DE102017126192A1

DE102017126192A1 - Antriebskraftsteuerungsvorrichtung und Verfahren des Steuerns eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102017126192A1
Application number: DE102017126192.3A
Authority: DE
Inventors: Go Nagayama; Akira Kodama
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2016-11-11
Filing date: 2017-11-09
Publication date: 2018-05-17
Also published as: US20180134152A1; JP6787060B2; US10493845B2; JP2018076949A; CN108068618A; CN108068618B

Abstract

Eine Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10, die eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung 1 steuert, die eine Antriebskraft zu einem rechten und linken Hinterrad 105b und 105a mit variablen Verteilungsverhältnissen verteilt, berechnet einen lenkwinkelbasierten Kurvenradius, der gemäß einem Lenkwinkel bestimmt ist, berechnet einen Grenzkurvenradius, der ein minimaler Wert des Kurvenradius ist, mit dem das Fahrzeug eine Kurve fahren kann, während ein stabiler Fahrzustand beibehalten wird, gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit, legt den größeren von dem lenkwinkelbasierten Kurvenradius und dem Grenzkurvenradius als einen Sollkurvenradius fest, berechnet Solldrehzahlen für das rechte und linke Hinterrad 105b und 105a auf der Basis des Sollkurvenradius und der Fahrzeuggeschwindigkeit und stellt die Verteilungsverhältnisse der Antriebskraft zu dem rechten und dem linken Hinterrad 105b und 105a derart ein, dass sich tatsächliche Drehzahlen des rechten und linken Hinterrads 105b und 105a den Solldrehzahlen annähern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebskraftsteuerungsvorrichtung, die eine Antriebskraft einer Antriebsquelle zu einem rechten und einem linken Rad eines Fahrzeugs mit variablen Verteilungsverhältnissen verteilen kann, und ein Verfahren des Steuerns eines Fahrzeugs.
Beschreibung des Stands der Technik
Bis jetzt ist eine Steuerungsvorrichtung, die in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2014-40852 ( JP 2014-40852 A ) beschrieben ist, als eine Steuerungsvorrichtung bekannt, die eine Antriebskraftübertragungsvorrichtung steuert, die eine Antriebskraft zu einem rechten und einem linken Rad eines Fahrzeugs überträgt.
Die Antriebskraftübertragungsvorrichtung, die in JP 2014-40852 A beschrieben ist, hat eine Kurvenradiusschätzeinheit, eine Sollschlupfwinkelberechnungseinheit, eine Solldrehzahlberechnungseinheit und eine Antriebskraftsteuerungseinheit. Die Kurvenradiusschätzeinheit schätzt einen Kurvenradius des Fahrzeugs auf der Basis des Lenkwinkels eines Lenkrads etc. Die Sollschlupfwinkelberechnungseinheit berechnet einen Sollschlupfwinkel gemäß dem geschätzten Kurvenradius. Die Solldrehzahlberechnungseinheit berechnet jeweilige Solldrehzahlen für das rechte und linke Rad auf der Basis des Sollschlupfwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Antriebskraftsteuerungseinheit steuert Antriebskräfte, die zu dem rechten und dem linken Rad zu übertragen sind, derart, dass sich tatsächliche Drehzahlen des rechten und linken Rads den Solldrehzahlen annähern.
Mit der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung, die in JP 2014-40852 A beschrieben ist, kann das Verhalten des Fahrzeugs während einer Kurvenfahrt stabilisiert werden. Falls jedoch der Lenkwinkel größer wird als ein Winkel, bei dem das Fahrzeug eine Kurve fahren kann, während ein stabiler Fahrzustand beibehalten wird, wie beispielsweise in dem Fall, in dem das Lenkrad während einer Kurve bei einer hohen Geschwindigkeit stark betätigt wird, kann der Effekt des Stabilisierens des Verhaltens des Fahrzeugs nicht immer voll gezeigt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebskraftsteuerungsvorrichtung vorzusehen, die das Verhalten eines Fahrzeugs im Vergleich zu dem Fall stabilisieren kann, in dem Antriebskräfte, die zu einem rechten und einem linken Rad zu übertragen sind, derart gesteuert werden, dass sich die tatsächlichen Drehzahlen Solldrehzahlen annähern, die zu einem Lenkwinkel passen, und ein Verfahren des Steuerns eines Fahrzeugs vorzusehen.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Antriebskraftsteuerungsvorrichtung vor, die eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung steuert, die eine Antriebskraft einer Antriebsquelle zu einem rechten und einem linken Rad eines Fahrzeugs mit variablen Verteilungsverhältnissen verteilt.
Die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung hat:

eine erste Kurvenradiusberechnungseinheit, die einen lenkwinkelbasierten Kurvenradius berechnet, der ein Kurvenradius des Fahrzeugs ist, der gemäß einem Lenkwinkel bestimmt ist;
eine zweite Kurvenradiusberechnungseinheit, die einen Grenzkurvenradius, der ein minimaler Wert des Kurvenradius ist, mit dem das Fahrzeug eine Kurve fahren kann, während ein stabiler Fahrzustand beibehalten wird, gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet;
eine Sollkurvenradiusfestlegungseinheit, die den lenkwinkelbasierten Kurvenradius als einen Sollkurvenradius in dem Fall festlegt, in dem der lenkwinkelbasierte Kurvenradius größer als der Grenzkurvenradius ist, und die den Grenzkurvenradius als den Sollkurvenradius in dem Fall festlegt, in dem der lenkwinkelbasierte Kurvenradius kleiner als der Grenzkurvenradius ist;
eine Solldrehzahlberechnungseinheit, die jeweilige Solldrehzahlen für das rechte und linke Rad auf der Basis des Sollkurvenradius, der durch die Sollkurvenradiusfestlegungseinheit festgelegt ist, und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet; und
eine Antriebskraftverteilungsverhältniseinstellungseinheit, die die Verhältnisse einer Verteilung der Antriebskraft zu dem rechten und dem linken Rad derart einstellt, dass sich tatsächliche Drehzahlen des rechten und linken Rads den Solldrehzahlen annähern.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Verfahren des Steuerns eines Fahrzeugs vor, das eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung hat, die eine Antriebskraft einer Antriebsquelle zu einem rechten und einem linken Rad mit variablen Verteilungsverhältnissen verteilt.
Das Verfahren hat folgende Schritte:

Berechnen eines lenkwinkelbasierten Kurvenradius, der ein Kurvenradius des Fahrzeugs ist, der gemäß einem Lenkwinkel bestimmt ist;
Berechnen eines Grenzkurvenradius, der ein minimaler Wert des Kurvenradius ist, mit dem das Fahrzeug eine Kurve fahren kann, während ein stabiler Fahrzustand beibehalten wird, gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit;
Festlegen des größeren von dem lenkwinkelbasierten Kurvenradius und dem Grenzkurvenradius als einen Sollkurvenradius;
Berechnen von jeweiligen Solldrehzahlen für das rechte und linke Rad auf der Basis des Sollkurvenradius und der Fahrzeuggeschwindigkeit; und
Einstellen der Verhältnisse einer Verteilung der Antriebskraft zu dem rechten und dem linken Rad derart, dass tatsächliche Drehzahlen des rechten und linken Rads sich den Solldrehzahlen annähern.

Mit der Antriebkraftsteuerungsvorrichtung und dem Verfahren des Steuerns eines Fahrzeugs gemäß den vorstehend beschriebenen Aspekten ist es möglich, das Verhalten des Fahrzeugs im Vergleich zu dem Fall zu stabilisieren, in dem Antriebskräfte, die zu dem rechten und dem linken Rad zu übertragen sind, derart gesteuert werden, dass sich die tatsächlichen Drehzahlen Solldrehzahlen annähern, die zu einem Lenkwinkel passen.
Figurenliste
Das Vorstehende und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden offensichtlich von der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente darzustellen.

1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel der Gestaltung eines vierradangetriebenen Fahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel der Gestaltung einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung darstellt;
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Steuerungsgestaltung einer Antriebskraftsteuerungsvorrichtung in der Form eines Blockdiagramms darstellt;
4 ist ein Diagramm, das einen Sollschlupfwinkel zu der Zeit darstellt, wenn das vierradangetriebene Fahrzeug durch eine Kurve fährt;
5 ist eine Schnittansicht, die die Gestaltung einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
6 ist ein Diagramm, das eine schematische Gestaltung der Antriebskraftverteilungsvorrichtung darstellt; und
7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Planetenträger darstellt, der eine Vielzahl von Planetenrädern hält.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben.
1 ist ein schematisches Diagramm, das ein schematisches Beispiel der Gestaltung eines vierradangetriebenen Fahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 1 dargestellt ist, hat ein vierradangetriebenes Fahrzeug 100 einen Fahrzeugkörper 101, eine Maschine 102, ein Getriebe 103, ein rechtes und ein linkes Vorderrad 104b und 104a (ein rechtes und ein linkes Rad an der vorderen Seite) und ein rechtes und ein linkes Hinterrad 105b und 105a (ein rechtes und ein linkes Rad an der hinteren Seite). Die Maschine 102 dient als eine Antriebsquelle, die ein Moment zum Fahren erzeugt. Das rechte und linke Vorderrad 104b und 104a dienen als ein Paar bestehend aus einem rechten und einem linken Hauptantriebsrad, zu denen eine Antriebskraft der Maschine 102 immer übertragen wird. Das rechte und linke Hinterrad 105b und 105a dienen als ein Paar bestehend aus einem rechten und einem linken Nebenantriebsrad, zu denen eine Antriebskraft der Maschine 102 gemäß dem Fahrzustand zeitweilig übertragen wird.
Das vierradangetriebene Fahrzeug 100 hat auch, als ein Antriebskraftübertragungssystem, ein vorderes Differenzial 106, eine Antriebswelle 107 und eine Antriebkraftverteilungsvorrichtung 1. Die Antriebskraft der Maschine 102, deren Drehzahl durch das Getriebe 103 geändert worden ist, wird immer zu dem rechten und dem linken Vorderrad 104b und 104a über das vordere Differenzial 106 und ein Paar Antriebswellen 106b und 106a übertragen. Das rechte und linke Vorderrad 104b und 104a werden durch eine Betätigung eines Lenkrads 109 durch einen Fahrer gelenkt.
Die Antriebskraft der Maschine 102, deren Drehzahl durch das Getriebe 103 geändert worden ist, wird zu dem rechten und dem linken Hinterrad 105b und 105a über die Antriebswelle 107, die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 1 und ein Paar Antriebswellen 108b und 108a übertragen. Die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 1 kann die Antriebskraft der Maschine 102 zu dem linken Hinterrad 105a und dem rechten Hinterrad 105b mit variablen Verteilungsverhältnissen verteilen. Die Gestaltung der Antriebskraftverteilungsvorrichtung 1 wird später im Detail beschrieben.
Das vierradangetriebene Fahrzeug 100 hat eine Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10, die die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 1 steuert. Die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 kann die Antriebskräfte, die zu dem linken Hinterrad 105a und dem rechten Hinterrad 105b zu übertragen sind, unabhängig voneinander einstellen. Die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 hat eine erste Kurvenradiusberechnungseinheit 11, eine zweite Kurvenradiusberechnungseinheit 12, eine Sollkurvenradiusfestlegungseinheit 13, eine Solldrehzahlberechnungseinheit 14, eine Antriebskraftverteilungsverhältniseinstellungseinheit 15 und eine Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizientenschätzeinheit 16. Die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 wird später im Detail beschrieben.
Drehzahlsensoren 111 bis 114 sind mit der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 verbunden. Die Drehzahlsensoren 111 bis 114 sind gestaltet, um die Drehzahlen des rechten und linken Vorderrads 104b und 104a und des rechten und linken Hinterrads 105b und 105a zu erfassen. Die Drehzahlsensoren 111 bis 114 sind beispielsweise jeweils aus einem Hall-IC gebildet, der angeordnet ist, um einem magnetischen Ring zugewandt zu sein, der eine Vielzahl von magnetischen Polen hat, die zusammen mit dem rechten und dem linken Vorderrad 104b und 104a und dem rechten und linken Hinterrad 105b und 105a drehen, und geben ein Pulssignal in Zyklen aus, das mit der Drehzahl übereinstimmt. Dies ermöglicht der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 die Drehzahlen des rechten und linken Vorderrads 104b und 104a und des rechten und linken Hinterrads 105b und 105a zu erfassen.
Ein Lenkwinkelsensor 115 ist auch mit der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 verbunden. Der Lenkwinkelsensor 115 erfasst den Drehwinkel (den Lenkwinkel) des Lenkrads 109 von der Neutralposition aus. Dies ermöglicht der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 den Lenkwinkel des Lenkrads 109 zu erfassen.
Ein Beschleunigerbetätigungsbetragssensor 116 ist des Weiteren mit der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 verbunden. Der Beschleunigerbetätigungsbetragssensor 116 erfasst den Betrag, um den ein Beschleunigerpedal 110 niedergedrückt wird. Dies ermöglicht der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 den Beschleunigerbetätigungsbetrag zu erfassen, der mit dem Betrag übereinstimmt, um den das Beschleunigerpedal 110 niedergedrückt wird.
2 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel der Gestaltung der Antriebskraftverteilungsvorrichtung 1 darstellt.
Die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 1 hat ein Gehäusebauteil, ein Eingangsdrehbauteil 3 und ein Paar von Drehmomentkopplungen 4. Das Gehäusebauteil 20 hat einen ersten bis dritten Aufnahmeraum 20a bis 20c im Inneren. Das Eingangsdrehbauteil 3 ist in dem ersten Aufnahmeraum 20a des Gehäusebauteils 20 aufgenommen. Das Paar Drehmomentkopplungen 4 ist in dem zweiten und dem dritten Aufnahmeraum 20b und 20c aufgenommen, zwischen denen der erste Aufnahmeraum 20a angeordnet ist.
Die Drehmomentkopplung 4, die in dem zweiten Aufnahmeraum 20b aufgenommen ist, und die Drehmomentkopplung 4, die in dem dritten Aufnahmeraum 20c aufgenommen ist, haben eine gleiche Gestaltung. In dem Fall, in dem es notwendig ist, die Drehmomentkopplungen 4 in der folgenden Beschreibung voneinander zu unterscheiden, wird die Drehmomentkopplung 4, die in dem zweiten Aufnahmeraum 20b aufgenommen ist, als eine erste Drehmomentkopplung 4A bezeichnet, und die Drehmomentkopplung 4, die in dem dritten Aufnahmeraum 20c aufgenommen ist, wird als eine zweite Drehmomentkopplung 4B bezeichnet.
Das Gehäusebauteil 20 ist mit einem Paar Trennwänden 21 versehen, die den ersten Aufnahmeraum 20a und den zweiten Aufnahmeraum 20b voneinander trennen und die den ersten Aufnahmeraum 20a und den dritten Aufnahmeraum 20c voneinander trennen. Jede von dem Paar Trennwänden 21 ist mit einem Durchgangsloch 21a ausgebildet, das den ersten Aufnahmeraum 20a mit dem zweiten Aufnahmeraum 20b und dem dritten Aufnahmeraum 20b verbindet.
Das Eingangsdrehbauteil 3 hat ein erstes Bauteil 31 und ein zweites Bauteil 32. Das erste Bauteil 31 ist durch das Gehäusebauteil 20 drehbar gestützt. Das zweite Bauteil 32 ist ein ringförmiges Tellerrad. Das erste Bauteil 31 und das zweite Bauteil 32 sind durch eine Vielzahl von Bolzen 33 miteinander gekoppelt. Das erste Bauteil 31 hat einen zylindrischen Abschnitt 311 und einen Flanschabschnitt 312, die einstückig miteinander sind. Ein Durchgangsloch 31a ist in dem Mittenabschnitt des zylindrischen Abschnitts 311 ausgebildet, der eine zylindrische Form hat. Der Flanschabschnitt 312 ist ausgebildet, um von der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 311 nach außen vorzustehen. Das zweite Bauteil 32 ist an dem distalen Endabschnitt des Flanschabschnitts 312 fixiert und kämmt mit einem Zahnradabschnitt 107a, der an einem Ende der Antriebswelle 107 ausgebildet ist, die durch eine erste Öffnung 200a des Gehäusebauteils 20 hindurch eingesetzt ist. Das erste Bauteil 31 ist durch ein Paar Lager 22 drehbar gestützt, die zwischen den Innenflächen der Durchgangslöcher 21a und dem ersten Gehäusebauteil 31 angeordnet sind.
Die Drehmomentkopplungen 4 haben jeweils eine Mehrplattenkupplung 41, eine elektromagnetische Kupplung 42, einen Nockenmechanismus 43, eine Innenwelle 44 und ein Gehäuse 40, das diese Komponenten aufnimmt.
Das Gehäuse 40 ist aus einem ersten Gehäusebauteil 401 und einem zweiten Gehäusebauteil 402 gebildet, die gekoppelt sind, um nicht drehbar relativ zueinander zu sein. Das erste Gehäusebauteil 401 hat eine Form eines Zylinders mit Boden. Das zweite Gehäusebauteil 402 ist angeordnet, um einen Endabschnitt des ersten Gehäusebauteils 401 an der Öffnungsseite zu verschließen.
Die Mehrplattenkupplung 41 ist zwischen dem ersten Gehäusebauteil 401 des Gehäuses 40 und der Innenwelle 44 angeordnet, die eine zylindrische Form hat. Die Mehrplattenkupplung 41 ist aus inneren Kupplungsplatten 411 und äußeren Kupplungsplatten 412 gebildet. Die inneren Kupplungsplatten 411 sind mit der Außenumfangsfläche der Innenwelle 44 in Keileingriff, um nicht relativ drehbar zu sein. Die äußeren Kupplungsplatten 412 sind mit der Innenumfangsfläche des ersten Gehäusebauteils 401 in Keileingriff, um nicht relativ drehbar zu sein.
Die elektromagnetische Kupplung 42 hat eine ringförmige Spule 421 und einen Ankernocken 422 und ist auf der Drehachse des Gehäuses 40 angeordnet. Die elektromagnetische Kupplung 42 ist gestaltet, um den Ankernocken 422 in Richtung zu der Spule 421 durch eine Erzeugung einer elektromagnetischen Kraft durch die Spule 421 zu bewegen und um den Ankernocken 422 gegen das zweite Gehäusebauteil 402 reibgleiten zu lassen.
Der Nockenmechanismus 43 hat einen Hauptnocken 431 und Nockenmitläufer 432. Der Hauptnocken 431 ist parallel zu dem Ankernocken 422 entlang der Drehachse des Gehäuses 40. Die Nockenmitläufer 432 haben eine kugelige Form und sind zwischen dem Hauptnocken 431 und dem Ankernocken 422 angeordnet. Die Nockenmitläufer 432 können in jeweiligen Nockennuten rollen, die in dem Ankernocken 422 und dem Hauptnocken 431 ausgebildet sind, um sich in der Umfangsrichtung zu erstrecken. Eine Tiefe der Nockennuten in der Axialrichtung variiert schrittweise bzw. allmählich gemäß der Position in der Umfangsrichtung. Der Nockenmechanismus 43 ist derart gestaltet, dass der Ankernocken 422 eine Drehkraft von dem Gehäuse 40 durch Energiebeaufschlagung der Spule 421 aufnimmt und die Drehkraft in eine Druckkraft umwandelt, die als eine Kupplungskraft der Mehrplattenkupplung 41 dient.
Wenn der Umfang der Energiebeaufschlagung der Spule 421 größer wird, erhöht sich die Reibungskraft zwischen dem Ankernocken 422 und dem zweiten Gehäusebauteil 402 und der Hauptnocken 431 drückt die Mehrplattenkupplung 41 fester. Das heißt die Drehmomentkopplung 4 kann die Druckkraft der Mehrplattenkupplung 41 gemäß dem Umfang einer Energiebeaufschlagung der Spule 421 variabel steuern und kann daher den Betrag eines Drehmoments einstellen, das zwischen dem Gehäuse 40 und der Innenwelle 44 übertragen wird.
Ein Ende der Antriebswelle 108a für das linke Hinterrad, die durch eine zweite Öffnung 200b des Gehäusebauteils 20 eingesetzt ist, ist mit der Innenwelle 44 in der ersten Drehmomentkopplung 4A durch eine Keilpassung derart gekoppelt, dass die Antriebswelle 108a nicht drehbar relativ zu der Innenwelle 44 ist. Des Weiteren ist ein Ende der Antriebswelle 108b für das rechte Hinterrad, die durch eine dritte Öffnung 200c des Gehäusebauteils 20 hindurch eingesetzt ist, mit der Innenwelle 44 in der zweiten Drehmomentkopplung 4B durch eine Keilpassung derart gekoppelt, dass die Antriebswelle 108b nicht relativ zu der Innenwelle 44 drehbar ist. Die Mehrplattenkupplung 41 in der ersten Drehmomentkopplung 4A ist ein Ausführungsbeispiel der „linken Kupplung“ der vorliegenden Erfindung, die eine Antriebskraft zu dem linken Hinterrad 105a überträgt. Die Mehrplattenkupplung 41 in der zweiten Drehmomentkopplung 4B ist ein Ausführungsbeispiel der „rechten Kupplung“ der vorliegenden Erfindung, die eine Antriebskraft zu dem rechten Hinterrad 105b überträgt.
Die Gehäuse 40 der ersten Drehmomentkopplung 4A und der zweiten Drehmomentkopplung 4B und der zylindrische Abschnitt 311 des ersten Bauteils 31 des Eingangsdrehbauteils 3 sind durch ein Paar Kopplungsbauteile 23 derart gekoppelt, dass die Gehäuse 40 nicht relativ zu dem zylindrischen Abschnitt 311 drehbar sind. Die Kopplungsbauteile 23 haben jeweils einen säulenförmigen Nabenabschnitt 231 und einen scheibenförmigen Flanschabschnitt 232, die einstückig miteinander sind. Die Nabenabschnitte 231 sind mit der Innenfläche des Durchgangslochs 31a des ersten Bauteils 31 keilgepasst, um nicht relativ drehbar zu sein. Die Flanschabschnitte 232 sind mit den Gehäusen 40 keilgepasst, um nicht relativ drehbar zu sein. Die Nabenabschnitte 231 sind durch die Durchgangslöcher 21a der Trennwände 21 hindurch eingesetzt.
Ein Erregungsstrom wird von der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 zu den Spulen 421 der Drehmomentkopplungen 4 zugeführt. Die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 kann eine Antriebskraft, die von dem Eingangsdrehbauteil 3 zu dem linken Hinterrad 105a übertragen wird, durch Erhöhen und Verringern eines Stroms steuern, der zu der Spule 421 der ersten Drehmomentkopplung 4A zugeführt wird. Des Weiteren kann die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 eine Antriebskraft, die von dem Eingangsdrehbauteil 3 zu dem rechten Hinterrad 105b übertragen wird, durch Erhöhen und Verringern eines Stroms steuern, der zu der Spule 421 der zweiten Drehmomentkopplung 4B zugeführt wird.
Die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 hat beispielsweise eine CPU und ein Speicherelement. Wenn die CPU einen Prozess auf der Basis eines Programms ausführt, das in dem Speicherelement gespeichert ist, funktioniert die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 als die erste Kurvenradiusberechnungseinheit 11, die zweite Kurvenradiusberechnungseinheit 12, die Sollkurvenradiusfestlegungseinheit 13, die Solldrehzahlberechnungseinheit 14, die Antriebskraftverteilungsverhältniseinstellungseinheit 15 und die Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizientenschätzeinheit 16.
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Steuerungsgestaltung der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 in der Form eines Blockdiagramms darstellt. Die erste Kurvenradiusberechnungseinheit 11 berechnet einen lenkwinkelbasierten Kurvenradius, der ein Kurvenradius des Fahrzeugs ist, der gemäß dem Lenkwinkel bestimmt ist, der durch den Lenkwinkelsensor 115 erfasst wird. In dem Ausführungsbeispiel wird der lenkwinkelbasierte Kurvenradius auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, die von dem Lenkwinkel und Signalen erhalten wird, die von den Drehzahlsensoren 111 bis 114 ausgegeben werden. Der lenkwinkelbasierte Kurvenradius ist ein Kurvenradius für einen Fall, in dem das vierradangetriebene Fahrzeug 100 mit einem Lenkwinkel fährt, der durch den Lenkwinkelsensor 115 erfasst wird, wenn die Räder (rechtes und linkes Vorderrad 104b und 104a und rechtes und linkes Hinterrad 105b und 105a) nicht leerdrehen (schlupfen).
Die zweite Kurvenradiusberechnungseinheit 12 berechnet einen Grenzkurvenradius, der der minimale Wert eines Kurvenradius ist, mit dem das Fahrzeug eine Kurve fahren kann, während ein stabiler Fahrzustand beibehalten wird, gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Ausdruck „eine Kurve fahren, während ein stabiler Fahrzustand beibehalten wird“ bezieht sich beispielsweise auf ein Kurvenfahren, während ein Zustand aufrechterhalten wird, bei dem die Räder auf der Fahrbahnoberfläche Griff haben, ohne ein Übersteuern zu verursachen, das ein Gegenlenken erfordert. In dem Ausführungsbeispiel wird der Grenzkurvenradius unter Berücksichtigung des Reibungskoeffizienten der Fahrbahnoberfläche berechnet, der durch die Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizientenschätzeinheit 16 geschätzt wird, die später beschrieben wird. Der Grenzkurvenradius wird größer, wenn der geschätzte Wert des Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizienten, der durch die Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizientenschätzeinheit 16 berechnet wird, kleiner wird.
Die Sollkurvenradiusfestlegungseinheit 13 legt den lenkwinkelbasierten Kurvenradius, der durch die erste Kurvenradiusberechnungseinheit 11 berechnet wird, als einen Sollkurvenradius in dem Fall fest, in dem der lenkwinkelbasierte Kurvenradius größer ist als der Grenzkurvenradius, der durch die zweite Kurvenradiusberechnungseinheit 12 berechnet wird, und legt den Grenzkurvenradius als den Sollkurvenradius in dem Fall fest, in dem der lenkwinkelbasierte Kurvenradius kleiner ist als der Grenzkurvenradius. Mit anderen Worten gesagt legt die Sollkurvenradiusfestlegungseinheit 13 den größeren von dem lenkwinkelbasierten Kurvenradius und dem Grenzkurvenradius als den Sollkurvenradius fest.
Die Solldrehzahlberechnungseinheit 14 berechnet jeweilige Solldrehzahlen für das rechte und linke Hinterrad 105b und 105a auf der Basis des Sollkurvenradius, der durch die Sollkurvenradiusfestlegungseinheit 13 festgelegt wird, und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Solldrehzahlen sind die Drehzahlen des linken Hinterrads 105a und des rechten Hinterrads 105b für einen Fall, in dem das vierradangetriebene Fahrzeug 100, während ein stabiler Fahrzustand beibehalten wird, durch eine Kurve mit dem Sollkurvenradius bei der Fahrzeuggeschwindigkeit fährt, die von Signalen erhalten wird, die von den Drehzahlsensoren 111 bis 114 ausgegeben werden. In dem Ausführungsbeispiel wird ein Sollschlupfwinkel von dem Beschleunigerbetätigungsbetrag und der Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten, und die Solldrehzahlen werden auf der Basis des Sollschlupfwinkels berechnet.
4 ist ein Diagramm, das einen Sollschlupfwinkel α zu der Zeit darstellt, wenn das vierradangetriebene Fahrzeug 100 durch eine Kurve mit einem Kurvenradius R fährt. Der Sollschlupfwinkel α ist ein Winkel, der durch die Richtung, die senkrecht zu einem Liniensegment L, das einen Kurvenmittelpunkt C und einen Schwerpunkt G des vierradangetriebenen Fahrzeugs 100 verbindet (die Bewegungsrichtung des Schwerpunkts, die durch den Pfeil A in 4 gekennzeichnet ist), und eine Fahrzeugmittellinie CL gebildet ist, die sich in der Vorne-Hinten-Richtung des vierradangetriebenen Fahrzeugs 100 durch den Schwerpunkt G hindurch erstreckt. Die Solldrehzahlberechnungseinheit 14 erhält den Schlupfwinkel α beispielsweise mit Bezug auf ein Kennfeld, das in dem Speicherelement gespeichert ist, und berechnet die Solldrehzahlen durch Berechnung unter Verwendung des erhaltenen Schlupfwinkels α. In diesem Fall definiert das Kennfeld, auf das durch die Solldrehzahlberechnungseinheit 14 Bezug genommen wird, die Beziehung zwischen dem Beschleunigerbetätigungsbetrag, der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Sollschlupfwinkel α.
Die Antriebskraftverteilungsverhältniseinstellungseinheit 15 stellt die Verhältnisse einer Verteilung der Antriebskraft zu dem rechten und linken Hinterrad 105b und 105a derart ein, dass sich die tatsächlichen Drehzahlen des rechten und linken Hinterrads 105b und 105a, die von Signalen erhalten werden, die von den Drehzahlsensoren 113 und 114 ausgegeben werden, den Solldrehzahlen annähern. Im Speziellen wird mit Bezug auf eine Antriebskraft, die mit dem Betrag zusammenpasst, um den das Beschleunigerpedal 110 niedergedrückt wird und der durch den Beschleunigerbetätigungsbetragssensor 116 erfasst wird, die Antriebskraft, die zu dem linken Hinterrad 105a über die Mehrplattenkupplung 41 der ersten Drehmomentkopplung 4A zu übertragen ist, erhöht, falls die tatsächliche Drehzahl des linken Hinterrads 105a, die von einem Signal erhalten wird, das von dem Drehzahlsensor 113 ausgegeben wird, niedriger ist als die Solldrehzahl, die durch die Solldrehzahlberechnungseinheit 14 festgelegt ist, und die Antriebskraft, die zu dem linken Hinterrad 105a zu übertragen ist, wird verringert, falls die tatsächliche Drehzahl des linken Hinterrads 105a höher ist als die Solldrehzahl. Die Antriebskraft, die zu dem rechten Hinterrad 105b über die Mehrplattenkupplung 41 der zweiten Drehmomentkopplung 4B zu übertragen ist, wird auch auf die gleiche Weise eingestellt.
Die Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizientenschätzeinheit 16 schätzt den Reibungskoeffizienten der Fahrbahnoberfläche beispielsweise auf der Basis der Außentemperatur, der Reifenreaktionskraft während eines Lenkens, der Betriebsfrequenz eines Scheibenwischers, des Zustands der Fahrbahnoberfläche, der von einem Bild erfasst wird, das die Fahrbahnoberfläche aufnimmt, etc.
Die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 führt die Prozesse der ersten Kurvenradiusberechnungseinheit 11, der zweiten Kurvenradiusberechnungseinheit 12, der Sollkurvenradiusfestlegungseinheit 13, der Solldrehzahlberechnungseinheit 14, der Antriebskraftverteilungsverhältniseinstellungseinheit 15 und der Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizientenschätzeinheit 16 wiederholt in Steuerungszyklen von beispielweise 5 ms aus. Das heißt die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 berechnet einen lenkwinkelbasierten Kurvenradius und einen Grenzkurvenradius, legt den größeren von dem lenkwinkelbasierten Kurvenradius und dem Grenzkurvenradius als einen Sollkurvenradius fest, berechnet jeweilige Solldrehzahlen für das rechte und linke Hinterrad 105b und 105a auf der Basis des Sollkurvenradius und der Fahrzeuggeschwindigkeit und stellt die Verteilungsverhältnisse der Antriebskraft zu dem rechten und linken Hinterrad 105b und 105a derart ein, dass sich die tatsächlichen Drehzahlen des rechten und linken Hinterrads 105b und 105a den Solldrehzahlen annähern, und zwar in vorbestimmten Steuerungszyklen.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, werden in dem Fall, in dem das Lenkrad 109 zu einem größeren Grad betätigt wird als ein Lenkwinkel, der dem Grenzkurvenradius entspricht, jeweilige Solldrehzahlen für das rechte und linke Hinterrad 105b und 105a auf der Basis des Sollkurvenradius, der auf den Grenzkurvenradius festgelegt ist, und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, und die Antriebskräfte für das rechte und linke Hinterrad 105b und 105a werden derart eingestellt, dass sich die tatsächlichen Drehzahlen des rechten und linken Hinterrads 105b und 105a den berechneten Solldrehzahlen annähern. Demzufolge ist es möglich, einen übermäßigen Übersteuerungszustand zu unterdrücken und das Verhalten des vierradangetriebenen Fahrzeugs 100 zu stabilisieren.
In dem Ausführungsbeispiel wird der Grenzkurvenradius unter Berücksichtigung des Reibungskoeffizienten der Fahrbahnoberfläche berechnet, der durch die Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizientenschätzeinheit 16 geschätzt wird. Somit kann der Grenzkurvenradius mit einer höheren Präzision berechnet werden, und es kann beispielsweise verhindert werden, dass der Grenzkurvenradius größer als notwendig wird.
In dem Ausführungsbeispiel werden die Solldrehzahlen für das rechte und linke Hinterrad 105b und 105a auf der Basis des Sollschlupfwinkels berechnet. Somit können die Solldrehzahlen in genauer Weise berechnet werden.
In dem Ausführungsbeispiel werden des Weiteren die Antriebskräfte zu dem linken Hinterrad 105a und dem rechten Hinterrad 105b über die jeweiligen Mehrplattenkupplungen 41 der ersten und zweiten Drehmomentkopplung 4A und 4B übertragen. Somit können die Verteilungsverhältnisse der Antriebskraft zu dem rechten und dem linken Hinterrad 105b und 105a leicht und zuverlässig eingestellt werden.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird als nächstes mit Bezug auf 5 bis 7 beschrieben. Die Gestaltung einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung 1A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, die eine Antriebskraft zu dem rechten und dem linken Hinterrad 105b und 105a verteilt, unterscheidet sich von der der Antriebskraftverteilungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Nachstehend werden hauptsächlich Unterschiede des zweiten Ausführungsbeispiels gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
5 ist eine Schnittansicht, die die Gestaltung einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung 1A gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt. 6 ist ein Diagramm, das eine schematische Gestaltung der Antriebskraftverteilungsvorrichtung 1A darstellt. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Planetenträger 72 darstellt, der eine Vielzahl von Planetenrädern 71 hält.
Die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 1A ist gestaltet, um ein Gehäusebauteil 5, einen Motor 50, einen Differenzialgetriebemechanismus 6, einen Planetengetriebemechanismus 7 und einen Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 8 zu haben. Der Motor 50 ist in dem Gehäusebauteil 5 integriert. Der Differenzialgetriebemechanismus 6 verteilt eine Antriebskraft, die von der Antriebswelle 107 eingegeben wird, zu dem Paar von Antriebswellen 108a und 108b, während er eine Differenzialbewegung gestattet. Der Motor 50 wird durch eine Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10A gesteuert.
Das Gehäusebauteil 5 ist durch miteinander Koppeln von ersten bis dritten Bauteilen 51 bis 53 ausgebildet. Der Differenzialgetriebemechanismus 6 ist in dem ersten Bauteil 51 aufgenommen. Der Planetengetriebemechanismus 7 und der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 8 sind in dem dritten Bauteil 53 aufgenommen. Das zweite Bauteil 52 ist zwischen dem ersten Bauteil 51 und dem dritten Bauteil 53 angeordnet.
Der Differenzialgetriebemechanismus 6 hat ein Tellerrad 61 und ein Differenzialgehäuse 62. Das Tellerrad 61 kämmt mit dem Zahnradabschnitt 107a der Antriebswelle 107. Das Differenzialgehäuse 62 dreht zusammen mit dem Tellerrad 61. Das Differenzialgehäuse 62 ist durch Lager 54 und 55 drehbar gestützt, die koaxial mit dem Paar Antriebswellen 108a und 108b sind, und ist durch miteinander Koppeln eines Körperabschnitts 621 und eines Deckelabschnitts 622 gebildet. Ein Innenzahnrad 621a ist an der Innenumfangsfläche des Körperabschnitts 621 ausgebildet, der eine Form eines Zylinders mit Boden hat. Der Deckelabschnitt 622 ist an der Öffnungsseite des Körperabschnitts 621 angeordnet.
Ein Sonnenrad 63, das in dem Differenzialgehäuse 62 angeordnet ist, ist gekoppelt, um zusammen mit der Antriebswelle 108a zu drehen. Eine Vielzahl von Planetenradpaaren 64 sind zwischen dem Sonnenrad 63 und der Innenumfangsfläche des Körperabschnitts 621 des Differenzialgehäuses 62 angeordnet. Die Planetenradpaare 64 sind jeweils aus einem ersten Planetenrad 641 und einem zweiten Planetenrad 642 gebildet. Das erste Planetenrad 641 kämmt mit dem Innenzahnrad 621a. Das zweite Planetenrad 642 kämmt mit dem Sonnenrad 63. Das erste Planetenrad 641 und das zweite Planetenrad 642 sind von einem Planetenträger 65 drehbar und umlaufbar gehalten, während sie miteinander kämmen. Der Planetenträger 65 ist gekoppelt, um nicht relativ drehbar zu der Antriebswelle 108b in dem Differenzialgehäuse 62 zu sein.
Eine Antriebskraft, die von der Antriebswelle 107 eingegeben wird, wird von dem Tellerrad 61 zu dem Differenzialgehäuse 62 übertragen. Die eingegebene Antriebskraft wird zu den Antriebswellen 108a und 108b übertragen, wenn das Sonnenrad 63 und der Planetenträger 65, die mit dem Differenzialgehäuse 62 über die Vielzahl von Planetenradpaaren 64 gekoppelt sind, gedreht werden. In dem Fall, in dem es eine Differenz einer Drehung zwischen dem rechten und dem linken Hinterrad 105b und 105a gibt, wie während eines Kurvenfahrens des Fahrzeugs, laufen das erste Planetenrad 641 und das zweite Planetenrad 642 um das Sonnenrad 63 um, während sie drehen. Demzufolge verteilt der Differenzialgetriebemechanismus 6 die Antriebskraft, die von der Antriebswelle 107 zu dem Paar von Antriebswellen 108a und 108b eingegeben wird, während er eine Differenzialbewegung gestattet.
Wie in 6 dargestellt ist, sind der Planetengetriebemechanismus 7 und der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 8 zwischen der Antriebswelle 108a und der Antriebswelle 108b vorgesehen. Der Planetengetriebemechanismus 7 kann eine Differenz einer Drehung zwischen den Antriebswellen 108a und 108b bewirken. Der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 8 ist benachbart zu dem Planetengetriebemechanismus 7 angeordnet. Der Planetengetriebemechanismus 7 und der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 8 sind ein Ausführungsbeispiel des Getriebemechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung, der die Drehzahldifferenz zwischen dem linken Hinterrad 105a und dem rechten Hinterrad 105b ändert.
Der Planetengetriebemechanismus 7 ist mit dem Motor 50 antriebsgekoppelt, der in einer hohlen Form ausgebildet ist, und erzeugt eine Drehungsdifferenz zwischen den Antriebswellen 108a und 108b auf der Basis eines Motordrehmoments, das von dem Motor 50 abgegeben wird. Der Planetengetriebemechanismus 7 hat die Vielzahl (vier) von Planetenrädern 71 und den Planetenträger 72. Die Planetenräder 71 sind jeweils durch Koppeln eines ersten Ritzels 711 und eines zweiten Ritzels 712, die unterschiedliche Wälzkreisdurchmesser haben, um nicht relativ drehbar zu sein, gebildet. Der Planetenträger 72 stützt die Planetenräder 71 umlaufbar und drehbar. Die Planetenräder 71 sind derart ausgebildet, dass der Wälzkreisdurchmesser der zweiten Ritzel 712 geringfügig größer ist als der Wälzkreisdurchmesser der ersten Ritzel 711.
Wie in 7 dargestellt ist, hat der Planetenträger 72 eine zylindrische Außenumfangswand 721 und ein Paar Deckelabschnitte 722, die einander zugewandt sind und die beide Endabschnitte der Außenumfangswand 721 teilweise verschließen. Eine Vielzahl von Öffnungsabschnitten 720 sind in der Außenumfangsfläche der Außenumfangswand 721 ausgebildet. Die Anzahl der Öffnungsabschnitte 720 entspricht der Anzahl der Planetenräder 71. Die Planetenräder 71 sind in dem Planetenträger 72 drehbar aufgenommen, wobei jeweilige Zahnabschnitte 711a und 712a der ersten Ritzel 711 und der zweiten Ritzel 712 von den Öffnungsabschnitten 720 nach außen vorstehen. Der Zahnradstützaufbau für die Planetenräder 71 ist gleich zu dem für Planetenräder 81 des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 8, der später beschrieben wird. Deshalb sind Symbole, die zu dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 8 korrespondieren, in Klammern angegeben, um eine detaillierte Beschreibung der Gestaltung des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 8 wegzulassen.
Stützlöcher 722a sind in den Deckelabschnitten 722 des Planetenträgers 72 ausgebildet, um einander an Positionen zugewandt zu sein, die den Öffnungsabschnitten 720 entsprechen. Die Planetenräder 71 sind gestützt, um mit Bezug auf den Planetenträger 72 drehbar zu sein, wobei Wellenabschnitte der Planetenräder 71, die sich entlang der Axialrichtung erstrecken, in die Stützlöcher 722a eingesetzt sind.
Einsetzlöcher 722b sind in den Mittenabschnitten der Deckelabschnitte 722 des Planetenträgers 72 ausgebildet. Die Einsetzlöcher 722b ermöglichen ein Einsetzen der Antriebswelle 108a entlang der Axialrichtung. Der Planetenträger 72 ist durch die Antriebswelle 108a drehbar gestützt, wobei die Antriebswelle 108a durch die Einsetzlöcher 722b eingesetzt ist.
Ein erstes Tellerrad 91 und ein zweites Tellerrad 92 kämmen mit den ersten Ritzeln 711 bzw. den zweiten Ritzeln 712, die über die Öffnungsabschnitte 720 des Planetenträgers 72 nach außen vorstehen. Das zweite Tellerrad 92, das mit den zweiten Ritzeln 712 kämmt, ist gekoppelt, um nicht drehbar relativ zu dem Planetenträger 65 zu sein, der den Differenzialgetriebemechanismus 6 bildet.
Das zweite Tellerrad 92 hat einen rohrförmige Abschnitt 921, durch den hindurch die Antriebswelle 108a eingesetzt ist. Der rohrförmige Abschnitt 921 ist durch ein Kugellager 56 und ein Nadellager 57 drehbar gestützt. Das zweite Tellerrad 92 ist mit der Antriebswelle 108b über den Planetenträger 65 des Differenzialgetriebemechanismus 6 gekoppelt, wobei das distale Ende des rohrförmigen Abschnitts 921 mit dem Planetenträger 65 keilgepasst ist.
Die Außenumfangswand 721 des Planetenträgers 72 ist mit einem Flanschabschnitt 723 versehen, der sich radial nach außen erstreckt. Außenzähne 723a sind an dem Außenumfang des Flanschabschnitts 723 ausgebildet. Der Flanschabschnitt 723 ist mit dem Motor 50 gekoppelt.
Der Motor 50 ist beispielsweise aus einem bürstenlosen Motor gebildet. Der Motor 50 ist koaxial an der radial äußeren Seite des Planetengetriebemechanismus 7 angeordnet und wird durch einen Motorstrom gedreht, der von der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10A zugeführt wird. Die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10A verwendet eine Batterie (nicht dargestellt) als eine Leistungszufuhrquelle und stellt einen Motorstrom durch ein Umschalten auf der Basis einer Pulsbreitenmodulationssteuerung ein. Der Planetenträger 72 ist mit dem Motor 50 gekoppelt, wobei der Flanschabschnitt 723, der an der Außenumfangswand 721 vorgesehen ist, mit dem Innenumfang eines Rotors des Motors 50 keilgepasst ist.
Die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 1A hat den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 8, der gestaltet ist, um das Geschwindigkeitsänderungsverhältnis zu korrigieren, das für den Planetengetriebemechanismus 7 festgelegt ist. Das erste Tellerrad 91, das mit den ersten Ritzeln 711 des Planetengetriebes 71 kämmt, ist mit der Antriebswelle 108a über den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 8 gekoppelt. Das heißt, der Planetengetriebemechanismus 7 hat ein vorbestimmtes Übersetzungsverhältnis auf der Basis der Differenz des Kopfkreisdurchmessers zwischen den ersten Ritzeln 711 und den zweiten Ritzeln 712 des Planetengetriebes 71. Somit würden in dem Fall, in dem der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 8 nicht vorgesehen wäre, der Planetenträger 72 selbst dann gedreht werden, falls keine Differenzialbewegung zwischen den Antriebswellen 108a und 108b während eines Fahrens verursacht würde, und eine Last würde auf den Motor 50 etc. auferlegt werden.
Deshalb ist in dem Ausführungsbeispiel der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 8, der das Geschwindigkeitsänderungsverhältnis aufhebt, das für den Planetengetriebemechanismus 7 festgelegt ist, zwischen dem ersten Tellerrad 91 des Planetengetriebemechanismus 7 und der Antriebswelle 108a angeordnet. Demzufolge ist der Motor 50 gestaltet, um selbst während eines Fahrens in dem Fall nicht gedreht zu werden, in dem keine Differenzialbewegung zwischen den Antriebswellen 108a und 108b verursacht wird. Das heißt der Motor 50 wird mit einer Geschwindigkeit entsprechend der Drehzahldifferenz zwischen den Antriebswellen 108a und 108b gedreht. Ein Motordrehmoment, das von dem Motor 50 abgegeben wird, wirkt, um eines von dem rechten und dem linken Hinterrad 105b und 105a zu beschleunigen und um das andere zu verzögern. Demzufolge werden die Verteilungsverhältnisse der Antriebskraft zu dem rechten und dem linken Hinterrad 105b und 105a eingestellt.
Im Speziellen hat der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 8 eine Vielzahl (vier) von Planetenrädern 81. Die Planetenräder 81 sind jeweils durch Koppeln eines dritten Ritzels 811 und eines vierten Ritzels 812, um nicht relativ drehbar zu sein, gebildet. Das dritte Ritzel 811 hat den gleichen Wälzkreisdurchmesser wie das erste Ritzel 711, das das Planetenrad 71 bildet. Das vierte Ritzel 812 hat den gleichen Wälzkreisdurchmesser wie das zweite Ritzel 712. Die Planetenräder 81 sind durch einen Planetenträger 82 umlaufbar und drehbar gestützt. Der Planetenträger 82 ist durch die Antriebswelle 108a drehbar gestützt, die durch ein Einsetzloch 822b hindurch eingesetzt ist, das in der axialen Mitte ausgebildet ist.
Ein drittes Tellerrad 93 und ein viertes Tellerrad 94 kämmen mit den dritten Ritzeln 811 und den vierten Ritzeln 812, die von Öffnungsabschnitten 820 des Planetenträgers 82 nach außen vorstehen. Das dritte Tellerrad 93 hat die gleiche Gestaltung wie das erste Tellerrad 91. Das vierte Tellerrad 94 hat die gleiche Gestaltung wie das zweite Tellerrad 92. Das dritte Tellerrad 93, das mit den dritten Ritzeln 811 kämmt, ist an der Seite des Planetengetriebemechanismus 7 gekoppelt, um nicht drehbar relativ zu dem ersten Tellerrad 91 zu sein. Das vierte Tellerrad 94 ist gekoppelt, um nicht drehbar relativ zu der Antriebswelle 108a zu sein. Der Planetenträger 82, der die Planetenräder 81 stützt, ist gekoppelt, um nicht drehbar relativ zu dem dritten Bauteil 53 des Gehäusebauteils 5 zu sein, wobei ein Flanschabschnitt 823 (Außenzähne 823a), der an einer Außenumfangswand 821 vorgesehen ist, als ein Kopplungsabschnitt dient.
Das erste Tellerrad 91 und das dritte Tellerrad 93 sind einstückig miteinander ausgebildet mit Innenzähnen der gleichen Form, die parallel an beiden Enden des Innenumfangs einer Hülse 9 angeordnet sind, die eine rohrförmige Form hat. Das vierte Tellerrad 94 hat einen rohrförmigen Abschnitt 941, durch den hindurch die Antriebswelle 108a eingesetzt ist. Der rohrförmige Abschnitt 941 ist durch ein Kugellager 58 drehbar gestützt. Das vierte Tellerrad 94 ist gekoppelt, um nicht drehbar relativ zu der Antriebswelle 108a zu sein, wobei der rohrförmige Abschnitt 941 mit der Antriebswelle 108a keilgepasst ist.
In der Antriebskraftverteilungsvorrichtung 1A, die wie vorstehend beschrieben gestaltet ist, wird der Planetenträger 72 des Planetengetriebemechanismus 7, der mit dem Motor 50 gekoppelt ist, in dem Fall nicht gedreht, in dem keine Differenzialbewegung zwischen den Antriebswellen 108a und 108b bewirkt wird. Des Weiteren kann eine Drehungsdifferenz zwischen den Antriebswellen 108a und 108b durch Drehantreiben des Planetenträgers 72 über den Flanschabschnitt 723 unter Verwendung eines Motordrehmoments bewirkt werden. Die Antriebskraft der Maschine 102 kann zu den Antriebswellen 108a und 108b mit variablen Verteilungsverhältnissen durch Steuern des Motordrehmoments verteilt werden, um in den Planetengetriebemechanismus 7 als ein Steuerungsdrehmoment eingegeben zu werden.
Wie bei der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10A, die die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 1A steuert, die erste Kurvenradiusberechnungseinheit 11, die zweite Kurvenradiusberechnungseinheit 12, die Sollkurvenradiusfestlegungseinheit 13, die Solldrehzahlberechnungseinheit 14, die Antriebskraftverteilungsverhältniseinstellungseinheit 15 und die Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizientenschätzeinheit 16. Jedoch unterscheidet sich der Inhalt einer Steuerung durch die Antriebskraftverteilungsverhältniseinstellungseinheit 15 der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10A von dem Inhalt einer Steuerung durch die Antriebskraftverteilungsverhältniseinstellungseinheit 15 der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10.
Im Speziellen stellt die Antriebskraftverteilungsverhältniseinstellungseinheit 15 der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Antriebskraft, die zu dem rechten und dem linken Hinterrad 105b und 105a übertragen wird, über die Mehrplattenkupplungen 41 der ersten und zweiten Drehmomentkopplungen 4A und 4B ein. Jedoch stellt die Antriebskraftverteilungsverhältniseinstellungseinheit 15 der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10A gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Größe und die Richtung eines Motorstroms, der zu dem Motor 50 der Antriebskraftverteilungsvorrichtung 1A zuzuführen ist, ein, um die Drehzahldifferenz zwischen dem rechten und dem linken Hinterrad 105b und 105a durch den Planetengetriebemechanismus 7 und den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus 8 derart einzustellen, dass sich die tatsächlichen Drehzahlen des rechten und linken Hinterrads 105b und 105a den Solldrehzahlen annähern, die durch die Solldrehzahlberechnungseinheit 14 berechnet werden.
Auch mit dem zweiten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, ist es in gleicher Weise wie mit dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, einen übermäßigen Übersteuerungszustand zu unterdrücken und das Verhalten des Fahrzeugs zu stabilisieren, selbst in dem Fall, in dem das Lenkrad 109 zu einem größeren Grad als ein Lenkwinkel betätigt wird, der dem Grenzkurvenradius entspricht.
Die vorliegende Erfindung kann so modifiziert werden, wie es geeignet ist, ohne von dem Umfang und dem Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise hat die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10, 10A die Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizientenschätzeinheit 16, die den Reibungskoeffizienten der Fahrbahnoberfläche in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel schätzt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10, 10A kann die Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizientenschätzeinheit 16 auch nicht haben. In diesem Fall berechnet die zweite Kurvenradiusberechnungseinheit 12 der Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10, 10A einen Grenzkurvenradius unter Verwendung einer vorbestimmten Konstante, die im Voraus als der Reibungskoeffizient der Fahrbahnoberfläche festgelegt ist. In Anbetracht der Sicherheit ist es wünschenswert, dass die vorbestimmte Konstante beispielsweise ein Wert (beispielsweise 0,4 bis 0,6) entsprechend dem Reibungskoeffizienten einer nassen Fahrbahn ist, der kleiner ist als der Reibungskoeffizient einer trockenen geteerten Fahrbahn (trockenen Fahrbahn).
Eine Antriebskraftsteuerungsvorrichtung 10, die eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung 1 steuert, die eine Antriebskraft zu einem rechten und linken Hinterrad 105b und 105a mit variablen Verteilungsverhältnissen verteilt, berechnet einen lenkwinkelbasierten Kurvenradius, der gemäß einem Lenkwinkel bestimmt ist, berechnet einen Grenzkurvenradius, der ein minimaler Wert des Kurvenradius ist, mit dem das Fahrzeug eine Kurve fahren kann, während ein stabiler Fahrzustand beibehalten wird, gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit, legt den größeren von dem lenkwinkelbasierten Kurvenradius und dem Grenzkurvenradius als einen Sollkurvenradius fest, berechnet Solldrehzahlen für das rechte und linke Hinterrad 105b und 105a auf der Basis des Sollkurvenradius und der Fahrzeuggeschwindigkeit und stellt die Verteilungsverhältnisse der Antriebskraft zu dem rechten und dem linken Hinterrad 105b und 105a derart ein, dass sich tatsächliche Drehzahlen des rechten und linken Hinterrads 105b und 105a den Solldrehzahlen annähern.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 201440852 [0002]
JP 2014040852 A [0002, 0003, 0004]

Claims

Antriebskraftsteuerungsvorrichtung, die eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung steuert, die eine Antriebskraft einer Antriebsquelle zu einem rechten und einem linken Rad eines Fahrzeugs mit variablen Verteilungsverhältnissen verteilt, wobei die Antriebskraftsteuerungsvorrichtung Folgendes aufweist: eine erste Kurvenradiusberechnungseinheit, die einen lenkwinkelbasierten Kurvenradius berechnet, der ein Kurvenradius des Fahrzeugs ist, der gemäß einem Lenkwinkel bestimmt ist; eine zweite Kurvenradiusberechnungseinheit, die einen Grenzkurvenradius, der ein minimaler Wert des Kurvenradius ist, mit dem das Fahrzeug eine Kurve fahren kann, während ein stabiler Fahrzustand beibehalten wird, gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet; eine Sollkurvenradiusfestlegungseinheit, die den lenkwinkelbasierten Kurvenradius als einen Sollkurvenradius in dem Fall festlegt, in dem der lenkwinkelbasierte Kurvenradius größer ist als der Grenzkurvenradius, und die den Grenzkurvenradius als den Sollkurvenradius in dem Fall festlegt, in dem der lenkwinkelbasierte Kurvenradius kleiner ist als der Grenzkurvenradius; eine Solldrehzahlberechnungseinheit, die jeweilige Solldrehzahlen für das rechte und linke Rad auf der Basis des Sollkurvenradius, der durch die Sollkurvenradiusfestlegungseinheit festgelegt ist, und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet; und eine Antriebskraftverteilungsverhältniseinstellungseinheit, die die Verhältnisse einer Verteilung der Antriebskraft zu dem rechten und dem linken Rad derart einstellt, dass sich tatsächliche Drehzahlen des rechten und des linken Rads den Solldrehzahlen annähern.
Antriebskraftsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren mit: einer Fahrbahnoberflächenreibungskoeffizientenschätzeinheit, die einen Reibungskoeffizienten einer Fahrbahnoberfläche schätzt, wobei die zweite Kurvenradiusberechnungseinheit den Grenzkurvenradius unter Berücksichtigung des geschätzten Reibungskoeffizienten der Fahrbahnoberfläche berechnet.
Antriebskraftsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Solldrehzahlberechnungseinheit die Solldrehzahlen auf der Basis eines Sollschlupfwinkels berechnet, der von einem Beschleunigerbetätigungsbetrag und der Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten wird.
Antriebskraftsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Antriebskraftverteilungseinrichtung eine linke Kupplung, die eine Antriebskraft zu dem linken Rad überträgt, und eine rechte Kupplung hat, die eine Antriebskraft zu dem rechten Rad überträgt; und die Antriebskraftverteilungsverhältniseinstellungseinheit die zu übertragenen Antriebskräfte durch die linke Kupplung und die rechte Kupplung einstellt.
Antriebskraftsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Antriebskraftverteilungsvorrichtung einen Getriebemechanismus hat, der eine Drehzahldifferenz zwischen dem linken Rad und dem rechten Rad ändert; und die Antriebskraftverteilungsverhältniseinstellungseinheit die Drehzahldifferenz, die bestimmt ist, durch den Getriebemechanismus einstellt.
Verfahren des Steuerns eines Fahrzeugs, das eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung hat, die eine Antriebskraft einer Antriebsquelle zu einem rechten und einem linken Rad mit variablen Verteilungsverhältnissen verteilt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Berechnen eines lenkwinkelbasierten Kurvenradius, der ein Kurvenradius des Fahrzeugs ist, der gemäß einem Lenkwinkel bestimmt ist; Berechnen eines Grenzkurvenradius, der ein minimaler Wert des Kurvenradius ist, mit dem das Fahrzeug eine Kurve fahren kann, während ein stabiler Fahrzustand beibehalten wird, gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit; Festlegen des größeren von dem lenkwinkelbasierten Kurvenradius und dem Grenzkurvenradius als ein Sollkurvenradius; Berechnen von jeweiligen Solldrehzahlen für das rechte und das linke Rad auf der Basis des Sollkurvenradius und der Fahrzeuggeschwindigkeit; und Einstellen der Verhältnisse einer Verteilung der Antriebskraft zu dem rechten und dem linken Rad derart, dass sich tatsächliche Drehzahlen des rechten und des linken Rads den Solldrehzahlen annähern.