DE102018121458B4 - Vorrichtung zur steuerung von fahrzeugantriebskraft - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugantriebskraft, umfassend:einen Lenkwinkelsensor, der konfiguriert ist, um einen Lenkwinkel eines Fahrzeugs gemäß einer Betätigung eines Lenkrads zu detektieren;eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um eine Antriebskraft einer Antriebsquelle zu einem Paar von vorderen Laufrädern als Hauptantriebsräder und einem Paar von hinteren Laufrädern als untergeordnete Antriebsräder zu verteilen; undein Steuergerät, das ausgelegt ist, um die Antriebsquelle und die Antriebskraftverteilungsvorrichtung zu steuern,wobei das Steuergerät ausgelegt ist:um die Antriebskraft um einen Solldrehmomentreduzierungsbetrag zu reduzieren, der basierend auf einer Lenkgeschwindigkeit gemäß dem vom Lenkwinkelsensor detektierten Lenkwinkel eingestellt wird, um eine Verzögerung des Fahrzeugs zu erzeugen;um die Antriebskraft der Antriebsquelle zu dem Paar vorderer Laufräder und dem Paar hinterer Laufräder auf der Grundlage eines Sollverteilungsbetrags zu verteilen, der für das Paar hinterer Laufräder in Abhängigkeit von einem Fahrzustand eingestellt wird; undum bei der Kurvenfahrt des Fahrzeugs den Sollverteilungsbetrag basierend auf dem Solldrehmomentreduzierungsbetrag zu korrigieren.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugantriebskraft und insbesondere eine Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugantriebskraft, die in der Lage ist, eine Antriebskraft von einer Antriebsquelle gemäß einer Lenkgeschwindigkeit eines Paares von vorderen Laufrädern als Hauptantriebsräder zu reduzieren und die Antriebskraft von der Antriebsquelle auf das Paar von vorderen Laufrädern und ein Paar von hinteren Laufrädern als untergeordnete Antriebsräder zu verteilen.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Bisher war ein Allradfahrzeug bekannt, das ausgebildet ist, um eine Antriebskraft von einem Verbrennungsmotor auf ein Paar von vorderen Laufrädern oder ein Paar von hinteren Laufrädern zu übertragen und einen Teil der übertragenen Antriebskraft über einen Antriebskraftverteilungsmechanismus, wie beispielsweise eine elektronisch gesteuerte Kopplung, auf ein verbleibendes Paar von vorderen Laufrädern oder hinteren Laufrädern zu verteilen, während eine Steuerung der Antriebskraftverteilung durchgeführt wird, um eine adäquate Fahreigenschaften zu gewährleisten.
  • So offenbart beispielsweise Patentschrift 1 ( JP 5 793 877 B2 ) eine Steuervorrichtung für ein Allradantriebfahrzeug, wobei in einer Situation, in der ein von einem Schlupfverhältnisdetektionsmittel erfasstes Schlupfverhältnis eines Paars von Hauptantriebsrädern größer oder gleich einem bestimmten Wert ist, die Steuervorrichtung betreibbar ist, wenn ein Antriebsverlust der Hauptantriebsräder als größer als ein Antriebsverlust ermittelt wird, der durch die Verteilung einer Ausgangsleistung einer Antriebsquelle zu einem Paar untergeordneter Antriebsräder verursacht wird, um die Verteilung der Ausgangsleistung zu den untergeordneten Antriebsrädern zu erhöhen, und, wenn ermittelt wird, dass der Antriebsverlust der Hauptantriebsräder geringer ist als der Antriebsverlust, der durch die Verteilung der Ausgangsleistung zu den untergeordneten Antriebsrädern verursacht wird, um die Verteilung der Ausgangsleistung zu den untergeordneten Antriebsrädern zu verringern. Auf diese Weise wird die Ausgangsleistung (Antriebskraft) so verteilt, dass der gesamte Antriebsverlust im Fahrzeug minimiert wird, so dass es möglich ist, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern.
  • Es ist auch ein Steuersystem bekannt, wie beispielsweise ein Antiblockiersystem, das in der Lage ist, in einer Situation, in der das Verhalten eines Fahrzeugs durch Schlupf der Laufräder oder dergleichen instabil wird, das Fahrzeugverhalten zu steuern, um ein sichereres Fahren zu ermöglichen. Im Einzelnen ist das Steuersystem betreibbar, um das Auftreten von Fahrzeuguntersteuerungs- oder Fahrzeugübersteuerungsverhalten während Fahrzeugkurvenfahrt oder dergleichen zu detektieren und an einem oder mehreren Laufrädern ein geeignetes Maß an Verzögerung anzulegen, um das Verhalten zu unterbinden.
  • Patentschrift 2 ( JP 5 414 454 B2 ) offenbart eine Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugbewegung, die betreibbar ist, um Verzögerung über einen Bremsmechanismus während Fahrzeugkurvenfahrt unter einem normalen Fahrzustand einzustellen, um dadurch basierend auf einem Unterschied im Drehmoment zwischen den rechten und linken Laufrädern positiv ein Ungleichgewicht in Bezug auf das auf die rechten und linken Laufräder eines Fahrzeugs ausgeübte Drehmoment zu bewirken, um eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu steuern, obwohl diese Vorrichtung keine Technik zur Verbesserung von Sicherheit in einem Fahrzustand, der das Fahrzeugverhalten instabil werden lässt, betrifft.
  • In dem Fall, da die Fahrtrichtung des Fahrzeugs basierend auf einer Differenz des Drehmoments zwischen den rechten und linken Laufrädern gesteuert wird, wird eine auf das Fahrzeug ausgeübte Beschleunigung bezüglich jeder von mehreren Fahrphasen segmentiert, so dass Bedenken bestehen, dass eine Änderung einer auf das Fahrzeug ausgeübten Beschleunigung groß wird.
  • Daher hat der vorliegende Anmelder bereits eine Patentanmeldung zu einer Technik zur Glättung der Verbindung zwischen Beschleunigungen, die auf das Fahrzeug (den Insassen) in den Fahrphasen ausgeübt werden, eingereicht.
  • Patentschrift 3 ( JP 5 999 360 B2 ) offenbart eine Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugverhalten, die ein Mittel zur Erfassung einer giergeschwindigkeitsbezogenes Größe und ein Antriebskraftsteuerungsmittel zum Reduzieren einer Antriebskraft für ein Fahrzeug gemäß einer Gierbeschleunigung, die von dem Mittel zur Erfassung einer giergeschwindigkeitsbezogenen Größe erfasst wird, umfasst, wobei das Antriebskraftsteuerungsmittel betreibbar ist, um einen Antriebskraftreduzierungsbetrag zu erhöhen und die Steigerungsrate des Antriebskraftsreduzierungsbetrags zusammen mit einer Erhöhung der Gierbeschleunigung zu verringern. Auf diese Weise wird eine diagonale Rolllage gebildet, um die auf das Fahrzeug ausgeübte Beschleunigungsrichtung in eine dreidimensionale Richtung zu ändern und gleichzeitig unabhängig von den Fahrphasen eine quantitative Änderung der Beschleunigung während Fahrzeugkurvenfahrt zu unterdrücken.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Technisches Problem
  • Die in Patentschrift 3 offenbarte Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugverhalten (diese Steuerung wird nachstehend als „GVC“ bezeichnet) ist ausgebildet, um die Fahrzeugantriebskraft zu steuern, um dadurch den Fahrkomfort eines Insassen und die Einlenkfähigkeit des Fahrzeugs zu verbessern
  • Wenn diese GVC jedoch bei einem Fahrzeug genutzt wird, das mit einem Antriebskraftverteilungsmechanismus zum Verteilen einer Antriebskraft von einer Antriebsquelle auf ein Paar Hauptantriebsräder (vordere Laufräder) und ein Paar untergeordnete Antriebsräder (hintere Laufräder) ausgestattet ist, besteht die Möglichkeit, dass die gewünschten Wirkungen sowohl der GVC als auch der Antriebskraftverteilungssteuerung nicht erzielt werden können.
  • Wie in den Zeitdiagrammen von 9(a) bis 9(c) angegeben entspricht bei Kurvenfahrt eines Fahrzeugs ein Zeitraum von Zeit t1 bis Zeit t2 einem Einlenkzeitraum, in dem ein Lenkwinkel eines Lenkrads vergrößert wird (anfängliche Drehung und zusätzliche Drehung eines Lenkrads). Weiterhin entspricht ein Zeitraum von der Zeit t2 bis zur Zeit t3 einem Kurvenfahrtzeitraum mit konstanter Geschwindigkeit, in der der Lenkwinkel konstant gehalten wird, und ein Zeitraum von der Zeit t3 bis zur Zeit t4 entspricht einem Auslenkzeitraum, in dem der Lenkwinkel reduziert wird (Zurückdrehen des Lenkrads).
  • Wie in einem Zeitdiagramm von 9(d) angegeben wird bei der GVC eine Antriebskraft eines Verbrennungsmotors innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne ab Lenkbeginn reduziert, um einen Ausgangspunkt für das gleichzeitige Erzeugen von Rollen und Nicken zu bilden, um eine Lage eines Fahrzeugs bei Fortbewegung zu einer schräg nach vorne geneigten diagonalen Rolllage zu ändern, in der das Fahrzeug von einer äußeren Position eines vorderen Endes desselben in Bezug auf einen Kurvenverlauf in eine innere Position eines hinteren Endes desselben in Bezug auf den Kurvenverlauf geneigt ist.
  • Weiterhin wird die Lage des Fahrzeugs bei Fortbewegung kurz nach Beginn der Kurvenfahrt zu der diagonalen Rolllage geändert, um eine Seitenführungskraft der vorderen Laufräder als Antriebsräder zu erhöhen (um eine Seitenführungskraft der hinteren Laufräder relativ zu verringern), um ein bestimmtes Giermoment in einer Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs zu erzeugen, um dadurch das Ansprechvermögen des Kurvenverhaltens zu verbessern.
  • Andererseits ist das Fahrzeug, das mit dem in Patentschrift 1 offenbarten Antriebskraftverteilungsmechanismus ausgestattet ist, ausgebildet, um die Rate der Antriebskraftverteilung zu den untergeordneten Antriebsräder zu erhöhen, wenn das Schlupfverhältnis der Hauptantriebsräder zunimmt.
  • Wie in einem Zeitdiagramm von 9(e) angegeben wird bei dem vorstehenden Allradfahrzeug in dem Zeitraum von der Zeit t1 bis zur Zeit t2, in dem das Schlupfverhältnis der Hauptantriebsräder nach Beginn des Lenkens allmählich zunimmt, die Rate der Antriebskraftverteilung zu den untergeordneten Antriebsrädern erhöht. Auf diese Weise wird die Seitenführungskraft des Hauptantriebsrades reduziert, während die Seitenführungskraft der untergeordneten Antriebsräder relativ erhöht wird, um dadurch die Fahrstabilität zu gewährleisten.
  • D.h. in dem Fall, da die GVC bei dem Allradfahrzeug eingesetzt wird, ist eine Steuerungsrichtung der Seitenführungskraft der Hauptantriebsräder (der vorderen Laufräder) in dem Einlenkzeitraum durch die GVC (die in zunehmender Richtung gesteuerte Seitenführungskraft) entgegengesetzt zu einer Steuerungsrichtung der Seitenführungskraft der Hauptantriebsräder in dem Einlenkzeitraum durch die Antriebskraftverteilungssteuerung (die in reduzierender Richtung gesteuerte Seitenführungskraft), so dass es schwierig wird, die Lage des Fahrzeugs bei Fortbewegung zu der diagonalen Rolllage zu ändern, um ein der Kurvenfahrt entsprechendes Giermoment zu erzeugen. So besteht die Möglichkeit, dass es nicht gelingt, das Ansprechvermögen des Kurvenverhaltens zu verbessern.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugantriebskraft bereitzustellen, die in der Lage ist, Fahrstabilität zu gewährleisten, ohne das Ansprechvermögen des Kurvenverhaltens zu beeinträchtigen, das basierend auf der Erzeugung eines Giermoments verbessert wird.
  • Lösung des Problems
  • Zum Verwirklichen der vorstehenden Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugantriebskraft vor, welche umfasst: einen Lenkwinkelsensor, der ausgebildet ist, um einen Lenkwinkel eines Fahrzeugs gemäß einer Betätigung eines Lenkrads zu detektieren; eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung, die ausgebildet ist, um eine Antriebskraft einer Antriebsquelle zu einem Paar von vorderen Laufrädern als Hauptantriebsräder und einem Paar von hinteren Laufrädern als untergeordnete Antriebsräder zu verteilen; und ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Antriebsquelle und die Antriebskraftverteilungsvorrichtung zu steuern, wobei das Steuergerät ausgebildet ist: um die Antriebskraft um einen Solldrehmomentreduzierungsbetrag zu reduzieren, der basierend auf einer Lenkgeschwindigkeit gemäß dem vom Lenkwinkelsensor detektierten Lenkwinkel eingestellt wird, um eine Verzögerung des Fahrzeugs zu erzeugen; um die Antriebskraft der Antriebsquelle zu dem Paar vorderer Laufräder und dem Paar hinterer Laufräder auf der Grundlage eines Sollverteilungsbetrags zu verteilen, der für das Paar hinterer Laufräder in Abhängigkeit von einem Fahrzustand eingestellt wird; und um den Sollverteilungsbetrag basierend auf dem Solldrehmomentreduzierungsbetrag Lenkbewegung des Fahrzeugs zu korrigieren.
  • Bei der Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugantriebskraft der vorliegenden Erfindung ist das Steuergerät ausgebildet, um die Antriebskraft um einen Solldrehmomentreduzierungsbetrag zu reduzieren, der basierend auf der Lenkgeschwindigkeit eingestellt ist, um dadurch eine Verzögerung in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs zu erzeugen, so dass es möglich ist, eine Lage des Fahrzeugs bei Fortbewegung unmittelbar nach Beginn der Kurvenfahrt zu einer diagonalen Rolllage zu ändern.
  • Weiterhin ist das Steuergerät ausgebildet, um die Antriebskraft von der Antriebsquelle zu dem Paar vorderer Laufräder und dem Paar hinterer Laufräder auf der Grundlage eines für die hinteren Laufräder in Abhängigkeit von einem Fahrzustand eingestellten Sollverteilungsbetrag zu verteilen, so dass es möglich wird, den Schlupf der vorderen Laufräder mittels Verteilung der Antriebskraft mühelos zu unterbinden.
  • Darüber hinaus ist das Steuergerät ausgebildet, um während Kurvenfahrt des Fahrzeugs den Sollverteilungsbetrag basierend auf dem Solldrehmomentreduzierungsbetrag zu korrigieren, so dass es möglich wird, Fahrstabilität zu gewährleisten, ohne das Ansprechvermögen des Kurvenverhaltens, das durch Erzeugung eines Giermoments verbessert wird, zu beeinträchtigen.
  • Vorzugsweise ist das Steuergerät bei der Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugantriebskraft der vorliegenden Erfindung ausgebildet, um den Sollverteilungsbetrag so zu korrigieren, dass bei Lenkbewegung des Fahrzeugs der Sollverteilungsbetrag basierend auf dem Solldrehmomentreduzierungsbetrag reduziert wird.
  • Gemäß diesem Merkmal wird es möglich, während Kurvenfahrt des Fahrzeugs eine Seitenführungskraft der vorderen Laufräder als Hauptantriebsräder zu erhöhen und gleichzeitig eine Drehzahldifferenz zwischen dem Paar vorderer Laufräder und dem Paar hinterer Laufräder zu absorbieren, um dadurch das Einlenkvermögen zu verbessern.
  • Vorzugsweise ist bei der Vorrichtung zur Steuerung der Fahrzeugantrieb der vorliegenden Erfindung das Steuergerät ausgebildet, um den Sollverteilungsbetrag basierend auf einer Ausgangsdauer oder einem Ausgangsbetrag des Solldrehmomentreduzierungsbetrags zu korrigieren.
  • Gemäß diesem Merkmal wird es möglich, die Lage des Fahrzeugs bei Fortbewegung zuverlässig zu der diagonalen Rolllage zu ändern.
  • Vorzugsweise ist das Steuergerät bei der Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugantriebskraft der vorliegenden Erfindung ausgebildet, um das Korrigieren des Sollverteilungsbetrags zu stoppen, wenn die Lenkgeschwindigkeit unter einen Bestimmungsschwellenwert fällt.
  • Gemäß diesem Merkmal wird es möglich, den Schlupf der Laufräder zu unterbinden und gleichzeitig das Kurvenverhalten beizubehalten.
  • Vorzugsweise ist das Steuergerät bei der Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugantriebskraft der vorliegenden Erfindung ausgebildet, um das Korrigieren des Sollverteilungsbetrags zu unterbinden, wenn das Lenkrad zurückgedreht wird.
  • Gemäß diesem Merkmal wird es möglich, den Schlupf der Laufräder zu unterbinden, ohne dass einem Insassen durch die Drehmomentreduzierung ein schleppendes Gefühl vermittelt wird.
  • Vorzugsweise ist die Antriebskraftverteilungsvorrichtung bei der Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugantriebskraft der vorliegenden Erfindung eine elektromagnetische Kopplung, die so ausgebildet ist, dass eine Rate der zu dem Paar hinterer Laufräder übertragenen Antriebskraft durch Ändern eines Eingriffsdrehmoments der Kopplung variiert werden kann.
  • Gemäß diesem Merkmal wird es möglich, die Verteilung der Antriebskraft von der Antriebsquelle durch eine einfache Konfiguration zu realisieren.
  • [Wirkung der Erfindung]
  • Die Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugantriebskraft der vorliegenden Erfindung kann koordinativ die Steuerung zum Reduzieren der Antriebskraft der Antriebsquelle gemäß der Lenkgeschwindigkeit und die Steuerung zum Verteilen der Antriebskraft der Antriebsquelle zu dem Paar vorderer Laufräder und dem Paar hinterer Laufräder durchführen, um Fahrstabilität zu gewährleisten, ohne das Ansprechvermögen des Kurvenverhaltens zu beeinträchtigen, das durch die Erzeugung eines Giermoments verbessert wird.
  • KURZBESCHREIBUNG DER MEHREREN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
    • 1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm, das schematisch ein mit einer Vorrichtung zur Steuerung von Antriebskraft ausgestattetes Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
    • 2 ist ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Steuerung von Antriebskraft.
    • 3 ist ein Kennfeld zusätzlicher Sollverzögerung.
    • 4 ist ein DS-µ-Kennfeld.
    • 5 ist ein Verteilungsratenkennfeld für eine elektromagnetische Kopplung.
    • 6 ist ein Flussdiagramm, das Schritte zur Abarbeitung der Verhaltenssteuerung darstellt.
    • 7 ist ein Flussdiagramm, das Schritte zur Abarbeitung der Antriebskraftverteilungssteuerung darstellt.
    • 8 ist eine Darstellung von Zeitdiagrammen, die zeitliche Änderungen verschiedener Parameter in einer Situation darstellen, in der das Fahrzeug in dieser Ausführungsform in einem Uhrzeigersinn einlenkt, wobei: 8(a) eine schematische Draufsicht ist, die das im Uhrzeigersinn einlenkende Fahrzeug darstellt; 8(b) ein Diagramm ist, das eine zeitliche Änderung des Lenkwinkels darstellt; 8(c) ein Diagramm ist, das eine zeitliche Änderung der Lenkgeschwindigkeit darstellt; 8(d) ein Diagramm ist, das eine zeitliche Änderung des Verbrennungsmotordrehmomenreduzierungsbetrags darstellt; und 8(e) ein Diagramm ist, das eine zeitliche Änderung des Drehmoments, das zu den hinteren Laufrädern verteilt werden soll, darstellt.
    • 9 ist eine Darstellung von Zeitdiagrammen, die zeitliche Änderungen verschiedener Parameter in einer Situation darstellen, in der ein herkömmliches Fahrzeug in einem Uhrzeigersinn einlenkt, wobei: 9(a) eine schematische Draufsicht ist, die das im Uhrzeigersinn einlenkende Fahrzeug darstellt; 9(b) ein Diagramm ist, das eine zeitliche Änderung des Lenkwinkels darstellt; 9(c) ein Diagramm ist, das eine zeitliche Änderung der Lenkgeschwindigkeit darstellt; 9(d) ein Diagramm ist, das eine zeitliche Änderung des Verbrennungsmotordrehmomenreduzierungsbetrags darstellt; und 9(e) ein Diagramm ist, das eine zeitliche Änderung des Drehmoments, das zu den hinteren Laufrädern verteilt werden soll, darstellt.
  • EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Unter Bezug auf die Zeichnungen wird die vorliegende Erfindung nun beruhend auf einer Ausführungsform derselben beschrieben.
  • Die folgende Beschreibung erfolgt anhand eines Beispiels, in dem eine Vorrichtung zur Steuerung von Antriebskraft der vorliegenden Erfindung bei einem Allradantriebfahrzeug genutzt wird, soll aber nicht einen technischen Umfang der vorliegenden Erfindung und ein Anwendungsziel oder einen Verwendungszweck der vorliegenden Erfindung einschränken.
  • Unter Bezugnahme auf 1 bis 8 wird nachstehend eine Vorrichtung zur Steuerung von Antriebskraft gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Ein Fahrzeug 1, das mit einer Vorrichtung zur Steuerung von Antriebskraft gemäß dieser Ausführungsform ausgestattet ist, umfasst einen Verhaltenssteuerungsmechanismus BM (Verhaltenssteuerungsmittel) zum Reduzieren einer Antriebskraft von einem nachstehend erwähnten Verbrennungsmotor 3 gemäß einer Lenkgeschwindigkeit eines Paares von vorderen Laufrädern 2a, 2b als Hauptantriebsräder und einen Antriebskraftverteilungsmechanismus FM (Antriebskraftverteilungsmittel) zum Verteilen der Antriebskraft von dem nachstehend erwähnten Verbrennungsmotor 3 zu dem Paar von vorderen Laufrädern 2a, 2b und einem Paar von hinteren Laufrädern 2c, 2d als untergeordnete Antriebsräder.
  • Dieses Fahrzeug 1 ist ein Frontmotor-Fahrzeug mit Allradantrieb auf der Basis von Frontantrieb (FF). Im Einzelnen ist die Antriebskraftsteuervorrichtung des Fahrzeugs 1 ausgebildet, um entsprechend zwischen einem Zweiradantriebsmodus und einem Vierradantriebsmodus zu wechseln, anstatt einen permanenten Allradantriebsmodus auszuführen.
  • Weiterhin ist dieses Fahrzeug 1 so ausgebildet, dass die vorderen Laufräder 2a, 2b gemäß der Betätigung eines Lenkrads (auf Darstellung wird verzichtet) durch einen Insassen gelenkt werden können.
  • Zunächst wird die erforderliche Struktur des Fahrzeugs 1 beschrieben.
  • Wie in 1 dargestellt umfasst das Fahrzeug 1 einen Verbrennungsmotor (Verbrennungsmotor) 3, ein Getriebe 4, eine vordere Differentialeinheit 5, einen Nebenabtrieb (PTO, kurz für engl. Power Take-Off) 6, eine Vorderachse 7, eine Antriebskraftübertragungswelle 8, eine elektromagnetische Kopplung (elektronisch gesteuerte Kopplung) 9, eine hintere Differentialeinheit 10, eine Hinterachse 11, einen Lenkwinkelsensor 12, einen Gaspedalstellungssensor 13, mehrere Laufradgeschwindigkeitsensoren 14a bis 14d, einen Verbrennungsmotordrehzahlsensor 15, einen Übersetzungssensor 16 und eine ECU (Electronic Control Unit) 20, die als Steuergerät dient.
  • Der Verbrennungsmotor 3 ist betreibbar, um ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft zu verbrennen, um ein Verbrennungsmotordrehmoment als Antriebskraft für das Fahrzeug 1 zu erzeugen und das erzeugte Verbrennungsmotordrehmoment zu dem Getriebe 4 zu übertragen.
  • Das Getriebe 4 ist ausgebildet, um ein Übersetzungsverhältnis zwischen mehreren Stufen zu ändern, und ist betreibbar, um das von dem Verbrennungsmotor ausgegebene Verbrennungsmotordrehmoment zu der vorderen Differentialeinheit 5 bei einem aktuell eingestellten der Übersetzungsverhältnisse zu übertragen. Dann ist die vordere Differentialeinheit 5 betreibbar, um das Verbrennungsmotordrehmoment von dem Verbrennungsmotor 3 in eine Antriebskraft umzuwandeln und die Antriebskraft über die Vorderachse 7 zu den vorderen Laufrädern 2a, 2b und dem einem Verteilergetriebe entsprechende PTO 6 zu übertragen.
  • Der PTO 6 ist betreibbar, um einen Teil der Antriebskraft von dem Getriebe 4 zu der Antriebskraftübertragungswelle 8 zu übertragen, und dann ist die Antriebskraftübertragungswelle 8 betreibbar, um die Antriebskraft von dem PTO 6 zu der elektromagnetischen Kopplung 9 zu übertragen.
  • Die elektromagnetische Kopplung 9 ist betreibbar, um die Antriebskraft von der Antriebskraftübertragungswelle 8 zu der hinteren Differentialeinheit 10 zu übertragen, und dann ist die hintere Differentialeinheit 10 betreibbar, um die Antriebskraft über die Hinterachse 11 von der elektromagnetischen Kopplung 9 auf die hinteren Laufräder 2c, 2d zu übertragen und zu verteilen. Diese elektromagnetische Kopplung 9 ist äquivalent zu einem Beispiel einer „Antriebskraftverteilervorrichtung“, die in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt ist.
  • Wie in 1 dargestellt ist die elektromagnetische Kopplung 9 eine Kopplungsvorrichtung zum Miteinanderkoppeln der Antriebskraftübertragungswelle 8 und einer mit der hinteren Differentialeinheit 10 verbundenen Welle und umfasst eine elektromagnetische Spule, einen Nockenmechanismus und eine Kupplung (auf die Darstellung dieser Komponenten wird verzichtet). Die elektromagnetische Kopplung 9 ist so ausgebildet, dass ein Eingriffdrehmoment bei der elektromagnetischen Drehmomentkopplung 9 entsprechend einem Strom, der der elektromagnetischen Spule basierend auf einem Befehlssignal von der ECU 20 geliefert wird, variabel verändert werden kann. D.h. die elektromagnetische Kopplung 9 ist ausgebildet, um das Eingriffdrehmoment auf diese Weise zu ändern, um dadurch ein maximales Übertragungsmoment zu ändern, das ein Maximalwert der zu übertragenden Antriebskraft von der Antriebskraftübertragungswelle 8 auf die hintere Differentialeinheit 10 ist. Somit wird ein Teil der Antriebskraft von dem Getriebe von der Antriebskraftübertragungswelle 8 auf die hintere Differentialeinheit 10 übertragen und wird dann auf die hinteren Laufräder 2c, 2d übertragen, und ein verbleibender Teil der Antriebskraft, der das maximale Übertragungsmoment übersteigt, wird auf die vorderen Laufräder 2a, 2b übertragen.
  • Der Lenkwinkelsensor 12 ist betreibbar, um einen Drehwinkel des Lenkrads zu detektieren, und der Gaspedalstellungssensor 13 ist betreibbar, um eine Gaspedalstellung zu detektieren, die einem Betätigungsbetrag (Niedertreten) eines Gaspedals (auf die Darstellung wird verzichtet) durch einen Insassen entspricht. Jeder der Laufradgeschwindigkeitsensoren 14a bis 14d ist betreibbar, um eine Laufradgeschwindigkeit eines der jeweiligen Laufräder 2a bis 2d zu detektieren, und der Verbrennungsmotordrehzahlsensor 15 ist betreibbar, um eine Drehzahl einer Kurbelwelle (auf die Darstellung wird verzichtet) des Verbrennungsmotors 3 zu detektieren.
  • Der Übersetzungssensor 16 ist betreibbar, um eine Übersetzung (Drehzahlstufe) des Getriebes 4 zu detektieren.
  • In dem Fall, in dem das Getriebe 4 ein Automatikgetriebe ist, ist der Übersetzungssensor 16 ausgebildet, um ein Verhältnis zwischen jeweiligen Drehzahlen an den Eingangs- und Ausgangsenden des Getriebes 4 zu detektieren. Wenn dagegen das Getriebe 4 ein Handschaltgetriebe ist, ist der Übersetzungssensor 16 ausgebildet, um die Position eines Schalthebels zu detektieren (auf die Darstellung wird verzichtet).
  • Jeder dieser Sensoren 12 bis 16 ist betreibbar, um einen Fahrzustand in einem Zeitraum von z.B. 1 ms zu detektieren und an das ECU 20 ein Detektionssignal auszugeben, das den erkannten Zustand anzeigt.
  • Das ECU 20 umfasst eine CPU (Zentralrechner), ein ROM, ein RAM, eine eingangsseitige Schnittstelle und eine ausgangsseitige Schnittstelle. Das ROM speichert darin verschiedene Programme und Daten zur Durchführung von Verhaltenssteuerungsverarbeitung und Antriebskraftverteilungsverarbeitung, und das RAM verfügt über einen Verarbeitungsbereich, der zu verwenden ist, wenn die CPU eine Reihe von Verarbeitungen durchführt. Sowohl die Verhaltenssteuerungsverarbeitung als auch die Antriebskraftverteilungsverarbeitung wird in einem Zeitraum von z.B. 5 ms verarbeitet.
  • Dieses ECU 20 umfasst einen ersten Steuerabschnitt 21 zum hauptsächlichen Steuern des Verhaltenssteuerungsmechanismus BM und einen zweiten Steuerabschnitt 22 zum hauptsächlichen Steuern des Antriebskraftverteilungsmechanismus FM.
  • Als Nächstes wird der Verhaltenssteuerungsmechanismus BM beschrieben.
  • Der Verhaltenssteuerungsmechanismus BM ist mit dem ersten Steuerabschnitt 21 versehen und ausgebildet, um die Antriebskraft um einen Betrag zu reduzieren, der einem Solldrehmomentreduzierungsbetrag entspricht, der basierend auf der Lenkgeschwindigkeit eingestellt ist, um dadurch eine Verzögerung (Rückwärtsbeschleunigung in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs 1) zu erzeugen.
  • Wie in 2 dargestellt umfasst der erste Steuerabschnitt 21 einen Grundsolldrehmoment-Bestimmungsteil 21a, einen Solldrehmomentreduzierungsbetrag-Bestimmungsteil 21b, einen Endsolldrehmoment-Bestimmungsteil 21 c und einen Motorsteuerteil 21 d.
  • Der Grundsolldrehmoment-Bestimmungsteil 21a ist betreibbar, um eine Sollbeschleunigung basierend auf einem Fahrzustand (Fortbewegungszustand) des Fahrzeugs 1 einschließlich der Betätigung des Gaspedals einzustellen. Im Einzelnen ist der Grundsolldrehmoment-Bestimmungsteil 21a betreibbar, um aus mehreren Beschleunigungskennfeldern (auf die Darstellung wird verzichtet), die in Bezug auf verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten und verschiedene Übersetzungsverhältnisse (Drehzahlstufen) vorläufig definiert sind, ein Beschleunigungskennfeld entsprechend einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und einem aktuellen Übersetzungsverhältnis auszuwählen und eine einer aktuellen Gaspedalstellung entsprechende Sollbeschleunigung in Bezug auf das ausgewählte Beschleunigungskennfeld zu bestimmen.
  • Dann ist der Grundsolldrehmoment-Bestimmungsteil 21a betreibbar, um ein Grundsolldrehmoment des Verbrennungsmotors 3 zum Verwirklichen der bestimmten Sollbeschleunigung basierend auf der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, der Übersetzung, dem Straßengefälle, der Fahrbahnoberfläche µ, etc. zu bestimmen.
  • Der Solldrehmomentreduzierungsbetrag-Bestimmungsteil 21b ist betreibbar, um die Lenkgeschwindigkeit basierend auf einem Lenkwinkel (Drehwinkel) des Lenkrads, der von dem Lenkwinkelsensor 12 erfasst wird, zu berechnen und eine Soll-Zusatzverzögerung D basierend auf der berechneten Lenkgeschwindigkeit und unter Verwendung eines Soll-Zusatzverzögerungskennfelds M1 zu erhalten. Mit Soll-Zusatzverzögerung D ist eine Verzögerung gemeint, die dem Fahrzeug 1 gemäß der Betätigung des Lenkrads durch einen Insassen hinzuzufügen ist, um ein von dem Insassen beabsichtigtes Fahrzeugverhalten exakt zu verwirklichen.
  • Wenn, wie in 3 dargestellt, bei einer Lenkgeschwindigkeit unter einem Schwellenwert TS1 (Bestimmungsschwellenwert) ein entsprechender Wert der Soll-Zusatzverzögerung D 0 ist, d.h. der Solldrehmomentreduzierungsbetrag-Bestimmungsteil 21b wird an der Durchführung der Drehmomentreduzierung des Verbrennungsmotors 3 gehindert. Wenn die Lenkgeschwindigkeit größer oder gleich dem Schwellenwert TS1 ist, während die Lenkgeschwindigkeit allmählich zunimmt, nähert sich die Soll-Zusatzverzögerung D allmählich einem oberen Grenzwert Dmax in Form einer nach oben konvexen gebogenen Linie.
  • Der obere Grenzwert Dmax der Soll-Zusatzverzögerung D wird auf einen kleinen Wert eingestellt (z.B. 0,5 m/s ≒ 0,05 G), der ausreicht, damit ein Insasse kein Eingreifen der Steuerung erkennt, selbst wenn dem Fahrzeug 1 entsprechend der Bedienung des Lenkrads Verzögerung hinzugefügt wird. Wenn die Lenkgeschwindigkeit größer oder gleich einem Schwellenwert TS2 ist, wird die Soll-Zusatzverzögerung D bei dem oberen Grenzwert Dmax gehalten.
  • Der Solldrehmomentreduzierungsbetrag-Bestimmungsteil 21b ist betreibbar, um einen Solldrehmomentreduzierungsbetrag basierend auf der erhaltenen Soll-Zusatzverzögerung D zu bestimmen. Im Einzelnen ist der Solldrehmomentreduzierungsbetrag-Bestimmungsteil 21b betreibbar, um einen Drehmomentreduzierungsbetrag einzustellen, der notwendig ist, um die erhaltene Soll-Zusatzverzögerung D basierend auf der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Übersetzungsverhältnis, dem Straßengefälle, der Fahrbahnoberfläche µ etc. zu verwirklichen.
  • Weiterhin ist der Solldrehmomentreduzierungsbetrag-Bestimmungsteil 21b betreibbar, wenn die Lenkgeschwindigkeit kleiner als der Schwellenwert TS1 ist, um ein Zustandsbestimmungsflag f auf 0 zu setzen und, wenn die Lenkgeschwindigkeit größer oder gleich dem Schwellenwert TS1 ist, d.h. als Reaktion auf das Einstellen des Solldrehmomentreduzierungsbetrags, das Flag f auf 1 zu setzen.
  • Im Hinblick auf ein seltsames Gefühl bei Betrieb wird die Soll-Zusatzverzögerung D in dem Umfang eingestellt, dass die Änderungsrate zwischen zwei Werten am Schluss und den aktuellsten Abtastpunkten kleiner oder gleich einem bestimmter Schwellenwert wird. Wenn die Änderungsrate der Soll-Zusatzverzögerung D größer als der bestimmte Schwellenwert ist, kann der bestimmte Schwellenwert verwendet werden, um die erhaltene zusätzliche Soll-Zusatzverzögerung D zu korrigieren.
  • Das Endsolldrehmoment-Bestimmungsteil 21c ist betreibbar, um den Solldrehmomentreduzierungsbetrag vom dem Grundsolldrehmoment zu subtrahieren, um ein Endsolldrehmoment zu bestimmen.
  • Dann ist das Motorsteuerteil 21 betreibbar, um basierend auf dem festgelegten Endsolldrehmoment und der Verbrennungsmotordrehzahl verschiedene Zustandsgrößen (z.B. Luftladungsmenge, Kraftstoffeinspritzmenge, Zündzeitpunkt, Ansauglufttemperatur und Sauerstoffkonzentration) zu bestimmen, die zur Verwirklichung des Endsolldrehmoments erforderlich sind, und um basierend auf den festgelegten Zustandsgrößen verschiedene Aktoren zum Antreiben jeweiliger Komponenten (z.B. einer Drosselklappe, eines Kraftstoffeinspritzventils und einer Zündkerze) des Verbrennungsmotors 3 zu steuern.
  • In diesem Verhaltenssteuerungsmechanismus BM wird innerhalb sehr kurzer Zeit die Soll-Zusatzverzögerung D (z.B. 50 ms) ab Beginn der Betätigung des Lenkrads erzeugt, und basierend auf einem Verzögerungsruck in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung wird eine Lage des Fahrzeugs 1 bei Fortbewegung zu einer schräg nach vorne geneigten diagonalen Rolllage geändert, bei der das Fahrzeug 1 von einer Außenposition eines vorderen Endes desselben in Bezug auf einen Kurvenverlauf zu einer Innenposition eines hinteren Endes desselben in Bezug auf den Kurvenverlauf geneigt wird, um ein der Kurvenfahrt entsprechendes Giermoment zu erzeugen (siehe japanische Patentanmeldung Nr. 2016-086536 ( JP 2017-193317A )).
  • Als Nächstes wird der Antriebskraftverteilungsmechanismus FM beschrieben.
  • Der Antriebskraftverteilungsmechanismus FM ist ausgebildet, um einen Teil der Antriebskraft auf die hinteren Laufräder 2c, 2d als untergeordnete Antriebsräder gemäß der Möglichkeit von Schlupf basierend auf einer maximalen Fahrbahnoberfläche µ eines der vorderen Laufräder 2a, 2b als Hauptantriebsräder zu verteilen, wobei das eine vordere Laufrad ein größeres Schlupfverhältnis S aufweist.
  • Wie in 2 dargestellt umfasst der zweite Steuerabschnitt 22 einen Schlupfverhältnisberechnungsteil 22a, einen Teil zur Berechnung der maximalen Fahrbahnoberfläche µmax 22b und einen Antriebskraftverteilungsteil 22c.
  • Der Schlupfverhältnisberechnungsteil 22a ist betreibbar, um ein Schlupfverhältnis S der vorderen Laufräder 2a, 2b basierend auf Detektionssignalen der Laufradgeschwindigkeitsensoren 14a bis 14d zu berechnen. Im Einzelnen wird ein Quasi-Schlupfverhältnis des vorderen Laufrades 2a berechnet, indem ein Differenzwert zwischen einer Laufradgeschwindigkeit des vorderen Laufrads 2a und einer Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit durch die Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit dividiert wird, und ein Quasi-Schlupfverhältnis des vorderen Laufrads 2b wird berechnet, indem ein Differenzwert zwischen einer Laufradgeschwindigkeit des vorderen Laufrads 2b und der Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit durch die Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit dividiert wird. Dann wird ein größeres der beiden Quasi-Schlupfverhältnisse als Schlupfverhältnis S eingestellt, das die vorderen Laufräder 2a, 2b vertritt.
  • Hier wird als Fahrzeugkarosseriegeschwindigkeit eine niedrigere der jeweiligen Laufradgeschwindigkeiten der hinteren Laufräder 2c, 2d als untergeordnete Antriebsräder verwendet.
  • Das Teil zur Berechnung der maximalen Fahrbahnoberfläche µmax 22b ist betreibbar, um die maximale Fahrbahnoberfläche µmax basierend auf der Fahrsteifigkeit DS und unter Verwendung eines Kennfelds für Fahrsteifigkeit-Maximalfahrbahnoberfläche µ (nachfolgend „DS-p-Kennfeld“ bezeichnet) M2 zu schätzen (4).
  • Die Fahrsteifigkeit DS kann als Verhältnis zwischen dem Schlupfverhältnis S eines Ziellaufrades in einem winzigen Schlupfbereich und einer Antriebskraft F des Ziellaufrades in einem S-F-Kenndiagramm ausgedrückt werden, d.h. als Steigung einer linearen Funktion im S-F-Kenndiagramm.
  • Um einen Reibungskoeffizienten zu unterscheiden, der der Grenzleistung eines Laufrads (Reifens) von einer Fahrbahnoberfläche µ (Reibungskoeffizient) während der Fahrt entspricht, wird ersterer nachstehend als „maximale Fahrbahnoberfläche µmax“ bezeichnet.
  • Das Teil zur Berechnung der maximalen Fahrbahnoberfläche µmax 22b ist betreibbar, um eine gerade Linie zu berechnen, die einen Ursprung und einen Koordinatenpunkt verbindet, der durch das Schlupfverhältnis S und die Antriebskraft F entsprechend dem Schlupfverhältnis (linearer Vergleichsausdruck) definiert ist, und um die Fahrsteifigkeit DS basierend auf einer Steigung (F/S) der berechneten Linie zu berechnen.
  • Dann ist das Teil zur Berechnung der maximalen Fahrbahnoberfläche µmax 22b betreibbar, um die berechnete Fahrsteifigkeit DS auf das DS-p-Kennfeld M2 anzuwenden, das im ECU 20 vorab gespeichert ist, um die maximale Fahrbahnoberfläche µmax zu schätzen
  • Zwischen der Fahrsteifigkeit DS und der maximalen Fahrbahnoberfläche µmax besteht universell eine lineare Korrelation, unabhängig von Reifentypen, die sich in der Profilsteifigkeit und der Mischungsleistung unterscheiden, und von der Fahrbahnoberfläche, so dass es möglich ist, die maximale Fahrbahnoberfläche µmax basierend auf der Fahrsteifigkeit DS zu schätzen (siehe japanische Patentanmeldung Nr. 2016-216934 ( JP 2018-075852A )).
  • Das Antriebskraftverteilungsteil 22c ist betreibbar, um die jeweiligen Antriebskräfte für die vorderen Laufräder 2a, 2b und die hinteren Laufräder 2c, 2d basierend auf dem Verbrennungsmotordrehmoment und der geschätzten maximalen Fahrbahnoberfläche µmax zu steuern.
  • Das Antriebskraftverteilungsteil 22c ist basierend auf einem im ECU 20 vorab gespeicherten Verteilungsratenkennfeld M3 betreibbar, um eine Verteilungsrate r entsprechend dem maximalen auf die hinteren Laufräder 2c, 2d zu übertragenden Übertragungsmoment einzustellen und einen Strom entsprechend der Verteilungsrate r an die Elektromagnetkopplung 9 zu liefern.
  • Hier wird ein Verhältnis der auf die Hauptantriebsräder zu verteilenden Antriebskraft zu der auf die untergeordneten Antriebsräder zu verteilenden Antriebskraft auf 100 : 0 eingestellt, wenn die Verteilungsrate r 0% beträgt, und auf 50 : 50 eingestellt, wenn die Verteilungsrate r 100% beträgt
  • Wie in 5 dargestellt besteht das Verteilungsratenkennfeld M3 aus mehreren Kennfeldern, die jeweils eine Kennlinie darstellen, deren horizontale und vertikale Achsen jeweils das Verbrennungsmotordrehmoment und die Verteilungsrate r darstellen, wobei die Kennlinie in Bezug auf jeden von mehreren verschiedenen Werten der maximalen Fahrbahnoberfläche µmax gebildet ist.
  • Wenn im Einzelnen das Verbrennungsmotordrehmoment in einem niedrigen Bereich liegt, wird die Verteilungsrate r auf einen kleinen Wert eingestellt. Denn in dieser Situation kann der Zweiradantrieb über die vorderen Laufräder 2a, 2b verglichen mit der Verteilung der Antriebskraft auf die hinteren Laufräder 2c, 2d eine verbesserte Kraftstoffwirtschaftlichkeit bieten. Wenn sich das Verbrennungsmotordrehmoment in einem Zwischenbereich befindet, wird die Verteilungsrate r auf einen Zwischenwert eingestellt und, wenn sich das Verbrennungsmotordrehmoment in einem hohen Bereich befindet, wird die Verteilungsrate r auf einen großen Wert eingestellt. Dies soll einen Antriebsverlust aufgrund von Schlupf der vorderen Laufräder 2a, 2b durch Antreiben der hinteren Laufräder 2c, 2d reduzieren.
  • Weiterhin wird bei konstantem Verbrennungsmotordrehmoment die Verteilungsrate r auf einen größeren Wert eingestellt, wenn die maximale Fahrbahnoberfläche µmax niedriger wird. Denn in dieser Situation kann der Allradantrieb im Vergleich zum Zweiradantrieb eine höhere Kraftstoffwirtschaftlichkeit bieten.
  • Weiterhin ist das Antriebskraftverteilungsteilteil 22c nach Erhalt eines Befehlssignals vom ersten Steuerabschnitt 21 (dem Solldrehmomentreduzierungsbetrag-Bestimmungsteil 21b) betreibbar, um eine Endverteilungsrate R basierend auf dem Fahrzustand des Fahrzeugs 1 und der Verteilungsrate r einzustellen. Im Einzelnen ist as Antriebskraftverteilungsteilteil 22c betreibbar, wenn das Flag f 1 ist, um die Endverteilungsrate R auf einen Wert einzustellen, der durch Multiplizieren der Verteilungsrate r mit einem Korrekturkoeffizienten K (0 < K < 1) erhalten wird, und, wenn das Flag f 0 ist, um die Endverteilungsrate R auf die Verteilungsrate r einzustellen. Somit ist die auf die hinteren Laufräder 2c, 2d zu verteilende Antriebskraft in einem Einlenkzeitraum als Anfangsphase der Kurvenfahrt in der Weise einer linearen Funktion auf einen Wert kleiner als vor der Korrektur beschränkt.
  • Es ist also möglich, die Lage des Fahrzeugs 1 bei Fortbewegung sanft zu der Diagonalrolllage zu ändern, um ein kurvengerechtes Giermoment zu erzeugen, ohne die auf die hinteren Laufräder 2c, 2d zu verteilende Antriebskraft übermäßig zu erhöhen. Weiterhin wird in geschwindigkeitskonstanten Kurvenfahrt- und Auslenkzeiträumen, in denen eine Zentrifugalkraft auf das Fahrzeug 1 nach außen in Bezug auf eine Kurvenrichtung ausgeübt wird, der Schlupf der vorderen Laufräder 2a, 2b zuverlässig unterbunden.
  • In dem Einlenkzeitraum ist die auf die hinteren Laufräder 2c, 2d nach der Korrektur zu verteilende Antriebskraft auf weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Drittel, derjenigen vor der Korrektur, entsprechend der Verteilungsrate r, beschränkt.
  • Als Nächstes werden basierend auf den Flussdiagrammen von 6 und 7 und dem Zeitdiagramm von 8 Schritte zur Verhaltenssteuerungsverarbeitung und Schritte zur Antriebskraftverteilungverarbeitung beschrieben.
  • In 6 und 7 bezeichnet Si (i = 1, 2, ---, 21, 22, ---) einen Schritt jeder Verarbeitung.
  • Weiterhin zeigt 8 beispielhaft Daten bei einer Rechtskurve.
  • Wie in dem Flussdiagramm von Fig.. 6 dargestellt arbeitet das ECU 20 bei der Verhaltenssteuerungsverarbeitung, zunächst in S1, um verschiedene Informationen zu lesen, einschließlich der Detektionswerte der Sensoren und des gespeicherten Kennfelds der Soll-Zusatzverzögerung M1. Dann rückt die Routine zu S2 vor.
  • In S2 arbeitet das ECU 20, um die Sollbeschleunigung zu bestimmen. Anschließend arbeitet das ECU 20 basierend auf der festgelegten Sollbeschleunigung, um das Grundsolldrehmoment (S3) zu bestimmen, und dann rückt die Routine zu S4 vor.
  • In S4 arbeitet das ECU 20, um zu bestimmen, ob die Lenkgeschwindigkeit des von einem Insassen betätigten Lenkrads größer oder gleich dem Schwellenwert TS1 ist oder nicht.
  • Infolge der Bestimmung in S4, wenn die Lenkgeschwindigkeit größer oder gleich dem Schwellenwert TS1 ist, arbeitet das ECU 20 unter Verwendung des Kennfelds der Soll-Zusatzverzögerung M1 (S5), um die Soll-Zusatzverzögerung D zu erhalten, , und dann rückt die Routine zu S6 vor. Infolge der Bestimmung in S4, wenn die Lenkgeschwindigkeit kleiner als der Schwellenwert TS1 ist, arbeitet das ECU 20 dagegen, um das Flag f auf 0 zu setzen (S10), und dann rückt die Routine zu S8 vor.
  • Wie in 8(a) bis 8(c) dargestellt wird in einer Situation, in der das Fahrzeug 1 entlang einer Kurve im Uhrzeigersinn einlenkt, in dem Einlenkzeitraum (t1 bis t2) der Lenkwinkel allmählich vergrößert und eine Lenkgeschwindigkeit im Uhrzeigersinn erzeugt. In dem Kurvenfahrtzeitraum konstanter Geschwindigkeit (t2 bis t3) wird der Lenkwinkel bei einem maximalen Winkel gehalten. In dem Auslenkzeitraum (t3 bis t4) wird der Lenkwinkel allmählich reduziert und eine Lenkgeschwindigkeit gegen den Uhrzeigersinn erzeugt.
  • Insbesondere wenn die Lenkgeschwindigkeit unter dem Schwellenwert TS1 liegt, ist es weniger wahrscheinlich, dass das Verhalten des Fahrzeugs 1 instabil wird, und daher muss es die Lage des Fahrzeugs 1 bei Fortbewegung kaum zu der Diagonalrolllage ändern.
  • In einem Fall, in dem das Fahrzeug 1 einer Kurve entgegen dem Uhrzeigersinn folgt, werden Eigenschaften umgekehrt zu denen bei der im Uhrzeigersinn verlaufenden Kurve aufgewiesen.
  • In S6 arbeitet das ECU 20, um den Solldrehmomentreduzierungsbetrag basierend auf der erhaltenen Soll-Zusatzverzögerung D zu bestimmen. Anschließend arbeitet das ECU 20, um das Flag f auf 1 zu setzen (S7), und dann rückt die Routine zu S8 vor.
  • In S8 arbeitet das ECU 20, um das Endsolldrehmoment basierend auf dem bestimmten Grundsolldrehmoment und dem Solldrehmomentreduzierungsbetrag zu bestimmen. Anschließend arbeitet das ECU 20, um den Verbrennungsmotor 3 gemäß dem bestimmten Endsolldrehmoment zu steuern (S9), und dann kehrt die Routine zu S1 zurück.
  • Wenn dagegen die Lenkgeschwindigkeit größer oder gleich dem Schwellenwert TS1 ist, ist es sehr wahrscheinlich, dass das Verhalten des Fahrzeugs 1 instabil wird.
  • Wie in 8(d) dargestellt wird, wenn die Lenkgeschwindigkeit größer oder gleich dem Schwellenwert TS1 ist, in einer Anfangsphase der Kurvenfahrt, d.h. in einer Situation, in der eine so genannte Querbeschleunigung sehr klein ist, der Drehmomentreduzierungsbetrag addiert, um eine Verzögerung schnell zu erhöhen.
  • Auf diese Weise wird unmittelbar nach Lenkbeginn eine vertikale Last an den vorderen Laufrädern 2a, 2b erhöht, um ein kurvengerechtes Giermoment zu erzeugen, wodurch das Ansprechvermögen und das lineare Gefühl des Fahrzeugverhaltens in Bezug auf die Bedienung des Lenkrads verbessert wird.
  • Als Nächstes werden die Schritte der Verarbeitung der Antriebskraftverteilungssteuerung beschrieben.
  • Diese Steuerung der Antriebskraftverteilung wird im Einklang mit der Verhaltenssteuerung verarbeitet.
  • Wie im Flussdiagramm von 7 dargestellt arbeitet das ECU 20 bei der Antriebskraftverteilungssteuerung zunächst in S21, um verschiedene Informationen zu lesen, einschließlich der Detektionswerte der Sensoren und des gespeicherten DS-µ-Kennfelds M2 und des Verteilungsratenkennfelds M3. Dann rückt die Routine zu S22 vor.
  • Im S22 arbeitet das ECU 20, um das Schlupfverhältnis S der vorderen Laufräder 2a, 2b zu bestimmen. Anschließend arbeitet das ECU 20, um die Fahrbahnoberfläche µ basierend auf einem aktuellen Fahrzustand zu berechnen (S23) und dann die maximale Fahrbahnoberfläche µmax unter Verwendung der Fahrsteifigkeit DS und des DS-µ-Kennfelds M2 zu berechnen (S24).
  • In S25 arbeitet das ECU 20, um ein vorgegebenes Verteilungsratenkennfeld M3, das der berechneten maximalen Fahrbahnoberfläche µmax entspricht, aus den mehreren Kennfeldern M3 auszuwählen. Dann rückt die Routine zu S26 vor.
  • In S26 arbeitet das ECU 20, um die Verteilungsrate r unter Verwendung des gewählten vorgegebenen Verteilungsratenkennfelds M3 und des Verbrennungsmotordrehmoments abzuleiten. Dann rückt die Routine zu S27 vor.
  • In S27 arbeitet das ECU 20, um zu bestimmen, ob das Flag f 1 ist oder nicht.
  • Infolge der Bestimmung in S27 befindet sich das Fahrzeug 1, wenn das Flag f 1 ist, in der Anfangsphase der Kurvenfahrt, und die Lenkgeschwindigkeit ist größer oder gleich dem Schwellenwert TS1. Somit arbeitet das ECU 20, um die abgeleitete Verteilungsrate r mit dem Korrekturkoeffizienten K zu multiplizieren, um dadurch die Endverteilungsrate R einzustellen, die kleiner ist als die abgeleitete Verteilungsrate r (S28), und dann rückt die Routine zu S30 vor.
  • Wie in 8(e) dargestellt wird in dem Einlenkzeitraum (t1 bis t2) als Anfangsphase der Kurvenfahrt, in der die Querbeschleunigung sehr gering ist, die Antriebskraftverteilung auf die hinteren Laufräder 2c, 2d unterdrückt, um eine Seitenführungskraft der Laufräder 2a bis 2d zu gewährleisten, die zur Bildung der Diagonalrolllage des Fahrzeugs 1 erforderlich ist, wodurch das Behindern der Erzeugung eines für die Kurvenfahrt geeigneten Giermoments verhindert wird.
  • Andererseits ist die Lenkgeschwindigkeit infolge der Bestimmung in S27, wenn das Flag f 0 ist, kleiner als der Schwellenwert TS1. Somit arbeitet das ECU 20, um die abgeleitete Verteilungsrate r als Endverteilungsrate R einzustellen (S29), und dann rückt die Routine zu S30 vor.
  • In S30 arbeitet das ECU 20, um die elektromagnetische Kopplung 9 basierend auf der Endverteilungsrate R zu steuern. Dann kehrt die Routine zu S21 zurück.
  • Wenn das Flag f 0 ist, d.h. wenn die Lenkgeschwindigkeit unter dem Schwellenwert TS1 liegt, muss es die Fahrlage des Fahrzeugs 1 kaum zu der Diagonalrolllage ändern, und deshalb wird die Korrektur der Verteilungsrate 1 gestoppt, um die Steuerung der Antriebskraftverteilung vorrangig durchzuführen.
  • Als Nächstes werden Funktionen/vorteilhafte Wirkungen der Vorrichtung zur Steuerung von Antriebskraft gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
  • Bei der Antriebskraftsteuervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist der Verhaltenssteuerungsmechanismus BM ausgebildet, um die Antriebskraft um den Solldrehmomentreduzierungsbetrag zu reduzieren, der basierend auf der Lenkgeschwindigkeit eingestellt ist, um dadurch eine Verzögerung in Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugs 1 zu erzeugen, so dass es möglich ist, die Lage des Fahrzeugs 1 bei Fortbewegung unmittelbar nach Beginn der Kurvenfahrt zu der Diagonalrolllage zu ändern. Der Antriebskraftverteilungsmechanismus FM ist ausgebildet, um die Antriebskraft vom Verbrennungsmotor 3 auf das Paar vorderer Laufräder 2a, 2b und das Paar hinterer Laufräder 2c, 2d auf der Grundlage der für die hinteren Laufräder 2c, 2d eingestellten Endverteilungsrate R je nach Fahrzustand zu verteilen, so dass es möglich wird, Schlupf der vorderen Laufräder 2a, 2b durch Verteilung der Antriebskraft einfach zu unterdrücken.
  • Darüber hinaus ist das ECU 20 ausgebildet, um während Kurvenfahrt des Fahrzeugs 1 die Sollverteilungsrate r basierend auf dem Solldrehmomentreduzierungsbetrag zu korrigieren, so dass es möglich wird, Fahrstabilität zu gewährleisten, ohne das Ansprechvermögen des Kurvenverhaltens, das durch Erzeugung eines Giermoments verbessert wird, zu beeinträchtigen.
  • In dem ECU 20 wird die Verteilungsrate r basierend auf dem Solldrehmomentreduzierungsbetrag während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs 1 reduziert, so dass es möglich wird, während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs eine Seitenführungskraft der vorderen Laufräder 2a, 2b als Hauptantriebsräder zu erhöhen, während eine Differenz der Drehzahl zwischen dem Paar vorderer Laufräder und dem Paar hinterer Laufräder absorbiert wird, um dadurch die Einlenkfähigkeit zu verbessern.
  • Das ECU 20 ist ausgebildet, um die Verteilungsrate r basierend auf einem Zeitraum zu korrigieren, in dem das Zustandsbestimmungsflag f 1 ist, was einer Ausgabedauer des Solldrehmomentreduzierungsbetrags entspricht, so dass es möglich wird, die Lage des Fahrzeugs 1 bei Fortbewegung zuverlässig zu der Diagonalrolllage zu ändern.
  • Das ECU 20 ist ausgebildet, um die Korrektur der Verteilungsrate r zu stoppen, wenn die Lenkgeschwindigkeit unter den Bestimmungsschwellenwert TS1 fällt, so dass es möglich wird, Schlupf der vorderen Laufräder 2a, 2b unter Beibehaltung der Kurvenfahrleistung zu unterdrücken.
  • Das ECU 20 ist ausgebildet, um die Korrektur der Verteilungsrate r in der Auslenkphase, d.h. beim Zurückdrehen des Lenkrads, zu unterbinden, so dass es möglich wird, Schlupf der vorderen Laufräder 2a, 2b zu unterdrücken, ohne dass ein Insasse durch die Drehmomentreduzierung ein schleppendes Gefühl verspürt.
  • Abschließend werden einige Abwandlungen der vorstehenden Ausführungsform beschrieben.
    • Die vorstehende Ausführungsform wurde anhand eines Beispiels beschrieben, bei dem ein Drehmoment für die hinteren Laufräder in dem Einlenkzeitraum unter Verwendung der Verteilungsrate und des Korrekturkoeffizienten um einen bestimmten Betrag erhöht wird. Solange jedoch die auf die hinteren Laufräder zu übertragende Antriebskraft zumindest in einem Zeitraum, in dem der Solldrehmomentreduzierungsbetrag ausgegeben wird (Ausgabedauer des Solldrehmomentreduzierungsbetrags), begrenzt ist, kann von einer auf die hinteren Laufräder zu übertragenden Vorkorrektur-Antriebskraft in dem Zeitraum, in dem das Zustandsbestimmungsflag 1 ist, ein bestimmter Betrag der Antriebskraft subtrahiert werden.
  • Weiterhin kann eine auf die hinteren Laufräder zu übertragende Nachkorrektur-Antriebskraft so eingestellt werden, dass sie z.B. umgekehrt proportional zur Soll-Zusatzverzögerung ist, unter der Bedingung, dass die Nachkorrektur-Antriebskraft kleiner wird als die auf die hinteren Laufräder zu übertragende Vorkorrektur-Antriebskraft.
  • (ii) Die vorstehende Ausführungsform wurde anhand eines Beispiels beschrieben, in dem die Steuerung der Antriebskraftverteilung unter Verwendung des Verteilungsratenkennfelds durchgeführt wird, das in Bezug auf jeden von mehreren verschiedenen Werten der maximalen Fahrbahnoberfläche µmax eingestellt ist. Alternativ kann die Steuerung der Antriebskraftverteilung mithilfe einer maximalen Antriebskraft als Index der Haftgrenze durchgeführt werden. Im Einzelnen wird die Schlupfmöglichkeit der Hauptantriebsräder unter Verwendung eines Reibungskreises geschätzt, der durch die maximale Antriebskraft und die Querkraft definiert ist, wobei eine auf die untergeordneten Antriebsräder zu verteilende Antriebskraft basierend auf einer Beziehung zwischen einer aktuellen Antriebskraft und der maximalen Antriebskraft eingestellt wird. Somit kann die Steuerung der Antriebskraftverteilung unter Verwendung eines Reibkreises durchgeführt werden, der durch die maximale Antriebskraft als Index der Haftgrenze definiert ist.
  • Alternativ kann die Antriebskraft auf die Hauptantriebsräder und die untergeordneten Antriebsräder basierend auf einem Steuerungsverhältnis einer aktuellen Fahrbahnoberfläche µ zur maximalen Fahrbahnoberfläche µmax verteilt werden.
  • In diesen Fällen kann die auf die hinteren Laufräder zu verteilende eingestellte Antriebskraft auf die vorstehend erwähnte Weise korrigiert und reduziert werden, um die gleiche vorteilhafte Wirkung der vorstehenden Ausführungsform zu erzielen.
  • (iii) Die vorstehende Ausführungsform wurde anhand eines Beispiels beschrieben, bei dem in dem Auslenkzeitraum die Drehmomentsteuerung für den Verbrennungsmotor als Antriebsquelle nicht durchgeführt wird. Alternativ kann in dem Auslenkzeitraum das Verbrennungsmotordrehmoment mit Blick auf das Verbessern der Einlenkfähigkeit des Fahrzeugs erhöht werden.
  • (iv) Die vorstehende Ausführungsform wurde anhand eines Beispiels beschrieben, bei dem der Drehwinkel des Lenkrads (typischerweise eine mit dem Lenkrad gekoppelte Lenksäule) als Lenkwinkel verwendet wird. Anstelle oder zusätzlich zum Drehwinkel des Lenkrads kann jedoch eine beliebige von verschiedenen Zustandsgrößen in einem Lenksystem als Lenkwinkel verwendet werden (z.B. ein Drehwinkel eines Elektromotors zum Bereitstellen eines Hilfsmoments in dem Lenksystem und eine Verschiebung einer Zahnstange in einem im Lenksystem vorgesehenen Zahnstangenantrieb). Weiterhin kann beispielsweise ein Einlenkwinkel (Reifenwinkel) der vorderen Laufräder 2a, 2b als lenkbare Räder als Lenkwinkel verwendet werden.
  • (v) Obwohl die vorstehende Ausführungsform anhand eines Beispiels beschrieben wurde, in dem die vorliegende Erfindung auf ein normales Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor 3 als Antriebsquelle angewendet wird, kann die vorliegende Erfindung auch auf ein Fahrzeug mit einem Elektromotor als Antriebsquelle (Elektrofahrzeug) und ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor als Antriebsquelle (Hybridfahrzeug) angewendet werden.
  • (vi) Für Fachleute ist naheliegend, dass verschiedene andere Änderungen und Abwandlungen an der vorstehenden Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt sind, abzuweichen. Daher sollten solche Änderungen und Abwandlungen als darin enthalten ausgelegt werden.

Claims (6)

  1. Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugantriebskraft, umfassend: einen Lenkwinkelsensor, der konfiguriert ist, um einen Lenkwinkel eines Fahrzeugs gemäß einer Betätigung eines Lenkrads zu detektieren; eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um eine Antriebskraft einer Antriebsquelle zu einem Paar von vorderen Laufrädern als Hauptantriebsräder und einem Paar von hinteren Laufrädern als untergeordnete Antriebsräder zu verteilen; und ein Steuergerät, das ausgelegt ist, um die Antriebsquelle und die Antriebskraftverteilungsvorrichtung zu steuern, wobei das Steuergerät ausgelegt ist: um die Antriebskraft um einen Solldrehmomentreduzierungsbetrag zu reduzieren, der basierend auf einer Lenkgeschwindigkeit gemäß dem vom Lenkwinkelsensor detektierten Lenkwinkel eingestellt wird, um eine Verzögerung des Fahrzeugs zu erzeugen; um die Antriebskraft der Antriebsquelle zu dem Paar vorderer Laufräder und dem Paar hinterer Laufräder auf der Grundlage eines Sollverteilungsbetrags zu verteilen, der für das Paar hinterer Laufräder in Abhängigkeit von einem Fahrzustand eingestellt wird; und um bei der Kurvenfahrt des Fahrzeugs den Sollverteilungsbetrag basierend auf dem Solldrehmomentreduzierungsbetrag zu korrigieren.
  2. Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugantriebskraft nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät ausgelegt ist, um den Sollverteilungsbetrag so zu korrigieren, dass der Sollverteilungsbetrag bei der Kurvenfahrt des Fahrzeugs basierend auf dem Solldrehmomentreduzierungsbetrag reduziert wird.
  3. Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugantriebskraft nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuergerät ausgelegt ist, um den Sollverteilungsbetrag basierend auf einer Ausgabedauer oder einem Ausgabebetrag des Solldrehmomentreduzierungsbetrags zu korrigieren.
  4. Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugantriebskraft nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Steuergerät ausgelegt ist, um das Korrigieren des Sollverteilungsbetrags zu stoppen, wenn die Lenkgeschwindigkeit unter einen Bestimmungsschwellenwert fällt.
  5. Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugantriebskraft nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Steuergerät ausgelegt ist, um das Korrigieren des Sollverteilungsbetrags zu unterbinden, wenn das Lenkrad zurückgedreht wird.
  6. Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugantriebskraft nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Antriebskraftverteilungsvorrichtung eine elektromagnetische Kopplung ist, die so ausgebildet ist, dass eine Rate der zu dem Paar hinterer Laufräder übertragenen Antriebskraft durch Ändern eines Eingriffsdrehmoments der Kopplung variiert werden kann.
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