DE60120318T2

DE60120318T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE60120318T2
Application number: DE60120318T
Authority: DE
Inventors: c/o Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Koji Matsuno
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2021-10-11
Also published as: EP1197410A2; US6442469B1; EP1197410A3; DE60120318D1; JP4187918B2; US20020052681A1; EP1197410B1; JP2002120711A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs zum Ausüben einer Bremskraft auf ein vorgegebenes Rad auf der Basis eines gesetzten Giergeschwindigkeits-Sollwertes oder zum Erzeugen eines Giermoments in einem Fahrzeug durch variables Einstellen einer Antriebskraftverteilung zwischen linken und rechten Rädern.
In den letzten Jahren sind verschiedenartige Vorrichtungen zum Steuern des Fahrverhaltens und zum Verbessern des Fahrverhaltens und der Fahrleistung eines Fahrzeugs entwickelt und in die Praxis umgesetzt worden. Beispielsweise ist in der JP-A-2070561 eine Bremskraftsteuerungsvorrichtung dargestellt, die die Stabilität eines Fahrzeugs aufrechterhält, indem ein Giergeschwindigkeits-Istwert und ein Giergeschwindigkeits-Sollwert miteinander verglichen werden, um die auf das Fahrzeug ausgeübte Bremskraft gemäß dem Vergleichsergebnis zu steuern. In der JP-A-5058180 ist eine Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssteuerungsvorrichtung dargestellt, in der der Giergeschwindigkeits-Sollwert auf der Basis des Fahrzeugbewegungs(fahrt)zustands berechnet und ein Steuersignal zum Verteilen des linken und des rechten Drehmoments an eine Antriebskraftübertragungsstrecke ausgegeben wird, während eine Rückkopplungssteuerung ausgeführt wird, um den Giergeschwindigkeits-Istwert in die Nähe des Giergeschwindigkeits-Sollwertes zu bringen, wodurch die Antriebskraftverteilung eines Motors auf die rechte und die linke Antriebskraftübertragungsstrecke derart eingestellt wird, dass das Fahrzeug eine Kurvenfahrt ausführen kann, während es sich gemäß dem Giergeschwindigkeits-Sollwert bewegt.
Wenn der Straßenoberflächenreibungskoeffizient μ kleiner wird oder die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, nimmt das Ansprechverhalten des Fahrzeugs jedoch ab, so dass ein Fahrer häufig nicht in ausreichendem Maße reagiert, obwohl eine frühere Steuerung erforderlich wäre. Herkömmlich hat dieses Ausbleiben (Verzögern) der Reaktion nur dann keine Auswirkung, wenn das Fahrzeug auf eine Lenkoperation des Fahrers zuverlässig (prompt) reagiert. Insbesondere kann bei herkömmlichen Systemen die Giergeschwindigkeits-Rückkopplungssteuerung, durch die der Giergeschwindigkeits-Istwert auf den Giergeschwindigkeits-Sollwert gebracht werden soll, der durch den Fahrzeugbewegungszustand bestimmt ist, z.B. durch die Lenkoperation des Fahrers oder die Fahrzeuggeschwindigkeit, häufig nicht ausreichend auf die aktuellen Straßenzustände ansprechen.
Die DE-A-19649137 betrifft ein Verfahren zum Regeln des dynamischen Fahrverhaltens eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Kurvenradius R eines Fahrzeugweges und eine Fahrzeuggeschwindigkeit V_F als Basis für die Berechnung eines Giergeschwindigkeits-Sollwertes μ_soll dienen. Die Fahrzeugposition, der Lenkwinkel ω₁ und Daten, die den aktuellen Straßenzustand darstellen, können für die Berechnung des Giergeschwindigkeits-Sollwertes μ_soll verwendet werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs bereitzustellen, durch die Abweichungen von Fahrspuren oder Straßen aufgrund einer ungeeigneten Operation eines Fahrers vermieden werden können, ohne dass der Fah rer ein unnatürliches Gefühl empfindet, während die Absicht eines Fahrers maximal widergespiegelt wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Die vorstehende Aufgabe kann gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung gelöst werden durch eine Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs, mit:
einer Straßenformerkennungseinheit zum Erkennen der Straßenform vor einem Fahrzeug;
einer Einheit zum Setzen eines ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes basierend auf der Straßenform;
einer Einheit zum Setzen eines zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes basierend auf Fahrtzuständen des Fahrzeugs;
einer Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit zum Korrigieren des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes durch Gewichten des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes und des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes basierend auf Fahrtoperationen des Fahrers; und
einer Bremskraftsetzeinheit zum Anlegen einer Bremskraft an ein ausgewähltes Rad derart, dass ein Giergeschwindigkeits-Istwert zum durch die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert hin konvergiert.
Die vorstehende Aufgabe kann gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung außerdem gelöst werden durch eine Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs, mit:
einer Straßenformerkennungseinheit zum Erkennen der Straßenform vor einem Fahrzeug;
einer Einheit zum Setzen eines ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes basierend auf der Straßenform vor einem Fahrzeug;
einer Einheit zum Setzen eines zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes basierend auf Fahrtzuständen des Fahrzeugs;
einer Kurvenfahrtentscheidungseinheit zum Entscheiden einer Kurvenfahrtabsicht, wenn ein Lenkwinkel einen vorgegebenen Wert überschreitet;
einer Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit zum graduellen Korrigieren des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes zum ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert hin, wenn die Kurvenfahrtentscheidungseinheit die Kurvenfahrtabsicht entscheidet; und
einer Bremskraftsetzeinheit zum Anlegen einer Bremskraft an ein ausgewähltes Rad derart, dass ein Giergeschwindigkeits-Istwert zum durch die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert hin konvergiert.
Die vorstehende Aufgabe kann gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung außerdem gelöst werden durch eine Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs, mit:
einer Straßenformerkennungseinheit zum Erkennen der Straßenform vor einem Fahrzeug;
einer Einheit zum Setzen eines ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes basierend auf der Straßenform;
einer Einheit zum Setzen eines zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes basierend auf Fahrtzuständen des Fahrzeugs;
einer Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit zum Korrigieren des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes durch Gewichten des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes und des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes basierend auf Fahroperationen des Fahrers; und
einer Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit zum Einstellen der Antriebskraftverteilung für linke und rechte Räder derart, dass ein Giergeschwindigkeits-Istwert zum durch die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert hin konvergiert.
Die vorstehende Aufgabe kann gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung außerdem gelöst werden durch eine Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs, mit:
einer Straßenformerkennungseinheit zum Erkennen der Straßenform vor einem Fahrzeug;
einer Einheit zum Setzen eines ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes basierend auf der Straßenform;
einer Einheit zum Setzen eines zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes basierend auf Fahrtzuständen des Fahrzeugs;
einer Kurvenfahrtentscheidungseinheit zum Entscheiden einer Kurvenfahrtabsicht, wenn ein Lenkwinkel einen vorgegebenen Wert überschreitet;
einer Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit zum graduellen Korrigieren des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes zum ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert hin, wenn die Kurvenfahrtentscheidungseinheit die Kurvenfahrtabsicht entscheidet; und
einer Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit zum Einstellen der Antriebskraftverteilung für linke und rechte Räder derart, dass ein Giergeschwindigkeits-Istwert zum durch die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert hin konvergiert.
Die vorstehende Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs gemäß einem der ersten bis vierten Aspekte, weist vorzugsweise ferner auf:
eine Einheit zum Setzen eines Seitenbeschleunigungs-Sollwertes auf der Basis des durch die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit korrigierten zweiten Giergeschwin digkeits-Sollwertes oder des Giergeschwindigkeits-Istwertes; und
eine Verzögerungssteuerungseinheit zum Ausführen einer Verzögerungssteuerung, wenn der Seitenbeschleunigungs-Istwert kleiner ist als der Seitenbeschleunigungs-Sollwert.
Gemäß der Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung erkennt die Straßenformerkennungseinheit die Straßenform vor dem Fahrzeug und setzt die Einheit zum Setzen eines ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes den ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert auf der Basis der Straßenform, während die Einheit zum Setzen eines zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes den zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert basierend auf Fahrtzuständen des Fahrzeugs setzt. Die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit korrigiert den zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert auf der Basis des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes, und die Bremskraftsetzeinheit legt eine Bremskraft an ein ausgewähltes Rad derart an, dass der Giergeschwindigkeits-Istwert zum durch die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert hin konvergiert. Daher wird der die Absicht des Fahrers widerspiegelnde zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert mit dem die aktuelle Straßenform widerspiegelnden ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert korrigiert, und die Bremskraft wird gemäß dem korrigierten Giergeschwindigkeits-Sollwert gesteuert. Dadurch kann eine Abweichung von einer Fahrspur oder Straße aufgrund einer ungeeigneten Operation des Fahrers verhindert werden, ohne dass der Fahrer ein unnatürliches Gefühl empfindet, während die Absicht des Fahrers maximal widergespiegelt wird.
Gemäß der Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung erkennt die Straßenformerkennungseinheit die Straßenform vor dem Fahrzeug und setzt die Einheit zum Setzen eines ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes den ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert auf der Basis der Straßenform, während die Einheit zum Setzen eines zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes den zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert basierend auf Fahrtzuständen des Fahrzeugs setzt. Außerdem entscheidet die Kurvenfahrtentscheidungseinheit eine Kurvenfahrtabsicht, wenn der Lenkwinkel einen vorgegebenen Wert überschreitet. Die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit korrigiert den zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes graduell zum ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes hin, wenn die Kurvenfahrtentscheidungseinheit die Kurvenfahrtabsicht entscheidet, und die Bremskraftsetzeinheit legt eine Bremskraft an ein ausgewähltes Rad an, so dass der Giergeschwindigkeits-Istwert zum durch die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert hin konvergiert. Daher wird der die Absicht des Fahrers widerspiegelnde zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert mit dem die aktuelle Straßenform widerspiegelnden ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert korrigiert, und die Bremskraft wird gemäß dem korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert gesteuert. Dadurch kann eine Abweichung von einer Fahrspur oder Straße aufgrund einer ungeeigneten Operation des Fahrers verhindert werden, ohne dass der Fahrer ein unnatürliches Gefühl empfindet, während die Absicht des Fahrers maximal widergespiegelt wird.
Gemäß der Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung erkennt die Straßenformerkennungseinheit die Straßenform vor einem Fahrzeug und setzt die Einheit zum Setzen eines ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes den ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert basierend auf der Straßenform, während die Einheit zum Setzen eines zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes den zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert basierend auf Fahrtzuständen des Fahrzeugs setzt. Die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit korrigiert den zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert auf der Basis des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes, und die Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit stellt die Antriebskraftverteilung für linke und rechte Räder derart ein, dass der Giergeschwindigkeits-Istwert zum durch die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert hin konvergiert. Daher wird der die Absicht des Fahrers widerspiegelnde zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert mit dem die aktuelle Straßenform widerspiegelnden ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert korrigiert, und die Bremskraft wird gemäß dem korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert gesteuert. Dadurch kann eine Abweichung von einer Fahrspur oder Straße aufgrund einer ungeeigneten Operation des Fahrers verhindert werden, ohne dass der Fahrer ein unnatürliches Gefühl empfindet, während die Absicht des Fahrers maximal widergespiegelt wird.
Gemäß der Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung erkennt die Straßenformerkennungseinheit die Straßenform vor einem Fahrzeug und setzt die Einheit zum Setzen eines ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes den ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert basierend auf der Straßenform, während die Einheit zum Setzen eines zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes den zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert basierend auf Fahrtzuständen des Fahrzeugs setzt. Die Kurvenfahrtentscheidungseinheit entscheidet eine Kurvenfahrtabsicht des Fahrers, wenn ein Lenkwinkel einen vorgegebenen Wert überschreitet. Die Giergeschwindigkeits- Sollwertkorrektureinheit korrigiert den zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert allmählich zum ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert hin, wenn die Kurvenfahrtentscheidungseinheit die Kurvenfahrtabsicht entscheidet, und die Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit stellt die Antriebskraftverteilung für linke und rechte Räder derart ein, dass der Giergeschwindigkeits-Istwert zum durch die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert hin konvergiert. Daher wird der die Absicht des Fahrers widerspiegelnde zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert mit dem die aktuelle Straßenform widerspiegelnden ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert korrigiert, und die Bremskraft wird gemäß dem korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert gesteuert. Dadurch kann eine Abweichung von einer Fahrspur oder Straße aufgrund einer ungeeigneten Operation des Fahrers verhindert werden, ohne dass der Fahrer ein unnatürliches Gefühl empfindet, während die Absicht des Fahrers maximal widergespiegelt wird.
Gemäß der Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs gemäß einem der ersten bis vierten Aspekte der vorliegenden Erfindung setzt die Einheit zum Setzen eines Seitenbeschleunigungs-Sollwertes den Seitenbeschleunigungs-Sollwert auf der Basis des durch die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes oder des Giergeschwindigkeits-Istwertes und führt die Verzögerungssteuerungseinheit die Verzögerungssteuerung aus, wenn der Seitenbeschleunigungs-Istwert kleiner ist als der Seitenbeschleunigungs-Sollwert. Außer dass die gemäß den ersten bis vierten Aspekten erhaltenen Wirkungen erzielt werden, kann eine Abweichung von einer Fahrspur oder Straße aufgrund einer ungeeigneten Operation des Fahrers noch zuverlässiger verhindert werden.
Nachstehend werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein schematisches Diagramm zum Erläutern einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs;
2 zeigt ein Funktionsblockdiagramm der Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs;
3 zeigt ein Diagramm zum Erläutern der Bestimmung eines Kurvenkrümmungsradius;
4 zeigt ein Diagramm zum Erläutern der Auswahl gebremster Räder während einer Bremskraftsteuerung;
5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Steuerungscharakteristikänderungsroutine;
6 zeigt ein schematisches Diagramm zum Erläutern einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs;
7 zeigt Funktionsblockdiagramm der Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs; und
8 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Steuerungscharakteristikänderungsroutine.
Die 1 bis 5 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt ein schematisches Diagramm zum Erläutern einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs. 2 zeigt ein Funktionsblockdiagramm der Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs. 3 zeigt ein Diagramm zum Erläutern der Bestimmung eines Kurvenkrümmungsradius. 4 zeigt ein Diagramm zum Erläutern der Auswahl gebremster Räder während einer Bremskraftsteuerung. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Steuerungscharakteristikänderungsroutine. Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf ein Fahrzeug ange wendet, das eine Bremskraftsteuerungseinheit zum Verbessern der Fahrstabilität durch Ausüben einer Bremskraft auf entsprechende Räder während einer Kurvenfahrt aufweist.
In 1 bezeichnen Bezugszeichen 1 ein Fahrzeug und Bezugszeichen 2 einen in einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs angeordneten Motor. Eine Antriebskraft vom Motor 2 wird von einem Automatikgetriebe 3 (mit einem Drehmomentwandler, wie dargestellt) an der hinteren Seite des Motors 2 über eine Getriebeausgangswelle 3a zu einer Mitteldifferentialeinheit 4 übertragen. Durch die Mitteldifferentialeinheit 4 wird die Antriebskraft mit einem vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnis zu den Vorder- und Hinterrädern 15fl, 15fr, 15rl, 15rr übertragen.
Die von der Mitteldifferentialeinheit 4 zu den Hinterrädern 15rl, 15rr verteilte Antriebskraft wird über eine hintere Antriebswelle 5, eine Kardanwelle 6 und ein Antriebsritzel 7 einer Hinterrad-Enduntersetzungseinheit 8 zugeführt.
Die von der Mitteldifferentialeinheit 4 zu den Vorderrädern 15fl, 15fr verteilte Antriebskraft wird über ein antreibendes Übertragungszahnrad 9, ein angetriebenes Übertragungszahnrad 10 und eine vordere Antriebswelle 11 einer vorderen Differentialeinheit 12 zugeführt. Das Automatikgetriebe 3, die Mitteldifferentialeinheit 4 und die vordere Differentialeinheit 12 sind in einem Gehäuse 13 integriert.
Die der Hinterrad-Enduntersetzungseinheit 8 zugeführte Antriebskraft wird über eine linke Hinterradantriebswelle 14rl dem linken Hinterrad 15rl und über eine rechte Hinterradantriebswelle 14rr dem rechten Hinterrad 15rr zugeführt. Die der vorderen Differentialeinheit 12 zugeführte Antriebskraft wird über eine linke Vorderradantriebswelle 14fl dem linken Vorderrad 15fl und über eine rechte Vorderradantriebswelle 14fr dem rechten Vorderrad 15fr zugeführt.
Die Mitteldifferentialeinheit 4 ist an der Rückseite des Gehäuses 13 angeordnet. Ein Träger 16 ist in der Mitteldifferentialeinheit 4 drehbar aufgenommen. Die Getriebeausgangswelle 3a ist von der Vorderseite des Trägers 16 in die Mitteldifferentialeinheit 4 drehbar eingesetzt. Die hintere Antriebswelle 5 ist von der Rückseite des Trägers 16 in die Mitteldifferentialeinheit 4 drehbar eingesetzt.
Ein erstes Sonnenrad 17 mit einem größeren Durchmesser ist auf dem hinteren Endabschnitt der Getriebeausgangswelle 3a an der Eingangsseite fixiert. Ein zweites Sonnenrad 18 mit einem kleineren Durchmesser ist auf dem vorderen Endabschnitt der hinteren Antriebswelle 5 fixiert, um eine Drehbewegung an die Hinterräder 15rl, 15rr auszugeben. Das erste Sonnenrad 17 und das zweite Sonnenrad 18 sind im Träger 16 aufgenommen.
Das erste Sonnenrad 17 kämmt mit einem ersten Ritzel 19 mit einem kleineren Durchmesser, um einen ersten Getriebezug zu bilden. Das zweite Sonnenrad 18 kämmt mit einem zweiten Ritzel 20 (an der Seite des größeren Durchmessers), um einen zweiten Getriebezug zu bilden. Das erste Ritzel 19 und das zweite Ritzel 20 sind integriert, um mehrere Paare (z.B. drei Paare) von Ritzeln zu bilden, die auf dem Träger 16 drehbar gehalten werden. Mit dem vorderen Ende des Trägers 16 ist ein antreibendes Übertragungszahnrad 9 verbunden, so dass die Ausgangsleistung vom Träger 16 zu den Vorderrädern 15fl, 15fr übertragen wird.
D.h., die Mitteldifferentialeinheit 4 ist als komplexes Planetengetriebe ohne Hohlrad konstruiert, so dass die Antriebskraft von der Getriebeausgangswelle 3a zum ersten Sonnenrad 17 übertragen und dann über das zweite Sonnenrad 18 an die hintere Antriebswelle 5 ausgegeben wird und die Antriebskraft von der Getriebeausgangswelle 3a vom Träger 16 über das antreibende Übertragungszahnrad 9 und das angetrie bene Übertragungszahnrad 10 an die vordere Antriebswelle 11 übertragen wird.
Der als komplexes Planetengetriebe konstruierten Mitteldifferentialeinheit 4 wird durch Festlegen einer geeigneten Zähnezahl des ersten und des zweiten Sonnenrades 17 und 18 und des ersten und des zweiten Ritzels 19 und 20, die um das erste und das zweite Sonnenrad 17 und 18 herum angeordnet sind, eine vorgegebene Differentialfunktion verliehen.
Außerdem kann eine Referenzdrehmomentverteilung auf eine gewünschte Verteilung eingestellt werden (so dass z.B. den Hinterrädern 15rl, 15rr ein größeres Drehmoment zugeteilt wird), indem geeignete Eingriffteilkreisdurchmesser für das erste und das zweite Sonnenrad 17 und 18 und das erste und das zweite Ritzel 19 und 20 festgelegt werden.
Das erste und das zweite Sonnenrad 17 und 18 und das erste und das zweite Ritzel 19 und 20 sind beispielsweise Schrägzahnräder, die verschiedene Neigungswinkel für den ersten und den zweiten Getriebezug bereitstellen, so dass ein Axialdruck erhalten wird, ohne dass ein Axialdruckversatz auftritt, wodurch ein Reibungsdrehmoment zwischen den Ritzelendflächen erzeugt wird. Die Mitteldifferentialeinheit 4 hat eine Differentialbegrenzungsfunktion, indem veranlasst wird, dass die resultierende Kraft aus der durch die Kämmbeziehungen erhaltenen Trennungs- und Tangentialkraft auf das erste und das zweite Ritzel 19 und 20 und die Oberfläche des Schafts des Trägers wirkt, um das erste und das zweite Ritzels 19 und 20 zu drehen und eine dem Eingangsdrehmoment proportionale Differentialbegrenzungskraft zu erzeugen.
Zwischen dem Träger 16 und der hinteren Antriebswelle 5 der Mitteldifferentialeinheit 4 ist eine Übertragungskupplung 21 angeordnet, die als hydraulische Mehrscheibenkupplung ausgebildet ist, um die Antriebskraftverteilung zwischen den Vorder- und Hinterrädern 15fl, 15fr, 15rl, 15rr variabel zu machen. Durch Steuern der Einrückkraft der Übertragungskupplung 21 kann die Drehmomentverteilung zwischen den Vorder- und Hinterrädern 15fl, 15fr, 15rl, 15rr innerhalb eines Bereichs variabel gesteuert werden, der sich von einer direkten Verbindung, d.h. von einem Verhältnis 50:50 für Vierradantrieb, bis zu dem Verhältnis der Mitteldifferentialeinheit 4 erstreckt.
Bezugszeichen 25 bezeichnet eine Bremsenantriebseinheit des Fahrzeugs 1. Ein mit einem durch den Fahrer betätigten Bremspedal verbundener Hauptzylinder (nicht dargestellt) ist mit der Bremsenantriebseinheit 25 verbunden. Wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt, wird durch den Hauptzylinder über die Bremsenantriebseinheit 25 den einzelnen Radzylindern (d.h. einem Radzylinder 26fl für das linke Vorderrad, einem Radzylinder 26fr für das rechte Vorderrad, einem Radzylinder 26rl für das linke Hinterrad und Radzylinder 26rr für das rechte Hinterrad) der vier Räder 15fl, 15fr, 15rl und 15rr ein Bremsdruck zugeführt, wodurch die vier Räder gebremst werden.
Die Bremsenantriebseinheit 25 ist eine Hydraulikeinheit mit einer Druckquelle, einem Drosselventil, einem Verstärkerventil usw.. Die Bremsenantriebseinheit 25 kann nicht nur die vorstehend erwähnten Bremsoperationen durch den Fahrer ausführen, sondern auch den Bremsdruck den einzelnen Radzylindern 26fl, 26fr, 26rl und 265rr in Antwort auf ein Eingangssignal von einer später beschriebenen Bremskraftsteuerungseinheit 40 unabhängig zuführen.
Das Fahrzeug 1 weist eine Steuercharakteristikänderungseinheit 50 auf. Die Steuercharakteristikänderungseinheit 50 kann, falls erforderlich, einen durch die Bremskraftsteuerungseinheit 40 berechneten Giergeschwindigkeits-Sollwert (oder einen ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert) oder einen durch die Bremskraftsteuerungseinheit 40 gesetzten Verzögerungs-Istwert korrigieren.
Das Fahrzeug 1 weist außerdem einzelne Sensoren zum Erfassen von Eingangsparametern auf, die für die Bremskraftsteuerungseinheit 40 und die Steuercharakteristikänderungseinheit 50 erforderlich sind. Insbesondere werden die Radgeschwindigkeiten der einzelnen Räder 15fl, 15fr, 15rl und 15rr durch Radgeschwindigkeitssensoren 31fl, 31fr, 31rl und 31rr erfasst, und ein Lenkwinkel θH wird durch einen Lenkwinkelsensor 32 erfasst. Die erfassten Werte werden der Bremskraftsteuerungseinheit 40 und der Steuercharakteristikänderungseinheit 50 zugeführt. Ein Giergeschwindigkeits-Istwert γ wird durch einen Giergeschwindigkeitssensor 33 erfasst und der Bremskraftsteuerungseinheit 40 zugeführt. Ein Seitenbeschleunigungs-Istwert Gy wird durch einen Seitenbeschleunigungssensor 34 erfasst, und eine Straßenform (z.B. ein Krümmungsradius Rn einer vorausliegenden Kurve) vor dem Fahrzeug 1 wird durch eine Straßenformerkennungseinheit 35 erfasst. Diese erfassten Werte werden der Steuercharakteristikänderungseinheit 50 zugeführt.
Die Straßenformerkennungseinheit 35 bestimmt den Kurvenradius Rn der Straße basierend auf von einer Navigationsvorrichtung zugeführten Punktdaten der Straße z.B. gemäß einem in der JP-A-11002528 beschriebenen Verfahren. Dieses Verfahren wird nachstehend kurz beschrieben.
Von den von der Navigationsvorrichtung zugeführten Punktdaten werden drei Punkte auf der Straße innerhalb eines Bereichs von etwa 100 m vor dem Fahrzeug als erster Punkt Pn – 1, zweiter Punkt Pn und dritter Punkt Pn + 1 sequentiell ausgelesen, wie in 3 dargestellt. Die Kurve ist hierbei durch den Punkt Pn dargestellt. Daher werden die einzelnen Daten für eine Kurve am Punkt P1 von Punkten P0, P1 und P2 für eine Kurve am Punkt P2 von den Punkten P1, P2 und P3, ..., und für eine Kurve am Punkt Pn von den Punkten Pn – 1, Pn und Pn + 1 berechnet.
Bei der Kurve am Punkt Pn wird die Länge der geraden Linie, die den ersten Punkt Pn – 1 und den zweiten Punkt Pn verbindet, auf der Basis von Positionsinformation für den ersten Punkt Pn – 1 und den zweiten Punkt Pn berechnet, und die Länge der geraden Linie, die den zweiten Punkt Pn und den dritten Punkt Pn + 1 verbindet, wird auf der Basis von Positionsinformation für den zweiten Punkt Pn und den dritten Punkt Pn + 1 berechnet.
Dann werden der geradlinige Abstand zwischen dem ersten Punkt Pn – 1 und dem zweiten Punkt Pn und der geradlinige Abstand zwischen dem zweiten Punkt Pn und dem dritten Punkt Pn + 1 miteinander verglichen, um zu entscheiden, welcher dieser Abstände länger oder kürzer ist. Dann wird auf der Basis der einzelnen Daten (d.h. der Position und des Abstands) der kürzeren geraden Linie die halbe Länge des kürzeren geraden Abstands berechnet und die Mittelpunktposition der kürzeren geraden Linie bestimmt. Die kürzere gerade Linie ist beispielsweise die gerade Linie, die den ersten Punkt Pn – 1 mit dem zweiten Punkt Pn verbindet, und der Mittelpunkt wird durch Pn – 1, n dargestellt.
Von den einzelnen Daten (d.h. der Position und des Abstands) der längeren geraden Linie und den Daten der halben Länge des kürzeren geraden Abstands wird ein äquidistanter Mittelpunkt an der Position der halben Länge des kürzeren geraden Abstands auf der längeren geraden Linie bezüglich des zweiten Punktes bestimmt. Die längere gerade Linie ist beispielsweise die gerade Linie, die den zweiten Punkt Pn und den dritten Punkt Pn + 1 verbindet, und der äquidistante Mittelpunkt wird durch Pn, n + 1 dargestellt.
Auf der Basis der Positionsdaten des Mittelpunktes Pn – 1, n und den Positionsdaten des äquidistanten Mittelpunkts Pn, n + 1 wird außerdem ein Kreuzungspunkt zwischen einer geraden Linie, die sich am Mittelpunkt Pn – 1, n senkrecht zur kürzeren geraden Linie (bezeichnet durch Pn – 1 → Pn) erstreckt und einer geraden Linie, die sich am äquidistanten Mittelpunkt Pn, n + 1 senkrecht zur längeren geraden Linie (bezeichnet durch Pn → Pn + 1) erstreckt, als Mittelposition einer der Kurven der Straßen festgelegt, auf denen das Fahrzeug fährt, so dass der Kurvenradius Rn auf der Basis dieser Kurvenmittenposition berechnet wird. Der berechnete Kurvenradius Rn wird ferner mit der Straßenbreiteninformation korrigiert und der Steuercharakteristikänderungseinheit 50 zugeführt.
Nachstehend werden die Strukturen der Bremskraftsteuerungseinheit 40 und der Steuercharakteristikänderungseinheit 50 unter Bezug auf das Funktionsblockdiagramm von 2 beschrieben.
Die Bremskraftsteuerungseinheit 40 weist im wesentlichen eine Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 41, eine Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 42, eine Giergeschwindigkeitsabweichungsberechnungseinheit 43, eine Giermoment-Sollwertsetzeinheit 44, eine Bremsradauswahleinheit 45, eine Schlupfverhältnis-Sollwertsetzeinheit 46 und eine Radgeschwindigkeitssteuerungseinheit 47 auf. Die Steuercharakteristikänderungseinheit 50 weist im wesentlichen eine Kurvenfahrtentscheidungseinheit 51, eine Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 52, eine Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungsspezifizierungseinheit 53 und eine Verzögerungs-Sollwertsetzeinheit 54 auf.
Der Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 41 der Bremskraftsteuerungseinheit 40 werden der Lenkwinkel θH vom Lenkwinkelsensor 32 und die Radgeschwindigkeiten der vier Räder 15fl, 15fr, 15rl, 15rr von den Radgeschwindigkeitssensoren 31fl, 31fr, 31rl und 31rr zugeführt. Dann berechnet die Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 41 einen Gier geschwindigkeits-Sollwert γt auf der Basis der Fahrtzustände und gibt Signale des Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt an die Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 42 und die Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungsspezifizierungseinheit 53 der Steuercharakteristikänderungseinheit 50 aus. D.h., der Giergeschwindigkeits-Sollwert γt wird als zweiter Giergeschwindigkeits-Sollwert bestimmt, und die Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 41 wird als Einheit zum Setzen des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes bereitgestellt.
Der zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt wird beispielsweise gemäß der folgenden Gleichung (1) berechnet: γt = (1/(1 + A·V2))·(V/L)·(θH/n) (1)wobei A einen Stabilitätsfaktor, der die für das Fahrzeug spezifische Lenkcharakteristik darstellt, V eine Fahrzeuggeschwindigkeit (z.B. einen Mittelwert der vier Radgeschwindigkeiten des Fahrzeugs), L eine Radbasis und n ein Lenkgetriebeübersetzungsverhältnis bezeichnen.
Der Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 42 wird der zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt von der Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 41 und gegebenenfalls ein korrigierter zweiter Giergeschwindigkeits-Sollwert γt' von der Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungsspezifizierungseinheit 53 der Steuercharakteristikänderungseinheit 50 zugeführt. Wenn der korrigierte zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt' von der Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungsspezifizierungseinheit 53 zugeführt wird, wird er auf den zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert γt geändert (oder als der zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt verwendet), der für die Bremskraftsteuerung verwendet wird, und an die Giergeschwindigkeitsabweichungsberechnungseinheit 43 ausgegeben.
Der Giergeschwindigkeitsabweichungsberechnungseinheit 43 wird der Giergeschwindigkeits-Istwert γ vom Giergeschwindigkeitssensor 33 zugeführt, und der zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt wird von der Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 42 zugeführt. Die Giergeschwindigkeitsabweichungsberechnungseinheit 43 berechnet eine Giergeschwindigkeitsabweichung Δγ gemäß der folgenden Gleichung (2) und gibt sie an die Giermoment-Sollwertsetzeinheit 44 aus: Δγ = γ – γt (2)
Der Giermoment-Sollwertsetzeinheit 44 wird die Giergeschwindigkeitsabweichung Δγ von der Giergeschwindigkeitsabweichungsberechnungseinheit 43 zugeführt. Die Giermoment-Sollwertsetzeinheit 44 berechnet einen Giermoment-Sollwert Mz(t) gemäß der folgenden Gleichung (3) und gibt Signale des Giermoment-Sollwertes Mz(t) an die Bremsradauswahleinheit 45 und die Schlupfverhältnis-Sollwertsetzeinheit 46 aus: Mz(t) = –k3·Δt (3)wobei k3 einen Steuerungsverstärkungsfaktor darstellt.
Die Bremsradauswahleinheit 45 bestimmt die Kurvenfahrtrichtung des Fahrzeugs bezüglich des Giergeschwindigkeits-Istwertes γ vom Giergeschwindigkeitssensor 33. Dann wählt die Bremsradauswahleinheit 45 das innere Hinterrad als das Rad aus, auf das eine Bremskraft ausgeübt wird, wenn der durch die Giermoment-Sollwertsetzeinheit 44 berechnete Giermoment-Sollwert Mz(t) der Kurvenfahrtrichtung entspricht. Wenn der Giermoment-Sollwert Mz(t) der Kurvenfahrtrichtung entgegengesetzt ist, wählt die Bremsradauswahleinheit 45 das äußere Vorderrad als das Rad aus, auf das eine Bremskraft ausgeübt wird. Diese Kombinationen werden in der Bremsradauswahleinheit 45 folgendermaßen gesetzt. Sowohl der Giergeschwindigkeits-Istwert γ, als auch der Giermoment-Sollwert Mz(t) erhalten ein positives Vorzeichen "+" in der Linkskurvenfahrtrichtung und ein negatives Vorzeichen "–" in der Rechtskurvenfahrtrichtung. Um einen Geradeausfahrtzustand des Fahrzeugs zu bestimmen, wird im Voraus durch Experimente oder Berechnungen ein positiver Wert ε in der Nähe von null festgelegt. Um zu entscheiden, dass der Giermoment-Sollwert Mz(t) während einer Kurvenfahrt etwa null beträgt, wird im Voraus durch Experimente oder Berechnungen ein positiver Wert εMz in der Nähe von null festgelegt.

(1. Fall) γ > ε und Mz (t) > εMz, und Linkskurvenfahrt im untersteuerten Zustand, linkes Hinterrad gebremst;
(2. Fall) γ > ε und Mz (t) < –εMz, und Linkskurvenfahrt im übersteuerten Zustand, rechtes Vorderrad gebremst;
(3. Fall) γ < ε und Mz (t) > εMz, und Rechtskurvenfahrt im übersteuerten Zustand, linkes Vorderrad gebremst;
(4. Fall) γ < ε und Mz (t) < –εMz, und Rechtskurvenfahrt im untersteuerten Zustand, rechtes Hinterrad gebremst; und
(5. Fall) im wesentlichen Geradeausfahrt mit |γ| ≦ ε, oder Kurvenfahrt mit |Mz(t)| ≦ εMz, keine Bremskraft, kein Bremsrad ausgewählt. (4)

Der Schlupfverhältnis-Sollwertsetzeinheit 46 wird das Bremsradauswahlergebnis von der Bremsradauswahleinheit 45 und der Giermoment-Sollwert Mz(t) von der Giermoment-Sollwertsetzeinheit 44 zugeführt. Außerdem wird der Schlupfverhältnis-Sollwertsetzeinheit 46 gegebenenfalls ein Verzögerungs-Sollwert Gxt von der Verzögerungs-Sollwertsetz einheit 54 der Steuercharakteristikänderungseinheit 50 zugeführt.
Ein Schlupfverhältnis-Sollwert λt wird gemäß der folgenden Gleichung (4) berechnet und an die Radgeschwindigkeitssteuerungseinheit 47 ausgegeben: λt = Ft/Kb (4)wobei Kb eine Bremssteifigkeit, die durch Beziehungen zwischen der Bremskraft und dem Schlupfverhältnis des Reifens erhalten wird, und Ft einen Bremskraft-Sollwert bezeichnen. Der Bremskraft-Sollwert Ft wird gemäß der folgenden Gleichung (5) für eine Lauffläche d berechnet: Ft = Mz(t)/(d/2) (5)
Wenn der Verzögerungs-Sollwert Gxt von der Verzögerungs-Sollwertsetzeinheit 54 der Steuercharakteristikänderungseinheit 50 zugeführt wird, korrigiert die Schlupfverhältnis-Sollwertsetzeinheit 46 den Schlupfverhältnis-Sollwert λt gemäß den folgenden Gleichungen (10) und (11) unter Verwendung des Verzögerungs-Sollwertes Gxt und gibt die Signale des Verzögerungs-Sollwertes Gxt an die Radgeschwindigkeitssteuerungseinheit 47 aus: Vorderradbremskraft-Sollwert Ftf = (1/2)·Cbf·m·Gxt (6) Hinterradbremskraft-Sollwert Ftr = (1/2)·(1 – Cbf)·m·Gxt (7)wobei Cbf ein Vorder-/Hinterrad-Bremskraftverteilungsverhältnis (0 bis 1) und m eine Fahrzeugmasse bezeichnen. Schlupfverhältnis-Sollwertkorrektur Δλf der Vorderräder = Ftf/Kb (8) Schlupfverhältnis-Sollwertkorrektur Δλr der Hinterräder = Ftr/Kb (9) Korrigierter Vorderrad-Schlupfverhältnis-Sollwert λtf' = λt + Δλf (10) Korrigierter Hinterrad-Schlupfverhältnis-Sollwert λtr' = λt + Δλr (11)
Der Radgeschwindigkeitssteuerungseinheit 47 werden die Radgeschwindigkeiten der vier Räder 15fl, 15fr, 15rl, 15rr von den vier Radgeschwindigkeitssensoren 31fl, 31fr, 31rl und 31rr zugeführt, und der Schlupfverhältnis-Sollwert λt des ausgewählten Bremsrades oder die korrigierten Schlupfverhältnis-Sollwerte λtf' und λtr' der Vorder- und Hinterräder 15fl, 15fr, 15rl, 15rr von der Schlupfverhältnis-Sollwertsetzeinheit 46 zugeführt. Die Radgeschwindigkeitssteuerungseinheit 47 wandelt die Bremskraft nach Erfordernis zum Erzielen dieser Schlupfverhältnis-Sollwerte um und gibt sie an die Bremsenantriebseinheit 25 aus.
In der Steuercharakteristikänderungseinheit 50 empfängt die Kurvenfahrtentscheidungseinheit 51 den Lenkwinkel θH vom Lenkwinkelsensor 32 und entscheidet, ob der Lenkwinkel θH größer ist als ein vorgegebener Wert θHc oder nicht. Der vorgegebene Wert θHc ist ein Wert, gemäß dem entschieden wird, ob der Fahrer die Absicht hat, eine Kurvenfahrt auszuführen. Wenn der Lenkwinkel θH größer oder gleich dem vorgegebenen Wert θHc ist, wird entschieden, dass der Fahrer die Absicht hat, eine Kurvenfahrt auszuführen. Wenn der Lenkwinkel θH kleiner ist als der vorgegebene Wert θHc, wird entschieden, dass der Fahrer nicht die Absicht hat, eine Kurvenfahrt auszuführen. Das Entscheidungsergebnis wird an die Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungsspezifizierungseinheit 53 ausgegeben. D.h., die Kurvenfahrtentscheidungseinheit 51 wird als Kurvenfahrtsentscheidungseinheit bereitgestellt.
Der Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 52 werden die Radgeschwindigkeiten der vier Räder 15fl, 15fr, 15rl, 15rr von den vier Radgeschwindigkeitssensoren 31fl, 31fr, 31rl und 31rr und der Kurvenradius Rn von der Straßenformer kennungseinheit 35 zugeführt. Die Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 52 berechnet einen Giergeschwindigkeits-Sollwert γc gemäß der folgenden Gleichung (12) und gibt ihn an die Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungsspezifizierungseinheit 53 aus. D.h., der Giergeschwindigkeits-Sollwert γc wird als der erste Giergeschwindigkeits-Sollwert bestimmt, und die Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 52 wird als Einheit zum Setzen eines ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes bereitgestellt. γc = V/Rn (12)
Der Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungsspezifizierungseinheit 53 werden das Ergebnis (z.B. in Form eines Flags) der Kurvenfahrtentscheidung von der Kurvenfahrtentscheidungseinheit 51, der erste Giergeschwindigkeits-Sollwert γc von der Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 52 und der zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt von der Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 41 der Bremskraftsteuerungseinheit 40 zugeführt. Wenn entschieden wird, dass der Fahrer die Absicht hat, eine Kurvenfahrt auszuführen, werden die Absolutwerte des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γc und des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt miteinander verglichen. Wenn der Absolutwert |γc| des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γc größer ist als der Absolutwert |γt| des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt, wird eine Erhöhungs-/Verminderungskorrektur ausgeführt, um den zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert γt näher zum ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert γc zu bringen, und der korrigierte zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt' wird an die Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 42 der Bremskraftsteuerungseinheit 40 ausgegeben. D.h., die Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungsspezifizierungseinheit 53 wird als Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit bereitgestellt.
Der zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt wird gemäß der folgenden Gleichung (13) mit dem ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert γc korrigiert: γt' = κ1·γt + (1 – κ1)·γc (13)
Die Konstante κ1 zum Gewichten des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt, der basierend auf den Fahrtzuständen bestimmt wird, und des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γc, der basierend auf einer bezüglich dem Fahrzeug 1 vorausliegenden Kurve bestimmt wird, wird auf 0 < κ1 < 1 festgelegt, um die Fahroperation des Fahrers widerzuspiegeln. Die Konstante κ1 kann zu Beginn der Korrektur ausgehend von 1 graduell gesetzt werden (oder graduell auf den ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert γc gesetzt werden). Wenn die Abweichung zwischen dem zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert γt und dem ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert γc kleiner ist als der vorgegebene Wert, kann die Konstante κ1 graduell auf 1 erhöht werden. Wenn die für die Steuerung erforderliche Information (z.B. der Kurvenradius Rn) nicht erhalten werden kann, oder wenn der Fahrer einen Lenkvorgang ausführt, der offensichtlich nicht der Straßenform entspricht, so dass die Abweichung zwischen dem zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert γt und dem ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert γc einen vorgegebenen oberen Grenzwert überschreitet, kann die Konstante κ1 graduell auf 1 erhöht werden, um jegliche abrupten Änderungen des Fahrzeugverhaltens zu vermeiden.
Der Verzögerungs-Sollwertsetzeinheit 54 werden die Radgeschwindigkeiten der vier Räder 15fl, 15fr, 15rl, 15rr von den Radgeschwindigkeitssensoren 31fl, 31fr, 31rl und 31rr, der Seitenbeschleunigungs-Istwert Gy vom Seitenbeschleunigungssensor 34 und der korrigierte zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt' von der Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungsspezifizierungseinheit 53 zugeführt. Die Verzögerungs-Sollwertsetzeinheit 54 berechnet einen Seitenbeschleunigungs-Sollwert Gyt gemäß der folgenden Gleichung (14). Wenn der Seitenbeschleunigungs-Istwert Gy kleiner ist als der berechnete Seitenbeschleunigungs-Sollwert Gyt, wird entschieden, dass eine ausreichende Steuerung nicht alleine durch die Bremskraftsteuerungseinheit 40 möglich ist, und der Verzögerungs-Sollwert Gxt wird gemäß der folgenden Gleichung (15) berechnet und an die Schlupfverhältnis-Sollwertsetzeinheit 46 der Bremskraftsteuerungseinheit 40 ausgegeben: Gyt = γt'·V (14) Gxt = κ2·(|Gyt| – |Gy|) (15)wobei κ2 (0 < κ2 ≤ 1) ein Koeffizient zum Setzen der Verzögerung gemäß einem unzulänglichen Seitenbeschleunigungs-Sollwert Gy ist. Der Koeffizient κ2 kann durch Bestimmen der Absicht des Fahrers oder Vergleichen des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt mit dem ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert γc näher zu 1 gebracht oder auf 0 zurückgesetzt werden. Bei einer Straße mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten μ kann der Seitenbeschleunigungs-Istwert Gy beispielsweise wesentlich kleiner sein als der Verzögerungs-Istwert Gxt, wobei der Koeffizient κ2 in diesem Fall auf einen Wert gesetzt wird, der kleiner ist als 1. Der Seitenbeschleunigungs-Sollwert Gyt in Gleichung (14) kann unter Verwendung des Giergeschwindigkeits-Istwertes γ berechnet werden: Gyt = γ·V (14)'
Daher hat die Verzögerungs-Sollwertsetzeinheit 54 Funktionen als Seitenbeschleunigungs-Sollwertsetzeinheit und Verzögerungssteuerungseinheit. Die Bremskraftsetzeinheit weist die Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 42, die Giergeschwindigkeitsabweichungsberechnungseinheit 43, die Giermoment-Sollwertsetzeinheit 44, die Bremsradauswahleinheit 45, die Schlupfverhältnis-Sollwertsetzeinheit 46 und die Radgeschwindigkeitssteuerungseinheit 47 der Bremskraftsteuerungseinheit 40 auf.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer in der Steuercharakteristikänderungseinheit 50 auszuführenden Steuerungscharakteristikänderungsroutine. Zunächst werden in Schritt (nachstehend durch "S" abgekürzt") 101 die erforderlichen Parameter eingelesen, und die Routine schreitet zu S102 fort, in dem der erste Giergeschwindigkeits-Sollwert γc basierend auf dem Kurvenradius Rn gemäß Gleichung (12) in der Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 52 berechnet wird.
Dann schreitet die Routine zu S103 fort, in dem in der Kurvenfahrtentscheidungseinheit 51 entschieden wird, ob der Lenkwinkel θH größer oder gleich dem vorgegebenen Wert θHc ist oder nicht. Wenn der Lenkwinkel θH dem vorgegebenen Wert θHc gleicht, wird entschieden, dass der Fahrer die Absicht hat, eine Kurvenfahrt auszuführen, und die Routine schreitet zu S104 fort. Wenn der Lenkwinkel θH kleiner ist als der vorgegebene Wert θHc, wird entschieden, dass der Fahrer nicht die Absicht hat, eine Kurvenfahrt auszuführen, und die Routine wird beendet.
Wenn in S103 entschieden wird, dass der Fahrer die Absicht hat, eine Kurvenfahrt auszuführen, und die Routine zu S104 fortschreitet, liest die Routine den in der Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 41 der Bremskraftsteue rungseinheit 40 berechneten, auf den Fahrtzuständen basierenden zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert γt und schreitet zu S105 fort.
In S105 werden die Absolutwerte des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γc und des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt miteinander verglichen. Wenn der Absolutwert |γc| des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γc größer ist als der Absolutwert |γt| des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt, wird entschieden, dass die Operation des Fahrers für eine Kurvenfahrt gemäß der aktuellen Straßenform (Kurve) unzulänglich ist, und die Routine schreitet zu S106 fort. Wenn der Absolutwert |γc| des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γc nicht größer ist als der Absolutwert |γt| des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt, wird entschieden, dass die Operation des Fahrers ausreichend ist, und die Routine verläßt das Programm.
Wenn in S105 entschieden wird, dass die Betätigung des Fahrers für die Kurvenfahrt unzulänglich ist und die Routine zu S106 fortschreitet, wird der zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt gemäß Gleichung (13) korrigiert, um ihn auf den ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert γc zu erhöhen bzw. zu vermindern, und die Routine schreitet zu S107 fort, wo der korrigierte zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt' an die Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 42 der Bremskraftsteuerungseinheit 40 ausgegeben wird. D.h., die Verarbeitungen der Schritte S104 bis S107 werden in der Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungsspezifizierungseinheit 53 ausgeführt.
Daraufhin schreitet die Routine zu S108 fort, wo der Seitenbeschleunigungs-Istwert Gyt gemäß Gleichung (14) auf der Basis des korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits- Sollwertes γt' berechnet wird, woraufhin die Routine zu S109 fortschreitet.
In S109 werden der Absolutwert |Gyt| des Seitenbeschleunigungs-Sollwertes Gyt und der Absolutwert |Gy| des Seitenbeschleunigungs-Istwertes Gy miteinander verglichen. Wenn der Absolutwert |Gyt| des Seitenbeschleunigungs-Sollwertes Gyt größer ist als der Absolutwert |Gy| des Seitenbeschleunigungs-Istwertes Gy, wird entschieden, dass eine ausreichende Steuerung nicht alleine durch die Bremskraftsteuerungseinheit 40 möglich ist, woraufhin die Routine zu S110 fortschreitet, in dem der Verzögerungs-Sollwert Gxt gemäß Gleichung (15) berechnet wird. In S111 wird der Verzögerungs-Sollwert Gxt an die Schlupfverhältnis-Sollwertsetzeinheit 46 ausgegeben, woraufhin die Routine das Programm verläßt. Wenn in S109 entschieden wird, dass der Absolutwert |Gyt| des Seitenbeschleunigungs-Sollwertes Gyt kleiner oder gleich dem Absolutwert |Gy| des Seitenbeschleunigungs-Istwertes Gy ist, verlässt die Routine das Programm ohne weitere Verarbeitungsschritte. D.h., die Verarbeitungen der Schritte S108 bis S111 werden in der Verzögerungs-Sollwertsetzeinheit 54 ausgeführt.
Daher werden in der ersten Ausführungsform der auf dem Kurvenradius Rn basierende erste Giergeschwindigkeits-Sollwert γc und der auf den Fahrtzuständen basierende zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt miteinander verglichen.
Wenn der Absolutwert |γc| des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γc größer ist als der Absolutwert |γt| des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt, wird entschieden, dass die Operation des Fahrers unzulänglich ist, und es wird eine Steuerung für eine Annäherung an den ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert γc ausgeführt. Dadurch kann eine Abweichung von einer Fahrspur oder von der Straße aufgrund einer ungeeigneten Operation des Fahrers verhindert werden, ohne dass der Fahrer ein unnatürliches Gefühl empfindet, wobei die Absicht des Fahrers maximal widergespiegelt wird.
Der Absolutwert |Gyt| des Seitenbeschleunigungs-Sollwertes Gyt und der Absolutwert |Gy| des Seitenbeschleunigungs-Istwertes Gy werden miteinander verglichen. Wenn der Absolutwert |Gyt| des Seitenbeschleunigungs-Sollwertes Gyt größer ist als der Absolutwert |Gy| des Seitenbeschleunigungs-Istwertes Gy, wird entschieden, dass eine ausreichende Steuerung nicht alleine durch die Bremskraftsteuerungseinheit 40 möglich ist, und der Schlupfverhältnis-Sollwert λt der Bremskraftsteuerungseinheit 40 wird korrigiert. Dadurch kann eine Abweichung von einer Fahrspur oder von der Straße aufgrund einer ungeeigneten Operation des Fahrers noch zuverlässiger verhindert werden.
Die 6 bis 8 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung. 6 zeigt ein schematisches Diagramm zum Erläutern der gesamten Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs 1. 7 zeigt ein Funktionsblockdiagramm der Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Steuerungscharakteristikänderungsroutine. Die zweite Ausführungsform weist eine Rechts-/Links-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit zum Steuern der Rechts-/Links-Antriebskraftverteilung der Hinterräder während einer Kurvenfahrt zum Verbessern der Fahrstabilität auf. Die Korrektur des Giergeschwindigkeits-Sollwertes durch die Steuerungscharakteristikänderungseinheit wird in der Rechts-/Links-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit ausgeführt. Die Änderung des Verzögerungs-Sollwertes Gxt wird wie in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform in der Bremskraftsteuerungseinheit ausgeführt. Die Abschnitte und Komponenten, die denjenigen der ersten Ausführungsform ähnlich sind, sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht näher beschrieben.
Wie in 6 dargestellt ist, weist die Hinterrad-Enduntersetzungseinheit 8 eine Differentialfunktion und eine Kraftverteilungsfunktion zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad 15rl, 15rr auf. Die Hinterrad-Enduntersetzungseinheit 8 weist auf: einen Kegelrad-Differentialmechanismus 81, eine Getriebemechanismuseinheit 82 mit drei Getriebezügen und zwei Sätze von Kupplungsmechanismuseinheiten 83 zum Variieren der Antriebskraftverteilung zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad 15rl, 15rr. Die Komponenten sind in einem Differentialträger 84 integral aufgenommen.
Das antreibende Ritzel 7 kämmt mit einem auf einem Außenumfang eines Differentialgehäuses 85 der Differentialeinheit 81 montierten Endzahnrad 86, um die Antriebskraft von der Mitteldifferentialeinheit 4 auf die Hinterräder zu verteilen.
Die Differentialeinheit 81 weist ein Differentialritzel (oder Kegelrad) 88, das auf einer im Differentialgehäuse 85 fixierten Ritzelwelle 87 drehbar gelagert ist, und linke und rechte Seitenräder (oder Kegelräder) 89L und 89R auf, die mit dem Differentialritzel 88 im Differentialgehäuse 85 kämmen. Im Differentialgehäuse 85 sind die Seitenräder 89L und 89R an Enden der linken und der rechten Hinterradantriebswelle 14r1 bzw. 14rr befestigt.
Insbesondere weist die Differentialeinheit 81 das Differentialgehäuse 85 auf, das auf der gemeinsamen Achse der Seitenräder 89L und 89R durch die Drehbewegung des Antriebsritzels 7 in Drehbewegung versetzt wird, um durch den Getriebemechanismus im Differentialgehäuse 85 die Differenzdrehbewegungen zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad 15rl, 15rr zu erzeugen.
Die Getriebemechanismuseinheit 82 ist in eine links- und eine rechtsseitige Differentialmechanismuseinheit 81 geteilt. Ein erstes Zahnrad 82z1 ist auf der linken Hinterradantriebswelle 14r1 fixiert, während ein zweites Zahnrad 82z2 und ein drittes Zahnrad 82z3 auf der rechten Hinterradantriebswelle 14rr fixiert sind. Das erste, das zweite und das dritte Zahnrad 82z1, 82z2 und 82z3 sind auf der gemeinsamen Drehachse angeordnet.
Das erste, das zweite und das dritte Zahnrad 82z1, 82z2 und 82z3 kämmen mit einem vierten, fünften und sechsten Zahnrad 82z4, 82z5 und 82z6, die auf der gemeinsamen Drehachse angeordnet sind. Von diesen ist das vierte Zahnrad 82z4 am Endabschnitt einer Drehmomentumleitungswelle 90 auf der linken Radseite fixiert, die auf der Drehachse des vierten, fünften und sechsten Zahnrades 82z4, 82z5 und 82z6 angeordnet ist.
Am Endabschnitt der Drehmomentumleitungswelle 90 auf der rechten Radseite ist eine rechtsseitige Übertragungskupplung 83a der Kupplungseinheit 83 zum Bereitstellen einer Kraftverteilung zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad 15rl, 15rr angeordnet. Die Drehmomentumleitungswelle 90 kann über die rechtsseitige Übertragungskupplung 83a (wenn die Drehmomentumleitungswelle 90 auf der Kupplungsnabenseite angeordnet ist, während die Schaftseite des sechsten Zahnrades 82z6 auf der Kupplungstrommelseite angeordnet ist) frei mit dem Schaft des auf der linken Seite der rechtsseitigen Übertragungskupplung 83a angeordneten sechsten Zahnrades 82z6 verbunden werden.
An einer Position der Drehmomentumleitungswelle 90 zwischen der Differentialmechanismuseinheit 81 und dem fünften Zahnrad 82z5 ist außerdem eine linksseitige Übertragungskupplung 83b der Kupplungseinheit 83 angeordnet. Die Drehmomentumleitungswelle 90 kann über die linksseitige Übertra gungskupplung 83b (wenn die Drehmomentumleitungswelle 90 auf der Kupplungsnabenseite angeordnet ist, während die Schaftseite des fünften Zahnrades 82z5 auf der Kupplungstrommelseite angeordnet ist) frei mit dem Schaft des auf der rechten Seite der linksseitigen Übertragungskupplung 83b angeordneten fünften Zahnrades 82z5 verbunden werden.
Die Zähnezahlen z1, z2, z3, z4, z5 und z6 des ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften und sechsten Zahnrades 82z1, 82z2, 82z3, 82z4, 82z5 und 82z6 betragen 82, 78, 86, 46, 50 bzw. 42. Bezüglich des Getriebezugs ((z4/z1) = 0,56) des ersten und des vierten Zahnrades 82z1 und 82z4 ist der Getriebezug ((z5/z2) = 0,64) des zweiten und des fünften Zahnrades 82z2 und 82z5 ein beschleunigender Getriebezug und der Getriebezug ((z6/z3) = 0,49) des dritten und des sechsten Zahnrades 82z3 und 82z6 ein verzögernder Getriebezug.
Wenn sowohl die rechtsseitige als auch die linksseitige Übertragungskupplung 82a und 82b nicht betrieblich verbunden sind, wird die Antriebskraft vom Antriebsritzel 7 über die Differentialeinheit 81 gleichmäßig zwischen der linken und der rechten Hinterradantriebswelle 14r1 und 14rr verteilt. Wenn die rechtsseitige Übertragungskupplung 83a betrieblich verbunden ist, wird die Antriebskraft, die der rechten Hinterradantriebswelle 14rr zugeteilt wurde, jedoch sequentiell über das dritte Zahnrad 82z3, das sechste Zahnrad 82z6, die rechtsseitige Übertragungskupplung 83a, die Drehmomentumleitungswelle 90, das vierte Zahnrad 83z4 und das erste Zahnrad 82z1 teilweise zum Differentialgehäuse 85 zurückgeführt. Dadurch nimmt der Drehmomentanteil für das linke Hinterrad 15rl zu, wodurch das Rechtskurvenfahrtverhalten des Fahrzeugs 1 für einen normalen Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ verbessert wird.
Wenn die linksseitige Übertragungskupplung 83b betrieblich verbunden ist, wird dagegen die vom Antriebsritzel 7 zum Differentialgehäuse 85 übertragene Antriebskraft sequentiell über das erste Zahnrad 82z1, das vierte Zahnrad 82z4, die Drehmomentumleitungswelle 90, die linksseitige Übertragungskupplung 83b, das fünfte Zahnrad 82z5 und das zweite Zahnrad 82z2 teilweise zu rechten Hinterradantriebswelle 14rr umgeleitet, so dass der Drehmomentanteil für das rechte Hinterrad 15rr zunimmt, wodurch das Linkskurvenfahrtverhalten des Fahrzeugs 1 für einen normalen Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ verbessert wird.
Die rechtsseitige und die linksseitige Übertragungskupplung 83a und 83b sind mit einer Übertragungskupplungsantriebseinheit 27 verbunden, die eine Hydraulikschaltung mit mehreren Solenoidventilen aufweist, so dass die Kupplungen 83a und 83b durch den in der Übertragungskupplungsantriebseinheit 27 erzeugten Öldruck aus- und eingerückt werden. Außerdem werden Steuersignale (oder Ausgangssignale für die einzelnen Solenoidventile) zum Ansteuern der Übertragungskupplungsantriebseinheit 27 von einer Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit 70 ausgegeben.
Der für die Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit 70 zu verwendende Giergeschwindigkeits-Sollwert γt (oder der zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert) wird gegebenenfalls durch die Steuercharakteristikänderungseinheit 50 korrigiert und gesetzt. Eine Bremskraftsteuerungseinheit 60 ist derart verbunden, dass die Seitenbeschleunigung ausschließlich durch die Steuercharakteristikänderungseinheit 50 korrigiert wird.
Das Fahrzeug 1 weist einzelne Sensoren zum Erfassen der für die Steuercharakteristikänderungseinheit 50, die Bremskraftsteuerungseinheit 60 und die Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit 70 erforderlichen Eingangsparameter und andere Steuereinheiten auf, denen die erforderlichen Daten zugeführt werden können. Insbesondere werden die Radgeschwindigkeiten der einzelnen Räder 15fl, 15fr, 15rl und 15rr durch die Radgeschwindigkeitssensoren 31fl, 31fr, 31rl und 31rr erfasst, und der Lenkwinkel θH wird durch den Lenkwinkelsensor 32 erfasst. Die erfassten Werte werden der Steuercharakteristikänderungseinheit 50, der Bremskraftsteuerungseinheit 60 und der Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit 70 zugeführt. Der Giergeschwindigkeits-Istwert γ wird durch den Giergeschwindigkeitssensor 33 erfasst und der Bremskraftsteuerungseinheit 60 und der Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit 70 zugeführt. Der Seitenbeschleunigungs-Istwert Gy wird durch den Seitenbeschleunigungssensor 34 erfasst und der Steuercharakteristikänderungseinheit 50 und der Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit 70 zugeführt. Die Straßenform (z.B. ein Kurvenradius Rn) wird durch die Straßenformerkennungseinheit 35 erfasst und der Steuercharakteristikänderungseinheit 50 zugeführt. Die Längsbeschleunigung Gx wird durch den Längsbeschleunigungssensor 36 erfasst und der Links-/Rechts-Rntriebskraftverteilungssteuerungseinheit 70 zugeführt. Mit der Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit 70 sind eine Motorsteuerungseinheit 37 zum allgemeinen Steuern des Motors 2 (z.B. zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung, des Zündzeitpunkts, usw.) und eine Getriebesteuerungseinheit 38 für die Schaltsteuerung des Automatikgetriebes 3 und die Übertragungssteuerung der Übertragungskupplung 21 verbunden. Daher werden der Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit 70 zugeführt: ein Motorausgangsdrehmoment Te von der Motorsteuerungseinheit 37, ein Übersetzungsverhältnis Gt von der Getriebesteuerungseinheit 38 und ein Drehmomentverteilungsverhältnis Ctc (0 bis 1) von der Mitteldifferentialeinheit 4.
Nachstehend werden die Strukturen der Steuercharakteristikänderungseinheit 50, der Bremskraftsteuerungseinheit 60 und der Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit 70 unter Bezug auf das Funktionsblockdiagramm von 7 beschrieben.
Die Steuercharakteristikänderungseinheit 50 der zweiten Ausführungsform hat eine ähnliche Struktur wie diejenige der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, außer dass die Steuercharakteristikänderungseinheit 50 den der Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungsspezifizierungseinheit 53 zugeführten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert γt von einer Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 71 der Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit 70 empfängt und die Steuercharakteristikänderungseinheit 50 den korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert γt' an eine Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 72 der Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit 70 ausgibt. Der Verzögerungs-Sollwert Gxt der Verzögerungs-Sollwertsetzeinheit 54 wird an die Schlupfverhältnis-Sollwertsetzeinheit 46 der Bremskraftsteuerungseinheit 60 ausgegeben.
Die Bremskraftsteuerungseinheit 60 bestimmt den Giermoment-Sollwert Mz(t) anhand der Abweichung zwischen dem zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert γt und dem Giergeschwindigkeits-Istwert γ und steuert die Bremskraft auf der Basis des Giermoment-Sollwertes Mz(t). Der zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt wird durch die Steuercharakteristikänderungseinheit 50 nicht korrigiert. Daher ist die Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 42 in dieser Struktur weggelassen.
Die Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit 70 weist außerdem die Giergeschwindigkeits-Soll wertsetzeinheit 71, die Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 72, eine Giergeschwindigkeitsabweichungsberechnungseinheit 73, eine Giermoment-Sollwertsetzeinheit 74, eine Grundlastantwortsteuerungseinheit 75 und eine Übertragungsdrehmomentänderungseinheit 76 auf.
Hierbei entsprechen die Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 71, die Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 72, die Giergeschwindigkeitsabweichungsberechnungseinheit 73 und die Giermoment-Sollwertsetzeinheit 74 der Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 41, der Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 42, der Giergeschwindigkeitsabweichungsberechnungseinheit 43 bzw. der Giermoment-Sollwertsetzeinheit 44 der Bremskraftsteuerungseinheit 40 der ersten Ausführungsform.
Insbesondere empfängt die Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 71 den Lenkwinkel θH vom Lenkwinkelsensor 32 und die Radgeschwindigkeiten der vier Räder 15fl, 15fr, 15rl und 15rr von den Radgeschwindigkeitssensoren 31fl, 31fr, 31rl und 31rr. Dann berechnet die Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 71 den zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert γt auf der Basis von Fahrtzuständen gemäß Gleichung (1) und gibt das Signal an die Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 72 und die Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungsspezifizierungseinheit 53 der Steuercharakteristikänderungseinheit 50 aus.
Der Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 72 wird der zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt von der Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 71 und gegebenenfalls der korrigierte zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt' von der Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungsspezifizierungseinheit 53 der Steuercharakteristikänderungseinheit 50 zugeführt. Wenn der korrigierte zweite Giergeschwindig keits-Sollwert γt' von der Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungsspezifizierungseinheit 53 zugeführt wird, ändert die Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 72 den korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert γt' in den zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert γt zum Korrigieren des Übertragungsdrehmoments und gibt das Signal an die Giergeschwindigkeitsabweichungsberechnungseinheit 73 aus.
Der Giergeschwindigkeitsabweichungsberechnungseinheit 73 werden der Giergeschwindigkeits-Istwert γ vom Giergeschwindigkeitssensor 33 und der zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt von der Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 72 zugeführt. Dann berechnet die Giergeschwindigkeitsabweichungsberechnungseinheit 73 die Giergeschwindigkeitsabweichung Δγ gemäß Gleichung (2) und gibt sie an die Giermoment-Sollwertsetzeinheit 74 aus.
Die Giermoment-Sollwertsetzeinheit 74 empfängt die Giergeschwindigkeitsabweichung Δγ von der Giergeschwindigkeitsabweichungsberechnungseinheit 73 und berechnet den Giermoment-Sollwert Mz(t) gemäß Gleichung (3) und gibt das Signal an die Übertragungsdrehmomentänderungseinheit 76 aus.
Die Grundlastantwortsteuerungseinheit 75 empfängt den Seitenbeschleunigungs-Istwert Gy vom Seitenbeschleunigungssensor 34, die Längsbeschleunigung Gx vom Längsbeschleunigungssensor 36, das Motordrehmoment Te von der Motorsteuerungseinheit 37, das Übersetzungsverhältnis Gt von der Getriebesteuerungseinheit 38 und das Drehmomentverteilungsverhältnis Ctc (0 bis 1) von der Mitteldifferentialeinheit 4. Dann berechnet die Grundlastantwortsteuerungseinheit 75 eine Grundlastverteilung Xr für das rechte/linke Hinterrad gemäß Gleichung (19). Außerdem berechnet die Grundlastantwortsteuerungseinheit 75 ein Übertragungsdrehmoment Ttrf gemäß Gleichung (21) auf der Basis der Grundlastverteilung Xr für das linke/rechte Hinterrad und gibt das Signal an die Übertragungsdrehmomentänderungseinheit 76 aus. Längslastbewegung ΔFzx = (1/2)·m·Gx·(h/L) (16) Rechts-/Links-Lastbewegung ΔFzyr der Hinterachse = Ckr·m·|Gy|·(h/d) (17) Grundlast Fzi der bei Kurvenfahrt inneren Spur der Hinterachse = Fzr0 + ΔFzx – ΔFzyr (18) Xr = Fzi/(2·(Fzr0 + ΔFzx)) (19)wobei h die Höhe des Schwerpunkts, Ckr ein Rollsteifigkeitsverteilungsverhältnis (0 bis 1) der Hinterachse; d eine Lauffläche und Fzr0 eine Hinterradlast bei Stillstand bezeichnen.
Wenn das Endübersetzungsverhältnis durch Gf bezeichnet wird, wird das Gesamtantriebsdrehmoment Tr der Hinterradachse dargestellt durch: Tr = Te·Gt·(1 – Ctc)·Gf (20)Dadurch wird folgende Gleichung erhalten: Ttrf = Tr·(0,5 – Xr) (21)
Die Übertragungsdrehmomentänderungseinheit 76 empfängt das Übertragungsdrehmoment Ttrf von der Grundlastantwortsteuerungseinheit 75 und den Giermoment-Sollwert Mz(t) von der Giermoment-Sollwertsetzeinheit 74. Die Übertragungsdrehmomentänderungseinheit 76 berechnet einen Übertragungsdrehmoment-Korrekturwert ΔTtrf anhand der folgenden Gleichung (22), so dass die Einheit 26 die Übertragungskupplungsantriebseinheit 27 mit einem korrigierten Übertragungsdrehmoment Ttrf' (= Ttrf + ΔTtrf) steuert. ΔTtrf = Mz(t)/(d·Rt) (22)wobei Rt einen Reifendurchmesser bezeichnet.
Daher wird in der zweiten Ausführungsform die Straßenformerkennungseinheit 35 gebildet durch: die Kurvenfahrtentscheidungseinheit 51, die Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 52 als Einheit zum Setzen eines ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes, die Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 71 als Einheit zum Setzen eines zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes und die Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 72 als Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit. Die Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungseinheit 72, die Giergeschwindigkeitsabweichungsberechnungseinheit 73, die Giermoment-Sollwertsetzeinheit 74, die Grundlastantwortsteuerungseinheit 75 und die Übertragungsdrehmomentänderungseinheit 76 bilden die Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssetzeinheit, und die Verzögerungs-Sollwertsetzeinheit 54 hat die Funktionen einer Seitenbeschleunigungs-Sollwertsetzeinheit und einer Verzögerungssteuerungseinheit.
8 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer in der Steuercharakteristikänderungseinheit 50 auszuführenden Steuercharakteristikänderungsroutine. Zunächst werden in Schritt S101 die erforderlichen Parameter eingelesen, und die Routine schreitet zu S102 fort, wo der erste Giergeschwindigkeits-Sollwert γc basierend auf dem Kurvenradius Rn in der Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 52 gemäß Gleichung (12) berechnet wird. Dann schreitet die Routine zu S103 fort, wo in der Kurvenfahrtentscheidungseinheit 51 entschieden wird, ob der Lenkwinkel θH größer oder gleich dem vorgegebenen Wert θHc ist oder nicht.
Wenn der Lenkwinkel θH größer oder gleich dem vorgegebenen Wert θHc ist, wird entscheiden, dass der Fahrer die Absicht hat, eine Kurvenfahrt auszuführen, woraufhin die Routine zu S201 fortschreitet. Wenn der Lenkwinkel θH klei ner ist als der vorgegebene Wert θHc, wird entscheiden, dass der Fahrer nicht die Absicht hat, eine Kurvenfahrt auszuführen, woraufhin die Routine beendet wird.
Wenn die Routine in S103 die Kurvenfahrtabsicht entscheidet und zu S201 fortschreitet, wird der durch die Giergeschwindigkeits-Sollwertsetzeinheit 71 der Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit 70 berechnete, auf den Fahrtzuständen basierende zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt gelesen, woraufhin die Routine zu S105 fortschreitet.
In S105 werden die Absolutwerte des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γc und des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt vergleichen. Wenn der Absolutwert |γc| des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γc größer ist als der Absolutwert |γt| des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt, wird entschieden, dass die Operation des Fahrers für die aktuelle Straßenform unzulänglich ist, woraufhin die Routine zu S106 fortschreitet. Wenn der Absolutwert |γc| des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γc nicht größer ist als der Absolutwert |γt| des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt, wird entschieden, dass die Operation des Fahrers für die aktuelle Straßenform ausreichend ist, woraufhin die Routine beendet wird.
Wenn in S105 entschieden wird, dass die Operation des Fahrers für die tatsächliche Straßenform unzulänglich ist und die Routine zu S106 fortschreitet, wird der zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt gemäß Gleichung (13) korrigiert, um ihn auf den ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert γc zu erhöhen/vermindern, woraufhin die Routine zu S202 fortschreitet, in dem der korrigierte zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt' an die Giergeschwindigkeits- Sollwertänderungseinheit 72 der Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit 70 ausgegeben wird. D.h., die Verarbeitungen der Schritte S201, S105 und S202 werden in der Giergeschwindigkeits-Sollwertänderungsspezifizierungseinheit 53 ausgeführt.
Daraufhin schreitet die Routine zu S108 fort, in dem der Seitenbeschleunigungs-Sollwert Gyt gemäß Gleichung (14) auf der Basis des korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt' berechnet wird, woraufhin die Routine zu S109 fortschreitet.
In S109 werden der Absolutwert |Gyt| des Seitenbeschleunigungs-Sollwertes Gyt und der Absolutwert |Gy| des Seitenbeschleunigungs-Istwertes Gy miteinander verglichen. Wenn der Absolutwert |Gyt| des Seitenbeschleunigungs-Sollwertes Gyt größer ist als der Absolutwert |Gy| des Seitenbeschleunigungs-Istwertes Gy, wird entschieden, dass eine ausreichende Steuerung nicht alleine durch die Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit 70 möglich ist, und die Routine schreitet zu S110 fort, in dem der Verzögerungs-Sollwert Gxt gemäß Gleichung (15) berechnet wird. In S111 wird der Verzögerungs-Sollwert Gxt an die Schlupfverhältnis-Sollwertsetzeinheit 46 ausgegeben, woraufhin die Routine beendet wird. Wenn in S109 entschieden wird, dass der Absolutwert |Gyt| des Seitenbeschleunigungs-Sollwertes Gyt kleiner oder gleich dem Absolutwert |Gy| des Seitenbeschleunigungs-Istwertes Gy ist, wird die Routine ohne weitere Verarbeitung beendet. D.h., die Verarbeitungen der Schritte S108 bis S111 werden in der Verzögerungs-Sollwertsetzeinheit 54 ausgeführt.
Daher werden in der zweiten Ausführungsform der auf dem Kurvenradius Rn basierende erste Giergeschwindigkeits-Sollwert γc und der auf den Fahrtzuständen basierende zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert γt miteinander verglichen. Wenn der Absolutwert |γc| des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γc größer ist als der Absolutwert |γt| des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt, wird entschieden, dass die Operation des Fahrers unzulänglich ist, und es wird eine Steuerung für eine Annäherung an den ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert γc ausgeführt. Dadurch kann eine Abweichung von einer Fahrspur oder von der Straße aufgrund einer ungeeigneten Operation des Fahrers verhindert werden, ohne dass der Fahrer ein unnatürliches Gefühl empfindet, wobei die Absicht des Fahrers maximal widergespiegelt wird.
Der Absolutwert |Gyt| des Seitenbeschleunigungs-Sollwertes Gyt und der Absolutwert |Gy| des Seitenbeschleunigungs-Istwertes Gy werden miteinander verglichen. Wenn der Absolutwert |Gyt| des Seitenbeschleunigungs-Sollwertes Gyt größer ist als der Absolutwert |Gy| des Seitenbeschleunigungs-Istwertes Gy, wird entschieden, dass eine ausreichende Steuerung nicht alleine durch die Links-/Rechts-Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit 70 möglich ist, und der Schlupfverhältnis-Sollwert λt der Bremskraftsteuerungseinheit 60 wird korrigiert. Dadurch kann eine Abweichung von einer Fahrspur oder von der Straße aufgrund einer ungeeigneten Operation des Fahrers noch zuverlässiger verhindert werden.
Erfindungsgemäß kann, wie vorstehend beschrieben wurde, eine Abweichung von der Fahrspur oder von der Straße aufgrund einer ungeeigneten Operation des Fahrers verhindert werden, ohne dass der Fahrer ein unnatürliches Gefühl empfindet, wobei die Absicht des Fahrers maximal widergespiegelt wird.
Obwohl vorstehend die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, dienen diese lediglich zur Erläuterung, und innerhalb der durch die beigefügten Patentansprüche definierten Erfindung sind verschiedenartige Änderungen und Modifikationen möglich.

Claims

Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs, mit: einer Straßenformerkennungseinheit (35) zum Erkennen der Straßenform vor einem Fahrzeug; einer ersten Einheit (52) zum Setzen eines ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γc basierend auf der Straßenform; einer zweiten Einheit (41) zum Setzen eines zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt basierend auf Fahrtzuständen des Fahrzeugs; einer Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit (53) zum Korrigieren des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes durch Gewichten des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes und des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes basierend auf einer Fahroperation des Fahrers; und einer Bremskraftsetzeinheit (42, 43, 44, 45, 46, 47) zum Anlegen einer Bremskraft an ein ausgewähltes Rad, so dass ein Giergeschwindigkeits-Istwert γ zum durch die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert hin konvergiert.
Vorrichtung zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs, mit: einer Straßenformerkennungseinheit (35) zum Erkennen der Straßenform vor einem Fahrzeug; einer ersten Einheit (52) zum Setzen eines ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γc basierend auf der Straßenform; einer zweiten Einheit (71) zum Setzen eines zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt basierend auf Fahrtzuständen des Fahrzeugs; einer Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit (53) zum Korrigieren des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes durch Gewichten des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes und des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes basierend auf einer Fahroperation des Fahrers; und einer Antriebskraftverteilungssteuerungseinheit (70) zum Einstellen der Antriebskraftverteilung bezüglich linken und rechten Rädern derart, dass ein Giergeschwindigkeits-Istwert γ zum durch die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert hin konvergiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit: einer Kurvenfahrtentscheidungseinheit (51) zum Entscheiden einer Kurvenfahrtabsicht, wenn ein Lenkwinkel θH einen vorgegebenen Wert θHc überschreitet; wobei die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit den zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert graduell zum ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert hin korrigiert, wenn die Kurvenfahrtentscheidungseinheit die Kurvenfahrtabsicht erfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, ferner mit: einer Einheit (54) zum Setzen eines Seitenbeschleunigungs-Sollwertes Gyt auf der Basis des durch die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes oder des Giergeschwindigkeits-Istwertes; und einer Verzögerungssteuerungseinheit (54) zum Ausführen einer Verzögerungssteuerung, wenn ein Seitenbeschleunigungs-Istwert Gy kleiner ist als der Seitenbeschleunigungs-Sollwert.
Verfahren zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs, mit den Schritten: Erkennen der Straßenform vor einem Fahrzeug; Setzen eines ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γc basierend auf der Straßenform; Setzen eines zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt basierend auf Fahrtzuständen des Fahrzeugs; Korrigieren des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes durch Gewichten des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes und des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes basierend auf einer Fahroperation des Fahrers; und Anlegen einer Bremskraft an ein ausgewähltes Rad, so dass ein Giergeschwindigkeits-Istwert γ zum durch die Giergeschwindigkeits-Sollwertkorrektureinheit korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert γt' hin konvergiert.
Verfahren zum Steuern des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs, mit den Schritten: Erkennen der Straßenform vor einem Fahrzeug; Setzen eines ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γc basierend auf der Straßenform; Setzen eines zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt basierend auf Fahrtzuständen des Fahrzeugs; Korrigieren des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes durch Gewichten des zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes und des ersten Giergeschwindigkeits-Sollwertes basierend auf einer Fahroperation des Fahrers; und Einstellen der Antriebskraftverteilung bezüglich linken und rechten Rädern derart, dass ein Giergeschwindigkeits-Istwert γ zum korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwert γt' hin konvergiert.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, ferner mit den Schritten: Entscheiden einer Kurvenfahrtabsicht, wenn ein Lenkwinkel θH einen vorgegebenen Wert θHc überschreitet; wobei der zweite Giergeschwindigkeits-Sollwert graduell zum ersten Giergeschwindigkeits-Sollwert hin korrigiert wird, wenn die Kurvenfahrtabsicht erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, ferner mit den Schritten: Setzen eines Seitenbeschleunigungs-Sollwertes Gyt auf der Basis des korrigierten zweiten Giergeschwindigkeits-Sollwertes γt' oder des Giergeschwindigkeits-Istwertes γ; und Ausführen einer Verzögerungssteuerung, wenn ein Seitenbeschleunigungs-Istwert Gy kleiner ist als der Seitenbeschleunigungs-Sollwert Gyt.