DE4041404C2 - Steuersystem für die Hinterradlenkung eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für die Hinterradlenkung eines Kraftfahrzeuges, das ein Antiblockiersystem aufweist, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der JP 57-4 45 688 A1 ist für ein Fahrzeug mit Vierradlenkung ein Hinterradlenksystem angegeben, das geeignet ist, das Verhältnis des Lenkeinschlages der Hinterräder zu dem der Vorderräder in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit oder dem Lenkeinschlag der Vorderräder oder dergleichen zu verändern.

Mit einem bekannten Antiblockiersystem (nachstehend als ABS bezeichnet) wird zum Feststellen eines Schlupfes bei jedem Rad während einer Bremsung die Drehzahl dieses Rades erfaßt und wird in dem Bremssystem für jedes Rad der Bremsflüssigkeitsdruck so gesteuert, daß zwischen dem Rad und der Fahrbahnoberfläche eine maximale Reibungskraft erzielt wird, so daß eine Schnellbremsung nicht zu einem Blockieren oder Rutschen eines Rades führen kann.

Für das mit dem ABS versehenen Kraftfahrzeug wird ein Hinterradlenksystem vorgeschlagen, das in Abhängigkeit davon, ob sich das ABS im Einsatz befindet oder nicht, das Lenkverhältnis der Hinterräder so verändert, daß das Fahrverhalten während einer Schnellbremsung verbessert wird. Während des Einsatzes des ABS bewirkt dieses Hinterradlenksystem unabhängig von den Betriebs­ bedingungen eine Umstellung von einer vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik für den normalen Betrieb (ohne ABS), die das Lenkverhältnis in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit oder dergleichen angibt, auf eine andere Lenkverhältnischarakteristik, die sich auf der einem größeren Lenkverhältnis zugeordneten positiven Seite der für den normalen Betrieb vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik befindet, so daß das Kraftfahrzeug während einer Schnellbremsung nicht seitwärtsrutschen kann.

Der Reibungskoeffizient der von jedem Rad berührten Fahrbahn­ oberfläche ist jedoch vom Zustand der Fahrbahnoberfläche abhängig, und die Bedingungen, unter denen ein Rad blockiert ist, sind stark von der Bewegung des Schwerpunktes des Kraftfahrzeuges abhängig. Ferner wird beim Fahren eines Kraftfahrzeuges auf einer sogenannten geteilten Fahrbahnoberfläche, bei der die Reibungskoeffizienten auf der rechten und der linken Seite verschieden sind, durch ein Lenken des Fahrzeuges während einer Bremsung das Fahrverhalten stark verändert. Außerdem befindet sich das Kraftfahrzeug bei blockierten Vorderrädern in einem untersteuerten und bei blockierten Hinterrädern in einem übersteuerten Zustand.

In dem vorgenannten Hinterradlenksystem erfolgt in jedem Zustand bei einem ABS-Einsatz ein und dieselbe Umstellung von der Lenkverhältnischarakteristik für Normalbetrieb auf eine andere Lenkverhältnischarakteristik. Daher kann das übliche Hinterradlenksystem bei einem ABS-Einsatz nicht auf die vorgenannten, unterschiedlichen Lenkzustände ansprechen.

Aus der DE 38 26 982 A1 ist ein gattungsgemäßes Steuersystem bekannt. Hier ist bereits beschrieben, daß eine Hinterradlenkung durchgeführt werden kann, wo ein Hinterradsteuerungswinkel auf der Basis der Lenkinformation von dem Vorderradlenksensor und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird. Es ergeben sich aber beim Fahren Situationen, bei denen Blockierungszustände der Vorderräder und der Hinterräder entweder zusammen oder unabhängig voneinander auftreten. Je nach Auftreten dieser Blockierungszustände ist für das Fahrverhalten des Gesamtfahrzeugs ein anderes Lenkverhältnis erwünscht. Dies wird in der DE 38 26 982 A1 nicht berücksichtigt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das gattungsgemäße Steuerungssystem derart weiterzubilden, daß es auf Veränderungen anspricht, die während einer Bremsung in der Lenkcharakteristik des Fahrzeuges infolge von Unterschieden zwischen den Blockierungszuständen der Vorder- und der Hinterräder auftreten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ausgehend von dem gattungsgemäßen Steuerungssystem für die Hinterradlenkung eines Kraftfahrzeuges durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Demnach sind Mittel zum Erfassen von Blockierungszuständen der Vorderräder und der Hinterräder vorgesehen. Weiterhin bewirkt die Einrichtung zur Korrektur der vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik eine Umstellung von der vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik (N) auf eine dritte Lenkverhältnischarakteristik (A) die bereits bei vergleichsweise niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten ein vergleichsweise größeren Lenkverhältnis aufweist, wenn die Blockierungszustände der Vorderräder und der Hinterräder im wesentlichen gleich sind. Die Einrichtung zur Korrektur der vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik bewirkt eine Umstellung von der vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik (N) auf eine vierte Lenkverhältnischarakteristik (A₁), die verglichen mit der vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik (N) bei vergleichsweise geringeren Geschwindigkeiten bereits ein größeres Lenkverhältnis erreicht, während sie bezogen auf die dritte Lenkverhältnischarakteristik (A) erst bei vergleichsweise höheren Geschwindigkeiten ein größeres Lenkverhältnis erreichen, wenn die Vorderräder vor den Hinterrädern blockiert werden. Schließlich bewirkt die Einrichtung zur Korrektur der vor vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik eine Umstellung von der vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik (N) auf eine fünfte Lenkverhältnischarakteristik (A₂) bei der bezogen auf die dritte Lenkverhältnischarakteristik (A) bereits bei vergleichsweise niedrigeren Geschwindigkeiten ein vergleichsweise größeres Lenkverhältnis eingestellt wird, wenn die Hinterräder vor den Vorderrädern blockiert werden.

Hierdurch wird ein Steuersystem für die Hinterradlenkung eines Fahrzeuges mit Vierradlenkung und ABS geschaffen, durch das während eines ABS-Einsatzes die Stabilität des Kraftfahrzeuges verbessert wird.

Das Steuersystem spricht auch während der Bremsung auf Veränderungen an, die im Fahrverhalten des Fahrzeuges infolge von unterschiedlichen Reibungskoeffizienten auf der rechten und linken Seite der Fahrbahnoberfläche auftreten.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 und 3 wiedergegeben. Demnach kann das Antiblockiersystem die Bremseinrichtung für die beiden rechten und linken Räder und die Vorder- und Hinterräder unabhängig voneinander steuern. Weiterhin kann das System auf die Fahrgeschwindigkeit ansprechen.

Zum besseren Verständnis der vorstehend angegebenen Merkmale der Erfindung wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigt

Fig. 1 schematisch die Gesamtanordnung eines erfin­ dungsgemäßen Hinterradlenksystems für ein Kraftfahrzeug,

Fig. 2 schematisch die Gesamtanordnung eines Anti­ blockiersystems (ABS) in dem Kraftfahrzeug 1 in Fig. 1,

Fig. 3 in einer graphischen Darstellung die Beziehung zwischen dem Lenkverhältnis und der Fahrge­ schwindigkeit,

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm für die Steuerung, die das erfindungsgemäße Steuergerät durchführt, wenn der Blockierungszustand der Hinterräder sich von dem der Vorderräder unterscheidet,

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm der Steuerung, die von dem erfindungsgemäßen Steuergerät während eines ABS-Einsatzes durchgeführt wird,

Fig. 6 ein Hydraulikschaltschema einer in dem ABS verwendeten Hydraulikeinheit,

Fig. 7 in einer graphischen Darstellung die Bezie­ hungen zwischen der Raddrehzahl, der Radbe­ schleunigung, dem Schiebersteuerstrom und dem Bremsflüssigkeitsdruck und dergleichen während des Betriebes des Steuergerätes bei einem ABS-Einsatz,

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm für die von einem Steuer­ gerät nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung durchgeführte Steuerung bei einem ABS-Einsatz und

Fig. 9 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der von dem Steuergerät nach der anderen Ausführungsform der Erfindung bei Vierradlenkung (4RL) durch­ geführten Steuerung.

Fig. 1 zeigt schematisch die Gesamtanordnung eines erfindungs­ gemäßen Hinterradlenksystems für ein in Fig. 1 mit 1 bezeich­ netes Kraftfahrzeug. Dieses hat einen Vorderradlenkmechanismus A, der das rechte und das linke Vorderrad 2FR, 2FL miteinander verbindet, und einen Hinterradlenkmechanismus B, der das rechte und das linke Hinterrad 2RR, 2RL miteinander verbindet.

Zu dem Vorderradlenkmechanismus A gehören zwei Lenkhebel 3FR, 3FL und zwei Zwischenhebel 4FR, 4FL sowie eine die Zwischen­ hebel 4FR, 4FL miteinander verbindende Spurstange 5F. Ein mit dem Vorderradlenkmechanismus A verbundenes Zahnstangen-Lenk­ getriebe C besitzt eine nicht gezeigte Zahnstange, die mit der Spurstange 5F verbunden ist, und ein mit einer Lenkspindel 7 verbundenes Ritzel 6. In Abhängigkeit von dem Drehwinkel des Lenkrades 8 bewegt der Vorderradlenkmechanismus A die Spur­ stange 5F nach rechts und links, so daß das rechte und das linke Vorderrad 2FR, 2FL nach rechts bzw. links eingeschlagen werden.

Zu dem Hinterradlenkmechanismus B gehören zwei Lenkhebel 3RR, 3RL und zwei Zwischenhebel 4RR, 4RL sowie eine die Zwischen­ hebel 4FR, 4FL miteinander verbindende Spurstange 5R, ein Servomotor 10 zum Einschlagen des rechten und des linken Hinterrades 2RR, 2RL nach rechts und links und ein Verbindungs­ mechanismus 11 zum übertragen einer Antriebskraft von dem Servomotor 10 auf die Spurstange 5R.

Bei einem Betrieb des Servomotors 10 im normalen oder im entgegengesetzten Drehsinn bewirkt der Verbindungsmechanismus 11, daß der Hinterradlenkmechanismus B die Spurstange 5R nach links bzw. rechts bewegt und daher das rechte und das linke Hinterrad 2RR, 2RL nach rechts bzw. links eingeschlagen werden.

Zu dem Hinterradlenkmechanismus B gehören ferner ein Sicher­ heitsmechanismus mit einer in dem Verbindungsmechanismus 11 vorgesehenen Schaltkupplung 12 zum Aufheben der Verbindung zwischen dem Servomotor 10 und der Spurstange 5R, und eine Rückstelleinrichtung 9, die zwischen der Spurstange 5R und der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist und eine Feder 9a besitzt, die die Spurstange 5R ständig in die neutrale Stellung zu bewegen trachtet. Bei einer Störung in dem Kraftfahrzeug 1, beispielsweise bei einer Störung des Servomotors 10, bewirkt der Sicherheitsmechanismus A, daß die Kupplung 12 ausgerückt wird und die Rückstelleinrichtung die Spurstange 5R in der neutralen Stellung hält, so daß das Kraftfahrzeug dann wie ein Fahrzeug mit Zweiradlenkung (2RL) betrieben wird.

Das Kraftfahrzeug 1 ist ferner mit einem Drehwinkelsensor 13 versehen, der den Drehwinkel des Lenkrades 8 erfaßt, mit einem Fahrgeschwindigkeitssensor 14 zum Erfassen der Fahr­ geschwindigkeit, einem Drehgeber 17 zum Erfassen der Drehstel­ lung des Servomotors 10 und einem Hinterradlenkungssensor 18 zum Erfassen der Verschiebung der Spurstange 5R.

Ferner ist das Kraftfahrzeug 1 mit einem Steuergerät U₁ versehen, in das die von dem Drehwinkelsensor 13, dem Fahrgeschwindigkeitssensor 14, dem Drehgeber 17 und dem Hinterradlenkungssensor 18 erfaßten Meßwerte eingegeben werden und das in Abhängigkeit von diesen Meßwerten die Drehung des Servomotors 10 steuert. Zu dem Steuergerät U₁ gehört ein auf die Fahrgeschwindigkeit ansprechendes Steuer­ system für die Hinterradlenkung. Dieses System bestimmt in Abhängigkeit von der von dem Fahrgeschwindigkeitssensor 14 erfaßten Fahrgeschwindigkeit eine vorherbestimmte Lenkver­ hältnischarakteristik für die Hinterräder 2RR, 2RL und bestimmt ferner in Abhängigkeit von dem bestimmten Lenkver­ hältnis und dem erfaßten Drehwinkel des Lenkrades 8 einen Sollwert für den Lenkeinschlag der Hinterräder 2RR, 2RL. Auf Grund des Sollwertes für den Lenkeinschlag der Hinterräder steuert das Steuergerät U₁ den Servomotor 10 für die Lenkung der Hinterräder 2RR, 2RL und erfaßt das Steuersystem für die Hinterradlenkung die Drehstellung des Lenkrades und die Stellung der Spurstange 5R.

Fig. 2 zeigt schematisch die Gesamtanordnung eines in dem Kraftfahrzeug vorgesehenen Antiblockiersystems (ABS). Gemäß Fig. 2 sind das rechte und das linke Vorderrad 2FR, 2FL und die Hinterräder 2RR, 2RL mit je einer Bremseinrichtung 23 versehen, die eine mit dem zugeordneten Rad 2FR, 2FL, 2RR oder 2RL drehfeste Bremsscheibe 23a und einen mit hydraulischem Druck beaufschlagbaren Bremssattel 29b zum Bremsen der Brems­ scheibe 29 besitzt.

Das Kraftfahrzeug 1 ist mit einem ABS zur Steuerung des hydraulischen Druckes in jeder Bremseinrichtung 29 unabhängig von den anderen versehen. Das ABS besitzt einen Beschleuni­ gungssensor 24 zum Erfassen einer Abnahme der Fahrgeschwindig­ keit des Kraftfahrzeuges 1, je einem der Räder 2FR, 2FL, 2RR und 2RL zugeodnete Raddrehzahlsensoren 25 zum Erfassen der Drehzahl jeden Rades, ein Steuergerät U₂, in das die von den Sensoren 24, 25 erfaßten Meßwerte eingegeben werden, Druck­ steuerventile 26 zum Steuern des hydraulischen Druckes in je einer der Bremseinrichtungen 23 in Abhängigkeit von von dem Steuergerät U₂ abgegebenen Steuersignalen und in Fig. 2 nicht gezeigte Hydraulikeinheiten, die an die Ventile 26 unter Druck stehende Bremsflüssigkeit abgeben.

Das Steuergerät U₂ bestimmt eine Radsolldrehzahl V_ref auf Grund von Meßwerten, wie beispielsweise der niedrigsten der Raddrehzahlen W_FR, W_FL, W_RR und W_RL der Räder 2FR, 2FL, 2RR und 2RL und bestimmt auf Grund dieser Meßwerte ferner eine optimale Bremskraft und steuert den auf Grund eines Ver­ gleiches der Drehzahl jedes Rades mit der Radsolldrehzahl V_ref den hydraulischen Druck, mit dem jedes Rad beaufschlagt wird derart, daß bei jedem Rad ein Rutschen oder Blockieren verhin­ dert wird.

Das Steuergerät U₂ besitzt ferner ein System für eine geteilte Steuerung. Wenn das Kraftfahrzeug 1 auf einer geteilten Fahr­ bahnoberfläche fährt, die auf ihrer rechten und linken Seite unterschiedliche Reibungskoeffizienten µ hat, wird durch das System für die geteilte Steuerung auf Grund des von einem nicht gezeigten Hydraulikdrucksensor erfaßten Druckes in jeder Bremseinrichtung 23 der hydraulische Druck, mit dem jede Bremseinrichtung 23 beaufschlagt wird, derart geregelt, daß eine optimale Bremsstrecke erzielt wird.

Gemäß den Fig. 1 und 2 gibt das Steuergerät U₂ in das Steuergerät U₁ ein Signal ein, das den Betriebszustand und den Steuerungszustand des ABS angibt. In Abhängigkeit von dem Betriebszustand und dem Steuerungszustand des ABS verändert das Steuergerät U₁ die Lenkverhältnischarakteristik der Hinterräder 2RR, 2RL gegenüber der der Vorderräder 2FR, 2FL.

In der Fig. 3 ist die Beziehung zwischen dem Lenkverhältnis und der Fahrgeschwindigkeit graphisch dargestellt. Dabei ist das Lenkverhältnis als das Verhältnis des Einschlagwinkels der Hinterräder zu dem Einschlagwinkel der Vorderräder angegeben. In Fig. 3 sind mehrere von dem Steuergerät U₁ des Steuer­ systems für die Hinterradlenkung bestimmte Lenkverhältnis­ charakteristiken dargestellt. Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm der Steuerung, die von dem erfindungsgemäßen Steuergerät U₁ durchgeführt wird, wenn der Blockierungzustand der Hinterräder 2RR, 2RL sich von dem der Vorderräder 2FR, 2FL unterscheidet. Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm der während eines ABS-Einsatzes von dem erfindungsgemäßen Steuergerät U₁ durchgeführten Steuerung.

Gemäß der Fig. 3 sind in dem erfindungsgemäßen Steuersystem für die Hinterradlenkung mehrere Lenkverhältnischarak­ teristiken N, A, A₁, A₂, A₃ und A₄ gespeichert. N ist die normale Lenkverhältnischarakteristik, die angewendet wird, wenn das ABS nicht eingesetzt ist. A ist die Lenkverhältnis­ charakteristik, die während eines normalen Betriebes des ABS angewendet wird. A₁ ist die Lenkverhältnischarakteristik, die angewendet wird, wenn das ABS eingesetzt ist und die Hinter­ räder 2RR, 2RL blockiert sind oder bei einer geteilten Steuerung des ABS. A₃ und A₄ werden nachstehend erläutert.

Es wird angenommen, daß das Kraftfahrzeug 1 bei eingesetztem ABS eine Schnellbremsung durchführt. Infolgedessen wird die Lenkverhältnischarakteristik A angewendet, die auf der positiven Seite der Lenkverhältnischarakteristik N liegt, so daß die Lenkfähigkeit eingeschränkt ist und die Stabilität des Fahrzeuges während der Schnellbremsung verbessert werden kann.

Da das Kraftfahrzeug 1 bei eingesetztem ABS und blockierten Vorderrädern 2FR, 2FL untersteuert ist, wird in diesem Zustand die Lenkverhältniskennlinie A₁ angewendet, die gegenüber der Lenkverhältnischarakteristik A etwas zur negativen Seite hin versetzt ist, so daß die Lenkfähigkeit verbessert wird.

Bei eingesetztem ABS und blockierten Hinterrädern 2RR, 2RL ist das Kraftfahrzeug 1 übersteuert. Wenn das ABS bei einer geteil­ ten Steuerung eingesetzt ist, führt selbst eine geringfügige Lenkung zu einer großen Veränderung des Fahrverhaltens des Kraftfahrzeuges 1. In beiden Fällen wird daher die Lenkverhält­ nischarakteristik A₂ angewendet, die auf der positiven Seite der Lenkverhältnischarakteristik A weiter von dieser entfernt ist, so daß die Lenkbarkeit des Fahrzeuges eingeschränkt ist und seine Stabilität verbessert werden kann.

Anhand der Fig. 4 und 5 sei jetzt das Ablaufdiagramm erläutert, aus dem hervorgeht, wie das Steuergerät U₂ die Lenkverhältnischarakteristiken N, A, A₁ und A₂ auswählt.

Gemäß der Fig. 4 wird in das Steuergerät U₁ ein Signal S eingegeben, das den Betriebszustand des ABS und den Steuerungs­ zustand des Steuergerätes U₂ angibt. Bei eingesetztem ABS liest das Steuergerät U₁ die Solldrehzahl V_ref und die Dreh­ zahlen W_FR, W_FL, W_RR und W_RL der Räder 2FR, 2FL, 2RR, 2RL ab und berechnet es den Durchschnittswert W_F der Drehzahlen W_FR und W_FL der Vorderräder und den Durchschnittswert W_R der Drehzahlen W_RR und W_RL der Hinterräder (S2, S3, S4, S5). Wenn dann die Verlangsamung (V_ref-W_F) der Vorderräder im wesentlichen gleich der Verlangsamung (V_ref-W_R) der Hinter­ räder ist, erfolgt eine Umstellung von der Lenkverhältnis­ charakteristik N auf die Lenkverhältnischarakteristik A (S7, S8). Da das Lenkverhältnis der Hinterräder 2RR, 2RL jetzt auf der positiven Seite der Lenkverhältnischarakteristik N liegt, wird die Lenkfähigkeit des Fahrzeuges eingeschränkt und kann seine Stabilität verbessert werden.

Wenn die Verlangsamung (V_ref-W_F) der Vorderräder größer ist als die Verlangsamung (V_ref-W_R) der Hinterräder, d. h. wenn die Vorderräder 2FR, 2FL blockiert sind, erfolgt eine Umstellung von der Lenkverhältnischarakteristik N auf die Lenkverhältnischarakteristik A₁ (S6, S7, S9), so daß das Lenkverhältnis der Hinterräder 2RR, 2RL auf der positiven Seite der Lenkverhältnischarakteristik N liegt und gegenüber der Lenkverhältnischarakteristik A, die angewendet wird, wenn die Vorderräder und die Hinterräder sich im wesentlichen in demselben Blockierungszustand befinden, etwas zur negativen Seite hin versetzt ist. Infolgedessen wird die Stabilität des Fahrzeuges bei der Schnellbremsung verbessert und die Unter­ steuerung des Fahrzeuges vorzugsweise aufgehoben.

Wenn die Verlangsamung (V_ref-W_F) der Vorderräder kleiner ist als die Verlangsamung (V_ref-W_R) der Hinterräder, d. h., wenn die Hinterräder 2RR, 2RL blockiert sind, erfolgt eine Umstel­ lung von der Lenkverhältnischarakteristik N auf die Lenkver­ hältnischarakteristik A₂ (S6, S10), so daß das Lenkverhältnis der Hinterräder 2RR, 2RL gegenüber der Lenkverhältnischarak­ teristik A, die angewendet wird, wenn sich die Vorder- und die Hinterräder im wesentlichen in demselben Blockierungszustand befinden, weiter zur positiven Seite hin versetzt ist. Infolge­ dessen ist die Lenkfähigkeit eingeschränkt und wird daher die Übersteuerung vorzugsweise aufgehoben.

Gemäß der Fig. 5 wird das vorgenannte Signal von dem Steuerge­ rät U₂ in das Steuergerät U₁ eingegeben (S21). Bei einem ABS-Einsatz während einer geteilten Steuerung bewirkt das Steuergerät U₁ eine Umstellung von der Lenkverhältnis­ charakteristik N auf die Lenkverhältnischarakteristik A₂, die bei geteilter Steuerung angewendet wird (S21, S22, S23, S24).

Infolgedessen ist das Lenkverhältnis der Hinterräder 2RR, 2RL gegenüber der Lenkverhältnischarakteristik A weiter zur positiven Seite hin versetzt, so daß die Lenkfähigkeit noch stärker eingeschränkt ist und daher die Stabilität des Fahr­ zeuges 1 bei einer geteilten Steuerung des ABS verbessert werden kann.

Wie vorstehend erläutert wurde, wird nach einer Ausführungs­ form der Erfindung das Steuersystem für die Hinterradlenkung so betrieben, daß die Lenkverhältnischarakteristik der Hinter­ räder in Abhängigkeit von dem Signal S bestimmt werden kann, das den Betriebszustand des ABS und den Steuerungszustand der entsprechenden Räder 2FR, 2FL, 2RR, 2RL angibt, so daß die Wirkung des ABS während einer Schnellbremsung und die Steuerung der Hinterradlenkung durch das Steuersystem für die Hinterradlenkung miteinander koordiniert sind und die Stabilität des Fahrzeuges während einer Schnellbremsung verbessert werden kann.

Wenn das ABS wirksam ist, bewirkt das Steuersystem für die Hinterradlenkung eine Umstellung von der Lenkverhältnis­ charakteristik A, die zur Anwendung kommt, wenn sich die Vorderräder und die Hinterräder im wesentlichen in demselben Blockierungszustand befinden, auf die Charakteristik A₁, wenn sich die Vorderräder im Zustand einer Schnellbremsung be­ finden, und auf die Charakteristik A₂, wenn sich die Hinter­ räder im Zustand einer Schnellbremsung befinden. Infolgedessen werden die durch eine Schnellbremsung verursachten Verän­ derungen des Lenkverhaltens des Fahrzeuges 1 eingeschränkt und es kann die Stabilität des Fahrzeuges 1 verbessert werden.

Wenn das ABS bei geteilter Steuerung wirksam wird, bewirkt das Steuersystem für die Hinterradlenkung eine Umstellung von der Lenkverhältnischarakteristik A auf die Lenkverhältnis­ charaktertistik A₂, so daß bei einer Schnellbremsung des auf einer geteilten Fahrbahnoberfläche fahrenden Fahrzeuges die Veränderung des Fahrverhaltens des Kraftfahrzeuges 1 ein­ geschränkt ist und die Stabilität des Kraftfahrzeuges verbessert werden kann.

An der Ausführungsform sind verschiedene Abänderungen möglich. So ist angegeben worden, daß die Lenkverhältnischarakteristik A₂ sowohl bei einem Blockieren der Hinterräder als auch bei geteilter Steuerung zur Anwendung kommt. Es ist jedoch auch möglich, bei einer Blockierung der Hinterräder eine andere Charakteristik zur Anwendung zu bringen als bei geteilter Steuerung, wobei dann das Lenkverhältnis bei einer geteilten Steuerung auf der positiven Seite der Lenkverhältnis­ charakteristik liegt, die bei einem Blockieren der Hinterräder zur Anwendung kommt.

Nun soll anhand der Fig. 3 und 6 bis 9 eine andere Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems für die Hinterradlenkung erläutert werden.

In dieser Ausführungsform bewirkt das Steuersystem für die Hinterradlenkung eine Umstellung von der Lenkverhältnis­ charakteristik A, die beim ABS-Einsatz zur Anwendung kommt, auf die in Fig. 3 dargestellte Lenkverhältnischarakteristik A₃ oder A₄. Die Lenkverhältnischarakteristik A₃ kommt zur Anwendung, wenn das Lenkrad zu jener Seite der Fahrbahnober­ fläche hin gedreht wird, auf der diese einen höheren Reibungs­ koeffizienten hat, und ist gegenüber der Lenkverhältnischarak­ teristik A₂ zur positiven Seite hin versetzt. Die Lenkverhält­ nischarakteristik A₄ kommt zur Anwendung, wenn das Lenkrad zu jener Seite der Fahrbahnoberfläche hin gedreht wird, auf der diese einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat, und ist gegenüber der Lenkverhältnischarakteristik A₂ zur negativen Seite hin und gegenüber der Lenkverhältniskennlinie A, die beim normalen ABS-Betrieb zur Anwendung kommt, zur positiven Seite hin versetzt.

Fig. 6 ist ein Hydraulikschaltschema einer Hydraulikeinheit 30, die in dem ABS jeder Bremseinrichtung 23 zugeordnet ist und eine Leitung N für Normalbetrieb, eine Leitung für ABS- Betrieb und eine Rückleitung R besitzt. Diese Leitungen sind mit einem F-Schieber 31, einem Rückschlagventil 32, einem Magnetschieber 33, einem Stauraum 36, einer von einem Rotor 39 angetriebenen Pumpe 37, und einem Druckspeicher 38 verbunden. Jedem Rad ist eine Hydraulikeinheit 30 zugeordnet.

Die Leitung N für Normalbetrieb verbindet einen Hauptzylinder 2M über den F-Schieber 31 und den Magnetschieber 33, die in Reihe geschaltet sind, mit einem Radzylinder 2S, der dem in Fig. 2 gezeigten Bremssattel 23b zugeordnet ist.

Die Leitung B für ABS-Betrieb zweigt zwischen dem F-Schieber 31 und dem Magnetschieber 33 von der Leitung N für Normalbe­ trieb ab und ist über den Druckspeicher 38, die Pumpe 37 und den Stauraum 36 mit dem Magnetschieber 33 verbunden.

Die Rückströmleitung R verbindet den Hauptzylinder 2M über das Rückschlagventil 32 mit dem Radzylinder, so daß nach eine Beendigung des Bremsvorganges die Bremsflüssigkeit von dem Radzylinder 2S zu dem Hauptzylinder 2M zurückströmt.

Der in der Leitung N für Normalbetrieb vorgesehene F-Schieber 31 dient nicht nur zum Beaufschlagen des Magnetschiebers 33 mit dem in dem Hauptzylinder 2M herrschenden Bremsflüssigkeits­ druck, sondern ist auch als ein Rückschlagventil wirksam, das ein Rückströmen der unter Druck stehenden Bremsflüssigkeit nur unter einem niedrigeren als dem vorherbestimmten Druck gestattet.

Der Magnetschieber 33 hat drei Anschlüsse, die er auf Grund eines von dem Steuergerät 40 kommenden Befehls bzw. Steuer­ stroms derart umschaltet, daß die Leitung N für Normalbetrieb mit der Leitung B für ABS-Betrieb verbunden bzw. von ihr getrennt wird.

Bei normalem Bremsbetrieb liegt der Magnetschieber 33 in der Leitung N für Normalbetrieb, so daß die Bremsflüssigkeit zu dem Radzylinder 2S unter dem Druck strömt, der in dem Haupt­ zylinder 2M durch das Treten des Bremspedals BP erzeugt worden ist und daher die Bremseinrichtung betätigt wird. Durch die Rückleitung R strömt die Bremsflüssigkeit zum Hauptzylinder 2M zurück.

Bei eingesetztem ABS wird der Magnetschieber 33 auf die Leitung B für ABS-Betrieb umgeschaltet, so daß der den Rad­ zylinder 2S beaufschlagende Bremsflüssigkeitsdruck zwischen drei Zuständen gesteuert werden kann. Dieser Druck kann jetzt vermindert, aufrechterhalten oder erhöht werden. Wenn der Magnetschieber 33 die Leitung N für Normalbetrieb absperrt und dann eine Verbindung mit der Leitung B für ABS-Betrieb her­ stellt, strömt die unter dem Radzylinder 2S unter Druck stehende Bremsflüssigkeit in den Stauraum 36 zurück, so daß der Druck dieser Flüssigkeit vermindert wird. Wenn der Magnetschieber 33 die Leitung N für Normalbetrieb und die Leitung B für ABS-Betrieb absperrt, wird der Druck der Brems­ flüssigkeit in dem Radzylinder 2S auf einem vorherbestimmten Wert konstantgehalten. Wenn der Magnetschieber 33 die Leitung N für Normalbetrieb aufsteuert, wird der Radzylinder 2S zusätz­ lich mit dem in dem Druckspeicher 38 gehaltenen Bremsdruck beaufschlagt und dadurch der Bremsflüssigkeitsdruck in dem Radzylinder 2S erhöht. Bei einem verminderten Druck in dem Druckspeicher 38 fördert die von dem Motor 39 angetriebene Pumpe 37 die Bremsflüssigkeit zum Druckspeicher 38 zurück.

In Fig. 7 ist die Beziehung zwischen der Raddrehzahl, der Radbeschleunigung, dem Schiebersteuerstrom, dem Bremsflüssig­ keitsdruck und der Dauer des mittels des Steuergerätes U₂ bewirkten ABS-Einsatzes dargestellt. Gemäß Fig. 7 ist ein für das Einleiten des ABS-Betriebes maßgebender Schwellenwert S₁ des Radschlupfverhältnisses und ein für den ABS-Betrieb maß­ gebender Schwellenwert α₁ der Radbeschleunigung vorgesehen. Diese Schwellenwerte sind voneinander unabhängig. Wenn entweder das Radschlupfverhältnis oder die Radbeschleunigung den zugeordneten Schwellenwert erreicht, der für das Einleiten des ABS-Betriebes maßgebend ist, wird der ABS-Betrieb einge­ leitet. Zu der Fig. 7 ist durch die strichpunktierte Linie eine Pseudo-Fahrgeschwindigkeit angegeben, die für das Einleiten des ABS-Betriebes maßgebend ist und bei der das Radschlupfverhältnis unter dem für das Einleiten des ABS-Betriebes maßgebenden Schwellenwert S₁ liegt, wenn die Raddrehzahl niedriger ist als der Fahrgeschwindigkeit entspricht, liegt das Schlupfverhältnis S über dem für das Einleiten des ABS-Betriebes maßgebenden Schwellenwert S₁. Durch die gestrichelte Linie ist der für das Einleiten des ABS-Betriebes maßgebende Schwellenwert α₁(= -b_o) der Radbeschleunigung dargestellt.

Durch Treten des Bremspedals BP wird der den Radzylinder 2S beaufschlagende Bremsflüssigkeitsdruck derart erhöht, daß die Bremseinrichtung betätigt und dadurch die Raddrehzahl ver­ mindert und die Differenz zwischen dem Istwert der Raddrehzahl und der der Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Pseudodrehzahl vergrößert wird (von a bis b).

Wenn im Zeitpunkt A die Verlangsamung (negative Beschleuni­ gung) unter den für das Einleiten des ABS-Betriebes maß­ gebenden Schwellenwert -b_o sinkt, wird der Magnetschieber 33 in die Haltestellung geschaltet, in der er den Bremsflüssig­ keitsdruck von b bis c aufrechterhält.

Wenn im Zeitpunkt B die Differenz zwischen der Raddrehzahl und der der Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Pseudodrehzahl zunimmt, die Raddrehzahl aber kleiner ist als es der für das Einleiten des ABS-Betriebes maßgebenden Fahrgeschwindigkeit entspricht und das Rutschverhältnis kleiner ist als der Wert S, wird angenommen, daß die Räder blockiert sind. Infolge­ dessen wird der Magnetschieber in die Druckminderstellung geschaltet, so daß der Druck in dem Radzylinder 2S und damit auch die Bremskraft vermindert wird (von c bis d).

Nach dem Vermindern der Bremskraft steigt im Zeitpunkt C die Radbeschleunigung auf den für das Einleiten des ABS-Betriebes maßgbenden Schwellenwert -b_o. Danach wird der Magnetschieber 33 wieder in die Druckhaltestellung geschaltet, in der er den Bremsflüssigkeitsdruck hält (von d bis e). Wenn bei aufrechter­ haltenem Bremsdruck die Raddrehzahl ansteigt und dabei die Radbeschleunigung über dem vorgegebenen Wert +b₂₀ liegt (im Zeitpunkt D), wird angenommen, daß das Rad wieder mit der ungebremsten Drehzahl läuft. Infolgedessen wird der Magnet­ schieber 33 in die Druckerhöhungsstellung geschaltet und dadurch der Druck in dem Radzylinder 2S erhöht (von e bis f).

Bei einer Abnahme der Radbeschleunigung zwischen einem vorge­ wählten Wert +b₁₀ und dem für das Einleiten des ABS-Betriebes maßgebenden Schwellenwert -b_o wird der Magnetschieber 33 wiederholt zwischen der Druckerhöhungsstellung und der Druckhaltestellung geschaltet (von g bis h).

Wenn im Zeitpunkt F die Radbeschleunigung unter den für das Einleiten des ABS-Betriebes maßgebenden Schwellenwert -b_o sinkt, wird das vorstehend erläuterte Arbeitsspiel wiederholt.

Wenn das ABS in der vorstehend erläuterten Weise arbeitet, drehen sich die Räder auch dann auf der Fahrbahnoberfläche, wenn die stärkste Bremskraft ausgeübt wird.

Fig. 8 ist ein Ablaufdiagramm der Steuerung des ABS-Betriebes durch das Steuergerät U₂ nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. In der Fig. 8 ist angenommen, daß die Raddreh­ zahl jedes Rades und die Fahrgeschwindigkeit durch den von dem in Fig. 2 gezeigten Raddrehzahlmesser 25 erfaßten Wert und durch ein Rutschverhältnis S bestimmt werden und daß für jedes der Räder eine Beschleunigung α berechnet wird (S31, S32, S33 und S34). Danach werden das Schlupfverhältnis S und die Be­ schleunigung α für jedes Rad mit dem für das Einleiten des ABS-Betriebes maßgebenden Schwellenwert S₁ bzw. α₁ verglichen (S35 und S36). Wenn einer der Istwerte höher ist als der ent­ sprechende Schwellenwert S₁ bzw. α₁, der für das Einleiten des ABS-Betriebes maßgebend ist, wird im nächsten Schritt festge­ stellt, ob die Fahrbahnoberfläche geteilt ist oder nicht und auf welcher Seite der Fahrbahnoberfläche der Reibungskoeffi­ zient höher ist (S37). Wenn der Reibungskoeffizient auf der linken Seite der Fahrbahnoberfläche höher ist (LH), wird im Schritt S39 die geteilte Steuerung eingeleitet, bei der für das Schlupfverhältnis ein Sollwert vorgegeben wird. Wenn der Reibungskoeffizient auf der rechten Seite der Fahrbahnober­ fläche höher ist (RH), wird im Schritt S40 die geteilte Steuerung eingeleitet, bei der für das Schlupfverhältnis ein anderer Sollwert vorgegeben wird. Bei einer ungeteilten Fahrbahnoberfläche folgt der Schritt S41, in der das ABS normal arbeitet. Die den Zustand der geteilten Fahrbahn angebenden Angaben werden in das Steuergerät U₁ eingegeben.

In der Fig. 9 ist in einem Ablaufdiagramm die von dem Steuergerät U₁ gemäß der Erfindung durchgeführte Steuerung bei Vierradlenkung (4WS) erläutert. Dabei werden im Schritt S51 die Fahrgeschwindigkeit V und der Drehwinkel H oder die Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades abgelesen. Dann wird im Schritt S52 auf Grund der vorstehend erwähnten Angaben, die eine geteilte Fahrbahn betreffen, festgestellt, ob ein Befehl zum Umschalten auf eine geteilte Steuerung vorliegt oder nicht. Wenn ein solcher Befehl vorliegt, wird im Schritt S53 die Lenkverhältnischarakteristik A für den normalen ABS-Betrieb zur Wirkung gebracht. Wenn der Befehl zum Umschalten auf eine geteilte Steuerung vorhanden ist, folgen die Schritte S54, S55 und S56, in denen die Lenkverhältnis­ charakteristik A₃ oder A₄ zur Anwendung kommt, je nachdem auf welcher Seite der Reibungskoeffizient höher ist und zu welcher Seite hin eingeschlagen wird. Bei einem Einschlag zu der Seite mit dem höheren Reibungskoeffizienten hin wird im Schritt S58 die Lenkverhältnischarakteristik A₃ zur Anwendung gebracht. Bei einem Einschlag zu der Seite mit dem niedrigeren Reibungs­ koeffizienten hin wird in den Schritten S57 und S59 die Lenk­ verhältnischarakteristik A₄ zur Wirkung gebracht.

Bei einem Einschlag zu der Seite mit dem höheren Reibungs­ koeffizienten hin kommt die Lenkverhältnischarakteristik A₃ zur Anwendung, die auf der positiven Seite der Charakteristik A für den normalen ABS-Betrieb liegt, so daß das Kraftfahrzeug für eine stabile Kurvenfahrt mit starker Seitenführungskraft geeignet ist. Bei einem Einschlag zu der Seite mit dem niedri­ geren Reibungskoeffizienten hin kommt die Lenkverhältnischarak­ teristik A₄ zur Anwendung, die auf der negativen Seite der Charakteristik A₃ liegt, so daß das Kraftfahrzeug für eine schnelle Kurvenfahrt geeignet ist. Da die beim Einschlagen außen angeordneten Räder auf der Seite mit dem höheren Reibungskoeffizienten liegen, kann das Kraftfahrzeug ebenfalls eine stabile Kurvenfahrt durchführen.

Vorstehend wurde die Erfindung anhand von bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispielen erläutert, an denen jedoch im Rahmen der in den nachstehenden Patentansprüchen gekennzeichneten Erfindung verschiedene Abänderungen vorgenommen werden können.

Claims (3)

1. Steuersystem für die Hinterradlenkung eines Kraftfahrzeuges, das ein Antiblockiersystem aufweist, das die von Bremseinrich­ tungen auf die ihnen zugeordneten Räder ausgeübten Bremskräf­ te in Abhängigkeit von der Verlangsamung des jeweiligen Rades derart steuert, daß ein Blockieren des Rades beim Bremsen verhindert wird, mit einem Lenkeinschlagsteuersystem zum Einstellen eines Verhältnisses des Einschlagwinkels der Hinterräder zu dem der Vorderräder entsprechend einer vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik, einer Einrichtung zur Eingabe eines Betriebszustandes des Antiblockiersystems und eines Steuerungszustandes jeder der mit dem Antiblockiersystem betriebenen Bremseinrichtungen für die Räder in das Lenkeinschlagsteuersystem und mit einer Einrichtung zur Korrektur der vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik in Abhängigkeit von dem Steuerungszustand der Bremseinrichtungen für die Räder während eines Einsatzes des Antiblockiersystems, dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel zum Erfassen von Blockierungszuständen der Vorderräder und der Hinterräder vorgesehen sind und daß die Einrichtung zur Korrektur der vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik eine Umstellung von der vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik (N) auf eine dritte Lenkverhältnischarakteristik (A) bewirkt, die bereits bei vergleichsweise niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten ein vergleichsweise größeres Lenkverhältnis aufweist, wenn die Blockierungszustände der Vorderräder und der Hinterräder im wesentlichen gleich sind,
daß die Einrichtung zur Korrektur der vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik eine Umstellung von der vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik (N) auf eine vierte Lenkverhältnischarakteristik (A₁) bewirkt, die verglichen mit der vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik (N) bei vergleichsweise geringeren Geschwindigkeiten bereits ein größeres Lenkverhältnis erreicht, während sie bezogen auf die dritte Lenkverhältnischarakteristik (A) erst bei vergleichsweise höheren Geschwindigkeiten ein größeres Lenkverhältnis erreichen, wenn die Vorderräder vor den Hinterrädern blockiert werden und
daß die Einrichtung zur Korrektur der vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik eine Umstellung von der vorherbestimmten Lenkverhältnischarakteristik (N) auf eine fünfte Lenkverhältnischarakteristik (A₂) bewirkt, bei der bezogen auf die dritte Lenkverhältnischarakteristik (A) bereits bei vergleichsweise niedrigeren Geschwindigkeiten ein vergleichsweise weise größeres Lenkverhältnis eingestellt wird, wenn die Hinterräder vor den Vorderrädern blockiert werden.

2. Steuersystem für die Hinterradlenkung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Antiblockiersystem die Bremseinrichtung für die beiden rechten und linken Räder und die Vorder- und Hinterräder unabhängig voneinander steuert.

3. Steuersystem für die Hinterradlenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das System auf die Fahrgeschwindigkeit anspricht.