DE19712802B4

DE19712802B4 - Verfahren zur Regelung einer Bremskraft und Bremskraftregelvorrichtung

Info

Publication number: DE19712802B4
Application number: DE19712802A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Yokosuka Tsukamoto; Hiroshi Komae Takahashi; Katsunori Yokohama Oshiage
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2017-03-27
Also published as: US5984435A; JPH09315275A; DE19712802A1; JP3965218B2; KR100240428B1; KR980008939A

Abstract

Verfahren zur Regelung einer Bremskraft eines Kraftfahrzeuges (V), bei dem ein Hauptbremsdruck (Pm) entsprechend einer Stellung eines fahrerseitigen Betätigungsorgans (3) erzeugt und Radbremszylindern (W/C) des Fahrzeugs zugeführt wird, wobei der an die Radbremszylinder (W/C) angelegte Bremsdruck in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen erhöht oder verringert werden kann, und
Informationen über eine Fahrzeugumgebung erfaßt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
aus den Informationen eine Straßenneigung ermittelt wird, aus der Straßenneigung ein Korrekturwert (K) bestimmt wird, und im Bremsfall ein Sollbremsdruck (Pw), der der Stellung des Betätigungsorgans (3) entspricht, mit dem Korrekturwert (K) berichtigt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Bremskraft gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches 1 und eine Bremskraftregelvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches 2.

Es ist eine Vielfalt von Fahrzeugbremssystemen vorgeschlagen worden und befindet sich im praktischen Gebrauch. Die JP-1-164656-A = US 4852950 A offenbart ein typisches Bremssystem, das eine Funktion zum Verhindern einer Nickbewegung beim Bremsen mittels des Antiblockiersystems (ABS) besitzt. Dieses Bremssystem dient zum Verhindern einer Nickbewegung durch leichtes Absenken des Bremsdrucks unmittelbar vor dem Anhalten des Fahrzeugs, und ferner zum Unterdrücken von Problemen wie z. B. einer unerwünschten Verlängerung des Bremsweges, die durch die Operation zum Verhindern der Nickbewegung verursacht wird, unter Berücksichtigung der Straßenneigung.

Jedoch verändert dieses Bremssystem den Bremsweg in Abhängigkeit von der Straßenneigung, selbst wenn ein Fahrer das Bremspedal konstant niederdrückt. Das heißt, dieses herkömmliche Bremssystem verändert den Bremsweg vor der Steuerung zum Verhindern einer Nickbewegung während des Fahrens auf einer schiefen Ebene. Genauer wird auf einem Gefälle der Bremsweg verlängert, da die Schwerebeschleunigung die Bremskraft reduziert.

Aus der WO 83/03230 A1 sind ein Verfahren und eine Bremskraftregelvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass eine Regelung der Bremskraft derart vorgenommen wird, um ein Bremsvorgang des Fahrzeuges noch besser auf die momentan vorherrschende Fahrsituation abzustimmen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremskraftregelvorrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass eine Regelung der Bremskraft besser auf die momentan vorherrschende Fahrsituation angepasst wird.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1 und eine Bremskraftregelvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 2.

Da mit diesen Vorrichtungen der Bremssteuerungsverstärkungsfaktor in Abhängigkeit von der Fahrzeugumgebung automatisch festgelegt wird, wird der Bremsweg gleich demjenigen auf einer ebenen Straße gehalten, ohne daß er durch die Neigung der Straße nachteilig beeinflußt wird. Somit muß der Fahrer keine Korrekturen der Bremspedalniederdrückung in Abhängigkeit von der Fahrzeugumgebung durchführen. Das heißt, der Fahrer kann selbst bei unterschiedlichen Straßenzuständen den Niederdrückungsgrad des Bremspedals gleich halten, um den gleichen Bremsweg zu erzielen.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt. Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigt:
1 eine schematische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines Bremssteuersystems;
2 eine Bildansicht, die von einer vorwärtsgerichteten berwachungskamera erhalten wird, die im Bremssteuersystem der 1 installiert ist;
3 einen Teil eines Flußdiagramms, das ein Steuerprogramm der ersten Ausführungsform zeigt;
4 einen weiteren Teil des Flußdiagramms des Steuerprogramms der ersten Ausführungsform;
5 ein Teil eines Flußdiagramms für die Bremssteuerung einer zweiten Ausführungsform;
6 einen Teil eines Flußdiagramms für die Bremssteuerung einer dritten Ausführungsform;
7 einen weiteren Teil des Flußdiagramms der dritten Ausführungsform;
8 eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform des Bremssteuersystems;
9 ein Flußdiagramm eines Steuerprogramms, das in einem Umgebungserkennungssystem der vierten Ausführungsform ausgeführt wird;
10 ein Flußdiagramm eines Steuerprogramms, das von einer Bremssteuerung der vierten Ausführungsform ausgeführt wird; und
11A, 11B Graphen, die Steuerungskennlinien des Steuerungsverstäkungsfaktors und des Radbrem zylinderdrucks bezüglich des Hauptzylinderdrucks zeigen.
In den 1 bis 4 ist eine erste bevorzugte Ausführungsform eines Bremssteuersystems für ein Fahrzeug V gezeigt.
Wie in 1 gezeigt, besitzt das Fahrzeug V zwei Vorderräder 1L und 1R sowie zwei Hinterräder 2L und 2R. Jedes Rad 1L, 1R, 2L, 2R besitzt eine (nicht gezeigte) Bremsscheibe sowie zwei Bremsklötze, die durch die Betätigung eines Radbremszylinders W/C betätigt werden, um während des Bremsens von beiden Seiten gegen die Bremsscheibe zu drücken.
Ein Bremsbetätigungssystem enthält eine Druckquelle, die einen Druck erzeugt, der der Bremsbetätigungskraft entspricht, ein Bremspedal 3 sowie einen Hauptzylinder 4. Der Hauptzylinder 4 erzeugt einen Hauptzylinderdruck Pm und ist über eine Bremsbetätigungsvorrichtung 5 mit den jeweiligen Radbremszylindern W/C der jeweiligen Räder 1L, 1R, 2L, 2R verbunden. Die Bremsbetätigungsvorrichtung 5 ist zwischen dem Hauptzylinder 4 und den jeweiligen Radbremszylindern W/C montiert und steuert den Druck der Radbremszylinder W/C. Diese Bremsbetätigungsvorrichtung 5 besitzt eine Funktion zum Erhöhen des empfangenen Drucks auf einen Druck, der größer ist als der Hauptzylinderdruck Pm (Druckerhöhungsfunktion). Ein solcher Typ von Betätigungselement ist in der US-4653815-A und in der JP-6270781-A offenbart.
Die in der ersten Ausführungsform des Bremssteuersystems verwendete Bremsbetätigungsvorrichtung 5 ist die gleiche, wie diejenige, die in der JP-6-270781-A = DE 4408752 A1 verwendet wird. Die Bremsbetätigungsvorrichtung 5 wird nur dann steuerbar betätigt, wenn eine Radbremszylinderdrucksteuerung oder eine andere Bremssteuerung wie z. B. eine ABS-Regelung ausgeführt wird. In anderen Situationen wird diese Bremsbetätigungsvorrichtung 5 nicht betätigt, wobei der Hauptzylinderdruck Pm mechanisch auf die Radbremszylinder W/C übertragen wird. Die Bremsbetätigungsvorrichtung 5 kann daher einen Motor für die Druckveränderungssteuerung und ein elektromagnetisches Sperrventil enthalten.
Wenn der Fahrer des Fahrzeugs V das Bremspedal 3 niederdrückt, gibt der Hauptzylinder 4 einen Hydraulikdruck aus, der der Bremspedalniederdrückungskraft entspricht. Jeder Radbremszylinder W/C erzeugt aufgrund des Empfangens des Drucks über die Bremsbetätigungsvorrichtung 5 für das jeweilige Rad eine Bremskraft, die dem Hauptzylinderdruck Pm entspricht.
Das Bremssteuersystem der ersten Ausführungsform umfaßt eine Bremssteuerungsbetätigungsvorrichtung 5, die dazu dient, vorzugsweise den Druck im Radbremszylinder W/C zu erhöhen oder abzusenken, und die eine Druckänderungssteuerung für den Radbremszylinder auf der Grundlage der eine Straßenneigung anzeigenden Informationen durchführt. Das Bremssteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Steuervorrichtung 10, die eine Datenverarbeitungsvorrichtung, eine vorwärtsgerichtete Überwachungskamera 15 und eine Fahrzeugzustandserfassungs-Sensoreinheit 20 enthält.
Die Steuervorrichtung 10 steuert die Bremsbetätigungsvorrichtung 5 auf der Grundlage der empfangenen Informationen von der vorwärtsgerichteten Überwachungskamera 15 und der Fahrzeugzustandserfassungs-Sensoreinheit 20. Die vorwärtsgerichtete Überwachungskamera 15 ist an einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs installiert, so daß sie die Sicht des Fahrers nicht beeinträchtigt, wie z. B. an der Rückseite eines Außenspiegels oder auf der dem Fahrer gegenüberliegenden Seite der Windschutzscheibe. Die vorwärtsgerichtete Überwachungskamera 15 überwacht während der Fahrt des Fahrzeugs einen vor dem Fahrzeug liegenden Bereich und liefert Bildinformationen wie z. B. das in 2 gezeigte Bild eines nach vorne gerichteten Sichtfeldes. Dieses gezeigte Bild ist ein Beispiel, das eine Szene zeigt, in der das Fahrzeug auf einer Bergstraße fährt, auf der ein Tunnel folgt. Die von der vorwärtsgerichteten Überwachungskamera 15 erhaltenen Bildinformationen werden verwendet, um die Straßenneigung auf einer derzeit befahrenen Straße zu erhalten. Die Steuervorrichtung 10 verarbeitet die erhaltenen Bildinformationen und gibt ein Anweisungssignal an die Bremsbetätigungsvorrichtung 5 aus.
Die Fahrzeugzustandserfassungs-Sensoreinheit 20 enthält einen Drosselklappensensor 21 zum Erfassen eines Öffnungsgrades TH einer Drosselklappe des Fahrzeugmotors, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22 zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit Vs sowie einen Drucksensor 23 zum Erfassen des Hauptzylinderdrucks Pm. Ferner ist klar, daß die Fahrzeugzustandserfassungs-Sensoreinheit 20 einen Motordrehzahlsensor zum Erfassen der Motordrehzahl Ne, einen Bremsdrucksensor und dergleichen enthalten kann, obwohl dies in 1 nicht gezeigt ist.
Die Steuervorrichtung 10 empfängt von einem Bremsschalter 3a, der am Bremspedal 3 installiert ist, ein Signal, das in Form eines Bremssignals (Ein/Aus-Signal) anzeigt, ob das Bremspedal 3 niedergedrückt ist. Die Steuervorrichtung 10 berechnet grundsätzlich einen Sollwert des Radbremszylinderdrucks Pw/c auf der Grundlage der Straßenneigung und steuert den Radbremszylinderdruck Pw/c durch Ansteuern der Bremsbetätigungsvorrichtung 5, um den Bremsweg entsprechend dem Bremspedalniederdrückungsgrad selbst dann konstant zu halten, wenn sich die Straßenneigung ändert. Ferner führt die Steuervorrichtung 10 auf der Grundlage der erhaltenen Informationen eine Radbremszylinderdruckregelung durch.
Die Steuervorrichtung 10, die ein Bild von der vorwärtsgerichteten Überwachungskamera 15 verwendet, um die Straßenneigung zu messen, kann ein Verfahren verwenden zum Erhalten der Straßenneigung durch Erhalten des Veränderungsverhältnisses der Straßenneigung aus den Bildinformationen der vorwärtsgerichteten Überwachungskamera 15 und durch Erhalten des Integrals des Veränderungsverhältnisses ausgehend vom ursprünglichen Neigungswert. Wenn ein solches erwähntes Verfahren in dieser Ausführungsform angewendet wird, wird ferner die Position, deren Neigung zu berechnen ist, in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation geändert. Die Steuervorrichtung 10 kann dazu dienen, den Sollwert des Radbremszylinderdrucks im Verhältnis zur gemessenen Neigung festzulegen, wenn der Sollwert des Radbremszylinderdrucks Pw/c berechnet und festgelegt wird. Eine Proportionalkonstante für die Festlegung des Sollwerts des Radbremszylinderdrucks Pw/c kann ein Wert sein, der durch das Normallastgewicht und die Bremssystemelemente bestimmt wird.
Die 3 und 4 zeigen ein Flußdiagramm, das die Art der Operation zeigt, die vom Bremssteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Dieses Steuerprogramm wird von der Steuervorrichtung 10 in vorgegebenen Intervallen Ts ausgeführt.
Im Schritt S101 legt die Steuervorrichtung 10 in Abhängigkeit vom Signal des Drosselklappensensors (Öffnungsgradsensor) 21 fest, ob das Gaspedal niedergedrückt ist.
Wenn die Antwort im Schritt S101 JA ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S151 fort, um die Straßenneigung anhand der Ausgangsleistung des Motors zu schätzen und einen Anfangswert für die Berechnung der Straßenneigung in einem Zustand, in dem das Gaspedal nicht gedrückt ist, zu berechnen.
Im Schritt S151 erhält die Steuervorrichtung 19 den Drosselklappenöffnungsgrad und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs auf der Grundlage der Signale vom Drosselklappensensor 21 und vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22.
Im Schritt S152 erhält die Steuervorrichtung 10 die Getriebestellung eines (nicht gezeigten) Automatikgetriebes und eine Motordrehzahl Ne anhand des erhaltenen Drosselklappenöffnungsgrades und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Im Schritt S153 berechnet die Steuervorrichtung 1 das Ausgangsdrehmoment auf der Grundlage des Drosselklappenöffnungsgrades, der Motordrehzahl und eines Motorkennfeldes.
Im Schritt S154 berechnet die Steuervorrichtung die auf das Fahrzeug wirkende Antriebskraft unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses und des Durchmessers der Reifen.
Im Schritt S155 berechnet die Steuervorrichtung 10 eine Fahrzeugbeschleunigung ((d/dt)Vs) auf der Grundlage der vorherigen Fahrzeuggeschwindigkeit Vs und der Änderungsbreite ΔAVs.
Im Schritt S156 erhält die Steuervorrichtung 10 eine momentane Antriebskraft durch Multiplizieren des Fahr zeuggewichts M (Gewicht eines normal beladenen Fahrzeugs) mit der Beschleunigung.
Im Schritt S157 berechnet die Steuervorrichtung 10 die Straßenneigung unter Verwendung einer Differenz Fs zwischen der anliegenden Antriebskraft, die im Schritt S154 erhalten worden ist, und der momentanen Antriebskraft, die im Schritt S156 erhalten worden ist, und der folgenden Gleichungen (1) und (2): S = tanθ (1) θ = sin–1{Fs/(m·g)} (2)wobei θ ein Neigungswinkel, M das Gewicht des beladenen Fahrzeugs und g die Schwerebeschleunigung ist.
Der erhaltene Neigungswert S wird als Anfangswert verwendet.
In diesem Programm werden die Abweichung des Fahrzeuggewichts, ein Laufwiderstand und der aerodynamische Widerstand des Fahrzeugs vernachlässigt, wobei eine fehlerhafte Auswirkung aufgrund dieser vernachlässigten Faktoren durch eine im Schritt S111 ausgeführte sensorfreie Größenkorrektur beseitigt wird.
Wenn andererseits die Steuervorrichtung 10 im Schritt S101 feststellt, daß das Gaspedal nicht niedergedrückt ist, fährt die Routine mit Schritt S102 fort, indem der vorangegangene Neigungswert Sn als aktueller Anfangswert S gesetzt wird. Die dem Schritt S101 folgenden Schritte führen eine Reihe von Prozessen durch, wie z. B. ein Lesen der Bildinformationen, ein Extrahieren einer Kurve, die eine Straßenform anzeigt, eine Entscheidung, ob eine effektive Extraktion durchgeführt worden ist, ein Setzen eines Punkts und die Berechnung des Koordinatenwerts, eine Berechnung eines Koeffizienten durch Näherung einer dreidimensionalen Kurve, eine Berechnung des Neigungsveränderungsverhältnisses Sd durch Koordinatentransformation des Koeffizienten sowie die Berechnung der Straßenneigung Sn durch die Integration von Sd ausgehend vom Anfangswert S.
Im Schritt S103 liest die Steuervorrichtung 10 die Bildinformationen von der vorwärtsgerichteten Überwachungskamera 15. Die Bildinformationen sind ein stehendes Bild zu einem Zeitpunkt, zu dem der Schritt S103 ausgeführt wird, wie in 2 gezeigt ist.
Im Schritt S104 extrahiert die Steuervorrichtung 10 charakteristische Abschnitte des erhaltenen Standbildes, wie z. B. eine weiße Linie am Straßenrand, eine Mittellinie oder einen Umriß einer Seitenwand. In diesem Schritt S104 extrahiert z. B. die Steuervorrichtung 10 eine weiße Linie am Straßenrand, die in 2 durch eine Doppellinie dargestellt ist.
Im Schritt S105 stellt die Steuervorrichtung 10 fest, ob die im Schritt S104 erhaltene Kurve für die folgende Verarbeitung verwendbar ist. Wenn die Antwort im Schritt S104 JA ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S106 fort. Wenn die Antwort im Schritt S104 NEIN ist, d. h. wenn die erhaltene Kurve aufgrund irgendwelcher Hindernisse oder anderer Faktoren unvollständig ist, stellt die Steuervorrichtung 10 fest, daß es unmöglich ist, die folgende Verarbeitung unter Verwendung der erhaltenen Informationen durchzuführen. Die Verarbeitung fährt daher mit Schritt S131 fort, in dem die Steuervorrichtung 10 das Steigungsveränderungsverhältnis Sd vorübergehend auf 0 setzt.
Im Schritt S106 wählt die Steuervorrichtung 10 mehrere Punkte auf der weißen Linie aus und ermittelt deren Koordinaten. Es ist notwendig, wenigstens vier Punkte auszuwählen, um die obenerwähnte Näherung durchzuführen, wobei die Erhöhung der Anzahl der ausgewählten Punkte die Genauigkeit der Näherungsverarbeitung verbessert. Die Anzahl der ausgewählten Punkte wird unter Berücksichtigung der für die Verarbeitung erforderlichen Zeitspanne festgelegt. In dieser Ausführungsform werden auf der weißen Linie sieben Punkte ausgewählt, wie in 2 gezeigt ist. Die Koordinaten jedes ausgewählten Punkts werden ermittelt, indem vertikale und horizontale Koordinaten durch vertikale Linien und horizontale Linien gesetzt werden, wie in 2 gezeigt ist. In 2 ist die Horizontalrichtung mit dem X-Wert bezeichnet und die Vertikalrichtung mit dem Y-Wert bezeichnet, wie z. B. (Xi, Yi), wobei i die Reihenfolge ausgehend vom am weitesten entfernten Punkt darstellt.
Im Schritt S107 führt die Steuervorrichtung 10 die Näherung der weißen Kurve durch, die durch die folgende Gleichung (3) dritter Ordnung ausgedrückt wird: Y = a3·X3 + a2·X2 + a1·X + a0 (3)
Die Näherung in diesem Schritt S107 wird durchgeführt, um die obengenannten Koeffizienten a₀ bis a₃ durch Lösen der folgenden Determinante (4) zu erhalten:
wobei ΣηXi den Ausdruck X₁ + X₂ + ... + X_m darstellt und m die Anzahl der ausgewählten Punkte ist.
Als nächstes führt die Steuervorrichtung 10 im Schritt S108 eine Serie von Transformationen der Koeffizienten a₀ bis a₃ durch, die aus der Gleichung (4) erhalten werden, genauer Transformationen in ein Koordinatensystem des Bildes auf dem Monitor → ein Koordinatensystem auf der Grundlage des Fahrzeugs → ein Koordinatensystem der Straße, um die Informationen zu erhalten, daß die Straße ausgehend von der Straßenfunktion je L(m) um H(m) ansteigt. Unter Verwendung dieser Werte H und L wird die Neigung der Straße Sd erhalten zus H/L. Da diese Neigung Sd auf der Grundlage der Richtung des Fahrzeugs ermittelt worden ist, wird das Veränderungsverhältnis der Straßenneigung seinerseits geändert, wenn L entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs geändert wird, so daß es durch die folgende Gleichung (5) definiert ist: L = Vs·Ts (5)wobei Ts eine Steuerungsperiode ist, die eine Zeitperiode vom aktuellen Lesen des Bildes bis zum nächsten Lesen des Bildes ist.
Nach der Ausführung des Schritts S108 fährt die Verarbeitung mit Schritt S109 fort, in dem die Steuervorrichtung 10 eine aktuelle Neigung Sn erhält unter Verwendung des Veränderungsverhältnisses Sd der im Schritt S108 oder im Schritt S131 erhaltenen Straßenneigung und entweder der bei niedergedrücktem Gaspedal erhaltenen Neigung S oder der durch die vorangegangene Berechnung erhaltenen Neigung S.
Die aktuelle Neigung Sn wird unter Verwendung der folgenden Gleichung (6) erhalten: Sn = S + Sd (6) wobei die Aufwärtsrichtung der Neigung durch "–" dargestellt wird und die Abwärtsrichtung der Neigung durch "+" dargestellt wird.
Der erhaltene Wert Sn stellt die Neigung zu einem Zeitpunkt dar, zu dem das nächste Bild gelesen wird, und nicht zu einem Zeitpunkt, zu dem der Steuerungsausgangswert ausgegeben wird. Wenn daher die Zeitperiode Tc vom Lesen des Bildes bis zum Ausgeben des Steuerungsausgangswertes sich deutlich von der Steuerungsperiode Ts unterscheidet, wird der bei der Steuerung verwendete Neigungswert durch Steuern des Veränderungsverhältniswerts Sd gemäß dem Verhältnis Tc/Ts angepaßt. Das heißt, eine solche Anpassung wird z. B. unter Verwendung der folgenden Gleichung (7) durchgeführt: Sn' = S + Sd·Tc/Ts (7)
Da diese Anpassungssteuerung die Neigung zum Zeitpunkt Tc unter der Annahme erhält, daß die Neigung S durch die Bewegung von der aktuellen Position nach L = Vs·Ts allmählich verändert wird, wird es möglich, eine Steuerung so auszuführen, daß kein Versatz zwischen dem Steuerungsausgabewert und der Neigung verursacht wird.
In dem Fall, in dem das Veränderungsverhältnis der Neigung aus den Bildinformationen von der vorwärtsgerichteten Überwachungskamera 15 erhalten wird, wird dann, wenn die die Neigungsveränderung berücksichtigende Position in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs variabel ermittelt wird, vorgezogen, die obenerwähnten Verfahren anzuwenden.
Nach der Ausführung von Schritt S109 fährt die Verarbeitung mit Schritt S110 fort, in dem die Steuervorrichtung 10 in Abhängigkeit vom Signal des Bremsschalters 3a entscheidet, ob das Bremspedal 3 niedergedrückt ist, um zu ermitteln, ob die Drucksteuerung des Radbremszylinders ausgeführt werden soll. Wenn das Bremspedal 3 nicht niedergedrückt ist, springt die Verarbeitung zu ENDE. Wenn das Bremspedal 3 niedergedrückt ist, führt die Steuervorrichtung 10 die Verarbeitung zur Steuerung des Radbremszylinderdrucks Pw/c in den Schritten S111 bis S116 so aus, daß der Bremsweg unabhängig von der Neigung der Straße bei derselben Bremspedalniederdrückung immer gleich lang wird, um eine schnelle Annäherung an ein vorausfahrendes Fahrzeug und ein Überfahren einer Stopplinie beim Bremsen auf einer abschüssigen Straße und das zu heftige Bremsen vor einem nachfolgenden Fahrzeug beim Bremsen auf einer ansteigenden Straße zu verhindern.
Wenn ein Fahrer das Bremspedal 3 niederdrückt, entscheidet die Steuervorrichtung 10 im Schritt S111, ob der Absolutwert des Neigungswertes Sn (Sn') größer ist als eine vorgegebene Neutralzone α°. Der Entscheidungswert α wird im voraus ermittelt, so daß unter Berücksichtigung der Detektionsgenauigkeit und der Störungen keine unerwünschte Steuerung ausgeführt wird.
Im Schritt SIII der Programmroutine wird dann, wenn der Absolutwert |Sn| nicht größer ist als der Wert αι, die Steuerung des Radbremszylinderdrucks Pw/c nicht ausgeführt, wobei die Verarbeitung zum Schritt ENDE springt. Wenn die Steuervorrichtung 10 im Schritt S111 feststellt, daß der Absolutwert |Sn| größer ist als der Wert αι, fährt die Verarbeitung mit Schritt S112 fort, in dem die Steuervorrichtung 10 den Hauptzylinderdruck Pm auf der Grundlage des Signals des Hauptzylinderdrucksensors 23 liest.
Im Schritt S113 berechnet die Steuervorrichtung 10 den Steuerungsverstärkungsfaktor K unter Verwendung der folgenden Gleichung (8): K = 1 + sin(tan–1Sn)·A (8)wobei A eine Steuerungskonstante ist, die sich auf die Wirksamkeit dieser Steuerung bezieht und entsprechend den Bremssystemeigenschaften wie folgt ermittelt wird: A = Mg·g/(2·Ac·μ·Rd/Rt) (9)wobei M ein Fahrzeuggewicht, g die Schwerebeschleunigung, Ac eine Druckaufnahmefläche des Radbremszylinders W/C, μ ein Reibungskoeffizient eines Bremsklotzes, Rt ein Radius des Reifens und Rd ein effektiver Durchmesser der Bremsscheibe sind. Die vorderen und hinteren Bremssysteme besitzen jeweils charakteristische Werte Ac, Rd und Rt.
Im Schritt S114 erhält die Steuervorrichtung 10 den Sollwert Pw des Radbremszylinderdrucks durch Multiplizieren des im Schritt S113 erhaltenen Steuerungsverstärkungsfaktors K mit dem Hauptzylinderdruckwert Pm, der im Schritt S112 gelesen wird, wie folgt: Pw = K·Pm (10)Dementsprechend wird der Sollwert Pw des Radbremszylinderdrucks Pw/c so ermittelt, daß der durch die Neigung erzeugte Schwerkraftanteil bezüglich des Hauptzylinderdrucks Pm kompensiert wird.
Im Schritt S115 berechnet die Steuervorrichtung 10 ein Antriebssignal für die Bremsbetätigungsvorrichtung 5, um einen Solldruck Pw zu erzeugen.
In dieser Ausführungsform ist die Bremsbetätigungsvorrichtung 5 elektrisch angetrieben, ähnlich derjenigen, die in der JP-6-270781-A gezeigt ist. Daher berechnet die Steuervorrichtung 10 den Motorantriebsstromwert entsprechend dem Sollwert Pw. Die Steuervorrichtung 10 gibt diesen berechneten Stromwert sowie ein Antriebssignal für das Sperrventil an die Bremsbetätigungsvorrichtung 5 aus, um den Radbremszylinderdruck auf den Sollwert Pw einzustellen.
Die obenerwähnte Ausführung des Programms ist ein Zyklus der Steuerung, wobei dieser Zyklus mit einem geeigneten Steuerungsberechnungszyklus Ts wiederholt wird, um die Operation während des Fahrens des Fahrzeugs zu steuern.
Obwohl die erste Ausführungsform so gezeigt und beschrieben worden ist, daß die Steuerung ausgeführt wird, um einen Bremsweg relativ zu einer vorgegebenen Bremspedalniederdrückung selbst bei ansteigender, abschüssiger oder ebener Straße konstant zu halten, ist klar, daß die Steuerung beendet werden kann, wenn das Fahrzeug bergauf fährt, um den Bremsweg zu verkürzen. Genauer kann eine solche Abwandlung durchgeführt werden, indem der Absolutwert Sn, der mit der Neutralzone α zu vergleichen ist, auf den Wert Sn geändert wird. Dies verändert die Steuerung so, daß die Steuerung nicht ausgeführt wird, wenn das Fahrzeug bergauf fährt.
Falls es erwünscht ist, daß der Sollwert Pm des Radbremszylinderdrucks durch Erhöhen des Hauptzylinderdrucks Pm proportional zum gemessenen Neigungswinkel ermittelt wird, kann die obenerwähnte Modifikation auf diese Bremssteuerung angewendet werden.
Wie oben erwähnt, wird gemäß dem Programm der ersten Ausführungsform die Steuerung des Radbremszylinderdrucks während des Bremsens geeignet durchgeführt. Genauer wird die Bremssteuerung wie folgt durchgeführt.
Bevor das Fahrzeug durch Niederdrücken des Bremspedals 3 gestoppt wird, wird das Fahrzeug immer durch Niederdrücken des Gaspedals in Bewegung versetzt. In dieser Situa tion wird in den in 3 gezeigten Schritten S151 bis S157 der Anfangswert S gesetzt, weshalb der Anfangswert immer gesetzt ist.
Wenn nach dem Anfahren des Fahrzeugs anschließend das Fahrzeug auf einem Gefälle fährt und der Fahrer das Gaspedal losläßt, geht die Verarbeitung zu der Routine über, die dem Schritt S102 folgt, weshalb die Steuervorrichtung 10 die Neigung der Straße auf der Grundlage der Bildinformationen der vorwärtsgerichteten Überwachungskamera 15 berechnet, was in den Schritten S103 bis S109 ausgeführt wird.
Wenn das Fahrzeug unter Verwendung der Motorbremse auf einem Gefälle fährt, berechnet die Steuervorrichtung 10 die Neigung des Gefälles in den Schritten S110 bis ENDE, die in 4 gezeigt sind. Wenn in dieser Situation der Fahrer das Bremspedal 3 niederdrückt, wird die Bremssteuerung eingeleitet, indem die Drucksteuerung des Radbremszylinders W/C so ausgeführt wird, daß die Verarbeitung vom Schritt S112 bis zum Schritt S116 wiederholt ausgeführt wird.
Während des Fahrens auf einem Gefälle nimmt der Wert Sn einen positiven Wert "+" an, so daß der Steuerungsverstärkungsfaktor größer als 1 wird, wie im Schritt S113 gezeigt ist. Obwohl der Solldruck des Radbremszylinders W/C größer wird als der Druckwert Pm des Hauptzylinders 4, entspricht die Differenz zwischen dem Sollwert und dem Hauptzylinderdruckwert Pm somit der auf das Fahrzeug in der ersten Ausführungsform ausgeübten Schwerkraft. Da somit der Radbremszylinderdruck Pw/c durch die Ausführung der Schritte S112 bis S116 auf den Sollwert Pw eingestellt wird, wird der Bremsweg durch die geeignete Steuerung gleich demjenigen auf einer ebenen Straße gehalten. Da in ähnlicher Weise während des Fahrens auf einer Steigung der Druck um das Maß der Schwerkraft abgesenkt wird, wird der Bremsweg durch Kompensieren des verringerten Schwerkraftanteils gleich demjenigen auf einer ebenen Straße gehalten.
Gemäß der Bremssteuerung wird der Bremsdruck verändert, um den Anteil der Schwerkraft, der der Neigung der Straße entspricht, zu eliminieren, wodurch der Bremsweg ohne Beeinflussung durch die Neigung der Straße gleich demjenigen auf einer ebenen Straße gehalten wird. Somit wird beim Niederdrücken des Bremspedals 3 auf der stark geneigten Straße ähnlich wie im Fall des Fahrens auf einer ebenen Straße der Bremsweg gleich demjenigen auf der ebenen Straße, wodurch eine schnelle Annäherung an das vorausfahrende Fahrzeug oder ein starkes Abbremsen des nachfolgenden Fahrzeugs verhindert wird.
In dem Fall, in dem die vorwärtsgerichtete Überwachungskamera 15 als Straßenneigungsmeßvorrichtung verwendet wird, wird es möglich, die Neigung an zukünftigen Punkten zu erhalten. Dies kompensiert die Verzögerung aufgrund der Berechnungen in der Steuervorrichtung. Ferner können die Meßpunkte der Neigung der Straße entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs geändert werden, so daß es möglich wird, den Steuerungsausgangswert zu einem geeigneten Zeitpunkt auszugeben.
In 5 ist eine zweite Ausführungsform des Bremssteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Konstruktion der zweiten Ausführungsform ist im Grund dieselbe wie diejenige der ersten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform dient zum Steuern des Radbremszylinderdrucks Pw/c in derselben Weise wie in der ersten Ausführungsform. Das Bremssteuersystem der zweiten Ausführungsform umfaßt eine Neigungsmeßeinrichtung zum Messen der Neigung der Straße, während das Fahrzeug fährt, sowie eine Bremsbetätigungsvorrichtung 5, die eine Funktion besitzt, um einen im Hauptzylinder 4 erzeugten Bremsdruck geeignet zu verändern und diesen an die Radbremszylinder W/C anzulegen. Die Steuervorrichtung 10 berechnet den Sollwert Pw des Radbremszylinderdrucks Pw/c auf der Grundlage der von der Neigungsmeßeinrichtung erhaltenen Straßenneigung Sn, wobei der Radbremszylinderdruck Pw/c durch Ansteuern der Bremsbetätigungsvorrichtung 5 gesteuert wird. Die zweite Ausführungsform dient zum Erhalten eines Anfangsneigungswertes S, der für die Straßenneigungsberechnung verwendet werden soll, aus der aus dem Schlupfverhältnis des Drehmomentwandlers und aus der Beschleunigung des Fahrzeugs erhaltenen Antriebskraft.
In dieser zweiten Ausführungsform enthält die Fahrzeugzustandssensoreinheit 20 den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22, einen Schlupfverhältnissensor zum Erfassen eines Schlupfverhältnisses T/Cs des Drehmomentwandlers sowie einen Hauptzylinderdrucksensor 23. Ferner ist das Programm zum Setzen des Anfangswerts entsprechend den Schritten S151 bis S157 der ersten Ausführungsform wie in 5 gezeigt verändert.
Wie in 5 gezeigt, rückt die Verarbeitung vom Schritt S101 zum Schritt S161 vor, in dem die Steuervorrichtung 10 das Schlupfverhältnis T/Cs des Drehmomentwandlers und die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage der Signale vom Schlupfverhältnissensor und vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 33 einliest.
Im Schritt S162 berechnet die Steuervorrichtung 10 die Ausgangsdrehzahl Nt des Drehmomentwandlers auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs und des Übersetzungsverhältnisses und erhält das Übertragungsdrehmoment des Drehmomentwandlers unter Bezugnahme auf ein Kennfeld des Drehmomentwandlers und auf der Grundlage der Ausgangsdrehzahl Nt sowie des Schlupfverhältnisses T/Cs.
Im Schritt S163 erhält die Steuervorrichtung 10 ein anliegendes Drehmoment, das dem erhaltenen Übertragungsdrehmoment des Drehmomentwandlers entspricht.
Die Schritte S164 bis S166 entsprechen den Schritten S155 bis S157 der ersten Ausführungsform. Diese Schritte werden ausgeführt, um den Anfangswert der Straßenneigung zu erhalten. Diese Operation und die Funktion, die durch die Schritte S164 bis S166 erhalten wird, sind vollkommen identisch zu den Schritten S155 bis S157 der ersten Ausführungsform, weshalb deren Erläuterung hier weggelassen wird.
Durch die Verarbeitung der Schritte S161 bis S166 wird aus dem Antriebsdrehmoment am Drehmomentwandler der Anfangswert erhalten. Somit wird der Anfangswert S im Vergleich zur ersten Ausführungsform, in der der Anfangswert anhand der Motorkennlinien geschätzt wird, genauer erhalten. Dementsprechend wird es möglich, eine genauere Steuerung durchzuführen, um z. B. den steuerbaren Bereich durch Verkleinern der neutralen Zone α zu erweitern. Es ist klar, daß die zweite Ausführungsform mit der ersten Ausführungsform kombiniert werden kann, so daß das Verfahren zum Berechnen des Anfangswerts von Fall zu Fall gewechselt werden kann und in ähnlicher Weise die neutrale Zone α geändert werden kann.
In den 6 und 7 ist eine dritte Ausführungsform des Bremssteuersystems gezeigt. Die dritte Ausführungsform dient zum Erhalten der Neigung der Straße auf der Grundlage der Fahrzeugpositionsinformationen von einem als Neigungsmeßeinrichtung dienenden Navigationssystem und von Kartendaten sowie der Veränderung der Fahrzeugposi tion. Der Aufbau der dritten Ausführungsform ist grundsätzlich derselbe wie derjenige der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, daß anstelle der vorwärtsgerichteten Überwachungskamera 15 das Navigationssystem verwendet wird. Ferner ist die dritte Ausführungsform so beschaffen, daß die Fahrzeugzustands-Sensoreinheit 20 nur den Hauptzylinderdrucksensor 23 enthält und außerdem das Navigationssystem anstelle der vorwärtsgerichteten Überwachungskamera 15 verwendet wird.
Die Bremsbetätigungsvorrichtung 5 wird elektrisch angetrieben und normal gesteuert. Der Hauptzylinderdruck Pm wird ständig detektiert, wobei der Radbremszylinderdruck Pw/c auf den Solldruckwert eingestellt wird, wie z. B. auf den Sollwert Pw in der Bremssteuerung der vorliegenden Erfindung oder auf einen Steuerungssollwert der ABS-Regelung, wenn die obenerwähnte Bremssteuerung oder die ABS-Regelung ausgeführt werden. Wenn beide Steuerungen nicht ausgeführt werden, wird der Radbremszylinderdruck Pw/c so gesteuert, daß er dem Hauptzylinderdruck Pm folgt.
Bei dieser dritten Ausführungsform, die das Navigationssystem verwendet, umfaßt das in der Steuervorrichtung 10 ausgeführte Steuerprogramm die Entscheidung, ob das Lesen der Positionsinformationen möglich ist, das Lesen der Positionsinformationen, das Vergleichen der Positionsinformationen mit der Navigationskarte sowie das Berechnen der Straßenneigung Sn, wie im Flußdiagramm der 6 und 7 gezeigt ist.
Im Schritt S201 entscheidet die Steuervorrichtung 10, ob es möglich ist, die Positionsinformation zu lesen. Wenn die Antwort im Schritt S201 NEIN ist, springt die Verarbeitung zu einem Schritt S206, indem der Straßenneigungswert Sn auf den vorangegangenen Wert gesetzt wird. Nach diesem Schritt S206 fährt die Verarbeitung mit Schritt S207 fort. Wenn die Antwort im Schritt S201 JA ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S202 fort, indem die Steuervorrichtung 10 die Positionsinformationen vom Navigationssystem einliest.
Im Schritt S203 führt die Steuervorrichtung 10 einen Vergleich zwischen den Positionsinformationen und der Karte des Navigationssystems durch.
Im Schritt S204 erhält die Steuervorrichtung 10 die Straßenneigungsdaten Sn.
Die Position, die einen Ort des Fahrzeugs anzeigt, kann eine aktuelle Fahrposition oder eine zukünftige Position sein, die das Fahrzeug erreicht, wenn die Berechnung beendet ist, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs und die Steuerungsrechenzeit berücksichtigt werden. In dieser dritten Ausführungsform kann das Messen der Straßenneigung anhand der Kartendaten mittels des Navigationssystems eine Fahrposition verwenden, die in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs geschätzt wird. Wenn die zuletzt erwähnte Position gewählt wird, wird es möglich, selbst unter der Bedingung, daß die Straßenneigung sich während der Berechnung deutlich ändert, eine genaue Steuerung durchzuführen. Ferner kann die Positionsinformation als dreidimensionale Informationen erhalten werden, wobei die Straßenneigung erhalten werden kann, indem der Horizontalwert und der Vertikalwert der aktuellen dreidimensionalen Informationen mit denjenigen Werten der vorangegangenen dreidimensionalen Informationen verglichen werden.
Nach der Ausführung des Schritts S204 oder des Schritts S206 fährt die Verarbeitung mit Schritt S207 fort, in dem die Steuervorrichtung 10 entscheidet, ob das Bremspedal 3 niedergedrückt ist. Wenn die Antwort im Schritt S207 NEIN ist, springt die Programmverarbeitung zu ENDE. Wenn die Antwort im Schritt S207 JA ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S208 fort, in dem die Steuervorrichtung 10 den Hauptzylinderdruck Pm auf der Grundlage des Signals vom Hauptzylinderdrucksensor 23 einliest. Somit wird während der Bremsoperation der Hauptzylinderdruck Pm überwacht.
Im Schritt S209 entscheidet die Steuervorrichtung 10, ob der Absolutwert des Neigungswerts Sn (Sn') größer ist als eine vorgegebene Neutralzone α°. Der Entscheidungswert α° wird im voraus ermittelt, so daß unter Berücksichtigung der Detektionsgenauigkeit und der Störungen keine unerwünschte Steuerung ausgeführt wird.
Wenn der Absolutwert |Sn| nicht größer ist als der Wert α°, fährt die Verarbeitung mit Schritt S211 fort, in dem der Steuerungsverstärkungsfaktor K auf 1 gesetzt wird (K = 1). Wenn die Steuervorrichtung 10 feststellt, daß der Absolutwert |Sn| größer ist als der Wert α°, fährt die Verarbeitung mit Schritt S210 fort, indem die Steuervorrichtung 10 den Steuerungsverstärkungsfaktor K in derselben Weise berechnet wie bei der Verarbeitung im Schritt S113 der ersten Ausführungsform (K = 1 + sin(tan^–1Sn)·A).
Die Verarbeitung vom Schritt S212 bis zum Schritt S214 ist dieselbe wie diejenige der Schritte S114 bis S116 in der ersten Ausführungsform. Dementsprechend wird der Radbremszylinderdruck Pw/c auf den Sollwert Pw eingestellt, indem die Bremsbetätigungsvorrichtung 5 gesteuert wird. Wenn somit die Antwort im Schritt S209 JA ist, wird der Radbremszylinderdruck Pw/c in Abhängigkeit von der Straßenneigung Sn in ähnlicher Weise wie in der ersten Ausführungsform gesteuert. Wenn die Antwort im Schritt S209 NEIN ist, wird der Steuerungsverstärkungsfaktor K auf 1 gesetzt, wodurch der Radbremszylinderdruck Pw/c so gesteuert wird, daß er dem Hauptzylinderdruck Pm folgt (Pw/c = Pm).
Mit der derart ausgelegten dritten Ausführungsform werden die Kosten für die Herstellung des Bremssteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung reduziert, da das Navigationssystem als Straßenneigungsmeßeinrichtung des Bremssystems verwendet wird. Da es ferner möglich ist, die Näherungsberechnung und die Koordinatentransformation zum Erhalten der Straßenneigung in der Steuervorrichtung 10 zu vereinfachen, wird die in der Steuervorrichtung 10 zu installierende Software weiter vereinfacht. Dies senkt die Herstellungskosten der Software.
Da die Bremsbetätigungsvorrichtung 5 vom Normalsteuerungstyp ist, wechseln sich das Bremsen im Zustand mit aktiver Betätigungsvorrichtung und das Bremsen im Zustand mit inaktiver Betätigungsvorrichtung ab. Dies verhindert den Rückschlag auf das Bremspedal 3 zu Beginn der Steuerung, den die Steuerung normalerweise bewirkt.
In den 8 bis 11B ist eine vierte Ausführungsform des Bremssteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die vierte Ausführungsform zeigt eine verbesserte und weiterentwickelte Abwandlung der dritten Ausführungsform. Diese vierte Ausführungsform ist so beschaffen, daß die Umgebung des Fahrzeugs, die die Straßenneigung enthält, erkannt wird, der Bremssteuerungsverstärkungsfaktor K in Abhängigkeit von der Fahrzeugumgebung gesetzt wird und ein Sollwert für jedes Rad 1L bis 2R mittels des Steuerungsverstärkungsfaktors K bestimmt wird. Wenn sich daher die Fahrzeugumgebung ändert, wird der Bremsweg relativ zur gleichen Niederdrückung des Bremspedals 3 gleich gehalten.
Wie in 8 gezeigt, ist der Hauptzylinder 4 mit dem Bremspedal 3 verbunden, so daß durch das Niederdrücken des Bremspedals 3 durch den Fahrer der Druck Pm erzeugt wird. Der erzeugte Hauptzylinderdruck Pm wird den Radbremszylindern W/C der jeweiligen Räder 1L, 1R, 2L und 2R über die Bremsbetätigungsvorrichtung 50 zugeführt. Die Bremskraft jedes Rades 1L, 1R, 2L und 2R ist unabhängig steuerbar. Wenn jeder Radbremszylinder W/C den erzeugten Hauptzylinderdruck Pm unverändert empfängt, wird auf das jeweilige Rad eine Bremskraft ausgeübt, die dem Druck Pm entspricht.
Die Bremsbetätigungsvorrichtung 50 dient zum Einstellen des Radbremszylinderdrucks Pw/c auf einen Sollwert, der von einer Bremssteuervorrichtung 100 ermittelt wird. Die Bremssteuervorrichtung 100 empfängt ein Signal vom Hauptzylinderdrucksensor 23, um den Druck des Hauptzylinders 4 zu erfassen. Das Signal, das den Hauptzylinderdruck Pm anzeigt, kann durch die Pedalniederdrückungskraft oder durch den Pedalhub ersetzt werden, die die Bremsabsicht des Fahrers widerspiegeln. Als Fahrerbremsabsichtsdetektor können anstelle des Hauptzylinderdrucksensors 23 ein Bremspedalniederdrückungskraftsensor oder ein Bremspedalniederdrückungshubsensor verwendet werden. Eine Umgebungserkennungsvorrichtung 30 ist am Fahrzeug V installiert, um die Fahrzeugumgebungsinformationen entsprechend der Aufgabe der Bremssteuervorrichtung 100 zu detektieren und auszugeben. Zusätzlich zu einer Bildverarbeitungsvorrichtung oder einem Navigationssystem kann eine berührungsfreie Fernerfassungseinrichtung zum Erhalten von Informationen über die um das Fahrzeug angeordneten Objekte als Umgebungserkennungsvorrichtung 30 verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Vorrichtung zum Detektieren und Verarbeiten der Bildin formationen des Fahrzeugs V als Fernerfassungseinrichtung verwendet werden.
Die folgende Tabelle 1 zeigt Beispiele, die als Umgebungserkennungsvorrichtung 30 dienen, sowie deren erkennbare Inhalte. Tabelle 1
Die Tabelle 1 zeigt die detektierbaren Umgebungsinformationen, die von verschiedenen Umgebungserkennungsvorrichtungen erhalten werden. Zum Beispiel kann das Navigationssystem als Fahrzeugumgebungsinformationen den Typ der Straße, die Straßenkrümmung und die Straßenneigung erhalten. Es ist klar, daß die Umgebungserkennungsvorrichtung nicht auf die obenerwähnten Vorrichtungen beschränkt ist.
In dieser vierten Ausführungsform wird ein Navigationssystem als Umgebungserkennungsvorrichtung 30 verwendet. Das Navigationssystem 30 dient zum Ausgeben der Informationen über den Typ der Straße, wie z. B. eine Stadtstraße, eine Vorortstraße, eine Hauptstraße oder eine Schnellstraße.
Die Bremssteuervorrichtung 100 zum Ausführen der Bremssteuerung empfängt die Daten, die sich auf den Typ der befahren Straße beziehen, vom Navigationssystem 30 sowie den Hauptzylinderdruck Pm, der durch Niederdrücken des Bremspedals 3 erzeugt wird.
Wenn die Bremsbetätigungsvorrichtung 50 entsprechend der Bremsabsicht des Fahrers während der Bremsoperation die Bremskraft anlegt, legt die Bremssteuervorrichtung 100 den Steuerungsverstärkungsfaktor K in Abhängigkeit von den Fahrzeugumgebungsinformationen fest und bestimmt den Sollwert Pw des Radbremszylinderdrucks Pw/c auf der Grundlage des Hauptzylinderdrucks Pm, der durch Niederdrücken des Bremspedals durch den Fahrer erzeugt wird. Die Bremssteuervorrichtung 100 bestimmt den Sollwert Pw des Radbremszylinderdrucks Pw/c unter Verwendung der folgenden Gleichung (11), die der Gleichung (10) entspricht. Soll-Radbremszylinderdruck Pw = Hauptzylinderdruck Pm·Steuerungsverstärkungsfaktor K (11)
Die Bremssteuervorrichtung 100 speichert im voraus die Steuerungsverstärkungsfaktordaten bezüglich der Vorortstraße, der Schnellstraße, der Bergstraße und der Stadtstraße, wie folgt:

1. Vorortstraße – Steuerungsverstärkungsfaktor K wird auf 1 gesetzt (K = 1). Das heißt, der Hauptzylinderdruck Pm wird auf den Radbremszylinderdruck Pw/c eingestellt (Pm = Pw/c).
2. Schnellstraße – der Steuerungsverstärkungsfaktor K wird auf einen Wert größer als 1 gesetzt (K > 1).
3. Bergstraße – auf einer Steigung wird der Steuerungsverstärkungsfaktor auf einen Wert kleiner als 1 gesetzt (K < 1), während auf einem Gefälle der Steuerungsverstärkungsfaktor auf einen Wert größer als 1 gesetzt wird (K > 1).
4. Stadtstraße – wenn die Bremse sanft betätigt wird, wird der Steuerungsverstärkungsfaktor K auf einen Wert kleiner als 1 gesetzt (K < 1), während dann, wenn das Bremspedal stark niedergedrückt wird, der Steuerungsverstärkungsfaktor K auf einen Wert größer als 1 gesetzt wird (K > 1).

Mit dieser vorangehenden Einstellung wird während der Korrektur zwischen der Fahrerbremsabsicht und der Radbremskraft gemäß den Straßentypinformationen eine Beziehung zwischen der Fahrerbremsabsicht und der Radbremskraft auf einer Vorortstraße als Referenzmuster verwendet. Wenn das Fahrzeug auf einer Schnellstraße fährt, wird die Bremskraft relativ zur Fahrerbremsabsicht größer eingestellt als der Referenzwert. Auf einer Stadtstraße wird dann, wenn die Fahrerbremsabsicht gering ist, d. h. wenn das Niederdrückungsmaß des Bremspedals 3 klein ist, die Beziehung kleiner eingestellt als die Referenz. Wenn die Fahrerbremsabsicht groß ist, wird die Beziehung größer als die Referenz eingestellt. Auf einem Gefälle einer Bergstraße wird die Beziehung kleiner als die Referenz eingestellt. Auf einer Steigung einer Bergstraße wird die Beziehung größer eingestellt als die Referenz. Das heißt, die Steuervorrichtung 100 bestimmt den Soll-Radbremszylinderdruckwert Pw, um die obenerwähnte Änderung der Beziehung zwischen der Fahrerbremsabsicht und der Radbremskraft in Abhängigkeit von der Straßentypinformation zu verändern. Auf der Grundlage des ermittelten Soll-Werts Pw führt die Bremssteuervorrichtung 100 die Steuerung der Bremsbetätigungsvorrichtung 50 durch. Die Bremsbetätigungsvorrichtung 50 dient zum Einstellen des Radbremszylinderdrucks Pw/c auf den Soll-Druckwert Pw.
Der Drucksteuerungsmechanismus der Bremsbetätigungsvorrichtung 50 kann hergestellt werden, indem eine elektrisch angetriebene Betätigungsvorrichtung, wie sie in der US-46553815-A offenbart ist, an jedem der vier Räder montiert wird, und kann eine hydraulische Betätigungsvorrichtung mit einer Traktionsregelfunktion für jedes Rad sein.
In dieser vierten Ausführungsform enthält die Bremsbetätigungsvorrichtung 50 eine Treiberschaltung zum Ansteuern der Betätigungsvorrichtung 50 und besitzt die ABS-Regelfunktion. In dem Fall, in dem durch Erhöhen des Radbremszylinderdrucks Pw/c auf den Soll-Druck Pw ein Blockieren des Rades verursacht wird, führt daher die Bremsbetätigungsvorrichtung 50 eine unabhängige Regelung aus, um das Blockieren des Rades zu vermeiden. Um diese Antiblockier-Regelung durchzuführen, wird die Information, die die Radgeschwindigkeit anzeigt, zur Bremsbetätigungsvorrichtung 50 zurückgeführt, wie mit der gepunkteten Linie in 8 gezeigt ist. Es ist klar, daß eine Betätigungsvorrichtung zum Ausführen der ABS-Regelung zwischen der Bremssteuervorrichtung 50 und dem Radbremszylinder W/C installiert sein kann, oder daß die Bremssteuervorrichtung 100 die ABS-Funktion enthalten kann, wenn die Bremsbetätigungsvorrichtung 50 keine ABS-Funktion enthält.
Wie im Flußdiagramm der 9 und 10 gezeigt, ist die Funktionsweise des Bremssteuersystems der vierten Ausführungsform derjenigen der dritten Ausführungsform ähnlich.
Das im Navigationssystem 30 ausgeführte Verarbeitungsprogramm ist in 9 gezeigt.
Im Schritt S301 liest das Navigationssystem (die Umgebungserkennungsvorrichtung) 30 das GPS-Signal ein.
Im Schritt S302 stellt das Navigationssystem 30 die aktuelle Fahrzeugposition fest.
Im Schritt S303 liest das Navigationssystem 30 die Straßeninformationen aus der Karte.
Im Schritt S304 ermittelt das Navigationssystem 30 den Typ der Straße und gibt diesen an die Bremssteuervorrichtung 100 aus.
In der Bremssteuervorrichtung 100 wird die in 10 gezeigte Bremssteuerung wie folgt ausgeführt.
Im Schritt S401 liest die Bremssteuervorrichtung 100 den Hauptzylinderdruck.
Im Schritt S402 liest die Bremssteuervorrichtung 100 die Straßentypinformationen vom Navigationssystem 30.
Im Schritt S403 entscheidet die Bremssteuervorrichtung 100, ob das Fahrzeug V derzeit auf einer Schnellstraße fährt. Wenn die Antwort im Schritt S403 JA ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S407 fort, in dem der Steue rungsverstärkungsfaktor K auf 1,2 gesetzt wird (K = 1,2). Wenn die Antwort im Schritt S403 NEIN ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S404 fort, in dem die Bremssteuervorrichtung 100 feststellt, ob das Fahrzeug V derzeit auf einer Bergstraße fährt. Wenn die Antwort im Schritt S404 JA ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S408 fort, in dem die Steuervorrichtung 100 feststellt, ob das Fahrzeug V derzeit auf einer Steigung fährt. Wenn die Antwort im Schritt S408 JA ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S410 fort, in dem die Bremssteuervorrichtung 100 den Steuerungsverstärkungsfaktor K auf 0,8 setzt (K = 0,8). Wenn die Antwort im Schritt S408 NEIN ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S410 fort, in dem die Bremssteuervorrichtung 100 den Steuerungsverstärkungsfaktor K auf 1,2 setzt (K = 1,2). Nach der Ausführung der Schritte S409 oder S410 fährt die Verarbeitung mit Schritt S420 fort.
Wenn andererseits die Antwort im Schritt S404 NEIN ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S405 fort, in dem die Bremssteuervorrichtung 100 feststellt, ob das Fahrzeug derzeit auf einer Stadtstraße fährt. Wenn die Antwort im Schritt S405 JA ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S411 fort, in dem die Bremssteuervorrichtung 1 den Steuerungsverstärkungsfaktor K auf der Grundlage einer Karte ermittelt, die eine Beziehung zwischen dem Steuerungsverstärkungsfaktor und dem Hauptzylinderdruck zeigt, wie in 11A gezeigt ist. Nach der Ausführung des Schritts S411 fährt die Verarbeitung mit Schritt S420 fort. Wenn die Antwort im Schritt S406 NEIN ist, fährt die Verarbeitung mit Schritt S406 fort, in dem der Steuerungsverstärkungsfaktor K auf 1 gesetzt wird (K = 1).
Im Schritt S420 berechnet die Bremssteuervorrichtung 100 den Sollwert Pw des Radbremszylinders W/C durch Multipli zieren des Hauptzylinderdrucks Pm mit dem Steuerungsverstärkungsfaktor K.
Im Schritt S421 liest die Bremssteuervorrichtung 100 den Radbremszylinderdruck Pw/c.
Im Schritt S422 berechnet die Bremssteuervorrichtung 100 den Anweisungswert, der an die Bremsbetätigungsvorrichtung 50 gesendet werden soll.
Im Schritt S423 gibt die Bremssteuervorrichtung 100 den berechneten Anweisungswert an die Bremsbetätigungsvorrichtung 50 aus.
Nach der Ausführung des Schritts S423 kehrt die Verarbeitung zum Schritt S401 zurück, um das in 10 gezeigte Bremssteuerprogramm zu wiederholen.
Im folgenden wird mit Bezug auf die in den 11A und 11B gezeigten Graphen eine typische Operation des Fahrzeugs gezeigt, das mit dem Bremssteuersystem der vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist.
In dem Fall, in dem das Fahrzeug auf einer Stadtstraße fährt, detektiert das Navigationssystem 30 die aktuelle Fahrzeugposition und erhält eine Position in der Karte durch Verarbeiten der Schritte S301 bis S304. Anschließend fährt das in 10 gezeigte Programm der Reihe nach mit den Schritten S403, S404, S405 und S411 fort. Im Schritt S411 bestimmt die Bremssteuervorrichtung 100 den Steuerungsverstärkungsfaktor K auf der Grundlage der in 11A gezeigten Beziehung. Genauer, wenn das Bremspedal 3 sanft niedergedrückt wird, d. h. wenn der Hauptzylinderdruck Pm kleiner ist als ein vorgegebener Wert, setzt die Bremssteuervorrichtung 100 den Steuerungsver stärkungsfaktor K auf einen Wert kleiner als 1. Wenn das Bremspedal 3 kräftig niedergedrückt wird, d. h. wenn der Hauptzylinderdruck größer wird als der vorgegebene Wert, setzt die Bremssteuervorrichtung 100 den Steuerungsverstärkungsfaktor K auf einen Wert größer als 1.
In dieser Situation, wenn das Bremspedal 3 niedergedrückt wird, wird der Sollwert Pw des Radbremszylinderdrucks Pw/c wie in 11B gezeigt in Abhängigkeit vom Hauptzylinderdruck Pm erhalten. Dementsprechend wird jeder Radbremszylinder W/C der jeweiligen Räder 1L, 1R, 2L und 2R durch die Bremsbetätigungsvorrichtung 50 auf den Sollwert Pw eingestellt, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern. Somit wird der Steuerungsverstärkungsfaktor K automatisch ermittelt, wobei die Fahrerbremsabsicht durch diesen Steuerungsverstärkungsfaktor K korrigiert wird, so daß die Bremsung durchgeführt wird, indem der Radbremszylinderdruck Pw/c auf den Sollwert Pw eingestellt wird. Dies erleichtert die vom Fahrer ausgeführte Bremskorrektur.
In dem Fall, in dem das Fahrzeug auf einer Stadtstraße im dichten Verkehr fährt, so daß häufige Brems- und Beschleunigungsvorgänge ausgeführt werden, sind eine sanfte Beschleunigung und Abbremsung sichergestellt, ohne daß eine vorsichtige Pedalbetätigung erforderlich ist. Wenn das Bremspedal 3 in Reaktion auf ein plötzliches Hindernis kräftig niedergedrückt wird, wird der Bremsweg klein gehalten, da in dieser Situation der Steuerungsverstärkungsfaktor K auf einen größeren Wert als die Referenz gesetzt wird.
Da auf einer Schnellstraße der Steuerungsverstärkungsfaktor K auf einen Wert größer als 1 gesetzt wird, wird der Bremsweg kurz, um eine Annäherung an das vorausfahrende Fahrzeug zu vermeiden. In dem Fall, in dem das Fahrzeug V auf einer Schnellstraße fährt, rückt die Programmroutine vom Schritt S403 zum Schritt S407 vor, um den Steuerungsverstärkungsfaktor K auf 1,2 zu setzen (K = 1,2). Somit wird der Bremsweg im Vergleich zu demjenigen des Normalfalles kurz. Dies ermöglicht dem Fahrer ein komfortables Fahren auf der Schnellstraße.
Auf einer Bergstraße rückt das Steuerungsprogramm der Reihe nach zu den Schritten S403, S404, S408 und S409 oder S410 vor. Wenn das Fahrzeug V auf einer Steigung der Bergstraße fährt, wird der Steuerungsverstärkungsfaktor K auf einen Wert kleiner als 1 gesetzt, wie z. B. auf K = 0,8 im Schritt S409. Wenn das Fahrzeug V auf einem Gefälle der Bergstraße fährt, wird der Steuerungsverstärkungsfaktor K auf einen Wert größer als 1 eingestellt, wie z. B. auf K = 1,2 im Schritt S410. Dementsprechend wird auf einer Steigung der Bergstraße die Bremskraft relativ zur Fahrerbremsabsicht klein. Andererseits wird auf einem Gefälle der Bergstraße die Bremskraft relativ zur Fahrerbremsabsicht groß. Das heißt, im Fall des Fahrens auf einer Steigung wird der Radbremszylinderdruck Pw/c so korrigiert, daß er kleiner ist als der Referenzwert. Im Fall des Fahrens auf einem Gefälle wird der Steuerungsverstärkungsfaktor K auf einen Wert größer als 1 gesetzt, so daß der Soll-Radbremszylinderdruckwert Pw auf einen Wert größer als der Hauptzylinderdruck Pm gesetzt wird. Auf der Bergstraße wird somit der Radbremszylinderdruck Pw/c in Abhängigkeit von der Straßenneigung (Steigung und Gefälle) gesteuert. Genauer verhindert diese Steuerung die Verlängerung des Bremsweges auf einem Gefälle, so daß ein sicheres und komfortables Fahren sichergestellt ist.
Diese vierte Ausführungsform schafft ein Bremssteuersystem, das eine Bremssteuerung auf der Grundlage der Informationen von der Fahrzeugumgebungserkennungsvorrich tung 30 ausführt. Das Bremssteuersystem der vierten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die Umgebungserkennungsvorrichtung 30 zum Erkennen der Fahrzeugumgebung, die Bremssteuervorrichtung 100, die den Bremssteuerungsverstärkungsfaktor K in Abhängigkeit von der Umgebungsbedingung und eine Soll-Bremskraft ermittelt, indem sie die Fahrerbremsabsicht mit dem ermittelten Steuerungsverstärkungsfaktor K korrigiert, sowie eine Bremsbetätigungsvorrichtung 50, die die Soll-Bremskraft erzeugt. Da dieses Bremssteuersystem den Bremssteuerungsverstärkungsfaktor K automatisch in Abhängigkeit von der Fahrzeugumgebung, wie z. B. dem Straßentyp, Gefälle oder Steigung der Bergstraße, und dem Niederdrückungsgrad des Bremspedals auf einer Stadtstraße ermittelt, muß der Fahrer nicht mehr die Betätigung des Bremspedals entsprechend der Fahrzeugumgebung korrigieren. Das heißt, der Fahrer kann den Niederdrückungsgrad des Bremspedals gleich halten, um selbst bei unterschiedlichen Straßenbedingungen den gleichen Bremsweg zu erhalten.
Obwohl die vierte Ausführungsform so gezeigt und beschrieben worden ist, daß sie das Navigationssystem als Umgebungserkennungsvorrichtung 30 verwendet, ist klar, daß eine Bildverarbeitungsvorrichtung zum Detektieren eines Verkehrsstaus, der Straßenumgebung und der Straßenneigung, oder ein Verfahren zum Detektieren eines Verkehrsstaus aus der Niederdrückungsbetätigung des Bremspedals durch den Fahrer als Umgebungserkennungsvorrichtung 30 verwendet werden können. Selbstverständlich ist es möglich, andere Verfahren zum Detektieren des Straßentyps oder zum Bestimmen des Steuerungsverstärkungsfaktors zu verwenden.
Zum Beispiel kann selbst bei einer Bremssteuerung auf einer Bergstraße die Bremssteuerung durchgeführt werden, indem der dritten Ausführungsform die Verarbeitung der Schritte S210 und S211 hinzugefügt wird. In einem solchen Fall kann der Steuerungsverstärkungsfaktor K in Abhängigkeit von der Straßenneigung Sn von einem Schwerkraftanteil, der auf das Fahrzeug V aufgrund der Straßenneigung wirkt, ermittelt werden, um eine noch feinere Steuerung sicherzustellen. Es ist klar, daß diese Kombination nicht auf den Fall einer Bergstraße beschränkt ist, sondern auch auf eine Stadtstraße, eine Schnellstraße und eine Vorortstraße angewendet werden kann.
Im folgenden wird die fünfte Ausführungsform des Bremssteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die fünfte Ausführungsform ist so konstruiert, daß sie im Grunde der in 8 gezeigten vierten Ausführungsform entspricht. In dieser fünften Ausführungsform wird als Umgebungserkennungsvorrichtung 30 eine Bildverarbeitungsvorrichtung verwendet, die als Fahrzeugumgebungsinformation die Straßenkrümmung ausgibt. Das heißt, die in 8 gezeigte Umgebungserkennungsvorrichtung 30 ist die Bildverarbeitungsvorrichtung 30, die die Fahrzeugumgebungsinformationen zur Bremssteuervorrichtung 100 sendet. Es ist klar, daß die Bildverarbeitungsvorrichtung 30 durch eine vorwärtsgerichtete Überwachungskamera ersetzt werden kann, die in der ersten Ausführungsform gezeigt ist.
Das Steuerungsprogramm der Umgebungserkennungsvorrichtung 30 und der Steuervorrichtung 100 ist im wesentlichen das gleiche wie dasjenige der vierten Ausführungsform. Ein Teil des Steuerprogramms kann neu geordnet werden, um die Steuerung dieser Ausführungsform zu erreichen. Der weitere Aufbau der fünften Ausführungsform ist im wesentlichen demjenigen der vierten Ausführungsform ähnlich.
Mit dieser fünften Ausführungsform wird es möglich, die Fahrerbremsabsicht gemäß dem in Abhängigkeit von der Straßenkrümmung ermittelten Steuerungsverstärkungsfaktor K zu korrigieren. Zum Beispiel erhöht die Steuervorrichtung 100 den Steuerungsverstärkungsfaktor K der Vorderräder 1L und 1R und verringert den Steuerungsverstärkungsfaktor K der Hinterräder 2L und 2R mit zunehmender Straßenkrümmung. Durch diese Korrektur wird während des Bremsens entsprechend der Zunahme der Straßenkrümmung relativ zur Fahrerbremsabsicht die Vorderradbremskraft erhöht und die Hinterradbremskraft verringert.
Da der geeignete Steuerungsverstärkungsfaktor K in Abhängigkeit von der Straßenkrümmung automatisch für jeden Radbremszylinder W/C ermittelt wird, ist es nicht erforderlich, daß der Fahrer den Niederdrückungsgrad des Bremspedals 3 in Abhängigkeit von der Fahrzeugumgebung fein korrigiert. Da ferner die Fahrzeugumgebung, die vom Fahrer nicht erkannt werden kann, automatisch für die Korrektur des Steuerungsverstärkungsfaktors K berücksichtigt wird, indem die Informationen von der Bildverarbeitungsvorrichtung 30 zur Bremssteuervorrichtung 100 gesendet werden, stellt der Fahrer beim Bremsvorgang weiter verbesserte Fahreigenschaften fest. Außerdem wird mit Zunahme der Straßenkrümmung der Steuerungsverstärkungsfaktor K der Vorderräder erhöht und der Steuerungsverstärkungsfaktor K der Hinterräder verringert. Diese Steuerung verhindert, daß die Hinterräder ihre Straßenhaftung verlieren, und bewirkt, daß die Vorderräder ihre Bremskraft mit Abnahme der Bremskraft der Hinterräder erhöhen. Somit wird das unerwünschte Fahrzeugverhalten während des Bremsens in einer Kurve verbessert, ohne den Bremsweg zu verändern, so daß die Fahreigenschaften des Fahrzeugs verbessert werden.
Ferner ist klar, daß die Radbremszylinderdrücke der rechten und linken Räder während des Bremsens in Kurvenfahrt unterschiedlich sind. In einem solchen Fall wird der Steuerungsverstärkungsfaktor K der jeweiligen inneren und äußeren Räder so ermittelt, daß die Bremskraft des äußeren Rades relativ zur Fahrerbremsabsicht erhöht wird. Die Bremssteuervorrichtung 100 erhöht vorzugsweise den Bremssteuerungsfaktor K des bezüglich der Kurvenrichtung äußeren Rades und verringert den Steuerungsverstärkungsfaktor K des bezüglich der Kurvenrichtung inneren Rades. Mit dieser Anordnung wird das unerwünschte Fahrzeugverhalten während des Bremsens bei Kurvenfahrt vollkommen vermieden.
Obwohl die fünfte Ausführungsform so gezeigt und beschrieben worden ist, daß die Bildverarbeitungsvorrichtung 30 als Umgebungserkennungsvorrichtung verwendet wird, um die Straßenkrümmung zu erhalten, ist klar, daß das in den dritten und vierten Ausführungsformen gezeigte Navigationssystem verwendet werden kann, um die Straßenkrümmung zu erhalten. Durch eine solche Anordnung wird die für die Verarbeitung des Bildes erforderliche Zeitspanne verringert, um die Steuerungsgeschwindigkeit zu verbessern.
Es ist klar, daß anstelle der obenerwähnten Vorrichtungen ein Verfahren zum Schätzen der Staßenkrümmung anhand der Operation des Fahrers verwendet werden kann. Zum Beispiel kann die Straßenkrümmung anhand des vom Fahrer eingeschlagenen Lenkwinkels geschätzt werden. Durch eine solche Anordnung wird die aktuelle Fahrzeugkurvenfahrtinformation erhalten, so daß die Bremssteuerung noch besser durchgeführt werden kann.
Im folgenden wird die sechste Ausführungsform des Bremssteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die sechste Ausführungsform ist im wesentlichen ähnlich der in 8 gezeigten vierten Ausführungsform aufgebaut. Die sechste Ausführungsform ist so beschaffen, daß sie ein Radargerät als Umgebungserkennungsvorrichtung 30 verwendet. Das Radargerät 30 enthält entweder ein optisches Radargerät oder ein Funkwellen-Radargerät. Ein solches optisches Radargerät 30 dient zum Messen eines Abstandes zum Objekt
durch Aussenden eines Lichtstrahls und Empfangen der Reflexion des Lichtstrahls vom Objekt. Das Funkwellenradar 30 dient zum Messen eines Abstands zum Objekt durch Aussenden von Funkwellen und Empfangen der reflektierten Funkwellen vom Objekt. Diese Radargeräte können die Hindernisinformationen erhalten, ohne das Objekt, wie z. B. ein Objekt, das sich im vorausfahrenden Fahrzeug befindet, direkt zu berühren.
Das Radargerät 30 dient zum Detektieren der relativen Geschwindigkeit und des Abstands des vorausliegenden Hindernisses und zum Ausgeben dieser Informationen an die Steuervorrichtung 100. Die Steuervorrichtung 100 ist so beschaffen, daß sie den Steuerungsverstärkungsfaktor K erhöht, wenn die Annäherungsgeschwindigkeit des detektierten Hindernisses größer ist als eine vorgegebene Geschwindigkeit oder wenn der Abstand zum vorausliegenden Hindernis kürzer ist als ein vorgegebener Abstand. Die fünfte Ausführungsform entspricht einem Fall, in dem die Umgebungserkennungseinrichtung eine Fernerfassungseinrichtung ist, die Informationen ausgibt, die ein vor dem Fahrzeug liegendes Hindernis und ein vorausfahrendes Fahrzeug betreffen.
Mit dieser sechsten Ausführungsform werden ebenfalls die von den vorangegangenen Ausführungsformen erreichten Vorteile erzielt. Ferner wird die Bremskraft in Abhängigkeit vom Grad der Annäherung des vorausliegenden Hindernisses, der Annäherungsgeschwindigkeit des vorausliegenden Hindernisses oder in Abhängigkeit von beidem relativ zur Fahrerbremsabsicht erhöht. Selbst in einem Fall, in dem ein Fahrer des vorausfahrenden Fahrzeugs plötzlich den Niederdrückungsgrad des Bremspedals erhöht, nachdem der Fahrer des Fahrzeugs V als Antwort auf die Bremsung des vorausfahrenden Fahrzeugs eine Bremsung eingeleitet hat, wird somit die Bremskraft des Fahrzeugs bei Aufrechterhalten des Niederdrückungsgrades des Bremspedals 3 automatisch erhöht. Dies verhindert eine Annäherung an das vorangehende Fahrzeug. Wenn das vorausfahrende Fahrzeug beschleunigt wird, verringert außerdem das Bremssteuersystem die Bremskraft, um den Verzögerungsgrad zu verringern und dem Fahrer des Fahrzeugs V die Beschleunigung des vorausfahrenden Fahrzeugs mitzuteilen. Da dieses Bremssteuersystem sich von einem automatischen Bremssystem unterscheidet, von dem die Bremsung aufgrund des Erfassens eines vorausliegenden Hindernisses eingeleitet wird, wird ein unerwünschtes Bremsen aufgrund von aufgewirbeltem Staub verhindert.
Obwohl die sechste Ausführungsform so gezeigt und beschrieben worden ist, daß sie das Radargerät als Umgebungserkennungsvorrichtung 30 verwendet, ist klar, daß die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, sondern eine Bildverarbeitungsvorrichtung verwenden kann, um das Bild zu verarbeiten, das ein aus dem Fahrzeug nach vorn gerichtetes Sichtfeld zeigt, um ein vorausliegendes Hindernis zu erfassen. Durch diese Anordnung wird es möglich, die Größe des Hindernisses festzustellen. Dies verbessert die Genauigkeit des Bremssteuersystems.
Im folgenden wird die siebte Ausführungsform des Bremssteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die siebte Ausführungsform ist im wesentlichen ähnlich der in 8 gezeigten vierten Ausführungsform aufgebaut. Die siebte Ausführungsform ist so beschaffen, daß eine Umgebungsschätzvorrichtung installiert ist, die eine Fahreroperation verwendet, um Regen oder Schnee als Umgebungsinformationen zu erfassen. Die Umgebungserkennungsvorrichtung 30 dieser Ausführungsform enthält einen Wischerschalter, der vom Fahrer betätigt wird. Durch Erfassen des Betätigungsgrades, der vom Wischerschalter eingestellt ist, erfaßt die Umgebungserkennungsvorrichtung 30 die Intensität des Regen- oder Schneefalls. Die Steuervorrichtung 100 ist so beschaffen, daß sie den Steuerungsverstärkungsfaktor K vorübergehend verringert, wenn es heftig regnet oder schneit, um die Bremskraft relativ zur Fahrerbremsabsicht kurzfristig zu verringern.
Mit dieser Anordnung der siebten Ausführungsform und zusätzlich mit der Sicherstellung der obenerwähnten Vorteile verhält sich das Fahrzeug so, daß während des Bremsens kein Blockieren der Räder verursacht wird, da der Radbremszylinderdruck Pw/c relativ zum Hauptzylinderdruck Pm verzögert erhöht wird, um einen schnellen Anstieg der Bremskraft zu vermeiden. Somit kann der Fahrer das Fahrzeug V fahren, ohne durch das Betätigungsgeräusch und den Rückschlag des Bremspedals 3 erschreckt zu werden.
Es ist klar, daß die Umgebungserkennungsvorrichtung 30 nicht auf die obenerwähnte Vorrichtung beschränkt ist, sondern eine Bildverarbeitungsvorrichtung sein kann, die Regen- und Schneefall detektiert. Diese Anordnung ist auf einen Fall anwendbar, in dem die Wischerbetätigung durch Verwendung eines wasserabweisenden Fensters gering wird.
Im folgenden wird die achte Ausführungsform des Bremssteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die achte Ausführungsform ist im wesentlichen ähnlich der in 8 gezeigten vierten Ausführungsform aufgebaut. In dieser achten Ausführungsform wird ein Navigationssystem als Umgebungserkennungsvorrichtung 30 verwendet und gibt die Informationen aus, die angeben, ob eine derzeit befahrene Straße eine befestigte Straße ist. Die Bremssteuervorrichtung 100 ist so beschaffen, daß sie den Steuerungsverstärkungsfaktor K vorübergehend verringert, wenn die befahrene Straße keine befestigte Straße ist, so daß die Bremskraft relativ zur Fahrerbremsabsicht vorübergehend verringert wird.
Mit dieser Anordnung bewirkt das Bremssteuersystem ein Unterdrücken der Radblockierung auf der unbefestigten Straße. Somit wird es möglich, selbst auf der unbefestigten Straße eine unerwünschte ABS-Regelung zu vermeiden, wobei der Fahrer das Fahrzeug fahren kann, ohne durch das Betriebsgeräusch und den Rückschlag des Bremspedals 3 erschreckt zu werden.
Es ist klar, daß die Umgebungserkennungsvorrichtung 30 zum Detektieren einer befestigten Straße nicht auf das Navigationssystem beschränkt sein muß, sondern ein Verfahren zum Detektieren der Rauheit einer Straßenoberfläche durch Detektieren einer Hubtiefe oder Hubgeschwindigkeit einer Radaufhängung, eine Bildverarbeitungsvorrichtung oder ein Verfahren zum Detektieren der Rauheit einer Straßenoberfläche durch Aussenden von Lichtwellen oder elektrischen Wellen und durch Empfangen von Reflexionen dieser Wellen verwenden kann. Wenn ein solches Verfahren als Umgebungserkennungsvorrichtung 30 im Bremssteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann das Bremssteuersystem an eine Straße angepaßt werden, die in einer Karte des Navigationssystems nicht verzeichnet ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist klar, daß verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden können. Zum Beispiel kann die dritte Ausführungsform modifiziert werden, so daß sie ferner die in der ersten Ausführungs form verwendete vorwärtsgerichtete Überwachungskamera enthält, um diese in Kombination mit dem Navigationssystem zu verwenden. Ferner ist klar, daß die Einrichtung zum Messen einer Straßenneigung nicht auf das Navigationssystem oder die vorwärtsgerichtete Überwachungskamera beschränkt ist. Eine mit der vorwärtsgerichteten Überwachungskamera verwendete Bremsbetätigungsvorrichtung kann dazu dienen, in einer Situation den Radbremszylinderdruck auf den Sollwert der ABS-Bremsregelung einzustellen, und in einer anderen Situation den Radbremszylinderdruck auf den Hauptzylinderdruck einzustellen.
Es ist klar, daß in der vierten Ausführungsform als Umgebungserkennungsvorrichtung mehr als zwei Arten von Vorrichtungen, die in Tabelle 1 gezeigt sind, verwendet werden können. Wenn z. B. das Bremssteuersystem so beschaffen ist, daß es eine Straßenkrümmung als Umgebungsinformation erhält, können sowohl ein Navigationssystem, als auch ein Bildverarbeitungssystem und ein System zum Schätzen der Straßenkrümmung anhand einer Fahreroperation installiert werden und wahlweise oder kombiniert verwendet werden, um die Zuverlässigkeit der Erfassung der Straßenkrümmung weiter zu verbessern.
Ferner ist klar, daß das Bremssteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung so beschaffen sein kann, daß die gesamten erfaßbaren Umgebungsinformationen oder ein Teil derselben, die in Tabelle 1 gezeigt sind, als Umgebungsinformationen verwendet werden können. Wenn z. B. ein Navigationssystem als Umgebungserkennungsvorrichtung 30 verwendet wird, können z. B. die gesamten Informationen über den Straßentyp, die Straßenkrümmung und die Straßenneigung oder ein Teil derselben als Umgebungsinformationen verwendet werden. Wenn eine Bildverarbeitungsvorrichtung als Umgebungserkennungsvorrichtung 30 verwendet wird, können alle Informationen über den umgebenden Straßenzustand, die Hindernisse und vorausfahrende Fahrzeuge, Fußgänger, Straßenkrümmung, Straßenneigung, Regen und Schnee, Sichtverhältnisse (Nebel, Dunkelheit) oder ein Teil derselben als Umgebungsinformationen verwendet werden. Wenn ein Radargerät als Umgebungserkennungsvorrichtung 30 verwendet wird, können alle Informationen über die Hindernisse, einschließlich vorausfahrender Fahrzeuge, Fußgänger, Sichtverhältnisse (Nebel, Dunkelheit) und Straßenrauheit oder ein Teil derselben als Umgebungsinformationen verwendet werden. Wenn ein Schätzverfahren auf der Grundlage der Fahreroperation als Umgebungserkennungsvorrichtung 30 verwendet wird, können alle Informationen über Verkehrsstaus, Bergstraßen, Straßenkrümmung, Regen und Schnee oder ein Teil derselben als Umgebungserkennungsinformationen verwendet werden.

Claims

Verfahren zur Regelung einer Bremskraft eines Kraftfahrzeuges (V), bei dem ein Hauptbremsdruck (Pm) entsprechend einer Stellung eines fahrerseitigen Betätigungsorgans (3) erzeugt und Radbremszylindern (W/C) des Fahrzeugs zugeführt wird, wobei der an die Radbremszylinder (W/C) angelegte Bremsdruck in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen erhöht oder verringert werden kann, und Informationen über eine Fahrzeugumgebung erfaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Informationen eine Straßenneigung ermittelt wird, aus der Straßenneigung ein Korrekturwert (K) bestimmt wird, und im Bremsfall ein Sollbremsdruck (Pw), der der Stellung des Betätigungsorgans (3) entspricht, mit dem Korrekturwert (K) berichtigt wird.
Bremskraftregelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug (V), umfassend: ein Betätigungsorgan (3) zur Erzeugung eines Hauptbremsdruckes (Pm), welcher der auf das Betätigungsorgan (3) aufgebrachten Kraft entspricht, eine Bremsbetätigungsvorrichtung (5, 50) zur Zuführung des Hauptbremsdruckes an Radbremszylinder (W/C) des Kraftfahrzeuges und zur Einstellung des an die Radbremszylinder (W/C) anzulegenden Bremsdruckes, wobei der an die Radbremszylinder anzulegende Bremsdruck in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen erhöhbar oder verringerbar ist, eine Fahrzeugumgebungserkennungsvorrichtung (15, 30) zur Erfassung von Informationen über die Fahrzeugumgebung, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung (10, 100) zur Ermittlung einer Straßenneigung aus von der Fahrzeugumgebungserkennungsvorrichtung erhaltenen Informationen, zur Erzeugung eines der Straßenneigung entsprechenden Korrekturwertes (K), mit dem ein Sollbremsdruck (Pw), der der Stellung des Betätigungsorgans (3) entspricht, korrigiert wird, und zur Ansteuerung der Bremsbetätigungsvorrichtung (5, 50) mit dem korrigierten Sollbremsdruck.
Bremskraftregelvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine vorwärtsgerichtete Überwachungskamera (15) zum Überwachen eines vorausliegenden Bereichs des Fahrzeugs (V), wobei eine Straßenneigungsfeststellungseinrichtung (20) vorgesehen ist und die Steuervorrichtung (10, 100) die Straßenneigung aus der Information von der Straßenneigungsfeststellungseinrichtung (20) bestimmt, indem sie ein Veränderungsverhältnis der Straßenneigung aus Bildinformationen erhält, die von der vorwärtsgerichteten Überwachungskamera (15) erfaßt sind, und indem sie eine Integration eines Anfangswertes bezüglich des Veränderungsverhältnisses der Straßenneigung durchführt.
Bremskraftregelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfangswert der Straßenneigung aus einer Antriebskraft bestimmbar ist, die von einem Ausgangsdrehmoment eines Motors und einer Beschleunigung des Fahrzeugs (V) berechenbar ist.
Bremskraftregelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfangswert der Straßenneigung aus einer Antriebskraft bestimmbar ist, die aus einem Schlupfverhältnis eines Drehmomentwandlers und aus einer Beschleunigung des Fahrzeugs (V) berechenbar ist.
Bremskraftregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorausliegende Position zum Ermitteln des Neigungsveränderungsverhältnisses in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit veränderbar ist.
Bremskraftregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch ein Navigationssystem, von dem die Straßenneigungsfeststellungseinrichtung (20) eine Fahrzeugposition erhält, wobei die Steuervorrichtung (10, 100) die Straßenneigung aus einer Karte oder aus einer Veränderung der Fahrzeugposition auf der Grundlage der erhaltenen Fahrzeugposition bestimmt.
Bremskraftregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollbremsdruck (Pw) durch Verändern des Drucks eines Hauptzylinders (4) proportional zur Straßenneigung bestimmbar ist.
Bremskraftregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollbremsdruck (Pw) durch Erhöhen des Drucks eines Haupt zylinders (4) proportional zur Straßenneigung bestimmbar ist, sofern der Sollbremsdruck erhöht wird.
Bremskraftregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch eine Proportionalkonstante, die bei der Berechnung des Sollbremsdrucks verwendbar ist, und die anhand eines Normallastgewichts des Fahrzeugs (V) und der Bremssystemeinrichtungen bestimmbar ist.
Bremskraftregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß entweder eine Hauptzylinderdruckerfassungseinrichtung (23), eine Bremspedalniederdrückungskrafterfassungseinrichtung oder eine Bremspedalniederdrückungshuberfassungseinrichtung vorgesehen sind, um eine Betätigung des Betätigungsorgans (3) zu erfassen.
Bremskraftregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugumgebungserkennungsvorrichtung (30) eine Fernerfassungseinrichtung aufweist, die Informationen bestimmt, die ein in der Nähe des Fahrzeugs (V) befindliches Hindernis anzeigen, ohne das Hindernis direkt zu berühren.
Bremskraftregelvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernerfassungseinrichtung versehen ist mit entweder einer Vorrichtung zum Lesen und Verarbeiten von Bildinformationen, die die Fahrzeugumgebung anzeigen, einer Vorrichtung zum Messen eines Abstands zwischen einem Hindernis und dem Fahrzeug (V) durch Aussenden von Licht und Empfangen der Reflexionen des Lichts vom Hindernis, oder einer Vorrichtung zum Messen eines Abstands zwischen einem Hindernis und dem Fahrzeug (V) durch Aussenden von Funkwellen und Empfangen der Reflexionen der Funkwellen vom Hindernis.
Bremskraftregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (100) einen Straßentyp aus von der Fahrzeugumgebungserkennungsvorrichtung erhaltenen Informationen ermittelt.
Bremskraftregelvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (100) angepaßt ist, eine Beziehung zwischen der Betätigung des Betätigungsorgans (3) und der Bremskraft auf einer Vorstadtstraße als Referenz zu betrachten, wobei die Bremskraft entsprechend der Betätigung verändert wird, wenn das Fahrzeug (V) auf einer Stadtstraße fährt, die Bremskraft re lativ zur Betätigung erhöht wird, wenn das Fahrzeug (V) auf einem Gefälle einer Bergstraße fährt, und die Bremskraft relativ zur Betätigung verringert wird, wenn das Fahrzeug (1) auf einer Steigung einer Bergstraße fährt.
Bremskraftregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (100) eine Straßenkrümmung aus von der Fahrzeugumgebungserkennungsvorrichtung erhaltenen Informationen ermittelt.
Bremskraftregelvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbetätigungsvorrichtung (50) mit zunehmender Straßenkrümmung die Bremskraft der Vorderräder (1L, 1R) erhöht und die Bremskraft der Hinterräder (2L, 2R) verringert.
Bremskraftregelvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbetätigungsvorrichtung (50) während einer Kurvenfahrt mit zunehmender Straßenkrümmung die Bremskraft der äußeren Räder relativ zur Betätigung des Betätigungsorgans (3) erhöht.
Bremskraftregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (100) zumindest ein vor dem Fahrzeug (V) liegendes Hindernis oder ein vorausfahrendes Fahrzeug aus von der Fahrzeugumgebungserkennungsvorrichtung erhaltenen Informationen ermittelt.
Bremskraftregelvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbetätigungsvorrichtung (50) die Bremskraft relativ zur Betätigung des Betätigungsorgans (3) erhöht, in Abhängigkeit von der Tatsache, daß eine Annäherung an das vorausliegende Hindernis oder das vorausfahrende Fahrzeug zunimmt, und/oder der Tatsache, daß eine Annäherungsgeschwindigkeit an das vorausliegende Hindernis oder an das vorausfahrende Fahrzeug zunimmt.
Bremskraftregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (100) die Bedingungen für Regenfall und/oder für Schneefall aus von der Fahrzeugumgebungserkennungsvorrichtung erhaltenen Informationen ermittelt.
Bremskraftregelvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbetätigungsvorrichtung (50) die Bremskraft relativ zur Betätigung des Betätigungsorgans (3) vorübergehend verringert, wenn starker Regenfall oder Schneefall vorliegt.
Bremskraftregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (100) aus von der Fahrzeugumgebungserkennungsvorrichtung erhaltenen Informationen ermittelt, ob die Straße, auf der das Fahrzeug (V) fährt, eine befestigte Straße ist.
Bremskraftregelvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbetätigungsvorrichtung (50) die Bremskraft relativ zur Betätigung des Betätigungsorgans (3) vorübergehend verringert, wenn die befahrene Straße eine unbefestigte Straße ist.
Bremskraftregelvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbetätigungsvorrichtung (50) entweder die Bremskraft oder den Sollbremsdruck (Pw) relativ zur Betätigung des Betätigungsorgans (3) erhöht, wenn das Fahrzeug (V) auf einer Straße mit Gefälle fährt.