DE102008005342B4

DE102008005342B4 - Antriebskraftsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102008005342B4
Application number: DE102008005342.2A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Yoneda; Keisuke Hosokawa; Koichi Inoue; Yosuke Hirowatari; Tomohiro Yamada; Koji Matsuno; Masaru Kogure; Satoru Akiyama; Masato Igarashi; Yosuke Morokuma
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2028-01-22
Also published as: US8135524B2; US20080201051A1; DE102008005342A1

Abstract

Antriebskraftsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit: einer Einrichtung (1l) zum Berechnen einer ersten Reifenkraft, die dazu geeignet ist, eine basierend auf einer Anforderung durch einen Fahrer an einem Rad zu erzeugende Reifenkraft als eine erste Reifenkraft zu berechnen; einer Einrichtung (1m) zum Berechnen einer zweiten Reifenkraft, die dazu geeignet ist, eine gegenwärtig am Rad erzeugte Reifenkraft als eine zweite Reifenkraft zu berechnen; einer Reibungskreis-Grenzwert-Setzeinrichtung (1k) zum Setzen eines Reibungskreis-Grenzwertes einer Reifenkraft; einer Einrichtung (1n) zum Berechnen einer ersten überhöhten Reifenkraft, die dazu geeignet ist, eine Reifenkraft, die den Reibungskreis-Grenzwert überschreitet, auf der Basis der ersten Reifenkraft und dem Reibungskreis-Grenzwert als eine erste überhöhte Reifenkraft zu berechnen; einer Einrichtung (1o) zum Berechnen einer zweiten überhöhten Reifenkraft, die dazu geeignet ist, eine Reifenkraft, die den Reibungskreis-Grenzwert überschreitet, auf der Basis der zweiten Reifenkraft und dem Reibungskreis-Grenzwert als eine zweite überhöhte Reifenkraft zu berechnen; und einer Antriebskraftkorrektureinrichtung (1p, 1q, 1r), die dazu geeignet ist, eine Antriebskraft auf der Basis der ersten überhöhten Reifenkraft und der zweiten überhöhten Reifenkraft zu korrigieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebskraftsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug zum Steuern einer Antriebskraft derart, dass Haftungskräfte (Grip Forces) von Fahrzeugrädern geeignet aufrechterhalten werden.
In den letzten Jahren sind verschiedenartige Antriebskraftsteuerungsvorrichtungen für Fahrzeuge entwickelt und in die Praxis umgesetzt worden, die eine überhöhte Antriebskraft unterdrücken, um Haftungskräfte von Fahrzeugrädern aufrechtzuerhalten. Beispielsweise ist in der JP-A-10-310042 eine Technik beschrieben, gemäß der ein Schätzwert eines Reibungskreisradius für jedes Rad bestimmt und eine resultierende Kraft aus einer Seitenkraft und einer Längskraft, die an jedem Rad erzeugt und basierend auf dem Fahrtzustand des Fahrzeugs geschätzt wird, innerhalb eines Bereichs derart eingestellt wird, dass der Schätzwert des Reibungskreisradius nicht überschritten wird.
Gemäß der in der JP-A-10-310042 beschriebenen Technik wird jedoch lediglich versucht, eine aktuell erzeugte resultierende Kraft aus einer Seitenkraft und einer Längskraft innerhalb des Schätzwertes des Reibungskreisradius zu halten. Aus diesem Grunde ist diese Technik dahingehend nachteilig, dass sie auf eine Antriebskraft, die in der Zukunft voraussichtlich erzeugt werden kann, nicht effektiv ansprechen kann. Daher ist mit dieser Technik, wenn das Fahrzeug beispielsweise übersteuert (Spinning), zwar eine geeignete Reaktion auf diese Situation möglich, während, wenn das Fahrzeug untersteuert (Plowing), keine geeignete Reaktion auf diese Situation möglich ist.
Außerdem kann, wenn die Haftungskräfte der Räder präzise ausgeübt werden und die Motorausgangsleistung vermindert wird, während einer Bergauffahrt, z. B. auf einer Steigung, ein Problem auftreten.
Die DE 101 60 049 B4 betrifft ein System zur Überwachung des Fahrverhaltens eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens einem Rad, umfassend: eine dem wenigstens einen Rad zugeordnete Sensoreinrichtung, welche wenigstens eine Radgröße des jeweiligen Rades erfasst und ein die wenigstens eine Radgröße repräsentierendes Signal ausgibt, und
eine Beurteilungseinrichtung, welche das die wenigstens eine Radgrösse des Rades repräsentierende Signal verarbeitet, wobei die Beurteilungseinrichtung nach Maßgabe des Ergebnisses der Verarbeitung wenigstens einen die Kraftübertragungsfähigkeit des wenigstens einen Rades charakterisierenden Kennwert ermittelt.
Aus der DE 198 44 467 A1 ist eine Antriebskraftsteuerungsvorrichtung bekannt mit einer Einrichtung zum Berechnen einer ersten Reifenkraft, die dazu geeignet ist, eine basierend auf einer Anforderung durch einen Fahrer an einem Rad zu erzeugende Reifenkraft als eine erste Reifenkraft zu berechnen,
einer Reibungskreis-Grenzwert-Setzeinrichtung zum Setzen eines Reibungskreis-Grenzwertes einer Reifenkraft, und
einer Einrichtung zum Berechnen einer ersten überhöhten Reifenkraft, die dazu geeignet ist, eine Reifenkraft, die den Reibungskreis-Grenzwert überschreitet, auf der Basis der ersten Reifenkraft und dem Reibungskreis-Grenzwert als eine erste überhöhte Reifenkraft zu berechnen.
Die vorliegende Erfindung ist hinsichtlich der vorstehend beschriebenen Umstände entwickelt worden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebskraftsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die nicht nur eine gegenwärtig erzeugte überhöhte Antriebskraft, sondern darüber hinaus auch eine in der Zukunft voraussichtlich erzeugte überhöhte Antriebskraft unterdrückt, und die die Haftungskräfte der Reifen geeignet aufrechterhält, um eine verbesserte Fahrstabilität des Fahrzeugs zu gewährleisten.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebskraftsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die geeignet verhindert, dass während einer Bergauffahrt, beispielsweise auf einer Steigung, ein Problem auftritt, die nicht nur eine gegenwärtig erzeugte überhöhte Antriebskraft, sondern auch eine in der Zukunft voraussichtlich erzeugte überhöhte Antriebskraft unterdrückt, und die die Haftungskräfte der Reifen geeignet aufrechterhält, um eine verbesserte Fahrstabilität des Fahrzeugs zu gewährleisten.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Daher kann durch die vorliegende Erfindung eine Antriebskraftsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt werden, die nicht nur eine gegenwärtig erzeugte überhöhte Antriebskraft, sondern darüber hinaus auch eine in der Zukunft voraussichtlich erzeugte überhöhte Antriebskraft unterdrückt, und die die Haftungskräfte der Reifen geeignet aufrechterhält, um eine verbesserte Fahrstabilität des Fahrzeugs zu gewährleisten.
Außerdem kann durch die vorliegende Erfindung eine Antriebskraftsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt werden, die geeignet verhindert, dass während einer Bergauffahrt, beispielsweise auf einer Steigung, ein Problem auftritt, die nicht nur eine gegenwärtig erzeugte überhöhte Antriebskraft, sondern auch eine in der Zukunft voraussichtlich erzeugte überhöhte Antriebskraft unterdrückt, und die die Haftungskräfte der Reifen geeignet aufrechterhält, um eine verbesserte Fahrstabilität des Fahrzeugs zu gewährleisten.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht; es zeigen:
1A und 1B Funktionsblockdiagramme einer ersten Ausführungsform einer Antriebskraftsteuerungsvorrichtung;
2 ein Ablaufdiagramm eines Antriebskraftsteuerungsprogramms;
3 eine Fortsetzung des Ablaufdiagramms von 2;
4 Beispiele eines auf der Basis einer Motordrehzahl und einer Drosselklappenöffnung gesetzten Motordrehmoments;
5 ein Beispiel einer Beziehung zwischen einem Betätigungsgrad eines Beschleunigungspedals und einer Drosselklappenöffnung zum Erzeugen eines angeforderten Motordrehmoments;
6 ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen eines zusätzlichen Giermoments;
7A und 7B einen Seitenbeschleunigungs-Sättigungskoeffizienten;
8 ein Kennfeld einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Rückkopplungsverstärkung;
9 eine Differenz eines zusätzlichen Giermomentwertes zwischen einer Straße mit hohem Reibungskoeffizienten μ und einer Straße mit niedrigem Reibungskoeffizienten μ;
10 eine zu unterdrückende überhöhte Reifenkraft;
11A und 11B Funktionsblockdiagramme einer zweiten Ausführungsform einer Antriebskraftsteuerungsvorrichtung;
12 ein Ablaufdiagramm eines Antriebskraftsteuerungsprogramms;
13 ein Funktionsblockdiagramm eines Steuerwertkorrekturabschnitts;
14 ein Ablaufdiagramm eines Steuerwertkorrekturprogramms; und
15 ein Kennliniendiagramm für einen zweiten unteren Grenzwert.
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Die 1A bis 10 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die 1A und 1B zeigen Funktionsblockdiagramme einer Antriebskraftsteuerungsvorrichtung. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Antriebskraftsteuerungsprogramms. 3 zeigt eine Fortsetzung des Ablaufdiagramms von 2. 4 zeigt Beispiele eines auf der Basis einer Motordrehzahl und einer Drosselklappenöffnung gesetzten Motordrehmoments. 5 zeigt ein Beispiel einer Beziehung zwischen einem Betätigungsgrad eines Beschleunigungspedals und einer Drosselklappenöffnung zum Erzeugen eines angeforderten Motordrehmoments. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen eines zusätzlichen Giermoments. 7A und 7B zeigen einen Seitenbeschleunigungs-Sättigungskoeffizienten. 8 zeigt ein Kennfeld einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Rückkopplungsverstärkung. 9 zeigt eine Differenz eines zusätzlichen Giermomentwertes zwischen einer Straße mit hohem Reibungskoeffizienten μ und einer Straße mit niedrigem Reibungskoeffizienten μ. 10 zeigt eine zu unterdrückende überhöhte Reifenkraft. In Verbindung mit der ersten Ausführungsform wird beispielhaft ein Fahrzeug mit Vierradantrieb mit einem Mitteldifferential betrachtet. In diesem Fahrzeug wird durch eine Schlupfbegrenzungsdifferentialkupplung (Anzugsmoment T_LSD) ermöglicht, dass durch das Mitteldifferential eine Längsantriebskraftverteilung auf der Basis einer Basis-Drehmomentverteilung R_{f_cd} einstellbar ist.
In den 1A und 1B bezeichnet Bezugszeichen 1 eine in einem Fahrzeug installierte Antriebskraftsteuerungsvorrichtung zum geeigneten Steuern einer Antriebskraft eines Fahrzeugs. Die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 1 ist mit einem Drosselklappenöffnungssensor 11, einem Motordrehzahlsensor 12, einem Sensor 13 zum Erfassen des Betätigungsgrades eines Beschleunigungspedals, einer Getriebesteuerungseinheit 14, einem Seitenbeschleunigungssensor 15, einem Giergeschwindigkeitssensor 16, einem Lenkradwinkelsensor 17, Radgeschwindigkeitssensoren 18 für die individuellen Räder, und einer Straßenoberflächenreibungskoeffizientschätzeinheit 19 verbunden, und empfängt von diesen Einrichtungen einen Drosselklappenöffnungsgrad θ_th, eine Motordrehzahl N_e, einen Betätigungsgrad θ_ACC eines Beschleunigungspedals, ein Hauptgetriebeübersetzungsverhältnis i, eine Turbinendrehzahl N_t eines Drehmomentwandlers, ein Anzugsmoment T_LSD einer Schlupfbegrenzungsdifferentialkupplung, eine Seitenbeschleunigung (d²y/dt²), eine Giergeschwindigkeit γ, einen Lenkradwinkel θ_H, Radgeschwindigkeiten ω_fl, ω_fr, ω_rl und ω_rr der individuellen Räder (wobei die Indizes ”fl”, ”fr”, ”rl” und ”rr” ein linkes Vorderrad, ein rechtes Vorderrad, ein linkes Hinterrad bzw. ein rechtes Hinterrad bezeichnen) und einen Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ.
Basierend auf diesen Eingangssignalen berechnet die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 1 einen geeigneten Antriebskraftwert gemäß einem nachstehend beschriebenen Antriebskraftsteuerungsprogramm und gibt den Antriebskraftwert an eine Motorsteuerungseinheit 2 aus. Die Motorsteuerungseinheit 2 gibt ein Steuersignal an eine Drosselklappensteuerungseinheit (nicht dargestellt) aus, wodurch veranlasst wird, dass ein Motor angetrieben wird, der ein Drosselklappenventil betätigt.
Wie in den 1A und 1B dargestellt ist, weist die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 1 im Wesentlichen auf:
Einen Motordrehmomentberechnungsabschnitt 1a, einen Abschnitt 1b zum Berechnen eines angeforderten Motordrehmoments, einen Getriebeausgangsdrehmomentberechnungsabschnitt 1c, einen Gesamtantriebskraftberechnungsabschnitt 1d, einen Abschnitt 1e zum Berechnen der vorderen/hinteren Bodenkraft, einen Abschnitt 1f zum Berechnen eines Lastverhältnisses für die linken Räder, einen Abschnitt 1g zum Berechnen der Bodenkraft für die individuellen Räder, einen Abschnitt 1h zum Berechnen der Längskraft für die individuellen Räder, einen Abschnitt 1i zum Berechnen einer angeforderten Seitenkraft für die individuellen Räder, einen Abschnitt 1j zum Berechnen der Seitenkraft für die individuellen Räder, einen Abschnitt 1k zum Berechnen eines Reibungskreis-Grenzwertes für die individuellen Räder, einen Abschnitt 1l zum Berechnen einer angeforderten resultierenden Reifenkraft für die individuellen Räder, einen Abschnitt 1m zum Berechnen einer resultierenden Reifenkraft für die individuellen Räder, einen Abschnitt 1n zum Berechnen einer angeforderten überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder, einen Abschnitt 1o zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder, einen Abschnitt 1p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft, einen Überdrehmomentberechnungsabschnitt 1q und einen Steuerwertberechnungsabschnitt 1r.
Der Motordrehmomentberechnungsabschnitt 1a empfängt eine Drosselklappenöffnung θ_th vom Drosselklappenöffnungssensor 11 und eine Motordrehzahl N_e vom Motordrehzahlsensor 12. Der Motordrehmomentberechnungsabschnitt 1a nimmt auf ein Kennfeld (z. B. das in 4 dargestellte Kennfeld) Bezug, das im Voraus basierend auf den Motorcharakteristiken erstellt wurde, um ein aktuell erzeugtes Motordrehmoment T_eg zu bestimmen. Der Motordrehmomentberechnungsabschnitt 1a gibt dann das bestimmte Motordrehmoment T_eg an den Getriebeausgangsdrehmomentberechnungsabschnitt 1c aus. Das Motordrehmoment T_eg kann alternativ von der Motorsteuerungseinheit 2 gelesen werden.
Der Abschnitt 1b zum Berechnen eines angeforderten Motordrehmoments empfängt einen Betätigungsgrad θ_ACC des Beschleunigungspedals vom Sensor 13 zum Erfassen des Betätigungsgrades des Beschleunigungspedals und bestimmt einen Drosselklappenöffnungagrad θ_th von einem im Voraus erstellten Kennfeld (z. B. dem in 5 dargestellten Kennfeld, das eine Beziehung zwischen θ_ACC und θ_th zeigt). Basierend auf dem Drosselklappenöffnungsgrad θ_th, bestimmt der Abschnitt 1b zum Berechnen eines angeforderten Motordrehmoments ein Motordrehmoment T_eg vom vorstehend erwähnten Kennfeld in 4 und gibt das bestimmte Motordrehmoment T_eg als ein angefordertes Motordrehmoment T_drv an den Steuerwertberechnungsabschnitt 1r aus. Das angeforderte Motordrehmoment T_drv kann alternativ gemäß einem im Voraus ermittelten Betätigungsgrad θ_ACC des Beschleunigungspedals von einem Kennfeld bestimmt oder von der Motorsteuerungseinheit 2 gelesen werden.
Der Getriebeausgangsdrehmomentberechnungsabschnitt 1c empfängt die Motordrehzahl N_e vom Motordrehzahlsensor 12, ein Hauptgetriebeübersetzungsverhältnis i und eine Turbinendrehzahl N_t eines Drehmomentwandlers von der Getriebesteuerungseinheit 14 und ein Motordrehmoment T_eg vom Motordrehmomentberechnungsabschnitt 1a.
Der Getriebeausgangsdrehmomentberechnungsabschnitt 1c berechnet ein Getriebeausgangsdrehmoment T_t beispielsweise gemäß der folgenden Gleichung (1) und gibt das berechnete Getriebeausgangsdrehmoment T_t an den Gesamtantriebskraftberechnungsabschnitt 1d und den Abschnitt 1h zum Berechnen der Längskraft für die individuellen Räder aus. T_t = T_eg·t·i (1)
Hierbei bezeichnet t ein Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers, das unter Bezug auf ein im Voraus erstelltes Kennfeld bestimmt wird, das eine Beziehung zwischen einem Drehzahlverhältnis e (= N_t/N_e) des Drehmomentwandlers und einem Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers anzeigt.
Der Gesamtantriebskraftberechnungsabschnitt 1d empfängt das Getriebeausgangsdrehmoment T_t vom Getriebeausgangsdrehmomentberechnungsabschnitt 1c.
Der Gesamtantriebskraftberechnungsabschnitt 1d berechnet eine Gesamtantriebskraft F_x beispielsweise gemäß der folgenden Gleichung (2) und gibt die berechnete Gesamtantriebskraft F_x an den Abschnitt 1e zum Berechnen der vorderen/hinteren Bodenkraft und den Abschnitt 1h zum Berechnen der Längskraft für die individuellen Räder aus. F_x = T_t·η·i_f/R_t (2)
Hierbei bezeichnen η einen Übertragungswirkungsgrad eines Antriebssystems, i_f ein Endübersetzungsverhältnis und R_t einen Reifenradius.
Der Abschnitt 1e zum Berechnen der vorderen/hinteren Bodenkraft empfängt die Gesamtantriebskraft F_x vom Gesamtantriebskraftberechnungsabschnitt 1d. Der Abschnitt 1e zum Berechnen der vorderen/hinteren Bodenkraft berechnet dann eine Vorderrad-Bodenkraft F_zf gemäß der folgenden Gleichung (3) und gibt die berechnete Vorderrad-Bodenkraft F_zf an den Abschnitt 1g zum Berechnen der Bodenkraft für die individuellen Räder und den Abschnitt 1h zum Berechnen der Längskraft für die individuellen Räder aus. Außerdem berechnet der Abschnitt 1e zum Berechnen der vorderen/hinteren Bodenkraft eine Hinterrad-Bodenkraft F_zr gemäß der folgenden Gleichung (4) und gibt die berechnete Hinterrad-Bodenkraft F_zr an den Abschnitt 1g zum Berechnen der Bodenkraft für die individuellen Räder aus. F_zf = W_f – ((m·(d²x/dt²)·h)/L) (3) F_zr = W – F_zf (4)
Hierbei bezeichnen W_f eine statische Vorderradkraft, m eine Fahrzeugmasse, (d²x/dt²) eine Längsbeschleunigung (= F_x/m), h die Höhe des Schwerpunkts, L einen Achsenabstand und W das Fahrzeuggewicht (= m·G; wobei G die Schwerebeschleunigung darstellt).
Der Abschnitt 1f zum Berechnen eines Lastverhältnisses für die linken Räder empfängt eine Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) vom Seitenbeschleunigungssensor 15. Der Abschnitt 1f zum Berechnen eines Lastverhältnisses für die linken Räder berechnet ein Lastverhältnis WR_{_l} für die linken Räder gemäß der folgenden Gleichung (5) und gibt das berechnete Lastverhältnis WR_{_l} für die linken Räder an den Abschnitt 1g zum Berechnen der Bodenkraft für die individuellen Räder, den Abschnitt 1i zum Berechnen einer angeforderten Seitenkraft für die individuellen Räder und den Abschnitt 1j zum Berechnen der Seitenkraft für die individuellen Räder aus. WR_{_l} = 0,5 – ((d²y/dt²)/G)·(h/L_tred) (5)
Hierbei bezeichnet L_tred einen mittleren Laufflächenwert der Vorder- und Hinterräder.
Der Abschnitt 1g zum Berechnen der Bodenkraft für die individuellen Räder empfängt die Vorderrad-Bodenkraft F_zf und die Hinterrad-Bodenkraft F_zr vom Abschnitt 1e zum Berechnen der vorderen/hinteren Bodenkraft und empfängt außerdem das Lastverhältnis WR_{_l} für die linken Räder vom Abschnitt 1f zum Berechnen eines Lastverhältnisses für die linken Räder. Der Abschnitt 1g zum Berechnen der Bodenkraft für die individuellen Räder berechnet eine Bodenkraft F_{zf_l} für das linke Vorderrad, eine Bodenkraft F_{zf_r} für das rechte Vorderrad, eine Bodenkraft F_{zr_l} für das linke Hinterrad und eine Bodenkraft F_{zr_r} für das rechte Hinterrad gemäß den folgenden Gleichungen (6), (7), (8) bzw. (9) und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 1k zum Berechnen eines Reibungskreis-Grenzwertes für die individuellen Räder aus. F_{zf_l} = F_zf·WR_{_l} (6) F_{zf_r} = F_zf·(1 – WR_{_l}) (7) F_{zr_l} = F_zr·WR_{_l} (8) F_{zr_r} = F_zr·(1 – WR_{_l}) (9)
Der Abschnitt 1h zum Berechnen der Längskraft für die individuellen Räder empfängt ein Anzugsmoment T_LSD der Schlupfbegrenzungsdifferentialkupplung des Mitteldifferentials von der Getriebesteuerungseinheit 14, das Getriebeausgangsdrehmoment T_t vom Getriebeausgangsdrehmomentberechnungsabschnitt 1c, die Gesamtantriebskraft F_x vom Gesamtantriebskraftberechnungsabschnitt 1d und die Vorderrad-Bodenkraft F_zf vom Abschnitt 1e zum Berechnen der vorderen/hinteren Bodenkraft. Gemäß einer nachstehend beschriebenen Prozedur berechnet der Abschnitt 1h zum Berechnen der Längskraft für die individuellen Räder eine Längskraft F_{xf_l} für das linke Vorderrad, eine Längskraft F_{xf_r} für das rechte Vorderrad, eine Längskraft F_{xr_l} für das linke Hinterrad und eine Längskraft F_{xr_r} für das rechte Hinterrad und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 1l zum Berechnen einer angeforderten resultierenden Reifenkraft für die individuellen Räder und den Abschnitt 1m zum Berechnen einer resultierenden Reifenkraft für die individuellen Räder aus.
Ein Beispiel einer Prozedur zum Berechnen der Längskraft F_{xf_l} für das linke Vorderrad, der Längskraft F_{xf_r} für das rechte Vorderrad, der Längskraft F_{xr_l} für das linke Hinterrad und der Längskraft F_{xr_r} für das rechte Hinterrad wird nachstehend beschrieben.
Zunächst wird ein Vorderrad-Lastverteilungsverhältnis W_{R_f} gemäß der folgenden Gleichung (10) berechnet. W_{R_f} = F_zf/W (10)
Dann werden ein minimales Vorderrad-Längsdrehmoment T_fmin und ein maximales Vorderrad-Längsdrehmoment T_fmax gemäß den folgenden Gleichungen (11) und (12) berechnet. T_fmin = T_t·R_{f_cd} – T_LSD (≥ 0) (11) T_fmax = T_t·R_{f_cd} + T_LSD (≥ 0) (12)
Daraufhin werden eine minimale Vorderrad-Längskraft F_xfmin und eine maximale Vorderrad-Längskraft F_xfmax gemäß den folgenden Gleichungen (13) und (14) berechnet. F_xfmin = T_fmin·η·i_f/R_t (13) F_xfmax = T_fmax·η·i_f/R_t (14)
Dann wird ein Bedingungswert auf die folgende Weise berechnet.
Wenn W_{R_f} ≤ F_xfmin/F_x ist, wird entschieden, dass das Schlupfbegrenzungsdifferentialdrehmoment an den Hinterrädern zunimmt, so dass der Bestimmungswert I auf 1 gesetzt wird.
Wenn W_{R_f} ≥ F_xfmax/F_x ist, wird entschieden, dass das Schlupfbegrenzungsdifferentialdrehmoment an den Vorderrädern zunimmt, so dass der Bestimmungswert I auf 3 gesetzt wird.
In von den vorstehenden Fällen verschiedenen Fällen wird ein Normalzustand bestätigt, so dass der Bestimmungswert I auf 2 gesetzt wird.
Gemäß dem Bestimmungswert I wird eine Vorderrad-Längskraft F_xf folgendermaßen berechnet: Wenn I = 1 ist: F_xf = T_fmin·η·i_f/R_t (15) Wenn I = 2 ist: F_xf = F_x·W_{R_f} (16) Wenn I = 3 ist: F_xf = F_fmax·η·i_f/R_t (17)
Basierend auf der gemäß Gleichung (15), (16) oder (17) berechneten Vorderrad-Längskraft F_xf wird eine Hinterrad-Längskraft F_xr gemäß der folgenden Gleichung (18) berechnet: F_xr = F_x – F_xf (18)
Unter Verwendung der Vorderrad-Längskraft F_xf und der Hinterrad-Längskraft F_xr werden die Längskraft F_{xf_l} für das linke Vorderrad, die Längskraft F_{xf_r} für das rechte Vorderrad, die Längskraft F_{xr_l} für das linke Hinterrad und die Längskraft F_{xr_r} für das rechte Hinterrad gemäß den folgenden Gleichungen (19) bis (22) berechnet: F_{xf_l} = F_xf/2 (19) F_{xf_r} = F_{xf_l} (20) F_{xr_l} = F_xr/2 (21) F_{xr_r} = F_{xr_l} (22)
Die vorstehend beschriebenen Berechnungen der Längskräfte der individuellen Räder in der ersten Ausführungsform stellen lediglich Beispiele dar und sind gemäß dem Antriebsverfahren oder dem Antriebsmechanismus des Fahrzeugs geeignet auswählbar.
Der Abschnitt 1i zum Berechnen einer angeforderten Seitenkraft für die individuellen Räder empfängt die Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) vom Seitenbeschleunigungssensor 15, eine Giergeschwindigkeit γ vom Giergeschwindigkeitssensor 16, einen Lenkradwinkel θ_H vom Lenkradwinkelsensor 17, Radgeschwindigkeiten ω_fl, ω_fr, ω_rl und ω_rr der vier Räder von den Radgeschwindigkeitssensoren 18 für die jeweiligen (vier) Räder und das Lastverhältnis WR_{_l} für die linken Räder vom Abschnitt 1f zum Berechnen eines Lastverhältnisses für die linken Räder.
Gemäß einer nachstehend beschriebenen Prozedur (d. h. gemäß dem in 6 dargestellten Ablaufdiagramm) wird ein zusätzliches Giermoment M_zθ berechnet. Basierend auf diesem zusätzlichen Giermoment wird eine angeforderte Vorderrad-Seitenkraft F_{yf_FF} gemäß der folgenden Gleichung (23) berechnet, und eine angeforderte Hinterrad-Seitenkraft F_{yr_FF} wird gemäß der folgenden Gleichung (24) berechnet. Basierend auf der angeforderten Vorderrad-Seitenkraft F_{yf_FF} und der angeforderten Hinterrad-Seitenkraft F_{yr_FF} werden eine angeforderte Seitenkraft F_{yf_l_FF} für das linke Vorderrad, eine angeforderte Seitenkraft F_{yf_r_FF} für das rechte Vorderrad, eine angeforderte Seitenkraft F_{yr_l_FF} für das linke Hinterrad und eine angeforderte Seitenkraft F_{yr_r_FF} für das rechte Hinterrad gemäß den folgenden Gleichungen (25) bis (28) berechnet und an den Abschnitt 1l zum Berechnen einer angeforderten resultierenden Reifenkraft für die individuellen Räder ausgegeben. F_{yf_FF} = M_zθ/L (23) F_{yr_FF} = (–I_z·(dγ/dt) + m·(d²y/dt²)·L_f)/L (24)
Hierbei bezeichnen I_z ein Trägheits-Giermoment des Fahrzeugs und L_f einen Abstand zwischen der Vorderachse und dem Schwerpunkt. F_{yf_l_FF} = F_{yf_FF}·WR_{_l} (25) F_{yf_r_FF} = F_{yf_FF}·(1 – WR_{_l}) (26) F_{yr_l_FF} = F_{yr_FF}·WR_{_l} (27) F_{yr_r_FF} = F_{yr_FF}·(1 – WR_{_l}) (28)
Daraufhin wird, wie in 6 dargestellt ist, das zusätzliche Giermoment M_zθ bestimmt. Zunächst wird in Schritt S201 eine Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet (z. B. V = (ω_fl + ω_fr + ω_rl + ω_rr)/4), und dann wird in Schritt S202 unter Verwendung der folgenden Gleichung (29) eine Seitenbeschleunigung/Lenkradwinkel-Verstärkung G_y berechnet: G_y = (1/(1 + A·V₂))·(V₂/L)·(1/n) (29)
Hierbei bezeichnen A einen Stabilitätsfaktor und n ein Lenkgetriebeübersetzungsverhältnis.
Daraufhin schreitet die Verarbeitung zu Schritt S203 fort, in dem auf ein Kennfeld Bezug genommen wird, das gemäß einem Wert (G_y·θ_H) im Voraus erstellt wird, der durch Multiplizieren der Seitenbeschleunigung/Lenkradwinkel-Verstärkung G_y mit dem Lenkradwinkel θ_H und der Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) erhalten wird, um einen Seitenbeschleunigungs-Sättigungskoeffizienten Kμ zu berechnen. Gemäß 7A wird dieses zum Bestimmen des Seitenbeschleunigungs-Sättigungskoeffizienten Kμ verwendete Kennfeld gemäß einem Wert (G_y·θ_H) im Voraus erstellt, der durch Multiplizieren der Seitenbeschleunigung/Lenkradwinkel-Verstärkung G_y mit dem Lenkradwinkel θ_H und der Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) erhalten wird, wobei dieser Wert mit zunehmender Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) in einem Zustand abnimmt, in dem der Lenkradwinkel θ_H größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist. Dies bedeutet, dass, wenn G_y·θ_H einen großen Wert hat, die Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) auf einer Straße mit höherem Reibungskoeffizienten μ größer ist, aber auf einer Straße mit niedrigem Reibungskoeffizienten μ tritt die Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) mit geringerer Wahrscheinlichkeit auf. Daher wird gemäß 7B ein nachstehend beschriebener Seitenbeschleunigungs-Referenzwert (d²yr/dt²) basierend darauf, dass G_y·θ_H einen großen Wert hat und die Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) einen großen Wert hat, auf einen niedrigen Wert gesetzt, wenn das Fahrzeug auf einer Straße mit hohem Reibungskoeffizienten μ fährt, so dass der Korrekturwert für das zusätzliche Giermoment M_zθ auf einen kleinen Wert gesetzt wird.
In Schritt S204 wird eine Seitenbeschleunigungsabweichungs-Rückkopplungsverstärkung K_y gemäß der folgenden Gleichung (30) berechnet: K_y = Kθ/G_y (30)
Hierbei bezeichnet Kθ eine Lenkwinkel-Rückkopplungsverstärkung, die gemäß der folgenden Gleichung (31) berechnet wird: Kθ = (L_f·K_f)/n (31)
Hierbei bezeichnet K_f eine äquivalente Kurvenkraft der Vorderachse.
Insbesondere wird die Seitenbeschleunigungsabweichungs-Rückkopplungsverstärkung K_y gemäß Gleichung (30) als Sollwert (Maximalwert) hinsichtlich des Falls bestimmt, gemäß dem das zusätzliche Giermoment M_zθ (stationärer Wert) in einem Zustand null wird, in dem die Lenkung auf einer Straße mit einem extrem niedrigen Reibungskoeffizienten μ absolut unwirksam ist (γ = 0, (d²y/dt²) = 0)
Anschließend wird in Schritt S205 ein Seitenbeschleunigungs-Referenzwert (d²yr/dt²) gemäß der folgenden Gleichung (32) berechnet: (d²yr/dt²) = Kμ·G_y·(1/(1 + T_y·s))·θ_H (32)
Hierbei bezeichnen s einen Differentialoperator und T_y eine Verzögerungszeitkonstante erster Ordnung der Seitenbeschleunigung. Die Verzögerungszeitkonstante T_y erster Ordnung wird beispielsweise gemäß der folgenden Gleichung (33) mit einer durch K_r bezeichneten äquivalenten Kurvenkraft der hinteren Achse berechnet. T_y = I_z/(L·K_r) (33)
In Schritt S206 wird eine Seitenbeschleunigungsabweichung (d²ye/dt²) gemäß der folgenden Gleichung (34) berechnet: (d²ye/dt²) = (d²y/dt²) – (d²yr/dt²) (34)
Anschließend wird in Schritt S207 eine Giergeschwindigkeit/Lenkradwinkel-Verstärkung Gγ gemäß der folgenden Gleichung (35) berechnet. Gγ = (1/(1 + A·V₂))·(V/L)·(1/n) (35)
In Schritt S208 wird eine Giergeschwindigkeits-Rückkopplungsverstärkung Kγ gemäß der folgenden Gleichung (36) hinsichtlich eines Falls berechnet, in dem beispielsweise das zusätzliche Giermoment M_zθ (stationärer Wert) während einer Fahrt mit Haftung (wenn (d²ye/dt²) = 0 ist) den Wert null annimmt. Kγ = Kθ/Gγ (36)
In Schritt S209 wird eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Rückkopplungsverstärkung K_v auf der Basis eines im Voraus erstellten Kennfeldes berechnet. Dieses Kennfeld wird derart erstellt, dass ein unerwünschtes zusätzliches Giermoment M_zθ in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich vermieden wird, wie beispielsweise in 8 dargestellt ist. In 8 bezeichnet V_c1 beispielsweise eine Geschwindigkeit von 40 km/h.
In Schritt S210 wird ein zusätzliches Giermoment M_zθ gemäß der folgenden Gleichung (37) berechnet: M_zθ = K_v·(–Kγ·γ + K_y·(d²ye/dt²) + Kθ·θ_H) (37)
In Gleichung (37) entsprechen der Ausdruck –Kγ·γ einem einer Giergeschwindigkeit γ entsprechenden Giermoment, der Ausdruck Kθ·θ_H einem einem Lenkradwinkel θ_H entsprechenden Giermoment und der Ausdruck K_y·(d²ye/dt²) einem Giermoment-Korrekturwert. Daher nimmt, wenn das Fahrzeug mit einer großen Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) auf einer Straße mit hohem Reibungskoeffizienten μ fährt, wie in 9 dargestellt ist, das zusätzliche Giermoment M_zθ ebenfalls einen großen Wert an, wodurch das Fahrverhalten verbessert wird. Andererseits wird, wenn das Fahrzeug auf einer Straße mit niedrigem Reibungskoeffizienten μ fährt, verhindert, dass das zusätzliche Giermoment M_zθ zunimmt, weil das zusätzliche Giermoment M_zθ durch die Wirkung des Korrekturwertes vermindert wird, so dass ein stabiles Fahrverhalten gewährleistet wird.
Der Abschnitt 1j zum Berechnen der Seitenkraft für die individuellen Räder empfängt die Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) vom Seitenbeschleunigungssensor 15, die Giergeschwindigkeit γ vom Giergeschwindigkeitssensor 16 und das Lastverhältnis WR_{_l} für die linken Räder vom Abschnitt 1f zum Berechnen eines Lastverhältnisses für die linken Räder. Dann berechnet der Abschnitt 1j zum Berechnen der Seitenkraft für die individuellen Räder eine Vorderrad-Seitenkraft F_{yf_FB} und eine Hinterrad-Seitenkraft F_{yr_FB} gemäß den folgenden Gleichungen (38) bzw. (39). Basierend auf der Vorderrad-Seitenkraft F_{yf_FB} und der Hinterrad-Seitenkraft F_{yr_FB} berechnet der Abschnitt 1j zum Berechnen der Seitenkraft für die individuellen Räder eine Seitenkraft F_{yf_l_FB} für das linke Vorderrad, eine Seitenkraft F_{yf_r_FB} für das rechte Vorderrad, eine Seitenkraft F_{yr_l_FB} für das linke Hinterrad und eine Seitenkraft F_{yr_r_FB} für das rechte Hinterrad gemäß den folgenden Gleichungen (40) bis (43) und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 1m zum Berechnen einer resultierenden Reifenkraft für die individuellen Räder aus. F_{yf_FB} = (I_z·(dγ/dt) + m·(d²y/dt²)·L_r)/L (38) F_{yr_FB} = (–I_z·(dγ/dt) + m·(d²y/dt²)·L_f)/L (39)
Hierbei bezeichnet L_r einen Abstand zwischen der Hinterachse und dem Schwerpunkt. F_{yf_l_FB} = F_{yf_FB}·WR_{_l} (40) F_{yf_r_FB} = F_{yf_FB}·(1 – WR_{_l}) (41) F_{yr_l_FB} = F_{yr_FB}·WR_{_l} (42) F_{yr_r_FB} = F_{yr_FB}·(1 – WR_{_l}) (43)
Der Abschnitt 1k zum Berechnen eines Reibungskreis-Grenzwertes für die individuellen Räder empfängt einen Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ von der Straßenoberflächenreibungskoeffizientenschätzeinheit 19, und die Bodenkraft F_{zf_l} für das linke Vorderrad, die Bodenkraft F_{zf_r} für das rechte Vorderrad, die Bodenkraft F_{zr_l} für das linke Hinterrad und die Bodenkraft F_{zr_r} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 1g zum Berechnen der Bodenkraft für die individuellen Räder.
Dann berechnet der Abschnitt 1k zum Berechnen eines Reibungskreis-Grenzwertes für die individuellen Räder einen Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfl für das linke Vorderrad, einen Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfr für das rechte Vorderrad, einen Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrl für das linke Hinterrad und einen Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrr für das rechte Hinterrad gemäß den folgenden Gleichungen (44) bis (47) und gibt die berechneten Werte an den Abschnitt 1n zum Berechnen einer angeforderten überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder und den Abschnitt 1o zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder aus. D. h., der Abschnitt 1k zum Berechnen eines Reibungskreis-Grenzwertes für die individuellen Räder bildet eine Reibungskreis-Grenzwert-Setzeinrichtung. μ_F_zfl = μ·F_{zf_l} (44) μ_F_zfr = μ·F_{zf_r} (45) μ_F_zrl = μ·F_{zr_l} (46) μ_F_zrr = μ·F_{zr_r} (47)
Der Abschnitt 1l zum Berechnen einer angeforderten resultierenden Reifenkraft für die individuellen Räder empfängt die Längskraft F_{xf_l} für das linke Vorderrad, die Längskraft F_{xf_r} für das rechte Vorderrad, die Längskraft F_{xr_l} für das linke Hinterrad und die Längskraft F_{xr_r} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 1h zum Berechnen der Längskraft für die individuellen Räder und empfängt außerdem die angeforderte Seitenkraft F_{yf_l_FF} für das linke Vorderrad, die angeforderte Seitenkraft F_{yf_r_FF} für das rechte Vorderrad, die angeforderte Seitenkraft F_{yr_l_FF} für das linke Hinterrad und die angeforderte Seitenkraft F_{yr_r_FF} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 1i zum Berechnen einer angeforderten Seitenkraft für die individuellen Räder. Der Abschnitt 1l zum Berechnen einer angeforderten resultierenden Reifenkraft für die individuellen Räder berechnet eine angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_fl_FF} für das linke Vorderrad, eine angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_fr_FF} für das rechte Vorderrad, eine angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_rl_FF} für das linke Hinterrad und eine angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_rr_FF} für das rechte Hinterrad gemäß den folgenden Gleichungen (48) bis (51) und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 1n zum Berechnen einer angeforderten überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder aus. D. h., der Abschnitt 1l zum Berechnen einer angeforderten resultierenden Reifenkraft für die individuellen Räder bildet eine Einrichtung zum Schätzen einer ersten Reifenkraft. F_{_fl_FF} = (F_{xf_l} ² + F_{yf_l_FF} ²)^1/2 (48) F_{_fr_FF} = (F_{xf_r} ² + F_{yf_r_FF} ²)^1/2 (49) F_{_rl_FF} = (F_{xr_l} ² + F_{yr_l_FF} ²)^1/2 (50) F_{_rr_FF} = (F_{xr_r} ² + F_{yr_r_FF} ²)^1/2 (51)
Der Abschnitt 1m zum Berechnen einer resultierenden Reifenkraft für die individuellen Räder empfängt die Längskraft F_{xf_l} für das linke Vorderrad, die Längskraft F_{xf_r} für das rechte Vorderrad, die Längskraft F_{xr_l} für das linke Hinterrad und die Längskraft F_{xr_r} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 1h zum Berechnen der Längskraft für die individuellen Räder und empfängt außerdem die Seitenkraft F_{yf_l_FB} für das linke Vorderrad, die Seitenkraft F_{yf_r_FB} für das rechte Vorderrad, die Seitenkraft F_{yr_l_FB} für das linke Hinterrad und die Seitenkraft F_{yr_r_FB} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 1j zum Berechnen der Seitenkraft für die individuellen Räder. Der Abschnitt 1m zum Berechnen einer resultierenden Reifenkraft für die individuellen Räder berechnet eine resultierende Reifenkraft F_{_fl_FB} für das linke Vorderrad, eine resultierende Reifenkraft F_{_fr_FB} für das rechte Vorderrad, eine resultierende Reifenkraft F_{_rl_FB} für das linke Hinterrad und eine resultierende Reifenkraft F_{_rr_FB} für das rechte Hinterrad gemäß den folgenden Gleichungen (52) bis (55) und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 1o zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder aus. D. h., der Abschnitt 1m zum Berechnen einer resultierenden Reifenkraft für die individuellen Räder bildet eine Einrichtung zum Schätzen einer zweiten Reifenkraft. F_{_fl_FB} = (F_{xf_l} ² + F_{yf_l_FB} ²)^1/2 (52) F_{_fr_FB} = (F_{xf_r} ² + F_{yf_r_FB} ²)^1/2 (53) F_{_rl_FB} = (F_{xr_l} ² + F_{yr_l_FB} ²)^1/2 (54) F_{_rr_FB} = (F_{xr_r} ² + F_{yr_r_FB} ²)^1/2 (55)
Der Abschnitt 1n zum Berechnen einer angeforderten überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder empfängt den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfl für das linke Vorderrad, den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfr für das rechte Vorderrad, den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrl für das linke Hinterrad und den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrr für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 1k zum Berechnen eines Reibungskreis-Grenzwertes für die individuellen Räder, und empfängt außerdem die angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_fl_FF} für das linke Vorderrad, die angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_fr_FF} für das rechte Vorderrad, die angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_r1_FF} für das linke Hinterrad und die angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_rr_FF} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 1l zum Berechnen einer angeforderten resultierenden Reifenkraft für die individuellen Räder. Daraufhin berechnet der Abschnitt 1n zum Berechnen einer angeforderten überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fl_FF} für das linke Vorderrad, eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fr_FF} für das rechte Vorderrad, eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_r1_FF} für das linke Hinterrad und eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rr_FF} für das rechte Hinterrad gemäß den folgenden Gleichungen (56) bis (59) und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 1p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft aus. D. h., der Abschnitt 1n zum Berechnen einer angeforderten überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder bildet eine Einrichtung zum Schätzen einer ersten überhöhten Reifenkraft. ΔF_{_fl_FF} = F_{_fl_FF} – μ_F_zfl (56) ΔF_{_fr_FF} = F_{_fr_FF} – μ_F_zfr (57) ΔF_{_rl_FF} = F_{_rl_FF} – μ_F_zrl (58) ΔF_{_rr_FF} = F_{_rr_FF} – μ_F_zrr (59)
Der Abschnitt 1o zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder empfängt den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfl für das linke Vorderrad, den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfr für das rechte Vorderrad, den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrl für das linke Hinterrad und den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrr für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 1k zum Berechnen eines Reibungskreis-Grenzwertes für die individuellen Räder und empfängt außerdem die resultierende Reifenkraft F_{_fl_FB} für das linke Vorderrad, die resultierende Reifenkraft F_{_fr_FB} für das rechte Vorderrad, die resultierende Reifenkraft F_{_rl_FB} für das linke Hinterrad und die resultierende Reifenkraft F_{_rr_FB} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 1m zum Berechnen einer resultierenden Reifenkraft für die individuellen Räder. Daraufhin berechnet der Abschnitt 1o zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fl_FB} für das linke Vorderrad, eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fr_FB} für das rechte Vorderrad, eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rl_FB} für das linke Hinterrad und eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rr_FB} für das rechte Hinterrad gemäß den folgenden Gleichungen (60) bis (63) und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 1p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft aus. D. h., der Abschnitt 1o zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder bildet eine Einrichtung zum Schätzen einer zweiten überhöhten Reifenkraft. ΔF_{_fl_FB} = F_{_fl_FB} – μ_F_zfl (60) ΔF_{_fr_FB} = F_{_fr_FB} – μ_F_zfr (61) ΔF_{_rl_FB} = F_{_rl_FB} – μ_F_zrl (62) ΔF_{_rr_FB} = F_{_rr_FB} – μ_F_zrr (63)
Der Abschnitt 1p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft empfängt die angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fl_FF} für das linke Vorderrad, die angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fr_FF} für das rechte Vorderrad, die angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rl_FF} für das linke Hinterrad und die angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rr_FF} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 1n zum Berechnen einer angeforderten überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder und empfängt außerdem die überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fl_FB} für das linke Vorderrad, die überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fr_FB} für das rechte Vorderrad, die überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rl_FB} für das linke Hinterrad und die überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rr_FB} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 1o zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder. Der Abschnitt 1p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft vergleicht dann einen Gesamtwert der angeforderten überhöhten Reifenkräfte ΔF_{_fl_FF}, ΔF_{_fr_FF}, ΔF_{_rl_FF} und ΔF_{_rr_FF} mit einem Gesamtwert der überhöhten Reifenkräfte ΔF_{_fl_FB}, ΔF_{_fr_FB}, ΔF_{_rl_FB} und ΔF_{_rr_FB} und setzt den größeren dieser beiden Werte als überhöhte Reifenkraft F_over. F_over = MAX((ΔF_{_fl_FF} + ΔF_{_fr_FF} + ΔF_{_rl_FF} + ΔF_{_rr_FF}), (ΔF_{_fl_FB} + ΔF_{_fr_FB} + ΔF_{_rl_FB} + ΔF_{_rr_FB})) (64)
Der Überdrehmomentberechnungsabschnitt 1q empfängt die Motordrehzahl N_e vom Motordrehzahlsensor 12, das Hauptgetriebeübersetzungsverhältnis i und die Turbinendrehzahl N_t des Drehmomentwandlers von der Getriebesteuerungseinheit 14 und die überhöhte Reifenkraft F_over vom Abschnitt 1p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft. Der Überdrehmomentberechnungsabschnitt 1q berechnet ein Überdrehmoment T_over gemäß der folgenden Gleichung (65) und gibt den berechneten Wert an den Steuerwertberechnungsabschnitt 1r aus. T_over = F_over·R_t/(t·i·η·i_f) (65)
Der Steuerwertberechnungsabschnitt 1r empfängt das angeforderte Motordrehmoment T_drv vom Abschnitt 1b zum Berechnen eines angeforderten Motordrehmoments und empfängt außerdem den Überdrehmomentwert T_over vom Überdrehmomentberechnungsabschnitt 1q. Der Steuerwertberechnungsabschnitt 1r berechnet einen Steuerwert T_req gemäß dem folgenden Ausdruck (66) und gibt den berechneten Wert an die Motorsteuerungseinheit 2 aus. T_req = T_drv – T_over (66)
Daher bilden in der ersten Ausführungsform der Abschnitt 1p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft, der Überdrehmomentberechnungsabschnitt 1q und der Steuerwertberechnungsabschnitt 1r eine Antriebskraftkorrektureinrichtung zum Korrigieren einer durch einen Fahrer angeforderten Antriebskraft.
Nachstehend wird ein durch die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 1 ausgeführtes Antriebskraftsteuerungsprogramm unter Bezug auf die in den 2 und 3 dargestellten Ablaufdiagramme beschrieben.
In Schritt S101 werden erforderliche Parameter gelesen, z. B. ein Drosselklappenöffnungsgrad θ_th, eine Motordrehzahl N_e, ein Betätigungsgrad θ_ACC des Beschleunigungspedals, ein Hauptgetriebeübersetzungsverhältnis i, eine Turbinendrehzahl N_t eines Drehmomentwandlers, ein Anzugsdrehmoment T_LSD einer Schlupfbegrenzungsdifferentialkupplung, eine Seitenbeschleunigung (d²y/dt²), eine Giergeschwindigkeit γ, ein Lenkradwinkel θ_H, Radgeschwindigkeiten ω_fl, ω_fr, ω_rl und ω_rr der individuellen Räder und ein Straßenoberflächenreibungskoeffizient μ.
In Schritt S102 nimmt der Motordrehmomentberechnungsabschnitt 1a auf ein Kennfeld Bezug (z. B. auf das in 4 dargestellte Kennfeld), das basierend auf Motorcharakteristiken im Voraus erstellt wurde, um ein aktuell erzeugtes Motordrehmoment T_eg zu bestimmen.
In Schritt S103 bestimmt der Abschnitt 1b zum Berechnen eines angeforderten Motordrehmoments einen Drosselklappenöffnungsgrad θ_th basierend auf einem im Voraus erstellten Kennfeld (z. B. dem in 5 dargestellten Kennfeld, das eine Beziehung zwischen θ_ACC und θ_th zeigt).
Basierend auf dem Drosselklappenöffnungsgrad θ_th bestimmt der Abschnitt 1b zum Berechnen eines angeforderten Motordrehmoments ein Motordrehmoment T_eg basierend auf dem in 4 dargestellten Kennfeld.
In Schritt S104 berechnet der Getriebeausgangsdrehmomentberechnungsabschnitt 1c ein Getriebeausgangsdrehmoment T_t gemäß der vorstehenden Gleichung (1).
In Schritt S105 berechnet der Gesamtantriebskraftberechnungsabschnitt 1d eine Gesamtantriebskraft F_x gemäß der vorstehenden Gleichung (2).
In Schritt S106 berechnet der Abschnitt 1e zum Berechnen der vorderen/hinteren Bodenkraft eine Vorderrad-Bodenkraft F_zf gemäß Gleichung (3) und eine Hinterrad-Bodenkraft F_zr gemäß Gleichung (4).
In Schritt S107 berechnet der Abschnitt 1f zum Berechnen eines Lastverhältnisses für die linken Räder ein Lastverhältnis WR_{_l} für die linken Räder gemäß Gleichung (5).
In Schritt S108 berechnet der Abschnitt 1g zum Berechnen der Bodenkraft für die individuellen Räder eine Bodenkraft F_{zf_l} für das linke Vorderrad, eine Bodenkraft F_{zf_r} für das rechte Vorderrad, eine Bodenkraft F_{zr_l} für das linke Hinterrad und eine Bodenkraft F_{zr_r} für das rechte Hinterrad gemäß den Gleichungen (6), (7), (8) bzw. (9).
In Schritt S109 berechnet der Abschnitt 1h zum Berechnen der Längskraft für die individuellen Räder eine Längskraft F_{xf_l} für das linke Vorderrad, eine Längskraft F_{xf_r} für das rechte Vorderrad, eine Längskraft F_{xr_l} für das linke Hinterrad und eine Längskraft F_{xr_r} für das rechte Hinterrad gemäß den Gleichungen (19) bis (22). Anschließend berechnet der Abschnitt 1i zum Berechnen einer angeforderten Seitenkraft für die individuellen Räder in Schritt S110 eine angeforderte Seitenkraft F_{yf_l_FF} für das linke Vorderrad, eine angeforderte Seitenkraft F_{yf_r_FF} für das rechte Vorderrad, eine angeforderte Seitenkraft F_{yr_l_FF} für das linke Hinterrad und eine angeforderte Seitenkraft F_{yr_r_FF} für das rechte Hinterrad gemäß den Gleichungen (25) bis (28).
In Schritt S111 berechnet der Abschnitt 1j zum Berechnen der Seitenkraft für die individuellen Räder eine Seitenkraft F_{yf_l_FB} für das linke Vorderrad, eine Seitenkraft F_{yf_r_FB} für das rechte Vorderrad, eine Seitenkraft F_{yr_l_FB} für das linke Hinterrad und eine Seitenkraft F_{yr_r_FB} für das rechte Hinterrad gemäß den Gleichungen (40) bis (43).
In Schritt S112 berechnet der Abschnitt 1k zum Berechnen eines Reibungskreis-Grenzwertes für die individuellen Räder einen Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfl für das linke Vorderrad, einen Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfr für das rechte Vorderrad, einen Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrl für das linke Hinterrad und einen Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrr für das rechte Hinterrad gemäß den Gleichungen (44) bis (47).
In Schritt S113 berechnet der Abschnitt 1l zum Berechnen einer angeforderten resultierenden Reifenkraft für die individuellen Räder eine angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_fl_FF} für das linke Vorderrad, eine angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_fr_FF} für das rechte Vorderrad, eine angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_rl_FF} für das linke Hinterrad und eine angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_rr_FF} für das rechte Hinterrad gemäß den Gleichungen (48) bis (51).
In Schritt S114 berechnet der Abschnitt 1m zum Berechnen einer resultierenden Reifenkraft für die individuellen Räder eine resultierende Reifenkraft F_{_fl_FB} für das linke Vorderrad, eine resultierende Reifenkraft F_{_fr_FB} für das rechte Vorderrad, eine resultierende Reifenkraft F_{_rl_FB} für das linke Hinterrad und eine resultierende Reifenkraft F_{_rr_FB} für das rechte Hinterrad gemäß den Gleichungen (52) bis (55).
In Schritt S115 berechnet der Abschnitt 1n zum Berechnen einer angeforderten überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fl_FF} für das linke Vorderrad, eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fr_FF} für das rechte Vorderrad, eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rl_FF} für das linke Hinterrad und eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rr_FF} für das rechte Hinterrad gemäß den Gleichungen (56) bis (59).
In Schritt S116 berechnet der Abschnitt 1o zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fl_FB} für das linke Vorderrad, eine resultierende überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fr_FB} für das rechte Vorderrad, eine resultierende überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rl_FB} für das linke Hinterrad und eine resultierende überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rr_FB} für das rechte Hinterrad gemäß den Gleichungen (60) bis (63).
In Schritt S117 berechnet der Abschnitt 1p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft eine überhöhte Reifenkraft F_over gemäß Gleichung (64).
In Schritt S118 berechnet der Überdrehmomentberechnungsabschnitt 1q ein Überdrehmoment T_over gemäß Gleichung (65).
In Schritt S119 berechnet der Steuerwertberechnungsabschnitt 1r einen Steuerwert T_req gemäß Gleichung (66) und gibt den berechneten Wert an die Motorsteuerungseinheit 2 aus. Schließlich verlässt das Programm die Routine.
In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Drehmomentwert, bei dem eine basierend auf einer Anforderung durch den Fahrer an jedem Rad zu erzeugende Reifenkraft einen Reibungskreis-Grenzwert überschreitet, mit einem Drehmomentwert verglichen, bei dem eine aktuell am Rad erzeugte Reifenkraft den Reibungskreis-Grenzwert überschreitet, und die Antriebskraft wird durch Subtrahieren des größeren der beiden Werte von der durch den Fahrer angeforderten Antriebskraft korrigiert. Dadurch kann ein Überdrehmoment nicht nur gegenwärtig, sondern auch in Zukunft angemessen korrigiert werden, so dass eine geeignete Steuerung zum Verhindern eines Über- und eines Untersteuerungszustands implementiert werden kann. Dadurch können die Haftungskräfte der Reifen geeignet aufrechterhalten werden, so dass die Fahrstabilität des Fahrzeugs verbessert werden kann.
Weil der von der durch den Fahrer angeforderten Antriebskraft zu subtrahierende Korrekturwert einfach ein Drehmomentwert ist, bei dem eine Reibungskraft den Reibungskreis-Grenzwert überschreitet, wird eine plötzliche Verminderung der Antriebskraft in der Längsrichtung verhindert. Dadurch wird verhindert, dass der Fahrer ein unangenehmes Gefühl oder ein unbefriedigendes Gefühl aufgrund einer mangelnden Beschleunigung empfindet (d. h., die Antriebskraft wird in 10 nur um den Betrag F_xa vermindert).
Alternativ können die Haftungskräfte der Reifen durch geeignetes Vermindern der Antriebskraft in Längsrichtung aufrechterhalten werden (d. h., die Antriebskraft kann in 10 nur um den Betrag F_xb vermindert werden). In diesem Fall wird die Steuerung durch Hinzufügen von durch gestrichelte Linien in 1A und 1B dargestellte Signalleitungen und Ändern der durch den Abschnitt 1n zum Berechnen einer angeforderten überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder und den Abschnitt 1o zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder ausgeführten Berechnungen in der folgenden Weise realisiert.
Der Abschnitt 1n zum Berechnen einer angeforderten überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder empfängt den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfl für das linke Vorderrad, den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfr für das rechte Vorderrad, den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrl für das linke Hinterrad und den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrr für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 1k zum Berechnen eines Reibungskreis-Grenzwertes für die individuellen Räder, empfängt die angeforderte Seitenkraft F_{yf_l_FF} für das linke Vorderrad, die angeforderte Seitenkraft F_{yf_r_FF} für das rechte Vorderrad, die angeforderte Seitenkraft F_{yr_l_FF} für das linke Hinterrad und die angeforderte Seitenkraft F_{yr_r_FF} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 1i zum Berechnen einer angeforderten Seitenkraft für die individuellen Räder und empfängt die Längskraft F_{xf_l} für das linke Vorderrad, die Längskraft F_{xf_r} für das rechte Vorderrad, die Längskraft F_{xr_l} für das linke Hinterrad und die Längskraft F_{xr_r} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 1h zum Berechnen der Längskraft für die individuellen Räder.
Der Abschnitt 1n zum Berechnen einer angeforderten überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder berechnet eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fl_FF} für das linke Vorderrad, eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fr_FF} für das rechte Vorderrad, eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rl_FF} für das linke Hinterrad und eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rr_FF} für das rechte Hinterrad gemäß den folgenden Gleichungen (67) bis (70) und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 1p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft aus. ΔF_{_fl_FF} = F_{xf_l} – (μ_F_zfl ² – F_{yf_l_FF} ²)1/2 (67) ΔF_{_fr_FF} = F_{xf_r} – (μ_F_zfr ² – F_{yf_r_FF} ²)^1/2 (68) ΔF_{_rl_FF} = F_{xr_l} – (μ_F_zrl ² – F_{yr_l_FF} ²)^1/2 (69) ΔF_{_rr_FF} = F_{xr_r} – (μ_F_zrr ² – F_{yr_r_FF} ²)^1/2 (70)
Der Abschnitt 1o zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder empfängt den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfl für das linke Vorderrad, den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfr für das rechte Vorderrad, den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrl für das linke Hinterrad und den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrr für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 1k zum Berechnen eines Reibungskreis-Grenzwertes für die individuellen Räder, empfängt die Seitenkraft F_{yf_l_FB} für das linke Vorderrad, die Seitenkraft F_{yf_r_FB} für das rechte Vorderrad, die Seitenkraft F_{yr_l_FB} für das linke Hinterrad und die Seitenkraft F_{yr_r_FB} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 1j zum Berechnen der Seitenkraft für die individuellen Räder und empfängt die Längskraft F_{xf_l} für das linke Vorderrad, die Längskraft F_{xf_r} für das rechte Vorderrad, die Längskraft F_{xr_l} für das linke Hinterrad und die Längskraft F_{xr_r} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 1h zum Berechnen der Längskraft für die individuellen Räder.
Der Abschnitt 1o zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder berechnet eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fl_FB} für das linke Vorderrad, eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fr_FB} für das rechte Vorderrad, eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rl_FB} für das linke Hinterrad und eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rr_FB} für das rechte Hinterrad gemäß den folgenden Gleichungen (71) bis (74) und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 1p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft aus. ΔF_{_fl_FB} = F_{xf_l} – (μ_F_zfl ² – F_{yf_l_FB} ²)^1/2 (71) ΔF_{_fr_FB} = F_{xf_r} – (μ_F_zfr ² – F_{yf_r_FB} ²)^1/2 (72) ΔF_{_rl_FB} = F_{xr_l} – (μ_F_zrl ² – F_{yr_l_FB} ²)^1/2 (73) ΔF_{_rr_FB} = F_{xr_r} – (μ_F_zrr ² – F_{yr_r_FB} ²)^1/2 (74)
Zweite Ausführungsform
Die 11A bis 15 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die 11A und 11B zeigen Funktionsblockdiagramme einer zweiten Ausführungsform einer Antriebskraftsteuerungsvorrichtung. 12 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Antriebskraftsteuerungsprogramms. 13 zeigt ein Funktionsblockdiagramm eines Steuerwertkorrekturabschnitts. 14 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Steuerwertkorrekturprogramms. 15 zeigt ein Kennliniendiagramm für einen zweiten unteren Grenzwert.
Gemäß den 11A und 11B weist die zweite Ausführungsform der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 100 zusätzlich zu den Komponenten, die mit der ersten Ausführungsform der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung verbunden sind, einen damit verbundenen Neigungswinkelsensor 20 auf, der als Straßenneigungserfassungseinrichtung dient. Außerdem weist die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 100 einen Steuerwertkorrekturabschnitt 1s auf. Daher weist die Antriebskraftkorrektureinrichtung, die durch den Abschnitt 1p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft, den Überdrehmomentberechnungsabschnitt 1q und den Steuerwertberechnungsabschnitt 1r gebildet wird, zusätzlich den Steuerwertkorrekturabschnitt 1s auf und bestimmt einen unteren Grenzwert einer Antriebskraft auf der Basis einer Straßenneigung, um eine Korrektur des unteren Antriebskraft-Grenzwertes auszuführen.
Komponenten und Abschnitte der zweiten Ausführungsform, die die gleichen Konfigurationen und Funktionen haben wie diejenigen der ersten Ausführungsform der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung, sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht näher beschrieben. Ähnlicherweise sind in der zweiten Ausführungsform ausgeführte Steuerprogramme und Schritte, die denjenigen der ersten Ausführungsform der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht näher beschrieben.
Der Steuerwertkorrekturabschnitt 1s empfängt eine Motordrehzahl N_e vom Motordrehzahlsensor 12, einen Betätigungsgrad θ_ACC des Beschleunigungspedals vom Sensor 13 zum Erfassen des Betätigungsgrads des Beschleunigungspedals, ein Hauptgetriebeübersetzungsverhältnis i und eine Turbinendrehzahl N_t des Drehzahlwandlers von der Getriebesteuerungseinheit 14, eine Straßenneigung θ_SL vom Neigungswinkelsensor 20 und einen Steuerwert T_req vom Steuerwertberechnungsabschnitt 1r. Basierend auf einem nachstehend beschriebenen Steuerwertkorrekturprogramm korrigiert der Steuerwertkorrekturabschnitt 1s den Steuerwert T_req und gibt den korrigierten Steuerwert T_req an die Motorsteuerungseinheit 2 aus. Der Steuerwertkorrekturabschnitt 1s wird nachstehend ausführlicher beschrieben.
Gemäß 13 weist der Steuerwertkorrekturabschnitt 1s im Wesentlichen einen Abschnitt 30a zum Berechnen eines momentanen Gesamtübersetzungsverhältnisses, einen Abschnitt 30b zum Setzen eines ersten unteren Grenzwertes, einen Abschnitt 30c zum Setzen eines zweiten unteren Grenzwertes und einen Abschnitt 30d zum Verarbeiten eines unteren Grenzwertes des Steuerwertes auf.
Der Abschnitt 30a zum Berechnen eines momentanen Gesamtübersetzungsverhältnisses empfängt die Motordrehzahl N_e vom Motordrehzahlsensor 12 und das Hauptgetriebeübersetzungsverhältnis i und die Turbinendrehzahl N_t des Drehmomentwandlers von der Getriebesteuerungseinheit 14. Wie vorstehend unter Bezug auf den Getriebeausgangsdrehmomentberechnungsabschnitt 1c beschrieben wurde, berechnet der Abschnitt 30a zum Berechnen eines momentanen Gesamtübersetzungsverhältnisses ein momentanes Gesamtübersetzungsverhältnis G_rmoment (= t·i) durch Multiplizieren eines Drehmomentverhältnisses t des Drehmomentwandlers mit dem Hauptgetriebeübersetzungsverhältnis i und gibt den berechneten Wert an den Abschnitt 30b zum Setzen eines ersten unteren Grenzwertes aus (das Drehmomentverhältnis t wird unter Bezug auf ein im Voraus erstelltes Kennfeld bestimmt, das eine Beziehung zwischen einer Drehzahl (= N_t/N_e) des Drehmomentwandlers und einem Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers anzeigt).
Der Abschnitt 30b zum Setzen eines ersten unteren Grenzwertes empfängt die Straßenneigung θ_SL vom Neigungswinkelsensor 20 und das momentane Gesamtübersetzungsverhältnis G_rmoment vom Abschnitt 30a zum Berechnen eines momentanen Gesamtübersetzungsverhältnisses. Der Abschnitt 30b zum Setzen eines ersten unteren Grenzwertes bestimmt einen ersten unteren Grenzwert T_min1 durch Berechnen eines unteren Grenzwertes des vom Steuerwertberechnungsabschnitt 1r erhaltenen Steuerwertes T_req auf der Basis der Straßenneigung θ_SL unter Verwendung der folgenden Gleichung (75) und gibt den ersten unteren Grenzwert T_min1 an den Abschnitt 30d zum Verarbeiten eines unteren Grenzwertes des Steuerwertes aus. T_min1 = sin(θ_SL)·W·R_t/(G_rmoment·i_f) + 50 (75)
D. h., in Gleichung (75) nimmt der erste untere Grenzwert T_min1 des Steuerwertes T_req gemäß der Straßenneigung θ_SL zu.
Der Abschnitt 30c zum Setzen eines zweiten unteren Grenzwertes empfängt den Betätigungsgrad θ_ACC des Beschleunigungspedals vom Sensor 13 zum Erfassen des Betätigungsgrad des Beschleunigungspedals. Der Abschnitt 30c zum Setzen eines zweiten unteren Grenzwertes setzt unter Bezug auf ein beispielsweise in 15 dargestelltes, im Voraus erstelltes Kennfeld einen unteren Grenzwert des vom Steuerwertberechnungsabschnitt 1r erhaltenen Steuerwertes T_req als zweiten unteren Grenzwert T_min2 und gibt den zweiten unteren Grenzwert T_min2 an den Abschnitt 30d zum Verarbeiten eines unteren Grenzwertes des Steuerwertes aus.
Der Abschnitt 30d zum Verarbeiten eines unteren Grenzwertes des Steuerwertes empfängt die Straßenneigung θ_SL vom Neigungswinkelsensor 20, den Steuerwert T_req vom Steuerwertberechnungsabschnitt 1r, den ersten unteren Grenzwert T_min1 vom Abschnitt 30b zum Setzen eines ersten unteren Grenzwertes und den zweiten unteren Grenzwert T_min2 vom Abschnitt 30c zum Setzen eines zweiten unteren Grenzwertes. Obwohl der Abschnitt 30d zum Verarbeiten eines unteren Grenzwertes des Steuerwertes im Allgemeinen eine Verarbeitung des unteren Grenzwertes des Steuerwertes T_req unter Verwendung des ersten unteren Grenzwertes T_min1 ausführt (d. h. den Steuerwert T_req auf einen Wert setzt, der größer oder gleich dem unteren Grenzwert ist), bestimmt der Abschnitt 30d zum Verarbeiten eines unteren Grenzwertes des Steuerwertes, dass es auch schwierig ist, den ersten unteren Grenzwert T_min1 zu bestimmen, wenn die Straßenneigung θ_SL nicht erhalten werden kann. In diesem Fall führt der Abschnitt 30d zum Verarbeiten eines unteren Grenzwertes des Steuerwertes die Verarbeitung des unteren Grenzwertes des Steuerwertes T_req unter Verwendung des zweiten unteren Grenzwertes T_min2 aus und gibt den zweiten unteren Grenzwert T_min2 an die Motorsteuerungseinheit 2 aus.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist der Steuerwertkorrekturabschnitt 1s in der Antriebskraftkorrektureinrichtung enthalten. Das durch den Steuerwertkorrekturabschnitt 1s ausgeführte Antriebskraftkorrekturprogramm ist im Ablaufdiagramm von 14 dargestellt. Insbesondere werden in Schritt S301 erforderliche Parameter gelesen, wie eine Motordrehzahl N_e, ein Betätigungsgrad θ_ACC des Beschleunigungspedals, ein Hauptgetriebeübersetzungsverhältnis i, eine Turbinendrehzahl N_t des Drehmomentwandlers, eine Straßenneigung θ_SL und ein Steuerwert T_req.
In Schritt S302 wird entschieden, ob eine Straßenneigung θ_SL erhalten wird. Wenn die Antwort JA lautet, schreitet das Programm zu Schritt S303 fort, wo der Abschnitt 30a zum Berechnen eines momentanen Gesamtübersetzungsverhältnisses ein momentanes Gesamtübersetzungsverhältnis G_rmoment berechnet. Daraufhin schreitet das Programm zu Schritt S304 fort, wo der Abschnitt 30b zum Setzen eines ersten unteren Grenzwertes einen ersten unteren Grenzwert T_min1 auf der Basis von Gleichung (75) setzt.
Wenn in Schritt S302 entschieden wird, dass keine Straßenneigung θ_SL erhalten wird, schreitet das Programm zu Schritt S305 fort, wo der Abschnitt 30c zum Setzen eines zweiten unteren Grenzwertes auf ein beispielsweise in 15 dargestelltes, im Voraus erstelltes Kennfeld Bezug nimmt, um einen zweiten unteren Grenzwert T_min2 zu setzen.
Nachdem der untere Grenzwert in Schritt S304 oder S305 gesetzt wurde, schreitet das Programm zu Schritt S306 fort, wo der Abschnitt 30d zum Verarbeiten eines unteren Grenzwertes des Steuerwertes den Steuerwert T_req auf einen Wert setzt, der größer oder gleich dem unteren Grenzwert ist, und den gesetzten Steuerwert T_req an die Motorsteuerungseinheit 2 ausgibt. Schließlich verlässt das Programm die Routine.
Auf diese Weise führt der Steuerwertkorrekturabschnitt 1s eine Verarbeitung des unteren Grenzwertes des vom Steuerwertberechnungsabschnitt 1r erhaltenen Steuerwertes T_req unter Verwendung des ersten unteren Grenzwertes T_min1 basierend auf der Straßenneigung θ_SL aus. Andererseits führt, wenn der Steuerwertkorrekturabschnitt 1s die Straßenneigung θ_SL nicht erhalten und daher den unteren Grenzwert unter Verwendung des ersten unteren Grenzwertes T_min1 nicht setzen kann, der Steuerwertkorrekturabschnitt 1s alternativ die Verarbeitung des unteren Grenzwertes unter Verwendung des zweiten unteren Grenzwertes T_min2 basierend auf dem Betätigungsgrad θ_ACC des Beschleunigungspedals aus. Dadurch wird geeignet verhindert, dass während einer Bergauffahrt, z. B. auf einer Steigung, ein Problem auftritt. Außerdem wird nicht nur verhindert, dass eine gegenwärtig erzeugte überhöhte Antriebskraft auftritt, sondern es kann auch eine überhöhte Antriebskraft unterdrückt werden, die voraussichtlich in der Zukunft erzeugt wird. Dadurch können die Haftungskräfte der Reifen geeignet aufrechterhalten werden, so dass die Fahrstabilität des Fahrzeugs verbessert werden kann.
In der zweiten Ausführungsform wird ein zweiter unterer Grenzwert T_min2 basierend auf einem Betätigungsgrad θ_ACC des Beschleunigungspedals hinsichtlich eines Falls gesetzt, in dem die Straßenneigung θ_SL nicht erhalten werden kann und daher der untere Grenzwert nicht unter Verwendung des ersten unteren Grenzwertes T_min1 gesetzt werden kann. Wenn eine Straßenneigung θ_SL sicher erhalten werden kann, so dass eine geringe Wahrscheinlichkeit dafür besteht, dass der untere Grenzwert unter Verwendung des ersten unteren Grenzwertes T_min1 nicht gesetzt werden kann, muss jedoch die Verarbeitung zum Setzen des zweiten unteren Grenzwertes T_min2 nicht notwendigerweise ausgeführt werden.
Die durch die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 100 ausgeführte Antriebskraftsteuerung ist in den Ablaufdiagrammen der 2 und 12 dargestellt. Weil die durch die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 100 ausgeführten Schritte S101 bis S119 die gleichen sind wie in der ersten Ausführungsform, werden sie nicht näher beschrieben. In Schritt S120 führt die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 100 eine Steuerwertkorrekturverarbeitung bezüglich des in Schritt S119 bestimmten Steuerwertes T_req aus.
In Schritt S120 führt der Steuerwertkorrekturabschnitt 1s eine Verarbeitung zum Bestimmen eines unteren Grenzwertes des Steuerwertes T_req unter Verwendung des ersten unteren Grenzwertes T_min1 basierend auf der Straßenneigung θ_SL aus. Wenn die Straßenneigung θ_SL nicht erhalten werden kann, so dass der untere Grenzwert unter Verwendung des ersten unteren Grenzwertes T_min1 nicht gesetzt werden kann, führt der Steuerwertkorrekturabschnitt 1s die Verarbeitung zum bestimmen des unteren Grenzwertes unter Verwendung des zweiten unteren Grenzwertes T_min2 basierend auf dem Betätigungsgrad θ_ACC des Beschleunigungspedals aus und gibt den zweiten unteren Grenzwert T_min2 an die Motorsteuerungseinheit 2 aus. Schließlich verlässt das Programm die Routine.
Daher ist die zweite Ausführungsform der ersten Ausführungsform dahingehend ähnlich, dass ein Drehmomentwert, bei dem eine Reifenkraft, die basierend auf einer Anforderung des Fahrers für jedes Rad erzeugt wird, den Reibungskreis-Grenzwert überschreitet, mit einem Drehmomentwert verglichen wird, bei dem eine aktuell am Rad erzeugte Reifenkraft den Reibungskreis-Grenzwert überschreitet, und dahingehend, dass die Antriebskraft durch Subtrahieren des größeren der beiden Werte von einer durch den Fahrer angeforderten Antriebskraft korrigiert wird. Dadurch kann ein Überdrehmomentzustand nicht nur gegenwärtig, sondern auch in Zukunft geeignet korrigiert werden, wodurch eine geeignete Steuerung bezüglich eines Übersteuerungszustands und eines Untersteuerungszustands implementierbar ist. Dadurch können die Haftungskräfte der Reifen geeignet aufrechterhalten werden, wodurch die Fahrstabilität des Fahrzeugs verbessert werden kann.
Weil der von der durch den Fahrer angeforderten Antriebskraft zu subtrahierende Korrekturwert einfach ein Drehmomentwert ist, bei dem eine Reifenkraft den Reibungskreis-Grenzwert überschreitet, wird eine plötzliche Verminderung der Antriebskraft in der Längsrichtung verhindert. Dadurch wird verhindert, dass der Fahrer ein unangenehmes Gefühl oder ein unbefriedigendes Gefühl aufgrund einer mangelnden Beschleunigung empfindet (d. h., die Antriebskraft wird in 10 nur um den Betrag F_xa vermindert).
Alternativ können die Haftungskräfte der Reifen durch geeignetes Vermindern der Antriebskraft in Längsrichtung aufrechterhalten werden (d. h., die Antriebskraft kann in 10 nur um den Betrag F_xb vermindert werden). In diesem Fall wird die Steuerung durch Hinzufügen von durch gestrichelte Linien in 11A und 11B dargestellten Signalleitungen und Ändern der durch den Abschnitt 1n zum Berechnen einer angeforderten überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder und den Abschnitt 1o zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft für die individuellen Räder ausgeführten Berechnungen auf eine ähnliche Weise wie in der ersten Ausführungsform ausgeführt.

Claims

Antriebskraftsteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit: einer Einrichtung (1l) zum Berechnen einer ersten Reifenkraft, die dazu geeignet ist, eine basierend auf einer Anforderung durch einen Fahrer an einem Rad zu erzeugende Reifenkraft als eine erste Reifenkraft zu berechnen; einer Einrichtung (1m) zum Berechnen einer zweiten Reifenkraft, die dazu geeignet ist, eine gegenwärtig am Rad erzeugte Reifenkraft als eine zweite Reifenkraft zu berechnen; einer Reibungskreis-Grenzwert-Setzeinrichtung (1k) zum Setzen eines Reibungskreis-Grenzwertes einer Reifenkraft; einer Einrichtung (1n) zum Berechnen einer ersten überhöhten Reifenkraft, die dazu geeignet ist, eine Reifenkraft, die den Reibungskreis-Grenzwert überschreitet, auf der Basis der ersten Reifenkraft und dem Reibungskreis-Grenzwert als eine erste überhöhte Reifenkraft zu berechnen; einer Einrichtung (1o) zum Berechnen einer zweiten überhöhten Reifenkraft, die dazu geeignet ist, eine Reifenkraft, die den Reibungskreis-Grenzwert überschreitet, auf der Basis der zweiten Reifenkraft und dem Reibungskreis-Grenzwert als eine zweite überhöhte Reifenkraft zu berechnen; und einer Antriebskraftkorrektureinrichtung (1p, 1q, 1r), die dazu geeignet ist, eine Antriebskraft auf der Basis der ersten überhöhten Reifenkraft und der zweiten überhöhten Reifenkraft zu korrigieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Antriebskraftkorrektureinrichtung (1p, 1q, 1r) die erste überhöhte Reifenkraft mit der zweiten überhöhten Reifenkraft vergleicht und die Antriebskraft auf der Basis der größeren (F_over) der beiden überhöhten Reifenkräfte korrigiert.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Antriebskraftkorrektureinrichtung (1p, 1q, 1r) die Antriebskraft durch Subtrahieren der größeren der beiden überhöhten Reifenkräfte von einer durch den Fahrer angeforderten Antriebskraft korrigiert.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Antriebskraftkorrektureinrichtung (1p, 1q, 1r) die Antriebskraft durch Subtrahieren einer Längsrichtungskomponente der größeren der beiden überhöhten Reifenkräfte von einer durch den Fahrer angeforderten Antriebskraft korrigiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, ferner mit einer Straßenneigungserfassungseinrichtung (20), die dazu geeignet ist, eine Straßenneigung (θ_SL) einer Straße zu erfassen, auf der das Fahrzeug fährt; wobei die Antriebskraftkorrektureinrichtung (1p, 1q, 1r, 1s) einen unteren Grenzwert (T_min1) der Antriebskraft basierend auf der Straßenneigung (θ_SL) bestimmt und die Antriebskraft auf den unteren Grenzwert (T_min1) setzt, wenn die korrigierte Antriebskraft kleiner ist als der untere Grenzwert (T_min1).
Vorrichtung nach Anspruch 5, ferner mit einer Einrichtung zum Erfassen des Betätigungsgrades (θ_ACC) eines Beschleunigungspedals; wobei, wenn die Antriebskraftkorrektureinrichtung (1p, 1q, 1r, 1s) den unteren Grenzwert (T_min1) der Antriebskraft basierend auf der Straßenneigung (θ_SL) nicht bestimmen kann, die Antriebskraftkorrektureinrichtung (1p, 1q, 1r, 1s) einen zweiten unteren Grenzwert (T_min2) der Antriebskraft basierend auf dem Betätigungsgrad (θ_ACC) des Beschleunigungspedals bestimmt; und wobei die Antriebskraftkorrektureinrichtung (1p, 1q, 1r, 1s) die Antriebskraft auf den zweiten unteren Grenzwert (T_min2) setzt, wenn die korrigierte Antriebskraft kleiner ist als der zweite untere Grenzwert (T_min2).
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Antriebskraftkorrektureinrichtung (1p, 1q, 1r, 1s) die erste überhöhte Reifenkraft mit der zweiten überhöhten Reifenkraft vergleicht, und die Antriebskraft durch Subtrahieren der größeren der beiden überhöhten Reifenkräfte von einer durch den Fahrer angeforderten Antriebskraft setzt.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Antriebskraftkorrektureinrichtung (1p, 1q, 1r, 1s) die erste überhöhte Reifenkraft mit der zweiten überhöhten Reifenkraft vergleicht, und die Antriebskraft durch Subtrahieren einer Längsrichtungskomponente der größeren der beiden überhöhten Reifenkräfte von einer durch den Fahrer angeforderten Antriebskraft setzt.