DE112011103531T5 - Bremskraft-/Antriebskraftsteuersystem für ein Fahrzeug und Bremskraft-/Antriebskraftsteuerverfahren für ein Fahrzeug - Google Patents

Bremskraft-/Antriebskraftsteuersystem für ein Fahrzeug und Bremskraft-/Antriebskraftsteuerverfahren für ein Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Eine Bremskraft-/Antriebskraftsteuerung, die in einem Fahrzeug mit einem Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus, der bewirkt, dass Fahrzeugräder Antriebskräfte oder Bremskräfte unabhängig voneinander erzeugen, und einem Aufhängungsmechanismus, der jedes ungefederte Rad mit einer gefederten Fahrzeugkarosserie verkoppelt, den Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus so steuert, dass die Räder veranlasst werden, Antriebskräfte oder Bremskräfte unabhängig voneinander zu erzeugen, beinhaltet: Erfassen eines von einem Fahrer bewirkten Betriebszustands, mit dem das Fahrzeug zum Fahren gebracht werden soll; Erfassen eines Bewegungszustands der Fahrzeugkarosserie während das Fahrzeug fährt; Berechnen einer Soll-Längsantriebskraft, mit der das Fahrzeug zum Fahren gebracht werden soll, und von Bewegungszustandsbeträgen zum Steuern eines Fahrzeugkarosserieverhaltens auf Basis des erfassten Betriebszustands und des erfassten Bewegungszustands; und Berechnen von Antriebskräften oder Bremskräften, die den Rädern zugeordnet werden, um die errechnete Soll-Längsantriebskraft und die errechneten Soll-Bewegungszustandsbeträge zu erreichen, die von den Rädern auf Veranlassung des Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus unabhängig voneinander erzeugt werden.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Bremskraft-/Antriebskraftsteuersystem für ein Fahrzeug und ein Bremskraft-/Antriebskraftsteuerverfahren für ein Fahrzeug, die die Antriebskraft oder Bremskraft, die von den einzelnen Rädern des Fahrzeugs erzeugt werden soll, individuell steuern.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • In den letzten Jahren wurde ein so genanntes In-Wheel-Motor-Fahrzeug als eine Art eines Elektrofahrzeugs entwickelt. Bei dem In-Wheel-Motor-Fahrzeug ist ein Elektromotor (Motor) in oder nahe an jedem Rad angeordnet, und jedes Rad wird direkt von dem Elektromotor angetrieben. Bei dem In-Wheel-Motor-Fahrzeug werden Elektromotoren, die jeweils für Räder (Antriebsräder) vorgesehen sind, individuell einer Rotationssteuerung unterworfen, das heißt, die Elektromotoren werden individuell einer Leistungszufuhr-Laufsteuerung oder einer regenerativen Steuerung unterzogen, um das Antriebsdrehmoment oder das Bremsmoment, das an jedes der Antriebsräder angelegt wird, individuell zu steuern, um dadurch eine angemessene Steuerung der Antriebskraft und der Bremskraft des Fahrzeugs als Reaktion auf eine Fahrbedingung zu ermöglichen.
  • Weiter wurde ein Steuersystem vorgeschlagen, das die Funktion der auf diese Weise durchgeführten individuellen Steuerung eines Antriebsdrehmoments oder eines Bremsmoments, das an die einzelnen Rädern angelegt wird, nutzt, um einer Änderung des Verhaltens einer Fahrzeugkarosserie entgegenzuwirken. Beispielsweise beschreibt die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2007-110836 ( JP-A-2007-110836 ) ein Bremskraft-/Antriebskraftsteuersystem für ein Fahrzeug, das jeweils unterschiedliche Bremskräfte/Antriebskräfte an Antriebsräder anlegt, um ein Nickmoment und ein Giermoment, die um das Baryzentrum des Fahrzeugs entstehen, zu steuern, um Vibrationen des Fahrzeugs in der vertikalen Richtung (eine Nickrate), die sich aus dem Nickverhalten ergeben, das entsteht, wenn das Fahrzeug z. B. über eine Unebenheit einer Straßenoberfläche fährt, zu unterdrücken und um das Gierverhalten in der Gierrichtung zu stabilisieren. Außerdem beschreibt JP-A-2007-110836 ein Fahrzeugsteuersystem, das eine Bremskraft/Antriebskraft der einzelnen Räder unabhängig steuert, um das Rollverhalten einer Fahrzeugkarosserie zu steuern. Ferner beschreibt die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2006-109642 ( JP-A-2006-109642 ) ein Bremskraft-/Antriebskraftsteuersystem für ein Fahrzeug, das die Bremskraft/Antriebskraft jedes Rads individuell steuert, um das Prellverhalten einer Fahrzeugkarosserie zu steuern.
  • In den oben genannten Steuersystemen wird die Antriebskraft oder Bremskraft jedes Antriebsrads so gesteuert, dass das Verhalten der Fahrzeugkarosserie (einer gefederten Masse), die auf Federn, das heißt auf Aufhängungsmechanismen angeordnet ist, unter Verwendung einer Aufhängungsreaktionskraft, die vom Aufhängungsmechanismus erzeugt wird, gesteuert wird. Jedoch steuern die oben genannten Steuersysteme nur einen einzigen Verhaltensaspekt, das heißt, ein Nickverhalten, ein Gierverhalten, ein Rollverhalten oder ein Prellverhalten. Wenn die Antriebskraft oder die Bremskraft der einzelnen Räder gesteuert wird, das heißt wenn eine Antriebskraftzuordnung gesteuert wird, um beispielsweise das Nickverhalten oder das Rollverhalten zu steuern, während das Gierverhalten gesteuert wird, kann in diesem Fall die Steuerung des einen Verhaltensaspekts einen anderen Verhaltensaspekt beeinflussen. In einem Fall, wo das Gierverhalten, das Nickverhalten und das Rollverhalten jeweils unabhängig voneinander gesteuert werden, ist es somit anhand nur einer einfachen Kombination dieser Steuerungen schwierig, die Verhaltensaspekte zur gleichen Zeit zu steuern, so dass möglicherweise kein guter Fahrkomfort erhalten werden kann.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung schafft ein Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem für ein Fahrzeug und ein Bremskraft-/Antriebskraft-Steuerverfahren für ein Fahrzeug, die die Antriebskraft/Bremskraft jedes Antriebsrads steuern, um eine Mehrzahl von Verhaltensaspekten einer Fahrzeugkarosserie zur selben Zeit zu steuern, und dabei zu bewirken, dass das Fahrzeug ordnungsgemäß fährt.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem für ein Fahrzeug. Das Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem für ein Fahrzeug weist einen Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus, der bewirkt, dass Räder eines Fahrzeugs jeweils unabhängig voneinander Antriebskräfte und Bremskräfte erzeugen, und einen Aufhängungsmechanismus auf, der jedes von den Rädern, die nicht von Federn des Fahrzeugs gelagert werden, mit einer Fahrzeugkarosserie verkoppelt, die von den Rädern des Fahrzeugs gelagert wird, und steuert den Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus, um zu bewirken, dass die Räder jeweils unabhängig voneinander Antriebskräfte oder Bremskräfte erzeugen. Das Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem für ein Fahrzeug weist auf: eine Betriebszustand-Erfassungseinheit, die einen von einem Fahrer bewirkten Betriebszustand bzw. Fahrbetriebszustand erfasst, mit dem bewirkt wird, dass das Fahrzeug fährt; eine Bewegungszustand-Erfassungseinheit, die einen Bewegungszustand der Fahrzeugkarosserie erfasst, während das Fahrzeug fährt; eine Einheit zum Berechnen eines Steuerwerts für das Fahrzeugkarosserieverhalten, die eine Soll-Längsantriebskraft, die bewirken soll, dass das Fahrzeug fährt, und eine Mehrzahl von Bewegungszustandsbeträgen zum Steuern von Verhaltensaspekten der Fahrzeugkarosserie auf Basis des erfassten Betätigungszustands und des erfassten Bewegungszustands berechnet; und eine Einheit zum Berechnen einer Antriebskraftzuordnung, die Antriebskräfte oder Bremskräfte, die den einzelnen Rädern zugeordnet werden, um die errechnete Soll-Längsantriebskraft und die Mehrzahl von errechneten Soll-Bewegungszustandsbeträgen zu erreichen, die von den Rädern auf Veranlassung des Bremskraft/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus jeweils unabhängig voneinander erzeugt werden.
  • In dem Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem kann die Einheit zum Berechnen einer Antriebskraftzuordnung auf Basis einer Anordnung der Räder und Aufhängungsmechanismen des Fahrzeugs unter Verwendung einer geometrisch bestimmten Zuordnung Antriebskräfte oder Bremskräfte berechnen, mit denen die errechnete Längsantriebskraft und die Mehrzahl von errechneten Soll-Bewegungszustandsbeträgen erreicht werden sollen und die von den Rädern auf Veranlassung des Antriebskraft-/Bremskraft-Erzeugungsmechanismus jeweils unabhängig voneinander erzeugt werden,
  • Das Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem kann ferner eine Einheit zum Berechnen eines Faktors beinhalten, der, wenn die zugeordneten und berechneten Antriebskräfte eine maximale Antriebskraft des Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus überschreiten, oder wenn die zugeordneten und berechneten Bremskräfte eine maximale Bremskraft des Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus überschreiten, einen Faktor berechnet, mit dem die Antriebskräfte oder Bremskräfte, mit denen die Mehrzahl von errechneten Soll-Bewegungszustandsbeträgen innerhalb der zugeordneten und errechneten Antriebskräfte oder Bremskräfte erreicht werden sollen, reduziert werden.
  • In dem Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem kann die Einheit zum Berechnen des Faktors den Faktor auf solche Weise berechnet, dass Werte, die durch Subtrahieren von Antriebskräften, mit denen die errechnete Soll-Längsantriebskraft erhalten werden soll, innerhalb der zugeordneten und errechneten Antriebskräfte von der maximalen Antriebskraft erhalten werden, durch die Antriebskräfte geteilt werden, mit denen die Mehrzahl von Soll-Bewegungszuständen erreicht werden soll, oder dass Werte, die durch Subtrahieren von Bremskräften, mit denen die errechnete Soll-Längsantriebskraft erhalten werden soll, innerhalb der zugeordneten und errechneten Bremskräfte von der maximalen Bremskraft erhalten werden, durch die Bremskräfte geteilt werden, mit denen die Mehrzahl von Soll-Bewegungszuständen erreicht werden soll. Außerdem können in dem Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem die maximale Antriebskraft und die maximale Bremskraft auf Basis eines Bodenkontaktzustands der Räder bestimmt werden.
  • In dem Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem kann der Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus Elektromotoren aufweisen, die jeweils an den Rädern des Fahrzeugs verbaut sind, und das Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem kann ferner eine Einheit zum Berechnen eines Drehmoments aufweisen, die Antriebsdrehmomente oder Bremsmomente berechnet, die von den Elektromotoren jeweils entsprechend den zugeordneten und errechneten Antriebskräften oder Bremskräften erzeugt werden. Außerdem kann in dem Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem der Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus bewirken, dass linke und rechte Vorderräder und linke und rechte Hinterräder des Fahrzeugs jeweils unabhängig voneinander Antriebskräfte oder Bremskräfte erzeugen, die Einheit zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung kann Antriebskräfte oder Bremskräfte berechnen, die den linken und rechten Vorderrädern und den linken und rechten Hinterrädern zugeordnet werden und mit denen die errechnete Soll-Längsantriebskraft und die Mehrzahl von errechneten Soll-Bewegungszustandsbeträgen erreicht werden sollen und die von den linken und rechten Hinterrädern jeweils unabhängig voneinander auf Veranlassung des Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus erzeugt werden.
  • Das Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem kann ferner eine Eingabeeinheit aufweisen, in die der erfasste Betätigungszustand und der erfasste Bewegungszustand eingegeben werden, wobei die Einheit zum Berechnen des Steuerwerts für das Verhalten der Fahrzeugkarosserie eine Soll-Längsantriebskraft, mit der bewirkt werden soll, dass das Fahrzeug fährt, und eine Mehrzahl von Soll-Bewegungszustandsbeträgen zum Steuern von Verhaltensaspekten des Fahrzeugkörpers auf der Basis des Betriebszustands und des Bewegungszustands berechnen kann, die in die Eingabeeinheit eingegeben werden.
  • In dem Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem kann jeder von den Soll-Bewegungszustandsbeträgen ein Sollwert für eine der folgenden sein: eine vertikale Beschleunigung in einer vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie, eine laterale Beschleunigung in einer Querrichtung der Fahrzeugkarosserie, eine Fahrzeuggeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie, eine Gierrate der Fahrzeugkarosserie, eine Nickrate der Fahrzeugkarosserie, eine Rollrate der Fahrzeugkarosserie, oder ein Giermoment der Fahrzeugkarosserie, ein Nickmoment der Fahrzeugkarosserie oder ein Rollmoment der Fahrzeugkarosserie.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Bremskraft-/Antriebskraft-Steuerverfahren, das in einem Fahrzeug, welches einen Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus, der bewirkt, dass Räder des Fahrzeugs jeweils unabhängig voneinander Antriebskräfte und Bremskräfte erzeugen, und einen Aufhängungsmechanismus aufweist, der jedes von den Rädern, die nicht von Federn des Fahrzeugs gelagert werden, mit einer Fahrzeugkarosserie verkoppelt, die von den Rädern des Fahrzeugs gelagert wird, den Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus so steuert, dass dieser die Räder veranlasst, jeweils unabhängig voneinander Antriebskräfte oder Bremskräfte erzeugen. Das Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem beinhaltet: Erfassen eines von einem Fahrer bewirkten Betriebszustands, mit dem das Fahrzeug zum Fahren gebracht werden soll; Erfassen eines Bewegungszustands der Fahrzeugkarosserie, während das Fahrzeug fährt; Berechnen einer Soll-Längsantriebskraft, mit der bewirkt wird, dass das Fahrzeug fährt, und einer Mehrzahl von Bewegungszustandsbeträgen zum Steuern von Verhaltensaspekten der Fahrzeugkarosserie auf Basis des erfassten Betätigungszustands und des erfassten Bewegungszustands; und Berechnen von Antriebskräften oder Bremskräften, die den Rädern jeweils zugeordnet werden, um die errechnete Soll-Längsantriebskraft und die Mehrzahl von errechneten Soll-Bewegungszustandsbeträgen zu erreichen, die von den Rädern auf Veranlassung des Bremskraft/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus jeweils unabhängig voneinander erzeugt werden.
  • Gemäß den oben genannten Aspekten ist die Eingabeeinheit in der Lage, den vom Fahrer bewirkten Betriebszustand, der von der Betriebszustand-Erfassungseinheit erfasst wird, und den Bewegungszustand der Fahrzeugkarosserie, der von der Bewegungszustand-Erfassungseinheit erfasst wird, einzugeben, und die Einheit zum Berechnen eines Steuerwerts für das Verhalten der Fahrzeugkarosserie ist in der Lage, die Soll-Längsantriebskraft und die Mehrzahl von Soll-Bewegungszuständen (beispielsweise das Soll-Rollmoment, das Soll-Nickmoment, das Soll-Giermoment und dergleichen) auf Basis des erfassten Betriebszustands und/oder des erfassten Bewegungszustands zu berechnen. Außerdem ist die Einheit zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung in der Lage, Antriebskräfte oder Bremskräfte, die so zugeordnet sind, dass mit ihnen die Soll-Längsantriebskraft und die Mehrzahl von Soll-Bewegungszustandsbeträgen, die von der Einheit zum Berechnen des Steuerwerts für das Fahrzeugkarosserieverhalten berechnet werden und die jeweils von den dazu veranlassten Rädern (genauer den linken und rechten Vorderrädern und den linken und rechten Hinterrädern) erzeugt werden, gleichzeitig zu berechnen. Wenn die Antriebskräfte oder Bremskräfte, die von den dazu veranlassten Rädern (genauer den linken und rechten Vorderrädern und den linken und rechten Hinterrädern) jeweils erzeugt werden, zugeordnet und berechnet werden, ist es hierbei möglich, die Antriebskräfte oder Bremskräfte auf Basis von Anordnungen der Räder und Aufhängungsmechanismen des Fahrzeugs unter Verwendung einer geometrisch bestimmten Zuordnung zu berechnen. Ferner ist die Drehmoment-Berechnungseinheit in der Lage, Antriebskräfte oder Bremskräfte, die vom Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus (Elektromotoren) erzeugt werden, entsprechend den Antriebskräften oder Bremskräften, die von der Einheit zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung berechnet werden und zu deren Erzeugung die Räder jeweils veranlasst werden, zu berechnen.
  • Dadurch veranlasst der Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus die Räder dazu, jeweils Antriebskräfte oder Bremskräfte (Antriebsdrehmomente oder Bremsmoment) zu erzeugen. Daher ist es möglich, das Fahrzeug auf angemessene Weise zum Fahren zu bringen, und es ist beispielsweise möglich, das Rollverhalten, das Nickverhalten und das Gierverhalten der Fahrzeugkarosserie gleichzeitig zu steuern. Dadurch ist es im Gegensatz zu dem Fall, dass das Rollverhalten, das Nickverhalten und das Gierverhalten unabhängig voneinander gesteuert werden, möglich, den Einfluss der Steuerungen auf die gegenseitigen Verhaltensaspekte wirksam zu verhindern, und es ist möglich, ein angenehmes Fahrgefühl dadurch zu gewährleisten, dass das Fahrzeug auf angemessene Weise zum Fahren gebracht wird, während eine Schwankung der Verhaltensaspekte der Fahrzeugkarosserie unterdrückt wird.
  • Wenn die Antriebskräfte oder die Bremskräfte, die von der Einheit zum Berechnen der Antriebskraftzuweisungen berechnet werden, eine maximale Antriebskraft oder eine maximale Bremskraft übersteigen, ist die Einheit zum Berechnen des Faktors außerdem in der Lage, einen Faktor zu berechnen, mit dem die Antriebskräfte oder Bremskräfte, mit denen die Mehrzahl von Soll-Bewegungszuständen, die von der Einheit zum Berechnen des Fahrzeugkarosserieverhaltens berechnet werden, erreicht werden sollen, reduziert. Genauer ist in diesem Fall die Einheit zum Berechnen des Faktors in der Lage, den Faktor auf solche Weise zu berechnet, dass Werte (Verhaltenssteuerungs-Antriebskräfte), die durch Subtrahieren von Antriebskräften (oder Bremskräften), mit denen die errechnete Soll-Längsantriebskraft erhalten werden soll, die von der Einheit zum Berechnen des Steuerwerts für das Fahrzeugkarosserieverhalten errechnet wird, innerhalb der Antriebskräfte (oder Bremskräfte), die von der Einheit zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung zugeordnet und berechnet werden, von der maximalen Antriebskraft (oder der maximalen Bremskraft) erhalten werden, durch die Antriebskräfte (oder Bremskräfte), mit denen die Mehrzahl von Soll-Bewegungszuständen erreicht werden soll, geteilt werden. In diesem Fall können die maximale Antriebskraft und die maximale Bremskraft auf Basis des Bodenkontaktzustands der Räder bestimmt werden.
  • Gemäß den oben genannten Aspekten kann auch dann, wenn irgendeine der Antriebskräfte oder Bremskräfte, die von der Einheit zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung berechnet werden, die maximale Antriebskraft oder die maximale Bremskraft überschreitet, die Mehrzahl von Soll-Bewegungszustandsbeträge (beispielsweise das Rollverhalten, das Nickverhalten und das Gierverhalten) der Fahrzeugkarosserie gleichzeitig gesteuert werden, ohne die Soll-Längsantriebskraft, mit der das Fahrzeug zum Fahren gebracht werden soll, zu ändern. Somit können die Verhaltensaspekte der Fahrzeugkarosserie angemessen gesteuert werden, wodurch es möglich ist, ein angenehmes Fahrgefühl zu bewirken, und es außerdem möglich ist, eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit (eine Beschleunigung in der Längsrichtung), die aus einer Steuerung der Verhaltensaspekte der Fahrzeugkarosserie resultiert, zu verhindern, wodurch verhindert werden kann, dass der Fahrer sich unbehaglich fühlt. Durch Bestimmen der maximalen Antriebskraft und der maximalen Bremskraft auf Basis des Bodenkontaktzustands der Räder ist es außerdem möglich zu bestimmen, ob eine der Antriebskräfte oder Bremskräfte, die von der Einheit zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung als Reaktion auf eine Fahrumgebung des Fahrzeugs berechnet werden, die maximale Antriebskraft oder die maximale Bremskraft überschreitet, und daher ist es möglich, die Verhaltensaspekte der Fahrzeugkarosserie noch angemessener zu steuern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Merkmale, Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung von Ausführungsbeispielen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen und in denen:
  • 1 eine Skizze ist, die schematisch den Aufbau eines Fahrzeugs darstellt, auf das ein Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem für ein Fahrzeug gemäß dem Aspekt der Erfindung angewendet werden kann;
  • 2 ist ein Funktionsblockschema, das eine Computerprogrammverarbeitung einer Bremskraft-/Antriebskraftsteuerung, die von einer in 1 dargestellten elektronischen Steuereinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird, bezogen auf deren Funktionen darstellt;
  • 3 ist eine Ansicht, die eine Kraft darstellt, die auf eine Fahrzeugkarosserie wirkt, wenn ein Unterschied einer Antriebskraft in einer Längsrichtung in dem in 1 dargestellten Fahrzeug auftritt; und
  • 4 ist ein Funktionsblockschema, das eine Computerprogrammverarbeitung einer Bremskraft-/Antriebskraftsteuerung, die von der in 1 dargestellten elektronischen Steuereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird, bezogen auf deren Funktionen darstellt;
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • a. Erste Ausführungsform
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Fahrzeugs Ve, das mit einem Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem für ein Fahrzeug gemäß Ausführungsformen ausgestattet ist.
  • Das Fahrzeug Ve weist linke und rechte Vorderräder 11 und 12 und linke und rechte Hinterräder 13 und 14 auf. Die linken und rechten Vorderräder 11 und 12 werden von einer Fahrzeugkarosserie Bo des Fahrzeugs Ve jeweils über Aufhängungsmechanismen 15 und 16 unabhängig voneinander gelagert. Das heißt, die Fahrzeugkarosserie Bo wird von den Federn gelagert (vom Aufhängungsmechanismus gelagert). Die linken und rechten Hinterräder 13 und 14 werden gemeinsam über entsprechende Aufhängungsmechanismen 17 und 18 von der Fahrzeugkarosserie Bo des Fahrzeugs Ve gelagert. Oder die linken und rechten Hinterräder 13 und 14 werden über entsprechende Aufhängungsmechanismen 17 und 18 unabhängig voneinander von der Fahrzeugkarosserie Bo des Fahrzeugs Ve gelagert.
  • Hierbei ist der Aufbau jedes der Aufhängungsmechanismen 15 bis 18 nicht direkt mit dem Aspekt der Erfindung verknüpft, daher wird auf seine ausführliche Beschreibung verzichtet; jedoch können beispielsweise eine bekannte Aufhängung wie eine Federbeinaufhängung, die aus einem Federbein, das einen Stoßdämpfer enthält, einer Spiralfeder, einem Lenker und dergleichen gebildet ist, und eine Querlenkeraufhängung, die aus einer Spiralfeder, einem Stoßdämpfer, oberen und unteren Lenkern und dergleichen gebildet ist, verwendet werden.
  • Elektromotoren 19 und 20 sind jeweils in die linken und rechten Vorderräder 11 und 12 eingebaut. Außerdem sind Elektromotoren 21 und 22 jeweils in die linken und rechten Hinterräder 13 und 14 eingebaut. Die Elektromotoren 19 und 20 sind jeweils mit den linken und rechten Vorderrädern 11 und 12 so verkoppelt, dass Leistung übertragen werden kann. Die Elektromotoren 21 und 22 sind jeweils mit den linken und rechten Hinterrädern 13 und 14 so verkoppelt, dass Leistung übertragen werden kann. Das heißt, die Elektromotoren 19 bis 22 sind so genannte Rad- bzw. In-Wheel-Motoren 19 bis 22. Die Elektromotoren 19 bis 22 werden zusammen mit den linken und rechten Vorderrädern 11 und 12 und den linken und rechten Hinterrädern 13 und 14 nicht von den Federn des Fahrzeugs Ve gelagert. Durch Steuern der Drehung der einzelnen In-Wheel-Motoren 19 bis 22 unabhängig voneinander wird bewirkt, dass Antriebskräfte oder Bremskräfte, deren Erzeugung durch die linken und rechten Vorderräder 11 und 12 und die linken und rechten Hinterräder 13 und 14 jeweils veranlasst wird, unabhängig voneinander gesteuert werden können.
  • Jeder dieser In-Wheel-Motoren 19 bis 22 besteht beispielsweise aus einem Wechselstromsynchronmotor. Elektrische Gleichspannungsleistung von einer elektrischen Speichervorrichtung 24, beispielsweise einer Batterie oder einem Kondensator, wird über einen Wechselrichter 23 in elektrische Wechselspannungsleistung umgewandelt und wird zu den einzelnen In-Wheel-Motoren 19 bis 22 geliefert. Dadurch wird jeder von den In-Wheel-Motoren 19 bis 22 angesteuert (das heißt, sie werden unter Zufuhr von Leistung zum Laufen gebracht), und Antriebsdrehmoment wird an ein entsprechendes von den linken und rechten Vorderrädern 11 und 12 und den linken und rechten Hinterrädern 13 und 14 angelegt. Außerdem kann jeder von den In-Wheel-Motoren 19 bis 22 die Rotationsenergie eines entsprechenden von den linken und rechten Vorderrädern 11 und 12 und den linken und rechten Hinterrädern 13 und 14 nutzen, um eine regenerative Steuerung auszuführen. Das heißt, während einer Regenerierung oder Leistungsregenerierung jedes der In-Wheel-Motoren 19 bis 22 wird die Rotationsenergie (die kinetische Energie) eines entsprechenden von den linken und rechten Vorderrädern 11 und 12 und den linken und rechten Hinterrädern 13 und 14 von den einzelnen In-Wheel-Motoren 19 bis 22 in elektrische Energie umgewandelt, und dann wird die erzeugte elektrische Leistung über den Wechselrichter 23 in der elektrischen Speichervorrichtung 24 gespeichert. Zu dieser Zeit wird ein Bremsmoment auf Basis einer Regenerierungs-/Leistungserzeugungskapazität an ein entsprechendes von den linken und rechten Vorderrädern 11 und 12 und den linken und rechten Hinterrädern 13 und 14 angelegt. Somit bilden die In-Wheel-Motoren 19 bis 22, der Wechselrichter 23 und die elektrische Speichervorrichtung 24 den Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus gemäß dem Aspekt der Erfindung.
  • Außerdem sind Bremsmechanismen 25, 26, 27 und 28 jeweils zwischen den Rädern 11 bis 14 und den entsprechenden In-Wheel-Motoren 19 bis 22 vorgesehen. Jeder von den Bremsmechanismen 25 bis 28 ist beispielsweise ein bekannter Bremsmechanismus, beispielsweise eine Scheibenbremse und eine Trommelbremse. Jeder dieser Bremsmechanismen 25 bis 28 ist beispielsweise mit einem Bremsenstellglied 29 verbunden. Das Bremsenstellglied 29 betätigt Kolben von Bremssätteln und Bremsschuhe (beide nicht dargestellt), die bewirken, dass die Räder 11 bis 14 jeweils durch Hydraulikdruck, der von einem Hauptzylinder (nicht dargestellt) gepumpt wird, Bremskräfte erzeugen.
  • Der Wechselrichter 23 und das Bremsenstellglied 29 sind jeweils mit einer elektronischen Steuereinheit 30 verbunden. Die elektronische Steuereinheit 30 steuert den Rotationszustand jedes der In-Wheel-Motoren 19 bis 22, den Betriebszustand jedes der Bremsmechanismen 25 bis 28 und dergleichen. Somit bildet die elektronische Steuereinheit 30 die Steuereinheit gemäß dem Aspekt der Erfindung.
  • Die elektronische Steuereinheit 30 weist einen Mikrocomputer, der aus einer CPU, einem ROM, einem RAM und dergleichen als Hauptkomponenten besteht, auf und führt verschiedene Programme aus. Daher werden Signale von verschiedenen Sensoren und Signale vom Wechselrichter 23 in die elektronische Steuereinheit 30 eingegeben. Die verschiedenen Sensoren beinhalten einen Betriebszustand-Erfassungssensor 31, einen Bewegungszustand-Erfassungssensor 32 und einen Störungserfassungssensor 33. Der Betriebszustand-Erfassungssensor 31 dient als Betriebszustand-Erfassungseinheit und erfasst den vom Fahrer bewirkten Betriebszustand, mit dem das Fahrzeug Ve zum Fahren gebracht werden soll. Der Bewegungszustand-Erfassungssensor 32 dient als Bewegungszustand-Erfassungseinheit und erfasst den Bewegungszustand der Fahrzeugkarosserie Bo (gefederte Masse), die auf Federn angeordnet ist, das heißt auf Aufhängungsmechanismen, des fahrenden Fahrzeugs Ve. Der Störungserfassungssensor 33 erfasst eine Störung, die auf das laufende Fahrzeug Ve wirkt.
  • Hierbei besteht der Betriebszustand-Erfassungssensor 31 beispielsweise aus einem Lenkwinkelsensor, einem Beschleunigersensor, einem Drosselsensor, einem Bremsensensor und dergleichen. Der Lenkwinkelsensor erfasst den Umfang einer Betätigung durch einen Fahrer (den Lenkwinkel) eines Lenkrads (nicht dargestellt). Der Beschleunigersensor erfasst den Umfang einer Betätigung (Verstellweg, Winkel, Druck und dergleichen) eines Gaspedals (nicht dargestellt) durch einen Fahrer. Der Drosselsensor erfasst den Öffnungsgrad einer Drosselklappe, die für einen Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) vorgesehen ist, und die als Reaktion auf eine Betätigung des Gaspedals arbeitet. Der Bremsensensor erfasst den Umfang einer Betätigung (Verstellweg, Winkel, Druck und dergleichen) eines Bremspedals (nicht dargestellt) durch einen Fahrer. Außerdem besteht der Bewegungszustand-Erfassungssensor 32 beispielsweise aus einem Sensor für eine vertikale Beschleunigung der gefederten Masse, einem Sensor für die laterale Beschleunigung, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einem Gierratensensor, einem Nickratensensor, einem Rollratensensor und dergleichen. Der Sensor für eine Beschleunigung der gefederten Masse erfasst die vertikale Beschleunigung der Fahrzeugkarosserie Bo (der gefederten Masse) in der vertikalen Richtung. Der Sensor für eine laterale Beschleunigung erfasst die laterale Beschleunigung der Fahrzeugkarosserie Bo (der gefederten Masse) in der Querrichtung. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasst die Fahrzeuggeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie Bo (des Fahrzeugs Ve). Der Gierratensensor erfasst die Gierrate der Fahrzeugkarosserie Bo (des Fahrzeugs Ve). Der Nickratensensor erfasst die Nickrate der Fahrzeugkarosserie Bo (des Fahrzeugs Ve). Der Rollratensensor erfasst die Rollrate der Fahrzeugkarosserie Bo (des Fahrzeugs Ve). Ferner besteht der Störungserfassungssensor 33 beispielsweise aus einem Hubsensor, einem Sensor für eine vertikale Beschleunigung der ungefederten Masse und dergleichen. Der Hubsensor erfasst den Hubweg von jedem der Aufhängungsmechanismen 15 bis 18. Der Sensor für die vertikale Beschleunigung der ungefederten Masse erfasst die vertikale Beschleunigung der ungefederten Masse, einschließlich der Räder 11 bis 14, des Fahrzeugs Ve in der vertikalen Richtung.
  • Da die Sensoren 31 bis 33 und der Wechselrichter 23 auf diese Weise mit der elektronischen Steuereinheit 30 verbunden sind, und Signale in die elektronische Steuereinheit 30 eingegeben werden, ist die elektronische Steuereinheit 30 in der Lage, den Fahrbetrieb des Fahrzeugs Ve und die Verfahrensaspekte der Fahrzeugkarosserie Bo abzurufen und zu steuern.
  • Zunächst wird die Steuerung der Fahrbedingung des Fahrzeugs Ve genau beschrieben. Die elektronische Steuereinheit 30 ist beispielsweise in der Lage, eine benötigte Antriebskraft, die einem Verstellweg des Beschleunigers entspricht, wenn der Fahrer das Gaspedal betätigt, das heißt eine Antriebskraft, die von den In-Wheel-Motoren 19 bis 22 erzeugt werden soll, damit das Fahrzeug Ve fährt, auf Basis der Signaleingabe des Betriebszustand-Erfassungssensors 31 zu berechnen. Außerdem ist die elektronische Steuereinheit 30 beispielsweise in der Lage, eine benötigte Bremskraft, die einem Verstellweg der Bremse entspricht, wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt, das heißt eine Bremskraft, die von den In-Wheel-Motoren 19 bis 22 und den Bremsmechanismen 25 bis 28 erzeugt werden sollte, damit das Fahrzeug Ve langsamer wird, auf Basis der Signaleingabe des Betriebszustand-Erfassungssensors 31 zu berechnen. Dann bewirkt die elektronische Steuereinheit 30, dass die In-Wheel-Motoren 19 bis 22 ein Ausgangsdrehmoment (ein Motordrehmoment) erzeugen, das der geforderten Antriebsleistung entspricht, oder bewirkt, dass die In-Wheel-Motoren 19 bis 22 ein Ausgangsdrehmoment (Motordrehmoment) erzeugen, das der geforderten Bremskraft entspricht, und zwar auf Basis der Signaleingabe vom Wechselrichter 23, genauer von Signalen, die die Beträge der elektrischen Leistung und Stromwerte anzeigen, die jeweils während des Leistungszufuhr-Laufsteuerung zu den In-Wheel-Motoren 19 bis 22 geliefert werden, oder von Signalen, die die Beträge der elektrischen Leistung und Stromwerte anzeigen, die jeweils während der regenerativen Steuerung von den In-Wheel-Motoren 19 bis 22 erzeugt werden.
  • Dadurch kann die elektronische Steuereinheit 30 Signale für die Durchführung der Leistungszufuhr-Laufsteuerung oder der regenerativen Steuerung der Drehung der In-Wheel-Motoren 19 bis 22 über den Wechselrichter 23 ausgeben und Signale zum Steuern des Betriebs der Bremsmechanismen 25 bis 28 über das Bremsenstellglied 29 ausgeben. Somit ermittelt die elektronische Steuereinheit 30 zumindest eine geforderte Antriebskraft oder eine geforderte Bremskraft, die das Fahrzeug Ve benötigt, auf Basis des Signals, das vom Betriebszustand-Erfassungssensor 31 eingegeben wird, und gibt dann Signale zum Steuern der Leistungszufuhr-Laufzustände/der regenerativen Zustände der In-Wheel-Motoren 19 bis 22 und der Betriebszustände des Bremsenstellglieds 29, das heißt der Bremsmechanismen 25 bis 28 aus, um die geforderte Antriebskraft oder die geforderte Bremskraft zu erzeugen und dadurch die Steuerung der Fahrbedingung des Fahrzeugs Ve zu ermöglichen.
  • Andererseits ist die elektronische Steuereinheit 30 in der Lage, die Verhaltensaspekte der Fahrzeugkarosserie Bo (der gefederten Masse) auf Basis der Signale zu steuern, die vom Betriebszustand-Erfassungssensor 31, vom Bewegungszustand-Erfassungssensor 32 und vom Störungserfassungssensor 33 eingegeben werden. Im Folgenden wird die Steuerung der Verhaltensaspekte der Fahrzeugkarosserie Bo ausführlich beschrieben.
  • Die elektronische Steuereinheit 30 gemäß der ersten Ausführungsform steuert die Zuordnung von Antriebskräften (oder Bremskräften), die die In-Wheel-Motoren 19 bis 22 jeweils erzeugen, um dadurch zu bewirken, dass das Fahrzeug Ve fährt, und steuert das Rollverhalten, das Nickverhalten und das Gierverhalten der Fahrzeugkarosserie Bo (gefederte Masse). Wie in 2 dargestellt ist, weist die elektronische Steuereinheit 30 daher eine Eingabeeinheit 41, eine Einheit 42 zum Berechnen eines Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugkarosserieverhalten, eine Einheit 43 zum Berechnen einer Antriebskraftzuordnung, eine Einheit 44 zum Berechnen eines Radmotordrehmoment-Steuerwerts und eine Ausgabeeinheit 45 auf. Die Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Verhalten der Fahrzeugkarosserie dient als Einheit zum Berechnen des Steuerwerts für das Fahrzeugkarosserieverhalten. Die Einheit 44 zum Berechnen des Radmotordrehmoment-Befehlswerts dient als Einheit zum Berechnen des Drehmoments.
  • Signale werden vom Betriebszustand-Erfassungssensor 31, vom Bewegungszustand-Erfassungssensor 32 und vom Störungserfassungssensor 33 in die Eingabeeinheit 41 eingegeben. Dann fragt die Eingabeeinheit 41 beispielsweise den Lenkwinkel des Lenkrads, das vom Fahrer betätigt wird, den Beschleunigerverstellweg und den Drosselöffnungsgrad, die das Ergebnis einer Betätigung des Gaspedals sind, den Bremsenverstellweg, der das Ergebnis einer Betätigung des Bremspedals ist, und dergleichen auf Basis des Signals ab, das vom Betriebszustand-Erfassungssensor 31 eingegeben wird. Außerdem ermittelt die Eingabeeinheit 41 beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie Bo (des Fahrzeugs Ve), die Rollrate, die Nickrate und die Gierrate der Fahrzeugkarosserie Bo und dergleichen auf Basis des Signals, das vom Bewegungszustand-Erfassungssensor 32 eingegeben wird. Ferner ermittelt die Eingabeeinheit 41 beispielsweise den Grad der Unebenheit einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug Ve fährt, den Grad des Einflusses von Gegenwind auf das Fahrzeug Ve und dergleichen auf Basis des Signals, das vom Störungserfassungssensor 33 eingegeben wird. Wenn die Eingabeeinheit 41 auf diese Weise verschiedene erfasste Werte abfragt, gibt die Ausgabeeinheit 41 die abgefragten verschiedenen erfassten Werte an die Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten aus.
  • Die Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten verwendet die verschiedenen erfassten Werte, die von der Eingabeeinheit 41 eingegeben werden, um eine Soll-Längsantriebskraft FX als Steuerbefehlswert zu berechnen, mit dem bewirkt werden soll, dass das Fahrzeug Ve fährt, und berechnet Steuerbefehlswerte zum Steuern der Verhaltensaspekte der Fahrzeugkarosserie Bo, das heißt das Soll-Rollmoment Mx, das Soll-Nickmoment My und das Soll-Giermoment Mz als Mehrzahl von Soll-Bewegungszustandsbeträgen. Man beachte, dass ein bekanntes Rechenverfahren verwendet werden kann, um die Soll-Längsantriebskraft FX, das Soll-Rollmoment Mx, das Soll-Nickmoment My und das Soll-Giermoment Mz zu berechnen, und daher wird auf seine Beschreibung hier verzichtet; jedoch wird die Berechnung nachstehend vereinfacht beschrieben.
  • Zuerst verwendet die Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten für die Soll-Längsantriebskraft FX, die von den In-Wheel-Motoren 19 bis 22 erzeugt wird, um zu bewirken, dass das Fahrzeug Ve fährt, beispielsweise erfasste Werte, wie den Beschleunigerverstellweg, den Drosselöffnungsgrad, den Bremsenverstellweg und die Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Eingabeeinheit 41 eingegeben werden, um die Soll-Längsantriebskraft FX zu berechnen, die in einer vorgegebenen Korrelation mit diesen erfassten Werten steht. Für das Soll-Rollmoment Mx verwendet die Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten beispielsweise die erfassten Werte, wie den Lenkwinkel, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Rollrate, den Grad der Unebenheit einer Straßenoberfläche und den Grad des Einflusses von Gegenwind, die von der Eingabeeinheit 41 eingegeben werden, um das Soll-Rollmoment Mx zu berechnen, das in einer vorgegebenen Korrelation mit diesen erfassten Werten steht. Für das Soll-Nickmoment My verwendet die Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten beispielsweise die erfassten Werte, wie den Beschleunigerverstellweg, den Bremsenverstellweg, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Nickrate und den Grad der Unebenheit einer Straßenoberfläche, die von der Eingabeeinheit 41 eingegeben werden, um das Soll-Nickmoment My zu berechnen, das in einer vorgegebenen Korrelation mit diesen erfassten Werten steht. Für das Soll-Giermoment Mz verwendet die Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten beispielsweise die erfassten Werte, wie den Lenkwinkel, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Gierrate und den Grad des Einflusses von Gegenwind, die von der Eingabeeinheit 41 eingegeben werden, um das Soll-Giermoment Mz zu berechnen, das in einer vorgegebenen Korrelation mit diesen erfassten Werten steht.
  • Wenn die Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten auf diese Weise die Soll-Längsantriebskraft FX, das Soll-Rollmoment Mx, das Soll-Nickmoment My und das Soll-Giermoment Mz berechnet, gibt die Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten Befehlswerte, die jeweils die errechnete Soll-Längsantriebskraft FX, das Soll-Rollmoment Mx, das Soll-Nickmoment My und das Soll-Giermoment Mz anzeigen, an die Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung aus.
  • Die Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung berechnet Antriebskräfte, die jeweils den Rädern 11 bis 14 zugeordnet und von diesen erzeugt werden, um die Soll-Längsantriebskraft FX zu erzeugen, die von dem Befehlswert angegeben wird, der von der Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten ausgegeben wird. Außerdem berechnet die Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung Antriebskräfte, die jeweils den Rädern 11 bis 14 zugeordnet und diesen erzeugt werden, um das Soll-Rollmoment Mx, das Soll-Nickmoment My und das Soll-Giermoment Mz zu erzeugen, die von den Befehlswerten angezeigt werden, die von der Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten ausgegeben werden, an der Position des Baryzentrums des Fahrzeugs Ve. Das heißt, die Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung berechnet eine vordere linke Antriebskraft Ffl für das linke Vorderrad 11, eine vordere rechte Antriebskraft Ffr für das rechte Vorderrad 12, eine hintere linke Antriebskraft Frl für das linke Hinterrad 13 und eine rechte hintere Antriebskraft Frr für das rechte Hinterrad 14 gemäß dem folgenden mathematischen Ausdruck (1), der die Soll-Längsantriebskraft FX, das Soll-Rollmoment Mx, das Soll-Nickmoment My und das Soll-Giermoment Mz verwendet. [Mathematischer Ausdruck (1)]
    Figure 00180001
  • Im mathematischen Ausdruck (1) werden a1, a2, a3, a4, a5 und a6 auf Basis der geometrischen Anordnungen der Räder 11 bis 14 und der Aufhängungsmechanismen 15 bis 18 des Fahrzeugs Ve bestimmt und anhand des folgenden mathematischen Ausdrucks (2) ausgedrückt. [Mathematischer Ausdruck (2)]
    Figure 00190001
  • Hier werden der mathematische Ausdruck (1) und der mathematische Ausdruck (2) spezifisch mit Bezug auf 1 und 3 beschrieben. Wie schematisch in 3 dargestellt ist, ist als geometrische Anordnung der Räder 11 bis 14 und Aufhängungsmechanismen 15 bis 18 des Fahrzeugs Ve der Abstand zwischen dem Baryzentrum Cg des Fahrzeugs Ve und den Achsen der linken und rechten Vorderräder 11 und 12 mit Lf bezeichnet und ist der Abstand zwischen dem Baryzentrum Cg des Fahrzeugs Ve und den Achsen der linken und rechten Hinterräder 13 und 14 mit Lr bezeichnet, und zwar in Bezug auf eine Radbasis L, und wie in 1 dargestellt ist, ist eine Laufflächenbreite zwischen den linken und rechten Vorderrädern 11 und 12 mit tf bezeichnet und ist die Laufflächenbreite zwischen den linken und rechten Hinterräder 13 und 14 mit tr bezeichnet. Außerdem ist im Fahrzeug Ve, das eine solche geometrische Anordnung aufweist, der Winkel zwischen der horizontalen Linie und der Linie, die das Drehzentrum Cf von jedem der Aufhängungsmechanismen 15 und 16 der linken und rechten Vorderräder 11 und 12 mit dem Bodenkontaktpunkt von jedem der linken und rechten Vorderräder 11 und 12 verbindet, mit θf bezeichnet (im Folgenden momentaner Drehwinkel θf genannt), und ist der Winkel zwischen der horizontalen Linie und der Linie, die das Drehzentrum Cr von jedem der Aufhängungsmechanismen 17 und 18 der linken und rechten Hinterräder 13 und 14 mit dem Bodenkontaktpunkt von jedem der linken und rechten Hinterräder 13 und 14 verbindet, mit θr bezeichnet (im Folgenden momentaner Drehwinkel θr genannt).
  • Wie in 3 dargestellt ist, treten in diesem Fall beispielsweise dann, wenn ein Antriebskraftunterschied ΔF in der Längsrichtung zwischen den linken und rechten Vorderrädern 11 und 12 und den linken und rechten Hinterrädern 13 und 14 gegeben ist, vertikale Kräfte, die in der vertikalen Richtung wirken, als Komponentenkräfte des Antriebskraftunterschieds ΔF, das heißt als Reaktionskräfte des Aufhängungsmechanismen 15 bis 18 auf. Man beachte, dass 3 beispielsweise einen Fall zeigt, wo Antriebskräfte, die jeweils von den linken und rechten Hinterrädern 13 und 14 erzeugt werden, größer sind als Antriebskräfte, die von den linken und rechten Vorderrädern 11 und 12 erzeugt werden, und eine Situation zeigt, wo infolgedessen der relative Antriebskraftunterschied ΔF, der in den linken und rechten Vorderrädern 11 und 12 auftritt, als Bremskraft erscheint, die auf das Heck des Fahrzeugs Ve wirkt, und der relative Antriebskraftunterschied ΔF, der in den linken und rechten Hinterrädern 13 und 14 auftritt, als Antriebskraft erscheint, die auf die Front des Fahrzeugs Ve wirkt. Wenn dagegen Antriebskräfte, die jeweils von den linken und rechten Vorderrädern 11 und 12 erzeugt werden, größer sind als Antriebskräfte, die von den linken und rechten Hinterrädern 13 und 14 erzeugt werden, tritt der relative Antriebskraftunterschied ΔF, der in den linken und rechten Vorderrädern 11 und 12 auftritt, als Antriebskraft auf, die auf das Heck des Fahrzeugs Ve wirkt, und der relative Antriebskraftunterschied ΔF, der in den linken und rechten Hinterrädern 13 und 14 auftritt, tritt als Bremskraft auf, die auf die Front des Fahrzeugs Ve wirkt.
  • Dann kann die vertikale Kraft, die auf diese Weise auftritt, als ΔF × tanθf ausgedrückt werden, unter Verwendung des momentanen Drehwinkels θf von jedem der Aufhängungsmechanismen 15 und 16 für die linken und rechten Vorderräder 11 und 12, und kann ausgedrückt werden als ΔF × tanθr unter Verwendung des momentanen Drehwinkels θr von den einzelnen Aufhängungsmechanismen 17 und 18 für die linken und rechten Hinterräder 13 und 14. Wenn der Antriebskraftunterschied ΔF auf diese Weise in jedem der Räder 11 bis 14 erzeugt wird und dann und bewirkt wird, dass die vertikalen Kräfte ΔF × tanθf und die vertikalen Kräfte ΔF × tanθr die an die Fahrzeugkarosserie Bo angelegt werden, um das Baryzentrum Cg des Fahrzeugs Ve wirken, wird die Wirkkraft, die um das Baryzentrum Cg herum erzeugt wird, geometrisch auf Basis der oben beschriebenen Anordnung der Räder 11 bis 14 und Aufhängungsmechanismen 15 bis 18 des Fahrzeugs Ve gemäß dem mathematischen Ausdruck (2) bestimmt.
  • Unter Verwendung der Wirkkraft, die auf Basis der geometrischen Anordnung auf diese Weise gemäß dem mathematischen Ausdruck (2) bestimmt wird, können dann das errechnete Soll-Rollmoment Mx, das errechnete Soll-Nickmoment My und das errechnete Soll-Giermoment Mz um das Baryzentrum Cg des Fahrzeugs Ve in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie Bo erzeugt werden. Durch Berechnen der vorderen linken Antriebskraft Ffl für das linke Vorderrad 11, der vorderen rechten Antriebskraft Ffr für das rechte Vorderrad 12, der linken hinteren Antriebskraft Frl für das linke Hinterrad 13 und der hinteren rechten Antriebskraft Frr für das rechte Hinterrad 14 auf Basis des mathematischen Ausdrucks (1) und des mathematischen Ausdrucks (2), können somit das errechnete Soll-Rollmoment Mx, das errechnete Soll-Nickmoment My und das errechnete Soll-Giermoment Mz gleichzeitig um das Baryzentrum bzw. den Schwerpunkt Cg erzeugt werden, um die Verhaltensaspekte der Fahrzeugkarosserie Bo zu steuern. Wenn die vordere linke Antriebskraft Ffl für das linke Vorderrad 11, die vordere rechte Antriebskraft Ffr für das rechte Vorderrad 12, die linke hintere Antriebskraft Frl für das linke Hinterrad 13 und die hintere rechte Antriebskraft Frr für das rechte Hinterrad 14 auf diese Weise gemäß dem mathematischen Ausdruck (1) und dem mathematischen Ausdruck (2) berechnet werden, gibt die Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung die vordere linke Antriebskraft Ffl, die vordere rechte Antriebskraft Ffr, die hintere linke Antriebskraft Frl und die hintere rechte Antriebskraft Frr an die Einheit 44 zum Berechnen des Radmotordrehmoment-Befehlswerts aus.
  • Die Einheit 44 zum Berechnen des Radmotordrehmoment-Befehlswerts berechnet Motordrehmomente, die jeweils von den In-Wheel-Motoren 19 bis 22 entsprechend der vorderen linken Antriebskraft Ffl, der vorderen rechten Antriebskraft Ffr, der hinteren linken Antriebskraft Frl und der hinteren rechten Antriebskraft Frr, die von der Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung berechnet werden, erzeugt werden. Das heißt, die Einheit 44 zum Berechnen des Radmotordrehmoment-Befehlswerts berechnet ein Motordrehmoment Tfl, das vom In-Wheel-Motor 19 entsprechend der vorderen linken Antriebskraft Ffl erzeugt wird, ein Motordrehmoment Tfr, das vom In-Wheel-Motor 20 entsprechend der vorderen rechten Antriebskraft Ffr erzeugt wird, ein Motordrehmoment Trl, das vom In-Wheel-Motor 21 entsprechend der hinteren linken Antriebskraft Frl erzeugt wird, und ein Motordrehmoment Trr, das vom In-Wheel-Motor 22 entsprechend der hinteren rechten Antriebskraft Frr erzeugt wird, gemäß dem folgenden mathematischen Ausdruck (3): [Mathematischer Ausdruck (3)]
    Figure 00220001
  • Im mathematischen Ausdruck (3) bezeichnet r den Reifenradius (oder die Übersetzung des Reduktionsmechanismus (nicht dargestellt) von jedem der Räder 11 bis 14, wie in 3 dargestellt. Dann gibt die Einheit 44 zum Berechnen des Radmotordrehmoment-Befehlswerts die errechneten Motordrehmomente Tfl, Tfr, Trl und Trr an die Ausgabeeinheit 45 aus.
  • Die Ausgabeeinheit 45 gibt Ansteuerungssignale, die den Radmotordrehmomenten Tfl, Tfr, Trl, Trr entsprechen, die von der Einheit 44 zum Berechnen des Radmotordrehmoment-Befehlswerts berechnet worden sind, an den Wechselrichter 23 aus. Dadurch steuert der Wechselrichter 23 elektrische Ansteuerungsleistungen (Ansteuerspannungen), die jeweils zu den In-Wheel-Motoren 19 bis 22 geliefert werden, um die In-Wheel-Motoren 19 bis 22 anzusteuern. Dadurch werden die vordere linke Antriebskraft Ffl, die vordere rechte Antriebskraft Ffr, die hintere linke Antriebskraft Frl und die hintere rechte Antriebskraft Frr, die jeweils von der Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung berechnet werden, von den Rädern 11 bis 14 erzeugt. Infolgedessen kann bewirkt werden, dass das Fahrzeug Ve auf angemessene Weise als Reaktion auf einen vom Fahrer bewirkten Betriebszustand bzw. Fahrbetriebszustand fährt, und die Verhaltensaspekte der Fahrzeugkarosserie Bo, das heißt das Rollverhalten, das Nickverhalten und das Gierverhalten, können gleichzeitig gesteuert werden.
  • Aus der obigen Beschreibung geht hervor, dass die Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten gemäß der ersten Ausführungsform in der Lage ist, die Soll-Längsantriebskraft FX, das Soll-Rollmoment Mx, das Soll-Nickmoment My und das Soll-Giermoment Mz auf Basis von verschiedenen erfassten Werten zu berechnen, die von der Eingabeeinheit 41 eingegeben werden. Außerdem berechnet die Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung Antriebskräfte, die jeweils von den Rädern 11 bis 14 auf Veranlassung erzeugt werden, genauer die vordere linke Antriebskraft Ffl, die vordere rechte Antriebskraft Ffr, die hintere linke Antriebskraft Frl und die hintere rechte Antriebskraft Frr, um die Soll-Längsantriebskraft FX, das Soll-Rollmoment Mx, das Soll-Nickmoment My und das Soll-Giermoment Mz gleichzeitig zu erreichen. Die Einheit 44 zum Berechnen des Radmotordrehmoment-Befehlswerts ist in der Lage, Motordrehmomente Tfl, Tfr, Trl und Trr, die von den In-Wheel-Motoren 19 bis 22 erzeugt werden sollen und die an die Räder 11 bis 14 ausgegeben werden sollen, entsprechend der vorderen linken Antriebskraft Ffl, der vorderen rechten Antriebskraft Ffr, der hinteren linken Antriebskraft Frl und der hinteren rechten Antriebskraft Frr zu berechnen.
  • Dann erzeugten die In-Wheel-Motoren 19 bis 22 jeweils die Motordrehmomente Tfl, Tfr, Trl und Trr, die der vorderen linken Antriebskraft Ffl, der vorderen rechten Antriebskraft Ffr, der hinteren linken Antriebskraft Frl und der hinteren rechten Antriebskraft Frr entsprechen. Daher ist es möglich, das Fahrzeug Ve auf angemessene Weise zum Fahren zu bringen, und das Rollverhalten, das Nickverhalten und das Gierverhalten der Fahrzeugkarosserie Bo gleichzeitig zu steuern. Dadurch ist es im Gegensatz zu dem Fall, dass das Rollverhalten, das Nickverhalten und das Gierverhalten unabhängig voneinander gesteuert werden, möglich, den gegenseitigen Einfluss von Steuerungen von Verhaltensaspekten wirksam zu verhindern, und es ist möglich, ein angenehmes Fahrgefühl zu gewährleisten, während eine Änderung des Verhaltens der Fahrzeugkarosserie Bo unterdrückt wird.
  • b. Zweite Ausführungsform
  • Nun wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Zur Berechnung der Soll-Längsantriebskraft FX, des Soll-Rollmoments Mx, des Soll-Nickmoments My und des Soll-Giermoments Mz, die von der Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten berechnet werden, berechnet in der ersten Ausführungsform die Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung die vordere linke Antriebskraft Ffl, die vordere rechte Antriebskraft Ffr, die hintere linke Antriebskraft Frl und die hintere rechte Antriebskraft Frr, und die Einheit 44 zum Berechnen des Radmotordrehmoment-Befehlswerts berechnet die Motordrehmomente Tfl, Tfr, Trl und Trr. In der ersten Ausführungsform erzeugen dann die In-Wheel-Motoren 19 bis 22 jeweils die errechneten Motordrehmomente Tfl, Tfr, Trl und Trr.
  • Wenn eine Mehrzahl von Verhaltensaspekten der Fahrzeugkarosserie Bo gesteuert werden, kann in diesem Fall beispielsweise eine Antriebskraft (oder eine Bremskraft) in einem der Räder 11 bis 14, das heißt ein Motordrehmoment, das von einem der In-Wheel-Motoren 19 bis 22 benötigt wird, eine voreingestellte Obergrenze für das Drehmoment, das erzeugt werden kann, überschreiten oder kann einen Bodenkontaktzustand der Räder 11 bis 14, genauer eine Grenze, die durch einen Reifenreibungskreis oder dergleichen gezogen wird, überschreiten. Wenn die Antriebskraft (das Motordrehmoment) insgesamt einfach um einen Prozentanteil gekürzt wird, in dem eine Antriebskraft (oder eine Bremskraft), die erzeugt werden sollte, die oben beschriebene Obergrenze oder Grenze überschreitet, kann es wegen einer Änderung der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs Ve schwierig sein, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu halten (zu steuern). Daher werden in der zweiten Ausführungsform Komponenten, die mit der Soll-Längsantriebskraft FX assoziiert sind, mit der dafür gesorgt wird, dass das Fahrzeug Ve auf angemessene Weise fährt, innerhalb der vorderen linken Antriebskraft Ffl, der vorderen rechten Antriebskraft Ffr, der hinteren linken Antriebskraft Frl und der hinteren rechten Antriebskraft Frr, die von der Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung berechnet werden nicht geändert (das heißt die Soll-Längsantriebskraft FX wird nicht geändert), und es werden nur Komponenten, die mit dem Soll-Rollmoment Mx, dem Soll-Nickmoment My und dem Soll-Giermoment Mz assoziiert sind, mit denen eine Mehrzahl von Verhaltensaspekten der Fahrzeugkarosserie Bo gesteuert werden, reduziert. Im Folgenden wird die zweite Ausführungsform ausführlich beschrieben, jedoch bezeichnen gleiche Bezugszahlen ähnliche Komponenten, und auf deren Beschreibung wird verzichtet.
  • Die in 4 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform dahingehend, dass eine Einheit 46 zum Berechnen eines Faktors bzw. einer Verstärkung vorgesehen ist. Wenn irgendeine von der vorderen linken Antriebskraft Ffl, der vorderen rechten Antriebskraft Ffr, der hinteren linken Antriebskraft Frl und der hinteren rechten Antriebskraft Frr, die von der Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung berechnet werden, eine Antriebskraft Flimit überschreitet, bei der es sich um eine maximale Antriebskraft (oder maximale Bremskraft) handelt, die von den einzelnen In-Wheel-Motoren 19 bis 22 in entsprechend einem der Räder 11 bis 14 erzeugt werden kann, berechnet die Einheit 46 zum Berechnen eines Faktors einen Faktor bzw. einer Verstärkung K, mit dem die Komponenten der vorderen linken Antriebskraft Ffl, der vorderen rechten Antriebskraft Ffr, der hinteren linken Antriebskraft Frl und der hinteren rechten Antriebskraft Frr, die mit dem Soll-Rollmoment Mx, das Soll-Nickmoment My und das Soll-Giermoment Mz assoziiert sind, die von der Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten berechnet werden, reduziert wird. Im Folgenden wird die Einheit 46 zum Berechnen eines Faktors ausführlich beschrieben.
  • Wie oben beschrieben, berechnet und bestimmt die Einheit 46 zum Berechnen eines Faktors einen Faktor K auf solche Weise, dass, von den Komponenten der vorderen linken Antriebskraft Ffl, der vorderen rechten Antriebskraft Ffr, der hinteren linken Antriebskraft Frl und der hinteren rechten Antriebskraft Frr, die von der Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung berechnet werden, nur die Komponenten, die mit einer Steuerung des Soll-Rollmoments Mx, des Soll-Nickmoments My und des Soll-Giermoments Mz assoziiert sind, reduziert werden, ohne die Soll-Längsantriebskraft zu ändern. Wie aus dem mathematischen Ausdruck (1) hervorgeht, ist hierbei die Soll-Längsantriebskraft FX die resultierende Kraft der vorderen linken Antriebskraft Ffl, der vorderen rechten Antriebskraft Ffr, der hinteren linken Antriebskraft Frl und der hinteren rechten Antriebskraft Frr, die von den Rädern 11 bis 14 erzeugt werden, so dass um der Einfachheit Willen eine durchschnittliche Antriebskraft FXi pro Rad FX/4 sein kann, die durch Teilen der Soll-Längsantriebskraft FX durch 4 erhalten werden kann.
  • Somit ist die Antriebskraft jedes der Räder 11 bis 14, die verwendet werden kann, um das Soll-Rollmoment Mx, das Soll-Nickmoment My und das Soll-Giermoment Mz der Fahrzeugkarosserie Bo zu steuern, ohne die Soll-Längsantriebskraft FX zu ändern, höchstens eine Kraft, die durch Subtrahieren der durchschnittlichen Antriebskraft FXi von der Antriebskraft Flimit erhalten wird, (im Folgenden als Verhaltenssteuerungs-Antriebskraft (Flimit – FXi) bezeichnet). Wie in 4 dargestellt ist, ist die Einheit 46 zum Berechnen eines Faktors hierbei in der Lage, ein Signal vom Wechselrichter 23 einzugeben, um den einen von den In-Wheel-Motoren 19 bis 22 zu bestimmen, der gerade die maximale Antriebskraft erzeugt, und von der Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung eine Antriebskraft Fc abzufragen, die der so bestimmte eine von den In-Wheel-Motoren gerade erzeugt, um das Soll-Rollmoment Mx, das Soll-Nickmoment My und das Soll-Giermoment Mz zu steuern.
  • Wenn ein Wert, der durch Teilen der Verhaltenssteuerung-Antriebskraft (Flimit – FXi) durch die Antriebskraft Fc erhalten wird, größer als oder gleich „1” ist, ist dann die Antriebskraft Fc, die von dem so bestimmten einen von den In-Wheel-Motoren gerade erzeugt wird, kleiner als die Verhaltenssteuerung-Antriebskraft (Flimit – FXi), das heißt, die Antriebskraft Fc kann mit einer Reserve erzeugt werden, daher berechnet die Einheit 46 zum Berechnen eines Faktors den Faktor K nicht (oder setzt den Faktor K auf „1”). Wenn dagegen ein Wert, der durch Teilen der Verhaltenssteuerung-Antriebskraft (Flimit – FXi) durch die Antriebskraft Fc erhalten wird, kleiner als „1” ist, ist die Antriebskraft Fc, die von dem so bestimmten einen der In-Wheel-Motoren gerade erzeugt wird, größer als die Verhaltenssteuerung-Antriebskraft (Flimit – FXi), das heißt, es kann sein, dass die Antriebskraft Fc nicht ordnungsgemäß erzeugt werden kann. Daher berechnet die Einheit 46 zum Berechnen eines Faktors den Faktor K gemäß dem mathematischen Ausdruck (4) oder dem mathematischen Ausdruck (5) als Reaktion auf die Richtung der Antriebskraft Fc, die von dem so bestimmten einen von den In-Wheel-Motoren gerade erzeugt wird, das heißt, ob die Antriebskraft Fc eine Antriebskraft ist, die das Fahrzeug Ve fortbewegt, oder eine Bremskraft ist, die das Fahrzeug Ve bremst. [Mathematischer Ausdruck (4)]
    Figure 00270001
    [Mathematischer Ausdruck (5)]
    Figure 00270002
  • Hierbei entspricht die Antriebskraft Flimit im mathematischen Ausdruck (4) der maximalen Antriebskraft, und die Antriebskraft –Flimit im mathematischen Ausdruck (5) entspricht der maximalen Bremskraft.
  • Wenn der Faktor K gemäß dem mathematischen Ausdruck (4) oder dem mathematischen Ausdruck (5) auf diese Weise bestimmt und berechnet worden ist, multipliziert die Einheit 46 zum Berechnen eines Faktors das Soll-Rollmoment Mx, das Soll-Nickmoment My und das Soll-Giermoment Mz, die von der Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten berechnet werden, mit dem bestimmten Faktor K. Dann gibt die Einheit 46 zum Berechnen eines Faktors die Soll-Längsantriebskraft FX, die von der Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten berechnet wird, und das Soll-Rollmoment Mx, das Soll-Nickmoment My und das Soll-Giermoment Mz, die mit dem Faktor K multipliziert sind, an die Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung aus.
  • Die Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung berechnet Antriebskräfte, die jeweils den Rädern 11 bis 14 zugeordnet sind und von diesen erzeugt werden sollten, um die Soll-Längsantriebskraft FX zu erzeugen, die von dem Befehlswert angegeben wird, der von der Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten ausgegeben wird, über die Einheit 46 zum Berechnen eines Faktors. Außerdem berechnet die Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung Antriebskräfte, die jeweils den Rädern 11 bis 14 zugeordnet und diesen erzeugt werden, um das Soll-Rollmoment KMx, das Soll-Nickmoment KMy und das Soll-Giermoment KMz zu erzeugen, die von den Befehlswerten angezeigt werden, die von der Einheit 46 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten ausgegeben werden, um Baryzentrums Cg des Fahrzeugs Ve. Das heißt, die Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung berechnet eine vordere linke Antriebskraft Ffl für das linke Vorderrad 11, eine vordere rechte Antriebskraft Ffr für das rechte Vorderrad 12, eine hintere linke Antriebskraft Frl für das linke Hinterrad 13 und eine rechte hintere Antriebskraft Frr für das rechte Hinterrad 14 gemäß dem folgenden mathematischen Ausdruck (6), der die Soll-Längsantriebskraft FX, das Soll-Rollmoment KMx, das Soll-Nickmoment KMy und das Soll-Giermoment KMz verwendet. Dadurch ist die Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung in der Lage, nur Komponenten, die mit der Steuerung des Soll-Rollmoments Mx, des Soll-Nickmoments My und das Soll-Giermoments Mz assoziiert sind, innerhalb der Komponenten der vorderen linken Antriebskraft Ffl, der vorderen rechten Antriebskraft Ffr, der hinteren linken Antriebskraft Frl und der hinteren rechten Antriebskraft Frr unter Verwendung des Faktors K zu reduzieren. [Mathematischer Ausdruck (6)]
    Figure 00280001
  • Wenn die vordere linke Antriebskraft Ffl für das linke Vorderrad 11, die vordere rechte Antriebskraft Ffr für das rechte Vorderrad 12, die linke hintere Antriebskraft Frl für das linke Hinterrad 13 und die hintere rechte Antriebskraft Frr für das rechte Hinterrad 14 auf diese Weise gemäß dem mathematischen Ausdruck (6) berechnet worden sind, gibt die Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung die vordere linke Antriebskraft Ffl, die vordere rechte Antriebskraft Ffr, die hintere linke Antriebskraft Frl und die hintere rechte Antriebskraft Frr an die Einheit 44 zum Berechnen des Radmotordrehmoment-Befehlswerts aus. Wie im Fall der ersten Ausführungsform berechnet die Einheit 44 zum Berechnen des Radmotordrehmoment-Befehlswerts ein Motordrehmoment Tfl, das vom In-Wheel-Motor 19 entsprechend der vorderen linken Antriebskraft Ffl erzeugt wird, ein Motordrehmoment Tfr, das vom In-Wheel-Motor 20 entsprechend der vorderen rechten Antriebskraft Ffr erzeugt wird, ein Motordrehmoment Trl, das vom In-Wheel-Motor 21 entsprechend der hinteren linken Antriebskraft Frl erzeugt wird, und ein Motordrehmoment Trr, das vom In-Wheel-Motor 22 entsprechend der hinteren rechten Antriebskraft Frr erzeugt wird, gemäß dem folgenden mathematischen Ausdruck (7): [Mathematischer Ausdruck (7)]
    Figure 00290001
  • Wie im Fall der ersten Ausführungsform gibt die Ausgabeeinheit 45 Ansteuerungssignale, die den Motordrehmomenten Tfl, Tfr, Trl, Trr entsprechen, die von der Einheit 44 zum Berechnen des Radmotordrehmoment-Befehlswerts berechnet worden sind, an den Wechselrichter 23 aus. Dadurch steuert der Wechselrichter 23 elektrische Ansteuerungsleistungen (Ansteuerspannungen), die jeweils zu den In-Wheel-Motoren 19 bis 22 geliefert werden, um die In-Wheel-Motoren 19 bis 22 anzusteuern. Dadurch werden die vordere linke Antriebskraft Ffl, die vordere rechte Antriebskraft Ffr, die hintere linke Antriebskraft Frl und die hintere rechte Antriebskraft Frr, die von der Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung erzeugt werden, jeweils von den Rädern 11 bis 14 erzeugt, und infolgedessen können die Verhaltensaspekte der Fahrzeugkarosserie Bo, das heißt das Rollverhalten, das Nickverhalten und das Gierverhalten, gleichzeitig gesteuert werden, ohne die Soll-Längsantriebskraft FX zu ändern.
  • Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist gemäß der zweiten Ausführungsform, wenn eine von der vorderen linken Antriebskraft Ffl, der vorderen rechten Antriebskraft Ffr, der hinteren linken Antriebskraft Frl und der hinteren rechten Antriebskraft Frr, die von der Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung berechnet werden, die Antriebskraft Flimit überschreitet, die Einheit 46 zum Berechnen eines Faktors in der Lage, einen Faktor K zu berechnen und zu bestimmen. Dann ist die Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung in der Lage, die vordere linke Antriebskraft Ffl, die vordere rechte Antriebskraft Ffr, die hintere linke Antriebskraft Frl und die hintere rechte Antriebskraft Frr, mit denen das Soll-Rollmoment KMx, das Soll-Nickmoment KMy und das Soll-Giermoment KMz erreicht werden sollen, durch Anwenden des Faktors K, der von der Einheit 46 zum Berechnen eines Faktors berechnet wird, auf das Soll-Rollmoment Mx, das Soll-Nickmoment My und das Soll-Giermoment Mz, die von der Einheit 42 zum Berechnen des Steuerbefehlswerts für das Fahrzeugverhalten berechnet werden, zu berechnen.
  • Dadurch können auch dann, wenn irgendeine von der vorderen linken Antriebskraft Ffl, der vorderen rechten Antriebskraft Ffr, der hinteren linken Antriebskraft Frl und der hinteren rechten Antriebskraft Frr, die von der Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung berechnet werden, die Antriebskraft Flimit überschreitet, das Rollverhalten, das Nickverhalten und das Gierverhalten der Fahrzeugkarosserie Bo gleichzeitig gesteuert werden, ohne die Soll-Längsantriebskraft FX, mit der das Fahrzeug Ve zum Fahren gebracht werden soll, zu ändern. Somit können auch in der zweiten Ausführungsform, wie im Fall der ersten Ausführungsform, die Verhaltensaspekte der Fahrzeugkarosserie Bo angemessen gesteuert werden, wodurch es möglich ist, ein angenehmes Fahrgefühl zu bewirken, und es außerdem möglich ist, eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit (einer Beschleunigung in der Längsrichtung), die aus einer Steuerung der Verhaltensaspekte der Fahrzeugkarosserie Bo resultiert, zu verhindern, wodurch verhindert werden kann, dass der Fahrer sich unbehaglich fühlt.
  • Der Aspekt der Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt; er kann in verschiedenen Formen modifiziert werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
  • Beispielsweise werden in den obigen Ausführungsformen die vordere linke Antriebskraft Ffl, die vordere rechte Antriebskraft Ffr, die hintere linke Antriebskraft Frl und die hintere rechte Antriebskraft Frr, die von der Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung berechnet werden, unabhängig voneinander gesteuert. In diesem Fall können Antriebskräfte (oder Bremskräfte), die jeweils von den linken und rechten Vorderrädern 11 und 12 erzeugt werden, und Antriebskräfte (oder Bremskräfte), die jeweils von den linken und rechten Hinterrädern 13 und 14 erzeugt werden, einander entgegengesetzt sein, und ihre absoluten Werte können einander gleich sein, so dass die Längsrichtungsbewegung des Fahrzeugs Ve nicht beeinflusst wird, das heißt, dass keine Beschleunigung der Abbremsung des Fahrzeugs Ve bewirkt wird. Dadurch gleichen ein Antriebskraftunterschied (oder ein Bremskraftunterschied), die in den linken und rechten Vorderrädern 11 und 12 auftreten, und ein Antriebskraftunterschied und ein Bremskraftunterschied, die in den linken und rechten Hinterrädern 13 und 14 auftreten, einander aus, und daher ist es möglich, eine Reduzierung der Längsantriebskraft, die erforderlich ist, um zu bewirken, dass das Fahrzeug Ve fährt, wirksam zu verhindern, und vorteilhafte Wirkungen, die denen der oben beschriebenen Ausführungsformen ähnlich sind, können erhalten werden.
  • Außerdem berechnet in den oben beschriebenen Ausführungsformen die Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung die vordere linke Antriebskraft Ffl, die vordere rechte Antriebskraft Ffr, die hintere linke Antriebskraft Frl und die hintere rechte Antriebskraft Frr. In diesem Fall kann beispielsweise die Einheit 43 zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung so aufgebaut sein, dass sie eine vorderradseitige Antriebskraft, die durch ein Zusammenwirken zwischen den linken und rechten Vorderrädern 11 und 12, die erzeugt werden soll, und eine hinterradseitige Antriebskraft, die durch ein Zusammenwirken zwischen den linken und rechten Hinterrädern 13 und 14 erzeugt werden soll, berechnet. Auch dadurch können vorteilhafte Wirkungen erzielt werden, die denen der oben beschriebenen Ausführungsformen ähnlich sind.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2007-110836 A [0003]
    • JP 2006-109642 A [0003]

Claims (10)

  1. Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem für ein Fahrzeug, das aufweist: einen Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus, der bewirkt, dass Räder eines Fahrzeugs jeweils unabhängig voneinander Antriebskräfte und Bremskräfte erzeugen, und einen Aufhängungsmechanismus, der jedes von den Rädern, die nicht von Federn des Fahrzeugs gelagert werden, mit einer Fahrzeugkarosserie verkoppelt, die von den Federn des Fahrzeugs gelagert wird, und das den Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus steuert, um zu bewirken, dass die Räder jeweils unabhängig voneinander Antriebskräfte oder Bremskräfte erzeugen, aufweisend: eine Betriebszustand-Erfassungseinheit, die einen von einem Fahrer bewirkten Betriebszustand erfasst, mit dem das Fahrzeug zum Fahren gebracht wird; eine Bewegungszustand-Erfassungseinheit, die einen Bewegungszustand der Fahrzeugkarosserie erfasst, während das Fahrzeug fährt; eine Einheit zum Berechnen eines Steuerwerts für das Fahrzeugkarosserieverhalten, die eine Soll-Längsantriebskraft, mit der das Fahrzeug zum Fahren gebracht wird, und eine Mehrzahl von Soll-Bewegungszustandsbeträgen zum Steuern von Verhaltensaspekten der Fahrzeugkarosserie auf Basis des erfassten Betriebszustands und des erfassten Bewegungszustands berechnet; und eine Einheit zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung, die Antriebskräfte oder Bremskräfte berechnet, die jeweils den Rädern zugeordnet werden, um die errechnete Soll-Längsantriebskraft und die Mehrzahl von errechneten Soll-Bewegungszustandsbeträgen zu erreichen, die von den Rädern jeweils unabhängig voneinander auf Veranlassung des Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus erzeugt werden sollen.
  2. Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Einheit zum Berechnen einer Antriebskraftzuordnung Antriebskräfte oder Bremskräfte berechnet, die von den Rädern auf Veranlassung des Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus jeweils unabhängig voneinander erzeugt werden, auf Basis der Anordnung der Räder und Aufhängungsmechanismen des Fahrzeugs unter Verwendung einer Zuordnungsgeometrie, die so bestimmt wird, dass die errechnete Längsantriebskraft und die Mehrzahl von errechneten Soll-Bewegungszustandsbeträgen erreicht werden.
  3. Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: eine Einheit zum Berechnen eines Faktors, die, wenn die zugeordneten und berechneten Antriebskräfte eine maximale Antriebskraft des Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus überschreiten oder wenn die zugeordneten und berechneten Bremskräfte eine maximale Bremskraft des Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus überschreiten, einen Faktor berechnet, mit dem die Antriebskräfte oder Bremskräfte, mit denen die Mehrzahl von errechneten Soll-Bewegungszustandsbeträgen innerhalb der zugeordneten und errechneten Antriebskräfte oder Bremskräfte erreicht werden sollen, reduziert werden.
  4. Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem nach Anspruch 3, wobei die Einheit zum Berechnen des Faktors den Faktor auf solche Weise berechnet, dass Werte, die durch Subtrahieren von Antriebskräften, mit denen die errechnete Soll-Längsantriebskraft erhalten werden soll, innerhalb der zugeordneten und errechneten Antriebskräfte von der maximalen Antriebskraft erhalten werden, durch die Antriebskräfte geteilt werden, mit denen die Mehrzahl von Soll-Bewegungszuständen erreicht werden soll, oder dass Werte, die durch Subtrahieren von Bremskräften, mit denen die errechnete Soll-Längsantriebskraft erhalten werden soll, innerhalb der zugeordneten und errechneten Bremskräfte von der maximalen Bremskraft erhalten werden, durch die Bremskräfte geteilt werden, mit denen die Mehrzahl von Soll-Bewegungszuständen erreicht werden soll.
  5. Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei die maximale Antriebskraft und die maximale Bremskraft auf Basis eines Bodenkontaktzustands der Räder bestimmt werden.
  6. Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus Elektromotoren aufweist, die jeweils an Rädern des Fahrzeugs verbaut sind, wobei das Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem ferner eine Drehmoment-Berechnungseinheit aufweist, die Drehmomente oder Bremsmoment berechnet, die von den Elektromotoren jeweils entsprechend den zugeordneten und berechneten Antriebskräften oder Bremskräften erzeugt werden.
  7. Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus bewirkt, dass linke und rechte Vorderräder und linke und rechte Hinterräder des Fahrzeugs jeweils unabhängig voneinander Antriebskräfte oder Bremskräfte erzeugen, die Einheit zum Berechnen der Antriebskraftzuordnung Antriebskräfte oder Bremskräfte, die den linken und rechten Vorderrädern und den linken und rechten Hinterrädern zugeordnet sind, jeweils berechnet, um die errechnete Soll-Längsantriebskraft und die Mehrzahl von errechneten Soll-Bewegungszustandsbeträgen zu erreichen, die von den die linken und rechten Vorderrädern und den linken und rechten Hinterrädern jeweils unabhängig voneinander auf Veranlassung des Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus erzeugt werden sollen.
  8. Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend: eine Eingabeeinheit, in die der erfasste Betriebszustand und der erfasste Bewegungszustand eingegeben werden, wobei die Einheit zum Berechnen eines Steuerwerts für das Fahrzeugkarosserieverhalten eine Soll-Längsantriebskraft, mit der das Fahrzeug zum Fahren gebracht werden soll, und eine Mehrzahl von Soll-Bewegungszustandsbeträgen zum Steuern von Verhaltensaspekten der Fahrzeugkarosserie auf Basis des Betriebszustands und des Bewegungszustands, die von der Eingabeeinheit eingegeben werden, berechnet.
  9. Bremskraft-/Antriebskraft-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jeder von den Soll-Bewegungszustandsbeträgen ein Sollwert für eine der folgenden ist: eine vertikale Beschleunigung in einer vertikalen Richtung der Fahrzeugkarosserie, eine laterale Beschleunigung in einer Querrichtung der Fahrzeugkarosserie, eine Fahrzeuggeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie, eine Gierrate der Fahrzeugkarosserie, eine Nickrate der Fahrzeugkarosserie, eine Rollrate der Fahrzeugkarosserie, oder ein Giermoment der Fahrzeugkarosserie, ein Nickmoment der Fahrzeugkarosserie oder ein Rollmoment der Fahrzeugkarosserie.
  10. Bremskraft-/Antriebskraft-Steuerverfahren, das in einem Fahrzeug, das einen Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus, der bewirkt, dass Räder eines Fahrzeugs jeweils unabhängig voneinander Antriebskräfte und Bremskräfte erzeugen, und einen Aufhängungsmechanismus aufweist, der jedes von den Rädern, die nicht von Federn des Fahrzeugs gelagert werden, mit einer Fahrzeugkarosserie verkoppelt, die von den Rädern des Fahrzeugs gelagert wird, den Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus steuert, um zu bewirken, dass die Räder jeweils unabhängig voneinander Antriebskräfte oder Bremskräfte erzeugen, umfassend: Erfassen eines vom Fahrer bewirkten Betriebszustands, mit dem das Fahrzeug zum Fahren gebracht werden soll; Erfassen eines Bewegungszustands der Fahrzeugkarosserie während das Fahrzeug fährt; Berechnen einer Soll-Längsantriebskraft, mit der das Fahrzeug zum Fahren gebracht werden soll, und einer Mehrzahl von Soll-Bewegungszustandsbeträgen zum Steuern von Verhaltensaspekten des Fahrzeugs auf Basis des erfassten Betriebszustands und des erfassten Bewegungszustands; und Berechnen der Antriebskräfte oder Bremskräfte, die jeweils den Rädern zugeordnet werden, um die errechnete Soll-Längsantriebskraft und die Mehrzahl von errechneten Soll-Bewegungszustandsbeträgen zu erreichen, die von den Rädern jeweils unabhängig voneinander auf Veranlassung des Bremskraft-/Antriebskraft-Erzeugungsmechanismus erzeugt werden sollen.
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