DE10147613B4

DE10147613B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung der Brems- und Antriebskraft für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE10147613B4
Application number: DE10147613A
Authority: DE
Inventors: Michihito Aichi Shimada; Satoru Aichi Niwa; Junichi Aichi Sakamoto; Masahiro Aichi Hara
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: DE10147613B8; JP2002104156A; US20020036429A1; US6598945B2; DE10147613A1

Abstract

Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, die eine Reibbremsvorrichtung (44) nutzt, um auf jedes Rad individuell eine Bremskraft anzuwenden, eine Bremsenergierückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) nutzt, um eine gemeinsame Bremskraft für eine Vielzahl von angetriebenen Rädern zu erzeugen, und eine Antriebsvorrichtung nutzt, um eine gemeinsame Antriebskraft auf die Vielzahl der angetriebenen Räder zu erzeugen, wobei die Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung aufweist:
eine Zielbremskraftberechnungseinrichtung, die ausgebildet ist, dass sie eine Zielbremskraft (FPi) für jedes Rad als Antwort auf einen Fahrzustand des Fahrzeugs berechnet,
eine Zielantriebskraftberechnungseinrichtung, die ausgebildet ist, dass sie eine Zielantriebskraft (PPWfr, PPWfl, PPWrr, PPWrl) für jedes Rad in Antwort auf den Fahrzustand des Fahrzeugs berechnet, und
eine Steuervorrichtung (28, 52), die ausgebildet ist, dass sie die Reibbremsvorrichtung (44), die Bremsenergierückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) und die Antriebsvorrichtung (12, 14, 42) so steuert, dass eine Brems- oder Antriebskraft jedes Rads gleich der Zielbrems- oder Zielantriebskraft wird, wobei die Steuervorrichtung (28, 52) ausgebildet...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugbrems- und Antriebskraftsteuervorrichtung und ein zugehöriges Steuerverfahren. Sie bezieht sich noch genauer auf eine Fahrzeugbrems- und Antriebskraftsteuervorrichtung, die eine Reibbremsvorrichtung aufweist, um eine Bremskraft individuell auf jedes Rad auszuüben, und eine (Energie-)Rückgewinnungsbremsvorrichtung aufweist, um eine gemeinsame Bremskraft auf eine Vielzahl von Rädern auszuüben, und auf ein zugehöriges Steuerverfahren.
Eine bekannte Bremskraftsteuervorrichtung für ein Automobil oder Ähnliches umfasst, wie beispielsweise durch die offengelegte japanische Patentanmeldung JP 11-105688 A offenbart, eine Rückgewinnungsbremsvorrichtung und eine Reibbremsvorrichtung (hydraulische Bremsvorrichtung), in der sowohl die Rückgewinnungsbremskraft als auch die Reibbremskraft erhöht werden, wenn es nötig wird, plötzlich das Bremsmoment zur Zeit der Traktionssteuerung zu erhöhen, und in der die Reibbremskraft konstant gehalten und die Rückgewinnungsbremskraft schrittweise verringert wird, wenn es nötig wird, das Bremsmoment schrittweise zu verringern.
In Übereinstimmung mit einer solchen Bremskraftsteuervorrichtung kann das Bremsmoment schnell erhöht oder sanft verringert werden, indem man die Charakteristiken der Rückgewinnungsbremsvorrichtung und der Reibbremsvorrichtung nutzt. Daher wird die Traktion gesteuert, indem sowohl die Rückgewinnungsbremskraft als auch die Reibbremskraft genützt wird, und daher wird die Rückgewinnungseffizienz im Vergleich mit dem Fall der Nutzung nur der Reibbremskraft zur Zeit der Traktionssteuerung erhöht und der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verbessert.
Die US 5,450,324 A offenbart ein Antiblockierbremssystem für ein Fahrzeug mit Elektromotor, das ausschließlich Energierückgewinnungsbremsen nutzt, solange die geforderte Verzögerung nicht die übersteigt, die durch Energierückgewinnungsbremsen und maximales sicheres hydraulisches Bremsen der nichtangetriebenen Räder erzielt werden kann.
Weitere regenerative Bremsvorrichtungen sind in den Druckschriften DE 198 10 656 A1 und US 5 378 053 A beschrieben.
In der herkömmlichen Bremskraftsteuervorrichtung wie vorstehend beschrieben werden jedoch die Rückgewinnungsbremsvorrichtung und die Reibbremsvorrichtung unter dem Gesichtspunkt der Rückgewinnungseffizienz nicht höchst effizient genutzt, weil die Rückgewinnungsbremsvorrichtung und die Reibbremsvorrichtung nicht so gesteuert werden, dass sie die Rückgewinnungseffizienz verbessern, wenn eine Bremskraft zur Zeit der Traktionssteuerung auf die Räder wirkt, und daher ist es möglich, die herkömmliche Bremskraftsteuervorrichtung in dieser Beziehung zur verbessern.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Rückgewinnungseffizienz in einem Zustand der automatischen und individuellen Steuerung einer Bremskraft oder einer Antriebskraft jedes Rads während der Bewegungssteuerung eines Fahrzeugs zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 12 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 11 beschreiben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein schematisches Strukturdiagramm, das eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung zeigt, die auf ein vierradgetriebenes Fahrzeug angewendet wird, das ein Hybridsystem aufweist;
2 einen Ablaufplan, der eine erste Hälfte eines Hauptprogramms der Bremskraftsteuerung durch die Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach der Ausführungsform zeigt;
3 einen Ablaufplan, der eine zweite Hälfte des Hauptprogramms der Bremskraftsteuerung durch die Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung in der Ausführungsform zeigt;
4 einen Ablaufplan, der ein Unterprogramm der Berechnung der endgültigen Zielbremsdrücke jedes Rad zeigt, das im Schritt S20 in 2 durchgeführt wird;
5 ein Schaubild, das die Beziehung zwischen einem Hub beim Niederdrücken Sp eines Bremspedals und einer Zielverzögerung Gst zeigt;
6 ein Schaubild, das die Beziehung zwischen einem Geberzylinderdruck Pm und einer Zielverzögerung Gpt zeigt;
7 ein Schaubild, das die Beziehung der endgültigen Zielverzögerung Gt, die zuvor berechnet wird, und der Gewichtung α zur Zielverzögerung Gpt zeigt;
8 ein Schaubild, das die Beziehung zwischen einer Zielbremskraft der Vorderräder und einer Zielbremskraft der Hinterräder zeigt;
9 ein Schaubild, das die Beziehung der Abweichung ΔPPWf der Antriebsmomentbefehlswerte der rechten und linken Vorderräder und der Abweichung ΔPPWr der Antriebsmomentbefehlswerte der rechten und linken Hinterräder zu den Gewichtungen βf und βr zeigt;
10 ein schematisches Strukturschaubild, das eine zweite Ausführungsform einer Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung der Erfindung zeigt, die auf ein vierradgetriebenes Fahrzeug mit einem Hybridsystem angewendet wird;
11 einen Ablaufplan, der ein Hauptprogramm zur Bremskraftsteuerung durch die Brems- und Antriebskraftsteuerung in der zweiten Ausführungsform zeigt;
12 einen Ablaufplan, der einen Teil eines Hauptprogramms der Bremskraftsteuerung in einer ersten Abänderung der Ausführungsform zeigt; und
13 einen Ablaufplan, der einen Teil eines Hauptprogramms der Bremskraftsteuerung in einer zweiten Abänderung der Ausführungsform zeigt.
In der nachstehenden Beschreibung und der Zeichnung wird die Erfindung genau mit Bezug auf beispielhafte bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.
1 ist ein schematisches Strukturdiagramm, das eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung zeigt, die auf ein vierradgetriebenes Fahrzeug mit einem Hybridsystem angewendet wird.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Hybridsystem zum Antrieb von Vorderrädern. Das Hybridsystem 10 weist einen Verbrennungs- bzw. Benzinmotor 12 und einen Motor-Generator 14 auf. Eine Abtriebswelle 16 des Benzinmotors 12 wird mit einer Antriebswelle eines stufenlos veränderbaren Getriebes 18 verbunden, das eine Kupplung aufweist, und die Antriebswelle des stufenlosen Getriebes 18 ist außerdem mit einer Abtriebswelle 20 des Motor-Generators 14 verbunden. Die Drehung einer Abtriebswelle 19 des stufenlosen Getriebes 18 wird durch ein Vorderraddifferential 22 an die Wellen 24FR und 24FL der rechten und linken Vorderräder übertragen und die rechten und linken Vorderräder 26FR und 26FL werden gedreht und angetrieben.
Der Benzinmotor 12 und Motor-Generator 14 des Hybridsystems 10 werden durch eine Motorsteuervorrichtung 28 in Antwort auf den Betrag des Niederdrückens eines (nicht gezeigten) Gaspedals durch den Fahrer und den Fahrzeugfahrzustand gesteuert. Der Motor-Generator 14 wirkt auch als ein Generator für eine Vorderradrückgewinnungsbremsvorrichtung 30, und die Funktion als ein Rückgewinnungsgenerator (eine Rückgewinnungsbremse) wird ebenfalls durch die Motorsteuervorrichtung 28 gesteuert.
In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform erzeugt das Hybridsystem 10 im normalen Fahrzustand eine Antriebskraft oder eine Motorbremskraft durch den Benzinmotor 12 oder durch den Benzinmotor 12 und den Motor-Generator 14, wenn ein (nicht gezeigter) Wählhebel in einem D-Bereich (einer normalen Betriebsart) ist, erzeugt nur eine Antriebskraft durch den Motor-Generator 14, wenn der Wählhebel im D-Bereich ist, aber die Last klein ist (Elektrofahrzeugbetriebsart) und erzeugt ebenfalls eine Antriebskraft oder eine Motorbremskraft durch den Benzinmotor 12 und den Motor-Generator 14, wenn der Wählhebel in einem B-Bereich ist. In diesem Fall ist jedoch die Maschinenbremskraft höher als im D-Bereich (Motorbremsbetriebsart), und wenn der Wählhebel im D-Bereich und das Bremspedal 32 vom Fahrer gedrückt ist, wirkt der Motor-Generator 14 ebenfalls als ein Rückgewinnungsgenerator.
In 1 wird die Drehung der rechten und linken Hinterräder 34RR und 34RL durch rechte und linke Hinterradwellen 36RR und 36RL und ein Hinterachsdifferential 38 an einen Motor-Generator 42 einer Hinterradrückgewinnungsbremsvorrichtung 40 übertragen. Die rechten und linken Hinterräder 34RR und 34RL werden, wenn nötig, durch die Antriebskraft des Motor-Generators 42 angetrieben, und die Rückgewinnungsbremse und der Antrieb der rechten und linken Hinterräder durch den Motor-Generator 42 werden ebenfalls durch die Motorsteuervorrichtung 28 gesteuert.
Die Reibbremskräfte, die auf die rechten und linken Vorderräder 26FR, 26FL und die rechten und linken Hinterräder 34RR, 34RL wirken, werden individuell gesteuert, da der Bremsdruck der zugehörigen Radzylinder 48FR, 48FL, 48RR, 48RL durch eine Hydraulikschaltung 46 einer Reibbremsvorrichtung 44 gesteuert wird. Obwohl nicht gezeigt, weist die Hydraulikschaltung 46 einen Tank, eine Ölpumpe, verschiedene Ventilvorrichtungen und Ähnliches auf, und der Bremsdruck jedes Radzylinders wird üblicherweise durch eine Bremssteuervorrichtung 52 gesteuert, und zwar als Antwort auf den Betrag des Niederdrückens des Bremspedals 32 durch den Fahrer und den Druck des Geberzylinders 50, der als Antwort auf das Niederdrücken des Bremspedals 32 ausgelöst wird.
In die Motorsteuervorrichtung 28 werden jeweils ein Signal von einem Gaspedalsensor 54, das den Betrag des Niederdrückens des Gaspedals zeigt, ein Signal von einem Schaltpositionssensor 56, das die Schaltposition des stufenlosen Getriebes 18 zeigt, und Signale, die ein endgültiges Vorderradzielbrems- und Antriebsmoment KFTf und ein endgültiges Hinterradzielbrems- und Antriebsmoment KFTr zeigen, von der Bremssteuervorrichtung 52 eingeben.
In der Bremssteuervorrichtung 52 werden ein Signal von einem Hubsensor 58, das einen Hub des Niederdrückens Sp des Bremspedals 32 zeigt, ein Signal von einem Drucksensor 60, das einen Druck Pm des Geberzylinders 50 zeigt, und Signale von Drucksensoren 62fr, 62fl, 62rr, 62rl, welche die Bremsdrücke Pfr, Pfl, Prr, Prl der Radzylinder 48FR, 48FL, 48RR, 48RL der rechten und linken Vorderräder und rechten und linken Hinterräder zeigen, eingegeben, und außerdem werden jeweils Signale von einer Traktionssteuervorrichtung 64, die als die Fahrzeugbewegungssteuervorrichtung dient, eingegeben, welche die Zielantriebskräfte PPWfr, PPWfl, PPWrr, PPWrl oder die Zielbremskräfte PBWfr, PBWfl, PBWrr, PBWrl der rechten und linken Vorder- und Hinterräder zeigen.
In die Traktionssteuervorrichtung 64 werden jeweils von den Radgeschwindigkeitssensoren 66fr, 66fl, 66rr, 66rl Signale eingegeben, welche die Radgeschwindigkeiten VWfr, VWfl, VWrr, VWrl der rechten und linken Vorder- und Hinterräder zeigen. Die Traktionssteuervorrichtung 64 berechnet eine Antriebschlupfrate jedes Rades in Übereinstimmung mit der Radgeschwindigkeit. Wenn die Antriebsschlupfrate eines Rads einen Referenzwert überschreitet und die Traktionssteuerstartbedingung eintritt, wird die Zielradgeschwindigkeit berechnet, um die Antriebsschlupfrate dieses Rads auf einer geeigneten Schlupfrate zu halten, bis eine Traktionssteuerungsbeendigungsbedingung eintritt, und eine Zielantriebskraft PPWi (ein positiver Wert) oder eine Zielbremskraft PBWi (ein negativer Wert) (i = fr, fl, rr, rl) des Rads wird auf der Grundlage der Zielradgeschwindigkeit berechnet.
Die Motorsteuervorrichtung 28, die Bremssteuervorrichtung 52 und die Traktionssteuervorrichtung 64 können ein oder mehrere Universalmikrocomputer sein, die beispielsweise CPU ROM, RAM und Ein- und Ausgabevorrichtungen aufweisen.
Wie nachstehend genauer beschrieben, steuert die Bremssteuervorrichtung 52 die Brems- und Antriebskraft des Hybridsystems 10 und die Brems- und Antriebskraft des Hinterrad-Motor-Generators 42, und steuert außerdem die Reibbremsvorrichtung 44 in Übereinstimmung mit den in 2 bis 4 gezeigten Programm so, dass die Brems- und Antriebskraft jedes Rads gleich der Zielbrems- und Antriebskraft wird, und dass die Rückgewinnungseffizienz der Vorder- und Hinterradrückgewinnungsbremsvorrichtungen 30, 40 maximal wird.
Insbesondere berechnet die Bremssteuervorrichtung 52 in Übereinstimmung mit dem in 4 gezeigten Programm für jedes Rad einen endgültigen Zielbremsdruck FPi (i = fr, fl, rr, rl) auf der Grundlage des Hubs des Niederdrückens Sp des Bremspedals 32, des Geberzylinderdrucks Pm, und der Bremskraftverteilung auf die Vorder- und Hinterräder in einer normalen Bremsbetriebsart als Antwort auf die Bremsenbedienung durch den Fahrer, oder auf der Grundlage einer Zielbremskraft PBWi in einer Traktionssteuerungsbetriebsart.
Die Bremssteuervorrichtung 52 berechnet außerdem ein Vorderradrückgewinnungsdrehmoment KTf auf der Grundlage des kleineren Werts der rechten und linken endgültigen Vorderradzielbremskräfte FPfr und FPfl. Ausserdem berechnet die Vorrichtung 52 einen Zielreibbremsdruck MPfr oder MPfl, um am anderen Vorderrad (d. h. dem Vorderrad, das die größere endgültige Zielbremskraft aufweist) die Zielbremskraft, die zum endgültigen Zielbremsdruck des Rads gehört, gemeinsam mit dem Rückgewinnungsmoment KTf der Rückgewinnungsbremse zu erreichen. Der Zielreibbremsdruck MPfr oder MPfl des Rads mit der kleineren endgültigen Zielbremskraft wird auf 0 gesetzt.
Zudem berechnet die Bremssteuervorrichtung 52 ein Zielantriebsmoment PTf der Vorderradwelle, das der gesamten Zielantriebskraft der rechten und linken Vorderräder entspricht, auf der Grundlage der rechten und linken Vorderradzielantriebskräfte PPWfr und PPWfl, die von der Traktionssteuervorrichtung 64 eingegeben werden, berechnet ein endgültiges Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf der Vorderradwelle, das der gesamten Zielbrems- und Antriebskraft der rechten und linken Vorderräder entspricht, als einen Wert, den man durch Abziehen des Vorderradrückgewinnungsdrehmoments KTf vom Zielantriebsmoment Ptf erhält, gibt ein Signal an die Motorsteuervorrichtung 28 aus, welches das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf zeigt, und steuert die Reibbremsvorrichtung 44 so, dass die Reibbremsdrücke des vorderen linken Rads und des vorderen rechten Rads jeweils die Zielreibbremsdrücke MPfr und MPfl sein können.
Die Motorsteuervorrichtung 28 steuert die Leistung des Benzinmotors 12 oder des Motor-Generators 14 des Hybridsystems 10 so, dass das Antriebsmoment der Vorderradwelle gleich dem endgültigen Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf wird, wenn das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf ein positiver Wert ist, oder steuert den Motor-Generator 14 so, dass das Antriebsmoment der Vorderradwelle gleich dem endgültigen Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf wird, wenn das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf einen negativen Wert aufweist, so dass die Rückgewinnungsbremse durch die Rückgewinnungsbremsvorrichtung 30 angewendet wird.
Ähnlich berechnet die Bremssteuervorrichtung 52 das Hinterradrückgewinnungsdrehmoment KTr auf der Grundlage des kleineren Werts der endgültigen Zielbremsdrücke FPrr und FPrl der rechten und linken Hinterräder. Die Vorrichtung 52 berechnet außerdem den Zielreibbremsdruck MPrr oder MPrl, um die Zielbremskraft, die dem endgültigen Zielbremsdruck des anderen Hinterrads (d. h., des Hinterrads mit der größeren endgültigen Zielbremskraft) entspricht, gemeinsam mit dem Rückgewinnungsdrehmoment KTr der Rückgewinnungsbremse des Rads zu erreichen. Der Zielreibbremsdruck MPrr oder MPrl des Rads, das die kleinere endgültige Zielbremskraft aufweist, wird auf Null gesetzt.
Zudem berechnet die Bremssteuervorrichtung 52 das Zielantriebsmoment PTr der Hinterradwelle, das der Gesamtzielantriebskraft der rechten und linken Hinterräder entspricht, auf der Grundlage der rechten und linken Hinterradzielantriebskräfte PPWrr und PPWrl, die von der Traktionssteuervorrichtung 64 eingegeben werden, berechnet das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr der Hinterradwelle, das der Gesamtzielbrems- und Antriebskraft der rechten und linken Hinterräder entspricht, als einen Wert, den man erhält, indem man das Hinterradrückgewinnungsdrehmoment KTr vom Zielantriebsmoment PTr abzieht, gibt ein Signal an die Motorsteuervorrichtung 28 aus, welches das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr zeigt, und steuert die Reibbremsvorrichtung 44 so, dass die Reibbremsdrücke des linken und rechten Hinterrads jeweils gleich den Zielreibbremsdrücken MPrr und MPrl werden.
Die Motorsteuervorrichtung 28 steuert die Leistungsabgabe des Motor-Generators 42 so, dass das Antriebsmoment der Hinterradwelle gleich dem endgültigen Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr wird, wenn das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr einen positiven Wert aufweist, oder steuert den Motor-Generator 42 so, dass das Antriebsmoment der Hinterradwelle gleich dem endgültigen Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr wird, wenn das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr einen negativen Wert aufweist, so dass das Rückgewinnungsbremsen durch eine Hinterradrückgewinnungsbremsvorrichtung 40 angewendet wird.
Die Steuerung der Betriebsart des Hybridsystems 10 durch die Motorsteuervorrichtung 28 und die Steuerung des Verbrennungsmotors 12, solange die Traktionssteuerung nicht durchgeführt wird, sind jedoch nicht die wesentlichen Aufgaben der Erfindung, und diese Steuervorgänge können durch beliebige im technischen Gebiet der Erfindung bekannte Vorgänge durchgeführt werden.
Mit Bezug auf die in 2 bis 4 gezeigten Ablaufpläne wird nachstehend der Brems- und Antriebskraftsteuervorgang durch die Bremssteuervorrichtung 52 nach der Ausführungsform erläutert. Die Steuerung durch die Ablaufpläne, die in 2 bis 4 gezeigt werden, wird durch Einschalten des (nicht gezeigten) Zündschalters gestartet, und wird wiederholt in vorherbestimmten Zeitintervallen durchgeführt.
Zunächst werden im Schritt S10 Signale eingelesen, darunter das Signal, das den Hub des Niederdrückens Sp des Bremspedals 32 anzeigt, der vom Hubsensor 58 erfasst wird, und im Schritt S20 werden, in Übereinstimmung mit dem in 4 gezeigten Ablauf, die endgültigen Zielbremsdrücke FPi (i = fr, fl, rr, rl) für jedes Rad berechnet.
Im Schritt S50 wird danach beurteilt, ob der endgültige Zielbremsdruck FPfl des linken Vorderrads kleiner als der endgültige Zielbremsdruck FPfr des rechten Vorderrads ist. Wenn dies bestätigt wird, geht der Ablauf zum Schritt S60 weiter.
Im Schritt S60 wird das Vorderradrückgewinnungsdrehmoment KTf berechnet, wobei k als der Koeffizient angenommen wird, um den Bremsdruck in das Bremsmoment umzuwandeln, d. h., das Rückgewinnungsmoment, um so weit wie möglich die Bremskraft zu erreichen, die den rechten und linken endgültigen Vorderradzielbremsdrücken FPfr und FPfl entspricht, indem man die Vorderradrückgewinnungsbremsvorrichtung 30 nutzt, wird gemäß der folgenden Gleichung (1) berechnet. KTf = 2k × FPfl (1)
Im Schritt S70 werden endgültige rechte und linke Reibbremsdrücke MPfr und MPfl in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen (2) und (3) berechnet. MPfl = 0 (2) MPfr = FPfr – FPfl (3)
Andererseits geht der Ablauf zum Schritt S80 weiter, wenn im Schritt S50 verneinend geurteilt wird. Im Schritt 80 wird das Vorderradrückgewinnungsmoment KTf in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (4) berechnet, und im Schritt S90 werden die rechten und linken Vorderradzielreibbremsdrücke MPfr und MPfl in Übereinstimmung mit den nachstehenden Gleichungen (5) und (6) berechnet. KTf = 2k × FPfr (4) MPfl = FPfl – FPfr (5) MPfr = 0 (6)
Im Schritt S100 wird die Abweichung ΔPPWf = PPWfl – PPWfr der rechten und linken Vorderradzielantriebsmomentbefehlswerte berechnet, die von der Traktionssteuervorrichtung 64 eingegeben werden, und auf der Grundlage der Abweichung der ΔPPWf wird die Gewichtung βf aus einer Abbildung berechnet, die einem in 9 gezeigten Schaubild entspricht.
Im Schritt S110 wird das Zielantriebsmoment PTf der Vorderradwelle in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (7) berechnet, wobei man Rf als Vorderradreifenradius annimmt. PTf = Rfl{(1 – βf) × PPWfr + βf × PPWfl} (7)
Im Schritt S120 wird das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf der Vorderradwelle in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (8) berechnet, und ein Signal, das dieses endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf zeigt, wird an die Motorsteuervorrichtung 28 ausgegeben. KFTf = PTf – KTf (8)
Im Schritt S130 werden auf der Grundlage der Zielreibbremsdrücke MPfr und MPfl der rechten und linken Vorderräder, die im Schritt S70 oder S90 berechnet werden, die rechten und linken Vorderradbremsdrücke Pfr und Pfl durch Druckrückmeldung so geregelt, dass sie jeweils den zugehörigen Zielbremsdrücken MPfr und MPfl entsprechen.
Ähnlich wird im Schritt S140 beurteilt, ob der endgültige Zielbremsdruck FPrl des linken Hinterrads kleiner als der endgültige Zielbremsdruck FPrr des rechten Hinterrads ist und der Ablauf geht, wenn dies zustimmend beurteilt wird, zum Schritt S150.
Im Schritt S150 wird das Hinterradrückgewinnungsmoment KTr berechnet, d. h. das Rückgewinnungsmoment, um so weit wie möglich die Bremskraft zu erreichen, die zu den endgültigen rechten und linken Hinterradzielbremsdrücken FPrr und FPrl gehört, indem man die Hinterradrückgewinnungsbremsvorrichtung 40 nutzt, wird in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (9) berechnet. KTr = 2k × FPrl (9)
Im Schritt S160 werden die endgültigen rechten und linken Hinterradreibbremsdrücke MPrr und MPrl in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen (10) und (11) berechnet. MPrl = 0 (10) MPrr = FPrr – FPrl (11)
Andererseits geht der Vorgang zum Schritt S170 weiter, wenn im Schritt 140 verneinend geurteilt wird. Im Schritt S170 wird das Hinterradrückgewinnungsmoment KTr in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (12) berechnet, und im Schritt S180 werden die rechten und linken Hinterradzielreibbremsdrücke MPrr und MPrl in Übereinstimmung mit den nachstehenden Gleichungen (13) und (14) berechnet. KTr = 2k × FPrr (12) MPrl = FPrl – FPrr (13) MPrr = 0 (14)
Im Schritt S190 wird die Abweichung ΔPPWr = PPWrl – PPWrr der rechten und linken Hinterradzielantriebsmomentbefehlswerte berechnet, die von der Traktionssteuervorrichtung 64 eingegeben sind, und auf der Grundlage der Abweichung ΔPPWr wird die Gewichtung βr aus der dem in 9 gezeigten Schaubild entsprechenden Abbildung berechnet.
Im Schritt S200 wird das Zielantriebsmoment PTr der Hinterradwelle in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (15) berechnet, wobei Rr als ein Hinterradreifenradius angenommen wird. PTr = Rr{(1 – βr) × PPWrr + βr × PPWrl)} (15)
Im Schritt S210 wird das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr der Hinterradwelle in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (16) berechnet, und ein Signal, das dieses endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr zeigt, wird an die Motorsteuervorrichtung 28 eingegeben. KFTr = PTr – KTr (16)
Im Schritt S220 werden die rechten und linken Hinterradbremsdrücke Prr und Prl auf der Grundlage der rechten und linken Hinterradzielreibbremsdrücke MPrl und MPrr, die im Schritt S160 oder S180 berechnet werden, durch Druckregelung so gesteuert, dass sie jeweils gleich den entsprechenden Zielbremsdrücken MPrr und MPrl werden, und dann geht der Ablauf zum Schritt S10 zurück.
Wie in 4 gezeigt wird weiterhin im Schritt S22 des Berechnungsvorgangs des endgültigen Zielbremsdrucks im Schritt S20 beurteilt, ob die Traktionssteuerung in Betrieb ist oder nicht, und zwar als Antwort auf das Signal von der Traktionssteuervorrichtung 64, und wenn beurteilt wird, dass der Traktionssteuervorgang abläuft, geht der Ablauf zum Schritt S36 weiter, und wenn beurteilt wird, dass der Traktionssteuervorgang nicht abläuft, geht der Ablauf zum Schritt S24 weiter.
Im Schritt S24 wird die Zielverzögerung Gst auf der Grundlage des Hubs des Niederdrückens Sp nach einer Abbildung berechnet, die einem in 5 gezeigten Schaubild entspricht, und im Schritt S26 wird weiterhin die Zielverzögerung Gpt auf der Grundlage des Geberzylinderdrucks Pm nach einer Abbildung berechnet, die einem in 6 gezeigten Schaubild entspricht.
Im Schritt S28 wird auf der Grundlage der endgültigen Zielverzögerung Gt, die im vorhergehenden Zyklus berechnet ist, die Gewichtung α (0 ≤ α ≤ 1) der Zielverzögerung Gpt auf der Grundlage des Geberzylinderdrucks Pm nach einer Abbildung, die einem in 7 gezeigten Schaubild entspricht, berechnet, und im Schritt S30 wird in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (17) die endgültige Zielverzögerung Gt als die gewichtete Summe der Zielverzögerung Gpt und der Zielverzögerung Gst berechnet. Gt = α × Gpt + (1 – α) × Gst (17)
Im Schritt S32 werden die Vorderradzielbremsdrücke PBf und Hinterradzielbremsdrücke PBr in Übereinstimmung mit den folgenden Gleichungen (18) und (19) berechnet, wobei Kf und Kr jeweils als Koeffizienten (positive Konstanten) des Verteilungsverhältnisses der Bremskraft auf die Vorderräder und Hinterräder angenommen werden. PBf = Kf × Gt (18) PBr = Kr × Gt (19)
Im Schritt S34 werden die endgültigen Zielbremsdrücke der rechten und linken Vorderräder FPfr und FPfl auf den Vorderradzielbremsdruck PBf festgelegt, und die endgültigen rechten und linken Hinterradzielbremsdrücke FPrr und FPrl werden auf den Hinterradzielbremsdruck PBr festgelegt, und der Ablauf geht zu Schritt S50 weiter.
Im Schritt S36 wird der Zielbremsdruck Psi (i = fr, fl, rr, rl) für jedes Rad in der Traktionssteuerung auf der Grundlage der Zielbremskraft PBWi jedes Rads, die von der Traktionssteuervorrichtung 64 eingegeben wird, berechnet. Im Schritt S38 wird weiterhin der endgültige Zielbremsdruck FPi jedes Rads auf den Zielbremsdruck Psi (i = fr, fl, rr, rl) festgelegt, und der Ablauf geht zu Schritt S50 weiter.
Somit wird in Übereinstimmung mit der gezeigten bevorzugten Ausführungsform in einem normalen Bremszustand durch die Bedienung des Fahrers im Schritt S20 der endgültige Zielbremsdruck FPi jedes Rades auf der Grundlage des Niederdruckhubs Sp des Bremspedals 32, des Geberzylinderdrucks Pm und der Verteilung der Bremskräfte auf Vorder- und Hinterräder berechnet. Bei der Traktionssteuerung wird unabhängig vom Bremsbedienbetrag durch den Fahrer der endgültige Zielbremsdruck FPi jedes Rads auf der Grundlage der Zielbremskraft PBWi berechnet.
Auf Seiten der Vorderräder wird in den Schritten S50, S60 und S80 das Vorderradrückgewinnungsmoment KTf als ein Wert berechnet, der dem doppelten des kleineren Werts der endgültigen Zielbremsdrücke des rechten und linken Vorderrads FPfr, FPfl entspricht. Im Schritt S70 oder S90 wird der Zielreibbremsdruck MPfr oder MPfl berechnet, um für das Rad, das den größeren endgültigen Zielbremsdruck aufweist, gemeinsam mit dem Rückgewinnungsmoment KTf durch das Rückgewinnungsbremsen die Zielbremskraft zu erreichen, die dem endgültigen Zielbremsdruck dieses Rads entspricht, und der Zielreibbremsdruck MPfr oder MPfl des Rads, das den kleineren endgültigen Zielbremsdruck aufweist, wird auf Null festgelegt.
In den Schritten S100 und S110 wird das Vorderradwellenzielantriebsmoment PTf auf der Grundlage der rechten und linken Vorderradzielantriebskräfte PPWfr und PPWfl, die von der Traktionssteuervorrichtung 64 eingegeben werden, berechnet. Im Schritt S120 wird das endgültige Vorderradwellenzielantriebsmoment KFTf als ein Wert berechnet, den man durch Abziehen des Vorderradrückgewinnungsmoments KTf vom Vorderradwellenzielantriebsmoment PTf erhält, und ein Signal, welches das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf zeigt, wird an die Motorsteuervorrichtung 28 ausgegeben. Zudem werden im Schritt S130 die rechten und linken Vorderradreibbremsdrücke durch die Reibbremsvorrichtung 44 so gesteuert, dass sie jeweils die Zielreibbremsdrücke MPfr und MPfl sind.
In diesem Fall, in dem das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf einen positiven Wert aufweist und ein Antriebsmoment ist, wird die Leistung des Benzinmotors 12 oder des Motor-Generators 14 des Hybridsystems 10 durch die Motorsteuervorrichtung 28 so gesteuert, dass das Vorderradwellenantriebsmoment gleich dem endgültigen Zielbrems- und Antriebsmoment KFt sein kann. Wenn das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf einen negativen Wert aufweist und ein Bremsmoment ist, wird der Motor-Generator 14 so von der Motorsteuervorrichtung 28 gesteuert, dass das Vorderradwellenantriebsmoment gleich dem endgültigen Zielbrems- und Antriebsmoment KFTf ist, und das Rückgewinnungsbremsen wird durch die Vorderradrückgewinnungsbremsvorrichtung 30 mit dem Zielrückgewinnungsbremsmoment durchgeführt, das dem Absolutwert des endgültigen Zielantriebsmoment KFTf entspricht.
Auf Seiten der Hinterräder wird in den Schritten S140, S150 und S170 das Hinterradrückgewinnungsdrehmoment KTr als ein Wert berechnet, der zweimal dem kleineren Wert der rechten und linken endgültigen Zielhinterradbremsdrücke FPrr und FPrl entspricht. Im Schritt S160 oder S180 wird der Zielreibbremsdruck MPrr oder MPrl berechnet, um gemeinsam mit dem Rückgewinnungsbremsen durch das Rückgewinnungsmoment KTf für das Rad, das den größeren endgültigen Zielbremsdruck aufweist, die Zielbremskraft zu erreichen, die dem endgültigen Zielbremsdruck dieses Rads entspricht, und der Zielreibbremsdruck MPrr oder MPrl für das Rad, das den kleineren endgültigen Zielbremsdruck aufweist, wird auf Null festgelegt.
In den Schritten S190 und S200 wird auf der Grundlage der rechten und linken Hinterradzielantriebskräfte PPWrr und PPWrl, die von der Traktionssteuervorrichtung 64 eingegeben werden, das Hinterradwellenzielantriebsmoment PTr berechnet. Im Schritt S210 wird das endgültige Hinterradwellenzielantriebsmoment KFTr als ein Wert berechnet, den man erhält, indem das Hinterradrückgewinnungsmoment KTr von dem Hinterradwellenzielantriebsmoment PTr abgezogen wird, und ein Signal, welches das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr zeigt, wird an die Motorsteuervorrichtung 28 ausgegeben. Zudem werden im Schritt S220 die rechten und linken Hinterradreibbremsdrücke von der Reibbremsvorrichtung 44 so gesteuert, dass sie jeweils zu den Zielreibbremsdrücken MPrr und MPrl werden.
In diesem Fall, in dem das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr einen positiven Wert aufweist und ein Antriebsmoment ist, wird der Motor-Generator 42 durch die Motorsteuervorrichtung 28 so gesteuert, dass das Hinterradwellenantriebsmoment gleich dem endgültigen Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr sein kann. Wenn das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr einen negativen Wert aufweist und ein Bremsmoment ist, wird der Motor-Generator 42 von der Motorsteuervorrichtung 28 so gesteuert, dass das Hinterradwellenantriebsmoment gleich dem endgültigen Zielbrems- und Antriebsmoment KFTr sein kann und ein Rückgewinnungsbremsen wird durch die Hinterradrückgewinnungsbremsvorrichtung 40 mit dem Zielrückgewinnungsbremsmoment durchgeführt, das dem Absolutwert des endgültigen Zielantriebsmoment KFTr entspricht.
Daher wird in Übereinstimmung mit der gezeigten bevorzugten Ausführungsform die endgültigen Zielwellenbrems- und Antriebsmomente KFTf und KFTr der Vorder- und Hinterräder berechnet. Wenn das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment einen negativen Wert aufweist und sowohl die rechte als auch linke Räder gebremst werden müssen, wird für das Rad, das den kleineren endgültigen Zielbremsdruck aufweist, das Zielbremsmoment, das dem endgültigen Zielbremsdruck entspricht, durch das Rückgewinnungsbremsmoment erreicht, und für das Rad, das den größeren endgültigen Zielbremsdruck aufweist, wird das Zielbremsmoment, das dem endgültigen Zielbremsdruck entspricht, durch die Summe des Rückgewinnungsbremsmoments und des Reibbremsmoments erreicht. Daher können auch in dem Fall der Traktionssteuerung, in dem die endgültigen Zielbremsdrücke für das rechte und linke Rad voneinander unterschiedlich sein können, die rechten und linken Räder mit der höchsten Rückgewinnungseffizienz sowohl für vorder- als auch für Hinterräder gebremst werden, wobei die Anforderungen der Traktionssteuerung erfüllt werden.
Wenn das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment einen positiven Wert aufweist, und die Fahrzeugantriebskraft gesteuert werden muß, wird die Leistung des Benzinmotors 12 oder des Motor-Generators 42 so gesteuert, dass das Wellenantriebsmoment dem zugehörigen endgültigen Zielbrems- und Antriebsmoment entspricht, und die Räder, die einen größeren endgültigen Zielbremsdruck aufweisen, werden durch die Reibbremse auf das Bremsmoment gesteuert, das der Abweichung des endgültigen Zielbremsdrucks entspricht. Daher können auch in dem Fall der Traktionssteuerung, in dem sich die endgültigen Zielbremsdrücke oder Zielantriebsmomente für die rechten und linken Räder voneinander unterscheiden, die rechten und linken Räder geeignet durch Reibbremsen sowohl für die Vorder- als auch für die Hinterräder gesteuert werden, wobei die Erfordernisse der Traktionssteuerung erfüllt werden.
Insbesondere werden in Übereinstimmung mit der gezeigten bevorzugten Ausführungsform das Vorderradzielwellendrehmoment PTf und das Hinterradzielwellendrehmoment PTr als die gewichtete Summe berechnet, die der Größe der Antriebsmomente der rechten und linken Hinterräder entspricht, die jeweils für die Traktionssteuerung benötigt werden. Daher können im Vergleich zum Fall ihrer Berechnung lediglich als die Summe der rechten und linken Radantriebsmomente das Vorderradzielwellenantriebsmoment PTf und das Hinterradzielwellenantriebsmoment PTr geeignet als Antwort auf den Zustand der Räder berechnet werden.
Ebenso wird in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform in der normalen Bremsbetriebsart durch die Bedienung des Fahrers das Verhältnis der Summe der rechten und linken Vorderradreibbremsmomente und Rückgewinnungsbremsmomente und der Summe der rechten und linken Hinterradreibbremsmomente und Rückgewinnungsbremsmomente so gesteuert, dass es stets bei einem geeigneten Vorder- und Hinterradbremskraftverteilungsverhältnis Kf/Kr liegt. Daher kann das Verteilungsverhältnis der Bremskräfte der Vorder- und Hinterräder verläßlich auf ein geeignetes Vorder- und Hinterradbremskraftverteilungsverhältnis gesteuert werden, unabhängig von dem Verhältnis von Reibbremsmoment und Rückgewinnungsbremsmoment. Entsprechend ist es möglich, verlässlich ein Abfallen der Fahrzeugstabilität oder eine Veränderung der Steuercharakteristik aufgrund der Abweichung des Vorder- und Hinterradbremskraftverteilungsverhältnisses vom geeigneten Verteilungsverhältnis zu verhindern.
10 ist ein schematisches Strukturschaubild, das eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung zeigt, die auf ein vierradgetriebenes Fahrzeug angewendet wird, das ein Hybridsystem aufweist. 11 ist ein Ablaufplan, der ein Hauptprogramm der Bremskraftsteuerung durch die Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung in der zweiten Ausführungsform zeigt. In 10 werden die gleichen Elemente wie in 1 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In dieser Ausführungsform wird die Drehung der Abtriebswelle 19 des stufenlos veränderbaren Getriebes 18 an eine Vorderradantriebswelle 70 und eine Hinterradantriebswelle 72 durch ein Hauptdifferential 68 übertragen, und die Vorder- und Hinterradverteilung der Antriebskräfte durch das Hauptdifferential 68 wird durch eine (nicht gezeigte) Vierradantriebssteuervorrichtung gesteuert.
Die Antriebskraft der Vorderradantriebswelle 70 wird über das Vorderraddifferential 22 an die linke Vorderradwelle 24FL und die rechte Vorderradwelle 24FR übertragen, so dass das rechte Vorderrad 26FR und das linke Vorderrad 26FL gedreht und angetrieben werden. Ähnlich wird die Antriebskraft der Hinterradantriebswelle 72 über das Hinterachsdifferential 38 an die rechte Hinterradantriebswelle 36RR und die linke Hinterradantriebswelle 36RL übertragen, so dass das rechte Hinterrad 34RR und das linke Hinterrad 34RL gedreht und angetrieben werden.
In dieser Ausführungsform wirkt daher das Hybridsystem 10 als eine Antriebsvorrichtung zum Erzeugen einer gemeinsamen Antriebskraft auf die linken und rechten Vorderräder und linken und rechten Hinterräder, und die Rückgewinnungsbremsvorrichtung 30, die den Motor-Generator 14 aufweist, wirkt als eine Rückgewinnungsbremsvorrichtung zum Erzeugen einer gemeinsamen Bremskraft auf die rechten und linken Vorderräder und rechten und linken Hinterräder. In dieser Ausführungsform werden zunächst im Schritt S310 Signale eingelesen, zu denen das Signal gehört, das den Hub des Niederdrückens Sp des Bremspedals 32 zeigt, der vom Hubsensor 58 erfaßt wird. Zudem wird im Schritt S320 in Übereinstimmung mit dem in 4 gezeigten Ablauf der endgültige Zielbremsdruck FPi (i = fr, fl, rr, rl) für jedes Rad berechnet.
Im Schritt S350 wird der kleinste Wert der endgültigen Zielbremsdrücke FPi der Räder als FPmin bestimmt, und im Schritt S360 wird das Rückgewinnungsmoment KT, das von der Rückgewinnungsbremsvorrichtung 30 erzeugt werden kann, gemäß der folgenden Gleichung (20) berechnet. KT = 4k × FPmin (20)
Im Schritt S370 wird der Zielreibbremsdruck MPi des Rads, das den kleinsten endgültigen Zielbremsdruck FPi aufweist, auf Null gesetzt, und die Zielreibbremsdrücke MPi eines anderen Rads werden gemäß der folgenden Gleichung (21) festgelegt. Mpi = Fpi – FPmin (21)
Im Schritt S380 wird die Abweichung ΔPPWf = PPWfl – PPWfr der rechten und linken Vorderradzielantriebsmomentbefehlswerte und die Abweichung ΔPPWr = PPWfl – PPWrr der rechten und linken Hinterradzielantriebsmomentbefehlswerte berechnet, die von der Traktionssteuervorrichtung 64 eingegeben werden, und auf der Grundlage der Abweichungen ΔPPWf und ΔPPWr werden die Gewichtungen βf und βr von den Abbildungen berechnet, die den in 9 gezeigten Schaubildern entsprechen.
Im Schritt S390 werden das Zielantriebsmoment PTf der Vorderradwelle und das Zielantriebsmoment PTr der Hinterradwelle gemäß der nachstehenden Gleichungen (22) und (23) berechnet. PTf = Rf × {(1 – βf) × PPWfr + βf × PPWfl) (22) PTr = Rr × {(1 – βr) × PPWrr + βr × PPWrl) (23)
Dann wird im Schritt S400 auf der Grundlage des Zielantriebsmoments PTf der Vorderradwelle und des Zielantriebsmoments PTr der Hinterradwelle das Zielantriebsmoment PT der Abtriebswelle 19 des Hybridsystems 10 gemäß der nachstehenden Gleichung (24) berechnet, wobei βfr als ein Antriebskraftverteilungsverhältnis zwischen Hinterrädern und Vorderrädern angenommen wird. PT = (1 – βr) × PTf + βfr × PTr (24)
Im Schritt S410 wird das endgültige Zielbrems- und Antriebsmomemt KFT der Abtriebswelle 19 des Hybridsystems 10 gemäß der nachstehenden Gleichung (25) berechnet, und ein Signal, das dieses endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFT zeigt, wird an die Motorsteuervorrichtung 28 ausgegeben. KFT = PT – KT (25)
Im Schritt S420 wird auf der Grundlage der Zielreibbremsdrücke MPi jedes Rads, die im Schritt S370 berechnet sind, der Bremsdruck Pi jedes Rads individuell durch Druckregelung so gesteuert, das er gleich dem entsprechenden Zielbremsdruck MPi wird, und dann geht der Ablauf zurück zum Schritt S310.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird in den Schritten S320 bis S360 das Rückgewinnungsmoment KT als ein Wert berechnet, der viermal so groß wie der kleinste Wert FPmin aus den endgültigen Zielreibbremsdrücken FPi der Räder ist. Im Schritt S370 wird der Zielreibbremsdruck MPi des Rades, das den kleinsten endgültigen Zielbremsdruck FPi aufweist, auf Null gesetzt, während die Zielreibbremsdrücke MPi der anderen Räder jeweils durch FPi – FPmin festgelegt werden.
In dieser zweiten Ausführungsform wird daher ähnlich wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Zielbremsmoment, das dem endgültigen Zielbremsdruck für das Rad entspricht, das den kleineren endgültigen Zielbremsdruck aufweist, durch das Rückgewinnungsbremsmoment erreicht, wenn das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFT einen negativen Wert aufweist und jedes Rad gebremst ist, und für die anderen Räder wird das Zielbremsmoment, das dem endgültigen Zielbremsdruck entspricht, durch die Summe des Rückgewinnungsbremsmoments und des Reibbremsmoments erreicht. Daher können die Räder selbst in dem Fall der Traktionssteuerung, in dem sich die endgültigen Zielbremsdrücke der Räder voneinander unterscheiden können, mit der höchsten Rückgewinnungseffizienz gebremst werden, während die Anforderung der Traktionssteuerung erfüllt wird. Alternativ wird die Leistung des Benzinmotors 12 oder des Motor-Generators 42 so gesteuert, dass das Abtriebswellenantriebsmoment das entsprechende endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment werden kann, wenn das endgültige Zielbrems- und Antriebsmoment KFT einen positiven Wert aufweist und die Fahrzeugantriebskraft gesteuert werden muß, und die anderen Räder als das Rad, das den kleinsten endgültigen Zielbremsdruck aufweist, werden durch die Reibbremse auf das Bremsmoment gesteuert, das der Abweichung des endgültigen Zielbremsdrucks entspricht. Daher können die Räder selbst in dem Fall der Traktionssteuerung, in dem die endgültigen Zielbremsdrücke und Zielantriebsmomente der Räder voneinander unterschiedlich sein können, geeignet durch eine Reibbremse gesteuert werden, während die Anforderung der Traktionssteuerung erfüllt wird.
Die 12 und 13 zeigen Ablaufpläne, die Teile eines Hauptprogramms der Bremskraftsteuerung jeweils in ersten und zweiten Abänderungen der ersten Ausführungsform zeigen. In 12 und 13 werden die gleichen Schritte, die in 2 gezeigt werden, mit den gleichen Schrittnummern bezeichnet.
Die erste in 12 gezeigte Änderung ist eine Änderung, die für einen Fall angepaßt ist, der eine Betriebsart aufweist, in der das Hybridsystem 10 den Betrieb 10 des Benzinmotors 12 nicht stoppen kann und die Rückgewinnungsbremse nicht angewendet werden kann, beispielsweise eine Stromerzeugungsbetriebsart, in der Strom durch den Antrieb des Motor-Generators 14 durch den Benzinmotor 12 erzeugt wird. In dieser ersten Abänderung wird, wie in 12 gezeigt, in einem Schritt S40, der nach dem Schritt S20 durchgeführt wird, beurteilt, ob Rückgewinnungsbremsen durch die Vorderradrückgewinnungsbremsvorrichtung 30 ausgeschaltet ist oder nicht, und der Ablauf geht zum Schritt S50 weiter, wenn dies verneinend beurteilt wird, während die Vorderradzielbremsdrücke MPfr und MPfl jeweils im Schritt S42 auf FPfr und FPfl festgelegt werden, und dann geht der Ablauf zum Schritt S130.
Daher erhält man in der ersten Abänderung den gleichen Ablauf und die gleiche Wirkung wie in der ersten Ausführungsform. Wenn jedoch die Vorrichtung in einer Betriebsart betrieben wird, in der das Hybridsystem 10 den Betrieb des Benzinmotors 12 nicht stoppen kann und die Rückgewinnungsbremse nicht angewendet werden kann, wird der gleiche Vorgang wie in der ersten Ausführungsform für die Hinterräder sichergestellt, während die Vorderräder wie beschrieben verläßlich von der Reibbremse gebremst werden können.
Die in 13 gezeigte zweite Abänderung ist eine Abänderung, die für einen Fall angepaßt ist, in dem das Rückgewinnungsbremsmoment, das durch die Rückgewinnungsbremsvorrichtung erzeugt werden kann, im Vergleich mit dem für die Räder benötigten Bremsmoment relativ begrenzt ist.
In der zweiten Abänderung wird, wie in 13 gezeigt, angenommen, dass KTf0 das maximale Rückgewinnungsbremsmoment ist, das von der Vorderradrückgewinnungsbremsvorrichtung 30 erzeugt werden kann, und im Schritt S72, der nach dem Schritt S70 durchgeführt wird, wird beurteilt, ob das Vorderradrückgewinnungsmoment KTf den Maximalwert KTf0 überschreitet oder nicht. Der Ablauf geht zu Schritt S100 weiter, wenn dies verneinend beurteilt wird, während er zum Schritt S74 weitergeht, wenn dies bejahend beurteilt wird.
Im Schritt S74 wird ein Korrekturwert ΔMPf des Vorderradzielreibbremsdrucks gemäß der folgenden Gleichung (26) berechnet. Im Schritt S76 werden jeweils die rechten und linken Vorderradzielreibbremsdrücke MPfr und MPfl gemäß den folgenden Gleichungen (27) und (28) korrigiert. Zudem wird im Schritt S78 das Vorderradrückgewinnungsmoment KTf auf den Maximalwert KTf0 festgelegt. Dann geht der Ablauf zum Schritt S100. ΔMPf = (KTf – KTf0)/k (26) MPfr = MPfr + ΔMPf (27) MPfl = MPfl + ΔMPf (28)
Im Schritt S92, der nach dem Schritt S90 ausgeführt wird, wird das Gleiche wie im Schritt S72 beurteilt. Der Vorgang geht direkt zum Schritt S100, wenn verneinend geurteilt wird, während er zu den Schritten S94 bis S98 geht, wenn bejahend geurteilt wird, um gleich wie in den Schritten S74 bis S78 vorzugehen.
Obwohl nicht im Schaubild gezeigt, wird in dieser zweiten Abänderung nach den Schritten S160 und S180 der gleiche Vorgang wie in den Schritten S72 bis S78 und den Schritten S92 bis S98 ausgeführt.
Daher wird gemäß der zweiten Abänderung das Rückgewinnungsmoment auf den entsprechenden Maximalwert gesetzt, wenn das Rückgewinnungsmoment den Maximalwert übersteigt, der durch die Rückgewinnungsbremsvorrichtung erzeugt werden kann, und wenn es nicht ausreicht, wird es durch das Reibbremsmoment ergänzt. In Übereinstimmung damit kann man den gleichen Vorgang und die gleiche Wirkung wie in der ersten Ausführungsform erhalten, auch wenn die Rückgewinnungskapazität der Rückgewinnungsbremsvorrichtung vergleichsweise niedrig ist.
Die Erfindung wird hier genau durch Bezug auf besondere Ausführungsformen beschrieben, aber die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
Beispielsweise ist in den vorstehenden Ausführungsformen und Abänderungen die Bewegungssteuervorrichtung zum Berechnen des Zielbremsmoments oder des Zielantriebsmoments der Räder als Antwort auf den Fahrzeugfahrzustand die Traktionssteuervorrichtung. Die Vorrichtung zur Berechnung des Zielbremsmoments und Zielantriebsmoments, oder der Zielbremskraft und der Zielantriebskraft der Räder als Antwort auf den Fahrzeugfahrzustand kann jedoch eine Antischleudersteuervorrichtung, eine Verhaltenssteuervorrichtung zum Stabilisieren des Fahrzeugverhaltens durch Versehen des Fahrzeugs mit einem Giermoment oder einer Verzögerung, eine Bremskraftverteilungssteuervorrichtung zum Steuern der Verteilung der Bremskraft der Räder als Antwort auf den Fahrzeugfahrzustand oder Ähnliches sein.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und Abänderungen gibt die Traktionssteuervorrichtung 64 die Zielbremskraft oder die Zielantriebskraft für jedes Rad an die Bremssteuervorrichtung 52 und die Bremssteuervorrichtung 52 berechnet das Zielbremsmoment auf der Grundlage der Zielbremskraft. Die Traktionssteuervorrichtung 64 kann jedoch auch die Zielradgeschwindigkeit oder das Zielschlupfverhältnis für jedes Rad an die Bremssteuervorrichtung 52 ausgeben, und die Bremssteuervorrichtung 52 kann das Zielbremsmoment oder das Zielantriebsmoment für das Rad auf der Grundlage der Zielfahrzeuggeschwindigkeit oder der Zielschlupfrate berechnen.
Hier wird nur die erste Ausführungsform zusammen mit der ersten und zweiten Abänderung gezeigt, aber die zweite Ausführungsform kann ebenso gemäß der ersten oder zweiten Abänderung abgeändert werden.
In den vorstehenden Ausführungsformen wird die Fahrzeugzielverzögerung Gt auf der Grundlage des Hubs des Niederdrückens Sp des Bremspedals 32 und des Geberzylinderdrucks Pm berechnet, und der endgültige Zielbremsdruck FPi für jedes Rad wird auf der Grundlage der Zielverzögerung berechnet. Der endgültige Zielbremsdruck für jedes Rad kann jedoch auf der Grundlage des Hubs des Niederdrückens Sp oder des Geberzylinderdrucks Pm berechnet werden.
Zudem ist in der vorstehenden Ausführungsformen das Bremskraftverteilungsverhältnis für Vorder- und Hinterräder Kf/Kr unabhängig von der Größe der Zielbremskraft konstant. Wie jedoch beispielsweise durch die gestrichelte Linie in 8 gezeigt, kann sie so verändert werden, dass das Bremskraftverteilungsverhältnis der Hinterräder zu den Vorderrädern kleiner wird, wenn die Zielbremskraft größer wird.
In den vorstehenden Ausführungsformen und Abänderungen ist die Antriebsvorrichtung ein Hybridsystem 10, das den Benzinmotor 12 und den Motor-Generator 14 aufweist, und der Motor-Generator 14 dient als der Generator für die Rückgewinnungsbremse. Der im Hybridsystem genutzte Verbrennungsmotor, der im Hybridsystem genutzt wird, kann jedoch ein Verbrennungsmotor wie ein Dieselmotor sein, und die Antriebsvorrichtung kann ein herkömmlicher Benzinverbrennungsmotor sein, und der Generator für die Rückgewinnungsbremse kann unabhängig von dem Verbrennungsmotor sein.
In der vorstehenden Ausführungsform ist das Fahrzeug ein vierradgetriebenes Fahrzeug, aber das erfindungsgemäße Fahrzeug kann ebenso ein vorderradgetriebenes Fahrzeug oder ein hinterradgetriebenes Fahrzeug sein. Zudem wirkt der Hinterrad-Motor-Generator 40 als eine Hilfsantriebskraftquelle zum Antrieb der Hinterräder, aber er kann ebenfalls so abgeändert werden, dass er beispielsweise nur als der Generator für das Rückgewinnungsbremsen dient.
In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird eine Steuerung (jeder der oder die Kombination der Steuervorrichtungen 28, 52 und 64) als ein programmierter Allzweckrechner eingesetzt. Der Fachmann erkennt, dass die Steuerung durch Nutzung einer einzelnen integrierten Schaltung für diesen Zweck (z. B. ASIC) mit einem Haupt- oder Zentralrechnerabschnitt für die gesamte Steuerung auf Systemebene, und verschiedenen Abschnitten, die dazu bestimmt sind, verschiedene unterschiedliche bestimmte Berechnungen, Funktionen und andere Vorgänge unter Steuerung durch den Zentralrechnerabschnitt durchzuführen. Die Steuerung kann eine Vielzahl von verschiedenen, festgelegten oder programmierbaren, integrierten oder anderen elektronischen Schaltungen oder Vorrichtungen (zum Beispiel fest verdrahtete oder elektronische oder logische Schaltkreise wie Diskrete-Elemente-Schaltungen oder programmierbare Logikvorrichtungen wie PLDs, PLAs, PALs oder ähnliche) aufweisen. Die Steuerung kann durch Nutzung eines geeignet programmierten Allzweckrechners, beispielsweise eines Mikroprozessors, Mikrokontrollers oder einer anderen Prozessorvorrichtung (CPU oder MPU) implementiert werden, entweder alleine oder gemeinsam mit einer oder mehreren peripheren (beispielsweise integrierten Schaltungs-)Daten- und Signalverarbeitungsvorrichtungen. Im Allgemeinen kann jede Vorrichtung oder jeder Zusammenbau von Vorrichtungen, die fähig ist, die beschriebenen Vorgänge zu implementieren, als die Steuerung genutzt werden. Eine verteilte Verarbeitungsarchitektur kann für eine maximale Daten/Signalverarbeitungsfähigkeit und -Geschwindigkeit genutzt werden.

Claims

Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, die eine Reibbremsvorrichtung (44) nutzt, um auf jedes Rad individuell eine Bremskraft anzuwenden, eine Bremsenergierückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) nutzt, um eine gemeinsame Bremskraft für eine Vielzahl von angetriebenen Rädern zu erzeugen, und eine Antriebsvorrichtung nutzt, um eine gemeinsame Antriebskraft auf die Vielzahl der angetriebenen Räder zu erzeugen, wobei die Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung aufweist: eine Zielbremskraftberechnungseinrichtung, die ausgebildet ist, dass sie eine Zielbremskraft (FPi) für jedes Rad als Antwort auf einen Fahrzustand des Fahrzeugs berechnet, eine Zielantriebskraftberechnungseinrichtung, die ausgebildet ist, dass sie eine Zielantriebskraft (PPWfr, PPWfl, PPWrr, PPWrl) für jedes Rad in Antwort auf den Fahrzustand des Fahrzeugs berechnet, und eine Steuervorrichtung (28, 52), die ausgebildet ist, dass sie die Reibbremsvorrichtung (44), die Bremsenergierückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) und die Antriebsvorrichtung (12, 14, 42) so steuert, dass eine Brems- oder Antriebskraft jedes Rads gleich der Zielbrems- oder Zielantriebskraft wird, wobei die Steuervorrichtung (28, 52) ausgebildet ist, dass sie eine gesamte Zielantriebskraft der Vielzahl der angetriebenen Räder auf der Grundlage der Zielantriebskraft jedes Rads berechnet, eine resultierende Brems- oder Antriebskraft (KFTf, KFTr, KFT) der Vielzahl der angetriebenen Räder berechnet, indem sie von der gesamten Zielantriebskraft die kleinste Zielbremskraft aus den Zielbremskräften der Vielzahl der angetriebenen Räder multipliziert mit der Anzahl der angetriebenen Räder abzieht, und wenn die resultierende Brems- oder Antriebskraft (KFTf, KFTr, KFT) eine resultierende Antriebskraft ist, die Antriebsvorrichtung (12, 14, 42) so steuert, dass dadurch die resultierende Brems- oder Antriebskraft (KFTf, KFTr, KFT) erreicht wird, und die Reibbremsvorrichtung so steuert, dass die Zielbremskraft mindestens eines anderen Rads erreicht wird, das sich von dem Rad unterscheidet, das die kleinste Zielbremskraft aufweist, und wenn die resultierende Brems- oder Antriebskraft (KFTf, KFTr, KFT) eine resultierende Bremskraft ist, die Bremsenergierückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) so steuert, dass dadurch die kleinste Zielbremskraft der Zielbremskräfte der Vielzahl der angetriebenen Räder erreicht wird, und die Reibbremsvorrichtung (44) so steuert, dass die Zielbremskraft (FPi) mindestens eines anderen Rads, das sich von dem Rad unterscheidet, das die kleinste Zielbremskraft aufweist, gemeinsam mit der Bremsenergierückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) erreicht wird.
Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielbremskraftberechnungseinrichtung ausgebildet ist, dass sie die Zielbremskraft (FPi) jedes Rads (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) als Antwort auf eine Größe (Sp) einer Bremsbedienung durch einen Fahrer des Fahrzeugs in einem normalen Fahrzustand des Fahrzeugs ohne Fahrzeugbewegungssteuerung berechnet, und die Zielbremskraft jedes Rads während einer Fahrzeugbewegungssteuerung als Antwort auf den Fahrzeugfahrzustand berechnet.
Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielantriebskraftberechnungseinrichtung ausgebildet ist, dass sie die Zielantriebskraft (PPWfr, PPWfl, PPWrr, PPWrl) jedes Rads (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) während der Fahrzeugbewegungssteuerung als Antwort auf den Fahrzeugfahrzustand berechnet.
Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielantriebskraftberechnungseinrichtung ausgebildet ist, dass sie die Zielantriebskraft (PPWfr, PPWfl, PPWrr, PPWrl) berechnet, um Antriebsschlupf zu unterdrücken, wenn der Antriebsschlupf der Räder (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) über einem vorher bestimmten Schwellenwert liegt.
Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielbremskraftberechnungseinrichtung ausgebildet ist, dass sie die Zielbremskraft (FPi) berechnet, um Bremsschlupf zu unterdrücken, wenn der Bremsschlupf der Räder (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) über einem vorher bestimmten Schwellenwert liegt.
Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielbremskraftberechnungseinrichtung ausgebildet ist, dass sie die Zielbremskraft (FPi) berechnet, um Antriebsschlupf zu unterdrücken, wenn der Antriebsschlupf der Räder (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) über einem vorher bestimmten Schwellenwert liegt.
Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielbremskraftberechnungseinrichtung ausgebildet ist, dass sie die Zielbremskraft (FPi) jedes Rads (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) berechnet, um ein Fahrzeug zu stabilisieren, wenn das Fahrzeugverhalten instabil ist.
Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielbremskraftberechnungseinrichtung ausgebildet ist, dass sie die Zielbremskraft (FPi) jedes Rads (26FR, 26FL, 34RR, 34RL) berechnet, um ein Bremskraftverteilungsverhältnis zwischen den Rädern als Antwort auf den Fahrzeugfahrzustand zu steuern.
Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl der angetriebenen Räder zwei oder vier beträgt.
Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (12, 14, 42) ein Hybridsystem ist, das eine Brennkraftmaschine (12) und einen Motor-Generator (14, 42) aufweist, die zusammenarbeiten, und die Bremsenergierückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) den Motor-Generator (14, 42) aufweist.
Brems- und Antriebskraftsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsenergierückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) und die Antriebsvorrichtung (14, 42) einen Motor-Generator (14, 42) aufweisen.
Verfahren zum Steuern einer Brems- und Antriebskraft für ein Fahrzeug, das eine Reibbremsvorrichtung (44) aufweist, um auf jedes Rad individuell eine Bremskraft anzuwenden, eine Bremsenergierückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) aufweist, um eine gemeinsame Bremskraft für eine Vielzahl der angetriebenen Räder zu erzeugen, und eine Antriebsvorrichtung aufweist, um eine gemeinsame Antriebskraft auf die Vielzahl der angetriebenen Räder zu erzeugen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Berechnen einer Zielbremskraft (FPi) für jedes Rad als Antwort auf einen Fahrzustand des Fahrzeugs, Berechnen einer Zielantriebskraft (PPWfr, PPWfl, PPWrr, PPWrl) für jedes Rad in Antwort auf den Fahrzustand des Fahrzeugs, Berechnen einer gesamten Zielantriebskraft der Vielzahl der angetriebenen Räder auf der Grundlage der Zielantriebskraft jedes Rads, Berechnen einer resultierenden Brems- oder Antriebskraft (KFTf, KFTr, KFT) der Vielzahl der angetriebenen Räder, indem von der gesamten Zielantriebskraft die kleinste Zielbremskraft aus den Zielbremskräften der Vielzahl der angetriebenen Räder multipliziert mit der Anzahl der angetriebenen Räder abgezogen wird, und wenn die resultierende Brems- oder Antriebskraft (KFTf, KFTr, KFT) eine resultierende Antriebskraft ist, Steuern der Antriebsvorrichtung (12, 14, 42) so, dass dadurch die resultierende Brems- oder Antriebskraft (KFTf, KFTr, KFT) erreicht wird, und Steuern der Reibbremsvorrichtung so, dass die Zielbremskraft mindestens eines anderen Rads erreicht wird, das sich von dem Rad unterscheidet, das die kleinste Zielbremskraft aufweist, und wenn die resultierende Brems- oder Antriebskraft (KFTf, KFTr, KFT) eine resultierende Bremskraft ist, Steuern der Bremsenergierückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) so, dass dadurch die kleinste Zielbremskraft der Zielbremskräfte der Vielzahl der angetriebenen Räder erreicht wird, und Steuern der Reibbremsvorrichtung (44) so, dass die Zielbremskraft (FPi) mindestens eines anderen Rads, das sich von dem Rad unterscheidet, das die kleinste Zielbremskraft aufweist, gemeinsam mit der Bremsenergierückgewinnungsbremsvorrichtung (30, 40) erreicht wird.