DE19619476A1

DE19619476A1 - Fahrverhalten-Steuersystem für Fahrzeuge mit Unterscheidung zwischen Übersteuerungs- und Untersteuerungszuständen

Info

Publication number: DE19619476A1
Application number: DE19619476A
Authority: DE
Inventors: Ken Koibuchi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-05-17
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 1996-11-21
Anticipated expiration: 2016-05-15
Also published as: US5702165A; JPH08310366A; KR960040923A; JP3303605B2; KR100217219B1; DE19619476B4

Description

Die Erfindung betrifft die Steuerung des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs wie beispielsweise einem Automobil und bezieht sich insbesondere auf die Steuerung des Fahr verhaltens eines solchen Fahrzeugs während der Kurven fahrt, um dort durch Übersteuern verursachtes Schleu dern oder durch Untersteuern verursachtes Wegdriften zu unterdrücken.

Gemäß der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 3-11275 ist bekannt, das Fahrverhalten eines Vierrad fahrzeugs, beispielsweise eines Automobils, während der Kurvenfahrt durch selektives Bremsen der einzelnen Rä der zu steuern, so daß dann, wenn die Fahrzeuggeschwin digkeit während der Kurvenfahrt unter einem Lenkwinkel, der die Haftung der Reifen auf der Straßenoberfläche in Übereinstimmung mit dem Lenkwinkel gewährleisten kann, einen bestimmten Grenzwert überschreitet, die kurvenin nenseitigen als auch die kurvenaußenseitigen Räder auf der Grundlage von Berechnungen eines Giermomentsoll werts, eines Längskraftsollwerts etc. gebremst werden, um das Fahrzeug zusammen mit einer Gierraten-Sollwert steuerung abzubremsen und so die Kurvenfahrt des Fahr zeugs innerhalb der Haftgrenze der Reifen aufrechtzuer halten.

Ferner ist in der japanischen Offenlegungsschrift 5-105048 beschrieben, die einzelnen Räder auf der Grundlage des Fahrverhaltens des Fahrzeugs einschließ lich zumindest der Gierrate selektiv zu bremsen, so daß dann, wenn sich das Fahrzeug in einem übersteuerten Zu stand befindet, die Bremskraftverteilung zu den Hinter rädern hin verschoben wird, während dann, wenn sich das Fahrzeug in einem untersteuerten Zustand befindet, die Bremskraftverteilung zu den Vorderrädern hin verschoben wird. Eine solche Fahrverhaltensteuerung führt sowohl zur Unterdrückung eines Schleuderns als auch eines Weg driftens, Ausbrechens oder über die Räder schiebenden Verhaltens des Fahrzeugs.

Angesichts der Natur des Schleuderns und des Wegdrif tens eines Vierradfahrzeugs wird jedoch erwogen, das Schleudern des Vierradfahrzeugs bevorzugt so zu steu ern, daß dem dem Fahrzeug zugeführten Giermoment Prio rität eingeräumt wird, indem die einzelnen Räder selek tiv gebremst werden, ohne den Fahrbetrieb des Fahrzeugs nachteilig zu beeinflussen, während das Wegdriften des Fahrzeugs bevorzugt so gesteuert wird, daß der dem Fahrzeug zugeführten Längskraft Priorität eingeräumt wird, indem die einzelnen Räder selektiv gebremst wer den, ohne den Fahrbetrieb des Fahrzeugs nachteilig zu beeinflussen.

Auf der Grundlage der vorstehenden Erkenntnis liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Fahr verhalten-Steuersystem für ein Vierradfahrzeug wie etwa einem Automobil zum Unterdrücken des Schleuderns und Wegdriften des Fahrzeugs zu schaffen, welches auf der Grundlage einer Erfassung eines Übersteuerungs- oder Untersteuerungszustands arbeitet, wobei zwischen dem Übersteuerungszustand und dem Untersteuerungszustand ein Steuersollparameter unterschieden wird.

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Fahrverhalten-Steuersystem für ein Fahrzeug mit Rädern und einer Bremsanlage zum selektiven Bremsen jedes der Räder, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erfassen des Fahrverhaltens des Fahrzeugs, wobei dieses Fahrverhalten ein Giermoment und eine Längskraft des Fahrzeugs umfaßt; eine Einrichtung zum Bestimmen eines Sollfahrverhaltens des Fahrzeugs, wobei dieses Sollfahrverhalten ein Sollgiermoment und eine Sollängs kraft umfaßt; eine Einrichtung zum Steuern der Bremsan lage so, daß sich das Fahrverhalten des Fahrzeugs dem Sollfahrverhalten annähert, wobei die Steuerung bein haltet, das Giermoment des Fahrzeugs dem Sollgiermoment und die Längskraft des Fahrzeugs der Sollängskraft an zunähern; eine Einrichtung zum Entscheiden, ob das Fahrverhalten des Fahrzeugs einem Übersteuerungszustand oder einem Untersteuerungszustand entspricht; und einer Einrichtung zum Umschalten einer grundlegenden Ausrich tung der Steuerung zwischen dem Sollgiermoment und der Sollängskraft in Übereinstimmung damit, ob das durch die Fahrzeug-Fahrverhalten-Beurteilungseinrichtung er mittelte Fahrzeug-Fahrverhalten dem Übersteuerungszu stand oder dem Untersteuerungszustand entspricht.

Anhand einer solchen Anordnung wird die Fahrzeug-Fahr verhaltensteuerung auf der Grundlage einer Unterschei dung zwischen einem Übersteuerungs-Fahrzustand und ei nem Untersteuerungs-Fahrzustand des Fahrzeugs auf un terschiedliche Weise derart ausgeführt, daß die einen Sollwert eines Steuerparameters berechnende und ent sprechend dem Sollwert nachführende Rechnersteuerung des Fahrzeugs über einen weiten, den Übersteuerungszu stand und den Untersteuerungszustand einschließenden Fahrzustandbereich besser an das Fahrverhalten- oder Straßenlagevermögen angepaßt wird.

Bei dem Fahrverhalten-Steuersystem mit dem vorstehen den, grundlegenden Aufbau kann die Fahrzeug-Fahrver halten-Erfassungseinrichtung die Geschwindigkeit, die Querbeschleunigung und die Gierrate des Fahrzeugs er fassen, und kann die die grundlegende Ausrichtung der Steuerung umschaltende Einrichtung die Sollfahrverhal ten-Bestimmungseinrichtung so steuern, daß das Sol giermoment im wesentlichen auf der Grundlage eines Schleuder- oder Schlupfwinkels (slip angle) des Fahr zeugs bestimmt wird, der durch Berechnen einer Ände rungsrate der Querbeschleunigung als Unterschied zwi schen der durch die Fahrzeug-Fahrverhalten-Erfassungs einrichtung und einem Produkt aus der Fahrzeuggeschwin digkeit und der Gierrate, die beide durch die Fahrzeug- Fahrverhalten-Erfassungseinrichtung erfaßt werden, Be rechnen einer Querschleudergeschwindigkeit durch zeit liches Integrieren der Querbeschleunigungs-Änderungs rate, und Berechnen des Schleuderwinkels als Verhältnis zwischen der Querschleudergeschwindigkeit und der Fahr zeuggeschwindigkeit abgeleitet wird, wenn als Fahrzu stand des Fahrzeugs der Übersteuerungszustand ermittelt wird.

In diesem Fall kann die Sollfahrverhalten-Bestimmungs einrichtung die Sollängskraft so bestimmen, daß diese einen konstanten Wert annimmt.

Ferner kann die Sollgiermoment-Bestimmungseinrichtung das Sollgiermoment außerdem auf der Grundlage einer Än derungsrate des Schleuderwinkels zusätzlich zu dem Schleuderwinkel bestimmen.

Wird bei dem Fahrverhalten-Steuersystem mit dem vorste henden, grundlegenden Aufbau andererseits als Fahrzu stand der Untersteuerungszustand ermittelt, so kann die Fahrzeug-Fahrverhalten-Erfassungseinrichtung die Ge schwindigkeit, den Lenkwinkel und die Gierrate des Fahrzeugs erfassen, und kann die Sollfahrverhalten- Bestimmungseinrichtung die Sollängsgeschwindigkeit im wesentlichen auf der Grundlage einer Abweichung einer durch zeitliche Integration eines Parameters proportio nal zu einem Produkt aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel, die beide durch die Fahrverhalten- Erfassungseinrichtung erfaßt werden, berechneten Gier rate von der durch die Fahrverhalten-Erfassungseinrich tung erfaßten Gierrate ermitteln.

In diesem Fall kann die Sollfahrverhalten-Bestimmungs einrichtung das Sollgiermoment so bestimmen, daß dieses einen konstanten Wert annimmt.

Ferner kann der zu dem Produkt aus der Fahrzeugge schwindigkeit und dem Lenkwinkel proportionale Parame ter durch Quadrieren der Fahrzeuggeschwindigkeit derart modifiziert werden, daß der Parameter mit einem additi ven, im wesentlichen zu dem Quadrat der Fahrzeugge schwindigkeit proportionalen Inkrement zunimmt.

In dem erfindungsgemäßen Fahrverhalten-Steuersystem kann die Sollfahrverhalten-Bestimmungseinrichtung eine Einrichtung zum Bilden eines Koordinatensystems aus dem Giermoment und der Längskraft, eine Einrichtung zum Be stimmen eines Haftungsbereichs in diesem Koordinatensys tem, innerhalb dessen die Haftung der Reifen auf der Straßenoberfläche gewährleistet ist, und eine Einrich tung zum Ändern eines Sollpunkts des Sollgiermoments und der Sollängskraft in dem Koordinatensystem derart, daß dieser in dem Haftungsbereich zu liegen kommt, wenn dies nicht der Fall ist, umfassen, wobei die Sollpunkt- Änderungseinrichtung den Sollpunkt dadurch ändert, daß dem Sollgiermoment im Übersteuerungszustand des Fahr zeug-Fahrverhaltens Priorität über die Sollängskraft eingeräumt wird.

Alternativ kann in dem erfindungsgemäßen Fahrverhalten- Steuersystem die Sollfahrverhalten-Bestimmungseinrich tung eine Einrichtung zum Bilden eines Koordinatensy stems aus dem Giermoment und der Längskraft, eine Ein richtung zum Bestimmen eines Haftungsbereichs in diesem Koordinatensystem, und eine Einrichtung zum Ändern ei nes Sollpunkts des Sollgiermoments und der Sollängs kraft in dem Koordinatensystem derart, daß dieser in dem Haftungsbereich zu liegen kommt, wenn dies nicht der Fall ist, umfassen, wobei die Sollpunkt-Änderungs einrichtung den Sollpunkt dadurch ändert, daß der Sol längskraft im Untersteuerungszustand des Fahrzeug- Fahrverhaltens Priorität über die Sollgierrate einge räumt wird.

Unter Berücksichtigung dessen, daß die Seitenkraft, die dem Rad von der Straßenoberfläche zur Verfügung ge stellt wird, in Übereinstimmung mit der dem Rad zuge führten Bremskraft abnimmt, wie nachstehend im einzel nen beschrieben wird, kann in dem erfindungsgemäßen Fahrverhalten-Steuersystem die Sollfahrverhalten-Be stimmungseinrichtung eine Einrichtung zum Bilden eines Koordinatensystems aus dem Giermoment und der Längs kraft, eine Einrichtung zum Bestimmen eines Bereichs in dem Koordinatensystem, der so zusammengezogen ist, daß er im wesentlichen ein Drittel des Haftungsbereichs in bezug auf das Giermoment bzw. die Längskraft einnimmt, und eine Einrichtung zum Ändern eines Sollpunkts des Sollgiermoments und der Sollängskraft in dem Koordina tensystem so, daß dieser in dem zusammengezogenen Be reich zu liegen kommt, wenn dies nicht der Fall ist, umfaßt, wobei die Sollpunkt-Änderungseinrichtung den Sollpunkt dadurch ändert, daß der Sollängskraft im Un tersteuerungszustand des Fahrzeug-Fahrverhaltens gegen über dem Sollgiermoment Priorität eingeräumt wird.

Um die allgemein volle Wirksamkeit der Steuerung zu ge währleisten, kann in dem erfindungsgemäßen Fahrverhal ten-Steuersystem die Fahrverhalten-Erfassungseinrich tung ein Einrichtung zum Erfassen eines Reibradius je des der Räder, eine Einrichtung zum Aufteilen der dem linken Vorderrad und dem linken Hinterrad des Fahrzeugs zugeführten Bremskraft auf eine dem linken Vorderrad zugeführte Bremskraft und eine dem linken Hinterrad zu geführte Bremskraft mit einem aus dem Reibradius des linken Vorderrades und dem Reibradius des linken Hin terrades abgeleiteten Verteilungsverhältnis, und eine Einrichtung zum Aufteilen der dem rechten Vorderrad und dem rechten Hinterrad des Fahrzeugs zugeführten Brems kraft auf eine dem rechten Vorderrad zugeführte Brems kraft und eine dem rechten Hinterrad zugeführte Brems kraft mit einem aus dem Reibradius des rechten Vorder rades und dem Reibradius des rechten Hinterrades abge leiteten Verteilungsverhältnis, insbesondere dann, wenn sich das Fahrzeug-Fahrverhalten in dem Untersteuerungs zustand befindet.

Bezüglich der kurvenaußenseitigen Räder wird jedoch stärker bevorzugt, daß die Fahrzeugverhalten-Erfas sungseinrichtung eine Einrichtung zum Erfassen eines Reibradius jedes der Räder, eine Einrichtung zum Auf teilen der dem kurveninnenseitigen Vorderrad und dem kurveninnenseitigen Hinterrad des Fahrzeugs zugeführten Bremskraft auf eine dem kurveninnenseitigen Vorderrad zugeführte Bremskraft und eine dem kurveninnenseitigen Hinterrad zugeführte Bremskraft mit einem aus dem Reib radius des kurveninnenseitigen Vorderrades und dem Reibradius des kurveninnenseitigen Hinterrades abgelei teten Verteilungsverhältnis, und eine Einrichtung zum Aufteilen der dem kurvenaußenseitigen Vorderrad und dem kurvenaußenseitigen Hinterrad des Fahrzeugs zugeführten Bremskraft auf eine dem kurvenaußenseitigen Vorderrad zugeführte Bremskraft und eine dem kurvenaußenseitigen Hinterrad zugeführte Bremskraft mit einem aus dem Reib radius des kurveninnenseitigen Vorderrades und einem Produkt aus dem Reibradius des kurvenaußenseitigen Hin terrades und (t/2)/(b²+t²/4)^1/2 abgeleiteten Vertei lungsverhältnis, worin t der Radabstand der Hinterräder und b der Abstand zwischen dem Fahrzeugschwerpunkt und der Hinterachse ist, insbesondere dann, wenn sich das Fahrzeug-Fahrverhalten in dem Übersteuerungszustand be findet.

Nachstehend werden einige Analysen diskutiert, um die Basis für die erfindungsgemäß angegebenen Zustände und Bedingungen zu schaffen.

Zur Abschätzung oder Ermittlung der durch den Reibungs kontakt zwischen dem Rad und der Straßenoberfläche zur Verfügung gestellten Seitenkraft zeigt Fig. 1 in der Aufsicht ein vereinfachtes Modell eines Fahrzeugs mit einem aus einem linken Rad 100in und einem rechten Rad 100out bestehenden Radpaar. Es wird angenommen, daß sich das Fahrzeug bezüglich der Figur nach oben bewegt und eine Linkskurve beschreibt, so daß das linke Rad 100in das kurveninnenseitige Rad und das rechte Rad 100out das kurvenaußenseitige Rad ist. Werden die Masse des Fahrzeugaufbaus mit "m", die Höhe des Aufbaus über der Straßenoberfläche mit "h", die Spurweite oder der Abstand zwischen den beiden Rädern mit "t", die Querbe schleunigung aufgrund der Linksdrehung mit "Gy" und die Fallbeschleunigung mit "g" bezeichnet, so werden die Kontaktlasten Win bzw. Wout des linken bzw. rechten Ra des auf der Straßenoberfläche ausgedrückt durch:

Win = m _* g/2-m _* Gy _* h/t (1)

Wout = m _* g/2 + m _* Gy _* h/t (2)

Wenn der zwischen dem Rad und der Straßenoberfläche wirkende Reibungskoeffizient µ ist, sind die maximalen, den Rädern auf der Kurveninnenseite und der Kurvenaußen seite über die Straßenoberfläche aufgrund der Rei bung zwischen diesen zuführbaren Seitenkräfte Finmax = µ _* Win bzw. Foutmax = µ _* Wout. Größen wie Finmax und Foutmax werden, als Parameter, als "Reibradius" be zeichnet und repräsentieren die maximale, einem Rad zur Verfügung stehende Seitenkraft, die dem Seitenschlupf durch den Reibungskontakt mit der Straßenoberfläche in jeder Richtung um den Kontaktpunkt entgegenwirken kann. Die Kreise 102in und 102out gemäß Fig. 1 sind die Krei se, die mit einem solchen Reibradius für die kurvenin nen- und kurvenaußenseitigen Räder gezogen sind. An der Kurvenaußenseite steht für das Rad 100out innerhalb des Reibungskreises 102out eine verhältnismäßig große Bremskraft Fout zur Verfügung, während für das Rad 100in an der Kurveninnenseite eine geringere Bremskraft Fin innerhalb des Reibungskreises 102in zur Verfügung steht. Falls ein Schlupf- oder Schleudermoment M in dem Fahrzeugaufbau erzeugt wird, kann diesem durch Zuführen ungleicher Bremskräfte Fin und Fout an die kurveninnen- und kurvenaußenseitigen Räder entgegengewirkt werden.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm, welches in Zusammenhang mit dem Modell gemäß Fig. 1 so angeordnet ist, daß die Or dinate eine dem Fahrzeugaufbau durch die Räder zuge führte Längskraft Fx ausdrückt, während die Abszisse ein dem Fahrzeugaufbau durch die Räder zugeführtes Giermoment M angibt. In Fig. 2 ist, wie im Diagramm an gegeben, die untere Hälfte der Abszisse ein Bremsbe reich, während die obere Hälfte der Abszisse ein Fahr bereich ist. Hierzu verwandt verlangt ein Giermoment im rechten Halbbereich der Ordinate eine Linksdrehung des Fahrzeugaufbaus, während ein Giermoment im linken Halb bereich der Ordinate die Linksdrehung des Fahrzeugs un terdrückt bzw. dieser entgegenwirkt. Dann verlaufen die Koordinatenachsen der durch das linke und das rechte Rad ausgeübten Bremskräfte diagonal zu der Koordinate der Längskraft Fx und dem Moment M, wie dies in dem Diagramm durch Fin und Fout dargestellt ist, und es wird ein viereckiger Bereich P1-P2-P3-P4 in Überein stimmung mit jedem Momentanfahrzustand des Fahrzeugs gebildet, innerhalb dessen der Seitengriff oder die Seitenhaftung der Räder auf der Straßenoberfläche auf der Grundlage eines Reibungskontaktes zwischen densel ben gewährleistet ist, wobei P1 ein vollkommen neutra ler Punkt, P2 ein Punkt mit Fin = Finmax und Fout = 0, P3 ein Punkt mit Fin = Finmax und Fout = Foutmax und P4 ein Punkt mit Fin = 0 und Fout = Foutmax sind.

Vorteilhaft kann dann, wenn das Sollgiermoment und/oder die Sollängskraft der Fahrzeug-Fahrverhaltensteuerung in dem viereckigen Haftungsbereich liegen, die Steue rung des Giermoments und/oder der Längskraft in Rich tung deren Sollwerte durch selektives Bremsen jedes der Räder sofort begonnen werden. Falls jedoch das Sol giermoment und/oder die Sollängskraft außerhalb des viereckigen Haftungsbereichs liegen, kann die Fahrver haltensteuerung nicht so ausgeführt werden, daß die Bremskraft für den Sollwert sofort entweder einem oder beiden der inneren und äußeren Räder zugeführt wird.

Allgemein sollte es dann, wenn sich das Fahrzeug in ei nem Übersteuerungszustand (Schleuderzustand) befindet, zur Stabilisierung des Fahrzeugs wirkungsvoller sein, dem Fahrzeug ein dem Schleudern entgegenwirkendes Mo ment zu verleihen. Erfindungsgemäß wird daher dann, wenn sich das Fahrzeug in einem Übersteuerungszustand befindet, bei der Steuerung der Bremskraft des rechten und des linken Rades der Zufuhr eines Sollgiermoments Priorität gegeben. Wenn beispielsweise der Sollpunkt an einem sich in einem oberhalb der Linie P1-P4 festgeleg ten, in Fig. 2 schraffierten Bereich befindenden Punkt, etwa T1, liegt, so wird der Sollpunkt T1 in einen ge genüber dem Punkt T1 im Diagramm senkrecht nach unten verschobenen Punkt T1′ geändert, damit er in den Haf tungsbereich fällt, so daß infolgedessen das Sollgier moment beibehalten wird, bevor die Bremssteuerung der Räder mit dem Sollpunkt T1′ begonnen wird. Für den Sollpunkt T1′ wird nur das kurvenaußenseitige Rad ge bremst.

Wenn sich andererseits das Fahrzeug in einem Unter steuerungszustand (Wegdriftzustand) befindet, sollte es zur Stabilisierung des Fahrzeugs wirkungsvoller sein, das Fahrzeug zusammen mit der Zufuhr eines Giermoments zu verzögern, so daß die an dem Fahrzeug angreifende Zentrifugalkraft abgeschwächt wird. Erfindungsgemäß wird daher dann, wenn sich das Fahrzeug in einem Unter steuerungszustand befindet, bei der Steuerung der Bremskraft des rechten und des linken Rades der Erzie lung einer Sollängskraft Priorität eingeräumt. Wenn beispielsweise der Sollpunkt an einem sich in einem rechts von der Linie P2-P3 festgelegten, in Fig. 2 ebenfalls schraffierten Bereich befindenden Punkt, etwa T2 oder T3, liegt, so wird der Sollpunkt T2 oder T3 in einen gegenüber dem Punkt T2 oder T3 horizontal nach links verschobenen Punkt T2′ oder T3′ geändert, damit er in den Haftungsbereich fällt, so daß infolgedessen die Sollängskraft beibehalten wird, bevor die Brems steuerung der Räder mit dem Sollpunkt T2′ oder T3′ be gonnen wird. Für den Sollpunkt T2′ oder T3′ werden das kurveninnenseitige und das kurvenaußenseitige Rad ge bremst, so daß das Fahrzeug verzögert wird, während gleichzeitig ein Giermoment erzeugt wird, welches die Drehung des Fahrzeugs veranlaßt.

Obwohl es zweckmäßig wäre, den Sollpunkt so zu berech nen, daß er innerhalb des Haftungsbereichs oder in den in Fig. 2 außerhalb des Haftungsbereichs schraffiert dargestellten beiden Bereichen liegt, so daß zumindest entweder das berechnete Sollgiermoment oder die Sol längskraft direkt verwendbar ist, kann der Sollpunkt so berechnet werden, daß er - wie etwa bei T4 bis T9 - dem Fahrzustand des Fahrzeugs besser entspricht, so daß die Bremssteuerung der Räder tatsächlich mit einer Änderung dieser Sollpunkte in beispielsweise jeweils Punkte T4′ bis T9′ begonnen wird.

Wenn das Fahrzeug ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb und Vorderradlenkung ist, kann das Diagramm gemäß Fig. 2 wie in Fig. 3 gezeigt geändert werden, wobei der Haf tungsbereich erweitert wird, um einen durch Punkte P1′, P2′ und P4′ definierten Bereich des Radantriebs einzu schließen. Das Antreiben der Vorderräder ist wirkungs voll zur Unterdrückung eines Übersteuerns.

Bezugnehmend auf die Ermittlung des Reibungsradius ist als weiterer Gesichtspunkt anzumerken, daß die am Rad aufgrund des Reibungskontakts mit der Straßenoberfläche verfügbare Seitenkraft mit zunehmender Bremskraft ab nimmt. Fig. 4 zeigt vereinfacht die rechte Hälfte eines Vierradfahrzeugs. Es wird hierbei angenommen, daß sich das Fahrzeug in der Figur nach oben bewegt und sich gleichzeitig nach links dreht. Falls dem Rad 100rout keine Bremskraft zugeführt wird, zeigt in einem solchen Zustand der Pfeil Fys in der Figur die dem Hinterrad 100rout durch die Straßenoberfläche rechtwinklig zur Mittenebene des Rades und, ausgedrückt durch den Rei bungskreis 102rout, gesättigte oder maximale zugeführte Seitenkraft.

Wird dem Hinterrad 100rout eine Bremskraft zugeführt, wird die Seitenkraft mit der Längsbremskraft kombi niert, um eine zusammengesetzte Kraft Fr bereitzustel len, die sich aus ihrer Ausrichtung rechtwinklig zur Radmittenebene zur Längsbremskraft hin dreht. Da die resultierende, kombinierte Kraft Fr auf einen Wert in nerhalb des Reibungskreises 102rout beschränkt ist, kann die Seitenkraft nur von Fys auf Fy abnehmen.

In diesem Zusammenhang ist es angesichts einer solchen, durch den Bremsvorgang verursachten Reduktion der Sei tenkraft am wirkungsvollsten für die dem kurvenaußen seitigen Hinterrad zugeführte Bremskraft, wenn ihre Größe derart ist, daß die kombinierte Kraft Fr im rech ten Winkel zu der den Radkontaktpunkt P und den Schwer punkt O des Fahrzeugs verbindenden Linie wirkt, d. h. die diesem zugeführte, maximale Bremskraft ist Fxrmax = µr _* Wr _* t/2/(b²+t²/4)^1/2.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Aus führungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Modell eines Fahrzeugs mit ei nem Radpaar, gezeigt im Zustand des Beschreibens einer Linkskurve;

Fig. 2 eine Koordinatendarstellung des Giermoments M, der Längskraft Fx und der Bremskräfte Fin und Fout, so wie die Art und Weise, in der die Bremskräfte für die kurveninnenseitigen und die kurvenaußenseitigen Räder gesteuert werden müssen, wenn sich das Fahrverhalten des Fahrzeugs in einem Übersteuerungs- oder einem Un tersteuerungszustand befindet;

Fig. 3 ein zu dem der Fig. 2 ähnliches, im Hinblick auf ein frontgetriebenes, frontgelenktes Fahrzeug modifi ziertes Diagramm;

Fig. 4 ein vereinfachtes Modell eines Vierradfahrzeugs, gezeigt im Zustand des Beschreibens einer Linkskurve;

Fig. 5 eine vereinfachte Ansicht eines das Fahrzeug- Fahrverhalten-Steuersystem gemäß einem Ausführungsbei spiel;

Fig. 6 ein Diagramm, welches das Bremssystem und das elektrische Steuersystem, die einen wesentlichen Teil des in Fig. 6 gezeigten Fahrzeug-Fahrverhalten-Steuer systems bilden, zeigt.

Fig. 7 ein allgemeines Ablaufdiagramm, welches den Steuerbetrieb des Fahrzeug-Fahrverhalten-Steuersystems gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt.

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm, welches eine Unterroutine zum Aufteilen der Bremskraft zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern gemäß Schritt 90 des allgemeinen Ablaufdiagramms zeigt;

Fig. 9 ein zu dem in Fig. 2 gezeigten gleichartiges Diagramm, welches das Giermoment M, die Längskraft Fx und die Bremskräfte Fin und Fout in Koordinatendarstel lung zeigt und insbesondere dazu dient, die den kur veninnenseitigen und den kurvenaußenseitigen Rädern zu geführten Bremskräfte zu modifizieren, wenn sich das Fahrzeug in einem Untersteuerungszustand befindet, un ter Berücksichtigung der Abnahme der Seitenkraft auf grund des Abbremsens des Fahrzeugs; und

Fig. 10 ein Ablaufdiagramm, welches eine Routine zum Aufteilen der Bremskraft zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern gemäß Schritt 170 des allgemeinen Ab laufdiagramms zeigt.

In Fig. 5 zeigen 2FL, 2FR, 2RL und 2RR ein linkes Vor derrad, ein rechtes Vorderrad, ein linkes Hinterrad und ein rechtes Hinterrad eines Vierradfahrzeugs, die je weils mittels Radzylindern 38FL, 38FR, 38RL und 38RR bremsbar sind, wenn diese mit hydraulischem Druck aus einem Hydraulikkreis 3 einer allgemein mit 10 bezeich neten Bremsanlage beaufschlagt werden. Wie nachstehend im einzelnen beschrieben wird, wird der Hydraulikkreis normalerweise durch ein von einem Fahrer betätigtes Bremspedal gesteuert, kann jedoch unter bestimmten Not fallbedingungen auch durch eine allgemein mit 50 be zeichnete und einen Mikrocomputer 52 beinhaltende, elektronische Steuereinheit gesteuert werden.

Das linke Vorderrad 2FL und das rechte Vorderrad 2FR sind angetriebene, gelenkte Räder, die mittels einer herkömmlichen, in der Figur nicht gezeigten Lenkanlage lenkbar sind, während sie durch eine Brennkraftmaschine 4 über ein Getriebe 5 und Antriebswellen 6FL bzw. 6FR angetrieben werden. Die Ausgangsleistung der Brenn kraftmaschine 4 wird durch eine über ein Betätigungs glied 9, das normalerweise durch ein von dem Fahrer mittels der elektronischen Steuereinrichtung 50 betä tigtes Gaspedal 7 gesteuert wird, betätigte Drossel klappe 8 gesteuert. Unter bestimmten Notfallbedingungen übersteuert die elektronische Steuereinrichtung 50 die Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer.

Wie im einzelnen in Fig. 6 gezeigt, beinhaltet der Hy draulikkreis 10 einen Hauptzylinder 14, der in Überein stimmung mit einem Tritt auf das Bremspedal 12 eine Hy draulikflüssigkeit aus einem ersten und einem zweiten Port abgibt, wobei der erste Port mit einer zu Bremshy draulikdrucksteuereinrichtungen 18 bzw. 20 für das lin ke und das rechte Vorderrad führenden Leitung 16 ver bunden ist, während der zweite Port mit einer ein Pro portionalventil 22 aufweisenden und zu Bremshydraulik drucksteuereinrichtungen 26 bzw. 28 für das linke und das rechte Hinterrad führenden Leitung 24 verbunden ist. Der Hydraulikbremskreis 10 beinhaltet ferner einen Vorratsbehälter 30 und eine Ölpumpe 34, die die Hydrau likflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter entnimmt und diese unter erhöhtem Druck in eine Hochdruckleitung 32 abgibt, die zu den Bremshydraulikdrucksteuereinrichtun gen 18, 20, 26 und 28 führen. Ein Akkumulator 36 ist mit einem Mittenabschnitt der Hochdruckleitung 32 ver bunden.

Die Bremshydraulikdrucksteuereinrichtungen 18, 20, 26 und 28 beinhalten elektromagnetische 3-Port/2-Wege- Steuerventile 40FL, 40FR, 40RL und 40RR, mittels wel chen die Verbindung der Radzylinder 38FL, 38FR, 38RL und 38RR zwischen einer Normalsteuerung durch den Fah rer über das Bremspedal 12 und einer nachstehend im einzelnen beschriebenen, automatischen Notsteuerung um schaltbar ist, im Normalzustand geöffnete elektromagne tische Ein-Aus-Ventile 44FL, 44FR, 44RL bzw. 44RR und im Normalzustand geschlossene elektromagnetische Ein- Aus-Ventile 46FL, 46FR, 46RL bzw. 46RR, wobei jeder Satz der im Normalzustand geöffneten Ein-Aus-Ventile und der im Normalzustand geschlossenen Ein-Aus-Ventile in Reihe zwischen der mit dem Auslaßport der Pumpe 34 verbundenen Hochdruckleitung 32 und einer mit dem Vor ratsbehälter 30 verbundenen Niederdruckleitung 42 ange schlossen sind. Ein Mittenpunkt jeder Reihenverbindung des im Normalzustand offenen Ein-Aus-Ventils und des im Normalzustand geschlossenen Ein-Aus-Ventils ist durch eine Leitung wie etwa 48FL, 48FR, 48RL oder 48RR mit jedem entsprechenden 3-Port/2-Wege-Umschalt-Steuerven til verbunden.

Jedes der Umschalt-Steuerventile 40FL und 40FR wird zwischen seiner ersten, in der Figur dargestellten Stellung, in der die vordere Bremshydraulikfluidleitung 16 mit jedem der vorderen Radzylinder 38FL und 38FR verbunden ist, während jeder der Radzylinder 38FL und 38FR von den entsprechenden Verbindungspassagen 48FL oder 48FR isoliert wird, und einer zweiten Stellung, in der jeder der Radzylinder 38FL und 38FR von der Leitung 16 isoliert wird, während jeder der Radzylinder 38FL und 38FR mit der entsprechenden Verbindungspassage 48FL oder 48FR verbunden wird, umgeschaltet. Hierzu ver gleichbar wird jedes der Umschalt-Steuerventile 40RL und 40RR zwischen einer ersten Stellung, in der jeder der hinteren Radzylinder 38RL und 38RR mit der hinteren Bremsdruck-Steuerleitung 24 verbunden und dabei von der entsprechenden Verbindungspassage 48RL oder 48RR iso liert wird, und einer zweiten Stellung, in der jeder der hinteren Radzylinder 38RL und 38RR von der Leitung 24 isoliert wird, während er mit einer entsprechenden Verbindungspassage 48RL oder 48RR verbunden wird, umge schaltet. Wenn das Umschaltventil 40FL, 40FR, 40RL oder 40RR in seine zweite Stellung umgeschaltet wird, werden dann, wenn das entsprechende Ein-Aus-Ventil 44FL, 44FR, 44RL oder 44RR geöffnet ist, während das entsprechende Ein-Aus-Ventil 46FL, 46FR, 46RL oder 46RR geschlossen ist, wie in der Figur gezeigt, der entsprechende Radzy linder 38FL, 38FR, 38RL oder 38RR mit dem hohen Druck aus der Leitung 32 versorgt, um an dem entsprechenden Rad einen Bremsvorgang zu veranlassen. Wenn demgegen über das Umschalt-Steuerventil 40FL, 40FR, 40RL oder 40RR in seiner zweiten Stellung ist, wird dann, wenn das entsprechende Ein-Aus-Ventil 44FL, 44FR, 44RL oder 44RR geschlossen ist, während das entsprechende Ein- Aus-Ventil 46FL, 46FR, 46RL oder 46RR geöffnet ist, der entsprechende Radzylinder mit einer Rücklaufleitung 42 verbunden, so daß die dem entsprechenden Rad zugeführte Bremswirkung abnimmt. Natürlich wird dann, wenn sowohl das Ein-Aus-Ventil 44FL, 44FR, 44RL oder 44RR und das Ein-Aus-Ventil 46FL, 46FR, 46RL oder 46RR geschlossen sind und das entsprechende Umschalt-Steuerventil 40FL, 40FR, 40RL oder 40RR in seine zweite Stellung gebracht worden ist, der hydraulische Druck des entsprechenden Radzylinders auf einem Wert gehalten, der in dem Moment erreicht wurde, in dem beide der Ein-Aus-Ventile ge schlossen waren.

Es ist infolgedessen klar, daß dann, wenn eines der Um schalt-Steuerventile 40FL bis 40RR in die erste Stel lung gebracht wird, die Bremsanlage 10 einem entspre chenden Rad eine Bremskraft in Übereinstimmung mit dem Tritt des Fahrers auf das Bremspedal zuführt, während dann, wenn eines der Umschalt-Steuerventile 40FL bis 40RR in die zweite Stellung gebracht wird, die Bremsan lage dem entsprechenden Rad eine Bremswirkung unter der automatischen Steuerung der Ein-Aus-Ventile 44FL bis 44RR und 46FL bis 46RR zuführt, wobei die Bremssteue rung durch den Fahrer übersteuert wird.

Die Ventile 40FL bis 40RR, 44FL bis 44RR und 46FL bis 46RR werden durch die elektrische Steuereinrichtung 50 gesteuert, wie nachstehend im einzelnen beschrieben wird. Die elektronische Steuereinrichtung 50 beinhaltet den Mikrocomputer 52 und eine Steuerschaltung 54. Ob wohl in den Fig. 1 und 2 nicht im einzelnen darge stellt, kann der Mikrocomputer 52 einen herkömmlichen allgemeinen Aufbau haben, der eine zentrale Verarbei tungseinheit (CPU), einen Nurlesespeicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), eine Eingangs porteinrichtung, eine Ausgangsporteinrichtung und einen diese Konstruktionselemente miteinander verbindenden, gemeinsamen Bus aufweist. Der Bus kann hierbei unidi rektional ausgeführt sein.

Dem Mikrocomputer 52 werden verschiedene Daten zuge führt, wie etwa die Fahrzeuggeschwindigkeit V aus einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 56, die Querbeschleuni gung Gy des Fahrzeugaufbaus aus einem im wesentlichen im Schwerpunkt des Fahrzeugs oder Fahrzeugaufbaus be reitgestellten Querbeschleunigungssensor 58, die Gier rate γ des Fahrzeugaufbaus aus einem Gierratensensor 60, der Lenkwinkel θ aus einem Lenkwinkelsensor 62, die Längsbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus aus einem im wesentlichen im Schwerpunkt des Fahrzeugaufbaus bereit gestellten Längsbeschleunigungssensor 64, eine den Be tätigungsweg des Gaspedals 7 angebende Größe Accp aus einem Gaspedalsensor 66, die Drehzahl Ne aus einem e Drehzahlsensor 68, die Getriebeübersetzung Rt (Schalt hebelstellung) des Getriebes 5 aus einem Getriebestu fensensor 70, und Bremsdrücke P_FL bis P_RR der Radzylin der 38FL, 38FR, 38RL und 38RR aus Drucksensoren 72FL, 72FR, 72RL und 72RR.

Das ROM des Mikrocomputers 52 speichert verschiedene Steuerungsabläufe und Tabellen, wie nachstehend be schrieben. Die CPU führt auf der Grundlage der von den vorstehend erwähnten verschiedenen Sensoren empfangenen Daten verschiedene Berechnungen in Übereinstimmung mit den in dem ROM abgelegten Steuerungsabläufen und Tabel len und unterstützt durch das RAM durch, beurteilt, ob das Verhalten des Fahrzeugs dem Übersteuerungszustand oder dem Untersteuerungszustand entspricht, und berech net auf der Grundlage des Ergebnisses der Beurteilung ein Sollgiermoment MT und eine Sollängskraft Ft sowie auf der Grundlage des berechneten Sollgiermoments und der Sollängskraft die den jeweiligen Rädern zum Stabi lisieren des Kurvenfahrverhaltens des Fahrzeugs zuzu führenden Bremskräfte.

Bezugnehmend auf Fig. 7, die das allgemeine Ablaufdia gramm zeigt, wird nachstehend die Fahrzeug-Fahrverhal tensteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Steuerung gemäß diesem Ablaufdiagramm wird in vor bestimmten Zeitabständen wiederholt, nachdem sie durch Schließen eines in der Figur nicht gezeigten Zündschal ters in Gang gesetzt worden ist.

Zunächst werden in einem Schritt 10 Daten wie etwa die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 56 erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit V etc. eingelesen und dann in einem Schritt 20 eine Querschleuderbeschleunigung Vyd des Fahrzeugs als Differenz zwischen der durch den Querbeschleunigungssensor 58 erfaßten Querbeschleuni gung Gy und einer berechneten Querbeschleunigung, die das Produkt aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gierrate γ ist, in Form von Vyd = Gy-V _* γ berechnet, und Vyd dann integriert, um eine Querschleudergeschwindig keit Vy zu ermitteln. Sodann wird ein Schleuderwinkel β des Fahrzeugaufbaus als Verhältnis aus der Querschleu dergeschwindigkeit Vy und der Längsgeschwindigkeit Vx berechnet. Außerdem wird der Schleuderwinkel β diffe renziert, um eine Schleuderwinkel-Änderungsrate βd des Fahrzeugaufbaus zu erhalten.

In einem Schritt 30 wird mit a und b als jeweils vorbe stimmten Konstanten geprüft, ob der Absolutwert der Summe a _* β + b _* βd größer ist als ein Schwellenwert βc. Lautet das Ergebnis dieser Prüfung Ja, wird bestimmt, daß das Fahrzeug schleudert. Falls das Fahrzeug schleu dert, schreitet der Steuerungsablauf zu einem Schritt 40 fort, während der Steuerungsablauf zu einem Schritt 100 fortschreitet, wenn das Ergebnis dieser Prüfung Nein lautet.

Wenn ermittelt wurde, daß das Fahrzeug schleudert, wird die Steuerung des Fahrzeugverhaltens durchgeführt, in der Hauptsache, um ein dem Schleudern entgegenwirkendes Moment zu erzeugen. In Schritt 40 wird geprüft, ob die Querbeschleunigung Gy positiv ist, d. h., ob das Fahr zeug eine Linkskurve beschreibt. Falls die Antwort hier Ja lautet, wird in einem Schritt 50 ein Faktor Cs vor bereitet zum Steuern der Bremsen unter dem Gesichts punkt des primären Erzeugens eines dem Schleudern ent gegenwirkenden Moments. In dem vorgenannten Fall wird der Faktor Cs auf -Cspin festgelegt, während demgegen über, wenn Gy nicht positiv ist, Cs in einem Schritt 60 auf Cspin festgelegt wird. In einem Schritt 70 wird das Sollmoment dann wie folgt berechnet:

Mt = (|a _* β + b _* βd|-βc) _* Cs

Die Sollängskraft Ft wird auf einen konstanten Wert Ftc festgelegt, der ein verhältnismäßig kleiner Wert ein schließlich der Null sein kann.

In einem Schritt 80 werden in Übereinstimmung mit dem selben, den Formeln (1) und (2) zugrundeliegenden Prin zip die Lasten Win und Wout auf die kurveninnenseitigen bzw. die kurvenaußenseitigen Räder berechnet, dann auf der Grundlage des zu diesem Zeitpunkt geschätzten Rei bungskoeffizienten µ der Reibungsradius Finmax für die kurveninnenseitigen Räder und der Reibungsradius Foutmax für die kurvenaußenseitigen Räder berechnet und sodann das in Fig. 2 gezeigte Diagramm erstellt, wobei der Haftungsbereich durch die Punkte P1 (neutral), P2 (Fin = Finmax & Fout = 0), P3 (Fin = Finmax & Fout = Foutmax) und P4 (Fin = 0 & Fout = Foutmax) definiert wird.

Handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein frontgetriebe nes und frontgelenktes Fahrzeug, wird das Diagramm ge mäß Fig. 3 erstellt auf der weiteren Grundlage des den Tritt auf das Gaspedal 7 repräsentierenden Betrags Accp und der Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine und in Über einstimmung mit einer in der Figur nicht gezeigten Ta belle derart, daß das Ausgangsdrehmoment Te der Brenn kraftmaschine berechnet wird. Sodann werden auf der Grundlage des Ausgangsdrehmoments Te der Brennkraftma schine und der Schaltstellung des Getriebes bzw. dem Übersetzungsverhältnis Rt in Übereinstimmung mit einer in der Figur nicht gezeigten Tabelle die Antriebskräfte Fdin und Fdout der kurveninnenseitigen und der kurven außenseitigen Räder berechnet und danach die Punkte P1′, P2′ und P4′ des Diagramms gemäß Fig. 4 ermittelt.

Auf der Grundlage des so erhaltenen Diagramms gemäß Fig. 2 oder 3 werden - sofern erforderlich - das Sol moment Mt und die Sollängskraft Ft in der unter Bezug nahme auf Fig. 2 beschriebenen Weise derart modifi ziert, daß ein Sollpunkt innerhalb des Haftungsbereichs gewährleistet wird, um eine Sollbremskraft Fin, die dem kurveninnenseitigen Rad (genauer, den Vorder- und den Hinterrädern) zugeführt wird, und eine Sollbremskraft Fout, die dem kurvenaußenseitigen Rad (genauer, eben falls den Vorder- und den Hinterrädern) zugeführt wird, zu erhalten.

Sodann wird in Übereinstimmung mit der in Fig. 8 ge zeigten Unterroutine in einem Schritt 90 jede der kur veninnenseitigen und kurvenaußenseitigen Sollbremskräf te auf das Vorder- und das Hinterrad aufgeteilt.

Zunächst werden in einem Schritt 92 die Lasten Wfin und Wfout des kurveninnenseitigen Vorder- und Hinterrades und die Lasten Wfout und Wrout der kurvenaußenseitigen Vorder- und Hinterräder wie folgt berechnet:

Wfin = α _* m _* g/2-m _* Gx _* h-δ _* m _* Gy _* h/t

Wfout = α _* m _* g/2-m _* Gx _* h + δ _* m _* Gy _* h/t

Wfin = (1-α) _* m _* g/2 + m _* Gx _* h- (1-δ) _* m _* Gy _* h/t

Wfout = (1-α) _* m _* g/2 + m _* Gx _* h + (1-δ) _* m _* Gy _* h/t

worin m die Gesamtmasse des Fahrzeugs, α das Massenver teilungsverhältnis für die Vorderräder, g die Fallbe schleunigung, Gx die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs, Gy die Querbeschleunigung des Fahrzeugs, δ das Roll steifigkeitsverteilungsverhältnis für die Vorderräder und h die Höhe des Zentrums der Masse m über der Stra ßenoberfläche sind.

In einem Schritt 94 werden die maximalen, für das kur veninnenseitige Vorder- und Hinterrad aufgrund deren Reibungskontakt mit der Straßenoberfläche zur Verfügung stehenden Seitenkräfte Ffinmax und Frinmax und die maxi malen, für das kurvenaußenseitige Vorder- und Hinter rad aufgrund deren Reibungskontakt mit der Straßenober fläche zur Verfügung stehenden Seitenkräfte Ffoutmax und Froutmax, d. h. die Reibungsradien der jeweiligen Räder, wie folgt berechnet:

Ffinmax = µf _* Wfin

Ffoutmax = µf _* Wfout

Frinmax = µf _* Wrin

Froutmax = µr _* Wrout _* (1/2)/(b²+t²/4)^1/2

worin µf und µr die Reibungskoeffizienten des Kontakts zwischen dem Vorderrad bzw. dem Hinterrad und der Stra ßenoberfläche und b und t die in Fig. 4 gezeigten, geo metrischen Parameter sind. Es wird angemerkt, daß (die Gleichung für) das Hinterrad an der Kurvenaußenseite im Hinblick auf den unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrie benen Zustand speziell modifiziert ist. Die Reibungs koeffizienten µf und µr können als ein gemeinsamer Wert µ bestimmt sein.

Auf der Grundlage einer Gegenüberstellung von Ffinmax und Frinmax wird die Bremskraft Fin für das kurvenin nenseitige Rad auf Ff in und Frin für das kurveninnen seitige Vorder- bzw. Hinterrad aufgeteilt, und auf der Grundlage einer Gegenüberstellung von Ffoutmax und Froutmax wird die Bremskraft Fout für das kurvenaußen seitige Rad auf Ffout und Frout für das kurvenaußensei tige Vorder- bzw. Hinterrad aufgeteilt:

Ffin = Fin _* Ffinmax/(Ffinmax + Frinmax)

Frin = Fin _* Frinmax/(Ffinmax + Frinmax)

Ffout = Fout _* Ffoutmax/(Ffoutmax + Froutmax)

Frout = Fout _* Froutmax/(Ffoutmax + Froutmax)

In einem Schritt 180 werden sodann auf der Grundlage von Ffin, Frin, Ffout und Frout die Bremsen der einzel nen Räder automatisch gesteuert, so daß die Umschalt- Steuerventile 40FL bis 40RR in die zweite Stellung um geschaltet werden, um die entsprechenden Radzylinder 38FL bis 38RR von der vorderseitigen Leitung 16 und der hinterseitigen Leitung 24 zu isolieren und gleichzeitig der Steuerung durch die entsprechende Reihenverbindung der durch den Mikrocomputer 52 betätigten Ein-Aus-Ven tile 44FL bis 44RR und 46FL bis 46RR zu unterwerfen.

Wenn andererseits in Schritt 30 entschieden wurde, daß das Fahrzeug nicht schleudert, wird die Fahrzeug- Fahrverhaltensteuerung primär zur Unterdrückung des Wegdriftens des Fahrzeugs ausgeführt, um die Gierrate des Fahrzeugs der Betätigung des Lenkrads durch den Fahrer nachfolgen zu lassen. Infolgedessen wird dann, wenn der Steuerungsablauf von Schritt 100 zu Schritt 30 fortschreitet, eine Sollgierrate wie folgt berechnet:

γt = V _* θ _* (1+Kh _* V²) _* L/(1+T _* s)

worin V die Fahrzeuggeschwindigkeit, θ der Lenkwinkel, L der Radstand des Fahrzeugs, Kh ein Stabilitätszwecken dienender Faktor, T eine Integrationszeitkonstante und S der Laplace-Operator sind.

In einem Schritt 110 wird geprüft, ob die Differenz des Absolutwerts der Sollgierrate γt von dem Absolutwert der tatsächlichen Gierrate γ größer ist als ein vorbe stimmter Schwellenwert γc. Lautet die Antwort Ja, wird ermittelt, daß das Fahrzeug wegdriftet, während dann, wenn die Antwort Nein lautet, ermittelt wird, daß das Fahrzeug nicht wegdriftet. Falls die Antwort Nein lau tet, kehrt der Steuerungsablauf zu Schritt 10 zurück, während dann, wenn die Antwort Ja lautet, der Steue rungsprozeß zu einem Schritt 120 fortschreitet.

In Schritt 120 wird geprüft, ob die Querbeschleunigung Gy positiv ist, d. h., ob das Fahrzeug entlang einer Linkskurve fährt, und falls hier die Antwort Ja lautet, schreitet der Steuerungsablauf zu einem Schritt 130 fort, in welchem ein Faktor K auf 1 gesetzt wird, woge gen dann, wenn die Antwort Nein lautet, der Steuerungs ablauf zu einem Schritt 140 fortschreitet, in welchem der Faktor K auf -1 gesetzt wird.

In einem Schritt 150 wird das Sollgiermoment Mt auf K _* Mtc gesetzt, worin Mtc eine Konstante ist. In diesem Fall kann das Sollgiermoment Mt ein verhältnismäßig niedriger Wert einschließlich der Null sein.

Andererseits wird die Sollängskraft Ft wie folgt be rechnet:

Ft = (|γt|-|γ|-|γc|) _* Cd

worin Cd ein zur Unterdrückung des Wegdriftens des Fahrzeugs bestimmter Faktor ist.

In einem Schritt 160 werden das Sollmoment Mt und die Sollängskraft Ft in die Bremskräfte Fin und Fout für die kurveninnenseitigen und die kurvenaußenseitigen Rä der konvertiert. Dies kann in Übereinstimmung mit dem Diagramm gemäß Fig. 2 oder Fig. 3 erfolgen, wie unter Bezugnahme auf Schritt 80 beschrieben, erforderlichen falls mit einer Modifikation von Mt und Ft, um den Haf tungsbereich zu gewährleisten. Da jedoch die Sicherheit bzw. die Gewährleistung der Seitenkraft bei der Weg driftsteuerung wichtiger ist als bei der Schleuder steuerung, ist es wünschenswert, daß der Arbeitsbereich der Bremssteuerung ausgehend von dem Haftungsbereich weiter verkleinert wird, so daß die Bremskräfte in ei nem Bereich von etwa einem Drittel (1/3) des Reibungs radius liegen, wie in Fig. 9 gezeigt.

In einem Schritt 170, entsprechend der Unterroutine ge mäß Fig. 10, werden die Bremskräfte Fin und Fout für die kurveninnenseitigen und die kurvenaußenseitigen Rä der auf die kurveninnenseitigen und kurvenaußenseitigen Vorder- bzw. Hinterräder in Übereinstimmung mit der Lastverteilung auf die jeweiligen Räder aufgeteilt, und zwar durch Schritte 172, 174 und 176, die den Schritten 92, 94 und 96 entsprechen mit der Ausnahme, daß das kurvenaußenseitige Hinterrad nicht mehr länger die au ßergewöhnliche Anteilsberücksichtigung gemäß Schritt 94 der Schleuder-Unterdrückungssteuerung erhält.

Nachdem die den einzelnen Rädern zuzuführenden Brems kräfte ermittelt worden sind, wird dann in Schritt 180 das Bremssteuersystem wie bereits beschrieben aktiviert oder betätigt.

In dem vorstehend beschriebenen Fahrverhalten-Steuer system eines Fahrzeugs, bei dem einzelne Räder in Über einstimmung mit einem Sollgiermoment und einer Sol längskraft selektiv gebremst werden, wird ermittelt, ob sich das Fahrzeug in einem Übersteuerungszustand oder einem Untersteuerungszustand befindet, und eine grund legende Ausrichtung des Fahrverhaltens bzw. der Fahr verhaltensteuerung wird je nachdem, ob sich das Fahr zeug in dem Übersteuerungszustand oder dem Untersteue rungszustand befindet, zwischen dem Sollgiermoment und der Sollängskraft umgeschaltet.

Claims

1. Fahrverhalten-Steuersystem für ein Fahrzeug mit Rädern und einer Bremsanlage zum selektiven Bremsen je des der Räder, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zum Erfassen des Fahrverhaltens des Fahrzeugs, wobei dieses Fahrverhalten ein Giermo ment und eine Längskraft des Fahrzeugs umfaßt;
eine Einrichtung zum Bestimmen eines Sollfahrver haltens des Fahrzeugs, wobei dieses Sollfahrverhalten ein Sollgiermoment und eine Sollängskraft umfaßt;
eine Einrichtung zum Steuern der Bremsanlage so, daß sich das Fahrverhalten des Fahrzeugs dem Sollfahr verhalten annähert, wobei die Steuerung beinhaltet, das Giermoment des Fahrzeugs dem Sollgiermoment und die Längskraft des Fahrzeugs der Sollängskraft anzunähern;
eine Einrichtung zum Entscheiden, ob das Fahrver halten des Fahrzeugs einem Übersteuerungszustand oder einem Untersteuerungszustand entspricht; und
einer Einrichtung zum Umschalten einer grundlegen den Ausrichtung der Steuerung zwischen dem Sollgiermo ment und der Sollängskraft in Übereinstimmung damit, ob das durch die Fahrzeug-Fahrverhalten-Beurteilungsein richtung ermittelte Fahrzeug-Fahrverhalten dem Über steuerungszustand oder dem Untersteuerungszustand ent spricht.

2. Fahrverhalten-Steuersystem nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Fahrzeug-Fahrverhalten- Erfassungseinrichtung die Geschwindigkeit, die Querbe schleunigung und die Gierrate des Fahrzeugs erfaßt und die die grundlegende Ausrichtung der Steuerung umschal tende Einrichtung die Sollfahrverhalten-Bestimmungsein richtung so steuert, daß das Sollgiermoment im wesent lichen auf der Grundlage eines Schleuderwinkels des Fahrzeugs bestimmt wird, der durch Berechnen einer Än derungsrate der Querbeschleunigung als Unterschied zwi schen der durch die Fahrzeug-Fahrverhalten-Erfassungs einrichtung und einem Produkt aus der Fahrzeuggeschwin digkeit und der Gierrate, die beide durch die Fahrzeug- Fahrverhalten-Erfassungseinrichtung erfaßt werden, Be rechnen einer Querschleudergeschwindigkeit durch zeit liches Integrieren der Querbeschleunigungs-Änderungs rate, und Berechnen des Schleuderwinkels als Verhältnis zwischen der Querschleudergeschwindigkeit und der Fahr zeuggeschwindigkeit abgeleitet wird, wenn als Fahrzu stand des Fahrzeugs der Übersteuerungszustand ermittelt wird.

3. Fahrverhalten-Steuersystem nach Anspruch 2, da durch gekennzeichnet, daß die Sollfahrverhalten-Bestim mungseinrichtung die Sollängskraft so bestimmt, daß diese einen konstanten Wert annimmt.

4. Fahrverhalten-Steuersystem nach Anspruch 2, da durch gekennzeichnet, daß die Sollgiermoment-Bestim mungseinrichtung das Sollgiermoment außerdem auf der Grundlage einer Änderungsrate des Schleuderwinkels zu sätzlich zu dem Schleuderwinkel bestimmt.

5. Fahrverhalten-Steuersystem nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Fahrzeug-Fahrverhalten- Erfassungseinrichtung die Geschwindigkeit, den Lenkwin kel und die Gierrate des Fahrzeugs erfaßt und die Sol fahrverhalten-Bestimmungseinrichtung die Sollängsge schwindigkeit im wesentlichen auf der Grundlage einer Abweichung einer durch zeitliche Integration eines Pa rameters proportional zu einem Produkt aus der Fahr zeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel, die beide durch die Fahrverhalten-Erfassungseinrichtung erfaßt werden, berechneten Gierrate von der durch die Fahrverhalten- Erfassungseinrichtung erfaßten Gierrate ermittelt, wenn als Fahrzustand des Fahrzeugs der Untersteuerungszu stand ermittelt wird.

6. Fahrverhalten-Steuersystem nach Anspruch 5, da durch gekennzeichnet, daß die Sollfahrverhalten-Bestim mungseinrichtung das Sollgiermoment so bestimmt, daß dieses einen konstanten Wert annimmt.

7. Fahrverhalten-Steuersystem nach Anspruch 5, da durch gekennzeichnet, daß der zu dem Produkt aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel proportiona le Parameter durch Quadrieren der Fahrzeuggeschwindig keit derart modifiziert wird, daß der Parameter mit ei nem additiven, im wesentlichen zu dem Quadrat der Fahr zeuggeschwindigkeit proportionalen Inkrement zunimmt.

8. Fahrverhalten-Steuersystem nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Sollfahrverhalten-Bestim mungseinrichtung eine Einrichtung zum Bilden eines Ko ordinatensystems aus dem Giermoment und der Längskraft, eine Einrichtung zum Bestimmen eines Haftungsbereichs in diesem Koordinatensystem, und eine Einrichtung zum Ändern eines Sollpunkts des Sollgiermoments und der Sollängskraft in dem Koordinatensystem derart, daß die ser in dem Haftungsbereich zu liegen kommt, wenn dies nicht der Fall ist, umfaßt, wobei die Sollpunkt-Ände rungseinrichtung den Sollpunkt dadurch ändert, daß dem Sollgiermoment im Übersteuerungszustand des Fahrzeug- Fahrverhaltens Priorität über die Sollängskraft einge räumt wird.

9. Fahrverhalten-Steuersystem nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Sollfahrverhalten-Bestim mungseinrichtung eine Einrichtung zum Bilden eines Ko ordinatensystems aus dem Giermoment und der Längskraft, eine Einrichtung zum Bestimmen eines Haftungsbereichs in diesem Koordinatensystem, und eine Einrichtung zum Ändern eines Sollpunkts des Sollgiermoments und der Sollängskraft in dem Koordinatensystem derart, daß die ser in dem Haftungsbereich zu liegen kommt, wenn dies nicht der Fall ist, umfaßt, wobei die Sollpunkt-Ände rungseinrichtung den Sollpunkt dadurch ändert, daß der Sollängskraft im Untersteuerungszustand des Fahrzeug- Fahrverhaltens Priorität über die Sollgierrate einge räumt wird.

10. Fahrverhalten-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollfahrverhalten-Be stimmungseinrichtung eine Einrichtung zum Bilden eines Koordinatensystems aus dem Giermoment und der Längs kraft, eine Einrichtung zum Bestimmen eines Bereichs in dem Koordinatensystem, der so zusammengezogen ist, daß er im wesentlichen ein Drittel eines Haftungsbereichs in bezug auf das Giermoment bzw. die Längskraft ein nimmt, und eine Einrichtung zum Ändern eines Sollpunkts des Sollgiermoments und der Sollängskraft in dem Koor dinatensystem so, daß dieser in dem zusammengezogenen Bereich zu liegen kommt, wenn dies nicht der Fall ist, umfaßt, wobei die Sollpunkt-Änderungseinrichtung den Sollpunkt dadurch ändert, daß der Sollängskraft im Un tersteuerungszustand des Fahrzeug-Fahrverhaltens gegen über dem Sollgiermoment Priorität eingeräumt wird.

11. Fahrverhalten-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrverhalten-Erfass ungseinrichtung ein Einrichtung zum Erfassen eines Reibradius jedes der Räder, eine Einrichtung zum Auf teilen der dem linken Vorderrad und dem linken Hinter rad des Fahrzeugs zugeführten Bremskraft auf eine dem linken Vorderrad zugeführte Bremskraft und eine dem linken Hinterrad zugeführte Bremskraft mit einem aus dem Reibradius des linken Vorderrades und dem Reibradi us des linken Hinterrades abgeleiteten Verteilungsver hältnis, und eine Einrichtung zum Aufteilen der dem rechten Vorderrad und dem rechten Hinterrad des Fahr zeugs zugeführten Bremskraft auf eine dem rechten Vor derrad zugeführte Bremskraft und eine dem rechten Hin terrad zugeführte Bremskraft mit einem aus dem Reibra dius des rechten Vorderrades und dem Reibradius des rechten Hinterrades abgeleiteten Verteilungsverhältnis, wenn sich das Fahrzeug-Fahrverhalten in dem Untersteue rungszustand befindet.

12. Fahrverhalten-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugverhalten- Erfassungseinrichtung eine Einrichtung zum Erfassen ei nes Reibradius jedes der Räder, eine Einrichtung zum Verteilen der dem kurveninnenseitigen Vorderrad und dem kurveninnenseitigen Hinterrad des Fahrzeugs zugeführten Bremskraft auf eine dem kurveninnenseitigen Vorderrad zugeführte Bremskraft und eine dem kurveninnenseitigen Hinterrad zugeführte Bremskraft mit einem aus dem Reib radius des kurveninnenseitigen Vorderrades und dem Reibradius des kurveninnenseitigen Hinterrades abgelei teten Verteilungsverhältnis, und eine Einrichtung zum Verteilen der dem kurvenaußenseitigen Vorderrad und dem kurvenaußenseitigen Hinterrad des Fahrzeugs zugeführten Bremskraft auf eine dem kurvenaußenseitigen Vorderrad zugeführte Bremskraft und eine dem kurvenaußenseitigen Hinterrad zugeführte Bremskraft mit einem aus dem Reib radius des kurveninnenseitigen Vorderrades und einem Produkt aus dem Reibradius des kurvenaußenseitigen Hin terrades und (t/2)/(b²+t²/4)^1/2 abgeleiteten Vertei lungsverhältnis, worin t der Radabstand der Hinterräder und b der Abstand zwischen dem Fahrzeugschwerpunkt und der Hinterachse ist, wenn sich das Fahrzeug- Fahrverhalten in dem Übersteuerungszustand befindet.