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Stand der Technik
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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung von Fahrzeugen.
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2. Stand der Technik
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Wenn eines der linken und rechten Räder durchdreht, wird eine Antriebskraftdifferenz zwischen links und rechts, die auftritt, tatsächlich verschieden von einer Soll-Antriebskraftdifferenz. Dadurch wird ein Giermoment erzeugt, welches der Fahrer nicht beabsichtigt.
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Um dies zu verhindern, offenbart als bekannter Stand der Technik z. B. die japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Veröffentlichung
JP 2007-209 068 A eine Technik zum Schätzen einer erzeugten Antriebskraft des durchdrehenden Rades und zum Verringern des Drehmoments des nicht-durchdrehenden Rades (Durchführen einer Drehmomentreduzierung), und zwar auf eine Weise, dass die Soll-Antriebskraftdifferenz und die tatsächliche Antriebskraftdifferenz gleich groß werden.
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Außerdem offenbart die japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Veröffentlichung
JP 2002-316 633 A eine Konfiguration zum Detektieren eines Hindernisses in Fahrtrichtung und zum Berechnen des Abstands zu dem Hindernis. Bei dieser Konfiguration wird auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Lenkradwinkels und der Querbeschleunigung ein Kupplungsmoment berechnet, und zwar gemäß einer vertikalen Last auf die linken Räder und derjenigen auf die rechten Räder des Fahrzeugs. Dieses Kupplungsmoment wird mittels der Abweichung zwischen einer Soll-Gierrate und der tatsächlichen Gierrate korrigiert, um so ein endgültiges Kupplungsmoment zu erzeugen.
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Für den Fall, dass ein Fahrzeug auf einer schmalen Straße fährt, auf der Schnee auf dem Seitenstreifen verbleibt, gilt z. B. Folgendes: Wenn das Fahrzeug infolge von Schnee auf dem Seitenstreifen rutscht und sich in Richtung des Seitenstreifens (Seite mit niedrigem µ-Wert) dreht, dann kann das Fahrzeug mit einem Hindernis, wie z. B. einer Wand oder einem Rinnstein auf dem Seitenstreifen in Kontakt kommen.
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Die Technik, die in der
JP 2007-209 068 A offenbart ist, ist dazu imstande, das Drehen des Fahrzeugs zu verhindern, indem sie eine Drehmomentreduzierung der nicht-durchdrehenden Räder durchführt, aber gleichzeitig werden die Antriebskräfte der nicht-durchdrehenden Räder verringert. Wenn eine solche Steuerung ständig durchgeführt wird, wird folglich leider die Antriebskraft unzureichend, und der vom Fahrer gewünschte Fahrtzustand kann nicht beibehalten werden.
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Obwohl die
JP 2002-316 633 A sich auf die Detektion des Abstands zum Hindernis bezieht, erwähnt sie nichts über die Bewältigung der Probleme beim Unterbinden des Drehens in Abhängigkeit von dem Abstand zu dem Hindernis und beim Sicherstellen der Antriebskraft.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Nachteile konzipiert. Die vorliegende Erfindung gibt eine neue und verbesserte Fahrzeugsteuerungsvorrichtung und ein Fahrzeugsteuerungsverfahren an, welche das Drehen eines Fahrzeugs infolge der Differenz des Reibungsfaktors zwischen den linken und rechten Rädern auf einer Straßenoberfläche unterbinden können, und welche eine Antriebskraft sicherstellen können.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung an, welche Folgendes aufweist:
- – eine Hindernis-Erkennungseinheit, welche ein Hindernis vor einem Fahrzeug detektiert, und welche den Abstand zu dem Hindernis detektiert,
- – ein Berechnungsmodul für die maximale Antriebskraft-Differenz, welches auf der Basis des detektierten Abstands zu dem Hindernis die maximale Antriebskraft-Differenz zwischen einem linken Rad und einem rechten Rad berechnet, und
- – ein Umverteilungs-Steuerungsmodul, welches dann, wenn die tatsächliche Antriebskraftdifferenz der jeweiligen Motoren, welche die linken und rechten Räder antreiben, die maximale Antriebskraft-Differenz übersteigt, die Drehmomente der jeweiligen Motoren auf eine Weise umverteilt, dass die tatsächliche Antriebskraftdifferenz niedriger als die oder gleich groß wie die maximale Antriebskraft-Differenz wird.
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Das Umverteilungs-Steuerungsmodul kann das Drehmoment eines Motors mit einer größeren tatsächlichen Antriebskraft der jeweiligen Motoren, welche die jeweiligen linken und rechten Räder antreibt, auf einen Wert begrenzen, welcher erhalten wird, indem die maximale Antriebskraft-Differenz zu der tatsächlichen Antriebskraft eines Motors addiert wird, welcher eine kleinere tatsächliche Antriebskraft der jeweiligen Motoren hat.
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Das Umverteilungs-Steuerungsmodul kann das Drehmoment des Motors mit der kleineren tatsächlichen Antriebskraft der jeweiligen Motoren als eine vom Fahrer angeforderte Antriebskraft einstellen, welche aus einer Gaspedal-Position und einem Bremsvorgangswert erhalten wird.
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Ein Schlupf-Bestimmungsmodul, welches die niedrigste Drehzahl unter Drehzahlen von Rädern als eine Basisdrehzahl einstellt und den Schlupf der linken und rechten Räder auf der Basis der Basisdrehzahl und der Drehzahlen der Motoren der jeweiligen Räder bestimmt, kann ferner vorgesehen sein, und wenn bestimmt wird, dass eines der linken und rechten Räder durchdreht, kann das Umverteilungs-Steuerungsmodul die umzuverteilenden Drehmomente berechnen.
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Ein Solldrehzahl-Berechnungsmodul, welches Solldrehzahlen der Räder auf Basis der Basisdrehzahl berechnet, und ein Drehzahl-Steuerungsmodul, welches auf der Basis des Ergebnisses einer Schlupfbestimmung mittels des Schlupf-Bestimmungsmoduls ein Anforderungs-Drehmoment eines Motors eines durchdrehenden Rades aus dem Drehmoment des durchdrehenden Rades, das von dem Umverteilungs-Steuerungsmodul berechnet worden ist, auf eine Weise berechnet, dass die Drehzahl des durchdrehenden Rades gleich der Solldrehzahl wird, kann ferner vorgesehen sein.
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Das Berechnungsmodul für die maximale Antriebskraft-Differenz kann die maximale Antriebskraft-Differenz gemäß dem Abstand zu dem Hindernis und dem Lenkrad-Lenkwinkel berechnen.
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Eine Warnungs-Erzeugungseinheit, welche eine Warnung an einen Fahrer in Abhängigkeit von der Berechnung der von dem Umverteilungs-Steuerungsmodul umzuverteilenden Drehmomente berechnet, kann ferner vorgesehen sein.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt ein Fahrzeugsteuerungsverfahren an, welches die folgenden Schritte aufweist:
- – Detektieren eines Hindernisses vor einem Fahrzeug und Detektieren des Abstands zu dem Hindernis,
- – Berechnen, auf der Basis des detektierten Abstands zu dem Hindernis, einer maximalen Antriebskraft-Differenz zwischen einem linken Rad und einem rechten Rad, und
Berechen und Umverteilen, wenn die tatsächlichen Antriebskraftdifferenz der jeweiligen Motoren, welche die linken und rechten Räder antreiben, die maximale Antriebskraft-Differenz übersteigt, von Drehmomenten der jeweiligen Motoren auf eine Weise, dass die tatsächliche Antriebskraftdifferenz niedriger als die oder gleich der maximalen Antriebskraft-Differenz wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein schematisches Diagramm, welches die Konfiguration eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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2 ist ein schematisches Diagramm, das die Gesamtkonfiguration einer Fahrzeugsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht;
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3 ist ein Blockdiagramm, das im Einzelnen ein Drehzahl-Steuerungsmodul, ein Umverteilungs-Steuerungsmodul und ein Solldrehzahl-Berechnungsmodul bei der in 2 dargestellten Konfiguration veranschaulicht;
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4 ist ein schematisches Diagramm, das im Einzelnen die Konfiguration eines Drehzahl-Steuerungsmoduls veranschaulicht;
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5 ist ein schematisches Diagramm, das die Steuerung veranschaulicht, die bei der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird;
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6 ist ein schematisches Diagramm, das die Steuerung veranschaulicht, die bei der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird;
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7 ist ein schematisches Diagramm, das ein Kennfeld zum Berechnen einer maximalen Drehmomentdifferenz ∆T_max in Abhängigkeit von dem Abstand D zwischen einem Hindernis und einem Fahrzeug veranschaulicht;
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8 ist ein schematisches Diagramm, das ein Kennfeld zum Berechnen einer maximalen Drehmomentdifferenz ∆T_max in Abhängigkeit von dem Abstand D zwischen einem Hindernis und einem Fahrzeug veranschaulicht;
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9 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur in einer Fahrzeugsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht;
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10 ist ein charakteristisches Diagramm, das Veränderungen der Gierrate und der Fahrzeug-Abbremsung veranschaulicht, wenn eine Steuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird; und
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11 ist ein schematisches Diagramm, das ein Kennfeld zum Beziehen einer Zunahme der maximalen Drehmomentdifferenz in Abhängigkeit von einem Lenkrad-Lenkwinkel veranschaulicht, wenn die maximale Drehmomentdifferenz berechnet wird, indem der Lenkrad-Lenkwinkel berücksichtigt wird.
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Ausführliche Beschreibung
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Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen strukturelle Elemente, welche im Wesentlichen die gleiche Funktion und Struktur haben, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und dass die wiederholte Beschreibung dieser strukturellen Elemente weggelassen wird.
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Zunächst wird unter Bezugnahme auf 1 die Konfiguration eines Fahrzeugs 500 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist ein schematisches Diagramm, welches die Konfiguration des Fahrzeugs 500 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Wie in 1 gezeigt, weist das Fahrzeug 500 Folgendes auf: vier Vorderreifen und Hinterreifen (Räder) 12, 14, 16 und 18, eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung (Steuerung) 100, zwei Motoren (Antriebseinheiten) 20 und 22, welche die Rotation der jeweiligen Hinterradreifen 16 und 18 steuern, Antriebswellen 24 und 26, welche die jeweiligen Motoren 20 und 22 mit den jeweiligen Reifen 16 und 18 verbinden, Radgeschwindigkeitssensoren 28 und 30, welche die Raddrehzahlen der jeweiligen Hinterradreifen 16 und 18 aus deren Rotation detektieren, Motordrehzahlsensoren 32 und 34, welche die Drehzahlen der jeweiligen Motoren 20 und 22 detektieren, einen Beschleunigungssensor 36 und einen Gierratensensor 38.
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Das Fahrzeug 500 weist ferner – wie im Bereich für die Hinterreifen – Folgendes auf: zwei Motoren (Antriebseinheiten), welche die Rotation der jeweiligen Vorderradreifen 12 und 14 steuern, Antriebswellen, welche die jeweiligen Motoren mit den jeweiligen Reifen 12 und 14 verbinden, Radgeschwindigkeitssensoren, welche die Raddrehzahlen der jeweiligen Vorderradreifen 12 und 14 aus deren Rotation detektieren, und Motordrehzahlsensoren, welche die Drehzahlen der jeweiligen Motoren der Vorderräder detektieren.
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Die Radgeschwindigkeitssensoren der jeweiligen Räder detektieren die Reifendrehzahlen (Raddrehzahlen) N_wheel (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder. Die Motordrehzahlsensoren der jeweiligen Räder detektieren die Motordrehzahlen N_motor (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder.
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Das Fahrzeug 500 weist ferner Folgendes auf: einen Servolenkmechanismus (P/S) 40, einen Lenkwinkelsensor 42 und ein Lenkrad 44, welches die Lenkwinkel der jeweiligen Vorderradreifen 12 und 14 einstellt. Das Fahrzeug 500 ist als ein Elektrofahrzeug eingerichtet, welches die vier Reifen (12, 14, 16 und 18) unabhängig voneinander antreibt.
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Das Fahrzeug 500, an welchem die Steuerungsvorrichtung 100 angebracht ist, detektiert Hindernisse, wie z. B. eine Wand und einen Rinnstein, die sich seitlich vom Fahrzeug 500 befinden, indem es eine Erkennungseinheit 200 für die äußere Umgebung verwendet, welche z. B. aus einer Stereokameraanordnung gebildet ist und welche den vorderen Bereich überwachen kann.
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Die Erkennungseinheit 200 für die äußere Umgebung besitzt ein Paar linker und rechter Kameras, die Bildsensoren, wie z. B. CCD-Sensoren oder CMOS-Sensoren beinhalten. Die Erkennungseinheit 200 für die äußere Umgebung stellt ein Bild der äußeren Umgebung des Fahrzeugs dar, um die äußere Umgebung als Bildinformation zu erkennen. Beispielsweise wird die Erkennungseinheit 200 für die äußere Umgebung gemäß der vorliegenden Ausführungsform aus Farbkameras gebildet, mit welchen eine Farbinformation erhalten werden kann.
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Auf der Basis des Paares von linken und rechten Stereobildern, die mittels der Bildsensoren festgehalten worden sind, detektiert die Erkennungseinheit 200 für die äußere Umgebung ein Hindernis und auch den Abstand zu dem Hindernis. Die Erkennungseinheit 200 für die äußere Umgebung in der vorliegenden Ausführungsform korrespondiert mit der Hindernis-Erkennungseinheit in den beigefügten Ansprüchen.
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2 ist ein schematisches Diagramm, das die Gesamtkonfiguration der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. 3 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration in Bezug auf die Schlupfsteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der Konfiguration veranschaulicht, die in 2 dargestellt ist.
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Wie in 2 dargestellt, weist die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 100 Folgendes auf: ein Sollbremskraft-Berechnungsmodul 102, ein Steuerungsmodul 104 für die Antriebsdrehmoment-Verteilung, ein Sollgierraten-Berechnungsmodul 106, ein Gierraten-Steuerungsmodul 108, ein Solldrehzahl-Berechnungsmodul 110, ein Drehzahl-Steuerungsmodul 112, ein Berechnungsmodul 113 für die maximale Antriebskraft-Differenz, ein Umverteilungs-Steuerungsmodul 114 und eine Warnungs-Erzeugungseinheit 115.
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Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 100 wandelt die Antriebskraft aus dem Übersetzungsverhältnis und dem Reifendurchmesser in das Drehmoment um, und sie führt eine Berechnung auf Basis eines Motorachsen-Drehmoments durch.
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Gemäß 2 berechnet, auf der Basis einer Gaspedal-Position und eines Bremsvorgangswerts, das Sollbremskraft-Berechnungsmodul 102 eine Sollbremskraft. Auf der Basis der Sollbremskraft führt das Steuerungsmodul 104 für die Antriebsdrehmoment-Verteilung eine Steuerung (F/F) der Verteilung des Antriebs-Drehmoments eines jeden Rades durch.
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Genauer gesagt: Die Drehmomentverteilung zu den Vorderrädern und Hinterrädern unterscheidet sich in der Beschleunigung und der Abbremsung, und folglich bestimmt das Steuerungsmodul 104 für die Antriebsdrehmoment-Verteilung einen Beschleunigungs/Abbremsungs-Zustand auf der Basis der Sollbremskraft, um die Drehmomente zu den Vorderrädern und Hinterrädern gemäß dem Grad der Beschleunigung oder Abbremsung des Fahrzeugs 500 optimal zu verteilen. Das Steuerungsmodul 104 für die Antriebsdrehmoment-Verteilung verteilt auch die Drehmomente zu den linken und rechten Rädern optimal, und zwar auf der Basis eines Lenkrad-Lenkwinkels.
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Auf der Basis des Lenkrad-Lenkwinkels berechnet das Sollgierraten-Berechnungsmodul 106 eine Soll-Gierrate. Das Gierraten-Steuerungsmodul 108 führt eine Regelung (F/B) der tatsächlichen Gierrate in Bezug auf die Soll-Gierrate durch, wobei die tatsächliche Gierrate von dem Gierratensensor 38 detektiert wird, und es gibt das Antriebs-Drehmoment eines jeden Rades vor, um die Soll-Gierrate gleich groß wie die tatsächliche Gierrate zu machen.
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In einem Fall, in welchem ein geringer Schlupf von den Drehmomenten erzeugt wird, die von dem Steuerungsmodul 104 für die Antriebsdrehmoment-Verteilung verteilt werden, kann folglich der Schlupf durch die Steuerung des Gierraten-Steuerungsmoduls 108 unterbunden werden.
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Aus dem Antriebs-Drehmoment eines jeden Rades, das von dem Steuerungsmodul 104 für die Antriebsdrehmoment-Verteilung erhalten worden ist, und dem Antriebs-Drehmoment eines jeden Rades, das von dem Gierraten-Steuerungsmodul 108 erhalten worden ist, wird ein angefordertes Drehmoment T_req_0 mit hohem Pegel erhalten, das mit dem angeforderten Drehmoment eines Fahres korrespondiert. Das angeforderte Drehmoment T_req_0 mit hohem Pegel wird für jedes Rad (VL, VR, HL, HR) erhalten.
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Hierbei bezeichnet VL das linke Vorderrad, VR bezeichnet das rechte Vorderrad, HL bezeichnet das linke Hinterrad, und HR bezeichnet das rechte Hinterrad. Die angeforderten Drehmomente T_req_0 (VL, VR, HL, HR) mit hohem Pegel werden dem Umverteilungs-Steuerungsmodul 114 zugeführt.
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Das Drehzahl-Steuerungsmodul 112, das Umverteilungs-Steuerungsmodul 114 und das Solldrehzahl-Berechnungsmodul 110 bilden ein Schlupf-Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform gilt Folgendes: Für den Fall, dass das Antriebs-Drehmoment eines jeden Rades, das von dem Steuerungsmodul 104 für die Antriebsdrehmoment-Verteilung erhalten wird, um das Antriebs-Drehmoment eines jeden Rades korrigiert wird, das von dem Gierraten-Steuerungsmodul 108 erhalten wird, und damit der Motor eines jeden Rades von jedem der so erhaltenen angeforderten Drehmomente T_req_0 mit hohem Pegel angetrieben wird, führt das Schlupf-Steuerungssystem eine derartige Steuerung durch, dass der Schlupf sicher unterbunden werden kann.
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Bei diesem Schlupf-Steuerungssystem wird die Drehzahlsteuerung unabhängig für jedes Rad durchgeführt, und unter Verwendung des Ergebnisses wird die Drehmoment-Umverteilung durchgeführt. Folglich ist sichergestellt, dass die Antriebskraft und die Stabilität so hoch sind wie diejenigen der Differentialsperre.
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3 ist ein Blockdiagramm, das im Einzelnen das Drehzahl-Steuerungsmodul 112, das Umverteilungs-Steuerungsmodul 114 und das Solldrehzahl-Berechnungsmodul 110 in der in 2 dargestellten Konfiguration veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 3 wird die Konfiguration der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform detailliert beschrieben.
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Das Solldrehzahl-Berechnungsmodul 110 empfängt die Reifendrehzahlen N_wheel (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder, den Lenkrad-Lenkwinkel, die Gierrate und die angeforderten Drehmomente T_req_0 mit hohem Pegel. Das Solldrehzahl-Berechnungsmodul 110 stellt als eine Basisdrehzahl N_base_0 die niedrigste Reifendrehzahl unter den Reifendrehzahlen N_wheel (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder ein.
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Wenn festgestellt wird, dass eine Regeneration aus dem angeforderten Drehmoment T_req_0 mit hohem Pegel durchgeführt wird, dann stellt das Solldrehzahl-Berechnungsmodul 110 als die Basisdrehzahl N_base_0 die höchste Drehzahl unter den Reifendrehzahlen N_wheel (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder ein.
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Das Solldrehzahl-Berechnungsmodul 110 berechnet Basisdrehzahlen N_base (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder auf der Basis der Basisdrehzahl N_base_0, des Lenkrad-Lenkwinkels, der Gierrate und dergleichen.
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In diesem Fall berechnet das Solldrehzahl-Berechnungsmodul 110 einen Schlupfwinkel des Körpers aus der Basisdrehzahl N_base_0, dem Lenkrad-Lenkwinkel und der Gierrate, und es berechnet die Basisdrehzahlen N_base (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder aus dem Schlupfwinkel des Körpers, Fahrzeugparametern (den vorderen und hinteren Laufflächen, dem Radstand, dem Abstand zwischen dem Schwerpunkt der Vorderachse und dem Abstand zwischen dem Schwerpunkt und der Hinterachse) und der Basisdrehzahl N_Base_0.
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Die Basisdrehzahlen N_base (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder entsprechen den Drehzahlen, wenn kein Schlupf erzeugt wird, welche als Basisdrehzahl für die Schlupfbestimmung verwendet werden. Außerdem berechnet das Solldrehzahl-Berechnungsmodul 110 Solldrehzahlen N_tgt (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder aus den Basisdrehzahlen N_base (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder und einem Soll-Schlupfverhältnis.
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In diesem Fall vergleicht das Solldrehzahl-Berechnungsmodul 110 für jedes Rad das Produkt, das erhalten wird, indem die Basisdrehzahlen N_base (VL, VR, HL, HR) von dem Soll-Schlupfverhältnis mit der Summe der Basisdrehzahlen N_base (VL, VR, HL, HR) und einer Soll-Rotationsdifferenz multipliziert werden, und es stellt den höchsten Wert (den niedrigsten Wert zur Zeit der Regeneration) als N_tgt (VL, VR, HL, HR) eines jeden Rades ein.
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Die Solldrehzahlen N_tgt (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder sind Solldrehzahlen, welche unter der Annahme erhalten werden, dass ein Schlupf erzeugt werden kann. Das Solldrehzahl-Berechnungsmodul 110 gibt die berechneten Basisdrehzahlen N_base (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder und die Solldrehzahlen N_tgt (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder an das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 aus.
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Es sei angemerkt, dass 3 den Fall darstellt, in welchem das Solldrehzahl-Berechnungsmodul 110 die Basisdrehzahl N_base (VL) des linken Vorderrads und die Solldrehzahl N_tgt (VL) des linken Vorderrads an das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 abgibt; auf die gleiche Weise gibt das Solldrehzahl-Berechnungsmodul 110 auch die Basisdrehzahlen N_base und die Solldrehzahlen N_tgt der anderen Räder ab.
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Das Umverteilungs-Steuerungsmodul 114 empfängt das angeforderte Drehmoment T_req_0 mit hohem Pegel. Das Umverteilungs-Steuerungsmodul 114 empfängt auch die tatsächlichen Motor-Drehmomente T_motor (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder, die Schlupf-Bestimmungsflags f_slip' der jeweiligen Räder in dem vorhergehenden Steuerungszyklus, sowie eine maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max.
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Hiert werden die tatsächlichen Motor-Drehmomente T_motor (VL, VR, HL, HR) aus den Stromwerten in einem Wechselrichter (Motorsteuerung) berechnet, welcher jeden Motor steuert, und folglich können die Signale, die von dem Wechselrichter (Motorsteuerung) erhalten werden, als Werte für die tatsächlichen Motor-Drehmomente T_motor (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder verwendet werden.
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Auf der Basis der eingegebenen Werte berechnet das Umverteilungs-Steuerungsmodul 114 die umverteilten Motor-Drehmomente T_req_1 (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder. Es sei angemerkt, dass die Steuerung, die in dem Umverteilungs-Steuerungsmodul 114 durchgeführt wird, später detailliert beschrieben wird.
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Das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 empfängt die umverteilten Motor-Drehmomente T_req_1 (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder, die von dem Umverteilungs-Steuerungsmodul 114 berechnet worden sind, die Motordrehzahlen N_motor (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder, die Reifendrehzahlen N_wheel (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder, die Basisdrehzahlen N_base (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder, sowie die Solldrehzahlen N_tgt (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder.
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Es sei angemerkt, dass 3 einen Fall veranschaulicht, in welchem das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 Folgendes empfängt: das umverteilte Motor-Drehmoment T_req_1 (VL) des linken Vorderrads, die Motordrehzahl N_motor (VL) des linken Vorderrads, die Reifendrehzahl N_wheel (VL) des linken Vorderrads, die Basisdrehzahlen N_base (VL) des linken Vorderrads, sowie die Solldrehzahl N_tgt (VL) des linken Vorderrads; auf die gleiche Weise empfängt das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 auch die Motor-Drehmomente T_req_1, die Motordrehzahlen N_motor, die Reifendrehzahlen N_wheel, die Basisdrehzahlen N_base, sowie die Solldrehzahlen N_tgt der anderen Räder.
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Wenn die eingegebenen angeforderten Drehmomente T_req_1 (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder, die Solldrehzahlen N_tgt (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder, die Basisdrehzahlen N_base (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder, die Motordrehzahlen N_motor (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder, die Reifendrehzahlen N_wheel (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder und dergleichen verwendet werden, steuert das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 die Drehzahl und gibt die Ergebnisse als endgültige angeforderte Drehmomente T_req_2 (VL, VR, HL, HR) der Motoren der jeweiligen Räder aus.
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Daher weist das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 Blöcke zum Berechnen der angeforderten Drehmomente T_req_2 (VL, VR, HL, HR) von Motoren der jeweiligen Räder auf. 3 veranschaulicht unter diesen Blöcken einen Block zum Berechnen des angeforderten Drehmoments T_req_2 (VL) des Motors des linken Vorderrads.
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4 ist ein schematisches Diagramm, das im Einzelnen die Konfiguration des Drehzahl-Steuerungsmoduls 112 veranschaulicht. Wie in 4 dargestellt, besitzt das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 ein Schlupf-Bestimmungsmodul 202, einen Störungs-Beobachter 204 und ein Berechnungsmodul 206 für den Drehmoment-Reduzierungswert. In 4 wird die Steuerung des linken Vorderrads (VL) als Beispiel genommen.
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Das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 empfängt das angeforderte Drehmoment T_req_1 (VL) des linken Vorderrads, die Basisdrehzahl N_base (VL) des linken Vorderrads, die Solldrehzahl N_tgt (VL) des linken Vorderrads, die Motordrehzahl N_motor (VL) des linken Vorderrads und die Reifendrehzahl N_wheel (VL) des linken Vorderrads.
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Das Schlupf-Bestimmungsmodul 202 des Drehzahl-Steuerungsmoduls 112 führt eine Schlupfbestimmung auf der Basis eines Abweichungsgrades zwischen der Motordrehzahl N_motor (VL) und der Basisdrehzahl N_base (VL) durch. Wenn das linke Vorderrad durchdreht, dann schaltet das Schlupf-Bestimmungsmodul 202 ein Schlupf-Bestimmungsflag f_slip (VL) ein (f_slip (VL) = 1). Wie oben beschrieben, korrespondiert die Basisdrehzahl N_base (VL) mit der Drehzahl, wenn kein Schlupf erzeugt wird. Folglich wird für den Fall, dass die Basisdrehzahl N_base (VL) von der Motordrehzahl N_motor (VL) um einen vorbestimmten Wert oder mehr abweicht, bestimmt, dass ein Schlupf erzeugt wird.
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Es sei angemerkt, dass die Reifendrehzahl N_wheel (VL) des linken Vorderrads, welche dem Schlupf-Bestimmungsmodul 202 zugeführt wird, hauptsächlich für die Schlupf-Ende-Bestimmung verwendet werden kann. Für den Fall, dass die Reifendrehzahl N_wheel (VL) gleich groß ist wie die Basisdrehzahl N_base (VL) oder in deren Nähe liegt, kann bestimmt werden, dass der Schlupf unter Kontrolle ist.
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Auf der Basis des Schlupf-Bestimmungsflags f_slip (VL) gibt für den Fall, dass das linke Vorderrad nicht durchdreht, das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 das angeforderte Drehmoment T_req_1 (VL) des linken Vorderrads aus, welches von dem Umverteilungs-Steuerungsmodul 114 zugeführt worden ist, und zwar als das endgültige angeforderte Drehmoment T_req_2 (VL) des Motors des linken Vorderrads.
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Auf der Basis des Schlupf-Bestimmungsflags f_slip (VL) führt für den Fall, dass das linke Vorderrad durchdreht, das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 eine Drehzahlsteuerung des angeforderten Drehmoments T_req_1 (VL) des linken Vorderrads aus, welches von dem Umverteilungs-Steuerungsmodul 114 zugeführt worden ist, und es gibt das angeforderte Drehmoment T_req_2 (VL) des Motors des linken Vorderrads ab.
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Folglich bestimmt das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N_tgt (VL) und der Motordrehzahl N_motor (VL), und es führt eine Steuerung durch, so dass die Motordrehzahl N_motor (VL) gleich groß wie die Solldrehzahl N_tgt (VL) sein kann.
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Genauer gesagt: Der Drehmoment-Reduzierungswert von dem angeforderten Drehmoment T_req_1 (VL) wird berechnet, indem der Störungs-Beobachter 204 verwendet wird, so dass die Motordrehzahl N_motor (VL) gleich groß wie die Solldrehzahl N_tgt (VL) sein kann. Der so erhaltene Drehmoment-Reduzierungswert T_down (VL) wird von dem angeforderten Drehmoment T_req_1 (VL) subtrahiert, und das angeforderte Drehmoment T_req_2 (VL) wird ausgegeben.
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Da die Motordrehzahl N_motor (VL) leicht schwankt, wird in diesem Fall die Motorträgheit aus der Winkelbeschleunigung des Rades berechnet, welche aus der Reifendrehzahl N_wheel (VL) erhalten wird. Auf der Basis der Basisdrehzahl N_base (VL), welche in Bezug auf die Schwankung stabiler ist, wird der Drehmoment-Reduzierungswert so berechnet, dass die Schwankung der Winkelbeschleunigung aufgehoben wird. Auf diese Weise kann die Schwankung der Drehzahl unterbunden werden.
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Das Berechnungsmodul 206 für den Drehmoment-Reduzierungswert berechnet den Drehmoment-Reduzierungswert T_down (VL) aus der Differenz zwischen dem erhaltenen endgültigen angeforderten Drehmoment T_req_2 (VL) und dem angeforderten Drehmoment T_req_1 (VL).
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4 veranschaulicht den Fall, dass das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 das Motor-Drehmoment T_req_2 (VL), den Drehmoment-Reduzierungswert T_down (VL) und das Schlupf-Bestimmungsflag f_slip (VL) nach der Drehzahlsteuerung für das linke Vorderrad (VL) berechnet, und das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 berechnet die Motor-Drehmomente T_req_2, die Drehmoment-Reduzierungswerte T_down und die Schlupf-Bestimmungsflags f_slip für alle Räder.
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Auf die obige Weise steuert das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 die Motoren der jeweiligen Räder auf unabhängige Weise, und es begrenzt die Motordrehzahlen der jeweiligen Räder. Auf diese Weise kann im Vergleich zu dem Fall, in welchem eine Steuerung des Drehmoments durchgeführt wird, eine Vibration des Motors auf sichere Weise unterbunden werden, und das Ansprechverhalten und die Stabilität der Steuerung kann verbessert werden.
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Außerdem wird die Umverteilungs-Steuerung unabhängig von der Drehzahlsteuerung vorgenommen, und das Umverteilungs-Steuerungsmodul 114 ist auf einer höheren Ebene als das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 installiert. Während die Drehzahlsteuerung durchgeführt wird, kann folglich die Drehmoment-Umverteilung gesteuert werden, und während die Vibration der Motoren unterbunden wird, kann das Drehmoment sicher umverteilt werden.
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Ferner werden die Umverteilungsergebnisse, die von dem Umverteilungs-Steuerungsmodul 114 erhalten werden, als die angeforderten Drehmomente für das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 eingestellt. Auf diese Weise kann ein Schlupf oder eine Vibration infolge der Umverteilung mittels der Drehzahlsteuerung unterbunden werden. Folglich kann das Drehmoment umverteilt werden, ohne einen oberen Grenzwert für das Drehmoment einzustellen, und eine Verringerung der Antriebskraft kann sicher unterbunden werden.
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Eine Umverteilungs-Steuerung nach der Drehzahlsteuerung kann zu einer Schwankung der Drehmomente infolge der Umverteilung führen, und die Motoren können vibrieren. Wenn, wie in der vorliegenden Ausführungsform, die Drehzahlsteuerung nach der Umverteilung vorgenommen wird, vibrieren jedoch die Motoren nicht, und eine stabile Steuerung wird möglich.
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Durch Verwendung dieser Eingabewerte berechnet das Drehzahl-Steuerungsmodul 112 Folgendes und gibt Folgendes aus: die Motor-Drehmomente T_req_2 (VL, VR, HL, HR) nach der Drehzahlsteuerung, die Drehmoment-Reduzierungswerte T_down (VL, VR, HL, HR) und die Schlupf-Bestimmungsflags f_slip (VL, VR, HL, HR) der jeweiligen Räder. Die Motoren der jeweiligen Räder werden von den Motor-Drehmomenten T_req_2 (VL, VR, HL, HR) nach der Drehzahlsteuerung gesteuert.
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5 und 6 zeigen jeweils ein schematisches Diagramm, welches die Steuerung veranschaulicht, die bei der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird, bzw. ein schematisches Diagramm, welches spezifisch die Steuerung veranschaulicht, die in dem Umverteilungs-Steuerungsmodul 114 durchgeführt wird. Hierbei zeigt 5 einen Fall, in welchem es ein Hindernis 700 in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 500 gibt, und 6 zeigt einen Fall, in welchem es kein Hindernis in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 500 gibt.
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Wie in 5 und 6 dargestellt, fährt das Fahrzeug 500 auf einer Straßenoberfläche 600. Die Straßenoberfläche 600 hat einen kleinen Straßenoberflächen-Reibungsfaktor µ (einen niedrigen µ-Wert) in einem linken Bereich 602. Ferner hat die Straßenoberfläche 600 einen großen Straßenoberflächen-Reibungsfaktor µ (einen höheren µ-Wert) in einem von dem Bereich 602 rechts liegenden Bereich. Das Fahrzeug 500 detektiert das Hindernis 700, wie z. B. eine Wand oder einen Rinnstein, das seitlich vom Fahrzeug 500 gelegen ist, und es detektiert den Abstand zu dem Hindernis 700, und zwar durch Verwendung der Erkennungseinheit 200 für die äußere Umgebung.
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Wie in 5 dargestellt, wird, wenn in einem Schritt (1) das Hindernis 700, wie z. B. eine Wand oder ein Rinnstein auf der Straßenoberfläche 600 gefunden wird, in einem Schritt (2) eine maximale Antriebskraft-Differenz (eine maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max) berechnet, und zwar in Abhängigkeit von der Differenz D zwischen dem Hindernis 700 und dem Fahrzeug 500. Die maximale Antriebskraft-Differenz wird von dem Berechnungsmodul 113 für die maximale Antriebskraft-Differenz berechnet.
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Dann wird in den Schritten (3) und (4) die Differenz ∆T des tatsächlichen Motor-Drehmoments T_motor zwischen links und rechts als eine tatsächliche Antriebskraftdifferenz eingestellt, und in Abhängigkeit von der maximalen Drehmomentdifferenz ∆T_max wird die Differenz ∆T des tatsächlichen Motor-Drehmoments T_motor zwischen links und rechts begrenzt. Es sei angemerkt, dass das Berechnungsmodul 113 für die maximale Antriebskraft-Differenz auch die maximale Antriebskraft-Differenz auf der Basis des Abstands D und des Lenkrad-Lenkwinkels berechnen kann.
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Für den Fall, dass die maximale Antriebskraft-Differenz berechnet wird, indem der Lenkrad-Lenkwinkel berücksichtigt wird, wird aus einem Kennfeld, das in 11 dargestellt ist, die Zunahme der maximalen Drehmomentdifferenz (vertikale Achse) in Abhängigkeit vom Lenkrad-Lenkwinkel (horizontale Achse) erhalten, und die erhaltene Zunahme der maximalen Drehmomentdifferenz wird zur maximalen Antriebskraft-Differenz ∆T_max addiert. Durch ein Experiment oder dergleichen können optimale Werte für das in 11 dargestellte Kennfeld erhalten werden.
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Gemäß dem in 11 dargestellten Kennfeld gilt Folgendes: Wenn das Lenkrad nach rechts gedreht wird, nimmt die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max zu; wenn das Lenkrad nach links gedreht wird, nimmt die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max ab. Wenn der Fahrer das Lenkrad nach rechts dreht, was zur Vorhersage der Erzeugung eines Moments im Gegenuhrzeigersinn führt, wird daher die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max erhöht, was dazu führt, dass die Antriebskraft sichergestellt wird.
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Wenn die Richtung des Hindernisses 700 mit der Lenkrichtung korrespondiert (z. B. wenn ein Lenken im Gegenuhrzeigersinn vorgenommen wird, während das Moment im Gegenuhrzeigersinn (das Drehen) begrenzt wird), dann wird die maximale Drehmomentdifferenz auf 0 (Null) gesetzt. Wenn der Fahrer das Lenkrad so dreht, dass die Erzeugung des Moments vorhergesagt wird, kann demzufolge die maximale Antriebskraft-Differenz optimal verändert werden, und zwar in Abhängigkeit vom Lenkwinkel.
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7 ist ein schematisches Diagramm, das ein Kennfeld zum Berechnen – durch das Berechnungsmodul 113 für die maximale Antriebskraft-Differenz – der maximalen Drehmomentdifferenz ∆T_max in Abhängigkeit vom Abstand D zwischen dem Hindernis 700 und dem Fahrzeug 500 darstellt. In 7 werden der Abstand D ein positiver Wert und die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max ein positiver Wert, wenn das Hindernis 700 auf der linken Seite in Bezug auf die Mitte in der Breitenrichtung des Fahrzeugs 500 existiert.
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Außerdem wird der Abstand D ein negativer Wert, und die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max wird ein negativer Wert, wenn das Hindernis 700 auf der rechten Seite in Bezug auf die Mitte in der Breitenrichtung des Fahrzeugs 500 existiert. Indem zwischen den positiven und negativen Werten der maximalen Drehmomentdifferenz ∆T_max in Abhängigkeit von den linken und rechten Positionen des Hindernisses auf diese Weise umgeschaltet wird, wird es möglich, ein Drehen gegen den Uhrzeigersinn und ein Drehen im Uhrzeigersinn des Fahrzeugs 500 zu unterbinden, und zwar in Abhängigkeit von den linken und rechten Positionen des Hindernisses 700.
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Wie in 7 dargestellt, wird, wenn der Absolutwert des Abstands D größer wird, der Absolutwert der maximalen Drehmomentdifferenz ∆T_max auf einen größeren Wert eingestellt; wenn der Absolutwert des Abstands D ein Absolutwert eines Abstands D1 oder größer wird, gibt es keine Begrenzung der tatsächlichen Antriebskraftdifferenz ∆T.
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Mit anderen Worten: Wenn der Abstand zwischen dem Hindernis 700 und dem Fahrzeug 500 größer wird, dann wird die Begrenzung der maximalen Drehmomentdifferenz ∆T_max lockerer. Wenn dann der Abstand zwischen dem Hindernis 700 und dem Fahrzeug 500 einen bestimmten Wert (D1) oder mehr annimmt, dann wird die Begrenzung durch die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max aufgehoben.
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Wie in 8 dargestellt, gilt Folgendes: Bis der Absolutwert des Abstands D zwischen dem Hindernis 700 und dem Fahrzeug 500 kleiner als oder gleich D1 wird, kann die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max auf 0 (Null) oder weniger begrenzt werden. Wenn der Absolutwert des Abstands D einen Wert von D1 oder weniger hat, hat in diesem Fall die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max einen Wert von 0 (Null) oder weniger, und daher wird ein der Drehrichtung entgegengesetztes Moment erzeugt.
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In einem Fall, in welchem die tatsächliche Antriebskraftdifferenz ∆T des tatsächlichen Motor-Drehmoments T_motor zwischen links und rechts einen Wert von ∆T_max oder mehr hat, wird das Drehmoment T_req_1 eines Rades, das ein großes tatsächliches Motor-Drehmoment T_motor von links und rechts hat, auf die Summe eines kleineren Drehmoments T_motor des anderen Rades und die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max (T_motor + ∆T_max) begrenzt. Folglich ergibt sich eine Begrenzung der Gierrate, die von der tatsächlichen Antriebskraftdifferenz ∆T erzeugt wird.
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In dem Beispiel gemäß 5 ist das linke Rad (das linke Rad kann hier entweder das linke Vorderrad oder das linke Hinterrad sein, und das rechte Rad kann hier das rechte Vorderrad oder das rechte Hinterrad sein) in Kontakt mit dem Bereich 602 mit niedrigem µ-Wert, und folglich bestimmt das Schlupf-Bestimmungsmodul 202, dass das linke Rad durchdreht.
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Folglich wird im Schritt (3) eine Drehmomentreduzierung des linken Rads mittels einer Schlupfsteuerung vorgenommen, und die tatsächliche Antriebskraftdifferenz ∆T zwischen links und rechts wird durch die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max begrenzt. Daher wird im Schritt (4) eine Drehmomentreduzierung ebenfalls für das rechte Rad mit hohem µ-Wert vorgenommen.
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In diesem Fall wird für das durchdrehende linke Rad eine Drehmomentreduzierung mittels einer Schlupfsteuerung vorgenommen, wobei die Motordrehzahlen in Bezug auf die Solldrehzahlen gesteuert werden. Folglich werden die angeforderten Drehmomente T_req_0 mit hohem Pegel dem Drehzahl-Steuerungsmodul 112 zugeführt und als die angeforderten Drehmomente T_req_1 des Drehzahl-Steuerungsmoduls 112 eingestellt.
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Was das nicht-durchdrehende rechte Rad angeht, wird das tatsächliche Motor-Drehmoment T_motor des rechten Rades auf die Summe des tatsächlichen Motor-Drehmoments T_motor des linken Rads und die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max begrenzt, und die Erzeugung einer Gierrate wird so begrenzt, dass eine Drehmomentreduzierung vorgenommen wird. Folglich kann ein Drehen des Fahrzeugs 500 gegen den Uhrzeigersinn sicher unterbunden werden, und es wird möglich, sicher zu verhindern, dass das Fahrzeug 500 mit dem Hindernis kollidiert.
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Wenn der Abstand D zum Hindernis 700 größer ist, wird – wie oben beschrieben – die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max größer. Folglich ist es unwahrscheinlich, dass die linken und rechten tatsächlichen Motor-Drehmomente T_motor begrenzt werden, und es kann eine Steuerung vorgenommen werden, indem ein großer Wert für die Antriebskraft eingestellt wird. Wenn der Abstand D zum Hindernis 700 kleiner ist, wird die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max kleiner.
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Folglich ist es wahrscheinlich, dass die linken und rechten tatsächlichen Motor-Drehmomente T_motor begrenzt werden, und es kann eine Steuerung vorgenommen werden, indem ein großer Wert für die Stabilität eingestellt wird, was ein Drehen unterbindet. Daher ermöglicht eine solche Steuerung ein Umschalten zwischen einer Steuerung, die einen großen Wert für die Antriebskraft einstellt, und einer Steuerung, die einen großen Wert für die Stabilität einstellt. Folglich kann die Stabilität erhöht werden, während eine Verringerung der Antriebskraft so weit wie möglich unterbunden werden kann.
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Auf die obige Weise wird nur dann, wenn die tatsächliche Antriebskraftdifferenz ∆T zwischen den linken und rechten tatsächlichen Motor-Drehmomenten T_motor die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max überschreitet, eine Drehmomentreduzierung des nicht-durchdrehenden Rads durchgeführt, und zwar auf eine Weise, dass die tatsächliche Antriebskraftdifferenz ∆T und die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max gleich groß werden.
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In dem in 5 veranschaulichten Beispiel wird eine Drehmoment-Reduzierungssteuerung für das nicht-durchdrehende rechte Rad durchgeführt. Folglich kann sicher verhindert werden, dass das Fahrzeug 500 mit dem Hindernis 700 kollidiert, und es kann eine Steuerung durchgeführt werden, bei welcher ein großer Wert für die Stabilität eingestellt wird.
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Wie in dem in 5 dargestellten Beispiel gilt z B. Folgendes: Wenn das Fahrzeug auf einer schmalen Straße fährt, auf der Schnee auf dem Seitenstreifen verbleibt, wird der Straßenoberflächen-Reibungsfaktor µ des linken Bereichs 602 auf der Straßenoberfläche 600 kleiner. Falls in solch einem Fall die Drehmomentreduzierung durchgehend für das nicht-durchdrehende rechte Rad durchgeführt wird, fährt z. B. auf einer relativ breiten Straße das linke Rad nicht immer auf dem Schnee, was in einem Verlust an Antriebskraft resultiert.
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Wie in 6 dargestellt, wird daher im Schritt (1) für den Fall, dass das Hindernis 700 nicht auf der Straßenoberfläche 600 gefunden wird, wie für den Fall, in welchem der Abstand D den bestimmten Wert D1 oder mehr in 7 und 8 hat, eine Begrenzung durch die maximale Antriebskraft-Differenz (die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max) nicht durchgeführt.
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Folglich wird im Schritt (2) die Gierrate nicht durch die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max begrenzt. In diesem Fall wird im Schritt (3) wie für das durchdrehende linke Rad eine Drehmomentreduzierung durchgeführt, und im Schritt (4) wird wie für das nicht-durchdrehende Rad eine Drehmomentreduzierung nicht durchgeführt.
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Da die Drehmomentreduzierung für das rechte Rad nicht durchgeführt wird, so wird eine Gierrate erzeugt, und im Vergleich zu 5 kann eine nicht erwünschte Richtung der Antriebskraft unterbunden werden. Daher kann ein Verlust an Antriebskraft sicher verhindert werden, und eine Steuerung, bei welcher ein großer Wert für die Antriebskraft eingestellt wird, kann durchgeführt werden.
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Es sei angemerkt, dass die Steuerung der Vorderräder oder der Hinterräder als Beispiel in 5 und 6 herangezogen wird. In dem Beispiel gemäß 5 wird z. B. für den Fall, dass das linke Vorderrad durchdreht, eine Drehmomentreduzierung für das rechte Vorderrad durch die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max durchgeführt. Außerdem wird beispielsweise für den Fall, dass das linke Hinterrad durchdreht, eine Drehmomentreduzierung für das rechte Hinterrad durch die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max durchgeführt.
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Nachfolgend wird eine Verarbeitungsprozedur in der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 9 beschrieben. Um zu bestimmen, ob oder ob nicht ein Schlupf für jedes Rad erzeugt wird, wird zunächst im Schritt S10 bestimmt, ob oder ob nicht das vorhergehende Schlupf-Bestimmungsflag f_slip' „1“ ist. Wenn f_slip' von irgendeinem der Räder „1“ ist, dann fährt die Verarbeitung mit dem nächsten Schritt fort, einem Schritt S12.
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Im Schritt S12 wird auf der Basis des Kennfelds in 7 die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max berechnet, und zwar aus dem Abstand zu dem Hindernis und durch eine Voraus-Überwachungseinheit (eine Stereokameraanordnung). Hierbei wird als die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max eine maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max_L für die Begrenzung im Gegenuhrzeigerrichtung und eine maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max_R für die Begrenzung in Uhrzeigerrichtung berechnet.
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Für den Fall, dass sich das Hindernis 700 auf der linken Seite befindet, wie in 5 dargestellt, wird ∆T_max_L (> 0) für die Begrenzung in Gegenuhrzeigerrichtung berechnet. Für den Fall, dass sich das Hindernis 700 auf der rechten Seite befindet, wird ∆T_max_R (< 0) für die Begrenzung in Uhrzeigerrichtung berechnet.
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In dem nachfolgenden Schritt S14 wird die tatsächliche Antriebskraftdifferenz ∆T aus der Differenz zwischen dem tatsächlichen Motor-Drehmoment T_motor_R des rechten Rads und dem tatsächlichen Motor-Drehmoment T_motor_L des linken Rads berechnet. Um die Erzeugungsrichtung des Moments zu ermitteln, wird in dem nächsten Schritt, einem Schritt S16, bestimmt, ob oder ob nicht ∆T ≥ 0 ist.
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Wenn ∆T ≥ 0 ist, dann wird mit der Verarbeitung in einem Schritt S18 fortgefahren. In diesem Fall ist das tatsächliche Motor-Drehmoment T_motor_R des rechten Rads größer als oder gleich dem tatsächlichen Motor-Drehmoment T_motor_L des linken Rads. Folglich kann ein Drehen gegen den Uhrzeigersinn auftreten. Daher wird im Schritt S18 die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max auf die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max_L für die Begrenzung in Gegenuhrzeigerrichtung eingestellt (∆T_max = ∆T_max_L).
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Wenn andererseits im Schritt S16 die Relation ∆T < 0 gilt, dann wird mit der Verarbeitung in einem Schritt S20 fortgefahren. In diesem Fall ist das tatsächliche Motor-Drehmoment T_motor_L des linken Rads größer als das tatsächliche Motor-Drehmoment T_motor_R des rechten Rads, und folglich kann ein Drehen im Uhrzeigersinn auftreten. Daher wird im Schritt S20 die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max auf die maximale Drehmomentdifferenz ∆T_max_R für die Begrenzung in Uhrzeigerrichtung eingestellt (∆T_max = ∆T_max_R).
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Nach dem Schritt S18 wird mit der Verarbeitung in einem Schritt S22 fortgefahren, und es wird bestimmt, ob oder ob nicht ∆T > ∆T_max ist. Wenn ∆T > ∆T_max ist, dann wird mit der Verarbeitung in einem Schritt S24 fortgefahren. Wenn mit der Verarbeitung im Schritt S24 fortgefahren wird, dann ist das tatsächliche Motor-Drehmoment T_motor_R des rechten Rads größer als das tatsächliche Motor-Drehmoment T_motor_L des linken Rads, und die Differenz zwischen diesen überschreitet ∆T_max.
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Folglich wird eine Drehmomentreduzierung des tatsächlichen Motor-Drehmoments T_motor_R des rechten Rads durchgeführt. Daher wird das umverteilte Motor-Drehmoment T_req_1 (L) auf der linken Seite auf das angeforderte Drehmoment T_req_0 (L) mit hohem Pegel eingestellt (T_req_1 (L) = T_req_0 (L)).
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Außerdem wird das umverteilte Motor-Drehmoment T_req_1 (R) auf der rechten Seite auf die Summe aus dem tatsächlichen Motor-Drehmoment T_motor_L auf der linken Seite und der maximalen Drehmomentdifferenz ∆T_max eingestellt (T_req_1 (R) = T_motor_L + ∆T_max). Auf diese Weise wird eine Drehmomentreduzierung für das rechte Rad durchgeführt.
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Es sei angemerkt, dass zu der Zeit, zu welcher eine Schlupfsteuerung für das linke Rad durchgeführt wird, das angeforderte Drehmoment T_req_0 (L) mit hohem Pegel von dem tatsächlichen Motor-Drehmoment T_motor_L abweicht. Daher wird das umverteilte Motor-Drehmoment T_req_1 (R) auf der rechten Seite auf die Summe aus dem tatsächlichen Motor-Drehmoment T_motor_L auf der linken Seite und der maximalen Drehmomentdifferenz ∆T_max eingestellt.
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Folglich kann die Differenz des tatsächlichen Motor-Drehmoments zwischen den linken und rechten Rädern präziser gesteuert werden als für den Fall, dass das umverteilte Motor-Drehmoment T_req_1 (R) die Summe aus dem angeforderten Drehmoment T_req_0 (L) mit hohem Pegel und der maximalen Drehmomentdifferenz ∆T_max ist.
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Nach dem Schritt S20 wird mit der Verarbeitung in einem Schritt S26 fortgefahren, und es wird bestimmt, ob oder ob nicht ∆T < ∆T_max. Wenn ∆T < ∆T_max ist, dann wird mit der Verarbeitung in einem Schritt S28 fortgefahren. Wenn mit der Verarbeitung im Schritt S28 fortgefahren wird, dann ist das tatsächliche Motor-Drehmoment T_motor_L des linken Rads größer als das tatsächliche Motor-Drehmoment T_motor_R des linken Rads, und ∆T ist kleiner als ∆T_max.
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Mit anderen Worten: Da ∆T und ∆T_max jeweils einen negativen Wert haben, ist die Differenz (der Absolutwert von ∆T), die erhalten wird, indem das tatsächliche Motor-Drehmoment T_motor_R des rechten Rads von dem tatsächlichen Motor-Drehmoment T_motor_L des linken Rads subtrahiert wird, größer als der Absolutwert von ∆T_max. Demzufolge wird eine Drehmomentreduzierung für das tatsächliche Motor-Drehmoment T_motor_L des linken Rads durchgeführt.
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Daher ist das umverteilte Motor-Drehmoment T_req_1 (L) die Summe des tatsächlichen Motor-Drehmoments T_motor_R des rechten Rads und der maximalen Drehmomentdifferenz ∆T_max (T_req_1 (L) = T_motor_R + ∆T_max). Außerdem wird das umverteilte Motor-Drehmoment T_req_1 (R) auf der rechten Seite auf das angeforderte Drehmoment T_req_0 (R) mit hohem Pegel eingestellt (T_req_1 (R) = T_req_0 (R)). Auf diese Weise wird eine Drehmomentreduzierung für das linke Rad durchgeführt.
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Für den Fall, dass eine Drehmomentreduzierung im Schritt S24 und im Schritt S28 durchgeführt wird, erzeugt die Warnungs-Erzeugungseinheit 115 z. B einen Warnton, oder sie zeigt eine Warnung auf einer Anzeige im Fahrzeug an, um den Fahrer vor der Verringerung der Antriebskraft zu warnen.
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Wenn das vorhergehende Schlupf-Bestimmungsflag f_slip' eines jeden Rades „0“ im Schritt S10 ist, wenn ∆T ≤ ∆T_max im Schritt S22 ist, oder wenn ∆T ≥ ∆T_max im Schritt S26 ist, dann wird mit der Verarbeitung in einem Schritt S30 fortgefahren. Im Schritt S30 wird das umverteilte Motor-Drehmoment T_req_1 (L) auf der linken Seite auf das angeforderte Drehmoment T_req_0 (L) mit hohem Pegel eingestellt (T_req_1 (L) = T_req_0 (L)), und das umverteilte Motor-Drehmoment T_req_1 (R) auf der rechten Seite wird auf das angeforderte Drehmoment T_req_0 (R) mit hohem Pegel eingestellt (T_req_1 (R) = T_req_0 (R)). Das heißt, wenn mit der Verarbeitung im Schritt S30 fortgefahren wird, wird keine Drehmomentreduzierung für das rechte Rad oder das linke Rad durchgeführt.
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Wenn die umverteilten Motor-Drehmomente T_req_1 im Schritt S24, Schritt S28 und Schritt S30 erhalten wurden, werden die umverteilten Motor-Drehmomente T_req_1 dem Drehzahl-Steuerungsmodul 112 zugeführt, und die Motor-Drehmomente T_req_2 nach der Drehzahlsteuerung werden durch die obige Verarbeitung berechnet.
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10 ist ein charakteristisches Diagramm, das Veränderungen der Gierrate und der Fahrzeug-Abbremsung veranschaulicht, wenn die Steuerung der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird. In 10 stellt das obere Diagramm die Veränderung der Gierrate dar, und das untere Diagramm stellt die Veränderung der Abbremsung dar.
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Die Kennlinien, die in 10 dargestellt sind, werden mittels Simulation erhalten, wobei die Reibungsfaktoren der Straßenoberfläche zwischen den linken und rechten Rädern unterschiedlich sind, wobei die linken Räder auf einer Straßenoberfläche mit niedrigem µ-Wert fahren, wie z. B. Keramikplatten, und wobei die rechten Räder auf einer Straßenoberfläche mit hohem µ-Wert fahren, wie z. B. Asphalt, und zwar unter Beschleunigung bei Vollgas.
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Hierbei werden die Kennlinien erhalten, indem die Verstärkungen in drei Stufen umgeschaltet werden. Die Verstärkung 0,0 bezeichnet einen Fall, in welchem es keine Begrenzung der linken und rechten Antriebskraftdifferenz gibt. Die Verstärkung 1,0 bezeichnet einen Fall, in welchem die linken und rechten Antriebskräfte so begrenzt werden, dass sie gleiche Drehmomente sind. Die Verstärkung 0,5 bezeichnet einen Fall, in welchem die linke und rechte Antriebskraftdifferenz der Mittelwert zwischen der Verstärkung 0,0 und der Verstärkung 1,0 ist.
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Gemäß 10 wird Folgendes herausgefunden: Wenn die Begrenzung der Antriebskraft in der Reihenfolge der Verstärkung 0,0, der Verstärkung 0,5 und der Verstärkung 1,0 vergrößert wird, dann konvergiert die Gierrate gegen 0, und das Drehen des Fahrzeugs 500 kann unterbunden werden. Daher kann durch Begrenzung der Antriebskraftdifferenz in Abhängigkeit vom Abstand zum Hindernis 700 durch die Steuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Drehen des Fahrzeugs 500 sicher unterbunden werden.
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Gemäß 10 wird auch Folgendes herausgefunden: Wenn die Begrenzung der Antriebskraft in der Reihenfolge der Verstärkung 0,0, der Verstärkung 0,5 und der Verstärkung 1,0 vergrößert wird, dann nähert sich die Abbremsung 0 an, und die Antriebskraft wird verringert. Daher kann durch Begrenzung der Antriebskraftdifferenz in Abhängigkeit vom Abstand zum Hindernis 700 durch die Steuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Antriebskraft des Fahrzeugs 500 optimal gesteuert werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird es in der oben beschriebenen Weise möglich, das Drehen des Fahrzeugs zu unterbinden, das durch die Differenz der Reibungsfaktoren zwischen den linken und rechten Rädern verursacht wird, und auch die Antriebskraft sicherzustellen.
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Obwohl bevorzugte Implementierungen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Es ist für Fachleute offensichtlich, dass verschiedenartige Abwandlungen oder Variationen insoweit möglich sind, als diese innerhalb des technischen Umfangs der beigefügten Ansprüche oder deren Äquivalenten liegen. Es versteht sich, dass solche Abwandlungen oder Variationen ebenfalls innerhalb des technischen Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen.
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Bezugszeichenliste
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- 12
- linkes Vorderrad
- 14
- rechte Vorderrad
- 16
- linkes Hinterrad
- 18
- rechtes Hinterrad
- 20
- Motor
- 22
- Motor
- 24
- Antriebswelle
- 26
- Antriebswelle
- 28
- Radgeschwindigkeitssensor
- 30
- Radgeschwindigkeitssensor
- 32
- Motordrehzahlsensor
- 34
- Motordrehzahlsensor
- 36
- Beschleunigungssensor
- 38
- Gierratensensor
- 40
- Servolenkmechanismus
- 42
- Lenkwinkelsensor
- 44
- Lenkrad
- 100
- Steuerungsvorrichtung
- 102
- Sollbremskraft-Berechnungsmodul
- 104
- Steuerungsmodul für die Antriebsdrehmoment-Verteilung
- 106
- Sollgierraten-Berechnungsmodul
- 108
- Gierraten-Steuerungsmodul
- 110
- Solldrehzahl-Berechnungsmodul
- 112
- Drehzahl-Steuerungsmodul
- 114
- Umverteilungs-Steuerungsmodul
- 113
- Berechnungsmodul für die maximale Antriebskraft-Differenz
- 115
- Warnungs-Erzeugungseinheit
- 200
- Erkennungseinheit für die äußere Umgebung
- 202
- Schlupf-Bestimmungsmodul
- 204
- Störungs-Beobachter
- 206
- Berechnungsmodul für den Drehmoment-Reduzierungswert
- 500
- Fahrzeug
- 600
- Straßenoberfläche
- 602
- linker Bereich
- 700
- Hindernis
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2007-209068 A [0003, 0006]
- JP 2002-316633 A [0004, 0007]
