DE19643179C2 - Vorrichtung zur Regelung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vor­ richtung zur Regelung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, während einer Kurven­ fahrt, die eine Instabilität während der Kurvenfahrt, bei­ spielsweise ein Schleudern oder Abdriften verhindert, ohne dabei eine Regelungsschwingung zu verursachen.

Es ist allgemein bekannt, daß Kraftfahrzeuge und der­ gleichen, wenn sie übersteuert werden, zu einer Instabili­ tität, beispielsweise zum Schleudern und Abdriften, neigen, da die auf die Fahrzeugkarosserie als Zentrifugalkraft ein­ wirkende Seitenkraft zusammen mit einem Anstieg der Fahr­ zeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels unbegrenzt anstei­ gen kann, während die Reifenhaftkraft zum Halten und Lenken des Fahrzeugs auf der Straßenoberfläche gegenüber der Sei­ tenkraft begrenzt ist, und insbesondere auf einer glitschi­ gen nassen Straße vermindert ist.

Es wurden verschiedene Anstrengungen unternommen, um Kraftfahrzeuge und dergleichen vom Schleudern und/oder Ab­ driften abzuhalten. Ein Beispiel dafür ist in der japani­ schen Patentveröffentlichung 6-24304 gezeigt, wonach durch ein Regelungssystem auf jeweilige Räder geregelte Brems­ kräfte derart aufgebracht werden, daß die momentane Gierra­ te bzw. Giergeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie mit ei­ ner Sollgiergeschwindigkeit übereinstimmt, die in Abhängig­ keit von den Fahrzuständen des Fahrzeugs, einschließlich des Lenkzustands, berechnet wird.

Im Zuge ähnlicher Anstrengungen für eine weitere Ver­ besserung der Fahrzeugstabilität im Hinblick auf ein Schleudern und/oder Abdriften des Fahrzeugs haben die ge­ genwärtigen Erfinder im besonderen festgestellt, daß auf­ grund der Stabilitätsregelung des Fahrzeugs, die dem Schleudern und/oder Abdriften entgegenwirkt, eine Schwing­ bewegung der Fahrzeugkarosserie in die Gierrichtungen auf­ treten kann.

Um ein Schleudern des Fahrzeugs während des Kurvenfah­ rens zu unterdrücken, ist es bei Vierradfahrzeugen effek­ tiv, auf ein Vorderrad an der Kurvenaußenseite eine Brems­ kraft aufzubringen, so daß hierdurch in der Fahrzeugkaros­ serie in der Umgebung des gebremsten Vorderrads ein dem Schleudern entgegenwirkendes Moment hervorgerufen wird. Desweiteren wird, wie es in der Technik ebenfalls allgemein bekannt ist, ein Abdriften effektiv verhindert, indem das Fahrzeug, insbesondere an den Hinterrädern, derart abge­ bremst wird, daß es zur Verringerung der darauf aufgebrach­ ten Zentrifugalkraft verlangsamt wird, mit dem Begleitef­ fekt, daß beim Bremsen der Hinterräder die Seitenvektorkom­ ponente der Reifenhaftkraft der Hinterräder durch die Addi­ tion einer durch das Bremsen erzeugten Längsvektorkomponen­ te reduziert wird, da der Gesamtvektor der verfügbaren Rei­ fenhaftkraft begrenzt ist und alle durch den sogenannten Reibungskreis definierte Richtungen ausfüllt, wodurch die Hinterräder zur Kurvenaußenseite gleiten können und das fahrende Fahrzeug somit zur Kurveninnenseite geleitet wird.

Bei derartigen Fahrstabilitätsregelungen wird eine Nei­ gung des Fahrzeugs zu einer Instabilität während des Kur­ venfahrens, beispielsweise zum Schleudern oder Abdriften, in Abhängigkeit von einem bestimmten Parameter, der die Fahrzustände des Fahrzeugs betrifft, abgeschätzt und die Bremskraft mit einer zum Ausmaß der abgeschätzten Instabi­ lität im allgemeinen proportionalen Stärke auf ein betref­ fendes Rad oder auf die betreffenden Räder aufgebracht. Wenn die Instabilität des Fahrzeugs einen bestimmten Schwingungszyklus aufweist, wird die Instabilität für den Fall, daß die Fahrstabilitätsregelung derart ausgeführt wird, daß sie dem Ausmaß der geschätzten Instabilität nur folgt, aufgrund einer Resonanz zwischen der Eigenfrequenz der Fahrzeugkarosserie in der Gierbewegung und dem Anwen­ dungszyklus der Stabilitätsregelung jedoch verstärkt.

Aus der EP 0 767 093 A1, die einen Stand der Technik nach § 3 Abs. 2 Nr. 2 PatG bildet, ist eine Vorrichtung zur Regelung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs bekannt, welche eine Instabilitätsgröße errechnet und abhängig von dieser über eine entsprechend ausgebildete Bremsanlage Bremskräfte auf ausgewählte Räder aufbringt. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, daß der Anstiegsgradient der Bremskraft für das kurvenäußere Vorderrad während der Regelung verrin­ gert wird, wenn zusätzlich an einem Hinterrad ein Bremsen­ eingriff erfolgt.

Weiter beschreibt die DE 43 05 155 A1 ein Fahrdynamik­ regelungssystem, welches über eine Einrichtung zum Erfassen des Fahrverhaltens, einen Fahrdynamikrechner zum Bestimmen des Sollfahrverhaltens sowie einen Bremsenregler verfügt. In Abhängigkeit des detektierten Fahrzustandes erzeugt der Fahrdynamikrechner Sollwerte für den Bremsenregler, der wiederum zwei getrennte Regler aufweist. Gemäß vorgegebener Tabellen können dabei während des Zeitraums der Bremsenein­ griffe die Sollwerte entsprechend den dort geregelten Re­ gelgesetzen verändert werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zu­ grunde, eine Vorrichtung zur Regelung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs zu schaffen, die das Fahrzeug auf effektive Weise vor einer Instabilität, beispielsweise dem Schleudern und Abdriften, bewahren kann, ohne dabei ein Aufschaukeln bzw. ein Regelungspendeln hervorzurufen.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach dem Pa­ tentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch eine Begrenzung des Maximalwerts der Rate bzw. Geschwindigkeit, mit der die Bremskraft auf das ausgewählte Rad oder die ausgewählten Räder aufgebracht wird, mit dem Ablauf der Zeit, in der die Bremskraft aufgebracht wird, wird eine Verstärkung der Fahrzeuginstabilität durch die Fahrstabilitätsregelung im wesentlichen vermieden.

Die Vorrichtung zur Regelung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs in der Ausgestaltung nach den Patentansprüchen kann als eine Vorrichtung zur Unterdrückung einer Schleu­ derneigung ausgeführt sein, wobei die Instabilität während der Kurvenfahrt ein Schleuderwert ist, der die Schleuder­ neigung der Fahrzeugkarosserie darstellt, und das ausge­ wählte Rad, auf das die Bremskraft aufgebracht wird, das während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs an der Außenseite be­ findliche Vorderrad ist.

Nun erfolgt eine kurze Beschreibung der Zeichnungen, wobei

Fig. 1 eine schematische Abbildung der Hydraulikkrei­ seinrichtung und der elektrischen Regeleinrichtung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Regelung der Fahrstabilität ist,

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Ausführungsbei­ spiel der durch die erfindungsgemäße Vorrichtung durchge­ führten Stabilitätsregelungsroutine zeigt,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm ist, das eine dem Schritt 130 von Fig. 2 entsprechende Routine ist,

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Unterroutine zur Bestimmung der Begrenzung zeigt, die in Abhängigkeit vom Ablauf der Zeit, in der die Fahrstabilitätsregelung ausgeführt wird, auf das Betriebsverhältnis angewendet wird,

Fig. 5 ein Verzeichnis ist, das den Zusammenhang zwi­ schen dem Schlupfverhältnis Rsva des Vorderrads an der Kur­ venaußenseite und dem Absolutwert der Schleudergröße SQ zeigt,

Fig. 6 ein Verzeichnis ist, das den Zusammenhang zwi­ schen dem Betriebsverhältnis Drva und der Schlupfgeschwin­ digkeit SPva des Vorderrads an der Kurvenaußenseite zeigt,

Fig. 7 ein Verzeichnis ist, das ein Beispiel der Be­ grenzung zeigt, die mit dem Zeitablauf das Betriebsverhält­ nis angewendet wird, und

Fig. 8 eine Anordnung von Diagrammen ist, die ein Ver­ haltensbeispiel mehrerer Parameter während der Ausführung einer erfindungsgemäßen Schleuderunterdrückungsregelung vernschaulichen.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung in der Form eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.

Zuerst sei auf Fig. 1 bezuggenommen, die ein Ausfüh­ rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rege­ lung der Fahrstabilität in Bezug auf den Aufbau ihrer Hy­ draulikkreiseinrichtung und ihrer elektrischen Regelein­ richtung schematisch zeigt, wobei die im allgemeinen mit 10 bezeichnete Hydraulikkreiseinrichtung eine herkömmliche ma­ nuelle Bremsdruckquelleneinrichtung mit einem von einem Fahrer zu betätigenden Bremspedal 12, einen Hauptzylinder 14, der zum Hervorbringen eines dem Tritt auf das Bremspe­ dal 12 entsprechenden Hauptzylinderdrucks angepaßt ist, und einen Hydrobooster bzw. Hydroverstärker 16, der einen Verstärkerdruck erzeugt, umfasst.

Die Hydraulikeinrichtung 10 weist ferner eine kraftbe­ triebene Bremsdruckquelleneinrichtung mit einem Behälter 36 und einer Bremsfluidpumpe 40 auf, die ein unter Druck ge­ setztes Bremsfluid an einen Kanal 38 liefert, an den ein Speicher 40 angeschlossen ist, so daß im Kanal 38 ein sta­ bilisierter bzw. konstant gehaltener Speicherdruck für die hierin nachstehend beschriebene automatische Bremsregelung verfügbar ist. Der Speicherdruck wird auch an den Hydrover­ stärker 16 geliefert, der einer Druckquelle zum Erzeugen eines Verstärkerdrucks entspricht, der im wesentlichen zwar dasselbe Druckverhalten wie der vom Tritt auf das Bremspedal 12 abhängige Hauptzylinderdruck aufweist, aber in der Lage ist, ein derartiges Druckverhalten zu halten, während das Bremsfluid durch eine Reihenschaltung eines normaler­ weise offenen EIN-AUS-Ventils und eines normalerweise ge­ schlossenen EIN-AUS-Ventils verbraucht wird, so daß, wie hierin nachstehend beschrieben, ein erwünschter Bremsdruck erhalten wird.

Von einem ersten Anschluß des Hauptzylinders 14 er­ streckt sich ein erster Kanal 18 zu einer Bremsdruckrege­ leinrichtung 20 des linken Vorderrads und einer Bremsdruck­ regeleinrichtung 22 des rechten Vorderrads. Ein zweiter Ka­ nal 26, der ein Dosierventil 24 aufweist, erstreckt sich von einem zweiten Anschluß des Hauptzylinders 14 über ein elektromagnetisches 3/2-Umschaltregelventil 28, von dem ein Auslaßanschluß über einen gemeinsamen Kanal 30 mit den Bremsdruckregeleinrichtungen 32 und 34 der linken und rech­ ten Hinterräder in Verbindung steht, zur Bremsdruckrege­ leinrichtung 32 des linken Hinterrads und Bremsdruckrege­ leinrichtung 34 des rechten Hinterrads.

Die Bremsdruckregeleinrichtungen 20 und 22 der linken und rechten Vorderräder weisen jeweils Radzylinder 48VL bzw. 48VR zum Aufbringen variabler Bremskräfte auf die lin­ ken und rechten Vorderräder, elektromagnetische 3/2-Um­ schaltregelventile 50VL bzw. 50VR und Reihenschaltungen von normalerweise offenen elektromagnetischen EIN-AUS-Ventilen 54VL bzw. 54VR und normalerweise geschlossenen elektroma­ gnetischen EIN-AUS-Ventilen 56VL bzw. 56VR auf, wobei die Reihenschaltungen der normalerweise offenen EIN-AUS-Ventile und der normalerweise geschlossenen EIN-AUS-Ventile zwi­ schen einem Kanal 53 und einem mit dem Behälter 36 in Ver­ bindung stehenden Rücklaufkanal 52 angeschlossen sind. Der Kanal 53 ist derart ausgebildet ist, daß er durch ein elek­ tronisches 3/2-Umschaltregelventil 44, dessen Betrieb hier­ in nachstehend beschrieben wird, mit dem Speicherdruck des Kanals 38 oder dem Verstärkerdruck vom Hydroverstärker versorgt wird. Ein mittlerer Punkt der Reihenschaltung der EIN-AUS-Ventile 54VL und 56VL steht durch einen Verbin­ dungskanal 58VL mit einem Anschluß des Regelventils 50VL in Verbindung, und ein mittlerer Punkt der Reihenschaltung der EIN-AUS-Ventile 54VR und 56VR steht durch einen Verbin­ dungskanal 58VR mit einem Anschluß des Regelventils 50VR in Verbindung.

Die Bremsdruckregeleinrichtungen 32 und 34 der linken und rechten Hinterräder weisen jeweils Radzylinder 64HL bzw. 64HR zum Aufbringen einer Bremskraft auf das linke bzw. rechte Hinterrad und Reihenschaltungen von normaler­ weise offenen elektromagnetischen EIN-AUS-Ventilen 60HL bzw. 60HR und normalerweise geschlossenen elektromagneti­ schen EIN-AUS-Ventilen 62HL bzw. 62HR auf, wobei die Rei­ henschaltungen der normalerweise geschlossenen EIN-AUS-Ven­ tile und der normalerweise geschlossenen EIN-AUS-Ventile zwischen dem mit dem einen Auslaßanschluß des Regelventils 28 in Verbindung stehenden Kanal 30 und dem Rücklaufkanal 52 angeschlossen sind. Ein mittlerer Punkt der Reihenschal­ tung der EIN-AUS-Ventile 60HL und 62HL steht durch einen Verbindungskanal 66HL mit einem Radzylinder 64HL zum Auf­ bringen einer Bremskraft auf das linke Hinterrad in Verbin­ dung, und ein mittlerer Punkt der Reihenschaltung der EIN- AUS-Ventile 60HR und 62HR steht durch einen Verbindungska­ nal 66HR mit einem Radzylinder 64HR zum Aufbringen einer Bremskraft auf das rechte Hinterrad in Verbindung.

Die Regelventile 50VL und 50VR werden jeweils zwischen einer ersten Schaltstellung, in der die Radzylinder 48VL bzw. 48VR mit dem manuellen Bremsdruckkanal 18 in Verbin­ dung gebracht und gleichzeitig von den Verbindungskanälen 58VL bzw. 58VR getrennt werden, wie in dem in der Figur ge­ zeigten Zustand, und einer zweiten Schaltstellung umge­ schaltet, in der die Radzylinder 48VL bzw. 48VR vom Kanal 18 getrennt und gleichzeitig mit den Verbindungskanälen 58VL bzw. 58VR in Verbindung gebracht werden.

Das Regelventil 28 wird zwischen einer ersten Schalt­ stellung, in der der Kanal 30 für beide Reihenschaltungen der EIN-AUS-Ventile 60HL und 62HL und der EIN-AUS-Ventile 60HR und 62HR mit dem manuellen Bremsdruckkanal 26 in Ver­ bindung gebracht wird, wie in dem in der Figur gezeigten Zustand, und einer zweiten Schaltstellung umgeschaltet, in der der Kanal 30 vom Kanal 26 getrennt und gleichzeitig mit einem Kanal 68 in Verbindung gebracht wird, der zusammen mit dem Kanal 53 an einen Auslaßanschluß des Umschaltregel­ ventils 44 angeschlossen ist, so daß der Kanal 30 entweder mit einem Abgabeanschluß des Hydroverstärkers 16 oder dem Speicherdruckkanal 38 in Verbindung steht, je nachdem, ob sich das Regelventil 44 in einer ersten Schaltstellung, wie in der Figur gezeigt, oder in einer dazu entgegengesetzten zweiten Schaltstellung befindet.

Wenn sich die Regelventile 50VL, 50VR und 28 in der er­ sten Schaltstellung befinden, wie in dem in der Figur ge­ zeigten Zustand, stehen die Radzylinder 48VL, 48VR, 64HL, 64HR mit den manuellen Bremsdruckkanälen 18 und 26 derart in Verbindung, daß sie mit dem Druck des Hauptzylinders 14 versorgt werden, wodurch der Fahrer auf jedes Rad eine dem Tritt auf das Bremspedal 12 entsprechende Bremskraft auf­ bringen kann. Wenn das Regelventil 28 in die zweite Schalt­ stellung umgeschaltet wird, wobei das Regelventil 44 in der gezeigten ersten Schaltstellung gehalten wird, werden die hinteren Radzylinder 64HL und 64HR mit dem dem Tritt auf das Bremspedal entsprechenden Verstärkerdruck vom Hydrover­ stärker 16 versorgt. Wenn die Regelventile 50VL, 50VR, 28 und 44 in die zweite Schaltstellung umgeschaltet werden, werden die Radzylinder 48VL, 48VR, 64HL, 64HR während der Regelung der normalerweise offenen EIN-AUS-Ventile 54VL, 54VR, 60HL, 60HR und der normalerweise geschlossenen EIN- AUS-Ventile 56VL, 56VR, 62HL, 62HR in Abhängigkeit vom Ver­ hältnis des offenen Zustands der entsprechenden normaler­ weise offenen EIN-AUS-Ventile und des geschlossenen. Zustands der entsprechenden normalerweise geschlossenen EIN- AUS-Ventile, d. h. dem sogenannten Betriebsverhältnis, un­ abhängig vom Tritt auf das Bremspedal 12 mit dem Speicher­ bremsdruck des Kanals 38 versorgt.

Die Umschaltregelventile 50VL, 50VR, 28, 44, die norma­ lerweise offenen EIN-AUS-Ventile 54VL, 54VR, 60HL, 60HR, die normalerweise geschlossenen EIN-AUS-Ventile 56VL, 56VR, 62HL, 62HR und die Pumpe 40 werden alle durch eine elektri­ sche Regeleinrichtung 70 gesteuert, wie es hierin nachste­ hend ausführlicher beschrieben wird. Die elektrische Regel­ einrichtung 70 besteht aus einem Mikrocomputer 72 und einer Treiberschalteinrichtung 74. Obwohl es in Fig. 1 nicht im Detail gezeigt ist, kann der Mikrocomputer 72 einen allge­ meinen Aufbau haben, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Direkt-Zugriff- Speicher (RAM), Eingangs- und Ausgangstoreinrichtungen und einen diese funktionalen Elemente zusammenschaltenden ge­ meinsamen Bus aufweist.

Die Eingangstoreinrichtung des Mikrocomputers 72 wird von einem Fahrzeugsgeschwindigkeitssenor 76 mit einem die Fahrzeuggeschwindigkeit V anzeigenden Signal, von einem im wesentlichen an einem Massezentrum der Fahrzeugkarosserie angebrachten Querbeschleunigungssensor 78 mit einem die Seiten- bzw. Querbeschleunigung Gy der Fahrzeugkarosserie anzeigenden Signal, von einem Giergeschwindigkeitssensor 80 mit einem die Giergeschwindigkeit γ der Fahrzeugkarosserie anzeigenden Signal, von einem Lenkwinkelsensor 82 mit einem den Lenkwinkel θ anzeigenden Signal, von einem im wesentli­ chen am Massezentrum der Fahrzeugkarosserie angebrachten Längsbeschleunigungssensor 84 mit einem die Längsbeschleu­ nigung Gx der Fahrzeugkarosserie anzeigenden Signal und von Radgeschwindigkeitssensoren 86VL bis 86HL mit Signalen ver­ sorgt, die jeweils die Radgeschwindigkeit (die Radumfangs­ geschwindigkeit) Vwvl, Vwvr, Vwhl, Vwhr der in der Figur nicht dargestellten linken und rechten Vorderräder bzw. linken und rechten Hinterräder anzeigen. Der Querbeschleu­ nigungssensor 78, der Giergeschwindigkeitssensor 80 und der Lenkwinkelsensor 82 erfassen die Querbeschleunigung, die Giergeschwindigkeit, bzw. den Lenkwinkel, welche positiv sind, wenn das Fahrzeug nach links abbiegt, und der Längs­ beschleunigungssensor 84 erfaßt die Längsbeschleunigung, die positiv ist, wenn das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung be­ schleunigt wird. Im allgemeinen werden bei der folgenden Analysis die Parameter, die für die Drehrichtung der Fahr­ zeuge kennzeichnend sind, als positiv vorausgesetzt, wenn die Drehung bzw. das Kurvenfahren im Gegenuhrzeigersinn er­ folgt, und als negativ, wenn das Kurvenfahren im Uhrzeiger­ sinn erfolgt, und zwar vom Dach des Fahrzeugs aus gesehen.

Der Nur-Lese-Speicher des Mikrocomputers 72 speichert Ablaufdiagramme, wie sie beispielsweise in Fig. 2 bis 4 ge­ speichert sind, und Verzeichnisse, wie sie beispielsweise in Fig. 5 bis 7 gezeigt sind. Die zentrale Verarbeitungs­ einheit führt in Abhängigkeit von den Parametern, die von den durch die vorstehend erwähnten verschiedenen Sensoren erfaßt werden, gemäß diesen Ablaufdiagrammen und Verzeich­ nissen, wie hierin nachstehend beschrieben, Berechnungen durch, so daß eine Dreh- bzw. Schleudergröße zur Beurtei­ lung und Einschätzung der Schleuderneigung des Fahrzeugs erhalten wird, und regelt das Kurvenverhalten des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der abgeschätzten Schleudergröße, ins­ besondere um ein Schleudern des Fahrzeugs zu verhindern, indem auf ein Vorderrad an der Kurvenaußenseite eine varia­ ble Bremskraft aufgebracht wird.

Nachfolgend wird in Bezug auf ein Ausführungsbeispiel der einem Schleudern entgegenwirkenden Fahrstabilitätsrege­ lung die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Regelung der Fahrstabilität in der Form ihres Regelungsablaufs gemäß den Fig. 2 bis 7 beschrieben. Es ist jedoch klar, daß nach demselben erfindungsgemäßen Prinzip auch eine Fahrstabili­ tätsregelung möglich ist, die einem Abdriften entgegenwirkt. Daher sollte das erfindungsgemäße Konzept bezüglich der Stabilität und Instabilität derart aufgefaßt werden, daß es mindestens sowohl das Schleudern, wie auch das Ab­ driften abdeckt. Die Regelung gemäß dem Ablaufdiagramm von Fig. 2 beginnt mit dem Schließen eines in der Figur nicht dargestellten Zündschalters und wird in einem vorgegebenen Zeitintervall, beispielsweise von Hundertstelsekunden, wie­ derholt ausgeführt.

Im Schritt 10 werden die Signale einschließlich der Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssen­ sor 76 und dergleichen eingelesen. Im Schritt 20 wird die Differenz zwischen der momentanen Querbeschleunigung Gy, die durch den Querbeschleunigungssensor 78 erfaßt wird, und einem Produkt aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Giergeschwindigkeit γ berechnet, so daß eine Seitengleitbe­ schleunigung Vyd der Fahrzeugkarosserie als Vyd = Gy - V.γ erhalten wird. Dann wird durch Integrieren von Vyd auf Zeitbasis die Seitengleitgeschwindigkeit Vy erhalten. Im Schritt 30 wird der Schräglaufwinkel bzw. Schwimmwinkel β der Fahrzeugkarosserie als ein Verhältnis der Seitengleit­ geschwindigkeit Vy zur Längsgeschwindigkeit Vx der Fahr­ zeugkarosserie (= Fahrzeuggeschwindigkeit) als β = Vy/Vx berechnet.

Im Schritt 40 wird unter Verwendung zweier geeigneter positiver Konstanten K1 und K2 ein Wert, der hierin als Dreh- bzw. Schleuderwert SV bezeichnet wird, als eine li­ neare Summe des Schwimmwinkels β und der Seitengleitbe­ schleunigung Vyd berechnet, wie SV = K1.β + K2.Vyd. Der Schleuderwert SV ist demnach ein Parameter, der die Schleu­ derneigung der Fahrzeugkarosserie anzeigt. Wie es in der technischen Ananlysis üblich ist, kennzeichnen die Vorzei­ chen dieser Parameter, wie der Giergeschwindigkeit γ, des Schwimmwinkels β und des darauf basierenden, vorstehend an­ gesprochenen Schleuderwerts SV, die Dreh- bzw. Kurvenrich­ tung des Fahrzeugs in der Weise, daß ein positver Wert dieser Parameter anzeigt, daß das Fahrzeug in einer Linkskurve fährt, während ein negativer Wert dieser Parameter anzeigt, daß das Fahrzeug in einer Rechtskurve fährt.

Im Schritt 50 wird die Drehrichtung des Fahrzeugs aus dem Vorzeichen der Giegeschwindigkeit γ beurteilt und ein Parameter, der hierin als Schleudergröße SQ bezeichnet wird, derart bestimmt, daß er gleich SV ist, wenn der Schleuderwert SV positiv ist, und gleich -SV ist, wenn der Schleuderwert SV negativ ist. Die Schleudergröße SQ kann aber auch so bestimmt werden, daß sie im Hinblick auf die Vielfalt der Stabilität des Fahrzeugs während des Kurven­ fahrens empfindlicher bzw. feinfühliger ist, so daß, wenn der Schleuderwert SV in Übereinstimmung mit der positiven Giergeschwindigkeit γ postitiv ist, die Schleudergröße SQ gleich SV ist, aber für den Fall, daß der Schleuderwert SV gegenüber der positiven Giergeschwindigkeit γ negativ ist, die Schleudergröße SQ Null wird, und ähnlicherweise, wenn der Schleuderwert SV in Übereinstimmung mit der negativen Giergeschwindigkeit γ negativ ist, die Schleudergröße SQ gleich -SV ist, aber für den Fall, daß der Schleuderwert SV gegenüber der negativen Giergeschwindigkeit γ positiv ist, die Schleudergröße SQ Null wird. Die Schleudergröße SQ ist demnach ein Parameter, der die Schleuderneigung der Fahr­ zeugkarosserie anzeigt.

Im Schritt 60 wird in Abhängigkeit von der Schleuder­ größe SQ gemäß einem Verzeichnis, wie es beispielsweise in Fig. 5 gezeigt ist, ein Sollschlupfverhältnis Rsva des Vor­ derrads an der Kurvenaußenseite berechnet.

Im Schritt 70 wird beurteilt, ob das Sollschlupfver­ hältnis Rsva Null ist. Wenn die Antwort JA ist, was an­ zeigt, daß kein wirklicher Bedarf für die Fahrstabilitäts­ regelung besteht, springt die Regelung über den Schritt 80, in dem das Flag bzw. Kennzeichen F auf Null zurückgesetzt wird, was ein Signal dafür ist, daß die Fahrstabilitätsregelung nicht ausgeführt wird, zum Schritt 10 zurück. Wenn die Antwort von Schritt 70 NEIN ist, geht die Regelung zum Schritt 90 weiter, in dem das Kennzeichen F auf 1 gesetzt wird, was ein Signal dafür ist, daß die Fahrstabilitätsre­ gelung ausgeführt wird; dann geht die Regelung zum Schritt 100. Im Schritt 100 wird unter Verwendung der Radgeschwin­ digkeit des Vorderrads an der Kurveninnenseite als Bezugs­ radgeschwindigkeit Vb eine Sollradgeschwindigkeit des Vor­ derrads an der Kurvenaußenseite, das gebremst werden soll, wie folgt berechnet:

Vwtva = Vb.(100 - Rsva)/100 (1)

Im Schritt 110 wird unter Verwendung von Vwvad als Rad­ beschleunigung des Vorderrads an der Kurvenaußenseite (die Ableitung von Vwva) und Ks als eine geeignete positive Kon­ stante die Schlupfgeschwindigkeit SPva des Vorderrads an der Kurvenaußenseite wie folgt berechnet:

SPva = Vwva - Vwtva + Ks.(Vwvad - Gx) (2)

Im Schritt 120 wird unter Bezugnahme auf ein Verzeich­ nis, wie es beispielsweise in Fig. 6 gezeigt ist, das Be­ triebsverhältnis Drva für die Zufuhr oder Abfuhr von Brems­ fluid zum oder vom Radbremszylinder des Vorderrads an der Kurvenaußenseite in Abhängigkeit von jedem zeitlichen Wert von SPva berechnet. Drva gibt das Verhältnis der EIN-Dauer zur AUS-Dauer der Reihenschaltung der EIN-AUS-Ventile 54VL vs. 56VL oder 54VR vs. 56VR an. Der positive Wert von Drva bezieht sich auf das Verhältnis der Dauer ohne Energiezu­ fuhr zur Dauer mit Energiezufuhr des normalerweise offenen Ventils 54VL oder 54VR, wobei das normalerweise geschlos­ sene Ventil 56VL oder 56VR kontinuierlich abgeschaltet ist, während sich der negative Wert von Drva auf das Verhältnis der Dauer mit Energiezufuhr zur Dauer ohne Energiezufuhr des normalerweise geschlossenen Ventils 56VL oder 56VR bezieht, wobei das normalerweise offene Ventil 54VL oder 54VR kontinuierlich eingeschaltet ist.

Im Schritt 130 wird das Betriebsverhältnis Drva gemäß einem in Fig. 3 gezeigten Prozeß in Abhängigkeit vom Zeit­ ablauf der durch die momentane Fahrstabilitätsregelung aus­ geführten Bremskraftaufbringung so verändert, daß es einen Maximalwert Drul nicht überschreitet, der so bestimmt wird, daß er ein Verhalten zeigt, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Die Bestimmung des Maximalwerts Drul wird hierin nachste­ hend unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben. Gemäß Fig. 3 wird im Schritt 131 beurteilt, ob das berechnete Betriebs­ verhältnis Drva gleich oder größer als der maximale Wert Drul ist. Falls ja, wird im Schritt 132 der Wert von Drva für die momentane Verwendung auf den Wert von Drul be­ grenzt. Falls nicht, wird der Schritt 132 umgangen, so daß Drva als der im Schritt 120 gerade eben berechnete Wert verwendet wird.

Im Schritt 140 werden das Regelventil 44 und das dem Vorderrad an der Kurvenaußenseite entsprechende Regelventil 50VL oder 50VR jeweils in die zweite Schaltstellung umge­ schaltet und die Reihenschaltung des normalerweise offenen EIN-AUS-Ventils und des normalerweise geschlossenen EIN- AUS-Ventils 54VL-56VL oder 54VR-56VR gemäß dem Betriebsver­ hältnis Drva gesteuert, so daß auf das Vorderrad an der Kurvenaußenseite eine geregelte Bremskraft aufgebracht wird.

Nun wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 die Bestimmung des Maximalwerts für die Begrenzung des Betriebsverhältnisses Drva beschrieben. Zunächst wird im Schritt 210 gemäß dem Vorzeichen der Giergeschwindigkeit γ überprüft, ob sich die Drehrichtung des Fahrzeugs geändert hat. Wenn die Antwort JA ist, ist diese Situation nicht Gegenstand bzw. Thema der vorliegenden Erfindung. Daher wird diese Routine im wesent­ lichen umgangen. Falls die Antwort NEIN ist, geht die Regelung zum Schritt 220, und es wird gemäß dem Kennzeichen F überprüft, ob die Fahrstabilitätsregelung ausgeführt wird (F = 1) oder ob die Fahrstabilitätsregelung nicht ausge­ führt wird (F = 0). Wenn die Antwort JA ist, wird im Schritt 230 der Zählwert C eines Zählers um C1 erhöht, so daß die Zeit, in der eine Bremskraft zur Regelung der Sta­ bilität aufeinanderfolgend aufgebracht wird, gezählt wird, und dann geht die Regelung zum Schritt 270, in dem der zeitliche Maximalwert, der dem Betriebsverhältnis Drva zu­ geteilt werden soll, im Verzeichnis von Fig. 7 herausgele­ sen wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel verhält sich der maximale Wert Drul derart, daß er solange auf Drulu bleibt, bis der Zeitzählwert C Cd erreicht, dann nach und nach auf Druld abfällt, bis der Zeitzählwert C Cu erreicht und danach auf Druld bleibt. Wenn die Antwort von Schritt 220 NEIN ist, wird im Schritt 240 der Zählwert C um C2 ver­ mindert. Durch eine derartige Kombination der Erhöhung um C1 und Verminderung um C2, wobei C1 und C2 eine geeignete Größe haben, wird eine wahrscheinliche Resonanz der Anwen­ dungsgeschwindigkeit der Fahrstabilitätsregelung mit der Eigenfrequenz der Fahrzeugkarosserie während ihrer Gierbe­ wegung vermieden. Im Schritt 250 wird überprüft, ob der Ab­ wärtszählvorgang einen unteren Pegel erreicht, hat; falls ja, wird der Zählwert korrekterweise auf Null zurückge­ setzt.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel des Betriebs der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung zur Regelung der Fahrstabilität. Es sei angenommen, daß ein Fahrzeug durch einen gekrümmten Weg bzw. eine Kurve fährt, wobei es aus irgenwelchen Gründen eine instabile Änderung der Giergeschwindigkeit zeigt, wie es in der ersten Reihe der Figur gezeigt ist, und eine Schleudergröße SQ efaßt wird, wie es in der zweiten Reihe der Figur gezeigt ist. Ferner sei angenommen, daß zwischen der Frequenz der Spitzenwerte der Schleudergröße SQ und der Eigenfrequenz der Fahrzeugkarosserie während ihrer Gierbe­ wegung unglücklicherweise eine Resonanz auftritt. Für den Fall, daß die Fahrstabilitätsregelungung auf herkömmliche Weise in der Weise ausgeführt wird, daß der Bremsbetrieb, was die Fahrstabilitätsregelung betrifft, im Zeitraum von t1 bis t2, t3 bis t4 und t5 bis t6 erfolgt, wird das Gieren des Fahrzeugs durch die Fahrstabilitätsregelung noch mehr verstärkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch, wenn die Instabilität mit einer derartigen Frequenz auf­ tritt, das momentan ausgeführte Betriebsverhältnis aufgrund der Unstimmigkeit zwischen der Frequenz der Schleudergröße und der zeitlichen Ausführung des Aufwärts- und Abwärtszäh­ lens des Zählers, wie es aus den zeitabhängigen Veranschau­ lichungen der Schleudergröße SQ, des Zählwerts C und des maximalen Betriebsverhältnisses Drul hervorgeht, nahezu aufgehoben bzw. unwirksam gemacht. Daher wird in so einem Fall, was die Fahrstabilitätsregelung betrifft, im wesent­ lichen kein Bremsdruck erzeugt, wie es in der untersten Reihe der Figur gezeigt ist.

In diesem Fall wird natürlich die Fahrstabiltätsrege­ lung nicht effektiv ausgeführt. Aber, keine Ausführung ist besser als eine Ausführung, die die Instabilität verstärkt. Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Regelung der Fahrstabilität auf jedes Fahrzeug abgestimmt entwickelt bzw. aufgebaut wird, indem die Eigenfrequenz der Gierbewe­ gung des Fahrzeugs berücksichtigt wird, dann wird die Effi­ zienz der Fahrstabilitätsregelung voll und ganz sicherge­ stellt, außer für den kleinen Betriebsbereich, in dem die Fahrstabilitätsregelung einen nachteiligen Effekt zeigt.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend bezüglich der Fahrstabilitätsregelung, die dem Schleudern entgegen­ wirkt, beschrieben wurde, ist es ersichtlich, daß die Er­ findung in ähnlicher Weise auch für eine dem Abdriften ent­ gegenwirkende Fahrstabilitätsregelung anwendbar ist, indem die Instabilitätsgröße, die bei dem vorstehenden Ausfüh­ rungsbeispiel als die Schleudergröße SQ ausgedrückt ist, in eine Größe umgewandelt wird, die die Abdriftneigung der Fahrzeugkarosserie darstellt und auf eines der Hinterräder oder auf beide Hinterräder eine Bremskraft aufgebracht wird, die von entsprechenden Berechnungen für einen solchen Abbremsbetrieb der Hinterräder bezüglich der Abdriftrege­ lung abhängt, wobei das Betriebsverhältnis zum Zuführen und Abführen von Bremsfluid zum und vom Radzylinder oder zu und von den Radzylindern des Hinterrads oder der Hinterräder auf eine ähnliche Weise verändert wird. Die vorstehend an­ gesprochenen Berechnungen sind in den parallelen Patentan­ meldungen DE 196 43 168 A1, DE 196 43 169 A1, DE 196 42 054 A1 sowie EP 0 767 093 A1 gezeigt, die demselben Rechtsnachfolger abgetreten wurden, wie die vorliegende An­ meldung. Die betreffenden Beschreibungen dieser Anmeldungen seien unter Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung ein­ bezogen.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf ein besonderes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, ist es für den Fachmann ersichtlich, daß bezüglich dem gezeigten Ausführungsbeispiel verschiedene Abwandlungen möglich sind, ohne dabei vom Sinn der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Regelung der Fahrstabilität eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeugkarosserie, linken und rechten Vorderrädern und linken und rechten Hinterrädern, die auf­ weist:
eine Einrichtung (S40, S50) zum Abschätzen der Instabi­ litätsneigung der Fahrzeugkarosserie während einer Kurven­ fahrt, die eine Instabilitätsgröße (SQ) erzeugt, die mit einem Anstieg der Instabilitätsneigung im allgemeinen an­ steigt,
eine Bremseinrichtung (10) zum selektiven Aufbringen einer variablen Bremskraft auf jedes der Räder, und
eine Steuereinrichtung (72) zum Steuern der Bremsein­ richtung in der Weise, daß auf ein ausgewähltes Rad oder auf ausgewählte Räder eine variable Bremskraft mit einer in Abhängigkeit von der Instabilitätsgröße berechneten Zunah­ megeschwindigkeit (Drva) aufgebracht wird, um somit die In­ stabilität des Fahrzeugs während der Kurvenfahrt zu unter­ drücken,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung (72) einen Maximalwert (Drul) der Zunahmegeschwindigkeit (Drva) derart begrenzt, daß dieser mit dem Ablauf der Zeit, in der eine Bremskraft aufgebracht wird, verringert wird, und eine weitere Begrenzung des Ma­ ximalwerts (Drul) der Zunahmegeschwindigkeit (Drva) mit dem Ablauf der Zeit, in der keine Bremskraft aufgebracht wird, auf hebt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (72) den Maximalwert (Drul) in der Weise verändert, daß er mit dem Ablauf der Zeit, in der eine Bremskraft aufgebracht wird, verringert wird, wenn die Zeit einen diesbezüglich bestimmten Schwellenwert (Cd) überschreitet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinrichtung (72) den Maximalwert in der Weise verändert, daß er mit dem Ablauf der Zeit, in der eine Bremskraft aufgebracht wird, so lange verringert wird, bis die Zeit einen diesbezüglich bestimmten Schwellenwert (Cu) erreicht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Instabilitätsgröße während der Kurven­ fahrt ein Schleuderwert (SQ) ist, der die Schleuderneigung der Fahrzeugkarosserie darstellt, und das ausgewählte Rad, auf das die Bremskraft aufgebracht wird, das Vorderad ist, das sich während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs an der Au­ ßenseite befindet.