DE4208141A1

DE4208141A1 - Verfahren und einrichtung zur antiblockiersteuerung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4208141A1
Application number: DE4208141A
Authority: DE
Inventors: Kousaku Shimada; Shigeru Horikoshi; Tatsuhiko Monji; Hayato Sugawara
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1992-03-13
Publication date: 1992-09-24
Anticipated expiration: 2012-03-14
Also published as: KR920017892A; JPH04292250A; US5207483A; KR100234834B1; DE4208141C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Antiblockiersteuerung für das Bremssystem eines Fahrzeugs wie etwa eines Kraftfahrzeugs und insbesondere ein Ver fahren und eine Einrichtung zur Antiblockiersteuerung für Kraftfahrzeuge, mit denen verhindert werden kann, daß die Fahrzeugkarosserie aufgrund unterschiedlicher Reibungsko effizienten der linken und rechten Räder auf der Fahrbahn zu schleudern beginnt.

Eine herkömmliche Einrichtung zur Antiblockiersteuerung umfaßt ein Ventil, das dazu dient, auf einer Fahrbahn mit niedrigem Reibungskoeffizienten, insbesondere auf einer verschneiten Straße, einer vereisten Straße usw. den Hydraulikbremsdruck abzusenken oder konstant zu halten, um ein Blockieren der Räder zu verhindern, wodurch wäh rend des Bremsvorgangs ein stabiles Fahrverhalten gewähr leistet wird, ohne daß der Bremsweg verlängert wird.

Eine solche herkömmliche Einrichtung ist jedoch nicht dazu geeignet, bei allen möglichen Fahrbahnzuständen die Fahrstabilität und die Bremswirkung voll zu gewährlei sten. Insbesondere dann, wenn die Reibungskoeffizienten der Fahrbahn an den linken und den rechten Rädern des Fahrzeugs verschieden sind und wenn eine Steuerung ausge führt wird, mit der der Radschlupf an den linken und rechten Rädern gleichmäßig gehalten wird, wird durch die Differenz der an die linken und rechten Räder angelegten Bremskräfte ein am Fahrzeug angreifendes Giermoment er zeugt.

In einer herkömmlichen Einrichtung zur Antiblockiersteue rung wird auf einer Fahrbahn mit unterschiedlichen Rei bungskoeffizienten µ an den linken und rechten Rädern der niedrige Wert gewählt, um die Bremsdrücke mit dem Brems druck eines der Hinterräder, das zu blockieren beginnt, in Übereinstimmung zu bringen, um so eine verbesserte Fahrstabilität zu erhalten. In einer solchen Niedrigwahl- Steuerung ist der Bremsdruck an allen Rädern auf einem verhältnismäßig niedrigen Druckpegel gleich und folglich möglicherweise zu gering, wodurch der Bremsweg verlängert wird.

Ferner ist beispielsweise aus JP 1-2 08 256-A eine verbes serte Steuerung bekannt, bei der bei Auftreten eines in stabilen Zustandes mit hoher Giergeschwindigkeit das Soll-Schlupfverhältnis der Hinterräder abgesenkt und um gekehrt bei Auftreten einer nicht ausreichenden Lenkbar keit das Soll-Schlupfverhältnis der Vorderräder abgesenkt wird, um die Seitenführungskräfte zu erhöhen.

Andererseits ist aus JP 63-1 06 168-A ein System bekannt, bei dem der Soll-Radschlupf für die linken und die rech ten Räder gemäß den unterschiedlichen Reibungskoeffizi enten µ der Fahrbahn festlegt wird.

In den oben erwähnten Einrichtungen des Standes der Tech nik wird jedoch entweder die Bremswirkung des Bremssy stems oder die Fahrstabilität verringert. In keiner der oben erwähnten Einrichtungen wird sowohl eine gute Brems wirkung als auch eine gute Fahrstabilität erzielt. Bei den herkömmlichen Steuerungen wird in Abhängigkeit vom Fahrzeugbremszustand der Schwerpunkt entweder auf die Bremsleistung oder auf die Erhaltung der Fahrstabilität gelegt.

Selbst wenn bei der Steuerung der Schwerpunkt auf die Fahrstabilität gelegt wird, wird in den herkömmlichen Einrichtungen die Ungleichheit der Bremskräfte an den linken und rechten Rädern im Falle unterschiedlicher Rei bungskoeffizienten µ der Fahrbahn zwischen den linken und rechten Rädern nicht kompensiert. Daher kann eine solche herkömmliche Steuerung die Ungleichheit zwischen den Bremskräften lediglich verringern.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Antiblockiersteuerung für Kraftfahrzeuge zu schaffen, bei denen die erwähnte Ungleichheit der Bremskräfte selbst auf einer Fahrbahn mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten grundsätzlich kompensiert wird, um so selbst auf einer Fahrbahn mit un terschiedlichen Reibungskoeffizienten sowohl eine gute Fahrstabilität als auch eine gute Bremswirkung zu erzie len.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Antiblockier steuerung für Kraftfahrzeuge erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 21 und bei einer Einrichtung zur Antiblockiersteuerung für Kraftfahrzeuge erfindungsgemäß gelöst durch Einrichtun gen, die an jedem der Fahrzeugräder unabhängig von den anderen vorgesehen sind und den Bremsfluiddruck für jedes Rad steuern, durch Einrichtungen zur Erfassung der Fahr zeuggeschwindigkeit und der Radgeschwindigkeiten und zum Ableiten eines Schlupfverhältnisses der Räder anhand der erfaßten Daten, durch eine Einrichtung zur Erfassung der tatsächlichen Gierwinkelbeschleunigung des Fahrzeugs, durch eine Einrichtung zum Setzen von Sollwerten der Schlupfverhältnisse der linken und rechten Räder unabhän gig voneinander auf der Grundlage der Gierwinkelbeschleu nigung und durch eine Steuersignal-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Steuersignalen für eine Bremsfluiddruck-- Steuereinrichtung, so daß die erfaßten Schlupfverhält nisse der Räder an die Sollwerte angeglichen werden.

Wenn ein Fahrzeug auf einer Fahrbahn mit mehreren unter schiedlichen Reibungskoeffizienten µ fährt, kann der Fall eintreten, daß die µ-Werte zwischen den linken und den rechten Rädern unterschiedlich sind. Wenn auf einer sol chen Fahrbahn die Bremse betätigt wird, kann aufgrund un gleicher Bremskräfte zwischen den linken und den rechten Rädern bei Beginn des Bremsvorgangs ein am Fahrzeug wir kendes Giermoment erzeugt werden, derart, daß die Fahr zeuglängsachse so gedreht wird, daß sie, betrachtet in Fahrtrichtung, zu der Fahrbahnseite mit höherem µ-Wert zeigt. Die erfindungsgemäße Antiblockiersteuereinrichtung erfaßt die Gierwinkelbeschleunigung des Fahrzeugs und paßt die Schlupfverhältnisse an den linken und den rech ten Rädern so an, daß die Gierwinkelbeschleunigung ver ringert wird.

In der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antiblockiersteuerungseinrichtung wird eine auf der Grundlage der Lenkgeschwindigkeit erzeugte Soll-Gierwin kelbeschleunigung von der erfaßten Gierwinkelbeschleuni gung subtrahiert, um eine Beschleunigungskomponente des Giermoments zu erhalten, die nur vom Fahrbahnzustand ab hängt. Die durch den Fahrbahnzustand hervorgerufene und nicht notwendige Gierbewegung wird verkleinert, indem die Schlußverhältnisse an den linken und den rechten Rädern angepaßt werden. Bei der Anpassung der Schlupfverhält nisse werden die Soll-Schlupfverhältnisse für sämtliche Räder so festgelegt, daß die Reibungskoeffizienten µ an den Vorderrädern im wesentlichen gleich werden. In der gezeigten Ausführungsform sind die Soll-Schlupfverhält nisse in einer Tabelle gespeichert.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antiblockiersteuerungseinrichtung sind zwei Beschleuni gungssensoren auf der Längsachse oder auf der Querachse des Fahrzeugs in gegenseitigem Abstand angeordnet, um die Gierwinkelbeschleunigung zu überwachen.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung werden die Gierwinkelbeschleunigungen auf zwei ver schiedene Arten erfaßt, so daß in dem Fall, in dem die beiden erfaßten Gierwinkelbeschleunigungen während einer vorgegebenen Dauer auf Werten oberhalb eines vorgegebenen Wertes gehalten werden, entschieden wird, daß die Gier winkelbeschleunigungs-Erfassungseinrichtung einen Ausfall zeigt, und daß ein Alarm erzeugt wird oder die Schlupf verhältnissteuerung beendet wird.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen, die sich auf bevorzugte Aus führungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen, ange geben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus führungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläu tert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungs gemäßen Antiblockiersteuereinrichtung;

Fig. 2A, 2B Graphen einer beispielhaften Tabelle für das Soll-Schlupfverhältnis in der Antiblockier steuereinrichtung von Fig. 1;

Fig. 3A, 3B erläuternde Darstellungen für die Anordnung der Beschleunigungssensoren;

Fig. 4 eine erläuternde Darstellung für die Erzeu gung des Giermoments;

Fig. 5 Graphen der µ-S-τ-Kennlinien eines Bremssy stems;

Fig. 6A, 6B Flußdiagramme einer Routine zur Berechnung der Gierwinkelbeschleunigung;

Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Berechnung des Soll-- Schlupfverhältnisses;

Fig. 8 ein Flußdiagramm der Verarbeitung der Radge schwindigkeitssteuerung;

Fig. 9 ein funktionales Blockschaltbild zur Erläute rung der Funktionen der erfindungsgemäßen An tiblockiersteuereinrichtung;

Fig. 10 eine erläuternde Darstellung der Funktions weise der erfindungsgemäßen Antiblockier steuereinrichtung;

Fig. 11 einen Graphen für den Vergleich der Gierwin kelbeschleunigung, die auf der Grundlage des vom Beschleunigungssensor erfaßten Wertes ab geleitet wird, mit der Gierwinkelbeschleuni gung, die anhand des von einem Kreiselkompaß erfaßten Wertes gewonnen wird;

Fig. 12 ein Flußdiagramm der Verarbeitung der Ablei tung der Betriebsgröße, wenn die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anti blockiersteuereinrichtung in einem Fahrzeug mit Vierradlenkung (4WS) angewendet wird;

Fig. 13A eine erläuternde Darstellung der Gierbewe gung, wenn das Fahrzeug auf einer Straße mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten µ fährt;

Fig. 13B ein Graphen, mit dem die Wirkung der gezeig ten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung mit der Wirkung einer herkömmlichen Steuerungstechnik verglichen wird;

Fig. 14 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Ein gänge und Ausgänge einer Steuerschaltung, in die ein Ausfallsicherheitssystem eingebaut ist; und

Fig. 15 ein Flußdiagramm der Verarbeitung zur Aus fallüberwachung.

In Fig. 1 ist der Gesamtaufbau einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antiblockiersteuerungseinrichtung ge zeigt. Am rechten Vorderrad 1a, am linken Vorderrad 1b, am rechten Hinterrad 1c und am linken Hinterrad 1d ist jeweils ein Radbremszylinder 2a, 2b, 2c bzw. 2d vorgese hen, mit denen der Bremsfluiddruck übertragen wird. Au ßerdem ist an jedem der Räder 1a bis 1d ein Radgeschwin digkeitssensor 3a bis 3d vorgesehen. Der in den Radbrems zylindern 2a bis 2d aufzubauende Bremsfluiddruck wird zunächst aufgrund des Niederdrückens des Bremspedals 10 in einem Hauptbremszylinder 4 erzeugt, an eine Hydrau likeinheit 5 und anschließend von der Hydraulikeinheit 5 an die jeweiligen Radbremszylinder übertragen.

Die Hydraulikeinheit 5 ist mit elektromagnetischen Venti len 5a bis 5d versehen, die jeweils zwischen einem Beauf schlagungs- oder Erhöhungszustand, einem Haltezustand und einem Entlastungszustand bezüglich der Übertragung des Bremsfluiddrucks an die jeweiligen Räder 1a bis 1d ver stellbar sind. Die elektromagnetischen Ventile 5a bis 5d werden durch Steuersignale von einer einen Mikrocomputer enthaltenden Steuereinheit 6 betätigt. Andererseits wer den als Sensoren, die die Eingänge für die Steuereinheit 6 erzeugen, die erwähnten Radgeschwindigkeitssensoren 3a bis 3d, ein Lenkwinkelsensor 8 zur Überwachung der Win kelposition eines Lenkrades 9, ein Winkelgeschwindig keitssensor 7 zur Erfassung der Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs, und Beschleunigungssensoren 11a und 11b zur Erfassung der auf das Fahrzeug ausgeübten Längsbeschleu nigungen und Querbeschleunigungen verwendet. Das heißt, daß die Steuereinheit 6 die Steuersignale zum Betreiben der elektromagnetischen Ventile 5a bis 5d ableitet.

Die elektromagnetischen Ventile 5a bis 5d sind Dreiwege ventile, so daß der im Hauptbremszylinder 4 aufgebaute Fluiddruck unverändert übertragen wird, wenn der Steuer strom für die Ventile unterbrochen ist, die Fluidverbin dung unterbrochen ist, daß der Bremsfluiddruck in den Radbremszylindern 2a bis 2d konstant gehalten wird, wenn in die Ventile der Steuerstrom Ia (A) fließt, und daß die Bremsflüssigkeit in den Radbremszylindern 2a bis 2d zur Verringerung des Bremsfluiddrucks entlastet wird, wenn in die elektromagnetischen Ventile 5a bis 5d der Steuerstrom Ib (A) fließt.

Nun wird mit Bezug auf die obenbeschriebene erfindungsge mäße Antiblockiersteuereinrichtung der grundlegende Steu erbetrieb beschrieben.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Systeme be kannt, mit denen grundlegende Steueroperationen in der Antiblockiersteuereinrichtung ausgeführt werden können. Die jeweiligen Radgeschwindigkeiten, die über die Radge schwindigkeitssensoren erhalten werden, werden folgender maßen bezeichnet:
V_fr: Geschwindigkeit des rechten Vorderrades,
V_fl: Geschwindigkeit des linken Vorderrades,
V_rr: Geschwindigkeit des rechten Hinterrades, und
V_rl: Geschwindigkeit des linken Hinterrades.

Die Schlupfverhältnisse an den jeweiligen Rädern können folgendermaßen ausgedrückt werden:

S_fr=(V-V_fr)/V:
Schlupfverhältnis des rechten Vorderrades,

S_fl=(V-V_fl)/V:
Schlupfverhältnis des linken Vorderrades,
S_rr=(V-V_rr)/V:
Schlupfverhältnis des rechten Hinterrades, und
S_rl=(V-V_rl)/V:
Schlupfverhältnis des linken Hinterrades.

In Fig. 5 ist eine wohlbekannte Beziehung zwischen dem Reibungskoeffizienten µ und dem Radschlupfverhältnis S gezeigt, die mit µ-S-Kennlinie bezeichnet wird. Um den maximalen Reibungskoeffizienten µ zu erhalten, wird das Schlupfverhältnis S an jedem Rad auf einen Wert in der Umgebung von 0,2 gesetzt. Wenn die Schlupfverhältnisse einiger oder sämtlicher Räder übermäßig groß werden, wer den die elektromagnetischen Ventile 5a bis 5d so betä tigt, daß die Bremsfluiddrücke in den jeweiligen Rad bremszylindern 2a bis 2d abgesenkt werden. Dies hat zur Folge, daß die jeweilige Radgeschwindigkeit ansteigt, um sich allmählich der Fahrzeuggeschwindigkeit anzunähern, wodurch das Schlupfverhältnis wieder verkleinert wird.

Wenn andererseits die Schlupfverhältnisse im wesentlichen kleine Werte besitzen, werden die Bremsfluiddrücke in den Radbremszylindern 2a bis 2d erhöht, um ein erhöhtes Bremsdrehmoment an die Räder anzulegen und so die Schlupfverhältnisse zu erhöhen.

Durch Wiederholung des obigen Prozesses zur Veränderung des Bremsfluiddrucks in den Radbremszylindern 2a bis 2d werden die Schlupfverhältnisse der einzelnen Räder dem vorgegebenen Soll-Wert angenähert, wodurch eine optimale Bremskraft erzielt wird. Zusätzlich kann durch den oben beschriebenen Prozeß die Bremsstabilität erhöht werden, ohne daß die zur Fahrstabilität beitragende Seitenfüh rungskraft verringert wird.

Der obenbeschriebene Betrieb ist jedoch auf gleiche Fahr bahnzustände an allen vier Rädern ausgelegt. Die Brems kräfte an den jeweiligen Rädern la bis ld werden folgen dermaßen bezeichnet:
F_fr: Bremskraft am rechten Vorderrad,
F_fl: Bremskraft am linken Vorderrad,
F_rr: Bremskraft am rechten Hinterrad, und
F_rl: Bremskraft am linken Hinterrad.

Wenn zwischen den vertikalen Lasten W_f und W_r an den lin ken bzw. an den rechten Vorder- und Hinterrädern 1a bis 1d kein Unterschied besteht und wenn die Reibungskoeffi zienten µ an den jeweiligen Rädern gleich sind, gelten die folgenden Gleichungen:
F_fl = F_fr = µ·W_f,
F_rl = F_rr = µ·W_r.

Da in diesem Fall die Bremskräfte an den linken und an den rechten Rädern nicht verschieden sind, wird kein Drehmoment um den Schwerpunkt des Fahrzeugs (Schleuder- oder Giermoment) erzeugt. Daher bleibt die Fahrstabilität in diesem Fall erhalten.

Wenn andererseits zwischen den Reibungskoeffizienten an den linken bzw. an den rechten Rädern ein Unterschied be steht und wenn angenommen wird, daß der Reibungskoeffizi ent an den rechten Rädern höher als der Reibungskoeffizi ent an den linken Rädern ist, d. h. wenn gilt: µ_r < µ_l (dieser Zustand ist in Fig. 4 erläutert) gelten die fol genden Gleichungen:

F_fr = µ_r ·W_f < F_fl = µ_l ·W_f,
F_rr = µ_r ·W_r < F_rl = µ_l ·W_r.

Da außerdem während des Bremsvorgangs die Last W_f an den Vorderrädern größer als die Last W_r an den Hinterrädern ist, gilt: F_fr < F_rr und F_fl < F_rl. Daher kann das Giermo ment um den Schwerpunkt folgendermaßen ausgedrückt wer den:

Mb = b_r(F_fr+F_rr) - b₁(F_fl+F_rl)
=l_f(C_fr+C_fl) - l_r(C_rr+C_rl).

Hierbei sind C_fr, C_fl, C_rr und C_rl die am rechten Vorder rad, am linken Vorderrad, am rechten Hinterrad bzw. am linken Hinterrad erzeugten Seitenführungskräfte. Der ma ximale Wert einer jeden dieser Seitenführungskräfte ist kleiner oder gleich der in Fig. 5 gezeigten Seitenfüh rungskraft τ.

Wenn andererseits gilt:

Mb = b_r(F_fr+F_rr) - b_l(F_fl+F_rl)
<l_f(C_fr+C_fl) - l_r(C_rr+C_rl),

wird das durch die Bremskraftdifferenz zwischen den lin ken und den rechten Rädern erzeugte Moment durch die Sei tenführungskräfte der Reifen kompensiert. Daher wirkt auf das Fahrzeug kein Drehmoment oder Giermoment.

Bei einer zunehmenden Differenz des Reibungskoeffizienten zwischen den linken und den rechten Rädern wird jedoch die obige Formel folgendermaßen geändert:

Mb = b_r(F_fr+F_rr) - b_l(F_fl+F_rl)
< l_f(C_fr+C_fl) - l_r(C_rr+C_rl).

Dann führt das Fahrzeug eine Gierbewegung aus.

Diese Gierbewegung wird durch den Zustand der Fahrbahn und gegen den Lenkvorgang des Fahrers und somit gegen die Absicht des Fahrers hervorgerufen. Außerdem wird eine solche Gierbewegung vom Fahrer nicht erwartet, so daß eine plötzliche Gierbewegung die Ausführung eines dieser Bewegung entgegenwirkenden Lenkvorgangs unmöglich ist.

Daher wird erfindungsgemäß das Giermoment als Gierwinkel beschleunigung erfaßt, um die Ungleichheit zwischen den Bremskräften positiv zu kompensieren, indem die Soll- Schlupfverhältnisse zwischen den linken und den rechten Rädern angepaßt werden.

In einem Verfahren zu Erfassung der Gierwinkelbeschleuni gung wird ein Winkelgeschwindigkeitssensor verwendet. In diesem Verfahren mißt der Winkelgeschwindigkeitssensor 7, der an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist, die Gierge schwindigkeit ω. Die gemessene Giergeschwindigkeit ω wird differenziert, um die Gierwinkelbeschleunigung dω/dt zu erhalten.

In einem weiteren Verfahren zur Erfassung der Gierwinkel beschleunigung werden Beschleunigungssensoren verwendet. Beispielsweise werden Paare von Beschleunigungssensoren 11a, 11b, 11c und 11d verwendet, um die Beschleunigungen zu messen, wie in den Fig. 3A und 3B gezeigt ist. Auf der Grundlage der gemessenen Beschleunigungen wird ein Feh lersignal, das eine Differenz zwischen den gemessenen Be schleunigungswerten darstellt, abgeleitet und bei der Be rechnung der Gierwinkelbeschleunigung verwendet. Im fol genden wird ein Beispiel für die Ableitung der Gierwin kelbeschleunigung anhand der für die Messung der Be schleunigungen verwendeten Beschleunigungssensoren 11a und 11b beschrieben. Es wird angenommen, daß auf den Be schleunigungssensor 11a eine Beschleunigung in positiver Richtung (in der durch den Pfeil angezeigten Richtung) wirkt, während auf den Beschleunigungssensor 11b eine Be schleunigung in negativer Richtung (in der der Pfeilrich tung entgegengesetzten Richtung) wirkt. Dann kann die er zeugte Beschleunigung durch die folgende Gleichung ausge drückt werden:

G(dω/dt)=(L/2) · dω/dt (1),

wobei
G(dω/dt) die durch dω/dt erzeugte Beschleunigung ist;
L der Abstand zwischen den Beschleunigungssensoren 11a und 11b ist; und
dω/dt die Gierwinkelbeschleunigung ist.

Da die vom entsprechenden ßeschleunigungssensor erfaßte Beschleunigung praktisch die Komponente der Längsbe schleunigung G_b im Schwerpunkt enthält, kann die Be schleunigung folgendermaßen ausgedrückt werden:

G₁=G_B+(L/2) · dω/dt

wobei

G₁ die Beschleunigung im Meßpunkt ist, an dem der Beschleunigungssensor 11a vorgesehen ist; und
G_B die Längsbeschleunigung im Schwerpunkt ist.

Andererseits ist am Meßpunkt, an dem der Beschleunigungs sensor 11b vorgesehen ist, lediglich das Vorzeichen der zweiten Komponente umgekehrt, so daß gilt:

G₂=G_B-(L/2) · dω/dt

Daraus kann die Gierbeschleunigung dω/dt unter Verwendung der Meßwerte G₁ und G₂ durch die folgende Gleichung abge leitet werden:

dω/dt=(G₁-G₂)/L (2).

Das heißt, daß durch die Berechnung der obigen Gleichung (2) die Gierwinkelbeschleunigung abgeleitet werden kann.

Die zwei obenerwähnten Verfahren für die Berechnung der Gierwinkelbeschleunigung werden mittels eines in der Steuereinheit 6 abgearbeiteten Programms verwirklicht.

Der Ablauf des Programms ist in den Fig. 6A und 6B darge stellt. Bei der praktischen Verwirklichung der Antibloc kiersteuereinrichtung kann eine der beiden Routinen für die Berechnung der Gierbeschleunigung gewählt werden.

Nun wird mit Bezug auf das funktionale Blockschaltbild von Fig. 9 der Betrieb der erfindungsgemäßen Antibloc kiersteuereinrichtung beschrieben. Wie oben erwähnt, ent hält die erfaßte Gierwinkelbeschleunigung dω/dt eine durch den Lenkvorgang erzeugte Giermomentkomponente. Da her wird die Differenz zwischen der erfaßten Gierbe schleunigung dω/dt und der auf der Grundlage der Lenkwin kelgeschwindigkeit abgeleiteten Soll-Gierbeschleunigung dω/dt_R berechnet, um die durch den Lenkvorgang hervorge rufene Gierwinkelbeschleunigung abzuleiten. Es ist allge mein bekannt, daß die sekundäre Verzögerungskomponente der Lenkwinkelgeschwindigkeit dR/dt zu der durch den Lenkvorgang erzeugten Gierwinkelbeschleunigung proportio nal ist. Daher kann durch die Erzeugung der proportiona len Komponente in einem Block 91 und der sekundären Ver zögerungskomponente in einem Block 92 auf der Grundlage der Lenkgeschwindigkeit dR/dt die Soll-Gierwinkelbe schleunigung dω/dt_R erzeugt werden.

Die so erzeugte Soll-Gierwinkelbeschleunigung dω/dt_R wird mit der Gierwinkelbeschleunigung dω/dt der Fahrzeugkaros serie, die wie in den Fig. 6A oder 6B erläutert erzeugt wird, verglichen, um eine Differenz β abzuleiten.

Dann werden auf der Grundlage der so abgeleiteten Gier winkelbeschleunigungsdifferenz β in den Blöcken 93, 94, 95 und 96 die Soll-Schlupfverhältnisse S_frt, S_flt, S_rrt bzw. S_rlt der jeweiligen Räder abgeleitet. Für diese Blöcke 93, 94, 95 und 96 sind Tabellen vorgesehen, die der Ableitung des Soll-Schlupfverhältnisses anhand der Gierwinkelbeschleunigungsdifferenz β dienen. In der Pra xis besitzt die Tabelle für die Ableitung des Soll- Schlupfverhältnisses eine Form, wie sie in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist.

In den Blöcken 97a bis 97d werden auf der Grundlage einer vorhergesagten Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Soll- Schlupfverhältnisse S_frt, S_flt, S_rrt und S_rlt und der Rad geschwindigkeiten V_fr, V_fl, V_rr und V_rl die Soll-Radge schwindigkeiten V_frt, V_flt, V_rrt und V_rlt durch die folgen den Gleichungen berechnet:

V_frt=V · (1-S_frt) (3)

V_flt=V · (1-S_flt) (4)

V_rrt=V · (1-S_rrt) (5)

V_rlt=V · (1-S_rlt) (6)

Auf der Grundlage der Differenz zwischen einerseits den Soll-Radgeschwindigkeiten V_frt, V_flt, V_rrt und V_rlt und an dererseits den tatsächlichen Radgeschwindigkeiten V_fr, V_fl, V_rr und V_rl werden die Betriebsarten der jeweiligen elektromagnetischen Ventile 5a bis 5d zwischen einer ER- HÖHUNGS-Betriebsart zur Erhöhung des Bremsfluiddrucks, einer HALTE-Betriebsart zum Konstanthalten des Brems fluiddrucks und einer ENTLASTUNGS-Betriebsart zum Absen ken des Bremsfluiddrucks ausgewählt.

Nun wird die Operation in den Blöcken in Fig. 9 genauer erläutert. Hierbei werden die Berechnung bis zur Ablei tung des Soll-Schlupfverhältnisses für jedes Rad und die Berechnung für die Ableitung eines Steuerwertes für jedes Rad zur Erzielung des Soll-Schlupfverhältnisses getrennt beschrieben. In Fig. 7 ist ein Flußdiagramm einer Routine zur Ableitung des Soll-Schlupfverhältnisses gezeigt. In dem Flußdiagramm von Fig. 7 entspricht der Schritt 701 dem Block 91, der Schritt 705 dem Block 92 und der Schritt 707 den Blöcken 93, 94, 95 und 96.

In dem Flußdiagramm von Fig. 7 bilden die Schritte 701 bis 703 eine Funktionsabfolge zur Ableitung eines diffe renzierten Signals dR/dt der Lenkwinkelposition R. Im Schritt 701 wird ein Signal vom Lenkwinkelsensor 8 ausge lesen. Im Schritt 702 wird das ausgelesene und den Lenk winkel anzeigende Signal differenziert. Im Schritt 703 werden die Daten aktualisiert, indem sie für die Verwen dung im nächsten Berechnungszyklus verschoben werden.

Im Schritt 704 wird mittels einer Nachschlagtabelle eine Soll-Winkelbeschleunigung dω/dt_T abgeleitet. Die für die Ableitung der Soll-Winkelbeschleunigung dω/dt_T verwendete Tabelle ist im Block 91 von Fig. 9 erläutert und zur Lenkwinkelgeschwindigkeit dR/dt proportional. Wie aus dem Block 91 von Fig. 9 ersichtlich, sind für den linken und den rechten Einschlagwinkel obere Grenzen vorgesehen. Im Schritt 704 (der dem Block 92 in Fig. 9 entspricht), wird ein zur Lenkwinkelgeschwindigkeit proportionales, nach rechts gerichtetes Gierwinkelbeschleunigungssignal dω/dt_R abgeleitet, wenn ein Lenkvorgang nach rechts ausgeführt wird. Umgekehrt wird ein nach links gerichtetes Gierwin kelbeschleunigungssignal, das ebenfalls zur Lenkwinkelge schwindigkeit proportional ist, abgeleitet, wenn ein Lenkvorgang nach links ausgeführt wird.

Im praktischen Fahrbetrieb wird die Gierwinkelbeschleuni gung jedoch nicht unmittelbar nach dem Lenkvorgang er zeugt. Daher wird im Schritt 705 ein Verzögerungselement wie etwa ein sekundäres Verzögerungselement vorgesehen.

Die so abgeleitete Referenz-Gierwinkelbeschleunigung dω/dt_R wird mit der tatsächlich erfaßten Gierwinkelbe schleunigung dω/dt verglichen, um eine Differenz zwischen diesen Größen zu erhalten, die als Gierwinkelbeschleuni gungsdifferenz β dient.

Dann wird die Tabelle abgerufen, um in einem Schritt 707 für jedes der Räder das Soll-Schlupfverhältnis abzulei ten. Die bei dieser Verarbeitung verwendeten Tabellen sind in den Blöcken 93 bis 96 in Fig. 9 und in den Fig. 2A und 2B gezeigt. Die Tabellennachschlagoperation wird für die Soll-Schlupfverhältnisse S_frt, S_flt, S_rrt und S_rlt ausgeführt. Im wesentlichen ist die gezeigte Tabelle so beschaffen, daß das Soll-Schlupfverhältnis abnimmt, wenn eine Gierwinkelbeschleunigung, die größer als die Refe renz-Gierwinkelbeschleunigung dω/dt_R ist, erzeugt wird. Wie in Fig. 5 gezeigt, hat dies zur Folge, daß das Soll- Schlupfverhältnis für die rechten Räder, das auf einen Wert in der Umgebung von 0,2 gesetzt ist, auf einen Wert abgesenkt wird, der kleiner oder gleich 0,1 ist, um den Reibungskoeffizienten µ zu verringern, wodurch ein Gier moment nach links erzeugt wird.

Nun wird die Verarbeitung der Steuerung eines jeden der Räder auf das Soll-Schlupfverhältnis beschrieben. Hierbei wird mit Bezug auf Fig. 10 das rechte Vorderrad (Index fr) genau beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß in Fig. 10 der Steuerbetrieb zur Steuerung der Radgeschwin digkeit V_fr auf die Soll-Radgeschwindigkeit V_frt, die an hand des Soll-Schlupfverhältnisses S_frt durch Berechnung der obigen Gleichung (3) abgeleitet wird, gezeigt ist. Außerdem bezeichnen die Zeichen A bis D Betriebszustände des Hydraulikventils, wobei die Betriebszustände im fol genden erläutert werden:

Zustand A

Für die Radbeschleunigung G_fr gilt: G_fr < G_L, so daß der Bremsfluiddruck konstant gehalten wird (HALTE-Betriebs art).

Zustand B

Für die Radgeschwindigkeit V_fr und die Soll-Radgeschwin digkeit V_frt gilt: V_fr < V_frt, so daß der Bremsfluiddruck abgesenkt wird (ENTLASTUNGS-Betriebsart).

Zustand C

Für die Radbeschleunigung G_fr gilt: G_fr < G_H, so daß der Bremsfluiddruck konstant gehalten wird (HALTE-Betriebs art); und

Zustand D

Der Zustand ist von den Zuständen A bis C verschieden, so daß der Bremsfluiddruck erhöht wird (BEAUFSCHLAGUNGS-Be triebsart).

In den obenerwähnten Zuständen stellen G_L und G_H einen unteren Referenzpegel bzw. einen oberen Referenzpegel dar, die mit der Beschleunigung G verglichen werden.

In Fig. 8 ist die Steuerungsverarbeitung entsprechend den obenerwähnten Zuständen gezeigt. Es wird darauf hingewie sen, daß in der gezeigten Ausführungsform die in Fig. 8 gezeigte Routine jeweils nach einem vorgegebenen Inter vall Δt (z. B. 10 ms) periodisch oder zyklisch ausgeführt wird.

Zunächst wird im Schritt 801 die Soll-Radgeschwindigkeit berechnet. Dann wird im Schritt 802 unter Verwendung der im vorhergehenden Rechenzyklus erhaltenen Radgeschwindig keit V_fr die Radbeschleunigung berechnet. Im Schritt 803 wird beurteilt, ob der momentane Zustand mit dem Zustand B in Fig. 10 übereinstimmt. Im Schritt 804 wird beur teilt, ob der momentane Zustand mit dem Zustand A von Fig. 10 übereinstimmt. Wenn der momentane Zustand mit keinem der Zustände A bis C übereinstimmt, wird festge stellt, daß der momentane Zustand dem Zustand D ent spricht, so daß die elektromagnetischen Ventile in der BEAUFSCHLAGUNGS-Betriebsart betrieben werden, um den Bremsfluiddruck zu erhöhen.

Obwohl die obige Beschreibung insbesondere für das rechte Vorderrad gegeben worden ist, wird offensichtlich in den Blöcken 97b bis 97d in Fig. 9 der gleiche oder ein ähnli cher Prozeß ausgeführt, um die jeweiligen Radgeschwindig keiten V_fl, V_rr und V_rl an die Soll-Radgeschwindigkeiten V_flt, V_rrt bzw. V_rlt anzupassen. Die obigen Prozesse und Berechnungen werden vom Mikrocomputer in der Steuerein heit 6 ausgeführt.

Wenn in der gezeigten Ausführungsform bei betätigter Bremse in den Radbremszylindern 2a bis 2d ein übermäßiger Bremsfluiddruck aufgebaut wird, so daß die Räder 1a bis 1d zum Blockieren neigen, kann der Bremsfluiddruck in den Radbremszylindern 2a bis 2d in Abhängigkeit vom Rad schlupf so gesteuert werden, daß die Bremskraft den ge eigneten oder optimalen Wert besitzt. Außerdem kann wäh rend einer Betätigung der Bremse auf einer Fahrbahn mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten µ die Gierbewe gung, die andernfalls aufgrund einer Ungleichheit zwi schen den Bremskräften an den linken und an den rechten Rädern verursacht würde, durch die Veränderung der Soll- Schlupfverhältnisse S_frt, S_flt, S_rrt und S_rlt für die lin ken und rechten Räder, die auf der Grundlage der erfaßten Signale abgeleitet werden, erfolgreich kompensiert wer den. Dies trägt zu einer Verhinderung plötzlicher Schwan kungen der Gierwinkelgeschwindigkeit bei und macht somit die Erzielung sowohl einer zufriedenstellenden Bremslei stung als auch einer guten Fahrstabilität möglich.

Aus der obigen Beschreibung wird deutlich, daß die erfin dungsgemäße Antiblockiersteuereinrichtung plötzliche Schwankungen der Gierbewegung des Fahrzeugs über die Gierwinkelbeschleunigung erfaßt, um die Schlupfverhält nisse der einzelnen Räder unabhängig voneinander zu steu ern und eine Gierbewegung zu unterdrücken, bevor die Giergeschwindigkeit anwächst. Daher werden erfindungsge mäß selbst auf einer Fahrbahn mit unterschiedlichen Rei bungskoeffizienten µ eine Fahrstabilität und eine opti male Bremsleistung gewährleistet, da eine plötzliche Ver änderung der Gierbewegung nicht auftritt. Somit besitzt die vorliegende Erfindung den Vorteil, daß mit ihr sowohl eine gute Bremsleistung als auch eine gute Fahrstabilität erzielt werden können.

Nun wird eine praktische Ausführungsform einer Gierbe schleunigungs-Erfassungseinrichtung, die in der erfin dungsgemäßen Antiblockiersteuereinrichtung verwendet wird, mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

Als Geräte zur Erfassung des Fahrzeugverhaltens und der Fahrzeugbewegung sind aus JP 64-16 912-A ein Schwingungs- Gyrometer und aus JP 64-1 906-A ein Lichtleitfaser-Gyrome ter bekannt. Diese Einrichtungen können in der erfin dungsgemäßen Antiblockiersteuereinrichtung verwendet wer den, um die Gierbeschleunigung zu erfassen. Andererseits sind solche Gyrometer zu teuer, wenn das Kraftfahrzeug als privates Fahrzeug genutzt wird.

Daher wird erfindungsgemäß für die Erfassung der Gierbe schleunigung ein Beschleunigungssensor mit verhältnismä ßig einfacher Konstruktion und niedrigen Kosten vorge schlagen.

Es wird darauf hingewiesen, daß die obige Aussage auch dann gilt, wenn die Anbringungspositionen der Beschleuni gungssensoren in Fig. 3A in Drehrichtung um 90° verscho ben sind.

In den Fig. 3A und 3B sind eine Draufsicht bzw. eine Rückansicht zur Erläuterung der praktischen Anordnung zweier Paare von Beschleunigungssensoren 11a und 11b bzw. 11c und 11d gezeigt. Die Gierwinkelbeschleunigung, die durch die so angeordneten Beschleunigungssensoren und durch die obenbeschriebene Verarbeitung abgeleitet wird, stimmt ungefähr mit dem differenzierten Wert des vom Gy rometer erfaßten Wertes überein, wie in Fig. 11 verglei chend dargestellt ist.

In Fig. 12 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Pro zesses der Ableitung der Betriebsgröße bei einem Fahrzeug mit Vierradlenkung (4WS) gezeigt. Die gezeigte Routine beginnt jeweils nach einem gegebenen Zeitintervall von beispielsweise 5 ms. Zunächst wird vom Radgeschwindig keitssensor die Radgeschwindigkeit ausgelesen (Schritt 81). Dann wird im Schritt 82 aus dem Lenkwinkelsensor der Lenkwinkel R_f ausgelesen und in digitale Daten umgesetzt. Gleichzeitig wird außerdem ein differenzierter Wert des Lenkwinkels R_f errechnet. Im Schritt 83 wird auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des Lenkwinkels R_f und des differenzierten Lenkwinkels dR_f/dt die Soll- Gierbeschleunigung dω_T/dt abgeleitet.

Im Schritt 84 wird anhand des Ausgangs der Beschleuni gungssensoren 21a und 21b die Gierwinkelbeschleunigung dω_s/dt abgeleitet.

Dann wird die Differenz Δ(dω/dt) = dω_T/dt - dω_s/dt be rechnet (Schritt 85). Auf der Grundlage der so abgeleite ten Differenz Δ(dω/dt) wird die Betriebsgröße R_r abgelei tet, um die Steuereinheit 5 zu steuern (Schritt 86).

Die Wirkung der obenbeschriebenen Steuerung ist in den Fig. 13A und 13B gezeigt. Es wird angenommen, daß auf das Fahrzeug bei einer Betätigung der Bremse auf einer Fahr bahn mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten µ eine Gierbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn verursacht wird, wie in Fig. 13A gezeigt ist. Die Gierwinkelgeschwindig keit und der Winkel zwischen der Fahrzeuglängsachse und der Fahrtrichtung während der Gierbewegung sind für den Stand der Technik in Fig. 13B mittels der durchgezogenen Linien 91 und 92 gezeigt. Die Gierwinkelgeschwindigkeit und der Winkel zwischen der Fahrzeuglängsachse und der Fahrtrichtung für die erläuterte Ausführungsform sind in Fig. 13B mittels der unterbrochenen Linien 93 und 94 ge zeigt.

Es wird darauf hingewiesen, daß es, obwohl in der obenbe schriebenen Ausführungsform zur Steuerung des Fahrzeugs die Gierwinkelbeschleunigung erfaßt wird, so daß die Gierwinkelbeschleunigung an einen Soll-Wert angeglichen wird (d. h., daß die Differenz zwischen der erfaßten Gier winkelbeschleunigung und dem Soll-Wert verschwindet), möglich ist, die Gierwinkelbeschleunigung durch ihre In tegration in eine Gierwinkelgeschwindigkeit umzuwandeln und die Steuerung auf der Grundlage der Gierwinkelge schwindigkeit auszuführen. Die Steuerungsverarbeitung ist im wesentlichen gleich derjenigen, die auf der Gierwin kelbeschleunigung basiert.

Nun wird mit Bezug auf die Zeichnungen ein Beispiel eines Ausfallsicherungssystems für die erfindungsgemäße Anti blockiersteuereinrichtung beschrieben, das eine Ausfall sicherungsoperation ausführt, wenn in der Gierwinkelbe schleunigungs-Erfassungseinrichtung ein Defekt auftritt.

Als Systeme zur Steuerung der Gierbewegung eines Fahr zeugs wie etwa eines Kraftfahrzeugs, die die Gierge schwindigkeit (Gierwinkelgeschwindigkeit) und die Gier winkelbeschleunigung verwenden, sind ein aktives Radauf hängungssteuersystem, ein Vierradlenksystem (4WS), ein Brems-Antiblockiersystem (ABS), ein Traktionssteuersystem (TCS) und dergleichen bekannt. Bei derartigen Systemen können bei der normalen Steuerung der Fahrzeugbewegung Schwierigkeiten auftreten, wenn in den Sensoren für die Erfassung der Gierwinkelgeschwindigkeit oder der Gierwin kelbeschleunigung ein Defekt auftritt. Daher wird in der JP 1-2 08 256-A, die den typischen Stand der Technik dar stellt, die vom Fahrer nicht beabsichtigte oder nicht an geforderte Giergeschwindigkeit erfaßt, um beurteilen zu können, ob ein abnormaler Zustand des Lenkbetriebs vor liegt, um das Schlupfverhältnis für die Vorderräder abzu senken und die Lenkwirkung unter Verringerung der Brems kraft wiederherzustellen.

In diesem Stand der Technik besteht das Problem, das auf grund der Verlängerung des Bremsweges eine zufriedenstel lende Verzögerung des Fahrzeugs nicht erhalten werden kann, obwohl die Bremskraft aufrechterhalten wird. Der Grund hierfür besteht darin, daß im obenerwähnten Stand der Technik der Ausfall der Sensoren nicht direkt erfaßt wird und daß in Abhängigkeit davon, ob eine nicht beab sichtigte Giergeschwindigkeit erzeugt wird oder nicht, eine Steuerung ausgeführt wird.

In der gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ausfallsicherungssystems wird der Betrieb des Sensors für die Erfassung der Giergeschwindigkeit oder der Gierwin kelbeschleunigung ständig überwacht, um dessen Ausfall festzustellen und um bei Auftreten eines Defekts des Sen sors das Gierbewegungs-Steuersystem abzuschalten, um so eine zufriedenstellend hohe Zuverlässigkeit und Sicher heit für die Bewegung des Fahrzeugs zu schaffen.

In Fig. 14 ist eine Ausführungsform des Ausfallsiche rungssystems in Verbindung mit der Eingangs- und Aus gangsstruktur der Steuereinheit 6 gezeigt. In dieser Aus führungsform werden die Komponenten, die gleich oder ähn lich wie in der obigen in Fig. 1 gezeigten Ausführungs form sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, außerdem wird eine eingehende Beschreibung dieser Kompo nenten weggelassen, um die Beschreibung zu vereinfachen und eine Wiederholung der Beschreibung zu vermeiden. Die Steuereinheit 6 empfängt vom Radgeschwindigkeitssensor 3a des rechten Vorderrades, vom Radgeschwindigkeitssensor 3b des linken Vorderrades, vom Radgeschwindigkeitssensor 3c des rechten Hinterrades und vom Radgeschwindigkeitssensor 3d des linken Hinterrades Radgeschwindigkeitsdaten, von den Gierwinkelbeschleunigungssensoren 11a und 11b Gier winkelbeschleunigungsdaten, vom Lenkwinkelsensor 8 Lenk winkeldaten und von der Stopplampe 31 eine Spannung V. Auf der Grundlage der Eingangsinformation werden ver schiedene Rechenoperationen ausgeführt, um die elektroma gnetischen Dreiwege-Hydraulikventile 5a bis 5c zu trei ben. Wenn in dem System eine Abnormalität auftritt, wer den eine Alarm- oder Warnlampe 32 und ein Ausfallsiche rungsrelais 33 eingeschaltet.

In der gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird unter Verwendung der Tatsache, daß die Differenz zwischen den Rotationsgeschwindigkeiten des linken und des rechten nicht angetriebenen Rades eines Fahrzeugs mit Zweiradan trieb in einem von einem Bremszustand verschiedenen Zu stand proportional zur Giergeschwindigkeit ist, beur teilt, ob ein Defekt der Gierwinkelbeschleunigungssenso ren 11a, 11b oder 21a, 21b vorliegt. Die Differenz zwi schen den Rotationsgeschwindigkeiten der nicht angetrie benen Rädern (der Räder 1a und 1b bei einem Fahrzeug mit Frontmotor und Hinterradantrieb bzw. die Räder 1c und 1d bei einem Fahrzeug mit Frontmotor und Vorderradantrieb) kann folgendermaßen ausgedrückt werden:

ψ = (V_fr-V_fl)/L_t (7)

wobei L_t die Spurweite des Fahrzeugs ist.

In Fig. 15 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Pro zesses der Erfassung eines Ausfalls, der in der Steuereinheit 6 abgearbeitet wird, gezeigt.

Zunächst wird im Schritt 521 beurteilt, ob eine Stopp lampe eingeschaltet ist. Wenn die Stopplampe eingeschal tet ist, geht der Prozeß direkt zum ENDE, ohne die im folgenden erwähnten Prozesse auszuführen. Wenn die Stopp lampe nicht eingeschaltet ist, geht der Prozeß weiter zum Schritt 522, um die erfaßten Werte Ga und Gb der Gierwin kelbeschleunigungssensoren 11a und 11b auszulesen. Im Schritt 523 wird die Gierwinkelbeschleunigung dψ/dt fol gendermaßen dargestellt:

dψ/dt = k₁ · (Ga-Gb) (8)

Dann werden im Schritt 524 die Radgeschwindigkeiten V_fr und V_fl der nicht angetriebenen Räder ausgelesen. Auf der Grundlage der ausgelesenen Radgeschwindigkeiten V_fr und V_fl der nicht angetriebenen Räder wird mittels der fol genden Gleichung eine Pseudogiergeschwindigkeit ψ_* be rechnet:

ψ_*=k₂ · (V_fr-V_fl) (9)

Dann wird im Schritt 526 der differenzierte Wert dψ_*/dt der Pseudogiergeschwindigkeit ψ_* berechnet.

Anschließend wird im Schritt 527 beurteilt, ob die Differenz |dψ/dt - d_*/dt| zwischen der Gierwinkelbeschleunigung dψ/dt und der Pseudogierwinkelbeschleunigung d_*/dt größer als ein vorgegebener Wert k₃ ist. Wenn diese Dif ferenz kleiner ist, wird festgestellt, daß kein Defekt aufgetreten ist, woraufhin der Prozeß beendet ist. Wenn andererseits diese Differenz größer als der vorgegebene Wert k₃ ist, wird im Schritt 528 festgestellt, ob ein Zeitintervall, in dem die Differenz größer als der vorge gebene Wert k₃ ist, eine vorgegebene Dauer k₄ übersteigt. Wenn nicht, wird ebenfalls festgestellt, daß kein Defekt aufgetreten ist, woraufhin der Prozeß beendet ist. Wenn andererseits das Zeitintervall die vorgegebene Dauer k₄ übersteigt, werden im Schritt 529 das Ausfallsicherungs relais ausgeschaltet und die Warnlampe 32 eingeschaltet.

In der obigen Ausführungsform kann ein Ausfall des Gier winkelbeschleunigungssensors leicht und kostengünstig festgestellt werden, so daß die Zuverlässigkeit des Ge samtsystems erhöht wird.

Nun wird eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemä ßen Antiblockiersteuereinrichtung beschrieben. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausfüh rungsform durch die Verwendung eines Gierwinkelgeschwin digkeitssensors anstelle des in Fig. 7 gezeigten Gierwin kelbeschleunigungssensors 7; außerdem sind auch die Be schleunigungssensoren 11a und 11b weggelassen. Auf einer Fahrbahn mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten µ wird ähnlich wie in der obenbeschriebenen ersten Ausfüh rungsform das Giermoment aufgrund einer Differenz zwi schen den Bremskräften an den linken und den rechten Rä dern erzeugt, so daß die Giergeschwindigkeit veränderlich ist. Diese Giergeschwindigkeit wird mittels eines Sensors (wie etwa eines Schwingungs-Gyrometers, eines optischen Gyrometers oder dergleichen) erfaßt. Wenn die Schwin gungsamplitude der Giergeschwindigkeit groß ist, wird der Bremsfluiddruck am Rad mit höherem Fahrbahnreibungskoef fizienten µ abgesenkt, um die Erzeugung des Giermomentes zu kompensieren. Um die Zuverlässigkeit dieses Systems zu steigern, wird ähnlich wie in der obenbeschriebenen er sten Ausführungsform die auf der Grundlage der Differenz zwischen den Radgeschwindigkeiten der nicht angetriebenen Räder abgeleitete vorhergesagte Giergeschwindigkeit kon tinuierlich mit dem Ausgang des Sensors verglichen. Wenn die Differenz zwischen der vorhergesagten Giergeschwin digkeit und dem Ausgangswert des Sensors größer als ein vorgegebener Wert ist und für eine Dauer, die länger als eine vorgegebene Dauer ist, aufrechterhalten wird, wird festgestellt, daß im Sensor ein Defekt aufgetreten ist, so daß das System abgeschaltet wird. Es wird darauf hin gewiesen, daß die Zuverlässigkeit der Antiblockiersteuer einrichtung durch die Verwendung eines redundanten Sen sorsystems zur Erfassung der Giergeschwindigkeit verbes sert werden kann.

Nun wird eine weitere Ausführungsform des Ausfallsiche rungssystems erläutert. In dieser Ausführungsform werden in der Antiblockiersteuereinrichtung sowohl die Gierwin kelbeschleunigungsensoren 11a und 11b als auch der Gier geschwindigkeitssensor verwendet. In der Ausführungsform werden die von den Gierwinkelbeschleunigungssensoren 11a und 11b erfaßten Gierwinkelbeschleunigungen und ein dif ferenzierter Wert der vom Giergeschwindigkeitssensor er faßten Gierwinkelgeschwindigkeit miteinander verglichen, wobei festgestellt wird, daß ein Defekt aufgetreten ist, wenn die Differenz größer als ein vorgegebener Wert ist und während einer Dauer, die länger als eine vorgegebene Dauer ist, aufrechterhalten bleibt. In diesem Fall wird das System abgeschaltet.

Es ist ersichtlich, daß in dieser Ausführungsform durch die Verwendung eines redundanten Sensorsystems eine hö here Zuverlässigkeit erzielt werden kann.

Nun wird eine weitere Ausführungsform des Ausfallsiche rungssystems beschrieben. In dieser Ausführungsform wird ein redundantes Sensorsystem verwirklicht, in dem zwei Paare von Gierwinkelbeschleunigungssensoren (insgesamt vier Sensoren) verwendet werden. Durch die Verwendung ei nes solchen redundanten Doppelsensorsystems kann eine hohe Zuverlässigkeit erzielt werden. In diesem Fall kann die Erfassung eines Defekts der Sensoren durch die Ver wendung der vorhergesagten Giergeschwindigkeit, die auf der Grundlage der Differenz zwischen den Radgeschwindig keiten der nicht angetriebenen Rädern abgeleitet wird, oder durch die Anordnung eines Giergeschwindigkeitssen sors und die Verwendung des differenzierten Wertes des von diesem Giergeschwindigkeitssensor erfaßten Wertes ausgeführt werden. Außerdem ist es möglich, eine Diffe renz zwischen den erfaßten Werten der zwei Paare von Gierwinkelbeschleunigungssensoren abzuleiten, um zu beur teilen, daß in den Sensoren ein Defekt aufgetreten ist, wenn die Differenz, die größer als ein vorgegebener Wert ist, während einer Dauer, die länger als eine vorgegebene Dauer ist, aufrechterhalten wird. Durch die Verwendung des redundanten Sensorsystems kann bei Auftreten eines Defekts in einem Sensorsystem die Gierbewegungssteuerung fortgeführt werden, indem das keinen Defekt zeigende an dere Sensorsystem verwendet wird, um die Möglichkeit ei nes plötzlichen Ausfalls der Gierbewegungssteuerung zu vermeiden. Ferner kann bei Aufrechterhaltung der Gierbe wegungssteuerung an den Fahrer ein Alarm ausgegeben wer den, der die Reparatur des fehlerhaften Sensorssystems fordert.

Es ist ersichtlich, daß die gezeigten Ausführungsformen des Ausfallsicherungsystems die Zuverlässigkeit des Gier bewegungs-Steuersystems wie etwa der Antiblockiersteuer einrichtung erhöhen können.

Claims

1. Antiblockiersteuerungseinrichtung für Kraftfahr zeuge, mit
Einrichtungen (5a, 5b, 5c, 5d), die unabhängig voneinander für jedes Rad (1a, 1b, 1c, 1d) des Fahrzeugs vorgesehen sind, um jeweils aufgrund eines Steuersignals den Bremsfluiddruck für jedes der Räder (1a, 1b, 1c, 1d) zu steuern; und
Einrichtungen (3a, 3b, 3c, 3d) zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) und der Rotationsgeschwindig keiten (V_fl, V_fr, V_rl, V_rr) der Räder (1a, 1b, 1c, 1d) und zum Ableiten von Schlupfverhältnissen (S_fl, S_fr, S_rl, S_rr) der Räder (1a, 1b, 1c, 1d) auf der Grundlage der erfaßten Werte (V, V_fl, V_fr, V_rl, V_rr), gekennzeichnet durch
Einrichtungen (7, 11a, 11b) zur Erfassung einer tatsächlichen Gierwinkelbeschleunigung (dω/dt) des Fahr zeugs;
eine Einrichtung (6) zum Festsetzen von Soll-Wer ten (S_flt, S_frt, S_rlt, S_rrt) für die Schlupfverhältnisse der Räder (1a, 1b, 1c, 1d) auf der Grundlage der erfaßten Gierwinkelbeschleunigung (dω/dt) für jedes Rad unabhängig von den anderen; und
eine Steuersignal-Erzeugungseinrichtung (6) zur Erzeugung der Steuersignale für die Bremsfluiddruck- Steuereinrichtungen (5a, 5b, 5c, 5d), um so die abgelei teten Schlupfverhältnisse (S_fl, S_fr, S_rl, S_rr) an die Soll-Werte (S_flt, S_frt, S_rlt, S_rrt) anzupassen.

2. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gierwinkelbeschleuni gungs-Erfassungseinrichtungen zwei Beschleunigungssenso ren (11a, 11b) umfassen, die die gleichen Beschleuni gungserfassungsrichtungen besitzen und in gegenseitigem Abstand in einer durch den Fahrzeugschwerpunkt verlaufen den gemeinsamen Ebene fest angeordnet sind, und die Gier winkelbeschleunigung (dω/dt) auf der Grundlage einer Dif ferenz der Ausgänge der zwei Beschleunigungssensoren (11a, 11b) abgeleitet wird.

3. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Einrichtung (8) zur Erfassung der Winkelge schwindigkeit (dR/dt) des Lenkrades (9) des Fahrzeugs und eine Einrichtung (6) zur Berechnung einer durch den Lenk vorgang erzeugten Soll-Gierwinkelbeschleunigung (dω_R/dt) auf der Grundlage der Lenkwinkelgeschwindigkeit (dR/dt) vorgesehen sind und
die Festsetzungseinrichtung (6) eine Einrichtung umfaßt, die die Soll-Werte (S_flt, S_frt, S_rlt, S_rrt) der Schlupfverhältnisse der Räder auf der Grundlage des von den Gierwinkelbeschleunigungs-Erfassungseinrichtungen (7, 11a, 11b) erfaßten Wertes der tatsächlichen Gierwinkelbe schleunigung (dω/dt) und der von der Soll-Gierwinkelbe schleunigung-Berechnungseinrichtung (6, 8) abgeleiteten Soll-Gierwinkelbeschleunigung (dω_R/dt) festsetzt.

4. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gierwinkelbeschleunigung-- Erfassungseinrichtungen einen Winkelgeschwindigkeitssen sor zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeit (ω) des Fahr zeugs umfaßt und die Gierwinkelbeschleunigung (dω/dt) durch Differenzieren des Wertes der vom Winkelgeschwin digkeitssensors erfaßten Winkelgeschwindigkeit (ω) abge leitet wird.

5. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelgeschwindigkeits sensor ein Lichtleitfaser-Gyrometer umfaßt.

6. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelgeschwindigkeits sensor ein Schwingungs-Gyrometer umfaßt.

7. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (6) zum Fest legen des Soll-Wertes der Schlupfverhältnisse für die Rä der die Soll-Werte (S_flt, S_frt, S_rlt, S_rrt) der Schlupfver hältnisse für sämtliche Räder (1a, 1b, 1c, 1d) festlegt, um die Reibungskoeffizienten (µ) sämtlicher Räder und der Fahrbahn in Abhängigkeit von der Differenz (β) zwischen dem Wert der Gierwinkelbeschleunigung (dω/dt) und dem Wert der Soll-Gierwinkelbeschleunigung (dω_R/dt) im we sentlichen aneinander anzugleichen.

8. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwert-Festlegungsein richtung eine Einrichtung zum Speichern einer Tabelle aufweist, wobei die Tabelle die Schlupfverhältnisse der jeweiligen Vorderräder (1a, 1b) in Abhängigkeit von der Differenz (β) zwischen dem Wert der Gierwinkelbeschleuni gung (dω/dt) und dem Wert der Soll-Gierwinkelbeschleuni gung (dω_R/dt) angibt.

9. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tabelle für das rechte Rad (la, lc) eine Kennlinie besitzt, gemäß der das Soll- Schlupfverhältnis bei einer Zunahme der Differenz (β) zwischen dem Wert der Gierwinkelbeschleunigung (dω/dt) und dem Wert der Soll-Gierwinkelbeschleunigung (dω_R/dt) verringert wird, wenn die Gierwinkelbeschleunigung (dω/dt) so gerichtet ist, daß das Fahrzeug eine Gierbewe gung nach rechts ausführt.

10. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tabelle für das linke Rad (1b, 1d)) eine Kennlinie besitzt, gemäß der das Soll- Schlupfverhältnis bei einer Zunahme der Differenz (β) zwischen dem Wert der Gierwinkelbeschleunigung (dω/dt) und dem Wert der Soll-Gierwinkelbeschleunigung (dω_R/dt) verringert wird, wenn die Gierwinkelbeschleunigung (dω/dt) so gerichtet ist, daß das Fahrzeug eine Gierbewe gung nach links ausführt.

11. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erfassung der tatsächlichen Gierwinkelbeschleunigung (dω/dt) des Fahrzeugs
ein Paar von Beschleunigungssensoren (11a, 11b) zur Erfassung der Längsbeschleunigung, die auf einer durch den Schwerpunkt des Fahrzeugs verlaufenden Quer achse an seitlichen Positionen angeordnet sind, die in bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs symmetrisch sind, und
eine Einrichtung (6) zur Ausgabe einer Differenz der Ausgänge der Beschleunigungssensoren (11a, 11b) als tatsächliche Gierwinkelbeschleunigung (dω/dt) umfaßt.

12. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erfassung der tatsächlichen Gierwinkelbeschleunigung (dω/dt) des Fahrzeugs
ein Paar von Beschleunigungssensoren (11a, 11b) zur Erfassung der Querbeschleunigung, die auf einer durch den Schwerpunkt des Fahrzeugs verlaufenden Querachse an seitlichen Positionen angeordnet sind, die in bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs symmetrisch sind, und
eine Einrichtung (6) zur Ausgabe einer Differenz zwischen den Ausgängen der Beschleunigungssensoren (11a, 11b) als tatsächliche Gierwinkelbeschleunigung (dω/dt).

13. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch,
eine weitere Gierwinkelbeschleunigungs-Erfas sungseinrichtung,
eine Einrichtung (6) zum Vergleichen der Diffe renz (|dψ/dt - dψ_*/dt|)zwischen den Gierwinkelbeschleu nigungen, die von den beiden Gierwinkelbeschleunigungs- Erfassungseinrichtungen erfaßt werden, um zu beurteilen, ob die Differenz(|dψ/dt - dψ_*/dt|)zwischen den erfaßten Gierwinkelbeschleunigungen einen vorgegebenen Wert (k₃) übersteigt,
eine Einrichtung (6) zum Messen eines Zeitinter valls, während dem die Differenz(|dψ/dt - dψ_*/dt|)zwischen den erfaßten Gierwinkelbeschleunigungen oberhalb des vorgegebenen Wertes (k₃) liegt, um zu beurteilen, ob das gemessene Zeitintervall ein vorgegebenes Zeitinter vall (k₄) übersteigt, und
eine Einrichtung (32) zum Ausgeben einer Warnung aufgrund der Feststellung, daß das gemessene Zeitinter vall das vorgegebene Zeitintervall (k₄) übersteigt.

14. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch,
eine weitere Gierwinkelbeschleunigungs-Erfas sungseinrichtung,
eine Einrichtung (6) zum Vergleichen der Diffe renz (|dψ/dt - dψ_*/dt|)zwischen den Gierwinkelbeschleunigungen, die von den beiden Gierwinkelbeschleunigungs- Erfassungseinrichtungen erfaßt werden, um zu beurteilen, ob die Differenz(|dψ/dt - dψ_*/dt|)zwischen den erfaßten Gierwinkelbeschleunigungen einen vorgegebenen Wert (k₃) übersteigt,
eine Einrichtung (6) zum Messen eines Zeitintervalls, während dem die Differenz(|dψ/dt - dψ_*/dt|)zwischen den erfaßten Gierwinkelbeschleunigungen oberhalb des vorgegebenen Wertes (k₃) liegt, um zu beurteilen, ob das gemessene Zeitintervall ein vorgegebenes Zeitintervall (k₄) übersteigt, und
eine Einrichtung (31, 33) zur Inaktivierung der Steuersignal-Erzeugungseinrichtung (6) aufgrund der Feststellung, daß das gemessene Zeitintervall das vorgegebene Zeitintervall (k₄) übersteigt.

15. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch,
eine weitere Gierwinkelbeschleunigungs- Erfassungseinrichtung,
eine Einrichtung (6) zum Vergleichen der Differenz (|dψ/dt - dψ_*/dt|)zwischen den Gierwinkelbeschleunigungen, die von den beiden Gierwinkelbeschleunigungs- Erfassungseinrichtungen erfaßt werden, um zu beurteilen, ob die Differenz(|dψ/dt - dψ_*/dt|)zwischen den erfaßten Gierwinkelbeschleunigungen einen vorgegebenen Wert (k₃) übersteigt,
eine Einrichtung (6) zum Messen eines Zeitintervalls, während dem die Differenz(|dψ/dt - dψ_*/dt|)der erfaßten Gierwinkelbeschleunigungen oberhalb des vorgegebenen Wertes (k₃) liegt, um zu beurteilen, ob das gemessene Zeitintervall ein vorgegebenes Zeitintervall (k₄) übersteigt, und
eine Einrichtung (32) zum Ausgeben einer Warnung aufgrund der Feststellung, daß das gemessene Zeitinter vall das vorgegebene Zeitintervall (k₄) übersteigt.

16. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch,
eine weitere Gierwinkelbeschleunigungs-Erfas sungseinrichtung,
eine Einrichtung (6) zum Vergleichen der Diffe renz (|dψ/dt - dψ_*/dt|)zwischen den Gierwinkelbeschleu nigungen, die von den beiden Gierwinkelbeschleunigungs- Erfassungseinrichtungen erfaßt werden, um zu beurteilen, ob die Differenz(|dψ/dt - dψ_*/dt|)zwischen den erfaßten Gierwinkelbeschleunigungen einen vorgegebenen Wert (k₃) übersteigt,
eine Einrichtung (6) zum Messen eines Zeitinter valls, während dem die Differenz(|dψ/dt - dψ_*/dt|)zwischen den erfaßten Gierwinkelbeschleunigungen oberhalb des vorgegebenen Wertes (k₃) liegt, um zu beurteilen, ob das gemessene Zeitintervall ein vorgegebenes Zeitinter vall (k₄) übersteigt, und
eine Einrichtung (31, 33) zum Deaktivieren der Steuersignal- Erzeugungseinrichtung (6) aufgrund der Feststellung, daß das gemessene Zeitintervall das vorge gebene Zeitintervall (k₄) übersteigt.

17. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Gierwinkelbe schleunigungs-Erfassungseinrichtung
Einrichtungen (3a, 3b; 3c, 3d) zur Erfassung der Rotationsgeschwindigkeiten des linken und des rechten nicht angetriebenen Rades (1a, 1b; 1c, 1d) des Fahrzeugs und
eine Einrichtung (6) zum Ableiten einer Vorher sage-Gierwinkelbeschleunigung auf der Grundlage der Dif ferenz der gemessenen Rotationsgeschwindigkeiten des lin ken und des rechten nicht angetriebenen Rades umfaßt.

18. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet daß die weitere Gierwinkelbe schleunigungs-Erfassungseinrichtung
Einrichtungen (3a, 3b; 3c, 3d) zur Erfassung der Rotationsgeschwindigkeiten des linken und des rechten nicht angetriebenen Rades (1a, 1b; 1c, 1d) des Fahrzeugs und
eine Einrichtung (6) zum Ableiten einer Vorher sage-Gierwinkelbeschleunigung auf der Grundlage der Dif ferenz zwischen den gemessenen Rotationsgeschwindigkeiten des linken und des rechten nicht angetriebenen Rades um faßt.

19. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Gierwinkelbeschleunigungs-Erfassungsein richtungen zwei Übertragungswege vorgesehen sind und
die Antiblockiersteuerung unter Verwendung der über denjenigen der beiden Übertragungswege erfaßten Gierwinkelbeschleunigung ausgeführt wird, für den die Einrichtung zum Beurteilen, ob das gemessene Zeitinter vall das vorgegebene Zeitintervall (k₄) übersteigt, fest stellt, daß das gemessene Zeitintervall kürzer als das vorgegebene Zeitintervall (k₄) ist.

20. Antiblockiersteuereinrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Gierwinkelbeschleunigungs-Erfassungsein richtungen zwei Übertragungswege vorgesehen sind und
die Antiblockiersteuerung unter Verwendung der über denjenigen der beiden Übertragungswege erfaßten Gierwinkelbeschleunigung ausgeführt wird, für den die Einrichtung zum Beurteilen, ob das gemessene Zeitinter vall das vorgegebene Zeitintervall (k₄) übersteigt, fest stellt, daß das gemessene Zeitintervall kürzer als das vorgegebene Zeitintervall (k₄) ist.

21. Antiblockiersteuerverfahren für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Steuern des Bremsflüssigkeitsdrucks für jedes Rad (1a, 1b, 1c, 1d) des Fahrzeugs aufgrund eines Steuersi gnals von einer Bremsflüssigkeitsdruck-Steuereinrichtung (6);
Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) und der Rotationsgeschwindigkeiten (V_fl, V_fr, V_rl, V_rr) der Räder (1a, 1b, 1c, 1d) und Ableiten von Schlupfverhältnissen (S_fl, S_fr, S_rl, S_rr) der Räder (1a, 1b, 1c, 1d) auf der Grundlage der erfaßten Werte (V, V_fl, V_fr, V_rl, V_rr);
Erfassen der tatsächlichen Gierwinkelbeschleuni gung (dω/dt) des Fahrzeugs;
Festlegen von Soll-Werten (S_flt, S_frt, S_rlt, S_rrt) für die Schlupfverhältnisse der Räder (1a, 1b, 1c, 1d) auf der Grundlage der erfaßten Gierwinkelbeschleunigung (dω/dt) für jedes Rad unabhängig von den anderen; und
Erzeugen des Steuersignals, derart, daß die Bremsfluiddruck-Steuereinrichtung (6) die abgeleiteten Schlupfverhältnisse (S_fl, S_fr, S_rl, S_rr) an die Soll-Werte (S_flt, S_frt, S_rlt, S_rrt) anpaßt.