DE19838179B4

DE19838179B4 - Vorrichtung zur Regelung des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE19838179B4
Application number: DE19838179A
Authority: DE
Inventors: Genpei Yokohama Naitou
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-08-21
Filing date: 1998-08-21
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2018-08-22
Also published as: DE19838179A1; US6236926B1; JP3610738B2; JPH1159364A

Abstract

Vorrichtung zur Regelung des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges mit:
einer Steuereinrichtung (30), die eine Bremskraft für jedes Rad (6L, 6R, 7L, 7R) derart regelt, dass ein Ist-Fahrverhalten des Fahrzeuges ein Soll-Fahrverhalten erreicht, und die die Bremskraft für jedes Rad (6L, 6R, 7L, 7R) derart regelt, dass ein Ist-Radschlupf (S) einen Soll-Radschlupf (S*) erreicht, wobei eine Bremskraft-Begrenzungssteuereinrichtung vorgesehen ist, die zum Erreichen des Soll-Fahrverhaltens die Bremskraft auf einen oberen Grenzwert begrenzt oder einen Gradienten der Bremskraft auf einen oberen Grenzwert begrenzt, so dass die Grenzwerte auf den größtmöglichen Wert begrenzt sind, bei dem keine gegenseitige Beeinträchtigung zwischen der Regelung des Fahrverhaltens und der Regelung des Radschlupfes eintritt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft-Begrenzungssteuereinrichtung einen Bremssteifigkeitskoeffizienten (k_s) schätzt, der ein Verhältnis zwischen der auf eine Straßenoberfläche übertragbaren Bremskraft (FX) und dem Radschlupf (S) ausdrückt, den Soll-Radschlupf (S1*) berechnet, indem ein Sollwert der Bremskraft (FO*) zur Regelung des Fahrverhaltens vor einer Begrenzung durch den...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges.

Im Stand der Technik sind unterschiedliche Typen von Steuerungen bzw. Regelungen für das Fahrverhalten eines Fahrzeuges bekannt. Eine solche Steuerung ist in der JP 08 310366A die der DE 196 194 76 A1 entspricht, offenbart. Dabei wird der hydraulische Druck des Radzylinders (die Bremskraft) jedes Rades individuell gesteuert, um ein Durchdrehen oder ein Wegdriften oder dergleichen zu verhindern, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt oder gelenkt wird.

Bei dieser Steuerung werden ein Lenkausmaß, die Radgeschwindigkeit, die Gierrate und ein Limit für den Reifengriff abgetastet. Zunächst wird anhand dieser Parameter eine Soll-Gierrate im Griffigkeitslimit bestimmt. Dabei wird festgestellt, ob sich das Fahrzeug in einem übersteuernden oder untersteuernden Lenkzustand befindet, bei dem das Griffigkeitslimit des Reifens überschritten ist.

Befindet sich das Fahrzeug in einem Kurvenfahrstatus, in dem das Reifengriffigkeitslimit überschritten ist, dann wird der hydraulische Druck des Radzylinders jedes Rades so gesteuert, daß eine tatsächliche Gierrate einer Soll-Gierrate angeglichen wird. Auf diese Weise wird das Fahrzeug innerhalb solcher Grenzen gefahren, daß ein unnatürliches Fahrverhalten, das sich bei Kurvenfahrt einstellen könnte, vermieden wird.

In einem anderen Typ einer solchen Steuerung wie einer Rad-Antirutschsteuerung wird der hydraulische Druck des Radzylinders (die Bremskraft) so gesteuert, daß ein Radschlupfverhältnis einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet.

Diese Steuerung schätzt in üblicher Weise die Fahrzeuggeschwindigkeit (Fahrgeschwindigkeit) auf der Basis mehrerer Radgeschwindigkeiten, und berechnet das Schlupfverhältnis des Rades durch Vergleichen der Radgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit, und steuert den hydraulischen Druck des Radzylinders derart, daß dieses Schlupfverhältnis ein ideales Schlupfverhältnis wird, wobei der Reibungskoeffizient des Rades auf der Straße maximiert wird.

Jedoch können in einem Fahrzeug, in dem eine Steuerung für das Fahrverhalten des Fahrzeugs und eine Steuerung für den Radschlupf gemeinsam installiert sind, diese Funktionen in gegenseitigen Konflikt kommen.

Beispielsweise können die Räder blockieren, wenn durch die Fahrverhalten-Steuerung zur Vermeidung einer Fahrzeugdrehung eine hohe Bremskraft aufgebracht wird. Die Radschlupfsteuerung funktioniert dann im Sinne einer Verminderung der Bremskraft, um die Radblockierung zu lösen.

Da jedoch die Steuerung des Fahrverhaltens erneut eine große Bremskraft erzeugt, da das Fahrverhalten des Fahrzeugs instabil ist, wird die Bremskraft danach durch die Schlupfsteuerung erneut vermindert, sobald die Räder wieder blockieren.

Diese Operationen werden wiederholt durchgeführt, woraus ein Aufschaukeleffekt (hunting) resultieren kann, was die gesamte Steuerung instabil macht.

Aus der gattungsbildenden DE 196 27 466 A1 ist ein Steuergerät bekannt, das den Bremsschlupf, bzw. die Bremskraft für jedes Rad so regelt, dass das Ist-Fahrverhalten eines Fahrzeuges ein Soll-Fahrverhalten erreicht. Ein Antiblockiersystem mit einer Bremsschlupf-Begrenzungseinrichtung ist vorgesehen, die den Bremsschlupf zum Erreichen des Soll-Fahrverhaltens auf einen oberen Grenzwert einregelt, so dass dieser Grenzwert dem größtmöglichen Wert entspricht, bei dem keine gegenseitige Beeinträchtigung zwischen der Regelung des Fahrverhaltens und der Regelung des Antiblockiersystems eintritt.

Aus der älteren, aber nicht vorveröffentlichten DE 197 47 754 A1 ist eine Regelung bekannt, die eine Bremskraft für jedes Rad derart regelt, dass das Fahrverhalten eines Fahrzeuges ein Soll-Fahrverhalten erreicht, und eine Regelung, die eine Bremskraft für jedes Rad derart regelt, dass ein Ist-Radschlupf einen Soll-Radschlupf erreicht.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aufschaukeleffekt (hunting) in Folge der gegenseitigen Beeinflussung der beiden Regelungstypen zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Regelung des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Dazu weist die Vorrichtung eine Steuerung für das Fahrverhalten auf, die die Bremskraft jedes Rades individuell steuert, derart, daß das Fahrzeug-Fahrverhalten ein Sollstatus ist, und eine Radschlupfsteuerung, die die Bremskraft jedes Rades derart steuert, daß ein Radschlupfverhältnis ein Rad-Soll-Schlupfverhältnis ist.

Zusätzlich weist die Steuervorrichtung eine Steuerung für eine Bremskraftbegrenzung auf, die entweder einen oberen Grenzwert eines Bremskraft-Sollwertes zum Erzielen des Soll-Fahrzeugstatus begrenzt, oder einen oberen Grenzwert eines Sollwerts einer Variationsrate der Bremskraft, oder beides, und zwar innerhalb eines Bereiches, in dem es keine gegenseitige Einwirkung zwischen der Fahrzeug-Fahrverhaltenssteuerung und der Radschlupfsteuerung gibt.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. In diesen zeigen:
1 ein Systemdiagramm für eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges mittels dessen Bremssystem,
2 ein Flußdiagramm zu einem Programm zur Berechnung eines Sollwertes eines Radzylinders zur mit der Ausführungsform dieser Steuerung ausgeführten Fahrverhaltenssteuerung,
3 ein Programm zum Berechnen eines Bremssteifigkeitskoeffizienten, der zum Berechnen des Sollwerts des Radzylinderdrucks bei der Fahrverhaltenssteuerung genutzt wird,
4 ein Flußdiagramm zu einem Programm zur Berechnung eines Schlupfverhältnis-Sollwerts, wie er benutzt wird zum Berechnen des Sollwerts des Radzylinderdrucks bei der Fahrverhaltenssteuerung,
5 eine Graphik zur Verdeutlichung einer Variationscharakteristik des Bremsteifigkeitskoeffizienten in Relation zur Radlast,
6 eine Graphik über eine Variationscharakteristik eines Korrekturkoeffizienten über dem Radquerschlupfwinkel, bzw. Seitwärtsschlupfwinkel,
7 ein Flußdiagramm zu einem Programm zum Steuern eines Radzylinderdrucks für jedes Rad, durchgeführt durch die Steuerung,
8 eine Druckvariationscharakteristik für den Fall, daß ein Drucksteigerungsventil und ein Druckverminderungsventil in dem Bremssystem von 1 offen sind, wobei (A) die Variationscharakteristik der Druckzunahme aufgrund des Drucksteigerungsventils, und (B) die Variationscharakteristik der Druckverminderung bei Einflußnahme des Druckverminderungsventils zeigt,
9 eine beschreibende Zeichnung eines Reibungskreises eines Reifens,
10 (A) eine Graphik zur Verdeutlichung einer Relation zwischen einem Radschlupfverhältnis, Vorwärts- und Rückwärtsradkräften und dem Bremssteifigkeitskoeffzienten bei einer geraden Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges, (B) eine Graphik über eine Relation zwischen einem Radschlupfverhältnis und einem Reibungskoeffizienten, (C) eine Graphik einer Relation zwischen einem Radquerschlupfwinkel und dem Reibungskoeffizienten bei Kurvenfahrt des Fahrzeuges sind,
11 (A) eine Graphik über die Variationscharakteristik eines Bremssteifigkeitskoeffzienten in Relation zur Radlast, (B) eine Graphik einer Relation zwischen dem Radschlupfverhältnis und dem Reibungskoeffizienten für Straßen mit unterschiedlichen Reibungsbeiwerten (μ) bei gerader Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges, und (C) eine Graphik einer Relation zwischen einem Radquerschlupfwinkel und dem Reibungskoeffizienten bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs sind.
Die technische Lehre wird nachstehend beschrieben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. 1 enthält ein Bremssystem eines Fahrzeuges, bei dem die Steuerung des Fahrzeug-Fahrverhaltens angewandt wird. In 1 sind ein Bremspedal 1, ein Hauptzylinder 2 und ein Bremsflüssigkeitsreservoir 3 gezeigt.
Wird in diesem Bremssystem beim Niederdrücken des Bremspedals 1 vom Hauptzylinder 2 zu Bremskreisen 4, 5 zugeführter Hydraulikdruck erzeugt, dann wird dieser zu Radzylindern 8L/8R linker und rechter Vorderräder 6L/6R und Radzylindern 9L/9R linker und rechter Hinterräder 7L/7R übertragen, um auf diese Weise eine normale Bremsung zu veranlassen.
Bei dieser Ausführungsform umfaßt der Hauptzylinder 2 eine Pumpe 11, die als Druckquelle dient, und einen Akkumulator 12, der den Abgabedruck der Pumpe speichert. Die Pumpe 11 ist gemeinsam dem Hauptzylinder 2 und dem Bremsflüssigkeitsreservoir 3 zugeordnet.
Umschaltventile 13, 14, die normalerweise offen sind, und Umschaltventile 15, 16, die normalerweise geschlossen sind, sind installiert und selektieren, ob der Druck des Hauptzylinders 2 oder der Druck in dem Akkumulator 12 an die Radzylinder 8L/8R der linken und rechten Vorderräder 6L/6R und die Radzylinder 9L/9R der linken und rechten Hinterräder 7L/7R zu übertragen ist.
Sofern die normalerweise offenen Umschaltventile 13, 14 und die normalerweise geschlossenen Umschaltventile 15, 16 abgeschaltet sind (nicht erregt), dann wird der Druck des Hauptzylinders 2 an die Radzylinder 8L/8R der linken und rechten Vorderräder 6L/6R und die Radzylinder 9L/9R der linken und rechten Hinterräder 7L/7R übertragen.
Wenn hingegen in umgekehrter Weise die normalerweise offenen Umschaltventile 13, 14 und die normalerweise geschlossenen Umschaltventile 15, 16 insgesamt geschaltet sind, dann wird der Druck des Akkumulators 12 an die Radzylinder 8L/8R der linken und rechten Vorderräder 6L/6R und die Radzylinder 9L/9R der linken und rechten Hinterräder 7L/7R übertragen.
Normalerweise offene Drucksteigerungsventile 17L/17R und 18L/18R sind jeweils in Bremsdruck-Verminderungskreisen der linken und rechten Vorderräder 6L/6R und linken und rechten Hinterräder 7L/7R installiert und verbunden mit Druckverminderungskreisen, in denen Druckverminderungsventile 19L/19R, 20L/20R installiert sind, die normalerweise geschlossen sind. Die erwähnten Druckverminderungskreise sind ferner verbunden mit einem vorderen Radakkumulator 21 und einem hinteren Radakkumulator 22 (Druckspeicher).
Die vorerwähnten Ventile sind im Regelfall Magnetventile (2/2-Wegeventile), die in der jeweils geschlossenen oder offenen Normalstellung durch Federkraft gehalten werden, und durch einen zugeordneten Schaltmagneten aus der Normalstellung gegen die haltende Federkraft umschaltbar sind.
Solange die Drucksteigerungsventile 17L/17R und 18L/18R abgeschaltet sind, und auch die Druckverminderungsventile 19L/19R und 20L/20R abgeschaltet sind, nehmen die hydraulischen Drücke der Radzylinder der linken und rechten Vorderrädr 6L/6R und der linken und rechten Hinterräder 7L/7R bis auf den gleichen Druck zu, nämlich dem Druck der Druckquelle.
Sind hingegen die Drucksteigerungsventile 17L/17R und 18L/18R eingeschaltet oder erregt, hingegen die Druckverminderungsventile 19L/19R und 20L/20R abgeschaltet, dann werden die Radzylinderdrücke der linken und rechten Vorderräder 6L/6R und der linken und rechten Hinterräder 7L/7R auf ihren gegenwärtigen Werten gehalten.
Wenn die Drucksteigerungsventile 17L/17R und 18L/18R eingeschaltet und damit abgesperrt und die Druckverminderungsventile 19L/19R und 20L/20R ebenfalls eingeschaltet und damit geöffnet sind, werden die Radzylinderdrücke der linken und rechten Vorderräder 6L/6R und der linken und rechten Hinterräder 7L/7R in die zugehörigen Akkumulatoren 21, 22 abgebaut und dadurch vermindert.
Die inneren Drücke der Akkumulatoren 21 und 22, die zu dieser Zeit entstehen, werden rückgeführt zu einem Vorderrad-Bremsflüssigkeits-Druckkreis und einem Hinterrad-Bremsflüssigkeits-Druckkreis durch Pumpen 23 und 24, die jeweils mit diesen Akkumulatoren 21 und 22 verbunden sind.
Deshalb werden die hydraulischen Drücke der Radzylinder der linken und rechten Vorderräder 6L/6R und der linken und rechten Hinterräder 7L/7R jeweils durch einen unterschiedlichen Druckwert gesteuert, wobei die Bremskraft sich entsprechend ändert. Die Steuerung der Radzylinderdrücke wird nachfolgend beschrieben.
In einem gewöhnlichen Status sind alle Umschaltventile 13, 14, 15, 16 und die Drucksteigerungsventile 17L/17R, 18L/18R wie auch die Druckverminderungsventile 19L/19R, 20L/20R abgeschaltet oder entregt. Wird das Bremspedal 1 niedergedrückt, dann wird der in dem Hauptzylinder 2 aufgebaute Hauptzylinder-Hydraulikdruck an die Kreise 4, 5 übermittelt, so daß die hydraulischen Drücke der Radzylinder der linken und rechten Vorderräder 6L/6R und der linken und rechten Hinterräder 7L/7R über die Umschaltventile 13, 14 und die Druckverminderungsventile 17L/17R, 18L/18R gesteigert, worauf diese Drücke die Räder entsprechend dem Ausmaß des Niederdrückens des Bremspedals 1 bremsen.
Sollten die Bäder während der Bremsung blockieren, und zwar bei eingeschalteten und damit abgesperrten Drucksteigerungsventilen 17L/17R, 18L/18R, dann werden die Radzylinderdrücke der zugeordneten Räder aufrechterhalten, während bei eingeschalteten und damit geöffneten Druckverminderungsventilen 19L/19R, 20L/20R die hydraulischen Drücke in den Radzylindern der korrespondierenden Räder abfallen. Durch Selektieren dieser Operationen wird eine Antirutschsteuerung ausgeführt, die das Blockieren der Räder vermeidet.
Sollte beim Beschleunigen des Fahrzeuges ein Durchdrehen der Räder auftreten, dann werden die Umschaltventile 13, 14 eingeschaltet und damit geschlossen und die Umschaltventile 15, 16 abgeschaltet und damit geöffnet. Daraufhin wird vom Akkumulator 12 stammender Druck übertragen, so daß die Radzylinderdrücke der linken und der rechten Vorderräder 6L/6R und der linken und rechten Hinterräder 7L/7R zunehmen können. Bei einem Fahrzeug, in dem ein Durchdrehen der Räder nicht auftritt, werden die Drucksteigerungsventile 17L/17R, 18L/18R eingeschaltet und damit geschlossen, so daß für diese Räder keine Radzylinderdrücke erzeugt werden. Hingegen werden in einem Fahrzeug, bei dem ein Durchdrehen der Räder auftritt, die Radzylinderdrücke der Räder gesteigert durch den Druck aus dem Akkumulator 12 durch Abschalten der Drucksteigerungsventile 17L/17R, 18L/18R. Das heißt, es wird eine Traktionssteuerung durchgeführt, die ein Durchdrehen der Räder verhindert.
Sind die Radzylinderdrücke zu hoch bzw. exzessiv, dann wird die Drucküberhöhung abgebaut (reduziert), und zwar ebenfalls durch Einschalten der Druckverminderungsventile 19L/19R, 20L/20R.
Die vorerwähnte Antischlupfsteuerung und die Traktionssteuerung werden durchgeführt durch eine Steuerung 30.
Davon unabhängig führt diese Steuerung 30 auch die nachstehend beschriebene Steuerung des Fahrzeug-Fahrverhaltens aus.
Zum Zwecke dieser Fahrverhaltens-Steuerung werden der Steuerung 30 bzw. einem die Steuerung 30 repräsentierenden Controller eine Vielzahl von Signalen übermittelt. Diese Signale sind: Signale von Radgeschwindigkeitssensoren 31–34, die jeweils ein Pulssignal abgeben, das mit den Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen Vw1/Vw2 der linken und rechten Vorderräder 6L/6R und den Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen Vw3/Vw4 der linken und rechten Hinterräder 7L/7R korrespondieren, ein Signal von einem Horizontalbeschleunigungssensor 35, der eine horizontale Beschleunigung GY des Fahrzeuges detektiert, ein Signal eines Fahrzeugbeschleunigungssensor 36, der die Vorwärts-/Rückwärtsbeschleunigung GX des Fahrzeuges detektiert, ein Signal eines Gier-Ratensensors 37, der eine Gier-Rate ((d/dt)ϕ) des Fahrzeuges detektiert, ein Signal eines Lenksensors 38, der einen Lenkwinkel (θ) eines Lenkrades detektiert, ein Signal eines Bremsschaliers 39, der eingeschaltet wird, sofern das Bremspedal niedergedrückt wird, und ein Signal eines Hauptzylinder-Drucksensors 40, der den Hauptzylinderdruck abtastet.
Die Steuerung des Fahrverhaltens des Fahrzeuges wird unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme der 2–4 und 7 beschrieben, die in der Steuerung 30 ablaufende Programmroutinen zeigen.
Diese Routinen werden über eine festgelegte Zeit (Δt) durch eine festgelegte Unterbrechung durchgeführt. 2 zeigt ein Programm zum Berechnen eines Sollwerts des Radzylinderdrucks für die Fahrverhaltenssteuerung, 3 ist ein Programm zum Berechnen des Bremssteifigkeitskoeffizienten, 4 ist ein Programm zum Berechnen eines Soll-Schlupfverhältnisses, und 7 ist ein Programm zum Steuern des Bremszylinderdruckes jedes Rades.
Vor der Erläuterung der Steuerung der 2–4 und 7 wird das Verhältnis zwischen dem Schlupfverhältnis der Räder und der Kraft zunächst erläutert, die die Steuerung beeinflußt und auf die Straßenoberfläche übertragen werden kann.
Allgemein kann der maximale Wert derjenigen Kraft, die durch einen Radreifen erzeugt werden kann, schematisch repräsentiert werden durch den Reibungskreis von 9.
Eine Kraft (F), die eine Kombination einer Bremskraft oder Antriebskraft in der Vorwärts-/Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges (Vorwärts-/Rückwärtskraft) und einer Querkraft (FY) ist, die auftritt, falls das Fahrzeug einen Bogen fährt, beispielsweise beim Umfahren einer Ecke, ist gleich der Abmessung (dem Radius) des Reibungskreises.
Wenn der maximale Reibungskoeffizient (μ max) und die Radlast (W) sind, dann ergibt sich F = (FX2 + FY2)1/2 = μ max·w.
Deshalb ist der Maximalwert der Vorwärts-/Rückwärtskraft (FX) gleich dem Reibungskreis (Radius), jedoch nur dann, wenn das Fahrzeug sich gerade vorwärtsbewegt und wenn die Querkraft (FY), die beispielsweise beim Kurvenfahren erzeugt wird, kleiner ist als der Reibungskreis.
Als nächstes wird die Relation zwischen der Vorwärts-/Rückwärtskraft (FX) und dem Radschlupfverhältnis (S) beschrieben. Der Reibungskoeffizient (μs) relativ zum Schlupfverhältnis (S) der Räder bei geradliniger Vorwärtsfahrt des Fahrzeuges ist unterschiedlich vom maximalen Reibungskoeffizienten (μ max), der abhängt von der Straßenoberfläche (μ), jedoch allgemein variiert wie in 10(b) gezeigt ist.
In anderen Worten ist der Reibungskoeffizient ein Maximum, wenn die Räder gerade zu rutschen anfangen.
Wenn sich deshalb das Fahrzeug gerade vorwärtsbewegt, variiert die Vorwärts-/Rückwärtsreibungskraft (FX), die die gleiche Tendenz wie der vorerwähnte Reibungskoeffizient hat, relativ zu dem Radschlupfverhältnis (S) und wie in 10(a) gezeigt.
Wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, rutschen die Räder seitwärts und der Reibungskoeffizient (μs) relativ zu diesem Seitwärtsschlupf variiert während dieser Zeit, wie in 10(c) gezeigt.
In anderen Worten wird der Reibungskoeffizient (μs) klein, sobald der Seitwärtsschlupfwinkel (β), bzw. Radquerschlupfwinkel (β) anwächst.
Wenn zum Definieren eines Brems-(oder Antriebs)-steifigkeitskoeffizienten (ks) mit den Termen der Vorwärts-/Rückwärtskraft (FX) und des Radschlupfverhältnisses (S) vorgegangen wird, wird erhalten: ks = FX/S (1)
Der Steifigkeitskoeffizient (ks) kann deshalb ausgedrückt werden als der Anstieg oder Abfall einer charakteristischen Linie in 10(a).
Wenn dies benutzt wird zum Ausdrücken des Verhältnisses zwischen der vorerwähnten Radlast und dem Reibungskoeffizienten, dann ist FX = ks × S = μs × W × S (2),wobei ks = μs × W.
Unter Berücksichtigung des Brems-(Antriebs)-steifigkeitskoeffizienten (ks), ergibt sich das folgende:

(1) Der Bremssteifigkeitskoeffzient nimmt fast proportional mit der Radlast (W) zu, (wobei die Variation in der Höchstlastregion wie in 11(a)) gezeigt nicht linear verläuft.
(2) Der Bremssteifigkeitskoeffizient nimmt fast proportional mit dem Reibungskoeffizienten (μs) zu, (wobei jedoch der Reibungskoeffizient (μs) relativ zum Radschlupfverhältnis (S) gemäß 11(b) variiert, wenn das Fahrzeug sich geradlinig vorwärtsbewegt).
(3) Der Bremssteifigkeitskoeffizient nimmt in umgekehrter Proportionalität zum Radquerschlupfwinkel (β) ab, sobald das Fahrzeug einen Bogen fährt (der Reibungskoeffizient nimmt ab mit einer umgekehrten Proportion zum Radquerschlupfwinkel (β) gemäß 11(c), sobald das Fahrzeug eine Kurve fährt).

Wird die auf die Straßenoberfläche übertragene Vorwärts-/Rückwärtskraft (Bremskraft) (FX) berücksichtigt, dann ergibt sich das folgende:

(1) Die Bremskraft wird nicht nur dann maximiert, wenn der Wert des Reibungskreises (μ max W) wie durch die Radlast (W) und die Straßenoberfläche (μ) festgelegt ein Maximum ist, sondern auch der Querschlupfwinkel (β) muß während Kurvenfahrt berücksichtigt werden.
(2) Die auf die Straßenoberfläche übertragene Bremskraft (FX) wird bestimmt als FX = ks × S (3),und zwar aufgrund der Relation zum Schlupfverhältnis (S).

Jedoch ändert sich der maximale Reibungskoeffizient (μ max) relativ zum Schlupfverhältnis (S) in Übereinstimmung mit der Straßenoberfläche (μ) gemäß 11(b).
Ferner variiert der Straßenoberflächen-Reibungskoeffizient (μs) aufgrund des Rad-Querschlupfwinkels (β) gemäß 11(c), und wird auch die Bremskraft (FX) unter Berücksichtigung dieser Reibungskoeffizienten variieren.
Um die Bremskraft akkurat zu berechnen ist es deshalb notwendig, in Echtzeit in einer Zeitsequenz den Maximalwert des Straßen-Reibungskoeffizienten (μs) zu suchen.
In der Praxis ist es unter Berücksichtigung der Tatsache, daß sich der Fahrstatus des Fahrzeuges und der Status der Straße kontinuierlich ändern, dann unmöglich, den Maximumwert der Bremskraft oder das Schlupfverhältnis zu detektieren und zu setzen.
Als nächstes wird eine Variationsgeschwindigkeit eines Soll-Schlupfverhältnisses berücksichtigt. Der Laufstatus des Reifens läßt sich wie folgt ausdrücken: It(d/dt)ω = TB – FX·ra = ra(FB – FX) (4)
Deshalb ist TB = FB·ra, wobei

It: = Raddrehungsträgheit
ω: = Radrotationsgeschwindigkeit,
TB: = Bremsmoment aufgrund Bremsung,
ra: = Radius der statischen Radlast,
FX: = vom Rad auf die Straße übertragene Bremskraft,
FB: = Radbremskraft.

Wie aus dieser Gleichung klar wird, nimmt die Drehbeschleunigung der Räder mit der Differenz zwischen der Radbremskraft (FB), wie sie durch die Bremse aufgebracht wird, und der Bremskraft (FX), wie sie vom Rad auf die Straße übertragen wird, zu.
Um deshalb ein Blockieren der Räder und einen Aufschaukeleffekt (hunting) während einer Fahrverhaltenssteuerung zu verhindern, ist es zweckmäßig, die durch die Bremse aufgebrachte Bremskraft nur graduell zu steigern oder zu vermindern unter Berücksichtigung der von den Rädern auf die Straße übertragenen Bremskraft.
Von der rechten Seite der Drehbewegungsgleichung (4) ergibt sich eine Differenz (ΔF) zwischen der durch die Bremse aufgebrachten Bremskraft (FB) und der von dem Rad auf die Straße übertragenen Bremskraft (FX) im Hinblick auf die Relation mit dem ΔF Schlupfverhältnis: ΔF = FB – FX = ks(S* – S) (5),wobei

S: = tatsächliches Schlupfverhältnis des Rades, und
S*: = Soll-Schlupfverhältnis des Rades.

Deshalb kann das Schlupfverhältnis graduell gesteigert werden, so daß es innerhalb von Toleranzlimits bleibt.
In einem aktuellen Steuersystem variiert das Soll-Schlupfverhältnis (S*), wenn die Bremskraft aufgrund der Bremse zunimmt oder abnimmt, und zwar: S* = SO* + ΔS* (6), wobei

SO*: = Soll-Schlupfverhältnis während einer Steuerperiode, und
ΔS*: = Ausmaß der Schlupfverhältnis-Variation.

Für eine bestimmte Zeit wird eine Feedback-Steuerung zu einem Sollwert ausgeführt, wie bei einer konventionellen Anti-Schlupffunktion, sofern die Bremskraft der Bremse und das Soll-Schlupfverhältnis (S*) nicht variieren.
In der Praxis variiert das Soll-Schlupfverhältnis jedoch gemäß der Bremskraft, die durch die Steuerung des Fahrverhaltens gefordert wird. Dies ist ein störender Faktor, der den vorerwähnten Aufschaukeleffekt (hunting) hervorruft.
Deshalb wird in der vorerwähnten Gleichung (6) das Ausmaß der Schlupfverhältnisvariation (ΔS*) begrenzt, um das Rad nicht zu einer raschen Bewegung zu verleiten, und das Ausmaß der Bremskraftzunahme und -abnahme ΔF* = ks × ΔS* wird auf der Basis dessen bestimmt.
Die Antischlupffunktion paßt sich deshalb stabil an Situationen an, so daß das vorerwähnte Problem eliminiert ist.
Das Ausmaß der Bremskraftzunahme und -abnahme (ΔF*) ist proportional zum Ausmaß der Schlupfverhältnisvariation (ΔS*), wird jedoch variieren in Abhängigkeit von dem Steifigkeitskoeftizienten (ks) basierend auf der Straßenoberfläche (μ), der Radlast (W) und dem Radquer-Schlupfwinkel (β), etc., bis es ein zweckmäßiger Wert wird.
Das Schlupfverhältnis ist S = (v – rω)/v = 1·ω/v,wobei

v: = die Geschwindigkeit der Radversetzung.

Wenn deshalb nur ein Rad gebremst wird aufgrund einer kurzzeitigen Variation, dann nimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit (= Radversetzungsgeschwindigkeit) nicht ab und wird nur dieses Rad blockieren.
Bei einem solchen Status gilt der folgende Ausdruck für das Ausmaß der Sollschlupfverhältnis-Variation (ΔS*): ΔS* = –(r – v)Δω.
Deshalb kann das Ausmaß der Sollschlupfverhältnis-Variation (ΔS*) auch begrenzt werden durch die Solldrehbeschleunigung (Δω) (≅(d/dt)ω) des Rades.
Basierend auf den obengenannten Überlegungen existieren zwei Schlüsselpunkte, um das Problem des Aufschaukeleffekts (hunting) der Bremskraft in einem Fahrzeug zu eliminieren, das gesteuert wird durch eine Fahrverhaltenssteuerung und eine Antischlupfsteuenang. Zunächst wird die Sollbremskraft gesetzt auf einen zweckmäßigen Wert, der begrenzt ist durch die Kraft, die tatsächlich übertragen werden kann abhängig von der Straßenoberfläche und den Fahrkonditionen, und zwar basierend auf der Sollbremskraft, die erforderlich ist zum Erzielen eines bestimmten Fahrverhaltens und eines Sollschlupfverhältnisses berechnet aus dem Bremssteifigkeitskoeffizienten (ks). Weiterhin wird die Variationsrate des Schlupfverhältnisses, die den Schlupf status des Fahrzeuges repräsentiert, zweckmäßig derart begrenzt, daß unter Berücksichtigung der Bewegung des Fahrzeuges die Reifen nicht plötzlich rutschen. Das Ausführungsbeispiel setzt diese grundsätzlichen technischen Ideen in der nachstehend beschriebenen Weise ein.
Die Steuerschritte werden nun in einer Sequenz erläutert.
Zunächst wird die Berechnung des Radzylinder-Drucksollwertes zur Fahrverhaltenssteuerung mittels der Routine von 2 beschrieben.
In einem Schritt 51 werden jeweils die Radgeschwindigkeiten (VW1), (VW2) der linken und rechten Vorderräder 6L/6R und die Radgeschwindigkeiten (VW3), (VW4) der linken und rechten Hinterräder 7L/7R berechnet. In einem Schritt 52 werden Sensorausgangswerte abgelesen, die andere Fahrkonditionen zeigen, wie der Lenkwinkel (θ), die Querbeschleunigung (GY), die Vorwärts-/Rückwärtsbeschleunigung (GX) und die Gierrate (d/dt), etc.
Im nächsten Schritt 53 wird ein geschätzter Wert (Vi) der Fahrzeuggeschwindigkeit produziert.
In diesem Fall werden bei dieser Ausführungsform die festgestellten Werte der vorerwähnten Geschwindigkeiten (VW1), VW2), (VW3), (VW4) gefiltert.
Während des Bremsens ist der Maximalwert dieser gefilterten Werte nächst der wahren Fahrzeuggeschwindigkeit. Wird hingegen nicht gebremst, dann ist der Minimalwert dieser gefilterten Werte nächst zur wahren Fahrzeuggeschwindigkeit.
Es wird deshalb der nächste gefilterte Wert bei der wahren Fahrzeuggeschwindigkeit selektiert und wird eine Pseudofahrzeuggeschwindigkeit (Vi) basierend auf diesem Wert berechnet, mit einer Technik, die üblicherweise bei Antischlupfsteuerungen verwendet wird. Dieser Wert wird dann als der geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeitswert genommen.
Beim Berechnen des geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeitswertes (Vi) kann anstelle der vorerwähnten Vorgangsweise eine Korrektur gemacht werden mit einem Integralwert, der durch Integrieren der Fahrzeugvorwärts-/Rückwärtsbeschleunigung (GX) gefunden wird. Dieser Wert kann dann als der geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeitswert (Vi) genommen werden.
Alternativ kann diese Vorgangsweise auch in Verbindung mit der vorerwähnten Methode benutzt werden.
Im Schritt 54 wird der Radquerschlupfwinkel (β) wie nachstehend beschrieben berechnet.
Zunächst wird eine Querschlupfbeschleunigung (βdd) des Rades gefunden aus der Querbeschleunigung (GY), dem geschätzten Wert (Vi) der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Gierrate ((d/dt)ϕ) durch die Gleichung: βdd = GY – Vi·(d/dt)ϕ
Durch Integrieren dieser Querschlupfbeschleunigung (βd) wird eine Querschlupfgeschwindigkeit (βdd) berechnet.
Der Querschlupfwinkel (β) (βd/Vi) wird berechnet durch Dividieren der Querschlupfgeschwindigkeit (βd) durch den geschätzten Wert (Vi) der Fahrzeuggeschwindigkeit.
In einem Schritt 55 wird die Sollgierrate, (d/dt)ϕ* berechnet aus dem Lenkwinkel (θ) und dem Schätzwert (Vi) der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Diese Sollgierrate (d/dt)ϕ* wird genommen als die Gierrate, bei der die erwartete Umrundungskraft an dem Rad erzeugt wird und sich ein neutrales Lenkverhalten erreichen läßt.
In diesem Fall ist die Sollgierrate (d/dt)ϕ* spezifiziert durch den Lenkwinkel (θ) und den Schätzwert (Vi) der Fahrzeuggeschwindigkeit. Sie ist deshalb vorgesetzt als ein Kennfeld aus dem Lenkwinkel (θ) und dem Schätzwert (Vi) der Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Sollgierrate (d/dt)ϕ* wird berechnet durch Ablesen aus diesem Kennfeld.
In einem Schritt 56 wird zum Steuern der Gierrate als eine Funktion des Fahrverhaltens ein Ausmaß einer Fahrverhaltens-Steuerung berechnet basierend auf einer Abweichung (oder einem Variationsausmaß) zwischen der vorerwähnten Sollgierrate (d/dt)ϕ* und der echten Gierrate (d/dt)ϕ, und dem vorerwähnten Querschlupfwinkel (β) (oder der Querschlupf-Winkelgeschwindigkeit βd).
Beispielsweise wird hierzu die Gierrate und/oder der Querschlupfwinkel entsprechend dem Fahrstatus weiter angepasst und eine Sollbremskraft (Δ FO*) der Räder zum Erzielen des vorerwähnten Fahrverhaltens berechnet. In einem Schritt 57 wird der Bremssteifigkeits- oder Antriebskoeffizient (ks) jedes Rades geschätzt.
Diese Schätzung oder Bestimmung wird beschrieben unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von 3.
Zunächst wird in einem Schritt 71 in 3 ein echtes bzw. Ist-Schlupfverhältnis (Si) des Rades berechnet durch: Si = (v – rω)voder Si = (V – rω)rω, wobei

rω: = die Radgeschwindigkeit und
v: = die Radversetzgeschwindigkeit.

Dies wird gefunden durch die Annahme, daß der Schätzwert (Vi) der Fahrzeuggeschwindigkeit derjenige des Fahrzeugschwerpunkts ist, unter Einstellen dieses Wertes für die Position jedes Rades unter Verwendung der Gierrate, (d/dt)ϕ und der Quergeschwindigkeit.
In einem Schritt 72 wird bestimmt, ob der absolute Wert des echten Schlupfverhältnisses (Si) größer ist als ein gesetzter Schlupfverhältniswert (SO), oder nicht.
Falls |Si| > SO, wird in einem Schritt 73 eine an die Räder übertragene Antriebskraft (Fi*) geschätzt auf der Basis einer Motorantriebskraft (Fa) und der Bremskraft (FB) durch Berechnen von Fi* = Fa – FB.
Dabei kann die Motorantriebskraft (Fa) geschätzt werden anhand des Drosselklappenöffnungsgrades, der Motordrehzahl und dem geschalteten Getriebeverhältnis.
Die Bremskraft (FB) aufgrund der Bremse kann berechnet werden durch Multiplizieren des Radzylinderdrucks mit einer Konstanten (bestimmt durch einen Belagsreibungskoeffizienten und den effektiven Radius).
In einem Schritt 74 wird bestimmt, ob der absolute Wert der Radantriebskraft (Fi*) größer ist als ein gesetzter Wert (FO) einer Radantriebskraft oder nicht. Wenn dann |Fi*|> FO ist, wird in einem Schritt 75 der Steifigkeitskoeffizient (kSi) jedes Rades berechnet durch kSi = Fi*/Si.
Die Gleichung zum Berechnen des Bremskraft-Steifigkeitskoeffizienten (kSi) wird nur benutzt, falls im Schritt 72 festgestellt wird, daß das echte Schlupfverhältnis (Si) groß ist (was einen hohen Fahrzeugschlupfstatus andeutet), und wenn im Schritt 74 festgestellt wird, daß die Radbremskraft (Fi*) groß ist. Dies wird gemacht, um Schätzfehler für den Bremssteifigkeitskoeffizienten (kSi) zu vermeiden.
Wenn im Schritt 72 festgestellt wird, daß das echte Schlupfverhältnis (Si) groß ist, kann die vorerwähnte Gleichung zum Berechnen des Bremssteifigkeitskoeffizienten (kSi) unmittelbar benutzt werden.
Wenn im Schritt 72 festgestellt wird, daß das echte Schlupfverhältnis (Si) den gesetzten Wert (SO) des Schlupfverhältnisses nicht überschreitet, oder wenn festgestellt wird im Schritt 74, daß die Radantriebskraft (Fi*) den gesetzten Wert (FO) der Radantriebskraft nicht überschreitet, dann geht die Routine weiter zu einem Schritt 76.
Im Schritt 76 wird der Bremssteifigkeitskoeffizient (kSi) berechnet aus einer Radlast (Wi), einem Radquerschlupfwinkel (βi) und einem geschätzten Wert (μ max) des Straßenreibungskoeffizienten, und zwar durch die Gleichung: kSi = f(Wi, βi, μ max) f(Wi) × μ max × f(βi).
Der vorerwähnte Term f(Wi) repräsentiert die Variationscharakteristik des Bremssteifigkeitskoeffizienten (ks) aufgrund der Radlast (Wi) auf einer trockenen Straße wie in 5 gezeigt.
Weiterhin zeigt f(βi) die Variationscharakteristik eines Korrekturtaktors, der gemäß 6 für jeden Radquerschlupfwinkel (βi) bestimmt ist.
Dabei kann die Radlast (Wi) geschätzt werden als eine dynamische Last unter Berücksichtigung der Fahrzeugvorwärts-/Rückwärtsbeschleunigung und der Fahrzeugquerbeschleunigung in Relation zu einer statischen Konstruktionslast.
Der Radquerschlupfwinkel (βi) kann berechnet werden aus der Position jedes Rades und dem Lenkwinkel, unter der Annahme, daß ein Fahrzeugschlupfwinkel-Schätzwert auf den Schwerpunkt des Fahrzeuges bezogen ist.
Nachdem der Bremssteifigkeitskoeffizient (ks) jedes Rades berechnet ist auf die vorbestimmte Weise und in einem Schritt 57 in 2, wird in einem Schritt 58 dieser Figur das Sollschlupfverhältnis (S*) jedes Rades gesetzt.
Das Setzen dieses Sollschlupfverhältnisses ist im Detail in 4 gezeigt.
Als erstes wird in einem Schritt 81 vor Ausübung einer Begrenzung das Sollschlupfverhältnis S1* = FO*/ks berechnet durch Dividieren der Sollbremskraft (FO*) wie vor der Begrenzung im Schritt 56 von 2 gefunden durch den vorerwähnten Bremssteifigkeitskoeffizienten (ks).
Als nächstes wird in einem Schritt 82 bestimmt, ob das Sollschlupfverhältnis (S1*) vor der Begrenzung größer ist oder nicht als ein gesetzter Wert (Smax) korrespondierend mit dem maximalen Schlupfverhältnis (z.B. um die 25%), das gesteuert werden kann.
Auf diese Weise wird festgestellt, ob der Schlupfbereich ein Bereich ist, der nicht gesteuert werden kann und in dem ein Aufschaukeleffekt (hunting) vermutlich auftritt, oder ein Schlupfbereich, der gesteuert werden kann und innerhalb dessen diese Art des Problemes nicht auftreten wird.
Wenn der Schlupf klein ist, so daß das Schlupfen gesteuert werden kann, wird in einem Schritt 83 nach einer Begrenzung ein Sollschlupfverhältnis (S2*) gleichgesetzt mit dem Sollschlupfverhältnis (S1*), ehe dies begrenzt wird.
Wenn jedoch der Schlupf stark ist, so daß das Schlupfen nicht mehr kontrolliert werden kann, wird in einem Schritt 84 das Sollschlupfverhältnis (S2*) nach einer Begrenzung begrenzt auf den Grenzwert (Smax), bei dem eine Schlupfsteuerung noch möglich ist.
Indem auf diese Weise nach einer Begrenzung das Sollschlupfverhältnis (S2*) gesetzt wird, wird das Sollschlupfverhältnis auf einem Bereich limitiert, innerhalb dessen der Schlupf oder das Rutschen gesteuert werden kann, und kann auch die Sollbremskraft (F*) wie nachstehend beschrieben berechnet so begrenzt werden, daß sie sich innerhalb eines zweckmäßigen Bereiches befindet.
Als nächstes wird die Variationsrate des Sollschlupfverhältnisses in Schritten 85 bis 89 begrenzt.
Dabei wird im besonderen im Schritt 85 der Absolutwert einer Differenz zwischen dem Sollschlupfverhältnis (S2*) nach einer Begrenzung und einem Sollschlupfverhältnis (SO*) aus der unmittelbar vorhergehenden Steuerperiode, d.h. ΔS* = |S2* – SO*| als erstes berechnet als ein Variationsausmaß des Sollschlupfverhältnisses.
Als nächstes wird im Schritt 86 durch Bestimmen, ob die Variationsrate ΔS* des Sollschlupfverhältnisses schneller ist als ein gesetzter Wert ΔSO der Variationsrate des Sollschlupfverhältnisses, oder nicht, auch bestimmt, ob die Variationsrate des Sollschlupfverhältnisses innerhalb eines Bereiches liegt, oder nicht, in welchem die Wahrscheinlichkeit eines Aufschaukeleffektes (hunting) hoch ist.
Im Schritt 87 wird auch festgestellt, ob das Sollschlupfverhältnis zunimmt odr abnimmt, und zwar durch Vergleichen des Sollschlupfverhältnisses (SO*) nach dessen Begrenzung mit dem Sollschlupfverhältnis (SO*) der unmittelbar vorhergehenden Steuerungsperiode.
Wenn im Schritt 86 festgestellt ist, daß sich die Variationsrate des Sollschlupfverhältnisses innerhalb eines Bereiches befindet, in welchem das Auftreten des Aufschaukeleffektes (hunting) nicht wahrscheinlich ist, d.h. bei ΔS* ≤ SO, dann geht die Routine weiter zu einem Schritt 88.
Im Schritt 88 wird das Sollschlupfverhältnis (S*) auf denselben Wert gesetzt, wie oben beschrieben gefundene Sollschlupfverhältnis (S2*).
Wenn im Schritt 86 festgestellt wird, daß sich die Variationsrate des Sollschlupfverhältnisses innerhalb eines Bereiches befindet, in welchem die Wahrscheinlichkeit des Aufschaukeleffekts (hunting) hoch ist, d.h. bei ΔS* > ΔSO, dann geht die Routine zu einem Schritt 87 weiter.
Wenn das Schlupfverhältnis zunimmt, abhängig davon, ob das ermittelte Sollschlupfverhältnis zunimmt oder abnimmt, dann geht die Routine weiter zu einem Schritt 89, in welchem ein Wert ermittelt wird durch Substrahieren des vorbestimmten Ausmaßes (ΔS) von dem Sollschlupfwert (SO*). Dieser ermittelte Wert wird dann genommen als das Sollschlupfverhältnis (S*).
Wenn andererseits das Schlupfverhältnis abnimmt, wird in einem Schritt 90 ein Wert ermittelt durch Steigern des Sollschlupfverhältnisses (SO*) um das vorbestimmte Ausmaß (ΔS) und dieser Wert wird dann als das Sollschlupfverhältnis (S*) genommen.
Auf diese Weise wird erreicht, daß die Variationsrate des Sollschlupfverhältnisses (S*) den vorerwähnten vorbestimmten Wert (ΔSO) nicht überschreitet.
Durch Begrenzen der Variationsrate des Sollschlupfverhältnisses (S*) derart, daß dieses den gesetzten Wert (ΔSO) nicht überschreitet, kann auch die Variationsrate der Sollbremskraft (F*) auf einen passenden Bereich eingegrenzt werden, wobei diese Sollbremskraft basierend auf dem Sollschlupfverhältnis (S*) wie nachstehend erläutert berechnet wird.
Nach dem Setzen des Sollschlupfverhältnisses (S*) für jedes Rad wie vorstehend beschrieben und im Schritt 58 in 2, wird in einem Schritt 59 die Sollbremskraft (F*) für jedes Rad auf der Basis dieses Sollschlupfverhältnisses (S*) gefunden, wie auch der Bremssteifigkeitskoeffizient (ks) durch Berechnen F* = ks × S*.
Da jedoch, wie vorstehend beschrieben, obere Grenzwerte gesetzt sind für das Sollschlupfverhältnis (S*) und seine Variationsrate und diese Quantitäten begrenzt sind derart, daß sie nicht ihre Grenzwerte überschreiten, wird auch für die Sollbremskraft (F*) eine korrespondierende Grenze angewandt.
In einem folgenden Schritt 60 werden die Radzylinderdrücke (P1*), (P2*), (P3*), (P4*) der linken und rechten vorderen und hinteren Räder 6L, 6R, 7L, 7R berechnet, die gebraucht werden, um die Sollbremskraft für jedes Rad zu erzeugen.
Wenn diese Sollradzylinderdrücke als (P*) geschrieben werden, lassen sie sich finden unter Verwendung von P* = A × F*, wobei A eine Konstante ist, die bestimmt ist durch die Dimensionen der Bremseinheit jedes Rades.
7 ist ein Programm zum Steuern des Druckes jedes Rades basierend auf den Sollraddruckwerten (P1*), (P2*), (P3*), (P4*), wie vorstehend berechnet.
Die Ventile 13–16, 17L/17R, 18L/18R, 19L/19R, 20L/20R in 1 sind bezüglich des Ein- und Ausschaltens gesteuert und bedarfsgesteuert derart, daß ein intrinsischer-Radzylinderdruck (PW) dem korrespondierenden Sollwert, (P*) gleich ist, wie er vorstehend berechnet wurde. Speziell wird in einem Schritt 91 ein Druckdifferential (ΔP*) = P* – PW zwischen dem intrinsischen Radzylinderdruckwert (P*) und dem gegenwärtigen Radzylinderdruck (PW) berechnet.
Im nächsten Schritt 92 werden die korrespondierenden Drucksteigerungsventile 17L/17R, 18L/18R oder Druckverminderungsventile 19L/19R, 20L/20R bedartsabhängig gesteuert durch einen Druckservo, so daß dieses erwähnte Druckdifferential (ΔP*) abnimmt.
Diejenigen Drucksteigerungsventile oder Druckverminderungsventile, die nicht bedarfsabhängig gesteuert werden, werden in einem eingeschalteten oder ausgeschalteten Status gehalten, um mit der vorerwähnten Radzylinderdrucksteuerung übereinzustimmen.
Dabei bestimmt die Bedarfssteuerung die Proportion der Zeit, über welche ein Drucksteigerungsventil oder ein Druckverminderungsventil während einer Periode (z.B. 50 msek) offen ist.
Bei der Durchführung dieser bedarfsabhängigen Steuerung werden die Drucksteigerungscharakteristika gemäß 8(a) oder die Druckminderungscharakteristika gemäß 8(b) verwendet.
Diese Charakteristika sind Kennfelder über die Drucksteigerungs-/Verminderungs-Proportion (±ΔP/msek), wenn das jeweilige Drucksteigerungsventil oder Druckverminderungsventil offengehalten ist. Die Öffnungszeit des Drucksteigerungsventils oder des Druckminderungsventils, d.h., die Betätigungspflicht des Drucksteigerungsventils oder Druckminderungsventils, wird bestimmt und ausgegeben basierend auf diesen Charakteristika.
Als ein Resultat wird das Druckdifferential (ΔP*) reduziert, und wird der innere Radzylinderdruck (PW) zur Übereinstimmung gebracht mit dem korrespondierenden Sollwert (P*).
In einem Schritt 93 wird der innere Radzylinderdruck (PW), der in Abhängigkeit von der vorerwähnten Steuerung variiert, berechnet und geschätzt aus PW = PW ± ΔP × ΔT, wobei das gefundene Resultat bei der Berechnung in dem Schritt 91 bei der nächsten Gelegenheit benutzt wird, bei der eine Steuerung ausgeführt wird.
Bei der Fahrverhaltens-Kontrolle des Fahrzeugs mittels der vorerwähnten Radbremskraftsteuerung werden die Sollbremskraft und ihre Variationsrate während der Fahrverhaltenssteuerung begrenzt auf einen oberen Grenzwert, wie oben erwähnt. In anderen Worten werden die Sollbremskraft und ihre Variationsrate an die größten zulässigen Werte gebracht, jedoch innerhalb eines Bereiches, in dem eine gegenseitige Beeinträchtigung zwischen der Fahrverhaltenssteuerung und der Antirutschsteuerung nicht auftritt, obwohl diese Parameter entsprechend der Kondition der Straße und den Fahrkonditionen differieren.
Deshalb wird zwischen den beiden Typen der Steuerung keine gegenseitige Beeinträchtigung auftreten und auch der Aufschaukeleffekt (hunting) vermieden.
Dies eliminiert das Problem eines Wiederholungszyklusses, bei dem die Räder während der Fahrverhaltenssteuerung blockieren, die Bremskraft durch die Schlupfsteuerung abgebaut wird, um die Räder aus ihrem Blockierzustand zu lösen, was jedoch bewirkt, daß sich das Fahrzeug nicht wünschenswert verhält, ehe erneut die Fahrverhaltens steuerung eingreift, die Räder wiederum blockieren und gleichzeitig wieder eine Schlupfsteuerung durchgeführt wird.
Bei der Bestimmung der vorerwähnten oberen Grenzwerte des Bremskraft-Sollwerts und seiner Variationsrate werden jedoch die oberen Grenzen nicht unnötig beschränkt. Es wird der Fall ausgeschlossen, bei dem die Wiederherstellung eines bestimmten Fahrverhaltens um mehr als die Ansprechzeit verzögert wird, die tatsächlich auf einer Straße mit guten Reibungsverhältnissen möglich ist.
Bei der vorerwähnten Ausführungsform wird die Variationsrate (ΔS*) des Sollschlupfverhältnisses gesteuert, um die Variationsrate der Bremskraft zu begrenzen. Falls, innerhalb einer kurzen Zeitspanne die Variationsrate gleich ist der Radrotationsbeschleunigung, dann kann die Variationsrate der Bremskraft begrenzt werden auf einen Wert, der mit dieser Radrotationsbeschleunigung korrespondiert.
Weiterhin wurde bei dieser Ausführungsform der Bremssteifigkeitskoeffizient gesetzt, um die Relation zwischen der Bremskraft und dem Schlupfverhältnis zu spezifizieren. Da jedoch die Radlast, der Straßenoberflächen-Reibungskoeffizient und der Reifenschlupfwinkel typische Charakteristika haben, läßt sich der gleiche Effekt erzielen durch individuelles Benutzen dieser Charakteristika, um eine Relation herzustellen.

Claims

Vorrichtung zur Regelung des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges mit: einer Steuereinrichtung (30), die eine Bremskraft für jedes Rad (6L, 6R, 7L, 7R) derart regelt, dass ein Ist-Fahrverhalten des Fahrzeuges ein Soll-Fahrverhalten erreicht, und die die Bremskraft für jedes Rad (6L, 6R, 7L, 7R) derart regelt, dass ein Ist-Radschlupf (S) einen Soll-Radschlupf (S*) erreicht, wobei eine Bremskraft-Begrenzungssteuereinrichtung vorgesehen ist, die zum Erreichen des Soll-Fahrverhaltens die Bremskraft auf einen oberen Grenzwert begrenzt oder einen Gradienten der Bremskraft auf einen oberen Grenzwert begrenzt, so dass die Grenzwerte auf den größtmöglichen Wert begrenzt sind, bei dem keine gegenseitige Beeinträchtigung zwischen der Regelung des Fahrverhaltens und der Regelung des Radschlupfes eintritt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft-Begrenzungssteuereinrichtung einen Bremssteifigkeitskoeffizienten (k_s) schätzt, der ein Verhältnis zwischen der auf eine Straßenoberfläche übertragbaren Bremskraft (FX) und dem Radschlupf (S) ausdrückt, den Soll-Radschlupf (S1*) berechnet, indem ein Sollwert der Bremskraft (FO*) zur Regelung des Fahrverhaltens vor einer Begrenzung durch den Bremssteifigkeitskoeffizienten (ks) dividiert wird, und den Sollwert der Bremskraft auf einen oberen Grenzwert begrenzt, sobald der Soll-Radschlupf (S1*) einen vorbestimmten Wert (Smax) überschreitet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft-Begrenzungssteuereinrichtung den Sollwert der Bremskraft (FO*) durch Begrenzung des Soll-Radschlupfes (SO*) auf einen Maximalwert begrenzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft-Begrenzungssteuereinrichtung den Sollwert der Bremskraft begrenzt, sobald ein Gradient des Soll-Radschlupfes (SO*) einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft-Begrenzungssteuereinrichtung den Gradienten des Sollwerts der Bremskraft (FO*) durch Begrenzung des Gradienten des Soll-Radschlupfes (SO*) auf einen Maximalwert begrenzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft-Begrenzungssteuereinrichtung den Bremssteifigkeitskoeffizienten berechnet durch Dividieren einer Radantriebskraft, die durch Subtrahieren einer tatsächlichen Bremskraft (FB) von einer Motorantriebskraft (Fa) berechnet wird, durch den Radschlupf, sobald ein absoluter Wert des Radschlupfes (Si) einen vorbestimmten Wert des Radschlupfes (SO) überschreitet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft-Begrenzungssteuereinrichtung den Bremssteifigkeitskoeffizienten berechnet durch Dividieren einer Radantriebskraft durch den Radschlupf, sobald ein absoluter Wert des Radschlupfes (Si) einen vorbestimmten Wert des Radschlupfes (SO) überschreitet, und sobald ein absoluter Wert einer Radantriebskraft (Fi*), der durch Subtrahieren einer tatsächlichen Bremskraft (FB) von einer Motorantriebskraft (Fa) berechnet wird, einen vorbestimmten Wert der Radantriebskraft (FO) überschreitet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft-Begrenzungssteuereinrichtung den Bremssteifigkeitskoeffizienten basierend auf einer Radlast (Wi) berechnet, sobald ein absoluter Wert des Radschlupfes (Si) kleiner ist als ein vorbestimmter Wert des Radschlupfes (SO) oder sobald ein absoluter Wert einer Radantriebskraft (Fi*), der durch Subtrahieren einer tatsächlichen Bremskraft (FB) von einer Motorantriebskraft (Fa) berechnet wird, kleiner ist als ein vorbestimmten Wert der Radantriebskraft (FO).
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft-Begrenzungssteuereinrichtung den aufgrund einer Radlast (Wi) berechneten Bremssteifigkeitskoeffizienten (KSi) korrigiert durch entweder einen Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten (μ max) oder einen Radquerschlupfwinkel (βi), oder durch beides.