beispiel repräsentiert den Fall, daß die Abweichung Δγ1 der der Ausgabe des Giergeschwindig­ keitssensors 36 entsprechenden Giergeschwindigkeit γ von der Soll-Giergeschwindigkeit γt größer ist als der Schwel­ lenwert Δγc1 durch die Abweichung Δγ2 der auf der Basis des Vergleichs der Drehzahlen Vfl und Vfr des linken und rech­ ten Vorderrads 10FL bzw. 10FR erfaßten Giergeschwindigkeit γw, die größer ist als der diesbezüglich bestimmte Schwel­ lenwert Δγc2, und des weiteren durch die Abweichung Δγ3 der auf der Basis der Querbeschleunigung Gy und Fahrzeugge­ schwindigkeit V erfaßten Giergeschwindigkeit γg, die größer ist als der diesbezüglich bestimmte Schwellenwert Δγc3, be­ stätigt wird, so daß die Fahrverhaltensregelung nach Ablauf der Zeit Tce, die den Zeitraum Tc1 zur Bestätigung der Schwellenwertüberschreitung der Giergeschwindigkeitsabwei­ chung Δγ1 und den Zeitraum Tce-Tc1 zur Bestätigung der Schwellenwertüberschreitung der Giergeschwindigkeitsabwei­ chungen Δγ2 und Δγ3 beinhaltet, eingeleitet wird; obwohl bei dem in Fig. 10 dargestellten zweiten Beispiel die Schwellenwertüberschreitung der Giergeschwindigkeitsabwei­ chung Δγ1 über den Zeitraum Tce hinweg erfaßt wird, wird jedoch in dem an den Zeitraum Tc1 anschließenden Zeitraum Tce-Tc1 keine Schwellenwertüberschreitung der Gierge­ schwindigkeitsabweichungen Δγ2 und Δγ3 erfaßt, so daß keine Fahrverhaltensregelung eingeleitet wird. Durch die zweifa­ che oder dreifache Überprüfung im Hinblick darauf, ob die Giergeschwindigkeitsabweichung tatsächlich größer ist als der diesbezüglich bestimmte Schwellenwert, wird daher ver­ mieden, daß die Giergeschwindigkeitsregelung unnötigerweise eingeleitet wird, wie es in Fig. 10 mit der Zwei-Punkt- Strich-Linie angedeutet ist.

Obwohl im Beispiel von Fig. 10 keine der beiden Gier­ geschwindigkeitsabweichungen Δγ2 und Δγ3 im Zeitraum Tce-Tc1 größer ist als der jeweilige Schwellenwert Δγc2 bzw. Δγc3, sind die beiden Giergeschwindigkeitsabweichungen Δγ2 und Δγ3 oder wenigstens Δγ3 natürlich auch während eines Abschnitts des Zeitraums Tce-Tc1 nicht größer als der je­ weilige Schwellenwert Δγc2 oder Δγc3. Wenn in diesem Fall die Zeitzugabe ΔTo, wie vorstehend erwähnt, so bestimmt wird, daß in dem im Schritt 90 durchgeführten Vergleich der Zeitdauer T1, die schrittweise um die Einheitszeit ΔT an­ wächst, mit dem Schwellenwert Tc1, der nicht unbedingt ein Vielfaches von ΔT darstellt, nur eine Zeitzugabe für eine geringfügige Abweichung eingeräumt wird, resultiert jedes abschnittsweise Nichtvorliegen des Zustands |Δγ2|<|Δγc2| oder Δγ3|<|Δγc3| während des Zeitraums Tce-Tc1 in einer negativen Bestätigung der Notwendigkeit der auf der Beob­ achtung der Giergeschwindigkeitsabweichung Δγ1 gemäß der Ausgabe des Giergeschwindigkeitssensors basierenden Gierge­ schwindigkeitsregelung. Wird der Wert von ΔTo jedoch zweck­ mäßigerweise so modifiziert, daß er größer ist, wird ein abschnittsweises Nichtvorliegen des Zustands Δγ2|<|Δγc2| oder |Δγ3|<|Δγc3| während des Zeitraums Tce-Tc1 im Sinne einer positiven Bestätigung durch die zweifache oder drei­ fache Überprüfung in der Zeitzugabe einbezogen.

Obwohl bei der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausge­ staltung die auf dem Vergleich der Drehzahlen des linken und rechten Vorderrads basierende Bestätigung der Gierge­ schwindigkeitsabweichung über den diesbezüglichen Schwel­ lenwert hinaus und die weitere, auf der Querbeschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit basierende Bestätigung in dieser Reihenfolge ausgeführt werden, kann natürlich auch eine dieser beiden Bestätigungen ausgelassen oder die Rei­ henfolge der Ausführung dieser beiden Bestätigungen umge­ kehrt werden.

Die im Schritt 50 verwendete Nullpunktabweichung γd des Giergeschwindigkeitssensors 36 wird gemäß der im Flußdia­ gramm von Fig. 4 gezeigten Routine ermittelt. Gemäß diesem Flußdiagramm wird im Schritt 310 überprüft, ob das Fahrzeug steht. Lautet die Antwort JA, geht die Routine zum Schritt 340, wohingegen, wenn die Antwort NEIN lautet, die Routine zum Schritt 320 geht, in dem überprüft wird, ob das Fahr­ zeug geradeaus fährt. Lautet die Antwort JA, geht die Rou­ tine zum Schritt 340, wohingegen, wenn die Antwort NEIN lautet, die Routine zum Schritt 330 geht, in dem ein hierin nachstehend beschriebener Zeitparameter Tb auf Null zurück­ gesetzt wird und die Routine anschließend endet.

Im Schritt 340 wird der Zeitparameter Tb um einen klei­ nen Betrag ΔT inkrementiert.

Im Schritt 350 werden die Ausgabewerte γ des Gierge­ schwindigkeitssensors 36 in der Weise integriert, daß der momentane Ausgabewert von γ zu dem im vorhergehenden Zyklus erhaltenen Wert von γ addiert wird.

Im Schritt 360 wird überprüft, ob der Zeitparameter Tb einen bestimmten Wert Tbc erreicht hat. Lautet die Antwort JA, geht die Routine zum Schritt 370, wohingegen, wenn die Antwort NEIN lautet, die Routine zum Schritt 310 geht. Wenn der Zustand, daß das Fahrzeug steht und/oder geradeaus fährt nach dem Beginn des Durchlaufs der Routine durch die Schritte 310 bis 360 nicht mehr vorliegt, bevor der Zeitpa­ rameter Tb den bestimmten Wert Tbc erreicht hat, endet die­ se Subroutine unmittelbar.

Im Schritt 370 wird der Wert der Nullpunktabweichung γd als der Mittelwert aus den Momentanwerten γ ermittelt, in­ dem der Integralwert von γ durch eine Zahl Nb, die der Zahl der Wiederholungen der Routine durch die Schritte 310 bis 360 entspricht, geteilt wird.

Im Schritt 380 wird der neu erhaltene Wert von γd oder der im vorhergehenden Prozeß erhaltene Wert von γd durch den neu erhaltenen Wert von γd ersetzt; anschließend werden der Zeitparameter Tb und der integrierte Wert von γ auf Null zurückgesetzt.

Obwohl die Erfindung vorstehend an einer bevorzugten Ausgestaltung ausführlich beschrieben wurde, sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die beschriebene Ausgestaltung beschränkt ist.

Die Erfindung betrifft somit eine Vorrichtung zur Rege­ lung des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs, die eine erste Giergeschwindigkeitsabweichung einer Giergeschwindigkeit, die über einen Giergeschwindigkeitssensor erfaßt wird, von einer Soll-Giergeschwindigkeit, die aus dem über einen Lenkwinkelsensor erfaßten Lenkwinkel und der über einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfaßten Fahrzeuggeschwin­ digkeit abgeschätzt wird, sowie wenigstens eine zweite Giergeschwindigkeitsabweichung einer Giergeschwindigkeit, die aus den über Raddrehzahlsensoren erfaßten Raddrehzahlen eines Räderpaars bestehend aus einem linken Rad und einem rechten Rad abgeschätzt wird, von der Soll- Giergeschwindigkeit oder eine dritte Giergeschwindigkeits­ abweichung einer Giergeschwindigkeit, die aus der über ei­ nen Querbeschleunigungssensor erfaßten Querbeschleunigung und der über einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit abgeschätzt wird, von der Soll- Giergeschwindigkeit erfaßt und eine Giergeschwindigkeitsre­ gelung einleitet, wenn die erste Giergeschwindigkeitsabwei­ chung größer ist als ein diesbezüglich bestimmter Schwel­ lenwert und des weiteren wenigstens die zweite oder dritte Giergeschwindigkeitsabweichung größer ist als ein diesbe­ züglich bestimmter Schwellenwert.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Regelung des Fahrverhaltens eines Fahr­ zeugs mit einer Fahrzeugkarosserie (12), einem linken Vorderrad (10FL), einem rechten Vorderrad (10FR), einem linken Hinterrad (10RL), einem rechten Hinterrad (10RR), welche an der Fahrzeugkarosserie (12) aufge­ hängt sind, einem Lenksystem (16) und einem Bremssystem zum selektiven Abbremsen jedes dieser Räder (10FL, 10FR, 10RL, 10RR), wobei die Vorrichtung aufweist: eine Einrichtung (36) zur Erfassung der Giergeschwindigkeit (γ) des Fahrzeugs, eine Einrichtung (32FL, 32FR, 32RL, 32RR) zur Erfassung der Raddrehzahlen (Vfl, Vfr, Vrl, Vrr), eine Einrichtung (34) zur Erfassung des Lenkwin­ kels (θ) des Lenksystems (16) sowie eine Einrichtung (38) zur Erfassung der Querbeschleunigung (Gy) des Fahrzeugs, gekennzeichnet durch eine Berechnungs-/Steuereinrichtung (30) zur Berechnung einer ersten Giergeschwindigkeitsabweichung (Δγ1) der Giergeschwindigkeit (γ), die über die Gierge­ schwindigkeitserfassungseinrichtung (36) erfaßt wird, von einer Soll-Giergeschwindigkeit (γt), die aus dem über die Lenkwinkelerfassungseinrichtung (34) erfaßten Lenkwinkel (θ) und der über die Raddrehzahlerfassungs­ einrichtung (32FL, 32FR, 32RL, 32RR) erfaßten Fahrzeug­ geschwindigkeit (V) abgeschätzt wird, und wenigstens einer zweiten Giergeschwindigkeitsabweichung (Δγ2) ei­ ner Giergeschwindigkeit (γw), die aus den Raddrehzahlen (Vfl, Vfr) eines Räderpaars bestehend aus einem linken Rad (10Fl) und einem rechten Rad (10FR) abgeschätzt wird, von der Soll-Giergeschwindigkeit (γt) oder einer dritten Giergeschwindigkeitsabweichung (Δγ3) einer Giergeschwindigkeit (γg), die aus der über die Querbe­ schleunigungserfassungseinrichtung (38) erfaßten Quer­ beschleunigung (Gy) und der über die Raddrehzahlerfas­ sungseinrichtung (32FL, 32FR, 32RL, 32RR) erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit (V) abgeschätzt wird, von der Soll-Giergeschwindigkeit (γt), wobei die Berechnungs-/Steuer­ einrichtung (30) überprüft, ob die erste Gierge­ schwindigkeitsabweichung (Δγ1) größer ist als ein dies­ bezüglich bestimmter Schwellenwert (Δγc1), um im Fall einer positiven Antwort dieser Überprüfung ein erstes positives Steuersignal zu erzeugen, und gleichzeitig überprüft, ob wenigstens die zweite oder dritte Gierge­ schwindigkeitsabweichung (Δγ2, Δγ3) größer ist als ein diesbezüglich bestimmter Schwellenwert (Δγc2, Δγc3), um im Fall einer positiven Antwort dieser Überprüfung ein zweites positives Steuersignal zu erzeugen, und das Bremssystem so steuert, daß wenigstens eines der Räder (10FL, 10FR, 10RL, 10RR) kontrolliert abgebremst wird, um die erste Giergeschwindigkeitsabweichung (Δγ1) zu vermindern, wenn neben dem ersten positiven Steuersi­ gnal das zweite positive Steuersignal erzeugt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungs-/Steuereinrichtung (30) nach der Festellung, daß die erste Giergeschwindigkeitsabwei­ chung (Δγ1) über einen diesbezüglich bestimmten Schwel­ lenzeitraum (Tc1) hinweg größer ist als der diesbezüg­ lich bestimmte Schwellenwert (Δγc1), überprüft, ob we­ nigstens die zweite oder dritte Giergeschwindigkeitsab­ weichung (Δγ2, Δγ3) größer ist als der diesbezüglich bestimmte Schwellenwert (Δγc2, Δγc3).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungs-/Steuereinrichtung (30) überprüft, ob wenigstens die zweite oder dritte Giergeschwindig­ keitsabweichung (Δγ2, Δγ3) über einen diesbezüglich be­ stimmten Schwellenzeitraum (Tce-Tc1-ΔTo) hinweg größer ist als der diesbezüglich bestimmte Schwellen­ wert (Δγc2, Δγc3), um das zweite positive Signal zu er­ zeugen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungs-/Steuereinrichtung (30) überprüft, ob die zweite und dritte Giergeschwindigkeitsabweichun­ gen (Δγ2, Δγ3) in dieser Reihenfolge nacheinander je­ weils größer werden als der diesbezüglich bestimmte je­ weilige Schwellenwert (Δγc2, Δγc3), um das zweite posi­ tive Signal zu erzeugen, wenn wenigstens eine der Ant­ worten der Überprüfung positiv ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungs-/Steuereinrichtung (30) die Gierge­ schwindigkeitserfassungseinrichtung (36) in bezug auf deren Nullpunktabweichung kalibriert, wenn das Fahrzeug still steht und/oder geradeaus fährt.