-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung eines
Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
-
Eine
Steuervorrichtung für
ein Fahrzeug ist in der
JP
62-253 559 A offenbart, wobei die Drehmomente der Räder des
Fahrzeugs so geregelt werden, dass eine auf das Fahrzeug in dessen
Breitenrichtung wirkende Querkraft optimiert wird. Diese Fahrzeug-Steuervorrichtung
umfasst (1) Einrichtungen, um Verhältnisse Ff/δf sowie Fr/δr oder Verhältnisse ΔFf/Δδf sowie ΔFr/Δδr zu erhalten, wobei Ff und
Fr die Querkräfte
der Vorder- bzw. Hinterräder
wiedergeben, während δf und δr Schräglaufwinkel
der Vorder- bzw. Hinterräder
darstellen sowie ΔFf, Δδf, ΔFr und Δδr Änderungswerte
von Ff, δf,
Fr bzw. δr
jeweils kennzeichnen. Ferner umfasst diese Steuervorrichtung (
2)
Einrichtungen, um eine Bremskraft an jedem Rad aufzubringen, dessen
o.a. Verhältnis
eine vorbestimmte Beziehung K überschreitet,
oder die Ausgangsleistung des Fahrzeugmotors herabzusetzen, um die
Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu vermindern. Die Richtung der
aktuellen Bewegung der Räder
kann aufgrund eines Schlupfens dieser von der Soll-Laufrichtung,
die rechtwinklig zur Achse der Räder
gerichtet ist, abweichen. Diese Abweichung eines jeden Rades wird
als „Schräglaufwinkel" bezeichnet, und
das ist der Winkel der Richtung der realen Bewegung des Rades mit
Bezug zur Soll-Laufrichtung.
Der Schräglaufwinkel
wird mit einem Anstieg im Wert des Querschlupfens oder -rutschens des
Fahrzeugs größer. Die
Fahrstabilität
des Fahrzeugs ist solange ausreichend, als die Querkraft der Räder mit
deren Schräglaufwinkel
anwächst.
Die Fahrstabilität
wird verschlechtert, wenn die Anstiegsrate in der Querkraft nicht
mit der Anstiegsrate im Schräglaufwinkel
anwächst.
Die Fahrzeug-Steuervorrichtung ist imstande, die Verschlechterung
in der Fahrstabilität
des Fahrzeugs zu vermeiden, indem dessen Fahrgeschwindigkeit herabgesetzt
wird.
-
Die
Querkraft und die (in der Längsrichtung des
Fahrzeugs wirkende) Längskraft
unterscheiden sich von der Seiten kraft und der Fahrtrichtungskraft, die
oben definiert wurden, jedoch haben die erst- und letztgenannten
Kräfte
eine enge Beziehung zueinander, da nämlich die letztgenannten Kräfte größer werden,
wenn die erstgenannten Kräfte
zunehmen. Theoretisch sollte das Fahrzeug auf der Grundlage der Seiten-
sowie der Fahrtrichtungskraft anstatt auf der Grundlage der Quer-
sowie Längskraft,
wie es bei der in der genannten Veröffentlichung beschriebenen Fahrzeug-Steuervorrichtung
vorgesehen ist, gesteuert werden.
-
Bei
der in der angegebenen Veröffentlichung beschriebenen
Fahrzeug-Steuervorrichtung wird die Querkraft auf einem ausreichenden
Wert gehalten, so daß auch
die Seitenkraft ausreichend gehalten wird. Für ein verbessertes Fahrvermögen oder
-verhalten und eine verbesserte Stabilität des Fahrzeugs sollten jedoch
die Längskraft
(Fahrtrichtungskraft) wie auch die Querkraft auf einem ausreichenden Wert
gehalten werden. Die Quer- und Längskräfte werden
sich nicht unabhängig
voneinander ändern, d.h.,
die letztgenannte Kraft nimmt unvermeidbar ab, wenn die erstgenannte
Kraft zunimmt. Deshalb wird sich, wenn die Drehmomente der Räder durch
Aufbringen einer Bremskraft an diesen vermindert oder durch Erhöhen der
Ausgangsleistung des Motors vergrößert werden, falls die Querkraft
nahe ihrem vorbestimmten unteren Grenzwert ist, der Schlupf- oder
Gleitwert (das Schlupfverhältnis)
der Räder
erhöhen,
wodurch bewirkt wird, daß die
Quer- oder Längskraft
unzureichend wird, was dazu führt,
daß der
Fahrzustand des Fahrzeugs verschlechtert wird. Eine Abnahme in der
Längskraft
wird in einer Herabsetzung der Beschleunigungs- oder Verzögerungsleistung
resultieren, während
eine Abnahme in der Querkraft eine Verschlechterung in der Lenkstabilität des Fahrzeugs
zum Ergebnis haben wird. Die obige Beziehung zwischen den Quer-
und Längskräften gilt mehr
oder weniger auch für
die Beziehung zwischen den Seiten- und Fahrtrichtungskräften.
-
Im
Oberbegriff des Anspruchs 1 wird indessen von einem Stand der Technik
ausgegangen, wie er in der
DE
38 40 456 A1 gezeigt wird.
-
Dort
wird offenbart, dass ein Fahrzeugschräglaufwinkel α ausgenutzt
wird, um ein Zielschlupfverhältnis
zu ermitteln. Es wird während
des Bremsens das Zielschlupfverhältnis
auf der Grundlage der erfassten Radschräglaufwinkel und der Fahrzeugsituation,
d.h. dem Vorzeichen der Schräglaufwinkel
der Vorder- und Hinterachse ermittelt, je nach dem ob das Fahrzeug
unter-, über-
oder gegensteuert.
-
Die
DE 38 40 456 A1 lehrt
dabei keinen Unterschied zwischen dem gebremsten und ungebremsten
Zustand des Fahrzeugs, so dass die Radführungskräfte nicht optimal ausgenutzt
werden.
-
Demgegenüber ist
es die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Steuerung eines
Kraftfahrzeugs gemäß Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei der die Radführungskräfte optimal beherrschbar
sind.
-
Dise
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
-
Durch
die Unterscheidung, ob sich das Fahrzeug im gebremsten oder ungebremsten
Zustand befindet, können
die Radführungskräfte in Laufrichtung und
in seitlicher Richtung (senkrecht zur Laufrichtung) optimal ausgenutzt
werden. Zur Berechnung des Zielschlupfverhältnisses werden zwei unterschiedliche
Regeln herangezogen, je nachdem ob das Fahrzeug im gebremsten oder
ungebremsten Zustand ist.
-
Die
Vorrichtung zur Steuerung des Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1 ist
so aufgebaut, dass das Drehmoment von zumindest einem Rad geregelt
wird und zwar auf der Grundlage des Zielschlupfverhältnisses,
welches auf der Basis des ermittelten Schräglaufwinkels ermittelt wird,
wobei je nachdem ob sich das Fahrzeug im gebremsten oder ungebremsten Zustand
befindet, unterschiedliche Regeln zur Ermittlung herangezogen werden.
In der nachfolgend genauer beschriebenen 16 ist zu erkennen, dass das Zielschlupfverhältnis im
gebremsten Zustand des Fahrzeugs auf der Grundlage des erfassten Schräglaufwinkels
ermittelt wird (durchgezogene Linie in 16), so dass das Zielschlupfverhältnis zusammen
mit dem Schräglaufwinkel
anwächst,
innerhalb eines Bereichs, in dem der Schräglaufwinkel kleiner ist als
das Schlupfverhältnis
für die
maximale Seitenführungskraft.
Für den
ungebremsten Zustand des Fahrzeugs gilt die gestrichelte Line (oben
in 16).
-
Bei
der Fahrzeug-Steuervorrichtung gemäß der Erfindung mit dem vorstehend
skizzierten Aufbau ermittelt die Schräglauf-Ermittlungseinrichtung den Schräglaufwinkel
des Fahrzeugs an wenigstens einem einzelnen Teil des Fahrzeugs und
bestimmt die Zielschlupfverhältnis-Bestimmungseinrichtung
das Zielschlupf verhältnis
eines jeden relevanten Rades in Abhängigkeit von dem durch die
Schräglauf-Ermittlungseinrichtung
erfaßten
Schräglaufwinkel.
Im allgemeinen wird das Zielschlupfverhältnis so bestimmt, daß es ohne
Rücksicht
darauf, ob sich das Fahrzeug im gebremsten oder ungebremsten Zustand
befindet, mit einem Anstieg im erfaßten Schräglaufwinkel größer wird.
Gemäß der Erfindung kann
das Zielschlupfverhältnis
im gebremsten Zustand des Fahrzeugs von demjenigen im ungebremsten
Zustand verschieden sein. Beispielsweise wird das Zielschlupfverhältnis niedriger
als ein Schlupfverhältnis,
bei welchem die maximale Seitenkraft des Fahrzeugs erhalten wird,
festgesetzt, wenn sich das Fahrzeug im gebremsten Zustand befindet.
Andererseits wird im ungebremsten Zustand das Zielschlupfverhältnis höher als
das Schlupfverhältnis
festgesetzt, bei welchem die maximale Seitenkraft erhalten wird.
-
Die
Raddrehmoment-Regeleinrichtung regelt das Drehmoment eines jeden
relevanten Rades derart, daß das
aktuelle Schlupfverhältnis
des relevanten Rades mit dem bestimmten Zielschlupfverhältnis übereinstimmt.
Das Drehmoment des Rades kann durch Erhöhen eines am relevanten Rad
aufgebrachten Bremsdrucks oder durch Absenken der Ausgangsleistung
des Fahrzeugmotors verkleinert werden. Umgekehrt kann das Raddrehmoment
vergrößert werden,
indem der Bremsdruck vermindert oder die Ausgangsleistung des Motors
erhöht
werden.
-
Als
Ergebnis einer Regelung eines Raddrehmoments derart, daß das aktuelle
Schlupfverhältnis des
Rades mit dem Zielschlupfverhältnis,
das auf der Grundlage des ermittelten Schräglaufwinkels bestimmt wird, übereinstimmt,
können
die Seitenkraft und die Fahrtrichtungskraft des Fahrzeugs beide
auf optimale Werte geregelt werden. Das heißt mit anderen Worten, daß das Zielschlupfverhältnis derart
bestimmt wird, daß sowohl
die Seiten- als auch Fahrtrichtungskräfte opti miert werden, um einen
ausreichenden Grad oder genügenden
Wert einer Fahrzeugbeschleunigung (Fahrvermögen) oder Verzögerung (Bremseffekt)
wie auch eine hohe Lenkstabilität (Kurvenstabilität) zu gewährleisten,
um dadurch ein ruhiges, gleichmäßiges Fahren
des Fahrzeugs zu erlangen.
-
Beispielsweise
ist die Schräglauf-Ermittlungseinrichtung
imstande, den Schräglaufwinkel
eines jeden relevanten Rades, d.h. den Schräglaufwinkel von wenigstens
einem der Räder
des Fahrzeugs, z.B. eines jeden der vier Räder, zu ermitteln. Die Schräglauf-Ermittlungseinrichtung
kann bevorzugterweise eine Aufbauslip-Ermittlungseinrichtung, die den
Schräglaufwinkel
oder die Seitengleitbewegung der Karosserie feststellt, eine Giergrad-Ermittlungseinrichtung,
die einen Giergrad des Aufbaus oder der Karosserie ermittelt, und
eine Schräglaufwinkel-Berechnungseinrichtung,
die den Schräglaufwinkel
eines jeden relevanten Rades auf der Grundlage des Schräglaufwinkels
und des Giergrades des Aufbaus, die durch die jeweiligen Ermittlungseinrichtungen festgestellt
werden, berechnet, umfassen. In diesem Fall kann die Schräglauf-Ermittlungseinrichtung
des weiteren eine Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung einschließen, die
einen Lenkwinkel eines gelenkten Rades des Fahrzeugs ermittelt,
so daß die
Schräglaufwinkel-Berechnungseinrichtung
den Schräglaufwinkel
des gelenkten Rades auf der Grundlage des ermittelten Lenkwinkels
wie auch des ermittelten Schräglaufwinkels
und Giergrades des Fahrzeugaufbaus berechnet.
-
Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Schräglauf-Ermittlungseinrichtung
so ausgebildet und imstande, einen Schräglaufwinkel des Fahrzeugaufbaus
zu ermitteln, und die Zielschlupfverhältnis-Bestimmungseinrichtung
ist so eingerichtet, daß sie
das Zielschlupfverhältnis
eines inneren und äußeren Hinterrades
des Fahrzeugs auf der jeweiligen Innen- und Außenseite einer Kurvenbahn,
längs welcher
das Fahrzeug fährt, so
bestimmt, daß das
Zielschlupfverhältnis
des inneren Hinterrades mit einem Anstieg im ermittelten Schräglaufwinkel
des Fahrzeugaufbaus größer wird, während das
Zielschlupfverhältnis
des äußeren Hinterrades
mit einem Anstieg im Schräglaufwinkel
des Aufbaus kleiner wird, solange der Schräglaufwinkel des Fahrzeugaufbaus
einen vorbestimmten Wert überschreitet.
-
Bei
der obigen Anordnung wird, solange der Schräglaufwinkel des Fahrzeugaufbaus
einen vorbestimmten Bezugswert übersteigt,
das Zielschlupfverhältnis
des inneren Hinterrades so bestimmt, daß es mit einem Anstieg im ermittelten
Schräglaufwinkel des
Fahrzeugaufbaus größer wird,
während
das Zielschlupfverhältnis
des äußeren Hinterrades
so bestimmt wird, daß es
mit einem Anstieg im ermittelten Fahrzeugaufbau-Schräglaufwinkel
abnimmt.
-
Es
ist beispielswieise erforderlich, das Durchdrehen des Fahrzeugs
selbst unter Verlust der Fahrgeschwindigkeitsregelung des Fahrzeugs
zu vermeiden, wenn der ermittelte Schräglaufwinkel des Fahrzeugaufbaus über einen
vorbestimmten Bezugswert, der vergleichsweise groß ist, hinausgeht. In
diesem Fall kann die Zielschlupfverhältnis-Bestimmungseinrichtung
so eingerichtet sein, daß sie
die Schlupfverhältnisse
des inneren und äußeren Hinterrades
derart bestimmt, daß eine
gesamte Reibungskraft zwischen jedem der genannten Hinterräder und der
Straßenoberfläche in einer
Richtung wirkt, die parallel zu einer geraden Linie ist, welche
als Tangente an einem Bogen liegt, dessen Mittelpunkt sich im Gravitationszentrum
oder Schwerpunkt des Fahrzeugs befindet. Die gesamte Reihungskraft
wird durch einen Vektor wiedergegeben, der aus einer die (oben definierte)
Fahrtrichtungskraft kennzeichnenden Komponente und einer die (ebenfalls
definierte) Seitenkraft kennzeichnenden Komponente besteht.
-
Die
Schräglaufwinkel
der Hinterräder
steigen mit einem Schräglaufwinkel
im Fahrzeugschwerpunkt an. Wie noch näher erläutert werden wird, wird die
Richtung der gesamten Reibungskraft zwischen den Rädern und
der Straßenoberfläche durch
die Schräglaufwinkel
und die Schlupfverhältnisse
der Räder
bestimmt, wobei die Richtung der Reibungskraft durch Änderung
der Schlupfverhältnisse
verändert
werden kann.
-
Wenn
die Schlupfverhältnisse
des inneren und äußeren Hinterrades
so festgesetzt werden, daß die
gesamte Reibungskraft der Hinterräder in der Richtung wirkt,
die zu der geraden Linie, welche als Tangente an dem Bogen, dessen
Zentrum im Schwerpunkt des Fahrzeugs liegt, verläuft, wirkt die gesamte Reibungskraft
am effektivsten, um einem Moment Widerstand entgegenzusetzen, das
auf das Fahrzeug so einwirkt, um dessen Drehen oder Spin hervorzurufen.
Insofern ist die erfindungsgemäße Anordnung
dahingehend wirksam, das Durchdrehen des Fahrzeugs, während es
längs einer
Kurve fährt, zu
vermeiden.
-
Wenn
dagegen der vorbestimmte Bezugswert des Schräglaufwinkels vergleichsweise
klein ist, kann das Durchdrehen des Fahrzeugs vermieden werden,
während
gleichzeitig die Fahrgeschwindigkeit (Beschleunigung oder Verzögerung}
des Fahrzeugs kontrolliert werden kann. In diesem Fall ist die Zielschlupfverhältnis-Bestimmungseinrichtung
so eingerichtet, um die Schlupfverhältnisse des inneren und äußeren Hinterrades
so zu bestimmen, daß die gesamte
Reibungskraft zwischen den Hinterrädern und der Straßenoberfläche in einer
Richtung wirkt, die unter einem geeigneten Winkel mit Bezug zu der geraden
Linie, welche als Tangente an dem Bogen liegt, dessen Mittelpunkt
im Fahrzeug-Schwerpunkt sich befindet, geneigt. ist. Das Fahrzeug
wird beschleunigt, wenn die Richtung der gesamten Reibungskraft
an der Frontseite des Fahrzeugs eine Neigung aufweist, während das
Fahrzeug gebremst oder verzögert
wird, wenn die Richtung der gesamten Reibungskraft an der Rückseite
des Fahrzeugs eine Neigung aufweist. Auf diese Weise kann die Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeugs geregelt werden.
-
Wenn
die Zielschlupfverhältnis-Bestimmungseinrichtung
imstande ist, die Zielschlupfverhältnisse des inneren und äußeren Hinterrades
auf der Grundlage des Schräglaufwinkels
des Fahrzeugaufbaus zu bestimmen, können die Zielschlupfverhältnisse
für einen
ausreichend weiten Bereich des Schräglaufwinkels des Fahrzeugaufbaus
festgesetzt werden.
-
Die
obige Anordnung und Ausbildung, wonach die Zielschlupfverhältnisse
des inneren und äußeren Hinterrades
so bestimmt werden, dass sie mit einem Anstieg im Schräglaufwinkel
des Fahrzeugaufbaus größer werden
und abnehmen, ist gegensätzlich
zum herkömmlichen
Traktionsregel- oder Blockierschutz-Bremssystem, wobei das Zielschlupfverhältnis ohne
Rücksicht
auf den Schräglaufwinkel des
Fahrzeugs oder der Räder
bestimmt wird. Wenn das Fahrzeug zum Durchdrehen neigt, so werden
gemäß diesem
Gesichtspunkt der Erfindung die Drehmomente der Hinterräder so geregelt,
dass die Reibungskraft der Hinterräder mit Bezug zur Straßenoberfläche derart
wirkt, leistungsfähig
und effektiv dem Durchdrehmoment des Fahrzeugs Widerstand entgegenzusetzen,
um auf diese Weise das Fahrzeug gegen ein Durchdrehen angemessen
zu schützen sowie
ein leichteres Lenken oder Kurvenfahren des Fahrzeugs zu gewährleisten.
-
Die
Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung
einer Steuervorrichtung in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung;
-
2 fünf Blockdiagramme verschiedener Einrichtungen
der Steuervorrichtung von 1 zur Durchführung jeweiliger
Funktionen;
-
3 bis 13 Flußpläne von in einem ROM der Steuervorrichtung
von 1 gespeicherten Steuerprogrammen;
-
14 eine schematische Darstellung
eines Schwerpunkts eines Fahrzeugs während eines Kurvens nach rechts
und von Schräglaufwinkeln
der Räder
des Fahrzeugs;
-
15 ein Diagramm zur Beziehung
zwischen dem Lenkwinkel eines Lenkrades und aktuellen Lenkwinkeln
des rechten und linken Vorderrades;
-
16 ein Kurvenbild zur Beziehung
zwischen einem Schräglaufwinkel
und einem Wunsch- oder Zielschlupfverhältnis der Räder;
-
17 und 18 Darstellungen zur Erläuterung
der Art der Bestimmung des Zielschlupfverhältnisses;
-
19 ein Diagramm für eine Beziehung zwischen
einer Motordrehzahl des Fahrzeugs, einer Proportionalverstärkung zur
Bestimmung einer Wunsch- oder Zieldrehzahl des Motors und einer
Betriebsstellung eines Fahrzeuggetriebes;
-
20 ein Diagramm zu einer
Beziehung zwischen der Motordrehzahl, dem Zieldrehmoment des Motors
und einem Wunsch- oder Zielöffnungswinkel
einer Drosselklappe des Motors;
-
21 ein Blockdiagramm, das
demjenigen der 2(a) entspricht
und verschiedene funktionelle Einrichtungen zeigt, die bei einer
zweiten Ausführungsform
gemäß der Erfindung
zum Einsatz kommen;
-
22 einen der 7 entsprechenden Flußplan, der
den Schritt S3 von 3,
welcher bei der zweiten Ausführungsform
ausgeführt
wird, zeigt;
-
23 bis 26 Darstellungen zur Erläuterung des
Schritts S1303 der 22,
wobei Vektoren einer gesamten Reibungskraft eines Rades, dessen Schräglaufwinkel
jeweils 4°,
12°, 20° und 50° ist, gezeigt
sind;
-
27 eine der 18 entsprechende Darstellung, die ebenfalls
den Schritt S1303 von 22 erläutert; 28 und 29 Kurvenbilder zur Erläuterung
von Beziehungen zwischen einem Schwerpunkt-Schräglaufwinkel des Fahrzeugs und
Zielschlupfverhältnissen
der Vorder- sowie
Hinterräder im
ungebremsten Zustand;
-
30 eine Darstellung zur
Erläuterung
der Art der Bestimmung der Zielschlupfverhältnisse von 28 und 29;
-
31 und 32 Blockbilder, die denjenigen der 21 und 22 entsprechen und eine dritte Ausführungsform
gemäß der Erfindung
zeigen;
-
33 eine Darstellung zur
Beziehung zwischen einem Giergrad eines Fahrzeugs und einem Kompensationsfaktor
für eine
Anwendung bei der dritten Ausführungsform
gemäß den 31 und 32.
-
Die 1 zeigt eine Fahrzeug-Steuervorrichtung
in einer Ausführungsform
gemäß der Erfindung,
wobei ein linkes Vorderrad (LV-Rad) 10, ein rechtes Vorderrad
(RV-Rad) 12, ein linkes Hinterrad (LH-Rad) 14 und
ein rechtes Hinterrad (RH-Rad) 16 ein Kraftfahrzeug abstützen. Die
Vorderräder 10 und 12 sind
gelenkte Räder,
während
die Hinterräder 14 und 16 Antriebsräder sind.
Die Steuervorrichtung umfaßt
ein Hydraulik-Bremssystem 18, um Bremskräfte an den
Rädern 10, 12, 14 sowie 16 aufzubringen,
ein Triebwerk 20, das Antriebskräfte den Rädern vermittelt und ein Steuergerät 22,
das das Bremssystem 18 und das Triebwerk 20 steuert.
-
Das
Bremssystem 18 hat einen Haupt-Bremszylinder 26,
der entsprechend einer auf ein Bremspedal 24 ausgeübten Betätigungs kraft
einen Hydraulikfluiddruck erzeugt. Der Haupt-Bremszylinder 26 enthält zwei
Druckkammern. Der in einer dieser zwei Druckkammern erzeugte Fluiddruck
wird einem Paar von Vorderrad-Bremszylindern 32 und 34 für die Vorderräder 10, 12 durch
eine Haupt-Fluidleitung 28 zugeführt, während der in der anderen Druckkammer
erzeugte Fluiddruck an ein Paar von Hinterrad-Bremszylinder 36 und 38 für die Hinterräder 14, 16 durch
eine weitere Haupt-Fluidleitung 30 gelegt wird. Für die vier
Bremszylinder 32, 34, 36 und 38 sind
jeweils ein Druckregelventil mit drei Schaltstellungen 40, 42, 44 und 46 vorgesehen.
Von den Bremszylindern 32, 34, 36 und 38 in
Vorratsbehälter 48 sowie 50 durch
die Druckregelventile 40, 42, 44 sowie 46 abgeführte Bremsflüssigkeiten
werden mit Hilfe von Pumpen 52 und 54 zum Haupt-Bremszylinder 26 zurückgeführt. Das
Bremssystem 18 enthält ferner
eine Hydraulik-Druckquelle 60, die eine Pumpe 56 und
einen Speicher 58 umfaßt.
Der durch die Hydraulik-Druckquelle 60 erzeugte Fluiddruck
wird durch eine Fluidleitung 62 an den Vorderrad-Bremszylindern 32 sowie 34 und
durch eine Fluidleitung 64 an den Hinterrad-Bremszylindern 36 sowie 38 aufgebracht.
Um entweder den Fluiddruck des Haupt-Bremszylinders 26 oder
denjenigen der Hydraulik-Druckquelle 60 an den Vorder-
und Hinterrad-Bremszylindern 32, 34, 36 und 38 zur
Wirkung zu bringen, sind ein Paar von Absperrventilen 66 und 68 für die Vorderrad-Bremszylinder 32, 34 und
ein Paar von Absperrventilen 70 sowie 72 für die Hinterrad-Bremszylinder 36, 38 vorgesehen.
Ein Dosier-/Umgehungsventil 74 verbindet den Haupt-Bremszylinder 2b mit
den zwei Haupt-Fluidleitungen 28 und 30.
-
Das
Triebwerk 20 für
die Räder
umfaßt
einen Motor 80 und ein Übersetzungsgetriebe 82,
um das RH- und LH-Rad 16 bzw. 14 anzutreiben.
Die Ausgangsleistung des Motors 80 wird durch eine elektrisch
betätigte
Drosselklappe 86 geregelt, deren Öffnungswinkel durch einen Elektromotor 84 verändert wird.
-
Das
Steuergerät 22 enthält eine
Zentraleinheit (CPU) 90, einen Festwertspeicher (ROM) 92,
einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 94, eine Eingabe-Verarbeitungseinheit 96 und
eine Ausgabe-Verarbeitungseinheit 98. Die Druckregelventile 40, 42, 44 und 46 sowie
die Absperrventile 66, 68, 70 und 72 sind
alle Magnetventile, die elektrisch mit der Ausgabe-Verarbeitungseinheit 98 des
Steuergeräts 22 verbunden
sind, mit welcher auch der Motor 84 für die Drosselklappe 86 verbunden
ist.
-
An
die Eingabe-Verarbeitungseinheit 96 sind angeschlossen:
ein eine Betätigung
des Bremspedals 24 erfassender Bremsschalter 104,
ein den Fluiddruck im Speicher 58 ermittelnder Druckfühler 106, Raddrehzahlfühler 108, 110, 112 und 114,
die die Betriebsdrehzahlen der jeweiligen Räder 10, 12, 14 und 16 ermitteln,
ein Drosselklappenfühler 118,
der den Öffnungswinkel
der Drosselklappe 86 feststellt, ein Motordrehzahlfühler 120,
der die Drehzahl des Motors 80 erfaßt, und ein Schaltstellungsfühler 122,
der die gegenwärtig
gewählte
Betriebsstellung des Übersetzungsgetriebes 82 ermittelt.
Ferner sind mit der Eingabe-Verarbeitungseinheit 96 ein
Längsgeschwindigkeitfühler 124,
ein Quergeschwindigkeitfühler 126,
ein Quer-G- oder Querbeschleunigung-Fühler 128, ein Giergradfühler 130 und
ein Lenkwinkelfühler 132 verbunden.
Der Längs-
sowie Quergeschwindigkeitfühler 124 und 126 sind
am Fahrzeugaufbau befestigt, um die Längs- und Quergeschwindigkeit
des Fahrzeugs mit Bezug zur Straßenoberfläche unter Ausnutzung des Doppler-Effekts
zu ermitteln. Der Quer-G-Fühler 128 und
der Giergradfühler 130 sind
ebenfalls am Fahrzeugaufbau fest angebracht, um die Querbeschleunigung und
den Giergrad des Fahrzeugs zu ermitteln. Der Lenkwinkelfühler 132 kann
den Drehwinkel des Lenkrades des Fahrzeugs feststellen.
-
Die
Blockbilder der 2(a) – 2(e) zeigen verschiedene
funktionelle Einrichtungen der Fahrzeug-Steuervorrichtung von 1, die zur Durchführung von
jeweiligen Funktionen, die erläutert
werden, bestimmt sind. Eine Giergrad-Ermittlungseinrichtung 140 von 2(a) wird von dem Giergradfühler 130 und
einem Teil der Eingabe-Verarbeitungseinheit 96, der dazu
vorgesehen ist, einen den Giergrad des Fahrzeugs kennzeichnenden
digitalen Wert auf der Grundlage des Ausgangs des Giergradfühlers 130 zu erlangen,
gebildet. In gleichartiger Weise werden eine Bremsbetrieb-Ermittlungseinrichtung 142,
eine Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung 144, eine Längsgeschwindigkeit-Ermittlungseinrichtung 146 und
eine Quergeschwindigkeit-Ermittlungseinrichtung 147 von 2(a), eine RV-Raddrehzahl-Ermittlungseinrichtung 148,
und eine LV-Raddrehzahl-Ermittlungseinrichtung 150 von 2(b), eine RH-Raddrehzahl-Ermittlungseinrichtung 152 und
eine LH-Raddrehzahl-Ermittlungseinrichtung 154 von 2(c), eine Übersetzungsverhältnis-Ermittlungseinrichtung 156 und
eine Motordrehzahl-Ermittlungseinrichtung 158 von 2(d) von den jeweiligen
Fühlern,
d.h. dem Bremsschalter 104, dem Lenkwinkelfühler 132,
dem Längsgeschwindigkeitfühler 124,
dem Quergeschwindigkeitfühler 126,
den Raddrehzahlfühlern 108 – 114,
dem Schaltstellungsfühler 122 und
dem Motordrehzahlfühler 120 sowie
Teilen der Eingabe-Verarbeitungseinheit 96 gebildet,
wobei diese Teile dazu vorgesehen sind, auf der Grundlage der Ausgänge von
den jeweiligen Fühlern
digitale Werte zu erlangen, die für den betätigten oder unbetätigten Zustand
des Bremspedals 24, den Lenkwinkel des Lenkrades, die Längs- und
Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs, die Drehzahlen der Räder 10, 12, 14 und 16,
die gewählte
Betriebsstellung des Übersetzungsgetriebes 82 und
die Drehzahl des Motors 80 kennzeichnend sind.
-
Auf
der Grundlage der Ausgänge
der verschiedenen, vorstehend beschriebenen funktionellen Einrichtungen
arbeitet ein Computer oder Rechner, dessen Hauptteil von der CPU 90 gebildet
wird, um verschiedene arithmetische Operationen durchzuführen und
entsprechend den Ergebnissen dieser Rechenoperationen die Bremsdruckregler 160, 162, 164 sowie
166 von 2(e) und den
Drosselklappenregler 168 von 2(d) zu
steuern. Der Bremsdruckregler 160 wird von dem Druckregelventil 42, den
Absperrventilen 66 sowie 68 und einem Teil der Ausgabe-Verarbeitungseinheit 98,
der zur Steuerung der Ventile 42, 66 und 68 zur
Regelung des Drucks im Bremszylinder 34 für das RV-Rad 12 vorgesehen ist,
gebildet. In gleichartiger Weise sind die Bremsdruckregler 162, 164 und 166 dazu
eingerichtet, die Drücke
in den Bremszylindern 32, 38, 36 für das LV-Rad 10,
das RH-Rad 16 und das LH-Rad 14 zu regeln. Der
Drosselklappenregler 168 wird vom Motor 84 der
Drosselklappe 86, einem Teil der Ausgabe-Verarbeitungseinheit 98,
der zur Regelung des Motors 86 bestimmt ist, dem Drosselklappenfühler 118 und
einem Teil der Einheit 98, der dazu bestimmt ist, einen
digitalen Wert zu erlangen, welcher auf der Grundlage des Ausgangs
des Drosselklappenfühlers 188 den Öffnungswinkel
der Drosselklappe 86 kennzeichnet, gebildet.
-
Die
anderen funktionellen Einrichtungen, die in 2(a) – 2(e) gezeigt
sind, werden von der CPU 90, dem ROM 92 und dem
RAM 94 gebildet. Um diese funktionellen Einrichtungen zur
Verfügung
zu stellen, speichert der ROM 92 ein Steuerprogramm, das im
Flußplan
der 3 dargestellt ist.
-
Teile
der CPU 90, des ROM 92 und des RAM 94,
die zur Durchführung
des Schritts S1 der Berechnung von Schräglaufwinkeln bestimmt sind,
bilden ein Vorderrad-Schräglaufwinkel-Rechenglied 170 sowie
ein Hinterrad-Schräglaufwinkel-Rechenglied 172 von 2(a), wobei Einzelheiten
des Schritts S1 in 4 gezeigt
sind.
-
Teile
der CPU 90, des ROM 92 und des RAM 94,
die zur Durchführung
des Schritts S2 bestimmt sind, bilden ein Bezugsdrehzahl-Rechenglied 174 von 2(a), wobei Einzelheiten
des Schritts S2 in 5 dargestellt
sind.
-
Teile
der CPU 90, des ROM 92 und des RAM 94,
die zur Durchführung
des Schritts S3 bestimmt sind, bilden ein Vorderrad-Zielschlupfverhältnis-Rechenglied 176 und
ein Hinterrad-Zielschlupfverhältnis-Rechenglied 178 von 2(a), wobei Einzelheiten
des Schritts S3 in 6 dargestellt
sind.
-
Teile
der CPU 90, des ROM 92 und des RAM 94,
die der Durchführung
des Schritts S4 dienen, bilden ein Frontbremsdruck-Zieldrehzahl-Rechenglied 180,
ein Heckbremsdruck-Zieldrehzahl-Rechenglied 182 und ein
Drosselklappenregelung-Zieldrehzahl-Rechenglied 184 von 2(a), wobei Einzelheiten
des Schritts S4 in 7 wiedergegeben
sind.
-
Teile
der CPU 90, des ROM 92 und des RAM 94,
die zur Durchführung
des Schritts S5 vorgesehen sind, bilden ein RV-Raddrehzahlfehler-Rechenglied 186 aus 2(b) zur Bremsdruckregelung,
ein LV-Raddrehzahlfehler-Rechenglied 188 von 2(b) zur Bremsdruckregelung,
ein RH-Raddrehzahlfehler-Rechenglied 190 von 2(c) zur Bremsdruckregelung,
ein LH-Raddrehzahlfehler-Rechenglied 192 von 2(c) für eine Bremsdruckregelung,
ein RH-Raddrehzahlfehler-Rechenglied 194 von 2(c) zur Drosselklappenregelung
und ein LH-Raddrehzahlfehler-Rechenglied 196 von 2(c) zur Drosselklappenregelung.
Einzelheiten des Schritts S5 sind in der 8 dargestellt.
-
Teile
der CPU 90, des ROM 92 und des RAM 94,
die zur Durchführung
des Schritts S6 bestimmt sind, bilden Zielbremsdruck-Rechenglieder 200, 202, 204 und 206,
die in 2(e) angegeben
sind, wobei Einzelheiten des Schritts S6 der 9 zu entnehmen sind.
-
Teile
der CPU 90, des ROM 92 und des RAM 94,
die den Schritt S7 ausführen
sollen, bilden die Bremsdruckregler 160, 162, 164 und 166 der 2(e), wobei Einzelheiten
des Schritts S7 in den 10 und 11 dargestellt sind. Hierbei
zeigt die 11 Details
der Regelung des Bremsdrucks im Bremszylinder 34 für das RV-Rad 12 im
Schritt S709 der 10 beispielsweise.
Der Schritt S713 für
den Bremszylinder 32 des LV-Rades 10, der Schritt
S720 für
den Bremszylinder 38 des RH-Rades 16 und der Schritt
S724 für
den Bremszylinder 36 des LH-Rades 14 sind dem
Schritt S709 gleichartig.
-
Teile
der CPU 90, des ROM 92 und des RAM 94,
die zur Durchführung
des Schritts S8 vorgesehen sind, bilden ein Proportionalverstärkung-Rechenglied 208 und
ein Ausgangsintegralwert-Rechenglied 210, die in 2(d) dargestellt sind, wobei
Einzelheiten des Schritts S8 der 12 zu
entnehmen sind.
-
Teile
der CPU 90, des ROM 92 und des RAM 94,
die zur Durchführung
des Schritts S9 bestimmt sind, bilden ein Fehlerauswahlglied 212 für einen griffseitigen
Raddrehzahlfehler, ein Zielmotordrehmoment-Rechenglied 214 und
ein Zieldrosselklappenöffnung-Rechenglied 216,
die in 2(d) gezeigt sind,
wobei Einzelheiten des Schritts S9 in der 13 dargestellt sind.
-
Gemäß 14 befindet sich das Fahrzeug im
Kurven nach rechts, und im Zusammenhang damit wird jeder der Schritte
S1 – S9
des im Flußplan
von 3 dargestellten
Steuerprogramms erläutert.
-
Eingangs
wird der Schritt S1 durchgeführt, der
im einzelnen in 4 gezeigt
ist, wobei mit den Schritten S101 und S102 begonnen wird, in welchen die
Längs-
und Quergeschwindigkeit Vx und Vy des Fahrzeugs gelesen werden.
Auf der Grundlage dieser Fahrgeschwindigkeiten Vx und Vy wird der
Schritt S3 abgearbeitet, um die Fahrgeschwindigkeit Vsa in der Fahrtrichtung
des Fahrzeugs zu berechnen. An den Schritt S103 schließt der Schritt
S104 an, um den Schwerpunkt-Schräglaufwinkel
Sag zu berechnen. Der Steuerungsablauf geht dann zu den Schritten S105
und S106 über,
um den Giergrad Yr und den Lenkwinkel Sta des Lenkrades des Fahrzeugs
zu lesen. Im nächsten
Schritt S107 werden auf der Grundlage des Lenkwinkels Sta die Lenk-
oder Einschlagwinkel Stafr und Stafl der Reifen der RV- und LV-Räder 12 sowie 10 bestimmt.
Die Einschlagwinkel Stafr und Stafl der Vorderräder haben eine Beziehung mit dem
Lenkwinkel Sta des Lenkrades, wie in 15 angegeben
ist, und können
in Übereinstimmung
mit einer für
diese Beziehung repräsentativen
Datentafel bestimmt werden, welche im ROM 92 des Steuergeräts 22 gespeichert
ist. Das Vorzeichen der Winkel ist bei Betrachtung im Uhrzeigersinn
positiv, wenn auf das Fahrzeug in Richtung von seiner Oberseite
zur Straßenoberfläche hin
geblickt wird.
-
Dann
geht der Steuerungsablauf zum Schritt S108 über, um auf der Grundlage der
Fahrzeug-Längs-
und Quergeschwindigkeiten Vx und Vy sowie des Giergrades Yr, die
in den Schritten S101, S102 und S105 gelesen wurden, die Schräglaufwinkel
Sarr und Sarl des RH- sowie LH-Rades 16, 14 zu berechnen.
An den Schritt S108 schließt
sich der Schritt S109 an, in welchem die Schräglaufwinkel Safr sowie Safl
des RV- sowie LV-Rades 12, 10 in gleichartiger
Weise berechnet werden. Die Buchstaben A und B in den für die Berechnungen
im Schritt S108 und S109 verwendeten Gleichungen geben Entfernungen
der Vorder- und Hinterräder,
gemessen vom Schwerpunkt des Fahrzeugs aus, an. Es ist zu bemerken,
daß der
Schwerpunkt oder das Gravitationszentrum des Fahrzeugs sich in Abhängigkeit von
der Anzahl der zusätzlich
zum Fahrer darin aufgenommenen Passagiere verändert. Bei der in Rede stehenden
Ausführungsform
wird der Schwerpunkt des Fahrzeugs unter dem meist üblichen
Zustand mit zwei Passagieren von durchschnittlichem Gewicht verwendet.
Der Buchstabe L gibt die Abstände
der Räder
vom Schwerpunkt des Fahrzeugs in dessen Querrichtung an.
-
Dem
Schritt S1 folgt der im Flußplan
von 5 dargestellte Schritt
S2. Zuerst werden der Giergrad Yr sowie die Längs- und Quergeschwindigkeit Vx und Vy des
Fahrzeugs in den Schritten S201 und S202 gelesen. Dann wird der
Schritt S203 durchgeführt,
um die im Schritt S107 berechneten Vorderrad-Lenkwinkel Stafr und
Stafl zu lesen. An den Schritt S203 schließt sich der Schritt S204 an,
in welchem auf der Grundlage der in den Schritten S201 – S203 gelesenen
Werte Bezugsdrehzahlen Vsfr, Usfl, Vsrr und Vsrl der Räder 12, 10, 16 und 14 gelesen werden,
d.h. Raddrehzahlen ohne ein Schlupfen auf der Straßenoberfläche.
-
Anschließend geht
der Steuerungsablauf zum Schritt S3 der 3, der im Flußplan von 6 im einzelnen dargestellt ist, über. Zuerst
wird der Schritt S301 abgearbeitet, um die Schräglaufwinkel Safr, Safl, Sarr
und Sarl der vier Räder
zu lesen, die in den Schritten S108 und S109 berechnet wurden. Auf
den Schritt S301 folgt der Schritt S302, um auf der Grundlage des
Signals vom Bremsschalter 104 zu bestimmen, ob das Bremspedal 24 niedergetreten ist
oder nicht. Im negativen Fall werden die Schritte S303 und S304
durchgeführt,
während
bei niedergetretenem Bremspedal 24 die Schritte S305 und
S306 abgearbeitet werden.
-
Im
Schritt S303 werden auf der Grundlage der Schräglaufwinkel Sarr und Sarl der
Hinterräder Wunsch-
oder Zielschlupfverhältnisse
Tslprr und Tslprl der Hinterräder
und eine Kurve eines Zielschlupfverhältnisses der Räder im ungebremsten
Zustand des Fahrzeugs berechnet, wobei diese Kurve mit einer gestrichelten
Linie in 16 angegeben
ist.
-
Diese
Kurve ist für
die Beziehung zwischen dem Zielschlupfverhältnis und dem Schräglaufwinkel der
Hinterräder
kennzeichnend sowie als Datentafel im ROM 92 gespeichert,
und die Zielschlupfverhältnisse
Tslprr sowie Tslprl werden in Übereinstimmung mit
dieser Datentafel bestimmt. Bei einer herkömmlichen Traktionssteuerung,
die imstande ist, ein übermäßiges Durchdrehen
oder Schlupfen der Antriebsräder
bei einer Beschleunigung des Fahrzeugs zu verhindern, wird das Zielschlupfverhältnis der
Antriebsräder
ohne Rücksicht
auf deren Schräglaufwinkel
festgestzt. Bei der vorliegenden Erfindung werden die Zielschlupfverhältnisse
der Hinterräder 14 und 16 so
bestimmt, daß sie
mit einem Anwachsen im Schräglaufwinkel
größer werden.
Eine strich-doppelpunktierte Linie in 16 gibt
ein Schlupfverhältnis
der Räder
für eine
maximale Fahrtrichtungskraft der Räder in der realen Fahrtrichtung
im ungebremsten Zustand an, während
eine strich-punktierte Linie in der gleichen Figur ein Schlupfverhältnis der
Räder für eine maximale
Seitenkraft von diesen wiedergibt. Das Zielschlupfverhältnis kann
der strichpunktierten Linie folgen, wenn das Fahrzeug lediglich
mit Seitenkräften
der Hinterräder
ohne Fahrtrichtungskräfte
in der Richtung der realen Bewegung der Räder fährt. Tatsächlich sollten jedoch nicht
nur die Seitenkräfte sondern
auch die Fahrtrichtungskräfte
den Antriebsrädern
vermittelt werden, um ein adäquates
Fahren des Fahrzeugs zu gewährleisten.
Demzufolge werden die Zielschlupfverhältnisse der Hinterräder so bestimmt,
daß sie
der gestrichelten Linie folgen, die mit einem bestimmten Wert von
der strich-punktierten, das Schlupfverhältnis für maximale Seitenkräfte im ungebremssten
Zustand wiedergebenden Linie zur strich-doppeltpunktierten Linie
hin, welche das Schlupfverhältnis
für maximale
Fahrtrichtungskräfte in
der Richtung einer realen Bewegung der Hinterräder wiedergibt, verschoben
ist. Gemäß dieser
Anordnung wirkt die Reibungskraft F zwischen den Hinterrädern und
der Straßenoberfläche in der
Richtung, die mit einem Winkel α mit
Bezug zu der Richtung geneigt ist, in welcher die Seitenkraft ihren
Maximalwert aufweist. Insofern besteht die Reibungskraft F nicht nur
aus der Seitenkraftkomponente Fc, sondern auch aus der Komponente
Fd, die in der Fahrtrichtung der Räder wirkt.
-
Das
Drehmoment der Hinterräder
kann durch Vermindern der Ausgangsleistung des Motors und/oder Erhöhen der
Bremsdrücke
für die
Hinterräder
herabgesetzt werden. Die Zielschlupfverhältnisse Tslprr und Tslprl für die Hinterräder, die,
wie oben beschrieben wurde, bestimmt sind, werden zur Regelung des
Hinterrad-Drehmoments durch Regelung der Ausgangsleistung des Motors
(Drosselklappenöffnungswinkel)
verwendet. Ferner werden Zielschlupfverhältnisse Tslprrb und Tslprlb
der Hinterräder
auch zur Regelung des Hinterrad-Drehmoments durch Regeln der Hinterrad-Bremsdrücke verwendet. Diese
Zielschlupfverhältniswerte
Tslprrb und Tslprlb werden größer als
die obigen Werte Tslprr bzw. Tslprl bestimmt, und zwar um einen
vorgegebenen geeigneten Wert Kslp. Bei der in Rede stehenden Ausführungsform
ist die Ausbildung so getroffen, daß dann, wenn die Schlupfverhältnisse
der Hinterräder
mit der Zeit ansteigen, wie in 18 angegeben
ist, das Hinterrad-Drehmoment zuerst durch Absenken der Ausgangsleistung
des Motors und dann durch Erhöhen der
Hinterrad-Bremsdrücke, wenn
das Hinterrad-Drehmoment noch immer übermäßig ist, geregelt wird.
-
An
den Schritt S303 schließt
sich der Schritt S304 an, in welchem Zielschlupfverhältnisse
Tslpfr und Tslpfl der Vorderräder 12 und 10 bestimmt
werden. Da das Drehmoment der Vorderräder nicht über die Ausgangsleistung des
Motors geregelt werden kann, werden die bestimmten Zielschlupfverhältnisse Tslpfr
und Tslpfl lediglich zur Regelung der Vorderrad-Bremsdrücke benutzt.
-
Die
obigen Schritte S303 und S304 werden durchgeführt, während das Bremspedal 24 nicht
niedergetreten ist und das Fahrzeug keiner Bremswirkung unterliegt.
Wenn das Bremspedal 24 niedergetreten worden ist, wird
im Schritt S302 eine positive Entscheidung (JA) getroffen, worauf
der Steuerungsablauf zu den Schritten S305 und S306 übergeht,
um die Zielschlupfverhältnisse
der Hinter- bzw. Vorderräder
zu bestimmen, und zwar in ähnlicher
Weise zu den obigen Schritten S303 und S304 mit der Ausnahme, daß die Schritte
S305 und S306 eine im ROM 92 gespeicherte Datentafel verwenden,
die eine Beziehung zwischen dem Schräglaufwinkel und dem Zielschlupfverhältnis der
Räder im
gebremsten Zustand des Fahrzeugs wiedergibt, wobei diese Beziehung
in 16 mit einer ausgezogenen
Linie dargestellt ist. Bei dem herkömmlichen Blockierschutz-Bremssystem
werden die Zielschlupfverhältnisse
für die
Vorderräder
ohne Rücksicht
auf die Schräglaufwinkel dieser
Vorderräder
bestimmt. Bei dem Erfindungsgegenstand werden die Zielschlupfverhältnisse
der Vorderräder
mit einer Änderung
im Schräglaufwinkel
dieser Vorderräder
verändert.
-
Nach
Beendigung des Schritts S3 des Flußplans von 3 geht der Steuerungsablauf zum Schritt
S4 über,
der im Flußplan
der 7 im einzelnen dargestellt
ist. Zuerst wird der Schritt S401 abgearbeitet, um die Bezugsdrehzahlen
Vsfr, Vsfl, Vsrr und Vsrl der Räder 12, 10, 16 und 14,
die im Schritt 204 berechnet wurden, zu lesen. An den Schritt
S401 schließt
sich der Schritt S402 an, um die Zielschlupfverhältnisse Tslpfr und Tslpfl des
RV- sowie LV-Rades 12 und 10, die im Schritt S304
oder S306 bestimmt worden sind, zu lesen. Dann geht der Steuerungsablauf
zum Schritt S403 über,
in dem auf der Grundlage der Zielschlupfverhältnisse Tslpfr und Tslpfl Wunsch-
oder Zieldrehzahlen Vnfr sowie Vnfl der Vorderräder 12 und 10 berechnet
werden. Dem Schritt S403 folgt der Schritt S404, um die Zielschlupfverhältnisse der
Hinterräder 16 und 14 zu
lesen, d.h. Tslprr sowie Tslprl für eine Regelung der Ausgangsleistung
des Motors oder der Drosselklappe und Tslprrb sowie Tslprlb für eine Bremsdruckregelung,
die im Schritt S303 oder S305 gelesen worden sind. An den Schritt
S404 schließt
sich der Schritt S405 an, um Wunsch- oder Zieldrehzahlen Vnrr und Vnrl
der Hinterräder 16, 14 für eine Regelung
der Ausgangsleistung des Motors oder der Drosselklappe und Zieldrehzahlen
Vnrrb sowie Vnrlb der Hinterräder
für eine
Bremsdruckregelung zu berechnen, und zwar auf der Grundlage der
Bezugsdrehzahlen Vsfr, Vsfl, Vsrr und Vsrl, die im Schritt S401
gelesen wurden.
-
Dem
Schritt S4 folgt der im einzelnen im Flußplan der 8 dargestellte Schritt S5, in welchem
zuerst der Schritt S501 ausgeführt
wird, um die im Schritt S403 und S405 berechneten Zieldrehzahlen
zu lesen. An den Schritt S501 schließt der Schritt S502 an, um
die aktuellen Drehzahlen Vwfr, Vwfl, Uwrr und Vwrl der Räder 12, 10, 16 bzw. 14 zu
lesen. Dann geht der Steuerungsablauf zum Schritt S503 über, in
dem auf der Grundlage der in den Schritten S501 und S502 gelesenen
Werte Drehzahlfehler Vdfr, Vdfl, Vdrr und Vdrl der Räder 12, 10, 16, 14 sowie Drehzahlfehler
Vdrrb und Udrlb der Hinterräder 16, 14 für eine Bremsdruckregelung
berechnet werden.
-
Der
Steuerungsablauf geht dann zum Schritt S6 über, der im einzelnen im Flußplan von 9 dargestellt ist. Zuerst
wird der Schritt S601 abgearbeitet, um die Raddrehzahlfehler für eine Bremsdruckregelung
zu lesen, d.h. Drehzahlfehler Vdfr und Vdfl der Vorderräder 12 und 10,
die im Schritt S503 berechnet wurden, und Drehzahlfehler Vdrrb sowie
Vdrlb der Hinterräder 16 und 14,
die ebenfalls im Schritt S503 berechnet wurden. Dem Schritt S601
folgt der Schritt S602, um einen Wunsch- oder Zielbremsdruck Bpfr für das RV-Rad 12 durch
Multiplizieren des Drehzahlfehlers Vdfr dieses Vorderrades 12 mit
einer vorbestimmten Verstärkung
Gbp zu berechnen. Dann wird der Schritt S603 abgearbeitet, um zu
bestimmen, ob der RV-Rad-Bremsdruck Bpfr einen positiven Wert hat
oder nicht. Wird im Schritt S603 die Antwort JA erhalten, so geht
der Steuerungsablauf unter Überspringen
des Schritts S604 zum Schritt S605 weiter. Lautet im Schritt S603
die Antwort NEIN, so wird der Schritt S604 abgearbeitet, um den
RV-Rad-Bremsdruck Bpfr auf Null zu setzen. Die zum Schritt S602 gleichartigen
Schritte S605, S608 und S611 werden durchgeführt, um Zielbremsdrücke Bpfl,
Bprr und Bprl für
das LV-Rad 10 und die beiden Hinterräder 16 sowie 14 zu
berechnen. Die an die Schritte S605, S608 und S611 anschließenden Schritte
S606, S609 und S612 sind dem Schritt S603 gleichartig, während die
Schritte S607, S610 und S613 dem Schritt S604 gleichartig sind.
Es ist zu bemerken, daß,
da das LH-Rad 14 und das RH-Rad 16 untereinander
durch ein Differentialgetriebe verbunden sind, ein Schaukeln in
der Regelung auftreten wird, wenn die Bremsdrücke für die Hinterräder 14 und 16 unabhängig voneinander
geregelt werden. Um dieses Schaukeln oder Pendeln zu vermeiden,
werden die Zielbremsdrücke
Bprr und Bprl für
die Hinterräder 16 und 14 durch
Multiplizieren der Hinterrad-Drehzahlfehler Vdrr sowie Vdrl mit
der vorbestimmten Verstärkung Gbp
und Subtrahieren der jeweiligen Differenz (Gd × Drl) sowie (Gd × Drr) von
den erhaltenen Produkten erlangt. Gd ist eine vorbestimmte Verstärkung und Drl
sowie Drr geben Änderungsraten
in der Drehzahl des LH- sowie RH-Rades 14 und 16 an.
Aufgrund dieser Anordnung erfordert ein Anstieg im Bremsdruck für das RH-Rad 16,
durch den eine Verminderung in der Drehzahl dieses Rades bewirkt
wird, einen entsprechenden Anstieg im Bremsdruck für das LH-Rad 14.
-
Die
Bremsdrücke
für die
vier Räder 10, 12, 14 und 16 werden
im Schritt S7 in Übereinstimmung mit
den Zielbremsdrücken
Bpfr, Bpfl, Bprr und Bprl, die, wie oben beschrieben wurde, bestimmt
wurden, geregelt. Der Schritt S7 ist im einzelnen im Flußplan der 10 dargestellt. Hiernach
wird zuerst der Schritt S701 durchgeführt, um zu bestimmen, ob alle Zielbremsdrücke Bpfr,
Bpfl, Bprr und Bprl auf Null sind oder nicht. Wird im Schritt S701
eine positive Entscheidung (JA) erhalten, wird der Schritt S737
abgearbeitet, um die Absperrventile 66, 70 zu öffnen und
die Absperrventile 68, 72 zu schließen, so
daß der
Haupt-Bremszylinder 26 mit den Bremszylindern 32, 34, 36 und 38 in
Verbindung gebracht wird. An den Schritt S737 schließt der Schritt
S738 an, in welchem die Druckregelventile 40, 42, 44 und 46 in
die Druckerhöhungsposition
gebracht werden, so daß Bremskräfte auf
die Räder 10, 12, 14 und 16 zur
Wirkung gebracht werden, wenn das Bremspedal 24 niedergedrückt wird.
-
Wenn
irgendeiner der Zielbremsdrücke
Bpfr, Bpfl, Bprr und Bprl nicht Null ist, wird im Schritt S701 eine
negative Entscheidung (NEIN) erhalten, worauf der Schritt S702 durchgeführt wird,
um zu bestimmen, ob das Bremspedal 24 niedergetreten worden ist
oder nicht. Im positiven Fall werden der Schritt S703 und die folgenden
Schritte abgearbeitet. Im negativen Fall werden die Schritte S725
und die folgenden Schritte abgearbeitet.
-
Der
Schritt S703 ist dazu vorgesehen, zu entscheiden, ob die Zielbremsdrücke Bpfr
und Bpfl beide Null sind oder nicht. Wird im Schritt S703 eine positive
Entscheidung (JA) erhalten, dann wird der Schritt S704 durchgeführt, um
das Absperrventil 66 zu öffnen und das Absperrventil 68 zu
schließen,
so daß die
Vorderrad-Bremszylinder 32 und 34 mit dem Haupt-Bremszylinder 26 fluidseitig
verbunden werden. Wird im Schritt S703 eine negative Entscheidung
(NEIN) erhalten, so wird der Schritt S705 ausgeführt, um die Absperrventile 66 bzw. 68 wie
im Schritt S704 zu öffnen
und zu schließen.
Dem Schritt S705 folgt der Schritt S706, um zu bestimmen, ob der Zielbremsdruck
Bpfr positiv ist oder nicht. Wird im Schritt S706 eine negative
Entscheidung (NEIN) getroffen, so wird der Schritt S707 durchgeführt, um
das Druckregelventil 42 für das RV-Rad 12 in
die Druckerhöhungsposition
zu bringen. Wird im Schritt S706 eine positive Entscheidung (JA)
erhalten, so wird der Schritt S708 abgearbeitet, um das Druckregelventil 40 für das LV-Rad 10 in
die Druckhalteposition zu versetzen, und dann wird der Schritt S709 durchgeführt, um
den Druck im Bremszylinder 34 für das RV-Rad 12 zu
regeln.
-
Die
Arbeitsweise im Schritt S709 ist im Flußplan der 11 dargestellt, wonach zuerst der Schritt S740
abgearbeitet wird, um eine Druckanstieg-/Druckabfallzeit tfr für das RU-Rad 12 zu
berechnen, indem die Differenz zwischen dem Zielbremsdruck Bpfr(t)
im gegenwärtigen
Steuerzyklus und dem Zielbremsdruck Bpfr(t-1) im letzten Steuerzyklus
mit einer vorbestimmten Konstanten K multipliziert wird. Dann geht
der Steuerungsablauf zum Schritt S741 über, um zu bestimmen, ob die
berechnete Druckanstieg-/Druckabfallzeit tfr ein positiver Wert,
ein negativer Wert oder Null ist. Ist diese Zeit tfr Null, so wird
der Schritt S742 ausgeführt,
um das Druckregelventil 42 für das RV-Rad 12 in
die Druckhalteposition zu schalten. Wenn die Zeit tfr ein positiver
Wert ist, dann wird der Schritt S743 abgearbeitet, um das Regelventil 42 in
die Druckanstiegposition zu schalten. An den Schritt S743 schließen sich
die Schritte S744 und S745 an, die wiederholt abgearbeitet werden,
bis die Druckanstieg-/Druckabfallzeit tfr auf Null gebracht ist,
d.h., der Bremsdruck für
das RV-Rad 12 wird für
die Zeit tfr erhöht.
Wenn die Zeit tfr ein negativer Wert ist, wird der Schritt S747
durchgeführt,
um das Regelventil 42 in die Druckabfallposition zu schalten.
Dem Schritt S747 folgen die Schritte S748 und S749, die wiederholt
durchgeführt werden,
bis die Zeit tfr auf Null gebracht ist. Auf diese Weise wird der
Bremsdruck für
das RV-Rad 12 für
die Zeit tfr herabgesetzt. Nach Verstreichen der Zeit trf wird der
Schritt S746 durchgeführt,
um das Regelventil 42 in die Druckhalteposition zu bringen.
Ein einzelner Arbeitszyklus im Schritt S709 wird in dieser Art beendet.
-
Die
Schritte S710 – S713,
die den Schritten S706 – S709
gleichartig sind, werden für
den Bremszylinder 32 des LV-Rades 10 durchgeführt, so
daß der
Druck im Bremszylinder 32 für eine geeignete Zeit, die
durch den Zielbremsdruck Bpfl bestimmt ist, erhöht oder vermindert wird. In
gleichartiger Weise werden die Drücke in den Bremszylindern 36 und 38 für das LH-
und RH-Rad 14 bzw. 16 in den Schritten S714 – S724 geregelt.
-
Wenn
das Bremspedal 24 nicht niedergetreten worden ist, wird
im Schritt S702 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten, und
der Steuerungsablauf geht zum Schritt S725, um zu entscheiden, ob die
Zielbremsdrücke
Bpfr und Bpfl beide Null sind oder nicht. Wird im Schritt S725 eine
positive Entscheidung (JA) erhalten, wird der Schritt S726 abgearbeitet,
um die Absperrventile 66 bzw. 68 zu öffnen und
zu schließen,
so daß die
Vorderrad-Bremszylinder 32 und 34 mit dem Haupt-Bremszylinder 26 fluidseitig
verbunden werden.
-
In
diesem Zustand sind diese Bremszylinder 32 und 34 von
der Hydraulik-Druckquelle 60 getrennt.
-
Wenn
einer der Zielbremsdrücke
Bpfr und Bpfl nicht Null ist, wird der Schritt S727 ausgeführt, um
die Regelventile 40, 42 für die Vorderräder 10 und 12 in
die Druckhalteposition zu bringen. Dann wird der Schritt S728 abgearbeitet,
um die Pumpen 52 sowie 54 in Betrieb zu setzen
und die Absperrventile 66 bzw. 68 zu öffnen und
zu schließen,
so daß die
Regelventile 40, 42 mit der Hydraulik-Druckquelle 60 in Verbindung
gebracht und vom Haupt-Bremszylinder 26 getrennt werden.
Dann werden die Schritte S729 und S730 abgearbeitet, um die Drücke in den
Bremszylindern 34 und 32 für das RV- und LV-Rad 12, 10 für eine geeignete
Zeit in Übereinstimmung
mit den Zielbremsdrücken
Bpfr und Bpfl zu erhöhen
oder abzusenken.
-
Die
den Schritten S725 – S730
gleichartigen Schritte S731 – S736
werden für
die Hinterräder 14 und 16 abgearbeitet.
-
Der
Schritt S8 des Flußplans
von 3 wird gemäß der Darstellung
im Flußplan
von 12 abgearbeitet.
Zuerst werden die Schritte S801 und S802 durchgeführt, um
die Drehzahl Ne des Motors 80 und die gegenwärtig gewählte Schaltstellung
des Übersetzungsgetriebes 82 zu
lesen. Dann wird der Schritt S803 abgearbeitet, um zu bestimmen,
ob das Getriebe 82 hoch- oder heruntergeschaltet worden ist.
Wird im Schritt S803 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten,
werden die Schritte S804 und S805 übersprungen. Bei einer positiven
Entscheidung (JA) im Schritt S803 geht der Steuerungsablauf zum Schritt
S804, um die Proportionalverstärkung
zu bestimmen, und zum Schritt S805, um den Anfangsintegralwert Ttrq(0),
zu berechnen, über.
-
Die
Bestimmung der Proportionalverstärkung
Gpt im Schritt S804 wird auf der Grundlage einer im ROM 92 gespeicherten
Datentafel bewirkt, die Beziehungen zwischen der Proportionalverstärkung Gpt
und der Motordrehzahl Ne wiedergibt, wobei die Schaltstellung des
Getriebes 82 als ein Parameter dient. In diesem Zusammenhang
ist zu bemerken, daß das
Ansprechen der Raddrehzahlen auf eine Änderung im Öffnungswinkel der Drosselklappe 86 sich ändert, da
das Beharrungsvermögen
des Getriebes 82 mit Bezug auf den Motor 80 einer Änderung
unterliegt, wenn das Getriebe 82 hoch- oder heruntergeschaltet
wird; das bedeutet, daß das
Ansprechverhalten verschlechtert wird, wenn das Getriebe 82 heruntergeschal tet
wird, da das Untersetzungsverhältnis des
Getriebes herabgesetzt wird. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird
die Datentafel zur Bestimmung der Proportionalverstärkung Gpt
so aufgestellt, daß sich
die Verstärkung
Gpt mit einer Verminderung im Geschwindigkeit-Untersetzungsverhältnis des
Getriebes 82 verkleinert.
-
Die
Berechnung des Anfangsintegralwerts Ttrq(0) im Schritt S805 wird
gemäß der folgenden Gleichung
durchgeführt: Ttrq(0) = [Ttrq(0) + Git × IVdth] × (letztes Übersetzungsverhältnis/aktuelles Übersetzungsverhältnis)
-
In
der obigen Gleichung gibt Git eine vorbestimmte Integrationsverstärkung an,
während
IVdth einen integrierten Wert des Drehzahlfehlers Vdth zur Verwendung
für eine
Regelung der Drosselklappe 86, was erläutert werden wird, angibt.
-
Während die
Betriebscharakteristik des Rad-Triebwerks 20 sich ändert, wenn
das Übersetzungsverhältnis des
Getriebes einer Änderung
unterliegt, werden die Proportionalverstärkung Gpt und der Anfangsintegralwert
Ttrq(0), die in den Schritten S804 und S805 bestimmt oder berechnet
werden, dazu verwendet, ein Wunsch- oder Zieldrehmoment Ttrq des
Motors 80 festzusetzen, wie im folgenden beschrieben wird.
-
Der
Schritt S9 von 3 ist
im Flußplan
von 13 im einzelnen
dargestellt. Hiernach wird der Schritt S901 zuerst ausgeführt, um
die Drehzahlfehler Vdrr und Vdrl des RH- sowie LH-Rades 16, 14 zu lesen.
An den Schritt S901 schließt
sich der Schritt S902 an, in dem die Fehler Vdrr und Vdrl miteinander verglichen
werden und der kleinere dieser beiden Werte als ein Drehzahlfehler
Vdth des griffseitigen Hinterrades gewählt wird, wobei der Wert Vdth
zur Regelung der Drosselklappe 86 benutzt wird. Dem Schritt
S902 folgt der Schritt S903, um das Zieldrehmoment Ttrq des Motors 80 auf
der Grundlage der Proportionalverstärkung Gpt und des Anfangsintegralwerts
Ttrq(0), die in den Schritten S804 und S805 erhalten wurden, sowie
des im nächsten
Schritt S904 aktualisierten Werts IVdth und der vorbestimmten Integrationsverstärkung Git
zu berechnen. Das bedeutet, daß das
Motordrehmoment Ttrq, d.h. der Öffnungswinkel
der Drosselklappe 86, auf der Grundlage des Drehzahlfehlers
von einem der hinteren Antriebsräder 14 und 16,
dessen Drehmoment unzureichend ist, geregelt wird. Das Drehmoment
des anderen Antriebsrades 14 oder 16, das vergleichsweise hoch
ist, wird durch Druckregelung des zugeordneten Bremszylinders 36 oder 38 geregelt.
-
An
den Schritt S903 schließt
sich der Schritt S904 an, in dem der Wert IVdth erhalten wird, wie oben
angedeutet wurde, und im Schritt S905 wird dann die Motordrehzahl
Ne gelesen. Anschließend wird
der Schritt S906 abgearbeitet, um einen Zielöffnungswinkel Tth der Drosselklappe 86 auf
der Grundlage der im Schritt S905 gelesenen Motordrehzahl und des
im Schritt S903 berechneten Zieldrehmoments Ttrq zu berechnen. Die
Motordrehzahl Ne, das Zieldrehmoment Ttrq des Motors und der Zielöffnungswinkel
Tth der Drosselklappe haben eine Beziehung, wie in 20 angegeben ist. Diese Beziehung wird
durch eine im ROM 92 gespeicherte Datentafel dargestellt,
und der Zielöffnungswinkel
Tth der Drosselklappe wird in Übereinstimmung
mit dieser Datentafel bestimmt. Der der Regelung der Drosselklappe 86 dienende
Motor 84 wird im Schritt S907 entsprechend dem berechneten
Zielöffnungswinkel Tth
betrieben, so daß der
aktuelle Öffnungswinkel der
Drosselklappe 86, wie er vom Drosselklappenfühler 118 ermittelt
wird, mit dem Zielöffnungswinkel Tth
der Drosselklappe übereinstimmt.
-
Wie
oben beschrieben wurde, werden die Drücke in den Bremszylindern 32, 34, 36 und 38 des Hydraulik-Bremssystems 18 und
der Öffnungswinkel der
Drosselklappe 86 des Rad-Triebwerks 20 so gesteuert,
um die Drehmomente der Räder 10, 12, 14 und 16 derart
zu regeln, daß die
Schlupfverhältnisse der
Räder im
wesentlichen gleich den Zielschlupfverhältnissen, die in 16 als gestrichelte und
ausgezogene Kurve dargestellt sind, gehalten werden. Als Ergebnis
dessen werden die Fahrtrichtungskräfte und die Seitenkräfte von
allen Rädern
in geeigneter Weise so geregelt, um das Erfordernis für eine adäquate Beschleunigung
oder Verlangsamung des Fahrzeugs sowie das Erfordernis für eine gesteigerte Lenk- oder Fahrstabilität des Fahrzeugs
zu erfüllen.
-
Aus
der obigen Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird deutlich, daß Einrichtungen
zur Ermittlung der Schräglaufwinkel der
Räder 10, 12, 14 und 16 durch
die Giergrad-Ermittlungseinrichtung 140, die Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung 144,
die Längsgeschwindigkeit-Ermittlungseinrichtung 146,
die Quergeschwindigkeit-Ermittlungseinrichtung 147, das
Vorderrad-Schräglaufwinkel-Rechenglied 170 und
das Hinterrad-Schräglaufwinkel-Rechenglied 172,
die in 2(a) dargestellt
sind, gebildet werden. Das heißt mit
anderen Worten, daß die
Radschlupf-Ermittlungseinrichtung aus dem Giergradfühler 130,
dem Lenkwinkelfühler 132,
dem Längsgeschwindigkeitfühler 124,
dem Quergeschwindigkeitfühler 126 und
einem Teil des Steuergeräts 22,
der für
die Ausführung
des Schritts S1 von 3 (Schritte
S101 – S109
in der 4) bestimmt ist,
besteht. Ferner wird die Einrichtung zur Bestimmung von Zielschlupfverhältnissen der
Räder durch
die Bremsbetrieb-Ermittlungseinrichtung 142, das Vorderrad-Zielschlupfverhältnis-Rechenglied 176 und
das Hinterrad-Zielschlupfverhältnis-Rechenglied 178,
die in 2(a) dargestellt
sind, gebildet. Das heißt
mit anderen Worten, daß die
Zielschlupfverhältnis-Bestimmungseinrichtung
durch den Bremsschalter 104 und einen Teil des Steuergeräts 22,
der zur Durchführung
des Schritts S3 in der 3 (Schritte
S301 – S306
in der 4) bestimmt ist,
ausgestaltet wird. Ferner werden Einrichtungen zur Regelung der
Drehmomente der Hinterräder 14 und 16 durch
weitere Einrichtungen der 2(a) sowie
durch die in den 2(b), 2(c), 2(d) und 2(e) gezeigten
Einrichtungen gebildet. Das heißt mit
anderen Worten, daß die
Raddrehmoment-Regeleinrichtung aus dem Hydraulik-Bremssystem 18 und dem
Rad-Triebwerk 20 sowie einem Teil des Steuergeräts 22,
der zur Durchführung
der Schritte S2 und S4 – S9
von 3 bestimmt ist,
besteht.
-
Unter
Bezugnahme auf die 21 – 30 wird eine weitere Ausführungsform
gemäß der Erfindung erläutert.
-
Bei
dieser Ausführungsform
werden die Zielschlupfverhältnisse
der Räder,
die durch die Zielschlupfverhältnis-Rechenglieder 176 und 178 berechnet
werden, durch einen Schwerpunkt-Schräglaufwinkel
Sag beeinflußt,
der im Schritt S104 (4) durch
eine in 21 angedeutete
Schwerpunkt-Schräglaufwinkel-Berechnungseinrichtung 220 berechnet
wird. Diese Berechnungseinrichtung 220 arbeitet auf der
Grundlage der Ausgänge
der Längsgeschwindigkeit-
sowie der Quergeschwindigkeit-Ermittlungseinrichtung 146 bzw. 147.
Bei dieser Ausführungsform
bilden Teile der CPU 90, der ROM 92 und der RAM 94,
die zur Durchführung
des Schritts S1 von 3 bestimmt
sind, das Vorderrad-Schräglaufwinkel-Rechenglied 170,
das Hinterrad-Schräglaufwinkel-Rechenglied 172 und
die Schwerpunkt-Schräglaufwinkel-Berechnungseinrichtung 220.
-
Bei
dieser abgewandelten Ausführungsform wird
der Schritt S3 von 3 so
ausgeführt,
wie das im einzelnen im Flußplan
von 22 dargestellt ist. Hiernach
wird der Schritt S1301 zuerst abgearbeitet, um den Schwerpunkt-Schräglaufwinkel
Sag, der im Schritt S104 berechnet wurde, und die Schräglaufwinkel
Safr, Safl, Sarr sowie Sarl der vier Räder, die in den Schritten S108
und S109 berechnet wurden, zu lesen. Dem Schritt S1301 folgt der
Schritt S1302, in welchem entschieden wird, ob das Bremspedal 24 niedergetreten
worden ist oder nicht, was auf der Grundlage des Signals vom Bremsschalter 104 geschieht.
Ist das Bremspedal 24 niedergetreten worden, so werden
die Schritte S1303 und S1304 abgearbeitet, während im anderen Fall die Schritte
S1305 und S1306 abgearbeitet werden.
-
Im
Schritt S1303 werden auf der Grundlage der Schräglaufwinkel Sarr und Sarl der
Hinterräder und
einer Kurve eines Zielschlupfverhältnisses der Räder im gebremsten
Zustand des Fahrzeugs, die in 16 als
ausgezogene Linie dargestellt ist, Zielschlupfverhältnisse
Tslprr und Tslprl der Hinterräder berechnet.
Wie oben mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben wurde,
ist diese Kurve in 16 für die Beziehung
zwischen dem Zielschlupfverhältnis
und dem Schräglaufwinkel
der Hinterräder kennzeichnend
und als Datentafel im ROM 92 gespeichert, wobei die Zielschlupfverhältnisse
Tslprr und Tslprl in Übereinstimmung
mit dieser Datentafel bestimmt werden. Bei der in Rede stehenden
Ausführungsform
werden ebenfalls die Zielschlupfverhältnisse der Hinterräder 14 und 16 im
gebremsten Zustand so festgesetzt, daß sie mit einem Anstieg im Schräglaufwinkel
größer werden.
-
Die 23 zeigt Vektoren, die für maximale Gesamtreibungskräfte in verschiedenen
Richtungen zwischen der Straßenoberfläche und
einem Rad, dessen Schräglaufwinkel
4° ist,
kennzeichnend sind, wobei das Schlupfverhältnis des Rades von +100% bis –100% reicht.
Die Gesamtreibungskraft ist eine vektorielle Summe, die aus einer
Komponente, welche für
die Seitenkraft repräsentativ
ist, und einer Komponente, welche für die Kraft in der Fahrtrichtung des
Rades repräsentativ
ist, besteht. Die 24, 25 und 26 sind zu 23 gleichartig,
wobei jedoch der Schräglaufwinkel
des Rades 12° bzw.
20° bzw.
50° beträgt. In diesen
Figuren ist die Seitenkraft des Rades auf einem Maximum, wenn die
Richtung der gesamten Reibungskraft rechtwinklig zur Fahrzeugfahrtrichtung
ist, in welcher sich das Rad real oder effektiv bewegt. Die strich-punktierte
Linie in 16 gibt ein
Schlupfverhältnis
des Rades für
eine maximale Seitenkraft der Räder,
welche sich mit dem Schräglaufwinkel ändert, an.
Die Seitenkräfte
der Hinterräder
sind auf einem Maximum, wenn das Zielschlupfverhältnis so gewählt ist,
daß es
der strichpunktierten Linie folgt. In diesem Fall wirken keine Kräfte auf
die hinteren Antriebsräder 14 und 16 in
der Radlaufrichtung. Tatsächlich
sollten jedoch geeignete Kraftgrößen an den
Hinterrädern
in der Radlaufrichtung ohne Rücksicht
darauf wirken, ob die Hinterräder
durch das Motordrehmoment angetrieben oder durch die Bremszylinder 36 und 38 gebremst
werden. Wenn die Hinterräder
einem Bremsen unterliegen, so ist es insbesondere erwünscht, die
Zielschlupfverhältnisse
der Hinterräder
so zu bestimmen, daß diese Zielschlupfverhältnisse
niedriger sind als diejenigen, die durch die strich-punktierte Linie
in 16 dargestellt sind,
wobei die maximalen Seitenkräfte
erhalten werden. Werden dagegen die Hinterräder durch das Motordrehmoment
angetrieben, so sind die Schlupfverhältnisse der Hinterräder erwünschterweise
höher als
diejenigen, die durch die strich-punktierte Linie dargestellt sind.
Gemäß diesem
Grundgedanken werden die Zielschlupfverhältnisse der Hinterräder im gebremsten
Zustand so bestimmt, daß sie
der ausgezogenen Linie in 16 folgen,
die um einen geeigneten Wert von der das Schlupfverhältnis für maximale
Seitenkräfte
wiedergebenden strichpunktierten Linie verschoben ist, und die Zielschlupfverhältnisse
der Hinterräder
werden im ungebremsten Zustand so bestimmt, daß sie der gestrichelten Linie von 16 folgen, die um einen
geeigneten Wert von der strichpunktierten Linie in der Richtung
von der ausgezogenen Linie hinweg verschoben ist. Obwohl die Zielschlupfverhältnisse der
Hinterräder
im ungebremsten Zustand gemäß dem obigen
Grundgedanken der gestrichelten Linie folgen können, folgt die vorliegende
abgewandelte Ausführungsform
im Bestimmen der Zieldrehzahlverhältnisse der Hinterräder im ungebremsten
Zustand nicht der gestrichelten Linie. Bei der in Rede stehenden
Ausführungsform
werden die Zieldrehzahlverhältnisse
der Hinterräder
in einer Weise bestimmt, die geeignet ist, ein Durchdrehen des Fahrzeugs
zu vermeiden, wie im folgenden mit Bezug auf den Schritt S1305 und S1306
beschrieben wird.
-
Das
Drehmoment der Hinterräder
kann durch Erniedrigen der Ausgangsleistung des Motors und/oder
Erhöhen
der Bremsdrücke
für die
Hinterräder
vermindert werden. Die Zielschlupfverhältnisse Tslprr und Tslprl für die Hinterräder, die,
wie oben beschrieben wurde, bestimmt werden, werden zur Regelung
des Hinterrad-Drehmoments verwendet, indem die Ausgangsleistung
des Motors (der Drosselklappenöffnungswinkel)
geregelt wird. Ferner werden Zielschlupfverhältnisse Tslprrb und Tslprlb
der Hinterräder
auch zur Regelung des Hinterrad-Drehmoments verwendet, indem die
Hinterrad-Bremsdrücke geregelt
werden. Die Werte dieser Zielschlupfverhältnisse Tslprrb und Tslprlb
werden so bestimmt, daß sie um
einen vorbestimmten geeigneten Wert Kslp größer sind als die obigen Werte
Tslprr bzw. Tslprl. Die in Rede stehende Ausführungsform ist so ausgestaltet, daß dann,
wenn die Schlupfverhältnisse
der Hinterräder
mit der Zeit abnehmen, wie in 27 dargestellt ist,
das Hinterrad-Drehmoment durch Absenken der Ausgangsleistung des
Motors und Erhöhen
der Bremsdrücke,
solange die aktuellen Schlupfverhältnisse der Hinterräder höher als
die Zielschlupfverhältnisse
Tslprrb, Tslprlb sind, und durch alleiniges Vermindern des Motor-Drehmoments, während die aktuellen
Schlupfverhältnisse
zwischen den Zielschlupfverhältnissen
Tslprrb, Tslprlb und den Zielschlupfverhältnissen Tslprr, Tslprl liegen,
vermindert wird. Nachdem die aktuellen Schlupfverhältnisse niedriger
als die Zielschlupfverhältnisse
Tslpfr und Tslpfl werden, wird das Hinterrad-Drehmoment durch Erhöhen der
Ausgangsleistung des Motors geregelt.
-
An
den Schritt S1303 schließt
sich der Schritt S1304 an, in welchem Zielschlupfverhältnisse
Tslpfr und Tslpfl der Vorderräder 12 und 10 bestimmt
werden. Da das Drehmoment der Vorderräder nicht über die Ausgangsleistung des
Motors geregelt werden kann, werden die bestimmten Zielschlupfverhältnisse Tslpfr
und Tslpfl lediglich zur Regelung des Vorderrad-Drehmoments verwendet,
indem die Drücke
in den Vorderrad-Bremszylindern 34 und 32 geregelt werden.
-
Die
obigen Schritte S1303 und S1304 werden abgearbeitet, während das
Bremspedal 24 niedergedrückt wird. Ist das Bremspedal 24 bei
Abarbeiten des Schritts S1302 nicht niedergedrückt, so wird in diesem Schritt
S1302 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten, worauf der Steuerungsablauf
zu den Schritten S1305 und S1306 übergeht, um die Zielschlupfverhältnisse
für die
Hinter- bzw. Vorderräder zu
bestimmen. In diesen Schritten S1305 und S1306 werden Beziehungen,
wie sie in den 28 und 29 angegeben sind, verwendet,
um die Schlupfverhältnisse
für die
Hinter- bzw. die Vorderräder
zu bestimmen. Diese Beziehungen sind als Datentafeln im ROM 92 gespeichert.
-
Um
ein Durchdrehen des Fahrzeugs, wobei die Hinterräder 14 und 16 in
der Auswärtsrichtung
mit Bezug zum Kurvenbogen (Laufbahn längs einer Kurve) rutschen oder
gleiten, während
am Fahrzeug eine Bremse nicht angelegt ist, zu verhindern, ist es
erwünscht,
daß die
Reibungskraft zwischen dem LH- sowie RH-Rad 14 sowie 16 und
der Straßenoberfläche in derjenigen
Richtung wirkt, in welcher die Reibungskraft am wirksamsten dem
Durchdreh- oder Spinmoment um den Schwerpunkt des Fahrzeugs herum
Widerstand entgegensetzt, wie in 30 angedeutet
ist. Das bedeutet, daß ein
Auswärtsrutschen
der Hinterräder
mit Bezug zum Kurvenbogen wirksam vermieden werden kann, indem die
Zielschlupfverhältnisse
der Hinterräder
so bestimmt werden, daß die
maximale Reibungskraft in der oben spezifizierten Richtung wirkt.
Unter Berücksichtigung dessen
werden die Kurven in 28 so
festgelegt, daß sie
optimale Beziehungen zwischen dem Schräglaufwinkel am Fahrzeug-Schwerpunkt
und den Zielschlupfverhältnissen
des äußeren und
inneren Hinterrades 14 oder 16 mit Bezug auf den
Kurvenbogen wiedergeben. Diese Kurven werden als Datentafeln im
ROM 92 gespeichert.
-
Um
das Durchdrehen oder einen Spin des Fahrzeugs wirksam zu verhindern,
ist es auch anzustreben, einen geeigneten Wert eines Auswärtsschlupfens
der Vorderräder 10 und 12 herbeizuführen, um
einen Ausgleich für
das Auswärtsschlupfen der
Hinterräder
zu erlangen, wobei die Gesamtreibungskraft der Hinterräder 14 und 16,
die wirksam dem Spinmoment des Fahrzeugs Widerstand entgegensetzt,
wie oben beschrieben wurde, erlangt wird. Das bedeutet, daß es erwünscht ist,
daß die
Vorderräder
ein Moment erzeugen, das einem durch das Auswärtsrutschen der Hinterräder hervorgerufenen Moment
ausgleichend entgegensteht, um die durch den Lenkwinkel festgesetzte
Fahrtrichtung des Fahrzeugs beizubehalten. Unter Berücksichtigung
dessen wird die in 29 durch
strich-punktierte Linien wiedergegebene Datentafel so ausgestaltet,
daß sie optimale
Beziehungen zwischen den Zielschlupfverhältnissen der Vorderräder 10 sowie
12 und dem Schräglaufwinkel
am Schwerpunkt des Fahrzeugs wiedergibt. Das Zielschlupfverhältnis der
Vorderräder nimmt
mit einem Anstieg im Schräglaufwinkel
am Schwerpunkt des Fahrzeugs wie auch mit einer Verkleinerung im
Schräglaufwinkel
der Vorderräder
ab. Da das Zielschlupfverhältnis
der Vorderräder
in diesem Fall ein negativer Wert ist, wird der absolute Wert des
Verhältnisses
mit ansteigendem Schräglaufwinkel
größer.
-
Bei
dem herkömmlichen
Traktionssteuersystem werden die Zielschlupfverhältnisse für die Räder so bestimmt, daß sie ohne
Rücksicht
auf die Schräglaufwinkel
der Vorderräder
maximale Werte zeigen. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die Zielschlupfverhältnisse
der Vorder- und diejenigen der Hinterräder aus verschiedenen Gesichtspunkten
heraus unterschiedlich festgesetzt. Ferner werden die Zielschlupfverhältnisse
der Vorder- und Hinterräder
mit einer Änderung
im Schräglaufwinkel der
Räder verändert.
-
In
den übrigen
Gesichtspunkten ist die erfindungsgemäße zweite Ausführungsform,
die unter Bezugnahme auf die 21 – 30 beschrieben wurde, zu
der ersten Ausführungsform
der 1 – 20 identisch.
-
Wie
erläutert
wurde, werden die Drücke
in den Bremszylindern 32, 34, 36 und 38 des
Hydraulik-Bremssystems 18 und der Öffnungswinkel der Drosselklappe 86 des
Rad-Triebwerks 20 so gesteuert, daß die Drehmomente der Räder 10, 12, 14 und 16 in
der Weise geregelt werden, daß die
Schlupfverhältnisse
der Räder
im wesentlichen den Zielschlupfverhältnissen, die in 16 als ausgezogene Kurve dargestellt
sind, gleich gehalten werden, während das
Bremspedal 24 niedergedrückt wird, und den Zielschlupfverhältnissen,
wie sie gemäß den Datentafeln
der 28 und 29 festgesetzt sind, gleich
gehalten werden, während
das Bremspedal 24 nicht niedergedrückt wird. Als Ergebnis dessen
unterliegen die Fahrtrichtungskräfte
und die Seitenkräfte
aller Räder
einer Regelung in geeigneter Weise, um das Erfordernis für eine adäquate Beschleunigung oder
Verlangsamung und das Erfordernis für eine erhöhte Lenk- oder Fahrstabilität des Fahrzeugs
zu erfüllen.
-
Aus
der obigen Beschreibung der zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung
wird deutlich, daß eine
Einrichtung zur Ermittlung der Schräglaufwinkel der Räder 10, 12, 14 und 16 durch
das Fahrzeug-Schwerpunkt-Schräglaufwinkel-Rechenglied 220 der 21 gebildet wird. Das bedeutet,
daß die Schräglaufwinkel-Ermittlungseinrichtung
von dem Längsgeschwindigkeitfühler 124,
dem Quergeschwindigkeitfühler 126 und
einem Teil des Steuergeräts 22,
der zur Ausführung
des Schritts S1 der 3 (Schritte
S101 – S109
der 4) bestimmt ist, gebildet
ist. Ferner besteht die Einrichtung zur Bestimmung der Zielschlupfverhältnisse
der Räder
aus der Bremsbetrieb-Ermittlungseinrichtung 142 und dem
Hinterrad-Zielschlupfverhältnis-Rechenglied 178,
die in 21 dargestellt
sind. Das heißt
mit anderen Worten, daß die
Zielschlupfverhältnis-Bestimmungseinrichtung
vom Bremsschalter 104 und einem Teil des Steuergeräts 22,
der zur Durchführung der
Schritte S1305 und S1306 von 22 bestimmt ist,
gebildet ist. Ferner wird die Einrichtung zur Regelung der Drehmomente
der Hinterräder 14 und 16 durch
das Bezugsdrehzahl-Rechenglied 174, das Heckbremsdruck-Zieldrehzahl-Rechenglied 182 und das
Drosselklappenregelung-Zieldrehzahl-Rechenglied 184, die
in 21 dargestellt sind,
das Zielbremsdruck-Rechenglied 204 sowie 206 und
den Bremsdruckregler 164 sowie 166 von 2(e) und die in den 2(c) sowie 2(d) dargestellten Einrichtungen gebildet.
Das heißt
mit anderen Worten, daß die
Zieldrehzahl-Regeleinrichtung aus dem Hydraulik-Bremssystem 18, dem Rad-Triebwerk 20 und
einem Teil des Steuergeräts 22,
der zur Ausführung von
Teilen des Schritts S2 und der Schritte S4 – S9 von 3, die den Hinterrädern 14 und 16 zugeordnet
sind, bestimmt ist, besteht.
-
Die 31 – 33 zeigen
eine dritte Ausführungsform
einer Steuervorrichtung für
ein Fahrzeug gemäß der Erfindung,
die eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform (21 – 30) darstellt.
-
Die
dritte Ausführungsform
ist derart ausgestaltet, daß die
Giergrad-Ermittlungseinrichtung 140 mit dem Vorderrad-Zielschlupfverhältnis-Rechenglied 176 verbunden
ist, wie die 31 zeigt,
und die im Schritt S1306 berechneten Zielschlupfverhältnisse
Tslpfr und Tslpfl durch einen geeigneten, auf der Grundlage des
Giergrades Yr bestimmten Kompensationsfaktor justiert oder nachgeregelt
werden, wie durch die Schritte S1307 – S1309 im Flußplan von 32 angegeben ist.
-
Im
einzelnen schließt
sich an den Schritt S1306 der Schritt S1307 an, in welchem der Giergrad Yr
gelesen wird. Dann geht der Steuerungsablauf zum Schritt S1308,
in welchem der Kompensationsfaktor Ksy in Übereinstimmung mit einer Datentafel, wie
durch eine gerade Linie in 33 angegeben
ist, bestimmt wird. Diese Datentafel ist ebenfalls im ROM 92 des
Steuergeräts 22 gespeichert.
Dann wird der Schritt S1309 abgearbeitet, um die Zielschlupfverhältnisse
Tslpfr und Tslpfl, die im Schritt S1306 berechnet wurden, durch
Multiplizieren dieser Verhältnisse
durch den im Schritt S1308 berechneten Kompensationsfaktor Ksy zu
justieren.
-
Es
ist zu bemerken, daß der
absolute Wert |Yr| des Giergrades Yr den Grad des Durchdrehens oder
Spins des Fahrzeugs angibt. Da der Kompensationsfaktor Ksy mit einem
Anstieg im absoluten Wert |Yr| größer wird, werden die durch
den Kompensationsfaktor Ksy justierten Zielschlupfverhältnisse
Tslpfr und Tslpfl der Vorderräder
größer, wenn
der absolute Wert |Yr| ansteigt, so daß das Regel- oder Ansprechverhalten
auf den Spin des Fahrzeugs weiter gesteigert wird, was eine leichte
Lenkungssteuerung des Fahrzeugs erlaubt.
-
Es
ist möglich,
die Zielschlupfverhältnisse Tslpfr
und Tslpfl unter Verwendung eines integrierten Werts des Giergrades
Yr anstelle des Giergrades Yr an sich zu justieren.
-
Obgleich
die zweite und dritte Ausführungsform
nach den 21 – 33 so eingerichtet sind,
um ein Durchdrehen oder einen Spin des Fahrzeugs im ungebremsten
Zustand zu vermeiden, ist der Grundgedanke der Erfindung auf eine
Fahrzeug-Steuervorrichtung
anwendbar, die dazu eingerichtet ist, das Durchdrehen des Fahrzeugs,
während
dieses einem Bremsvorgang unterliegt, zu vermeiden.
-
Es
wird durch die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs,
das eine Karosserie und eine Mehrzahl von diese tragenden Rädern besitzt,
offenbart, wobei ein Drehmoment eines jeden von mindestens einem
der Räder
derart geregelt wird, daß ein
aktuelles Schlupfverhältnis
des Rades mit einem Zielschlupfverhältnis des Rades, das von einer
Zielschlupfverhältnis-Bestimmungseinrichtung so
festgesetzt wird, daß sich
das Zielschlupfverhältnis
mit einem von einer Schräglaufwinkel-Ermittlungseinrichtung
festgestellten Schräglaufwinkel ändert, übereinstimmt.
-
Wenngleich
die Erfindung unter Bezugnahme auf ihre gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen
mit bestimmten Einzelheiten beschrieben wurde, so ist klar, daß die Erfindung
nicht auf die Details der erläuterten
Ausführungsformen
begrenzt ist, sondern dem Fachmann bei Kenntnis der vermittelten
Lehre Abwandlungen und Abänderungen
an diesen Ausführungsformen
nahegelegt sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend
anzusehen sind.