DE4227805A1 - Lenksteuerverfahren fuer ein kraftfahrzeug mit einem differential - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Lenksteuerverfahren für ein Kraftfahrzeug mit einem Differential.

Eine Lenkkraft-Verteilungssteuervorrichtung für ein vierrad­ getriebenes Fahrzeug wurde bereits vorgeschlagen und ist in JP-A-95 939/1989 angegeben. Dieses Fahrzeug hat ein Vertei­ lergetriebe, welches die Fähigkeit hat, eine Drehmomentver­ teilung auf die vorderen und hinteren Räder zu verändern, und hat eine Begrenzungseinrichtung, welche die Fähigkeit hat, die Begrenzungskräfte auf die rechten und linken An­ triebsräder zu verändern. Die Vorrichtung weist eine Längs­ beschleunigungsdetektionseinrichtung zum Detektieren der Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, eine Querbeschleuni­ gungsdetektionseinrichtung zum Detektieren der Querbeschleu­ nigung des Kraftfahrzeugs, eine Unterscheidungseinrichtung zur Unterscheidung des Laufzustandes des Kraftfahrzeugs auf der Basis des Wertes der Längsbeschleunigung detektiert mittels der Längsbeschleunigungsdetektionseinrichtung und des Werts der Querbeschleunigung detektiert mittels der Querbeschleunigungsdetektionseinrichtung, und eine Antriebs­ kraftsteuereinrichtung, mittels welcher eine optimale Steue­ rung der Größen der Drehmomentverteilung basierend auf dem Verteilergetriebe und den Begrenzungskräften basierend auf der Begrenzungseinrichtung nach Maßgabe des Unterscheidungs­ ergebnisses für den Laufzustand mittels der Unterscheidungs­ einrichtung erzielt wird.

Es ist allgemein bekannt, daß, wenn die Begrenzungseinrich­ tung in Abhängigkeit von der Querbeschleunigung beim Wenden oder Kurvenfahren des Kraftfahrzeugs in einem vorderen Dif­ ferential, wie in einem Mitteldifferential und einem hinte­ ren Differential, arbeitet, das Traktionsverhalten des Fahr­ zeugs verbessert werden kann, ohne daß man eine Einbuße hinsichtlich des Wendeverhaltens bzw. Kurvenfahrverhaltens hat. Wenn jedoch in Wirklichkeit eine Differenz zwischen den Antriebskräften der rechten und linken Räder durch das Ar­ beiten der Begrenzungseinrichtung erzeugt wird, ändert sich eine Lenkkraft oder eine Gegenlenkkraft infolge der Massen­ versetzung einer Radaufhängung, insbesondere der Versetzung zwischen dem Achsschenkelbolzen und dem Radmittelpunkt, beträchtlich. Hierdurch ergibt sich nicht nur die Schwierig­ keit, daß das Lenkgefühl eines Fahrers ungünstig wird, son­ dern es ergibt sich auch die Schwierigkeit, daß der Fahrer das Lenkrad des Kraftfahrzeugs in einem Extremverhalten nicht mehr wunschgemäß beaufschlagt.

Ein vorderes Differential mit einer Viskosekupplung mit vergleichsweise kleiner Eingriffskraft ist das Kompromiß­ ergebnis zwischen dem Leistungsverhalten des Fahrzeuges selbst (wenn der Fahrer das Lenkrad fest handhabt) und dem Lenkgefühl des Fahrers. Die Erfindung zielt darauf ab, eine Lösung für diese Problematik bereitzustellen, ohne daß eine teuere Viskosekupplung eingesetzt zu werden braucht.

Gemäß einem Lösungsgedanken nach der Erfindung wird ein Lenksteuerverfahren für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, welches eine am Kraftfahrzeug vorgesehene Brennkraftmaschi­ ne, ein Differential, welches zwischen einem linken Vorder­ rad und einem rechten Vorderrad zum Ausgleich einer Ge­ schwindigkeitsdifferenz der linken und rechten Vorderräder vorgesehen ist, eine Begrenzungseinrichtung, welche an dem Differential zum Steuern einer Drehmomentverteilung auf die linken und rechten Vorderräder angebracht ist, ein Lenkrad, welches mit den Rädern zur Lenkung des Kraftfahrzeugs be­ triebsverbunden ist, einen Elektromotor, der mit dem Lenkrad zur Unterstützung der Betätigung des Lenkrads verbunden ist, einen Torsionsmomentsensor, welcher mit dem Lenkrad zum Detektieren eines Torsionsmoments des Lenkrades und zum Erzeugen eines das Torsionsmoment wiedergebenden Signales verbunden ist, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Erzeugen eines die Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergebenden Signales, einen Brennkraftmaschinengeschwindigkeits- bzw. Drehzahlsen­ sor zum Detektieren einer Brennkraftmaschinendrehzahl und zum Erzeugen eines die Brennkraftmaschinendrehzahl wiederge­ benden Signales, einen Drosselsensor zum Detektieren eines Öffnungsgrades einer Drosselklappe in der Brennkraftmaschine und zum Erzeugen eines den Öffnungsgrad wiedergebenden Si­ gnales, einen Gangstellungssensor zum Detektieren einer Stellung eines gewählten Ganges und zum Erzeugen eines die Stellung wiedergebenden Signales, einen Querbeschleunigungs­ sensor, welcher am Fahrzeug zum Detektieren einer Querbe­ schleunigung und zum Erzeugen eines die Querbeschleunigung wiedergebenden Signales angebracht ist, und einen Längsbe­ schleunigungssensor hat, welcher an dem Kraftfahrzeug zum Detektieren einer Längsbeschleunigung und zum Erzeugen eines die Längsbeschleunigung wiedergebenden Signales angebracht ist, wobei sich die Weiterentwicklung des Steuerverfahrens durch die Schritte auszeichnet, gemäß denen eine Größe und eine Richtung einer Drehmomentverschiebung von den Quer- und Längsbeschleunigungssignalen abgeleitet wird, wenn die Be­ grenzungseinrichtung gesperrt ist; die Begrenzungseinrich­ tung desaktiviert wird, wenn die Richtung der Drehmomentver­ schiebung von dem außenliegenden Rad zu dem innenliegenden Rad erfolgt; eine Belastungsverteilung auf die linken und rechten Räder ermittelt wird, wenn die Richtung der Drehmo­ mentverschiebung von dem innenliegenden Rad zu dem außenlie­ genden Rad erfolgt; ein Antriebsmoment aus einer Tabelle er­ mittelt wird, welche Daten in Abhängigkeit vom Stellungs­ signal, dem Brennkraftmaschinendrehzahlsignal und dem Öff­ nungsgradsignal speichert; ein Begrenzungsmoment aus der Lastverteilung und dem Antriebsmoment bestimmt wird, die Begrenzungseinrichtung nach Maßgabe des Begrenzungsmomentes betätigt wird; eine Korrekturgröße aus dem Begrenzungsmoment und den charakteristischen Werten des Kraftfahrzeugs be­ stimmt wird - und eine Hilfskraft von dem Elektromotor der­ art korrigiert wird, daß man ein verbessertes Traktionsver­ halten und eine optimale Steuerung des Lenkrads ohne Schwan­ kungen erhält.

Dank der vorstehend beschriebenen Auslegung wird das Begren­ zungsmoment derart erzeugt, daß die Antriebskraftverteilung auf die rechten und linken Vorderräder, welche die Antriebs­ räder des Kraftfahrzeugs sind, in Übereinstimmung mit der Belastungsverteilung auf die rechten und linken Vorderräder gebracht wird, um eine Traktionswirkung und eine Lenkstabi­ lität nach optimalen Verhältnissen zu bekommen und die Lenk­ kraftschwankung, welche der Drehmomentbegrenzung zuzuschrei­ ben ist, korrigiert werden kann.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevor­ zugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt

Fig. 1 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung eines Bei­ spiele einer Steuerweise nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 3(A) und 3(B) schematische Ansichten zur Ver­ deutlichung der Richtungen der auf die beim Kurvenfahren innenliegenden und außenliegenden Räder wirkenden Antriebs­ kräfte, wobei Fig. 3(A) einem kleinen Antriebsmoment ent­ spricht, während Fig. 3(B) einem großen Antriebsmoment entspricht, und

Fig. 4(A) und 4(B) schematische Ansichten zur Ver­ deutlichung des Zusammenhangs unter den Antriebskräften der innenliegenden und außenliegenden Räder und einer Lenkhilfs­ kraft, wobei Fig. 4(A) eine Draufsicht ist, während Fig. 4(B) eine Seitenansicht ist.

Unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung wird nachste­ hend eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung näher erläutert.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist mit dem Bezugszeichen 1 eine Antriebseinheit bezeichnet, welche eine Brennkraftma­ schine, ein Getriebe usw. umfaßt, und welche eine Ausgangs­ welle 1a hat. Die Ausgangswelle 1a treibt ein linkes Vor­ derrad 4 und ein rechtes Vorderrad 5 über ein an sich be­ kanntes vorderes Differential 3 an, welches mit EIN/AUS- Begrenzungseinrichtungen 2 ausgestattet ist, welche hydrau­ lisch betätigbar sind. Mit den Bezugszeichen 6 und 7 sind Hinterräder bezeichnet.

Mit der Bezugsziffer 8 ist ein Lenkrad bezeichnet. Eine an sich bekannte Vorderradlenkeinrichtung, welche vom Lenkrad 8 zu den Vorderrädern 4, 5 geht, ist mit einem an sich bekann­ ten elektrischen Servolenksystem versehen, welches einen Torsionsmomentsensor 9 zum Detektieren des Lenkmoments der Lenkwelle des Lenkrades 8 und einen Elektromotor 10 umfaßt, welcher eine Lenkhilfskraft nach Maßgabe des mittels des Torsionsmomentsensors 9 detektierten Lenkmoments anlegt.

Mit der Bezugsziffer 11 ist eine Steuerschaltung bezeichnet, welche die Steuerung eines Begrenzungsmomentes für die Be­ grenzungseinrichtung 2 und die Korrektursteuerung der Lenk­ unterstützungskraft für den Elektromotor 10 des elektrischen Servolenksystemes vornimmt. Die Steuerschaltung 11 ermittelt die Differenz und die Richtung einer Momentverschiebung zwischen den innenliegenden und außenliegenden Rädern, wenn die Begrenzungseinrichtung 2 gesperrt ist, und zwar aus einer Beschleunigung in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie (nachstehend bezeichnet mit "Fahrzeugkarosseriebeschleuni­ gung g"), welche mittels eines Fahrzeugkarosserie-Längsbe­ schleunigungs-(g)-Sensors 12 detektiert wird, aus einer Fahrzeuggeschwindigkeit, welche mittels eines Fahrzeugge­ schwindigkeitsensors 3 ermittelt wird, und einer Beschleuni­ gung in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie (welche nach­ stehend bezeichnet wird mit "Fahrzeugkarosseriequerbeschleu­ nigung g"), welche mittels eines Fahrzeugkarosseriequerbe­ schleunigung-(g)-Sensors 14 detektiert wird. Wenn die Rich­ tung der Momentverschiebung von dem außenliegenden Rad zu dem innenliegenden Rad gerichtet ist, deaktiviert die Steu­ ereinrichtung die Begrenzungseinrichtung 2. Wenn anderer­ seits die Richtung der Momentverschiebung zwischen den in­ nenliegenden und außenliegenden Rädern und dem innenliegen­ den Rad zum außenliegenden Rad gerichtet ist, ermittelt die Steuerschaltung 11 eine Lastverteilung einer Vorderachse auf die innenliegenden und außenliegenden Räder aus der Fahr­ zeugkarosseriequerbeschleunigung (g), welche mittels des Fahrzeugskarossieriequerbeschleunigungs-(g)-Sensors 14 de­ tektiert wird. Anschließend ermittelt die Steuerschaltung 11 ein Begrenzungsmoment, mit dem eine Momentverteilung auf die innenliegenden und außenliegenden Räder im wesentlichen gleich der Lastverteilung auf diese wird, wobei die Ermitt­ lung aus der Lastverteilung der Vorderachse auf die innen­ liegenden und außenliegenden Räder gemäß der voranstehenden Ermittlung und dem Antriebsmoment der Vorderachse ermittelt aus einer Gangstellung, welche mittels des Gangstellungs­ sensors 15 detektiert wird, einer Brennkraftmaschinendreh­ zahl, welche mittels eines Brennkraftmaschinendrehzahl­ sensors 16 detektiert wird, und einem Drosselöffnungsgrad, welcher mittels eines Drosselöffnungssensors 17 ermittelt wird, erfolgt. Dann legt sie ein Befehlsignal bzw. Steuersi­ gnal entsprechend dem Begrenzungsmoment an eine hydraulische Steuereinrichtung 18 an, welche die Begrenzungseinrichtung 2 steuert. Ferner ermittelt die Steuereinrichtung 11 eine Korrekturgröße einer Lenkhilfskraft aus dem Begrenzungsmo­ ment und den charakteristischen Werten des Kraftfahrzeugs, wie der Massenversetzung eines Radreifens, dem Durchmesser des Radreifens und einem Lenkgetriebeverhältnis. Dann gibt sie einen Befehl entsprechend der Korrekturgröße an eine Lenkkorrektursteuereinrichtung ab, die den Elektromotor 10 des elektrischen Servolenksystems steuert.

Fig. 1 ist ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung der Einzel­ heiten der Steuerungsweise der Steuerschaltung 11. Zuerst werden in einem Schritt S1 die Größe und die Richtung einer Momentverschiebung in einem Zustand, in welchem die Begren­ zungseinrichtung 2 gesperrt ist, durch den Vergleich zwi­ schen einer Momentverschiebungsgröße im Falle eines kleinen Antriebsmoments bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeuge und einer Momentverschiebungsgröße im Falle eines großen An­ triebsmoments ermittelt.

Die Drehgeschwindigkeit des bei der Kurvenfahrt außenlie­ genden Rades ist größer als jene des innenliegenden Rades. Wenn daher die Momentbegrenzung bei einer Kurvenfahrt mit einem kleinen Antriebsmoment vorgenommen wird, erfährt das außenliegende Rad mit einer höheren Drehgeschwindigkeit eine Bremskraft, und das innenliegende Rad mit einer niedrigeren Drehgeschwindigkeit erhält eine Antriebskraft. Folglich ist ein Wendemoment bzw. ein Kurvenfahrtmoment basierend auf der Momentbegrenzung entgegengesetzt zu einer Wenderichtung bzw. Kurvenfahrtrichtung gerichtet.

Wenn man genauer gesagt mit Kx eine Antriebs(Brems)steifig­ keit bezeichnet und mit S einen Schlupffaktor (minus bei einem Antriebszustand) bezeichnet, läßt sich die Antriebs­ kraft X, welche im Radreifen erzeugt wird, ausdrücken mit X =-Kx·S. Der Schlupffaktor S läßt sich mittels einer ein­ fachen Formel S = Vr/(rω) - 1 darstellen, wobei Vr die Ge­ schwindigkeit des Radreifens relativ zu einer Fahrbahnober­ fläche bezeichnet, r den Radius des Radreifens bezeichnet, und ω die Drehgeschwindigkeit des Radreifens bezeichnet. Ferner läßt sich mit γ die Gierrate bzw. Gierwinkel des Kraftfahrzeugs, mit ρ der Wenderadius, mit d die Spur, und mit V die Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnen. Dann lassen sich die Antriebskräfte Xo und Xi des außenliegenden Rades und des innenliegenden Rades ohne Momentbegrenzung jeweils durch die folgenden Gleichungen ausdrücken:

Wenn somit die Begrenzungseinrichtung 2 bei der Kurvenfahrt gesperrt ist, bei der das Antriebsmoment keinen sehr großen Wert annimmt, wirken die Antriebskraft Xo des außenliegenden Rades und jene Xi des innenliegenden Rades auf die Brems­ seite und die Antriebsseite jeweils, wie dies in Fig. 3(A) verdeutlicht ist. Somit tritt eine Momentverschiebung T1, welche eine durch die nachstehend angegebene Gleichung wie­ dergegebene Größe hat und in die Richtung vom außenliegenden Rad zum innenliegenden Rad gerichtet ist, auf:

Folglich wird in einem Bereich, in welchem das Antriebsmo­ ment groß und die Querbeschleunigung (g) der Fahrzeugkaros­ serie ebenfalls groß ist, die Drehung des innenliegenden Rades hinsichtlich seiner Belastung des Untergrundkontakts herabgesetzt und folglich wird der Schlupffaktor vergrößert. Folglich nimmt die Antriebskraft Xi des innenliegenden Rades ab, und es nimmt auch jene Xo des außenliegenden Rades mit der Abnahme der Antriebskraft des innenliegenden Rades ab. Wenn hingegen die Momentbegrenzung vorgenommen wird, kann die Antriebskraft Xo des außenliegenden Rades selbst dann eine Antriebskraft erzeugen, nachdem die Antriebskraft Xi des innenliegenden Rades vermindert wurde. Somit kann die Antriebskraft bei der Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs durch die Momentbegrenzung sichergestellt werden.

Bei einem großen Antriebsmoment ergeben sich jeweils die Antriebskräfte Xo und Xi, wie dies in den Gleichungen (4) und (5) gezeigt ist, welche an den innenliegenden und außen­ liegenden Vorderrädern auftreten, und zwar in Abhängigkeit von der Belastung des Untergrundkontakts dieser Räder:

wobei αc: Verhältnis der Längsmomentverteilung,
W: Gewicht der Fahrzeugkarosserie,
: Längsbeschleunigung (g) der Fahrzeugkarosserie,
Wfo: Belastung des Untergrundkontaktes des vorderen, außenliegenden Rades, und
Wfi: Belastung des Untergrundkontaktes des vorderen, innenliegenden Rades.

Wenn daher die Begrenzungseinrichtung 2 beim Kurvenfahren gesperrt wird, bei der sowohl das Antriebsmoment als auch die Querbeschleunigung (g) der Fahrzeugkarosserie groß sind, wird die Antriebskraft Xo des außenliegenden Vorderrades größer als jene mit Xi bezeichnete des innenliegenden Vor­ derrades, wie sich dies aus Fig. 3(B) ergibt. Folglich wird eine Momentverschiebung T2, welche eine Größe entsprechend der nachstehend angegebenen Gleichung hat und in die Rich­ tung von dem innenliegenden Rad zu dem außenliegenden Rad gerichtet ist, größer:

Wenn man hierbei annimmt, daß die Rollachse des Kraftfahr­ zeugs auf dem Untergrund liegt, läßt sich die Lastverschie­ bung ΔW = Wfo - Wfi zwischen den innenliegenden und außen­ liegenden Vorderrädern durch die folgende Gleichung darstel­ len:

wobei

y: Querbeschleunigung (g) der Fahrzeugkarosserie,
h: Höhe des Schwerpunkts,
Kϕf: Rollsteifigkeit der Vorderachse; und
Kϕr: Rollsteifigkeit der Hinterachse.

Wenn man ferner mit l die Radbasis des Kraftfahrzeugs be­ zeichnet und mit lr den Abstand zwischen dem Schwerpunkt und der Hinterachse bezeichnet, läßt sich die Belastung Wfo + Wfi der Vorderachse gemäß folgender Gleichung ausdrücken:

Wfo + Wfi = W · lr/l - W · · h/l (8)

wobei das erste Glied die Belastung im stationären Zustand des Kraftfahrzeugs angibt und das zweite Glied die Bela­ stungsverschiebung basierend auf der Beschleunigung angibt.

Wenn man die Gleichungen (7) und (8) in die Gleichung (6) entsprechend einsetzt, läßt sich die Momentverschiebung T2 in Richtung vom innenliegenden Rad zum außenliegenden Rad durch die folgende Gleichung darstellen:

Wenn man bei den voranstehenden Ausführungen annimmt, daß ein Moment der Summe zwischen der Größe T1, ausgedrückt durch die Gleichung (3) und der Größe T2, ausgedrückt gemäß Gleichung (9) verschoben wird, wenn die Begrenzungseinrich­ tung 2 gesperrt ist, läßt sich ein Verschiebemoment T, wel­ ches in Richtung vom innenliegenden Rad zum außenliegenden Rad verschoben wird, durch die folgende Gleichung darstel­ len:

Wenn das Verschiebemoment T ausgedrückt gemäß der Gleichung (10) Null oder Minus ist, dann wird bei einem Anstieg der Momentverschiebung in Richtung vom außenliegenden Rad zum innenliegenden Rad das Begrenzungsmoment TLSD auf Null ge­ setzt, wie dies in dem Block mit einem Schritt S2 verdeut­ licht ist. Die Information des Begrenzungsmomentes TLSD = 0, welches man im Schritt S2 erhalten hat, wird in die hydrau­ lische Steuereinrichtung 18 zum Steuern der Begrenzungsein­ richtung 2 eingegeben, wie dies mit einem Block gemäß einem Schritt S3 verdeutlicht ist. Sie wird auch in die Lenkkor­ rektursteuereinrichtung 19 zum Ermitteln der Korrekturgröße der Lenkhilfskraft basierend auf dem Elektromotor 10 des elektrischen Servolenksystems eingegeben, wie dies mit einem Block gemäß einem Schritt S8 verdeutlicht ist. Da jedoch das Begrenzungsmoment TLSD 0 ist, wird weder von der hydrauli­ schen Steuereinrichtung 18 noch von der Lenkkorrektursteuer­ einrichtung 19 ein Ausgang erzeugt. Folglich ist die Begren­ zungseinrichtung 2 nicht aktiviert, und die Lenkhilfskraft basierend auf dem Elektromotor 10 wird ebenfalls nicht kor­ rigiert.

Wenn andererseits das Verschiebemoment T ausgedrückt durch die Gleichung (10) positiv ist, d. h. wenn das Verschiebemo­ ment in Richtung vom innenliegenden Rad zum außenliegenden Rad größer wird, wird das Verhältnis ΔW/Wf der Lastverschie­ begröße zu der Belastung der Vorderachse aus der Belastung Wf der Vorderachse und der Lastverschiebung ΔW zwischen den innenliegenden und außenliegenden Vorderrädern mit Hilfe der Gleichung (10) im Schritt S1 ermittelt, wie dies mit einem Block gemäß einem Schritt S4 verdeutlicht ist.

Folglich wird in einem Schritt S5 das Antriebsmoment der Vorderachse aus der Getriebegangstellung detektiert mittels des Getriebegangstellungssensors 15, der Brennkraftmaschi­ nendrehzahl, detektiert mittels des Brennkraftmaschinendreh­ zahlsensors 16 und dem Drosselklappenöffnungsgrad, detek­ tiert mit Hilfe des Drosselöffnungssensors 17, ermittelt. Insbesondere wird das Antriebsmoment Tf der Vorderachse derart ermittelt, daß ein Brennkraftmaschinenabgabemoment TE aus einer Datentabelle der Brennkraftmaschinendrehzahl und des Drosselklappenöffnungsgrades abgeleitet wird, und daß das Brennkraftmaschinenabtriebsmoment TE mit dem Längsmo­ mentverteilungsverhältnis αc und einem Übertragungsverhält­ nis Gr einschließlich eines abschließenden Ganges multipli­ ziert wird.

Dies bedeutet, daß TE = f (Brennkraftmaschinendrehzahl, Drosselklappenöffnungsgrad) ist

Tf = αc · TE · Gr.

Dann erhält man in einem Schritt S6 den Wert des Begren­ zungsmomentes TLSD, mit dem das Verhältnis TLSD/Tf des Be­ grenzungsmomentes TLSD zum Vorderachsantriebsmoment Tf er­ mittelt im Schritt S5 gleich dem Belastungsverschiebungs­ größenverhältnis ΔW/Wf, ermittelt im Schritt S4 wird, indem eine Ermittlung nach Maßgabe der folgenden Gleichung (11) vorgenommen wird. Das Begrenzungsmoment TLSD, welches auf diese Weise ermittelt wurde, wird in die hydraulische Steu­ ereinrichtung 18 eingegeben, so daß die Begrenzungseinrich­ tung 2 aktiviert und betätigt wird.

wobei TLSD ≦ T.

Dann wird in einem Schritt S7 die Korrekturgröße TS der Lenkhilfskraft zur Aufhebung einer Lenkkraftvergrößerung, welche auf das Begrenzungsmoment TLSD ermittelt im Schritt S6 zurückzuführen ist, ermittelt.

Wenn insbesondere das Kraftfahrzeug eine Kurve nach links fährt, wie dies in Fig. 4(A) verdeutlicht ist, ist die auf das außenliegende Rad 5 wirkende Antriebskraft mit Fo be­ zeichnet, die auf das innenliegende Rad 4 wirkende Antriebs­ kraft mit Fi, das Vorderachsantriebsmoment mit Tf, das Be­ grenzungsmoment TLSD und der Durchmesser des jeweiligen Radreifens mit r bezeichnet. Dann lassen sich die Antriebs­ kräfte Fo und Fi, welche auf die innenliegenden und außen­ liegenden Räder wirken, jeweils durch die folgenden Glei­ chungen darstellen:

Hierbei ist nach Maßgabe der Fig. 4(A) und 4(B) die Mas­ senversetzung, insbesondere der Abstand zwischen dem Radrei­ fenmittelpunkt und der Achse eines Achsschenkelbolzens mit lm bezeichnet. Die Momente To und Ti um die Achsen der lin­ ken und rechten Achsschenkelbolzen lassen sich jeweils durch die folgenden Gleichungen darstellen:

To = Fo × lm

Ti = Fi × lm (13)

Wenn man hierbei mit n das Lenkgetriebeverhältnis bezeich­ net, läßt sich die Korrekturgröße der Lenkhilfskraft, ins­ besondere ein Moment TS, welches sich bei der Lenkung er­ gibt, durch die folgende Gleichung darstellen:

TS = (To - Ti)/n = (Fo - Fi) lm/n = (2 × TLSD/r) × lm/n (14)

Dann wird in dem Schritt S8 die Korrekturgröße TS der Lenk­ hilfskraft in die Lenkkorrektursteuereinrichtung 19 eingege­ ben, die den Elektromotor 10 der Servolenkanlage zur Bereit­ stellung der Lenkhilfskraft steuert, und das infolge der Momentbegrenzung sich bei der Lenkung ergebende Moment wird aufgehoben. Daher wird die Schwankung der Lenkkraft, welche auf die Erzeugung des Begrenzungsmomentes TLSD zurückzufüh­ ren ist, nicht größer, und der Fahrer fühlt sich daher nicht beschwert.

Obgleich die bevorzugte Ausführungsform sich als Beispiel auf die Anwendung bei einem vorderradgetriebenen Fahrzeug bezieht, läßt sich natürlich die vorliegende Erfindung auch bei einem vierradgetriebenen Fahrzeug anwenden. Natürlich kann für das Servolenksystem auch ein anderes gewünschtes System in Betracht kommen, welches sich von der bevorzugten Ausführungsform mit einem Elektromotor unterscheidet, wobei es sich beispielsweise um ein hydraulisch ausgelegtes Servo­ lenksystem mit oder ohne einem elektrischen Hilfsmotor han­ deln kann.

Wie sich aus der voranstehenden Beschreibung ergibt, werden nach der Erfindung bei einem Kraftfahrzeug, welches eine Differentialbegrenzungseinrichtung und eine Servolenkanlage hat, eine Größe und eine Richtung eines Verschiebemomentes zwischen den innenliegenden und außenliegenden Rädern bei gesperrter Begrenzungseinrichtung aus einer Längsbe­ schleunigung der Fahrzeugkarosserie, einer Querbeschleuni­ gung der Fahrzeugkarosserie und einer Fahrzeuggeschwindig­ keit abgeleitet, wobei dann, wenn die Richtung der Moment­ verschiebung vom außenliegenden Rad zum innenliegenden Rad gerichtet ist, die Begrenzungseinrichtung desaktiviert wird, wenn die Richtung der Momentverschiebung zwischen den innen­ liegenden und außenliegenden Rädern vom innenliegenden Rad zum außenliegenden Rad gerichtet ist, ein Begrenzungsmoment, bei dem eine Momentverteilung auf die innenliegenden und außenliegenden Räder im wesentlichen gleich einer Lastver­ teilung einer Vorderachse auf die innenliegenden und außen­ liegenden Räder wird, aus der Belastungsverteilung auf die innenliegenden und außenliegenden Räder ermittelt, welche aus der Querbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie und einem Vorderachsantriebsmoment ermittelt aus einer Getriebegangs­ tellung, einer Brennkraftmaschinendrehzahl und einem Dros­ selklappenöffnungsgrad ermittelt, wobei die Begrenzungsein­ richtung nach Maßgabe des Begrenzungsmomentes betätigt wird, und es wird eine Korrekturgröße einer Lenkhilfskraft aus dem Begrenzungsmoment und den charakteristischen Werten des Kraftfahrzeugs, wie einer Massenversetzung eines Radreifens, einem Durchmesser des Radreifens und einem Lenkgetriebever­ hältnis, derart ermittelt, daß die Lenkhilfskraft mit dieser Korrekturgröße korrigiert wird, wodurch das Traktionsverhal­ ten des Kraftfahrzeugs beim Kurvenfahren sich verbessern läßt und eine Lenkkraftschwankung, welche auf das Arbeiten der Begrenzungseinrichtung zurückzuführen ist, sich unter­ drücken läßt. Daher stellt die Erfindung äußerst wichtige Vorteile beim praktischen Einsatz bereit.

Claims (2)

1. Lenksteuerverfahren für ein Kraftfahrzeug, welches eine am Kraftfahrzeug vorgesehene Brennkraftmaschine, ein Differential, welches zwischen einem linken Vorderrad und einem rechten Vorderrad zum Ausgleich einer Ge­ schwindigkeitsdifferenz der linken und rechten Vorder­ räder vorgesehen ist, eine Begrenzungseinrichtung, welche an dem Differential zur Steuerung einer Moment­ verteilung auf die linken und rechten Vorderräder ange­ bracht ist, ein Lenkrad, welches mit den Rädern zur Lenkung des Kraftfahrzeugs betriebsverbunden ist, ein Elektromotor, welcher mit dem Lenkrad zur Betriebsun­ terstützung des Lenkrades verbunden ist, einen Tor­ sionsmomentsensor, welcher mit dem Lenkrad zum Detek­ tieren eines Torsionsmoments des Lenkrades und zum Erzeugen eines Torsionsmomentsignales verbunden ist, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindigkeitsignales, einen Brennkraftma­ schinendrehzahlsensor zum Detektieren einer Brennkraft­ maschinendrehzahl und zum Erzeugen eines Brennkraftma­ schinendrehzahlsignales, einen Drosselklappensensor zum Detektieren eines Öffnungsgrades einer Drosselklappe in der Brennkraftmaschine und zum Erzeugen eines Öffnungs­ gradsignales, einen Gangstellungssensor zum Detektieren einer Stellung eines gewählten Ganges und zum Erzeugen eines Stellungssignales, einen Querbeschleunigungssen­ sor (G), welcher am Kraftfahrzeug zum Detektieren einer Querbeschleunigung und zum Erzeugen eines Querbeschleu­ nigungssignales angebracht ist, und einen Längsbe­ schleunigungssensor hat, welcher an dem Kraftfahrzeug zum Detektieren einer Längsbeschleunigung und zum Er­ zeugen eines Längsbeschleunigungssignales (G) ange­ bracht ist, welche sich durch folgende Schritte aus­ zeichnet:
Ableiten einer Größe und einer Richtung eines Verschiebemomentes aus dem Querbeschleunigungssignal und aus dem Längsbeschleunigungssignal, wenn die Be­ grenzungseinrichtung gesperrt ist,
Desaktivieren der Begrenzungseinrichtung, wenn die Richtung des Verschiebemomentes von dem außen­ liegenden Rad zu dem innenliegenden Rad gerichtet ist,
Ermitteln einer Lastverteilung auf die linken und rechten Räder, wenn die Richtung der Momentver­ schiebung von dem innenliegenden Rad zu dem außenlie­ genden Rad gerichtet ist,
Ermitteln eines Antriebsmoments aus einer Tabelle, in welcher in Abhängigkeit von dem Positions­ signal, dem Brennkraftmaschinendrehzahlsignal und dem Öffnungsgradsignal Daten gespeichert sind,
Bestimmen eines Begrenzungsmomentes aus der Lastverteilung und dem Antriebsmoment,
Aktivieren der Begrenzungseinrichtung nach Maßgabe des Begrenzungsmomentes,
Bestimmen einer Korrekturgröße aus dem Be­ grenzungsmoment und den charakteristischen Werten des Kraftfahrzeugs, und
Korrigieren einer Hilfskraft durch den Elek­ tromotor derart, daß ein Traktionsverhalten verbessert wird, und daß man eine optimale Steuerung des Lenkrads ohne Schwankungen erhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die charakteristischen Werte eine Massenversetzung, einen Durchmesser eines Radreifens und ein Lenkgetrie­ beverhältnis sind.