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DE10147613A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung der Brems- und Antriebskraft für ein Fahrzeug - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung der Brems- und Antriebskraft für ein Fahrzeug

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Publication number
DE10147613A1
DE10147613A1 DE10147613A DE10147613A DE10147613A1 DE 10147613 A1 DE10147613 A1 DE 10147613A1 DE 10147613 A DE10147613 A DE 10147613A DE 10147613 A DE10147613 A DE 10147613A DE 10147613 A1 DE10147613 A1 DE 10147613A1
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Germany
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braking
target
wheels
force
wheel
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Application number
DE10147613A
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DE10147613B4 (de
DE10147613B8 (de
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Michihito Shimada
Satoru Niwa
Junichi Sakamoto
Masahiro Hara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of DE10147613B4 publication Critical patent/DE10147613B4/de
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Abstract

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern der Brems- und Antriebskraft für ein Fahrzeug, das eine Reibbremsvorrichtung aufweist, um auf jedes Rad (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) individuell eine Bremskraft anzuwenden, und eine Rückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) aufweist, um eine gemeinsame Bremskraft für eine Vielzahl von Rädern zu erzeugen. Eine Zielbremskraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl) wird aufgrund einer Bremsbedienung durch den Fahrer oder einer Traktionssteuerung berechnet. Die Rückgewinnungsbremsvorrichtung wird so gesteuert, dass sie die kleinste Zielbremskraft der Zielbremskräfte der Vielzahl von Rädern erreicht. Die Reibbremsvorrichtung wird so gesteuert, dass sie die Zielbremskraft eines anderen Rades, das sich von dem Rad unterscheidet, das die kleinste Zielbremskraft aufweist, gemeinsam mit der Rückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) erreicht. Dadurch wird die Effizienz der Energierückgewinnung verbessert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugbrems- und Antriebskraftsteuervorrichtung und ein zugehöriges Steuerverfahren. Sie bezieht sich noch genauer auf eine Fahrzeugbrems- und Antriebskraftsteuervorrichtung, die eine Reibbremsvorrichtung aufweist, um eine Bremskraft individuell auf jedes Rad auszuüben, und ein Rückgewin­ nungsbremsvorrichtung aufweist, um eine gemeinsame Brems­ kraft auf eine Vielzahl von Rädern auszuüben, und auf ein zugehöriges Steuerverfahren.
Eine bekannte Bremskraftsteuervorrichtung für ein Au­ tomobil oder Ähnliches umfasst, wie beispielsweise durch die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 11- 105688, offenbart, eine Rückgewinnungsbremsvorrichtung und eine Reibbremsvorrichtung (hydraulische Bremsvorrich­ tung), in der sowohl die Rückgewinnungsbremskraft als auch die Reibbremskraft erhöht werden, wenn es nötig wird, plötzlich das Bremsmoment zur Zeit der Traktions­ steuerung zu erhöhen, und in der die Reibbremskraft kon­ stant gehalten und die Rückgewinnungsbremskraft schritt­ weise verringert wird, wenn es nötig wird, das Bremsmo­ ment schrittweise zu verringern.
In Übereinstimmung mit einer solchen Bremskraftsteu­ ervorrichtung kann das Bremsmoment schnell erhöht oder sanft verringert werden, indem man die Charakteristiken der Rückgewinnungsbremsvorrichtung und der Reibbremsvor­ richtung nutzt. Daher wird die Traktion gesteuert, indem sowohl die Rückgewinnungsbremskraft als auch die Reib­ bremskraft genützt wird, und daher wird die Rückgewin­ nungseffizienz im Vergleich mit dem Fall der Nutzung nur der Reibbremskraft zur Zeit der Traktionssteuerung erhöht und der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verbessert.
In der herkömmlichen Bremskraftsteuervorrichtung wie vorstehend beschrieben werden jedoch die Rückgewinnungs­ bremsvorrichtung und die Reibbremsvorrichtung unter dem Gesichtspunkt der Rückgewinnungseffizienz nicht höchst effizient genutzt, weil die Rückgewinnungsbremsvorrich­ tung und die Reibbremsvorrichtung nicht so gesteuert wer­ den, dass sie die Rückgewinnungseffizienz verbessern, wenn eine Bremskraft zur Zeit der Traktionssteuerung auf die Räder wirkt, und daher ist es möglich, die herkömmli­ che Bremskraftsteuervorrichtung in dieser Beziehung zur verbessern.
Die Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehenden Probleme der herkömmlichen Bremskraftsteuervorrichtung für Fahrzeuge gemacht, die eine Rückgewinnungsbremsvor­ richtung und eine Reibbremsvorrichtung aufweisen. Es ist eine erste Aufgabe der Erfindung, die Rückgewinnungseffi­ zienz in einem Zustand der automatischen und individuel­ len Steuerung einer Bremskraft oder einer Antriebskraft jedes Rads während der Bewegungssteuerung eines Fahrzeugs zu verbessern, indem die Rückgewinnungsbremsvorrichtung und die Reibbremsvorrichtung so genutzt werden, dass eine hohe Rückgewinnungseffizienz in einem Zustand der automa­ tischen und individuellen Steuerung der Bremskraft oder der Antriebskraft jedes Rads durch eine Bewegungssteue­ rung des Fahrzeugs wie eine Traktionssteuerung erreicht wird.
Diese und/oder andere Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung für ein Fahrzeug gelöst, das eine Reibbremsvorrichtung auf­ weist, um eine Bremskraft individuell auf jedes Rad aus­ zuüben, und eine Rückgewinnungsbremsvorrichtung aufweist, um eine gemeinsame Bremskraft für eine Vielzahl von Rä­ dern zu erzeugen. Demzufolge schafft die Erfindung eine Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung, die einen Reg­ ler aufweist, der: (a) eine Zielbremskraft für jedes Rad als Antwort auf einen Fahrzustand des Fahrzeugs berech­ net; und (b) die Reibbremsvorrichtung und die Rückgewin­ nungsbremsvorrichtung so steuert, dass die Bremskraft je­ des Rads gleich der Zielbremskraft wird, wobei die Steue­ rung die Rückgewinnungsvorrichtung so steuert, dass sie die kleinste Zielbremskraft der Zielbremskräfte der Viel­ zahl von Rädern erreicht, und die Reibbremsvorrichtung so steuert, dass die Zielbremskraft für ein anderes Rad, das sich von dem Rad unterscheidet, welches die kleinste Zielbremskraft aufweist, gemeinsam mit der Rückgewin­ nungsbremsvorrichtung erreicht wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ebenso durch ein Verfahren zur Steuerung einer Brems- und Antriebskraft für ein Fahrzeug gelöst, das eine Reibbremsvorrichtung aufweist, um eine Bremskraft individuell auf jedes Rad auszuüben, und eine Rückgewinnungsbremsvorrichtung auf­ weist, um eine gemeinsame Bremskraft auf eine Vielzahl von Rädern zu erzeugen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Berechnen einer Zielbremskraft für jedes Rad als Ant­ wort auf einen Fahrzustand des Fahrzeugs;
Steuern der Rückgewinnungsbremsvorrichtung so, dass sie die kleinste Zielbremskraft der Zielbremskräfte der Vielzahl von Rädern erreicht; und
Steuern der Reibbremsvorrichtung so, dass sie die Zielbremskraft eines anderen Rads, das sich von dem Rad unterscheidet, welches die kleinste Zielbremskraft auf­ weist, gemeinsam mit der Rückgewinnungsbremsvorrichtung erreicht.
In Übereinstimmung mit einem solchen Verfahren und eine solchen Vorrichtung zur Brems- und Antriebskraft­ steuerung wird die Zielbremskraft für das Rad mit der kleinsten Bremskraft durch die Rückgewinnungsbremskraft erreicht, und für die anderen Räder wird die Zielbrems­ kraft durch die Summe der Rückgewinnungsbremskraft und der Reibbremskraft erreicht. Daher kann jedes Rad in ei­ nem Zustand der automatischen Steuerung der Bremskraft oder der Antriebskraft jedes Rads während der Bewegungs­ steuerung mit der höchsten Rückgewinnungseffizienz ge­ bremst werden.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung bezieht sich auf eine Brems- und eine Antriebskraftsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, die eine Reibbremsvorrichtung aufweist, um eine Bremskraft individuell auf jedes Rad anzuwenden, eine Rückgewinnungsbremsvorrichtung aufweist, um eine ge­ meinsame Bremskraft für eine Vielzahl von Rädern zu er­ zeugen, und eine Antriebsvorrichtung aufweist, um eine gemeinsame Antriebskraft für die Vielzahl von Rädern zu erzeugen. Die Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung umfaßt eine Steuerung, die: (a) eine Zielbremskraft für jedes Rad als Antwort auf einen Fahrzustand des Fahrzeugs berechnet; (b) eine Zielantriebskraft für jedes Rad als Antwort auf den Fahrzustand des Fahrzeugs berechnet; und (c) die Reibbremsvorrichtung, die Rückgewinnungsbremsvor­ richtung und die Antriebsvorrichtung so steuert, dass die Brems- und Antriebskraft für jedes Rad gleich der Ziel­ brems- und Antriebskraft auf der Grundlage der Zielbrems­ kraft und der Zielantriebskraft wird. Die Steuerung be­ rechnet die gemeinsame Zielantriebskraft der Vielzahl von Rädern auf der Grundlage der Zielantriebskraft für jedes Rad, und berechnet die gemeinsame Zielbrems- und An­ triebskraft der Vielzahl von Rädern auf der Grundlage der gesamten Zielantriebskraft der Vielzahl von Rädern und der kleinsten Zielbremskraft der Zielbremskräfte der Vielzahl von Rädern. Wenn die gemeinsame Zielbrems- und Antriebskraft der Vielzahl von Rädern eine Antriebskraft ist, steuert die Steuerung die Antriebsvorrichtung so, dass die gemeinsame Zielantriebs- und Bremskraft der Vielzahl von Rädern erreicht wird, und steuert die Reib­ bremsvorrichtung so, dass die Zielbremskraft eines ande­ ren Rads, das sich von einem Rad unterscheidet, das die kleinste Zielbremskraft aufweist, erreicht wird. Wenn die gemeinsame Zielbrems- und Antriebskraft der Vielzahl von Rädern eine Bremskraft ist, steuert die Steuerung die Rückgewinnungsbremsvorrichtung so, dass sie die gemein­ same Zielbrems- und Antriebskraft der Vielzahl von Rädern erreicht, und steuert die Reibbremsvorrichtung so, dass die Zielbremskraft des anderen Rads, das sich von dem Rad unterscheidet, das die kleinste Zielbremskraft aufweist, gemeinsam mit der Rückgewinnungsbremsvorrichtung erreicht wird.
Die Aufgabe wird ebenso durch ein Verfahren zur Steuerung der Brems- und Antriebskraft für ein Fahrzeug gelöst, das eine Reibbremsvorrichtung aufweist, um eine Bremskraft auf jedes Rad individuell anzuwenden, eine Rückgewinnungsbremsvorrichtung aufweist, um eine gemein­ same Bremskraft für eine Vielzahl von Rädern zu erzeugen, und eine Antriebsvorrichtung aufweist, um eine Antriebs­ kraft für die Vielzahl von Rädern zu erzeugen, welches folgende Schritte aufweist:
Berechnen einer Zielbremskraft und einer Zielan­ triebskraft für jedes Rad als Antwort auf einen Fahrzu­ stand des Fahrzeugs;
Berechnen der gesamten Zielbrems- und Antriebskraft der Vielzahl von Rädern auf der Grundlage der gesamten Zielantriebskraft der Vielzahl von Rädern und der kleins­ ten Zielbremskraft der Zielbremskräfte der Vielzahl von Rädern;
wenn die gemeinsame Zielbrems- und Antriebskraft der Vielzahl von Rädern eine Antriebskraft ist, Steuern der Antriebsvorrichtung so, dass die gemeinsame Zielbrems- und Antriebskraft der Vielzahl von Rädern erreicht wird, und Steuern der Reibbremsvorrichtung so, dass die Ziel­ bremskraft eines anderen Rads, das sich von einem Rad un­ terscheidet, das die kleinste Zielbremskraft aufweist, erreicht wird, und
wenn die gemeinsame Zielbrems- und Antriebskraft der Vielzahl von Rädern eine Bremskraft ist, Steuern der Rückgewinnungsbremsvorrichtung so, dass die gesamte Ziel­ brems- und Antriebskraft der Vielzahl von Rädern erreicht wird, und Steuern der Reibbremsvorrichtung so, dass die Zielbremskraft des anderen Rads, das sich von dem Rad un­ terscheidet, das die kleinste Zielbremskraft aufweist, gemeinsam mit der Rückgewinnungsbremsvorrichtung erreicht wird.
In Übereinstimmung mit einer solchen Brems- und An­ triebskraftsteuervorrichtung und einem solchen Verfahren kann die Steuerung der Bremskraft und Antriebskraft jedes Rads durch Bewegungssteuerung verlässlich erreicht wer­ den, wenn die gesamte Zielbrems- und Antriebskraft der Vielzahl von Rädern eine Antriebskraft ist, weil die Reibbremsvorrichtung und die Antriebsvorrichtung so ge­ steuert werden, dass die Zielbremskraft und Zielantriebs­ kraft für jedes Rad erreicht wird. Ähnlich wird, wenn die gemeinsame Zielbrems- und Antriebskraft der Vielzahl von Rädern eine Bremskraft ist, die Zielbremskraft durch die Rückgewinnungsbremskraft für das Rad mit der kleinsten Zielbremskraft erreicht, während die Zielbremskraft für die anderen Räder durch die Summe der Rückgewinnungs­ bremskraft und der Reibbremskraft erreicht wird, weil die Reibbremsvorrichtung und die Rückgewinnungsbremsvorrich­ tung so gesteuert werden, dass die Zielbremskraft und Zielantriebskraft für jedes Rad erreicht wird. Daher kann jedes Rad mit der höchsten Rückgewinnungseffizienz in ei­ nen Zustand der automatischen und individuellen Steuerung der Bremskraft oder der Antriebskraft jedes Rads durch Bewegungssteuerung gebremst werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschrei­ bung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Strukturdiagramm, das ein erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung zeigt, die auf ein vier­ radgetriebenes Fahrzeug angewendet wird, das ein Hybrid­ system aufweist;
Fig. 2 einen Ablaufplan, der eine erste Hälfte eines Hauptprogramms der Bremskraftsteuerung durch die Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach der Ausführungs­ form zeigt;
Fig. 3 einen Ablaufplan, der eine zweite Hälfte des Hauptprogramms der Bremskraftsteuerung durch die Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung in der Ausführungsform zeigt;
Fig. 4 einen Ablaufplan, der ein Unterprogramm der Berechnung der endgültigen Zielbremsdrücke jedes Rad zeigt, das im Schritt S20 in Fig. 2 durchgeführt wird;
Fig. 5 ein Schaubild, das die Beziehung zwischen ei­ nem Hub beim Niederdrücken Sp eines Bremspedals und einer Zielverzögerung Gst zeigt;
Fig. 6 ein Schaubild, das die Beziehung zwischen ei­ nem Geberzylinderdrucks Pm und einer Zielverzögerung Gpt zeigt;
Fig. 7 ein Schaubild, das die Beziehung der endgülti­ gen Zielverzögerung Gt, die zuvor berechnet wird, und der Gewichtung α zur Zielverzögerung Gpt zeigt;
Fig. 8 ein Schaubild, das die Beziehung zwischen ei­ ner Zielbremskraft der Vorderräder und einer Zielbrems­ kraft der Hinterräder zeigt;
Fig. 9 ein Schaubild, das die Beziehung der Abwei­ chung ΔPPWf der Antriebsmomentbefehlswerte der rechten und linken Vorderräder und der Abweichung ΔPPWr der An­ triebsmomentbefehlswerte der rechten und linken Hinterrä­ der zu den Gewichtungen βf und βr zeigt;
Fig. 10 ein schematisches Strukturschaubild, das eine zweite Ausführungsform einer Brems- und Antriebskraft­ steuervorrichtung der Erfindung zeigt, die auf ein vier­ radgetriebenes Fahrzeug mit einem Hybridsystem angewendet wird;
Fig. 11 einen Ablaufplan, der ein Hauptprogramm zur Bremskraftsteuerung durch die Brems- und Antriebskraft­ steuerung in der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 12 einen Ablaufplan, der einen Teil eines Haupt­ programms der Bremskraftsteuerung in einer ersten Abände­ rung der Ausführungsform zeigt; und
Fig. 13 einen Ablaufplan, der einen Teil eines Haupt­ programms der Bremskraftsteuerung in einer zweiten Abän­ derung der Ausführungsform zeigt.
In der nachstehenden Beschreibung und der Zeichnung wird die Erfindung genau mit Bezug auf beispielhafte be­ vorzugte Ausführungsformen beschrieben.
Fig. 1 ist ein schematisches Strukturdiagramm, das eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung zeigt, die auf ein vierradgetriebenes Fahrzeug mit einem Hybridsystem ange­ wendet wird.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Hybrid­ system zum Antrieb von Vorderrädern. Das Hybridsystem 10 weist einen Verbrennungs- bzw. Benzinmotor 12 und einen Motor-Generator 14 auf. Eine Abtriebswelle 16 des Benzin­ motors 12 wird mit einer Antriebswelle eines stufenlos veränderbaren Getriebes 18 verbunden, das eine Kupplung aufweist, und die Antriebswelle des stufenlosen Getriebes 18 ist außerdem mit einer Abtriebswelle 20 des Motor-Ge­ nerators 14 verbunden. Die Drehung einer Abtriebswelle 19 des stufenlosen Getriebes 18 wird durch ein Vorderraddif­ ferential 22 an die Wellen 24FR und 24FL der rechten und linken Vorderräder übertragen und die rechten und linken Vorderräder 26FR und 26FL werden gedreht und angetrieben.
Der Benzinmotor 12 und Motor-Generator 14 des Hybrid­ systems 10 werden durch eine Motorsteuervorrichtung 28 in Antwort auf den Betrag des Niederdrückens eines (nicht gezeigten) Gaspedals durch den Fahrer und den Fahrzeug­ fahrzustand gesteuert. Der Motor-Generator 14 wirkt auch als ein Generator für eine Vorderradrückgewinnungsbrems­ vorrichtung 30, und die Funktion als ein Rückgewinnungs­ generator (eine Rückgewinnungsbremse) wird ebenfalls durch die Motorsteuervorrichtung 28 gesteuert.
In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform erzeugt das Hybridsystem 10 im normalen Fahrzustand eine An­ triebskraft oder eine Motorbremskraft durch den Benzinmo­ tor 12 oder durch den Benzinmotor 12 und den Motor-Gene­ rator 14, wenn ein (nicht gezeigter) Wählhebel in einem D-Bereich (einer normalen Betriebsart) ist, erzeugt nur eine Antriebskraft durch den Motor-Generator 14, wenn der Wählhebel im D-Bereich ist, aber die Last klein ist (Elektrofahrzeugbetriebsart) und erzeugt ebenfalls eine Antriebskraft oder eine Motorbremskraft durch den Benzin­ motor 12 und den Motor-Generator 14, wenn der Wählhebel in einem B-Bereich ist. In diesem Fall ist jedoch die Ma­ schinenbremskraft höher als im D-Bereich (Motorbremsbetriebsart), und wenn der Wählhebel im D-Be­ reich und das Bremspedal 32 vom Fahrer gedrückt ist, wirkt der Motor-Generator 14 ebenfalls als ein Rückgewin­ nungsgenerator.
In Fig. 1 wird die Drehung der rechten und linken Hinterräder 34RR und 34RL durch rechte und linke Hinter­ radwellen 36RR und 36RL und ein Hinterachsdifferential 38 an einen Motor-Generator 42 einer Hinterradrückgewin­ nungsbremsvorrichtung 40 übertragen. Die rechten und lin­ ken Hinterräder 34RR und 34RL werden, wenn nötig, durch die Antriebskraft des Motor-Generators 42 angetrieben, und die Rückgewinnungsbremse und der Antrieb der rechten und linken Hinterräder durch den Motor-Generator 42 wer­ den ebenfalls durch die Motorsteuervorrichtung 28 gesteu­ ert.
Die Reibbremskräfte, die auf die rechten und linken Vorderräder 26FR, 26FL und die rechten und linken Hinter­ räder 34RR, 34RL wirken, werden individuell gesteuert, da der Bremsdruck der zugehörigen Radzylinder 48FR, 48FL, 48RR, 48RL durch eine Hydraulikschaltung 46 einer Reib­ bremsvorrichtung 44 gesteuert wird. Obwohl nicht gezeigt, weist die Hydraulikschaltung 46 einen Tank, eine Ölpumpe, verschiedene Ventilvorrichtungen und Ähnliches auf, und der Bremsdruck jedes Radzylinders wird üblicherweise durch eine Bremssteuervorrichtung 52 gesteuert, und zwar als Antwort auf den Betrag des Niederdrückens des Brems­ pedals 32 durch den Fahrer und den Druck des Geberzylin­ ders 50, der als Antwort auf das Niederdrücken des Brems­ pedals 32 ausgelöst wird.
In die Motorsteuervorrichtung 28 werden jeweils ein Signal von einem Gaspedalsensor 54, das dem Betrag des Niederdrückens des Gaspedals zeigt, ein Signal von einem Schaltpositionssensor 56, das die Schaltposition des stu­ fenlosen Getriebes 18 zeigt, und Signale, die ein endgül­ tiges Vorderradzielbrems- und Antriebsmoment KFTf und ein endgültiges Hinterradzielbrems- und Antriebsmoment KFTr zeigen, von der Bremssteuervorrichtung 52 eingeben.
In der Bremssteuervorrichtung 52 werden ein Signal von einem Hubsensor 58, das einen Hub des Niederdrückens Sp des Bremspedals 32 zeigt, ein Signal von einem Druck­ sensor 60, das einen Druck Pm des Geberzylinders 50 zeigt, und Signale von Drucksensoren 62fr, 62fl, 62rr, 62rl, welche die Bremsdrücke Pfr, Pfl, Prr, Prl der Rad­ zylinder 48FR, 48FL, 48RR, 48RL der rechten und linken Vorderräder und rechten und linken Hinterräder zeigen, eingegeben, und außerdem werden jeweils Signale von einer Traktionssteuervorrichtung 64, die als die Fahrzeugbewe­ gungssteuervorrichtung dient, eingegeben, welche die Zielantriebskräfte PPWfr, PPWfl, PPWrr, PPWrl oder die Zielbremskräfte PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl der rechten und linken Vorder- und Hinterräder zeigen.
In die Traktionssteuervorrichtung 64 werden jeweils von den Radgeschwindigkeitssensoren 66fr, 66fl, 66rr, 66rl Signale eingegeben, welche die Radgeschwindigkeiten VWfr, VWfl, VWrr, VWrl der rechten und linken Vorder- und Hinterräder zeigen. Die Traktionssteuervorrichtung 64 be­ rechnet eine Antriebschlupfrate jedes Rades in Überein­ stimmung mit der Radgeschwindigkeit. Wenn die Antriebs­ schlupfrate eines Rads einen Referenzwert überschreitet und die Traktionssteuerstartbedingung eintritt, wird die Zielradgeschwindigkeit berechnet, um die Antriebsschlupf­ rate dieses Rads auf einer geeigneten Schlupfrate zu hal­ ten, bis eine Traktionssteuerungsbeendigungsbedingung eintritt und eine Zielantriebskraft PPWi (ein positiver Wert) oder eine Zielbremskraft PBWi (ein negativer Wert) (i = fr, fl, rr, rl) des Rads wird auf der Grundlage der Zielradgeschwindigkeit berechnet.
Die Motorsteuervorrichtung 28, die Bremssteuervor­ richtung 52 und die Traktionssteuervorrichtung 64 können ein oder mehrere Universalmikrocomputer sein, die bei­ spielsweise CPU ROM, RAM und Ein- und Ausgabevorrichtun­ gen aufweisen.
Wie nachstehend genauer beschrieben, steuert die Bremssteuervorrichtung 52 die Brems- und Antriebskraft des Hybridsystems 10 und die Brems- und Antriebskraft des Hinterrad-Motor-Generators 42, und steuert außerdem die Reibbremsvorrichtung 44 in Übereinstimmung mit den in Fig. 2 bis Fig. 4 gezeigten Programm so, dass die Brems- und Antriebskraft jedes Rads gleich der Zielbrems- und Antriebskraft wird, und dass die Rückgewinnungseffizienz der Vorder- und Hinterradrückgewinnungsbremsvorrichtungen 30, 40 maximal wird.
Insbesondere berechnet die Bremssteuervorrichtung 52 in Übereinstimmung mit dem in Fig. 4 gezeigten Programm für jedes Rad einen endgültigen Zielbremsdruck FPi (i = fr, fl, rr, rl) auf der Grundlage des Hubs des Nieder­ drückens Sp des Bremspedals 32, des Geberzylinderdrucks Pm, und der Bremskraftverteilung auf die Vorder- und Hin­ terräder in einer normalen Bremsbetriebsart als Antwort auf die Bremsenbedienung durch den Fahrer, oder auf der Grundlage einer Zielbremskraft PBWi in einer Traktions­ steuerungsbetriebsart.
Die Bremssteuervorrichtung 52 berechnet außerdem ein Vorderradrückgewinnungsdrehmoment KTf auf der Grundlage der kleineren Werts der rechten und linken endgültigen Vorderradzielbremskräfte FPfr und FPfl. Ausserdem berech­ net die Vorrichtung 52 einen Zielreibbremsdruck MPfr oder MPfl, um am anderen Vorderrad (d. h. dem Vorderrad, das die größere endgültige Zielbremskraft aufweist) die Ziel­ bremskraft, die zum endgültigen Zielbremsdruck des Rads gehört, gemeinsam mit dem Rückgewinnungsmoment KTf der Rückgewinnungsbremse zu erreichen. Der Zielreibbremsdruck MPfr oder MPfl des Rads mit der kleineren endgültigen Zielbremskraft wird auf 0 gesetzt.
Zudem berechnet die Bremssteuervorrichtung 52 ein Zielantriebsmoment PTf der Vorderradwelle, das der gesam­ ten Zielantriebskraft der rechten und linken Vorderräder entspricht, auf der Grundlage der rechten und linken Vor­ derradzielantriebskräfte PPWfr und PPWfl, die von der Traktionssteuervorrichtung 64 eingegeben werden, berech­ net ein endgültiges Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf der Vorderradwelle, das der gesamten Zielbrems- und An­ triebskraft der rechten und linken Vorderräder ent­ spricht, als einen Wert, den man durch Abziehen des Vor­ derradrückgewinnungsdrehmoments KTf vom Zielantriebsmo­ ment Ptf erhält, gibt ein Signal an die Motorsteuervor­ richtung 28 aus, welches das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf zeigt, und steuert die Reibbremsvor­ richtung 44 so, dass die Reibbremsdrücke des vorderen linken Rads und des vorderen rechten Rads jeweils die Zielreibbremsdrücke MPfr und MPfl sein können.
Die Motorsteuervorrichtung 28 steuert die Leistung des Benzinmotors 12 oder des Motor-Generators 14 des Hybridsystems 10 so, dass das Antriebsmoment der Vorder­ radwelle gleich dem endgültigen Zielbrems- und Antriebs­ moments KFTf wird, wenn das endgültige Zielbrems- und An­ triebsmoment KFTf ein positiver Wert ist, oder steuert den Motor-Generator 14 so, dass das Antriebsmoment der Vorderradwelle gleich dem endgültigen Zielbrems- und An­ triebsmoment KFTf wird, wenn das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf einen negativen Wert aufweist, so dass die Rückgewinnungsbremse durch die Rückgewinnungs­ bremsvorrichtung 30 angewendet wird.
Ähnlich berechnet die Bremssteuervorrichtung 52 das Hinterradrückgewinnungsdrehmoment KTr auf der Grundlage des kleineren Werts der endgültigen Zielbremsdrücke FPrr und FPrl der rechten und linken Hinterräder. Die Vorrich­ tung 52 berechnet außerdem den Zielreibbremsdruck MPrr oder MPrl, um die Zielbremskraft, die dem endgültigen Zielbremsdruck des anderen Hinterrads (d. h., des Hinter­ rads mit der größeren endgültigen Zielbremskraft) ent­ spricht, gemeinsam mit dem Rückgewinnungsdrehmoment KTr der Rückgewinnungsbremse des Rads zu erreichen. Der Ziel­ reibbremsdruck MPrr oder MPrl des Rads, das die kleinere endgültige Zielbremskraft aufweist, wird auf Null ge­ setzt.
Zudem berechnet die Bremssteuervorrichtung 52 das Zielantriebsmoment PTr der Hinterradwelle, das der Ge­ samtzielantriebskraft der rechten und linken Hinterräder entspricht, auf der Grundlage der rechten und linken Hin­ terradzielantriebskräfte PPWrr und PPWri, die von der Traktionssteuervorrichtung 64 eingegeben werden, berech­ net das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr der Hinterradwelle, das der Gesamtzielbrems- und Antriebs­ kraft der rechten und linken Hinterräder entspricht, als einen Wert, den man erhält, indem man das Hinterradrück­ gewinnungsdrehmoment KTr vom Zielantriebsmoment PTr ab­ zieht, gibt ein Signal an die Motorsteuervorrichtung 28 aus, welches das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr zeigt, und steuert die Reibbremsvorrichtung 44 so, dass die Reibbremsdrücke des linken und rechten Hinter­ rads jeweils gleich dem Zielreibbremsdrücken MPrr und MPrl werden.
Die Motorsteuervorrichtung 28 steuert die Leistungs­ abgabe des Motor-Generators 42 so, dass das Antriebsmo­ ment der Hinterradwelle gleich dem endgültigen Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr wird, wenn das endgültige Ziel­ brems- und Antriebsmoment KFTr einen positiven Wert auf­ weist, oder steuert den Motor-Generator 42 so, dass das Antriebsmoment der Hinterradwelle gleich dem endgültigen Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr wird, wenn das endgül­ tige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr einen negativen Wert aufweist, so dass das Rückgewinnungsbremsen durch eine Hinterradrückgewinnungsbremsvorrichtung 40 angewen­ det wird.
Die Steuerung der Betriebsart des Hybridsystems 10 durch die Motorsteuervorrichtung 28 und die Steuerung des Verbrennungsmotors 12, solange die Traktionssteuerung nicht durchgeführt wird, sind jedoch nicht die wesentli­ chen Aufgaben der Erfindung, und diese Steuervorgänge können durch beliebige im technischen Gebiet der Erfin­ dung bekannte Vorgänge durchgeführt werden.
Mit Bezug auf die in Fig. 2 bis Fig. 4 gezeigten Ab­ laufpläne wird nachstehend der Brems- und Antriebskraft­ steuervorgang durch die Bremssteuervorrichtung 52 nach der Ausführungsform erläutert. Die Steuerung durch die Ablaufpläne, die in Fig. 2 bis Fig. 4 gezeigt werden, wird durch Einschalten des (nicht gezeigten) Zündschal­ ters gestartet, und wird wiederholt in vorherbestimmten Zeitintervallen durchgeführt.
Zunächst werden im Schritt 10 Signale eingelesen, darunter das Signal, das den Hub des Niederdrückens Sp des Bremspedals 32, der vom Hubsensor 58 erfasst wird, und im Schritt S20 werden, in Übereinstimmung mit dem in Fig. 4 gezeigten Ablauf, die endgültigen Zielbremsdrücke FPi (i = fr, fl, rr, rl) für jedes Rad berechnet.
Im Schritt S50 wird danach beurteilt, ob der endgül­ tige Zielbremsdruck FPfl des linken Vorderrads kleiner als der endgültige Zielbremsdruck FPfr des rechten Vor­ derrads ist. Wenn dies bestätigt wird, geht der Ablauf zum Schritt S60 weiter.
Im Schritt S60 wird das Vorderradrückgewinnungsdreh­ moment KTf berechnet, wobei k als der Koeffizient ange­ nommen wird, um den Bremsdruck in das Bremsmoment umzu­ wandeln, d. h., das Rückgewinnungsmoment, um so weit wie möglich die Bremskraft zu erreichen, die den rechten und linken endgültigen Vorderradzielbremsdrücken FPfr und FPfl entspricht, indem man die Vorderradrückgewinnungs­ bremsvorrichtung 30 nutzt, wird gemäß der folgenden Glei­ chung (1) berechnet.
KTf = 2k × FPfl (1)
Im Schritt S70 werden endgültige rechte und linke Reibbremsdrücke MPfr und MPfl in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen (2) und (3) berechnet.
MPfl = 0 (2)
MPfr = FPfr - FPfl (3)
Andererseits geht der Ablauf zum Schritt S80 weiter, wenn im Schritt S50 verneinend geurteilt wird. Im Schritt 80 wird das Vorderradrückgewinnungsmoment KTf in Überein­ stimmung mit der folgenden Gleichung (4) berechnet, und im Schritt S90 werden die rechten und linken Vorderrad­ zielreibbremsdrücke MPfr und MPfl in Übereinstimmung mit den nachstehenden Gleichungen (5) und (6) berechnet.
KTf = 2k × FPfr (4)
MPfl = FPfl - FPfr (5)
MPfr = 0 (6)
Im Schritt S100 wird die Abweichung ΔPPWf = PPWfl - PPWfr der rechten und linken Vorderrad­ zielantriebsmomentbefehlswerte berechnet, die von der Traktionssteuervorrichtung 64 eingegeben werden, und auf der Grundlage der Abweichung der ΔPPWf wird die Gewich­ tung βf aus einer Abbildung berechnet, die einem in Fig. 9 gezeigten Schaubild entspricht.
Im Schritt S110 wird das Zielantriebsmoment PTf der Vorderradwelle in Übereinstimmung mit der folgenden Glei­ chung (7) berechnet, wobei man Rf als Vorderradreifenra­ dius annimmt.
PTf = Rfl {(1-βf) × PPWfr + βf × PPWfl} (7)
Im Schritt S120 wird das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf der Vorderradwelle in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (8) berechnet, und ein Sig­ nal, das dieses endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf zeigt, wird an die Motorsteuervorrichtung 28 ausge­ geben.
KFTf = PTf - KTf (8)
Im Schritt S130 werden auf der Grundlage der Ziel­ reibbremsdrücke MPfr und MPfl der rechten und linken Vor­ derräder, die im Schritt S70 oder S90 berechnet werden, die rechten und linken Vorderradbremsdrücke Pfr und Pfl durch Druckrückmeldung so geregelt, dass sie jeweils den zugehörigen Zielbremsdrücken MPfr und MPfl entsprechen.
Ähnlich wird im Schritt S140 beurteilt, ob der end­ gültige Zielbremsdruck FPrl des linken Hinterrads kleiner als der endgültige Zielbremsdruck FPrr des rechten Hin­ terrads ist und der Ablauf geht, wenn dies zustimmend be­ urteilt wird, zum Schritt S150.
Im Schritt S150 wird das Hinterradrückgewinnungsmo­ ment KTr berechnet, d. h. das Rückgewinnungsmoment, um so weit wie möglich die Bremskraft zu erreichen, die zu den endgültigen rechten und linken Hinterradzielbremsdrücken FPrr und FPrl gehört, indem man die Hinterradrückgewin­ nungsbremsvorrichtung 40 nutzt, wird in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (9) berechnet.
KTr = 2k × FPrl (9)
Im Schritt S160 werden die endgültigen rechten und linken Hinterradreibbremsdrücke MPrr und MPrl in Überein­ stimmung mit den folgenden Gleichungen (10) und (11) be­ rechnet.
MPrl = 0 (10)
MPrr = FPrr - FPrl (11)
Andererseits geht der Vorgang zum Schritt S170 weiter, wenn im Schritt 140 verneinend geurteilt wird. Im Schritt S170 wird das Hinterradrückgewinnungsmoment KTr in Über­ einstimmung mit der folgenden Gleichung (12) berechnet, und im Schritt S180 werden die rechten und linken Hinter­ radzielreibbremsdrücke MPrr und MPrl in Übereinstimmung mit den nachstehenden Gleichungen (13) und (14) berech­ net.
KTr = 2k × FPrr (12)
MPrl = FPrl - FPrr (13)
MPrr = 0 (14)
Im Schritt S190 wird die Abweichung ΔPPWr = PPWrl - PPWrr der rechten und linken Hinterrad­ zielantriebsmomentbefehlswerte berechnet, die von der Traktionssteuervorrichtung 64 eingegeben sind, und auf der Grundlage der Abweichung ΔPPWr wird die Gewichtung βr aus der dem in Fig. 9 gezeigten Schaubild entsprechenden Abbildung berechnet.
Im Schritt S200 wird das Zielantriebsmoment PTr der Hinterradwelle in Übereinstimmung mit der folgenden Glei­ chung (15) berechnet, wobei Kr als ein Hinterradreifenra­ dius angenommen wird.
PTr = Kr{(1 - βr) × PPWrr + βr × PPWrl} (15)
Im Schritt S210 wird das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr der Hinterradwelle in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (16) berechnet, und ein Sig­ nal, das dieses endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr zeigt, wird an die Motorsteuervorrichtung 28 einge­ geben.
KFTr = PTr - KTr (16)
Im Schritt S220 werden die rechten und linken Hinter­ radbremsdrücke Prr und Prl auf der Grundlage der rechten und linken Hinterradzielreibbremsdrücke MPrl und MPrr, die im Schritt S160 oder S180 berechnet werden, durch Druckregelung so gesteuert, dass sie jeweils gleich den entsprechenden Zielbremsdrücken MPrr und MPrl werden, und dann geht der Ablauf zum Schritt S10 zurück.
Wie in Fig. 4 gezeigt wird weiterhin im Schritt S22 des Berechnungsvorgangs des endgültigen Zielbremsdrucks im Schritt S20 beurteilt, ob die Traktionssteuerung in Betrieb ist oder nicht, und zwar als Antwort auf dass Sig­ nal von der Traktionssteuervorrichtung 64, und wenn beur­ teilt wird, dass der Traktionssteuervorgang abläuft, geht der Ablauf zum Schritt S36 weiter, und wenn beurteilt wird, dass der Traktionssteuervorgang nicht abläuft, geht der Ablauf zum Schritt S24 weiter.
Im Schritt S24 wird die Zielverzögerung Gst auf der Grundlage des Hubs des Niederdrückens Sp nach einer Ab­ bildung berechnet, die einem in Fig. 5 gezeigten Schau­ bild entspricht, und im Schritt S26 wird weiterhin die Zielverzögerung Gpt auf der Grundlage des Geberzylinder­ drucks Pm nach einer Abbildung berechnet, die einem in Fig. 6 gezeigten Schaubild entspricht.
Im Schritt S28 wird auf der Grundlage der endgültigen Zielverzögerung Gt, die im vorhergehenden Zyklus berech­ net ist, die Gewichtung α (0 ≦ α ≦ 1) der Zielverzögerung Gpt auf der Grundlage des Geberzylinderdrucks Pm nach ei­ ner Abbildung, die einem in Fig. 7 gezeigten Schaubild entspricht, berechnet, und im Schritt S30 wird in Über­ einstimmung mit der folgenden Gleichung (17) die endgül­ tige Zielverzögerung Gt als die gewichtete Summe der Zielverzögerung Gpt und der Zielverzögerung Gst berech­ net.
Gt = α × Gpt + (1 - α) × Gst (17)
Im Schritt S32 werden die Vorderradzielbremsdrücke PBf und Hinterradzielbremsdrücke PBr in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen (18) und (19) berechnet, wobei Kf und Kr jeweils als Koeffizienten (positive Kon­ stanten) des Verteilungsverhältnisses der Bremskraft auf die Vorderräder und Hinterräder angenommen werden.
PBf = Kf × Gt (18)
PBr = Kr × Gt (19)
Im Schritt S34 werden die endgültigen Zielbremsdrücke der rechten und linken Vorderräder FPfr und FPfl auf den Vorderradzielbremsdruck PBf festgelegt, und die endgülti­ gen rechten und linken Hinterradzielbremsdrücke FPrr und FPrl werden auf den Hinterradzielbremsdruck PBr festge­ legt, und der Ablauf geht zu Schritt S50 weiter.
Im Schritt S36 wird der Zielbremsdruck Psi (i = fr, fl, rr, rl) für jedes Rad in der Traktionssteuerung auf der Grundlage der Zielbremskraft PBWi jedes Rads, die von der Traktionssteuervorrichtung 64 eingegeben wird, be­ rechnet. Im Schritt S38 wird weiterhin der endgültige Zielbremsdruck FPi jedes Rads auf den Zielbremsdruck Psi (i = fr, fl, rr, rl) festgelegt; und der Ablauf geht zu Schritt S50 weiter.
Somit wird in Übereinstimmung mit der gezeigten be­ vorzugten Ausführungsform in einem normalen Bremszustand durch die Bedienung des Fahrers im Schritt S20 der end­ gültige Zielbremsdruck FPi jedes Rades auf der Grundlage des Niederdruckhubs Sp des Bremspedals 32, des Geberzy­ linderdrucks Pm und der Verteilung der Bremskräfte auf Vorder- und Hinterräder berechnet. Bei der Traktions­ steuerung wird unabhängig vom Bremsbedienbetrag durch den Fahrer der endgültige Zielbremsdruck FPi jedes Rads auf der Grundlage der Zielbremskraft PBWi berechnet.
Auf Seiten der Vorderräder wird in den Schritten S50, S60 und S80 das Vorderradrückgewinnungsmoment KTf als ein Wert berechnet, der dem doppelten des kleineren Werts der endgültigen Zielbremsdrücke des rechten und linken Vor­ derrads FPfr, FPfl entspricht. Im Schritt S70 oder S90 wird der Zielreibbremsdruck MPfr oder MPfl berechnet, um für das Rad, das den größeren endgültigen Zielbremsdruck aufweist, gemeinsam mit dem Rückgewinnungsmoment KTf durch das Rückgewinnungsbremsen die Zielbremskraft zu er­ reichen, die dem endgültigen Zielbremsdruck dieses Rads entspricht, und der Zielreibbremsdruck MPfr oder MPfl des Rads, das den kleineren endgültigen Zielbremsdruck auf­ weist, wird auf Null festgelegt.
In den Schritten S100 und S110 wird das Vorderradwel­ lenzielantriebsmoment PTf auf der Grundlage der rechten und linken Vorderradzielantriebskräfte PPWfr und PPWfl, die von der Traktionssteuervorrichtung 64 eingegeben wer­ den, berechnet. Im Schritt S120 wird das endgültige Vor­ derradwellenzielantriebsmoment KFTf als ein Wert berech­ net, den man durch Abziehen des Vorderradrückgewinnungs­ moment KTf vom Vorderradwellenzielantriebsmoment PTf er­ hält, und ein Signal, welches das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf zeigt, wird an die Motorsteuer­ vorrichtung 28 ausgegeben. Zudem werden im Schritt S130 die rechten und linken Vorderradreibbremsdrücke durch die Reibbremsvorrichtung 44 so gesteuert, dass sie jeweils die Zielreibbremsdrücke MPfr und MPfl sind.
In diesem Fall, in dem das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf einen positiven Wert aufweist und ein Antriebsmoment ist, wird die Leistung des Benzinmotors 12 oder des Motor-Generators 14 des Hybridsystems 10 durch die Motorsteuervorrichtung 28 so gesteuert, dass das Vor­ derradwellenantriebsmoment gleich dem endgültigen Ziel­ brems- und Antriebsmoment KFt sein kann. Wenn das endgül­ tige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf einen negativen Wert aufweist und ein Bremsmoment ist, wird der Motor-Ge­ nerator 14 so von der Motorsteuervorrichtung 28 gesteu­ ert, dass das Vorderradwellenantriebsmoment gleich dem endgültigen Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf ist, und das Rückgewinnungsbremsen wird durch die Vorderradrückge­ winnungsbremsvorrichtung 30 mit dem Zielrückgewinnungs­ bremsmoment durchgeführt, das dem Absolutwert des endgül­ tigen Zielantriebsmoment KFTf entspricht.
Auf Seiten der Hinterräder wird in den Schritten S140, S150 und S170 das Hinterradrückgewinnungsdrehmoment KTr als ein Wert berechnet, der zweimal dem kleineren Wert der rechten und linken endgültigen Zielhinterrad­ bremsdrücke FPrr und FPrl entspricht. Im Schritt S160 oder S180 wird der Zielreibbremsdruck MPrr oder MPrl be­ rechnet, um gemeinsam mit dem Rückgewinnungsbremsen durch das Rückgewinnungsmoment KTf für das Rad, das den größe­ ren endgültigen Zielbremsdruck aufweist, die Zielbrems­ kraft zu erreichen, die dem endgültigen Zielbremsdruck dieses Rads entspricht, und der Zielreibbremsdruck MPrr oder MPrl für das Rad, das den kleineren endgültigen Zielbremsdruck aufweist, wird auf Null festgelegt.
In den Schritten S190 und S200 wird auf der Grundlage der rechten und linken Hinterradzielantriebskräfte PPWrr und PPWrl, die von der Traktionssteuervorrichtung 64 ein­ gegeben werden, das Hinterradwellenzielantriebsmoment PTr berechnet. Im Schritt S210 wird das endgültige Hinterrad­ wellenzielantriebsmoment KFTr als ein Wert berechnet, den man erhält, indem das Hinterradrückgewinnungsmoment KTr von dem Hinterradwellenzielantriebsmoment PTr abgezogen wird, und ein Signal, welches das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr zeigt, wird an die Motorsteuer­ vorrichtung 28 ausgegeben. Zudem werden im Schritt S220 die rechten und linken Hinterradreibbremsdrücke von der Reibbremsvorrichtung 44 so gesteuert, dass sie jeweils zu den Zielreibbremsdrücken MPrr und MPrl werden.
In diesem Fall, in dem das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr einen positiven Wert aufweist und ein Antriebsmoment ist, wird der Motor-Generator 42 durch die Motorsteuervorrichtung 28 so gesteuert, dass das Hinter­ radwellenantriebsmoment gleich dem endgültigen Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr sein kann. Wenn das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr einen negativen Wert aufweist und ein Bremsmoment ist, wird der Motor-Genera­ tor 42 von der Motorsteuervorrichtung 28 so gesteuert, dass das Hinterradwellenantriebsmoment gleich dem endgül­ tigen Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr sein kann und ein Rückgewinnungsbremsen wird durch die Hinterradrückge­ winnungsbremsvorrichtung 40 mit dem Zielrückgewinnungs­ bremsmoment durchgeführt, das dem Absolutwert des endgül­ tigen Zielantriebsmoment KFTr entspricht.
Daher wird in Übereinstimmung mit der gezeigten be­ vorzugten Ausführungsform die endgültigen Zielwellen­ brems- und Antriebsmomente KFTf und KFTr der Vorder- und Hinterräder berechnet. Wenn das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment einen negativen Wert aufweist und sowohl die rechte als auch linke Räder gebremst werden müssen, wird für das Rad, das den kleineren endgültigen Ziel­ bremsdruck aufweist, das Zielbremsmoment, das dem endgül­ tigen Zielbremsdruck entspricht, durch das Rückgewin­ nungsbremsmoment erreicht, und für das Rad, das den größeren endgültigen Zielbremsdruck aufweist, wird das Zielbremsmoment, das dem endgültigen Zielbremsdruck ent­ spricht, durch die Summe des Rückgewinnungsbremsmoments und des Reibbremsmoments erreicht. Daher können auch in dem Fall der Traktionssteuerung, in dem die endgültigen Zielbremsdrücke für das rechte und linke Rad voneinander unterschiedlich sein können, die rechten und linken Räder mit der höchsten Rückgewinnungseffizienz sowohl für Vor­ der- als auch für Hinterräder gebremst werden, wobei die Anforderungen der Traktionssteuerung erfüllt werden.
Wenn das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment ei­ nen positiven Wert aufweist, und die Fahrzeugantriebs­ kraft gesteuert werden muß, wird die Leistung des Benzin­ motors 12 oder des Motor-Generators 42 so gesteuert, dass das Wellenantriebsmoment dem zugehörigen endgültigen Zielbrems- und Antriebsmoment entspricht, und die Räder, die einen größeren endgültigen Zielbremsdruck aufweisen, werden durch die Reibbremse auf das Bremsmoment gesteu­ ert, das der Abweichung des endgültigen Zielbremsdrucks entspricht. Daher können auch in dem Fall der Traktions­ steuerung, in dem sich die endgültigen Zielbremsdrücke oder Zielantriebsmomente für die rechten und linken Räder voneinander unterscheiden, die rechten und linken Räder geeignet durch Reibbremsen sowohl für die Vorder- als auch für die Hinterräder gesteuert werden, wobei die Er­ fordernisse der Traktionssteuerung erfüllt werden.
Insbesondere werden in Übereinstimmung mit der ge­ zeigten bevorzugten Ausführungsform das Vorderradzielwel­ lendrehmoment PTf und das Hinterradzielwellendrehmoment PTr als die gewichtete Summe berechnet, die der Größe der Antriebsmomente der rechten und linken Hinterräder ent­ spricht, die jeweils für die Traktionssteuerung benötigt werden. Daher können im Vergleich zum Fall ihrer Berech­ nung lediglich als die Summe der rechten und linken Rad­ antriebsmomente das Vorderradzielwellenantriebsmoment PTf und das Hinterradzielwellenantriebsmoment PTr geeignet als Antwort auf den Zustand der Räder berechnet werden.
Ebenso wird in der gezeigten bevorzugten Ausführungs­ form in der normalen Bremsbetriebsart durch die Bedienung des Fahrers das Verhältnis der Summe der rechten und lin­ ken Vorderradreibbremsmomente und Rückgewinnungsbremsmo­ mente und der Summe der rechten und linken Hinterradreib­ bremsmomente und Rückgewinnungsbremsmomente so gesteuert, dass es stets bei einem geeigneten Vorder- und Hinterrad­ bremskraftverteilungsverhältnis Kf/Kr liegt. Daher kann das Verteilungsverhältnis der Bremskräfte der Vorder- und Hinterräder verläßlich auf ein geeignetes Vorder- und Hinterradbremskraftverteilungsverhältnis gesteuert wer­ den, unabhängig von dem Verhältnis von Reibbremsmoment und Rückgewinnungsbremsmoment. Entsprechend ist es mög­ lich, verlässlich ein Abfallen der Fahrzeugstabilität oder eine Veränderung der Steuercharakteristik aufgrund der Abweichung des Vorder- und Hinterradbremskraftvertei­ lungsverhältnisses vom geeigneten Verteilungsverhältnis zu verhindern.
Fig. 10 ist ein schematisches Strukturschaubild, das eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung zeigt, die auf ein vierradgetriebenes Fahrzeug angewendet wird, das ein Hy­ bridsystem aufweist. Fig. 11 ist ein Ablaufplan, der ein Hauptprogramm der Bremskraftsteuerung durch die Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung in der zweiten Ausfüh­ rungsform zeigt. In Fig. 10 werden die gleichen Elemente wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In dieser Ausführungsform wird die Drehung der Ab­ triebswelle 19 des stufenlos veränderbaren Getriebes 18 an eine Vorderradantriebswelle 70 und eine Hinterradan­ triebswelle 72 durch ein Hauptdifferential 68 übertragen, und die Vorder- und Hinterradverteilung der Antriebskräf­ te durch das Hauptdifferential 68 wird durch eine (nicht gezeigte) Vierradantriebssteuervorrichtung gesteuert.
Die Antriebskraft der Vorderradantriebswelle 70 wird über das Vorderraddifferential 22 an die linke Vorderrad­ welle 24FL und die rechte Vorderradwelle 24FR übertragen, so dass das rechte Vorderrad 26FR und das linke Vorderrad 26FL gedreht und angetrieben werden. Ähnlich wird die An­ triebskraft der Hinterradantriebswelle 72 über das Hin­ terachsdifferential 38 an die rechte Hinterradantriebs­ welle 36RR und die linke Hinterradantriebswelle 36RL übertragen, so dass das rechte Hinterrad 34RR und das linke Hinterrad 34RL gedreht und angetrieben werden.
In dieser Ausführungsform wirkt daher das Hybridsys­ tem 10 als eine Antriebsvorrichtung zum Erzeugen einer gemeinsamen Antriebskraft auf die linken und rechten Vor­ derräder und linken und rechten Hinterräder, und die Rückgewinnungsbremsvorrichtung 30, die den Motor-Genera­ tor 14 aufweist, wirkt als eine Rückgewinnungsbremsvor­ richtung zum Erzeugen einer gemeinsamen Bremskraft auf die rechten und linken Vorderräder und rechten und linken Hinterräder. In dieser Ausführungsform werden zunächst im Schritt S310 Signale eingelesen, zu denen das Signal ge­ hört, das den Hub des Niederdrückens Sp des Bremspedals 32 zeigt, der vom Hubsensor 58 erfaßt wird. Zudem wird im Schritt S320 in Übereinstimmung mit dem in Fig. 4 gezeig­ ten Ablauf der endgültige Zielbremsdruck FPi (i = fr, fl, rr, rl) für jedes Rad berechnet.
Im Schritt S350 wird der kleinste Wert der endgülti­ gen Zielbremsdrücke FPi der Räder als FPmin bestimmt, und im Schritt S360 wird das Rückgewinnungsmoment KT, das von der Rückgewinnungsbremsvorrichtung 30 erzeugt werden kann, gemäß der folgenden Gleichung (20) berechnet.
KT = 4k × FPmin (20)
Im Schritt S370 wird der Zielreibbremsdruck MPi des Rads, das den kleinsten endgültigen Zielbremsdruck FPi aufweist, auf Null gesetzt, und die Zielreibbremsdrücke MPi eines anderen Rads werden gemäß der folgenden Glei­ chung (21) festgelegt.
Mpi = Fpi - FPmin (21)
Im Schritt S380 wird die Abweichung ΔPPWf = PPWfl - PPWfr der rechten und linken Vorderrad­ zielantriebsmomentbefehlswerte und die Abweichung ΔPPWr = PPWrl - PPWrr der rechten und linken Hinterrad­ zielantriebsmomentbefehlswerte berechnet, die von der Traktionssteuervorrichtung 64 eingegeben werden, und auf der Grundlage der Abweichungen ΔPPWf und ΔPPWr werden die Gewichtungen βf und βr von den Abbildungen berechnet, die den in Fig. 9 gezeigten Schaubildern entsprechen.
Im Schritt S390 werden das Zielantriebsmoment PTf der Vorderradwelle und das Zielantriebsmoment PTr der Hinter­ radwelle gemäß der nachstehenden Gleichungen (22) und (23) berechnet.
PTf = Rf × ((1 - βf) × PPWfr + βf × PPWfl) (22)
PTr = Rr × ((1 - βr) × PPWrr + βr × PPWrl) (23)
Dann wird im Schritt S400 auf der Grundlage des Ziel­ antriebsmoments PTf der Vorderradwelle und des Zielan­ triebsmoments PTr der Hinterradwelle das Zielantriebsmo­ ment PT der Abtriebswelle 19 des Hybridsystems 10 gemäß der nachstehenden Gleichung (24) berechnet, wobei βfr als ein Antriebskraftverteilungsverhältnis zwischen Hinterrä­ dern und Vorderrädern angenommen wird.
PT = (1 - βr) × PTf + βfr × PTr (24)
Im Schritt S410 wird das endgültige Zielbrems- und Antriebsmomemt KFT der Abtriebswelle 19 des Hybridsystems 10 gemäß der nachstehenden Gleichung (25) berechnet, und ein Signal, das dieses endgültige Zielbrems- und An­ triebsmoment KFT zeigt, wird an die Motorsteuervorrich­ tung 28 ausgegeben.
KFT = PT - KT (25)
Im Schritt S420 wird auf der Grundlage der Zielreib­ bremsdrücke MPi jedes Rads, die im Schritt S370 berechnet sind, der Bremsdruck Pi jedes Rads individuell durch Druckregelung so gesteuert, das er gleich dem entspre­ chenden Zielbremsdruck MPi wird, und dann geht der Ablauf zurück zum Schritt S310.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird in den Schrit­ ten S320 bis S360 das Rückgewinnungsmoment KT als ein Wert berechnet, der viermal so groß wie der kleinste Wert FPmin aus den endgültigen Zielreibbremsdrücken FPi der Räder ist. Im Schritt S370 wird der Zielreibbremsdruck MPi des Rades, das den kleinsten endgültigen Zielbrems­ druck FPi aufweist, auf Null gesetzt, während die Ziel­ reibbremsdrücke MPi der anderen Räder jeweils durch FPi- FPmin festgelegt werden.
In dieser zweiten Ausführungsform wird daher ähnlich wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Zielbremsmoment, das dem endgültigen Zielbremsdruck für das Rad entspricht, das den kleineren endgültigen Ziel­ bremsdruck aufweist, durch das Rückgewinnungsbremsmoment erreicht, wenn das endgültige Zielbrems- und Antriebsmo­ ment KFT einen negativen Wert aufweist und jedes Rad ge­ bremst ist, und für die anderen Räder wird das Zielbrems­ moment, das dem endgültigen Zielbremsdruck entspricht, durch die Summe des Rückgewinnungsbremsmoments und des Reibbremsmoments erreicht. Daher können die Räder selbst in dem Fall der Traktionssteuerung, in dem sich die end­ gültigen Zielbremsdrücke der Räder voneinander unter­ scheiden können, mit der höchsten Rückgewinnungseffizienz gebremst werden, während die Anforderung der Traktions­ steuerung erfüllt wird. Alternativ wird die Leistung des Benzinmotors 12 oder des Motor-Generators 42 so gesteu­ ert, dass das Abtriebswellenantriebsmoment das entspre­ chende endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment werden kann, wenn das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFT einen positiven Wert aufweist und die Fahrzeugan­ triebskraft gesteuert werden muß, und die anderen Räder als das Rad, das den kleinsten endgültigen Zielbremsdruck aufweist, werden durch die Reibbremse auf das Bremsmoment gesteuert, das der Abweichung des endgültigen Zielbrems­ drucks entspricht. Daher können die Räder selbst in dem Fall der Traktionssteuerung, in dem die endgültigen Ziel­ bremsdrücke und Zielantriebsmomente der Räder voneinander unterschiedlich sein können, geeignet durch eine Reib­ bremse gesteuert werden, während die Anforderung der Traktionssteuerung erfüllt wird.
Die Fig. 12 und 13 zeigen Ablaufpläne, die Teile eines Hauptprogramms der Bremskraftsteuerung jeweils in ersten und zweiten Abänderungen der ersten Ausführungs­ form zeigen. In Fig. 12 und Fig. 13 werden die gleichen Schritte, die in Fig. 2 gezeigt werden, mit den gleichen Schrittnummern bezeichnet.
Die erste in Fig. 12 gezeigte Änderung ist eine Ände­ rung, die für einen Fall angepaßt ist, der eine Betriebs­ art aufweist, in der das Hybridsystem 10 den Betrieb 10 des Benzinmotors 12 nicht stoppen kann und die Rückgewin­ nungsbremse nicht angewendet werden kann, beispielsweise eine Stromerzeugungsbetriebsart, in der Strom durch den Antrieb des Motor-Generators 14 durch den Benzinmotor 12 erzeugt wird. In dieser ersten Abänderung wird, wie in Fig. 12 gezeigt, in einem Schritt S40, der nach dem Schritt S20 durchgeführt wird, beurteilt, ob Rückgewin­ nungsbremsen durch die Vorderradrückgewinnungsbremsvor­ richtung 30 ausgeschaltet ist oder nicht, und der Ablauf geht zum Schritt S50 weiter, wenn dies verneinend beur­ teilt wird, während die Vorderradzielbremsdrücke MPfr und MPfl jeweils im Schritt S42 auf FPfr und FPfl festgelegt werden, und dann geht der Ablauf zum Schritt S130.
Daher erhält man in der ersten Abänderung den glei­ chen Ablauf und die gleiche Wirkung wie in der ersten Ausführungsform. Wenn jedoch die Vorrichtung in einer Be­ triebsart betrieben wird, in der das Hybridsystem 10 den Betrieb des Benzinmotors 12 nicht stoppen kann und die Rückgewinnungsbremse nicht angewendet werden kann, wird der gleiche Vorgang wie in der ersten Ausführungsform für die Hinterräder sichergestellt, während die Vorderräder wie beschrieben verläßlich von der Reibbremse gebremst werden können.
Die in Fig. 13 gezeigte zweite Abänderung ist eine Abänderung, die für einen Fall angepaßt ist, in dem das Rückgewinnungsbremsmoment, das durch die Rückgewinnungs­ bremsvorrichtung erzeugt werden kann, im Vergleich mit dem für die Räder benötigten Bremsmoment relativ begrenzt ist.
In der zweiten Abänderung wird, wie in Fig. 13 ge­ zeigt, angenommen, dass KTf0 das maximale Rückgewinnungs­ bremsmoment ist, das von der Vorderradrückgewinnungs­ bremsvorrichtung 30 erzeugt werden kann, und im Schritt S72, der nach dem Schritt S70 durchgeführt wird, wird be­ urteilt, ob das Vorderradrückgewinnungsmoment KTf den Ma­ ximalwert KTfO überschreitet oder nicht. Der Ablauf geht zu Schritt S100 weiter, wenn dies verneinend beurteilt wird, während er zum Schritt S74 weitergeht, wenn dies bejahend beurteilt wird.
Im Schritt S74 wird ein Korrekturwert ΔMPf des Vor­ derradzielreibbremsdrucks gemäß der folgenden Gleichung (26) berechnet. Im Schritt S76 werden jeweils die rechten und linken Vorderradzielreibbremsdrücke MPfr und MPfl ge­ mäß den folgenden Gleichungen (27) und (28) korrigiert. Zudem wird im Schritt S78 das Vorderradrückgewinnungsmo­ ment KTf auf den Maximalwert KTf0 festgelegt. Dann geht der Ablauf zum Schritt S100.
ΔMPf = (KTf - KTf0)/k (26)
MPfr = MPfr + ΔMPf (27)
MPfl = MPfl + ΔMPf (28)
Im Schritt S92, der nach dem Schritt S90 ausgeführt wird, wird das Gleiche wie im Schritt S72 beurteilt. Der Vorgang geht direkt zum Schritt S100, wenn verneinend ge­ urteilt wird, während er zu den Schritten S94 bis S98 geht, wenn bejahend geurteilt wird, um gleich wie in den Schritten S74 bis S78 vorzugehen.
Obwohl nicht im Schaubild gezeigt, wird in dieser zweiten Abänderung nach den Schritten S160 und S180 der gleiche Vorgang wie in den Schritten S72 bis S78 und den Schritten S92 bis S98 ausgeführt.
Daher wird gemäß der zweiten Abänderung das Rückge­ winnungsmoment auf den entsprechenden Maximalwert ge­ setzt, wenn das Rückgewinnungsmoment den Maximalwert übersteigt, der durch die Rückgewinnungsbremsvorrichtung erzeugt werden kann, und wenn es nicht ausreicht, wird es durch das Reibbremsmoment ergänzt. In Übereinstimmung da­ mit kann man den gleichen Vorgang und die gleiche Wirkung wie in der ersten Ausführungsform erhalten, auch wenn die Rückgewinnungskapazität der Rückgewinnungsbremsvorrich­ tung vergleichsweise niedrig ist.
Die Erfindung wird hier genau durch Bezug auf beson­ dere Ausführungsformen beschrieben, aber die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
Beispielsweise ist in den vorstehenden Ausführungs­ formen und Abänderungen die Bewegungssteuervorrichtung zum Berechnen des Zielbremsmoments oder des Zielantriebs­ moments der Räder als Antwort auf den Fahrzeugfahrzustand die Traktionssteuervorrichtung. Die Vorrichtung zur Be­ rechnung des Zielbremsmoments und Zielantriebsmoments, oder der Zielbremskraft und der Zielantriebskraft der Rä­ der als Antwort auf den Fahrzeugfahrzustand kann jedoch eine Antischleudersteuervorrichtung, eine Verhaltenssteu­ ervorrichtung zum Stabilisieren des Fahrzeugverhaltens durch Versehen des Fahrzeugs mit einem Giermoment oder einer Verzögerung, eine Bremskraftverteilungssteuervor­ richtung zum Steuern der Verteilung der Bremskraft der Räder als Antwort auf den Fahrzeugfahrzustand oder Ähnli­ ches sein.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und Abänderungen gibt die Traktionssteuervorrichtung 64 die Zielbremskraft oder die Zielantriebskraft für jedes Rad an die Bremssteuervorrichtung 52 und die Bremssteuervor­ richtung 52 berechnet das Zielbremsmoment auf der Grund­ lage der Zielbremskraft. Die Traktionssteuervorrichtung 64 kann jedoch auch die Zielradgeschwindigkeit oder das Zielschlupfverhältnis für jedes Rad an die Bremssteuer­ vorrichtung 52 ausgeben, und die Bremssteuervorrichtung 52 kann das Zielbremsmoment oder das Zielantriebsmoment für das Rad auf der Grundlage der Zielfahrzeuggeschwin­ digkeit oder der Zielschlupfrate berechnen.
Hier wird nur die erste Ausführungsform zusammen mit der ersten und zweiten Abänderung gezeigt, aber die zwei­ te Ausführungsform kann ebenso gemäß der ersten oder zweiten Abänderung abgeändert werden.
In den vorstehenden Ausführungsformen wird die Fahr­ zeugzielverzögerung Gt auf der Grundlage des Hubs des Niederdrückens Sp des Bremspedals 32 und des Geberzylin­ derdrucks Pm berechnet, und der endgültige Zielbremsdruck FPi für jedes Rad wird auf der Grundlage der Zielverzöge­ rung berechnet. Der endgültige. Zielbremsdruck für jedes Rad kann jedoch auf der Grundlage des Hubs des Nieder­ drückens Sp oder des Geberzylinderdrucks Pm berechnet werden.
Zudem ist in der vorstehenden Ausführungsformen das Bremskraftverteilungsverhältnis für Vorder- und Hinterrä­ der Kf/Kr unabhängig von der Größe der Zielbremskraft konstant. Wie jedoch beispielsweise durch die gestri­ chelte Linie in Fig. 8 gezeigt, kann sie so verändert werden, dass das Bremskraftverteilungsverhältnis der Hin­ terräder zu den Vorderrädern kleiner wird, wenn die Ziel­ bremskraft größer wird.
In den vorstehenden Ausführungsformen und Abänderun­ gen ist die Antriebsvorrichtung ein Hybridsystem 10, das den Benzinmotor 12 und den Motor-Generator 14 aufweist, und der Motor-Generator 14 dient als der Generator für die Rückgewinnungsbremse. Der im Hybridsystem genutzte Verbrennungsmotor, der im Hybridsystem genutzt wird, kann jedoch ein Verbrennungsmotor wie ein Dieselmotor sein, und die Antriebsvorrichtung kann ein herkömmlicher Ben­ zinverbrennungsmotor sein, und der Generator für die Rückgewinnungsbremse kann unabhängig von dem Verbren­ nungsmotor sein.
In der vorstehenden Ausführungsform ist das Fahrzeug ein vierradgetriebenes Fahrzeug, aber das erfindungsge­ mäße Fahrzeug kann ebenso ein vorderradgetriebenes Fahr­ zeug oder ein hinterradgetriebenes Fahrzeug sein. Zudem wirkt der Hinterrad-Motor-Generator 40 als eine Hilfsan­ triebskraftquelle zum Antrieb der Hinterräder, aber er kann ebenfalls so abgeändert werden, dass er beispiels­ weise nur als der Generator für das Rückgewinnungsbremsen dient.
In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird ei­ ne Steuerung (jeder der oder die Kombination der Steuer­ vorrichtungen 28, 52 und 64) als ein programmierter All­ zweckrechner eingesetzt. Der Fachmann erkennt, dass die Steuerung durch Nutzung einer einzelnen integrierten Schaltung für diesen Zweck (z. B. ASIC) mit einem Haupt- oder Zentralrechnerabschnitt für die gesamte Steuerung auf Systemebene, und verschiedenen Abschnitten, die dazu bestimmt sind, verschiedene unterschiedliche bestimmte Berechnungen, Funktionen und andere Vorgänge unter Steue­ rung durch den Zentralrechnerabschnitt durchzuführen. Die Steuerung kann eine Vielzahl von verschiedenen, festge­ legten oder programmierbaren, integrierten oder anderen elektronischen Schaltungen oder Vorrichtungen (zum Bei­ spiel fest verdrahtete oder elektronische oder logische Schaltkreise wie Diskrete-Elemente-Schaltungen oder pro­ grammierbare Logikvorrichtungen wie PLDs, PLAs, PALs oder ähnliche) aufweisen. Die Steuerung kann durch Nutzung ei­ nes geeignet programmierten Allzweckrechners, beispiels­ weise eines Mikroprozessors, Mikrokontrollers oder einer anderen Prozessorvorrichtung (CPU oder MPU) implementiert werden, entweder alleine oder gemeinsam mit einer oder mehreren peripheren (beispielsweise integrierten Schal­ tungs-) Daten- und Signalverarbeitungsvorrichtungen. Im Allgemeinen kann jede Vorrichtung oder jeder Zusammenbau von Vorrichtungen, die fähig ist, die beschriebenen Vor­ gänge zu implementieren, als die Steuerung genutzt wer­ den. Eine verteilte Verarbeitungsarchitektur kann für ei­ ne maximale Daten/Signalverarbeitungsfähigkeit und -Ge­ schwindigkeit genutzt werden.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausfüh­ rungsformen beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen oder Aufbauten be­ schränkt. Im Gegenteil soll die Erfindung verschiedene Abwandlungen und gleichwertige Anordnungen abdecken. Zu­ dem sind, obwohl verschiedene Elemente der bevorzugten Ausführungsformen in verschiedenen Kombinationen und Aus­ führungen, die beispielgebend sind, gezeigt werden, an­ dere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr, weniger oder nur ein einzelnes Element enthalten ebenfalls Teil der Erfindung, die durch die beigefügten Ansprüche defi­ niert ist.
Zusammengefaßt leistet die Erfindung Folgendes:
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern der Brems- und Antriebskraft für ein Fahrzeug, das eine Reib­ bremsvorrichtung aufweist, um auf jedes Rad individuell eine Bremskraft anzuwenden, und eine Rückgewinnungsbrems­ vorrichtung aufweist, um eine gemeinsame Bremskraft für eine Vielzahl von Rädern zu erzeugen. Eine Zielbremskraft wird aufgrund einer Bremsbedienung durch den Fahrer oder einer Traktionssteuerung berechnet. Die Rückgewinnungs­ bremsvorrichtung wird so gesteuert, dass sie die kleinste Zielbremskraft der Zielbremskräfte der Vielzahl von Rä­ dern erreicht. Die Reibbremsvorrichtung wird so gesteu­ ert, dass sie die Zielbremskraft eines anderen Rades, das sich von dem Rad unterscheidet, das die kleinste Ziel­ bremskraft aufweist, gemeinsam mit der Rückgewinnungs­ bremsvorrichtung erreicht. Dadurch wird die Effizienz der Energierückgewinnung verbessert.

Claims (21)

1. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, das eine Reibbremsvorrichtung aufweist, um auf jedes Rad (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) individuell eine Bremskraft anzuwenden, und eine Rückgewinnungsbremsvor­ richtung (30, 40) aufweist, um eine gemeinsame Bremskraft für eine Vielzahl von Rädern zu erzeugen, dadurch gekenn­ zeichnet, dass
die Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung für das Fahrzeug (28, 52) eine Zielbremskraftberechnungseinrich­ tung aufweist, um für jedes Rad eine Zielbremskraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl) als Antwort auf einen Fahr­ zustand des Fahrzeugs zu berechnen, und eine Steuervor­ richtung aufweist, um die Reibbremsvorrichtung und die Rückgewinnungsbremsvorrichtung so zu steuern, dass die Bremskraft auf jedes Rad gleich der Zielbremskraft wird, und
die Steuervorrichtung die Rückgewinnungsbremsvor­ richtung (30, 40) so steuert, dass dadurch eine kleinste Zielbremskraft der Zielbremskräfte der Vielzahl von Rä­ dern erreicht wird, und die Reibbremsvorrichtung so steu­ ert, dass die Zielbremskraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl) mindestens eines anderen Rads, das sich von dem Rad un­ terscheidet, das die kleinste Zielbremskraft aufweist, gemeinsam mit der Rückgewinnungsbremsvorrichtung erreicht wird.
2. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielbrems­ kraftsteuervorrichtung die Zielbremskraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl) jedes Rads (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) als Antwort auf einen Bremsbedienwert (Sp) durch einen Führer des Fahrzeugs in einem normalen Fahrzustand des Fahrzeugs berechnet und die Zielbremskraft für jedes Rad während einer Fahrzeugbewegungssteuerung als Antwort auf den Fahrzeugfahrzustand berechnet.
3. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Rädern (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) aus rechten und linken Rädern besteht, und die Steuervorrich­ tung die Rückgewinnungsbremsvorrichtung so steuert, dass sie die kleinere Zielbremskraft der rechten und linken Radzielbremskräfte erreicht, und die Reibbremsvorrichtung so steuert, dass sie die Zielbremskraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl) des Rads, das die größere Zielbremskraft aufweist, gemeinsam mit der Rückgewinnungsbremsvorrrich­ tung erreicht.
4. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückgewin­ nungsbremsvorrichtung (30, 40) einen Motor-Generator (14, 42) umfasst, der zusammen mit einer Brennkraftmaschine (12) in einem Hybridsystem (10) arbeitet.
5. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, die eine Reibbremsvorrichtung nutzt, um auf je­ des Rad individuell eine Bremskraft anzuwenden, eine Rückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) nutzt, um eine gemeinsame Bremskraft für eine Vielzahl der Räder zu er­ zeugen, und eine Antriebsvorrichtung nutzt, um eine ge­ meinsame Antriebskraft auf die Vielzahl von Rädern zu er­ zeugen, dadurch gekennzeichnet, dass
die Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung für das Fahrzeug (28, 52) eine Zielbremskraftberechnungsvor­ richtung aufweist, um eine Zielbremskraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl) für jedes Rad als Antwort auf einen Fahrzu­ stand des Fahrzeugs zu berechnen, eine Zielantriebskraft­ berechnungsvorrichtung aufweist, um eine Zielantriebs­ kraft (PPWfr, PPWfl, PPWrr, PPWrl) für jedes Rad in Ant­ wort auf den Fahrzustand des Fahrzeugs zu berechnen, und eine Steuervorrichtung aufweist, um die Reibbremsvorrich­ tung, die Rückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) und die Antriebsvorrichtung so zu steuern, dass eine Brems- und Antriebskraft jedes Rads gleich der Zielbrems- und An­ triebskraft auf der Grundlage der Zielbremskraft und der Zielantriebskraft wird, wobei
die Steuervorrichtung eine gesamte Zielantriebskraft der Vielzahl von Rädern auf der Grundlage der Zielan­ triebskraft jedes Rads berechnet, eine gesamte Zielbrems- und Antriebskraft der Vielzahl von Rädern auf der Grund­ lage der gesamten Zielantriebskraft der Vielzahl von Rä­ dern und eine kleinste Zielbremskraft aus den Zielbrems­ kräften der Vielzahl von Rädern berechnet, und
wenn die gesamte Zielbrems- und Antriebskraft (PBWfr, PPWfr, PBWfl, PPWfl, PBWrr, PPWrr, PBWrI, PPWrl) der Vielzahl von Rädern (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) eine An­ triebskraft ist, die Antriebsvorrichtung so steuert, dass sie die gesamte Zielbrems- und Antriebskraft der Vielzahl von Rädern erreicht, und die Reibbremsvorrichtung so steuert, dass sie die Zielbremskraft eines anderen Rads erreicht, das sich von dem Rad unterscheidet, das die kleinste Zielbremskraft aufweist,
und die Rückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40), wenn die gesamte Zielbrems- und Antriebskraft (PBWfr, PPWfr, PBWfl, PPWfl, PBWrr, PPWrr, PBWrl, PPWrl) der Vielzahl von Rädern (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) eine Brems­ kraft ist, so steuert, dass die gesamte Zielbrems- und Antriebskraft der Vielzahl von Rädern erreicht wird, und die Reibbremsvorrichtung so steuert, dass die Zielbrems­ kraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl) des anderen Rads, das sich von dem Rad unterscheidet, das die kleinste Ziel­ bremskraft aufweist, in Zusammenarbeit mit der Rückgewin­ nungsbremsvorrichtung erreicht.
6. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach An­ spruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielbremskraftberechnungsvorrichtung die Zielbrems­ kraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl) jedes Rads (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) in einem normalen Fahrzustand des Fahr­ zeugs als Antwort auf einen Bremsbedienwert (Sp) durch einen Fahrer des Fahrzeugs berechnet, und die Zielbrems­ kraft jedes Rads während einer Fahrzeugbewegungssteuerung als Antwort auf den Fahrzeugfahrzustand berechnet.
7. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach An­ spruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielantriebskraftberechnungsvorrichtung die Zielantriebskraft (PPWfr, PPWfl, PPWrr, PPWrl) jedes Rads (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) während der Fahrzeugbewegungs­ steuerung als Antwort auf den Fahrzeugfahrzustand berech­ net.
8. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach An­ spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielbremskraftberechnungsvorrichtung die Zielan­ triebskraft (PPWfr, PPWfl, FPWrr, PPWrl) berechnet, um Antriebsschlupf zu unterdrücken, wenn der Antriebsschlupf der Räder (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) zu groß ist.
9. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach An­ spruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielbremskraftberechnungsvorrichtung die Ziel­ bremskraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl) berechnet, um Bremsschlupf zu unterdrücken, wenn der Bremsschlupf der Räder (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) über einem vorher bestimm­ ten Schwellenwert liegt.
10. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach An­ spruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielbremskraftberechnungsvorrichtung die Ziel­ bremskraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl) berechnet, um An­ triebsschlupf zu unterdrücken, wenn der Antriebsschlupf der Räder (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) über einem vorherbe­ stimmten Schwellenwert liegt.
11. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach An­ spruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ziel­ bremskraftberechnungsvorrichtung die Zielbremskraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrr) jedes Rads (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) berechnet, um ein Fahrzeug zu stabilisieren, wenn das Fahrzeugverhalten instabil ist.
12. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach An­ spruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielbremskraftberechnungsvorrichtung die Ziel­ bremskraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl) jedes Rads (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) berechnet, um ein Bremskraftvertei­ lungsverhältnis zwischen den Rädern als Antwort auf den Fahrzeugfahrzustand zu steuern.
13. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach An­ spruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielantriebskraftberechnungsvorrichtung die Zielantriebskraft (PPWfr, PFWfl, PPWrr, PPWrl) jedes Rads (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) als Antwort auf den Fahrzeug­ fahrzustand während der Fahrzeugbewegungssteuerung be­ rechnet.
14. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach An­ spruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielbremskraftberechnungsvorrichtung die Zielan­ triebskraft (PPWfr, PPWfl, PPWrr, PPWrl) berechnet, um Antriebsschlupf zu unterdrücken, wenn der Antriebsschlupf der Räder (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) über einem vorherbe­ stimmten Schwellenwert liegt.
15. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach An­ spruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung die gesamte Zielbrems- und An­ triebskraft (PBWfr, PPWfr, PBWfl, PPWfl, PBWrr, PPWrr, PBWrl, PPWrl) der Vielzahl von Rädern auf der Grundlage eines Werts berechnet, den man erhält, indem man ein Pro­ dukt der kleinsten Zielbremskraft und der gesamten Anzahl der Räder von der gesamten Zielantriebskraft der Vielzahl der Räder (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) abzieht.
16. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach An­ spruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl der Räder aus rechten und linken Rädern besteht und die Steuervorrichtung die gesamte Zielbrems- und Antriebskraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl, PPWfr, PPWfl, PPWrr, PPWrl) der Vielzahl von Rädern (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) auf der Grundlage eines Werts berechnet, den man erhält, indem man einen Wert, der zweimal die kleins­ te Zielbremskraft beträgt, von der gesamten Zielantriebs­ kraft der Vielzahl der Räder abzieht.
17. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach An­ spruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl der Räder rechte und linke Vorderräder und rechte und linke Hinterräder sind und die Steuervor­ richtung die gesamte Zielbrems- und Antriebskraft (PBWfr, PPWfr, PBWfl, PPWfl, PBWrr, PPWrr, PBWrl, PPWrl) der Vielzahl von Rädern (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) auf der Grundlage eines Werts berechnet, den man erhält, indem man einen Wert, der viermal die kleinste Zielbremskraft beträgt, von der gesamten Zielantriebskraft der Vielzahl von Rädern abzieht.
18. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach An­ spruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung ein Hybridsystem (10) ist, das eine Brennkraftmaschine (12) und einen Motor-Genera­ tor (14, 42) aufweist, die zusammenarbeiten, und die Rückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) den Motor-Genera­ tor (14, 42) aufweist.
19. Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach An­ spruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) und die Antriebsvorrichtung einen Motor-Generator (14, 42) auf­ weisen.
20. Verfahren zum Steuern einer Brems- und Antriebskraft für ein Fahrzeug, das eine Reibbremsvorrichtung aufweist, um eine Bremskraft individuell auf jedes Rad (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) anzuwenden, und eine Rückgewinnungsbremsvor­ richtung (30, 40) aufweist, um eine gemeinsame Bremskraft für eine Vielzahl der Räder zu erzeugen, dadurch gekenn­ zeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:
Berechnen einer Zielbremskraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl) jedes Rad als Antwort auf einen Fahrzustand des Fahrzeugs;
Steuern der Rückgewinnungsbremsvorrichtung (20, 40) so, dass eine kleinste Zielbremskraft der Zielbremskräfte der Vielzahl von Rädern erreicht wird; und
Steuern der Reibbremsvorrichtung so, dass die Ziel­ bremskraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl) eines anderen Rads, das sich von dem Rad unterscheidet, das die kleins­ te Zielbremskraft aufweist, gemeinsam mit der Rückgewin­ nungsbremsvorrichtung erreicht wird.
21. Verfahren zum Steuern einer Brems- und Antriebskraft für ein Fahrzeug, das eine Reibbremsvorrichtung aufweist, um eine Bremskraft individuell auf jedes Rad (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) anzuwenden, und eine Rückgewinnungsbremsvor­ richtung (30, 40) aufweist, um eine gemeinsame Bremskraft für eine Vielzahl der Räder zu erzeugen, dadurch gekenn­ zeichnet, dass es folgende Schritte umfasst:
Berechnen einer Zielbremskraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl) und einer Zielantriebskraft (PPWfr, PPWfl, PPWrr, PPWrl) jedes Rads als Antwort auf einen Fahrzustand des Fahrzeugs;
Berechnen einer gesamten Zielbrems- und Antriebs­ kraft (PBWfr, PPWfr, PBWfl, PFWfl, PBWrr, PPWrr, PBWrl, PPWrl) der Vielzahl von Rädern auf der Grundlage der ge­ samten Zielantriebskraft der Vielzahl von Rädern und ei­ ner kleinsten Zielbremskraft der Zielbremskräfte der Vielzahl von Rädern;
wenn die gesamte Zielbrems- und Antriebskraft (PBWfr, PPWfr, PBWfl, PPWfl, PBWrr, PPWrr, PBWrl, PPWrl) der Vielzahl von Rädern (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) eine An­ triebskraft ist, Steuern einer Steuervorrichtung so, dass die gesamte Zielbrems- und Antriebskraft der Vielzahl von Rädern erreicht wird, und Steuern der Reibbremsvorrich­ tung so, dass die Zielbremskraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl) eines anderen Rades, das sich von dem anderen Rad unterscheidet, das die kleinste Zielbremskraft aufweist, erreicht wird, und
wenn die gesamte Zielbrems- und Antriebskraft der Vielzahl von Rädern (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) eine Brems­ kraft ist, Steuern der Rückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) so, dass die gesamte Zielbrems- und Antriebs­ kraft (PBWfr, PPWfr, PBWfl, PPWfl, PBWrr, PPWrl, PBWrl, PPWrl) der Vielzahl von Rädern erreicht wird, und Steuern der Reibbremsvorrichtung so, dass die Zielbremskraft (PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl) des anderen Rads, das sich von dem Rad, das die kleinste Zielbremskraft aufweist, unterscheidet, gemeinsam mit der Rückgewinnungsbremsvor­ richtung erreicht wird.
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