DE102017005579A1

DE102017005579A1 - Steuersystem für ein Fahrzeug mit Allradantrieb und Gradientenwerteinstellvorrichtung für ein Fahrzeug, Fahrzeug mit Allradantrieb, Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs mit Allradantrieb und Computerprogrammprodukt

Info

Publication number: DE102017005579A1
Application number: DE102017005579.3A
Authority: DE
Inventors: Tetsushi MARUTANI; Hideki Tani; Daisuke Kofu; Yasushi Yagi
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2017-06-12
Publication date: 2017-12-21
Anticipated expiration: 2037-06-13
Also published as: US20170361847A1; JP6380468B2; CN107521338B; JP2017226277A; DE102017005579B4; US10464545B2; CN107521338A

Abstract

Ein Steuersystem eines Fahrzeugs mit Allradantrieb und eine Gradientenwerteinstellvorrichtung des Fahrzeugs sind so bereitgestellt, dass ein Durchdrehen der Räder zuverlässig unter Kontrolle gehalten wird, selbst wenn das Fahrzeug in eine Schnittrichtung zeigt, welche eine Richtung einer Hauptsenkrechten schneidet. Das Fahrzeug enthält einen Verbrennungsmotor, Vorderräder und Hinterräder, eine elektronisch gesteuerte 4WD-Kupplung und eine Steuereinheit. Der Verteilungsbetrag der Antriebskraft an die Hinterräder wird durch die 4WD-Kupplung eingestellt. Die Steuereinheit stellt fest, ob das Fahrzeug auf der geneigten Straße in die Schnittrichtung zeigt, und wenn dies der Fall ist, stellt sie den Antriebskraft-Verteilungsbetrag so ein, dass die Differenz zwischen dem Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Vorderräder und an die Hinterräder kleiner als bei einer ebenen Straße ist, und weist die elektronisch gesteuerte 4WD-Kupplung an, die Antriebskraft durch den Verteilungsbetrag zu verteilen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuer- oder Regelsystem für ein Fahrzeug mit Allradantrieb und eine Gradientenwerteinstellvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere eine Vorrichtung, welche ein Gradientenwerteinstellverfahren anwendet, wenn eine Richtung des Fahrzeugs eine Richtung der Hauptsenkrechten schneidet. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit Allradantrieb, ein Verfahren zum Steuern oder Regeln eines Fahrzeugs mit Allradantrieb und ein Computerprogrammprodukt.
HINTERGRUND
Herkömmlicherweise sind Fahrzeuge mit Allradantrieb gebräuchlich, welche auf einem Frontmotor/Frontantrieb-Fahrzeug oder einem Frontmotor/Heckantrieb-Fahrzeug basieren. Beispielsweise wird ein Fahrzeug mit Allradantrieb, welches auf dem Frontmotor/Frontantrieb-Fahrzeug basiert, so gesteuert oder geregelt, dass unter normalen Bedingungen die meiste Antriebskraft an die Vorderräder abgegeben wird und bei Fahrtzeit auf einer Straße mit niedrigem μ (Teststraße mit geringer Reibung) die Abgabe der Antriebskraft an die Hinterräder erhöht wird. Daher werden die Fahrzeuge mit Allradantrieb, welche auf Frontmotor/Frontantrieb- oder Frontmotor/Heckantrieb-Fahrzeugen basieren, normalerweise unter Bedingungen ähnlich dem Zweiradantrieb angetrieben, und werden angetrieben, indem die Verteilung der Antriebskraft zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern ausgehend von Straßenbedingungen oder Fahrzeugverhalten sowie Eingabeinformationen von einem Fahrers eingestellt wird. Ein derartiges Fahrzeug mit Allradantrieb kann einen Energieverlust minimieren, da es normalerweise durch Zweiradantrieb fährt, und kann ebenso das durch Fahren auf solchen Straßen mit niedrigem μ hervorgerufene Schleudern oder Durchdrehen der Räder durch Verwendung des Allradantriebs steuern oder regeln.
In Patentdokument 1 hat ein Fahrzeug mit Allradantrieb einen Längs-G-Sensor (Längsbeschleunigungssensor) und berechnet einen Wert eines Fahrbahngradienten ausgehend von Signalen von dem Längs-G-Sensor. Das in Patentdokument 1 offenbarte Fahrzeug mit Allradantrieb verwendet den Fahrbahngradientenwert, welcher ausgehend von Signalen von dem Längs-G-Sensor berechnet worden ist, und stellt eine Verteilung der Antriebskraft zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern ein. Folglich kann das Fahrzeug mit Allradantrieb in Patentdokument 1 beispielsweise das Auftreten von Durchdrehen der Räder beim Starten aus einer Bergaufstellung auf einer Straße mit niedrigem μ kontrollieren.
VERWANDTE TECHNIK
Patentdokument

[Patentdokument 1] JP 2001-225 657 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Ein herkömmliches Verfahren, welches das in Patentdokument 1 vorgeschlagene Verfahren verwendet, ist jedoch nicht in der Lage, einen exakten Fahrbahngradientenwert zu berechnen, wenn das Fahrzeug in eine Richtung zeigt, welche die Richtung der Hauptsenkrechten (Falllinie) schneidet, und Durchdrehen der Räder auftreten kann. Da insbesondere bei dem in Patentdokument 1 vorgeschlagenen Verfahren der Wert des Fahrbahngradienten nur ausgehend von Signalen von dem Längs-G-Sensor berechnet wird, wird, wenn das Fahrzeug in die Richtung zeigt, welche die Richtung der Hauptsenkrechten schneidet, nur die Längsrichtungskomponente aus dem G-Wert (Beschleunigungswert) in Bezug auf das Fahrzeug erfasst. Aufgrund dessen ist das Verfahren in Patentdokument 1 nicht in der Lage, die Verteilung der Antriebskraft zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern exakt einzustellen, wenn das Fahrzeug in die Richtung zeigt, welche die Richtung der Hauptsenkrechten schneidet.
Zudem kann bei dem in Patentdokument 1 vorgeschlagenen Verfahren, wenn das Fahrzeug in eine orthogonale Richtung (horizontale Richtung) der Richtung der Hauptsenkrechten zeigt, der Längs-G-Sensor den G-Wert nicht erfassen, sodass die Antriebskraft im Falle der Frontmotor/Frontantrieb-Fahrzeugbasis möglicherweise nur auf die Vorderräder übertragen wird und die Antriebskraft im Falle des auf Frontmotor/Heckantrieb basierten Fahrzeugs möglicherweise nur auf die Hinterräder übertragen wird. In diesem Fall kann je nach Neigung des Fahrzeugs Durchdrehen der Räder auftreten.
Das Ziel dieser Erfindung ist es, die obigen Probleme zu lösen, indem ein Steuer- oder Regelsystem für ein Fahrzeug mit Allradantrieb und eine Gradientenwerteinstellvorrichtung für ein Fahrzeug angegeben werden, um Durchdrehen der Räder auch dann zuverlässig unter Kontrolle zu halten, wenn das Fahrzeug in eine Richtung zeigt, welche die Richtung der Hauptsenkrechten schneidet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Steuer- oder Regelsystem für ein Fahrzeug mit Vierrad- bzw. Allradantrieb als ein Aspekt dieser Erfindung ist auf Fahrzeuge mit Vierrad- bzw. Allradantrieb anwendbar, welche die folgenden Konfigurationen haben.
Das Fahrzeug mit Allradantrieb hat eine Antriebsquelle, Vorderräder und Hinterräder und eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung.
Die Antriebsquelle erzeug eine Antriebskraft für das Fahren des Fahrzeugs.
Die Antriebskraftverteilungsvorrichtung verteilt eine Antriebskraft an die Vorderräder und die Hinterräder.
Das Steuer- oder Regelsystem umfasst einen Prozessor, welcher dafür konfiguriert ist, Befehle auszuführen, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug mit Allradantrieb in eine Schnittrichtung zeigt, welche eine Richtung einer Hauptsenkrechten bzw. eine Richtung einer Linie maximaler Neigung auf einer geneigten Straße schneidet, wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb in die Schnittrichtung zeigt, einen Antriebskraft-Verteilungsbetrag derart einzustellen, dass eine Differenz zwischen einem an die Vorderräder abgegebenen Antriebskraftbetrag und dem an die Hinterräder abgegebenen Antriebskraftbetrag kleiner als in einem Fall ist, in dem sich das Fahrzeug mit Allradantrieb auf einer ebenen Straße befindet, und die Antriebskraftverteilungsvorrichtung so anzuweisen, dass sie die Antriebskraft durch den eingestellten Antriebskraft-Verteilungsbetrag verteilt.
Ein Steuersystem für ein Fahrzeug mit Allradantrieb nach diesem Aspekt stellt den Antriebskraft-Verteilungsbetrag so ein, dass die Differenz zwischen dem an die Vorderräder abgegebenen Antriebskraftbetrag und dem an die Hinterräder abgegebenen Antriebskraftbetrag klein ist, wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb in die Schnittrichtung zeigt (die Richtung, welche die Richtung der Hauptsenkrechten auf der geneigten Straße schneidet). Folglich kann das Fahrzeug mit Allradantrieb ein Durchdrehen der Räder auch dann unter Kontrolle halten, wenn es in die Schnittrichtung auf der geneigten Straße zeigt.
Daher kann das Steuersystem für das Fahrzeug mit Allradantrieb nach diesem Aspekt ein Durchdrehen der Räder zuverlässig unter Kontrolle halten und stabiles Starten und Fahren ist möglich.
Zudem bedeutet bei Obigem die Aussage „derart, dass eine Differenz zwischen einem an die Vorderräder abgegebenen Antriebskraftbetrag und dem an die Hinterräder abgegebenen Antriebskraftbetrag kleiner ist”, beispielsweise, dass bei einem auf Frontmotor/Frontantrieb basierten Fahrzeug mit Allrandantrieb die an die Hinterräder abgegebene Antriebskraft verglichen mit auf der ebenen Straße erhöht wird, und bei einem auf Frontmotor/Heckantrieb basierten Fahrzeug mit Allradantrieb die an die Vorderräder abgegebene Antriebskraft verglichen mit auf der ebenen Straße erhöht wird.
Gemäß einem anderen Aspekt dieser Erfindung hat bei der obigen Konfiguration das Fahrzeug mit Allradantrieb einen Quer-G-Sensor zum Erfassen einer Beschleunigung in einer horizontalen Richtung (Fahrzeugbreitenrichtung) des Fahrzeugs mit Allradantrieb, und wenn ein von dem Quer-G-Sensor ausgegebener Quer-G-Wert gleich einem oder größer als ein vorgegebener Wert ist, stellt der Prozessor fest, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb in die Schnittrichtung zeigt.
Das Steuersystem für das Fahrzeug mit Allradantrieb nach diesem Aspekt bestimmt die Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb ausgehend von dem Quer-G-Wert, welcher von dem Quer-G-Sensor ausgegeben wird. Folglich kann mit einer einfachen Konfiguration ein Durchdrehen der Räder zuverlässig unter Kontrolle gehalten werden, wenn sich das Fahrzeug mit Allradantrieb auf einer geneigten Straße befindet.
Daher kann das Steuersystem für das Fahrzeug mit Allradantrieb nach diesem Aspekt stabiles Starten und Fahren auf der geneigten Straße durchführen, während eine Steigerung der Fertigungskosten unterdrückt wird.
Zudem kann der an dem Fahrzeug mit Allradantrieb montierte Quer-G-Sensor einer oder mehrere an der Zahl sein. Wenn mehrere Quer-G-Sensoren montiert sind, kann das Steuersystem einen Mittelwert der Ausgangssignale verwenden oder eine Entscheidung gemäß einer Mehrheit der Ausgangssignale treffen.
Bei der obigen Konfiguration hat das Fahrzeug mit Allradantrieb einen Längs-G-Sensor zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Längsrichtung des Kraftfahrzeugs mit Allradantrieb, und wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb auf der geneigten Straße fährt oder anhält, der von dem Quer-G-Sensor ausgegebene Quer-G-Wert gleich einem oder größer als ein vorgegebener Wert ist und ein von dem Längs-G-Sensor ausgegebener Längs-G-Wert gleich einem oder größer als ein vorgegebener Wert ist, stellt der Prozessor einen zusammengesetzten G-Wert des Quer-G-Werts und des Längs-G-Werts ein und stellt den Antriebskraft-Verteilungsbetrag ausgehend von dem einstellten zusammengesetzten G-Wert ein.
Das Steuersystem für das Fahrzeug mit Allradantrieb nach diesem Aspekt verwendet beim Einstellen des Antriebskraft-Verteilungsbetrags wie oben den zusammengesetzten G-Wert des Quer-G-Werts von dem Quer-G-Sensor und des Längs-G-Werts von dem Längs-G-Sensor. Selbst wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb in die Richtung (Bergaufrichtung, Bergabrichtung) entlang der Richtung der Hauptsenkrechten (Linie maximaler Neigung) oder der Schnittrichtung zeigt, kann Durchdrehen der Räder zuverlässig unter Kontrolle gehalten werden.
Daher kann das Steuersystem des Fahrzeugs mit Allradantrieb nach diesem Aspekt, selbst wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb in eine beliebige Richtung auf der geneigten Straße zeigt, stabiles Starten und Fahren des Fahrzeugs mit Allradantrieb durchführen.
Wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb auf der geneigten Straße fährt oder anhält, der von dem Quer-G-Sensor ausgegebene Quer-G-Wert gleich einem oder größer als ein vorgegebener Wert ist, und der von dem Längs-G-Sensor ausgegebene Längs-G-Wert gleich einem oder größer als ein vorgegebener Wert ist, stellt bei der obigen Konfiguration der Prozessor einen zusammengesetzten G-Wert des Quer-G-Werts und des Längs-G-Werts ein und/oder stellt eine Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb gegen die Richtung der Hauptsenkrechten ein und stellt auch einen Fahrbahngradientenwert ausgehend von dem eingestellten zusammengesetzten G-Wert ein und/oder stellt den Antriebskraft-Verteilungsbetrag ausgehend von dem eingestellten Fahrbahngradientenwert und der eingestellten Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb ein.
Das Steuersystem für das Fahrzeug mit Allradantrieb gemäß diesem Aspekt stellt eine Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb gegen die Richtung der Hauptsenkrechten ein und stellt einen Fahrbahngradientenwert der geneigten Straße ausgehend von dem obigen eingestellten zusammengesetzten G-Wert ein und stellt dann den Antriebskraft-Verteilungsbetrag wie oben ein. Daher kann das Steuersystem für das Fahrzeug mit Allradantrieb gemäß diesem Aspekt, auch wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb in irgendeine Richtung auf der geneigten Straße zeigt, ein Durchdrehen der Räder zuverlässig unter Kontrolle halten und stabiles Starten und Fahren des Fahrzeugs mit Allradantrieb durchführen.
Bei dem Steuersystem für das Fahrzeug mit Allradantrieb nach einem anderen Aspekt dieser Erfindung stellt bei der obigen Konfiguration der Prozessor fest, ob das Fahrzeug mit Allradantrieb fährt oder nicht, und führt, wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb fährt, eine erste Korrektur aus, um einen G-Wert, welcher entsprechend dem Fahren des Fahrzeugs mit Allradantrieb erzeugt wird, von dem Längs-G-Wert zu subtrahieren.
Während Fahrzeuge wie das Fahrzeug mit Allradantrieb fahren, wirkt die Längsbeschleunigung zusammen mit dem Fahren. Da das Steuersystem für das Fahrzeug mit Allradantrieb nach diesem Aspekt die erste Korrektur auch dann ausführt, wenn die Längsbeschleunigung zusammen mit Fahren auf das Fahrzeug mit Allradantrieb wirkt, kann nur der Längs-G-Wert aufgrund des Gradienten der geneigten Straße extrahiert werden. Daher wird das Durchdrehen der Räder aufgrund des Fahrbahngradienten effektiv unter Kontrolle gehalten werden.
Bei dem Steuersystem für das Fahrzeug mit Allradantrieb nach einem anderen Aspekt dieser Erfindung stellt bei der obigen Konfiguration der Prozessor fest, ob das Fahrzeug mit Allradantrieb fährt oder nicht, und führt, wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb fährt, eine zweite Korrektur aus, um den G-Wert, welcher entsprechend dem Fahren des Fahrzeugs mit Allradantrieb erzeugt wird, von dem Quer-G-Wert zu subtrahieren.
Während Fahrzeuge wie das Fahrzeug mit Allradantrieb fahren, wirkt die Querbeschleunigung zusammen mit dem Fahren. Da das Steuersystem für das Fahrzeug mit Allradantrieb nach diesem Aspekt die zweite Korrektur auch dann ausführt, wenn die Querbeschleunigung zusammen mit Fahren auf das Fahrzeug mit Allradantrieb wirkt, kann nur der Quer-G-Wert aufgrund des Gradienten der geneigten Straße extrahiert werden. Daher wird das Durchdrehen der Räder aufgrund des Fahrbahngradienten effektiv unter Kontrolle gehalten.
Bei der obigen Konfiguration hat das Fahrzeug mit Allradantrieb vorzugsweise eine Fahrtrichtungseinschätzvorrichtung zum Einschätzen einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb, und der Prozessor bestimmt ausgehend von einem geschätzten Wert in Bezug auf die Fahrtrichtung von der Fahrtrichtungseinschätzvorrichtung, ob das Fahrzeug mit Allradantrieb entlang der geneigten Straße in einer Steigungsrichtung oder einer Gefällerichtung vorrückt, und stellt, wenn festgestellt wird, das das Fahrzeug mit Allradantrieb in der Steigungsrichtung oder der Gefällerichtung entlang der geneigten Straße vorrückt, den Antriebskraft-Verteilungsbetrag so ein, dass die Differenz zwischen dem Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Vorderräder und dem Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Hinterräder kleiner als in einem Fall ist, in dem festgestellt wird, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb weder in der Steigungsrichtung noch in der Gefällerichtung entlang der geneigten Straße vorrückt.
Das Steuersystem für das Fahrzeug mit Allradantrieb nach diesem Aspekt kann den Antriebskraft-Verteilungsbetrag an eines der Antriebsräder ausgehend von dem geschätzten Wert in Bezug auf die Fahrrichtung vorab einstellen. Wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb, welches beispielsweise in der die Richtung der Hauptsenkrechten schneidenden Schnittrichtung angehalten hatte, sofort nach dem Start umdreht und eine Neigung hinauf oder hinunter fährt, kann das Durchdrehen der Räder zuverlässig unter Kontrolle gehalten werden, da der Antriebskraft-Verteilungsbetrag wie oben im Voraus eingestellt wird.
Bei dem Steuersystem für das Fahrzeug mit Allradantrieb nach diesem Aspekt der Erfindung kann bei der obigen Konfiguration die Fahrtrichtungseinschätzvorrichtung ein Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels sein.
Bei diesem Aspekt wird ein Lenkwinkelsensor als spezielles Beispiel für eine Fahrtrichtungseinschätzvorrichtung verwendet. Daher dann die Einschätzung bezüglich der Fahrtrichtung ohne zusätzliche Sensorausrüstung ausgeführt werden.
Zudem kann zusätzlich zu dem Lenkwinkelsensor ein Richtungsanzeiger als Fahrtrichtungseinschätzvorrichtung verwendet werden. Wenn ein Fahrer den Richtungsanzeiger entweder nach Links oder nach Rechts betätigt, kann die durch den Fahrtrichtungsanzeiger angezeigte Richtung als die Fahrtrichtung eingeschätzt werden. Folglich könnte der Antriebskraft-Verteilungsbetrag wie oben im Voraus eingestellt werden.
Eine Gradientenwerteinstellvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Aspekt dieser Erfindung zielt auf die folgenden Konfigurationen ab.
Das Fahrzeug hat einen Quer-G-Sensor und einen Längs-G-Sensor.
Der Quer-G-Sensor erfasst eine Beschleunigung in einer horizontalen Richtung des Fahrzeugs.
Der Längs-G-Sensor erfasst eine Beschleunigung in einer Längsrichtung des Fahrzeugs.
Die Gradientenwerteinstellvorrichtung umfasst einen Prozessor. Wenn das Fahrzeug auf der geneigten Straße fährt oder anhält, ein von dem Quer-G-Sensor ausgegebener Quer-G-Wert gleich einem oder größer als ein vorgegebener Wert ist und ein von dem Längs-G-Sensor ausgegebener Längs-G-Wert gleich einem oder größer als ein vorgegebener Wert ist, ist der Prozessor dafür konfiguriert, Befehle zum Einstellen eines zusammengesetzten G-Werts des Quer-G-Werts und des Längs-G-Werts und zum Einstellen eines Fahrbahngradientenwerts der geneigten Straße ausgehend von dem eingestellten zusammengesetzten G-Wert auszuführen.
Die Gradientenwerteinstellvorrichtung des Fahrzeugs nach diesem Aspekt stellt den Fahrbahngradientenwert der geneigten Straße ein, nachdem sie den Eintrag nicht nur des Längs-G-Werts von dem Längs-G-Sensor sondern auch des Quer-G-Werts von dem Quer-G-Sensor empfangen hat und den daraus zusammengesetzten G-Wert eingestellt hat. Daher ist das Einstellen des Fahrbahngradientenwerts mit höherer Genauigkeit als bei dem Verfahren des Patentdokuments 1 möglich, welches den Fahrbahngradientenwert nur ausgehend von dem Längs-G-Wert einstellt. Folglich ist nicht nur für das Fahrzeug mit Allradantrieb ein breiter Bereich von Anwendungen, wie das Kontrollieren von Durchdrehen der Räder des Fahrzeugs möglich.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug mit Allradantrieb angegeben, welches eine Antriebsquelle zum Erzeugen einer Antriebskraft für das Fahren des Fahrzeugs, Vorderräder und Hinterräder und eine Antriebskraftverteilvorrichtung zum Verteilen der Antriebskraft an die Vorderräder und die Hinterräder sowie ein Steuersystem enthält, welches konfiguriert ist zum:
Feststellen, ob das Fahrzeug mit Allradantrieb in eine Schnittrichtung gegen eine Richtung der Hauptsenkrechten auf einer geneigten Straße zeigt oder nicht, und
wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb in die Schnittrichtung zeigt, Einstellen eines Antriebskraft-Verteilungsbetrags derart, dass eine Differenz zwischen einem an die Vorderräder abgegebenen Antriebskraftbetrag und einem an die Hinterräder abgegebenen Antriebskraftbetrag kleiner als in einem Fall ist, in dem sich das Fahrzeug mit Allradantrieb auf einer ebenen Straße befindet, und Anweisen der Antriebskraftverteilvorrichtung zum Verteilen der Antriebskraft durch den eingestellten Antriebskraft-Verteilungsbetrag.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Steuern oder Regeln eines Fahrzeugs mit Allradantrieb angegeben, wobei das Fahrzeug eine Antriebsquelle zum Erzeugen einer Antriebskraft für das Fahren des Fahrzeugs, Vorderräder und Hinterräder und eine Antriebskraftverteilvorrichtung zum Verteilen der Antriebskraft an die Vorderräder und die Hinterräder enthält, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Feststellen, ob das Fahrzeug mit Allradantrieb in eine Schnittrichtung gegen eine Richtung der Hauptsenkrechten auf einer geneigten Straße zeigt oder nicht, und
wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb in die Schnittrichtung zeigt, Einstellen eines Antriebskraft-Verteilungsbetrags derart, dass eine Differenz zwischen einem an die Vorderräder abgegebenen Antriebskraftbetrag und einem an die Hinterräder abgegebenen Antriebskraftbetrag kleiner als in einem Fall ist, in dem sich das Fahrzeug mit Allradantrieb auf einer ebenen Straße befindet, und Anweisen der Antriebskraftverteilvorrichtung zum Verteilen der Antriebskraft durch den eingestellten Antriebskraft-Verteilungsbetrag.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt angegeben, welches computerlesbare Befehle umfasst, die, wenn sie auf einem geeigneten System geladen sind und ausgeführt werden, die Schritte des oben erwähnten Verfahrens ausführen können.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Bei jedem obigen Aspekt der Erfindung kann ein Durchdrehen der Räder unter Kontrolle gehalten werden, auch wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb in die Schnittrichtung gegen die Richtung der Hauptsenkrechten zeigt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm, welches eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugs mit Allradantrieb nach einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
2 ist ein schematisches Blockschaltbild, welches eine Konfiguration gemäß Steuerelementen des Fahrzeugs mit Allradantrieb zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, welches Steuerungsschritte zeigt, die eine Steuereinheit des Fahrzeugs mit Allradantrieb ausführt.
4 ist ein schematisches Diagramm, welches den Zustand von Fahrzeugen mit Allradantrieb gegenüber einer geneigten Straße zeigt.
5A bis 5E sind Kennfelder, welche einen Längs-G-Wert und einen Quer-G-Wert jedes Fahrzeugs mit Allradantrieb der 4 zeigen.
6A zeigt die Beschleunigung, die in dem Zustand des ersten Fahrzeugs mit Allradantrieb der 4 erfasst wird, und 6B zeigt die Beschleunigung, die in dem Zustand des dritten Fahrzeugs mit Allradantrieb der 4 erfasst wird.
7A bis 7C sind schematische Diagramme, welche den Zustand in der Reihenfolge zeigen, wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb eine Bremse betätigt, 7D zeigt die Beschleunigung, die auf das Fahrzeug mit Allradantrieb während des Bremsvorgangs wirkt, und 7E zeigt die Beschleunigung, die direkt nach dem Anhalten auf das Fahrzeug mit Allradantrieb wirkt.
8 ist ein schematisches Diagramm, welches die Beschleunigung zeigt, die während der Kurvenfahrt auf das Fahrzeug mit Allradantrieb wirkt.
9 ist ein schematisches Diagramm, welches den Zustand zeigt, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb mit dem Drehen des Steuers in eine Steigungsrichtung aus dem Halten in der orthogonalen Richtung der Richtung der Hauptsenkrechten startet.
10 ist ein schematisches Diagramm, welches den Zustand zeigt, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb mit dem Drehen des Steuers in eine Gefällerichtung aus dem Halten in der orthogonalen Richtung der Richtung der Hauptsenkrechten startet.
11 ist ein schematisches Diagramm, welches eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugs mit Allradantrieb nach einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
12 ist ein schematisches Blockschaltbild, welches eine Konfiguration gemäß Steuerelementen des Fahrzeugs mit Allradantrieb der zweiten Ausführungsform zeigt.
13 ist ein schematisches Diagramm, welches eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugs mit Allradantrieb nach einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden die Ausführungsformen dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Ferner sind die beschriebenen Ausführungsformen unten jeweils eine von Ausführungsformen dieser Erfindung, und diese Erfindung ist, mit Ausnahme der wesentlichen Konfiguration, nicht auf die nachstehenden Ausführungsformen beschränkt.
[Erste Ausführungsform]
1. SCHEMATISCHES DIAGRAMM DES FAHRZEUGS MIT ALLRADANTRIEB 1
Das schematische Diagramm einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung gemäß dem Fahrzeug mit Allradantrieb 1 wird unter Verwendung der 1 beschrieben. Darüber hinaus ist 1 ein klassisches schematisches Diagramm des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1, und die Anordnung oder Größe jeder seiner Komponenten ist nicht auf die Anordnungen und die Größen der 1 beschränkt.
Wie in 1 gezeigt, ist ein Verbrennungsmotor 11 des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 angeordnet. Der Verbrennungsmotor 11 ist beispielsweise ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor. Ein Automatikgetriebe 12 und ein vorderes Differentialgetriebe 13 sind nacheinander mit einer Ausgangsseite einer Antriebskraft des Verbrennungsmotors 11 verbunden.
Die durch den Verbrennungsmotor 11 erzeugte Antriebskraft wird durch das Automatikgetriebe 12 und das vordere Differentialgetriebe 13 auf eine linke vordere Antriebsachse 14L und eine rechte vordere Antriebsachse 14R übertragen und wird dann auf linke Vorderräder 15L und rechte Vorderräder 15R übertragen.
Außerdem ist das Fahrzeug mit Allrad 1 gemäß dieser Ausführungsform das auf dem Frontmotor/Frontantrieb-Fahrzeug basierte Fahrzeug mit Allradantrieb 1, und die Vorderräder 15L und 15R sind die Hauptantriebsräder. Daher werden unter normalen Fahrbedingungen, wie auf einer ebenen Straße, die meisten Antriebskräfte auf die Vorderräder 15L und 15R übertragen.
Ferner hat das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 einen Krafttrennmechanismus (PTO: Power Take-Off, Nebenabtrieb) 16, welcher einen Teil der durch den Verbrennungsmotor 11 erzeugten Antriebskraft zu einer Kardanwelle 17 abzieht. An einem hinteren Endteil der Kardanwelle 17 sind eine linke hintere Antriebsachse 20L und eine rechte hintere Antriebsachse 20R durch eine elektronisch gesteuerte Allradkupplung oder 4WD-Kupplung 18, welche eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung darstellt, und ein hinteres Differentialgetriebe 19 verbunden. Ein linkes Hinterrad 21L ist auf einem Achsenende der linken hinteren Antriebsachse 20L montiert, und ein rechtes Hinterrad 21R ist auf einem Achsenende der rechten hinteren Antriebsachse 20R montiert.
Wie oben erwähnt, ist das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 nach dieser Ausführungsform das auf dem Frontmotor/Frontantrieb-Fahrzeug basierte Fahrzeug mit Allradantrieb 1, und die Hinterräder 21L und 21R sind die Nebenantriebsräder.
Ein Teil der durch den Kraftverteilungsmechanismus 16 abgetrennten Antriebskraft wird durch die Kardanwelle 17, die elektronisch gesteuerte 4WD-Kupplung 18 und das hintere Differentialgetriebe 19 an die linke hintere Antriebsachse 20L und die hintere rechte Antriebsachse 20R übertragen und kann an das linke Hinterrad 20L und das rechte Hinterrad 21R übertragen werden.
Bei dem Fahrzeug mit Allradantrieb 1 nach dieser Ausführungsform kann der Antriebskraft-Verteilungsbetrag durch die elektronisch gesteuerte 4WD-Kupplung 18 frei geändert werden, und in Abhängigkeit der Fahrbahnbedingungen, kann eine Drehmomentverteilung von Vorderräder:Hinterräder = 100:0 frei zu dem direkt gekoppelten Zustand der Vorder- und Hinterräder (im Allgemeinen Vorderräder:Hinterräder = 50:50) geändert werden.
2. STEUERSYSTEMKONFIGURATION DES FAHRZEUGS MIT ALLRADANTRIEB 1
Die Konfiguration des Steuersystems oder Regelsystems des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 nach dieser Ausführungsform wird unter Verwendung der 2 beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, hat das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 eine Steuereinheit oder Regeleinheit 10, welche einen Prozessor 50 umfasst, der dafür konfiguriert ist, verschiedene Signale zu empfangen und Befehle zum Steuern oder Regeln des Verbrennungsmotors 11, des Automatikgetriebes 12, und der elektronisch gesteuerten 4WD-Kupplung 18 auszuführen. Das Steuersystem kann durch die Steuereinheit 10 verkörpert sein.
Außerdem hat das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 einen Beschleunigeröffnungssensor 22, einen Bremsenbetätigungsbetragssensor 23, einen Raddrehzahlsensor 24, einen Lenkwinkelsensor 25, einen Längs-G-Sensor 26, und einen Quer-G-Sensor 27. Die Erfassungssignale, welche einen Beschleunigeröffnungsgrad betreffen, werden der Steuereinheit 10 von dem Beschleunigeröffnungssensor 22 zugeführt, ähnlich werden der Steuereinheit 10 die Erfassungssignale, welche einen Bremsenbetätigungsbetrag betreffen, von dem Bremsenbetätigungsbetragssensor 23, die Erfassungssignale, welche eine Raddrehzahl betreffen, von dem Raddrehzahlsensor 24 und die Erfassungssingale, welche einen Lenkwinkel betreffen, von dem Lenkwinkelsensor 25 jeweils zugeführt.
Ferner wird der Längs-G-Wert des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 der Steuereinheit 10 von dem Längs-G-Sensor 26 zugeführt, und der Quer-G-Wert des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 wird der Steuereinheit 10 von dem Quer-G-Sensor 27 zugeführt.
3. STEUERUNG, WELCHE DIE STEUEREINHEIT 10 AUSFÜHRT
Die Steuerung oder Regelung des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1, welche die Steuereinheit 10 ausführt, wird unter Verwendung der 3 beschrieben.
Zuerst liest die Steuereinheit 10 die oben erwähnten verschiedenen Sensorsignale (Schritt S1).
Dann stellt die die Steuereinheit 10 aus den gelesenen verschiedenen Sensorsignalen fest, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 unter einem vorgegebenen Wert liegt oder nicht, mit anderen Worten: bestimmt, ob sich das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 im Wesentlichen in dem Haltezustand befindet (Schritt S2). Wenn die Steuereinheit 10 feststellt, das die Fahrzeuggeschwindigkeit unter dem vorgegebenen Wert liegt (Schritt S2: Ja), und bestimmt danach, ob eine vorgegebene Zeitspanne seit dem Zeitpunkt abgelaufen ist, zu dem die Fahrzeuggeschwindigkeit unter den vorgegebenen Wert gefallen ist (Schritt S3). Das dient dazu, die Komponenten auszuschließen, welche für die folgenden Schritte zu Störungen werden, da die G-Kraft (Beschleunigung) aufgrund des Bremsens sofort nach dem Halten auf das Fahrzeug wirkt, wenn das Bremspedal betätigt wird.
Ferner ist die vorgegebene Zeitspanne bei Schritt S3 beispielsweise die Zeitspanne ungefähr zwischen 0,1 s und 0,9 s.
Wenn bei Schritt S2 festgestellt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht unter dem vorgegebenen Wert liegt, d. h. wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 im Wesentlichen fährt (Schritt S2: Nein), wird einerseits die erste Korrektur zum Korrigieren des Längs-G-Werts von dem Längs-G-Sensor 26 durchgeführt (Schritt S4), und die zweite Korrektur zum Korrigieren des Quer-G-Werts von dem Quer-G-Sensor 27 wird durchgeführt (Schritt S5). Mit diesen Korrekturen wird, wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 fährt, die Längsbeschleunigung durch Beschleunigung und Verlangsamung ausgeübt, und durch Kurvenfahren wird auch die Querbeschleunigung ausgeübt. Daher werden Komponenten, welche zu Störungen werden, ausgeschlossen.
Dann bestimmt die Steuereinheit 10, ob der gelesene Quer-G-Wert gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist (Schritt S6). Wenn die Steuereinheit 10 feststellt, dass der Quer-G-Wert gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist (Schritt S6: Ja), bestimmt die Steuerung 10 danach, ob der gelesene Längs-G-Wert gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist oder nicht (Schritt S7).
Wenn bei Schritt S6 festgestellt wird, dass der Quer-G-Wert gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist (Schritt S6: Nein), wird einerseits ein Fahrbahngradientenwert aus dem Längs-G-Wert eingestellt und auch eine Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 gegen die Richtung der Hauptsenkrechten wird eingestellt (Schritt S8). Das heißt, wenn der Quer-G-Wert unter dem vorgegebenen Wert liegt, wird angenommen, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 in eine Richtung (Bergauf- oder Bergabrichtung) entlang der Richtung der Hauptsenkrechten auf der geneigten Straße zeigt. Daher kann in diesem Fall, ohne den Quer-G-Wert zu berücksichtigen, die Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 gegen die Richtung der Hauptsenkrechten eingestellt werden, während der Fahrbahngradientenwert nur durch den Längs-G-Wert eingestellt wird.
Wenn bei Schritt S7 festgestellt wird, dass der Längs-G-Wert gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist (Schritt S7: Ja), wird der zusammengesetzte G-Wert des Quer-G-Werts und des Längs-G-Werts eingestellt (Schritt S9), der Fahrbahngradientenwert wird aus dem zusammengesetzten G-Wert eingestellt, und auch die Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 gegen die Richtung der Hauptsenkrechten wird eingestellt (Schritt S10). Wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 in die Schnittrichtung gegen die Richtung der Hauptsenkrechten zeigt, kann folglich die Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 gegen die Richtung der Hauptsenkrechten eingestellt werden, während der exakte Fahrbahngradientenwert eingestellt ist.
Wenn bei Schritt S7 festgestellt wird, dass der Längs-G-Wert kleiner als der vorgegebene Wert ist (Schritt S7: Nein), wird einerseits die Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 gegen die Richtung der Hauptsenkrechten eingestellt (Schritt S11), während der Fahrbahngradientenwert aus dem Quer-G-Wert eingestellt wird. Wenn bei Schritt S7 der Längs-G-Wert kleiner als der vorgegebene Wert ist, zeigt nämlich das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 nahezu in eine orthogonale Richtung der Richtung der Hauptsenkrechten. In diesem Fall kann, da der Längs-G-Wert kaum erfasst wird, die Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 gegen die Richtung der Hauptsenkrechten eingestellt werden, während der Fahrbahngradientenwert nur durch den Quer-G-Wert eingestellt wird.
Nach Einstellen des Fahrbahngradientenwerts (Schritte S8, S10 und S11) wird dann ausgehend von den Eingangssignalen des Lenkwinkelsensors 25 die Bestimmung ausgeführt, ob der Lenkwinkel gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist oder nicht (Schritt S12).
Wenn bei Schritt S12 festgestellt wird, dass der Lenkwinkel gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist (Schritt S12: Ja), werden die Antriebskraft-Verteilungsbeträge an die Vorderräder 15L und 15R und Hinterräder 21L und 21R in Abhängigkeit des Lenkwinkels und des Fahrbahngradientenwerts eingestellt (Schritt S13). Auch wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 auf der geneigten Straße angeordnet ist und der Fahrer das Lenkrad dreht, kann daher das Durchdrehen der Räder 15R, 15L, 21R und 21L unter Kontrolle gehalten werden.
Wenn andererseits bei Schritt S12 festgestellt wird, dass der Lenkwinkel unter dem vorgegeben Wert liegt (Schritt S12: Nein), werden ohne Berücksichtigung des Lenkwinkels die Antriebskraft-Verteilungsbeträge an die Vorderräder 15L und 15R und Hinterräder 21L und 21R in Abhängigkeit des Fahrbahngradientenwerts ähnlich wie bei dem obigen Schritt S13 und der Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 eingestellt. Auch wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 auf der geneigten Straße angeordnet ist und der Fahrer das Lenkrad nicht dreht, kann daher das Durchdrehen der Räder 15R, 15L, 21R und 21L unter Kontrolle gehalten werden.
Wenn die Steuereinheit 10 gemäß dieser Ausführungsform feststellt, dass zumindest einer von Quer-G-Wert und Längs-G-Wert gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist (wenigstens einer der Schritte S6 und S7 ist „Ja”), verglichen mit dem Fall, in dem sowohl der Quer-G-Wert als auch der Längs-G-Wert unter dem vorgegebenen Wert liegt (wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 auf der ebenen Straße angeordnet ist), ist zu diesem Zeitpunkt der Antriebskraft-Verteilungsbetrag so eingestellt, dass eine Differenz zwischen dem Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Vorderräder 15L und 15R und dem Antriebskraftverteilungsbetrag an die Hinterräder 21L und 21R klein ist.
4. DIE RICHTUNG DES FAHRZEUGS MIT ALLRADANTRIEB 1 UND DER LÄNGS-G-WERT UND DER QUER-G-WERT
Die Beziehungen zwischen der Richtung, in die das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 zeigt, dem durch den Längs-G-Sensor 26 erfassten Längs-G-Wert und dem durch den Quer-G-Sensor 27 des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 erfassten Quer-G-Wert wird unter Verwendung der 4 bis 6 beschrieben.
Wie in 4 gezeigt, werden an einem angenommenen Fall, dass Fahrzeuge mit Allradantrieb 1a bis 1e auf einer geneigten Straße RS_SL mit einem Gradientenwert θ in fünf Richtungen Dir_1a bis Dir_1e zeigen, der Längs-G-Wert bzw. der Quer-G-Wert beschrieben.
4-1. Fahrzeug mit Allradantrieb 1a
Wie in 4 gezeigt, zeigt die Richtung Dir_1a des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1a in eine Bergaufrichtung entlang der Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL. Wie in den 5A und 6A gezeigt, wird in dieser Situation nur der Längs-G-Wert erfasst, während der Quer-G-Wert nicht erfasst wird,
Für das in diese Richtung zeigende Fahrzeug mit Allradantrieb 1a wird der Fahrbahngradientenwert aus dem Längs-G-Wert eingestellt, und auch die Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1a gegen die Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL wird eingestellt (Schritt S8 in 3).
4-2. Fahrzeug mit Allradantrieb 1b
Wie in 4 gezeigt, schneidet die Richtung Dir_1b des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1b die Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL und zeigt diagonal bergauf. Wie in 5B gezeigt wirken in dieser Situation die nach hinten zeigende Beschleunigung und die nach rechts zeigende Beschleunigung auf das Fahrzeug mit Allradantrieb 1b.
Für das in diese Richtung zeigende Fahrzeug mit Allradantrieb 1b wird der zusammengesetzte G-Wert des Längs-G-Werts und des Quer-G-Werts eingestellt (Schritt S9 in 3), der Fahrbahngradientenwert wird aus dem zusammengesetzten G-Wert eingestellt und auch die Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1b gegen die Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL wird eingestellt (Schritt S10 in 3).
4-3. Fahrzeug mit Allradantrieb 1c
Wie in 4 gezeigt, ist die Richtung Dir_1c des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1c in dem orthogonalen Zustand (orthogonal zu der Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL). Wie in den 5C und 6B gezeigt, wird in dieser Situation nur die nach rechts zeigende Beschleungiung (Quer-G-Wert) erfasst, während der Längs-G-Wert nicht erfasst wird.
Für das in diese Richtung zeigende Fahrzeug mit Allradantrieb 1c wird der Fahrbahngradientenwert aus dem Quer-G-Wert eingestellt, und auch die Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1c gegen die Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL wird eingestellt (Schritt S11 in 3).
4-4. Fahrzeug mit Allradantrieb 1d
Wie in Fig. 4 gezeigt, schneidet die Richtung Dir_1d des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1d die Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL und zeigt diagonal bergab. Wie in 5D gezeigt, wirken in dieser Situation die nach vorne zeigende Beschleunigung (Längs-G-Wert) und die nach rechts zeigende Beschleunigung (Quer-G-Wert).
Für das in diese Richtung zeigende Fahrzeug mit Allradantrieb 1d wird, wie für das Fahrzeug mit Allradantrieb 1b, der zusammengesetzte G-Wert des Längs-G-Werts und des Quer-G-Werts eingestellt (Schritt S9 in 3), der Fahrbahngradientenwert wird aus dem zusammengesetzten G-Wert eingestellt und auch die Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1d gegen die Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL wird eingestellt (Schritt S10 in 3).
4-5. Fahrzeug mit Allradantrieb 1e
Wie in 4 gezeigt, zeigt die Richtung Dir_1e des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1a in eine Bergabrichtung entlang der Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL. Wie in 5E gezeigt, wird in dieser Situation nur die nach vorne zeigende Beschleunigung (Längs-G-Wert) erfasst, während der Quer-G-Wert nicht erfasst wird,
Für das in diese Richtung zeigende Fahrzeug mit Allradantrieb 1e wird, wie für das Fahrzeug mit Allradantrieb 1a, der Fahrbahngradientenwert aus dem Längs-G-Wert eingestellt, und auch die Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1e gegen die Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL wird eingestellt (Schritt S8 in 3).
Zudem sind in den 4 und 5 als ein Beispiel die fünf Anordnungsmuster (Fahrzeuge mit Allradantrieb 1a bis 1e) und die Beziehung zwischen dem Längs-G-Wert und dem Quer-G-Wert gezeigt, jedoch kann der Fahrbahngradientenwert auch an verschiedenen Anordnungsmustern, die sich von den gezeigten unterscheiden, eingestellt werden.
5. BEWEGUNGEN DES FAHREZUGS MIT ALLRADANTRIEB 1 UND DER LÄNGS-G-WERT UND DER QUER-G-WERT
5-1. Bremsen
Der Längs-G-Wert, welcher beim Bremsen auf das Fahrzeug mit Allradantrieb wirkt, wird unter Verwendung der 7 beschrieben.
Wie in 7A gezeigt, wird, wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 mit einer konstanten Geschwindigkeit (V = V₁) fährt, der Längs-G-Wert kaum erfasst, jedoch kann der Längs-G-Wert mit der Änderung des Beschleunigeröffnungsgrads durch den Fahrer erfasst werden.
Zudem kann der Quer-G-Wert erfasst werden, wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 in einer Kurve fährt.
So sind der Längs-G-Wert und Quer-G-Wert, die beispielsweise erfasst werden, wenn das Fahrzeug fährt, der Gegenstand der Korrektur (Schritte S4 und S5 in 3).
Wie in 7B gezeigt, wird dann, wenn der Fahrer die Bremse bestätigt, die Geschwindigkeit reduziert (V = V₂) und wird zu einem in 7C gezeigten Haltezustand (V = 0).
7D zeigt schematisch den Längs-G-Wert, welcher auf das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 beim in 7B gezeigten Bremsen wirkt. Außerdem zeigt 7E den Längs-G-Wert, welcher direkt nach dem Anhalten (beispielsweise der Zeitspanne zwischen ungefähr 0,1 s bis ungefähr 0,9 s nach dem Anhalten), wie in 7C gezeigt, auf das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 wirkt.
Wie in 7E gezeigt, gibt es direkt nach dem Anhalten eine Zeitspanne, in der der Längs-G-Wert wirkt. Selbst wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter dem vorgegeben Wert liegt und sich im Wesentlichen in dem Haltezustand befindet (Schritt S2 in 3) wartet daher die Steuerung oder Regelung, welche die Steuereinheit 10 ausführt, den Ablauf der vorgegebenen Zeit ab (Schritt S3 in 3). Folglich kann der Einfluss des Längs-G-Werts zum Zeitpunkt direkt nach dem Anhalten, wie in 7E gezeigt, eliminiert werden.
5-2. Kurvenfahrt
Unter Verwendung der 8 wird der Quer-G-Wert beschrieben, welcher während der Kurvenfahrt auf das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 wirkt.
Wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 mit einer Geschwindigkeit V₃ eine Kurve fährt, wie in 8 gezeigt, wirkt der Quer-G-Wert, wie durch einen Pfeil dargestellt. Dieser Quer-G-Wert kann sich aufgrund eines Biegungsradius der Kurve, der Geschwindigkeit V₃ des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 und auch des Durchdrehens der Räder 15L und 15R kurzzeitig ändern
Die Steuereinheit 10 gemäß dieser Ausführungsform stellt den Antriebskraft-Verteilungsbetrag unter Berücksichtigung des Lenkwinkels zusätzlich zu dem Fahrbahngradientenwert ein, wenn der Lenkwinkel an ihrer Steuerung oder Regelung gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist (Schritt S12: Ja in 3). Folglich kann das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 den optimalen Betrag der Antriebskraft in Abhängigkeit des Fahrbahnzustands (beispielsweise des μ der Fahrbahn) verteilen und das Durchdrehen der Räder 15L, 15R, 21L und 21R unter Kontrolle halten.
Außerdem werden, wie oben, der Längs-G-Wert und der Quer-G-Wert auch korrigiert, wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 die Kurve fährt (bei der Kurvenfahrt) (Schritte S4 und S5 in 3). Folglich können der Fahrbahngradientenwert und die Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 mit Genauigkeit eingestellt werden.
5-3. Starten auf der geneigten Straße (1)
Eine Ausführung, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 aus dem Haltestart auf der geneigten Straße RS_SL startet, wird unter Verwendung der 9 beschrieben.
Wie in 9 gezeigt, hält das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 in nahezu der orthogonalen Richtung Dir₁ der Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL. Es ist der gleiche Zustand wie das in 4 gezeigte Fahrzeug mit Allradantrieb 1c.
Wie oben beschrieben und in 9 gezeigt, befindet sich das Fahrzeug mit Allradantrieb 1, welches in nahezu der orthogonalen Richtung Dir₁ der Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL hält, in dem Zustand, dass die Längsbeschleunigung kaum wirkt und nur die Querbeschleunigung wirkt (Schritt S6: Ja, Schritt S7: Nein in 3). Folglich stellt in diesem Zustand die Steuereinheit 10 den Fahrbahngradientenwert aus dem Quer-G-Wert ein und stellt auch die Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 gegen die Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL ein.
Wie in 9 gezeigt, wird gemäß dieser Ausführungsform das Lenkrad während des Anhaltens oder direkt nach dem Starten gedreht, und die Vorderräder 15L und 15R zeigen in die Steigungsrichtung. Das heißt, der Zustand ist derart, dass der Lenkwinkel gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist (Schritt S12: Ja in 3).
Wenn sich das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 in dem obigen Zustand befindet, stellt die Steuereinheit 10 den Antriebskraft-Verteilungsbetrag in Abhängigkeit des Lenkwinkels und des aus dem Quer-G-Wert eingestellten Fahrbahngradienten so ein, dass die Differenz zwischen dem Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Vorderräder 15L und 15R und dem Antriebskraftverteilungsbetrag an die Hinterräder 21L und 21R klein ist. Dann fährt das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 auf der Steigung entlang einer Fahrlinie L_TR, ohne Durchdrehen der Räder 15L, 15R, 21L und 21R zu erzeugen.
5-4. Starten auf der geneigten Straße (2)
Eine weitere Ausführungsform, bei der das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 aus dem Haltezustand auf der geneigten Straße RS_SL startet, wird unter Verwendung der 10 beschrieben.
Wie in 10 gezeigt, hält das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 in nahezu der orthogonalen Richtung Dir₁ der Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL. Es ist der gleiche Zustand wie das in 4 gezeigte Fahrzeug mit Allradantrieb 1c.
Wie oben beschrieben, befindet sich das Fahrzeug mit Allradantrieb 1, welches in nahezu der orthogonalen Richtung der Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL hält, in dem Zustand, dass die Längsbeschleunigung kaum ausgeübt wird und nur die Querbeschleunigung ausgeübt wird (Schritt S6: Ja, Schritt S7: Nein in 3). Folglich stellt in diesem Zustand die Steuereinheit 10 den Fahrbahngradientenwert aus dem Quer-G-Wert ein und stellt auch die Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 gegen die Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL ein.
Wie in 10 gezeigt, wird hinsichtlich des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 gemäß dieser Ausführungsform das Lenkrad während des Anhaltens oder direkt nach dem Starten in die entgegengesetzte Richtung der 9 gedreht, und die Vorderräder 15L und 15R zeigen in die Steigungsrichtung. Auch in diesem Fall ist der Zustand derart, dass der Lenkwinkel gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist (Schritt S12: Ja in 3).
Auch wenn sich das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 in dem obigen Zustand befindet, stellt die Steuereinheit 10 den Antriebskraft-Verteilungsbetrag in Abhängigkeit des Lenkwinkels und des aus dem Quer-G-Wert eingestellten Fahrbahngradienten so ein, dass die Differenz zwischen dem Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Vorderräder 15L und 15R und dem Antriebskraftverteilungsbetrag an die Hinterräder 21L und 21R klein ist. Dann fährt das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 auf dem Gefälle entlang einer Fahrlinie L_TR, ohne Durchdrehen der Räder 15L, 15R, 21L und 21R zu erzeugen.
6. WIRKUNGEN
Wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 in die Schnittrichtung gegen die Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL auf der geneigten Straße RS_SL (die Fahrzeuge mit Allradantrieb 1b bis 1d in 4) zeigt, verglichen mit dem Fall, wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb 1b auf der ebenen Straße angeordnet ist, stellt die Steuereinheit 10 des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 nach dieser Ausführungsform den Antriebskraft-Verteilungsbetrag so ein, dass die Differenz zwischen dem Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Vorderräder 15L und 15R und dem Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Hinterräder 21L und 21R klein ist. Folglich kann das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 das Durchdrehen der Räder unter Kontrolle halten, obwohl es in die Schnittrichtung gegen die Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL auf der geneigten Straße RS_SL zeigt.
Daher kann die Steuereinheit 10 des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 nach dieser Ausführungsform das Durchdrehen der Räder zuverlässig unter Kontrolle halten und stabiles Starten und Fahren durchführen, auch wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 in die Schnittrichtung gegen die Richtung Hauptsenkrechten Dir_FL auf der geneigten Straße RS_SL zeigt.
Zudem können der Längs-G-Sensor 26 und der Quer-G-Sensor 27, welche an dem Fahrzeug mit Allradantrieb 1 montiert sind, einer oder mehrere an der Zahl sein. Wenn mehrere des Längs-G-Sensors 26 und des Quer-G-Sensors 27 montiert sind, kann die Steuereinheit 10 einen Mittelwert verwenden oder eine Entscheidung entsprechend einer Mehrheit dieser Ausgangssignale treffen.
Die Steuereinheit 10 des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 nach dieser Ausführungsform verwendet zum Zeitpunkt des Einstellens des Antriebskraft-Verteilungsbetrags an die Hinterräder 21L und 21R, welches Nebenantriebsräder sind, den zusammengesetzten G-Wert des Quer-G-Werts von dem Quer-G-Sensor 17 und des Längs-G-Werts von dem Längs-G-Sensor 26. Selbst wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 in die Richtung (Bergaufrichtung, Bergabrichtung) entlang der Richtung der Hauptsenkrechten (das in 4 gezeigte Fahrzeug mit Allradantrieb 1a und 1e) oder in die Schnittrichtung gegen die Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL (die in 4 gezeigten Fahrzeuge mit Allradantrieb 1b bis 1d) zeigt, kann daher der Antriebskraft-Verteilungsbetrag mit Genauigkeit eingestellt werden.
Selbst wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 in beliebige Richtungen auf der geneigten Straße RS_SL zeigt, kann die Steuereinheit 10 des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 das Durchdrehen der Räder 15L, 15R, 21L und 21R beim Starten und Fahren des Fahrzeugs mit Allradantrieb 11 unter Kontrolle halten.
Wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 in die Richtungen wie die Fahrzeuge mit Allradantrieb 1b und 1d in 4 zeigt, stellt die Steuereinheit 10 des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 nach dieser Ausführungsform die Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 gegen die Richtung der Hauptsenkrechten ein, und stellt auch einen Fahrbahngradientenwert der geneigten Straße RS_SL ausgehend von dem eingestellten zusammengesetzten G-Wert aus dem Läng-G-Wert und dem Quer-G-Wert ein und stellt dann den Antriebskraft-Verteilungsbetrag ein. Daher kann die Steuereinheit 10 des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 das Durchdrehen der Räder 15L, 15R, 21L und 21L beim Starten und Fahren des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 unter Kontrolle halten, auch wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 in irgendeine Richtung auf der geneigten Straße RS_SL zeigt.
Während das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 fährt, wirkt die Längsbeschleunigung in Abhängigkeit des Fahrens. Auch wenn die Längsbeschleunigung in Abhängigkeit des Fahrens wirkt, führt die Steuereinheit 10 des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 gemäß dieser Ausführungsform die Korrektur der Längsbeschleunigung wie in Schritt S4 in 3 gezeigt durch. Daher kann nur der Längs-G-Wert aufgrund des Fahrbahngradientenwerts extrahiert werden, und dies dient dazu, das Durchdrehen der Räder 15L, 15R, 21L und 21R effektiv unter Kontrolle zu halten. Da wie bei Schritt S5 in 3 gezeigt, der Quer-G-Wert auch entsprechend korrigiert wird, kann nur der Quer-G-Wert aufgrund des Fahrbahngradienten extrahiert werden, und dies dient dazu, das Durchdrehen der Räder 15L, 15R, 21L und 21R effektiv unter Kontrolle zu halten.
Die Steuereinheit 10 des Fahrzeugs mit Allradantrieb 1 nach dieser Ausführungsform schätzt eine Fahrtrichtung anhand des Lenkwinkels und stellt vorab den Antriebskraft-Verteilungsbetrag ausgehend von dem geschätzten Wert derart ein, dass die Differenz zwischen dem Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Vorderräder 15L und 15R und dem Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Hinterräder 21L und 21R klein ist. Folglich kann das Durchdrehen der Räder, selbst wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb, welches in der Schnittrichtung gegen die Richtung der Hauptsenkrechten Dir_FL angehalten hat, wie in 9 und 10 gezeigt, direkt nach dem Start eine Steigung oder ein Gefälle fährt, sicher unter Kontrolle gehalten werden, da der Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Hinterräder 15L und 15R, welches die Nebenantriebsräder sind, vorab eingestellt wird.
[Zweite Ausführungsform]
Die Konfiguration eines Fahrzeugs mit Allradantrieb 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung wird unter Verwendung der 11 und 12 beschrieben.
Das Fahrzeug mit Allradantrieb 1 nach der erste Ausführungsform verwendet die Konfiguration zum Verteilen der Antriebskraft von dem Verbrennungsmotor 11 auch an die Hinterräder 21L und 21R durch die Kardanwelle 17.
Was das Fahrzeug mit Allradantrieb 2 nach dieser Ausführungsform betrifft, wird andererseits wie in 11 gezeigt, die Antriebskraft des Verbrennungsmotors 11 nur an die Vorderräder 15L und 15R übertragen. Zudem hat das Fahrzeug mit Allradantrieb 2 einen Motor 31 als Antriebsquelle der Hinterräder 21L und 21R.
Insbesondere ist bei dem Fahrzeug mit Allradantrieb 2 der Verbrennungsmotor 11 vorne angeordnet, und die Antriebskraft wird durch ein Automatikgetriebe 12 und ein Differentialgetriebe 13 an eine linke vordere Antriebsachse 14L und eine rechte vordere Antriebsachse 14R übertragen. Durch übertragene Antriebskraft werden die linken Vorderräder 15L und die rechten Vorderräder 15R angetrieben.
Andererseits ist ein Motor 31 in einem hinteren Teil des Fahrzeugs mit Allradantrieb 2 angeordnet, und die Antriebskraft wird durch eine Kupplung 32, eine Verlangsamungsgetriebeeinheit 33 und ein hinteres Differentialgetriebe 19 an eine linke hintere Antriebsachse 20L und eine rechte hintere Antriebsachse 20R übertragen. Durch übertragene Antriebskraft werden das linke Hinterrad 20L und rechte Hinterrad 20R angetrieben.
Außerdem wird die an dem Motor 31 erzeugte Antriebskraft an die Hinterräder 21L und 21R übertragen, wenn sich die Kupplung 32 in einem eingerückten Zustand befindet, wird jedoch nicht übertragen, wenn sich die Kupplung 32 in einem ausgerückten Zustand befindet.
Wie in 12 gezeigt werden wie bei der ersten Ausführungsform verschiedene Erfassungssignale von einem Beschleunigeröffnungssensor 22, einem Bremsenbetätigungsbetragssensor 23, einem Raddrehzahlsensor 24, einen Lenkwinkelsensor 25, dem Längs-G-Sensor 26 und dem Quer-G-Sensor 27 einem Prozessor 51 einer Steuereinheit oder Regeleinheit 30 des Fahrzeugs mit Allradantrieb 2 zugeführt.
Zudem ist, obwohl in 12 nicht gezeigt, ein Motordrehzahlsensor zum Überwachen der Drehzahl des Motors 31 montiert, und das die Motordrehzahl betreffende Erfassungssignal wird ebenfalls der Steuereinheit 30 zugeführt.
Ferner ist eine, in den Figuren nicht gezeigte Umkehrschaltungseinheit, welche mit dem Motor 31 verbunden ist, zur Drehzahlsteuerung oder -regelung des Motors 31 ebenfalls an dem Fahrzeug mit Allradantrieb 2 montiert.
Die Steuereinheit 30, welche einen Prozessor 51 enthält, der dafür konfiguriert ist, die verschiedenen Signale zu empfangen, und führt Befehle aus, um ausgehend von den verschiedenen Erfassungssignalen, wie oben, einen Steuerbefehl an den Verbrennungsmotor 11, das Automatikgetriebe 12, den Motor 31 und die Kupplung 32 zu senden. Das Steuersystem kann durch die Steuereinheit 30 verkörpert sein.
Die Steuereinheit 30 stellt den Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Vorderräder 15L und 15R und den Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Hinterräder 21L und 21R nach dem gleichen Ablauf wie ein durch die Steuereinheit 10 nach der ersten Ausführungsform ausgeführtes Flussdiagramm (3) ein (Schritte S13 und S14 in 3).
Das Fahrzeug mit Allradantrieb 2 nach dieser Ausführungsform hat die Konfiguration, dass die Hinterräder 21L und 21R durch die Antriebskraft des Motors 31 angetrieben werden. Wenn festgestellt wird, dass die Antriebskraftverteilung an die Hinterräder 21L und 21R erforderlich ist, dreht daher die Steuereinheit 30 den Motor 31 mit einer vorgegebenen Drehzahl und setzt die Kupplung 32 in den eingerückten Zustand.
Wenn dagegen die Antriebskraftübertragung nur an die Vorderräder 15L und 15R notwendig ist, wie beispielsweise beim Fahren mit hohen Geschwindigkeiten, stoppt die Steuereinheit 30 die Drehung des Motors 31 und setzt die Kupplung 32 in den ausgerückten Zustand. Daher treibt beim Fahren mit hohen Geschwindigkeiten auf einer trockenen Fahrbahn das Fahrzeug mit Allradantrieb 2 nur die Vorderräder 15L und 15R an, welches die Hauptantriebsräder sind, und treibt, wenn es notwendig ist, auch die Hinterräder 21L und 21R, welches Nebenantriebsräder sind, in Abhängigkeit z. B. des u der Fahrbahn an. Mit anderen Worten: Auch bei dieser Ausführungsform wird, wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb 2 auf der Straße mit niedrigem μ (Straße mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten μ) angeordnet ist, wie beispielsweise einer nassen Straße oder einer vereisten Straße, der Antriebskraft-Verteilungsbetrag so eingestellt, dass die Differenz zwischen dem Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Vorderräder 15L und 15R und dem Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Hinterräder 21L und 21R klein ist.
Wenn das Fahrzeug mit Allradantriebs 2 auf der Straße mit niedrigem μ rückwärts fährt, müssen an dieser Stelle möglicherweise die Hinterräder 21L und 21R angetrieben werden. In einem solchen Fall kehrt die Steuereinheit 30 eine Richtung des an den Motor 31 gelieferten Stroms um und schaltet die Drehrichtung des Motors 31 um.
Die Steuereinheit 30 des Fahrzeugs mit Allradantrieb 2 nach dieser Ausführungsform stellt, ebenso wie die erste Ausführungsform, den Antriebskraft-Verteilungsbetrag gemäß den in 3 gezeigten Abläufen ein. Daher kann das Durchdrehen der Räder beim Fahren und Starten unter Kontrolle gehalten werden, in welche Richtung auch immer auf der geneigten Straße RS_SL das Fahrzeug mit Allradantrieb 2 zeigt.
[Dritte Ausführungsform]
Die Konfiguration eines Fahrzeugs mit Allradantrieb 3 nach einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung wird unter Verwendung der 13 beschrieben.
Bei der zweiten Ausführungsform wird das Fahrzeug mit Allradantrieb 2 verwendet, welches den Verbrennungsmotor 11 als Antriebsquelle zum Antreiben der Vorderräder 15L und 15R und den Motor 31 als Antriebsquelle zum Antreiben der Hinterräder 21L und 21R hat.
Wie in 13 gezeigt, hat das Fahrzeug mit Allradantrieb 3 nach dieser Ausführungsform einen Motor 34 als eine Antriebsquelle zum Antreiben der Vorderräder 15L und 15R und den Motor 31 als Antriebsquelle zum Antreiben der Hinterräder 21L und 21R.
Der Motor 34 ist in einem vorderen Teil des Kraftfahrzeugs mit Allradantrieb 3 angeordnet und treibt die linke vordere Antriebsachse 14L und die rechte vordere Antriebsachse 14R über eine Kupplung 35, eine Verlangsamungsgetriebeeinheit 36 und das vordere Differentialgetriebe 13 an.
Dagegen ist, wie bei der zweiten Ausführungsform, der Motor 31 in einem hinteren Teil des Fahrzeugs mit Allradantrieb 3 angeordnet und treibt die linke hintere Antriebsachse 20L und die rechte hintere Antriebsachse 20R durch die Kupplung 32 und das Differentialgetriebe 19 an.
Bei dieser Ausführungsform führt die Steuereinheit des Fahrzeugs mit Allradantrieb 3, obwohl die Darstellung, welche die die Steuerung oder Regelung betreffende Konfiguration zeigt, entfällt, alle Steuerungen oder Regelungen der Drehung der Motoren 31 und 34, der Drehmomenteinstellung und des Umschaltens der Drehrichtung aus und führt auch eine Steuerung oder Regelung zum Ausrücken der Kupplungen 32 und 35 aus. Folglich kann das Fahrzeug mit Allradantrieb 3 bis zu dem Grad von Vorderräder:Hinterräder = 100:0 bis 0:100 (%) steuern oder regeln, und kann mehr in Abhängigkeit der Fahrbahnbedingungen oder des Fahrszenarios (Zustands) steuern oder regeln. Daher kann bei dem Fahrzeug mit Allradantrieb 3 gemäß dieser Ausführungsform, obwohl ein „Hauptantriebsrad” und ein „Nebenantriebsrad” genau genommen nicht verwendet werden, das Antriebsrad, welches beim normalen Fahren, wie auf der ebenen Straße, hauptsächlich antreibt, als ein „Hauptantriebsrad” bezeichnet werden.
Die Steuereinheit des Fahrzeugs mit Allradantrieb 3 nach dieser Ausführungsform stellt, ebenso wie bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform, den Antriebskraft-Verteilungsbetrag gemäß den in 3 gezeigten Abläufen ein. Mit andern Worten: Die Steuereinheit gemäß dieser Ausführungsform stellt ebenfalls den Antriebskraft-Verteilungsbetrag so ein, dass die Differenz zwischen dem Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Vorderräder 15L und 15R und dem Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Hinterräder 21L und 21R klein ist. Daher kann das Durchdrehen der Räder beim Fahren und Starten unter Kontrolle gehalten werden, in welche Richtung auch immer auf der geneigten Straße RS_SL das Fahrzeug mit Allradantrieb 3 zeigt.
[Modifikation]
Bei der ersten Ausführungsform, wie unter Verwendung der 9 und 10 beschrieben, werden hinsichtlich der Richtung, in die das Fahrzeugs vorzurücken versucht, die den Lenkwinkel betreffenden Signale von dem Lenkwinkelsensor verwendet, doch ist diese Erfindung nicht darauf beschränkt. Darüber hinaus können die Informationen von einem Navigationssystem verwendet werden.
Ferner ist bei dieser Erfindung zum Einstellen des Antriebskraft-Verteilungsbetrag die Berücksichtigung des Lenkwinkels nicht immer notwendig, und er könnte aus dem Fahrbahngradientenwert eingestellt werden, welcher aus dem Längs-G-Wert und dem Quer-G-Wert eingestellt wird.
Zudem wird von der ersten Ausführungsform bis zur dritten Ausführungsform der Antriebskraft-Verteilungsbetrag in Abhängigkeit der Richtungen der Fahrzeuge mit Allradantrieb 1, 2 und 3 oder der Lenkwinkel auf der geneigten Straße RS_SL eingestellt. Zusätzlich dazu kann diese Erfindung den Reibungskoeffizienten (μ) der Fahrbahn auf der geneigten Straße RS_SL zu einer Anforderung beim Einstellen des Antriebskraft-Verteilungsbetrags machen. Als ein Verfahren zum Einschätzen des Reibungskoeffizienten μ auf der Fahrbahn können beispielsweise der Betriebszustand von Scheibenwischern, die Außenlufttemperatur, das Lenkdrehmoment/der elektrische Strom des Motors der Servolenkung und dergleichen verwendet werden. Wenn die Wischer in Betrieb sind, wird angenommen, dass es regnet und der Reibungswiderstand der Fahrbahn gering ist (Straße mit niedrigem μ).
Es wird angenommen, dass der Reibungskoeffizient μ wegen der vereisten Fahrbahn niedrig ist, wenn die Außenlufttemperatur unter 0°C liegt. Außerdem wird, bezüglich Lenkdrehmoment/elektrischer Strom des Motors der Servolenkung angenommen, dass der Unterstützungsbetrag klein ist und der Reibungswiderstand der Fahrbahn gering ist, wenn der elektrische Strom des Motors der Servolenkung zu dem Eingangs-Lenkdrehmoment niedrig ist.
Bei der zweiten Ausführungsform wird das Fahrzeug mit Allradantrieb 2, welches den Verbrennungsmotor 11 und den Motor 31 als Antriebsquelle hat, verwendet, und bei der dritten Ausführungsform wird das Fahrzeug mit Allradantrieb 3, welches zwei Motoren 31 und 34 als Antriebsquelle hat, verwendet. Davon abweichend kann, wenn diese Erfindung auf das Fahrzeug mit Allradantrieb verwendet wird, welches vier Radnabenmotoren hat, der ähnliche Effekt wie oben erzielt werden.
Außerdem sind von der ersten Ausführungsform bis zur dritten Ausführungsform Verfahren zum Einstellen des Antriebskraft-Verteilungsbetrags an die Fahrzeuge mit Allradantrieb 1, 2 und 3 gezeigt. Das Verfahren zum Einstellen des Fahrbahngradientenwerts aus dem Längs-G-Wert und dem Quer-G-Wert und zum Einstellen der Fahrzeugrichtung zu der Richtung der Hauptsenkrechten ist nicht auf das Fahrzeug mit Allradantrieb beschränkt und kann auf eine große Auswahl an Fahrzeugen angewendet werden. Beispielsweise für Fahrzeuge mit Zweiradantrieb, wie Frontmotor/Frontantrieb-Fahrzeuge, Frontmotor/Heckantrieb-Fahrzeuge, Heckmotor/Heckantrieb-Fahrzeige oder Mittemotor/Heckantrieb-Fahrzeuge, ist es ausgehend von dem eingestellten Fahrbahngradientenwert möglich, den Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die bilateralen Räder einzustellen und auch die Dämpfungskraft der Aufhängung einzustellen.
Außerdem werden der aus dem Längs-G-Wert und dem Quer-G-Wert eingestellte Fahrbahngradientenwert einem Prozessor einer Antischlupfregelung (TCS – Traction Control System) oder einem Prozessor einer Fahrdynamikregelung oder elektronischen Stabilitätskontrolle (ESC – Electronic Stability Control) zugeführt und dann auch bei der Steuerung oder Regelung derselben verwendet.
Ferner werden bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform die Frontmotor/Frontantrieb-basierten Fahrzeuge mit Allradantrieb 1 und 2 als ein Beispiel verwendet, doch ist diese Erfindung nicht darauf beschränkt, und das Frontmotor/Heckantrieb-basierte Fahrzeug mit Allradantrieb oder das Mittemotor/Heckantrieb-basierte Fahrzeug mit Allradantrieb können ebenso verwendet werden. Für diese Fahrzeuge mit Allradantrieb können die Hinterräder das Hauptantriebsrad sein, und die Vorderräder können das Nebenantriebsrad sein. Ein derartiges Fahrzeug mit Allradantrieb, bei dem Hinterräder die Hauptantriebsräder sind, wird gefahren, indem beim Fahren auf der ebenen Straße die Antriebskraft nur an die Hinterräder verteilt wird, und beim Fahren auf der Straße mit niedrigem μ kann der Antriebskraft-Verteilungsbetrag, welcher die Antriebskraftverteilung an die Vorderräder erhöht, so eingestellt werden, dass die Differenz zwischen dem Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Vorderräder und dem Antriebskraft-Verteilungsbetrag an die Hinterräder klein ist.
Außerdem steuert oder regelt bei der zweiten Ausführungsform zwar eine Steuereinheit 30 den Verbrennungsmotor 11, das Automatikgetriebe 12 und den Motor 31, doch können diese in zwei Teile aufgeteilt werden, und eine gegenseitig mitwirkende Steuerung oder Regelung kann ausgeführt werden. Die Steuereinheit gemäß der dritten Ausführungsform ist ebenso die gleiche.
Außerdem bestimmt in Schritt S12 in 3 die Steuereinheit, ob der Lenkwinkel gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist, wenn der Lenkwinkel gleich dem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist, wird der Antriebskraft-Verteilungsbetrag in Abhängigkeit des Lenkwinkels und des Fahrbahngradientenwerts eingestellt. Wenn der Lenkwinkel groß ist, wird an dieser Stelle davon ausgegangen, dass ein sogenanntes Phänomen des Bremsens in engen Kurven aufgetreten sein könnte. Folglich wäre eine Beschränkung des Antriebskraft-Verteilungsbetrags auf das Nebenantriebsrad auch möglich, um das Auftreten des Phänomens des Bremsens in engen Kurven unter Kontrolle zu halten.
Zudem sind in 2 zwar der Längs-G-Sensor 26 und der Quer-G-Sensor 27 als separate Vorrichtungen gezeigt, doch ist diese Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können durch Verwendung eines zweidimensionalen G-Sensors die Längsbeschleunigung und die Querbeschleunigung erfasst werden.
Durch Speichern von Informationen über den Reibungswiderstand zwischen der Fahrbahn und den Reifen zu einer vorhergehenden festen Zeitspanne, können zudem die Informationen zum Einstellen des Antriebskraft-Verteilungsbetrags verwendet werden. Daher kann die Steuerung oder Regelung unter Berücksichtigung des Faktors der Greifkraft der Reifen ausgeführt werden.
Bezugszeichenliste

1, 2, 3: Fahrzeug mit Allradantrieb
10, 30: Steuereinheit (Steuersystem)
11: Verbrennungsmotor (Antriebsquelle)
12: Automatikgetriebe
15L und 15R: Vorderräder (Hauptantriebsräder)
18: elektronisch gesteuerte 4WD-Kupplung (Antriebskraftverteilungsvorrichtung)
21L, 21R: Hinterräder (Nebenantriebsräder)
25: Lenkwinkelsensor
26: Längs-G-Sensor
27: Quer-G-Sensor
31, 34: Motor (Antriebsquelle)
32, 35: Kupplung
33, 36: Verlangsamungsgetriebeeinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2001-225657 A [0004]

Claims

Steuer- oder Regelsystem für ein Fahrzeug mit Vierrad- bzw. Allradantrieb (1; 2; 3), wobei das Fahrzeug eine Antriebsquelle (11, 31, 34) zum Erzeugen einer Antriebskraft für Fahren des Fahrzeugs, Vorderräder (15L, 15R) und Hinterräder (21L, 21R) und eine Antriebskraft-Verteilungsvorrichtung (18) zum Verteilen der Antriebskraft an die Vorderräder (15L, 15R) und die Hinterräder (21L, 21R) enthält, wobei das Steuersystem (10; 30) umfasst: einen Prozessor (50; 51), welcher dafür konfiguriert ist, Befehle auszuführen zum: Feststellen, ob das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) auf einer geneigten Straße (RS_SL) in eine Schnittrichtung gegen eine Richtung einer maximal geneigten Linie (Dir_FL) zeigt oder nicht; und wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) in die Schnittrichtung zeigt, Einstellen eines Antriebskraft-Verteilungsbetrags derart, dass eine Differenz zwischen einem an die Vorderräder (15L, 15R) verteilten Antriebskraftbetrag und einem an die Hinterräder (21L, 21R) verteilten Antriebskraftbetrag kleiner als in einem Fall ist, in dem sich das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) auf einer ebenen Straße befindet, und Anweisen der Antriebskraftverteilungsvorrichtung (18) derart, dass sie die Antriebskraft durch den eingestellten Antriebskraftverteilungsbetrag verteilt.
Steuer- oder Regelsystem nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) einen Quer-G-Sensor (27) zum Erfassen einer Beschleunigung in einer horizontalen Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb (1; 2; 3) hat, wenn ein von dem Quer-G-Sensor (27) ausgegebener Quer-G-Wert gleich einem vorgegeben Wert oder größer als dieser ist, der Prozessor (50; 51) feststellt, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2, 3) in die Schnittrichtung zeigt.
Steuer- oder Regelsystem nach Anspruch 2, wobei das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) einen Längs-G-Sensor (26) zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Längsrichtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb (1; 2; 3) hat, wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) auf einer geneigten Straße fährt oder anhält, der von dem Quer-G-Sensor (27) ausgegebene Quer-G-Wert gleich einem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist und ein von dem Längs-G-Sensor (26) ausgegebener Längs-G-Wert gleich einem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist, der Prozessor (50, 51) einen zusammengesetzten G-Wert des Quer-G-Werts und des Längs-G-Werts einstellt und den Antriebskraft-Verteilungsbetrag ausgehend von dem eingestellten zusammengesetzten G-Wert einstellt, und/oder eine Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb (1; 2; 3) gegen die Richtung der maximal geneigten Linie (Dir_FL) einstellt; und/oder einen Fahrbahngradientenwert der geneigten Straße ausgehend von dem eingestellten zusammengesetzten G-Wert einstellt; und/oder den Antriebskraft-Verteilungsbetrag ausgehend von dem eingestellten Fahrbahngradientenwert und der eingestellten Richtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb (1; 2; 3) einstellt.
Steuer- oder Regelsystem nach Anspruch 3, wobei der Prozessor (50; 51) feststellt, ob das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) fährt oder nicht, und wenn festgestellt wird, das das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) fährt, eine erste Korrektur zum Subtrahieren eines G-Werts, welche in Abhängigkeit des Fahrens des Fahrzeugs mit Allradantrieb (1; 2; 3) erzeugt wird, von dem Längs-G-Wert ausführt, und/oder eine zweite Korrektur zum Subtrahieren des G-Werts, welcher in Abhängigkeit des Fahrens des Fahrzeugs mit Allradantrieb (1; 2; 3) erzeugt wird, von dem Quer-G-Wert ausführt.
Steuer- oder Regelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) eine Fahrtrichtungseinschätzungsvorrichtung zum Einschätzen einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs mit Allradantrieb (1; 2; 3) hat, der Prozessor (50; 51) ausgehend von einem auf die Fahrtrichtung bezogenen geschätzten Wert von der Fahrtrichtungseinschätzungsvorrichtung feststellt, ob das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) in einer Steigungsrichtung oder einer Gefällerichtung entlang der geneigten Straße fährt, und wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) in der Steigungsrichtung oder der Gefällerichtung entlang der geneigten Straße fährt, den Antriebskraft-Verteilungsbetrag so einstellt, dass die Differenz zwischen dem an die Vorderräder (15L, 15R) verteilten Antriebskraftbetrag und dem an die Hinterräder (21L, 21R) verteilten Antriebskraftbetrag kleiner als in einem Fall ist, in dem festgestellt wird, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) weder in der Steigungsrichtung noch in der Gefällerichtung entlang der geneigten Straße fährt.
Steuer- oder Regelsystem nach Anspruch 5, wobei die Fahrtrichtungseinschätzungsvorrichtung ein Lenkwinkelsensor (25) zum Erfassen eines Lenkwinkels ist.
Gradientenwerteinstellvorrichtung für ein Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3), welches einen Quer-G-Sensor (27) zum Erfassen einer Beschleunigung in einer horizontalen Richtung des Fahrzeugs (1; 2; 3) und einen Längs-G-Sensor (26) zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Längsrichtung des Fahrzeugs enthält, wobei die Gradientenwerteinstellvorrichtung umfasst: einen Prozessor (50; 51), welcher dafür konfiguriert ist, Befehle auszuführen um, wenn das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) auf der geneigten Straße fährt oder hält, der von dem Quer-G-Sensor (27) ausgegebene Quer-G-Wert gleich einem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist und der von dem Längs-G-Sensor (26) ausgegebene Längs-G-Wert gleich einem vorgegebenen Wert oder größer als dieser ist, einen zusammengesetzten G-Wert des Quer-G-Werts und des Längs-G-Werts einzustellen und einen Fahrbahngradientenwert der geneigten Straße ausgehend von dem zusammengesetzten G-Wert einzustellen.
Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3), welches eine Antriebsquelle (11, 31, 34) zum Erzeugen einer Antriebskraft für Fahren des Fahrzeugs, Vorderräder (15L, 15R) und Hinterräder (21L, 21R) und eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung (18) zum Verteilen der Antriebskraft an die Vorderräder (15L, 15R) und die Hinterräder (21L, 21R) und ein Steuer- oder Regelsystem (10; 30) enthält, welches konfiguriert ist zum: Feststellen, ob das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) auf einer geneigten Straße (RS_SL) in eine Schnittrichtung gegen eine Richtung einer maximal geneigten Linie (Dir_FL) zeigt oder nicht; und wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) in die Schnittrichtung zeigt, Einstellen eines Antriebskraft-Verteilungsbetrags derart, dass eine Differenz zwischen einem an die Vorderräder (15L, 15R) verteilten Antriebskraftbetrag und einem an die Hinterräder (21L, 21R) verteilten Antriebskraftbetrag kleiner als in einem Fall ist, in dem sich das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) auf einer ebenen Straße befindet, und Steuern der Antriebskraftverteilungsvorrichtung (18) derart, dass sie die Antriebskraft durch den eingestellten Antriebskraftverteilungsbetrag verteilt.
Verfahren zum Steuern oder Regeln eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb oder Allradantrieb (1; 2; 3), wobei das Fahrzeug eine Antriebsquelle (11, 31, 34) zum Erzeugen einer Antriebskraft für Fahren des Fahrzeugs, Vorderräder (15L, 15R) und Hinterräder (21L, 21R) und eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung (18) zum Verteilen der Antriebskraft an die Vorderräder (15L, 15R) und die Hinterräder (21L, 21R) enthält, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Feststellen, ob das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) auf einer geneigten Straße (RS_SL) in eine Schnittrichtung gegen eine Richtung eienr maximal geneigten Linie (Dir_FL) zeigt oder nicht; und wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) in die Schnittrichtung zeigt, Einstellen eines Antriebskraft-Verteilungsbetrags derart, dass eine Differenz zwischen einem an die Vorderräder (15L, 15R) verteilten Antriebskraftbetrag und einem an die Hinterräder (21L, 21R) verteilten Antriebskraftbetrag kleiner als in einem Fall ist, in dem sich das Fahrzeug mit Allradantrieb (1; 2; 3) auf einer ebenen Straße befindet, und Anweisen der Antriebskraftverteilungsvorrichtung (18) derart, dass sie die Antriebskraft durch den eingestellten Antriebskraftverteilungsbetrag verteilt.
Computerprogrammprodukt, welches computerlesbare Befehle umfasst, die, wenn sie auf einem geeigneten System geladen sind und ausgeführt werden, die Schritte des Verfahrens des Anspruchs 9 ausführen können.