DE3919347C2

DE3919347C2 - Einrichtung und Verfahren zur Regelung einer Fahrzeugbewegung

Info

Publication number: DE3919347C2
Application number: DE3919347A
Authority: DE
Inventors: Dean C Karnopp; Yoshiyuki Yasui
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 1988-06-15
Filing date: 1989-06-13
Publication date: 1993-12-23
Anticipated expiration: 2009-06-14
Also published as: DE3919347C3; DE3919347A1

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Einrichtung und ein Verfahren zur Regelung einer Fahrzeugbewegung. Ins besondere bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung und ein Verfahren zur Verbesserung der Fahrzeugstabilität durch Regelung des Bremsmoments des Fahrzeugs, wie sie in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 8 niedergelegt sind.

Während einer Fahrzeugbewegung, wie einer Kurvenfahrt, beeinflussen sowohl Längskräfte, d.h. von der Fahrzeugfront zum Fahrzeugheck wirkende Kräfte, und seitliche Kräfte, d.h. von Seite zu Seite wirkende Kräfte, das Verhalten des Fahrzeugs in der Seiten- sowie Längsrichtung, wie in dem Aufsatz "A Study on Vehicle Turning Behaviour in Accele ration and in Braking", SAE Technical Paper No. 852 184, Seiten 75-86, von Masato Abe, dessen Inhalt hiermit zum Gegenstand der Offenbarung der vorliegenden Erfindung ge macht wird, erläutert wird.

Wie ferner in diesem Aufsatz beschrieben ist, stehen kom plizierte Bewegungsgleichungen bei der Erläuterung des kom binierten Seiten- und Längsverhaltens des Fahrzeugs mitein ander in engem Zusammenhang, weil viele der stabilen Gleich gewichtsbedingungen, die während eines Betriebs mit konstan ter Geschwindigkeit bestehen, nicht während eines Bremsens oder einer Beschleunigung des Fahrzeugs vorliegen oder vor liegen können.

Die unterschiedlichen Längskräfte, die die Fahrzeugstabili tät während eines Bremsens oder einer Beschleunigung beein flussen, haben das Bestreben, die Hinterräder eines Fahr zeugs auf Grund einer unterschiedlichen Abnahme in der Hin terradbelastung während eines Bremsens zum Blockieren zu bringen. Um das Auftreten einer solchen Hinterradblockie rung zu verhindern, schließen einige Bremsregelsysteme nach dem Stand der Technik ein Druckminderventil ein, um den Bremswert im Verhältnis zu den in Längsrichtung sich ändern den Belastungen der Fahrzeugfront mit Bezug zum Fahrzeugheck zu justieren.

Wenngleich die Anwendung eines derartigen Druckminderventils dazu beiträgt, während eines Bremsens das auf die in Längs richtung sich ändernden Belastungskräfte zurückzuführende Hinterradblockieren zu verhindern, so regelt es nicht in ausreichender Weise die Bremswirkung an den Fahrzeugrädern, um einen Ausgleich für Änderungen in der Fahrzeugbelastung zu schaffen, die auf Querkräfte, d.h. von einer zur anderen Seite wirkende Kräfte, zurückzuführen sind. Wenn ein Fahrzeug beispielsweise eine Kurvenfahrt ausführt, so liegt nicht nur eine Längs-Lastverschiebung in einer tangentialen Richtung zur Bewegungsbahn des Fahr zeugs vor, sondern es ist auch eine Quer-Lastverschiebung in einer Richtung vorhanden, die rechtwinklig zur Bewegungs bahn des Fahrzeugs verläuft. Eine derartige Quer-Lastver schiebung wird beispielsweise von den auf der Innenseite der Kurve in der Fahrzeugbahn befindlichen Rädern auf die Räder auf der Außenseite dieser Kurvenbahn übertragen. Die se Quer-Lastverschiebung ist es, die das Fahrzeug aus seiner gegenwärtigen Bahn, die durch einen bestehenden Krümmungs radius bestimmt ist, zwingt und in einen Über- oder Unter steuerzustand versetzt.

In dem oben erwähnten Aufsatz von Masato Abe wird eine Stu die über die Einwirkung einer Beschleunigung und eines Bremsens auf ein Kurvenverhalten eines Fahrzeugs gegeben. In dieser Studie werden Gleichgewichtsgleichungen einer Fahrzeugbewegung für konstante Quer- und Längsbeschleuni gungen, die das Kurvenverhalten des Fahrzeugs während einer Beschleunigung und eines Bremsens beschreiben, entwickelt. Die abgeleiteten Gleichungen werden benutzt, um die Krüm mungsradien des Fahrzeugweges gegenüber einer Vorwärtsfahrt oder -geschwindigkeit des Fahrzeugs während einer konstan ten Beschleunigung oder eines konstanten Bremsens in Kur ven zu erhalten. Das Kurvenverhalten des Fahrzeugs wird auch durch eine Kennlinie beschrieben, die die Querbeschleu nigung gegenüber der Längsbeschleunigung für eine kreisför mige Kurvenfahrt wiedergibt. Beispielsweise zeigen die Fig. 5-7 dieses Aufsatzes, daß für einen gegebenen Lenkwin kel eine erhöhte, beispielsweise auf einen Bremsbetrieb zurückzuführende Verlangsamung, wie sie durch eine negative Beschleunigung in diesen Fig. 5-7 wiedergegeben ist, in einer Änderung von einem Untersteuerzustand, d.h. einem Anstieg im Kurvenradius, zu einem ansteigend starken oder schwerwiegenden Übersteuerzustand, d.h. zu einer Abnahme im Kurvenradius, mit ansteigender Fahrzeuggeschwindigkeit (Fahrgeschwindigkeit) resultiert.

Obgleich im Stand der Technik erkannt wurde, daß Längs- wie auch Querkräfte die Fahrzeugbewegung während einer Kur venfahrt beeinflussen, so besteht dennoch die Notwendigkeit ein Regelsystem für eine Fahrzeugbewegung zu schaffen, das tatsächlich einen Ausgleich für die Querkräfte, welche nach teilig die Fahrzeugstabilität im Verlauf der Fahrzeugbewe gung beeinflussen, herbeiführt.

Aus dem Stand der Technik gemäß der DE 35 18 221, welche sich ebenfalls mit dem Problem der Fahrzeugbewegung infolge von Längs- und Querkräften befaßt, ist es bekannt, ein Fahrgeschwindigkeitssignal, ein Signal von einem Lenkwinkelfühler sowie das Signal eines Giergradsensors, einem Rechner zuzuführen, welcher aus diesen Werten einen Ausbrechschwellenwert berechnet. Der Rechner vergleicht anschließend die tatsächlich gemessene Ausbrechgröße mit dem errechneten Ausbrechschwellenwert, worauf entsprechend einer hieraus ermittelten Differenz der derzeit vorherrschende Bremsdruck an den Vorder- oder Hinterrädern beeinflußt wird. Dabei kann dieser Bremsdruck sowohl erniedrigt, konstant gehalten oder aber auch erhöht werden.

Dieser Stand der Technik sieht demnach vor, daß zur Aufrechterhaltung der Fahrzeugstabilität das auf das Fahrzeug einwirkende Giermoment gesteuert wird. Zur Steuerung dieses Giermoments regelt die Vorrichtung den Vorder- und Hinterradbremsflüssigkeitsdruck unabhängig voneinander. Mit dieser Regelweise ist jedoch der steuerbare Bereich des Giermoments erheblich eingeschränkt. Ferner regelt diese bekannte Vorrichtung den Bremsflüssigkeitsdruck lediglich während eines Bremsvorgangs, so daß die Aufrechterhaltung der Fahrzeugstabilität im ungebremsten Fahrzustand nicht gewährleistet werden kann.

Angesichts dieses Standes der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Einrichtung zur Regelung einer Fahrzeugbewegung sowie ein entsprechendes Verfahren zu schaffen, mit dem es möglich ist über einen weiten Bereich das Giermoment zu steuern und somit die Fahrzeugstabilität aufrechtzuerhalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 8 gelöst.

Der Kern der Erfindung besteht demzufolge darin, daß die Einrichtung zur Regelung der Fahrzeugbewegung die Bremskräfte auf die Innenräder und auf die Außenräder mit Bezug auf die Fahrsituation, d. h. im Ansprechen auf einen ermittelten aktuellen Gier- oder Seitenabweichungsgrad unabhängig voneinander regelt. Hierzu umfaßt die Vorrichtung erfindungsgemäß einen Meßwertgeber, um den tatsächlichen Giergrad des Fahrzeugs zu messen. Ferner enthält die Vorrichtung auch eine Einrich tung zur Bestimmung eines Soll-Giergrades des Fahr zeugs und zur Erzeugung eines Ausgangssignals in Abhängig keit von einem Vergleich des Soll-Giergrades mit dem tatsächlichen Giergrad. Der Soll-Giergrad wird auf der Grundlage des Lenkwinkels und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt. Folglich wird eine erste Fühlein richtung für ein Ermitteln des Lenkwinkels, mit dem das Fahrzeug kurvt, und eine zweite Fühleinrichtung zur Ermitt lung der Fahrgeschwindigkeit vorgesehen. Die zweite Fühl einrichtung umfaßt gemäß Anspruch 2 eine Mehrzahl von Raddrehzahlfühlern, die die Umlaufgeschwindigkeit eines jeden Fahrzeugrades unabhängig ermitteln, so daß eine genaue Anzeige der Fahr geschwindigkeit aus einem Mittelwert der Ausgänge der Rad drehzahlfühler erhalten werden kann.

Das im Ansprechen auf den Vergleich des Soll-Gier grades mit dem tatsächlichen oder aktuellen Giergrad erzeugte Ausgangssignal wird der Bremsregeleinrichtung zugeführt. Auf der Grundlage dieses Ausgangssignals hält die Bremsregeleinrichtung die Führungseigenschaft oder Handling-Charakteristik des Fahrzeugs neutral, d.h., sie verhindert ein Über- oder Untersteuern, oder sie erlaubt im besten Fall lediglich ein vernachlässigbares Auftreten eines Untersteuerns während eines Fahrmanövers, wie einer Kurvenfahrt.

Wenn eine Diskrepanz zwischen dem gemessenen und dem Soll-Giergrad besteht, so wird insbesondere das Vorhan densein von Querkräften, die nachteilig die Fahrzeugbewegung beeinflussen können, angezeigt. Wird der ermittelte oder gemessene Giergrad gegenüber dem Soll-Giergrad als kleiner bestimmt, so wird die Bremsregeleinrichtung die auf die Fahrzeugräder, die der Innenseite der Kurve in der Fahrzeugbahn zugewandt sind, aufgebrachte Bremskraft erhö hen und/oder die auf die der Außenseite der Kurve zugewand ten Fahrzeugräder aufgebrachte Bremskraft vermindern. Ist andererseits der ermittelte Giergrad gegenüber dem Soll-Giergrad größer, so wird die Bremsregeleinrichtung die auf die inneren Fahrzeugräder aufgebrachte Bremskraft vermin dern und/oder die auf die äußeren Fahrzeugräder aufgebrachte Bremskraft erhöhen. Gibt das Ausgangssignal jedoch an, daß der aktuelle und der Soll-Giergrad gleich sind, dann wird keine Maßnahme oder Einwirkung unternommen.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung von bevorzugten Aus führungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnun gen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Bremsregelsystems zur Stabilisierung der Bewegung eines Kraftfahrzeugs in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Flußplan für das in Fig. 1 gezeigte System;

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines Bremsregelsystems zur Stabilisierung einer Bewegung eines Kraftfahrzeugs;

Fig. 4 ein Diagramm der Kräfte, die zur Berechnung der Gier rate von den in Fig. 3 zum Einsatz gelangenden Füh lern verwendet wird;

Fig. 5 einen Flußplan für das in Fig. 3 gezeigte System.

Gemäß dem in Fig. 1 schematisch gezeigten Bremsregelsystem gemäß der Erfindung zur Stabilisierung einer Fahrzeugbewe gung ist eine Einrichtung zur Messung eines aktuellen Gier grades des Fahrzeugs vorhanden, die einen Giergradkreisel 2 umfaßt. Dieser Giergradkreisel ist am oder nahe dem Schwer punkt (Gravitationszentrum) des Fahrzeugaufbaus angeordnet und spricht auf den Einfluß von auf das Fahrzeug einwirken den destabilisierenden Kräften an.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 umfaßt auch eine Einrichtung zur Bestimmung eines gewünschten Giergrades des Fahrzeugs und zur Erzeugung eines Ausgangssignals im Ansprechen auf einen Vergleich des gewünschten Giergrades mit dem aktuel len Giergrad. Die Einrichtung zur Bestimmung eines gewünsch ten Giergrades schließt ein Steuergerät ein, das auf Ein gangssignale von einer ersten Fühleinrichtung zur Ermitt lung eines Lenkwinkels des Fahrzeugs und einer zweiten Fühl einrichtung zur Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit anspricht. Die erste Fühleinrichtung umfaßt einen Lenkwinkelfühler 6, der einem Lenkrad 8 des Fahrzeugs zugeordnet ist. Die zweite Fühleinrichtung umfaßt die Raddrehzahlfühler 12, 14, 16 und 18, die den einzelnen Rädern 20, 22, 24 und 26 jeweils zugeordnet sind. Der Lenkwinkelfühler liefert an das Steuergerät 4 über den Leiter 10 ein Eingangssignal, das für einen Einschlagwinkel des Fahrzeugs kennzeichnend ist. Die Raddrehzahlfühler 12, 14, 16 und 18 geben an das Steuergerät 4 eine Anzeige über die jeweilige Drehzahl eines jeden der Räder 20, 22, 24 und 26 über die zugeord neten Leiter 30, 32, 34 und 36.

Über den Leiter 38 empfängt das Steuergerät 4 auch den ge messenen Giergrad vom Giergradkreisel 2, so daß es dann im Ansprechen auf einen Vergleich des gewünschten Giergra des mit dem tatsächlichen Giergrad ein Ausgangssignal erzeu gen kann, das als ein Eingang einer Bremsregeleinrichtung über die Ausgangsleiter 40, 42, 44 und 46 des Steuergeräts 4 zugeführt wird.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Bremsregeleinrichtung einen Haupt bremszylinder 48, dem ein vom Fahrer betätigtes Bremspedal 50 zugeordnet ist. Der Hauptbremszylinder 48 regelt seiner seits vier Bremsflüssigkeitsdruckmodulatoren 52, 54, 56 und 58 über die Leitungen 60 und 62 im Ansprechen auf ein Niederdrücken des Bremspedals. Die Bremsflüssigkeitsdruck modulatoren, die im folgenden der Einfachheit halber nur als Druckmodulatoren bezeichnet werden, erhöhen oder vermin dern den Bremsflüssigkeitsdruck in jeder der Bremsflüssig keitsleitungen (Bremsleitungen) 64, 66, 68 bzw. 70. Ein Anstieg oder Abfall in jeder dieser Bremsleitungen 64, 66, 68 und 70 führt wiederum in an sich bekannter Weise zu einem Anstieg oder Abfall in der Bremswirkung der Bremselemente an jedem der Räder 20, 22, 24 und 26.

Auf der Grundlage des Ergebnisses des innerhalb des Steuer geräts 4 ausgeführten Vergleichs wird der Bremsflüssigkeits druck in jeder der Bremsleitungen 64, 66, 68 und 70 so ein geregelt, daß trotz des Auftretens von Querkräften während beispielsweise einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs dessen Sta bilität aufrechterhalten wird. Das Bremsregelsystem von Fig. 1 kann auch so ausgebildet werden, daß es ein bekann tes Dosierventil enthält, um Längskräfte, die die Fahrzeug stabilität beeinflussen können, gleichzeitig zu kompensieren.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 wird eine mehr ins einzel ne gehende Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung von Fig. 1 erläutert. Das Steuergerät 4 empfängt vom Gier gradkreisel 2, wie gesagt wurde, den aktuellen Giergrad. Um den erwähnten Vergleich des aktuellen Giergrades mit dem erwünschten Giergrad durchzuführen, muß das Steuergerät zuerst den erwünschten Giergrad bestimmen. Demgemäß empfängt das Steuergerät 4 von jedem der Raddrehzahlfühler 12, 14, 16 und 18 ein individuelles Raddrehzahlsignal und berechnet die Fahrgeschwindigkeit V aus dem Mittelwert der empfange nen Werte, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Unter Verwendung der berechneten Fahrgeschwindigkeit V in Verbindung mit dem Lenk winkel δ, der vom Lenkwinkelfühler 6 empfangen wird, be rechnet das Steuergerät 4 einen gewünschten Giergrad Ω_zdes in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung:

worin L dem Radstand des Fahrzeugs, g der Erdbeschleunigung, d.h. 9,8 m/s², und K_us dem Untersteuerungskoeffizienten des Fahrzeugs, d.h. dem Stabilitätsfaktor, entsprechen. Diese Konstanten liefern die lineare Zunahme, die in dem mit "Giergradzunahme" bezeichneten Kästchen der Fig. 2 darge stellt ist. Um die neutralen Führungseigenschaften des Fahr zeugs aufrechtzuerhalten, d.h. einen Über- oder Untersteue rungszustand während einer Kurvenfahrt zu vermeiden, oder um zumindest die Führungseigenschaft auf eine vernachlässig bare Untersteuerung zu begrenzen, soll K_us als im Bereich von 0 bis 1° liegend gewählt werden.

Der gewünschte Giergrad wird periodisch durch das Steuer gerät mit einer durch dessen Taktgeber bestimmten Rate aktualisiert. Der aktualisierte erwünschte Giergrad wird dann mit einer gegenwärtigen Größe des aktuellen Giergrades im Steuergerät 4 verglichen, so daß die Fahrzeugstabilität während einer Fahrzeugbewegung aufrechterhalten wird. Wenn bei dem Vergleich der gemessene Giergrad nicht dem gewünsch ten Giergrad gleich ist, so gibt das Steuergerät 4 über die Leiter 40, 42, 44 und 46 Signale an die Druckmodulato ren 52, 54, 56 und 58 jeweils ab. Die Druckmodulatoren ver ändern den Bremsflüssigkeitsdruck in jeweils jeder der Bremsleitungen 64, 66, 68 und 70. lst jedoch der gemessene Giergrad dem gewünschten Giergrad gleich, so wird keine Maßnahme ergriffen. Demzufolge wird das Steuergerät in einen "Halte"-Zustand, der in Fig. 2 gezeigt ist, versetzt, so daß die Druckmodulatoren 52, 54, 56 und 58 den gegenwärti gen stabilisierten Zustand des Fahrzeugs aufrechterhalten werden.

Wenn der gemessene Giergrad kleiner als der erwünschte Gier grad ist, während das Fahrzeug beispielsweise einem Kurven fahrtmanöver unterliegt, so wird das Steuergerät im einzel nen die Druckmodulatoren beeinflussen, um die auf die Brems elemente der auf der Innenseite der Kurvenbahn des Fahr zeugs befindlichen Räder aufgebrachte Bremskraft zu erhö hen und/oder die auf die Bremselemente der auf der Außen seite der Kurve befindlichen Räder aufgebrachte Bremskraft zu vermindern, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Wenn im Fall der Fig. 1 die Räder 24 und 26 beispielsweise auf der Innen seite einer vom Fahrzeug durchfahrenen Kurve liegen, so wird das Steuergerät 4 die Druckmodulatoren 56 und 58 be einflussen, um die auf die Räder 24 und 26 über die Lei tungen 68 und 70 aufgebrachte Bremskraft zu erhöhen, und/ oder die Druckmodulatoren 52 und 54 beeinflussen, um die auf die Räder 20 und 22 über die Bremsleitungen 64 und 66 aufgebrachte Bremskraft zu vermindern. Diese relative Ein regelung zwischen der auf die Räder auf der einen Seite des Fahrzeugs aufgebrachten Bremskraft gegenüber der auf die Räder auf der anderen Fahrzeugseite aufgebrachten Brems kraft wird im Verhältnis zum Unterschied in der Größe zwi schen dem gemessenen und dem gewünschten Giergrad durchge führt und setzt sich fort, bis diese beiden letztgenannten Werte wieder einander gleich werden. Wie aus dem Obigen deutlich wird, kann die auf die Räder 20, 22, 24 und 26 aufgebrachte relative Bremskraft, um die Fahrzeugstabili tät aufrechtzuerhalten, allein durch eine Kompensation der auf jeder Seite des Fahrzeugs angelegten Bremskraft oder alternativ durch eine gleichzeitige Kompensation der auf beiden Seiten des Fahrzeugs zur Wirkung gebrachten Brems kraft erreicht werden.

Wenn durch das Steuergerät 4 bestimmt wird, daß der gemes sene Giergrad größer als der gewünschte Giergrad ist, so wird (Fig. 2) das Steuergerät 4 die Druckmodulatoren 52, 54, 56 und 58 beeinflussen, die auf die Bremselemente der Räder auf der Innenseite der Kurve in der Fahrzeugbahn auf gebrachte Bremskraft zu vermindern und/oder die auf die Bremselemente der Räder auf der Außenseite der Kurve aufge brachte Bremskraft zu erhöhen. In diesem beispielhaften Fall wird das Steuergerät 4 folglich die Druckmodulatoren 56 und 58 beeinflussen, um die auf die Räder 24 und 26 ein wirkende Bremskraft zu vermindern, und/oder die Druckmodu latoren 52 und 54 beeinflussen, um die auf die Räder 20 und 22 aufgebrachte Bremskraft zu erhöhen. Wie bereits vor her festgestellt wurde, kann die relative Bremskraft, die, um eine stabilisierte Fahrzeugbewegung zu erhalten, notwen dig ist, somit allein durch Kompensieren der auf die Räder an einer der beiden Seiten des Fahrzeugs aufgebrachten Bremskraft oder alternativ durch gleichzeitiges Kompensie ren der auf die Räder an beiden Seiten des Fahrzeugs auf gebrachten Bremskraft erlangt werden.

Durch das oben beschriebene Bremsregelsystem kann die Fahr zeugbewegung gegen den Einfluß von quer gerichteten Bela stungsänderungen stabilisiert werden. Da die Ausgangssi gnale vom Steuergerät 4 den Druckmodulatoren in Abhängig keit von einer Giergrad-Rückkopplung unabhängig vom Haupt bremszylinder zugeführt werden, kann die Fahrzeugstabilität selbst dann aufrechterhalten werden, wenn eine Bremspedalbe tätigung (und ein davon ausgehendes Signal) nicht vorliegt. Beispielsweise wird während einer Beschleunigung in einem Kurvenfahrtmanöver das Steuergerät 4 einen Ausgleich für jegliche seitliche Kräfte, die ansonsten einen Über- oder Untersteuerzustand hervorrufen, schaffen. Zusätzlich kön nen durch Einbeziehen eines bekannten Dosierventils in das Bremsregelsystem von Fig. 1, wie vorher bereits erwähnt wurde, längswirkende Belastungskräfte, die die Fahrzeug stabilität beeinflussen, gleichzeitig kompensiert werden, so daß während einer Fahrzeugbewegung eine vollständige Stabilisierung in der Quer- und Längsrichtung erhalten wird.

Die Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfin dung, wobei gleiche Bauteile zu Fig. 1 mit denselben Bezugs zeichen bezeichnet sind. Gemäß Fig. 3 ist der einzelne Giergradkreisel von Fig. 1 durch zwei Seitenrichtung-G- Fühler 72 und 74 ersetzt, um G-Kräfte auf das Fahrzeug zu ermitteln. Im Gegensatz zu der Anordnung an oder nahe dem Schwerpunkt des Fahrzeugaufbaus werden die beiden Seiten richtung-G-Fühler am Schwerpunkt jeweils des front- und rückseitigen Endes des Aufbaus des Kraftfahrzeugs angeordnet.

Der aktuelle Giergrad bei der Ausführungsform von Fig. 3 wird in Übereinstimmung mit dem in Fig. 4 gezeigten Dia gramm folgendermaßen berechnet:

worin v_f die Geschwindigkeitskomponente des Fahrzeugs in einer zu dessen Fahrtrichtung senkrechten Richtung an einer Stelle des Seitenrichtung-G-Fühlers 72, der am frontseiti gen Ende des Fahrzeugs angeordnet ist, v_r die Geschwindig keitskomponente des Fahrzeugs in einer zu dessen Fahrtrich tung rechtwinkligen Richtung am Ort des am rückwärtigen Ende des Fahrzeugs angeordneten Seitenrichtung-G-Fühlers 74 und L′ ein Wert, der dem Abstand zwischen den Seiten richtung-Fühlern entspricht, sind.

Die obige Gleichung zur Messung der aktuellen Gierrate wird unter Berücksichtigung der Existenz der folgenden Be dingungen im Diagramm von Fig. 4 erhalten:

v_f = v_y + aΩ_zmeas (3)

v_r = v_y - bΩ_zmeas (4)

worin a der Abstand zwischen dem Ort des Seitenrichtung- G-Fühlers 72 am frontseitigen Ende des Fahrzeugs und dem Schwerpunkt des Fahrzeugaufbaus, v_y die Geschwindigkeits komponente des Fahrzeugs in einer zu dessen Fahrtrichtung rechtwinkligen Richtung am Ort des Schwerpunkts des Fahr zeugaufbaus sowie b der Abstand zwischen dem Ort des Sei tenrichtung-G-Fühlers 74 am rückwärtigen Ende des Fahrzeug aufbaus und dem Schwerpunkt dieses Aufbaus sind.

Die Gleichungen (3) und (4) können gleichzeitig gelöst wer den, um die folgende Gleichung zu erlangen:

v_f - v_r = (a + b) Ω_zmeas (5)

Durch Umstellen dieser Gleichung kann die obige Gleichung (2) folgendermaßen erhalten werden:

Die Arbeitsweise der Ausführungsform von Fig. 3 wird im einzelnen in Verbindung mit dem Flußplan der Fig. 5 erläu tert. Wie zu sehen ist, entspricht die Arbeitsweise der Ausführungsform von Fig. 3 zum größten Teil derjenigen von Fig. 1 mit der Ausnahme, daß das Steuergerät 4 (Fig. 3) zwei Eingänge von den Seitenrichtung-G-Fühlern 72 und 74 empfängt. Wie der Fig. 5 zu entnehmen ist, werden diese Eingänge zur Berechnung von v_f und v_r verwendet. Unter Ver wendung der obigen Gleichung (2) wird dann die aktuelle Gierrate durch das Steuergerät 4 bestimmt und, wie bereits erläutert wurde, mit dem gewünschten Giergrad verglichen.

Wenn, wie in Fig. 5 gezeigt ist, der gemessene Giergrad als gegenüber dem erwünschten Giergrad geringer bestimmt wird, während das Fahrzeug beispielsweise einem Kurvenmanö ver unterliegt, so beeinflußt das Steuergerät 4 die Brems flüssigkeitsdruckmodulatoren, um die von den Bremselemen ten auf die an der Innenseite der Kurve in der Fahrzeug bahn befindlichen Räder aufgebrachte Bremskraft zu erhöhen und/oder die auf die Bremselemente der an der Außenseite der Kurve befindlichen Räder aufgebrachte Bremskraft zu vermindern. Wenn die gemessene Gierrate durch das Steuer gerät 4 als gegenüber der gewünschten Gierrate größer be stimmt wird, dann wird das Steuergerät 4 die Druckmodulato ren beeinflussen, um die durch die Bremselemente der auf der Innenseite der Kurve in der Fahrzeugbahn befindlichen Räder aufgebrachte Bremskraft zu vermindern und/oder die von den Bremselementen auf die an der Kurvenaußenseite be findlichen Räder aufgebrachte Bremskraft zu erhöhen. Sind der gemessene und der erwünschte Giergrad einander gleich, so erfolgt keine Kompensation für die die Bremskraft erzeu genden Elemente durch einen Ausgang vom Steuergerät 4.

Für die beiden Ausführungsformen der Fig. 1 und 3 ist zu bemerken, daß, weil die Hinterräder eines Fahrzeugs im all gemeinen nicht für einen Lenkvorgang verwendet werden, die in den rückwärtigen Bremsleitungen angeordneten Druckmodu latoren mit allenfalls einer minimalen Einwirkung auf die Seitenstabilität weggelassen werden können.

Claims

1. Einrichtung zum Stabilisieren der Bewegung eines Kraftfahrzeugs, enthaltend:

- Meßwertgeber (2, 72, 74) zum Aufnehmen des Giergrades des Kraftfahrzeugs,
- einen Lenkwinkelfühler (6) und Drehzahlgeber (12, 14, 16, 18) zum Errechnen eines Soll-Giergrades;
- ein Steuergerät (4), das die gemessenen Daten empfängt, einen Soll-Istwert-Vergleich zwischen dem gemessenen und errechneten Giergrad vornimmt und abhängig davon Steuersignale abgibt;
- einer Bremsanlage, deren Radbremsen Modulationsventile (52, 54, 56, 58) vorgeschaltet sind, die aufgrund der Steuersignale den hydraulischen Bremsdruck absenken, konstant halten und wieder ansteigen lassen, um den Einfluß von Seitenkräften entgegenzuwirken;
dadurch gekennzeichnet,
daß die Modulationsventile (52, 54, 56, 58) den Bremsdruck auf der gegenüberliegenden Seite des Kraftfahrzeugs unterschiedlich und für jedes Rad (20, 22, 24, 26) getrennt steuern.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlgeber je ein Raddrehzahlfühler (12, 14, 16, 18) ist, der die Drehzahl eines jeden Rades aus deren Mehrzahl zur Ermittlung einer Fahrgeschwindigkeit (V) ermittelt.

3. Einrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber einen Giergradkreisel (2) umfaßt.

4. Einrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber ein Paar von Seitenrichtung- G-Fühlern (72, 74) umfaßt.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Räger auf der einen Seite des Kraftfahrzeugs aufgebrachte Bremskraft mit Bezug zu der auf die Räder auf der gegenüberliegenden Seite des Kraftfahrzeugs aufgebrachte Bremskraft bei Fehlen eines auf die Bremspedalbetätigung bezogenen Signals des Kraftfahrzeugs moduliert wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsventile jeglichem Einfluß von Seitenkräften allein durch Modulieren einer auf die Räder auf der einen Seite des Kraftfahrzeugs aufgebrachten Bremskraft entgegenwirken.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsventile jeglichem Einfluß von Seitenkräften durch Erhöhen der auf der einen Seite des Kraftfahrzeugs aufgebrachten Bremskraft bei gleichzeitiger Verminderung der auf die entgegengesetzte Seite des Kraftfahrzeugs aufgebrachten Bremskraft entgegenwirken.

8. Verfahren zur Stabilisierung einer Bewegung eines Kraftfahrzeugs, das folgende Schritte umfaßt:

- Messen des aktuellen Giergrades des Kraftfahrzeugs;
- Errechnen eines Soll-Giergrades aus einem Lenkwinkel und der Fahrzeuggeschwindigkeit;
- Vergleichen des gemessenen und des errechneten Giergrades;
- Erzeugen von Steuersignalen, die den Bremsdruck an den Rädern absenken, konstant halten oder wieder erhöhen, um den auf das Kraftfahrzeug einwirkenden Seitenkräften entgegenzuwirken;
gekennzeichnet durch
eine Regelung des Bremsdrucks derart, daß der sowohl an dem einander gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs als auch an den einzelnen Rädern individuell anpaßbar ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Regelung das alleinige Modulieren der Bremskraft auf der einen oder auf der entgegengesetzten Seite des Kraftfahrzeugs umfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Regelung gleichzeitiges Modulieren der Bremskraft sowohl auf der einen als auch auf der entgegengesetzten Seite des Fahrzeugs umfaßt.