DE19813783A1

DE19813783A1 - Gerät und Verfahren zum Steuern des Verhaltens eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE19813783A1
Application number: DE19813783A
Authority: DE
Inventors: Masaharu Harada; Katsushi Matsuda; Kunio Sakata
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 1998-10-01
Also published as: JPH10273027A; US6183052B1; JP3425728B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Gerät und ein Verfahren, um auf geeignete Weise die Bremskräfte zu steuern, die an die Räder eines Kraftfahrzeugs angelegt wird, wenn das Fahrzeug wendet, damit das Wendeverhalten des Fahrzeugs stabilisiert wird.

Beschreibung des dazugehörigen Standes der Technik

Ein zum Beispiel in der ungeprüften japanischen Patentver öffentlichung (KOKAI) Nr. 8-310360 offenbartes Steuergerät für ein Kraftfahrzeug steuert die an ein Paar diagonal angebrachter Räder angelegten Bremskräfte, wenn das Fahrzeug wendet, um eine Differenz der Bremskraft zwischen diesen Rädern zu erzeugen. Eine derartige Differenz in der Bremskraft wirkt als Drehmoment bzw. Rückführungsmoment auf das Fahrzeug. Das Drehmoment dient dazu, die Untersteuerung des Fahrzeugs auszuschalten, während das Rückführungsmoment dazu dient, die Übersteuerung des Fahr zeugs auszuschalten, wodurch das Wendeverhalten des Fahrzeugs stabilisiert wird.

Die Differenz der zwischen dem Paar ungesteuerter Räder zu errichtenden Bremskraft wird in Übereinstimmung mit dem Wendezustand, d. h. dem erforderlichen Giermoment des Fahrzeugs, bestimmt. Wenn der Fahrer jedoch weiter das Bremspedal tritt, nachdem die Differenz zwischen den an die gesteuerten Rädern anzulegenden Bremskräften bestimmt wurde, steigen die an alle Rädern des Fahrzeugs angelegten Bremskräfte, mit dem Ergebnis, daß eine gewünschte Differenz zwischen den an die gesteuerten Räder angelegten Bremskräften nicht errichtet werden kann. Im obigen Steuergerät wird daher, sobald das Bremspedal weiter getreten wird, während das Fahrzeug wendet, die Steuerung des Wendeverhaltens zu diesem Zeit ausgeschaltet.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Steuergerät und ein Steuerverfahren bereit zustellen, die es erlauben, daß sowohl die Steuerung des Wendeverhaltens eines Kraftfahrzeugs als auch die Steuerung der Bremskraft auf der Grundlage der Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer auf kompatible Art und Weise durchgeführt werden.

Ein Gerät zum Durchführen eines Steuerverfahrens gemäß dieser Erfindung umfaßt folgendes: Radbremsen, die für die jeweiligen Räder bereitgestellt werden, wobei jede Radbremse mit einem Bremsdruck versorgt wird und eine Bremskraft an ein entsprechendes Rad anlegt; eine mit den Radbremsen verbundene Einstellvorrichtung, wobei die Einstellvorrichtung in der Lage ist, unabhängig von der Bremsbetätigung durch den Fahrer die Bremskräfte zweier - rechte und linke Räder - unter den Rädern einzustellen; eine Erfassungsvorrichtung für das Fahrzeug, wobei die Erfassungsvorrichtung eine Mehrzahl von Sensoren umfaßt, die im Fahrzeug angeordnet sind, und auf der Grundlage der Ausgaben von den Sensoren einen Fahrzustand des Fahrzeugs erfaßt, sobald das Fahrzeug wendet; Detektoren, die mit Bremskreisen verbunden sind, um den Bremsdruck an die jeweiligen Radbremsen zuzuführen, und um die Flüssigkeitsdrücke in den Bremskreisen zu erfassen, die den jeweiligen tatsächlichen Bremsdruck in den Radbremsen anzeigen; und eine Steuervorrichtung, die mit der Erfassungsvorrichtung und den Detektoren verbunden ist. Die Steuervorrichtung empfängt Ausgaben der Erfassungsvorrichtung und der Detektoren und führt die folgenden Vorgänge durch:

Die Steuervorrichtung stellt eine Soll-Bremskraft-Differenz ein, die zwischen den linken und rechten Rädern erzeugt werden soll, wählt eines der rechten und linken Räder als ein gesteuertes Rad, bestimmt auf der Grundlage der Soll-Bremskraft- Differenz und des tatsächlichen Bremsdruckes eines nicht ausgewählten Rades der rechten und linken Räder einen Soll-Bremsdruck für das gesteuerte Rad, und steuert mittels der Einstellvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Soll-Bremsdruck den tatsächlichen Bremsdruck des gesteuerten Rades, wodurch zwischen den rechten und linken Rädern die Soll-Bremskraft- Differenz errichtet wird und ein Giermoment am Fahrzeug angelegt wird.

In Zusammenhang mit dem obigen Steuergerät wird, selbst wenn sich die Bremsbetätigung durch den Fahrer ändert, nachdem die Soll-Bremskraft-Differenz für das gesteuerte Rad bestimmt wurde, der tatsächliche Bremsdruck des gesteuerten Rades gesteuert, indem die tatsächliche Bremskraft des nicht ausgewählten Rades berücksichtigt wird. Folglich kann die Soll-Bremskraft-Differenz zwischen dem gesteuerten Rad und dem nicht ausgewählten Rad mit Genauigkeit erzeugt werden, wodurch ein gewünschtes Giermoment am Fahrzeug angelegt und solchermaßen das Wendeverhalten des Fahrzeugs stabilisiert wird.

Das Steuergerät führt vorzugsweise die Rückkopplungs- Regelung derart durchs daß der tatsächliche Bremsdruck des gesteuerten Rades gleich mit dem Soll-Bremsdruck wird.

Es wird weiterhin noch bevorzugt, daß das gesteuerte Rad und das nicht-ausgewählte Rad jeweils ein äußeres Vorderrad und ein inneres Hinterrad sind, wie in einer Wenderichtung des Fahrzeugs betrachtet.

Die Erfassungsvorrichtung kann - wie die zuvor erwähnten Sensoren - einen Gierwinkelsensor zum Erfassen eines Gierwinkels des Fahrzeugs, Rad-Geschwindigkeitssensoren zum Erfassen der Ge schwindigkeiten der Räder, einen Längsbeschleunigungssensor zum Erfassen einer Längsbeschleunigung des Fahrzeugs, einen Seiten beschleunigungssensor zum Erfassen einer Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs, und einen Winkelstellungssensor zum Erfassen eines Drehwinkels eines Fahrzeug-Lenkrads umfassen. In diesem Fall kann die Erfassungsvorrichtung des weiteren folgendes umfassen: einen Bewegungszustand-Berechnungs-Schaltkreis, um auf der Grundlage der von dem Gierwinkelsensor, den Raddrehzahlsen soren, dem Längsbeschleunigungssensor und dem Seitenbeschleuni gungssensor an das Fahrzeug gespeisten Ausgaben einen Bewegungs zustand desselben zu berechnen und um ein Berechnungsergebnis auszugeben; und einen Lenkbetrieb-Berechnungs-Schaltkreis, um auf der Grundlage einer darin zugespeisten Ausgabe des Winkel sensors einen Zustand des Lenkbetriebs des Fahrers zu erfassen, und um ein Berechnungsergebnis auszugeben. Diese Erfassungsvor richtung kann den Fahrzustand des Fahrzeugs genau erfassen.

Die Einstellvorrichtung kann automatische Bremskreise (nachstehend auch Automatik-Bremskreise) umfassen, die einen Druckluft enthaltenden Luftbehälter mit den Radbremsen verbinden, und kann darüber hinaus ein Zufuhrventil, ein Drucksteuerventil und einen Druckluft-betätigten hydraulischen Verstärker umfassen, die in jedem der Automatik-Bremskreise von einer Seite des Luftbehälters aus in Reihe angeordnet sind. Genauer erläutert, umfaßt das Zufuhrventil ein für gewöhnlich offenes, Magnet-betriebenes Ein-/Aus-Ventil und versorgt - wenn offen - den entsprechenden Automatik-Bremskreis mit Druckluft aus dem Luftbehälter. Das Drucksteuerventil stellt den Druck der vom entsprechenden Zufuhrventil zugeführten Druckluft ein und versorgt den entsprechenden Druckluft-betätigten hydraulischen Verstärker mit dem eingestellten Luftdruck. Der Druckluft betätigte hydraulische Verstärker wandelt den aus dem entsprechenden Drucksteuerventil zugeführten Luftdruck in Hydraulikdruck um, um dadurch in einer entsprechenden Radbremse der Radbremsen einen Bremsdruck zu erzeugen. Ein Bremssystem, das derartige Automatik-Bremskreise umfaßt, ist zur Verwendung in Zusammenhang mit Schwerfahrzeugen wie beispielsweise Lastwagen oder Bussen geeignet.

Vorzugsweise erfaßt jeder Detektor einen Luftdruck im entsprechenden Automatik-Bremskreis an einer Stelle, die gegenüber dem entsprechenden Druckluft-betätigten hydraulischen Verstärker stromaufwärtiger liegt.

Ein weiterer Anwendungsumfang der vorliegenden Erfindung wird in Zusammenhang mit der hiernach erläuterten ausführlichen Beschreibung ersichtlich. Es sollte jedoch klar sein, daß die ausführliche Beschreibung und das spezifische Beispiel, während sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bezeichnen, nur zum Zweck einer Veranschaulichung erfolgen, da verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Geists und der Tragweite der Erfindung den Fachleuten auf dem technischen Gebiet der Erfindung mit Hilfe dieser ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird Mithilfe der hier unten ausgeführten ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen, die lediglich zum Zweck einer Veranschaulichung erfolgen werden und solchermaßen die vorliegende Erfindung nicht einschränken, besser verständlich, und worin:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines Bremssystems für ein Kraftfahrzeug ist, das ein Steuergerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung einschließt;

Fig. 2 ein Diagramm ist, das spezifisch den Aufbau eines Drucksteuerventils im System zeigt;

Fig. 3 ein Blockdiagramm ist, das einen Ablauf zum Steuern des Wendeverhaltens eines Fahrzeugs zeigt;

Fig. 4 ein Diagramm ist, das im Detail einen Teil des in Fig. 3 gezeigten Ablaufs zeigt;

Fig. 5 ein Diagramm ist, das eine Impuls-Signalausgabe aus einem Befehlsblock in Fig. 4 zeigt;

Fig. 6 ein Diagramm ist, das eine Funktion des Steuergeräts veranschaulicht, die durchgeführt wird, wenn das Fahrzeug zum Übersteuern neigt;

Fig. 7 ein Diagramm ist, das eine Funktion des Steuergeräts veranschaulicht, die durchgeführt wird, wenn das Fahrzeug zum Untersteuern neigt;

Fig. 8 ein Diagramm ist, das eine Funktion des Steuergeräts veranschaulicht, die im Fall durchgeführt wird, wenn im in Fig. 6 gezeigten Zustand das Bremspedal weiter getreten wird; und

Fig. 9 ein Diagramm ist, das eine Funktion des Steuergeräts veranschaulicht, die im Fall durchgeführt wird, wenn im in Fig. 7 gezeigten Zustand das Bremspedal weiter getreten wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Mit Bezug auf Fig. 1 wird ein Bremssystem gezeigt, das an ein Schwer-Kraftfahrzeug 1 wie beispielsweise einen Lastwagen oder Bus angelegt wird. Das Fahrzeug 1 verfügt über Vorderräder WFL und WFR zum Lenken und doppelbereifte Hinterräder WRL und WRR als Antriebsräder. Jedes Rad ist mit einer Radbremse 2 bereitgestellt, die über eine Hydraulik-Rohrleitung 3 mit einem entsprechenden Druckluft-betätigten hydraulischen Verstärker 4 verbunden ist. Die Verstärker 4 übertragen daran angelegte Luftdrücke an die Bremsflüssigkeit in den jeweiligen Hydraulik- Rohrleitungen 3, d. h. in den jeweiligen Radbremsen 2. Die Verstärker 4 können auf diese Art und Weise aus jeweiligen Druckluftleitungen 8 mit Luftdrücke beaufschlagt werden.

Die Druckluftleitungen 8 sind mit jeweiligen doppelten Rückschlagventilen 12 verbunden. Genauer erläutert, verfügt jedes doppelte Rückschlagventil 12 über zwei Einlaßöffnungen und eine Auslaßöffnung, und jede Druckluftleitung 8 ist mit der Auslaßöffnung des entsprechenden doppelten Rückschlagventils 12 verbunden. Eine Verbindungsleitung 13 erstreckt sich von einer der Einlaßöffnungen eines jeden doppelten Rückschlagventils 12. Die zwei Verbindungsleitungen 13 für die Vorderräder WFL und WFR sind mit einem vorderen Relaisventil 14F verbunden, und die zwei Verbindungsleitungen 13 für die Hinterräder WRL und WRR sind mit einem hinteren Relaisventil 14R verbunden. Zufuhrleitungen 24 erstrecken sich aus den jeweiligen Relaisventilen 14F und 14R und sind jeweils mit entsprechenden Luftbehältern 6 verbunden.

Die mit den Vorderrädern verknüpften Verstärker 8 und die mit den Hinterrädern verknüpften Verstärker 8 sind nämlich mit den jeweiligen Luftbehältern 6 verbunden, so daß die zwei mit den Vorder- oder Hinterrädern verknüpften Verstärker aus demselben Luftbehälter 6 mit Luftdruck versorgt werden können. Jeder Luftbehälter 6 wird aus einem Kompressor, der durch den Motor des Fahrzeugs angetrieben wird, mit Druckluft versorgt.

Die Relaisventile 14 verfügen jeweils über eine Ein gangsöffnung, und Führungsleitungen 16 für die Vorder- und Hin terräder erstrecken sich aus den jeweiligen Eingangsöffnungen. Die Führungsleitungen 16 sind mit einem Zweikammern-Bremsventil 18 verbunden. Das Bremsventil 18 weist zwei Ventilkammern (nicht gezeigt) auf, die mit den jeweiligen Luftbehältern 6 verbunden sind.

Eine Verbindungsleitung 20 erstreckt sich aus der anderen Einlaßöffnung eines jeden doppelten Rückschlagventils 12. Die zwei Verbindungsleitungen 20 für die Vorderräder sind mit einem vorderen Zufuhrventil 22F verbunden, und die zwei Verbindungsleitungen 20 für die Hinterräder sind mit einem hinteren Zufuhrventil 22R verbunden. Die Zufuhrventile 22F und 22R sind mit den entsprechenden Zufuhrleitung 24 verbunden. Genauer erläutert, gabelt sich jede Zufuhrleitungen 24 an einem stromabwärts gelegenen Abschnitt davon, und das Relaisventil 14 und das Zufuhrventil 22 sind mit den jeweiligen Verzweigungen verbunden.

Auf diese Art und Weise wird das Bremssystem mit Betriebsbremskreisen und Automatik-Bremskreisen bereitgestellt, wobei die Betriebsbremskreise die Druckluftleitungen einschließen, die die Relaisventile 14 aufweisen, die Führungsdruckleitungen und die Hydraulikleitungen, während die Automatik-Bremskreise die Druckluftleitungen einschließen, die die Zufuhrventile 22 aufweisen, und die Hydraulikleitungen.

Die Betriebsbremskreise funktionieren wie folgt:
Wenn der Fahrer auf ein Bremspedal 26 tritt, wird das Bremsventil 18 in Betrieb gesetzt. Das Bremsventil 18 führt den aus dem Luftbehälter 6 dahin zugeführten Luftdruck durch die Führungsleitungen 16 als Signaldruck jeweils den Eingangsöffnun gen der Relaisventile 14F und 14R zu. Die Relaisventile 14 werden geöffnet, so daß ihre Öffnung dem Signaldruck, d. h. der Trittkraft bzw. dem Tritthub des Bremspedals 26, entspricht. Mit den solchermaßen geöffneten Relaisventilen 14 wird Luftdruck aus dem Luftbehälter 6 durch die Zufuhrleitungen 24, Verbindungslei tungen 13 und Druckluftleitungen 8 den Verstärkern 4 zugeführt. Die Verstärker 4 wandeln den Luftdruck in Hydraulikdruck um, der daraufhin der Bremsflüssigkeit in den jeweiligen Hydrauliklei tungen 3 zugeführt wird. Als Ergebnis baut sich innerhalb der Radbremsen 2 ein Bremsdruck auf, und die Bremskraft wird an die Räder WFL, WFR, WRL und WRR angelegt.

Wenn der Fahrer den Tritthub des Bremspedals 26 vergrößert oder vermindert, verändert sich der aus dem Bremsventil 18 den Relaisventilen 14F und 14R zugeführte Signaldruck als Reaktion auf eine Veränderung im Tritthub, wodurch die an die einzelnen Räder angelegte Bremskraft eingestellt wird. Wenn das Bremspedal 26 vom Treten gelöst wird, stoppt das Bremsventil 18 die Zufuhr des Signaldrucks, wodurch die Relaisventile 14 geschlossen werden. Wenn die Relaisventile 14 auf diese Weise geschlossen werden, wird Druckluft in den Druckluftleitungen, die sich von den Relaisventilen 14 zu den Verstärkern 4 erstrecken, aus den Relaisventilen 14 in die Atmosphäre ausgelassen, weshalb entsprechend der Bremsdruck der einzelnen Räder auf ein ungebremstes Niveau sinkt.

Die Automatik-Bremskreise arbeiten unabhängig vom Bremsbetrieb des Fahrers und können an jedes Rad eine Bremskraft anlegen. Genauer erläutert wird, sobald die Zufuhrventile 22F und 22R geöffnet werden, Luftdruck aus den Luftbehältern 6 den Verstärkern 4 zugeführt, mit dem Ergebnis, daß sich innerhalb der einzelnen Radbremsen 2 Bremsdruck aufbaut.

Die Zufuhrventile 22 sind elektrisch mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU = Electronic Control Unit) 28 verbunden und ihr Betrieb zum Öffnen/Schließen wird von der ECU 28 gesteuert. Jedes Zufuhrventil 22 verfügt über zwei eingebaute Magnet-betriebene Ventile (hiernach einfach als Magnetventile bezeichnet), von denen jedes ein mit drei Öffnungen versehenes, Zwei-Stellungs-Wegeventil umfaßt. Genauer erläutert, verfügt jedes Magnetventil über eine Einlaßöffnung, eine Auslaßöffnung und eine Austrittsöffnung. Im Zufuhrventil 22F für die Vorderräder sind die Einlaßöffnungen der zwei Magnetventile mit der damit verknüpften Zufuhrleitung 24 verbunden, während die Auslaßöffnungen derselben mit den jeweiligen damit verknüpften zwei Verbindungsleitungen 20 verbunden sind. Auch sind im Zufuhrventil 22R für die Hinterräder die Einlaß- und Auslaßöffnungen der zwei Magnetventile auf eine ähnliche Art und Weise verbunden. In Fig. 1 wird der elektrische Verbindung zwischen der ECU 28 und jedem Zufuhrventil 22 zur Vereinfachung der Darstellung durch eine einzige Linie veranschaulicht.

Wenn sich das Magnetventil in einer Ruhestellung befindet, wird die Verbindung zwischen seinem Einlaß- und Auslaßanschluß gesperrt, während die Auslaß- und Austrittsöffnung miteinander in Verbindung stehen. Andererseits wird, sobald das Magnetventil aus der Ruhestellung in eine Betriebsstellung verstellt wird, die Verbindung zwischen der Einlaß- und Auslaßöffnung errichtet, während die Verbindung zwischen der Auslaß- und Austrittsöffnung gesperrt wird. Als Ergebnis wird aus dem Luftbehälter 6 zugeführt er Luftdruck über das Zufuhrventil 22 zum Verstärker 4 zugeführt, so daß sich in der Radbremse 2 des damit verknüpften Rades ein Bremsdruck aufbaut.

Die ECU 28 kann die einzelnen Magnetventile der Zufuhrventile 22F und 22R unabhängig voneinander auf solche Weise betreiben, daß die Bremskraft nur eines der Vorder- oder Hinterräder angelegt wird. Die ECU 28 kann nämlich die Bremskraft an ein gewünschtes Rad anlegen.

Die Automatik-Bremskreise werden weiterhin mit Drucksteuer ventilen 10 bereitgestellt, von denen jedes in die entsprechende Druckluftleitung 8 eingefügt wird, die den Verstärker 4 und das damit verknüpfte doppelte Rückschlagventil 12 verbindet, wie in der Fig. 1 gezeigt wird. Wie die zuvor erwähnten Zufuhrventile 22 verfügt jedes Drucksteuerventil 10 über zwei darin eingebaute Magnetventile. Fig. 2 zeigt ausdrücklich die zwei Magnetventile 10a und 10b in jedem Drucksteuerventil 10, und die Magnetventile 10a und 10b in einer Reihenfolge derart angeordnet, daß sich ersteres dichter als letzteres am doppelten Rückschlagventil 12 befindet. Das Magnetventil 10a ist ein Magnet-betriebenes Ein- /Aus-Ventil, während das Magnetventil 10b ein mit drei Öffnungen versehenes, Zwei-Stellungs-Wegeventil ist. Genauer erläutert, verfügt das Magnetventil 10b über eine Einlaßöffnung, die mit einem stromaufwärts gelegenen Abschnitt der Druckluftleitung 8 verbunden ist, und Auslaß- und Austrittsöffnungen, die mit einem stromabwärts gelegenen Abschnitt der Druckluftleitung 8 verbunden werden können. Wenn sich die Magnetventile 10a und 10b beide in einer Ruhestellung befinden, wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Druckluftleitung 8 geöffnet. In diesem Fall kann dem Verstärker 4 durch die Druckluftleitung 8 Luftdruck zugeführt werden. Wenn das Magnetventil 10a von der Ruhestellung in eine Betriebsstellung verstellt wird, wird andererseits ein Abschnitt der Druckluftleitung 8 zwischen dem Magnetventil 10a und dem Verstärker 4 pneumatisch isoliert. In diesem Fall bleibt der Luftdruck im Verstärker 4 erhalten.

Wenn zusätzlich zum Magnetventil 10a das Magnetventil 10b aus der Ruhestellung in eine Betriebsstellung verstellt wird, steht ein Abschnitt der Druckluftleitung 8 zwischen dem Magnetventil 10b und dem Verstärker 4 über die Austrittsöffnung des Magnetventils 10b mit der Atmosphäre in Verbindung. Folglich wird die Luftdruck im Verstärker 4 in die Atmosphäre freigesetzt, und der Bremsdruck innerhalb der Radbremse 2 fällt. In Fig. 1 wird die elektrische Verbindung zwischen der ECU 28 und einem jeden Drucksteuerventil 10 zur Vereinfachung der Darstellung ebenfalls durch eine einzige Linie veranschaulicht.

In Zusammenhang mit den oben beschriebenen Automatik- Bremskreisen werden die Zufuhrventile 22 einem Schaltbetrieb unterzogen, um die jeweiligen Verstärker 4 mit Luftdruck zu versorgen, wodurch in den Radbremsen 2 ein Bremsdruck aufgebaut wird, und der auf diese Weise aufgebaute Bremsdruck wird durch den Schaltbetrieb der einzelnen Drucksteuerventile 10 gesteuert. Solchermaßen sind die Automatik-Bremskreise in der Lage, den Bremsdruck in einzelnen Radbremsen 2 unabhängig von der Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer zu steuern.

Die ECU 28 steuert die Schaltbetriebe der Zufuhrventile 22 und der Drucksteuerventile 10 der Automatik-Bremskreise in Übereinstimmung mit einem Fahrzustand des Fahrzeugs 1, d. h. dem Bewegungszustand bzw. dem Lenkzustand des Fahrzeugs. Zu diesem Zweck verfügt die ECU 28 über einen darin eingebauten Speicher- Schaltkreis, Signalverarbeitungs-Schaltkreis, Arithmetik-Schalt kreis, Bestimmungs-Schaltkreis, Steuer-Schaltkreis, Befehls- Schaltkreis usw., die mit verschiedenen Sensoren elektrisch verbunden sind. Sensoren zum Erfassen des Bewegungszustands des Fahrzeugs umfassen Raddrehzahlsensoren 30 zum Erfassen der Drehzahl der jeweiligen Räder, einen Längsbeschleunigungssensor 32 zum Erfassen der Längsbeschleunigung, die auf die Fahrzeug karosserie in einer Längsrichtung davon einwirkt, einen Seiten beschleunigungssensor 34 zum Erfassen der Seitenbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie, einen Gierwinkelsensor 26 zum Erfassen der Gierwinkels der Fahrzeugkarosserie, usw. Sensoren zum Erfassen des Zustands des Fahrbetriebs des Fahrzeugs umfassen einen Hubsensor 38 zum Erfassen des Tritthubs des Bremspedals 26, d. h. des Pedalhubs, einen Winkelstellungssensor 42 zum Erfassen des Drehwinkels eines Lenkrads 40, usw.

Zur ECU 28 sind darüber hinaus Luftdrucksensoren 44 und ein elektronisches Regler-Steuergerät 48 elektrisch angeschlossen. Die Luftdrucksensoren 44 werden für die jeweiligen Druckluftlei tungen 8 bereitgestellt, erfassen den den jeweiligen Verstärkern 4 zugeführten Luftdruck und führen der ECU 28 Erfassungssignale zu. Das elektronische Regler-Steuergerät 48 gibt direkt ein Befehlssignal an einen mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe verknüpften elektronischen Regler 46 aus, um die Menge des Kraftstoffs zu steuern, die von der Kraftstoffeinspritzpumpe abgegeben wird - d. h. die Kraftstoffeinspritzmenge.

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das die durch die ECU 28 durchgeführten Funktionen im Verhältnis zur Betriebssteuerung der Automatik-Bremskreise zeigt. Die Erfassungssignale aus den zuvor erwähnten unterschiedlichen Sensoren (Block 50) werden einem Filterungsvorgang unterzogen (Block 52) und dann den Berechnungsblöcken 54, 56, 58 und 60 zugeführt. Ausgaben der Berechnungsblöcke 56, 58 und 60 werden einem Steuerblock 64 zu geführt, der daraufhin die Soll-Stellgrößen für das automatische Bremsen bestimmt und dieselben einem Befehlsblock 68 zuführt. Der Befehlsblock 68 erzeugt auf der Grundlage der dahin zugeführten Soll-Stellgrößen endgültige Befehlssignale, und führt die Befehlssignale den gesteuerten Systemen 70 zu. Die gesteuerten Systeme 70 umfassen die oben erwähnten Zufuhrventile 22 und die Drucksteuerventile 10 ein. Die Ergebnisse der Betriebe der Zufuhrventile 22 und der Drucksteuerventile 10 spiegeln sich im Luftdruck wider, der den entsprechenden Verstärkern 4 zugeführt wird, d. h. im Bremsluftdruck. Der Bremsluftdruck für die jeweiligen Räder wird von den Sensoren 44 erfaßt, deren Erfassungssignale zum Filterungsvorgang-Block 52 zurückgekoppelt werden. Dieses Rückkopplungs-Regelsystem hat einen Steuerzyklus von beispielsweise 8 ms.

Die Giermomentsteuerung für das Fahrzeug wird jetzt unten kurz erklärt.

Ein grundlegendes Konzept der Giermomentsteuerung ist es, zwischen den rechten und linken Rädern eine unterschiedliche Bremskraft anzulegen, wenn das Fahrzeug wendet. Genauer erläutert, wird zwischen zwei diagonal befindlichen Rädern des Fahrzeugs (dem linken Vorderrad WFL und dem rechten Hinterrad WRR während einer Rechtswendung, und dem rechten Vorderrad WFR und dem linken Hinterrad WRL während einer Linkswendung) eine unterschiedliche Bremskraft erzeugt. Eine solche Bremskraft- Differenz wirkt als Drehmoment auf das Fahrzeug, das das Wenden des Fahrzeugs unterstützt, oder als Rückführungsmoment, das der Fahrzeugwendung entgegenwirkt. Folglich wird ein tatsächliches Giermoment des Fahrzeugs auf ein Soll-Giermoment gebracht, so daß das Wendeverhalten des Fahrzeugs stabilisiert wird.

Die von der Giermomentsteuerung zu steuernden Räder sind nicht auf die oben diagonal befindlichen Räder beschränkt, und sie können die rechten und linken Vorderräder oder die rechten und linken Hinterräder sein.

Das Blockdiagramm der Fig. 3 wird nun ausführlicher beschrieben.

Der Berechnungsblock 56 berechnet den Bewegungszustand des Fahrzeugs auf der Grundlage einer Sensoren-Information wie beispielsweise der Raddrehzahl VW der jeweiligen Räder, der Längsbeschleunigung GX, der Seitenbeschleunigung GY und des Gierwinkels γ des Fahrzeugs, etc. Der Bewegungszustand des Fahrzeugs umfaßt eine Fahrzeugkarosserie-Geschwindigkeit V, die Rutschverhältnisse S der jeweiligen Räder, eine Rutschwinkelge schwindigkeit dß des Schwerpunktes, etc.

Der Berechnungsblock 54 berechnet - auf der Grundlage eines durch den Winkelstellungssensor 42 erfaßten Winkels Th des Betriebs des Lenkrads 40 - eine Betriebs-Winkelgeschwindigkeit VTh und einen Lenkwinkel 6 der Vorderräder.

Auf der Grundlage der Fahrzeugkarosserie-Geschwindigkeit V und des Lenkwinkels δ berechnet der Berechnungsblock 58 eines Soll-Gierwinkels γt des Fahrzeugs. Genauer erläutert, wird der Soll-Gierwinkel γt auf der Grundlage eines linearen Zweiradmo dells gemäß der folgenden Gleichung (1) berechnet:

γt = (V/(1 + A × V²) × (δ/L)) (1)

worin A einen Stabilitätsfaktor und L einen Achsenabstand (m) darstellt.

Auf der Grundlage einer Abweichung eines tatsächlichen Gierwinkels γ von dem Soll-Gierwinkel γt berechnet der Berech nungsblock 60 ein am Fahrzeug 1 anzulegendes erforderliches Giermoment Md. Das vom Berechnungsblock 60 ausgegebene erforderliche Giermoment Md nimmt abhängig davon, ob die Gierwinkelabweichung positiv oder negativ ist, einen positiven oder negativen Wert an. Wenn das erforderliche Giermoment Md einen positiven Wert annimmt, bedeutet das, daß das Fahrzeug zum Untersteuern neigt, und wenn das erforderliche Giermoment Ma einen negativen Wert annimmt, bedeutet es dann, daß das Fahrzeug zum Übersteuern neigt.

Weiterhin vergleicht der Berechnungsblock 60 die Gierwin kelabweichung mit einem positiven oder negativen Schwellenwert und gibt das Ergebnis des Vergleichs aus. Diese Schwellenwerte dienen als Bedingung zum Starten der Giermomentsteuerung.

Die Funktion des Steuerblocks 64 wird unten ausführlich beschrieben.

Vor der Ausführung der Giermomentsteuerung durch die Verwendung der Automatik-Bremskreise wählt der Steuerblock 64 als erstes die zu steuernden Räder aus. Genauer erläutert, werden das äußere Vorderrad und das innere Hinterrad, wie in der Wenderichtung des Fahrzeugs betrachtet, als zu steuernde Räder ausgewählt.

Danach bestimmt der Steuerblock 64 - auf der Grundlage der Wenderichtung und Untersteuerung (US) bzw. Übersteuerung (oversteer - OS) des Fahrzeugs - einen Bremsdruck-Steuermodus für jedes der Räder. Die Wenderichtung des Fahrzeugs kann auf der Grundlage der Drehrichtung des Lenkrads 40 erfaßt werden, oder indem eine Bestimmung darüber gemacht wird, ob der erfaßte Gierwinkel einen positiven Wert annimmt oder nicht.

TABELLE 1 unten zeigt die Steuermodi für die jeweiligen Räder.

TABELLE 1

In Tabelle 1 bezeichnet "Plus" einen Steuermodus, in dem der Bremsdruck (Steuer-Luftdruck) des Rades angehoben wird, "Minus" bezeichnet einen Steuermodus, in dem der Bremsdruck des Rades vermindert wird, und "-" bezeichnet einen Modus, in dem der Bremsdruck des Rades nicht gesteuert wird. Räder des ungesteuerten Modus sind jene Räder, die während der Giermomentsteuerung nicht gesteuert werden.

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, wird während der Giermoment steuerung der Bremsdruck von einem der gesteuerten Räder angehoben, während der Bremsdruck des anderen der gesteuerten Räder vermindert wird. Folglich entsteht zwischen den gesteuerten Rädern eine Differenz im Bremsdruck, d. h. der Bremskraft, wodurch das Fahrzeug mit einem Drehmoment bzw. Rückführungsmoment beaufschlagt wird. Das Dreh- oder Rückführungsmoment stellt das zuvor erwähnte erforderliche Giermoment Md des Fahrzeugs dar, und der Bremsdruck der gesteuerten Räder wird in Übereinstimmung mit dem erforderlichen Giermoment gesteuert.

Genauer erläutert, berechnet der Steuerblock 64 zunächst in Übereinstimmung mit dem erforderlichen Giermoment Md eine Differenz zwischen den Soll-Bremskräften, die an die zu steuernden Räder angelegt werden müssen.

Vorausgesetzt, daß eine Größe der Veränderung in der Bremskraft eines jeden der zu steuernden diagonal angebrachten Räder dF ist, und daß ein Giermoment des Fahrzeugs, auf das durch die Veränderung dF eingewirkt wird, M ist, wird, sobald das Fahrzeug mit dem durch das vom Fahrer getretene Bremspedal 26 eine Wendung macht, das Verhältnis zwischen der Veränderung dF in der Bremskraft und dem Giermoment M durch die Gleichung (2) unten angegeben. In der Gleichung (2) gilt die Veränderung in der Seitenkraft des Reifens nicht berücksichtigt.

2 × (dF × T/2) = M (2)

worin T eine Spurweite (m) darstellt.

Das Giermoment M entspricht der Hälfte des erforderlichen Giermoments Md. Dementsprechend kann die Größe der Veränderung dF in der Bremskraft eines zu steuernden Rades gemäß der Gleichung (2) berechnet werden, und zwar unter Verwendung des erforderlichen Giermoments Md. Die Differenz zwischen den Soll- Bremskräften ist doppelt so groß wie die Veränderung dF.

Die Größe der Veränderung dF in der Bremskraft kann als die Größe der Veränderung im Bremsdruck innerhalb der Radbremse 2 angesehen werden, d. h. als Stellgröße. Wie oben erwähnt, wird der Bremsdruck der Radbremse 2 durch den dem Verstärker 4 zugeführten Bremsluftdruck bestimmt. Daher kann die Veränderung dF der Bremskraft über die Steuerung des Bremsluftdrucks erlangt werden.

Gleichung (2) kann, wie durch die folgenden Gleichungen gezeigt, neu geschrieben werden, worin die Größe der Veränderung dF in der Bremskraft eines zu steuernden Rades jeweils separat als Stellgröße dPf und dPr für den Bremsluftdruck der Vorder- und Hinterräder ausgedrückt wird:

dPf × Bf × Tf/2 = Md/2 (3.1)

dPr × Br × Tr/2 = Md/2 (3.2)

worin Bf und Br (kgf/kgf/cm²) jeweils Bremsfaktoren der Vorder- und Hinterräder darstellen und Tf und Tr (m) jeweils die Spurweite der Vorder- und Hinterräder darstellen.

Im Fall eine Schwerlast-Kraftfahrzeugs wie beispielsweise einem Lastwagen oder Bus unterscheiden sich der Bremsfaktor und die Spurweite zwischen den Vorder- und Hinterrädern in großem Maße. Beim Steuern des Bremsluftdrucks muß daher in Betracht gezogen werden, ob das zu steuernde Rad ein Vorder- oder eine Hinterrad ist. Der Bremsfaktor Bf bzw. Br wird auf der Grundlage einer Größe der Veränderung in der Bremskraft bestimmt, die tatsächlich im Vorder- bzw. Hinterrad erzeugt wird, wie pro Einheitsveränderung des Bremsluftdrucks gemessen wird.

Auf der Grundlage der obigen Gleichungen (3.1) und (3.2) können die Stellgrößen dP für den Bremsluftdruck gemäß der Gleichungen unten berechnet werden.

dPf = Md/(Bf × Tf) (4.1)

dPr = Md/(Br × Tr) (4.2)

In Übereinstimmung mit den an die Räder angelegten Steuermodi nimmt eine der Stellgrößen DPf und dPr für den Bremsluftdruck einen positiven Wert an, während die andere einen negativen Wert annimmt.

Die im Steuerblock 64 berechneten Stellgrößen dPf und dPr für den Bremsluftdruck werden dem Befehlsblock 68 zugeführt. Im Befehlsblock 68 werden die Stellgrößen dPf und dPr in Befehlssignale (Schaltsignale) für die Zufuhrventile 22 und die Drucksteuerventile 10 umgewandelt, und die Befehlssignale werden aus dem Befehlsblock 68 an entsprechende der Zufuhrventile 22 und der Drucksteuerventile 10 ausgegeben.

Fig. 4 zeigt Einzelheiten des Befehlsblocks 68. Der Befehlsblock 68 erzeugt Befehlssignale für die einzelnen der zu steuernden Räder. Wenn eines der zu steuernden Räder das linke Vorderrad WFL ist, werden Befehlssignale für das Zufuhrventil 22 und für das Drucksteuerventil 10, die mit dem linken Vorderrad WFL verknüpft sind, wie unten erklärt, erzeugt.

Angenommen, daß das Fahrzeug 1 nach rechts wendet, während es gebremst wird, wird der Bremsluftdruck für das rechte Vorderrad WFR durch den Tritthub des Bremspedals 26 durch den Fahrer bestimmt, d. h. durch die Öffnung des in Übereinstimmung mit dem Signaldruck aus dem Bremsventil 18 betriebenen Relaisventils 14f. In diesem Fall entspricht ein tatsächlicher Bremsluftdruck Pof des rechten Vorderrads WFR dem vom Relaisventil 14f ausgegebenen Luftdruck. Wie in Fig. 4 gezeigt, wird der tatsächliche Bremsluftdruck Pof des rechten Vorderrads WFR, der durch den Sensor 44 erfaßt wird, dem Steuersystem zum Steuern des Bremsluftdrucks des linken Vorderrads WFL zugeführt.

Das Steuersystem für das linke Vorderrad WFL verfügt über einen Additionsabschnitt 72. Der Additionsabschnitt addiert den tatsächlichen Bremsluftdruck Pof und die Stellgröße dPf für den Bremsluftdruck des linken Vorderrads WFL, die vom Steuerblock 64 ausgegeben wird, und versorgt einen Subtraktionsabschnitt 74 mit einem Soll-Bremsluftdruck Ptf für das linke Vorderrad WFL. In diesem Fall ist, wenn die Stellgröße dPf für den Bremsluftdruck positiv ist, der zugeführte Soll-Bremsluftdruck Ptf größer als der tatsächliche Bremsluftdruck Pof, und der Soll-Bremsluftdruck Ptf ist kleiner als der tatsächliche Bremsluftdruck Pof, wenn die Stellgröße dPf für den Bremsluftdruck negativ ist.

Der Subtraktionsabschnitt 74 berechnet eine Abweichung Per eines tatsächlichen Bremsluftdrucks P des linken Vorderrads WFL vom Soll-Bremsluftdruck Ptf. Der tatsächliche Bremsluftdruck P des linken Vorderrads WFL wird auch durch den Sensor 44 erfaßt. Das Erfassungssignal aus dem Sensor 44 wurde bereits im zuvor erwähnten Filterungsblock 52 einer Filterung an einem Tiefpaß filter 76 unterzogen.

Die vom Subtraktionsabschnitt 74 ausgegebene Abweichung Per passiert durch einen Filter 78 und wird daraufhin einem Arithmetikabschnitt 80 zugeführt. Der Filter 78 verfügt über einen Totbereich und beseitigt das im Erfassungssignal des Sensors 44 enthaltene Rauschen bzw. eine leichte Schwankungs- Komponente im tatsächlichen Bremsluftdruck P. Der Totbereich des Filters 78 wird durch Schwellenwerte von beispielsweise ± 0,1 kgf/cm² bestimmt.

Wenn die Abweichung Per größer als ein vorbestimmter Wert ist, gibt der Arithmetikabschnitt 80 ein Signal aus, um das Magnetventil des Zufuhrventils 22f zu schalten, das mit dem linken Vorderrad WFL verknüpft ist. Entsprechend wird die Verbindungsleitung 20, die zum mit dem linken Vorderrad WFL verknüpften Verstärker 4 führt, geöffnet, und dem Verstärker 4 wird durch die Verbindungsleitung 20 und die Druckluftleitung 8 Luftdruck aus dem Luftbehälter 6 zugeführt.

Der Arithmetikabschnitt 80 weist ein mit zwei Variablen versehenes Kennfeld auf, das, indem es die Abweichung Per und den tatsächlichen Bremsluftdruck P als Variablen verwendet, die Betriebsmodi und ihre Durchführungs-Zeitspannen für das Druck steuerventil 10 bestimmt. Das mit zwei Variablen versehene Kennfeld wird zuvor im Speicher-Schaltkreis (nicht gezeigt) der ECU 28 gespeichert.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich sein wird, schließen die Betriebsmodi des Drucksteuerventils 10 einen Luftdruck-Zufuhrmodus, einen Luftdruck-Austrittsmodus und einen Luftdruck-Haltemodus ein. Die Durchführungszeit des Betriebsmo dus bezeichnet eine Zeitspanne, über die der Magnet eines jeden Magnetventils im Drucksteuerventil 10 erregt wird.

Jedes Magnetventil im Drucksteuerventil 10 kann in Intervallen von 1 ms aktiviert werden, und das Drucksteuerventil 10 weist einen Steuerzyklus von beispielsweise 20 ms auf. Entsprechend gibt der Arithmetikabschnitt 80 ein Steuersignal Sp, das, wie in Fig. 5 zu sehen ist, ein Rechteckimpuls ist, an das Magnetventil des Drucksteuerventils 10 aus.

Die Magnetventile des Zufuhrventils 22 und des Drucksteuer ventils 10, die mit dem linken Vorderrad WFL verknüpft sind, werden in Übereinstimmung mit den Ausgaben aus dem Arithmetikab schnitt 80 geschaltet. Als ein Ergebnis wird dem mit dem linken Vorderrad WFL verknüpften Verstärker 4 ein gewünschter Bremsluftdruck zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird der dem Verstärker 4 zugeführte Bremsluftdruck vom Sensor 44 erfaßt. Das Erfassungssignal aus dem Sensor 44, d. h. der tatsächliche Bremsluftdruck P des linken Vorderrads WFL, wird dem Subtraktionsabschnitt 74 und dem Arithmetikabschnitt 80 über den Tiefpaßfilter 76 zugeführt.

Auf diese Weise bestimmt das Bremsluftdruck-Rückkopplungs system den Soll-Bremsluftdruck Ptf für das zu steuernde linke Vorderrad WFL, während es auf den tatsächlichen Bremsluftdruck des rechten Vorderrads WFR Bezug nimmt, das ein ungesteuertes Rad ist.

Der Befehlsblock 68 steuert auf dieselbe Art und Weise den Steuerluftdruck für ein zu steuerndes Hinterrad.

TABELLE 2 unten zeigt, wie die Magnetventile 10a und 10b in den jeweiligen Betriebsmodi des Drucksteuerventils 10 geschaltet werden.

TABELLE 2

In der TABELLE 2 stellen "aus" und "ein" jeweils die Ruhestellung und die Betriebsstellung des Magnetventils dar.

Die Magnetventile 10a und 10b eines jeden Drucksteuerven tils 10 werden in Übereinstimmung mit dem Betriebsmodus des Drucksteuerventils 10 geschaltet. Genauer erläutert, werden, wenn der ausgeführte Steuermodus der Zufuhrmodus ist, die Magnetventile 10a und 10b des Drucksteuerventils 10 vom Zeit punkt des Startens des zuvor erwähnten Steuerzyklus (20 ms) an für eine vom Arithmetikabschnitt 80 berechnete Zufuhrzeitspanne in ihrer Ruhestellung (aus) gehalten. Der Betriebsmodus des Drucksteuerventils 10 wird danach für die verbleibende Zeit des Steuerzyklus auf den Haltemodus geschaltet. In diesem Fall wird allein das Magnetventil 10a von der Ruhestellung in die Be triebsstellung geschaltet. Im Zufuhrmodus des Drucksteuerventils 10 wird über das Zufuhrventil 22 und das Drucksteuerventil 10 ein Luftdruck aus dem Luftbehälter 6 zum entsprechenden Verstärker 4 geführt, so daß der Bremsluftdruck im Verstärker 4 ansteigt.

Wenn der ausgeführte Betriebsmodus der Austrittsmodus ist, werden die Magnetventile 10a und 10b des Drucksteuerventils 10 vom Zeitpunkt des Startens des Steuerzyklus an für eine vom Arithmetikabschnitt 80 berechnete Austrittszeitspanne in ihre Betriebsstellung (ein) geschaltet. Der Betriebsmodus des Druck steuerventils 10 wird daraufhin für die verbleibende Zeit des Steuerzyklus auf den Haltemodus geschaltet. Im Austrittsmodus des Drucksteuerventils 10 wird der Bremsluftdruck im Verstärker 4 abgelassen und er fällt solchermaßen.

Die Fig. 6 bis 9 veranschaulichen alle das Wendeverhal ten des Fahrzeugs 1 als Ergebnis der Zunahme und Abnahme des Bremsluftdrucks, d. h. der Bremskräfte der gesteuerten Räder während der Giermomentsteuerung. Im in Fig. 6 gezeigten Fall neigt das Fahrzeug zum Übersteuern. In Fig. 6 wird nämlich eine tatsächliche Gierrichtung des Fahrzeugs 1, die durch den gestrichelten Pfeil angezeigt wird, von einer Soll-Gierrichtung des Fahrzeugs, die von dem durchgezogenen Pfeil angezeigt wird, nach innen abgelenkt. Wenn das Fahrzeug in einer Rechtswendung übersteuert, werden das linke Vorderrad WFL und das rechte Hinterrad WRR als die zu steuernden Räder ausgewählt, und der Bremsluftdruck dieser Räder wird gesteuert.

In diesem Fall wird - in Übereinstimmung mit der Giermomentsteuerung - der Steuerluftdruck für das linke Vorderrad WFL durch die Stellgröße dF angehoben, so daß er dem Soll-Bremsluftdruck gleich werden kann, während der Steuerluft druck für das rechte Hinterrad WRR durch die Stellgröße dF vermindert wird, so daß er dem Soll-Bremsluftdruck gleich werden kann. Folglich wird die Bremskraft FFL des linken Vorderrads WFL größer als die Bremskraft FFR des rechten Vorderrads WFR, und ähnlich wird die Bremskraft FRR des rechten Hinterrads WRR kleiner als die Bremskraft FRL des linken Hinterrads WRL. Die Differenz in der Bremskraft zwischen den rechten und linken Rädern wirkt auf das Fahrzeug 1 als Rückführungsmoment, das dem erforderlichen Giermoment Md zum Ausschalten des Übersteuerns des Fahrzeugs 1 entspricht, mit dem Ergebnis, daß das Wendeverhalten des Fahrzeugs stabilisiert wird.

Die Bremskräfte der anderen nicht gesteuerten Räder, d. h. des rechten Vorderrads WFR und linken Hinterrads WRL, werden durch den Tritthub des Bremspedals durch den Fahrer bestimmt.

Im in Fig. 7 gezeigten Fall neigt das Fahrzeug zum Untersteuern. Der Beginn der Giermomentsteuerung in diesem Fall macht die Bremskraft FFL des linken Vorderrads WFL kleiner als die Bremskraft FFR des rechten Vorderrads WFR, und macht die Bremskraft FRR des rechten Hinterrads WRR größer als die Bremskraft FRL des linken Hinterrads WRL. Als Ergebnis wirkt auf das Fahrzeug 1 ein Drehmoment, das die Untersteuerung des Fahrzeugs ausschaltet, wodurch das Wendeverhalten des Fahrzeugs 1 stabilisiert wird.

Die Fig. 8 und 9 stellen Fälle dar, in denen das Bremspedal 26 vom Fahrer weiter getreten wird, während das Fahrzeug 1 mit angelegter Bremse wendet.

Genauer erläutert, zeigt Fig. 8 den Fall, in dem im in Fig. 6 gezeigten Zustand das Bremspedal 26 weiter getreten wird. In diesem Fall steigen die Bremskräfte des rechten Vorderrads WFR und linken Hinterrads WRL, die die ungesteuerten Räder sind, wenn der Tritthub des Bremspedals 26 zunimmt. Der Bremsluftdruck für das linke Vorderrad WFL, das ein zu steuerndes Rad ist, wird derart gesteuert, daß er dem Soll-Bremsluftdruck gleich werden kann, der wie oben erwähnt auf der Grundlage des tatsächlichen Bremsluftdrucks Pof des rechten Vorderrads WFR bestimmt wird, und ähnlich wird auch der Bremsluftdruck für das rechte Hinterrad WRR, das das andere zu steuernde Rad ist, derart gesteuert, daß er dem Soll-Bremsluftdruck gleich werden kann, der auf der Grundlage des tatsächlichen Bremsluftdrucks Pof des linken Hinterrads WRL bestimmt wird. Folglich wird die Differenz in der Bremskraft zwischen dem linken Vorderrad WFL und dem rechten Hinterrad WRR der Soll-Bremskraft-Differenz gleich (die 2 × dF entspricht), die durch die Giermomentsteuerung bestimmt wird, mit dem Ergebnis, daß das Wendeverhalten des Fahrzeugs 1 auf eine ähnliche Weise bestimmt wird.

Genauer erläutert, gibt der Additionsabschnitt 72 (s. Fig. 4) im zuvor erwähnten Befehlsblock 68 das Additionsergebnis der Stellgrößen (dPf, dPr) für den Bremsluftdruck des gesteuerten Rades und den tatsächlichen Bremsdrucks (Pof, Por) des ungesteuerten Rades aus, so daß sich die Veränderung im tatsächlichen Bremsdruck des ungesteuerten Rades in der Stellgrößen für den Bremsluftdruck widerspiegelt wird.

Fig. 9 veranschaulicht den Fall, in dem im in Fig. 7 gezeigten Zustand das Bremspedal 26 weiter getreten wird. In diesem Fall werden die Bremskräfte des linken Vorderrads WFL und rechten Hinterrads WRR, die die zu steuernden Räder sind, auf der Grundlage des jeweiligen Soll-Bremsluftdrucks, d. h. den Soll-Bremskräften, gesteuert, die der Veränderung in der Bremskraft des rechten Vorderrads WFR und linken Hinterrads WRL folgen. Als Ergebnis wird auch in diesem Fall die Differenz in der Bremskraft zwischen dem linken Vorderrad WFL und dem rechten Hinterrad WRR der Soll-Bremskraft-Differenz gleich, die durch die Giermomentsteuerung bestimmt wird, wodurch das Wendeverhal ten des Fahrzeugs 1 auf eine ähnliche Art und Weise stabilisiert werden kann.

Selbst im Fall, wo der Tritthub des Bremspedals 26 verringert wird, wird die Differenz in der Bremskraft zwischen den gesteuerten Rädern gesteuert, so daß sie der durch die Giermomentsteuerung bestimmte Soll-Bremskraft-Differenz gleich werden kann.

Gemäß der oben beschriebenen Giermomentsteuerung zum Stabilisieren des Wendeverhaltens des Fahrzeugs, werden, selbst wenn sich der Tritthub des Bremspedals 26 während der Giermomentsteuerung verändert, die Soll-Bremsluftdrücke für die gesteuerten Räder unter Bezugnahme auf die jeweiligen tatsächlichen Bremsluftdrücke der ungesteuerten Räder bestimmt. Folglich wird die Soll-Bremskraft-Differenz zwischen den rechten und linken Rädern richtig bestimmt, wodurch ein geeignetes erforderliches Giermoment auf das Fahrzeug einwirken kann, und der Trittbetrieb des Bremspedals 26 durch den Fahrer wird im Bremsen des Fahrzeugs reflektiert.

Wenn die diagonal angebrachten Räder des Fahrzeugs als zu steuernde Räder ausgewählt werden, erlaubt die Steuerung dieser Räder, daß durch das Drehmoment bzw. Rückführungsmoment auf das Fahrzeug effektiv eingewirkt wird, selbst wenn die Veränderung in der Bremskraft der gesteuerten Räder gering ist.

Da der Bremsluftdruck für jedes Rad vom Sensor 44 überwacht wird, können die Bremskräfte, d. h. der Bremsluftdruck, der gesteuerten Räder durch die Giermomentsteuerung zuverlässig gesteuert werden, womit auf diese Weise die Zuverlässigkeit der Giermomentsteuerung verbessert wird. Darüber hinaus werden die Bremsluftdrücke von den Drucksteuerventilen 10 gesteuert, die unmittelbar stromaufwärts von den jeweiligen Verstärkern angeordnet sind, und entsprechend kann die Verzögerung in der Reaktion der Verstärker 4 minimiert werden. Folglich ist das Gerät dieser Erfindung für ein Bremssystem für ein Schwerlast- Kraftfahrzeug wie beispielsweise einen Lastwagen oder einen Bus geeignet, das zum Bremsen Luftdruck verwendet.

Diese Erfindung ist nicht nur auf die vorangegangene Ausführungsform beschränkt. Zum Beispiel können anstelle der Sensoren 44 Sensoren zum Erfassen des Bremsdrucks in den jeweiligen Hydraulikleitungen 3 verwendet werden. In diesem Fall kann das Druck-Rückkopplungssystem des Befehlsblock 68 eine proportionale Verstärkung zum Umwandeln des Hydraulikdrucks in Luftdruck verwenden.

Des weiteren können zusätzlich zu den Sensoren 44 Drucksensoren zum Erfassen des von den Relaisventilen 14 ausgegebenen Luftdrucks oder des vom Bremsventil 18 ausgegebenen Signaldrucks verwendet werden. Derartige Drucksensoren erfassen den Bremsluftdruck der ungesteuerten Räder. Wenn der vom Bremsventil 18 ausgegebene Signaldruck durch Drucksensoren erfaßt wird, müssen die Erfassungssignale der Drucksensoren mit Hilfe einer proportionalen Verstärkung korrigiert werden, um Signale zu erhalten, die dem von den Relaisventilen 14 ausgegebenen Luftdruck entsprechen.

Auch ist das zu verwendende Bremssystem nicht auf das zuvor erwähnte druckluftbetätigte Hydraulikbremssystem beschränkt und kann vollständig ein Luftbremssystem sein.

In Fällen, in denen die rechten und linken Vorderräder bzw. die rechten und linken Hinterräder als zu steuernde Räder ausgewählt werden, wird die Stellgröße dP für den Bremsluftdruck zum Erzeugen des erforderlichen Giermoments gemäß der Gleichung unten berechnet.

dP = 2 × Md/(B × T)

Das Gerät gemäß dieser Erfindung ist gleichsam auf ein Fahrzeug anwendbar, dessen Hinterräder doppelachsig sind.

Claims

1. Ein Gerät zum Steuern der Bremskräfte der Räder eines Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug wendet, um das Wendeverhalten des Fahrzeugs zu stabilisieren, wobei das Gerät folgendes umfaßt:
Radbremsen (2), die für die jeweiligen Räder bereitgestellt werden, wobei jede der Radbremsen (2) mit einem Bremsdruck versorgt wird und an eines der entsprechenden Räder eine Bremskraft anlegt;
eine mit den Radbremsen (2) verbundene Einstellvorrichtung (10, 22), wobei die Einstellvorrichtung (10, 22) in der Lage ist, unabhängig vom Bremsbetrieb durch den Fahrer den Bremsdruck zweier - rechte und linke Räder - unter den Rädern einzustellen;
eine Erfassungsvorrichtung (28, 50) für das Fahrzeug, wobei die Erfassungsvorrichtung (28, 50) eine Mehrzahl von Sensoren (50) umfaßt, die im Fahrzeug angeordnet sind und auf der Grundlage von Ausgaben aus den Sensoren einen Fahrzustand des Fahrzeug erfaßt, sobald das Fahrzeug wendet;
Detektoren (44), die mit Bremskreisen verbunden sind, um den Bremsdruck an die jeweiligen Radbremsen (2) zuzuführen, und um die Flüssigkeitsdrücke in den Bremskreisen zu erfassen, die den jeweiligen tatsächlichen Bremsdruck in den Radbremsen (2) anzeigen; und
eine Steuervorrichtung (28), die mit der Erfassungsvorrich tung (28) und den Detektoren (50) verbunden ist, wobei die Steuervorrichtung (28) Ausgaben der Erfassungsvorrichtung (28) und der Detektoren (44) empfängt und ein Giermoment erzeugt, das auf die rechten und linken Räder einwirkt;
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (28) eine Soll-Bremskraft-Differenz einstellt, die zwischen den rechten und linken Rädern errichtet werden soll;
eines der rechten und linken Räder als ein gesteuertes Rad wählt;
einen Soll-Bremsdruck für das gesteuerte Rad auf der Grundlage der Soll-Bremskraft-Differenz und des tatsächlichen Bremsdrucks eines nicht-ausgewählten Rades der rechten und linken Räder bestimmt; und
den tatsächlichen Bremsdruck des gesteuerten Rades mit Hilfe der Einstellvorrichtung (10, 22) in Übereinstimmung mit dem Soll-Bremsdruck steuert, wodurch zwischen den rechten und linken Rädern die Soll-Bremskraft-Differenz errichtet wird und am Fahrzeug das Giermoment angelegt wird.

2. Das Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsvorrichtung (28, 50) als Mehrzahl von Sensoren folgendes umfaßt: einen Gierwinkelsensor (36) zum Erfassen eines Gierwinkels des Fahrzeugs; Raddrehzahlsensoren (30) zum Erfassen der Raddrehzahlen; einen Längsbeschleunigungssensor (32) zum Erfassen einer Längsbeschleunigung des Fahrzeugs; einen Seiten beschleunigungssensor (34) zum Erfassen einer Seitenbeschleuni gung des Fahrzeugs; und einen Winkelsensor (42) zum Erfassen eines Drehwinkels eines Lenkrads (40) des Fahrzeugs, und daß die Erfassungsvorrichtung (28, 50) weiterhin folgendes umfaßt: einen Bewegungszustand-Berechnungs-Schaltkreis (56) zur Berechnung eines Bewegungszustands des Fahrzeugs auf der Grund lage der von dem Gierwinkelsensor (36), den Raddrehzahlsensoren (30), dem Längsbeschleunigungssensor (32) und dem Seitenbe schleunigungssensor (34) dahin zugespeisten Ausgaben und zur Ausgabe eines Berechnungsergebnisses, und einen Lenkbetrieb- Berechnungs-Schaltkreis (54) zur Berechnung eines Zustands des Lenkbetriebs des Fahrers auf der Grundlage einer Ausgabe des Winkelsensors (42), die dahin zugespeist wird, und zur Ausgabe eines Berechnungsergebnisses.

3. Das Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (10, 22) Automatik-Bremskreise (3, 8, 20, 24) umfaßt, die einen Luftbehälter (6), der Druckluft enthält, mit den Radbremsen (2) verbinden, und des weiteren ein Zufuhrventil (22), ein Drucksteuerventil (10) und einen Druckluft-betätigten hydraulischen Verstärker (4) umfaßt, die in jedem der Automatik-Bremskreise von einer Seite des Luftbehäl ters (6) aus in Reihe angeordnet sind
wobei das Zufuhrventil (22) ein für gewöhnlich offenes Magnet-betriebenes Ein-/Aus-Ventil umfaßt und - falls geöffnet - vom Luftbehälter (6) Druckluft zum entsprechenden Automatik- Bremskreis führt,
wobei das Drucksteuerventil (10) den Druck der vom entsprechenden Zufuhrventil (22) zugeführten Druckluft einstellt und den entsprechenden Druckluft-betätigten hydraulischen Verstärker (4) mit dem eingestellten Luftdruck versorgt, und
wobei der Druckluft-betätigte hydraulische Verstärker (4) den vom entsprechenden Drucksteuerventil (10) zugeführten Luftdruck in Hydraulikdruck umwandelt, um dadurch an einer entsprechenden Radbremse der Radbremsen (2) einen Bremsdruck zu erzeugen.

4. Das Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (10, 22) Automatik-Bremskreise (3, 8, 20, 24) umfaßt, die einen Druckluft enthaltenden Luftbehälter (6) mit Radbremsen (2) verbindet, wobei jeder der Automatik- Bremskreise einen Druckluft-betätigten hydraulischen Verstärker (4) umfaßt, um Luftdruck in Hydraulikdruck umzuwandeln und um den Hydraulikdruck einer entsprechenden Radbremse der Radbremsen (2) zuzuführen, und daß jeder der Detektoren (44) einen Luftdruck an einer Stelle im entsprechenden Automatik-Bremskreis erfaßt, die weiter strom aufwärts gelegen ist als der entsprechende Druckluft-betätigte hydraulische Verstärker (4).

5. Das Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (28) eine Rückkopplungs-Regelung derart durchführt, daß der tatsächliche Bremsdruck des gesteuerten Rades dem Soll-Bremsdruck gleich wird.

6. Das Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine Zufuhrvorrichtung (3, 8, 22, 24) umfaßt, um jeder der Radbremsen (2) einen Bremsdruck zuzuführen, und worin die Zufuhrvorrichtung folgendes umfaßt: Hydraulikleitungen (3), die sich jeweils von den Radbremsen (2) erstrecken; Druckluft leitungen (8), die jeweils durch Luftdruck-in-Hydraulikdruck- Umwandlungs-Verstärker (4) mit den Hydraulikleitungen (3) verbunden sind; und eine Pedal-betriebene Druckluftquelle (6, 18), um die Druckluftleitungen (8) mit Druckluft zu versorgen, die dem Betrieb eines Bremspedals (26) durch den Fahrer entspricht, und daß die Einstellvorrichtung (10, 22) folgendes umfaßt: eine Druckluftquelle (6, 22), um den Druckluftleitungen (8) unabhän gig voneinander Druckluft zuzuführen; und Drucksteuerventile (10) zum Steuern des Drucks in den jeweiligen Druckluftleitungen (8).

7. Das Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Drucksteuerventil (10) folgendes umfaßt: ein in der entsprechenden Druckluftleitung (8) eingesetztes Magnet-betrie benes Ein-/Aus-Ventil (10a); und ein Magnet-betriebenes Drei- Wege-Ventil (10b), das in der entsprechenden Druckluftleitung (8) an einer Stelle eingesetzt ist, die gegenüber dem Magnet betriebenen Ein-/Aus-Ventil (10a) weiter stromabwärts gelegen ist, wobei das Magnet-betriebene Drei-Wege-Ventil (10b) über eine Einlaßöffnung verfügt, die mit einer stromaufwärts gelege nen Stelle der entsprechenden Druckluftleitung (8) verbunden ist, und über Auslaß- und Austrittsöffnungen verfügt, die mit einer stromabwärts gelegenen Seite der entsprechenden Druckluft leitung (8) verbunden ist.

8. Das Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gesteuerte Rad und das nicht ausgewählte Rad jeweils ein äußeres Vorderrad und ein inneres Hinterrad sind, wie jeweils in einer Wenderichtung des Fahrzeugs betrachtet.

9. Ein Verfahren zum Steuern der Bremskräfte von Fahrzeugrädern, wenn das Fahrzeug wendet, um das Wendeverhalten des Fahrzeugs zu stabilisieren, wobei das Fahrzeug folgendes umfaßt: Radbremsen (2), die für die jeweiligen Räder bereitgestellt werden, wobei jede der Radbremsen (2) mit einem Bremsdruck versorgt wird, der an eines der entsprechenden Räder eine Bremskraft anlegt; eine mit den Radbremsen (2) verbundene Einstellvorrichtung (10, 22), die in der Lage ist, unabhängig vom Bremsbetrieb durch den Fahrer die Bremsdrücke zweier Räder - rechte und linke Räder - unter den Rädern einzustellen; eine Erfassungsvorrichtung (28, 50) für das Fahrzeug, wobei die Erfassungsvorrichtung eine Mehrzahl von Sensoren (50) umfaßt, die im Fahrzeug angeordnet sind und auf der Grundlage von Ausgaben aus den Sensoren (50) einen Fahrzustand des Fahrzeug erfaßt, wenn das Fahrzeug wendet; und Detektoren (44), die mit Bremskreisen verbunden sind, um den Radbremsen (2) einen jeweiligen Bremsdruck zuführen und um Flüssigkeitsdrücke in den Bremskreisen zu erfassen, die jeweils den tatsächlichen Bremsdruck in den Radbremsen (2) anzeigen,
wobei das Verfahren Ausgaben der Erfassungsvorrichtung und der Detektoren verwendet, um den Einstellschritt zum Einstellen einer Soll-Bremskraft-Differenz durchzuführen, die zwischen den rechten und linken Rädern errichtet werden muß, und um einen Steuerschritt zum Steuern des tatsächlichen Bremsdrucks von zumindest einem der rechten und linken Räder durchzuführen, um die Soll-Bremskraft-Differenz dazwischen zu errichten,
dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschritt folgende Verfahrensschritte umfaßt:
das Wählen eines der rechten und linken Räder als ein zu steuerndes Rad;
das Bestimmen eines Soll-Bremsdrucks für das gesteuerte Rad auf der Grundlage der Soll-Bremskraft-Differenz und des tatsächlichen Bremsdrucks eines nicht ausgewählten Rades der rechten und linken Räder; und
das Steuern des tatsächlichen Bremsdrucks des gesteuerten Rades mit Hilfe der Einstellvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Soll-Bremsdruck, wodurch zwischen den rechten und linken Rädern die Soll-Bremskraft-Differenz errichtet wird und am Fahrzeug ein Giermoment angelegt wird.

10. Das Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das gesteuerte Rad und das nicht ausgewählte Rad jeweils ein äußeres Vorderrad und ein inneres Hinterrad sind, wie in einer Wenderichtung des Fahrzeugs betrachtet.