DE3943860B4

DE3943860B4 - Einrichtung und Verfahren zur Regelung einer Fahrzeugbewegung

Info

Publication number: DE3943860B4
Application number: DE3943860A
Authority: DE
Inventors: Dean C. Davis Karnopp; Yoshiyuki Davis Yasui
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 1988-06-15
Filing date: 1989-06-13
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2009-06-14
Also published as: DE3943860B8

Abstract

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 dem berechneten Giergrad vornimmt und abhängig davon Steuersignale abgibt,
– einer Bremsanlage, deren Radbremsen Modulatoren (52, 54, 56, 58) vorgeschaltet sind, die aufgrund der Steuersignale den hydraulischen Bremsdruck erhöhen, konstant halten und absenken, um dem Einfluss von Seitenkräften entgegenzuwirken, dadurch gekennzeichnet, dass
die Modulatoren (52, 54, 56, 58) den Bremsdruck auf den gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs unterschiedlich und für jedes Rad (20, 22, 24, 26) getrennt auch für den Fall, dass keine Bremspedalbetätigung vorliegt und der Soll-Giergrad null ist, derart regeln, dass die Modulatoren den Vorderradbremsdruck auf einer Fahrzeugseite oder den Bremsdruck beider Räder dieser Seite...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Stabilisieren der Bewegung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Während einer Fahrzeugbewegung, wie einer Kurvenfahrt, beeinflussen sowohl Längskräfte, d.h. von der Fahrzeugfront zum Fahrzeugheck wirkende Kräfte, als auch 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 Acceleration and in Braking", SAE Technical Paper No. 852 184, Seiten 75–86, von Masato Abe erläutert wird.

Wie ferner in diesem Aufsatz beschrieben ist, stehen komplizierte Bewegungsgleichungen bei der Erläuterung des kombinierten Seiten- und Längsverhaltens des Fahrzeugs miteinander in engem Zusammenhang, weil viele der stabilen Gleichgewichtsbedingungen, die während eines Betriebs mit konstanter Geschwindigkeit bestehen, nicht während eines Bremsens oder einer Beschleunigung des Fahrzeugs vorliegen oder vorliegen können.

Die unterschiedlichen Längskräfte, die die Fahrzeugstabilität während eines Bremsens oder einer Beschleunigung beeinflussen, haben das Bestreben, die Hinterräder eines Fahrzeugs aufgrund einer unterschiedlichen Abnahme in der Hinterrad belastung während eines Bremsens zum Blockieren zu bringen. Um das Auftreten einer solchen Hinterradblockierung zu verhindern, schließen einige Bremsregelsysteme nach dem Stand der Technik ein Dosierventil ein, um den Bremswert im Verhältnis zu den in Längsrichtung sich ändernden Belastungen der Fahrzeugfront mit Bezug zum Fahrzeugheck zu justieren.

Wenngleich die Anwendung eines derartigen Dosierventils dazu beiträgt, während eines Bremsens das auf die in Längsrichtung sich ändernden Belastungskräfte zurückzuführende Hinterradblockieren zu verhindern, so regelt oder justiert 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 Fahrzeugs vor, sondern es ist auch eine Quer-Lastverschiebung in einer Richtung vorhanden, die rechtwinklig zur Bewegungsbahn des Fahrzeugs verläuft. Eine derartige Quer-Lastverschiebung wird beispielsweise von den auf der Innenseite der Kurve in der Fahrzeugbahn befindlichen Rädern auf die Räder auf der Außenseite dieser Kurvenbahn übertragen. Diese Quer-Lastverschiebung ist es, die das Fahrzeug aus seiner gegenwärtigen Bahn zwingt, die durch einen bestehenden Krümmungsradius bestimmt ist, und in einen Über- oder Untersteuerzustand versetzt.

In dem oben erwähnten Aufsatz von Masato Abe wird eine Studie über die Einwirkung von Beschleunigung und Bremsen auf das Kurvenverhalten eines Fahrzeugs gegeben. In dieser Studie werden Gleichgewichtsgleichungen einer Fahrzeugbewegung für konstante Quer- und Längsbeschleunigungen, die das Kurvenverhalten des Fahrzeugs während einer Beschleunigung und eines Bremsens beschreiben, entwickelt. Die abge leiteten Gleichungen werden benutzt, um die Krümmungsradien des Fahrzeugweges gegenüber einer Vorwärtsfahrt oder -geschwindigkeit des Fahrzeugs während einer konstanten Beschleunigung oder eines konstanten Bremsens in Kurven zu erhalten. Das Kurvenverhalten des Fahrzeugs wird auch durch eine Kennlinie beschrieben, die die Querbeschleunigung gegenüber der Längsbeschleunigung für eine kreisförmige Kurvenfahrt wiedergibt. Beispielsweise zeigen die 5–7 dieses Aufsatzes, dass mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit (Fahrgeschwindigkeit) für einen gegebenen Lenkwinkel eine erhöhte, beispielsweise auf einen Bremsbetrieb zurückzuführende Verzögerung, wie sie durch eine negative Beschleunigung in diesen 5–7 wiedergegeben ist, in einer Änderung von einem Untersteuerzustand, d.h. einem Anstieg im Kurvenradius, zu einem zunehmend starken Übersteuerzustand, d.h. zu einer Abnahme im Kurvenradius, führt.

Obgleich im Stand der Technik erkannt wurde, dass Längs- wie auch Querkräfte die Fahrzeugbewegung während einer Kurvenfahrt beeinflussen, so besteht dennoch die Notwendigkeit, ein Regelsystem für eine Fahrzeugbewegung zu schaffen, das tatsächlich einen Ausgleich für die Querkräfte, welche nachteilig die Fahrzeugstabilität im Verlauf der Fahrzeugbewegung beeinflussen, herbeiführt.

Aus dem Stand, der Technik. gemäß der DE-OS 36 25 392 ist ein Regelsystem zur Verhinderung von Schleuderbewegungen eines Kraftfahrzeugs bekannt, welches im Fall einer Kurvenfahrt eine Schleuderbewegungstendenz erfasst und dieser durch Abbremsen zumindest eines Fahrzeugrades entgegenwirkt. Darüber hinaus besteht bei dem bekannten Regelsystem optional. die Möglichkeit, zusätzlich zu der Korrekturregelung von Schleuderbewegungen während der Kurvenfahrt auch ein den Schleudervorgang überlagerndes Driften des Fahrzeugs. durch entsprechendes Abbremsen von Fahrzeugrädern auszugleichen.

Angesichts dieses Regelsystems ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Einrichtung zu schaffen, mittels der die Fahrzeugstabilität in noch zuverlässigerer Weise aufrechterhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruchs.

Im Einzelnen wird eine Einrichtung zum Stabilisieren der Fahrzeugbewegung geschaffen, die unabhängig, d.h. auch bei unbetätigtem Bremspedal und auch dann, wenn der gewünschte, d.h. der Soll-Giergrad null ist, ein Bremsmoment im Ansprechen auf einen ermittelten aktuellen Gier- oder Seitenabweichungsgrad regelt. Diese Einrichtung hat hierfür einen Messwertgeber, um den tatsächlichen Giergrad des Fahrzeug zu messen. Ferner hat die Einrichtung auch einen Lenkwinkelfühler und Drehzahlgeber zur Bestimmung eines gewünschten Giergrades des Fahrzeugs und zur Erzeugung eines Ausgangssignals in Abhängigkeit von einem Vergleich des gewünschten Giergrades mit dem tatsächlichen Giergrad. Der gewünschte Giergrad wird auf der Grundlage des Lenkwinkels und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt. Die Drehzahlgeber umfassen eine Mehrzahl von Raddrehzahlfühlern, die die Umlaufgeschwindigkeit eines jeden Fahrzeugrades unabhängig ermitteln, so dass eine genaue Anzeige der Fahrgeschwindigkeit aus einem Mittelwert der Ausgänge der Raddrehzahlfühler erhalten werden kann.

Das im Ansprechen auf den Vergleich des gewünschten Giergrades mit einem tatsächlichen oder aktuellen Giergrad erzeugte Ausgangssignal wird einer 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, indem der Vorderradbremsdruck auf einer Fahrzeugseite oder der Bremsdruck beider Räder dieser Seite erhöht wird.

D.h., wenn eine Diskrepanz zwischen dem gemessenen und dem erwünschten Giergrad besteht, so wird insbesondere das Vorhandensein von Querkräften, die nachteilig die Fahrzeugbewegung beeinflussen können, angezeigt. Wird der ermittelte oder gemessene Giergrad gegenüber dem gewünschten Giergrad als kleiner bestimmt, so wird die Bremsregeleinrichtung die auf die Fahrzeugräder, die der Innenseite der Kurve in der Fahrzeugbahn zugewandt sind, aufgebrachte Bremskraft erhöhen und optional eine auf die der Außenseite der Kurve zugewandten Fahrzeugräder aufgebrachte Bremskraft vermindern. Ist andererseits der ermittelte Giergrad gegenüber dem gewünschten Giergrad größer, so wird die Bremsregeleinrichtung optional eine auf die inneren Fahrzeugräder aufgebrachte Bremskraft vermindern, in jedem Fall aber die auf die äußeren Fahrzeugräder aufgebrachte Bremskraft erhöhen. Gibt das Ausgangssignal jedoch an, dass der aktuelle und der erwünschte Giergrad gleich sind, dann wird keine Maßnahme oder Einwirkung unternommen.

Die Merkmale wie auch die Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich. Es zeigen:

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

2 einen Flußplan für das in 1 gezeigte System;

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

4 ein Diagramm der Kräfte, die zur Berechnung der Gierrate von den in 3 zum Einsatz gelangenden Fühlern verwendet wird;

5 einen Flußplan für das in 3 gezeigte System.

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

Die Vorrichtung nach 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 aktuellen Giergrad. Die Einrichtung zur Bestimmung eines gewünschten Giergrades schließt ein Steuergerät ein, das auf Eingangssignale von einer ersten Fühleinrichtung zur Ermittlung eines Lenkwinkels des Fahrzeugs und einer zweiten Fühleinrichtung 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 zugeordneten Leiter 30, 32, 34 und 36.

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

Gemäß 1 umfaßt die Bremsregeleinrichtung einen Hauptbremszylinder 48, dem ein vom Fahrer betätigtes Bremspedal 50 zugeordnet ist. Der Hauptbremszylinder 48 regelt seinerseits vier Bremsflüssigkeitsdruckmodulatoren 52, 54, 56 und 58 über die Leitungen 60 und 62 im Ansprechen auf ein Niederdrücken des Bremspedals. Die Bremsflüssigkeitsdruckmodulatoren, die im folgenden der Einfachheit halber nur als Druckmodulatoren bezeichnet werden, erhöhen oder vermindern den Bremsflüssigkeitsdruck in jeder der Bremsflüssigkeitsleitungen (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 Steuergeräts 4 ausgeführten Vergleichs wird der Bremsflüssigkeitsdruck in jeder der Bremsleitungen 64, 66, 68 und 70 so eingeregelt, daß trotz des Auftretens von Querkräften während beispielsweise einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs dessen Stabilität aufrechterhalten wird. Das Bremsregelsystem von

1 kann auch so ausgebildet werden, daß es ein bekanntes Dosierventil enthält, um Längskräfte, die die Fahrzeugstabilität beeinflussen können, gleichzeitig zu kompensieren.

Unter Bezugnahme auf die 2 wird eine mehr ins einzelne gehende Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung von 1 erläutert. Das Steuergerät 4 empfängt vom Giergradkreisel 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 empfangenen Werte, wie in 2 gezeigt ist. Unter Verwendung der berechneten Fahrgeschwindigkeit V in Verbindung mit dem Lenkwinkel δ, der vom Lenkwinkelfühler 6 empfangen wird, berechnet das Steuergerät 4 einen gewünschten Giergrad 12 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 Untersteuerungskoeffienten des Fahrzeugs, d.h. dem Stabilitätsfaktor, entsprechen. Diese Konstanten liefern die lineare Zunahme, die in dem mit "Giergradzunahme" bezeichneten Kästchen der 2 dargestellt ist. Um die neutralen Führungseigenschaften des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten, d.h. einen Über- oder Untersteuerungszustand während einer Kurvenfahrt zu vermeiden, oder um zumindest die Führungseigenschaft auf eine vernachlässigbare Untersteuerung zu begrenzen, soll K_us als im Bereich von 0 bis 1° liegend gewählt werden.

Der gewünschte Giergrad wird periodisch durch das Steuergerät 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 gewünschten Giergrad gleich ist, so gibt das Steuergerät 4 über die Leiter 40, 42, 44 und 46 Signale an die Druckmodulatoren 52, 54, 56 und 58 jeweils ab. Die Druckmodulatoren verändern den Bremsflüssigkeitsdruck in jeweils jeder der Bremsleitungen 64, 66, 68 und 70. Ist jedoch der gemessene Giergrad dem gewünschten Giergrad gleich, so wird keine Maßnahme ergriffen. Demzufolge wird das Steuergerät in einen "Halte"-Zustand, der in 2 gezeigt ist, versetzt, so daß die Druckmodulatoren 52, 54, 56 und 58 den gegenwärtigen stabilisierten Zustand des Fahrzeugs aufrechterhalten werden.

Wenn der gemessene Giergrad kleiner als der erwünschte Giergrad ist, während das Fahrzeug beispielsweise einem Kurvenfahrtmanöver unterliegt, so wird das Steuergerät im einzelnen die Druckmodulatoren beeinflussen, um die auf die Bremselemente der auf der Innenseite der Kurvenbahn des Fahrzeugs befindlichen Räder aufgebrachte Bremskraft zu erhöhen und/oder die auf die Bremselemente der auf der Außenseite der Kurve befindlichen Räder aufgebrachte Bremskraft zu vermindern, wie in 2 dargestellt ist. Wenn im Fall der 1 die Räder 24 und 26 beispielsweise auf der Innenseite einer vom Fahrzeug durchfahrenen Kurve liegen, so wird das Steuergerät 4 die Druckmodulatoren 56 und 58 beeinflussen, um die auf die Räder 24 und 26 über die Leitungen 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 Einregelung zwischen der auf die Räder auf der einen Seite des Fahrzeugs aufgebrachten Bremskraft gegenüber der auf die Räder auf der anderen Fahrzeugseite aufgebrachten Bremskraft wird im Verhältnis zum Unterschied in der Größe zwischen dem gemessenen und dem gewünschten Giergrad durchgeführt 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 Fahrzeugstabilität 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 Bremskraft erreicht werden.

Wenn durch das Steuergerät 4 bestimmt wird, daß der gemessene Giergrad größer als der gewünschte Giergrad ist, so wird (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 aufgebrachte Bremskraft zu vermindern und/oder die auf die Bremselemente der Räder auf der Außenseite der Kurve aufgebrachte 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 einwirkende Bremskraft zu vermindern, und/oder die Druckmodulatoren 52 und 54 beeinflussen, um die auf die Räder 20 und 22 aufgebrachte Bremskraft zu erhöhen. Wie bereits vorher festgestellt wurde, kann die relative Bremskraft, die, um eine stabilisierte Fahrzeugbewegung zu erhalten, notwendig ist, somit allein durch Kompensieren der auf die Räder an einer der beiden Seiten des Fahrzeugs aufgebrachten Bremskraft oder alternativ durch gleichzeitiges Kompensieren der auf die Räder an beiden Seiten des Fahrzeugs aufgebrachten Bremskraft erlangt werden.

Durch das oben beschriebene Bremsregelsystem kann die Fahrzeugbewegung gegen den Einfluß von quer gerichteten Belastungsänderungen stabilisiert werden. Da die Ausgangssignale vom Steuergerät 4 den Druckmodulatoren in Abhängigkeit von einer Giergrad-Rückkopplung unabhängig vom Hauptbremszylinder zugeführt werden, kann die Fahrzeugstabilität selbst dann aufrechterhalten werden, wenn eine Bremspedalbetätigung (und ein davon ausgehendes Signal) nicht vorliegt. Beispielsweise wird während einer Beschleunigung in einem Kurvenfahrtmanöver das Steuergerät 4 einen Ausgleich für jegliche seitlichen Kräfte, die ansonsten einen Über- oder Untersteuerzustand hervorrufen, schaffen. Zusätzlich können durch Einbeziehen eines bekannten Dosierventils in das Bremsregelsystem von 1, wie vorher bereits erwähnt wurde, längswirkende Belastungskräfte, die die Fahrzeugstabilität beeinflussen, gleichzeitig kompensiert werden, so daß während einer Fahrzeugbewegung eine vollständige Stabilisierung in der Quer- und Längsrichtung erhalten wird.

Die 3 zeigt eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei gleiche Bauteile zu 1 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Gemäß 3 ist der einzelne Giergradkreisel von 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 Seitenrichtung-G-Fühler am Schwerpunkt jeweils des front- und rückseitigen Endes des Aufbaus des Kraftfahrzeugs angeordnet.

Der aktuelle Giergrad bei der Ausführungsform von 3 wird in Übereinstimmung mit dem in 4 gezeigten Diagramm 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 frontseitigen Ende des Fahrzeugs angeordnet ist, v_r die Geschwindigkeitskomponente des Fahrzeugs in einer zu dessen Fahrtrichtung rechtwinkligen Richtung am Ort des am rückwärtigen Ende des Fahrzeugs angeordneten Seitenrichtung-G-Fühlers 74 und L' ein Wert, der dem Abstand zwischen den Seitenrichtung-Fühlern entspricht, sind.

Die obige Gleichung zur Messung der aktuellen Gierrate wird unter Berücksichtigung der Existenz der folgenden Bedingungen im Diagramm von 4 erhalten: vf = vy + aΩzmeas (3) vr = vy – bΩzmeas (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 Geschwindigkeitskomponente des Fahrzeugs in einer zu dessen Fahrtrichtung rechtwinkligen Richtung am Ort des Schwerpunkts des Fahrzeugaufbaus sowie b der Abstand zwischen dem Ort des Seitenrichtung-G-Fühlers 74 am rückwärtigen Ende des Fahrzeugaufbaus und dem Schwerpunkt dieses Aufbaus sind.

Die Gleichungen (3) und (4) können gleichzeitig gelöst werden, um die folgende Gleichung zu erlangen: vf – vr = (a + b)Ωzmeas (5)

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

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

Wenn, wie in 5 gezeigt ist, der gemessene Giergrad als gegenüber dem erwünschten Giergrad geringer bestimmt wird, während das Fahrzeug beispielsweise einem Kurvenmanöver unterliegt, so beeinflußt das Steuergerät 4 die Bremsflüssigkeitsdruckmodulatoren, um die von den Bremselementen auf die an der Innenseite der Kurve in der Fahrzeugbahn 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 Steuergerät 4 als gegenüber der gewünschten Gierrate größer bestimmt wird, dann wird das Steuergerät 4 die Druckmodulatoren 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 befindlichen Räder aufgebrachte Bremskraft zu erhöhen. Sind der gemessene und der erwünschte Giergrad einander gleich, so erfolgt keine Kompensation für die die Bremskraft erzeugenden Elemente durch einen Ausgang vom Steuergerät 4.

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

Es ist klar, daß dem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet bei Kenntnis der durch die Erfindung vermittelten Lehre Abwandlungen und Abänderungen an den beschriebenen Ausführungsformen, die lediglich als Beispiele und zur Erläuterung gegeben wurden, an die Hand gegeben sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind.

Die Erfindung offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung einer Fahrzeugbewegung. Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Verbesserung der Fahrzeugstabilität durch Regelung des Bremsmoments eines Fahrzeugs während beispielsweise Kurvenfahrtmanövern. In Übereinstimmung mit der Erfindung wird die Fahrzeugstabilität durch eine unabhängige Regelung des Bremsmoments im Ansprechen auf einen ermittelten Gier- oder Seitenabweichungsgrad verbessert.

Claims

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 dem berechneten Giergrad vornimmt und abhängig davon Steuersignale abgibt, – einer Bremsanlage, deren Radbremsen Modulatoren (52, 54, 56, 58) vorgeschaltet sind, die aufgrund der Steuersignale den hydraulischen Bremsdruck erhöhen, konstant halten und absenken, um dem Einfluss von Seitenkräften entgegenzuwirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulatoren (52, 54, 56, 58) den Bremsdruck auf den gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs unterschiedlich und für jedes Rad (20, 22, 24, 26) getrennt auch für den Fall, dass keine Bremspedalbetätigung vorliegt und der Soll-Giergrad null ist, derart regeln, dass die Modulatoren den Vorderradbremsdruck auf einer Fahrzeugseite oder den Bremsdruck beider Räder dieser Seite erhöhen.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Giergrad auf eine neutrale Führungseigenschaft und im Fall einer Kurvenfahrt auf eine Führungseigenschaft eingestellt wird, für die ein vernachlässigbarer Untersteuerungsbereich auch erlaubt ist.