DE3943860B4

DE3943860B4 - Vehicle movement control method - using brakes to maintain stability depending on difference between wanted and measured yaw

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

The arrangement has a sensor (2) responding to de-stabilising forces at the vehicle and measuring the instantaneous yaw of the vehicle. A device (4) decides the wanted yaw of the vehicle and produces an output signal in response to a comparison between wanted and actual yaw. A brake control (48,50) responds to this output signal so as to keep the vehicle stable. The device (4) comprises two detectors (6,12) - one determining steering angle and the other determining vehicle speed. The speed detector includes subdetectors for each of the vehicle's wheels. The sensor includes a gyroscope or G-sensors.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Stabilisieren der Bewegung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a device for stabilizing the Movement of a motor vehicle according to the preamble of the claim 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.During one Vehicle motion, such as cornering, affects both longitudinal forces, i. from the vehicle front to the vehicle rear acting forces, as also lateral forces, i.e. side-to-side forces, the behavior of the vehicle in the lateral and longitudinal direction, as in the essay "A Study on Vehicle Turning Behavior in Acceleration and Braking ", SAE Technical Paper No. 852 184, pages 75-86, from Masato Abe explains becomes.

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.As is further described in this article, are complicated equations of motion in the explanation of the combined lateral and longitudinal behavior of the vehicle closely related because many of the stable equilibrium conditions that during a constant operation Speed, not during a braking or a stop Acceleration of the vehicle exist or may be present.

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.The different longitudinal forces, the the vehicle stability while have a brake or an acceleration affect that Endeavor, the rear wheels a vehicle due to a different decrease in the Rear wheel load during a brake to block. To the occurrence of a To prevent such rear wheel lock, some close Brake control systems according to the prior art, a metering valve, about the braking value in proportion to the longitudinal direction changing Adjust loads on the vehicle front with respect to the rear of the vehicle.

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.Although the application of such a metering valve helps during a Braking that in the longitudinal direction changing loading forces attributable rear wheel lock it does not regulate or adjust in sufficient Make the braking effect on the vehicle wheels to compensate for changes in the vehicle load due to lateral forces, i. from one side to the other acting forces, are due. If a vehicle For example, performs a turn, so is not just one Longitudinal load shift in a tangential direction to the trajectory of the vehicle, but it is also a transverse load shift in one direction present, which is perpendicular to the path of movement of the vehicle. A Such transverse load displacement is, for example, of the on the inside of the curve located in the vehicle track wheels the wheels on the outside of this Transfer curved path. This transverse load shift is what the vehicle takes off of it current Force path determined by an existing radius of curvature, and into an over- or understeer state.

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.In the article by Masato Abe mentioned above, a study is given on the influence of acceleration and braking on the cornering behavior of a vehicle. In this study, equilibrium equations of vehicle motion are developed for constant lateral and longitudinal accelerations that describe the vehicle's turning behavior during acceleration and braking. The derived equations are used to obtain the radii of curvature of the vehicle path against forward travel or speed of the vehicle during constant acceleration or constant braking in turns. The turning behavior of the vehicle is also described by a characteristic curve representing the lateral acceleration with respect to the longitudinal acceleration for a circular cornering. For example, the show 5 - 7 of this article, that with increasing vehicle speed (driving speed) for a given steering angle an increased, for example due to a braking operation delay, as caused by a negative acceleration in this 5 - 7 is reflected in a change from an understeer state, ie, an increase in the turning radius, to an increasingly strong oversteer condition, ie, a decrease in turning radius.

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.Although In the prior art it was recognized that longitudinal as well as lateral forces the vehicle movement during a Cornering, there is nevertheless a need to a rule system for a To create vehicle movement that actually compensates for the lateral forces disadvantageous vehicle stability in the course of vehicle movement, brought about.

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.Out of the ordinary, the technology. According to DE-OS 36 25 392 a control system for preventing skidding movements of a motor vehicle is known, which in the case of cornering a Schleuderbewe detected tendency and counteracts this by braking at least one vehicle wheel. In addition, there is optional in the known control system. the possibility, in addition to the correction of spin movements during cornering, also a drifting of the vehicle superimposed on the spinning process. compensate by appropriate braking of vehicle wheels.

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.in view of This control system, it is the object of the present invention, a generic device to create, by means of the vehicle stability in even more reliable Way can be maintained.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruchs.These The object is achieved by a device having the features of the claim 1 solved. A further advantageous embodiment of the invention is the subject of the claim.

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.in the Individual becomes a device for stabilizing the vehicle movement created independently, i.e. even with unchecked Brake pedal and even if the desired, i. the target yaw rate is zero, a braking torque in response to a detected current yaw or lateral deviation degree. This facility has one for this purpose Transducers to the actual Yaw rate of the vehicle to measure. Furthermore, the facility also has a steering angle sensor and a tachometer for determining a desired degree of yaw of the vehicle and generating an output signal in response to a comparison of the desired Yaw rates with the actual Yaw rate. The desired Yaw rate is based on the steering angle and the speed of the vehicle. The speed sensors include a plurality of wheel speed sensors, which determine the rotational speed of each vehicle wheel independently, allowing an accurate indication of forward speed from an average the outputs of the Wheel speed sensors can be obtained.

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.The in response to comparing the desired yaw rate with a actual or actual yaw generated output signal is a brake control device fed. On the basis of this output signal stops the brake control device the leadership characteristic or handling characteristic of the vehicle neutral, that is, it prevents an over- or understeer, or at best only allows one negligible Occurrence of understeer during a driving maneuver like cornering, by applying the front brake pressure on one side of the vehicle or the brake pressure of both wheels this page is increased.

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.that is, if a discrepancy between the measured and the desired The degree of yaw is, in particular, the presence of lateral forces, the adversely affect the vehicle movement, displayed. Will the determined or measured yaw rate opposite the desired one Yaw grade determined as smaller, so is the brake control device the on the vehicle wheels, which face the inside of the curve in the vehicle track, increase applied braking force and optionally one facing the outside of the curve vehicle wheels Reduce applied braking force. On the other hand, the determined yaw rate across from the desired one Yaw rate bigger, so the brake control device is optionally applied to the inner vehicle wheels Reduce braking force, but in any case applied to the outer vehicle wheels Increase braking force. However, the output signal indicates that the current and desired yaw rates are the same, then no action or action taken.

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:The Features as well as the objects and advantages of the invention will become apparent the following description of preferred embodiments in conjunction with the attached Drawings clearly. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Bremsregelsystems zur Stabilisierung der Bewegung eines Kraftfahrzeugs in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung; 1 a schematic representation of a brake control system for stabilizing the movement of a motor vehicle in a first embodiment according to the invention;

2 einen Flußplan für das in 1 gezeigte System; 2 a flow chart for the in 1 shown system;

3 eine zweite Ausführungsform eines Bremsregelsystems. zur Stabilisierung einer Bewegung eines Kraftfahrzeugs; 3 a second embodiment of a brake control system. for stabilizing a movement of a motor vehicle;

4 ein Diagramm der Kräfte, die zur Berechnung der Gierrate von den in 3 zum Einsatz gelangenden Fühlern verwendet wird; 4 a diagram of the forces used to calculate the yaw rate of the in 3 is used to use probes;

5 einen Flußplan für das in 3 gezeigte System. 5 a flow chart for the in 3 shown 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.According to the in 1 schematically shown brake control system according to the invention for stabilizing a vehicle movement, a device for measuring a current yaw rate of the vehicle is present, the yaw rate gyro 2 includes. This yaw rate gyro is located at or near the center of gravity (center of gravity) of the vehicle body and is responsive to the influence of destabilizing forces on the vehicle.

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.The device after 1 also includes means for determining a desired degree of yaw of the vehicle and producing an output in response to a comparison of the desired yaw rate with the current yaw rate. The device for determining a desired degree of yaw includes a control unit that responds to input signals from a first sensing device for determining a steering angle of the vehicle and a second sensing device for determining the driving speed. The first sensing device comprises a steering angle sensor 6 , a steering wheel 8th associated with the vehicle. The second sensing means comprises the wheel speed sensors 12 . 14 . 16 and 18 that the individual wheels 20 . 22 . 24 and 26 are each assigned. The steering angle sensor delivers to the control unit 4 over the ladder 10 an input signal indicative of a turning angle of the vehicle. The wheel speed sensors 12 . 14 . 16 and 18 give to the control unit 4 an indication of the respective speed of each of the wheels 20 . 22 . 24 and 26 over the assigned ladder 30 . 32 . 34 and 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.About the conductor 38 receives the controller 4 also the measured yaw rate of the yaw rate gyro 2 so that it can then produce an output signal responsive to a comparison of the desired yaw rate with the actual yaw rate, which is provided as an input to a brake control device via the output conductors 40 . 42 . 44 and 46 of the control unit 4 is supplied.

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.According to 1 the brake control device comprises a master cylinder 48 , which is a driver-operated brake pedal 50 assigned. The master cylinder 48 in turn regulates four brake fluid pressure modulators 52 . 54 . 56 and 58 over the wires 60 and 62 in response to a depression of the brake pedal. The brake fluid pressure modulators, which will hereinafter be referred to simply as pressure modulators for the sake of simplicity, increase or decrease the brake fluid pressure in each of the brake fluid lines (brake lines). 64 . 66 . 68 respectively. 70 , An increase or decrease in each of these brake lines 64 . 66 . 68 and 70 In turn, in a manner known per se, leads to an increase or decrease in the braking effect of the brake elements on each of the wheels 20 . 22 . 24 and 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 vonBased on the result of within the controller 4 Carried out comparison, the brake fluid pressure in each of the brake lines 64 . 66 . 68 and 70 adjusted so that despite the occurrence of lateral forces during, for example, a cornering of the vehicle whose stability is maintained. The brake control system of

1 kann auch so ausgebildet werden, daß es ein bekanntes Dosierventil enthält, um Längskräfte, die die Fahrzeugstabilität beeinflussen können, gleichzeitig zu kompensieren. 1 can also be designed so that it contains a known metering valve to compensate for longitudinal forces that can affect vehicle stability, at the same time.

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.With reference to the 2 will be a more detailed description of the operation of the device of 1 explained. The control unit 4 receives from the yaw rate gyro 2 as has been said, the current yaw rate. To perform the aforementioned comparison of the current yaw rate with the desired yaw rate, the controller must first determine the desired yaw rate. Accordingly, the controller receives 4 from each of the wheel speed sensors 12 . 14 . 16 and 18 an individual wheel speed signal and calculates the vehicle speed V from the average of the received values, as in 2 is shown. Using the calculated travel speed V in conjunction with the steering angle δ of the steering angle sensor 6 is received, the controller calculates 4 a desired yaw rate 12 Ω _zdes in accordance with the following equation:

where L is the wheelbase of the vehicle, g is the acceleration due to gravity, ie 9.8 m / s ² , and K _us corresponds to the understeer coefficient of the vehicle, ie the stability factor. These constants provide the linear increase, which in the box labeled "yaw rate increase" of FIG 2 is shown. In order to maintain the neutral guidance characteristics of the vehicle, ie to avoid an oversteer or understeer condition during cornering, or to at least limit the guidance characteristic to a negligible understeer, K _{us should} be selected to be in the range of 0 to 1 °.

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.The desired yaw rate is periodically updated by the controller at a rate determined by its clock. The updated desired yaw rate then becomes a current magnitude of the current yaw rate in the controller 4 compared, so that the vehicle stability is maintained during vehicle movement. If, in the comparison, the measured yaw rate is not equal to the desired yaw rate, then the controller gives 4 over the ladder 40 . 42 . 44 and 46 Signals to the pressure modulators 52 . 54 . 56 and 58 each from. The pressure modulators change the brake fluid pressure in each of the brake lines 64 . 66 . 68 and 70 , However, if the measured yaw rate is equal to the desired yaw rate, no action is taken. As a result, the controller enters a "hold" state, which is in 2 is shown offset, so that the pressure modulators 52 . 54 . 56 and 58 the current stabilized state of the vehicle is maintained.

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.Specifically, if the measured yaw rate is less than the desired yaw rate while the vehicle is undergoing a cornering maneuver, the controller will affect the pressure modulators to increase the braking force applied to the brake elements of the wheels located on the inside of the vehicle's curved path and / / or to reduce the braking force applied to the brake elements of the wheels located on the outside of the curve, as in 2 is shown. If in the case of 1 the wheels 24 and 26 For example, lie on the inside of a traversed by the vehicle curve, so will the controller 4 the pressure modulators 56 and 58 affect the wheels 24 and 26 over the wires 68 and 70 increase applied braking force, and / or the pressure modulators 52 and 54 affect the wheels 20 and 22 over the brake lines 64 and 66 reduce applied braking force. This relative adjustment between the braking force applied to the wheels on one side of the vehicle and the braking force applied to the wheels on the other vehicle side is performed in proportion to the difference in magnitude between the measured and desired yaw rates and continues until this the last two values become equal again. As can be seen from the above, that can be on the wheels 20 . 22 . 24 and 26 applied relative braking force to maintain the vehicle stability, be achieved only by a compensation of the force applied to each side of the vehicle braking force or alternatively by a simultaneous compensation of the applied on both sides of the vehicle braking force.

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.If through the control unit 4 it is determined that the measured yaw rate is greater than the desired yaw rate, then ( 2 ) the control unit 4 the pressure modulators 52 . 54 . 56 and 58 influence to reduce the braking force applied to the brake elements of the wheels on the inside of the curve in the vehicle track and / or to increase the braking force applied to the brake elements of the wheels on the outside of the curve. In this exemplary case, the controller becomes 4 hence the pressure modulators 56 and 58 affect the wheels 24 and 26 to reduce acting braking force, and / or the pressure modulators 52 and 54 affect the wheels 20 and 22 increase applied braking force. As previously stated, the relative braking force necessary to maintain stabilized vehicle motion may thus be solely by compensating for the braking force applied to the wheels on either side of the vehicle, or alternatively by simultaneously compensating for the wheels Both sides of the vehicle applied braking force can be obtained.

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.By the brake control system described above, the vehicle movement can be stabilized against the influence of transverse load changes. Because the output signals from the controller 4 the pressure modulators are supplied in response to a yaw rate feedback independently of the master cylinder, the vehicle stability can be maintained even if a brake pedal operation (and a signal outgoing there) is not present. For example, during acceleration in a cornering maneuver, the controller becomes 4 compensate for any lateral forces that otherwise cause an oversteer or understeer condition. In addition, by incorporating a known metering valve in the brake control system of 1 as previously mentioned, longitudinal forces which affect vehicle stability are simultaneously compensated so that complete stabilization in the transverse and longitudinal directions is obtained during vehicle movement.

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.The 3 shows a second embodiment according to the invention, wherein like components to 1 are denoted by the same reference numerals. According to 3 is the single yaw rate gyro of 1 through two side-direction G-sensors 72 and 74 replaced to determine G forces on the vehicle. In contrast to the arrangement at or near the center of gravity of the vehicle body, the two side-G sensors are arranged at the center of gravity respectively of the front and rear end of the structure of the motor vehicle.

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.The current yaw rate in the embodiment of 3 will be in accordance with the in 4 calculated diagram as follows:

where v _{f is} the speed component of the vehicle in a direction perpendicular to its direction of travel at a location of the side-direction G sensor 72 Which is disposed at the front end of the vehicle, v is the velocity component of the vehicle _r in a direction perpendicular to its direction of travel direction at the location of which is arranged at the rear end of the vehicle lateral direction G sensor 74 and L 'is a value corresponding to the distance between the side-direction sensors.

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.The above equation for measuring the current yaw rate is calculated by considering the existence of the following conditions in the graph of FIG 4 receive: v f = v y + aΩ zmeas (3) v r = v y - bΩ zmeas (4) where a is the distance between the location of the lateral direction G-probe 72 at the front end of the vehicle and the center of gravity of the vehicle body, v _y the speed component of the vehicle in a direction perpendicular to its direction of travel at the center of gravity of the vehicle body and b the distance between the location of the lateral G sensor 74 at the rear end of the vehicle body and the center of gravity of this construction are.

Die Gleichungen (3) und (4) können gleichzeitig gelöst werden, um die folgende Gleichung zu erlangen: vf – vr = (a + b)Ωzmeas (5) Equations (3) and (4) can be solved simultaneously to obtain the following equation: v f - v r = (a + b) Ω zmeas (5)

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

By changing the equation, the above equation (2) can be obtained as follows:

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.The operation of the embodiment of 3 will be described in detail in connection with the flow chart of the 5 explained. As can be seen, the operation of the embodiment of corresponds 3 for the most part those of 1 with the exception that the control unit 4 ( 3 ) two inputs from the side-direction G-sensors 72 and 74 receives. Again 5 As can be seen, these inputs are used to calculate v _f and v _r . Using equation (2) above, the current yaw rate is then used by the controller 4 determined and, as already explained, mti compared to the desired yaw rate.

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.If, as in 5 As shown, the measured yaw rate is determined to be lower than the desired yaw rate while the vehicle is subject to a cornering maneuver, for example, the controller affects 4 the brake fluid pressure modulators to increase the braking force applied by the brake elements to the wheels located on the inside of the curve in the vehicle path and / or to reduce the braking force applied to the brake elements of the wheels located on the outside of the curve. When the measured yaw rate through the control unit 4 is determined to be greater than the desired yaw rate, then the controller 4 the pressure modulators influence to reduce the braking force applied by the braking elements of the wheels located on the inside of the curve in the vehicle track and / or to increase the braking force applied by the brake elements to the wheels located on the outside of the curve. If the measured and the desired yaw degrees are equal to each other, then no compensation for the braking force generating elements takes place through an output from the control unit 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.For the two embodiments of the 1 and 3 It should be noted that because the rear wheels of a vehicle are generally not used for a steering operation, the pressure modulators arranged in the rear brake lines can be omitted with at most a minimal effect on the lateral stability.

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.It is clear that those skilled in the art with knowledge of teaching taught by the invention, modifications and variations to the described embodiments, the only have been given by way of example and illustration, but are to be regarded as falling within the scope of the invention.

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.The The invention discloses a method and a device for regulation a vehicle movement. In particular, the invention relates to a device for improving vehicle stability by regulation the braking torque of a vehicle during, for example, cornering maneuvers. In accordance with the invention, the vehicle stability by an independent control the braking torque in response to a detected yaw or Improved page deviation.

Claims

Device for stabilizing the movement of a motor vehicle, comprising: - Transducers ( 2 . 72 . 74 ) for picking up the yaw rate of the motor vehicle, - a steering angle sensor ( 6 ) and speed sensor ( 12 . 14 . 16 . 18 ) for calculating a target yaw rate, - a control unit ( 4 ), which receives the measured data, makes a set-actual value comparison between the measured and the calculated yaw rate and outputs control signals depending on it, - a brake system whose wheel brakes modulators ( 52 . 54 . 56 . 58 ), which due to the control signals increase, keep constant and lower the hydraulic brake pressure, in order to counteract the influence of lateral forces, characterized in that the modulators ( 52 . 54 . 56 . 58 ) the brake pressure on the opposite sides of the vehicle is different and for each wheel ( 20 . 22 . 24 . 26 ) also in the event that there is no brake pedal operation and the target yaw rate is zero, regulate so that the modulators increase the front wheel brake pressure on one side of the vehicle or the brake pressure of both wheels of that side.

Device according to claim 1, characterized that the desired yaw rate to a neutral leadership property and in the case cornering on a leadership trait is set for the one negligible Understeer range is also allowed.