DE10142312A1 - System und Verfahren zur Steuerung der Antriebskraft für ein Fahrzeug - Google Patents
System und Verfahren zur Steuerung der Antriebskraft für ein FahrzeugInfo
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Abstract
Ein Antriebskraftsteuersystem für ein Kraftfahrzeug verringert die Antriebskraft auf die Vorderräder und die Antriebskraft auf die Hinterräder eines Fahrzeugs unter instabilen Fahrbedingungen. Die Antriebskraft auf die Vorderräder wird bei einer Erhöhung der Instabilität der Fahrbedingungen verringert (S20-S40), und die Antriebskräfte auf die Vorder- und Hinterräder werden bei geringen Fahrzeugkurvengeschwindigkeiten gesteuert, wenn für mindestens ein Vorderrad eine Traktionssteuerung durchgeführt wird. Als Ergebnis kann die Antriebskraft auf die Vorderräder mit einer Abnahme des Reibungskoeffizienten mu einer Straßenoberfläche verringert werden, während die Antriebskraft auf die Hinterräder mit einer Vergrößerung des Lenkeinschlagwinkels verringert werden kann und die Antriebskraft auf die Vorderräder nicht überschreitet (S110, S170-S190).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein An
triebskraftsteuersystem für ein Kraftfahrzeug, und noch ge
nauer auf ein Steuersystem und ein Verfahren zur Steuerung
einer Antriebskraft eines Kraftfahrzeugs, das eine Vorder
radantriebsvorrichtung zum Antrieb von Vorderrädern und ei
ne Hinterradantriebsvorrichtung zum Antrieb von Hinterrä
dern aufweist.
Die JP-A-7-117512 offenbart ein Beispiel eines An
triebskraftsteuersystems für ein Kraftfahrzeug, das eine
Vorderradantriebsvorrichtung, die so angeordnet ist, dass
sie die Vorderräder des Fahrzeugs antreibt, und eine Hin
terradantriebsvorrichtung, die so angeordnet ist, dass sie
die Hinterräder antreibt, aufweist. Das Antriebskraftsteu
ersystem, das in dieser Veröffentlichung offenbart ist, ist
so angepaßt, dass das Hinterradantriebsmoment, das von der
Hinterradantriebsvorrichtung erzeugt wird, um einen Betrag
erhöht wird, der einem Betrag der Verringerung des Vorder
radantriebsmoments, das von der Vorderradantriebsvorrich
tung erzeugt wird, entspricht, wenn das Vorderradantriebs
moment in einer Traktionssteuerung für die vorderen An
triebsräder verringert wird.
Das Kraftfahrzeugantriebskraftsteuersystem vom vorste
hend beschriebenen Typ verhindert die Verschlechterung der
Fahrbahrkeit und/oder der Beschleunigungsleistung des
Fahrzeugs durch Erhöhen des Hinterradantriebsmoments um den
Betrag, der dem Betrag der Verringerung des Vorderradan
triebsmoments, das von der Vorderradantriebsvorrichtung er
zeugt wird, entspricht. Dieses Kraftfahrzeugantriebs
kraftsteuersystem ist darüber hinaus so angeordnet, dass
das Hinterradantriebsmoment von der Hinterradantriebsvor
richtung das Vorderradantriebsmoment von der Vorderradan
triebsvorrichtung nicht übersteigt. Diese Anordnung verhin
dert wirksam ein übersteuerndes Verhalten des Fahrzeugs und
verbessert die Geradeausbeschleunigungsstabilität des Fahr
zeugs.
Im vorstehend beschriebenen bekannten Kraftfahrzeugan
triebskraftsteuersystem werden jedoch die Vorder- und Hin
terradantriebskräfte im Wesentlichen so gesteuert, dass das
Verhältnis von Vorder- und Hinterradantriebskräften abhän
gig vom Fahrzustand des Fahrzeugs im Wesentlichen in glei
cher Weise wie im herkömmlichen Antriebskraftsteuersystem
für vierradgetriebene (4WD-)Fahrzeuge optimiert wird. Ins
besondere ist dieses Kraftfahrzeugantriebskraftsteuersystem
nicht dazu konzipiert, eine optimale Steuerung der Vorder-
und Hinterradantriebskräfte während des Kurvenfahrens des
Fahrzeugs zu gewährleisten. Daher sind weitere Verbesserun
gen dieses Kraftfahrzeugantriebskraftsteuersystems erfor
derlich, um die Steuerung der Fahrzeugantriebskraft während
eines instabilen Zustands beim Kurvenfahren des Fahrzeugs
mit einem vergleichsweise großen Betrag des seitlichen Rut
schens der Räder oder während der Traktionssteuerung der
Antriebsräder beim Kurvenfahren des Fahrzeugs weiter zu op
timieren.
Daher ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, die Stabi
lität beim Kurvenfahren und die Fahrbarkeit des Fahrzeugs
durch weitere Optimierung der Steuerung der Vorder- und
Hinterradantriebskräfte, die von den jeweiligen Vorder- und
Hinterradantriebsvorrichtungen erzeugt werden, zu verbes
sern.
Diese Aufgabe kann nach einer ersten Ausführungsform
dieser Erfindung gelöst werden, die ein Antriebskraftsteu
ersystem für ein Kraftfahrzeug schafft, das eine Vorderrad
antriebsvorrichtung, die Vorderräder des Fahrzeugs an
treibt, und eine Hinterradantriebsvorrichtung, die Hinter
räder des Fahrzeugs antreibt, aufweist, wobei eine der Vor
der- und Hinterradantriebsvorrichtungen als eine Hauptan
triebsvorrichtung des Fahrzeugs dient, während die andere
der Vorder- und Hinterradantriebsvorrichtungen als Hilfsan
triebsvorrichtung des Fahrzeugs dient, und eine Antriebs
kraftsteuereinrichtung aufweist, die betätigbar ist, wenn
ein Betrag des seitlichen Schlupfs der Räder größer ist als
ein vorbestimmter Schwellenwert, um eine Antriebskraft, die
von der Hauptantriebsvorrichtung erzeugt wird, zu verrin
gern, und um eine Antriebskraft, die von der Hilfsantriebs
vorrichtung erzeugt wird, um einen Betrag zu verringern,
der von dem Betrag der Verringerung der Antriebskraft der
Hauptantriebsvorrichtung unabhängig ist.
Im vorstehend beschriebenen Fahrzeugantriebskraftsteu
ersystem kann die Antriebskraft der Hilfsantriebsvorrich
tung auf Null verringert werden.
Diese Aufgabe kann auch in Übereinstimmung mit einer
Weiterbildung dieser Erfindung gelöst werden, die ein An
triebskraftsteuersystem für ein Kraftfahrzeug schafft, das
eine Vorderradantriebsvorrichtung aufweist, um die Vorder
räder des Fahrzeugs anzutreiben, und eine Hinterradan
triebsvorrichtung aufweist, um die Hinterräder des Fahr
zeugs anzutreiben, und eine Antriebskraftsteuereinrichtung
aufweist, die dazu dient, eine Antriebskraft, die von der
Vorderradantriebseinrichtung erzeugt wird, abhängig von ei
nem Schlupfzustand der Vorderräder, die von der Vorderrad
antriebsvorrichtung angetrieben werden, zu verringern, und
um eine Antriebskraft, die von der Hinterradantriebsvor
richtung erzeugt wird, abhängig von einem Lenkeinschlagwin
kel des Fahrzeugs zu verringern.
Im Fahrzeugantriebskraftsteuersystem, das in Überein
stimmung mit der ersten Ausführungsform der Erfindung kon
zipiert ist, wird die Antriebskraftsteuervorrichtung betä
tigt, wenn das Fahrzeug mit geringer Richtungsstabilität
Kurven mit einem vergleichsweise hohen Betrag des seitli
chen Schlupfs der Räder fährt. Dieser Betrieb erlaubt es,
dass die Antriebskraft, die von der Hauptantriebsvorrich
tung erzeugt wird, verringert werden kann, während die An
triebskraft, die von der Hilfsantriebsvorrichtung erzeugt
wird, um einen Betrag verringert werden kann, der unabhän
gig vom Betrag der Verringerung der Antriebskraft der
Hauptantriebsvorrichtung ist. Somit kann der Betrag der
Verringerung der Antriebskraft, die von der Hilfsantriebs
vorrichtung erzeugt wird, unabhängig vom Betrag der Verrin
gerung der Antriebskraft, die von der Hauptantriebsvorrich
tung erzeugt wird, gesteuert werden. Dementsprechend er
laubt dieser Betrieb dem vorliegenden Fahrzeugantriebs
kraftsteuersystem, dem Fahrzeugführer zu ermöglichen, das
Bremssystem des Fahrzeugs zu bedienen. Das Fahrzeugan
triebskraftsteuersystem kann ebenso das Gerät zum Steuern
der Fahrzeugfahrstabilität vom Bremskraftsteuertyp anpas
sen, um das kurvenfahrende Fahrzeug wirksam abzubremsen.
Dementsprechend ist es für das Fahrzeugantriebskraftsteuer
system wirksamer möglich, die Fahrzeugstabilität beim Kur
venfahren zu erhöhen, als beim bekannten Fahrzeugantriebs
kraftsteuersystem.
Im Fahrzeugantriebskraftsteuersystem nach der zweiten
Weiterbildung der Erfindung wird die Antriebskraftsteuer
vorrichtung betätigt, um die Antriebskraft der Vorderradan
triebsvorrichtung abhängig vom Schlupfzustand der Vorderrä
der, die von der Vorderradantriebsvorrichtung angetrieben
werden, zu verringern, und um eine Antriebskraft der Hin
terradantriebsvorrichtung abhängig vom Lenkeinschlagwinkel
des Fahrzeugs zu verringern. Wenn das Fahrzeug eine Kurve
fährt, während die Vorderräder, die von der Vorderradan
triebsvorrichtung angetrieben werden, rutschen, wird die
Antriebskraft der Hinterräder mit einer Vergrößerung des
Lenkeinschlagwinkels des Fahrzeugs verringert. Diese Situa
tion kann manchmal die Wahrscheinlichkeit der Verschlechte
rung der Kurvenstabilität des Fahrzeugs erhöhen. Das Fahr
zeugantriebskraftsteuersystem nach der zweiten Weiterbil
dung dieser Erfindung verhindert jedoch die Verschlechte
rung der Kurvenstabilität des Fahrzeugs aufgrund einer zu
großen Antriebskraft der Hinterräder.
Diese Aufgabe kann auch in Übereinstimmung mit einer
dritten Weiterbildung dieser Erfindung gelöst werden, die
ein Verfahren zur Steuerung einer Antriebskraft eines
Kraftfahrzeugs schafft, das eine Vorderradantriebsvorrich
tung zum Antrieb von Vorderrädern des Fahrzeugs und eine
Hinterradantriebsvorrichtung zum Antrieb von Hinterrädern
des Fahrzeugs enthält, wobei eine der Vorder- und Hinter
radantriebsvorrichtungen als eine Hauptantriebsvorrichtung
des Fahrzeugs dient, während die andere der Vorder- und
Hinterradantriebsvorrichtungen als eine Hilfsantriebsvor
richtung des Fahrzeugs dient. Dieses Verfahren umfaßt die
Schritte der Erfassung eines Betrags des seitlichen
Schlupfs der Räder, der Verringerung einer Antriebskraft,
die von der Hauptantriebsvorrichtung erzeugt wird, wenn der
Betrag des seitlichen Schlupfs der Räder größer als ein
vorherbestimmter Schwellenwert ist, und das Verringern ei
ner Antriebskraft, die von der Hilfsantriebsvorrichtung er
zeugt wird, um einen Betrag unabhängig von einem Betrag der
Verringerung der Antriebskraft der Hauptantriebsvorrich
tung, wenn der Betrag des seitlichen Schlupfs größer als
der vorherbestimmte Schwellenwert ist.
Die oben beschriebene Aufgabe kann auch durch eine
vierte Weiterbildung dieser Erfindung gelöst werden, die
ein Verfahren zur Steuerung einer Antriebskraft eines Fahr
zeugs schafft, das eine Vorderradantriebsvorrichtung zum
Antrieb von Vorderrädern des Fahrzeugs und eine Hinterrad
antriebsvorrichtung zum Antrieb von Hinterrädern des Fahr
zeugs enthält. Dieses Verfahren umfaßt die Schritte der
Verringerung einer Antriebskraft, die von der Vorderradan
triebsvorrichtung erzeugt wird, abhängig von einem Schlupf
zustand der Vorderräder, die von der Vorderradantriebsvor
richtung angetrieben werden, und der Verringerung einer An
triebskraft, die von der Hinterradantriebsvorrichtung er
zeugt wird, abhängig von einem Lenkeinschlagwinkel des
Fahrzeugs.
Die obigen und andere Aufgaben, Eigenschaften, Vorteile
und die technische und industrielle Bedeutung dieser Erfin
dung wird beim Lesen der folgenden genauen Beschreibung ei
ner derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bes
ser im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung verstan
den. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines vierradgetriebe
nen Kraftfahrzeugs, das ein Fahrstabilitätssteuergerät vom
Bremskraftsteuertyp, ein Traktionssteuergerät und ein An
triebskraftsteuersystem aufweist, die in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konzi
piert sind;
Fig. 2 einen Ablaufplan, der einen Antriebskraftsteuer
vorgang darstellt, der vom Antriebskraftsteuersystem durch
geführt wird;
Fig. 3 einen Ablaufplan, der einen Fahrzeugfahrstabili
tätssteuervorgang darstellt, der vom Gerät zum Steuern der
Fahrzeugfahrstabilität durchgeführt wird;
Fig. 4 einen Ablaufplan, der einen Vorderradtraktions
steuervorgang darstellt, der vom Traktionssteuergerät
durchgeführt wird;
Fig. 5 ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen dem
Fahrzeugübersteuerbetrag SS und dem Verringerungsverhältnis
RTs des Vorderradantriebsmoments des Fahrzeugs zeigt;
Fig. 6 ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen dem
Fahrzeuguntersteuerbetrag DS und dem Verringerungsverhält
nis RTd des Vorderradantriebsmoments des Fahrzeugs zeigt;
Fig. 7 ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen dem
Fahrzeugübersteuerbetrag SS und dem Zielschlupfverhältnis
wert Rssfo des auf der Außenseite eines Kurvenwegs des
Fahrzeugs angeordneten Vorderrads zeigt und
Fig. 8 ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen dem
Fahrzeuguntersteuerbetrag DS und dem Gesamtzielschlupfver
hältniswert Rsaall des Fahrzeugs zeigt.
Mit Bezug auf die schematische Ansicht der Fig. 1 wird
zunächst ein vierradgetriebenes Kraftfahrzeug gezeigt, das
ein Gerät zum Steuern der Fahrzeugfahrstabilität vom Brems
kraftsteuertyp und ein Antriebskraftsteuersystem aufweist,
das in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung konzipiert ist.
Das in Fig. 1 gezeigte vierradgetriebene Kraftfahrzeug
weist eine Brennkraftmaschine 10 auf, die als Hauptan
triebsvorrichtung in Form einer Vorderradantriebsvorrich
tung dient. Eine Antriebskraft von der Brennkraftmaschine
10 wird über einen Drehmomentwandler 12 und ein Getriebe 14
an eine Antriebswelle 16 übertragen. Von der Antriebswelle
16 wird die Antriebskraft durch ein Frontdifferential 18 zu
einer vorderen linken Antriebswelle 20FL und zu einer vor
deren rechten Antriebswelle 20FR übertragen. So wird die
von der Brennkraftmaschine 10 erzeugte Antriebskraft an die
rechten und linken Vorderräder 22FL, 22FR übertragen, die
als Hauptantriebsräder dienen, so dass die Vorderräder
22FL, 22FR angetrieben sind.
An der Brennkraftmaschine 10 ist eine Lufteinlassvor
richtung 24 vorgesehen, die ein Hauptdrosselventil und ein
Hilfsdrosselventil enthält. Der Öffnungswinkel des Haupt
drosselventils wird entsprechend einem Betrag der Bedienung
eines (nicht gezeigten) Gaspedals durch den Fahrzeugführer
gesteuert. Der Öffnungswinkel des Hilfsdrosselventils wird
durch eine Brennkraftmaschinensteuerung 26 aufgrund der
Fahrbedingungen des Fahrzeugs gesteuert, so dass die Leis
tungsabgabe der Brennkraftmaschine 10 gesteuert wird. Die
Brennkraftmaschinensteuerung 26 wird nachstehend genauer
beschrieben.
Das in Fig. 1 gezeigte Kraftfahrzeug hat weiterhin ei
nen Elektromotor 28, der als Hilfsantriebsvorrichtung in
Form einer Hinterradantriebsvorrichtung dient. Eine vom
Elektromotor erzeugte Antriebskraft wird über ein Heckdif
ferential 30 an eine linke Hinterradantriebswelle 32RL und
eine rechte Hinterradantriebswelle 32RR übertragen. Somit
wird die vom Elektromotor 28 erzeugte Antriebskraft an die
linken und rechten Hinterräder 34RL, 34RR übertragen, die
als Hilfsantriebsräder dienen, so dass die Hinterräder
34RL, 34RR angetrieben werden. Ein elektrischer Strom, der
auf den Elektromotor 28 wirkt, wird von einer Motorsteue
rung 36 auf der Grundlage der Fahrbedingungen des Fahrzeugs
gesteuert, so dass die Leistungsabgabe des Elektromotors 28
gesteuert wird. Die Motorsteuerung 36 wird nachstehend ge
nau beschrieben.
Das Kraftfahrzeug weist weiterhin ein Bremssystem 38
auf, das eine Hydraulikschaltung 40 und Radbremszylinder
42FL, 42FR, 42RL, 42RR enthält, deren Bremsdrücke durch die
Hydraulikschaltung 40 gesteuert werden, um jeweils die lin
ken und rechten Vorderräder 22FL, 22FR und die linken und
rechten Hinterräder 34RL, 34RR zu bremsen. Die Hydraulik
schaltung 40 enthält einen Tank, eine Ölpumpe und verschie
dene Ventilvorrichtungen nach dem Stand der Technik. Das
Bremssystem 38 enthält weiterhin einen Geberzylinder 46,
der in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand eines
Bremspedals 44, das vom Fahrzeugführer bedient wird, be
trieben wird. Normalerweise werden die auf die Radbremszy
linder 42 wirkenden Drücke vom Fahrzeugführer über das
Bremspedal 44 gesteuert. In manchen besonderen Situationen
werden die Bremsdrücke der Radbremszylinder 42, falls not
wendig, durch eine elektronische Steuereinheit 48 gesteu
ert, was genau beschrieben wird.
Die elektronische Steuereinheit 48 umfaßt einen Fahr
zeugfahrstabilitätssteuerrechner, einen Traktionssteuer
rechner und einen Antriebskraftsteuerrechner. Der Fahrzeug
fahrstabilitätssteuerrechner ist so ausgelegt, dass er eine
Fahrzeugfahrstabilitätssteuerung durchführt, um das Fahr
verhalten des Fahrzeugs zu steuern, indem er die Hydraulik
schaltung 40 steuert, um die Bremskraft geeignet zu steu
ern, die auf jedes Rad 22, 34 wirkt. Der Traktionssteuer
rechner ist so ausgelegt, dass er eine Traktionssteuerung
(TRC-Steuerung) bewirkt, um den Betrag des Schlupfs jedes
von der Brennkraftmaschine 10 angetriebenen Rads 22, 34 zu
steuern, indem er die Hydraulikschaltung 40 steuert, um die
Bremskraft für jedes Rad 22, 34 geeignet zu steuern. Der
Antriebskraftsteuerrechner ist so ausgelegt, dass er eine
Antriebskraftsteuerung bewirkt, um die Fahrzeugantriebs
kraft zu steuern, indem er die Leistungen der Brennkraftma
schine 10 und des Elektromotors 28 über die Brennkraftma
schinensteuerung 26 und die Motorsteuerung 36 steuert.
Die elektronische Steuereinheit 48 ist so ausgelegt,
dass sie Folgendes erhält: Die Ausgabesignale der Raddreh
zahlsensoren 52fl, 52fr, 52rl, 52rr, die Drehzahlen Vwfl,
Vwfr, Vwrl, Vwrr der jeweiligen linken und rechten Vorder
räder und linken und rechten Hinterräder 22FL, 22FR, 34RL,
34RR wiedergeben; das Ausgabesignal eines Gierratensensors
54, das eine Gierrate γ des Fahrzeugs wiedergibt; das Aus
gabesignal eines Längsbeschleunigungssensors 56, das einen
Längsbeschleunigungswert Gx des Fahrzeugs wiedergibt; das
Ausgabesignal eines Querbeschleunigungssensors 58, das ei
nen Querbeschleunigungswert Gy des Fahrzeugs wiedergibt;
und das Ausgabesignal eines Lenkwinkelsensors 60, das einen
Lenkwinkel θ des Fahrzeugs wiedergibt.
Die Gierrate γ, Querbeschleunigung Gy und Lenkwinkel θ,
die durch die Ausgabesignale des Gierratensensors 54, des
Querbeschleunigungssensors 58 und des Lenkwinkelsensors 60
wiedergegeben werden, weisen positive Werte auf, wenn diese
Ausgabesignale während einer Links- oder entgegen dem Uhr
zeigersinn gerichteten Kurve des Fahrzeugs erzeugt werden,
und der Längsbeschleunigungswert Gx, der durch das Ausgabe
signal des Längsbeschleunigungssensors 56 wiedergegeben
wird, weist einen positiven Wert auf, wenn dieses Ausgabe
signal während der Beschleunigung des Fahrzeugs erzeugt
wird. Jeder der Rechner, die von der Brennkraftmaschinen
steuerung 26, der Motorsteuerung 36, und der elektronischen
Steuereinheit 48 genutzt werden, kann ein Mikrocomputer
sein, der beispielsweise eine Zentraleinheit (CPU), einen
Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zu
griff (RAM) und eine Ein-/Ausgabevorrichtung umfaßt.
Wie nachstehend genauer beschrieben wird, ist die elek
tronische Steuereinheit 48 dazu ausgelegt, den im Flußdia
gramm der Fig. 2 veranschaulichten Antriebskraftsteuervor
gang durchzuführen, das heißt, die Antriebskraft auf die
Vorderräder und die Antriebskraft auf die Hinterräder zu
steuern. Dieser Vorgang wird durchgeführt, indem Steuersi
gnale an die Brennkraftmaschinensteuerung 26 und an die Mo
torsteuerung 36 abgegeben werden, um die Leistungen der
Brennkraftmaschine 10 und des Elektromotors 28 abhängig von
den Fahrbedingungen des Fahrzeugs, insbesondere auf der
Grundlage der Ergebnisse von Feststellungen, ob die Fahr
zeugfahrstabilitätssteuerung ausgeführt wird, ob die Trak
tionssteuerung (TRC-Steuerung) für die Vorderräder 22FL,
22FR ausgeführt wird, ob das Fahrzeug auf einer Straßen
oberfläche bergauf fährt, und ob das Fahrzeug mit ver
gleichsweise geringer Geschwindigkeit eine Kurve fährt, ge
eignet zu steuern.
Die elektronische Steuereinheit 48 ist weiterhin so
ausgelegt, dass sie den Fahrzeugfahrstabilitätssteuervor
gang, der im Ablaufplan der Fig. 3 veranschaulicht ist,
durchführt, wobei verschiedene arithmetische Vorgänge auf
der Grundlage der von den oben erläuterten verschiedenen
Sensoren erfaßten Parametern durchgeführt werden. Der Fahr
zeugfahrstabilitätssteuervorgang ist so entwickelt, dass
zunächst ein Kurvenverhalten des Fahrzeugs bestimmt wird,
und dann ein Zielschlupfverhältnis für jedes Rad (im Fol
genden als "jedes gebremste Rad" bezeichnet) berechnet
wird, das abgebremst wird, um die Kurvenstabilität des
Fahrzeugs zu erhöhen. Die Berechnung des Zielschlupfver
hältnisses für jedes gebremste Rad wird auf der Grundlage
einer Radreferenzdrehzahl durchgeführt. Diese Radreferenz
drehzahl entspricht einer niedrigsten der vier Drehzahler
der vier Räder 22, 34, während das Fahrzeug bei einer vier
radgetriebenen Fahrt, wobei die vier Räder 22, 34 von den
Antriebskräften angetrieben werden, in einem über- oder un
tersteuerten Zustand ist. Während einer zweiradgetriebenen
Fahrt, wobei die zwei Räder von den Antriebskräften ange
trieben werden, ist die Radreferenzdrehzahl gleich einer
höheren der Drehzahlen der linken und rechten Hinterräder
34RL, 34RR. Der Fahrzeugfahrstabilitätssteuervorgang ist
weiterhin so entwickelt, dass er die Bremskraft auf jedes
gebremste Rad so steuert, dass das tatsächliche Schlupfver
hältnis des gebremsten Rads mit dem berechneten Ziel
schlupfverhältnis übereinstimmt. Die Anwendung der so ge
steuerten Bremskraft auf jedes gebremste Rad gibt dem Fahr
zeug ein Giermoment, das eine Verringerung der Über- oder
Untersteuertendenz des Fahrzeugs verursacht und das Fahr
zeug abbremst, wodurch die Kurvenfahrstabilität des Fahr
zeugs erhöht wird.
Die elektronische Steuereinheit 48 ist weiterhin dafür
ausgelegt, den Traktionssteuervorgang durchzuführen, der im
Ablaufplan der Fig. 4 veranschaulicht ist, um die Schlupf
verhältnisse SLfl, SLfr der linken und rechten Vorderräder
22FL, 22FR, die von der Brennkraftmaschine 10 angetrieben
werden, auf der Grundlage der Drehzahlen Vwi (i = fl, fr,
rl, rr) der Räder 22, 34 zu berechnen, die von den jeweili
gen Raddrehzahlssensoren 52fl, 52fr, 52rl, 52rr erfasst
werden. Wenn mindestens eines der Schlupfverhältnisse SLfl,
SLfr außergewöhnlich groß ist, wird eine geeignete Brems
kraft auf das zugehörige Rad ausgeübt, so dass das Schlupf
verhältnis unter einen vorher festgelegten oberen Grenzwert
fällt.
Während die Fahrzeugfahrstabilitätssteuerung nicht
durchgeführt wird, steuert die elektronische Steuereinheit
48 die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine 10 durch die
Brennkraftmaschinensteuerung 26 oder die Leistungsabgabe
des elektrischen Motors 28 durch die Motorsteuerung 36, um
die Antriebskraft auf die Vorderräder 22 oder die Antriebs
kraft auf die Hinterräder 34 abhängig von den Fahrbedingun
gen des Fahrzeugs zu steuern. Dieser Vorgang optimiert da
durch das Verhältnis der Antriebskraft auf die Vorderräder
und der Antriebskraft auf die Hinterräder.
Die vorliegende Erfindung muß die Fahrzeugfahrstabili
tätssteuerung und Traktionssteuerung nicht durch Anwendung
der gesteuerten Bremskraft auf das geeignete Rad oder die
geeigneten Räder, das heißt, das gebremste Rad oder die ge
bremsten Räder, durchführen, und muß nicht die Steuerung
zur Optimierung des Verhältnisses der Antriebskräfte auf
die Vorder- und Hinterräder durchführen. Diese Steuerungen
können auf beliebige geeignete Art nach dem Stand der Tech
nik durchgeführt werden.
Mit Bezug auf den Ablaufplan nach Fig. 2 wird der An
triebskraftsteuervorgang in Übereinstimmung mit der bevor
zugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrie
ben. Dieser Antriebskraftsteuervorgang wird, wie im Stand
der Technik bekannt, durch Aktivieren eines Zündschalters,
der am Fahrzeug vorgesehen ist, angestoßen und wird mit ei
ner vorbestimmten Zykluszeit wiederholt durchgeführt.
Der Antriebskraftsteuervorgang wird durch Schritt S10
angestoßen, um die Ausgabesignale der Raddrehzahlssensoren
52fl bis 52rr einzulesen, die die Raddrehzahlen Vwi der
zugehörigen Räder 22, 34 wiedergeben. Dann geht der Steuer
vorgang zu Schritt S20, um zu bestimmen, ob die Fahrzeug
fahrstabilitätssteuerung (die nachstehend genau beschrieben
wird) vom Fahrzeugfahrstabilitätssteuerrechner durchgeführt
wird. Erhält man im Schritt S20 eine negative Entscheidung
(NEIN), geht der Steuervorgang zum Schritt S50. Erhält man
im Schritt S20 eine positive Entscheidung (JA), geht der
Steuervorgang zum Schritt S30.
Der Schritt S30 ist dazu vorgesehen, ein Verringerungs
verhältnis RTs des Antriebsmoments auf die Vorderräder 22
auf der Grundlage eines Fahrzeugübersteuerbetrags SS (der
wie nachstehend beschrieben in der Fahrzeugfahrstabilitäts
steuerung berechnet wird), und in Übereinstimmung mit einer
gespeicherten Datenabbildung, die eine vorher festgelegte
Beziehung zwischen dem Fahrzeugübersteuerbetrag SS und dem
Verringerungsverhältnis RTs des Vorderradantriebsmoments
wiedergibt, zu berechnen. Ein Beispiel dieser Beziehung
wird im Schaubild der Fig. 5 gezeigt. Im Schritt S30 wird
ein Verringerungsverhältnis RTd des Vorderradantriebsmo
ments auf der Grundlage eines Fahrzeuguntersteuerbetrags DS
und in Übereinstimmung mit einer gespeicherten Datenabbil
dung berechnet, die eine vorher festgelegte Beziehung zwi
schen dem Untersteuerbetrag DS und dem Verringerungsver
hältnis RTd wiedergibt. Ein Beispiel dieser Beziehung wird
im Schaubild der Fig. 6 gezeigt. Ein kleineres der Verrin
gerungsverhältnisse RTs, RTd wird als ein VSC-Vorderrad
drehmomentverringerungsverhältnis RTvsc festgelegt.
Dann wird im Schritt S40 ein Zielantriebsmoment TPf für
die Vorderräder 22 in Übereinstimmung mit der folgenden
Gleichung (1) berechnet, die ein maximales Vorderradan
triebsmoment TPfmax (positiver konstanter Wert) das von der
Brennkraftmaschine 10 erzeugt werden kann, enthält:
TPf = Tpfmax × RTvsc (1)
Zudem wird ein Zielantriebsmoment TPr für die Hinterrä
der 34 als Null (0) bestimmt. Dann geht der Steuerablauf zu
Schritt S180.
Erhält man im Schritt S20 die negative Entscheidung
(NEIN), geht der Steuervorgang zu Schritt S50 weiter, in
dem die elektronische Steuereinheit 48 bestimmt, ob die
(nachstehend genau beschriebene) Traktionssteuerung vom
Traktionssteuerrechner für mindestens eines der Vorderräder
22 durchgeführt wird. Erhält man eine positive Entscheidung
(JA) im Schritt S50, geht der Steuervorgang zum Schritt
S70. Erhält man im Schritt S50 eine negative Entscheidung
(NEIN), geht der Steuervorgang zum Schritt S60, in dem die
Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine 10 oder des Elektro
motors 28 gesteuert wird, um das Verhältnis des Antriebsmo
ments auf die Vorderräder und des Antriebsmoments auf die
Hinterräder abhängig von den Fahrbedingungen des Fahrzeugs
zu optimieren. In diesem Fall geht der Steuervorgang zum
Schritt S10 zurück.
Schritt S70 ist dazu vorgesehen, einen Reibungskoeffi
zienten µ der Straßenoberfläche zu berechnen. Dann wird im
Schritt S80 bestimmt, ob das Fahrzeug auf einer Straße
bergauf fährt. Erhält man im Schritt S80 eine negative Ent
scheidung (NEIN), geht der Steuervorgang zu Schritt S110.
Erhält man im Schritt S80 eine positive Entscheidung (JA),
geht der Steuervorgang zu Schritt S90.
Anschließend wird im Schritt S90 bestimmt, ob man im
Schritt S80 im letzten Ausführungszyklus des vorliegender
Steuerablaufs die positive Entscheidung erhielt. Erhält man
im Schritt S90 eine positive Antwort (JA), geht der Steu
ervorgang zu Schritt S150. Erhält man im Schritt S90 eine
negative Entscheidung (NEIN), geht der Steuervorgang zum
Schritt S100, um das Zielantriebsmoment für die Vorderräder
TPf und das Zielantriebsmoment für die Hinterräder TPr je
weils nach den nachstehenden Gleichungen (2) und (3) zu be
rechnen:
TPf = µ × WF (2)
TPr = MIN(TPf, TPrmax) (3)
In den vorstehenden Gleichungen (2) und (3) steht "WF"
für eine Last (positiver Wert), die auf die Vorderräder 22
wirkt, und "TPrmax" steht für einen Maximalwert (positiven
Wert) des Antriebsmoments auf die Hinterräder, das vom
Elektromotor 28 erzeugt werden kann. Die Steuerung geht
dann zu Schritt S180.
In der vorstehenden Gleichung (3) bedeutet
"MIN(TPf, TPrmax)" die Auswahl eines kleineren der Drehmo
mentwerte TPf und TPrmax. Das heißt, dass die obige Glei
chung (3) bedeutet, dass das Zielhinterradantriebsmoment
gleich dem kleineren der Antriebsmomente TPf und TPrmax
ist. Das Symbol "MIN" in den nachstehenden Gleichungen (5)
und (7) hat dieselbe Bedeutung wie in der vorstehenden
Gleichung (3).
Dann wird im Schritt S110 bestimmt, ob das Fahrzeug mit
vergleichsweise geringer Geschwindigkeit eine Kurve fährt.
Erhält man im Schritt 110 eine positive Entscheidung (JA),
geht der Steuervorgang zum Schritt S140. Erhält man im
Schritt S110 eine negative Entscheidung (NEIN), geht der
Steuervorgang zum Schritt S120. Die Bestimmung im Schritt
S110, ob das Fahrzeug mit vergleichsweise langsamer Ge
schwindigkeit um eine Kurve fährt, wird beispielsweise
durchgeführt, indem bestimmt wird, ob eine Fahrzeugfahrge
schwindigkeit (Geschwindigkeit Vb der Fahrzeugkarosserie),
die auf der Grundlage der Raddrehzahlen Vwi abgeschätzt
wird, nicht höher als ein vorher bestimmter Schwellenwert
ist, während der Absolutwert des Lenkwinkels θ des Fahr
zeugs nicht kleiner als ein vorher bestimmter Schwellenwert
ist. Der Schwellenwert des Lenkwinkels θ kann sich mit der
Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V ändern.
Im Schritt S120 wird bestimmt, ob man die negative Ent
scheidung (NEIN) im Schritt S110 im letzten Zyklus der
Durchführung des vorliegenden Steuervorgangs erhielt. Er
hält man im Schritt S120 eine positive Entscheidung (JA),
geht der Steuervorgang zu Schritt S150. Erhält man eine ne
gative Entscheidung (NEIN) im Schritt S120, geht der Steu
ervorgang zu Schritt S130, um das Zielvorderradantriebsmo
ment TPf und das Zielhinterradantriebsmoment TPr jeweils in
Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen (4) und (5)
zu berechnen. In Gleichung (5) steht "WR" für eine Last
(positiver konstanter Wert), die auf die Hinterräder 34
wirkt.
TPf = µ × WF (4)
TPr = MIN(TPf, µ × WR) (5)
Im Schritt S140 wird bestimmt, ob man die positive Ent
scheidung (JA) im Schritt S110 im letzten Zyklus der Durch
führung des vorliegenden Steuervorgangs erhalten hat. Er
hält man im Schritt S140 eine negative Entscheidung (NEIN),
geht der Steuervorgang zu Schritt S170. Erhält man eine po
sitive Entscheidung (JA) in Schritt S140, geht der Steuer
vorgang zu Schritt S150.
Im Schritt S150 berechnet der Vorgang die Schlupfver
hältnisse SLfl, SLfr der Vorderräder 22, die von der Brenn
kraftmaschine 10 angetrieben werden, und die Zielschlupf
verhältnisse SLflo, SLfro der Vorderräder 22 abhängig von
den Fahrbedingungen des Fahrzeugs. Zudem berechnet die
elektronische Steuereinheit 48 im Schritt S150 weiterhin
einen Unterschied oder Steuerfehler ΔSLfl = (SLfl - SLflo)
und einen Unterschied oder Steuerfehler
ΔSLfr = (SLfr - SLfro), und gewichtet Kfl, Kfr für die je
weiligen Unterschiede ΔSLfl, ΔSLfr. Die Gewichtungen Kfl,
Kfr werden auf der Grundlage eines größeren der Absolut
werte der Unterschiede ΔSLfl, ΔSLfr berechnet. Der Vorgang
regelt im Schritt S150 die Leistungsabgabe der Brennkraft
maschine 10 nach Art einer Rückkoppelung auf der Grundlage
der Unterschiede ΔSLfl, ΔSLfr, so dass eine Summe von Kfl ×
ΔSLfl und Kfr × ΔSLfr auf oder unter einen vorher bestimmter
Wert verringert wird. Die Gewichtungen Kfl und Kfr werden
so berechnet, dass sie mit einer Vergrößerung des Absolut
werts des größeren der Unterschiede ΔSLfl, ΔSLfr steigen.
Dann berechnet der Vorgang im Schritt S160 die Schlupf
verhältnisse SLrl, SLrr der Hinterräder 34, die vom Elek
tromotor 28 angetrieben werden, und die Zielschlupfverhält
nisse SLrlo, Slrro der Hinterräder 34 abhängig von den
Fahrbedingungen des Fahrzeugs. In Schritt S160 berechnet
die elektronische Steuereinheit weiterhin einen Unterschied
oder Steuerfehler ΔSLrl = (SLrl - SLrlo) und einen Unter
schied oder Steuerfehler ΔSLrr = (SLrr - SLrro), und ge
wichtet Krl, Krr für die jeweiligen Unterschiede ΔSLrl,
ΔSLrr. Die Gewichtungen Krl, Krr werden auf der Grundlage
eines größeren der Absolutwerte der Unterschiede ΔSLrl,
ΔSLrr berechnet. Der Vorgang regelt im Schritt S160 die
Leistungsabgabe des Elektromotors 28 nach Art einer Rück
koppelung auf der Grundlage der Unterschiede ΔSLrl, ΔSLrr,
so dass eine Summe von Krl × ΔSLrl und Krr × ΔSLrr auf oder un
ter einen vorher bestimmten Wert verringert wird. Die Ge
wichtungen Krl und Krr werden so berechnet, dass sie mit
einer Vergrößerung des Absolutwerts des größeren der Unter
schiede ΔSLrl, ΔSLrr steigen.
Im Schritt S170 berechnet der Vorgang ein Verringe
rungsverhältnis RTstr des Antriebsmoments auf die Hinterrä
der 34 während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs mit ver
gleichsweise geringer Geschwindigkeit auf der Grundlage des
Fahrzeuglenkwinkels θ und des Reibungskoeffizienten µ der
Straßenoberfläche, und berechnet weiterhin das Zielvorder
radantriebsmoment TPf und das Zielhinterradantriebsmoment
TPr jeweils nach den folgenden Gleichungen (6) und (7):
TPf = µ × WF (6)
TPr = MIN(TPf, µ × WR × RTstr) (7)
Dann berechnet der Vorgang im Schritt S180 einen Ziel
wert des Öffnungswinkels des Hilfsdrosselventils der Brenn
kraftmaschine 10 auf der Grundlage des Zielvorderradan
triebsmoments TPf, und steuert den tatsächlichen Öffnungs
winkel des Hilfsdrosselventils so, dass er dem berechneten
Zielwert entspricht, um die Leistungsabgabe der Brennkraft
maschine 10 so zu steuern, dass das tatsächliche Antriebs
moment auf die Vorderräder 22 mit dem Zielwert TPf zusam
menfällt. Dann berechnet der Vorgang im Schritt S190 einen
Zielwert eines elektrischen Stroms, der auf den Elektromo
tor 28 wirkt, auf der Grundlage des Zielhinterradantriebmo
ments TPr, und steuert den tatsächlichen Wert des elektri
schen Stroms, der auf den Elektromotor 28 wirkt, um die
Leistungsabgabe des elektrischen Motors so zu steuern, dass
der tatsächliche Antrieb der Hinterräder 34 mit dem Ziel
wert TPr zusammenfällt. Dann kehrt der Steuervorgang zu
Schritt S10 zurück.
Mit Bezug auf den Ablaufplan der Fig. 3 wird der Fahr
zeugfahrstabilitätssteuervorgang beschrieben, der ebenso
beim Aktivieren des Fahrzeugzündschalters angestoßen und
wiederholt mit einer vorher bestimmten Zykluszeit durchge
führt wird.
Der Fahrzeugfahrstabilitätssteuervorgang nach Fig. 3
fängt mit Schritt S210 an, um die Ausgabesignale des Gier
ratensensors 54, die die Gierrate des Fahrzeugs wiederge
ben, einzulesen. Dann berechnet der Vorgang im Schritt S220
die Geschwindigkeit Vb der Fahrzeugkarosserie auf der
Grundlage der Radgeschwindigkeiten Vwi, und berechnet einen
Unterschied oder Steuerfehler (Gy - Vb × γ) zwischen dem
Querbeschleunigungsbetrag Gy des Fahrzeugs und einem Pro
dukt der Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit Vb und der Gier
rate γ. Dieser Unterschied (Gy - Vb × γ) ist ein Steuerfeh
ler des Querbeschleunigungsbetrags Gy des Fahrzeugs, das
heißt, ein Querschlupfbeschleunigungswert Vyd des Fahr
zeugs. Eine Querschlupfgeschwindigkeit Vy der Fahrzeugka
rosserie wird durch Ableiten des Querschlupfbeschleuni
gungswerts Vyd berechnet. Im Schritt S220 wird ein Schlupf
winkel θ der Fahrzeugkarosserie als ein Verhältnis von
Vy/Vx der Querschlupfgeschwindigkeit Vy zur Fahrzeuglängs
geschwindigkeit Vx (= Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit Vb)
berechnet.
Dann geht der Steuervorgang weiter zum Schritt S230, um
einen Fahrzeugübersteuerwert SV als eine Summe
(K1 × β + K2 × Vyd) zu berechnen, wobei "K1" und "K2" vor
her bestimmte Konstanten (positive Werte) sind. Zudem wird
die Richtung der Kurvenfahrt des Fahrzeugs auf der Grund
lage des Vorzeichens der Gierrate γ bestimmt. Das heißt,
dass man den Fahrzeugübersteuerbetrag SS als einen positi
ven Fahrzeugübersteuerwert +SV erhält, wenn das Fahrzeug
eine Kurve nach links oder im Gegenuhrzeigersinn fährt und
als einen negativen Fahrzeugübersteuerwert -SV, wenn das
Fahrzeug eine Kurve nach rechts oder im Uhrzeigersinn
fährt. Wenn der berechnete Fahrzeugübersteuerwert SV nega
tiv ist, wird der Fahrzeugübersteuerbetrag auf Null ge
setzt. Man kann den Fahrzeugübersteuerwert SV als eine
Summe (K1 × β + K2 × βd) erhalten, wobei "βd" eine Ableitung
des Fahrzeugschlupfwinkels β ist.
Dann geht der Steuervorgang zum Schritt S240, um einen
Zielwert γc und einen Referenzwert γt der Gierrate γ jeweils
in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen (8) und
(9) zu berechnen.
γc = Vb × θ/(1 + Kh × Vb2) × H/Rg (8)
γt = γc/(1 + T × s) (9)
In der vorstehenden Gleichung (8) stehen "Kh", "H" und
"Rg" jeweils für einen Fahrstabilitätsfaktor des Fahrzeugs,
einen Radstand des Fahrzeugs und ein Lenkübersetzungsver
hältnis der Lenkvorrichtung des Fahrzeugs. In der vorste
henden Gleichung (9) steht "T" für eine Zeitkonstante, wäh
rend "s" für den Laplace-Operator steht. Die Zielgierrate γ
c kann berechnet werden, indem der Querbeschleunigungswert
Gy in die Rechnung einbezogen wird, so dass die berechnete
Zielgierrate als eine dynamische Gierrate genutzt werden
kann.
Dann berechnet der Vorgang im Schritt S250 einen Fahr
zeuguntersteuerwert DV in Übereinstimmung mit der nachste
henden Gleichung (10). Zudem wird die Richtung der Kurven
fahrt des Fahrzeugs auf der Grundlage des Vorzeichens der
Gierrate γ bestimmt. Das heißt, man erhält den Fahrzeugun
tersteuerbetrag SS als einen positiven Fahrzeuguntersteuer
wert +DV, wenn das Fahrzeug eine Kurve nach links oder im
Gegenuhrzeigersinn fährt, und als einen negativen Fahrzeug
untersteuerbetrag -DV, wenn das Fahrzeug eine Kurve nach
rechts oder im Uhrzeigersinn fährt. Wenn der berechnete
Fahrzeuguntersteuerwert DV ein negativer Wert ist, wird der
Fahrzeuguntersteuerbetrag DS auf Null gesetzt. Der Fahr
zeuguntersteuerwert DV kann in Übereinstimmung mit der
nachstehenden Gleichung (11) berechnet werden:
DV = (γt - γ) (10)
DV = H × (γt - γ)/V (11)
Dann berechnet der Vorgang im Schritt S260 ein Ziel
schlupfverhältnis Rssfo des Vorderrads 22, das auf der Au
ßenseite des Kurvenwegs des Fahrzeugs angeordnet ist, auf
der Grundlage des Fahrzeugübersteuerbetrags SS und in Über
einstimmung mit einer gespeicherten Datenabbildung, die ei
ne vorher bestimmte Beziehung zwischen dem Zielschlupfver
hältnis Rssfo und dem Fahrzeugübersteuerbetrag SS wieder
gibt. Ein Beispiel dieser Beziehung wird im Diagramm der
Fig. 7 veranschaulicht. Dann berechnet der Vorgang im
Schritt S270 ein Zielgesamtschlupfverhältnis Rsall des
Fahrzeugs auf der Grundlage des Fahrzeuguntersteuerbetrags
DS und in Übereinstimmung mit einer gespeicherten Datenab
bildung, die eine vorher bestimmte Beziehung zwischen dem
Zielgesamtschlupfverhältnis Rsall und dem Fahrzeugunter
steuerbetrag DS wiedergibt. Ein Beispiel dieser Beziehung
wird im Schaubild der Fig. 8 veranschaulicht.
Dann berechnet der Vorgang im Schritt S280 Zielschlupf
verhältnisse Rsfo und Rsfi der Vorderräder 22, die jeweils
auf den Außen- und Innenseiten des Kurvenwegs des Fahrzeugs
angeordnet sind, und Zielschlupfverhältnisse Rsro und Rsri
der Hinterräder 34, die jeweils auf den Außen- und Innen
seiten des Kurvenwegs des Fahrzeugs angeordnet sind. Diese
Zielschlupfverhältnisse Rsfo, Rsfi, Rsro und Rsri werden
jeweils in Übereinstimmung mit den folgenden vier Gleichun
gen (12) berechnet:
Rsfo = Rssfo
Rsfi = Kfi × Rsall
Rsro = 0
Rsri = (1 - Kfi) × Rsall (12)
Rsfi = Kfi × Rsall
Rsro = 0
Rsri = (1 - Kfi) × Rsall (12)
In den vorstehenden Gleichungen (12) steht "Kfi" für
ein Verhältnis (0.5 ≦ Kfi < 1) des Schlupfverhältnisses des
inneren Vorderrads 22 zu dem des inneren Hinterrads 34.
Der Steuervorgang geht dann weiter zu Schritt S290, um
die inneren und äußeren Vorderräder 22 zu bestimmen, die
auf den jeweiligen Innen- und Außenseiten des Fahrzeugkur
venwegs angeordnet sind, und um die inneren und äußeren
Hinterräder 34 zu bestimmen, die auf den jeweiligen Innen-
und Außenseiten des Fahrzeugkurvenwegs angeordnet sind.
Diese Bestimmung basiert auf dem Vorzeichen der Gierrate γ.
Dann werden endgültige Zielschlupfverhältnisse Rsfr, Rsfl,
Rsrr und Rsrl der rechten und linken Vorderräder 22FR, 22FL
und der rechten und linken Hinterräder 34RR, 34RL auf der
Grundlage des Ergebnisses der Bestimmung der inneren und
äußeren Vorderräder 22 und der inneren und äußeren Hinter
räder 34 berechnet. Die endgültigen Zielschlupfverhältnisse
Rsfr, Rsfl, Rsrr und Rsrl der rechten und linken Vorder-
und Hinterräder 22FR, 22FL, 34RR und 34RL werden in Über
einstimmung mit der nachstehenden Gleichung (13) berechnet,
wenn das Fahrzeug eine Kurve nach links oder im Gegenuhr
zeigersinn fährt, und in Übereinstimmung mit der nachste
henden Gleichung (14) berechnet, wenn das Fahrzeug eine
Kurve nach rechts oder im Uhrzeigersinn fährt:
Wenn das Fahrzeug eine Kurve im Gegenuhrzeigersinn
fährt:
Rsfr = Rsfo
Rsfl = Rsfi
Rsrr = Rsro
Rsrl = Rsri (13)
Rsfl = Rsfi
Rsrr = Rsro
Rsrl = Rsri (13)
Wenn das Fahrzeug eine Kurve im Uhrzeigersinn fährt:
Rsfr = Rsfi
Rsfl = Rsfo
Rsrr = Rsri
Rsrl = Rsro (14)
Rsfl = Rsfo
Rsrr = Rsri
Rsrl = Rsro (14)
Im Schritt 300 bestimmt der Vorgang, ob eines der end
gültigen Schlupfverhältnisse Rsfr, Rsfl, Rsrr, Rsrl einen
positiven Wert aufweist (das heißt, ob alle Verhältnisse
Rsfr, Rsfl, Rsrr, Rsrl ungleich Null sind). Wenn eines die
ser Verhältnisse einen positiven Wert aufweist, das heißt,
wenn man im Schritt S300 eine positive Entscheidung (JA)
erhält, geht der Steuervorgang zum Schritt S320. Wenn man
eine negative Entscheidung (NEIN) im Schritt S300 erhält,
geht der Steuervorgang zum Schritt S310, in dem die Ventil
vorrichtungen in der Hydraulikschaltung 40 in ihre Positio
nen gebracht werden, in denen die Fahrzeugfahrstabilitäts
steuerung nicht durchgeführt wird. Dann geht der Steuervor
gang zu Schritt S210 zurück.
Im Schritt S320, der durchgeführt wird, wenn man im
Schritt S300 die positive Antwort (JA) erhält, wird die
Fahrzeugfahrstabilitätssteuerung durchgeführt, um die
Bremskraft, die auf jedes Rad 22, 34 wirkt, so zu steuern,
dass das tatsächliche Schlupfverhältnis jedes Rads 22, 34
mit dem endgültigen, im Schritt S290 berechneten Ziel
schlupfverhältnis Rsfr, Rsfl, Rsrr, Rsrl, übereinstimmt.
Dann geht der Steuervorgang zum Schritt S210 zurück.
Ein Traktionssteuervorgang zur Durchführung der Trakti
onssteuerung für die Vorderräder 22FL, 22FR wird nun mit
Bezug auf den Ablaufplan der Fig. 4 beschrieben. Der Trak
tionssteuervorgang nach Fig. 4 wird ebenfalls durch Akti
vieren des Zündschalters angestoßen und wird wiederholt mit
einer vorherbestimmten Zykluszeit durchgeführt.
Der Traktionssteuervorgang wird im Schritt S410 ange
stoßen, um die Ausgabesignale der Raddrehzahlssensoren
52fl - 52rr einzulesen, die die Drehzahlen Vwi der Räder 22,
34 wiedergeben. Dann berechnet der Vorgang im Schritt S420
die Schlupfverhältnisse SLfl und SLfr der linken und rech
ten Vorderräder 22FL, 22FR, die von der Brennkraftmaschine
10 angetrieben werden, auf der Grundlage der erfassten Rad
drehzahlen Vwi.
Schritt S430 wird dann durchgeführt, um zu bestimmen,
ob das Schlupfverhältnis SLfl des linken Vorderrads höher
als ein Schwellenwert SLt (eine positive Konstante) ist.
Wenn man im Schritt S430 eine negative Entscheidung (NEIN)
erhält, geht der Steuervorgang zu Schritt S470. Wenn man im
Schritt S430 eine positive Entscheidung (JA) erhält, geht
der Steuervorgang zu Schritt S440, um ein Zielschlupfver
hältnis SLflt des linken Vorderrads 22FL in Übereinstimmung
mit den Fahrbedingungen des Fahrzeugs zu berechnen.
Der Steuervorgang geht dann weiter zu Schritt S450, um
eine Zieldrehzahl Vwflt des linken Vorderrads 22FL auf der
Grundlage des berechneten Zielschlupfverhältnisses SLflt zu
berechnen, und dann zu Schritt S460, um die Bremskraft, die
auf das linke Vorderrad 22FL wirkt, so zu regeln, dass die
tatsächliche Drehzahl Vwfl des linken Vorderrads mit dem
berechneten Zielwert Vwflt übereinstimmt. Das tatsächliche
Schlupfverhältnis Vwfl des von der Brennkraftmaschine 10
angetriebenen linken Vorderrads 22FL wird dementsprechend
verringert.
Im Schritt S470 bestimmt der Vorgang, ob das Schlupf
verhältnis SLfr des rechten Vorderrads 22FR höher als ein
Schwellenwert SLt ist. Wenn man im Schritt S470 eine nega
tive Entscheidung (NEIN) erhält, geht der Steuervorgang zu
Schritt S410 zurück. Wenn man im Schritt S470 eine positive
Entscheidung (JA) erhält, geht der Steuervorgang zu Schritt.
S480, um ein Zielschlupfverhältnis SLfrt des rechten Vor
derrads 22FR in Übereinstimmung mit den Fahrbedingungen des
Fahrzeugs zu berechnen.
Der Vorgang berechnet dann im Schritt S490 eine Ziel
drehzahl Vwfrt des rechten Vorderrads 22FR auf der Grund
lage des berechneten Zielschlupfverhältnisses SLfrt, und
geht dann zu Schritt S500, um die Bremskraft, die auf das
rechte Vorderrad 22FR wirkt, so zu regeln, dass die tat
sächliche Drehzahl Vwfr des rechten Vorderrads mit dem be
rechneten Zielwert Vwfrt übereinstimmt. Das tatsächliche
Schlupfverhältnis Vwfr des von der Brennkraftmaschine 10
angetriebenen rechten Vorderrads 22FR wird dementsprechend
verringert.
Wie vorstehend beschrieben ist die elektronische Steu
ereinheit 48 nach der vorliegenden Ausführungsform dazu
ausgelegt, die Fahrzeugfahrstabilitätssteuerung bei der Er
kennung einer instabilen Kurvenfahrt des Fahrzeugs so zu
steuern, dass in Übereinstimmung mit dem Fahrzeugfahrstabi
litätssteuervorgang nach Fig. 3 eine gesteuerte Bremskraft
auf das geeignete Rad oder die geeigneten Räder wirkt, um
so die Fahrstabilität, das heißt, die Kurvenstabilität des
Fahrzeugs zu erhöhen. Die instabile Kurvenfahrt des Fahr
zeugs wird typischerweise durch ein zu starkes Übersteuern
oder ein zu starkes Untersteuern des Fahrzeugs wiedergege
ben. Das zu starke Übersteuern des Fahrzeugs kommt von ei
nem zu hohen Querschlupf der Räder 22, 34, insbesondere der
Hinterräder 34, was eine Abweichung des tatsächlichen Kur
venwegs des Fahrzeugs vom nominellen Kurvenweg auf der In
nenseite des nominellen Kurvenwegs verursacht.
Der nominelle Kurvenweg wird vom tatsächlichen Lenkwin
kel θ des Fahrzeugs wiedergegeben. Das zu starke Untersteu
ern des Fahrzeugs kommt von einem zu hohen Querschlupf der
Vorderräder, was eine Abweichung des tatsächlichen Kurven
wegs des Fahrzeugs vom nominellen Kurvenweg auf der Außen
seite des nominellen Kurvenwegs verursacht, das heißt, den
tatsächlichen Kurvenweg des Fahrzeugs mit einem Kurvenra
dius verursacht, der größer als der Radius des nominellen
Kurvenwegs ist.
Wenn die Fahrzeugfahrstabilitätssteuerung durchgeführt
wird, erhält man die positive Entscheidung (JA) im Schritt
S20 des Antriebskraftsteuervorgangs der Fig. 2, und der
Steuervorgang geht zu Schritt S30, um das Verringerungsver
hältnis RTvsc des Vorderradantriebsmoments auf der Grund
lage des Fahrzeugübersteuerbetrags SS oder des Fahrzeugun
tersteuerbetrags DS zu berechnen. Dann berechnet der Vor
gang im Schritt S40 das Zielvorderraddrehmoment TPf in
Übereinstimmung mit der vorstehenden Gleichung (1), und
setzt das Zielhinterraddrehmoment TPr auf Null. Dann geht
der Steuervorgang zu Schritt S180 weiter, um die Leistungs
abgabe der Brennkraftmaschine 10 so zu steuern, dass das
tatsächliche Antriebsmoment der Vorderräder 22 dem Zielwert.
TPf entspricht. Dann steuert der Vorgang im Schritt S190
die Leistungsabgabe des Elektromotors 28 so, dass das tat
sächliche Antriebsmoment der Hinterräder 34 dem Zielwert
TPr entspricht. Nachdem die Fahrzeugfahrstabilitätssteue
rung beendet ist, werden die Schritte S150 und S160 wieder
holt durchgeführt, um die Leistungsabgaben der Brennkraft
maschine 10 und des Elektromotors 28 so zu regeln, dass die
Unterschiede oder Steuerfehler ΔSLf und ΔSLr der Schlupf
verhältnisse SLf, SLr der Vorder- und Hinterräder 22, 34,
die von der Brennkraftmaschine 10 und dem Elektromotor 28
angetrieben werden, auf oder unter die vorbestimmten Werte
verringert werden.
Somit wird das Antriebsmoment auf die Vorderräder 22
bei einer Erhöhung der Instabilität des Fahrverhaltens des
Fahrzeugs verringert, während das Antriebsmoment auf die
Hinterräder 34 bei Null gehalten wird, so dass das Fahrzeug
effektiv gebremst werden kann. Zudem werden die Antriebs
kräfte auf die Vorder- und Hinterräder so gesteuert, dass
ein Unterschied zwischen den Bremskräften, die auf die lin
ken und rechten Vorderräder 22FL, 22FR wirken, wenn sich
das Fahrzeug in einem übersteuerten Zustand befindet, ver
größert wird, so dass auf das Fahrzeug im übersteuerten Zu
stand ein geeignetes Moment in einer Gegenrichtung zur
Richtung des Übersteuermoments wirkt. Wenn sich das Fahr
zeug in einem Untersteuerungszustand befindet, werden ge
eignete Bremskräfte auf die Vorder- und Hinterräder auf der
Innenseite des Kurvenwegs des Fahrzeugs angewendet. Die An
triebskraftsteueranordnung nach der vorstehend beschriebe
nen Ausführungsform dieser Erfindung ermöglicht es, die
Fahr- oder Kurvenstabilität für ein Fahrzeug effektiver und
zuverlässiger zu erhöhen, als wenn keine Antriebs
kraftsteuerung durchgeführt wird, oder wenn die herkömmli
che Antriebskraftsteueranordnung zur Steuerung des Verhält
nisses der Antriebskraft auf die Vorder- und Hinterräder
eines vierradgetriebenes Fahrzeugs durchgeführt wird.
Wenn mindestens eines der linken und rechten Vorderrä
der 22, die von der Brennkraftmaschine 10 angetrieben wer
den, ein außergewöhnlich hohes Schlupfverhältnis aufweist,
während das Fahrzeug mit einem vergleichsweise hohen Grad
an Stabilität ohne ein bemerkenswertes Über- oder Unter
steuerphänomen läuft, erhält man im Schritt S20 des An
triebskraftsteuervorgangs der Fig. 2 die negative Entschei
dung (NEIN), während man im Schritt S50 desselben Vorgangs
die positive Entscheidung (JA) erhält. Wenn das Fahrzeug
nicht auf einer bergauf führenden Straßenoberfläche fährt
und nicht mit vergleichsweise langsamer Geschwindigkeit ei
ne Kurve fährt, das heißt, wenn man in den Schritten S80
und S110 die negative Entscheidung (NEIN) erhält, geht der
Steuervorgang zum Schritt S130 weiter, um das Zielvorder
radantriebsmoment TPf und das Zielhinterradantriebsmoment
TPr in Übereinstimmung mit den jeweiligen vorstehend be
schriebenen Gleichungen (4) und (5) zu berechnen, und geht
dann zu den Schritten S180 und S190, in denen die Leis
tungsabgabe der Brennkraftmaschine 10 und des Elektromotors
28 so gesteuert werden, dass die tatsächlichen Antriebsmo
mente der Vorder- und Hinterräder 22, 34 und die jeweiligen
Zielantriebsmomente TPf, TPr übereinstimmen. Nachdem die
Vorderradtraktionssteuerung beendet ist, werden die Schrit
te S150 und S160 wiederholt durchgeführt, um die Leistungs
abgaben der Brennkraftmaschine 10 und des Elektromotors 28
so mittels Rückkopplung zu regeln, dass die Unterschiede
oder Steuerfehler ΔSLf und ΔSLr der Schlupfverhältnisse
SLf, SLr der Vorder- und Hinterräder 22, 34, die von der
Brennkraftmaschine 10 und dem Elektromotor 28 angetrieben
werden, auf oder unter die vorher bestimmten Werte fallen.
Somit werden die Antriebsmomente der Vorder- und Hin
terräder 22, 34 so gesteuert, dass sie abhängig vom Rei
bungskoeffizienten µ der Straßenoberfläche maximiert wer
den, wobei das Hinterradantriebsmoment nicht größer als das
Vorderradantriebsmoment zugelassen wird, so dass das Fahr
zeug mit hoher Fahrbarkeit gestartet oder beschleunigt wer
den kann, während eine Verschlechterung der Fahrstabilität
vermieden wird, auch wenn die Traktionssteuerung für min
destens eines der Vorderräder während einer stabilen Fahrt
auf einer nicht bergauf führenden Straßenoberfläche ohne
Kurvenfahrt bei vergleichsweise niedriger Geschwindigkeit
durchgeführt wird.
Wenn die Traktionssteuerung für mindestens eines der
Vorderräder 22 während der Fahrt des Fahrzeugs auf einer
bergauf führenden Straße durchgeführt wird, erhält man im
Schritt S20 die negative Entscheidung (NEIN), während man
in den Schritten S50 und S80 die positive Entscheidung (JA)
erhält. In diesem Fall geht der Steuervorgang zum Schritt
S100, um die Zielantriebsmomente TPf, TPr der Vorder- und
Hinterräder, die jeweils von der Brennkraftmaschine 10 und
dem Elektromotor 28 angetrieben werden, in Übereinstimmung
mit den vorstehenden Gleichungen (2) und (3) zu berechnen.
Dann steuert der Vorgang in den Schritten S180 und S190 die
Leistungsabgaben der Brennkraftmaschine 10 und des Elektro
motors 28 so, dass die tatsächlichen Antriebsmomente der
Vorder- und Hinterräder 22, 34 mit den jeweiligen Zielwer
ten TPf, TPr übereinstimmen. Nachdem die Vorderradtrakti
onssteuerung beendet ist, werden die Schritte S150 und S160
wiederholt durchgeführt, um die Leistungsabgaben der Brenn
kraftmaschine 10 und des Elektromotors 28 auf der Grundlage
der Unterschiede oder Steuerfehler ΔSLf und ΔSLr der
Schlupfverhältnisse SLf, SLr der Vorder- und Hinterräder
22, 34 mittels Rückkopplung zu regeln.
Somit wird das Antriebsmoment auf die Vorderräder 22
auf den Zielwert TPf, der vom Reibungskoeffizienten µ der
Straßenoberfläche abhängt, gesteuert, während das Antriebs
moment auf die Hinterräder maximiert, aber nicht größer als
das Antriebsmoment auf die Vorderräder zugelassen wird, so
dass das Fahrzeug auf einer bergauf führenden Straße mit
hoher Fahrbarkeit gefahren werden kann, während eine Ver
schlechterung der Fahrstabilität vermieden wird, auch wenn
die Traktionssteuerung für mindestens eines der Vorderräder
während einer stabilen Fahrt auf der bergauf führender
Straßenoberfläche durchgeführt wird.
Wenn die Traktionssteuerung für mindestens eines der
Vorderräder 22 während einer stabilen Kurvenfahrt des Fahr
zeugs mit vergleichsweise geringer Geschwindigkeit durchge
führt wird, erhält man die negative Entscheidung (NEIN) im
Schritt S20, und man erhält die positive Entscheidung (JA)
im Schritt S50, während man die negative Entscheidung
(NEIN) im Schritt S80 erhält. In diesem Fall geht der Steu
ervorgang zu Schritt S170, um die Zielantriebsmomente TPf,
TPr der Vorder- und Hinterräder, die jeweils von der Brenn
kraftmaschine 10 und dem Elektromotor 28 angetrieben wer
den, in Übereinstimmung mit den jeweiligen vorstehenden
Gleichungen (6) und (7) zu berechnen. Die Schritte S180 und
S190 werden dann durchgeführt, um die Leistungsabgaben der
Brennkraftmaschine 10 und des Elektromotors 28 so zu steu
ern, dass die tatsächlichen Antriebsmomente der Vorder- und
Hinterräder 22, 34 mit den jeweiligen Zielantriebsmomenten
TPf, TPr übereinstimmen. In diesem Fall wird das Hinterrad
zielantriebsmoment TPr so bestimmt, dass das Zielantriebs
moment TPr mit einer Vergrößerung des Lenkeinschlagwinkels
des Fahrzeugs und mit einer Verringerung des Reibungskoef
fizienten µ der Straßenoberfläche sinkt, so dass die Leis
tungsabgabe des Elektromotors 28 in Übereinstimmung mit dem
Fahrzeuglenkeinschlagwinkel und dem Reibungskoeffizienten µ
verringert wird. Nachdem die Vorderradtraktionssteuerung
beendet ist, werden die Schritte S150 und S160 wiederholt
durchgeführt, um die Leistungsabgaben der Brennkraftmaschi
ne 10 und des Elektromotors 28 so zu regeln, dass die Un
terschiede oder Steuerfehler ΔSLf und ΔSLr der Schlupfver
hältnisse SLf, SLr der Vorder- und Hinterräder 22, 34 auf
oder unter die vorbestimmten Werte verringert werden.
Somit wird das Antriebsmoment auf die Vorderräder 22
auf den Zielwert TPf, der vom Reibungskoeffizienten µ der
Straßenoberfläche abhängt, gesteuert, während das Antriebs
moment auf die Hinterräder abhängig vom Reibungskoeffizien
ten der Straßenoberfläche und dem Fahrzeuglenkeinschlagwin
kel optimiert, aber nicht größer als das Antriebsmoment auf
die Vorderräder zugelassen wird, so dass die Verschlechte
rung der Kurvenstabilität des Fahrzeugs effektiv verhindert
werden kann. Dieser Vorgang kann selbst dann auftreten,
wenn die Traktionssteuerung für mindestens eines der Vor
derräder während einer stabilen Kurvenfahrt bei der relativ
geringen Geschwindigkeit durchgeführt wird. Insbesondere
ist die vorstehend gezeigte Steueranordnung wirksam, um die
Verschlechterung der Kurvenfahrstabilität des Fahrzeugs
aufgrund einer außergewöhnlich großen Antriebskraft auf die
Hinterräder 34 zu verhindern.
Wenn das Fahrzeug mit hoher Stabilität ohne die Vorder
radtraktionssteuerung fährt, erhält man in den Schritten
S20 und S50 die negative Entscheidung (NEIN), und der Steu
ervorgang geht zu Schritt S60, in dem die Antriebskräfte
auf die Vorder- und Hinterräder auf normale Weise gesteuert
werden, das heißt, die Leistungsabgaben der Brennkraftma
schine 10 und des Elektromotors 28 werden so gesteuert,
dass das Verhältnis der Antriebskraft auf die Vorder- und
Hinterräder in Übereinstimmung mit den Fahrbedingungen des
Fahrzeugs optimiert werden, so dass das Fahrzeug von den
vier Rädern mit dem optimalen Verhältnis der Antriebskraft
auf die Vorder- und Hinterräder angetrieben werden kann.
In der Fahrzeugfahrstabilitätssteuerung in Übereinstim
mung mit dem vorstehend beschriebenen Fahrzeugfahrstabili
tätssteuervorgang der Fig. 3 wird die Bremskraft auf das
Vorderrad angewendet, das auf der Außenseite des Kurvenwegs
des Fahrzeugs angeordnet ist, während das Fahrzeug in einem
übersteuerten Zustand ist, und auf die Vorder- und Hinter
räder, die auf der Innenseite des Kurvenwegs des Fahrzeugs
liegen, wenn das Fahrzeug in einem untersteuerten Zustand
ist. Die Fahrzeugfahrstabilitätssteuerung kann jedoch so
durchgeführt werden, dass die Bremskraft auf die Vorder-
und Hinterräder ausgeübt wird, die auf der Außenseite des
Fahrzeugkurvenwegs angeordnet sind, wenn das Fahrzeug im
übersteuerten Zustand ist, und nur auf das Hinterrad, das
auf der Innenseite des Fahrzeugkurvenwegs angeordnet ist,
oder auf die drei Räder außer dem Hinterrad, das auf der
Außenseite des Fahrzeugkurvenwegs liegt, während das Fahr
zeug im untersteuerten Zustand ist.
In der Antriebskraftsteuerung nach Fig. 2 in Überein
stimmung mit der veranschaulichten Ausführungsform wird das
Antriebsmoment auf die Hinterräder 34 auf Null gesetzt,
wenn die Fahrzeugfahrstabilitätssteuerung durchgeführt
wird. Das Antriebsmoment auf die Hinterräder muß jedoch
nicht auf Null gesetzt werden, und kann auf einen Wert grö
ßer Null verringert werden, unabhängig von dem Betrag der
Verringerung des Antriebsmoments auf die Vorderräder.
Obwohl die gezeigte Ausführungsform auf ein vierradge
triebenes Fahrzeug, das die Brennkraftmaschine 10 als die
Vorderradantriebsvorrichtung und den Elektromotor 28 als
die Hinterradantriebsvorrichtung nutzt, angewendet wird,
kann das Prinzip der vorliegenden Erfindung ebenso auf je
des Kraftfahrzeug mit jeder beliebigen Antriebsvorrichtung
oder Kombination von Antriebsvorrichtungen nach dem Stand
der Technik angewendet werden. Beispielsweise kann die vor
liegende Erfindung auf ein Kraftfahrzeug angewendet werden,
das eine Hybridantriebsvorrichtung nutzt, die aus einer
Brennkraftmaschine und einem Elektromotor für die Vorderrä
der besteht, das heißt, die Hybridantriebsvorrichtung kann
als Hauptantriebsvorrichtung genutzt werden. Zwei getrennte
Antriebsvorrichtungen können jeweils auf die linken und
rechten Hinterräder wirken.
Obwohl die gezeigte Ausführungsform auf das Fahrzeugan
triebssystem angewendet wird, das die Hauptantriebsvorrich
tung für die Vorderräder und die Hilfsantriebsvorrichtung
für die Hinterräder enthält, kann das Prinzip der vorlie
genden Erfindung gleichermaßen auf ein Fahrzeugantriebssys
tem angewendet werden, das die Hauptantriebsvorrichtung für
die Hinterräder und die Hilfsantriebsvorrichtung für die
Vorderräder enthält. In diesem Fall werden die Vorderrad-
und Hinterradantriebsvorrichtungen in entgegengesetzter
Weise wie in der gezeigten Ausführungsform gesteuert, das
heißt, auf die Arten, die in der gezeigten Ausführungsform
jeweils auf den Elektromotor 28 und auf die Brennkraftma
schine 10 angewendet werden.
In den gezeigten Ausführungsformen wird die Steuerung
durch einen Allzweckprozessor durchgeführt. Der Fachmann
kann erkennen, dass die Steuerung durch einen einzelnen in
tegrierten Schaltkreis für die spezielle Anwendung
(beispielsweise ein ASIC) mit einem Haupt- oder Zentralpro
zessorabschnitt für die Steuerung des Gesamtsystems und ge
trennten Abschnitten zur Durchführung verschiedener unter
schiedlicher spezifischer Berechnungen, Funktionen und an
derer Vorgänge unter der Steuerung des Zentralprozessorab
schnitts durchgeführt werden kann. Die Steuerung kann aus
einer Mehrzahl von getrennten dafür vorgesehenen oder pro
grammierbaren integrierten oder anderen elektronischen
Schaltnetzen oder Vorrichtungen (beispielsweise festver
drahteten elektronischen oder logischen Schaltnetzen wie
Diskrete-Elemente-Schaltnetzen, oder programmierbaren Lo
gikvorrichtungen wie FLDs, PLAs, PALs oder ähnlichen) be
stehen. Die Steuerung kann geeignet programmiert sein, um
sie mit einem Rechner für allgemeine Zwecke, beispielsweise
einem Mikrocomputer, Mikrocontroller oder einer anderen
Prozessorvorrichtung (CPU oder MPU) entweder einzeln oder
in Verbindung mit einer oder mehreren peripheren daten- und
signalverarbeitenden Vorrichtungen (beispielsweise inte
grierten Schaltungen) zu nutzen. Im Allgemeinen kann jede
Vorrichtung oder Anordnung von Vorrichtungen, die es ermög
licht, die hier beschriebenen Vorgänge durchzuführen, als
die Steuerung genutzt werden. Eine verteilte Verarbeitungs
architektur kann für eine maximale Daten- und Signalverar
beitungsfähigkeit und -geschwindigkeit genutzt werden.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausfüh
rungsformen beschrieben wurde, ist sie nicht auf diese be
vorzugten Ausführungsformen beschränkt. Im Gegenteil soll
die Erfindung verschiedene Veränderungen und gleichwertige
Anordnungen abdecken. Während die verschiedenen Elemente
der bevorzugten Ausführungsformen in verschiedenen bei
spielhaften Kombinationen und Konfigurationen gezeigt wur
den, können zusätzlich andere Kombinationen und Konfigura
tionen, die mehr, weniger oder nur ein einzelnes Element
der Erfindung enthalten, im Sinne der Erfindung, der durch
die beigefügten Ansprüche umrissen ist, sein.
Zusammenfassend leistet die Erfindung Folgendes:
Ein Antriebskraftsteuersystem für ein Kraftfahrzeug verringert die Antriebskraft auf die Vorderräder und die Antriebskraft auf die Hinterräder eines Fahrzeugs unter in stabilen Fahrbedingungen. Die Antriebskraft auf die Vorder räder wird bei einer Erhöhung der Instabilität der Fahrbe dingungen verringert, und die Antriebskräfte auf die Vor der- und Hinterräder werden bei geringen Fahrzeugkurvenge schwindigkeiten gesteuert, wenn für mindestens ein Vorder rad eine Traktionssteuerung durchgeführt wird. Als Ergebnis kann die Antriebskraft auf die Vorderräder mit einer Ab nahme des Reibungskoeffizienten µ einer Straßenoberfläche verringert werden, während die Antriebskraft auf die Hin terräder mit einer Vergrößerung des Lenkeinschlagwinkels verringert werden kann und die Antriebskraft auf die Vor derräder nicht überschreitet.
Ein Antriebskraftsteuersystem für ein Kraftfahrzeug verringert die Antriebskraft auf die Vorderräder und die Antriebskraft auf die Hinterräder eines Fahrzeugs unter in stabilen Fahrbedingungen. Die Antriebskraft auf die Vorder räder wird bei einer Erhöhung der Instabilität der Fahrbe dingungen verringert, und die Antriebskräfte auf die Vor der- und Hinterräder werden bei geringen Fahrzeugkurvenge schwindigkeiten gesteuert, wenn für mindestens ein Vorder rad eine Traktionssteuerung durchgeführt wird. Als Ergebnis kann die Antriebskraft auf die Vorderräder mit einer Ab nahme des Reibungskoeffizienten µ einer Straßenoberfläche verringert werden, während die Antriebskraft auf die Hin terräder mit einer Vergrößerung des Lenkeinschlagwinkels verringert werden kann und die Antriebskraft auf die Vor derräder nicht überschreitet.
Claims (15)
1. Antriebskraftsteuersystem für ein Fahrzeug, das eine
Vorderradantriebsvorrichtung, die Vorderräder des Fahrzeugs
antreibt, und eine Hinterradantriebsvorrichtung, die Hin
terräder des Fahrzeugs antreibt, aufweist, wobei eine der
Vorder- und Hinterradantriebsvorrichtungen als eine
Hauptantriebsvorrichtung (10) des Fahrzeugs dient, während
die andere der Vorder- und Hinterradantriebsvorrichtungen
als Hilfsantriebsvorrichtung (28) des Fahrzeugs dient, wo
bei das Antriebskraftsteuersystem dadurch gekennzeichnet
ist, dass es Folgendes umfaßt:
Eine Antriebskraftsteuereinrichtung (48, S20, S30) zur Verringerung einer Antriebskraft von der Hauptantriebsvor richtung (10), wenn ein Betrag des seitlichen Schlupfs der Räder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, und Verringern einer Antriebskraft von der Hilfsantriebsvor richtung (28) um einen Betrag, der von dem Betrag der Ver ringerung der Antriebskraft der Hauptantriebsvorrichtung (10) unabhängig ist.
Eine Antriebskraftsteuereinrichtung (48, S20, S30) zur Verringerung einer Antriebskraft von der Hauptantriebsvor richtung (10), wenn ein Betrag des seitlichen Schlupfs der Räder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, und Verringern einer Antriebskraft von der Hilfsantriebsvor richtung (28) um einen Betrag, der von dem Betrag der Ver ringerung der Antriebskraft der Hauptantriebsvorrichtung (10) unabhängig ist.
2. Antriebskraftsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Antriebskraftsteuereinrichtung (48,
S40) die Antriebskraft der Hilfsantriebsvorrichtung (28)
auf Null verringert, wenn der Betrag des seitlichen
Schlupfs der Räder größer als der festgelegte Schwellenwert
ist.
3. Antriebskraftsteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, dass die Vorderradantriebsvorrichtung
als die Hauptantriebsvorrichtung (10) dient, während die
Hinterradantriebsvorrichtung als die Hilfsantriebsvorrich
tung (28) dient.
4. Antriebskraftsteuersystem nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskraftsteu
ereinrichtung (48, S300, S320) weiterhin so betätigbar ist,
dass sie eine Bremskraft auf mindestens ein ausgewähltes
Rad ausübt, um so eine Fahrstabilitätssteuerung für das
Fahrzeug zu bewirken, um die Fahrstabilität des Fahrzeugs
zu erhöhen, wenn die Größe des seitlichen Schlupfs der Rä
der größer als der festgelegte Schwellenwert ist, wobei die
Antriebskraftsteuereinrichtung (48, S30) weiterhin während
der Fahrstabilitätssteuerung für das Fahrzeug betätigte
wird, um die Antriebskraft der Hauptantriebsvorrichtung
(10) zu verringern, und die Antriebskraft der Hilfsan
triebsvorrichtung (28) um den Betrag zu verringern, der un
abhängig vom Betrag der Verringerung der Antriebskraft der
Hauptantriebsvorrichtung (10) ist.
5. Antriebskraftsteuersystem nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Antriebskraftsteuereinrichtung (48,
S30) den Betrag der Verringerung der Antriebskraft der
Hauptantriebsvorrichtung (10) mit einer Vergrößerung des
Betrags des seitlichen Schlupfs der Räder erhöht.
6. Antriebskraftsteuersystem nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin einen Sen
sor (54, 56, 58) umfaßt, der den Betrag des seitlichen
Schlupfs der Räder erfasst, und dadurch, dass die Antriebs
kraftsteuereinrichtung (48, S230, S250, S30) einen Fahr
zeuguntersteuerbetrag oder einen Fahrzeugübersteuerbetrag
auf der Grundlage des erfassten Betrags des seitlichen
Schlupfs der Räder berechnet, und den Betrag der Verringe
rung der Antriebskraft der Hauptantriebsvorrichtung (10)
auf der Grundlage des berechneten Untersteuerbetrags oder
Übersteuerbetrags bestimmt.
7. Antriebskraftsteuersystem nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptantriebsvor
richtung (10) einen Antriebsstrang enthält, der mindestens
eine Brennkraftmaschine enthält, während die Hilfsantriebs
vorrichtung (28) einen Elektromotor enthält.
8. Antriebskraftsteuersystem für ein Fahrzeug, das eine
Vorderradantriebsvorrichtung (10), die Vorderräder des
Fahrzeugs antreibt, und eine Hinterradantriebsvorrichtung
(28), die Hinterräder des Fahrzeugs antreibt, enthält, wo
bei das Antriebskraftsteuersystem Folgendes umfaßt:
eine Antriebskraftsteuereinrichtung (48, S50, S170) zum Verringern einer Antriebskraft von der Vorderradan triebsvorrichtung (10) abhängig von einem Schlupfzustand der von der Vorderradantriebsvorrichtung (10) angetriebenen Räder, und Verringern einer Antriebskraft von der Hinter radantriebsvorrichtung (28) abhängig von einem Lenkein schlagwinkel des Fahrzeugs.
eine Antriebskraftsteuereinrichtung (48, S50, S170) zum Verringern einer Antriebskraft von der Vorderradan triebsvorrichtung (10) abhängig von einem Schlupfzustand der von der Vorderradantriebsvorrichtung (10) angetriebenen Räder, und Verringern einer Antriebskraft von der Hinter radantriebsvorrichtung (28) abhängig von einem Lenkein schlagwinkel des Fahrzeugs.
9. Antriebskraftsteuersystem nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Antriebskraftsteuereinrichtung (48,
S170) einen Betrag der Verringerung der Antriebskraft der
Hinterradantriebsvorrichtung (28) mit einer Vergrößerung
des Lenkeinschlagwinkels des Fahrzeugs vergrößert.
10. Antriebskraftsteuersystem nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Antriebskraftsteuereinrichtung (48,
S170) einen Betrag der Verringerung der Antriebskraft der
Hinterradantriebsvorrichtung (28) mit einer Abnahme des
Reibungskoeffizienten einer Straßenoberfläche, auf der das
Fahrzeug fährt, vergrößert.
11. Antriebskraftsteuersystem nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Antriebskraftsteuereinrichtung
(48, S110, S170) die Antriebskraft der Hinterradantriebs
vorrichtung (28) abhängig vom Lenkeinschlagwinkel des Fahr
zeugs verringert, wenn eine Fahrgeschwindigkeit des Fahr
zeugs nicht höher als ein vorbestimmter Referenzwert ist.
12. Antriebskraftsteuersystem nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, dass es weiterhin einen Sensor (60) umfaßt,
der einen Lenkwinkel des Fahrzeugs erfasst, und dadurch,
dass die Antriebskraftsteuereinrichtung (48, S110) den
Lenkeinschlagwinkel des Fahrzeugs auf der Grundlage des er
fassten Lenkwinkels erhält.
13. Verfahren zu Steuerung der Antriebskraft eines Fahr
zeugs, das eine Vorderradantriebsvorrichtung zum Antrieb
von Vorderrädern des Fahrzeugs und eine Hinterradantriebs
vorrichtung zum Antrieb von Hinterrädern des Fahrzeugs ent
hält, wobei eine der Vorder- und Hinterradantriebsvorrich
tungen als eine Hauptantriebsvorrichtung (10) des Fahrzeugs
dient, während die andere der Vorder- und Hinterradan
triebsvorrichtungen als eine Hilfsantriebsvorrichtung (28)
des Fahrzeugs dient, wobei das Verfahren dadurch gekenn
zeichnet ist, dass es Folgendes umfaßt:
einen Schritt (S230, S250) der Erfassung eines Betrags des seitlichen Schlupfs der Räder; und
einen Schritt (S30, S40) der Verringerung einer An triebskraft, die von der Hauptantriebsvorrichtung (10) er zeugt wird, wenn der Betrag des seitlichen Schlupfs der Rä der größer als ein vorherbestimmter Schwellenwert ist, und Verringern einer Antriebskraft, die von der Hilfsantriebs vorrichtung (28) erzeugt wird, um einen Betrag unabhängig von einem Betrag der Verringerung der Antriebskraft der Hauptantriebsvorrichtung (10), wenn der Betrag des seitli chen Schlupfs größer als der vorherbestimmte Schwellenwert ist.
einen Schritt (S230, S250) der Erfassung eines Betrags des seitlichen Schlupfs der Räder; und
einen Schritt (S30, S40) der Verringerung einer An triebskraft, die von der Hauptantriebsvorrichtung (10) er zeugt wird, wenn der Betrag des seitlichen Schlupfs der Rä der größer als ein vorherbestimmter Schwellenwert ist, und Verringern einer Antriebskraft, die von der Hilfsantriebs vorrichtung (28) erzeugt wird, um einen Betrag unabhängig von einem Betrag der Verringerung der Antriebskraft der Hauptantriebsvorrichtung (10), wenn der Betrag des seitli chen Schlupfs größer als der vorherbestimmte Schwellenwert ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass der Schritt (S40) der Verringerung einer Antriebs
kraft, die von der Hilfsantriebsvorrichtung (28) erzeugt
wird, die Antriebskraft der Hilfsantriebsvorrichtung auf
Null verringert, wenn die Größe des seitlichen Schlupfs des
Rads größer als der vorherbestimmte Schwellenwert ist.
15. Verfahren zur Steuerung einer Antriebskraft eines
Fahrzeugs, das eine Vorderradantriebsvorrichtung (10) zum
Antrieb von Vorderrädern des Fahrzeugs und eine Hinterrad
antriebsvorrichtung (28) zum Antrieb von Hinterrädern des
Fahrzeugs enthält, wobei das Verfahren dadurch gekennzeich
net ist, dass es Folgendes umfaßt:
Einen Schritt (S170) der Verringerung einer Antriebs kraft, die von der Vorderradantriebsvorrichtung (10) er zeugt wird, abhängig von einem Schlupfzustand der von der Vorderradantriebsvorrichtung (10) angetriebenen Vorderrä der; und
einen Schritt (S170) der Verringerung einer Antriebs kraft, die von der Hinterradantriebsvorrichtung (28) er zeugt wird, abhängig von einem Lenkeinschlagwinkel des Fahrzeugs.
Einen Schritt (S170) der Verringerung einer Antriebs kraft, die von der Vorderradantriebsvorrichtung (10) er zeugt wird, abhängig von einem Schlupfzustand der von der Vorderradantriebsvorrichtung (10) angetriebenen Vorderrä der; und
einen Schritt (S170) der Verringerung einer Antriebs kraft, die von der Hinterradantriebsvorrichtung (28) er zeugt wird, abhängig von einem Lenkeinschlagwinkel des Fahrzeugs.
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