DE19523354A1

DE19523354A1 - Steuersystem zur Antriebskraftverteilung in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE19523354A1
Application number: DE19523354A
Authority: DE
Inventors: Koji Matsuno
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1995-06-27
Publication date: 1996-01-04
Anticipated expiration: 2015-06-28
Also published as: GB2290884B; US5742917A; DE19523354C2; JP3268124B2; GB9513001D0; GB2290884A; JPH082274A

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem zur variablen Ver teilung der Antriebskraft zwischen Vorder- und Hinterrädern eines Fahrzeugs oder zwischen einem linken und einem rechten Hinterrad des Fahrzeugs, insbesondere auf der Basis von Be rechnungen unter Anwendung von Fahrzeugparametern, wie z. B. einer Motorabtriebsdrehkraft, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Lenkwinkels oder eines Gierwinkels.

Es ist allgemein bekannt, daß ein Fahrzeug ein für sein je weiliges Antriebssystem - beispielsweise ein Frontmotor/Heck antrieb-System (FR-System), ein Frontmotor/Frontantrieb- System (FF-System) - spezifisches Fahrverhalten zeigt. Au ßerdem ist es bekannt, daß ein Fahrzeug mit permanentem All radantrieb, das ein Zwischendifferential aufweist, hinsicht lich des Fahrverhaltens im Grenzbereich gegenüber den ge wöhnlichen FR- oder FF-Fahrzeugen verbessert werden kann, wenn beispielsweise ganz plötzlich gebremst wird oder wenn das Fahrzeug eine Kurve durchfährt. Solche Fahrzeuge mit Allradantrieb werden immer populärer, weil sie ein Lenkver halten zwischen Über- und Untersteuern haben und es deshalb heißt, daß Fahrzeuge mit Allradantrieb und Zwischendifferen tial leicht zu fahren sind.

Ein Beispiel für ein Steuersystem zur Antriebskraftvertei lung zwischen Vorder- und Hinterrädern eines Fahrzeugs mit Allradantrieb und Zwischendifferential ist die ungeprüfte JP-Patentanmeldung Toku-Kai-Sho 63-13824, bei der eine Quer beschleunigung während der Kurvenfahrt detektiert und eine Differentialbegrenzungsdrehkraft entsprechend dem Ausmaß der Querbeschleunigung in einer hydraulischen Lamellenkupplung erzeugt wird, so daß die Antriebskraftverteilung zwischen den Vorder- und Hinterrädern so gesteuert wird, daß kein Durchdrehen oder Nach-Außen-Schieben während der Kurvenfahrt bewirkt wird.

Weitere Beispiele dieser Technik finden sich in den unge prüften JP-Patentanmeldungen Toku-Kai-Sho 61-229616 und Toku-Kai-Hei 3-74221. Das erstgenannte Dokument zeigt eine Technik, bei der die Antriebskraftverteilung zwischen Vor der- und Hinterrädern oder zwischen dem linken und dem rech ten Rad dadurch variabel gesteuert wird, daß ein Durchdrehen oder Nach-Außen-Schieben auf der Basis einer Differenz zwi schen einem Soll-Gierwinkel, der aus dem Lenkwinkel und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird, und einem Ist-Gier winkel detektiert wird, und das letztgenannte Dokument zeigt eine Technik, bei der die Antriebskraftverteilung zwischen Vorder- und Hinterrädern oder zwischen dem linken und rech ten Rad variabel gesteuert wird, indem eine Änderung der Lenkcharakteristik über die Zeit aus einem Lenkwinkel, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Ist-Gierwinkel berechnet wird.

Bei diesen bekannten Techniken beispielsweise nach der Toku- Kai-Sho 63-13824 ist jedoch, da der Kurvenfahrzustand nur durch die Querbeschleunigung detektiert wird, der steuerbare Bereich auf einen sogenannten linearen Reifenhaftungsbereich begrenzt, in dem sich die Seitenkraft proportional zu einem Schräglaufwinkel des Reifens ändert. Wenn also das Fahrzeug auf einer Straße mit kleinem Haftreibungsbeiwert bzw. Reib wert fährt und in einen solchen Grenzbereich gelangt, daß die Reifenhaftkraft eine Grenze erreicht und die Räder des Fahrzeugs durchzudrehen beginnen, ändert sich die Seiten kraft auf nichtlineare Weise, und die Ist-Querbeschleunigung ändert sich willkürlich entsprechend dem Fahrzeugverhalten in einem Durchdrehzustand, so daß ein Kurvenfahrzustand des Fahrzeugs nicht exakt beurteilt werden kann. Da außerdem in den angegebenen Dokumenten Toku-Kai-Sho 61-229616 und Toku- Kai-Hei 3-74221 der Kurvenfahrzustand des Fahrzeugs aufgrund eines Signals von einem Gierwinkelsensor beurteilt wird, ist zu erwarten, daß das Fahrzeugverhalten zwar präziser als bei dem Dokument Toku-Kai-Sho 63-13824 beurteilt werden kann, aber dieser Stand der Technik ist hinsichtlich der Steuerung im Grenzbereichszustand immer noch unzureichend.

Die Erfindung soll die oben angesprochenen Nachteile und Un zulänglichkeiten des Standes der Technik beseitigen.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Steuersy stems für die Antriebskraftverteilung, das die Verteilung der Antriebskraft auf die Räder eines Fahrzeugs auf solche Weise richtig steuern kann, daß das Fahrzeug mit guter Sta bilität unter allen Fahrbedingungen zwischen Geradeausfahrt und Kurvenfahrt angetrieben werden kann, und zwar auf allen Straßen zwischen solchen mit großem Reibwert und solchen mit kleinem Reibwert.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Fahrbahn reibwert-Schätzeinrichtung in dem Antriebskraftverteilung- Steuersystem vor. Beim Stand der Technik ist in den Steuer parametern der Antriebskraftverteilung-Steuersysteme der Haftreibungsbeiwert bzw. Reibwert zwischen Reifen und Fahr bahn entweder nicht berücksichtigt oder, falls doch, nur als ein Festwert bzw. eine Konstante vorgesehen. Bei der Erfin dung dagegen wird der Reibwert ständig auf der Basis von verschiedenen erfaßten Fahrzeugdaten in der Steuereinheit selbst abgeschätzt, so daß diese geschätzten Reibwerte als ganz wichtige Steuervariable verwendet werden, um Antriebs kraftverteilungsverhältnisse zu bestimmen, die den Fahr- und Fahrbahnzuständen entsprechen. Da das Antriebskraftvertei lung-Steuersystem gemäß der Erfindung Reibwerte der Fahrbahn im Bereich zwischen einer Fahrbahn mit großem Reibwert und einer solchen mit kleinem Reibwert abschätzt, kann das Fahr zeug aufgrund dieser Eigenschaft sicher und bequem unter ganz verschiedenen Fahrbahnbedingungen gefahren werden.

Das Antriebskraftverteilung-Steuersystem gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Drehzahlsensor zum Messen einer Motordrehzahl; einen Gaspedalöffnungswinkelsensor zum Messen eines Gaspedalöffnungswinkels; einen Getriebepositi onssensor zum Erfassen einer Getriebeposition; einen Lenk winkelsensor zum Messen eines Lenkwinkels; einen Fahrzeugge schwindigkeitssensor zum Messen einer Fahrzeuggeschwindig keit; einen Gierwinkelsensor zum Messen eines Gierwinkels des Fahrzeugs; eine Eingangsdrehkraft-Schätzeinrichtung zum Schätzen einer Eingangsdrehkraft auf der Basis der Motor drehzahl, des Gaspedalöffnungswinkels und der Getriebeposi tion; eine Sollgierwinkel-Bestimmungseinrichtung zum Bestim men eines Soll-Gierwinkels auf der Basis des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit; eine Gierwinkelzunahme-Bestim mungseinrichtung zum Bestimmen einer Gierwinkelzunahme auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit; eine Soll-Lenkcharak teristik-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Soll- Stabilitätsfaktors auf der Basis des Soll-Gierwinkels, des Gierwinkels, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Gierwinkel zunahme; eine Fahrbahnreibwert-Schätzeinrichtung zum Schät zen des Reibwerts einer Fahrbahn auf der Basis des Lenkwin kels, der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Gierwinkels; und eine Antriebskraftverteilungsverhältnis-Recheneinrichtung zum Berechnen eines Antriebskraftverteilungsverhältnisses auf der Basis des Eingangsdrehkraft, des Soll-Stabilitäts faktors, der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Gierwinkels und des Reibwerts.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das Einrichtungen zeigt, die ein Antriebskraftverteilung-Steuersystem gemäß der Erfindung zur Verteilung der Antriebskraft auf Vorder- und Hinterräder eines Fahrzeugs bilden;

Fig. 2 ein Diagramm, das die Kraftübertragung eines Fahr zeugs mit Allradantrieb und ein hydraulisches Steuersystem dafür gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 3 ein Diagramm eines zweirädrigen Fahrzeugmodells in der Seitenbewegung;

Fig. 4 ein Blockdiagramm, das die Fahrbahnreibwert- Schätzeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungs form der Erfindung zeigt;

Fig. 5 ein Diagramm der Beziehung zwischen dem Seiten kraftbeiwert und dem Schräglaufwinkel des Reifens;

Fig. 6 ein Blockdiagramm, das die Einrichtungen zum Steu ern der Antriebskraftverteilung gemäß der Erfin dung auf das linke und das rechte Hinterrad eines Fahrzeugs zeigt; und

Fig. 7 ein Diagramm eines zweirädrigen Fahrzeugmodells in der Kurvenfahrbewegung.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird nachstehend das Prinzip des Aufbaus der Kraftübertragung für ein Fahrzeug mit Allradan trieb beschrieben, bei dem die Steuerung der Antriebskraft verteilung auf Vorder- und Hinterräder sowie auf linke und rechte Räder möglich ist.

Dabei sind vorgesehen ein Motor 1, eine Kupplung 2, ein Ge triebe 3, eine Abtriebswelle 4 des Getriebes 3 und ein Zwi schendifferential 20. Die Abtriebswelle 4 des Getriebes 3 verbindet das Getriebe 3 mit dem Zwischendifferential 20. Das Zwischendifferential 20 ist über eine Frontantriebswelle 5 mit einem Vorderachsdifferential 7 verbunden, das ein lin kes Vorderrad 9L und ein rechtes Vorderrad 9R durch eine An triebsachse 5 treibt. Eine Heckantriebswelle 6 und eine Ge lenkwelle oder Kardanwelle 10 verbinden das Zwischendiffe rential 20 und das Hinterachsdifferential 11 miteinander, das ein linkes Hinterrad 13L und ein rechtes Hinterrad 13R über eine Antriebsachse 12 treibt.

Das Hinterachsdifferential 11 besteht aus Kegelrädern, und bei dieser Ausführungsform ist eine hydraulische Hinterachs- Lamellenkupplung 28 als Differentialbegrenzungseinheit zwi schen einem Differentialgehäuse 11a und einem Achswellenke gelrad 11b des Hinterachsdifferentials 11 vorgesehen. Wenn eine Hinterachsdifferential-Begrenzungsdrehkraft der Hinter achskupplung 28 Null ist, wird die Drehkraft gleichmäßig auf das linke Hinterrad 13L und das rechte Hinterrad 13R ver teilt, und wenn die Hinterachsdifferential-Begrenzungsdreh kraft erzeugt wird und einen Wert Td annimmt, wird die Dreh kraft um den Wert Td von einem schnellaufenden Rad zu einem langsamlaufenden Rad umverteilt, und wenn eine Differential sperre bei dem Höchstwert der Differentialbegrenzungsdreh kraft Td wirksam wird, wird die Drehkraft auf die beiden Rä der 13L, 13R nach Maßgabe eines Produkts W·µ aus einer Last W, die auf das linke Hinterrad 13L bzw. das rechte Hinterrad 13R aufgebracht wird, und einem Reibwert 4 der Fahrbahn ver teilt.

Das Zwischendifferential 20 ist aus einem Verbundplanetenge triebe aufgebaut und weist folgendes auf: ein erstes Sonnen rad 21, das auf der Abtriebswelle 4 des Getriebes 3 befe stigt ist, ein zweites Sonnenrad 22, das auf der Heck antriebswelle 6 befestigt ist, eine Vielzahl von Ausgleichs radachsen 23, die um diese Sonnenräder 21, 22 herum angeord net sind, ein erstes Ausgleichsrad 23a, das auf der Aus gleichsradachse 23 befestigt ist und mit dem ersten Sonnen rad 21 kämmt, und ein zweites Ausgleichsrad 23b, das auf der Ausgleichsradachse 23 befestigt ist und mit dem zweiten Son nenrad 22 kämmt.

Ferner weist das Planetengetriebe auf: ein Antriebsrad 25, das auf der Abtriebswelle 4 drehbar angebracht ist, einen Planetenträger 24, der an dem Antriebsrad 25 befestigt und mit der Ausgleichsradachse 23 drehbar verbunden ist, und ein angetriebenes Rad 26, das an der Frontantriebswelle 5 befe stigt ist und mit dem Antriebsrad 25 kämmt. In dem so aufge bauten Zwischendifferential wird die Eingangsdrehkraft zum ersten Sonnenrad 21 in einem vorbestimmten Referenz-Dreh kraftverteilungsverhältnis auf den Planetenträger 24 und das zweite Sonnenrad 22 aufgeteilt, und die zwischen der Vorder- und der Hinterachswelle erzeugte Rotationsdifferenz, wenn das Fahrzeug eine Kurve durchfährt, wird durch die Planeten rotation der Ausgleichsradachse 23 absorbiert. Das Referenz- Drehkraftverteilungsverhältnis kann mit einem gewünschten Wert bestimmt werden durch Wahl der miteinander in Eingriff befindlichen Teilkreise der Sonnenräder 21, 22 und der Aus gleichsräder 23a, 23b. Wenn et das Referenz-Drehkraftvertei lungsverhältnis, TF die Vorderraddrehkraft und TR die Hin terraddrehkraft ist, dann ist es möglich, das Referenz-Dreh kraftverteilungsverhältnis et beispielsweise wie folgt zu bestimmen:
(Formel 1):

TF : TR = 34 : 66.

In diesem Fall versteht es sich, daß das Drehkraftvertei lungsverhältnis so vorgegeben ist, daß auf die Hinterräder eine größere Drehkraft als auf die Vorderräder aufgebracht wird.

Eine als hydraulische Reibungskupplung vom Lamellentyp aus gebildete zentrale Kupplung 27 ist dem Zwischendifferential 20 unmittelbar nachgeschaltet. Die zentrale Kupplung 27 um faßt eine Trommel 27a, die koaxial an dem Planetenträger 24 befestigt ist, und eine Nabe 27b, die koaxial an der Heck antriebswelle 6 befestigt ist. Durch Steuerung der zentralen Kupplung 27 wird eine Differentialbegrenzungsdrehkraft Tc erzeugt, um den Ausgleichsbetrieb des Zwischendifferentials 20 zu begrenzen, und außerdem wird es möglich, die Drehkraft von Hinterrädern auf Vorderräder sowie von Vorderrädern auf Hinterräder zu übertragen.

Im Fall eines Frontmotors, wobei WF ein Vorderradgewicht, WR ein Hinterradgewicht und ew ein statisches Gewichtsvertei lungsverhältnis zwischen dem Vorderradgewicht WF und dem Hinterradgewicht WR ist, soll ew wie folgt angenommen wer den:
(Formel 2):

WF : WR = 62 : 38.

Wenn die zentrale Kupplung vollständig eingerückt ist und die Reibwerte der Vorder- und Hinterräder auf der Fahrbahn einander gleich sind, wird die Drehkraft zwischen den Vor der- und den Hinterrädern mit dem in der Formel (2) ausge drückten Verhältnis verteilt. Da aber die Drehkraft auch mit dem in der Formel (1) ausgedrückten Verhältnis verteilt wer den kann, kann das Drehkraftverteilungsverhältnis in einem weiten Bereich zwischen (1) und (2) nach Maßgabe der Diffe rentialbegrenzungsdrehkraft Tc der zentralen Kupplung 27 ge steuert werden.

Als nächstes werden das hydraulische Steuersystem zur Steue rung der zentralen Kupplung 27 und der Hinterachskupplung 28 beschrieben.

Die hydraulische Steuereinrichtung für die zentrale Kupplung umfaßt eine Hydraulikpumpe 30 zur Erzeugung von hydrauli schem Druck, einen Druckregler 31 zur Regelung des hydrauli schen Drucks, eine Hydraulikleitung 33, ein Hilfssteuerven til 36 zur weiteren Regelung des hydraulischen Drucks, eine Hydraulikleitung 38, eine Drossel 37, ein Betriebs-Magnet ventil 40 zum Erzeugen eines Betriebsdrucks Pd und ein Kupp lungssteuerventil 34 zum Betätigen der zentralen Kupplung 27 nach Maßgabe des Betriebsdrucks Pd. Das heißt also, daß die Differentialbegrenzungsdrehkraft Tc nach Maßgabe des Werts des Betriebsdrucks Pd variabel gesteuert wird.

Andererseits umfaßt die hydraulische Steuereinrichtung 32′ für die Hinterachskupplung ein Betriebs-Magnetventil 40′ zum Erzeugen eines Betriebsdrucks Pd und ein Kupplungssteu erventil 34′ zusätzlich zu der Hydraulikpumpe 31, dem Hilfs steuerventil 36 und anderen Elementen, die gemeinsam mit der hydraulischen Kupplungssteuereinrichtung vorgesehen sind. Die Differentialbegrenzungsdrehkraft Td der Hinterachskupp lung 28 wird nach Maßgabe des Betriebsdrucks Pd auf die gleiche Weise wie bei der Steuereinrichtung für die zentrale Kupplung variabel gesteuert.

Als nächstes wird die Steuerung des Antriebskraftverteilung- Steuersystems beschrieben, wobei zuerst die Steuerung der Antriebskraftverteilung auf die Vorder- und Hinterräder er läutert wird.

Wenn sich die Reifencharakteristik in einem linearen Bereich befindet, sind die Seitenkraftbeiwerte der Vorder- und der Hinterräder konstant, wenn aber das Fahrzeug ein Grenzver halten wie etwa ein "Durchdrehen" infolge einer verlorenge gangenen Reifenhaftung bzw. Bodenhaftung zeigt, während das Fahrzeug unter Beschleunigung eine Kurve auf einer Straße mit kleinem Reibwert durchfährt, wird die Seitenführungs kraft des Reifens verringert. Das Steuersystem basiert auf dem Gedanken, daß es möglich ist, Reibwerte der Fahrbahn zu schätzen, indem die Verringerung der Seitenführungskraft des Reifens als eine Verringerung des Seitenkraftbeiwerts behan delt wird. Auf der Basis dieses Gedankens ist es außerdem möglich, die auf einen nichtlinearen Bereich der Reifencha rakteristik erweiterte Fahrzeugbewegungsgleichung zu analy sieren, wenn das Fahrzeug auf einer Fahrbahn mit kleinem Reibwert fährt.

Nach der Theorie des Reibungskreises ist es bekannt, daß die Seitenführungskraft des Reifens durch die Antriebskraft be einflußt wird und die Stabilität eines Fahrzeugs im nichtli nearen Schlupfbereich aufgrund des Stabilitätsfaktors von Lenkcharakteristiken beurteilt werden kann.

Daher wird also gemäß der Erfindung zuerst ein Reibwert der Fahrbahn geschätzt durch Erhalt eines Seitenkraftbeiwerts von Vorder- und Hinterrädern in einem nichtlinearen Bereich, und zwar auf der Basis von verschiedenen Parametern, und ein kritisches Verhalten des Fahrzeugs wird zahlenmäßig durch Anwendung des Stabilitätsfaktors ausgedrückt. Außerdem kön nen Charakteristiken der Fahrzeugbewegung im linearen Bereich präzise erfaßt werden durch die Analyse von Fahrzeugbewe gungsgleichungen auf der Basis der Antriebskraft, von Fahr bedingungen, des Reibwerts der Fahrbahn und des Stabilitäts faktors. Es ist somit möglich, die Stabilität des Fahrzeugs zu verbessern, beispielsweise ein Durchdrehen des Fahrzeugs zu verhindern, indem die Antriebskraftverteilung auf die Vorder- und Hinterräder so gesteuert wird, daß immer ein konstanter Stabilitätsfaktor erhalten wird.

Es ist infolgedessen wichtig, den Seitenkraftbeiwert der Vorder- und Hinterräder in dem nichtlinearen Bereich auf der Basis von verschiedenen Parametern zu erhalten und einen Reibwert der Fahrbahn auf der Basis des Seitenkraftbeiwerts zu schätzen. Der Seitenkraftbeiwert kann aus einem Lenkwin kel, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Ist-Gierwinkel erhalten werden. Bei einer Methode zum Schätzen eines Reib werts der Fahrbahn wird beispielsweise der Seitenkraftbei wert geschätzt durch Vergleich des aus der Fahrzeugbewe gungsgleichung errechneten Gierwinkels mit dem Ist-Gierwin kel auf On-line-Basis. Dabei wird der Seitenkraftbeiwert nach der Methode der Parametereinstellung entsprechend einer Theorie der adaptiven Steuerung berechnet, wie noch be schrieben wird.

Zuerst wird eine Gleichung der seitlichen Fahrzeugbewegung gebildet unter Anwendung eines Fahrzeugbewegungsmodells, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Die Gleichung wird wie folgt ge schrieben:
(Formel 3):

2Cf + 2Cr = M·Gy,

mit Cf, Cr = Seitenführungskraft des linken bzw. rechten Rads; M = Fahrzeuggewicht; und Gy = Querbeschleunigung.

Andererseits wird eine Gleichung der Fahrzeugbewegung um den Schwerpunkt wie folgt geschrieben:
(Formel 4):

2Cf·Lf - 2Cr·Lr = Iz·,

mit Lf, Lr = Abstand von dem Schwerpunkt zu dem Vorder- bzw. dem Hinterrad; Iz = Gierträgheitsmoment des Fahrzeugs; und γ = Gierwinkel.

Die Querbeschleunigung Gy wird wie folgt geschrieben:
(Formel 5):

Gy = y + V·γ,

mit V = Fahrzeuggeschwindigkeit und Vy = Seitenschlupfge schwindigkeit.

Ferner haben zwar die Seitenführungskräfte Cf, Cr ein An sprechverhalten wie eine zeitliche Verzögerung erster Ord nung, aber bei Vernachlässigung dieser Verzögerung werden die Seitenführungskräfte wie folgt geschrieben:
(Formel 6):

Cf = Kf·αf, Cr = Kr·αr,

mit Kf, Kr = Seitenkraftbeiwert des Vorder- bzw. des Hinter rads; und αf, αr = Seitenschlupfwinkel des Vorder- bzw. des Hinterrads.

Wenn andererseits der Gedanke eines äquivalenten Seiten kraftbeiwerts unter Berücksichtigung der Auswirkungen von Wanken des Fahrzeugs oder der Radaufhängung eingeführt wird, werden die Seitenschlupfwinkel (αf, αr wie folgt beschrieben:
(Formel 7):

mit δf, δr = Lenkwinkel des Vorder- bzw. des Hinterrads und n = Lenkgetriebeverhältnis.

Die obigen Gleichungen (3) bis (7) sind fundamentale Bewe gungsgleichungen.

Verschiedene Parameter werden geschätzt, indem diese Glei chungen als Zustandsvariable ausgedrückt werden und eine Pa rameterjustiermethode auf die Theorie der adaptiven Steue rung angewandt wird. Der Seitenkraftbeiwert wird aus den so geschätzten Parametern erhalten. Hinsichtlich der Parameter eines tatsächlich gebauten Fahrzeugs gibt es ein Fahrzeugge wicht, ein Gierträgheitsmoment und dergleichen. Bei der Ent wicklung der Theorie werden diese Fahrzeugparameter als kon stant angenommen, und nur der Seitenkraftbeiwert wird als variabel angenommen. Der Seitenkraftbeiwert des Reifens ist entsprechend einer Nichtlinearität der Querkraft gegen den Schlupfwinkel, einer Auswirkung des Reibwerts der Fahrbahn, einer Auswirkung der Gewichtsverlagerung und dergleichen veränderlich. Wenn ª ein durch die Änderung des Gierwinkels γ geschätzter Parameter und b ein aufgrund des Vorderrad- Lenkwinkels δf geschätzter Parameter ist, werden die Seiten kraftbeiwerte der Vorder- und Hinterräder Kf, Kr beispiels weise wie folgt geschrieben:
(Formel 8):

Kf = b·Iz·n/2Lf
Kr = (a·Iz + Lf·Kf)/Lr.

Der Seitenkraftbeiwert des Vorder- und des Hinterrads Kf, Kr im nichtlinearen Bereich werden geschätzt durch Substitution der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des Lenkwinkels δf und des Gierwinkels γ in die vorgenannten Gleichungen. Außerdem wird durch Vergleich der so geschätzten Seitenkraftbeiwerte Kf, Kr mit denjenigen auf einer Fahrbahn mit großem Reibwert für jeden vorderen und hinteren Reifen, beispielsweise auf die nachstehende Weise, ein Reibwert µ der Fahrbahn berechnet, und ebenfalls auf der Basis des berechneten Reibwerts µ wird ein geschätzter Reibwert E im nichtlinearen Bereich mit ho her Genauigkeit bestimmt.
(Formel 9)

µf = Kf/KfO
µr = Kr/KfO,

mit µf, µr = Reibwert des Vorder- bzw. des Hinterrads; Kf, Kr = geschätzter Seitenkraftbeiwert des Vorder- bzw. des Hinterrads; und KfO, KrO = äquivalenter Seitenkraftbeiwert des Vorder- bzw. des Hinterrads auf der Fahrbahn mit großem Reibwert. Dabei sind die äquivalenten Seitenkraftbeiwerte KfO, KrO Reibwerte, die gegeben sind durch Korrektur der Reifencharakteristik, von der angenommen wird, daß sie eine Seitenführungskraft erzeugt, die zu dem Schlupfwinkel pro portional ist, und zwar in einem Bereich, in dem ein Reifen schlupfwinkel aufgrund der Charakteristiken der Fahrzeugauf hängung u. a. sehr klein ist.

Die vorstehenden Gleichungen sind wie folgt zu verstehen:
Wenn das Fahrzeug bei voller Reifenhaftung auf einer Fahr bahn mit großem Reibwert fährt und dabei sowohl die Vorder als auch die Hinterräder im linearen Bereich der Reifencha rakteristik liegen, können die geschätzten Seitenkraftbei werte Kf, Kr als gleich den äquivalenten Seitenkraftbeiwer ten KfO bzw. KrO angesehen werden, und infolgedessen werden die Reibwerte µs mit 1,0 geschätzt. Wenn das Fahrzeug nach außen schiebt bzw. driftet, wird der Schräglaufwinkel des Vorderrads sehr groß, und daher wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist, geschätzt, daß der geschätzte Seitenkraftbeiwert Kf = Vorderrad-Seitenführungskraft/Vorderrad-Schräglaufwinkel äu ßerst klein wird. Wenn das Fahrzeug bzw. ein Rad durchdreht, wird ebenfalls der geschätzte Seitenkraftbeiwert Kr = Hin terrad-Seitenführungskraft/Hinterrad-Schräglaufwinkel äu ßerst klein. Um dieses Problem zu vermeiden, legt man den größeren der geschätzten Reibwerte für die Vorder- und Hin terräder als einen geschätzten Reibwert "E" der Fahr bahnoberfläche fest.

Als nächstes wird der Fall beschrieben, daß die Drehkraft zwischen den Vorder- und Hinterrädern aufgeteilt wird.

Die Bewegungsgleichung eines Fahrzeugs kann analysiert wer den, indem sie auf den nichtlinearen Bereich ausgedehnt wird unter Nutzung der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des Gierwinkels γ, des Eingangsdrehmoments Ti, des Soll-Stabilitätsfaktors At, des geschätzten Reibwerts E der Fahrbahn u. a. Das Dreh kraftverteilungsverhältnis α zwischen den Vorder- und Hin terrädern wird nach Maßgabe der folgenden Bewegungsgleichun gen des Fahrzeugs berechnet.
(Formel 10):

α sollte in diesem Fall 0 α 1 sein.

Bei α < 1 wird α als 1 belassen, und bei α < 0 wird α als 0 belassen.

(Formel 11):

(Formel 12):

(Formel 13):

(Formel 14):

(Formel 15):

mit Gx′ geschätzte Längsbeschleunigung; Gy′ = geschätzte Querbeschleunigung; W = Fahrzeuggewicht; θ = Höhe des Schwerpunkts; L = Radstand; Lf = Entfernung zwischen dem Schwerpunkt und dem Vorderrad; Lr = Entfernung zwischen dem Schwerpunkt und dem Hinterrad; KfO, KrO = äquivalente Sei tenkraftbeiwerte der Vorder- bzw. der Hinterräder im li nearen Bereich; Kfc, Krc = Gewichtsabhängigkeit des Seiten kraftbeiwerts, der durch die Aufstandslast einem partiellen Differential unterliegt; Gt = Achsuntersetzung; Rt = Reifen durchmesser; Ti = Eingangsdrehkraft; At = Soll-Stabilitäts faktor; At0 = Referenz-Sollstabilitätsfaktor (eine vorbe stimmte Konstante, auf schwache Untersteuerung eingestellt); δf = Vorderrad-Lenkwinkel; Gγ = Gierwinkelzunahme; Δγ = Dif ferenz zwischen dem Ist-Gierwinkel und dem Soll-Gierwinkel; und V = Fahrzeuggeschwindigkeit.

Auf der Basis der vorstehenden Gleichungen wird nachstehend das Steuersystem gemäß Fig. 1 beschrieben.

Verschiedene Daten, und zwar ein von einem Lenkwinkelsensor 42 erfaßter Lenkwinkel δf, eine von einem Fahrzeuggeschwin digkeitssensor 43 erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit V, ein von einem Gierwinkelsensor 44 erfaßter Gierwinkel γ, eine von einem Drehzahlsensor 45 erfaßte Motordrehzahl N, ein von ei nem Gaspedalwinkelsensor 46 erfaßter Gaspedalwinkel Φ und eine von einem Getriebestellungssensor 47 erfaßte Getriebe stellung P werden in die Steuereinheit 50 eingegeben.

In einer Reibwertschätzeinrichtung 51 werden die Seiten kraftbeiwerte Kf, Kr der Vorder- und Hinterräder auf der Ba sis der eingegebenen Daten, und zwar des Lenkwinkels δf, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Ist-Gierwinkels γ, nach der genannten Theorie der adaptiven Steuerung geschätzt. Die Reibwerte der Fahrbahn werden aus den Verhältnissen der ge schätzten Seitenkraftbeiwerte Kf, Kr zu den äquivalenten Seitenkraftbeiwerten KfO, KrO auf der Fahrbahn mit großem Reibwert (µ = 1,0) berechnet. Um Schwierigkeiten zu vermei den, daß etwa die geschätzten Seitenkraftbeiwerte der Vor derräder extrem klein werden, wenn die Vorderräder nach au ßen schieben, wenn also das Fahrzeug selbst bei eingeschla genem Lenkrad keine Kurve fahren würde, oder daß die ge schätzten Seitenkraftbeiwerte der Hinterräder zu klein wer den, wenn das Fahrzeug durchdreht, wird unter den Reibwerten der Vorder- und δεσ Hinterräder ein größerer Reibwert als ge schätzter Reibwert E der Fahrbahnoberfläche ausgewählt.

In der Sollgierwinkel-Bestimmungseinrichtung 52 wird der Soll-Gierwinkel γt auf der Basis der eingegebenen Daten, und zwar des Lenkwinkels δf und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, bestimmt. Der Soll-Gierwinkel δt und der Ist-Gierwinkel γ werden in eine Soll-Lenkcharakteristik-Bestimmungseinrich tung 53 eingegeben, in der der Soll-Stabilitätsfaktor At der Lenkcharakteristik bestimmt und nach Maßgabe der Differenz zwischen beiden Gierwinkeln γt und γ korrigiert wird. Dabei wird der Stabilitätsfaktor so bestimmt, daß er eine gering fügig schwache Untersteuerungs-Charakteristik bei durch schnittlichen Fahrzeugen hat. Wenn daher das Fahrzeug durch dreht oder nach außen schiebt, wird der Stabilitätsfaktor At zahlenmäßig entsprechend der Änderung des Ist-Gierwinkels γ festgelegt.

Andererseits wird in der Eingangsdrehkraft-Schätzeinrichtung 54 eine Motorausgangsleistung Te aus den eingegebenen Daten, und zwar der Motordrehzahl N und dem Gaspedalöffnungswinkel Φ, geschätzt, und eine Eingangsdrehkraft Ti des Zwischendif ferentials wird berechnet durch Multiplikation der geschätz ten Motorausgangsleistung Te mit einem Übersetzungsverhält nis g in der Getriebestellung P.

Diese Daten, also Fahrzeuggeschwindigkeit V, Ist-Gierwinkel γ, Eingangsdrehkraft Ti, Soll-Stabilitätsfaktor At und ge schätzter Reibwert E, werden einer Drehkraftverteilungsver hältnis-Recheneinrichtung 55 zugeführt, in der das Dreh kraftverteilungsverhältnis α zwischen den Vorder- und den Hinterrädern unter Anwendung der obigen Gleichungen berech net wird. Das Drehkraftverteilungsverhältnis α und die Ein gangsdrehkraft Ti werden in eine Differentialbegrenzungs drehkraft-Recheneinrichtung 56 eingegeben, in der eine Zwi schendifferential-Begrenzungsdrehkraft Tc nach der folgenden Gleichung berechnet wird:

Tc = (α - Di) · Ti,

mit Di = Referenz-Drehkraftverteilungsverhältnis, das durch die Kombination von Planetenrädern des Zwischendifferentials 20 bestimmt ist, wie bereits beschrieben wurde. Bei dieser Ausführungsform wird die Gewichtsverteilung zwischen den Vorder- und Hinterrädern auf die Hinterräder hin gerichtet. Wenn die Gewichtsverteilung auf die Vorderräder hin gerich tet wird, wird die obige Gleichung wie folgt umgeschrieben:

Tc = (Di - α) · Ti.

Wenn die berechnete Zwischendifferential-Begrenzungsdreh kraft Tc negativ ist, bleibt in diesen Gleichungen Tc = 0. Die so berechnete Drehkraft Tc wird in der Recheneinrichtung 56 für die Zwischendifferential-Begrenzungsdrehkraft in ein Drehkraftsignal umgewandelt, und das Drehkraftsignal wird einer Einschaltdauer-Umwandlungseinrichtung 57 zugeführt, in der es in eine bestimmte Einschaltdauer D umgewandelt wird, und diese Einschaltdauer wird an das Magnetventil 40 abgege ben.

Als nächstes wird der Betrieb dieser Ausführungsform be schrieben.

Zuerst wird die Ausgangsleistung des Motors 1 durch die Kupplung 2 in das Getriebe geleitet, und die umgewandelte Leistung wird dem ersten Sonnenrad 21 des Zwischendifferen tials 20 zugeführt. Da, wie zuvor beschrieben, das Referenz- Drehkraftverteilungsverhältnis et so vorgegeben ist, daß es auf die Hinterräder hin gerichtet ist, wird die Antriebs kraft an den Planetenträger 24 und das zweite Sonnenrad 22 mit diesem Drehkraftverteilungsverhältnis abgegeben. Wenn die zentrale Kupplung 27 ausgerückt wird, wird die Antriebs kraft mit diesem Verteilungsverhältnis et auf die Vorder- und Hinterräder übertragen.

Infolgedessen zeigt das Fahrzeug ein Fahrverhalten wie ein Fahrzeug mit Frontmotor/Heckantrieb. Da das Zwischendiffe rential 20 frei ist, kann das Fahrzeug ungehindert Kurven fahren, während gleichzeitig darin die Rotationsdifferenz zwischen den Vorder- und den Hinterrädern absorbiert wird. Wenn dabei das Einschaltdauersignal von der Steuereinheit 50 an das Magnetventil 40 abgegeben wird, wird von der hydrau lischen Steuereinrichtung 32 die Differentialbegrenzungs drehkraft Tc erzeugt. Die Drehkraft Tc umgeht das zweite Sonnenrad und den Planetenträger 24 und wird auf die Vorder räder übertragen. Infolgedessen wird auf die Vorderräder eine größere Drehkraft als auf die Hinterräder verteilt, so daß die zu den Vorderrädern hin gerichtete Drehkraftvertei lung erhalten wird.

Während das Fahrzeug fährt, werden Signale betreffend den Lenkwinkel δf, die Fahrzeuggeschwindigkeit V und den Ist- Gierwinkel γ in die Steuereinheit 50 eingegeben, und das Fahrzeugverhalten wird ständig beobachtet. Wenn das Fahrzeug auf einer Straße fährt, deren Fahrbahndecke einen großen Reibwert hat, fällt der Ist-Gierwinkel γ annähernd mit dem Soll-Gierwinkel γt zusammen, der auf der Basis des Lenkwin kels δf und der Fahrzeuggeschwindigkeit V in der Sollgier winkel-Bestimmungseinrichtung 52 bestimmt wird. Infolgedes sen ist der Stabilitätsfaktor At mit schwacher Untersteue rung vorgegeben, und die Lenkcharakteristik des Fahrzeugs wird ständig auf schwacher Untersteuerung gehalten.

Die von der Fahrbahnreibwert-Schätzeinrichtung 51 berechne ten geschätzten Reibwerte E werden zu der Drehkraftvertei lungsverhältnis-Recheneinrichtung 55 übertragen, in der das Drehkraftverteilungsverhältnis α auf der Basis der folgenden Daten berechnet wird: dieses berechneten Reibwerts E, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des Ist-Gierwinkels γ, des Stabi litätsfaktors At und der Eingangsdrehkraft Ti.

Bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs wird das Drehkraftvertei lungsverhältnis α primär auf der Basis der Eingangsdrehkraft Ti und der geschätzten Längsbeschleunigung Gx′ bestimmt.

Wenn das Fahrzeug Kurven durchfährt, wird das Drehkraftver teilungsverhältnis α primär auf der Basis der Fahrzeugge schwindigkeit V und der geschätzten Querbeschleunigung Gy′ bestimmt, die durch den Ist-Gierwinkel γ bestimmt ist. Da der Ist-Gierwinkel γ einer Rückführungsregelung unterworfen ist, wird das Steuersystem durch Störungen oder Regelungsfeh ler nicht beeinflußt.

Wenn das Fahrzeug auf der Fahrbahn mit kleinem Reibwert eine Kurve durchfährt bzw. dreht und die Drehkraft stärker auf die Hinterräder als auf die Vorderräder verteilt wird, wird zuerst die Seitenführungskraft des Reifens auf der Hinter radseite infolge einer übermäßigen Traktion der Hinterräder verringert, und infolgedessen haben die Hinterräder in Quer richtung Schlupf. Wenn dann schließlich die Reifenhaftung einen Grenzwert überschreitet und das Fahrzeug durchzudrehen beginnt, werden in der Fahrbahnreibwertschätzeinrichtung 51 die Seitenkraftbeiwerte Kf, Kr der Vorder- und Hinterräder auf der Basis des Lenkwinkels δf, der Fahrzeuggeschwindig keit V und des Ist-Gierwinkels γ entsprechend dem Fahrzeug verhalten geschätzt. Für jedes der Vorder- und Hinterräder wird der Reibwert der Fahrbahn berechnet durch Vergleich des Reibwerts mit demjenigen der Fahrbahn mit dem höchsten Reib wert, und unter den so berechneten Reibwerten wird der höchste ausgewählt. Dieser höchste Reibwert ist der ge schätzte Reibwert E.

In der Soll-Lenkcharakteristik-Bestimmungseinrichtung 53 wird ferner der Soll-Stabilitätsfaktor At entsprechend der oben beschriebenen Gleichung (15) bestimmt, und zwar auf der Basis der Gierwinkelzunahme Gγ, die durch die Gierwinkelzu nahme-Bestimmungseinrichtung 58 bestimmt ist, und der Diffe renz Δγ zwischen dem Ist-Gierwinkel γ und dem Soll-Gierwin kel γt, der von der Sollgierwinkel-Bestimmungseinrichtung 52 bestimmt wird. Wenn beispielsweise infolge des Durchdrehens des Fahrzeugs der Ist-Gierwinkel größer als der Soll-Gier winkel wird, wird der Soll-Stabilitätsfaktor At größer als der Referenz-Sollstabilitätsfaktor At0, d. h. der Soll-Sta bilitätsfaktor At wird in Richtung einer stärkeren Unter steuerung korrigiert. Dann wird in der Drehkraftverteilungs verhältnis-Recheneinrichtung 55 das Drehkraftverteilungsver hältnis α berechnet und gesteuert, indem es zu den Vorderrä dern hin gerichtet wird, und infolgedessen wird die Seiten führungskraft der Hinterräder größer, so daß ein Durchdrehen des Fahrzeugs verhindert wird.

Somit wird die Rückführungsregelung durch den Soll-Stabili tätsfaktor At so durchgeführt, daß der Ist-Gierwinkel mit dem Soll-Gierwinkel übereinstimmt, und somit wird das Fahr zeugverhalten jederzeit im Zustand einer günstigen schwachen Untersteuerung gehalten.

Als nächstes wird die Steuerung der Drehkraftverteilung zwi schen linken und rechten Rädern beschrieben. Dabei wird als Beispiel der Steuerung zwischen linken und rechten Rädern die Drehkraftverteilungssteuerung zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad erläutert.

Das Drehkraftverteilungs-Steuersystem dieser Ausführungsform basiert auf dem nachstehenden Prinzip.

Wenn eine Hinterachsdifferential-Begrenzungsdrehkraft Td während einer schnellen Kurvenfahrt bei unbetätigtem Gaspe dal zunimmt, wird die Bremskraft des äußeren Hinterrads grö ßer als die des inneren Hinterrads, und infolgedessen er zeugt die Differenz zwischen diesen Bremskräften ein Moment M, das darauf gerichtet ist, das Fahrzeug geradeaus zu fah ren. Es ist bekannt, daß dieses Moment M wirksam ist, um ein Nach-Innen-Ziehen des Fahrzeugs zu verhindern. Andererseits kann das Ausmaß des Nach-Innen-Drückens aus der Abweichung des Ist-Gierwinkels γ von dem Soll-Gierwinkel γt beurteilt werden, den der Fahrer eines Fahrzeugs entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Lenkwinkel δf beim Durch fahren der Kurve bestimmt. Wenn das zahlenmäßige Ausmaß des Nach-Innen-Ziehens als eine Änderung des Stabilitätsfaktors identifiziert wird, kann das Nach-Innen-Ziehen durch Erzeu gen eines Giermoments M verhindert werden, um so diese Ände rung des Stabilitätsfaktors aufzuheben. Das heißt also, daß zur Vermeidung des Nach-Innen-Drückens die Hinterachsdiffe rential-Begrenzungsdrehkraft Td so bestimmt werden sollte, daß das Giermoment M erzeugt wird.

Zuerst wird der Soll-Gierwinkel γ wie folgt bestimmt.

Bei einem zweirädrigen Modell gemäß Fig. 7 werden Bewegungs gleichungen wie folgt geschrieben:
(Formel 16):

mit γ = Ist-Gierwinkel; β = Schräglaufwinkel des Fahrzeugs; V = Fahrzeuggeschwindigkeit (V ist konstant); m = Fahrzeug masse; I = Gierträgheitsmoment; Cf, Cr = Seitenkraftbeiwert des Vorder- bzw. des Hinterrads; Lf, Lr = Abstand zwischen dem Schwerpunkt und einer Achse des Vorder- bzw. des Hinter rads.

Die Beziehung zwischen dem Seitenkraftbeiwert und dem Schräglaufwinkel des Reifens im linearen Bereich wird als Cf = 2Kf·αf, Cr = 2Kr·αr geschrieben, wobei Kf, Kr ein äqui valenter Seitenkraftbeiwert des Vorder- bzw. des Hinterrads und αf, αr ein Schräglaufwinkel des Reifens des Vorder- bzw. des Hinterrads ist.

Unter Einführung der obigen Beziehung in die Gleichungen (Formel 16) werden die Bewegungsgleichungen ferner wie folgt geschrieben:
(Formel 17):

Auf der Basis der obigen fundamentalen Fahrzeugbewegungs gleichungen wird der Soll-Gierwinkel γt erhalten.

Als nächstes wird erläutert, wie das Giermoment M und die Hinterachsdifferential-Begrenzungsdrehkraft Td berechnet werden.

Wenn die Hinterachsdifferential-Begrenzungsdrehkraft Td in Bewegungsgleichungen des zweirädrigen Fahrzeugmodells von Fig. 7 eingeführt wird, werden diese wie folgt geschrieben:
(Formel 18):

mit γ = Gierwinkel (variabel); β = Schräglaufwinkel des Fahrzeugs (variabel); m = Fahrzeugmasse; V = Fahrzeugge schwindigkeit; Cf, Cr = Seitenkraftbeiwert des Vorder- bzw. des Hinterrads; I = Gierträgheitsmoment; Lf, Lr = Abstand zwischen dem Schwerpunkt und einer Achse des Vorder- bzw. des Hinterrads; M = durch die Hinterachsdifferential-Begren zungsdrehkraft erzeugtes Moment.

Die Seitenführungskraft des Vorder- und des Hinterrads wird jeweils wie folgt geschrieben:
(Formel 19):

Cf = 2Kf α f

Cr = 2Kr α r (3)

mit Cf, Cr = Seitenführungskraft des Vorder- bzw. des Hin terrads; Kf, Kr = Seitenkraftbeiwert des Vorder- bzw. des Hinterrads; αf, αr = ein Schräglaufwinkel des Reifens das Vorder- bzw. des Hinterrads.

Wenn die Lenkwinkel δf bzw. δr in die Reifenschräglaufwinkel αf bzw. αr substituiert werden, führt die Substitution der Gleichung (3) in die Gleichungen (1) und (2) zu den folgen den Gleichungen:
(Formel 20):

Als nächstes werden die Charakteristiken des Fahrzeugs er läutert, wenn es auf einem fixierten Kreis fährt. In diesem Fall sind sowohl der Schräglaufwinkel ß des Fahrzeugs als auch der Gierwinkel γ konstant, und Abweichungen davon läßt man Null sein. Die Gleichungen (4) und (5) werden wie folgt geschrieben:
(Formel 21):

wobei der Lenkwinkel δf des Hinterrads Null sein sollte.

Die Gleichung (7) wird in die folgende Gleichung überführt:
(Formel 22):

Die Lösung von γ ist durch die Gleichungen (6) und (8) wie folgt gegeben:
(Formel 23):

mit L = Radstand (Lf + Lr); γ auf der rechten Seite = vorher erhaltener Gierwinkel.

Damit die Gleichung (9) eine physikalische Bedeutung hat, ist die folgende Bedingung zu erfüllen:
(Formel 24):

Unter Einführung eines Stabilitätsfaktors A′, der unter Er weiterung auf das Fahrzeug mit einer Hinterachsdifferential- Begrenzungssteuerung angewandt wird, erhält man die folgende Gleichung:
(Formel 25):

mit A = Stabilitätsfaktor in einem Fall, in dem die Hinter achsdifferential-Drehkraftbegrenzungssteuerung frei ist.

Wenn daher der Gierwinkel γ durch Nach-Innen-Ziehen vergrö ßert wird (Δγ < 0), wird die Abweichung ΔA des Stabilitäts faktors wie folgt geschrieben:
(Formel 26):

In der obigen Gleichung bezeichnet Gγ eine Gierwinkelzunahme des Lenkwinkels δf des Vorderrads, und die Gierwinkelzunahme wird wie folgt geschrieben:
(Formel 27):

Infolgedessen wird das Moment M, das zur Aufhebung des Nach- Innen-Ziehens erforderlich ist, wie folgt geschrieben:
(Formel 28):

Ferner ist die Hinterachsdifferential-Begrenzungsdrehkraft Td wie folgt gegeben:
(Formel 29):

Td = (M/d)·R

mit R = Reifendurchmesser und d = Lauffläche.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird nun die Funktionsweise des Drehkraftverteilung-Steuersystems beschrieben.

Signale des Gierwinkels γ, der von dem Gierwinkelsensor 44 erfaßt wird, des Lenkwinkels δf, der von dem Lenkwinkelsen sor 42 erfaßt wird, und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 43 erfaßt wird, wer den in eine Steuereinheit 70 eingegeben. In der Steuerein heit 70 ist eine Gierwinkelzunahme-Bestimmungseinrichtung 71 vorgesehen, in der eine Gierwinkelzunahme Gγ des vorbestimm ten Lenkwinkels δf des Vorderrads entweder aus den vorge nannten Gleichungen oder durch Lesen aus einer Tabelle be stimmt wird. Die Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Lenkwin kel δf werden in eine Sollgierwinkel-Recheneinrichtung 72 eingegeben, in der ein Soll-Gierwinkel gt, der dem Fahrzu stand auf der Fahrbahn mit großem Reibwert entspricht, auf der Basis der vorgenannten Bewegungsgleichungen berechnet wird. Der berechnete Soll-Gierwinkel γt und der Ist-Gierwin kel g werden in eine Differenzrecheneinrichtung 62 eingege ben, in der die Differenz Δγ (Δγ = γ - γt mit Δγ < 0) be rechnet wird. Somit wird ein Nach-Innen-Ziehen durch eine Zunahme des Ist-Gierwinkels γ detektiert, und außerdem wird das Ausmaß des Nach-Innen-Ziehens aus der Abweichung Δγ er halten.

Die Gierwinkelzunahme Gγ und die Gierwinkelabweichung Δγ die dem Ausmaß des Nach-Innen-Ziehens entsprechen, werden in eine Giermomentrecheneinrichtung 74 eingegeben. Darin wird zuerst eine Abweichung des Stabilitätsfaktors als ΔA erhal ten unter Nutzung der Gierwinkelzunahme Gγ und der Gierwin kelabweichung Δγ. Da der Stabilitätsfaktor auf der leicht untersteuernden Seite vorgegeben ist, wird, wenn durch das Nach-Innen-Ziehen eine Gierwinkelabweichung Δγ erzeugt wird, die Abweichung ΔA des Stabilitätsfaktors zu einem negativen Wert (also auf der Übersteuerungsseite) entsprechend der Gierwinkelabweichung Δγ. Auf der Basis der berechneten Ab weichung ΔA wird schließlich ein Giermoment M berechnet, das zur Aufhebung der Abweichung ΔA erforderlich ist.

Das Giermoment M wird in die Hinterachsdifferential-Begren zungsdrehkraft-Recheneinrichtung 75 eingegeben, in der eine Hinterachsdifferential-Begrenzungsdrehkraft Td berechnet wird. Dieses Drehkraftsignal Td wird dann in der Einschalt dauer-Umwandlungseinrichtung 76 in eine Einschaltdauer D um gewandelt, und dann wird das Einschaltdauersignal D an das Magnetventil 40′ abgegeben.

Die von dem Zwischendifferential 20 und der zentralen Kupp lung 27 verteilte Drehkraft wird auf das Hinterachsdifferen tial 11 übertragen. Wenn die Hinterachskupplung 28 ausge rückt wird, verteilt das Hinterachsdifferential 11 die An triebskraft gleichmäßig auf das linke Hinterrad 13L und das rechte Hinterrad 13R. Wenn ferner in diesem Fall das Gaspe dal losgelassen wird, wird auch die Bremskraft gleichmäßig verteilt. Wenn die Hinterachskupplung 28 von der hydrauli schen Steuereinrichtung 32′ eingerückt wird, wird in der Hinterachskupplung 28 eine Differentialbegrenzungsdrehkraft Td erzeugt, und die Drehkraftverteilung zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad 13L und 13L wird durch den Diffe rentialbegrenzungsbetrieb geändert. Wenn also die Antriebs kraft aufgebracht wird, wird die Drehkraft von dem schnellen Rad auf das langsame Rad (das Rad mit Haftung) entsprechend der Hinterachsdifferential-Begrenzungsdrehkraft Td übertra gen. Wenn dagegen die Drehgeschwindigkeit des äußeren Rads größer als die des inneren Rads ist, während das Fahrzeug bei losgelassenem Gaspedal durch eine Kurve fährt, wird die Bremskraft stärker auf das Außenrad als auf das Innenrad entsprechend der Hinterachsdifferential-Begrenzungsdrehkraft Td verteilt.

Im Betrieb des Fahrzeugs werden in die Steuereinheit 70 Si gnale des Lenkwinkels δf, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Gierwinkels γ eingegeben, und das Fahrzeugverhalten wird ständig überwacht. Wenn sich das Fahrzeugverhalten nicht än dert, während das Fahrzeug geradeaus fährt oder Kurven durchfährt, stimmt der Soll-Gierwinkel γt, der aus dem Lenk winkel δf und der Fahrzeuggeschwindigkeit V in der Sollgier winkel-Recheneinrichtung 72 berechnet wurde, mit dem Ist- Gierwinkel γ überein, und daher ändert sich der Stabilitäts faktor nicht. Somit bleibt die Hinterachsdifferential-Be grenzungsdrehkraft Td Null.

Wenn dagegen das Fahrzeug in den Zustand des Nach-Innen-Zie hens gelangt, d. h. wenn das Fahrzeug abrupt nach innen dreht, während es bei losgelassenem Gaspedal mit hoher Ge schwindigkeit durch eine Kurve fährt, wird der Ist-Gierwin kel γ größer. Dann berechnet die Abweichungsrecheneinrich tung 73 die Abweichung Δγ des Ist-Gierwinkels γ von dem Soll-Gierwinkel γt, und das Ausmaß des Nach-Innen-Ziehens wird detektiert. In der Giermomentrecheneinrichtung 74 wird diese Abweichung Δγ dann in die Abweichung ΔA des Stabili tätsfaktors umgewandelt, und dann wird darin das Giermoment M zur Aufhebung dieser Abweichung ΔA berechnet.

Dann wird in der Recheneinrichtung 75 für die Hinterachsdif ferential-Begrenzungsdrehkraft die Hinterachsdifferential- Begrenzungsdrehkraft Td entsprechend dem berechneten Giermo ment M berechnet, und diese Drehkraft Td wird auf die Hin terachskupplung 28 aufgebracht. Wenn also das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit bei losgelassenem Gaspedal dreht, wird entsprechend dieser Drehkraft Td das Bremsdrehmoment mehr auf das hintere Außenrad als auf das hintere Innenrad ver teilt, und infolgedessen wird das Moment M erzeugt, das das Nach-Innen-Drücken aufhebt, so daß diese Erscheinung verhin dert wird. Da ferner in dem Steuersystem dieser Ausführungs form eine Rückführungsregelung durchgeführt wird, so daß der Ist-Gierwinkel γ mit dem Soll-Gierwinkel γt übereinstimmt, geht das Fahrzeug niemals zur Seite einer ungünstigen star ken Untersteuerung, und es kann nur das Phänomen des Nach- Innen-Ziehens sicher vermieden werden. Da ferner das Steuer system so aufgebaut ist, daß die Gierwinkelabweichung Δγ in die Abweichung ΔA des Stabilitätsfaktors umgewandelt wird, behält die Lenkcharakteristik eine schwache Untersteuerung bei, wofür sie ursprünglich ausgelegt ist.

Bei dieser Ausführungsform des Drehkraftverteilung-Steuersy stems wurde ein Beispiel der Steuerung der Drehkraftvertei lung zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad beschrie ben. Die Grundmerkmale des Steuersystems sind jedoch auch bei einem Steuersystem für die Aufteilung der Drehkraft zwi schen dem linken und dem rechten Vorderrad anwendbar.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. Diese ist ein anderes Beispiel der Reibwert schätzeinrichtung 51.

Das Prinzip dieser zweiten Ausführungsform basiert auf der Schätzung des Seitenkraftbeiwerts der Vorder- und Hinterrä der unter Erweiterung des Seitenkraftbeiwerts auf einen nichtlinearen Bereich entsprechend der Theorie der adaptiven Steuerung, deren Variablen eine Abweichung der Querbeschleu nigung und eine Abweichung des Ist-Gierwinkels umfassen. Das heißt, in dem adaptiven Beobachtungssystem, das den Lenkwin kel, die Fahrzeuggeschwindigkeit und den geschätzten Seiten kraftbeiwert umfaßt, wird der Seitenkraftbeiwert geschätzt durch Erweitern des Gierwinkels und der Querbeschleunigung auf den nichtlinearen Bereich auf der Basis des Fahrzeugbe wegungsmodells im linearen Bereich.

Die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die von dem Fahrzeuggeschwin digkeitssensor 43 erfaßt wird, der Lenkwinkel δf, der von dem Lenkwinkelsensor 42 erfaßt wird, der Gierwinkel γ, der von dem Gierwinkelsensor 44 erfaßt wird, und die Querbe schleunigung Gy, die von dem Querbeschleunigungssensor 48 erfaßt wird, werden in die Reibwertschätzeinrichtung 51 ein gegeben. Diese Einrichtung 51 hat eine Gierwinkel- und Quer beschleunigungs-Recheneinheit (adaptives Beobachtungssystem) 61, in die der Lenkwinkel δf, die Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Seitenkraftbeiwert Kf, Kr der Vorder- und der Hin terräder eingegeben werden. In der Gierwinkel- und Querbe schleunigungs-Recheneinheit 61 werden ein Gierwinkel γn und eine Querbeschleunigung Gyn berechnet, indem diese Parameter entsprechend dem Fahrzeugbewegungsmodell im linearen Bereich verwendet werden. Der berechnete Gierwinkel γn, die berech nete Querbeschleunigung Gyn, der erfaßte Gierwinkel γ und die erfaßte Querbeschleunigung Gy werden in eine Abwei chungsrecheneinrichtung 62 eingegeben, in der die Abweichung Δγ des berechneten Gierwinkels γn von dem erfaßten Gierwin kel γ und eine Abweichung ΔG der berechneten Querbeschleuni gung Gyn von der erfaßten Querbeschleunigung Gy berechnet werden.

Diese Abweichungen Δγ und ΔG werden in eine Reifencharakte ristik-Steuereinrichtung (adaptive Steuereinrichtung) 63 eingegeben, in der die Seitenkraftbeiwerte Kf, Kr der Vor der- und Hinterräder bei einem Grenzverhalten geschätzt wer den. In einem Fall, in dem die Ist-Querbeschleunigung Gy verringert wird und ΔG positiv ist und somit beurteilt wird, daß das Fahrzeug in dem Grenzbereich nach außen schiebt oder durchdreht, sollten dabei die beiden Seitenkraftbeiwerte Kf und Kr verringert werden. In einem Fall dagegen, in dem ΔG negativ ist und daher beurteilt wird, daß das Fahrzeug nach innen drückt, sollten sowohl Kf als auch Kr vergrößert wer den. In einem Fall, in dem der Ist-Gierwinkel γ kleiner wird und Δγ positiv ist, so daß beurteilt wird, daß das Fahrzeug nach außen schiebt, sollte der Seitenkraftbeiwert Kf der Vorderräder verringert und Kr der Hinterräder vergrößert werden. In einem Fall, in dem der Ist-Gierwinkel γ zunimmt und Δγ negativ ist, so daß beurteilt wird, daß das Fahrzeug durchdreht, sollte Kf der Vorderräder vergrößert und Kr der Hinterräder verringert werden. In der nachstehenden Tabelle ist zusammengefaßt, wie die Seitenkraftbeiwerte Kf, Kr nach Maßgabe des Zustands beider Abweichungen Δγ, ΔG korrigiert werden.

Tabelle 1

Wie Fig. 5 zeigt, werden die Seitenkraftbeiwerte Kf, Kr, die dem Nach-Außen-Schieben oder Durchdrehen des Fahrzeugs im Grenzbereich entsprechen, in jedem Augenblick dadurch exakt bestimmt, daß die vorher erhaltenen Seitenkraftbeiwerte um ein vorbestimmtes Inkrement entsprechend der Tabelle 1 ver ringert oder vergrößert werden.

Somit werden geschätzte Seitenkraftbeiwerte Kf, Kr der Vor der- und Hinterräder in die Reibwertbestimmungseinrichtung 64 eingegeben, und der Reibwert der Vorder- und Hinterräder wird jeweils durch Vergleich der geschätzten Seitenkraftbei werte mit denjenigen der Fahrbahn mit großem Reibwert auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform ge schätzt. Der geschätzte Reibwert E ist unter den obigen ge schätzten Reibwerten ein größerer Reibwert.

Bei dieser zweiten Ausführungsform berechnet die Gierwinkel- und Querbeschleunigungs-Recheneinheit 61 der Reibwertschätz einrichtung 51 den Gierwinkel γn und die Querbeschleunigung Gyn auf der Basis des Lenkwinkels δf, der Fahrzeuggeschwin digkeit V, der geschätzten Seitenkraftbeiwerte Kf, Kr im vorhergehenden Augenblick, und die Abweichungsrecheneinrich tung 62 berechnet die Abweichung Δγ des Ist-Gierwinkels γ von dem berechneten Gierwinkel γn und die Abweichung ΔG der Ist-Querbeschleunigung Gy von der berechneten Querbeschleu nigung Gyn. Ferner schätzt die Reifencharakteristik-Steuer einrichtung 63 die momentanen Seitenkraftbeiwerte Kf, Kr auf der Basis der Korrektur des Seitenkraftbeiwerts nach Maßgabe des Zustands der beiden Abweichungen Δγ und ΔG. Wenn das Fahrzeug auf der Fahrbahn mit kleinem Reibwert nach außen schiebt oder durchdreht, wird das Fahrzeugverhalten als die Abweichung Δγ des Gierwinkels und die Abweichung ΔG der Querbeschleunigung detektiert, und die Seitenkraftbeiwerte Kf, Kr der Vorder- und Hinterräder in einem Zustand des seitlichen Schlupfs können mit hoher Präzision geschätzt werden.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß das Drehkraftver teilung-Steuersystem gemäß der Erfindung für sicheres und komfortables Fahren unter allen Fahrbahnbedingungen oder in einem Grenzbereich des Fahrzeugverhaltens sorgt, indem die Antriebsdrehkraft richtig auf die Räder verteilt wird.

Der Steuermechanismus zur Drehkraftverteilung auf die Vor der- und Hinterräder umfaßt eine Reibwertschätzeinrichtung zum Schätzen eines Reibwerts der Fahrbahn aufgrund der Sei tenkraftbeiwerte der Vorder- und Hinterräder, eine Sollgier winkel-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Soll-Gier winkels nach Maßgabe des Fahrzustands des Fahrzeugs auf der Fahrbahn mit großem Reibwert, und zwar auf der Basis eines Lenkwinkels und einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Soll- Lenkcharakteristik-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen ei nes Soll-Stabilitätsfaktors nach Maßgabe der Differenz zwi schen dem Soll- und dem Ist-Gierwinkel, eine Eingangsdreh kraft-Schätzeinrichtung zum Schätzen einer Eingangsdrehkraft des Zwischendifferentials, eine Drehkraftverteilungsverhält nis-Recheneinrichtung zum Berechnen eines Drehkraftvertei lungsverhältnisses zwischen den Vorder- und Hinterrädern aus Bewegungsgleichungen des Fahrzeugs, die auf einen nichtli nearen Bereich erweitert werden, und zwar auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Ist-Gierwinkels, der Eingangs drehkraft, des geschätzten Reibwerts der Fahrbahn und des Soll-Stabilitätsfaktors, und eine Recheneinrichtung zum Be rechnen einer Zwischendifferential-Begrenzungsdrehkraft auf der Basis des Drehkraftverteilungsverhältnisses zwischen den Vorder- und Hinterrädern und der Eingangsdrehkraft.

Bei dem so aufgebauten Drehkraftverteilung-Steuermechanismus zwischen den Vorder- und Hinterrädern wird die Drehkraft, wenn das Fahrzeug auf einer Fahrbahn mit großen Reibwert fährt, zwischen den Vorder- und Hinterrädern richtig ver teilt, und zwar nach Maßgabe der Fahrbedingungen des Fahr zeugs wie etwa Geradeausfahrt und Kurvenfahrt, so daß die Handlichkeit des Fahrzeugs ausgezeichnet ist.

Wenn dagegen das Fahrzeug auf einer Fahrbahn mit kleinem Reibwert fährt, kann dadurch, daß ein Reibwert mit hoher Ge nauigkeit geschätzt werden kann und die Drehkraft zwischen den Vorder- und Hinterrädern richtig verteilt wird, ein Durchdrehen oder Nach-Außen-Schieben des Fahrzeugs verhin dert werden.

Der Drehkraftverteilungsmechanismus zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad umfaßt gemäß der Erfindung eine Soll gierwinkel-Recheneinrichtung zum Berechnen eines Soll-Gier winkels aus Fahrzeugbewegungsgleichungen auf der Basis des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Abwei chungsrecheneinrichtung zum Berechnen einer Abweichung des Ist-Gierwinkels von dem Soll-Gierwinkel entsprechend dem Ausmaß eines Nach-Innen-Ziehens, eine Gierwinkelzunahme-Be stimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Gierwinkelzunahme auf der Basis einer vorgegebenen Tabelle, in der als Parame ter die Fahrzeuggeschwindigkeit enthalten ist, eine Giermo mentrecheneinrichtung zum Berechnen eines Giermoments, das erforderlich ist, um die Abweichung des Stabilitätsfaktors aufzuheben, die aus der obigen Abweichung des Ist-Gierwin kels und der obigen Gierwinkelzunahme berechnet wurde, und eine Recheneinrichtung zum Berechnen einer Hinterachsdiffe rential-Begrenzungsdrehkraft nach Maßgabe des obigen Giermo ments.

Da bei dem so aufgebauten Drehkraftverteilungsmechanismus zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad das Ausmaß des Nach-Innen-Drückens exakt detektiert werden kann, kann eine Hinterachsdifferential-Begrenzungsdrehkraft, die zur Aufhe bung des Nach-Innen-Drückens erforderlich ist, berechnet werden. Die berechnete Hinterachsdifferential-Begrenzungs drehkraft erzeugt ein Giermoment, so daß das Phänomen des Nach-Innen-Drückens des Fahrzeugs verhindert werden kann.

Claims

1. Steuersystem zur Antriebskraftverteilung in einem Fahr zeug, um eine Eingangsdrehkraft auf die Räder zu verteilen, gekennzeichnet durch
eine Fahrbahnreibwert-Schätzeinrichtung (51) zum Abschät zen eines Reibwerts einer Fahrbahndecke;
eine Recheneinrichtung (55) zum Berechnen eines Drehkraft verteilungsverhältnisses unter Nutzung des Reibwerts; und
einen Antriebskraftverteilungsmechanismus zum Verteilen der Eingangsdrehkraft auf die Räder auf der Basis des Dreh kraftverteilungsverhältnisses.

2. Steuersystem zur Antriebskraftverteilung in einem Fahr zeug, um eine Eingangsdrehkraft auf die Räder zu verteilen, gekennzeichnet durch
eine Giermomentrecheneinrichtung (74) zum Berechnen eines Giermoments;
eine Recheneinrichtung (55) zum Berechnen eines Drehkraft verteilungsverhältnisses nach Maßgabe des Giermoments; und
einen Antriebskraftverteilungsmechanismus zum Verteilen der Eingangsdrehkraft auf die Räder auf der Basis des Dreh kraftverteilungsverhältnisses.

3. Steuersystem zur Antriebskraftverteilung in einem Fahr zeug, um eine Eingangsdrehkraft auf die Räder zu verteilen, gekennzeichnet durch
einen Gierwinkelsensor (44) zum Messen eines Gierwinkels;
einen Lenkwinkelsensor (42) zum Messen eines Lenkwinkels;
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (43) zum Messen einer Fahrzeuggeschwindigkeit;
eine Fahrbahnreibwert-Schätzeinrichtung (51) zum Abschät zen eines Reibwerts einer Fahrbahndecke auf der Basis des Gierwinkels, des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindig keit;
eine Recheneinrichtung (55) zum Berechnen eines Drehkraft verteilungsverhältnisses unter Nutzung des Reibwerts; und
einen Antriebskraftverteilungsmechanismus zum Verteilen der Eingangsdrehkraft auf die Räder auf der Basis des Dreh kraftverteilungsverhältnisses.

4. Steuersystem zur Antriebskraftverteilung in einem Fahr zeug, um eine Eingangsdrehkraft auf die Räder zu verteilen, gekennzeichnet durch
einen Gierwinkelsensor (44) zum Messen eines Gierwinkels;
einen Lenkwinkelsensor (42) zum Messen eines Lenkwinkels;
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (43) zum Messen einer Fahrzeuggeschwindigkeit;
einen Querbeschleunigungssensor (48) zum Messen einer Querbeschleunigung;
eine Fahrbahnreibwert-Schätzeinrichtung (51) zum Abschät zen eines Reibwerts einer Fahrbahndecke auf der Basis des Gierwinkels, des Lenkwinkels, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Querbeschleunigung;
eine Recheneinrichtung (55) zum Berechnen eines Drehkraft verteilungsverhältnisses unter Nutzung des Reibwerts; und
einen Antriebskraftverteilungsmechanismus zum Verteilen der Eingangsdrehkraft auf die Räder auf der Basis des Dreh kraftverteilungsverhältnisses.

5. Steuersystem zur Antriebskraftverteilung in einem Fahr zeug, um eine Eingangsdrehkraft auf die Räder zu verteilen, gekennzeichnet durch
einen Drehzahlsensor (45) zum Messen einer Motordrehzahl;
einen Gaspedalöffnungswinkelsensor (46) zum Messen eines Gaspedalöffnungswinkels;
einen Getriebestellungssensor (47) zum Erfassen einer Ge triebestellung;
einen Lenkwinkelsensor (42) zum Messen eines Lenkwinkels;
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (43) zum Messen einer Fahrzeuggeschwindigkeit;
einen Gierwinkelsensor (44) zum Messen eines Gierwinkels des Fahrzeugs;
eine Eingangsdrehkraft-Schätzeinrichtung (54) zum Abschät zen der Eingangsdrehkraft auf der Basis der Motordrehzahl,
des Gaspedalöffnungswinkels und der Getriebestellung;
eine Einheit (52) zum Bestimmen eines Soll-Gierwinkels auf der Basis des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit;
eine Einrichtung (58) zum Bestimmen einer Gierwinkelzu nahme auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit;
eine Lenkcharakteristik-Bestimmungseinrichtung (53) zum Bestimmen eines Soll-Stabilitätsfaktors auf der Basis des Soll-Gierwinkels, des Gierwinkels, der Fahrzeuggeschwindig keit und der Gierwinkelzunahme;
eine Fahrbahnreibwert-Schätzeinrichtung (51) zum Abschät zen eines Reibwerts einer Fahrbahndecke auf der Basis des Lenkwinkels, der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Gierwin kels;
eine Recheneinrichtung (55) zum Berechnen eines Drehkraft verteilungsverhältnisses auf der Basis der Eingangsdreh kraft, des Soll-Stabilitätsfaktors, der Fahrzeuggeschwindig keit, des Gierwinkels und des Reibwerts; und
einen Drehkraftverteilungsmechanismus zum Verteilen der Eingangsdrehkraft auf die Räder auf der Basis des Drehkraft verteilungsverhältnisses.

6. Steuersystem zur Antriebskraftverteilung in einem Fahr zeug, um eine Eingangsdrehkraft auf die Räder zu verteilen, gekennzeichnet durch
einen Gierwinkelsensor (44) zum Messen eines Gierwinkels;
einen Lenkwinkelsensor (42) zum Messen eines Lenkwinkels;
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (43) zum Messen einer Fahrzeuggeschwindigkeit;
eine Recheneinrichtung (72) zum Berechnen eines Soll-Gier winkels auf der Basis des Lenkwinkels und der Fahrzeugge schwindigkeit;
eine Abweichungsrecheneinrichtung (62) zum Berechnen einer Abweichung des Gierwinkels von dem Soll-Gierwinkel auf der Basis des Gierwinkels und des Soll-Gierwinkels;
eine Einrichtung (71) zum Bestimmen einer Gierwinkelzu nahme auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit;
eine Giermomentrecheneinrichtung (74) zum Berechnen eines Giermoments auf der Basis der Abweichung des Gierwinkels von dem Soll-Gierwinkel und auf der Basis der Gierwinkelzunahme; und
einen Drehkraftverteilungsmechanismus zum Verteilen der Eingangsdrehkraft auf die Räder nach Maßgabe des Giermo ments.

7. Steuersystem zur Antriebskraftverteilung in einem Fahr zeug, um eine Eingangsdrehkraft auf die Räder zu verteilen, gekennzeichnet durch
einen Motordrehzahlsensor (45) zum Messen einer Motordreh zahl;
einen Gaspedalöffnungswinkelsensor (46) zum Messen eines Gaspedalöffnungswinkels;
einen Getriebestellungssensor (47) zum Erfassen einer Ge triebestellung;
einen Lenkwinkelsensor (42) zum Messen eines Lenkwinkels;
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (43) zum Messen einer Fahrzeuggeschwindigkeit;
einen Gierwinkelsensor (44) zum Messen eines Gierwinkels des Fahrzeugs;
einen Querbeschleunigungssensor (48) zum Messen einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs;
eine Schätzeinrichtung (54) zum Abschätzen einer Eingangs drehkraft auf der Basis der Motordrehzahl, des Gaspedalöff nungswinkels und der Getriebestellung;
eine Einrichtung (52) zum Bestimmen eines Soll-Gierwinkels auf der Basis des Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindig keit;
eine Soll-Lenkcharakteristik-Bestimmungseinrichtung (53) zum Bestimmen eines Soll-Stabilitätsfaktors auf der Basis des Soll-Gierwinkels und des Gierwinkels;
eine Schätzeinrichtung (51) zum Abschätzen eines Reibwerts einer Fahrbahndecke auf der Basis des Lenkwinkels, der Fahr zeuggeschwindigkeit und des Gierwinkels;
eine Recheneinrichtung (55) zum Berechnen eines Drehkraft verteilungsverhältnisses auf der Basis der Eingangsdreh kraft, des Soll-Stabilitätsfaktors, der Fahrzeuggeschwindig keit, des Gierwinkels, der Querbeschleunigung und des Reib werts; und
einen Drehkraftverteilungsmechanismus zum Verteilen der Eingangsdrehkraft auf die Räder auf der Basis des Drehkraft verteilungsverhältnisses.

8. Steuersystem zur Antriebskraftverteilung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibwert geschätzt wird durch Vergleichen eines Sei tenkraftbeiwerts eines Rads, der auf der Basis des Lenkwin kels, der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Gierwinkels nach Maßgabe von Bewegungsgleichungen des Fahrzeugs berechnet wurde, mit einem Referenz-Seitenkraftbeiwert des Rads auf einer Fahrbahn mit großem Reibwert.

9. Steuersystem zur Antriebskraftverteilung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrbahnreibwert-Schätzeinrichtung (51) folgendes aufweist:
eine Recheneinheit (61) zum Berechnen eines Gierwinkels und einer Querbeschleunigung nach Maßgabe von Bewegungsgleichun gen des Fahrzeugs auf der Basis des Lenkwinkels, der Fahr zeuggeschwindigkeit und von Seitenkraftbeiwerten,
eine Recheneinheit (62) zum Berechnen einer Abweichung des Ist-Gierwinkels von dem berechneten Gierwinkel und einer Ab weichung der Ist-Querbeschleunigung von der berechneten Querbeschleunigung,
eine Reifencharakteristik-Steuereinheit (63) zum Abschätzen von Seitenkraftbeiwerten von Rädern auf der Basis der Abwei chung des Ist-Gierwinkels und der Abweichung der Ist-Querbe schleunigung, und
eine Einheit (64) zum Bestimmen eines Reibwerts einer Fahr bahndecke auf der Basis der Seitenkraftbeiwerte und zum Ab geben des Reibwerts an die Drehkraftverteilungsverhältnis- Recheneinrichtung, um das Drehkraftverteilungsverhältnis auf der Basis des Reibwerts zu berechnen.

10. Steuersystem zur Antriebskraftverteilung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es die Eingangsdrehkraft auf die Vorder- und Hinterräder verteilt.

11. Verfahren zum Verteilen einer Antriebskraft auf die Rä der eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Abschätzen eines Reibwerts einer Fahrbahndecke;
Berechnen eines Drehkraftverteilungsverhältnisses unter Nutzung des Reibwerts; und
Verteilen der Antriebskraft auf die Räder auf der Basis des Drehkraftverteilungsverhältnisses.

12. Verfahren zum Verteilen einer Antriebskraft auf die Rä der eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Berechnen eines Giermoments;
Berechnen eines Drehkraftverteilungsverhältnisses nach Maßgabe des Giermoments; und
Verteilen der Antriebskraft auf die Räder auf der Basis des Drehkraftverteilungsverhältnisses.

13. Verfahren zum Verteilen einer Antriebskraft auf die Rä der eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Messen eines Gierwinkels;
Messen eines Lenkwinkels;
Messen einer Fahrzeuggeschwindigkeit;
Abschätzen eines Reibwerts einer Fahrbahndecke auf der Ba sis des Gierwinkels, des Lenkwinkels und der Fahrzeugge schwindigkeit;
Berechnen eines Drehkraftverteilungsverhältnisses unter Nutzung des Reibwerts; und
Verteilen der Antriebskraft auf die Räder auf der Basis des Drehkraftverteilungsverhältnisses.

14. Verfahren zum Verteilen einer Antriebskraft auf die Rä der eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Messen eines Gierwinkels;
Messen eines Lenkwinkels;
Messen einer Fahrzeuggeschwindigkeit;
Messen einer Querbeschleunigung;
Abschätzen eines Reibwerts einer Fahrbahndecke auf der Ba sis des Gierwinkels, des Lenkwinkels, der Fahrzeuggeschwin digkeit und der Querbeschleunigung;
Berechnen eines Drehkraftverteilungsverhältnisses unter Nutzung des Reibwerts; und
Verteilen der Antriebskraft auf die Räder auf der Basis des Drehkraftverteilungsverhältnisses.

15. Verfahren zum Verteilen einer Antriebskraft auf die Rä der eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Messen einer Motordrehzahl;
Messen eines Gaspedalöffnungswinkels;
Erfassen einer Getriebestellung;
Messen eines Lenkwinkels;
Messen einer Fahrzeuggeschwindigkeit;
Messen eines Gierwinkels des Fahrzeugs;
Abschätzen der Antriebskraft auf der Basis der Motordreh zahl, des Gaspedalöffnungswinkels und der Getriebestellung;
Bestimmen eines Soll-Gierwinkels auf der Basis des Lenk winkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit;
Bestimmen einer Gierwinkelzunahme auf der Basis der Fahr zeuggeschwindigkeit;
Bestimmen eines Soll-Stabilitätsfaktors auf der Basis des Soll-Gierwinkels, des Gierwinkels, der Fahrzeuggeschwindig keit und der Gierwinkelzunahme;
Abschätzen eines Reibwerts einer Fahrbahndecke auf der Ba sis des Lenkwinkels, der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Gierwinkels;
Berechnen eines Drehkraftverteilungsverhältnisses auf der Basis der Antriebskraft, des Soll-Stabilitätsfaktors, der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Gierwinkels und des Reibwerts; und
Verteilen der Antriebskraft auf die Räder auf der Basis des Drehkraftverteilungsverhältnisses.

16. Verfahren zum Verteilen einer Antriebskraft auf die Rä der eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Messen eines Gierwinkels;
Messen eines Lenkwinkels;
Messen einer Fahrzeuggeschwindigkeit;
Berechnen eines Soll-Gierwinkels auf der Basis des Lenk winkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit;
Berechnen einer Abweichung des Gierwinkels von dem Soll- Gierwinkel auf der Basis des Gierwinkels und des Soll-Gier winkels;
Bestimmen einer Gierwinkelzunahme auf der Basis der Fahr zeuggeschwindigkeit;
Berechnen eines Giermoments auf der Basis der Abweichung des Gierwinkels von dem Soll-Gierwinkel und auf der Basis der Gierwinkelzunahme; und
Verteilen der Antriebskraft auf die Räder nach Maßgabe des Giermoments.

17. Verfahren zum Verteilen einer Antriebskraft auf die Rä der eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Messen einer Motordrehzahl;
Messen eines Gaspedalöffnungswinkels;
Erfassen einer Getriebestellung;
Messen eines Lenkwinkels;
Messen einer Fahrzeuggeschwindigkeit;
Messen eines Gierwinkels des Fahrzeugs;
Messen einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs;
Abschätzen der Antriebskraft auf der Basis der Motordreh zahl, des Gaspedalöffnungswinkels und der Getriebestellung;
Bestimmen eines Soll-Gierwinkels auf der Basis des Lenk winkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit;
Bestimmen eines Soll-Stabilitätsfaktors auf der Basis des Soll-Gierwinkels und des Gierwinkels;
Abschätzen eines Reibwerts der Fahrbahndecke auf der Basis des Lenkwinkels, der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Gier winkels;
Berechnen eines Drehkraftverteilungsverhältnisses auf der Basis der Antriebskraft, des Soll-Stabilitätsfaktors, der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Gierwinkels, der Querbeschleu nigung und des Reibwerts; und
Verteilen der Antriebskraft auf die Räder auf der Basis des Drehkraftverteilungsverhältnisses.

18. Steuersystem zur Antriebskraftverteilung in einem Fahr zeug, das folgendes aufweist:
eine zentrale Kupplung (27) zum Verteilen einer Drehkraft von einem Motor (1) auf ein Vorder- bzw. ein Hinterrad,
eine Schätzeinrichtung (54) zum Abschätzen einer Eingangs drehkraft auf der Basis von Motorbetriebszuständen und zum Erzeugen eines Eingangsdrehkraftsignals,
einen Lenkwinkelsensor (42) zum Messen eines Lenkwinkels und zum Erzeugen eines Lenkwinkelsignals,
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (43) zum Messen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Erzeugen eines Fahrzeugge schwindigkeitssignals und einen Gierwinkelsensor (44) zum Messen eines Gierwinkels des Fahrzeugs und zum Abgeben eines Gierwinkelsignals,
das ferner folgendes aufweist:
eine Sollgierwinkel-Bestimmungseinrichtung (52), die auf das Lenkwinkel- und das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal an spricht;
eine Gierwinkelzunahme-Bestimmungseinrichtung (58), die aufgrund des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals eine Gierwin kelzunahme feststellt und ein Gierwinkelzunahmesignal er zeugt;
eine Fahrbahnreibwert-Schätzeinrichtung (51), die aufgrund des Gierwinkelsignals, des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals und des Lenkwinkelsignals einen Reibwert einer Fahrbahndecke abschätzt und ein Reibwertsignal abgibt;
eine Drehkraftverteilungsverhältnis-Recheneinrichtung (55), die aufgrund des Eingangsdrehkraft-, des Sollstabili tätsfaktor-, des Fahrzeuggeschwindigkeits-, des Gierwinkel- und des Reibwertsignals ein Drehkraftverteilungsverhältnis berechnet und ein Drehkraftverteilungssignal abgibt;
eine Drehkraftverteilungsverhältnis-Recheneinrichtung, die aufgrund des Drehkraftverteilungsverhältnis-Signals und des Eingangsdrehkraftsignals ein Drehkraftverteilungsverhältnis unter Nutzung eines Reibwerts berechnet und ein Drehkraftsi gnal erzeugt; und
einen Antriebskraftverteilungsmechanismus, der aufgrund des Drehkraftsignals die Antriebskraft auf die jeweiligen Räder auf der Basis des Drehkraftverteilungsverhältnisses so verteilt, daß ein Nach-Innen-Ziehen des Fahrzeugs verhindert wird.