DE19720644C2

DE19720644C2 - Vorrichtung für Kraftfahrzeuge zur Unterscheidung von Vibrationen von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE19720644C2
Application number: DE19720644A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Naito; Chiaki Fujimoto; Mitsuhiro Mimura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-05-17
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 2003-09-18
Anticipated expiration: 2017-05-17
Also published as: DE19720644A1; US5952564A; KR100220982B1; JPH09301145A; JP3098958B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung für Kraftfahrzeuge zur Unterscheidung von Vibrationen von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Antiblockierbrems-Regelsystem mit einer derartigen Vorrichtung, welches eine Antiblockierbremssteuerung durchführen kann, wobei unterscheidbar Schwingungen der Geschwindigkeit der Räder des Kraftfahrzeugs, die stattfinden, wenn das Kraftfahrzeug auf einer unebenen Straße fährt, und Schwingungen der Radgeschwindigkeit unterschieden werden können, die als Rütteln bezeichnet werden, welches infolge der Tatsache auftritt, dass sich das Drehmoment ändert, welches zwischen einem Antriebssystem einschließlich einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung (nachstehend einfach als Motor bezeichnet) und den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs auftritt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur unterscheidbaren Feststellung, ob Schwingungen eines Antriebsrads eines Kraftfahrzeugs dadurch hervorgerufen werden, was als Rütteln bezeichnet wird, oder durch den Zustand einer unebenen Straße.

Im allgemeinen wird bei einem Antiblockierbremssteuersystem für ein Kraftfahrzeug die Tendenz der Räder zum Blockieren auf der Grundlage des Vergleichs zwischen der Radgeschwindigkeit (beispielsweise aufgrund der Drehzahl des Rades oder der Umdrehungen pro Minute) und einer ermittelten Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs oder auf der Grundlage der Verzögerung eines Rades oder dergleichen festgestellt, wobei der an ein Rad angelegte Bremshydraulikdruck so eingestellt wird, dass das Ausmaß des Schlupfes eines Rades in Bezug auf die Straßenoberfläche auf einem Wert in der Nähe eines Bereiches gehalten wird, in welchem die Reibung zwischen dem Rad und der Straßenoberfläche einen Spitzenwert annimmt, um die Anhalteentfernung des Kraftfahrzeugs zu verkürzen, die Stabilität der Fahrzeugkarosserie sicherzustellen, und die Handhabbarkeit oder das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs zu verbessern. Beispielsweise wird bei einem vorbekannten konventionellen Antiblockierbremssteuersystem eine Entscheidung in der Hinsicht getroffen, dass das Rad des Kraftfahrzeugs zu blockieren beginnt, wenn das Verhalten des Rades, beispielsweise dessen Schlupf, also eine Verringerung der Radgeschwindigkeit in Bezug auf die ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit, einen vorbestimmten Schwellenwert annimmt, worauf eine Steuerung oder Regelung zum Absenken des Bremshydraulikdrucks ausgeführt wird, der an das Rad angelegt wird.

In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass beim Fahren eines Kraftfahrzeugs auf einer sogenannten unebenen Straße, deren Oberfläche irregulär oder wellig ist, die Radgeschwindigkeit infolge der Rauhigkeit der Straßenoberfläche in Schwingungen versetzt wird. In diesem Fall kann der Bremshydraulikdruck infolge der Antiblockierbremssteuerung verringert werden, da die Blockierneigung des Rades auf der Grundlage der Radschwingungen festgestellt werden kann, die möglicherweise als Schlupf des Rades auf der Grundlage der Beschleunigung/Verzögerung des Rades festgestellt wird, wie voranstehend bereits erläutert. In diesem Fall ist jedoch selbstverständlich die Antiblockierbremssteuerung zur Verringerung des Bremshydraulikdrucks unnötig, da die Radschwingungen keine Radblockierneigung anzeigen, sondern durch die Unebenheit der Straßenoberfläche verursacht werden. Wenn daher das Antiblockierbremssteuersystem eine Absenkung des Bremshydraulikdrucks in Reaktion auf die Feststellung der Radschwingungen infolge eines unebenen Straßenzustands durchführt, kann die Situation entstehen, dass die Antischlupfbremskraft unzureichend wird, die an das Rad angelegt wird. Unter diesen Umständen werden derartige Maßnahmen vorgesehen, dass dann, wenn eine Unebenheit der Straße (also eine schlechte Straße) festgestellt wird, auf welcher das Kraftfahrzeug fährt, das Kriterium für die Entscheidung in Bezug auf die Absenkung des Bremshydraulikdrucks erschwert wird, oder das Kriterium für die Entscheidung in Bezug auf die Erhöhung des Bremshydraulikdrucks erleichtert wird, um die Antiblockierbremssteuerung in Reaktion auf die Radschwingungen zu unterdrücken, die auftreten, wenn das Kraftfahrzeug auf einer schlechten oder unebenen Straße fährt.

Als nächstes soll der Rütteleffekt überlegt werden. Wenn der Bremshydraulikdruck intensiv erhöht oder verringert wird, ändert sich die Stärke des an das Rad angelegten Drehmoments wesentlich. Beim Auftreten derartiger Änderungen des Drehmoments, welches an das Antriebsrad des Kraftfahrzeugs angelegt wird, tritt selbstverständlich eine Änderung bei der Übertragung des Drehmoments zwischen dem Antriebsrad und dem Motor auf, die in Betrieb über eine Antriebswelle (Kardanwelle) verbunden sind. Infolge des hohen Trägheitsmoments des Motors wird daher die Antriebswelle tordiert, welche den Motor und das Antriebsrad kuppelt. Insbesondere wenn das Kraftfahrzeug auf einer Straße fährt, die eine Straßenoberfläche mit kleinem Reibungskoeffizienten aufweist, beispielsweise bei einer vereisten Straßenoberfläche, ist das Auftreten einer Torsion bei der Antriebswelle wahrscheinlich, was zu Schwingungen des Rades führt. Dieses Phänomen wird als Rütteln bezeichnet. Wenn in diesem Zusammenhang das Rüttelphänomen irrtümlich als Vibrationen infolge einer schlechten Straße festgestellt wird, um hierdurch die Kriterien für die Verringerung des Bremshydraulikdrucks zu verschärfen, kann die Situation entstehen, dass der Bremshydraulikdruck für ein derartiges Antriebsrad nicht verringert wird, welches tatsächlich eine Blockierneigung zeigt. Daher vergrößert sich das Ausmaß des Schlupfes des Rades, was die Lenkbarkeit beeinträchtigt, und ebenso die Stabilität des Kraftfahrzeugs. Wenn andererseits wie voranstehend erläutert die Kriterien zum Einsatz der Steuerung zur Erhöhung des Bremshydraulikdrucks abgemildert werden, wird in unerwünschter Weise das Rütteln gefördert, da sich das Drehmoment synchron zu den Schwingungen ändert, was dem Fahrer des Kraftfahrzeugs ein unangenehmes Gefühl vermittelt.

Als Maßnahmen, um mit den voranstehend geschilderten Schwierigkeiten fertig zu werden, wurden bislang verschiedene Vorgehensweisen vorgeschlagen. Beispielsweise wird in der japanischen Veröffentlichung einer ungeprüften Patentanmeldung Nr. 32222/1994 (JP-A-6-32222) eine derartige Antiblockierbremssteuerung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, bei welcher eine Entscheidung in Bezug auf den Effekt getroffen wird, dass eine Radschwingung stattfindet, wenn eine Beschleunigung und Verzögerung mit vorbestimmter Größe eine vorbestimmte Anzahl an Malen innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums auftritt, wobei entschieden wird, dass die Radschwingungen durch Rütteln hervorgerufen werden, wenn der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche niedrig ist.

Weiterhin wird in der japanischen Veröffentlichung einer ungeprüften Patentanmeldung Nr. 257347/1995 (JP-A-7-257347) eine derartige Antiblockierbremssteuerung vorgeschlagen, bei welcher eine schnelle Erholung der Radschwingung des Antriebsrades festgestellt wird, und dann, wenn die Radschwingung eines nicht angetriebenen Rades innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums wiederhergestellt wird, folgend auf die Feststellung der schnellen Wiederherstellung der Radschwingung des Antriebsrades, die Kriterien für den Einsatz der Absenkung des Bremshydraulikdrucks verschärft werden. Andererseits wird, falls nicht die Radschwingung des nicht angetriebenen Rades innerhalb des vorbestimmten Zeitraums folgend auf die Feststellung der schnellen Wiederherstellung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsrades wiederhergestellt wird, entschieden, dass die Radschwingungen dem Rüttelphänomen zuzuschreiben sind, und daher die Kriterien zur Absenkung des Bremshydraulikdrucks so geändert werden, dass sie abgemildert sind.

Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, ist es im Falle des Antiblockierbremssteuersystems, welches in der JP-A-6-32222 beschrieben ist, sicherlich möglich, zu unterscheiden, ob die Schwingungen des Antriebsrades durch einen schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden, oder dem Rüttelphänomen zuzuschreiben sind. Die Unterscheidung in Bezug auf das Rütteln wird allerdings auf der Grundlage des ermittelten Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche durchgeführt. Es treten daher in der Hinsicht Schwierigkeiten auf festzustellen, ob die Schwingungen des Antriebsrades infolge einer unebenen Straßenoberfläche oder infolge des Rüttelphänomens auftreten, wenn der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche schwer bestimmt werden kann. In der Realität ist die Bestimmung des Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche in der Frühphase der Antiblockierbremssteuerung deswegen schwierig, da die Verzögerung des Kraftfahrzeugs in dieser Frühphase nicht stabil ist.

Bei dem in der JP-A-7-257347 beschriebenen Antiblockierbremssteuersystem werden die Schwingungen sowohl des Antriebsrades als auch des nicht angetriebenen Rades festgestellt, wobei dann, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeiten sowohl des Antriebsrades als auch des nicht angetriebenen Rades schwingen, festgestellt wird, dass die Schwingungen der Räder dem unebenen Straßenzustand zuzuschreiben sind, wogegen dann, wenn nur die Geschwindigkeit des Antriebsrades vibriert oder schwankt, die Entscheidung getroffen wird, dass die Schwingungen infolge des Rüttelphänomens auftreten. Bei einem derartigen Antiblockierbremssteuersystem ist es daher unmöglich, unterscheidbar festzustellen, ob die Radschwingungen infolge eines schlechten Straßenzustands auftreten, oder durch das Rüttelphänomen hervorgerufen werden, beispielsweise bei einem allradgetriebenen Kraftfahrzeug, dessen Räder sämtlich Antriebsräder sind, wodurch eine Schwierigkeit entsteht.

Aus der DE 195 20 807 A1 ist ein Antiblockier-Steuersystem bekannt, welches mit Torsionsdrehmomenterfassungssensoren zur Erfassung eines Torsionsdrehmoments, welches an eine Antriebswelle eines Fahrzeugs angelegt ist, ausgestattet ist. Das Antiblockier-Steuersystem empfängt Signale von Radgeschwindigkeitssensoren, die an den Rädern angebracht sind, und erfasst Radgeschwindigkeiten von den Sensorsignalen, berechnet eine Beschleunigung des Rades unter Verwendung der erfassten Radgeschwindigkeiten, korrigiert die berechnete Beschleunigung mit Hilfe des von den Torsionsdrehmomenterfassungssensoren erfassten Torsionsdrehmoments, welches an die Radantriebswelle, die zu dem Rad gehört, angelegt ist, beurteilt einen Zustand des Rades auf Grundlage der korrigierten Beschleunigung und stellt den an das Rad angelegten hydraulischen Bremsdruck ein, wodurch die Bremskraft gesteuert wird.

Eine Feststellung, ob eine schlechte Straße befahren wird, deren Unebenheiten ebenfalls die Radbeschleunigung beeinflussen können, wird jedoch bei diesem System nicht getroffen.

Aus der DE 195 40 650 A1 ist eine Bremskraftsteuereinrichtung bekannt, welche mit einer Einrichtung zur Erfassung einer Schwingung in einer Radbeschleunigung bei einem Fahrzeug ausgestattet ist. Die Bremskraftsteuereinrichtung unterzieht die erfassten Schwingungen einer Untersuchung, um Aussagen über den Bremsbetrieb bzw. die Ursachen der Schwingungen zu erhalten. Diese Aussagen werden dann bei der Steuerung berücksichtigt.

Ein Torsionsdrehmoment wird bei diesem System jedoch weder ermittelt noch zur Steuerung der Bremskraft verwendet.

Angesichts des voranstehend geschilderten Zustands des Standes der Technik ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer Vorrichtung sowie eines Verfahrens zur Erfassung, ob Schwingungen eines durch eine Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges angetriebenen Rads infolge eines Rüttelphänomens oder eines schlechten Straßenzustandes hervorgerufen werden.

Diese Aufgabe wird jeweils gelöst durch eine Vorrichtung nach einem der nebengeordneten Patentansprüche 1 bis 4 sowie jeweils durch eines der Verfahren nach einem der nebengeordneten Patentansprüche 8 bis 11.

Die untergeordneten Patentansprüche 5 bis 7 offenbaren Ausführungsformen der Erfindung in Form von Antiblockierbrems- Regelsystemen mit einer Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4.

In Bezug auf die voranstehend genannten Verfahren wird darauf hingewiesen, dass auch ein Mikrocomputer, der einen Speicher aufweist, in welchem die Verfahrensschritte eines der voranstehend genannten Verfahren jeweiligen als Programm gespeichert sind, vom Umfang und Wesen der vorliegenden Erfindung umfasst wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1A ein Funktionsblockschaltbild zur Erläuterung eines ersten Aufbaus eines Antiblockierbrems- Regelsystems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 1B ein Funktionsblockschaltbild zur Erläuterung eines zweiten Aufbaus des Antiblockierbrems- Regelsystems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Funktionsblockschaltbild zur Erläuterung eines dritten Aufbaus des Antiblockierbrems- Regelsystems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der allgemeinen Anordnung des Antiblockierbrems-Regelsystems für ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Detaildarstellung des Aufbaus eines Betätigungssystems, welches als Bremshydraulikdruckregelvorrichtung eingesetzt wird, die einem Antriebsrad bei dem in Fig. 3 gezeigten Antiblockierbrems-Regelsystem zugeordnet ist;

Fig. 5 ein Blockschaltbild des detaillierten Aufbaus einer Steuerung, die bei dem in den Fig. 3 und 4 gezeigten System verwendet wird;

Fig. 6 ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Verarbeitungsschritte, die von einem Mikrocomputer durchgeführt werden, der in der Regelung gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;

Fig. 7 ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Verarbeitungsschritte zur unterscheidbaren Festlegung, ob Schwingungen von Antriebsrädern eines Kraftfahrzeugs dem Rütteln oder einem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, gemäß Patentanspruch 8 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ein Signalformdiagramm zur Erläuterung von Änderungen oder Variationen einer ermitteln Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Radgeschwindigkeit, einer Radbeschleunigung bzw. eines Bremshydraulikdrucks, wenn ein Kraftfahrzeug auf einer unebenen oder schlechten Straße fährt;

Fig. 9 ein ähnliches Signalformdiagramm wie Fig. 8, welches jedoch Änderungen oder Variationen der voranstehend angegebenen Parameter zeigt, wenn das Rüttelphänomen auftritt;

Fig. 10 eine Ansicht zur Erläuterung des Verhaltens der Radschwingungen und der Torsionsdrehmomentschwingungen in dem Antiblockierbrems-Regelsystem gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Bearbeitungsablaufs, der von dem Mikrocomputer durchgeführt wird, der in der Steuerung vorgesehen ist, um unterscheidbar festzustellen, ob Schwingungen von Antriebsrädern dem Rütteln oder einem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, gemäß Patentanspruch 9 der Erfindung;

Fig. 12 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Bearbeitungsablaufs zur unterscheidbaren Festlegung, ob Schwingungen von Antriebsrädern dem Rütteln oder einem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, gemäß Patentanspruch 10 der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 13 ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Verarbeitungsschritte, um unterscheidbar festzustellen, ob Schwingungen von Antriebsrädern dem Rütteln oder einem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, gemäß Patentanspruch 11 der Erfindung.

Bevor beispielhafte oder bevorzugte Ausführungsformen des Antiblockierbremssteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung im einzelnen erläutert werden, wird zunächst das Grundkonzept oder Prinzip, welches der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, unter Bezugnahme auf die Fig. 1A, 1B und 2 erläutert.

Beim Auftreten eines Rüttelphänomens wird in allgemeinen eine Torsion auf eine Antriebswelle ausgeübt, welche im Betrieb einen Motor und Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs miteinander verbindet, was dazu führt, dass ein Torsionsdrehmoment der Antriebswelle auf die Antriebsräder einwirkt, sodass diese in Schwingungen versetzt werden. Anders ausgedrückt werden die Schwingungen des Antriebsrads durch die Schwingungen des Torsionsdrehmoments hervorgerufen, welches in der Antriebswelle auftritt. Durch Feststellung der Schwingungszustände des Torsionsdrehmoments und des Antriebsrades kann daher unterscheidbar eine Feststellung getroffen werden, ob die Schwingungen des Antriebsrades durch Rütteln hervorgerufen werden oder nicht. Andererseits kann festgestellt werden, falls das Torsionsdrehmoment der Antriebswelle nicht schwingt, trotz einer Schwingung der Radgeschwindigkeit, oder falls die Schwingungsart des Torsionsdrehmoments der Antriebswelle mit jener des Antriebsrads zusammentrifft, dass die Schwingungen der Radgeschwindigkeit nicht durch die Einwirkung des Torsionsdrehmoments der Antriebswelle hervorgerufen werden, sondern auf einer anderen Ursache beruhen, nämlich dem Fahren des Kraftfahrzeugs auf einer unebenen oder schlechten Straße.

Durch Bestimmung des Schwingungszustands oder Verhaltens des Antriebsrads auf der Grundlage der festgestellten Radgeschwindigkeit, wobei die Schwingungen des auf die Antriebswelle einwirkenden Torsionsdrehmoments festgestellt werden, kann daher bestimmt werden, dass die Schwingungen des Antriebsrads dem Rütteln zuzuschreiben sind, wenn das Schwingungsverhalten des Antriebsrads mit jenem des Torsionsdrehmoments der Antriebswelle zusammentrifft, und anderenfalls kann eine Entscheidung mit der Auswirkung getroffen werden, dass die Schwingungen des Antriebsrades dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind. Wenn festgestellt wird, dass die Schwingungen des Antriebsrades dem Rütteln zuzuschreiben sind, wird eine Schwingungsunterdrückungssteuerung dadurch durchgeführt, dass ein steiler Anstieg des Bremshydraulikdrucks verhindert wird, oder entsprechend der Zeitpunkt geändert wird, an welchem der Bremshydraulikdruck erhöht wird. Wenn andererseits festgestellt wird, dass die Schwingungen des Antriebsrades dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, werden die Kriterien, um eine Verringerung des Bremshydraulikdrucks zu ermöglichen, so geändert, dass sie verschärft werden, oder es wird alternativ eine Steuerung durchgeführt, um zu verhindern, dass der Bremshydraulikdruck abgesenkt wird, um hierdurch eine Erhöhung des Bremshydraulikdrucks zu erleichtern.

Gemäß einer generellen Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird daher ein Antiblockierbrems-Regelsystem zur Verfügung gestellt, welches eine Bremshydraulikdruckregelvorrichtung aufweist, um den Bremshydraulikdruck zu regeln, der auf ein Bremsteil übertragen wird, welches jedem der Räder des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, entsprechend einem vorgegebenen Treibersignal, eine Radgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung 101 aufweist, um die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rades des Kraftfahrzeugs zu erfassen, eine Radschwingungserfassungsvorrichtung 102 zur Erfassung des Radschwingungszustands auf der Grundlage des Ausgangssignals der Radgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung 101, eine Primärantriebsquelle zum Antrieb des Kraftfahrzeuges, die durch einen Motor und dergleichen gebildet sein kann, eine Torsionsdrehmomenterfassungsvorrichtung 103 zur Feststellung eines Torsionsdrehmoments, welches an eine Antriebswelle angelegt wird, die als Drehmomentübertragungsteil dient, um im Betrieb die Primärantriebsquelle und zumindest ein Antriebsrad unter den Rädern des Kraftfahrzeuges miteinander zu kuppeln, eine Torsionsdrehmomentschwingungserfassungsvorrichtung 104 zur Feststellung des Schwingungszustands des Torsionsdrehmoments auf der Grundlage des Ausgangssignals der Torsionsdrehmomenterfassungsvorrichtung 103, eine Unterscheidungsvorrichtung 105 für eine schlechte Straße bzw. Rütteln, um unterscheidbar Rütteln zu bestimmen, welches Schwingungen des Antriebsrads infolge einer Torsion der Antriebswelle einerseits anzeigt, und andererseits eine Schwingung des Antriebsrades, die auftritt, wenn das Kraftfahrzeug auf einer schlechten Straße fährt, eine dem Rütteln zuschreibbare Schwingungsunterdrückungssteuervorrichtung 107 zur Unterdrückung von Schwingungen zumindest eines der Antriebsräder durch Regeln des Bremshydraulikdrucks mit Hilfe der Bremshydraulikdruckregelvorrichtung in Reaktion auf die Entscheidung des Auftretens von Rütteln, die von der Entscheidungsvorrichtung 105 für eine schlechte Straße bzw. Rütteln getroffen wird, und eine Steuervorrichtung 109 für eine schlechte Straße zum Regeln des Bremshydraulikdrucks zur Unterdrückung der Absenkung des Bremshydraulikdrucks, oder um alternativ hierzu die Erhöhung des Bremshydraulikdrucks für zumindest eines der Antriebsräder in Reaktion auf die Entscheidung zu fördern, die von der Unterscheidungsvorrichtung 105 in Bezug auf eine schlechte Straße bzw. Rütteln in der Hinsicht getroffen wird, dass die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, wie in Fig. 1A gezeigt.

Bei dem voranstehend geschilderten Antiblockierbrems- Regelsystem kann die Unterscheidungsvorrichtung 105 für eine schlechte Straße bzw. Rütteln eine Rüttelentscheidungsvorrichtung 106 aufweisen, um zu entscheiden, dass die Radschwingungen Schwingungen sind, die infolge einer Torsion der Antriebswelle des Kraftfahrzeugs hervorgerufen werden, sowie eine Entscheidungsvorrichtung 108 für eine schlechte Straße, um zu entscheiden, dass die Radschwingungen Schwingungen sind, die auftreten, wenn das Kraftfahrzeug auf einer schlechten Straße fährt.

Durch Feststellung der Schwingungen des Rades und ebenso der Schwingungen des Torsionsdrehmoments, und durch Vergleichen des Schwingungszeitraums des Rades mit dem Schwingungszeitraum des Torsionsdrehmoments, die auf der Grundlage der festgestellten Schwingungen des Rades bzw. des Torsionsdrehmoments festgestellt werden, kann darüber hinaus festgestellt werden, dass die Schwingungen des Rades dem Torsionsdrehmoment zuzuschreiben sind, und daher die Schwingungen des Rades infolge des sogenannten Rüttelphänomens auftreten, wenn beide voranstehend genannten Zeiträume zumindest annähernd übereinstimmen. Falls jedoch nicht die beiden voranstehend genannten Zeiträume miteinander übereinstimmen, so bedeutet dies, dass ein anderes Drehmoment als das Torsionsdrehmoment der Antriebswelle auf das Rad einwirkt, also dass das Verhalten des Antriebsrades durch den Straßenzustand beeinflusst wird. Daher kann bestimmt werden, dass das Kraftfahrzeug auf einer schlechten Straße fährt (einer schlechten Straße mit unregelmäßiger Oberfläche), es sei denn, man stellt eine Übereinstimmung zwischen dem Schwingungszeitraum des Rades und dem Zeitraum des Torsionsdrehmoments fest.

Daher kann bei dem Antiblockierbrems-Regelsystem gemäß der vorliegenden Erfindung die Torsionsdrehmomentschwingungserfassungsvorrichtung 104 eine Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummessvorrichtung 104a aufweisen, um einen Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum zu messen, in welchem das Torsionsdrehmoment, welches von der Torsionsdrehmomenterfassungsvorrichtung 103 festgestellt wird, einen vorbestimmten Wert erreicht. Weiterhin kann die Radschwingungserfassungsvorrichtung 102 eine Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung 102a aufweisen, um eine Radbeschleunigung durch Ermittlung der Änderungsrate der Radgeschwindigkeit zu bestimmen, sowie eine Radschwingungszeitraummessvorrichtung 102b, um einen Zeitraum zu messen, in welchem die Radbeschleunigung einen vorbestimmten Wert erreicht, wie in Fig. 1A gezeigt ist. Dann kann die Unterscheidungsvorrichtung 105 für eine schlechte Straße bzw. Rütteln so ausgelegt sein, dass sie entscheidet, dass die Radschwingungen durch den schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden, wenn der Radschwingungszeitraum größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und wenn die Differenz zwischen dem Radschwingungszeitraum und dem Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen entschieden wird, dass die Radschwingungen dem Rütteln zuzuschreiben sind, wenn der Radschwingungszeitraum kleiner als der erstgenannte vorbestimmte Wert ist, und wenn die Differenz zwischen dem Radschwingungszeitraum und dem Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum kleiner als der zweite voranstehend genannte, vorbestimmte Wert ist.

Wenn ein Drehmoment auf die Antriebswelle für die Antriebsräder einwirkt, lässt sich die Bewegungsgleichung des Rades, bei welchem das Drehmoment berücksichtigt wird, folgendermaßen ausdrücken:

Iw.(dω/dt) = µ.W.r - Tb - Tt (1)

wobei Iw das Trägheitsmoment des Rades bezeichnet,
ω die Winkelgeschwindigkeit des Rades (unter der Annahme, dass die Drehrichtung des Antriebsrades beim Vorwärtsfahren des Kraftfahrzeugs die Vorwärtsdrehung ist),
Tt ein Torsionsdrehmoment bezeichnet,
µ den Reibungskoeffizient einer Straßenoberfläche bezeichnet,
W eine auf das Rad einwirkende Last bezeichnet,
r den Radius des Rades angibt,
Tb das Bremsdrehmoment bezeichnet.

Die Beziehung zwischen der Radwinkelgeschwindigkeit ω und der Radbeschleunigung Gw lässt sich folgendermaßen ausdrücken:

Gw = Kr.(dω/dt) (2)

wobei Kr eine Konstante bezeichnet.

Daher ergibt sich die folgende Beziehung zwischen der Radbeschleunigung und Gw und dem Torsionsdrehmoment Tt:

Gw = (Kr/Iw).(µ.W.r - Tb - Tt) (3)

Da das Rad unter Einwirkung des Torsionsdrehmoments Tt beim Auftreten des Rüttelns zum Schwingen veranlasst wird, stehen die Radbeschleunigung Gw und das Torsionsdrehmoment Tt in umgekehrter Phasenbeziehung zueinander, wie sich aus dem voranstehend Ausdruck (3) ergibt. Dies bedeutet, dass dann, wenn die Radbeschleunigung zunimmt, das Torsionsdrehmoment abnimmt, und umgekehrt.

Daher ist es möglich, einen Unterschied der Phase zwischen dem Torsionsdrehmoment und der Radbeschleunigung dadurch festzustellen, dass der Anstieg der Radbeschleunigung und das Absinken des Torsionsdrehmoments festgestellt werden, oder alternativ hierzu das Absinken der Radbeschleunigung bzw. der Anstieg des Torsionsdrehmoments. Auf der Grundlage der Phasendifferenz zwischen dem Torsionsdrehmoment und der Radbeschleunigung kann der Einfluss des Torsionsdrehmoments auf das Antriebsrad festgestellt werden, also Schwingungen des Antriebsrades infolge des Torsionsdrehmoments. Anders ausgedrückt kann auf der Grundlage der voranstehend geschilderten Phasendifferenz eine Entscheidung durchgeführt werden, ob die Radschwingungen durch Rütteln oder durch den schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden. Wenn nämlich die Phasendifferenz der voranstehend geschilderten, entgegengesetzten Phasenbeziehung entspricht, so kann festgestellt werden, dass die Radschwingungen durch das Rütteln hervorgerufen werden. Andererseits kann entschieden werden, falls nicht die Phasendifferenz der voranstehend erwähnten, umgekehrten Phasenbeziehung entspricht, dass die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind.

Bei dem Antiblockierbrems-Regelsystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann daher die Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummessvorrichtung 104a so ausgelegt sein, dass sie eine Zeit misst, die von einem Zeitpunkt aus, an welchem die Radbeschleunigung einen vorbestimmten Wert erreicht hat, wie von der Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung 102a festgestellt, bis zu einem Zeitpunkt vergeht, an welchem das Torsionsdrehmoment einen vorbestimmten Wert innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums erreicht. In diesem Fall kann die Unterscheidungsvorrichtung 105 für eine schlechte Straße bzw. Rütteln so ausgelegt sein, dass sie entscheidet, dass die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, wenn die von der Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummessvorrichtung 104a gemessene Zeit größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen sie feststellt, dass die Radschwingungen dem Rütteln zuzuschreiben sind, wenn die von der Torsionsdrehmomentschwingungszeitraummessvorrichtung 104a gemessene Zeit kleiner als der vorbestimmte Wert ist.

Die Amplitude der Radbeschleunigung, also die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Radbeschleunigung, kann auf der Grundlage des Torsionsdrehmoments, des Reifendrehmoments und des Bremsdrehmoments auf der Grundlage des nachstehend angegebenen Ausdrucks (4) bestimmt werden, der sich aus dem voranstehend angegebenen Ausdruck (3) entwickeln lässt. Es gilt nämlich

|Gw| = (Kr/Iw).|µ.W.r - Tb - Tt| (4)

In diesem Zusammenhang treten beim Reifendrehmoment keine Schwingungen auf, es sei denn, dass die auf das Rad einwirkende Belastung sich ändert, wie im Falle des Fahrens des Kraftfahrzeugs auf einer Straße, die eine im wesentlichen glatte Straßenoberfläche aufweist. Wenn der Bremshydraulikdruck konstant gehalten oder nur sanft erhöht wird, ändert sich darüber hinaus das Bremsdrehmoment nur allmählich. Daher weisen das Reifendrehmoment und das Bremsdrehmoment Maximal- und Minimalwerte auf, die im wesentlichen einander gleich sind. Anders ausgedrückt können die Amplituden des Reifendrehmoments und des Bremsdrehmoments vernachlässigt werden. Der obige Ausdruck (4) lässt sich daher folgendermaßen umschreiben:

|Gw| = (Kr/Iw).|Tt| (5)

Wie aus dem voranstehenden Ausdruck deutlich wird, ist die Beziehung zwischen der Amplitude der Radbeschleunigung und der Amplitude des Torsionsdrehmoments ein konstantes Verhältnis.

Wenn andererseits das Kraftfahrzeug auf einer unebenen Straße fährt, treten Änderungen des Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche und der auf das Rad einwirkenden Last auf. Da sich darüber hinaus das Reifendrehmoment wesentlich ändert, ist der Ausdruck (5) nicht mehr erfüllt. Anders ausgedrückt wird, wenn das Kraftfahrzeug auf einer unebenen Straße fährt, die Amplitude der Radbeschleunigung größer als die Amplitude des Drehmoments.

Infolgedessen kann festgestellt werden, dass Rütteln stattfindet, wenn das Verhältnis der Amplituden der Radbeschleunigung und des Torsionsdrehmoments innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt (oder kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist). Wenn andererseits das Amplitudenverhältnis den vorbestimmten Bereich überschreitet (oder größer als der vorbestimmte Wert ist), kann festgestellt werden, dass die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind.

Bei dem Antiblockierbrems-Regelsystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann daher die Radschwingungserfassungsvorrichtung 102 eine Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung 102a aufweisen, um eine Radbeschleunigung durch Ermittlung der Änderungsrate der Radgeschwindigkeit zu bestimmen, sowie eine Radschwingungsamplitudenberechnungsvorrichtung 102c zur arithmetischen Bestimmung eines Maximalwertes oder alternativ hierzu eines Minimalwertes der Radbeschleunigung als Radschwingungsamplitudenwert, der die Amplitude der Radschwingungen angibt. Andererseits kann die Torsionsdrehmomentschwingungserfassungsvorrichtung 104 eine Torsionsdrehmomentschwingungsamplitudenberechnungsvorrichtung 104b aufweisen, um arithmetisch einen Maximalwert oder alternativ hierzu einen Minimalwert des Torsionsdrehmoments als Drehmomentamplitudenwert zu bestimmen, der die Amplitude der Drehmomentänderung angibt, wie in Fig. 1B gezeigt. In diesem Fall kann die Unterscheidungsvorrichtung 105 für eine schlechte Straße bzw. Rütteln so ausgelegt sein, dass sie feststellt, dass die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, wenn ein Verhältnis zwischen dem Radbeschleunigungsamplitudenwert und dem Torsionsdrehmomentamplitudenwert größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen sie feststellt, dass die Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn das Verhältnis zwischen dem Radbeschleunigungsamplitudenwert und dem Torsionsdrehmomentamplitudenwert kleiner als der vorbestimmte Wert ist.

Eine korrigierte Beschleunigung Gc, die durch Korrektur der Radbeschleunigung Gw mit dem Torsionsdrehmoment Tt erhalten wird, lässt sich folgendermaßen festlegen:

Gc = Gw + (Kr/Iw).Tt (6)

Aus dem Ausdruck (3) ergibt sich der nachstehende Ausdruck (7):

Gc = (Kr/Iw).(µ.W.r - Tb) (7)

Die Beziehung zwischen dem Reifendrehmoment µ.W.r, welches aus dem Rückstoß µ.W der Straßenoberfläche als Produkt des Straßenoberflächenreibungskoeffizienten µ und der Last W ermittelt wird, und dem Bremsdrehmoment Tb, welches von dem Bremshydraulikdruck erzeugt wird, kann daher auf der Grundlage der korrigierten Beschleunigung Gc bestimmt werden.

Im einzelnen ändert sich beim Auftreten von Rütteln weder der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche noch der Bremshydraulikdruck wesentlich. Weder das Reifendrehmoment µ.W.r noch das Bremsdrehmoment Tb ändert sich daher periodisch, und daher bleibt die Differenz zwischen dem Reifendrehmoment µ.W.r und dem Bremsdrehmoment Tb im wesentlichen konstant. Anders ausgedrückt nimmt die korrigierte Beschleunigung Gc einen im wesentlichen konstanten Wert an, entsprechend dem Ausdruck (7). Wenn im Gegensatz hierzu das Kraftfahrzeug auf einer unebenen Straße fährt, treten beträchtliche Änderungen des Reifendrehmoments auf, die eine Änderung der Differenz zwischen dem Reifendrehmoment und dem Bremsdrehmoment hervorrufen. Mit anderen Worten vibriert oder schwingt die korrigierte Beschleunigung Gc, wenn das Kraftfahrzeug auf einer schlechten Straße fährt.

Wenn das Rad schwingt, kann daher eine Entscheidung getroffen werden, dass die Schwingungen des Rades dem Rütteln zuzuschreiben sind, wenn die Radbeschleunigung Gw in einem vorbestimmten Zeitraum schwingt, wobei die korrigierte Beschleunigung Gc kein bestimmtes Schwingungsverhalten zeigt. Wenn im Gegensatz hierzu sowohl die Radbeschleunigung als auch die korrigierte Beschleunigung im wesentlichen im selben Zeitraum schwingen, so kann dann festgestellt werden, dass die Schwingungen des Rades nicht infolge des Torsionsdrehmoments auftreten, sondern durch die rauhe oder unebene Oberfläche der Straße hervorgerufen werden.

Bei dem Antiblockierbrems-Regelsystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann daher die Radschwingungserfassungsvorrichtung 102 eine Radbeschleunigungsarithmetikvorrichtung 102a aufweisen, um die Radbeschleunigung durch Ermittlung der Änderungsrate der Radgeschwindigkeit zu bestimmen, eine Radschwingungszeitraummessvorrichtung 102b zur Messung eines Radschwingungszeitraums, in welchem die Radbeschleunigung den vorbestimmten Wert erreicht, eine Arithmetikvorrichtung 111 für eine korrigierte Beschleunigung zur Bestimmung einer korrigierten Beschleunigung durch Korrektur der Radbeschleunigung auf solche Weise, dass dieser das Torsionsdrehmoment hinzuaddiert wird, und eine Schwingungszeitraummessvorrichtung 112 für die korrigierte Beschleunigung, um einen Zeitraum zu messen, in welchem die korrigierte Beschleunigung einen vorbestimmten Wert erreicht, wie in Fig. 2 gezeigt ist. In diesem Fall kann die Unterscheidungsvorrichtung 105 für eine schlechte Straße bzw. Rütteln so ausgelegt sein, dass sie feststellt, dass die Radschwingungen infolge eines schlechten Straßenzustands auftreten, wenn der Radschwingungszeitraum größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und wenn der Schwingungszeitraum der korrigierten Beschleunigung größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wogegen sie feststellt, dass die Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn der Schwingungszeitraum der korrigierten Beschleunigung kleiner als der vorbestimmte Wert ist.

Nachstehend wird die vorliegende Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand momentan bevorzugter oder typischer Ausführungsformen der Erfindung geschildert. In der Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile in den verschiedenen Figuren. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass in der folgenden Beschreibung derartige Begriffe wie "links", "rechts", "hinten", "vorn" und dergleichen aus Bequemlichkeit gewählt werden, und nicht den Gegenstand der Erfindung einschränken sollen.

Nunmehr wird ein Antiblockierbrems-Regelsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 5 geschildert, wobei Fig. 3 schematisch die allgemeine Anordnung des Antiblockierbrems-Regelsystems zeigt, welches bei einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist, Fig. 4 im einzelnen den Aufbau eines in Fig. 3 dargestellten Betätigungsgliedes zeigt, und Fig. 5 ein Blockschaltbild ist, welches im einzelnen den Systemaufbau einer in den Fig. 3 und 4 dargestellten Regelung zeigt.

In Fig. 3 werden Radgeschwindigkeiten einzelner Räder eines Kraftfahrzeugs durch Radgeschwindigkeitssensoren 2A bis 2D erfasst (insgesamt durch das Bezugszeichen 2 bezeichnet), die jeweils aus einem elektromagnetischen Aufnehmersensor oder einem photoelektrischen Wandlersensor bestehen können, die an sich bekannt sind. Im einzelnen ist der Radgeschwindigkeitssensor 2a auf dem Kraftfahrzeug an einem Ort nahe bei einem Rad 1a angebracht, um ein Umdrehungsgeschwindigkeitssignal zu erzeugen, welches die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rades 1a angibt. Entsprechend sind die Radgeschwindigkeitssensoren 2b bis 2d jeweils an einem Ort angebracht, der sie in der Nähe des betreffenden Antriebsrades 1b bis 1d befindet, um hierdurch Umdrehungsgeschwindigkeitssignale zu erzeugen, welche die Umdrehungsgeschwindigkeit des jeweiligen Rades anzeigen. Diese Radgeschwindigkeitssensoren 2A bis 2D (die insgesamt durch das Bezugszeichen 2 bezeichnet sind) arbeiten so zusammen, dass sie die voranstehend erwähnte Radgeschwindigkeitserfassungsvorrichtung 101 bilden, bei dem Antiblockierbrems-Regelsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, sind die Antriebsräder 1a und 1b im Betrieb mit einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gekuppelt (nachstehend als Motor bezeichnet), wobei der Motor mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet ist, über Achswellen 4a und 4b und ein Differential 5, wobei die Achswellen 4a und 4b (die gemeinsam durch das Bezugszeichen 4 bezeichnet werden) mit Drehmomentsensoren 3a bzw. 3b versehen sind (die insgesamt durch das Bezugszeichen 3 bezeichnet werden), um das Torsionsdrehmoment zu ermitteln, welches auf die Achswelle 4a bzw. 4b einwirkt. Die Achswellen (4a, 4b) können auch als Antriebswelle bezeichnet werden. Wenn das zu steuernde bzw. zu regelnde Kraftfahrzeug Vorderradantrieb aufweist, dienen die Vorderräder als die Antriebsräder 1a und 1b, wobei die Hinterräder die nicht angetriebenen Räder 1c und 1d darstellen. Andererseits arbeiten bei einem Kraftfahrzeug mit Heckantrieb die Hinterräder als Antriebsräder 1a und 1b, wobei die Vorderräder die nicht angetriebenen Räder 1c und 1d sind. Die Drehmomentsensoren 3a und 3b sind so angebracht, dass sie den Antriebsrädern zugeordnet sind, und können als Dehnungsmessstreifenbrücke ausgebildet sein, die jeweils auf der Achswelle 4a bzw. 4b vorgesehen ist, so dass der Dehnungsmessstreifen entsprechend der Größe des Torsionsdrehmoments verformt wird, welches auf die Achswelle 4a bzw. 4b einwirkt, wobei die Verformung als Änderung der Spannung erfasst wird, die an den beiden Klemmen der Brückenschaltung auftritt, welche die Dehnungsmessbrücke bildet. Das von der Dehnungsstreifenmessbrücke ausgegebene Spannungssignal wird einer Steuerung 11 über einen Schlupfring oder in Form eines Funksignals zugeführt. Auf diese Weise können die Ausgangswerte oder Ausgangssignale der Drehmomentsensoren 3a und 3b, die auf der Achswelle 4a bzw. 4b angebracht sind, an die Steuerung 11 übertragen werden. Die Drehmomentsensoren 3a und 3b arbeiten hierbei so zusammen, dass sie die Torsionsdrehmomenterfassungsvorrichtung 103 bei dem Antiblockierbrems-Regelsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung bilden.

Den Rädern 1a bis 1d zugeordnet ist jeweils ein Bremsgerät 7a bis 7d vorgesehen, die als Bremsvorrichtungen dienen.

Ein Hauptzylinder 9 ist im Betrieb an ein Bremspedal 8 angeschlossen. Wenn das Bremspedal 8 niedergedrückt wird, wird ein Bremsanlegungsdruck mit einer Größe, welche dem Niederdruckhub des Bremspedals 8 entspricht, von dem Hauptzylinder 9 erzeugt. Der Bremsanlegungsdruck, der von dem Hauptzylinder 9 erzeugt wird, wird durch die Betätigungsgliedvorrichtung 10 so eingestellt oder geregelt, wie dies dem Ausgangssignal der Steuerung 11 entspricht, wie nachstehend noch genauer erläutert wird, worauf der Bremsanlegungsdruck den Bremsgeräten 7a bis 7d jeweils zugeführt wird. Die Betätigungsgliedvorrichtung 10 wird durch Betätigungsglieder 10a bis 10d entsprechend den Bremsgeräten 7a bis 7d gebildet, die den Rädern 1a bis 1d zugeordnet sind, wobei die Betätigungsglieder 10b bis 10d im Betrieb mit den Bremsgeräten 7b bis 7d gekuppelt sind. Hierbei bildet die Betätigungsgliedvorrichtung 10 eine Bremshydraulikdruckregelvorrichtung.

Die Steuerung 11 ist so ausgelegt, dass sie die Signale von den Radgeschwindigkeitssensoren 2 und den Drehmomentsensoren 3 empfängt, um arithmetische Operationen durchzuführen, sowie Steuerverarbeitungen für die Antiblockierbremsregelung, auf der Grundlage der voranstehend geschilderten Signale, um hierdurch Ausgangssignale zum Treiben der Betätigungsgliedvorrichtung 10 zu erzeugen.

Die Betätigungsgliedvorrichtung 10 ist so wie in Fig. 4 gezeigt aufgebaut. Da die Betätigungsglieder 10a bis 10d, welche die Betätigungsgliedvorrichtung 10 bilden, denselben Aufbau aufweisen, wird nachstehend der Betrieb des Betätigungsgliedes 10a als Beispiel geschildert, wobei darauf hingewiesen wird, dass die anderen Betätigungsglieder 10b bis 10d im wesentlichen denselben Aufbau wie das Betätigungsglied 10a aufweisen. Die Betätigungsgliedvorrichtung 10 weist ein Druckhaltemagnetventil 12 auf, welches in einer Hydraulikleitung angebracht ist, die von dem Hauptzylinder 9 zum Bremsgerät 7a verläuft, sowie ein Bremsverringerungsmagnetventil 13, welches in einer Hydraulikfluidwiedergewinnungsleitung angebracht ist, die von dem Bremsgerät 7a zum Hauptzylinder 9 verläuft, über den Vorratsbehälter 14 und eine Hydraulikfluidrückgewinnungspumpe 15. Betätigungen des Druckhaltemagnetventils 12 und des Druckverringerungsmagnetventils 13 zum Steuern oder Regeln der Zufuhr von Hydrauliköl zum Bremsgerät 7a werden dadurch durchgeführt, dass ihre Magnetspulen unter Steuerung durch die Steuerung 11 mit elektrischer Energie versorgt bzw. nicht versorgt werden. Weiterhin ist ein Motorrelais 16 dazu vorgesehen, die Stromversorgung zu einem Elektromotor ein- bzw. auszuschalten, der in einer Pumpe 15 vorgesehen ist, in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Steuerung 11.

Infolge des voranstehend geschilderten Aufbaus des Betätigungsgliedes 10 wird ein Hydraulikdruck an den Hauptzylinder 9 nach dem Niederdrücken des Bremspedals 8 angelegt, was dazu führt, dass Bremsfluid oder Öl von dem Hauptzylinder 9 in das Bremsgerät 7a, . . ., 7d fließt, über das Druckhaltemagnetventil 12 der Betätigungsgliedvorrichtung 10, wodurch der Bremsanlegungsdruck im Innern des Bremsgerätes 7a, . . ., 7d erhöht wird.

Wenn ein Druckverringerungssignal von der Steuerung 11 ausgegeben wird, werden das Druckhaltemagnetventil 12 und das Druckverringerungsmagnetventil 13 mit elektrischem Strom versorgt, was dazu führt, dass der Bremsfluidkanal zwischen dem Hauptzylinder 9 und dem Bremsgerät 7a, . . ., 7d unterbrochen oder geschlossen wird, wogegen der Bremsfluidkanal zwischen dem Bremsgerät 7a, . . ., 7d und dem Vorratsbehälter 14 geöffnet wird. Der Bremshydraulikdruck im Inneren des Bremsgerätes 7a, . . ., 7d wird daher auf den Vorratsbehälter 14 übertragen, wodurch der Bremsanlegungsdruck verringert wird. Gleichzeitig wird das Motorrelais 16 geschlossen, wodurch der Motor der Hydraulikfluidrückgewinnungspumpe 15 in Betrieb gesetzt wird. Dies führt dazu, dass der Hydraulikdruck innerhalb des Vorratsbehälters 14 ansteigt. Das Hydraulikfluid im Innern des Vorratsbehälters 14 wird daher zurück zum Hauptzylinder 9 befördert, in Vorbereitung für die darauffolgende Steuerung oder Regelung.

Danach wird ein Haltesignal von der Steuerung 11 ausgegeben, um nur das Druckhaltemagnetventil 12 in dem mit elektrischem Strom versorgten Zustand zu halten, wodurch sämtliche Bremshydraulikdruckleitungen oder -pfade unterbrochen werden, wobei der Bremsanlegungsdruck konstant gehalten wird.

Andererseits werden, wenn ein Druckerhöhungssignal von der Steuerung 11 ausgegeben wird, die an das Druckhaltemagnetventil 12 und das Druckverringerungsmagnetventil 13 angelegten elektrischen Ströme abgeschaltet, was dazu führt, dass der Hydraulikpfad zwischen dem Hauptzylinder 9 und dem Bremsgerät 7a, . . ., 7d erneut eingerichtet wird. Dies führt dazu, dass das unter hohem Druck stehende Bremsfluid, welches zum Hauptzylinder 9 zurückgeführt wird, und auch das von der Hydraulikfluidrückgewinnungspumpe 15 ausgestoßene Bremsfluid dazu veranlasst wird, in das Bremsgerät 7a, . . ., 7d zu fließen, wodurch der Bremsanlegungsdruck erhöht wird.

Wie aus den voranstehenden Ausführungen deutlich wird, wird der Bremsanlegungsdruck dadurch eingestellt oder geregelt, dass der Druckverringerungsvorgang, der Druckhaltevorgang und der Druckerhöhungsvorgang entsprechend den Befehlen wiederholt wird, die von der Steuerung 11 ausgegeben werden. Auf diese Weise wird die Antiblockierbremssteuerung oder -regelung für das Kraftfahrzeug ausgeführt.

Die Steuerung 11 ist so ausgebildet, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Wie aus dieser Figur hervorgeht, weist die Steuerung 11 Signalformverstärkerschaltungen 20a, 20b, 20c und 20d auf (die insgesamt durch das Bezugszeichen 20 bezeichnet sind), welche dazu dienen, die Ausgangssignale der Radgeschwindigkeitssensoren 2a, 2b, 2c und 2d (insgesamt durch Bezugszeichen 2 bezeichnet) in Signalimpulse umzuformen, für die von einem Mikrocomputer 23 durchgeführten Verarbeitungsvorgänge, und weist eine Stromversorgungsschaltung 22 auf, die zum Liefern einer vorbestimmten konstanten Spannung an den Mikrocomputer 23 und andere Geräte in Reaktion auf das Schließen (Einschalten) eines Zündschalters 27 des Kraftfahrzeugs dient. Der Mikrocomputer 23 weist eine CPU 23a (zentrale Verarbeitungseinheit) auf, ein RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) 23b, ein ROM (Nur-Lese-Speicher) 23c, eine Eingangs/Ausgangsschnittstelle 23d usw. auf. Weiterhin ist die Steuerung 11 mit Betätigungsgliedtreiberschaltungen 24a, 24b, 24c und 24d versehen (die insgesamt durch das Bezugszeichen 24 bezeichnet sind), welche Treibersignale zum Treiben des Betätigungsgliedes 10a, 10b, 10c bzw. 10d ausgeben, in Reaktion auf die von dem Mikrocomputer 23 ausgegebenen Steuersignale, und weist eine Treiberschaltung 25 auf, die zur Stromzufuhr zu einer Spule 16b des Motorrelais 16 dient, um hierdurch einen normalerweise geöffneten Kontakt 16a des Relais 16 im eingeschalteten Zustand (geschlossenen Zustand) zu halten.

Unter Bezugnahme auf die in den Fig. 6 und 7 dargestellten Flussdiagramme erfolgt nunmehr eine Beschreibung der Verarbeitungsvorgänge des Mikrocomputers 23, welcher in der Steuerung 11 mit dem voranstehend geschilderten Aufbau vorgesehen ist. Zunächst wird der grundsätzliche Verarbeitungsfluss unter Bezugnahme auf Fig. 6 geschildert. In einem Schritt S1 wird eine Initialisierung des RAM 23b und der Eingangs/Ausgangsschnittstelle 23d durchgeführt.

Daraufhin wird in einem Schritt S2 die Radgeschwindigkeit Vw arithmetisch bestimmt. Im einzelnen beginnt nach Empfang der Impulssignale mit Impulsfrequenzen, welche die Umdrehungsgeschwindigkeit des jeweiligen Rades 1a, . . ., 1d angeben, von der jeweiligen Signalformverstärkerschaltung 20a, . . ., 20d der Mikrocomputer 23 mit der Radgeschwindigkeitsarithmetikverarbeitung (Schritt S2), und beginnt gleichzeitig mit dem Zählen der Impulsanzahl Pn, um den Zeitablauf Tn seit dem Start der Impulszähloperation zu messen. Auf der Grundlage des Zählwertes Pn und der verstrichenen Zeit Tn, die so erhalten werden, wird die Radgeschwindigkeit Vw entsprechend folgendem Ausdruck (8) berechnet:

Vw = Kv.(Pn/Tn) (8)

wobei Kv ein Koeffizient oder eine Konstante ist, der bzw. die unter Berücksichtigung des Durchmessers des Rades, der Eigenschaften des Radgeschwindigkeitssensors 2 und anderer Faktoren bestimmt werden kann. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass der voranstehend geschilderte Vorgang zur Bestimmung der Radgeschwindigkeit Vw nur beispielhaft zu verstehen ist, und dass hierzu auch ein anderes Verfahren eingesetzt werden kann.

In dem nächsten Schritt S3 wird die Radbeschleunigung Gw arithmetisch auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit Vw bestimmt, die im Schritt S2 ermittelt wurde. Zu diesem Zweck wird die Differenz zwischen der Radgeschwindigkeit Vw, die im Schritt S2 während des momentan ausgeführten Verarbeitungszeitraums TL einerseits bestimmt wird, und der Radgeschwindigkeit Vw1, die in dem entsprechenden Schritt S2 in dem unmittelbar vorhergehenden Verarbeitungszeitraum andererseits bestimmt wurde, ermittelt, worauf die Radbeschleunigung Gw arithmetisch auf der Grundlage der voranstehend erwähnten Differenz und des Zeitraums TL entsprechend nachstehenden Ausdruck (9) bestimmt wird:

Gw = Kg.(Vw - Vw1)/TL (9)

wobei Kg eine Konstante ist. Die Radbeschleunigung Gw zeigt an, dass die Umdrehung des Rades beschleunigt wird, wenn die Radbeschleunigung Gw ein positives Vorzeichen hat (also Gw < 0 (Null)), wogegen eine Radbeschleunigung Gw mit negativem Vorzeichen (also Gw < 0) anzeigt, dass die Radgeschwindigkeit verzögert wird.

Im Schritt S4 wird eine ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit Vb auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit Vw des Antriebsrades 1a, . . ., 1d ermittelt. Zu diesem Zweck wird der größte unter den Werten, die durch Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vb1 erhalten wurde, die einen Steuerzeitraum vorher ermittelt wurden, bei einem Gradienten oder einer Rate von -1 g, und den Werten der Radgeschwindigkeiten Vw der vier Antriebsräder 1a bis 1d als die ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit Vw bestimmt.

Im Schritt S5 wird ein Torsionsdrehmoment Tt ermittelt. Im einzelnen werden die Spannungssignale, die von den Drehmomentsensoren 3a und 3b ausgegeben werden, die auf der Achswelle 4a bzw. 4b angebracht sind, in den Mikrocomputer 23 eingegeben, nachdem sie durch die Verstärkerschaltung 21b bzw. 21b verstärkt wurden. Auf der Grundlage der Digitalwerte, die nach einer A/D-Wandlung (Analog/Digitalwandlung) dieser Eingangssignale erhalten wurden, wird das Torsionsdrehmoment Tt durch den Mikrocomputer 23 arithmetisch bestimmt.

Im Schritt S6 wird eine Entscheidung in Bezug auf eine dem Rütteln zuschreibbare Schwingung oder eine dem schlechten Straßenzustand zuschreibbare Schwingung durchgeführt, was nachstehend noch genauer erläutert wird. Wenn diese Entscheidungsverarbeitung dazu führt, dass Rütteln ermittelt wird, dann geht die Verarbeitung zu einem Steuerschritt S8 über, um die dem Rütteln zuschreibbaren Schwingungen zu unterdrücken. Wenn andererseits im Schritt S6 ein schlechter Straßenzustand festgestellt wird, so geht die Verarbeitung zu einem Steuerschritt S9 über, in welchem der Bremsanlegungsdruck nicht freigegeben wird, trotz der Schwingungen. Falls weder Rütteln noch ein schlechter Straßenzustand im Schritt S6 ermittelt wird, geht die Verarbeitung zu einem Schritt S7 über, in welchem eine übliche Steuerung oder Regelung des Bremshydraulikdrucks für die Antiblockierbremssteuerung durchgeführt wird.

Im Schritt S7 wird im einzelnen die übliche Antiblockierbremssteuerung durchgeführt, bei welcher die Räder gegen derartige Schwingungen geschützt werden, wie sie beim Fahren auf einer unebenen Straße auftreten, oder beim Rütteln. Anders ausgedrückt wird der Bremshydraulikdruck verringert, gehalten, oder erhöht, in Abhängigkeit von dem festgestellten Zustand der Räder, durch Ausgabe entsprechender Steuerbefehle an die jeweiligen Ventile.

Nunmehr wird auf Fig. 8 Bezug genommen, welche die Steuerung oder Regelung erläutert, die im Schritt S7 durchgeführt wird. Der Ventilsteuerbefehl wird auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit Vw und der Radbeschleunigung Gw bestimmt, um den Bremshydraulikdruck P zu steuern, der sich so wie in Fig. 8 gezeigt ändert. Wenn hierbei die Radgeschwindigkeit Vw stark abnimmt, und die Radbeschleunigung Gw einen vorbestimmten Beschleunigungswert α1 erreicht, wobei die Radgeschwindigkeit Vw um einen vorbestimmten Wert λ1 unter die ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit Vb um einen Zeitpunkt t1 herum absinkt, wie in dieser Figur dargestellt, wird ein Befehl zur Verringerung des Bremshydraulikdrucks P ausgegeben, um hierdurch den Bremshydraulikdruck P zu verringern.

Wenn ein Absinken der Radgeschwindigkeit Vw dadurch verhindert wird, dass der Bremshydraulikdruck P verringert wird, wobei ein vorbestimmter Beschleunigungswert α2 erreicht wird, wie um einen Zeitpunkt t2 herum dargestellt, wird der Befehl so geändert, dass ein Haltebefehl zum Halten des Bremshydraulikdrucks P ausgegeben wird (Zeitraum zwischen t2 und t3).

Wenn die Radbeschleunigung Gw über einen vorbestimmten Beschleunigungswert α3 hinaus zunimmt, wie um den Zeitpunkt t3 herum gezeigt, wird ein Hydraulikdruckerhöhungsbefehl ausgegeben, um hierdurch den Bremshydraulikdruck P stark zu erhöhen.

Wenn sich die Radgeschwindigkeit an die Fahrzeuggeschwindigkeit annähert und unter einen vorbestimmten Beschleunigungswert α4 hinaus absinkt, wie bei einem Zeitpunkt t4 gezeigt, wird dann der Bremshydraulikdruck zunehmend oder sanft erhöht. Unter der zunehmenden oder sanften Erhöhung des Bremshydraulikdrucks ist eine periodische Wiederholung der Ausführung der Bremshydraulikdruckerhöhungs- und Haltebefehle zu verstehen, um hierdurch den Bremshydraulikdruck mit niedrigerer Verstärkung zu erhöhen als jener, die bei der normalen Bremshydraulikdruckerhöhungsverarbeitung eingesetzt wird.

Wie aus den voranstehenden Ausführungen deutlich wird, wird in dem Verarbeitungsschritt S7 der Bremsanlegungsdruck dadurch gesteuert oder geregelt, dass die Hydraulikdruckverringerungs-, Halte- und Erhöhungsbefehle auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit Vw und er Radbeschleunigung Gw ausgegeben werden.

Wenn andererseits bezüglich der Schwingungen des Rades entschieden wird, dass diese dem Rütteln zuzuschreiben sind, wird der Verarbeitungsschritt S8 durchgeführt, um die Schwingungen des Rades dadurch zu unterdrücken, dass die zunehmende Hydraulikdruckerhöhungsverarbeitung mit einer Verzögerung durchgeführt wird, wobei verhindert wird, dass der Bremshydraulikdruck zu steil ansteigt.

In diesem Zusammenhang wird die Art und Weise der Steuerung, die in dem Schritt S8 durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf das in Fig. 9 gezeigte Zeitablaufdiagramm beschrieben. Bei dem in Fig. 8 dargestellten Beispiel wird der Hydraulikdruckerhöhungsbefehl zum Zeitpunkt t3 ausgegeben. Im Gegensatz hierzu wird bei dem in Fig. 9 dargestellten Fall kein Hydraulikdruckerhöhungsbefehl zum Zeitpunkt t3 ausgegeben. Weiterhin wird bei dem in Fig. 8 gezeigten Beispiel die zunehmende oder sanfte Erhöhung des Bremshydraulikdrucks zum Zeitpunkt t4 durchgeführt, wenn die entsprechende Bedingung erfüllt ist. Im Falle der in Fig. 9 gezeigten Steuerung wird jedoch der Befehl zur zunehmenden oder sanften Hydraulikdruckerhöhung zum Zeitpunkt t4 mit einer Verzögerung von 100 ms ausgegeben, nachdem die Bedingung für die zunehmende oder allmähliche Hydraulikdruckerhöhung erfüllt wurde. Bei den anderen Verarbeitungsschritten werden entsprechende Ventilbefehle wie im Schritt S7 durchgeführt.

Im Zusammenhang mit dem Schritt S9 wird angenommen, dass bei den Rädern Schwingungen infolge eines schlechten Straßenzustands auftreten. In diesem Fall ist es erforderlich, die Steuerung oder Regelung auf solche Art und Weise durchzuführen, dass ein Schutz gegen eine übermäßige Abnahme des Hydraulikdrucks zur Verfügung gestellt wird. Unter diesen Umständen werden die Kriterien, welche eine Verringerung des Hydraulikdrucks zulassen, so eingestellt, dass sie schwer zu erfüllen sind, wogegen der Zustand zur Erhöhung des Hydraulikdrucks einfach zu erfüllen ist.

Im einzelnen werden bei der Steuerung in Bezug auf einen schlechten Straßenzustand die Schwellenwerte α1 und α2 für die Radbeschleunigung bei der in Fig. 8 gezeigten Bremshydraulikdruckverringerungsbetriebsart kleiner eingestellt als jene, die bei dem üblichen Steuerschritt S7 verwendet werden, während der Schwellenwert λ1 für den Schlupf erhöht wird, so dass eine Verringerung des Bremshydraulikdrucks schwierig wird. Im Gegensatz hierzu wird der Schwellenwert α3 für die Radbeschleunigung Gw in der Hydraulikdruckerhöhungsbetriebsart kleiner eingestellt, damit die Erhöhung des Bremshydraulikdrucks einfach wird.

In Fig. 6 werden im Schritt S10 Signale dem Betätigungsglied 10a, . . ., 10d auf der Grundlage der Ventilsteuerbefehle zugeführt, die in dem Schwingungsunterdrückungssteuerschritt S8, dem Steuerschritt S9 für eine schlechte Straße, oder dem üblichen Steuerschritt S7 festgelegt wurden. Da das Betätigungsglied 10a, . . ., 10d nur die genannten drei Betriebsarten aufweist, nämlich die Bremshydraulikdruckverringerungsbetriebsart, die Bremshydraulikdruckhaltebetriebsart, und die Bremshydraulikdruckerhöhungsbetriebsart, wird das Bremshydraulikdruckhaltesignal periodisch intermittierend in das Bremshydraulikdruckerhöhungssignal eingefügt, um die Verstärkung des Bremshydraulikdrucks zu unterdrücken, wenn der Bremsanlegungsdruck sanft erhöht werden soll, also mit einer geringeren Verstärkung, um hierdurch sanft oder fortschreitend den Hydraulikdruck zu erhöhen, wenn die Verstärkung, mit welcher der Bremsanlegungsdruck erhöht wird, unterdrückt ist. Eine entsprechende Steuerung kann auf ähnliche Art und Weise bei der sanften oder allmählichen Verringerung des Bremsanlegungsdrucks eingesetzt werden.

Nach den voranstehend geschilderten Verarbeitungsvorgängen, und wenn der Steuerzeitraum einer vorbestimmten Zeitdauer abgelaufen ist, wird der Schritt S2 erneut durchgeführt. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis der Zündschalter 27 geöffnet oder ausgeschaltet wird.

Als nächstes erfolgt unter Bezugnahme auf Fig. 7 und Patentanspruch 8 eine detaillierte Beschreibung der unterscheidbaren Festlegung von Rütteln und einer schlechten Straße, also der Entscheidungsverarbeitung im Schritt S6.

Diese unterscheidende Festlegungsverarbeitung wird dadurch durchgeführt, dass die Bedingungen überprüft werden, die in Fig. 7 dargestellt sind.

Bei dem in Fig. 7 gezeigten Schritt S11 wird ein Radbeschleunigungszeitraum (Schwingungszeitraum tw der Radbeschleunigung) festgestellt. Zu diesem Zweck wird ein Zeitraum zwischen einem Zeitpunkt, an welchem die Radbeschleunigung Gw einen Schwellenwert β überschreitet, und einem darauffolgenden Zeitpunkt gemessen, an welchem der Schwellenwert β erneut von der Radbeschleunigung Gw überschritten wird, wie aus Fig. 10 deutlich wird. Dieser gemessene Zeitraum ist als der Radschwingungszeitraum tw definiert.

Andererseits wird in dem in Fig. 7 gezeigten Schritt S14 ein Torsionsdrehmomentschwingungszeitraum festgestellt. Zu diesem Zweck wird ein Zeitraum zwischen einem Zeitpunkt, an welchem das Torsionsdrehmoment Tt einen Schwellenwert γ überschreitet, und einem darauffolgenden Zeitpunkt gemessen, an welchem der Schwellenwert γ erneut von dem Torsionsdrehmoment Tt überschritten wird; vgl. Fig. 10. Dieser gemessene Zeitraum ist als der Schwingungszeitraum tt des Torsionsdrehmoments definiert.

Bei dem in Fig. 7 gezeigten Schritt S12 wird eine Verarbeitung durchgeführt, um eine Situation auszuschließen, in welchem der Schwingungszeitraum des Rades kurz ist, wodurch kein Auftreten eines Rüttelns oder von Schwingungen angezeigt wird, wie diese beim Fahren auf einer schlechten Straße auftreten. Wenn im einzelnen der Radschwingungszeitraum tw kürzer als ein vorbestimmter Zeitraum a ist (also tw < a), dann wird im Schritt S7 die übliche Bremshydraulikdrucksteuerverarbeitung durchgeführt. Wenn andererseits der Radschwingungszeitraum tw größer oder gleich dem vorbestimmten Wert a ist (also für tw < a), so geht die Verarbeitung zum Schritt S13 über.

In Bezug auf die Verarbeitung in dem in Fig. 7 gezeigten Schritt S13 wird darauf hingewiesen, dass infolge der Tatsache, dass die Schwingung des Torsionsdrehmoments von dem Verhalten der Räder und des Antriebssystems, etwa des Motors und dergleichen, abhängt, das Frequenzband der Torsionsdrehmomentschwingungen normalerweise eigenständig in Abhängigkeit vom Typ oder Modell des betreffenden Kraftfahrzeugs festgestellt wird. Wenn der Schwingungszeitraum des Rades das Frequenzband überschreitet, welches voranstehend erwähnt wurde, kann daher für die Schwingungen des Rades festgestellt werden, dass sie durch einen schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden. Daher verzweigt die Verarbeitung zu der Steuerverarbeitung für eine schlechte Straße im Schritt S9, wenn der Radschwingungszeitraum tw einen vorbestimmten Zeitraum b erreicht oder länger wird (also tw < b) im Schritt S13, wogegen ein Schritt S14 ausgeführt wird, wenn der Radschwingungszeitraum tw kleiner als der vorbestimmte Zeitraum b ist.

Im Schritt S15 wird der Schwingungszeitraum des Rades mit dem Schwingungszeitraum des Torsionsdrehmoments verglichen, um eine Entscheidung zu treffen, ob die Schwingungen des Rades infolge von Rütteln oder infolge eines schlechten Straßenzustands auftreten. Wenn hierbei die Differenz zwischen dem Radschwingungszeitraum tw und dem Schwingungszeitraum tt des Torsionsdrehmoments größer oder gleich einem vorbestimmten Zeitraum c ist (also |tw - tt| < c), wird die Steuerung für den schlechten Straßenzustand im Schritt S9 durchgeführt. Anderenfalls geht die Verarbeitung zu der Steuerung zur Unterdrückung von Schwingungen infolge von Rütteln im Schritt S8 über.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass eine Unterscheidung zwischen Schwingungen infolge von Rütteln und Schwingungen infolge eines schlechten Straßenzustands nicht nur auf der Grundlage der Schwingungen des Rades durchgeführt werden kann. Vergleicht man jedoch die Schwingungen des Rades mit jener des Torsionsdrehmoments, so kann unterscheidbar festgestellt werden, dass die Schwingungen des Rades dem Rütteln zuzuschreiben sind, wenn die Schwingungen des Rades und jene des Torsionsdrehmoments das gleiche oder ein entsprechendes Verhalten zeigen, wogegen festgestellt werden kann, dass die Schwingungen des Rades dem Fahren auf einer schlechten Straße zuzuschreiben sind, wenn die Schwingungen des Rades und jene des Torsionsdrehmoments ein unterschiedliches Verhalten zeigen, oder wenn nur Schwingungen des Rades festgestellt werden. Genauer gesagt kann der Zustand oder das Verhalten des Rades durch die Radbeschleunigung angegeben werden, wogegen die Schwingungen des Torsionsdrehmoments durch dessen Zeitraum festgelegt werden können. Wenn ein Vergleich zwischen den beiden voranstehend geschilderten Zeiträumen ergibt, dass die beiden Zeiträume im wesentlichen einander gleich sind, dann ist es sicher anzunehmen, dass die beiden voranstehend geschilderten Schwingungen (also die Schwingungen des Rades und jene des Torsionsdrehmoments) sich im selben oder entsprechenden Schwingungszustand befinden. In diesem Fall können die Schwingungen des Rades dem Rütteln zugeschrieben werden. Wenn andererseits der voranstehend erwähnte Vergleich eine Diskrepanz ergibt, also anzeigt, dass sich die beiden Zeiträume voneinander unterscheiden, so wird festgestellt, dass die Schwingungen des Rades infolge des schlechten Straßenzustands auftreten. Durch Messung des Zeitraums der Radbeschleunigung und des Zeitraums des Torsionsdrehmoments für den gegenseitigen Vergleich ist es auf diese Art und Weise möglich, die Radschwingungen infolge von Rütteln von Radschwingungen infolge eines schlechten Straßenzustands zu unterscheiden.

Die voranstehend geschilderten Verarbeitungsschritten werden für jedes der Antriebsräder 1a bis 1d durchgeführt, während die Antiblockierbremssteuerung für die Antriebsräder 1a und 1b dadurch realisiert wird, dass der Bremshydraulikdruck erhöht oder verringert wird, wobei die Radbeschleunigung unter Verwendung des voranstehend erwähnten Torsionsdrehmoments korrigiert wird. Allerdings ist in diesem Zusammenhang zu berücksichtigen, dass in den Achswellen der nicht angetriebenen Räder 1c bis 1d kein signifikantes Torsionsdrehmoment auftreten kann. Für die nicht angetriebenen Räder 1c und 1d können daher die voranstehend geschilderten Verarbeitungsvorgänge unter der Annahme durchgeführt werden, dass kein Torsionsdrehmoment Tt auftritt, (also Tt = 0). Wenn die Kraftübertragung von dem Motor 6 an die Antriebsräder 1a und 1b durch entsprechende Betätigung der Kupplung unterbrochen wird, übt das Trägheitsmoment des Motors 6 keinen Einfluss auf die Antriebsräder 1a und 1b aus, so dass das Torsionsdrehmoment im wesentlichen auf Null absinkt (also Tt = 0), wie im Falle der nicht angetriebenen Räder 1c und 1d. Anders ausgedrückt sind, da die nicht angetriebenen Räder 1c und 1d nicht mit dem Motor 6 verbunden sind, diese immun gegen das Auftreten von Rütteln. Entsprechend erfahren in einem Zustand, in welchem die Antriebsräder 1a und 1b im Betrieb von dem Motor 6 durch die Kupplung getrennt sind, weder das Antriebsrad 1a noch das Antriebsrad 1b die Auswirkungen von Rütteln. Wenn daher Schwingungen in den Rädern in den voranstehend geschilderten Zuständen auftreten, so lässt sich feststellen, dass die Schwingungen des Rades dem schlechten Straßenzustand zugeschrieben werden müssen. Weiterhin wird angemerkt, dass infolge der Tatsache, dass der Schwingungszeitraum des Torsionsdrehmoments im Falle der voranstehend geschilderten Situationen nicht gemessen werden kann, die Schwingungen des Rades nicht mit den Schwingungen des Torsionsdrehmoments zusammenfallen. Daher lässt sich feststellen, dass die Schwingungen des Rades infolge eines schlechten Straßenzustands auftreten.

Bei dem Verfahren gemäß Patentanspruch 8 der vorliegenden Erfindung wird der Schwingungszeitraum der Radbeschleunigung und jener des Torsionsdrehmoments gemessen, worauf eine unterscheidende Feststellung auf der Grundlage der beiden Schwingungszeiträume erfolgt, ob die Schwingungen des Rades dem Rüttelphänomen zuzuschreiben sind, der durch den schlechten Straßenzustand verursacht werden. Bei dem Verfahren gemäß Patentanspruch 9 der vorliegenden Erfindung wird dieselbe Entscheidung auf der Grundlage der Phase der Radbeschleunigung und der Phase des Torsionsdrehmoments durchgeführt.

Wenn in Fig. 10 Rütteln auftritt, erfolgt eine Drehmomentübertragung zwischen den Antriebsrädern und den Achswellen, wie aus dem voranstehenden Ausdruck (3) deutlich wird. Infolge dieser Tatsache nimmt die Radbeschleunigung dieselbe Phase ein wie das Torsionsdrehmoment. Durch Feststellung der Phasenbeziehung zwischen der Radbeschleunigung und dem Torsionsdrehmoment kann daher festgestellt werden, ob die Schwingungen des Rades dem Rütteln zuzuschreiben sind.

Fig. 11 zeigt als Flussdiagramm einen Entscheidungsvorgang gemäß Patentanspruch 9 der vorliegenden Erfindung. In Fig. 11 sind die Schritte S11 bis S13 ebenso wie jene, die auf gleiche Weise in Fig. 7 bezeichnet sind. Daher erfolgt hier insoweit keine erneute Beschreibung. Die nachstehende Beschreibung richtet sich auf die Verarbeitung zur unterscheidbaren Festlegung von Schwingungen, die einerseits dem Rütteln und andererseits dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, in jenem Frequenzband, in welchem beide Arten von Schwingungen voneinander nicht unterschieden werden können.

In Fig. 11 wird in einem Schritt S21 eine Verarbeitung zur Feststellung einer Phasendifferenz zwischen der Radschwingung und dem Torsionsdrehmoment durchgeführt. Bei dieser Verarbeitung wird eine Zeit ta gemessen, welche die Radbeschleunigung benötigt, einen vorbestimmten Wert β zu überschreiten, von einem Zeitpunkt aus, an welchem das Torsionsdrehmoment einen vorbestimmten Wert λ überschreitet. Alternativ hierzu kann eine Zeit tb gemessen werden, welche das Torsionsdrehmoment benötigt, um den vorbestimmten Wert λ zu überschreiten, seit dem Zeitpunkt, an welchem die Radbeschleunigung den vorbestimmten Wert β überschritten hat.

In einem Schritt S22 wird eine Verarbeitung zur unterscheidbaren Festlegung des Rüttelns oder des schlechten Straßenzustands auf der Grundlage einer Entscheidung durchgeführt, ob die Phase der Radschwingung mit jener der Drehmomentänderung übereinstimmt oder nicht. Wenn hierbei beide Zeiten ta und tb länger als eine vorbestimmte Zeit d sind, so geht die Verarbeitung zur Steuerung für einen schlechten Straßenzustand in einem Schritt S9 über. Wenn andererseits entweder die Zeit ta oder die Zeit tb kürzer als die vorbestimmte Zeit d ist, so geht die Verarbeitung zu der Rüttelunterdrückungssteuerung über, die im Schritt S8 durchgeführt wird.

Wenn Rütteln auftritt, schwingt oder vibriert das Antriebsrad unter dem Einfluss des Torsionsdrehmoments. Daher schwingt das Antriebsrad mit einer vorbestimmten Phasendifferenz in Bezug auf die Schwingungen des Torsionsdrehmoments. Wenn hierbei die Phase der Radschwingungen jener des Torsionsdrehmoments entgegengesetzt ist, so kann man sicher aussagen, dass der Zeitpunkt, an welchem das Torsionsdrehmoment schwingt, mit dem Zeitpunkt übereinstimmt, an welchem das Rad schwingt, so dass sich also das Torsionsdrehmoment und das Rad in demselben Schwingungszustand befinden. In diesem Fall wird die Entscheidung getroffen, dass die Schwingungen dem Rütteln zuzuschreiben sind. Anderenfalls wird der Zustand einer schlechten Straße festgestellt.

Im Falle des Verfahrens gemäß Patentanspruch 8 der Erfindung werden Schwingungen infolge von Rütteln und Schwingungen infolge eines schlechten Straßenzustands unterscheidbar auf der Grundlage des Schwingungszeitraums des Antriebsrades und des Schwingungszeitraums des Torsionsdrehmoments bestimmt, wogegen bei dem Verfahren gemäß Patentanspruch 9 der Erfindung das Rütteln und der schlechte Straßenzustand unterscheidbar dadurch identifiziert werden, dass die Phasen der Schwingungen des Antriebsrades und des Torsionsdrehmoments berücksichtigt werden. Bei dem Konzept, welches sich Patentanspruch 10 der vorliegenden Erfindung wiederspiegelt, werden die dem Rütteln zuschreibbaren Radschwingungen auf der Grundlage von Amplituden von Schwingungen der Radbeschleunigung bzw. des Torsionsdrehmoments bestimmt. Fig. 12 zeigt als Flussdiagramm einen Verfahrensablauf gemäß Patentanspruch 10 der Erfindung. In Fig. 12 sind die Schritte S11 bis S13 die gleichen wie jene, die mit der gleichen Bezeichnung wie in Fig. 7 dargestellt sind. Daher erfolgt insoweit keine erneute Beschreibung.

In Fig. 12 wird in einem Schritt S31 eine Amplitude Gwpp der Radbeschleunigung als Differenz zwischen einer maximalen Radbeschleunigung Gwmax und einer minimalen Radbeschleunigung Gwmin bestimmt, wie in Fig. 10 gezeigt, nämlich

Gwpp = Gwmax - Gwmin (10)

In einem Schritt S32 wird eine Amplitude Ttpp des Torsionsdrehmoments arithmetisch dadurch bestimmt, dass ein Minimalwert Ttmin des Torsionsdrehmoments von einem Maximalwert Ttmax des Torsionsdrehmoments subtrahiert wird, also

Ttpp = Ttmax - Ttmin (11)

In einem Schritt S33 wird ein Amplitudenverhältnis A zwischen der Radbeschleunigung und dem Torsionsdrehmoment, die in den voranstehenden Schritten S31 und S32 bestimmt wurden, arithmetisch folgendermaßen ermittelt:

A = Gwpp/Ttpp (12)

Im Schritt S34 wird entschieden, ob das wie voranstehend geschildert ermittelte Amplitudenverhältnis A größer als ein vorbestimmter Wert ist. Ist dies der Fall, so geht die Verarbeitung zum Schritt S9 über, um die Steuerung für einen schlechten Straßenzustand durchzuführen. Anderenfalls geht die Verarbeitung zum Schritt S8 über, um die Schwingungsunterdrückungssteuerung im Falle von Rütteln durchzuführen.

Falls der Rütteleffekt auftritt, wird die Bewegung oder das Verhalten des Rades von dem Torsionsdrehmoment bestimmt. Die Beziehung zwischen der Amplitude der Radbeschleunigung und der Amplitude des Torsionsdrehmoments muss daher konstant bleiben. Daher lässt sich entscheiden, dass Rütteln stattfindet, wenn das Amplitudenverhältnis zwischen der Radbeschleunigung und dem Torsionsdrehmoment innerhalb eines vorbestimmten Wertebereiches liegt. Anderenfalls (also wenn das Amplitudenverhältnis den vorbestimmten Wertebereich überschreitet), kann eine Entscheidung getroffen werden, dass die Schwingungen des Rades dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind.

Bei den Verfahren gemäß den Patentansprüchen 8 bis 10 der Erfindung wird eine Entscheidung getroffen, dass die Schwingungen des Rades infolge von Rütteln auftreten, wenn die Schwingungen der Radbeschleunigung und die Schwingungen des Torsionsdrehmoments ein entsprechendes oder ähnliches Schwingungsverhalten zeigen. Bei dem Konzept gemäß Patentanspruch 11 der vorliegenden Erfindung wird eine korrigierte Beschleunigung arithmetisch durch Addition des Torsionsdrehmoments zur Radbeschleunigung bestimmt, worauf eine Entscheidung getroffen wird, ob die Schwingungen des Rades dem Rütteln oder dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind.

Die korrigierte Beschleunigung Gc kann entsprechend dem voranstehend angegebenen Ausdruck (6) berechnet werden. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass infolge der Tatsache, dass das Rad unter Einwirkung des Torsionsdrehmoments schwingt, wenn Rütteln auftritt, die Radbeschleunigung dann gleich dem Torsionsdrehmoment wird. Mit Hilfe der korrigierten Beschleunigung, welche den Parameter darstellt, der den Einfluss des Torsionsdrehmoments angibt, gleichen sich daher das Torsionsdrehmoment und die Radbeschleunigung in dem Ausdruck (7) gegenseitig aus, wodurch die Schwingungen des Antriebsrades nur durch die Beziehung zwischen der Bremskraft und dem Rückstoß der Straßenoberfläche angegeben werden können. Anders ausgedrückt erfährt die korrigierte Beschleunigung keine Änderung unter Einfluss des Rüttelns, selbst wenn die Radbeschleunigung schwingt. Im Gegensatz hierzu, wenn das Kraftfahrzeug auf einer schlechten Straße fährt, ändert oder schwingt der Rückstoß der Straßenoberfläche infolge der Unregelmäßigkeiten der Straßenoberfläche. Die korrigierte Beschleunigung erfährt daher Schwingungen entsprechend jenen der Radbeschleunigung. Durch Feststellung der Schwingungen der korrigierten Beschleunigung können daher der schlechte Straßenzustand und das Rütteln unterscheidbar voneinander getrennt werden.

Fig. 13 zeigt als Flussdiagramm einen Verfahrensablauf gemäß Patentanspruch 11 der Erfindung. Hierbei sind die Schritte S11 bis S13 die gleichen wie jene, die entsprechend in Fig. 7 bezeichnet sind. Daher erfolgt insoweit keine erneute Beschreibung.

In Fig. 13 wird in einem Schritt S41 die korrigierte Beschleunigung Gc arithmetisch entsprechend dem voranstehend angegebenen Ausdruck (6) bestimmt.

In einem Schritt S42 wird eine Verarbeitung zur Feststellung des Schwingungszeitraums tw der korrigierten Beschleunigung durchgeführt. Ähnlich wie bei dem voranstehend geschilderten Schritt S11 wird die Zeit gemessen, welche das korrigierte Amplitudenverhältnis A benötigt, um einen vorbestimmten Wert β zu überschreiten, von einem Zeitpunkt aus, an welchem die korrigierte Beschleunigung den vorbestimmten Wert β überschritten hat. Dieser Zeitraum ist als der Schwingungszeitraum Tc der korrigierten Beschleunigung definiert.

Im Schritt S43 wird überprüft, ob die korrigierte Beschleunigung während der Schwingung der Radbeschleunigung schwingt, um hierdurch das Rütteln und den schlechten Straßenzustand zu unterscheiden. Wenn der Schwingungszeitraum tc der korrigierten Beschleunigung größer oder gleich einem vorbestimmten Wert f wird, so wird eine Entscheidung getroffen, dass die Radschwingungen dem schlechten Straßenzustand zuzuschreiben sind, wodurch dan 15447 00070 552 001000280000000200012000285911533600040 0002019720644 00004 15328n die Verarbeitung zum Schritt S9 übergeht. Wenn andererseits der Schwingungszeitraum Tc der korrigierten Beschleunigung kürzer als der vorbestimmte Wert f ist, so wird entschieden, dass die Radschwingungen infolge des Rüttelns auftreten, worauf die Verarbeitung zum Schritt S8 übergeht.

Wenn Rütteln stattfindet, wird das Bewegungsverhalten des Rades durch das Torsionsdrehmoment bestimmt, wie voranstehend bereits im Zusammenhang mit der dritten Ausführungsform der Erfindung erläutert wurde. Die korrigierte Beschleunigung, welche durch die Beziehung zwischen dem Bremsdrehmoment und dem Reifendrehmoment repräsentiert wird, von welchem die Torsionsdrehmomentkomponente eliminiert wurde, ist daher gegen Schwingungen geschützt. Wenn im Gegensatz hierzu das Reifendrehmoment schwingt, wie dies beim Fahren auf einer schlechten Straße auftritt, so treten bei der korrigierten Beschleunigung Schwingungen auf. Das Rütteln und der schlechte Straßenzustand können daher unterscheidbar voneinander getrennt werden, abhängig davon, ob die korrigierte Beschleunigung schwingt oder nicht.

Bei den Verfahren gemäß den Patentansprüchen 8 bis 11, die voranstehend beschrieben wurden, wird das Torsionsdrehmoment auf der Grundlage der Ausgangssignale der Drehmomentsensoren 3 bestimmt, die als Dehnungsmessstreifen ausgeführt sind, die auf den Achswellen 4 angebracht sind, die im Betrieb mit dem jeweiligen Rad gekuppelt sind. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass dann, wenn die Antriebsräder 1 im Betrieb mit dem Motor 6 über das Differentialgetriebe 5 gekuppelt sind, entsprechend vorteilhafte Auswirkungen wie bei den Verfahren gemäß den Patenansprüchen 8 bis 11 der Erfindung dadurch erzielt werden können, dass der Torsionsdrehmomentserfassungssensor auf der Antriebswelle 33 angebracht wird, beispielsweise einer Kardanwelle oder dergleichen, bei dem in Fig. 3 gezeigten Aufbau.

Da an das linke und rechte Rad, die im Betrieb miteinander über ein Differentialgetriebe gekuppelt sind, ein Torsionsdrehmoment von gleicher Größe angelegt wird, werden die an das linke und rechte Rad angelegten Torsionsdrehmomente einander gleich. Wird daher das Drehmoment festgestellt, das an die Antriebswelle 33 angelegt wird, welche den Motor und das Differentialgetriebe miteinander kuppelt, können die an das linke und rechte Rad angelegten Torsionsdrehmomente dadurch festgestellt werden, dass das an die Antriebswelle 33 angelegte Drehmoment festgestellt wird. In diesem Fall weist das Torsionsdrehmoment, welches an jedes der Räder, nämlich an das linke bzw. rechte Rad angelegt wird, einen Wert auf, der die Hälfte des an die Antriebswelle 33 angelegten Drehmoments beträgt. Hierbei kann die Antriebswelle 33 auch als die angetriebene Welle bezeichnet werden, wie im Falle der Achswelle 4.

Bei den voranstehend beschriebenen Verfahren wird das Torsionsdrehmoment auf der Grundlage der Ausgangssignale der Drehmomentsensoren 3 bestimmt, die durch Dehnungsmessstreifen gebildet werden, die auf der Achswelle 4a bzw. 4b angebracht sind, die im Betrieb mit dem entsprechenden Rad gekuppelt sind, oder alternativ von dem Drehmomentsensor 3, der auf der Antriebswelle 33 angebracht ist. Allerdings kann das betreffende Drehmoment auch auf gleiche Art und Weise dadurch festgestellt werden, dass die Anzahl an Umdrehungen der Primärantriebsquelle festgestellt wird, beispielsweise des Motors 6. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Aufbau des Kraftfahrzeugs wird die Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) des Motors durch einen Motordrehsensor 31 festgestellt, der durch einen an sich bekannten Kurbelwinkelsensor gebildet werden kann. Da die Antriebsräder 1a und 1b und der Motor 6 im Betrieb über das Differentialgetriebe 5 gekuppelt sind, weisen die an das linke und rechte Antriebsrad angelegten Drehmomente dieselbe Größe auf. Durch Feststellung der Phasenbeziehung zwischen dem Drehwinkel des Antriebsrades 1a, 1b und jenem des Motors 6, um hierdurch die Phasendifferenz zu bestimmen, ist es daher möglich, den Torsionswinkel zu berechnen, und daher das dem Torsionswinkel proportionale Torsionsdrehmoment.

Im einzelnen wird der Drehwinkel des Motors auf der Grundlage des Ausgangssignals des Motordrehsensors 31 bestimmt, der so ausgelegt ist, dass er den Drehwinkel des Motors feststellt, wogegen die Drehwinkel der Antriebsräder 1a und 1b durch den jeweiligen Radgeschwindigkeitssensor 2a bzw. 2b bestimmt werden. Zu einem Zeitpunkt, an welchem das Torsionsdrehmoment eine geringe Größe aufweist, wobei die Drehmomentbelastung des Motors gering ist, also wenn die Steuerung des Bremsanlegungsdrucks noch nicht begonnen hat, werden die Drehwinkel der Antriebsräder 1a und 1b und des Motors auf Null zurückgesetzt, unter der Annahme, dass zwischen dem Antriebsrad 1a, 1b und dem Motor keine Phasendifferenz vorhanden ist. Nach Beginn der Steuerung des Anlegens der Bremse werden die Impulse jeweils gezählt, die vom Ausgang der Radgeschwindigkeitssensoren 2a und 2b, die den Antriebsrädern 1a und 1b zugeordnet sind bzw. dem Motorsensor, 31 ausgegeben werden. Auf der Grundlage der Zählwerte werden die Drehwinkel θr und θ1 der Antriebsräder 1a und 1b sowie der Drehwinkel θe des Motors entsprechend einem an sich bekannten Verfahren bestimmt, worauf der Torsionswinkel θt auf der Grundlage des folgenden Ausdrucks bestimmt wird:

θt = Ki.θe - (θr + θ1)/2 (13)

Daher kann das Torsionsdrehmoment Tt als Produkt des Torsionswinkels θt und der Steifigkeit Kp folgendermaßen bestimmt werden:

Tt = Kp.θt (14)

Das Torsionsdrehmoment Tt, welches an das linke und rechte Antriebsrad 1a, 1b angelegt wird, wird entsprechend an den Motor angelegt. Wenn das Gaspedal in dem Betriebszustand freigegeben wird, in welchem das Antiblockierbrems-Regelsystem (ABS) arbeitet, wird das vom Motor abgegebene Ausgangsdrehmoment kleiner. In diesem Fall kann der Motor als Gegenstand angesehen werden, der ein hohes Trägheitsmoment aufweist. Durch Feststellung der Änderung der Motordrehzahl ωe zu diesem Zeitpunkt ist es daher möglich, das Torsionsdrehmoment zu bestimmen, welches an die Antriebsräder angelegt wird, entsprechend dem nachstehend angegebenen Ausdruck (15):

Tt = K(dωe/dt) (15)

Wie aus den voranstehenden Ausführungen deutlich wird, kann das Torsionsdrehmoment arithmetisch auf der Grundlage der Drehwinkel der Antriebsräder 1a und 1b und des Drehwinkels des Motors bestimmt werden, oder auf der Grundlage der Änderung der Drehzahl des Motors, die durch das Drehmoment hervorgerufen wird, welches an die Antriebsräder und daher an den Motor angelegt wird. Das auf diese Weise ermittelte Torsionsdrehmoment kann in den Verfahren gemäß den Patentansprüche 8 bis 11 eingesetzt werden, wobei im wesentlichen dieselben Auswirkungen erzielt werden.

Bei dem zuletzt beschriebenen Verfahren wird die Drehzahl des Motors 6 festgestellt. Statt jedoch die Motordrehzahl zu erfassen, kann auch die Drehzahl der in Fig. 3 gezeigten Antriebswelle 33 bestimmt werden. Bei einem Kraftfahrzeug, welches mit einem Automatikgetriebe versehen ist, sind die Antriebsräder im Betrieb mit dem Motor über einen Drehmomentwandler gekuppelt. Anders ausgedrückt sind die Antriebsräder nicht direkt mit dem Motor verbunden, was wiederum bedeutet, dass von den Antriebsrädern kaum ein Drehmoment auf den Motor übertragen wird. In diesem Fall kann die Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) der Antriebswelle 33 durch einen Wellendrehsensor 34 festgestellt werden, um hierdurch das Torsionsdrehmoment mit dem zuletzt beschriebenen Verfahren zu bestimmen, wobei im wesentlichen dieselben Auswirkungen erzielt werden.

Bei den Verfahren gemäß den Patentansprüchen 8 bis 11 der Erfindung wurde angenommen, dass das betreffende Kraftfahrzeug ein Fahrzeug mit Zweiradantrieb ist. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass das Antiblockierbremssteuersystem ebenso bei einem allradgetriebenen oder vierradgetriebenen Kraftfahrzeug eingesetzt werden kann, um den Bremsanlegungsdruck einzustellen oder zu regeln. Im einzelnen kann ein Dehnungsmessstreifen in Zuordnung zu jedem der vier Räder vorgesehen sein, wobei eine ähnliche Verarbeitung wie voranstehend geschildert für jedes der Räder durchgeführt werden kann, und im wesentlichen dieselben Auswirkungen erzielt werden.

Wenn die Torsion der Antriebswelle bei einer Anordnung festgestellt werden soll, bei welcher ein Differentialgetriebe zwischen dem Motor und den einzelnen Rädern vorgesehen ist, wie voranstehend im Zusammenhang mit der fünften Ausführungsform erläutert wurde, wirkt ein Drehmoment mit derselben Größe auf die beiden Wellen ein, die an der Ausgangsseite des Differentialgetriebes angeordnet sind. Der Drehmomentsensor kann daher an der Welle vorgesehen werden, die an der Eingangsseite des Differentialgetriebes angeordnet ist, um das an der Abtriebsseite des Motors auftretende Drehmoment festzustellen. Bei vierradgetriebenen Kraftfahrzeugen ist daher die Ausgangsleistung des Motors auf ein vorderes und hinteres Antriebsradsystem aufgeteilt, und wird in jedem System, also dem vorderen und hinteren System, jeweils auf ein linkes und rechtes Antriebsrad aufgeteilt. In diesem Fall kann der Drehmomentsensor zwischen dem Motor und dem Differentialgetriebe angeordnet werden, um die Motorausgangsleistung auf das vordere und hintere Antriebsradsystem aufzuteilen, und so das Torsionsdrehmoment zu bestimmen, welches an die vier Räder angelegt wird.

Wenn das Torsionsdrehmoment arithmetisch dadurch bestimmt wird, dass die Motordrehzahl (Umdrehungen pro Minute) bestimmt wird, wie dies voranstehend im Zusammenhang mit der sechsten Ausführungsform beschrieben wurde, bei einem vierradgetriebenen Kraftfahrzeug, welches mit Differentialgetrieben zur Übertragung des Motordrehmoments an vier Antriebsräder versehen ist, kann der voranstehend angegebene Ausdruck (15) dazu verwendet werden, das Torsionsdrehmoment festzustellen, wogegen bei jenem Kraftfahrzeug, bei welchem das Differentialgetriebe dazu vorgesehen ist, um die Motorausgangsleistung auf das vordere und hintere Antriebsradsystem aufzuteilen, die Torsionsdrehmomente der Vorder- und Hinterräder auf der Grundlage des Ausdrucks (13) bestimmt werden können, wobei im wesentlichen dieselben Auswirkungen wie im Falle der Verfahren nach einem der Patentansprüche 8 bis 11 erzielt werden.

Weiterhin kann die Vorgehensweise zur Feststellung der Motordrehzahl ebenso zur Feststellung der Umdrehungsgeschwindigkeit (Umdrehungen pro Minute) der Antriebswelle 33 verwendet werden.

Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, können die dem Rütteln zuschreibbaren Schwingungen der Räder, die auftreten infolge einer Torsion, die an eine Antriebswelle angelegt wird, die zwischen einer Primärantriebsquelle und den Antriebsrädern angeordnet ist, in jenem Zustand, in welchem die Antriebsräder im Betrieb mit der Primärantriebsquelle gekuppelt sind, unterscheidbar auf der Grundlage der Schwingungen der Räder und des Schwingungszustands des Torsionsdrehmoments, welches an die Antriebswelle angelegt wird (einschließlich der Achswellen 4 und der Antriebswelle 33) bestimmt oder identifiziert werden. Wenn in diesem Fall festgestellt wird, dass der Schwingungszustand des Rades nicht infolge von Rütteln auftritt, dann können die Schwingungen des Rades so angesehen werden, dass sie durch einen schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden. Auf diese Art und Weise können die Schwingungen des Rades infolge von Rütteln und die Schwingungen infolge eines schlechten Straßenzustands unterscheidbar festgestellt werden. Bei dem Antiblockierbrems- Regelsystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist es daher unnötig, den Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche zu bestimmen, anders als bei einem Antiblockierbrems-Regelsystem nach dem Stand der Technik. Infolge dieser Merkmale können die dem Rütteln zuzuschreibenden Schwingungen und die Schwingungen infolge des schlechten Straßenzustands schnell mit hoher Genauigkeit unterschieden werden, selbst in einer frühen Stufe der Antiblockierbremssteuerung. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann daher die Steuerleistung des Antiblockierbrems- Regelsystems für ein Kraftfahrzeug wesentlich erhöht werden.

Da die Unterscheidungsverarbeitung für die Radschwingungen, die voranstehend geschildert wurde, für die Antriebsräder durchgeführt werden kann, kann die Erfindung auch ebenso bei einem Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb eingesetzt werden, bei welchem sämtliche Rädre als Antriebsräder arbeiten.

Infolge der Anordnung, dass die Drehzahl- oder Geschwindigkeitserfassungsvorrichtung dazu verwendet wird, die Drehzahl oder die Geschwindigkeit der Primärantriebsquelle oder von deren Antriebswelle festzustellen, wobei das Torsionsdrehmoment arithmetisch auf der Grundlage des Messwertes festgestellt wird, der von der Drehzahlerfassungsvorrichtung ausgegeben wird, kann das Antiblockierbrems-Regelsystem kostengünstig hergestellt werden, verglichen mit dem konventionellen Antiblockierbrems- Regelsystem, bei welchem das Drehmoment der Antriebswelle unter Einsatz eines Dehnungsmessstreifeninstruments gemessen wird.

Zahlreiche Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der voranstehenden, detaillierten Beschreibung deutlich, und daher sollen die beigefügten Patentansprüche sämtliche derartigen Merkmale und Vorteile des Systems umfassen, welche innerhalb des wahren Wesens und Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen. Da Fachleuten auf diesem Gebiet zahlreiche Modifikationen und Kombinationen auffallen werden, soll darüber hinaus die Erfindung nicht auf die exakte Konstruktion und den exakten Betriebsablauf beschränkt sein, die hier dargestellt und beschrieben wurden.

Es lässt sich beispielsweise überlegen, dass Speicher- oder Aufzeichnungsmedien, auf welchen die erfindungsgemäße Lehre in Form von Programmen aufgezeichnet ist, die von Computern einschließlich Mikroprozessoren ausgeführt werden können, von der vorliegenden Erfindung umfasst sind.

Alle derartigen Modifikationen und Äquivalente können daher eingesetzt werden, die innerhalb des Wesens und Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben, und von den beigefügten Patentansprüchen umfasst sein sollen.

Claims

1. Vorrichtung (Fig. 7) zur Erfassung, ob Schwingungen eines durch eine Antriebsvorrichtung (5, 6, 4a-4d, 33) eines Kraftfahrzeugs (1-10) angetriebenen Rads (1a-1d) infolge eines Rüttelphänomens oder eines schlechten Straßenzustands hervorgerufen werden, umfassend:

a) eine Radgeschwindigkeits-Erfassungsvorrichtung (101, 2A-2D) zur Erfassung der Radgeschwindigkeit des Rads (1a-1d)
b) eine Radbeschleunigungs-Arithmetikvorrichtung (102a) zur Bestimmung einer Radbeschleunigung (Gw) durch Bestimmung einer Änderungsrate der Radgeschwindigkeit;
c) eine Radschwingungsperioden-Meßvorrichtung (102b) zur Messung einer Schwingungsperiode (tw) der Radbeschleunigung (Gw);
d) eine Torsionsdrehmoment-Erfassungsvorrichtung (103, 3a-3d) zur Erfassung des Torsionsdrehmoments, welches von der Antriebsvorrichtung (5, 6, 4a-4d, 33) an eine Antriebswelle (4a-4d) angelegt wird;
e) eine Torsionsdrehmoment-Schwingungsperioden- Meßvorrichtung (104a) zur Messung der Schwingungsperiode (tt) der Torsionsdrehmomentschwingungen; und
f) eine Unterscheidungsvorrichtung (105, 106, 108) zur Bestimmung
- 1. daß die Radschwingungen durch den schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden, wenn die Radbeschleunigungsperiode (tw) größer oder gleich einem ersten vorbestimmten Wert (a) ist (S12) und die Differenz zwischen der Radbeschleunigungsperiode (tw) und der Torsionsdrehmomentschwingungsperiode (tt) größer oder gleich einem zweiten vorbestimmten Wert (C) ist (S15); und
- 2. daß die Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn die Radbeschleunigungsperiode (tw) kleiner als der erste erwähnte vorbestimmte Wert (a) ist (S12) und die Differenz zwischen der Radbeschleunigungsperiode (tw) und der Torsionsdrehmomentschwingungsperiode (tt) kleiner als der zweite erwähnte vorbestimmte Wert (C) ist (S15).

2. Vorrichtung (Fig. 11) zur Erfassung, ob Schwingungen eines durch eine Antriebsvorrichtung (5, 6, 4a-4d, 33) eines Kraftfahrzeugs (1-10) angetriebenen Rads (1a-1d) infolge eines Rüttelphänomens oder eines schlechten Straßenzustands hervorgerufen werden, umfassend:

a) eine Radgeschwindigkeits-Erfassungsvorrichtung (101, 2A-2D) zur Erfassung der Radgeschwindigkeit des Rads (1a-1d)
b) eine Radbeschleunigungs-Arithmetikvorrichtung (102a) zur Bestimmung einer Radbeschleunigung (Gw) durch Bestimmung einer Änderungsrate der Radgeschwindigkeit;
c) eine Torsionsdrehmoment-Erfassungsvorrichtung (103, 3a-3d) zur Erfassung des Torsionsdrehmoments, welches von der Antriebsvorrichtung (5, 6, 4a-4d, 33) an die Antriebswelle (4a-4d) des Rads (1a-1d) angelegt wird;
d) eine Phasenbestimmungs-Vorrichtung (S21) zur Bestimmung der Phasendifferenz zwischen einer Schwingung des Torsionsdrehmoments und einer Schwingung der Radbeschleunigung; und
e) eine Unterscheidungsvorrichtung (105, 106, 108) zur Bestimmung
- 1. daß die Radschwingungen durch den schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden, wenn die Phasendifferenz größer oder gleich einem vorbestimmten Wert (d) ist (S22); und
- 2. daß die Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn die Phasendifferenz kleiner als der vorbestimmte Wert (d) ist (S22).

3. Vorrichtung (Fig. 12) zur Erfassung, ob Schwingungen eines durch eine Antriebsvorrichtung (5, 6, 4a-4d, 33) eines Kraftfahrzeugs (1-10) angetriebenen Rads (1a-1d) infolge eines Rüttelphänomens oder eines schlechten Straßenzustands hervorgerufen werden, umfassend:

a) eine Radgeschwindigkeits-Erfassungsvorrichtung (101, 2A-2D) zur Erfassung der Radgeschwindigkeit des Rads (1a-1d);
b) eine Radbeschleunigungs-Arithmetikvorrichtung (102a) zur Bestimmung einer Radbeschleunigung (Gw) durch Bestimmung einer Änderungsrate der Radgeschwindigkeit;
c) eine Radschwingungsamplituden-Meßvorrichtung (102c) zur Messung eines Maximalamplitudenwerts (Gwmax) und Minimalamplitudenwerts (Gwmin) einer Radbeschleunigungschwingung (Gw);
d) eine Torsionsdrehmoment-Erfassungsvorrichtung (103, 3a-3d) zur Erfassung des Torsionsdrehmoments, welches von der Antriebsvorrichtung (5, 6, 4a-4d, 33) an eine Antriebswelle (4a-4d) angelegt wird;
e) eine Torsionsdrehmoment-Schwingungsamplituden- Meßvorrichtung (104b) zur Messung eines Maximalamplitudenwerts (Ttmax) und eines Minimalamplitudenwerts (Ttmin) einer Torsionsdrehmomentschwingung; und
f) eine Unterscheidungsvorrichtung (105, 106, 108) zur Bestimmung
- 1. daß die Radschwingungen durch den schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden, wenn ein Verhältnis (A) zwischen der Differenz (Gwpp) der Radbeschleunigungsamplitudenwerte und der Differenz (Ttpp) der Torsionsdrehmomentamplitudenwerte größer oder gleich einem vorbestimmten Wert (E) ist; und
- 2. daß die Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn das Verhältnis (A) zwischen der Differenz (Gwpp) der Radbeschleunigungsamplitudenwerte und der Differenz (Ttpp) der Torsionsdrehmomentamplitudenwerte kleiner als der vorbestimmte Wert (E) ist.

4. Vorrichtung (Fig. 13) zur Erfassung, ob Schwingungen eines durch eine Antriebsvorrichtung (5, 6, 4a-4d, 33) eines Kraftfahrzeugs (1-10) angetriebenen Rads (1a-1d) infolge eines Rüttelphänomens oder eines schlechten Straßenzustands hervorgerufen werden, umfassend:

a) eine Radgeschwindigkeits-Erfassungsvorrichtung (101, 2A-2D) zur Erfassung der Radgeschwindigkeit des Rads (1a-1d)
b) eine Radbeschleunigungs-Arithmetikvorrichtung (102a) zur Bestimmung einer Radbeschleunigung (Gw) durch Bestimmung einer Änderungsrate der Radgeschwindigkeit;
c) eine Torsionsdrehmoment-Erfassungsvorrichtung (103, 3a-3d) zur Erfassung des Torsionsdrehmoments, welches von der Antriebsvorrichtung (5, 6, 4a-4d, 33) an die Antriebswelle (4a-4d) angelegt wird;
d) eine Radbeschleunigungs-Korrekturvorrichtung (S41) zum Ermitteln einer korrigierten Radbeschleunigung Gc) durch Hinzufügen einer Radbeschleunigung (KrTt/Iw) als Folge der Trägheit (Iw) des Rads (1a- 1d) zur der bestimmten Radbeschleunigung (Gw);
e) eine Radbeschleunigungs-Schwingungsperioden- Meßvorrichtung zur Messung der Schwingungsperiode (tc) der korrigierten Radbeschleunigung (Gc); und
f) eine Unterscheidungsvorrichtung (105, 106, 108) zur Bestimmung
- 1. daß die Radschwingungen durch den schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden, wenn die Schwingungsperiode (tc) größer oder gleich einem vorbestimmten Wert (f) ist; und
- 2. daß die Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn die Schwingungsperiode (tc) kleiner als der vorbestimmte Wert (f) ist.

5. Antiblockierbrems-Regelsystem (11) mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antiblockierbrems-Regelsystem (11) ausgelegt ist zum Anlegen einer Bremskraft an die Räder (1a-1d) des Kraftfahrzeuges, während das Auftreten eines Radblockierzustands dadurch vermieden wird, dass wiederholt eine Steuerung so vorgenommen wird, dass der Bremshydraulikdruck abgesenkt wird, wenn bei einem Bremsvorgang eine Radgeschwindigkeit auf ein Niveau absinkt, bei welchem das Auftreten des Radblockierzustands wahrscheinlich ist, und dass der Bremshydraulikdruck wieder erhöht wird, wenn sich die Radgeschwindigkeit infolge der Verringerung des Bremshydraulikdrucks wieder erhöht.

6. Regelsystem (11) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelsystem (11) ferner ein Bremshydraulikdruck- Regelsystem (10) zum Regeln des Bremshydraulikdrucks, der an die Bremsen (7a-7d) der Räder (1a-1d) übertragen wird, umfasst.

7. Regelsystem (11) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Schwingungsunterdrückungs-Steuervorrichtung (107) zur Unterdrückung von Schwingungen zumindest eines Antriebsrads (1a-1d) durch Regeln des Bremshydraulikdrucks über die Bremshydraulikdruck- Regelvorrichtung (10), wenn die Unterscheidungsvorrichtung ein Rütteln bestimmt; und eine Steuervorrichtung (109) für eine schlechte Straße zum Regeln des Bremshydraulikdrucks, um das Absenken des Bremshydraulikdrucks zu unterdrücken, oder alternativ den Anstieg des Bremshydraulikdrucks für zumindest ein Antriebsrad (1a-1d) zu fördern, wenn die Unterscheidungsvorrichtung (107) bestimmt (105), dass die Radschwingungen einer schlechten Straße zuzuschreiben sind.

8. Verfahren (Fig. 7) zum Erfassen, ob Schwingungen eines durch eine Antriebsvorrichtung (5, 6, 4a-4d, 33) eines Kraftfahrzeugs (1-10) angetriebenen Rads (1a-1d) infolge eines Rüttelphänomens oder eines schlechten Straßenzustands hervorgerufen werden, umfassend die folgenden Schritte:

a) Erfassen (101, 2A-2D) der Radgeschwindigkeit des Rads (1a-1d);
b) Bestimmen (102a) einer Radbeschleunigung (Gw) durch Bestimmen einer Änderungsrate der Radgeschwindigkeit;
c) Messen (102b) einer Schwingungsperiode (tw) der Radbeschleunigung (Gw);
d) Erfassen (103, 3a-3d) eines Torsionsdrehmoments, welches von der Antriebsvorrichtung (5, 6, 4a-4d, 33) an die Antriebswelle (4a-4d) des Rads (1a-1d) angelegt wird;
e) Messen (104a) der Schwingungsperiode (tt) von Torsionsdrehmomentschwingungen; und
f) Bestimmen (105, 106, 108),
- 1. daß die Radschwingungen durch den schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden, wenn die Radbeschleunigungsperiode (tw) größer oder gleich einem ersten vorbestimmten Wert ist und die Differenz zwischen der Radbeschleunigungsperiode (tw) und der Torsionsdrehmomentschwingungsperiode (tt) größer oder gleich einem zweiten vorbestimmten Wert ist; und
- 2. daß die Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn die Radbeschleunigungsperiode (tw) kleiner als der erste erwähnte vorbestimmte Wert ist und die Differenz zwischen der Radbeschleunigungsperiode (tw) und der Torsionsdrehmomentschwingungsperiode (tt) kleiner als der zweite erwähnte vorbestimmte Wert ist.

9. Verfahren (Fig. 11) zum Erfassen, ob Schwingungen eines durch eine Antriebsvorrichtung (5, 6, 4a-4d, 33) eines Kraftfahrzeugs (1-10) angetriebenen Rads (1a-1d) infolge eines Rüttelphänomens oder eines schlechten Straßenzustands hervorgerufen werden, umfassend die folgenden Schritte:

a) Erfassen (101, 2A-2D) der Radgeschwindigkeit des Rads (1a-1d);
b) Bestimmen (102a) einer Radbeschleunigung (Gw) durch Bestimmung einer Änderungsrate der Radgeschwindigkeit;
c) Erfassen (103, 3a-3d) des Torsionsdrehmoments, welches von der Antriebsvorrichtung (5, 6, 4a-4d, 33) an die Antriebswelle (4a-4d) des Rads (1a-1d) angelegt wird;
d) Bestimmen (S21) der Phasendifferenz zwischen einer Schwingung des Torsionsdrehmoments und einer Schwingung der Radbeschleunigung; und
e) Bestimmen (105, 106, 108),
- 1. daß die Radschwingungen durch den schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden, wenn die Phasendifferenz größer oder gleich einem vorbestimmten Wert (d) ist (S22); und
- 2. daß die Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn die Phasendifferenz kleiner als der vorbestimmte Wert (d) ist (S22).

10. Verfahren (Fig. 12) zum Erfassen, ob Schwingungen eines durch eine Antriebsvorrichtung (5, 6, 4a-4d, 33) eines Kraftfahrzeugs (1-10) angetriebenen Rads (1a-1d) infolge eines Rüttelphänomens oder eines schlechten Straßenzustands hervorgerufen werden, umfassend die folgenden Schritte:

a) Erfassen (101, 2A-2D) der Radgeschwindigkeit des Rads (1a-1d);
b) Bestimmen (102a) einer Radbeschleunigung (Gw) durch Bestimmung einer Änderungsrate der Radgeschwindigkeit;
c) Messen (102c) eines Maximalamplitudenwerts (Gwmax) und Minimalamplitudenwerts (Gwmin) einer Radbeschleunigungschwingung (Gw);
d) Erfassen (103, 3a-3d) des Torsionsdrehmoments, welches von der Antriebsvorrichtung (5, 6, 4a-4d, 33) an eine Antriebswelle (4a-4d) angelegt wird;
e) Messen (104b) eines Maximalamplitudenwerts (Ttmax) und eines Minimalamplitudenwerts (Ttmin) einer Torsionsdrehmomentschwingung; und
f) Bestimmen (105, 106, 108),
- 1. daß die Radschwingungen durch den schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden, wenn ein Verhältnis (A) zwischen der Differenz (Gwpp) der Radbeschleunigungsamplitudenwerte und der Differenz (Ttpp) der Torsionsdrehmomentamplitudenwerte größer oder gleich einem vorbestimmten Wert (E) ist; und
- 2. daß die Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn das Verhältnis (A) zwischen der Differenz (Gwpp) der Radbeschleunigungsamplitudenwerte und der Differenz (Ttpp) der Torsionsdrehmomentamplitudenwerte kleiner als der vorbestimmte Wert (E) ist.

11. Verfahren (Fig. 13) zum Erfassen, ob Schwingungen eines durch eine Antriebsvorrichtung (5, 6, 4a-4d, 33) eines Kraftfahrzeugs (1-10) angetriebenen Rads (1a-1d) infolge eines Rüttelphänomens oder eines schlechten Straßenzustands hervorgerufen werden, umfassend die folgenden Schritte:

a) Erfassen (101, 2A-2D) der Radgeschwindigkeit des Rads (1a-1d);
b) Bestimmen (102a) einer Radbeschleunigung (Gw) durch Bestimmung einer Änderungsrate der Radgeschwindigkeit;
c) Erfassen (103, 3a-3d) des Torsionsdrehmoments, welches von der Antriebsvorrichtung (5, 6, 4a-4d, 33) an die Antriebswelle (4a-4d) angelegt wird;
d) Ermitteln (S41) einer korrigierten Radbeschleunigung Gc) durch Hinzufügen einer Radbeschleunigung (KrTt/Iw) als Folge der Trägheit (Iw) des Rads (1a- 1d) zur der bestimmten Radbeschleunigung (Gw);
e) Messen der Schwingungsperiode (tc) der korrigierten Radbeschleunigung (Gc); und
f) Bestimmen (105, 106, 108),
- 1. daß die Radschwingungen durch den schlechten Straßenzustand hervorgerufen werden, wenn die Schwingungsperiode (tc) größer oder gleich einem vorbestimmten Wert (f) ist; und
- 2. daß die Radschwingungen infolge von Rütteln auftreten, wenn die Schwingungsperiode (tc) kleiner als der vorbestimmte Wert (f) ist.