DE102008014669A1

DE102008014669A1 - Fahrzeugantriebskraftsteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102008014669A1
Application number: DE102008014669A
Authority: DE
Inventors: Koji Matsuno; Takeshi Yoneda
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2007-03-22
Filing date: 2008-03-18
Publication date: 2008-10-16
Also published as: US20080234911A1; US9199650B2; JP4926776B2; JP2008232081A

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Fahrzeugantriebskraftsteuerungsvorrichtung bereitgestellt, die dazu geeignet ist, ein Motordrehmoment derart zu steuern, dass ein durch einen Fahrer angefordertes Motordrehmoment durch eine Motorsteuerungseinheit mit einem Drehmomentminderungswert korrigiert wird, wobei der Drehmomentminderungswert durch eine Steuerwertsetzeinheit auf den niedrigeren Wert unter einem ersten Drehmomentminderungswert und einem zweiten Drehmomentminderungswert gesetzt wird, wobei der erste Drehmomentminderungswert durch eine erste Traktionssteuerungseinheit auf der Basis einer Beziehung zwischen einer an einem Reifen erzeugten Reifenkraft und einer maximalen Reifenkraft berechnet wird, die der Reifen gegen eine aktuelle Straßenoberfläche ausüben kann, und wobei der zweite Drehmomentminderungswert durch eine zweite Traktionssteuerungseinheit auf der Basis einer Schlupfrate des Reifens berechnet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugantriebskraftsteuerungsvorrichtung zum Steuern einer Antriebskraft zum geeigneten Aufrechterhalten einer Haftungskraft eines Fahrzeugrades in verschiedenen Fahrtzuständen, z. B. während eines Anfahrmodus, eines Geradeausfahrtmodus oder eines Kurvenfahrtmodus eines Fahrzeugs.
Es sind verschiedenartige Traktionssteuerungsvorrichtungen zum Begrenzen der Antriebskraft zum Vermindern von Schlupf des Fahrzeugrades vorgeschlagen und in die Praxis umgesetzt worden.
Beispielsweise beschreibt das Patentdokument JP-A-5-214974 eine Technik, gemäß der eine Schlupfrate eines Antriebsrades auf der Basis der Geschwindigkeit des Antriebsrades und der Geschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie berechnet wird, wobei das Motorausgangsdrehmoment vermindert wird, wenn die Schlupfrate einen vorgegebenen Schwellenwert überschritten hat, um eine Rückkopplungssteuerung bezüglich der Drosselklappe auszuführen und einen übermäßigen Schlupf des Antriebsrades zu verhindern.
Während einer Kurvenfahrt eines Fahrzeugs nimmt eine auf einen Reifen wirkende Quer- oder Seitenkraft zu, wohingegen eine zulässige Längsantriebskraft und eine Schlupfrate zum Aufrechterhalten eines stabilen Fahrzeugverhaltens abnehmen. Daher ist in einer Traktionssteuerungsvorrichtung, wie beispielsweise in der in der JP-A-5-214974 beschriebenen Traktionssteuerungsvorrichtung, obwohl während einer Kurven fahrt ein sehr kleines Schlupfmaß des Reifens erfasst werden muss, um das Fahrzeugverhalten zu stabilisieren, eine derartige Erfassung schwierig, weil die Rechengenauigkeit zum Schätzen der Bodengeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie begrenzt ist. Dies erschwert eine Verminderung der Antriebskraft zum Aufrechterhalten der Stabilität des Fahrzeugs durch Bestimmen eines Drehmomentminderungswertes mit einer hohen Genauigkeit.
Die vorliegende Erfindung wurde unter diesen Verhältnissen entwickelt, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugantriebskraftsteuerungsvorrichtung bereitzustellen, die die Antriebskraft mit hoher Genauigkeit steuern kann, um die Stabilität des Fahrzeugs bei allen Fahrtzuständen zu verbessern, beispielsweise wenn das Fahrzeug einen Kurvenfahrtmodus, einen Geradeausfahrtmodus oder einen Anfahrmodus ausführt. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Gemäß der erfindungsgemäßen Fahrzeugantriebskraftsteuerungsvorrichtung kann die Antriebskraft mit hoher Genauigkeit gesteuert werden, so dass die Stabilität des Fahrzeugs bei allen Fahrtzuständen verbessert werden kann, beispielsweise wenn das Fahrzeug einen Kurvenfahrtmodus, einen Geradeausfahrtmodus oder einen Anfahrmodus ausführt.
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer Antriebskraftsteuerungsvorrichtung;
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Antriebskraftsteuerungsprogramms;
3A und 3B zeigen ein Funktionsblockdiagramm einer ersten Traktionssteuerungseinheit;
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines ersten Steuerwertberechnungsprogramms;
5 zeigt eine Fortsetzung des Ablaufdiagramms von 4;
6 zeigt ein Beispiel eines auf der Basis einer Motordrehzahl und einer Drosselklappenöffnung. gesetzten Motordrehmoments;
7 zeigt ein Beispiel einer Beziehung zwischen einem Beschleunigungspedalbetätigungsgrad und einer Drosselklappenöffnung zum Erzeugen eines angeforderten Motordrehmoments;
8 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen eines zusätzlichen Giermoments;
9A und 9B zeigen einen Quer- oder Seitenbeschleunigungssättigungskoeffizienten;
10 zeigt ein Kennfeld einer Fahrzeuggeschwindigkeitsrückkopplungsverstärkung;
11 zeigt eine Differenz des zusätzlichen Giermomentwertes zwischen einer Straße mit niedrigem Reibungskoeffizienten μ und einer Straße mit hohem Reibungskoeffizienten μ;
12 zeigt eine zu minimierende übermäßige oder überhöhte Reifenkraft;
13 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer zweiten Traktionssteuerungseinheit; und
14 zeigt ein Ablaufdiagramm eines zweiten Steuerwertberechnungsprogramms.
Die 1 bis 14 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform ist das Fahrzeug beispielsweise ein mit einem Mitteldifferential ausgestattetes Fahrzeug mit Vierradantrieb. In diesem Fahrzeug wird durch eine Schlupfbegrenzungsdifferentialkupplung (Anzugsmoment T_LSD) ermöglicht, dass durch das Mitteldifferential eine Längsantriebskraftverteilung auf der Basis einer Basis-Drehmomentverteilung R_{f_cd} einstellbar ist.
In 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine in einem Fahrzeug installierte Fahrzeugantriebskraftsteuerungsvorrichtung zum geeigneten Steuern einer Antriebskraft. Die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 1 ist mit einem Drosselklappenöffnungssensor 11, einem Motordrehzahlsensor 12, einem Sensor 13 zum Erfassen des Betätigungsgrades eines Beschleunigungspedals, einer Getriebesteuerungseinheit 14, einem Seitenbeschleunigungssensor 15, einem Giergeschwindigkeitssensor 16, einem Lenkradwinkelsensor 17, Radgeschwindigkeitssensoren 18 für die individuellen Räder, einem Längsbeschleunigungssensor 19 und einer Straßenoberflächen reibungskoeffizientenschätzeinheit 20 verbunden und empfängt von diesen Einrichtungen einen Drosselklappenöffnungsgrad θ_th, eine Motordrehzahl N_e, einen Betätigungsgrad θ_ACC eines Beschleunigungspedals, ein Hauptgetriebeübersetzungsverhältnis i, eine Turbinendrehzahl N_t eines Drehmomentwandlers, ein Anzugsmoment T_LSD einer Schlupfbegrenzungsdifferentialkupplung, eine Seitenbeschleunigung (d²y/dt²), eine Giergeschwindigkeit γ, einen Lenkradwinkel θ_H, Radgeschwindigkeiten ω_fl, ω_fr, ω_rl und ω_rr der individuellen Räder (wobei die Indizes "fl", "fr", "rl" und "rr" ein linkes Vorderrad, ein rechtes Vorderrad, ein linkes Hinterrad bzw. ein rechtes Hinterrad bezeichnen), eine Längsbeschleunigung (d²x/dt²) und einen Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ.
Basierend auf diesen Eingangssignalen berechnet die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 1 einen geeigneten Antriebskraftwert gemäß einem nachstehend beschriebenen Antriebskraftsteuerungsprogramm und gibt den Antriebskraftwert an eine Motorsteuerungseinheit 5 aus. Die Motorsteuerungseinheit 5 gibt ein Steuersignal an eine Drosselklappensteuerungseinheit (nicht dargestellt) aus, wodurch veranlasst wird, dass ein Motor angetrieben wird, der ein Drosselklappenventil betätigt.
Wie in 1 dargestellt ist, weist die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 1 im Wesentlichen eine erste Traktionssteuerungseinheit 2, eine zweite Traktionssteuerungseinheit 3 und eine Steuerwertsetzeinheit 4 auf.
Die erste Traktionssteuerungseinheit 2 wird als erste Drehmomentminderungswertberechnungseinrichtung bereitgestellt. Die erste Traktionssteuerungseinheit 2 ist mit dem Drosselklappenöffnungssensor 11, dem Motordrehzahlsensor 12, dem Sensor 13 zum Erfassen des Betätigungsgrades eines Beschleunigungspedals, der Getriebesteuerungseinheit 14, dem Seitenbeschleunigungssensor 15, dem Giergeschwindigkeitssensor 16, dem Lenkradwinkelsensor 17, den Radgeschwindigkeitssensoren 18 für die individuellen Räder und der Straßenoberflächenreibungskoeffizientenschätzeinheit 20 verbunden und empfängt von diesen Einrichtungen einen Drosselklappenöffnungsgrad θ_th, eine Motordrehzahl N_e, einen Betätigungsgrad θ_ACC des Beschleunigungspedals, ein Hauptgetriebeübersetzungsverhältnis i, eine Turbinendrehzahl N_t des Drehmomentwandlers, ein Anzugsmoment T_LSD der Schlupfbegrenzungsdifferentialkupplung, eine Seitenbeschleunigung (d²y/dt²), eine Giergeschwindigkeit γ, einen Lenkradwinkel θ_H, Radgeschwindigkeiten ω_fl, ω_fr, ω_rl und ω_rr der individuellen Räder (wobei die Indizes "fl", "fr", "rl" und "rr" ein linkes Vorderrad, ein rechtes Vorderrad, ein linkes Hinterrad bzw. ein rechtes Hinterrad bezeichnen) und einen Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ.
Gemäß den 3A und 3B weist die erste Traktionssteuerungseinheit im Wesentlichen auf: einen Motordrehmomentberechnungsabschnitt 2a, einen Abschnitt 2b zum Berechnen eines angeforderten Motordrehmoments, einen Getriebeausgangsdrehmomentberechnungsabschnitt 2c, einen Gesamtantriebskraftberechnungsabschnitt 2d, einen Abschnitt 2e zum Berechnen der vorderen/hinteren Bodenkraft, einen Abschnitt 2f zum Berechnen der Lastverteilung für die linken Räder, einen Abschnitt 2g zum Berechnen der Bodenkräfte für die individuellen Räder, einen Abschnitt 2h zum Berechnen der Längskräfte für die individuellen Räder, einen Abschnitt 2i zum Berechnen der angeforderten Seitenkräfte für die individuellen Räder, einen Abschnitt 2j zum Berechnen der Seitenkräfte für die individuellen Räder, einen Abschnitt 2k zum Berechnen von Reibungskreis-Grenzwerten für die individuellen Räder, einen Abschnitt 2l zum Berechnen angeforderter resultierender Reifenkräfte für die individuellen Räder, einen Abschnitt 2m zum Berechnen resultierender Reifenkräfte für die individuellen Räder, einen Abschnitt 2n zum Berechnen angeforderter überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder, einen Abschnitt 2o zum Berechnen überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder, einen Abschnitt 2p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft, einen Überdrehmomentberechnungsabschnitt 2q und einen Abschnitt 2r zum Berechnen eines ersten Steuerwertes.
Der Motordrehmomentberechnungsabschnitt 2a empfängt eine Drosselklappenöffnung θ_th vom Drosselklappenöffnungssensor 11 und eine Motordrehzahl N_e vom Motordrehzahlsensor 12. Der Motordrehmomentberechnungsabschnitt 2a nimmt auf ein Kennfeld (z. B. das in 6 dargestellte Kennfeld) Bezug, das im Voraus basierend auf Motorcharakteristiken erstellt wurde, um ein aktuell erzeugtes Motordrehmoment T_eg zu bestimmen. Der Motordrehmomentberechnungsabschnitt 2a gibt dann das bestimmte Motordrehmoment T_eg an den Getriebeausgangsdrehmomentberechnungsabschnitt 2c aus. Das Motordrehmoment T_eg kann alternativ von der Motorsteuerungseinheit 5 gelesen werden.
Der Getriebeausgangsdrehmomentberechnungsabschnitt 2c empfängt die Motordrehzahl N_e vom Motordrehzahlsensor 12, ein Hauptgetriebeübersetzungsverhältnis i und eine Turbinendrehzahl N_t eines Drehmomentwandlers von der Getriebesteuerungseinheit 14 und ein Motordrehmoment T_eg vom Motordrehmomentberechnungsabschnitt 21a.
Der Getriebeausgangsdrehmomentberechnungsabschnitt 1c berechnet ein Getriebeausgangsdrehmoment T_t beispielsweise gemäß der folgenden Gleichung (1) und gibt das berechnete Getriebeausgangsdrehmoment T_t an den Gesamtantriebskraftberechnungsabschnitt 2d und den Abschnitt 2h zum Berechnen von Längskräften für die individuellen Räder aus. Tt = Teg·t·i (1)
Hierbei bezeichnet t ein Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers, das unter Bezug auf ein im Voraus erstelltes Kennfeld bestimmt wird, das eine Beziehung zwischen einem Drehzahlverhältnis e (= N_t/N_e) des Drehmomentwandlers und einem Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers anzeigt.
Der Gesamtantriebskraftberechnungsabschnitt 2d empfängt das Getriebeausgangsdrehmoment T_t vom Getriebeausgangsdrehmomentberechnungsabschnitt 1c.
Der Gesamtantriebskraftberechnungsabschnitt 2d berechnet eine Gesamtantriebskraft F_x beispielsweise gemäß der folgenden Gleichung (2) und gibt die berechnete Gesamtantriebskraft F_x an den Abschnitt 2e zum Berechnen der vorderen/hinteren Bodenkraft und den Abschnitt 2h zum Berechnen der Längskräfte für die individuellen Räder aus. Fx = Tt·η·if/Rt (2)
Hierbei bezeichnen η einen Übertragungswirkungsgrad eines Antriebssystems, i_f ein Endübersetzungsverhältnis und R_t einen Reifenradius.
Der Abschnitt 2e zum Berechnen der vorderen/hinteren Bodenkraft empfängt die Gesamtantriebskraft F_x vom Gesamtantriebskraftberechnungsabschnitt 2d. Der Abschnitt 2e zum Berechnen der vorderen/hinteren Bodenkraft berechnet dann ge mäß der folgenden Gleichung (3) eine Vorderrad-Bodenkraft F_zf und gibt die berechnete Vorderrad-Bodenkraft F_zf an den Abschnitt 2g zum Berechnen von Bodenkräften für die individuellen Räder und den Abschnitt 2h zum Berechnen von Längskräften für die individuellen Räder aus. Außerdem berechnet der Abschnitt 2e zum Berechnen der vorderen/hinteren Bodenkräfte gemäß der folgenden Gleichung (4) eine Hinterrad-Bodenkraft F_zr und gibt die berechnete Hinterrad-Bodenkraft F_zr an den Abschnitt 2g zum Berechnen von Bodenkräften für die individuellen Räder aus. Fzf = Wf – ((m·(d2x/dt2)·h)/L) (3) Fzr = W – Fzf (4)
Hierbei bezeichnen W_f eine statische Vorderradkraft, m eine Fahrzeugmasse, (d²x/dt²) eine Längsbeschleunigung (= F_x/m), h die Höhe des Schwerpunkts, L einen Rad- oder Achsstand und W eine Fahrzeugmasse (Gravitationskraft) (= m·g; wobei g die Schwerebeschleunigung darstellt).
Der Abschnitt 2f zum Berechnen eines Lastverhältnisses für die linken Räder empfängt eine Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) vom Seitenbeschleunigungssensor 15. Der Abschnitt 2f zum Berechnen eines Lastverhältnisses für die linken Räder berechnet gemäß der folgenden Gleichung (5) ein Lastverhältnis WR_{_l} für die linken Räder und gibt das berechnete Lastverhältnis WR_{_l} für die linken Räder an den Abschnitt 2g zum Berechnen von Bodenkräften für die individuellen Räder, den Abschnitt 2i zum Berechnen angeforderter Seitenkräfte für die individuellen Räder und den Abschnitt 1j zum Berechnen von Seitenkräften für die individuellen Räder aus. WR_l = 0,5 – ((d2y/dt2)/G)·(h/Ltred) (5)
Hierbei bezeichnet L_tred einen mittleren Laufflächenwert der Vorder- und Hinterräder.
Der Abschnitt 2g zum Berechnen von Bodenkräften für die individuellen Räder empfängt die Vorderrad-Bodenkraft F_zf und die Hinterrad-Bodenkraft F_zr vom Abschnitt 2e zum Berechnen der vorderen/hinteren Bodenkraft und empfängt außerdem das Lastverhältnis WR_{_l} für die linken Räder vom Abschnitt 2f zum Berechnen eines Lastverhältnisses für die linken Räder. Der Abschnitt 2g zum Berechnen von Bodenkräften für die individuellen Räder berechnet gemäß den folgenden Gleichungen (6), (7), (8) bzw. (9) eine Bodenkraft F_{zf_l} für das linke Vorderrad, eine Bodenkraft F_{zf_r} für das rechte Vorderrad, eine Bodenkraft F_{zr_l} für das linke Hinterrad und eine Bodenkraft F_{zr_r} für das rechte Hinterrad und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 2k zum Berechnen von Reibungskreis-Grenzwerten für die individuellen Räder aus. Fzf_l = Fzf·WR_l (6) Fzf_r = Fzf·(1 – WR_l) (7) Fzr_l = Fzr·WR_l (8) Fzr_r = Fzr·(1 – WR_l) (9)
Der Abschnitt 2h zum Berechnen von Längskräften für die individuellen Räder empfängt ein Anzugsmoment T_LSD der Schlupfbegrenzungsdifferentialkupplung des Mitteldifferentials von der Getriebesteuerungseinheit 14, das Getriebeausgangsdrehmoment T_t vom Getriebeausgangsdrehmomentberechnungsabschnitt 2c, die Gesamtantriebskraft F_x vom Gesamtantriebskraftberechnungsabschnitt 2d und die Vorderrad-Bodenkraft F_zf vom Abschnitt 2e zum Berechnen der vorderen/hinteren Bodenkraft. Gemäß einer nachstehend beschriebenen Prozedur berechnet der Abschnitt 2h zum Berechnen der Längskräfte für die individuellen Räder eine Längskraft F_{xf_l} für das linke Vorderrad, eine Längskraft F_{xf_r} für das rechte Vorderrad, eine Längskraft F_{xr_l} für das linke Hinterrad und eine Längskraft F_{xr_r} für das rechte Hinterrad und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 2l zum Berechnen angeforderter resultierender Reifenkräfte für die individuellen Rä der und den Abschnitt 2m zum Berechnen resultierender Reifenkräfte für die individuellen Räder aus.
Ein Beispiel einer Prozedur zum Berechnen der Längskraft F_{xf_l} für das linke Vorderrad, der Längskraft F_{xf_r} für das rechte Vorderrad, der Längskraft F_{xr_l} für das linke Hinterrad und der Längskraft F_{xr_r} für das rechte Hinterrad wird nachstehend beschrieben.
Zunächst wird ein Vorderrad-Lastverteilungsverhältnis W_{R_f} gemäß der folgenden Gleichung (10) berechnet. WR_f = Fzf/W (10)
Dann werden ein minimales Vorderrad-Längsdrehmoment T_fmin und ein maximales Vorderrad-Längsdrehmoment T_fmax gemäß den folgenden Gleichungen (11) und (12) berechnet. Tfmin = Tt·Rf_cd – TLSD (≥ 0) (11) Tfmax = Tt· Rf_cd + TLSD (≥ 0) (12)
Daraufhin werden eine minimale Vorderrad-Längskraft F_xfmin und eine maximale Vorderrad-Längskraft F_xfmax gemäß den folgenden Gleichungen (13) und (14) berechnet. Fxfmin = Tfmin·η·if/Rt (13) Fxfmax = Tfmax·η·if/Rt (14)
Dann wird ein Bestimmungswert I auf die folgende Weise berechnet.
Wenn W_{R_f} ≤ F_xfmin/F_x ist, wird entschieden, dass das Schlupfbegrenzungsdifferentialdrehmoment an den Hinterrädern zunimmt, so dass der Bestimmungswert I auf 1 gesetzt wird.
Wenn W_{R_f} ≥ F_xfmax/F_x ist, wird entschieden, dass das Schlupfbegrenzungsdifferentialdrehmoment an den Vorderrädern zunimmt, so dass der Bestimmungswert I auf 3 gesetzt wird.
In von den vorstehenden Fällen verschiedenen Fällen (d. h., wenn F_xfmin/F_x < W_{R_f} < F_xfmax/F_x ist) wird ein Normalzustand bestätigt, so dass der Bestimmungswert I auf 2 gesetzt wird.
Gemäß dem Bestimmungswert I wird eine Vorderrad-Längskraft F_xf folgendermaßen berechnet: Wenn I = 1 ist: Fxf = Tfmin·η·if/Rt (15) Wenn I = 2 ist: Fxf = Fx ·WR_f (16) Wenn I = 3 ist: Fxf = Tfmaxη·if/Rt (17)
Basierend auf der gemäß Gleichung (15), (16) oder (17) berechneten Vorderrad-Längskraft F_xf wird eine Hinterrad-Längskraft F_xr gemäß der folgenden Gleichung (18) berechnet: Fxr = Fx – Fxf (18)
Unter Verwendung der Vorderrad-Längskraft F_xf und der Hinterrad-Längskraft F_xr werden die Längskraft F_{xf_l} für das linke Vorderrad, die Längskraft F_{xf_r} für das rechte Vorderrad, die Längskraft F_{xr_l} für das linke Hinterrad und die Längskraft F_{xr_r} für das rechte Hinterrad gemäß den folgenden Gleichungen (19) bis (22) berechnet: Fxf_l = Fxf/2 (19) Fxf_r = Fxf_l (20) Fxr_l = Fxr/2 (21) Fxr_r = Fxr_l (22)
Die vorstehend beschriebenen Berechnungen der Längskräfte der individuellen Räder in der ersten Ausführungsform stellen lediglich Beispiele dar und sind gemäß dem Antriebsverfahren oder dem Antriebsmechanismus des Fahrzeugs geeignet auswahlbar.
Der Abschnitt 2i zum Berechnen angeforderter Seitenkräfte für die individuellen Räder empfängt die Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) vom Seitenbeschleunigungssensor 15, eine Giergeschwindigkeit γ vom Giergeschwindigkeitssensor 16, einen Lenkradwinkel θ_H vom Lenkradwinkelsensor 17, Radgeschwindigkeiten ω_fl, ω_fr, ω_rl und ω_rr der vier Räder von den Radgeschwindigkeitssensoren 18 für die jeweiligen (vier) Räder und das Lastverhältnis WR_{_l} für die linken Räder vom Ab schnitt 2f zum Berechnen eines Lastverhältnisses für die linken Räder.
Gemäß einer nachstehend beschriebenen Prozedur (d. h. gemäß dem in 8 dargestellten Ablaufdiagramm) wird ein zusätzliches Giermoment M_zθ berechnet. Basierend auf diesem zusätzlichen Giermoment wird eine angeforderte Vorderrad-Seitenkraft F_{yf_FF} gemäß der folgenden Gleichung (23) berechnet, und eine angeforderte Hinterrad-Seitenkraft F_{yr_FF} wird gemäß der folgenden Gleichung (24) berechnet. Basierend auf der angeforderten Vorderrad-Seitenkraft F_{yf_FF} und der angeforderten Hinterrad-Seitenkraft F_{yr_FF} werden gemäß den folgenden Gleichungen (25) bis (28) eine angeforderte Seitenkraft F_{yf_l_FF} für das linke Vorderrad, eine angeforderte Seitenkraft F_{yf_r_FF} für das rechte Vorderrad, eine angeforderte Seitenkraft F_{yr_l_FF} für das linke Hinterrad und eine angeforderte Seitenkraft F_{yr_r_FF} für das rechte Hinterrad berechnet und an den Abschnitt 2l zum Berechnen angeforderter resultierender Reifenkräfte für die individuellen Räder ausgegeben. Fyf_FF = Mzθ/L (23) Fyr_FF = (–Iz·(dγ/dt) + m·(d2y/dt2)·Lf)/L (24)
Hierbei bezeichnen I_z ein Trägheits-Giermoment des Fahrzeugs und L_f einen Abstand zwischen der Vorderachse und dem Schwerpunkt. Fyf_l_FF = Fyf_FF·WR_l (25) Fyf_r_FF = Fyf_FF·(1 – WR_l) (26) Fyr_l_FF = Fyr_FF·WR_l (27) Fyr_r_FF = Fyr_FF·(1 – WR_l) (28)
Daraufhin wird, wie in 8 dargestellt ist, das zusätzliche Giermoment M_zθ bestimmt. Zunächst wird in Schritt S301 eine Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet (z. B. V = (ω_fl + ω_fr + ω_rl + ω_rr)/4), und dann wird in Schritt S302 unter Ver wendung der folgenden Gleichung (29) eine Seitenbeschleunigung/Lenkradwinkel-Verstärkung G_y berechnet: Gy = (1/(1 + A·V2))·(V2/L)·(1/n) (29)
Hierbei bezeichnen A einen Stabilitätsfaktor und n ein Lenkgetriebeübersetzungsverhältnis.
Daraufhin schreitet die Verarbeitung zu Schritt S303 fort, in dem auf ein Kennfeld Bezug genommen wird, das gemäß einem Wert (G_y·θ_H) im Voraus erstellt wird, der durch Multiplizieren der Seitenbeschleunigung/Lenkradwinkel-Verstärkung G_y mit dem Lenkradwinkel θ_H und der Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) erhalten wird, um einen Seitenbeschleunigungs-Sättigungskoeffizienten Kμ zu berechnen. Gemäß 9A wird dieses zum Bestimmen eines Seitenbeschleunigungs-Sättigungskoeffizienten Kμ verwendete Kennfeld gemäß einem Wert (G_y·θ_H) im Voraus erstellt, der durch Multiplizieren der Seitenbeschleunigung/Lenkradwinkel-Verstärkung G_y mit dem Lenkradwinkel θ_H und der Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) erhalten wird, wobei dieser Wert mit zunehmender Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) in einem Zustand abnimmt, in dem der Lenkradwinkel θ_H größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist. Dies bedeutet, dass, wenn G_y·θ_H einen großen Wert hat, die Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) mit zunehmendem Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ zunimmt, aber auf einer Straße mit niedrigem Reibungskoeffizienten μ tritt die Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) mit geringerer Wahrscheinlichkeit auf. Daher wird gemäß 9B ein nachstehend beschriebener Seitenbeschleunigungs-Referenzwert (d²yr/dt²) basierend darauf, dass G_y·θ_H einen großen Wert hat und die Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) einen großen Wert hat, auf einen niedrigen Wert gesetzt, wenn angenommen wird, dass das Fahrzeug auf einer Straße mit hohem Reibungskoeffizienten μ fährt, so dass der Korrekturwert bezüglich des zusätzlichen Giermoments M_zθ auf einen kleinen Wert gesetzt wird.
In Schritt S304 wird eine Seitenbeschleunigungsabweichungs-Rückkopplungsverstärkung K_y gemäß der folgenden Gleichung (30) berechnet: Ky = Kθ/Gy (30)
Hierbei bezeichnet Kθ eine Lenkwinkel-Rückkopplungsverstärkung, die gemäß der folgenden Gleichung (31) berechnet wird: Kθ = (Lf·Kf)/n (31)
Hierbei bezeichnet K_f eine äquivalente Kurvenkraft der Vorderachse.
Insbesondere wird die Seitenbeschleunigungsabweichungs-Rückkopplungsverstärkung K_y gemäß Gleichung (30) als Sollwert (Maximalwert) hinsichtlich des Falls bestimmt, gemäß dem das zusätzliche Giermoment M_zθ (stationärer Wert) in einem Zustand null wird, in dem die Lenkung auf einer Straße mit einem sehr niedrigen Reibungskoeffizienten μ absolut unwirksam ist (γ = 0, (d²y/dt²) = 0)
Anschließend wird in Schritt S305 ein Seitenbeschleunigungs-Referenzwert (d²yr/dt²) gemäß der folgenden Gleichung (32) berechnet: (d2yr/dt2) = Kμ·Gy·(1/(1 + Ty·s))·θH (32)
Hierbei bezeichnen s einen Differentialoperator und T_y eine Verzögerungszeitkonstante erster Ordnung der Seitenbeschleunigung. Die Verzögerungszeitkonstante T_y erster Ordnung wird beispielsweise gemäß der folgenden Gleichung (33) mit einer durch K_r bezeichneten äquivalenten Kurvenkraft der Hinterachse berechnet. Ty = Iz/(L·Kr) (33)
In Schritt S306 wird eine Seitenbeschleunigungsabweichung (d²ye/dt²) gemäß der folgenden Gleichung (34) berechnet: (d2ye/dt2) = (d2y/dt2) – (d2yr/dt2) (34)
Anschließend wird in Schritt S307 eine Giergeschwindigkeit/Lenkradwinkel-Verstärkung Gγ gemäß der folgenden Gleichung (35) berechnet. Gγ = (1/1 + A·V2))·(V/L)·(1/n) (35)
In Schritt S308 wird eine Giergeschwindigkeits-Rückkopplungsverstärkung Kγ gemäß der folgenden Gleichung (36) hinsichtlich eines Falls berechnet, in dem beispielsweise das zusätzliche Giermoment M_zθ (stationärer Wert) während einer Fahrt mit Haftung (wenn (d²ye/dt²) = 0 ist) den Wert null annimmt. Kγ = Kθ/Gγ (36)
In Schritt S309 wird eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Rückkopplungsverstärkung K_v auf der Basis eines im Voraus erstellten Kennfeldes berechnet. Dieses Kennfeld wird derart erstellt, dass ein unerwünschtes zusätzliches Giermoment M_zθ in einem Niedriggeschwindigkeitsbereich vermieden wird, wie beispielsweise in 10 dargestellt ist. In 10 bezeichnet V_c1 beispielsweise eine Geschwindigkeit von 40 km/h.
In Schritt S310 wird ein zusätzliches Giermoment M_zθ gemäß der folgenden Gleichung (37) berechnet: Mzθ = Kv·(–Kγ·γ + Ky·(d2ye/dt2) + Kθ·θH) (37)
In Gleichung (37) entsprechen der Ausdruck –Kγ·γ einem einer Giergeschwindigkeit γ entsprechenden Giermoment, der Ausdruck Kθ·θ_H einem einem Lenkradwinkel θ_H entsprechenden Giermoment und der Ausdruck K_y·(d²ye/dt²) einem Giermoment-Korrekturwert. Daher nimmt, wenn das Fahrzeug mit einer großen Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) auf einer Straße mit hohem Reibungskoeffizienten μ fährt, wie in 11 dargestellt ist, das zusätzliche Giermoment M_zθ einen großen Wert an, wodurch das Fahrverhalten verbessert wird. Andererseits wird, wenn das Fahrzeug auf einer Straße mit niedrigem Reibungskoeffizienten μ fährt, verhindert, dass das zusätzliche Giermoment M_zθ zunimmt, weil das zusätzliche Giermoment M_zθ durch die Wirkung des Korrekturwertes vermindert wird, so dass ein stabiles Fahrverhalten gewährleistet wird.
Der Abschnitt 2j zum Berechnen von Seitenkräften für die individuellen Räder empfängt die Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) vom Seitenbeschleunigungssensor 15, die Giergeschwindigkeit γ vom Giergeschwindigkeitssensor 16 und das Lastverhältnis WR_{_l} für die linken Räder vom Abschnitt 2f zum Berechnen eines Lastverhältnisses für die linken Räder. Dann berechnet der Abschnitt 2j zum Berechnen von Seitenkräften für die individuellen Räder eine Vorderrad-Seitenkraft F_{yf_FB} und eine Hinterrad-Seitenkraft F_{yr_FB} gemäß den folgenden Gleichungen (38) bzw. (39). Basierend auf der Vorderrad-Seitenkraft F_{yf_FB} und der Hinterrad-Seitenkraft F_{yr_FB} berechnet der Abschnitt 2j zum Berechnen von Seitenkräften für die individuellen Räder gemäß den folgenden Gleichungen (40) bis (43) eine Seitenkraft F_{yf_l_FB} für das linke Vorderrad, eine Seitenkraft F_{yf_r_FB} für das rechte Vorderrad, eine Seitenkraft F_{yr_l_FB} für das linke Hinterrad und eine Seitenkraft F_{yr_r_FB} für das rechte Hinterrad und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 2m zum Berechnen resultierender Reifenkräfte für die individuellen Räder aus. Fyf_FB = (Iz·(dγ/dt) + m·(d2y/dt2)Lr)/L (38) Fyr_FB = (–Iz·(dγ/dt) + m·(d2y/dt2)·Lf)/L (39)
Hierbei bezeichnet L_r einen Abstand zwischen der Hinterachse und dem Schwerpunkt. Fyf_l_FB = Fyf_FB·WR_l (40) Fyf_r_FB = Fyf_FB·(1 – WR_l) (41) Fyr_l_FB = Fyr_FB·WR_l (42) Fyr_r_FB = Fyr_FB·(1 – WR_l) (43)
Der Abschnitt 2k zum Berechnen von Reibungskreis-Grenzwerten für die individuellen Räder empfängt einen Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ von der Straßenoberflächenreibungskoeffizientenschätzeinheit 19 und die Bodenkraft F_{zf_l} für das linke Vorderrad, die Bodenkraft F_{zf_r} für das rechte Vorderrad, die Bodenkraft F_{zr_l} für das linke Hinterrad und die Bodenkraft F_{zr_r} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 2g zum Berechnen von Bodenkräften für die individuellen Räder.
Dann berechnet der Abschnitt 2k zum Berechnen von Reibungskreis-Grenzwerten für die individuellen Räder gemäß den folgenden Gleichungen (44) bis (47) einen Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfl für das linke Vorderrad, einen Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfr für das rechte Vorderrad, einen Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrl für das linke Hinterrad und einen Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrr für das rechte Hinterrad und gibt die berechneten Werte an den Abschnitt 2n zum Berechnen angeforderter überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder und den Abschnitt 2o zum Berechnen überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder aus. D. h., der Abschnitt 2k zum Berechnen von Reibungskreis-Grenzwerten für die individuellen Räder wird als eine Reibungskreis-Grenzwertschätzeinrichtung bereitgestellt, die eine maximale Reifenkraft schätzt, die ein Reifen auf eine aktuelle Straßenoberfläche ausüben kann. μ_Fzfl = μ·Fzf_l (44) μ_Fzfr = μ·Fzf_r (45) μ_Fzrl = μ·Fzr_l (46) μ_Fzrr = μ·Fzr_r (47)
Der Abschnitt 2l zum Berechnen angeforderter resultierender Reifenkräfte für die individuellen Räder empfängt die Längskraft F_{xf_l} für das linke Vorderrad, die Längskraft F_{xf_r} für das rechte Vorderrad, die Längskraft F_{xr_l} für das linke Hinterrad und die Längskraft F_{xr_r} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 2h zum Berechnen von Längskräften für die individuellen Räder und empfängt außerdem die angeforderte Seitenkraft F_{yf_l_FF} für das linke Vorderrad, die angeforderte Seitenkraft F_{yf_r_FF} für das rechte Vorderrad, die angeforderte Seitenkraft F_{yr_l_FF} für das linke Hinterrad und die angeforderte Seitenkraft F_{yr_r_FF} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 2i zum Berechnen angeforderter Seitenkräfte für die individuellen Räder. Der Abschnitt 2l zum Berechnen angeforderter resultierender Reifenkräfte für die individuellen Räder berechnet gemäß den folgenden Gleichungen (48) bis (51) eine angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_fl_FF} für das linke Vorderrad, eine angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_fr_FF} für das rechte Vorderrad, eine angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_rl_FF} für das linke Hinterrad und eine angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_rr_FF} für das rechte Hinterrad und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 2n zum Berechnen angeforderter überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder aus. D. h., der Abschnitt 2l zum Berechnen angeforderter resultierender Reifenkräfte für die individuellen Räder wird als Einrichtung zum Schätzen einer ersten Reifenkraft bereitgestellt. F_fl_FF = (Fxf_l 2 + Fyf_l_FF 2)1/2 (48) F_fr_FF = (Fxf_r 2 + Fyf_r_FF 2)1/2 (49) F_rl_FF = (Fxr_l + Fyr_l_FF 2)1/2 (50) F_rr_FF = (Fxr_r 2 + Fyr_r_FF 2)1/2 (51)
Der Abschnitt 2m zum Berechnen resultierender Reifenkräfte für die individuellen Räder empfängt die Längskraft F_{xf_l} für das linke Vorderrad, die Längskraft F_{xf_r} für das rechte Vorderrad, die Längskraft F_{xr_l} für das linke Hinterrad und die Längskraft F_{xr_r} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 2h zum Berechnen von Längskräften für die individuellen Räder und empfängt außerdem die Seitenkraft F_{yf_l_FB} für das linke Vorderrad, die Seitenkraft F_{yf_r_FB} für das rechte Vorderrad, die Seitenkraft F_{yr_l_FB} für das linke Hinterrad und die Seitenkraft F_{yr_r_FB} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 2j zum Berechnen von Seitenkräften für die individuellen Räder. Der Abschnitt 2m zum Berechnen resultierender Reifenkräfte für die individuellen Räder berechnet gemäß den folgenden Gleichungen (52) bis (55) eine resultierende Reifenkraft F_{_fl_FB} für das linke Vorderrad, eine resultierende Reifenkraft F_{_fr_FB} für das rechte Vorderrad, eine resultierende Reifenkraft F_{_rl_FB} für das linke Hinterrad und eine resultierende Reifenkraft F_{_rr_FB} für das rechte Hinterrad und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 2o zum Berechnen überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder aus.
D. h., der Abschnitt 2m zum Berechnen resultierender Reifenkräfte für die individuellen Räder wird als Einrichtung zum Schätzen einer zweiten Reifenkraft bereitgestellt. F_fl_FB = (Fxf_l 2 + Fyf_l_FB 2)1/2 (52) F_fr_FB = (Fxf_r 2 + Fyf_r_FB 2)1/2 (53) F_rl_FB = (Fxr_l 2 + Fyr_l_FB 2)1/2 (54) F_rr_FB = (Fxr_r 2 + Fyr_r_FB 2)1/2 (55)
Der Abschnitt 2n zum Berechnen angeforderter überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder empfängt den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfl für das linke Vorderrad, den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfr für das rechte Vorderrad, den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrl für das linke Hinterrad und den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrr für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 2k zum Berechnen von Reibungskreis-Grenzwerten für die individuellen Räder, und empfängt außerdem die angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_fl_FF} für das linke Vorderrad, die angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_fr_FF} für das rechte Vorderrad, die angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_rl_FF} für das linke Hinterrad und die angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_rr_FF} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 2l zum Berechnen angeforderter resultierender Reifenkräfte für die individuellen Räder. Daraufhin berechnet der Abschnitt 2n zum Berechnen angeforderter überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder gemäß den folgenden Gleichungen (56) bis (59) eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fl_FF} für das linke Vorderrad, eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fr_FF} für das rechte Vorderrad, eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rl_FF} für das linke Hinterrad und eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rr_FF} für das rechte Hinterrad und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 2p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft aus. D. h., der Abschnitt 2n zum Berechnen angeforderter überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder wird als Einrichtung zum Schätzen einer ersten überhöhten Reifenkraft bereitgestellt. ΔF_fl_FF = F_fl_FF – μ_Fzfl (56) ΔF_fr_FF = F_fr_FF – μ_Fzfr (57) ΔF_rl_FF = F_rl_FF – μ_Fzrl (58) ΔF_rr_FF = F_rr_FF – μ_Fzrr (59)
Der Abschnitt 2o zum Berechnen überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder empfängt den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfl für das linke Vorderrad, den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfr für das rechte Vorderrad, den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrl für das linke Hinterrad und den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrr für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 2k zum Berechnen von Reibungskreis-Grenzwerten für die individuellen Räder und empfängt außerdem die resultierende Reifenkraft F_{_fl_FB} für das linke Vorderrad, die resultierende Reifenkraft F_{_fr_FB} für das rechte Vorderrad, die resultierende Reifenkraft F_{_rl_FB} für das linke Hinterrad und die resultierende Reifenkraft F_{_rr_FB} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 2m zum Berechnen resultierender Reifenkräfte für die individuellen Räder. Der Abschnitt 2o zum Berechnen überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder berechnet gemäß den folgenden Gleichungen (60) bis (63) eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fl_FB} für das linke Vorderrad, eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fr_FB} für das rechte Vorderrad, eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rl_FB} für das linke Hinterrad und eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rr_FB} für das rechte Hinterrad und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 2p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft aus. D. h., der Abschnitt 2o zum Berechnen überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder wird als Einrichtung zum Schätzen einer zweiten überhöhten Reifenkraft bereitgestellt. ΔF_fl_FB = F_fl_FB – μFzfl (60) ΔF_fr_FB = F_fr_FB – μFzfr (61) ΔF_rl_FB = F_rl_FB – μFzrl (62) ΔF_rr_FB = F_rr_FB – μFzrr (63)
Der Abschnitt 2p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft empfängt die angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fl_FF} für das linke Vorderrad, die angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fr_FF} für das rechte Vorderrad, die angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rl_FF} für das linke Hinterrad und die angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rr_FF} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 2n zum Berechnen angeforderter überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder und empfängt außerdem die überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fl_FB} für das linke Vorderrad, die überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fr_FB} für das rechte Vorderrad, die überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rl_FB} für das linke Hinterrad und die überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rr_FB} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 2o zum Berechnen überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder. Der Abschnitt 2p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft vergleicht dann einen Gesamtwert der angeforderten überhöhten Reifenkräfte ΔF_{_fl_FF}, ΔF_{_fr_FF}, ΔF_{_rl_FF} und ΔF_{_rr_FF} mit einem Gesamtwert der überhöhten Reifenkräfte ΔF_{_fl_FB}, ΔF_{_fr_FB}, ΔF_{_rl_FB} und ΔF_{_rr_FB} und setzt den größeren dieser beiden Werte als überhöhte Reifenkraft F_over. Fover = MAX ((ΔF_fl_FF + ΔF_fr_FF + ΔF_rl_FF + ΔF_rr_FF), (ΔF_fl_FB + ΔF_fr_FB + ΔF_rl_FB + ΔF_rr_FB)) (64)
Der Überdrehmomentberechnungsabschnitt 2q empfängt die Motordrehzahl N_e vom Motordrehzahlsensor 12, das Hauptgetriebeübersetzungsverhältnis i und die Turbinendrehzahl N_t des Drehmomentwandlers von der Getriebesteuerungseinheit 14 und die überhöhte Reifenkraft F_over vom Abschnitt 2p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft. Der überdrehmomentberechnungsabschnitt 1q berechnet gemäß der folgenden Gleichung (65) ein überdrehmoment T_over und gibt den berechneten Wert an den Steuerwertberechnungsabschnitt 2r aus. Tover = Fover·Rt/(t·i·η·if) (65)
Der Steuerwertberechnungsabschnitt 2r empfängt das angeforderte Motordrehmoment T_drv vom Abschnitt 2b zum Berechnen eines angeforderten Motordrehmoments und empfängt außerdem das überdrehmoment T_over vom überdrehmomentberechnungsabschnitt 2q. Der Steuerwertberechnungsabschnitt 2r berechnet gemäß der folgenden Gleichung (66) einen ersten Steuerwert (einen ersten Drehmomentminderungswert) T_TCS1 und gibt den berechneten Wert an die Steuerwertsetzeinheit 4 aus. TTCS1 = Tdrv – Tover (66)
Daher bilden in der ersten Ausführungsform der Abschnitt 2p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft, der Überdrehmomentberechnungsabschnitt 2q und der Steuerwertberechnungsabschnitt 2r eine Antriebskraftsetzeinrichtung, die eine durch einen Fahrer angeforderte Antriebskraft korrigiert.
Nachstehend wird ein durch die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 2 ausgeführtes erstes Steuerwertsetzprogramm unter Bezug auf die in den 4 und 5 dargestellten Ablaufdiagramme beschrieben.
In Schritt S201 werden erforderliche Parameter gelesen, die einen Drosselklappenöffnungsgrad θ_th, eine Motordrehzahl N_e, einen Betätigungsgrad θ_ACC des Beschleunigungspedals, ein Hauptgetriebeübersetzungsverhältnis i, eine Turbinendrehzahl N_t eines Drehmomentwandlers, ein Anzugsdrehmoment T_LSD einer Schlupfbegrenzungsdifferentialkupplung, eine Seitenbeschleunigung (d²y/dt²), eine Giergeschwindigkeit γ, einen Lenkradwinkel θ_H, Radgeschwindigkeiten ω_fl, ω_fr, ω_rl und ω_rr der individuellen Räder und einen Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ einschließen.
In Schritt S202 nimmt der Motordrehmomentberechnungsabschnitt 2a auf ein Kennfeld Bezug (z. B. auf das in 7 dargestellte Kennfeld), das basierend auf Motorcharakteristiken im Voraus erstellt wurde, um ein aktuell erzeugtes Motordrehmoment T_eg zu bestimmen.
In Schritt S203 bestimmt der Abschnitt 2b zum Berechnen eines angeforderten Motordrehmoments einen Drosselklappenöffnungsgrad θ_th basierend- auf einem im Voraus erstellten Kennfeld (z. B. dem in 7 dargestellten Kennfeld, das eine Beziehung zwischen θ_ACC und θ_th zeigt). Basierend auf dem Drosselklappenöffnungsgrad θ_th bestimmt der Abschnitt 2b zum Berechnen eines angeforderten Motordrehmoments ein Motordrehmoment T_eg als angefordertes Motordrehmoment T_drv basierend auf dem in 6 dargestellten Kennfeld.
In Schritt S204 berechnet der Getriebeausgangsdrehmomentberechnungsabschnitt 2c ein Getriebeausgangsdrehmoment T_t gemäß der vorstehenden Gleichung (1).
In Schritt S205 berechnet der Gesamtantriebskraftberechnungsabschnitt 2d eine Gesamtantriebskraft F_x gemäß der vorstehenden Gleichung (2).
In Schritt S206 berechnet der Abschnitt 2e zum Berechnen der vorderen/hinteren Bodenkraft gemäß Gleichung (3) eine Vorderrad-Bodenkraft F_zf und gemäß Gleichung (4) eine Hinterrad-Bodenkraft F_zr.
In Schritt S207 berechnet der Abschnitt 2f zum Berechnen eines Lastverhältnisses für die linken Räder gemäß Gleichung (5) ein Lastverhältnis WR_{_l} für die linken Räder.
In Schritt S208 berechnet der Abschnitt 2g zum Berechnen von Bodenkräften für die individuellen Räder gemäß den Gleichungen (6), (7), (8) bzw. (9) eine Bodenkraft F_{zf_l} für das linke Vorderrad, eine Bodenkraft F_{zf_r} für das rechte Vorderrad, eine Bodenkraft F_{zr_l} für das linke Hinterrad und eine Bodenkraft F_{zr_r} für das rechte Hinterrad.
In Schritt S209 berechnet der Abschnitt 2h zum Berechnen von Längskräften für die individuellen Räder gemäß den Gleichungen (19) bis (22) eine Längskraft F_{xf_l} für das linke Vorderrad, eine Längskraft F_{xf_r} für das rechte Vorderrad, eine Längskraft F_{xr_l} für das linke Hinterrad und eine Längskraft F_{xr_r} für das rechte Hinterrad. Anschließend berechnet der Abschnitt 2i zum Berechnen angeforderter Seitenkräfte für die individuellen Räder in Schritt S210 gemäß den Gleichungen (25) bis (28) eine angeforderte Seitenkraft F_{yf_l_FF} für das linke Vorderrad, eine angeforderte Seitenkraft F_{yf_r_FF} für das rechte Vorderrad, eine angeforderte Seitenkraft F_{yr_l_FF} für das linke Hinterrad und eine angeforderte Seitenkraft F_{yr_r_FF} für das rechte Hinterrad.
In Schritt S211 berechnet der Abschnitt 2j zum Berechnen von Seitenkräften für die individuellen Räder gemäß den Gleichungen (40) bis (43) eine Seitenkraft F_{yf_l_FB} für das linke Vorderrad, eine Seitenkraft F_{yf_r_FB} für das rechte Vor derrad, eine Seitenkraft F_{yr_l_FB} für das linke Hinterrad und eine Seitenkraft F_{yr_r_FB} für das rechte Hinterrad.
In Schritt S212 berechnet der Abschnitt 2k zum Berechnen von Reibungskreis-Grenzwerten für die individuellen Räder gemäß den Gleichungen (44) bis (47) einen Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfl für das linke Vorderrad, einen Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfr für das rechte Vorderrad, einen Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrl für das linke Hinterrad und einen Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrr für das rechte Hinterrad.
In Schritt S213 berechnet der Abschnitt 2l zum Berechnen angeforderter resultierender Reifenkräfte für die individuellen Räder gemäß den Gleichungen (48) bis (51) eine angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_fl_FF} für das linke Vorderrad, eine angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_fr_FF} für das rechte Vorderrad, eine angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_rl_FF} für das linke Hinterrad und eine angeforderte resultierende Reifenkraft F_{_rr_FF} für das rechte Hinterrad.
In Schritt S214 berechnet der Abschnitt 2m zum Berechnen resultierender Reifenkräfte für die individuellen Räder gemäß den Gleichungen (52) bis (55) eine resultierende Reifenkraft F_{_fl_FB} für das linke Vorderrad, eine resultierende Reifenkraft F_{_fr_FB} für das rechte Vorderrad, eine resultierende Reifenkraft F_{_rl_FB} für das linke Hinterrad und eine resultierende Reifenkraft F_{_rr_FB} für das rechte Hinterrad.
In Schritt S215 berechnet der Abschnitt 2n zum Berechnen angeforderter überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder gemäß den Gleichungen (56) bis (59) eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fl_FF} für das linke Vorderrad, eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fr_FF} für das rechte Vorderrad, eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rl_FF} für das linke Hinterrad und eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rr_FF} für das rechte Hinterrad.
In Schritt S216 berechnet der Abschnitt 2o zum Berechnen überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder gemäß den Gleichungen (60) bis (63) eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fl_FB} für das linke Vorderrad, eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fr_FB} für das rechte Vorderrad, eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rl_FB} für das linke Hinterrad und eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rr_FB} für das rechte Hinterrad.
In Schritt S217 berechnet der Abschnitt 2p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft gemäß Gleichung (64) eine überhöhte Reifenkraft F_over.
In Schritt S218 berechnet der Überdrehmomentberechnungsabschnitt 2q gemäß Gleichung (65) ein Überdrehmoment T_over.
In Schritt S219 berechnet der Steuerwertberechnungsabschnitt 2r gemäß Gleichung (66) einen ersten Steuerwert (einen ersten Drehmomentminderungswert) T_TCS1 und gibt den berechneten Wert an die Steuerwertsetzeinheit 4 aus. Schließlich verlässt die Verarbeitung das Programm.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in der ersten Traktionssteuerungseinheit 2 ein Drehmomentwert, bei dem eine basierend auf einer Anforderung durch den Fahrer an jedem Rad zu erzeugende Reifenkraft einen Reibungskreis-Grenzwert überschreitet, mit einem Drehmomentwert verglichen, bei dem eine aktuell am Rad erzeugte Reifenkraft den Reibungskreis-Grenzwert überschreitet, und die Antriebskraft wird durch Subtrahieren des größeren der beiden Werte von einer durch den Fahrer angeforderten Antriebskraft korrigiert. Dadurch kann ein Überdrehmomentzustand nicht nur gegenwärtig, sondern auch in Zukunft geeignet korrigiert werden, so dass eine geeignete Steuerung zum Verhindern eines Über- und eines Untersteuerungszustands implementiert werden kann. Dadurch können die Haftungskräfte der Reifen geeignet aufrechterhalten werden, so dass die Fahrstabilität des Fahrzeugs verbessert werden kann.
Weil der von der durch den Fahrer angeforderten Antriebskraft zu subtrahierende Korrekturwert einfach ein Drehmomentwert ist, bei dem eine Reifenkraft den Reibungskreis-Grenzwert überschreitet, wird eine plötzliche Verminderung der Antriebskraft in der Längsrichtung verhindert. Dadurch wird verhindert, dass der Fahrer ein unangenehmes Gefühl oder ein unbefriedigendes Gefühl aufgrund einer mangelnden Beschleunigung empfindet (d. h., die Antriebskraft wird in 12 nur um ein Maß F_xa vermindert).
Alternativ können die Haftungskräfte der Reifen durch geeignetes Vermindern der Antriebskraft in Längsrichtung aufrechterhalten werden (d. h., die Antriebskraft kann in 12 nur um ein Maß F_xb vermindert werden). In diesem Fall wird die Steuerung durch Hinzufügen von in den 3A und 3B durch gestrichelte Linien dargestellte Signalleitungen und Ändern der durch den Abschnitt 2n zum Berechnen angeforderter überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder und den Abschnitt 2o zum Berechnen überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder ausgeführten Berechnungen in der folgenden Weise realisiert.
Der Abschnitt 2n zum Berechnen angeforderter überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder empfängt den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfl für das linke Vorderrad, den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfr für das rechte Vorderrad, den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrl für das linke Hinterrad und den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrr für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 2k zum Berechnen von Reibungskreis-Grenzwerten für die individuellen Räder, empfängt die angeforderte Seitenkraft F_{yf_l_FF} für das linke Vorderrad, die angeforderte Seitenkraft F_{yf_r_FF} für das rechte Vorderrad, die angeforderte Seitenkraft F_{yr_l_FF} für das linke Hinterrad und die angeforderte Seitenkraft F_{yr_r_FF} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 2i zum Berechnen angeforderter Seitenkräfte für die individuellen Räder und empfängt die Längskraft F_{xf_l} für das linke Vorderrad, die Längskraft F_{xf_r} für das rechte Vorderrad, die Längskraft F_{xr_l} für das linke Hinterrad und die Längskraft F_{xr_r} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 2h zum Berechnen von Längskräften für die individuellen Räder.
Der Abschnitt 2n zum Berechnen angeforderter überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder berechnet gemäß den folgenden Gleichungen (67) bis (70) eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fl_FF} für das linke Vorderrad, eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fr_FF} für das rechte Vorderrad, eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rl_FF} für das linke Hinterrad und eine angeforderte überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rr_FF} für das rechte Hinterrad und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 2p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft aus. ΔF_fl_FF = Fxf_l – (μ_Fzfl 2 – Fyf_l_FF 2)1/2 (67) ΔF_fr_FF = Fxf_r – (μ_Fzfr 2 – Fyf_r_FF 2)1/2 (68) ΔF_rl_FF = Fxr_l – (μ_Fzrl 2 – Fyr_l_FF 2)1/2 (69) ΔF_rr_FF = Fxr_r – (μ_Fzrr 2 – Fyr_r_FF 2)1/2 (70)
Der Abschnitt 2o zum Berechnen überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder empfängt den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfl für das linke Vorderrad, den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zfr für das rechte Vorderrad, den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrl für das linke Hinterrad und den Reibungskreis-Grenzwert μ_F_zrr für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 2k zum Berechnen von Reibungskreis-Grenzwerten für die individuellen Räder, empfängt die Seitenkraft F_{yf_l_FB} für das linke Vorderrad, die Seitenkraft F_{yf_r_FB} für das rechte Vorder rad, die Seitenkraft F_{yr_l_FB} für das linke Hinterrad und die Seitenkraft F_{yr_r_FB} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 2j zum Berechnen von Seitenkräften für die individuellen Räder und empfängt die Längskraft F_{xf_l} für das linke Vorderrad, die Längskraft F_{xf_r} für das rechte Vorderrad, die Längskraft F_{xr_l} für das linke Hinterrad und die Längskraft F_{xr_r} für das rechte Hinterrad vom Abschnitt 2h zum Berechnen von Längskräften für die individuellen Räder.
Der Abschnitt 2o zum Berechnen überhöhter Reifenkräfte für die individuellen Räder berechnet dann gemäß den folgenden Gleichungen (71) bis (74) eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fl_FB} für das linke Vorderrad, eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_fr_FB} für das rechte Vorderrad, eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rl_FB} für das linke Hinterrad und eine überhöhte Reifenkraft ΔF_{_rr_FB} für das rechte Hinterrad und gibt diese berechneten Werte an den Abschnitt 2p zum Berechnen einer überhöhten Reifenkraft aus. ΔF_fl_FB = Fxf_l – (μ_Fzfl 2 – Fyf_l_FB 2)1/2 (71) ΔF_fr_FB = Fxf_r – (μ_Fzfr 2 – Fyf_r_FB 2)1/2 (72) ΔF_rl_FB = Fxr_l – (μ_Fzrl 2 – Fyr_l_FB 2)1/2 (73) ΔF_rr_FB = Fxr_r – (μ_Fzrr 2 – Fyr_r_FB 2)1/2 (74)
Andererseits wird die zweite Traktionssteuerungseinheit 3, wie in 1 dargestellt, als zweite Drehmomentminderungswertberechnungseinrichtung bereitgestellt. Die zweite Traktionssteuerungseinheit 3 ist mit dem Drosselklappenöffnungssensor 11, dem Motordrehzahlsensor 12, der Getriebesteuerungseinheit 14, dem Seitenbeschleunigungssensor 15, den vier Radgeschwindigkeitssensoren 18 udn dem Längsbeschleunigungssensor 19 verbunden und empfängt von diesen Komponenten Signale, die einen Drosselklappenöffnungsgrad θ_th, eine Motordrehzahl N_e, ein Hauptgetriebeübersetzungsverhältnis i, eine Seitenbeschleunigung (d²y/dt²), Radgeschwin digkeiten ω_fl, ω_fr, ω_rl und ω_rr der individuellen Räder und eine Längsbeschleunigung (d²x/dt²) anzeigen.
Gemäß 13 weist die zweite Traktionssteuerungseinheit 3 im Wesentlichen einen Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 3a, einen Schlupfratenberechnungsabschnitt 3b, einen Gesamthaftungskraftberechnungsabschnitt 3c, einen Motordrehmomentberechnungsabschnitt 3d, einen Fahrtwiderstanddrehmomentberechnungsabschnitt 3e und einen zweiten Steuerwertberechnungsabschnitt 3f auf.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 3a empfängt die Radgeschwindigkeiten ω_fl, ω_fr, ω_rl und ω_rr der vier individuellen Räder von den vier jeweiligen Radgeschwindigkeitssensoren 18 und berechnet einen Mittelwert der Radgeschwindigkeiten, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit V (= (ω_fl + ω_fr + ω_rl + ω_rr)/4) zu berechnen. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 3a gibt dann die Fahrzeuggeschwindigkeit V an den Schlupfratenberechnungsabschnitt 3b und den Fahrtwiderstandsdrehmomentberechnungsabschnitt 3e aus.
Der Schlupfratenberechnungsabschnitt 3b empfängt die Radgeschwindigkeiten ω_fl, ω_fr, ω_rl und ω_rr der vier individuellen Räder von den vier jeweiligen Radgeschwindigkeitssensoren 18 und empfängt außerdem die Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 3a. Der Schlupfratenberechnungsabschnitt 3b berechnet dann eine Schlupfrate der jeweiligen Räder anhand der folgenden Gleichung (75) und gibt den höchsten Schlupfratenwert als Schlupfrate λ an den zweiten Steuerwertberechnungsabschnitt 3f aus. λ = (ω – V)/ω·100 (75)
In diesem Fall stellt ω ω_fl bis ω_rr dar.
Der Gesamthaftungskraftberechnungsabschnitt 3c empfängt die Seitenbeschleunigung (d²y/dt²) vom Seitenbeschleunigungssensor 15 und empfängt außerdem die Längsbeschleunigung (d²x/dt²) vom Längsbeschleunigungssensor 19. Der Gesamthaftungskraftberechnungsabschnitt 3c berechnet dann eine der Beschleunigung der Fahrzeugkarosserie entsprechende Gesamthaftungskraft TG beispielsweise gemäß der folgenden Gleichung (76) und gibt den berechneten Wert an den zweiten Steuerwertberechnungsabschnitt 3f aus. TG = ((K1·(d2x/dt2))2 + (K2·(d2y/dt2))2)1/2 (76)
In diesem Fall bezeichnen K1 und K2 Korrekturkoeffizienten.
Ähnlich wie der Motordrehmomentberechnungsabschnitt 2a in der ersten Traktionssteuerungseinheit 2 empfängt der Motordrehmomentberechnungsabschnitt 3d den Drosselklappenöffnungsgrad θ_th vom Drosselklappenöffnungssensor 11 und die Motordrehzahl N_e vom Motordrehzahlsensor 12. Der Motordrehmomentberechnungsabschnitt 3d nimmt auf ein Kennfeld Bezug (z. B. auf das in 6 dargestellte Kennfeld), das basierend auf Motorcharakteristiken im Voraus erstellt wurde, um ein aktuell erzeugtes Motordrehmoment T_eg zu bestimmen. Dann gibt der Motordrehmomentberechnungsabschnitt 3d das bestimmte Motordrehmoment T_eg an den zweiten Steuerwertberechnungsabschnitt 3f aus. Das Motordrehmoment T_eg kann alternativ von der Motorsteuerungseinheit 5 gelesen werden.
Der Fahrtwiderstandsdrehmomentberechnungsabschnitt 3e empfängt das Hauptgetriebeübersetzungsverhältnis i von der Getriebesteuerungseinheit 14 und die Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 3a. Der Fahrtwiderstandsdrehmomentberechnungsabschnitt 3e berechnet dann einen Fahrtwiderstand T_p, der aus einem Rollwiderstand der Reifen und einem Luftwiderstand der Fahrzeugkarosserie besteht, beispielsweise gemäß der folgenden Gleichung (77) und gibt den berechneten Wert an den zweiten Steuerwertberechnungsabschnitt 3f aus. Tp = (K3 + K4·V2)·i (77)
In diesem Fall bezeichnen K3 und K4 Korrekturkoeffizienten.
Der zweite Steuerwertberechnungsabschnitt 3f empfängt das Hauptgetriebeübersetzungsverhältnis i von der Getriebesteuerungseinheit 14, die Schlupfrate λ vom Schlupfratenberechnungsabschnitt 3b, die Gesamthaftungskraft TG vom Gesamthaftungskraftberechnungsabschnitt 3c, das Motordrehmoment T_eg vom Motordrehmomentberechnungsabschnitt 3d und den Fahrtwiderstand T_p vom Fahrtwiderstandsdrehmomentberechnungsabschnitt 3e. Daraufhin berechnet der zweite Steuerwertberechnungsabschnitt 3f einen zweiten Steuerwert T_TCS2, der verwendet wird, wenn das Motordrehmoment vermindert wird, und gibt den berechneten Wert an die Steuerwertsetzeinheit 4 aus.
D. h., basierend auf der folgenden Gleichung (78) wird ein Wert, durch den eine Filterung einer Zeitverzögerung erster Ordnung bezüglich des Motordrehmoments T_eg erhalten wird, als erstes anfangs erforderliches Motordrehmoment T_EF berechnet. TEF = (1 – K)·TEF(k – 1) + K·Teg(k) (78)
Außerdem wird ein anfangs erforderliches Basisdrehmoment T_ii von einem im Voraus erstellten Kennfeld auf der Basis des Hauptgetriebeübersetzungsverhältnisses i und der Gesamthaftungskraft TG abgerufen. Das anfangs erforderliche Basisdrehmoment T_ii und der Fahrtwiderstand T_p werden addiert, um ein zweites anfangs erforderliches Motordrehmoment T_ED zu bestimmen. TED = Tii + Tp (79)
Das zweite anfangs erforderliche Motordrehmoment T_ED ist eine Summe aus dem anfangs erforderlichen Basisdrehmoment T_ii, das ein Drehmoment darstellt, das auf die Straße über tragen wird, ohne dass es durch übermäßigen Schlupf der Antriebsräder verbraucht wird, und dem Fahrtwiderstand T_p, der aus einem Rollwiderstand der Reifen und einem Luftwiderstand der Fahrzeugkarosserie besteht. Daher entspricht das zweite anfangs erforderliche Motordrehmoment T_ED einem Wert, der durch Subtrahieren eines ineffektiven Drehmoments, das durch übermäßigen Schlupf der Antriebsräder verbraucht wird, vom aktuellen Motordrehmoment T_eg erhalten wird.
Wie in Verbindung mit einem nachstehend beschriebenen zweiten Steuerwertberechnungsprogramm erwähnt wird, wird, wenn die Schlupfrate λ vorgegebene Schwellenwerte L_C1 und L_C2 überschreitet, entweder das erste anfangs erforderliche Motordrehmoment T_EF oder das zweite anfangs erforderliche Motordrehmoment T_ED ausgewählt und als zweiter Steuerwert (zweiter Drehmomentminderungswert) T_TCS2 gesetzt und an die Steuerwertsetzeinheit 4 ausgegeben. Andererseits wird, wenn die Schlupfrate λ die vorgegebenen Schwellenwerte L_C1 und L_C2 nicht überschreitet, der zweite Steuerwert T_TCS2 auf das aktuelle Motordrehmoment T_eg gesetzt, weil in diesem Fall keine Drehmomentminderung ausgeführt wird.
Das in 14 dargestellte Ablaufdiagramm zeigt ein zweites Steuerwertberechnungsprogramm. In Schritt S401 schreitet die Verarbeitung, wenn die Schlupfrate λ kleiner oder gleich dem ersten Schwellenwert L_C1 ist, d. h. während die Schlupfrate λ extrem klein ist und das Motorausgangsdrehmoment ausreichend auf die Straßenoberfläche übertragen wird, zu Schritt S402 fort, wo der zweite Steuerwert T_TCS2 weiterhin auf das aktuelle Motordrehmoment T_eg gesetzt bleibt und keine Drehmomentminderungssteuerung ausgeführt wird.
Andererseits schreitet die Verarbeitung, wenn die Schlupfrate λ in Schritt S401 den ersten Schwellenwert L_C1 überschreitet, und wenn die Schlupfrate λ in Schritt S403 kleiner oder gleich dem zweiten Schwellenwert L_C2 ist, der größer ist als der erste Schwellenwert L_C1, d. h. in einem Bereich, in dem die Schlupfrate λ relativ klein ist, zu Schritt S404 fort, wo ein erstes anfangs erforderliches Motordrehmoment T_EF durch Filtern des als zweiter Steuerwert T_TCS2 gesetzten Motordrehmoments T_eg bestimmt wird. Durch Setzen des ersten anfangs erforderlichen Motordrehmoments T_EF und Starten einer Rückkopplungssteuerung auf diese Weise kann eine plötzliche Änderung des Motordrehmoments T_eg verhindert werden, wodurch eine nachteilige Wirkung auf das Fahrzeugverhalten vermieden wird. Außerdem kann durch Verwendung eines durch Filtern des Motordrehmoments T_eg bestimmten, ersten anfangs erforderlichen Motordrehmoments T_EF eine Zeitverzögerung, die auftritt, bis das Motordrehmoment T_eg zu einem Sollwert konvergiert, kompensiert werden, wodurch verbesserte Rückkopplungseigenschaften bereitgestellt werden.
In Schritt S403 schreitet, wenn die Schlupfrate λ den zweiten Schwellenwert L_C2 überschreitet, d. h., wenn die Schlupfrate λ groß ist, die Verarbeitung zu Schritt S405 fort, wo ein zweites anfangs erforderliches Motordrehmoment T_ED, das eine Summe aus dem anfangs erforderlichen Basisdrehmoment T_ii und dem Fahrtwiderstand T_p darstellt, als zweiter Steuerwert T_TCS2 gesetzt wird. Dadurch beginnt die Rückkopplungssteuerung bei einem maximalen Anfangsdrehmoment, bei dem das Fahrzeug möglicherweise beschleunigt werden kann, ohne dass übermäßiger Schlupf an den Antriebsrädern auftritt. Dadurch kann veranlasst werden, dass übermäßiger Schlupf rasch konvergiert, ohne dass er einen wesentlichen Einfluss auf das Fahrzeugverhalten hat.
Gemäß 1 wird die Steuerwertsetzeinheit 4 als Antriebskraftsetzeinrichtung bereitgestellt und empfängt den ersten Steuerwert (den ersten Drehmomentminderungswert) T_TCS1 von der ersten Traktionssteuerungseinheit 2 und den zweiten Steuerwert (den zweiten Drehmomentminderungswert) T_TCS2 von der zweiten Traktionssteuerungseinheit 3. Die Steuerwertsetzeinheit 4 vergleicht dann den ersten Steuerwert T_TCS1 mit dem zweiten Steuerwert T_TCS2 und setzt den kleineren Wert (d. h., den Wert mit einem größeren Drehmomentminderungswert) als den durch die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 1 zu verwendenden Steuerwert (Drehmomentminderungswert) T_TCS. Anschließend gibt die Steuerwertsetzeinheit 4 den Steuerwert T_TCS an die Motorsteuerungseinheit 5 aus. Nach dem Empfang eines den Steuerwert T_TCS anzeigenden Signals von der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 1 führt die Motorsteuerungseinheit 5 eine Steuerung derart aus, dass die Antriebskraft auf einen Wert begrenzt wird, der kleiner oder gleich dem Steuerwert T_TCS ist.
Insbesondere führt die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 1 gemäß 2 ein Antriebskraftsteuerungsprogramm aus. In Schritt S101 berechnet die erste Traktionssteuerungseinheit 2 einen ersten Steuerwert T_TCS1, In Schritt S102 berechnet die zweite Traktionssteuerungseinheit 3 einen zweiten Steuerwert T_TCS2.
In Schritt S103 werden der erste Steuerwert T_TCS1 und der zweite T_TCS2 miteinander verglichen. Wenn der erste Steuerwert T_TCS1 kleiner oder gleich dem zweiten Steuerwert T_TCS2 ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S104 fort, wo der erste Steuerwert T_TCS1 als Steuerwert T_TCS gesetzt wird. Wenn dagegen der erste Steuerwert T_TCS1 größer ist als der zweite T_TCS2, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S105 fort, wo der zweite Steuerwert T_TCS2 als Steuerwert T_TCS gesetzt wird.
Anschließend wird der in Schritt S104 oder S105 gesetzte Steuerwert T_TCS in Schritt S106 an die Motorsteuerungseinheit 5 ausgegeben. Schließlich verlässt die Verarbeitung das Programm.
Gemäß dieser Ausführungsform wird die erste Traktionssteuerungseinheit 2 bereitgestellt, die dazu geeignet ist, eine an einem Reifen erzeugte Reifenkraft zu schätzen und einen Reibungskreis-Grenzwert als maximale Reifenkraft zu schätzen, die der Reifen gegen eine aktuelle Straßenoberfläche ausüben kann, und einen ersten Drehmomentminderungswert auf der Basis einer Beziehung zwischen der Reifenkraft und dem Reibungskreis-Grenzwert zu berechnen, und die zweite Traktionssteuerungseinheit 3, die dazu geeignet ist, eine Schlupfrate des Reifens zu berechnen und einen zweiten Drehmomentminderungswert auf der Basis mindestens der Schlupfrate zu berechnen. Die Steuerwertsetzeinheit 4 vergleicht den ersten Drehmomentminderungswert T_TCS1 mit dem zweiten Drehmomentminderungswert T_TCS2 und setzt den kleineren Wert (d. h., den Wert mit einem größeren Drehmomentminderungswert) als einen durch die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 1 zu verwendenden Steuerwert T_TCS. Die Steuerwertsetzeinheit 3 gibt dann den Steuerwert T_TCS an die Motorsteuerungseinheit 5 aus.
Daher können in einem Fahrtzustand, in dem es schwierig ist, einen Reibungskoeffizienten μ zwischen den Reifen und der Straßenoberfläche zu schätzen, wenn beispielsweise das Fahrzeug sich in einem Geradeausfahrtmodus oder in einem Anfahrmodus befindet, oder in einem Fahrtzustand, in dem die Haftungskräfte der Reifen in der Seitenrichtung hinsichtlich der Sicherheit des Fahrzeugs nicht unbedingt erforderlich sind, die Haftungskräfte der Reifen in der Fahrtrichtung durch die zweite Traktionssteuerungseinheit 3, die die Schlupfrate der Reifen erfasst und das Antriebsdrehmoment begrenzt, geeignet verwendet werden. Andererseits kann in einem Fahrtzustand, in dem der Reibungskoeffizient μ zwischen den Reifen und der Straßenoberfläche mit einer hohen Genauigkeit geschätzt werden kann, z. B. wenn das Fahrzeug sich in einem Kurvenfahrtmodus befindet, der Schlupf der Reifen durch eine durch die erste Traktionssteuerungseinheit 2 ausgeführte Rückkopplungssteuerung des Antriebsmoments verhindert werden. Dadurch können die Haftungskräfte der Reifen in der Seitenrichtung auf einem hohen Niveau gehalten werden, wodurch die Fahrzeugstabilität erhöht wird. Beispielsweise wird, wenn das Fahrzeug von einem Kurvenfahrtmodus auf einen Geradeausfahrtmodus oder einen Anfahrmodus oder umgekehrt übergeht, der größere Drehmomentminderungswert als Steuerwert gesetzt. Dadurch schaltet das Fahrzeug glatt zwischen Modi um, ohne dass sich der Steuerwert plötzlich ändert, wodurch eine Steuerung erhalten wird, gemäß der ein Fahrer ein natürliches Betriebs- oder Funktionsgefühl empfindet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 5-214974 A [0003, 0004]

Claims

Fahrzeugantriebskraftsteuerungsvorrichtung mit: einer Reifenkraftschätzeinrichtung, die dazu geeignet ist, eine an einem Reifen erzeugte Reifenkraft zu schätzen; einer Reibungskreis-Grenzwertschätzeinrichtung, die dazu geeignet ist, einen Reibungskreis-Grenzwert als maximale Reifenkraft zu schätzen, die der Reifen gegen eine aktuelle Straßenoberfläche ausüben kann; eine Schlupfratenberechnungseinrichtung, die dazu geeignet ist, eine Schlupfrate des Reifens zu berechnen; eine erste Drehmomentminderungswertberechnungseinrichtung, die dazu geeignet ist, einen ersten Drehmomentminderungswert auf der Basis einer Beziehung zwischen der Reifenkraft und dem Reibungskreis-Grenzwert zu berechnen; einer zweiten Drehmomentminderungswertberechnungseinrichtung, die dazu geeignet ist, einen zweiten Drehmomentminderungswert auf der Basis mindestens der Schlupfrate zu berechnen; und einer Antriebskraftsetzeinrichtung, die dazu geeignet ist, eine Antriebskraft des Fahrzeugs gemäß dem ersten Drehmomentminderungswert und dem zweiten Drehmomentminderungswert zu setzen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: einer Straßenreibungskoeffizientenschätzeinrichtung, die dazu geeignet ist, einen Straßenoberflächenreibungskoeffizienten der aktuellen Straßenoberfläche zu schätzen; und einer Bodenkraftschätzeinrichtung, die dazu geeignet ist, eine auf den Reifen wirkende Bodenkraft zu schätzen; wobei die Reibungskreis-Grenzwertschätzeinrichtung den Reibungskreis-Grenzwert auf der Basis des Straßenoberflächenreibungskoeffizienten und der Bodenkraft schätzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Reifenkraftschätzeinrichtung eine von einem Motor an den Reifen ausgegebene erste Reifenkraft und/oder eine zwischen dem Reifen und der Straßenoberfläche aktuell erzeugte zweite Reifenkraft als die Reifenkraft schätzt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste Drehmomentminderungswertberechnungseinrichtung aufweist: einen ersten Abschnitt zum Schätzen einer überhöhten Reifenkraft, der dazu geeignet ist, eine Reifenkraft, die den Reibungskreis-Grenzwert überschreitet, auf der Basis der ersten Reifenkraft und des Reibungskreis-Grenzwertes als eine erste überhöhte Reifenkraft zu schätzen; einen zweiten Abschnitt zum Schätzen einer überhöhten Reifenkraft, der dazu geeignet ist, eine Reifenkraft, die den Reibungskreis-Grenzwert überschreitet, auf der Basis der zweiten Reifenkraft und des Reibungskreis-Grenzwertes als eine zweite überhöhte Reifenkraft zu schätzen; und einen ersten Drehmomentminderungswertsetzabschnitt, der dazu geeignet ist, den ersten Drehmomentminderungswert auf der Basis der ersten überhöhten Reifenkraft und der zweiten überhöhten Reifenkraft zu setzen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der erste Drehmomentminderungswertsetzabschnitt den ersten Drehmomentminderungswert auf der Basis der größeren unter der ersten und der zweiten überhöhten Reifenkraft setzt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Antriebskraftsetzeinrichtung den ersten Drehmomentminderungswert mit dem zweiten Drehmomentminderungswert vergleicht und die Antriebskraft derart begrenzt, dass die Antriebskraft kleiner oder gleich einem niedrigeren der beiden Drehmomentminderungswerte wird.