DE10208418A1 - Antriebssteuervorrichtung und Verfahren für ein Fahrzeug - Google Patents

Antriebssteuervorrichtung und Verfahren für ein Fahrzeug

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DE10208418A1
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DE10208418A
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Shoji Inagaki
Yoshikazu Hattori
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Abstract

Eine Antriebssteuervorrichtung, die eine Solllängskraft Fxt, eine Sollquerkraft Fyt und ein Sollgiermoment Mt eines Fahrzeugs berechnet (S100, 150), berechnet eine erste Sollerzeugungskraft FxtOi (S200, 250) von jedem Rad zum Erzielen der Solllängskraft Fxt und der Sollquerkraft Fyt ohne Erteilen eines Giermoments an das Fahrzeug, berechnet (S300) eine zweite Sollerzeugungskraft DELTAFxyti von jedem Rad zum Erzielen nur des Sollgiermoments Mt des Fahrzeugs und berechnet (S350) eine Sollerzeugungskraft Fxyti von jedem Rad als eine Summe aus der ersten Sollerzeugungskraft FxytOi und der zweiten Sollerzeugungskraft DELTAFxyti. Die Antriebssteuervorrichtung berechnet (S600) einen Solllenkwinkel deltati von jedem Rad, eine Sollradlängskraft Fwxti und ein Sollschlupfverhältnis Sti zum Erzielen einer Sollerzeugungskraft Fxyt, berechnet (S700) einen Sollbremsdruck Pti von jedem Rad und ein Sollantriebsdrehmoment Tet eines Motors und steuert (S800) einen Lenkwinkel von jedem Rad auf den Solllenkwinkel deltati und ein abgegebenes Drehmoment des Motors 10 auf das Sollantriebsdrehmoment Tet und eine Bremskraft von jedem Rad auf den Sollbremsdruck Pti. Durch Steuern der Erzeugungskraft von jedem Rad, während der Lenkwinkel von jedem Rad ein Gegenstand der Steuerung ist, wird die Fahrbarkeit des Fahrzeugs im Vergleich mit bekannten Antriebssteuervorrichtungen verbessert.

Description

Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Antriebssteuervorrichtung und Verfahren für ein Fahrzeug. Insbesondere richtet sich die vorliegende Erfindung auf eine Antriebssteuervorrichtung und Verfahren zum unabhängigen Steuern eines Lenkwinkels und eines Bremsvorgangs und die Antriebskraft von jedem Rad.
Die Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 11-500380 offenbart eine bekannte Antriebssteuervorrichtung, die ein Giermoment eines Fahrzeugs steuert durch unabhängiges Steuern einer Bremskraft von jedem Rad in Abhängigkeit von einem Fahrzeugmodell und einem Reifenmodell. Gemäß dieser Antriebssteuervorrichtung bewegt sich das Fahrzeug stabiler im Vergleich mit einem Fahrzeug, bei dem das Fahrzeuggiermoment nicht gesteuert wird.
Im allgemeinen ist die Fahrzeugbewegung definiert durch eine Kraft, die in einer Vorwärts- und Rückwärtsrichtung erzeugt wird (nachfolgend als eine Längskraft bezeichnet), eine Querkraft und ein Giermoment des Fahrzeugs. Die Längskraft, die Querkraft und das Giermoment des Fahrzeugs sind bestimmt auf der Grundlage der Richtung und der Stärke der Kraft, die jedes Rad gegenüber der Straßenoberfläche erzeugt. Um eine stabile und geeignete Fahrzeugbewegung zu erzielen, die dem Antriebswunsch des Fahrers entspricht, muß die Längskraft, die Querkraft und das Giermoment des Fahrzeugs gesteuert werden auf der Grundlage jeweiliger Sollwerte, die einem Lenkvorgang, einem Antriebskraftvorgang und einem Bremskraftvorgang entsprechen. Demgemäß muß die Stärke und die Richtung der Kraft, die durch jedes Rad gegenüber der Straßenoberfläche erzeugt wird, so gesteuert werden, dass die Längskraft, die Querkraft und das Giermoment des Fahrzeugs so bestimmt werden, dass sie jeweiligen Sollwerten entsprechen.
Da gemäß der vorstehend bekannten Antriebssteuervorrichtung nur die Brems- und Antriebskraft gesteuert werden auf der Grundlage der Voraussetzung, dass der Lenkwinkel eines Lenkrads dem Lenkvorgang des Fahrers entspricht und der Lenkwinkel der nicht lenkbaren Räder nicht veränderlich ist, gibt es somit eine Begrenzung des Steuerbereichs der Stärke und der Richtung der Kraft, die jedes Rad erzeugt. Demgemäß kann die Eigenschaft des Rads (d. h. des Reifens) nicht das optimale Potential erfüllen, und somit besteht ein Bedarf für Verbesserungen der Fahrbarkeit der vorangegangenen bekannten Antriebssteuervorrichtung.
Bei den herkömmlichen Antriebssteuervorrichtungen wird im allgemeinen die Brems- und Antriebskraft der jeweiligen Räder unabhängig gesteuert oder geregelt durch eine Rückführregelung, sodass eine Abweichung zwischen einem Sollverhaltensindex des Fahrzeugs und einem Istverhaltensindex des Fahrzeugs vermindert wird. Die Fahrzeugbewegungssteuerung wird durchgeführt auf der Grundlage, wie stark das Istverhalten des Fahrzeugs von dem Sollverhalten abweicht. Die Rückführverstärkung kann nicht angehoben werden auf Grund der Notwendigkeit des Gewährleistens der Stabilität der Steuerung, wie beispielsweise im Verhindern eines Schwingens des Fahrzeugs. Somit ist es schwierig, die Fahrzeugbewegungssteuerung wirksam zu steuern.
Somit betrachtet die Vorrichtung und die Verfahren der vorliegenden Erfindung die vorstehenden Probleme der bekannten Antriebssteuervorrichtung, die aufgebaut ist, um die Fahrzeugbewegung durch Steuern der Brems- und Antriebskraft der unabhängigen Räder zu steuern. Die vorliegende Erfindung verbessert die Fahrbarkeit im Vergleich mit der bekannten Antriebssteuervorrichtung, sodass die Fahrzeugbewegung sicher und wirksam gesteuert werden kann.
Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Verbesserung der Fahrbarkeit eines Fahrzeugs durch Erweitern des Regelbereichs der Stärke und der Richtung der Kraft, die erzeugt werden durch jedes Rad durch Steuern des Lenkwinkels von jedem Rad und durch Steuern von jedem Rad, um die notwendige Stärke und Richtung zu erfüllen zum Erzielen der geeigneten Fahrzeugbewegung, die dem Antriebswunsch des Fahrers entspricht.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der individuellen Steuerung eines Lenkwinkels und einer Brems- und Antriebskraft für jedes Rad durch einen Lenkwinkelregler und einen Brems- und Antriebskraftregler.
Angesichts des Vorangegangenen schafft die vorliegende Erfindung eine Antriebssteuervorrichtung und Verfahren, die eine Lenkvorgangserfassungseinrichtung umfassen zum Erfassen eines Lenkvorgangsbetrags durch einen Fahrer, eine Antriebskrafterfassungseinrichtung zum Erfassen eines Antriebskraftvorgangsbetrags durch den Fahrer und eine Bremskrafterfassungseinrichtung zum Erfassen eines Bremskraftvorgangsbetrags durch den Fahrer. Darüberhinaus berechnet eine Fahrzeugsollzustandsvariablenberechnungseinrichtung eine Fahrzeugsolllängskraft, eine Fahrzeugsollquerkraft und ein Fahrzeugsollgiermoment auf der Grundlage des Lenkvorgangbetrags, des Antriebskraftvorgangbetrags und des Bremskraftvorgangbetrags, die durch die Erfassungseinrichtungen erfasst werden. Eine Fahrzeugsollerzeugungskraftberechnungseinrichtung berechnet eine Sollerzeugungskraft von jedem Rad auf der Grundlage der Solllängskraft, der Sollquerkraft und des Sollgiermoments, und eine Radsollsteuerbetragsberechnungseinrichtung berechnet einen Solllenkwinkel und eine Sollbrems- und Antriebskraft von jedem Rad auf der Grundlage der Sollerzeugungskraft von jedem Rad. Schließlich regelt ein Regler einen Lenkwinkel und ein Brems- und Antriebsdrehmoment von jedem Rad werden ermittelt, um jeweils dem Solllenkwinkel und dem Sollbrems- und Antriebsdrehmoment zu entsprechen.
Die Antriebssteuervorrichtung umfasst erfindungsgemäß einen Lenkwinkelregler zum unabhängigen Steuern von jedem Rad des Fahrzeugs. Die Antriebssteuervorrichtung berechnet auch die Fahrzeugsolllängskraft, die Fahrzeugsollquerkraft und das Fahrzeugsollgiermoment auf der Grundlage des Lenkvorgangbetrags, des Antriebskraftvorgangbetrags, und des Bremskraftvorgangbetrags, die durch die Erfassungseinrichtungen erfasst werden. Darüberhinaus berechnet sie die Sollerzeugungskraft von jedem Rad auf der Grundlage der Fahrzeugsolllängskraft, der Fahrzeugsollquerkraft und des Fahrzeugsollgiermoments, berechnet den Solllenkwinkel und das Sollbrems- und Antriebsmoment auf der Grundlage der Sollerzeugungskraft von jedem Rad und steuert den Lenkwinkel und das Brems- und Antriebsmoment von jedem Rad, um jeweils als der Solllenkwinkel und das Sollbrems- und Antriebsmoment ermittelt zu werden. Somit werden der Lenkwinkel und das Brems- und Antriebsmoment von jedem Rad gesteuert, um der Fahrzeugsolllängskraft, der Fahrzeugsollquerkraft und dem Fahrzeugsollgiermoment zu entsprechen durch die erzeugte Kraft von jedem Rad. Demgemäß ist die Fahrzeugfahrbarkeit beträchtlich verbessert im Vergleich mit der, wenn nur die Antriebs- und Bremskraft von jedem Rad gesteuert werden.
Um die Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu lösen, ermittelt vorzugsweise die Fahrzeugradsollerzeugungskraftberechnungseinrichtung die Stärke und Richtung der Sollerzeugungskraft von jedem Rad, sodass die Richtung einer resultierenden Kraft der Sollerzeugungskraft von jedem Rad der Richtung der resultierenden Kraft der Fahrzeugsolllängskraft und der Fahrzeugsollquerkraft entspricht, und sodass die Fahrzeugsolllängskraft, die Fahrzeugsollquerkraft und das Fahrzeugsollgiermoment durch die erzeugte Kraft von jedem Rad erzielt werden durch die resultierende Kraft der Sollerzeugungskraft von jedem Rad.
Da gemäß der vorangegangenen Struktur die Stärke und die Richtung der Sollerzeugungskraft von jedem Rad bestimmt werden, um die Richtung der resultierenden Kraft von jedem Rad mit der Richtung der resultierenden Kraft der Fahrzeugsolllängskraft und der Fahrzeugsollquerkraft in Übereinstimmung zu bringen, und um die Fahrzeugsolllängskraft, die Fahrzeugsollquerkraft und das Fahrzeugsollgiermoment zu erzielen durch die resultierende Kraft der Sollerzeugungskraft von jedem Rad, werden die Stärke und die Richtung der Sollerzeugungskraft von jedem Rad ermittelt, um auf wirksame Weise die Fahrzeugsolllängskraft, die Fahrzeugsollquerkraft und das Fahrzeugsollgiermoment durch die erzeugte Kraft von dem Rad zu erzielen.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, um auf wirksame Weise die vorangegangenen Aufgaben zu erzielen, umfasst die Radsollerzeugungskraftberechnungseinrichtung vorzugsweise eine erste Sollerzeugungskraftberechnungseinrichtung zum Berechnen einer ersten Sollerzeugungskraft von jedem Rad zum Erzielen der Fahrzeugsollquerkraft und der Fahrzeugsolllängskraft ohne Erteilen des Sollgiermoments an das Fahrzeug und eine zweite Sollerzeugungskraftberechnungseinrichtung zum Berechnen einer zweiten Sollerzeugungskraft von jedem Rad zum Erzielen nur des Sollgiermoments. Vorzugsweise berechnet des weiteren die Radsollerzeugungskraftberechnungseinrichtung die Sollerzeugungskraft von jedem Rad als die Summe der ersten Sollerzeugungskraft und der zweiten Sollerzeugungskraft.
Gemäß der vorangegangenen Struktur wird die Sollerzeugungskraft von jedem Rad berechnet zum sicheren Erzielen der Fahrzeugsolllängskraft der Sollquerkraft und des Sollgiermoments, da die erste Sollerzeugungskraft von jedem Rad zum Erzielen der Fahrzeugsolllängskraft und der Fahrzeugsollquerkraft berechnet wird ohne Erteilen des Sollgiermoments an das Fahrzeug, wobei die zweite Sollerzeugungskraft von jedem Rad nur zum Erzielen des Sollgiermoments berechnet wird, und wobei die Sollerzeugungskraft von jedem Rad berechnet wird als die Summe der ersten Sollerzeugungskraft und der zweiten Sollerzeugungskraft.
Gemäß noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, um auf wirksame Weise die vorangegangenen Aufgaben zu lösen, umfasst das Fahrzeug vorzugsweise ein rechtes und linkes Vorderrad und ein rechtes und linkes Hinterrad, wobei die Fahrzeugsollerzeugungskraftberechnungseinrichtung eine Einrichtung umfasst zum Erhalten einer vertikalen Last von jedem Rad, wobei die erste Sollerzeugungskraftberechnungseinrichtung eine erste Sollerzeugungskraft von jedem Rad berechnet durch Verteilen der resultierenden Kraft der Fahrzeugsolllängskraft und der Fahrzeugsollquerkraft auf jedes Rad, die proportional zu der Fahrzeuglast von jedem Rad ist. Vorzugsweise umfasst des weiteren die zweite Sollerzeugungskraftberechnungseinrichtung eine Einrichtung zum Berechnen einer Giermomenterzeugungskraft der Vorderräder als die Summe der Kraft, die erzeugt werden soll durch das rechte und linke Vorderrad zum Erzielen nur des Sollgiermoments auf der Grundlage der Richtung der resultierenden Kraft der Fahrzeugsolllängskraft und der Fahrzeugsollquerkraft und des Sollgiermoments zum Berechnen einer Giermomenterzeugungskraft der Hinterräder, die eine vorgegebene Beziehung aufrecht erhält gegenüber der Giermomenterzeugungskraft der Vorderräder als die Summe der Kraft, die erzeugt werden soll durch das rechte und linke Hinterrad. Vorzugsweise umfasst des weiteren die zweite Sollerzeugungskraftberechnungseinrichtung eine Einrichtung zum Berechnen der zweiten Sollerzeugungskraft von jedem Rad durch Verteilen der Giermomenterzeugungskraft der Vorderräder auf das rechte und linke Vorderrad, die proportional zu der vertikalen Last des rechten und linken Vorderrads ist, und durch Verteilen der Giermomenterzeugungskraft der Hinterräder auf das rechte und linke Hinterrad, die proportional zu der vertikalen Last des rechten und linken Hinterrads ist.
Gemäß der vorangegangenen Struktur wird die vertikale Last von jedem Rad erhalten, die erste Sollerzeugungskraft von jedem Rad wird berechnet durch Verteilen der resultierenden Kraft der Fahrzeugsolllängskraft und der Fahrzeugsollquerkraft auf jedes Rad, die proportional zu der vertikalen Last von jedem Rad ist, die Giermomenterzeugungskraft der Vorderräder wird berechnet als die Summe der Kraft, die erzeugt werden soll durch das rechte und linke Vorderrad, um nur das Sollgiermoment zu erzielen auf der Grundlage der Richtung der resultierenden Kraft der Fahrzeugsolllängskraft und der Fahrzeugsollquerkraft und des Sollgiermoments, wobei die Giermomenterzeugungskraft der Hinterräder, die die vorgegebene Beziehung gegenüber der Giermomenterzeugungskraft der Vorderräder aufrecht erhält als die Summe der Kraft, die erzeugt werden soll durch das rechte und linke Hinterrad, berechnet wird, und wobei die zweite Sollerzeugungskraft von jedem Rad berechnet wird durch Verteilen der Giermomenterzeugungskraft der Vorderräder auf das rechte und linke Vorderrad, die proportional zu der vertikalen Last des rechten und linken Vorderrads ist, und durch Verteilen der Giermomenterzeugungskraft der Hinterräder auf das rechte und linke Hinterrad, die proportional zu der vertikalen Last des rechten und linken Hinterrads ist. Somit kann die zweite Sollerzeugungskraft von jedem Rad zum Erzielen des Sollgiermoments sicher berechnet werden ohne große Abweichung der Beziehung, dass die Richtung der resultierenden Kraft der Sollerzeugungskraft von jedem Rad mit der Richtung der resultierenden Kraft der Solllängskraft des Fahrzeugs und der Fahrzeugsollquerkraft übereinstimmt und ohne starke Abweichung der Beziehung, dass die Sollerzeugungskraft von jedem Rad proportional zu der vertikalen Last von jedem Rad ist.
Um gemäß noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung auf wirksame Weise die vorangegangenen Aufgaben zu lösen, umfasst vorzugsweise die Radsollerzeugungskraftberechnungseinrichtung eine Einrichtung zum Erhalten der vertikalen Last von jedem Rad. Vorzugsweise berechnet die erste Sollerzeugungskraftberechnungseinrichtung die erste Sollerzeugungskraft von jedem Rad durch Verteilen der resultierenden Kraft der Solllängskraft und der Fahrzeugsollquerkraft auf jedes Rad proportional zu der vertikalen Last von jedem Rad. Vorzugsweise umfasst des weiteren die zweite Sollerzeugungskraftberechnungseinrichtung eine Radbestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Rads geeignet zum wirksamen Erzeugen der zweiten Sollerzeugungskraft auf der Grundlage der Fahrzeugsolllängskraft und der Fahrzeugsollquerkraft und eine Einrichtung zum Berechnen der zweiten Sollerzeugungskraft als eine Kraft mit einer Richtung senkrecht zu einer Richtung der ersten Sollerzeugungskraft angesichts des bestimmten Rads. Vorzugsweise umfasst des weiteren die Radsollerzeugungskraftberechnungseinrichtung eine Einrichtung zum Ermitteln der Sollerzeugungskraft des bestimmten Rads, um die resultierende Kraft der ersten Sollerzeugungskraft und der zweiten Sollerzeugungskraft zu sein, eine Einrichtung zum Ermitteln der Sollerzeugungskraft des Rads, das nicht bestimmt ist, zu der entsprechenden ersten Sollerzeugungskraft, und eine Einrichtung zum Korrigieren der Stärke der Sollerzeugungskraft der Räder, die nicht bestimmt sind, und der Sollerzeugungskraft der bestimmten Räder, sodass die resultierende Kraft der Sollerzeugungskraft der bestimmten Räder und die Sollerzeugungskraft der Räder, die nicht bestimmt sind, die Fahrzeugsollquerkraft die Fahrzeugsolllängskraft erzielen.
Gemäß noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise die vertikale Last von jedem Rad erhalten, die erste Sollerzeugungskraft von jedem Rad wird berechnet durch Verteilen der resultierenden Kraft der Fahrzeugsolllängskraft und der Fahrzeugsollquerkraft auf jedes Rad proportional zu der vertikalen Last von jedem Rad, ein Rad, das geeignet ist zum wirksamen Erzeugen der zweiten Sollerzeugungskraft, wird bestimmt auf der Grundlage der Fahrzeugsolllängskraft und der Fahrzeugsollquerkraft, die zweite Sollerzeugungskraft wird berechnet als eine Kraft mit einer Richtung senkrecht zu der Richtung der ersten Sollerzeugungskraft angesichts des bestimmten Rads, die Sollerzeugungskraft des bestimmten Rads wird ermittelt, um die resultierende Kraft der ersten Sollerzeugungskraft und der zweiten Sollerzeugungskraft zu sein, die Sollerzeugungskraft des Rads, das nicht bestimmt ist, wird ermittelt, um die entsprechende erste Sollerzeugungskraft zu sein, und die Stärke der Sollerzeugungskraft von jedem Rad wird so korrigiert, dass die resultierende Kraft der Sollerzeugungskraft des bestimmten Rads und der Sollerzeugungskraft des Rads, das nicht bestimmt ist, die Fahrzeugsolllängskraft und die Fahrzeugsollquerkraft erzielen. Demgemäß wird bevorzugt, dass die Sollerzeugungskraft von jedem Rad zum Erzielen der Fahrzeugsolllängskraft, der Sollquerkraft und des Sollgiermoments sicher berechnet wird ohne Abweichen der Beziehung, dass die Richtung der resultierenden Kraft der Sollerzeugungskraft von jedem Rad der Richtung der resultierenden Kraft der Solllängskraft und der Fahrzeugsollquerkraft entspricht, und dass die Erzeugungskraft von jedem Rad vollständig proportional zu der vertikalen Last von jedem Rad ist.
Gemäß noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, um auf wirksame Weise die vorangegangenen Aufgaben zu lösen, beschreibt vorzugsweise die Radbestimmungseinrichtung eines der rechten und linken Räder mit einer längeren Armlänge des Giermoments um die Schwerpunktmitte des Fahrzeugs herum durch die zweite Sollerzeugungskraft als ein Rad, das geeignet ist zum wirksamen Erzeugen der zweiten Sollerzeugungskraft.
Da gemäß der vorangegangenen Struktur eines aus dem linken oder rechten Rad mit der längeren Armlänge des Giermoments, das erzeugt wird durch die zweite Sollerzeugungskraft um den Schwerpunkt des Fahrzeugs herum, als das Rad bestimmt wird, das geeignet ist zum wirksamen Erzeugen der zweiten Sollerzeugungskraft, kann die Stärke der zweiten Sollerzeugungskraft kleiner sein im Vergleich mit dem Fall, wobei die anderen Räder bestimmt sind. Somit kann der Korrekturbetrag für die Fahrzeugsollerzeugungskraft des bestimmten Rads und für die Sollerzeugungskraft des Rads, das nicht bestimmt ist, vermindert werden.
Gemäß noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, um auf wirksame Weise die vorangegangenen Aufgaben zu lösen, umfasst vorzugsweise die Radsollsteuerbetragberechnungseinrichtung eine Einrichtung zum Berechnen eines Sollbewegungsrichtungswinkels bei einem Aufstandspunkt von jedem Rad gegenüber der Längsrichtung des Fahrzeugs, eine Einrichtung zum Berechnen einer Sollvertikallast von jedem Rad, eine Einrichtung zum Berechnen einer Sollradlängskraft und einer Sollradquerkraft bei Radkoordinaten von jedem Rad auf der Grundlage der Sollerzeugungskraft und eines vorangegangenen Sollwinkels, eine Einrichtung zum Berechnen eines Sollschlupfverhältnisses von jedem Rad als die Summe des Sollbewegungsrichtungswinkels bei einem Aufstandspunkt von jedem Rad und des vorangegangenen Sollradlenkwinkels, eine Einrichtung zum Berechnen eines Querkraftvoraussagewerts und eines Sollschlupfverhältnisses von jedem Rad auf der Grundlage der Sollradlängskraft von jedem Rad, des Sollschlupfwinkels von jedem Rad und der Sollvertikallast von jedem Rad, und eine Einrichtung zum Berechnen eines Solllenkwinkels und eines Solldrehmoments von jedem Rad auf der Grundlage der Sollradlängskraft von jedem Rad, der Sollradquerkraft von jedem Rad, des Querkraftvoraussagewerts von jedem Rad und einem Sollschlupfwinkel von jedem Rad.
Gemäß der vorangegangenen Struktur wird der Sollbewegungsrichtungswinkel bei dem Aufstandspunkt von jedem Rad gegenüber der Längsrichtung des Fahrzeugs berechnet, die Sollvertikallast von jedem Rad wird berechnet, die Sollradlängskraft und die Sollradquerkraft bei den Radkoordinaten von jedem Rad wird berechnet auf der Grundlage der Sollerzeugungskraft und dem vorangegangenen Solllenkwinkel, der Sollschlupfwinkel von jedem Rad wird berechnet als die Summe des Sollbewegungsrichtungswinkels bei dem Aufstandspunkt von jedem Rad und dem vorangegangenen Solllenkwinkel, das Sollschlupfverhältnis und der Querkraftvoraussagewert von jedem Rad wird berechnet auf der Grundlage der Sollradlängskraft von jedem Rad, dem Sollschlupfwinkel von jedem Rad und der Sollvertikallast von jedem Rad und der Solllenkwinkel von jedem Rad und das Solldrehmoment werden berechnet auf der Grundlage der Sollradlängskraft von jedem Rad, der Sollradquerkraft von jedem Rad und dem Querkraftvoraussagewert von jedem Rad und dem Sollschlupfverhältnis von jedem Rad. Demgemäß werden der Solllenkwinkel von jedem Rad und das Sollbrems- und Antriebsdrehmoment von jedem Rad auf sichere Weise berechnet zum Erzielen der Sollerzeugungskraft von jedem Rad.
Gemäß noch einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, um auf wirksame Weise die vorangegangenen Aufgaben zu lösen, ermittelt vorzugsweise die Einrichtung zum Berechnen des Solllenkwinkels von jedem Rad und dem Solldrehmoment den Solllenkwinkel von jedem Rad zu einem vorangegangenen Solllenkwinkel, wenn eine Abweichung zwischen der Sollradquerkraft und dem Querkraftvoraussagewert geringer als ein Referenzwert ist und wenn die Abweichung zwischen der Sollradquerkraft und dem Querkraftvoraussagewert gleich oder größer als der Referenzwert ist, berechnet die Einrichtung zum Berechnen des Solllenkwinkels von jedem Rad und des Solldrehmoments einen Solllenkwinkelkorrekturbetrag auf der Grundlage der Abweichung zwischen der Sollradquerkraft und dem Querkraftvoraussagewert und ermittelt einen Korrekturwert des vorangegangenen Solllenkwinkels durch den Solllenkwinkelkorrekturbetrag zu dem Solllenkwinkel von jedem Rad.
Gemäß der vorangegangenen Struktur wird der Solllenkwinkel von jedem Rad auf sichere Weise berechnet ohne zu divergieren oder abzuweichen, da der Solllenkwinkel des Rads bestimmt wird auf den vorangegangenen Solllenkwinkel, wenn die Abweichung zwischen der Sollradquerkraft und dem Querkraftvoraussagewert geringer als der Referenzwert ist und der Solllenkwinkelkorrekturbetrag berechnet auf der Grundlage der Abweichung zwischen der Sollradquerkraft und dem Querkraftvoraussagewert und der Korrekturwert des vorangegangenen Solllenkwinkels, der durch den Solllenkwinkelkorrekturbetrag korrigiert wird, wird ermittelt als der Solllenkwinkel des Rads, wenn die Abweichung zwischen der Sollradquerkraft und dem Querkraftvoraussagewert größer als der Referenzwert ist.
Diese Aufgaben, Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung der Erfindung wird besser verständlich durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung beim Betrachten im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Antriebssteuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Routine für eine Bewegungssteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt ein detaillierteres Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen einer zweiten Sollerzeugungskraft für jedes Rad.
Fig. 4 zeigt ein detaillierteres Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen eines Solllenkwinkels, einer Sollradlängskraft und eines Sollschlupfverhältnisses für jedes Rad.
Fig. 5 zeigt ein detaillierteres Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen eines Sollbremsdrucks und eines Sollantriebsdrehmoments eines Motors für jedes Rad.
Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Routine für eine Bewegungssteuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 zeigt ein detaillierteres Ablaufdiagramm einer Routine zum Berechnen einer erzielten Kraft für ein Sollgiermoment, einer Sollreferenzerzeugungskraft für jedes Rad und eines Korrekturkoeffizienten des Fahrzeugs.
Fig. 8 zeigt eine erläuternde Ansicht einer Armlänge von jedem Giermoment, das um eine Schwerpunktmitte des Fahrzeugs herum gegeben ist durch eine erste Sollerzeugungskraft von jedem Rad.
Fig. 9 zeigt eine erläuternde Ansicht eines Sollbewegungsrichtungswinkels eines Aufstandspunkts eines linken Vorderrads.
Fig. 10 zeigt eine erläuternde Ansicht, wobei eine Sollerzeugungskraft eines linken Vorderrads in eine Sollradlängskraft und eine Sollradquerkraft aufgelöst ist.
Fig. 11 zeigt eine erläuternde Ansicht von Winkeln, die ausgebildet sind zwischen jeweiligen Vektoren einer Sollerzeugungskraft eines rechten Vorderrads und eines linken Hinterrads, und Liniensegmente, die die Schwerpunktmitte des Fahrzeugs und die Aufstandspunkte des rechten Vorderrads und des linken Hinterrads jeweils verbinden.
In der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen wird die vorliegende Erfindung detaillierter beschrieben angesichts der bevorzugten Ausführungsbeispiele.
Erstes Ausführungsbeispiel
In Fig. 1 ist ein Motor 10 an einem Fahrzeug 12 als eine Antriebsquelle montiert. Die Antriebskraft des Motors 10 wird auf eine Abtriebswelle 18 über einen Drehmomentwandler 14 und ein Getriebe 16 übertragen. Die Antriebskraft der Abtriebswelle 18 wird auf eine Vorderradantriebswelle 22 und eine Hinterradantriebswelle 24 über ein Mitteldifferential 20 übertragen. Die abgegebene Leistung des Motors 10 wird durch einen Motorregler 26 in Übereinstimmung mit einer Niederdrückung eines (nicht gezeigten) Gaspedals gesteuert, das durch einen Fahrer betätigt wird.
Die Antriebskraft der Vorderradantriebswelle 22 wird auf eine Vordere rechte Radantriebswelle 32R und eine vordere linke Radantriebswelle 32L über ein Vorderraddifferenzial 30 übertragen, um das rechte und linke Vorderrad 34FR und 34FL zu drehen. Auf ähnliche Weise wird die Antriebskraft der Hinterradantriebswelle 24 auf die hintere rechte Antriebswelle 38R und die hintere linke Antriebswelle 38L über ein Hinterraddifferenzial 36 übertragen, um das rechte und linke Hinterrad 40RR und 40RL zu drehen.
Der Drehmomentwandler 14, das Getriebe 16, das Mitteldifferenzial 20, das erste Raddifferenzial 30 und das Hinterraddifferenzial 36 bilden einen Antriebsstrang des Fahrzeugs. Insbesondere Verteilt der Antriebsstrang gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel das Antriebsdrehmoment des Motors 10 mit einem vorgegebenen Verteilungsverhältnis auf das rechte und linke Vorderrad 34FR, 34FL und das rechte und linke Hinterrad 40RR, 40RL. Der Motorregler 26 steuert das Antriebsdrehmoment insgesamt, das von dem Motor 10 auf jedes Rad übertragen wird.
Die Bremskraft des rechten und linken Vorderrads 34FR, 34FL und des rechten und linken Hinterrads 40RR, 40RL wird gesteuert durch Steuern des Bremsdrucks der jeweiligen Radzylinder 46FR, 46FL, 46RR und 46RL durch einen hydraulischen Druckkreislauf 44 eines Bremsreglers 42. Der hydraulische Druckkreislauf 44 umfasst einen Behälter, eine Ölpumpe und verschiedene Ventilvorrichtungen (die alle nicht gezeigt sind). Die Bremskraft von jedem Radzylinder wird durch einen Hauptbremszylinder 48 gesteuert, der in Übereinstimmung mit einer Pedalkraft betätigt wird auf ein Bremspedal 47 bei einem normalen Betrieb durch einen Fahrer. Falls nötig wird der Bremsvorgang unabhängig gesteuert durch eine Bewegungssteuer- ECU (elektronische Steuereinheit) 50, die nachfolgend detailliert erläutert wird.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, werden das linke und rechte Vorderrad 34FR, 34FL durch eine Vorderradlenkvorrichtung 52 gelenkt. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorderradlenkvorrichtung 52 ein Hydraulikdrucklenkhilfelenkrad 56, das ansprechend auf die Betätigung eines Lenkrads 54 durch den Fahrer betätigt wird. Das rechte und linke Vorderrad 34FR, 34FL werden durch die Lenkhilfevorrichtung 56 über Zugstangen 58R, 58L gelenkt. Die Zugstangen 58R, 58L sind jeweils mit Stellgliedern 60R, 60L versehen zum variablen Steuern ihrer wirksamen Länge. Die Stellglieder 60R, 60L werden gesteuert durch einen Lenkwinkelregler 62. Demgemäß werden die Lenkwinkel der Vorderräder 34FR und 34FL unabhängig voneinander gesteuert und auch unabhängig von den Hinterrädern 40RR und 40RL.
Auf ähnliche Weise werden das rechte und linke Hinterrad 40RR, 40RL durch eine Hinterradlenkvorrichtung 64 gesteuert. Die Hinterradlenkvorrichtung 64 umfasst eine Hydraulikdrucklenkhilfevorrichtung 66, die ansprechend auf den Lenkvorgang des Lenkrads 54 durch den Fahrer und die Fahrzeuggeschwindigkeit betätigt wird. Das rechte und linke Hinterrad 40RR, 40RL werden durch die Lenkhilfevorrichtung 66 über Zugstangen 68R, 68L gesteuert.
Die Zugstangen 68R, 68L sind jeweils mit Stellgliedern 70R, 70L versehen zum variablen Steuern ihrer wirksamen Länge. Die Lenkhilfevorrichtung 66 und die Stellglieder 70R, 70L werden durch den Lenkwinkelregler 62 gesteuert. Demgemäß werden die Lenkwinkel des rechten und linken Hinterrads 40RR, 40RL unabhängig voneinander gesteuert und auch unabhängig von den Vorderrädern 34FR, 34FL.
Die Vorderradlenkvorrichtung 52, die Hinterradlenkvorrichtung 64 und der Lenkwinkelregler 62 steuern unabhängig den Lenkwinkel von jedem Rad 34FR, 34FL, 40RR und 40RL. Der Motor 10, der Motorregler 26, die Bremsvorrichtung 42 und die ECU 50 steuern durch Zusammenwirken miteinander jedes Rad unabhängig. Die ECU 50 steuert unabhängig den Lenkwinkel und die Brems- und Antriebskraft.
In die ECU 50 wird ein Signal eingespeist, das die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72 zeigt, und ein Signal, das eine Längsbeschleunigung und eine Querbeschleunigung Gy des Fahrzeugs 12 jeweils von einem Längsbeschleunigungssensor 74 und einem Querbeschleunigungssensor 76 zeigt. Darüberhinaus wird in die ECU 50 ein Signal eingespeist, das eine Schaltposition Ps des Getriebes 16 von einem Schaltpositionssensor (SP) 78 zeigt, und ein Signal, das eine Pedalkraft (d. h., der Bremsbetätigungsbetrag durch den Fahrer) gegenüber dem Bremspedal 47 von einem Pedalkraftsensor 80 zeigt. Der Bremsbetätigungsbetrag durch den Fahrer kann erfasst werden durch den Druck in dem Hauptbremszylinder 48 oder den Pedalhub des Bremspedals 47.
In die ECU 50 wird auch ein Signal eingespeist, das eine Drosselöffnung Ta zeigt (d. h. den Antriebsbetätigungsbetrag durch den Fahrer), ein Signal, das eine Motordrehzahl Ne von dem Motorregler 26 zeigt, und ein Signal, das einen Lenkwinkel Θ zeigt (d. h. den Lenkbetätigungsbetrag durch den Fahrer) von einem Lenkwinkelsensor 82 über einen Lenkwinkelregler 62. Der Antriebskraftbetätigungsbetrag durch den Fahrer kann erfasst werden durch den Pedalhub des Drosselpedals.
Der Längsbeschleunigungssensor 74 erfasst die Längsbeschleunigung, die die Beschleunigungsrichtung des Fahrzeugs als eine positive Richtung bestimmt. Der Querbeschleunigungssensor 76 und ein Lenkwinkelsensor 82 erfassen die Querbeschleunigung, die die Drehrichtung des Fahrzeugs in die linke Richtung als eine positive Richtung bestimmt. Der Motorregler 26, die ECU 50, der Lenkwinkelregler 62 können aufgebaut sein mit einem Mikrocomputer und einem Treiberschaltkreis einschließlich CPU, ROM, RAM und einer Eingabe/Ausgabevorrichtung in der Praxis.
Einer in Fig. 2 gezeigten Routine folgend führt die Bewegungssteuerungs-ECU 50 die folgenden Berechnungen durch. Zunächst werden eine Fahrzeugsollgierrate γt, eine Fahrzeugsollquerbeschleunigung Gyt und eine Fahrzeugsolllängsbeschleunigung Gxt als eine Sollbewegungszustandsvariable berechnet auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx etc. Zweitens werden eine Fahrzeugsolllängskraft Vxt in Übereinstimmung mit der Solllängsbeschleunigung Gxt, eine Fahrzeugsollquerkraft Fyt in Übereinstimmung mit der Sollquerkraft Gyt, ein Fahrzeugsollgiermoment Mt in Übereinstimmung mit der Sollgierrate γt und ein Fahrzeugsollschwimmwinkel ßt als die Sollinternzustandsvariablen des Fahrzeugs berechnet auf der Grundlage des ersten Berechnungsschritts.
Drittens führt die Bewegungssteuerungs-ECU 50 die folgenden Berechnungen durch. Eine Vertikallast Fzi (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad wird berechnet auf der Grundlage der Längsbeschleunigung Gx des Fahrzeugs etc. Eine Fahrzeugsollerzeugungskraft Fxyt wird berechnet als eine resultierende Kraft der Fahrzeugsolllängskraft Fxt und der Fahrzeugsollquerkraft Fyt. Eine erste Sollerzeugungskraft FxatOi (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad wird berechnet (zum Erzielen der Fahrzeugsolllängskraft Fxt und der Fahrzeugsollquerkraft Fyt durch Verteilen der Sollerzeugungskraft Fxyt auf jedes Rad in Übereinstimmung mit der Vertikallast Fzi von jedem Rad) als eine Kraft mit der Richtung in Übereinstimmung mit der Richtung der Fahrzeugssollerzeugungskraft Fxyt.
Viertens führt die Bewegungssteuerungs-ECU 50 die folgenden Berechnungen durch. Eine Korrekturkraft der Sollerzeugungskraft von jedem Rad zum Erzielen nur des Fahrzeugsollgiermoments Mt, das heisst eine zweite Sollerzeugungskraft ΔFxyt (d. h. i = fl, fr, rr, rl) wird berechnet durch Regelgrundsätze, die genau mit der Richtung der Sollerzeugungskraft Fxyt von jedem Rad mit der Richtung der Fahrzeugsollerzeugungskraft Fxyt übereinstimmen. Eine Sollerzeugungskraft Fxyti (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad wird berechnet als die Summe aus der ersten Sollerzeugungskraft FxytOi und der zweiten Sollerzeugungskraft ΔFxyti.
Fünftens führt die Bewegungssteuerungs-ECU 50 die folgenden Berechnungen durch. Ein Solllenkwinkel δti von jedem Rad wird berechnet, der die Erzeugungskraft von jedem Rad gleich der Sollerzeugungskraft Fxyti bestimmt. Darüberhinaus werden eine Sollradlängskraft Fwxti bei Radkoordinaten von jedem Rad und ein Sollschlupfverhältnis Sti (d. h. i = fr, fr, rl, rr) von jedem Rad berechnet. Ein Solldrehmoment Twti von jedem Rad wird berechnet auf der Grundlage der Sollradlängskraft Fwxti von jedem Rad und dem Sollschlupfverhältnis Sti. Ein Sollbremsdruck Pti (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad und ein Sollantriebsdrehmoment Tet des Motors 10 werden berechnet auf der Grundlage von dem Solldrehmoment Twti von jedem Rad. Die Bewegungssteuerungs-ECU gibt das Anweisungssignal an den Lenkwinkelregler 62 und den Motorregler 26 ab, sodass der Lenkwinkel äi von jedem Rad bestimmt wird auf den Solllenkwinkel äti und das Abgabedrehmoment des Motors 10 bestimmt wird auf das Sollantriebsdrehmoment Tet. Und die Bewegungssteuerungs-ECU steuert die Bremsvorrichtung 42 so, dass ein Bremsdruck Pi von jedem Rad bestimmt wird auf den Sollbremsdruck Pti.
Unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme von Fig. 2 bis 5 wird eine Bewegungssteuerroutine des Fahrzeugs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung folgendermaßen erläutert. Die Steuerung gemäß der Hauptroutine des in Fig. 2 gezeigten Ablaufdiagramms wird gestartet durch Einschalten eines (nicht gezeigten) Zündschalters und wiederholtes Ausführen bei jeder vorgegebenen Zeit.
Beim Schritt 50 werden Signal eingelesen, die die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx zeigen, die erfasst wird durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72. Beim Schritt 100 werden die Fahrzeugsollgierrate γt, die Fahrzeugsollquerbeschleunigung Gyt und die Fahrzeugsolllängsbeschleunigung Gxt berechnet als die Fahrzeugsollbewegungszustandsvariablen auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx.
Beispielsweise wird die Sollgierrate γt berechnet gemäß der Gleichung 1 unter Verwendung eines Lenkübersetzungsverhältnisses N, einem Radstand L des Fahrzeugs, einem Stabilitätsfaktor Kh und einer Lenkgierratenübergangsfunktion H(s). Die Sollquerbeschleunigung Gyt wird berechnet gemäß der Gleichung 2 unter Verwendung einer Gierratenquerbeschleunigungsübergangsfunktion G(s). Die Solllängsbeschleunigung Gxt wird berechnet gemäß der Gleichung 3 unter Verwendung einer Funktion F (Ne, Ta, Rd, Fb) zum Berechnen der Fahrzeugsolllängsbeschleunigung Gxt mit der Motordrehzahl Ne, der Drosselöffnung Ta, einem Übersetzungsverhältnis Rd des Antriebsstrangs auf der Grundlage der Schaltposition Ps des Getriebes 16 und einer Pedalkraft Fb gegenüber einem Bremspedal als Variablen.
γt = Θ.Vx/{N.L (1 + Kh.Vx2)}Hs (1)
Gyt = γt.Vx.G(s) (2)
Gxt = F (Ne, Ta, Rd, Fb) (3)
Beim Schritt 150 werden die Fahrzeugsolllängskraft Fxt in Übereinstimmung mit der Fahrzeugsolllängsbeschleunigung Gxt, die Fahrzeugsollquerkraft Fyt in Übereinstimmung mit der Sollquerbeschleunigung Gyt, das Fahrzeugsollgiermoment Mt in Übereinstimmung mit der Sollgierrate γt und der Fahrzeugsollschwimmwinkel ßt berechnet als die Sollinternzustandsvariablen des Fahrzeugs.
Die Fahrzeugsolllängskraft Fxt und die Sollquerkraft Fyt werden gemäß den Gleichungen 4 und 5 unter Verwendung einer Masse Mv des Fahrzeugs berechnet. Das Sollgiermoment Mt wird berechnet gemäß der Gleichung 6 unter Verwendung eines Fahrzeuggierträgheitsmoments Iy und eines Differenzialwerts γtd der Fahrzeugsollgierrate γt. Der Fahrzeugsollschwimmwinkel ßt wird gemäß der Gleichung 7 berechnet.
Fxt = Mv.Gxt (4)
Fyt = Mv.Gyt (5)
Mt = Iy.γtd (6)
ßt = (Gyt/Vx - γt)dt (7)
Beim Schritt 200 wird, wie in Fig. 8 und 11 gezeigt ist, ein Abstand zwischen dem Schwerpunkt 90 des Fahrzeugs 12 und einer Hinterradachse in der Längsrichtung auf einen Abstand Lf bestimmt. Ein Abstand zwischen dem Schwerpunkt 90 des Fahrzeugs 12 und der Hinterradachse wird auf einen Abstand Lr bestimmt. Gemäß den Gleichungen 8 bis 11 wird eine Vertikallast Fzi (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad berechnet unter Verwendung des Abstands Lf, des Abstands Lr, einer Höhe H des Schwerpunkts 90 des Fahrzeugs 12, Rollsteifigkeitselementen der Vorder- und Hinterräder Rf und Kr (Rf + Kr = 1) einer Spurweite Tr des Fahrzeugs 12 und einer Erdbeschleunigung. Die Längsbeschleunigung Gx und die Querbeschleunigung Gy gemäß den Gleichungen 8 bis 11 kann geschätzt werden auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx oder kann die Solllängsbeschleunigung Gxt und die Sollbeschleunigung Gyt sein.
Fzfl = Mv.{g.Lr - Gx.H}/(2L) - Gy.H.Rf/Tr} (8)
Fzfr = Mv.{g.Lr - Gx.H}/(2L) + Gy.H.Rf/Tr} (9)
Fzrl = Mv.{g.Lg + Gx.H}/(2L) - Gy.H.Rr/Tr} (10)
Fzrr = Mv.{g.Lf + Gx.H}/(2L) + Gy.H.Rr/Tr} (11)
Da beim Schritt 250 die Fahrzeugsollerzeugungskraft Fxyt berechnet wird als die resultierende Kraft der Solllängskraft Fxt und der Sollquerkraft Fyt gemäß der Gleichung 12 und da die Gleichung 13 gültig ist, wird die Sollerzeugungskraft von jedem Rad zum Erzielen der Fahrzeugsollerzeugungskraft Fxyt ohne Erteilen des Sollgiermoments Mt an das Fahrzeug, d. h. die erste Sollerzeugungskraft FxytOi (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad gemäß den Gleichungen 14 bis 17 berechnet.
Fxyt = (Fxt2 + Fyt2)1/2 (12)
Fzfr + Fzfl + Fzrr + Fzrl = Mv.g (13)
FxytOfl = Fxyt.Fzfl/(Mv.g) (14)
FxytOfr = Fxyt.Fzfr/(Mv.g) (15)
FxytOrl = Fxyt.Fzrl/(Mv.g) (16)
FxytOrr = Fxyt.Fzrr/(Mv.g) (17)
Dabei werden die Komponenten der Längsrichtung des Fahrzeugs und der Querrichtung des Fahrzeugs der Sollerzeugungskraft FxytOi von jedem Rad zum Erzielen der Fahrzeugsollerzeugungskraft Fxyt auf FxtOi und FytOi jeweils bestimmt (d. h. 1 = fl, fr, rl, rr). Wenn die Summe der Komponenten des Fahrzeugs des rechten und linken Vorderrads und des rechten und linken Hinterrads in der Querrichtung bestimmt wird auf FytOf und FytOr, die jeweils bestimmt sind, und wenn die Summe der Komponenten des vorderen und hinteren rechten Rads und des vorderen und hinteren linken Rads in der Längsrichtung jeweils auf FxtOR und FxtOL bestimmt werden, wird eine Gesamtkraft nach den Gleichungen 18 bis 21 bestimmt.
FytOf = FytOfr + FytOfl (18)
FytOr = FytOrr + FytOrl (19)
FytOL = FytOfl + FytOrl (20)
FytOR = FytOfr + FytOrr (21)
Die Gesamtkraft FytOf, FytOr, FxtOL und FxtOR wird bestimmt nach den Gleichungen 22 bis 25 unter Verwendung einer Vertikallast Fzf des rechten und linken Vorderrads, einer Vertikallast Fzr des rechten und linken Hinterrads, einer Vertikallast FzL des vorderen und hinteren linken Rads und einer Vertikallast FzR des vorderen und hinteren rechten Rads.
FytOf = Fzf.Gyt/g (22)
FytOr = Fzr.Gyt/g (23)
FytOL = FzL.Gxt/g (24)
FytOR = FzR.Gxt/g (25)
Die Gesamtkraft FytOf, FytOr, FxtOL und FxtOR wird bestimmt durch die Formeln 26 bis 29 unter Verwendung der Vertikallast Fzf des rechten und linken Vorderrads, der Vertikallast Fzr des rechten und linken Hinterrads, der Vertikallast FzL des vorderen und hinteren linken Rads und der Vertikallast FzR des vorderen und hinteren rechten Rads gemäß den vorangegangenen Formeln.
Fzf = Fzfr + Fzfl = Mv.g.Lr/L - Mv.Gx.H/L (26)
Fzr = Fzrr + Fzrl = Mv.g.Lr/L + Mv.Gx.H/L (27)
FzL = Fzfl + Fzrl = Mv.g/2 - Mv.Gy.H/TR (28)
FzR = Fzfr + Fzrr = Mv.g/2 + Mv.Gy.H/TR (29)
Das Fahrzeugsollgiermoment Mt wird gemäß der Gleichung 30 folgendermaßen berechnet. Wenn die Gleichungen 22 bis 25 und 26 bis 29 in die Gleichung 30 eingesetzt werden, wird die rechte Seite von Gleichung 30 gleich 0. Demgemäß erteilt die erste Sollerzeugungskraft FxytOi von jedem Rad, die durch die Gleichungen 14 bis 17 erhalten wird, nicht das Drehmoment an das Fahrzeug.
Mt = Iy.γtd = Lf.FytOf - Lr.FytOr + (FxtOL - FxtOR).Tr/2 (30)
Beim Schritt 300 wird gemäß der in Fig. 3 gezeigten Routine der Korrekturbetrag der Sollerzeugungskraft von jedem Rad zum Erzielen nur des Sollgiermoments Mt des Fahrzeugs, d. h. die zweite Sollerzeugungskraft ΔFxyti (d. h. i = fl, fr, rl, rr) berechnet durch die Regelgrundsätze zum genauen Übereinstimmen der Richtung der Sollerzeugungskraft Fxyti von jedem Rad mit der Richtung der Sollerzeugungskraft Fxyt des Fahrzeugs.
Beim Schritt 350 wird gemäß der Gleichung 31 die Sollerzeugungskraft Fxyti (d. h. i = fr, fl, rl, rr) von jedem Rad als eine Summe der ersten Sollerzeugungskraft FxytOi von jedem Rad, die beim Schritt 250 berechnet wird, und der zweiten Sollerzeugungskraft ΔFxyt von jedem Rad berechnet, die beim Schritt 300 berechnet wird.
Fxyti = FxytOi + ΔFxyti (31)
Beim Schritt 600 werden einer in Fig. 4 gezeigten Routine folgend der Solllenkwinkel δti von jedem Rad, die Sollradlängskraft Fwxti gemäß den Radkoordinaten von jedem Rad und das Sollschlupfverhältnis Sti (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad berechnet.
Beim Schritt 700 werden einer in Fig. 5 gezeigten Routine folgend der Sollbremsdruck Pti von jedem Rad und das Sollantriebsdrehmoment Tet des Motors 10 berechnet. Beim Schritt 800 wird das Anweisungssignal an den Lenkwinkelregler 62 und dem Motorregler 26 abgegeben, sodass der Lenkwinkel äi von jedem Rad bestimmt wird auf den Solllenkwinkel äti und das Abgabedrehmoment des Motors 10 bestimmt wird auf das Sollantriebsdrehmoment Tet. Die Bremsvorrichtung 42 wird so gesteuert, dass der Bremsdruck Pi von jedem Rad bestimmt wird auf den Sollbremsdruck Pti. Demgemäß wird die Erzeugungskraft von jedem Rad gesteuert durch die entsprechende Sollerzeugungskraft Fxyti, dann kehrt die Routine zum Schritt 50 zurück.
Gemäß dem Schritt 310 der Berechnungsroutine der zweiten Sollerzeugungskraft ΔFxyti von jedem Rad, die in Fig. 3 gezeigt ist, wird die Armlänge Di, wie in Fig. 8 gezeigt ist (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Giermoment, das um den Schwerpunkt 90 des Fahrzeugs 12 herum erteilt wird durch die erste Sollerzeugungskraft FxytOi von jedem Rad, die gemäß dem Schritt 250 berechnet wird, gemäß den Gleichungen 32 bis 35 berechnet.
Dfl = |FytOfl.Tr/2 + FxtOfl.Lf| (32)
Dfr = |- FytOfr.Tr/2 + FxtOfr.Lf| (33)
Drl = |FytOrl.TR/3 - FxtOrl.Lr| (34)
Drr = |- FytOrr.Tr/2 - FxtOrr.Lr| (35)
Unter Bezugnahme auf Fig. 8 und 11 zeigen Kreise mit einem Aufstandspunkt Pti (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad als eine Mitte von jedem Rad jeweils die Beziehung der Vertikallast Fzi von jedem Rad, d. h. die Beziehung der Reibungskreise angesichts der Größe.
Wenn beim Schritt 320 die Summe aus der zweiten Sollerzeugungskraft ΔFxytfr und ΔFxytfl des rechten und linken Vorderrads und die Summe der zweiten Sollerzeugungskraft ΔFxytrr und ΔFxytrl des rechten und linken Hinterrads zum Erzielen nur des Sollgiermoments Mt des Fahrzeugs jeweils auf ΔFxyt bestimmt wird und wenn die Gesamtkraft ΔFxyt verteilt wird in Übereinstimmung mit der Vertikallast des rechten und linken Rads, gilt die Gleichung 36. Demgemäß wird ein Koeffizient Km der Gesamtkraft ΔFxyt gemäß der dritten Gleichung der rechten Seite der Gleichung 36 gemäß Gleichung 37 berechnet.
Mt = Iy.γγtd =
{(Fzfr.Dfr + Fzfl.Dfl)/(Fzfr + Fzfl)}.ΔFxyt + {(Fzrr.Drr + Fzrl.Drl)/
(Fzrr + Fzrl)}.ΔFxyt = {(Fzfr.Dfr + Fzfl).Dfl)/(Fzfr + Fzfl)} +
{(Fzrr.Drr + Fzrl.Drl)/(Fzrr + Fzrl)}.ΔFxyt (36)
Km = (Fzfr.Dfr + Fzfl.Dfl)/(Fzfr + Fzfl) + (Fzrr.Drr + Fzrl.Drl)/(Fzrr + Fzrl) (37)
Beim Schritt 330 wird gemäß den Gleichungen 38 bis 41 die zweite Sollerzeugungskraft ΔFxyti (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad zum Erzielen nur des Sollgiermoments Mt des Fahrzeugs berechnet.
ΔFxytfl = {Fzfl/(Fzfr + Fzfl)}.ΔFxyt = {Fzfl/(Fzfr + Fzfl)}.Iy.γtd/Km (38)
ΔFxytfr = {Fzfr/(Fzfr + Fzfl)}.ΔFxyt = {Fzfr/(Fzfr + Fzfl)}.Iy.γtd/Km (39)
ΔFxytrl = {Fzrl/(Fzrr + Fzrl)}.ΔFxyt = {Fzrl/(Fzrr + Fzrl)}.Iy.γtd/Km (40)
ΔFxytrr = {Fzrr/(Fzrr + Fzrl)}.ΔFxyt = {Fzrr/(Fzrr + Fzrl)}.Iy.γtd/Km (41)
Beim Schritt 610 der Berechnungsroutine des Solllenkwinkels δti von jedem Rad wird die Sollradlängskraft Fwxti von jedem Rad und das Sollschlupfverhältnis Sti von jedem Rad, wie in Fig. 4 gezeigt ist, ein Sollbewegungsrichtungswinkel αwti (d. h. i = fl, fr, rl, rr) des Aufstandspunkts von jedem Rad gemäß den Gleichungen 42 bis 45 berechnet. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, entspricht der Sollbewegungsrichtungswinkel αwti bei dem Aufstandspunkt einem Winkel der Sollbewegungsrichtung des Aufstandspunkts Pzi von jedem Rad gegenüber der Längsrichtung des Fahrzeugs.
αwtfl = (ßt.Vx + Lf.γt)/(Vx - Tr.γt/2) (42)
αwtfr = (ßt.Vx + Lf.γt)/(Vx + Tr.γt/2) (43)
αwtrl = (ßt.Vx - Lr.γt)/(Vx - Tr.γt/2) (44)
αwtrr = (ßt.Vx - Lr.γt)/(Vx + Tr.γt/2) (45)
Beim Schritt 620 wird die Sollvertikallast Fzti (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad berechnet auf der Grundlage der Solllängsbeschleunigung Gxt und der Sollquerbeschleunigung Gyt des Fahrzeugs gemäß den Gleichungen 46 bis 49, die jeweils den vorangegangenen Gleichungen 8 bis 11 entsprechen.
Fztfl = Mv.{g.Lr - Gxt.H}/(2L) - Gyt.H.Rf/Tr} (46)
Fztfr = Mv.{g.Lr - Gxt.H}/(2L) + Gyt.H.Rf/Tr} (47)
Fztrl = Mv.{g.Lf + Gxt.H}/(2L) - Gyt.H.Rr/Tr} (48)
Fztrr = Mv.{g.Lf + Gxt.H}/(2L) + Gyt.H.Rr/Tr} (49)
Beim Schritt 630 wird, wie in Fig. 10 angesichts des linken Vorderrads gezeigt ist, ein Wert der Sollerzeugungskraft Fxyti von jedem Rad aufgelöst in die Solllängskraft und die Sollquerkraft bei den Radkoordinaten von jedem Rad, d. h. die Sollradlängskraft Fwxti und eine Sollradquerkraft Fwyti (d. h. i = fl, fr, rl, rr) werden gemäß den Gleichungen 50 und 51 folgendermaßen berechnet.
Fwxti = Fxyti.cos(π/2 - δti) = Fxyti.sinδti (50)
Fwyti = Fxyti.sin(π/2 - δti) = Fxyti.cosδti (51)
Beim Schritt 640 wird der Sollschwimmwinkel ßwti (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad als die Summe des Aufstandspunktsollbewegungsrichtungswinkels αwti des Solllenkwinkels δti von jedem Rad gemäß der Gleichung 52 berechnet.
Bwti = αwti + δti (52)
Beim Schritt 650 werden ein Querkraftvoraussagewert Fwyai und das Sollschlupfverhältnis Sti (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad durch Gleichungen berechnet auf der Grundlage eines Reifenerzeugungskraftkennfelds oder eines Reifenmodells (das nicht gezeigt ist) auf der Grundlage der Sollradlängskraft Fwxti von jedem Rad, dem Sollschwimmwinkel ßwxti von jedem Rad und der Sollvertikallast Fzti von jedem Rad.
Beim Schritt 660 wird eine Abweichung ΔFwyi (d. h. i = fl, fr, rl, rr) zwischen der Sollradquerkraft Fwyti und dem Querkraftvoraussagewert Fwyai gemäß der Gleichung 53 berechnet.
ΔFwyi = Fwyti - Fwyai (53)
Die Transaktionen der Schritte 670 bis 690 werden bei jedem Rad ausgeführt beispielsweise bei dem linken Vorderrad, dem rechten Vorderrad, dem linken Hinterrad und dem rechten Hinterrad. Insbesondere beim Schritt 670 wird bestimmt, ob der Absolutwert der Abweichung ΔFwyi der Radquerkraft geringer ist als ein Referenzwert ΔFwyo (d. h. positive Konstante), d. h. es wird bestimmt, ob die Korrektur des Solllenkwinkels δti nicht erforderlich ist. Wenn bestimmt wird, dass die Korrektur erforderlich ist, schreitet die Routine zum Schritt 680 fort. Wenn bestimmt wird, dass die Korrektur nicht erforderlich ist, schreitet die Routine zum Schritt 675 fort, um den Solllenkwinkel δti auf einen vorangegangenen Wert zu bestimmen. Dann schreitet die Routine zum Schritt 700 fort, bei dem eine Berechnung des Sollbremsdrucks Pti von jedem Rad und des Sollantriebsdrehmoments Tet durchgeführt wird. Diese Routine wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 diskutiert.
Beim Schritt 680 wird ein Korrekturbetrag Aδti (d. h. i = fl, fr, rl, rr) des Solllenkwinkels von jedem Rad berechnet unter Verwendung einer positiven Konstante Ks gemäß der Gleichung 54. Beim Schritt 690 wird der Solllenkwinkel δti (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad auf δti + Δδti korrigiert. Dann kehrt die Routine zum Schritt 630 zurück.
Δδti = Ks.ΔFwyi (54)
Gemäß dem Schritt 710 in Fig. 5 wird eine Solllängsgeschwindigkeit Vwxti (d. h. i = fl, fr, rl, rr) bei dem Aufstandspunkt von jedem Rad berechnet gemäß den Gleichungen 55 bis 58 und eine Sollbewegungsgeschwindigkeit Vtwti (d. h. i = fl, fr, rl, rr) in einer Rollrichtung von jedem Rad wird gemäß der Gleichung 59 berechnet.
Vwxtfl = Vx + Tr.γ/2 (55)
Vwxtfr = Vx - Tr.γ/2 (56)
Vwxtrl = Vwxtfl (57)
Vwxtrr = Vwxtfr (58)
Vtwti = Vwxti (cosδti - tanßwti.sinδti) (59)
Beim Schritt 720 wird eine Sollradgeschwindigkeit Vrwti (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad gemäß der Gleichung 60 auf der Grundlage des Sollschlupfverhältnisses Sti und der Sollbewegungsgeschwindigkeit Vrwti der Rollrichtung berechnet.
Vrwti = (1-Sti).Vrwti (60)
Beim Schritt 730 wird eine Sollradbeschleunigung Vrwtdi (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad berechnet beispielsweise als ein Zeitdifferenzwert der Sollradgeschwindigkeit Vrwti. Das Solldrehmoment Twti von jedem Rad (d. h. i = fl, fr, rl, rr) wird verwendet unter Verwendung eines wirksamen Radius Rw des Rads und eines Drehträgheitsmoments Iw des Rads gemäß der Gleichung 61.
Twti = Fwxti.Rw + Iw.Vrwtdi (61)
Beim Schritt 740 wird bestimmt, ob das Solldrehmoment Twti aller Räder einen negativen Wert hat, d. h. es wird bestimmt, ob alle Räder den Bremsvorgang erfordern. Wenn bestimmt wird, dass das Solldrehmoment Twti einem negativen Wert entspricht, schreitet die Routine 770 fort. Wenn bestimmt wird, dass das Solldrehmoment Twti nicht dem negativen Wert entspricht, schreitet die Routine zum Schritt 750 fort. Beim Schritt 750 wird ein Übersetzungsverhältnis Rd des Antriebsstrangs auf der Grundlage der Schaltposition Ps erhalten. Das Sollantriebsdrehmoment Tet des Motors 10 wird gemäß der Gleichung 62 berechnet unter Verwendung eines Verteilungsverhältnisses Xi (d. h. i = fl, fr, rl, rr) des Antriebsdrehmoments des Motors 10 auf jedes Rad durch das Antriebsstrangsystem (0 < Xi < 0,5, Σxi = 1), eines Maximalwerts Twtmax des Solldrehmoments Twti der vier Räder und eines Antriebsdrehmomentverteilungsverhältnisses Xmax des Rads 2, durch das das Solldrehmoment der maximale Wert Twtmax ist (d. h. das Rad mit dem maximalen Antriebsdrehmoment).
Tet Twtmax.Rd/Xmax (62)
Beim Schritt 760 wird der Sollbremsdruck Pti des Rads mit dem maximalen Antriebsdrehmoment auf 0 bestimmt und der Sollbremsdruck Pti von jedem Rad, das nicht das Rad mit dem maximalen Antriebsdrehmoment ist, wird berechnet unter Verwendung eines Umwandlungskoeffizienten Kp zwischen dem Bremsdruck und dem Bremsdrehmoment gemäß der Gleichung 63. Dann schreitet die Routine zum Schritt 800 fort.
Pti = (Twtmax.Xi/Xmax - Twti)/Kp (63)
Beim Schritt 770 wird das Sollantriebsdrehmoment Tet des Motors 10 auf 0 bestimmt. Beim Schritt 780 wird der Sollbremsdruck Pti von jedem Rad gemäß der Gleichung 64 berechnet. Dann schreitet die Routine zum Schritt 800 fort.
Pti = -Twti/Kp (64)
Somit werden gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beim Schritt 100 die Fahrzeugsollgierrate γt, die Fahrzeugsollquerbeschleunigung Gyt und die Fahrzeugsolllängsbeschleunigung Gxt als die Fahrzeugsollbewegungszustandsvariablen auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx berechnet. Beim Schritt 150 werden die Fahrzeugsolllängskraft Fxt in Übereinstimmung mit der Fahrzeugsolllängsbeschleunigung Gxt, die Fahrzeugsollquerkraft Fyt in Übereinstimmung mit der Sollquerbeschleunigung Gyt, das Fahrzeugsollgiermoment Mt in Übereinstimmung mit der Sollgierrate γt und der Fahrzeugsollschwimmwinkel ßt als die Fahrzeugsollinternzustandsvariablen berechnet.
Beim Schritt 200 wird die Vertikallast Fzi von jedem Rad berechnet. Beim Schritt 250 wird die Fahrzeugsollerzeugungskraft Fxyt als die resultierende Kraft der Fahrzeugsolllängskraft Fxt und der Sollquerkraft Fyt berechnet und die erste Sollerzeugungskraft FxytOi von jedem Rad zum Erzielen der Fahrzeugsollerzeugungskraft Fxyt ohne Erteilen des Giermoments an das Fahrzeug wird berechnet. Beim Schritt 300 wird die zweite Sollerzeugungskraft ΔFxyt von jedem Rad zum Erzielen nur des Fahrzeugsollgiermoments Mt berechnet gemäß den Regelgrundsätzen zum genauen Übereinstimmen der Richtung der Sollerzeugungskraft Fxyt von jedem Rad mit der Richtung der Fahrzeugsollerzeugungskraft Fxyt. Beim Schritt 350 wird die Sollerzeugungskraft Fxyt von jedem Rad als die Summe der ersten Sollerzeugungskraft FxytOi und der zweiten Sollerzeugungskraft ΔFxyti berechnet.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Sollerzeugungskraft Fxyti von jedem Rad berechnet werden zum genauen Erzielen der Fahrzeugsolllängskraft Fxt, der Sollquerkraft Fyt, des Sollgiermoments Mt, d. h. zum genauen Erzielen der Fahrzeugsollgierrate γt, der Fahrzeugsollquerbeschleunigung Gyt und der Fahrzeugsolllängsbeschleunigung Gxt. Somit kann die stabile Fahrzeugfahrt erzielt werden mit einem gewünschten Bewegungszustand in Übereinstimmung mit dem Lenkvorgangsbetrag (d. h. Lenkwinkel Θ), dem Antriebskraftvorgangsbetrags (d. h. Drosselöffnung Ta) und dem Bremsvorgangsbetrag (d. h. Bremspedalkraft Fb) durch den Fahrer.
Da die Richtung der Fahrzeugsollerzeugungskraft Fxyti aller Räder vollständig mit der Richtung der Fahrzeugsollerzeugungskraft Fxyt übereinstimmen kann, kann ein Teil der Kraft, der erzeugt wird durch jedes Rad, das auf leerlaufende Weise die Fahrzeugkarrosserie 12 beeinflusst, als interne Belastung verhindert werden. Somit kann die stabile Fahrzeugbewegung erzielt werden unter Verwendung der erzeugten Kraft durch jedes Rad auf wirksamere Weise.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden der Solllenkwinkel δti zum Erzielen der Sollerzeugungskraft Fxyti von jedem Rad, der Sollradlängskraft Fwxti bei Radkoordinaten von jedem Rad und das Sollschlupfverhältnis Sti von jedem Rad beim Schritt 600 berechnet. Beim Schritt 700 werden der Sollbremsdruck Pti von jedem Rad und das Sollantriebsdrehmoment Tet des Motors berechnet. Beim Schritt 800 wird das Anweisungssignal an den Lenkwinkelregler 62 und den Motorregler 26 abgegeben, sodass der Lenkwinkel δi von jedem Rad bestimmt wird auf den Solllenkwinkel δti und das Abgabedrehmoment des Motors 10 bestimmt wird auf das Sollantriebsdrehmoment Tet. Durch Steuern der Bremsvorrichtung 42, um den Bremsdruck Pi von jedem Rad so zu bestimmen, dass er mit dem Sollbremsdruck Pti übereinstimmt, wird die erzeugte Kraft von jedem Rad gesteuert durch jeweils Übereinstimmen mit der Sollerzeugungskraft Fxyti.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden der Lenkwinkel und die Bremskraft so gesteuert, dass die erzeugte Kraft von jedem Rad bestimmt wird, um jeweils mit der Sollerzeugungskraft Fxyti übereinzustimmen. Somit werden im Vergleich mit der bekannten Bewegungssteuervorrichtung, die nur die Bremskraft des Fahrzeugs steuert, die Stärke der Erzeugungskraft von jedem Rad und die Richtung des Steuerbereichs erweitert, die Eigenschaft des Rads (d. h. des Reifens) kann wirksam angewandt werden, und somit kann die erzeugte Kraft von jedem Rad genau gesteuert werden, um mit der Sollerzeugungskraft Fxyti übereinzustimmen.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Fahrzeuglängsbeschleunigung Gx, die Querbeschleunigung Gy und die Gierrate γ gesteuert, um jeweils die Fahrzeugsolllängsbeschleunigung Gxt, die Sollquerbeschleunigung Gyt und die Sollgierrate γt zu sein durch Durchführen der Steuerung im offenen Regelkreis des Lenkwinkels und der Brems- und Antriebskraft von jedem Rad, sodass die erzeugte Kraft von jedem Rad bestimmt wird, um jeweils mit der Sollerzeugungskraft Fxyti übereinzustimmen. Somit kann im Vergleich mit der allgemein bekannten Bewegungssteuervorrichtung, wobei die Bremskraft von jedem Rad unabhängig gesteuert wird durch die Rückführregelung, um die Abweichung zu vermindern zwischen dem Fahrzeugsollverhaltensindex und dem Istverhaltensindex des Fahrzeugs, die Fahrzeugbewegung genauer und wirksamer gesteuert werden in Übereinstimmung mit dem Antriebsvorgang durch den Fahrer ohne Verursachen der Probleme, wie beispielsweise der Ansprechverzögerung und der Regelschwingung.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden beim Schritt 600 der Solllenkwinkel δti von jedem Rad, die Sollradlängskraft Fwxti bei den Radkoordinaten von jedem Rad und das Sollschlupfverhältnis Sti von jedem Rad berechnet, um die erzeugte Kraft von jedem Rad zu bestimmen auf die Sollerzeugungskraft Fxyti. Beim Schritt 710 und 720 wird die Sollradgeschwindigkeit Vrwti von jedem Rad berechnet auf der Grundlage des Sollschlupfverhältnisses Sti. Beim Schritt 730 wird die Sollradbeschleunigung Vrwdti von jedem Rad berechnet und das Solldrehmoment Twti von jedem Rad wird berechnet auf der Grundlage der Sollradlängskraft Fwxti und der Sollradbeschleunigung Vrwdti von jedem Rad. Somit im Vergleich mit dem Fall, wenn die Sollradbeschleunigung Vrwdti, die auf der Grundlage des Sollschlupfverhältnisses Sti von jedem Rad berechnet wird, nicht berücksichtigt wird, kann das Solldrehmoment Twti von jedem Rad genau berechnet werden.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das Sollantriebsdrehmoment Tet des Motors 10 als die Kraftquelle berechnet auf der Grundlage des Maximalwerts Twtmax der Antriebsseite des Solldrehmoments Twti von jedem Rad. Der Sollbremsdruck Pti wird berechnet auf der Grundlage der Maximalwerte Twtmax angesichts der anderen Räder (nicht die Räder mit dem maximalen Solldrehmoment) und der Solldrehmomente Twti der anderen Räder. Somit kann die erzeugte Kraft von jedem Rad einfach und genauer auf die Sollerzeugungskraft Fxyti gesteuert werden durch Steuern des Antriebsdrehmoments des Motors 10 auf das Sollantriebsdrehmoment Tet und des Bremsdruck Pi der anderen Räder auf den Sollbremsdruck Pti.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird beim Schritt 660 die Abweichung ΔFwyti zwischen der Sollradquerkraft Fwyti und dem Querkraftvoraussagewert Fwyati berechnet. Bei den Schritten 670 bis 690 wird der Solllenkwinkel δti des Rads auf den vorangegangenen Solllenkwinkel bestimmt, wenn die Abweichung ΔFwyti zwischen der Sollradquerkraft Fwyti und dem Querkraftvoraussagewert Fwyati geringer als der Referenzwert ist. Wenn die Abweichung ΔFwyti zwischen der Sollradquerkraft Fwyti und dem Querkraftvoraussagewert Fwyati gleich oder größer als der Referenzwert ist, wird der Solllenkwinkelkorrekturbetrag Δδti berechnet auf der Grundlage der Abweichung ΔFwyti und der Korrekturwert des vorangegangenen Solllenkwinkels, der mit dem Solllenkkorrekturbetrag Δδti korrigiert ist, wird ermittelt auf den Solllenkwinkel δti des Rads. Somit kann der Solllenkwinkel δti von jedem Rad genau berechnet werden ohne zu divergieren oder abzuweichen.
Zweites Ausführungsbeispiel
Fig. 6 zeigt eine Routine einer Lenkwinkelsteuerung und einer Brems- und Antriebssteuerung von jedem Rad einer Antriebssteuervorrichtung des Vierradfahrzeugs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gemäß Fig. 6 sind die selben Bezugszeichen bei den Transaktionen in Übereinstimmungen mit den Schritten von Fig. 2 vorgesehen.
Die Prozesse der Schritte 50 bis 250 und 600 bis 800 des zweiten Ausführungsbeispiels sind dieselben wie bei dem vorangegangenen ersten Ausführungsbeispiel. Beim Schritt 400 von Fig. 7, der nach dem Schritt 250 ausgeführt wird, werden eine resultierende Kraft Fm einer erzeugten Kraft (d. h. eine zweite Sollerzeugungskraft) von jedem Rad zum Erzielen nur des Sollgiermoments Mt des Fahrzeugs, eine Sollreferenzerzeugungskraft Fbxyti (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad und ein Korrekturkoeffizient Kr für die Sollreferenzerzeugungskraft von jedem Rad berechnet durch die Steuergrundsätze, die ermöglichen, dass die Sollerzeugungskraft Fxyt des Fahrzeugs genau verteilt wird proportional zu der Vertikallast von jedem Rad.
Beim Schritt 550 wird die Sollerzeugungskraft Fxyt von jedem Rad berechnet als das Produkt des Korrekturkoeffizienten Kr und der Sollreferenzerzeugungskraft Fbxyti gemäß der Gleichung 65. Dann schreitet die Routine zum Schritt 600 fort.
Fxyti = Kr.Fbxyti (65)
Beim Schritt 410, der eine Berechnungsroutine der resultierenden Kraft Fm der zweiten Sollerzeugungskraft von jedem Rad, der Fahrzeugso 27088 00070 552 001000280000000200012000285912697700040 0002010208418 00004 26969llreferenzerzeugungskraft Fbxyti und des Korrekturkoeffizienten Kr ist, wird ermittelt, ob das Produkt aus der Längsbeschleunigung Gx des Fahrzeugs und der Querbeschleunigung Gy des Fahrzeugs gleich 0 ist, d. h. ob eine oder beide aus der Längsbeschleunigung Gx des Fahrzeugs und der Querbeschleunigung Gy des Fahrzeugs gleich 0 sind. Wenn ermittelt wird, dass das Produkt der Längsbeschleunigung Gx und der Querbeschleunigung Gy nicht gleich 0 ist, schreitet die Routine zum Schritt 450 fort. Wenn ermittelt wird, dass das Produkt der Längsbeschleunigung Gx und der Querbeschleunigung Gy gleich 0 entspricht, schreitet die Routine zum Schritt 420 fort.
Beim Schritt 420 werden Räder j, bei denen der Vektor der Raderzeugungskraft sich dreht, bestimmt zu fl, fr, rl und rr, sodass das Rad, das das Sollgiermoment Mt des Fahrzeugs durch eine Vektordrehung der Raderzeugungskraft erzielt, als das rechte und linke Vorderrad und rechte und linke Hinterrad bestimmt wird. Wenn die Räder j, bei denen der Vektor der Raderzeugungskraft sich dreht, mit dem rechten Vorderrad fr und dem linken Hinterrad rl übereinstimmen, wie in Fig. 11 gezeigt ist, wird ein Winkel Θj (d. h. j = fl, fr, rl, rr), der mit dem Vektor der Sollerzeugungskraft FxytOi von jedem Rad und einer Linie gebildet ist, die den Aufstandspunkt Pzi von jedem Rad und dem Schwerpunkt 90 des Fahrzeugs verbindet, gemäß den Gleichungen 66 bis 69 berechnet.
Θfl = tan-1 |FxtOfl/FytOfl|- tan-1|2Lf/Tr| (66)
Θfr = tan-1 |FxtOfr/FytOfr|- tan-1|2Lf/Tr| (67)
Θrl = tan-1 |FxtOrl /FytOrl|- tan-1|2Lf/Tr| (68)
Θrr = tan-1 |FxtOrr/FytOrr|- tan-1|2Lf/Tr| (69)
Beim Schritt 430 gemäß Gleichung 70 eine resultierende Kraft zum Erzeugen nur des Sollgiermoments Mt des Fahrzeugs, d. h. die resultierende Kraft Fm einer zweiten Sollerzeugungskraft der 4 Räder, die beim Schritt 420 bestimmt sind.
Beim Schritt 440 wird die Sollreferenzerzeugungskraft Fbxyti j (d. h. i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad gemäß den Gleichungen 71 bis 74 berechnet.
Fbxytfl = (FxytOfl2 + Fm2)1/2 (71)
Fbxytfr = (FxytOfr2 + Fm2)1/2 (72)
Fbxytrl = (FxytOrl2 + Fm2)1/2 (73)
Fbxytrr = (FxytOrr2 + Fm2)1/2 (74)
Beim Schritt 450 wird bestimmt, ob das Produkt aus der Längsbeschleunigung Gx des Fahrzeugs und der Querbeschleunigung Gy des Fahrzeugs Gy einen positiven Wert hat. Wenn ermittelt wird, dass das Produkt aus der Längsbeschleunigung Gx des Fahrzeugs und der Querbeschleunigung Gy einen negativen Wert hat, schreitet die Routine zum Schritt 490 fort. Wenn ermittelt wird, dass das Produkt aus der Längsbeschleunigung Gx des Fahrzeugs und der Querbeschleunigung Gy einen positiven Wert hat, schreitet die Routine zum Schritt 460 fort. Die Längsbeschleunigung und die Querbeschleunigung des Fahrzeugs, die als ein Produkt angewandt werden bei den Schritten 410 und 450, können geschätzt werden auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx oder die Solllängsbeschleunigung Gxt und die Sollquerbeschleunigung Gyt können als das Produkt angewandt werden.
Beim Schritt 460 werden die Räder j, bei denen der Vektor der Raderzeugungskraft sich dreht, als das linke Vorderrad fl und das rechte Hinterrad rr bestimmt, sodass das Rad zum Erzielen des Sollgiermoments Mt des Fahrzeugs durch die Vektordrehung der Raderzeugungskraft bestimmt ist als das linke Vorderrad und das rechte Hinterrad. Räder k, bei denen der Vektor der Raderzeugungskraft sich nicht dreht, werden bestimmt als das rechte Vorderrad fr und das linke Hinterrad rl. Der Winkel Θj (d. h. j = fl, rr), der gebildet ist mit der Sollerzeugungskraft FxytOfl und FxytOrr des linken Vorderrads und des rechten Hinterrads und der Linie, die den Aufstandspunkt Pzfl, Pzrr des linken Vorderrads und des rechten Hinterrads und den Schwerpunkt 90 jeweils verbindet, wird gemäß den vorangegangenen Gleichungen 66 und 69 berechnet.
Beim Schritt 470 wird die resultierende Kraft Fm zum Erzeugen des Sollgiermoments Mt des Fahrzeugs, d. h. die resultierende Kraft der zweiten Sollerzeugungskraft des linken Vorderrads und des rechten Hinterrads gemäß der vorangegangenen Gleichung 70 berechnet. Beim Schritt 480 wird die Sollreferenzerzeugungskraft Fbxyti von jedem Rad gemäß den Gleichungen 75 bis 78 berechnet.
Fbxytfl = (FxytOfl2 + Fm2)1/2 (75)
Fbxytfr = FxytOfr (76)
Fbxytrl = FxytOrl (77)
Fbxytrr = (FxytOrr2 + Fm2)1/2 (78)
Beim Schritt 490 werden die Räder j, bei denen der Vektor der Raderzeugungskraft sich dreht, als das rechte Vorderrad fr und das linke Hinterrad rl bestimmt und die Räder k, bei denen der Vektor der Raderzeugungskraft sich nicht dreht, als das linke Vorderrad und das rechte Hinterrad bestimmt, sodass das Rad zum Erzielen des Sollgiermoments Mt des Fahrzeugs durch die Vektordrehung der Raderzeugungskraft bestimmt ist als das rechte Vorderrad und das linke Hinterrad. Der Winkel Θj (d. h. j = fr, rl), der gebildet ist mit dem Vektor der Sollerzeugungskraft FxytOfr und FxytOrl des rechten Vorderrads und des linken Hinterrads und der Linie, die den Aufstandspunkt Pzfr, Pzrl des rechten Vorderrads und des linken Hinterrads und den Schwerpunkt 90 jeweils verbindet, wird gemäß den vorangegangenen Gleichungen 67 und 68 berechnet.
Beim Schritt 500 wird die resultierende Kraft Fm zum Erzeugen des Sollgiermoments Mt des Fahrzeugs, d. h. die resultierende Kraft der zweiten Sollerzeugungskraft des rechten Vorderrads und des linken Hinterrads gemäß der vorangegangenen Gleichung 70 berechnet. Beim Schritt 510 wird die Sollreferenzerzeugungskraft Fbxyti von jedem Rad gemäß den Gleichungen 79 bis 82 berechnet.
Fbxytfl = FxytOfl (79)
Fbxytfr = (FxytOfr2)1/2 (80)
Fbxytrl = (FxytOrl2)1/2 (81)
Fbxytrr = FxytOrr (82)
Wenn bei den Schritten 430, 470, 500 der Absolutwert der resultierenden Kraft Fm größer als der Absolutwert eines Minimalwerts FxytOmin der ersten Erzeugungskraft FxytOi der Räder beim Schritt 420 ist, kann die resultierende Kraft Fm nicht erzielt werden, selbst wenn der Vektor des Minimalwerts FxytOmin der ersten Sollerzeugungskraft sich dreht. Somit wird die resultierende Kraft Fm auf den Minimalwert FxytOmin der ersten Sollerzeugungskraft FxytOi des Rads bestimmt.
Beim Schritt 520 wird der Korrekturbetrag Kr als ein Wert berechnet, der die Gleichung 83 erfüllt.
Somit werden gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beim Schritt 400 die resultierende Kraft Fm der zweiten Sollerzeugungskraft zum Erzielen nur des Sollgiermoments Mt des Fahrzeugs, der Sollreferenzerzeugungskraft Fbxyti von jedem Rad und der Korrekturkoeffizient Kr für die Sollreferenzerzeugungskraft von jedem Rad berechnet durch die Regelgrundsätze zum Verteilen der Sollerzeugungskraft Fxyt auf das Fahrzeug genau proportional zu der Vertikallast von jedem Rad. Beim Schritt 550 wird die Sollerzeugungskraft Fxyti von jedem Rad als das Produkt aus dem Korrekturkoeffizienten Kr und der Sollreferenzerzeugungskraft Fbxyti berechnet.
Da die Sollerzeugungskraft Fxyti von jedem Rad berechnet wird, um genau proportional zu der Vertikallast von jedem Rad zu sein, d. h. um genau proportional zu der Größe des Reibungskreises von jedem Rad zu sein, kann die Grenze gegenüber der Kraft maximiert werden, die jedes Rad erzeugen kann. Somit kann die Krafterzeugungseigenschaft von jedem Rad maximiert werden.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden bei den Schritten 410, 420, 450, 460, 490 zwei Räder zum wirksamen Erzielen des Sollgiermoments Mt des Fahrzeugs durch die Vektordrehung der Raderzeugungskraft bestimmt auf der Grundlage des Vorzeichens des Produkts der Längsbeschleunigung Gx des Fahrzeugs mit der Querbeschleunigung Gy des Fahrzeugs, d. h. auf der Grundlage der Richtung der Sollerzeugungskraft Fxyt des Fahrzeugs. Bei den Schritten 430, 470, 500 wird die resultierende Kraft Fm der zweiten Sollerzeugungskraft zum Erzeugen nur des Sollgiermoments Mt angesichts der bestimmten Räder berechnet. Des weiteren wird beim Schritt 440, 480, 510 die Sollreferenzerzeugungskraft Fbxyt berechnet auf der Grundlage der resultierenden Kraft der ersten Sollerzeugungskraft FxytOi und die zweite Sollerzeugungskraft von jedem Rad wird berechnet. Beim Schritt 550 wird die Sollerzeugungskraft Fxyti von jedem Rad berechnet durch Korrigieren der Stärke der Sollreferenzerzeugungskraft Fbxyti durch den Korrekturkoeffizienten Kr.
Im Vergleich mit dem Fall, wenn die resultierende Kraft Fm der zweiten Sollerzeugungskraft angesichts eines Rads oder aller Räder ungeachtet der Richtung der Sollerzeugungskraft Fxyt des Fahrzeugs, wobei die Richtungen der Sollerzeugungskraft Fxyt aller Räder unterschiedlich sind von der Richtung der Sollerzeugungskraft Fxyt des Fahrzeugs, wird gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Richtung der Sollerzeugungskraft Fxyt der beiden anderen Räder als den bestimmten Rädern bestimmt, um identisch mit der Richtung der Sollerzeugungskraft Fxyt des Fahrzeugs zu sein. Somit wird im Vergleich mit dem Fall, wenn die resultierende Kraft Fm der zweiten Sollerzeugungskraft angesichts eines Rads oder aller Räder berechnet wird, die Kraft, die leerlaufend die Fahrzeugkarrosserie des Fahrzeugs als interne Belastung beeinflusst, vermindert.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, da die Transaktionen der Schritte 50 bis 250 und 600 bis 800 auf ähnliche Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt werden, können dieselben Betriebswirkungen wie beim ersten Ausführungsbeispiel erzielt werden, die durch diese Transaktionen erhalten werden.
Obwohl die spezifischen Ausführungsbeispiele präsentiert sind im Vorangegangenen, ist die vorliegenden Erfindung nicht auf die vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Obwohl beispielsweise gemäß den vorangegangenen Ausführungsbeispielen das Fahrzeug 12 den Motor 10 als die Kraftquelle umfasst und den Antriebsstrang zum Übertragen des Antriebsdrehmoments der Kraftquelle auf jedes Rad mit einem vorgegebenen Verteilungsverhältnis und der Brems- und Antriebskraftregler den Antriebskraftregler (d. h. den Motorregler 26) umfasst zum vollständigen Steuern der Antriebskraft aller Räder durch Steuern des Antriebsdrehmoments des Motors 10 und den Bremskraftregler (d. h. die Bremsvorrichtung 42 und die ECU 50), die unabhängig die Bremskraft von jedem Rad steuern kann, kann der Antriebskraftregler unabhängig die Antriebskraft von jedem Rad steuern und der Bremskraftregler kann unabhängig die Bremskraft von jedem Rad steuern durch Aufbauen des Fahrzeugs als ein Fahrzeug mit einem Motor in jedem Rad integriert.
Obwohl gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel jedes Rad gelenkt wird durch variables Steuern der wirksamen Länge der Zugstange 58R, 58L, 68R, 68L der Hydraulikdrucklenkhilfevorrichtung 56, 66 jeweils durch die Stellglieder 60R, 60L, 70R, 70L, kann jedes Rad gelenkt werden durch die Lenkvorrichtung, die unabhängig für jedes Rad vorgesehen ist.
Obwohl gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sowohl die Summe der zweiten Sollerzeugungskraft ΔFxytfr und ΔFxytfl des rechten und linken Vorderrads als auch die Summe der zweiten Sollerzeugungskraft ΔFxytrr und ΔFxytrl des rechten und linken Hinterrads zum Erzielen nur des Sollgiermoments Mt des Fahrzeugs ΔFxyt, ΔFxytf (d. h. die Summe der zweiten Sollerzeugungskraft ΔFxytfr, ΔFxytfl des rechten und linken Vorderrads) und ΔFxytr (d. h. die Summe der zweiten Sollerzeugungskraft ΔFxytrl und ΔFxytrr des rechten und linken Hinterrads) übereinstimmen, können sie als unterschiedliche Werte voneinander berechnet werden solange wie ΔFxytf und ΔFxytr eine vorgegebene Beziehung aufrecht erhalten.
Beispielsweise kann ein Verhältnis von ΔFxytf, das die Summe der zweiten Sollerzeugungskraft der Vorderräder gegenüber dem ΔFxytr, das die Summe der zweiten Sollerzeugungskraft der Hinterräder ist, bestimmt werden, um einem Verhältnis des Abstands Lr in der Längsrichtung des Fahrzeugs zwischen dem Schwerpunkt des Fahrzeugs und der Hinterradachse gegenüber dem Abstand Lf in der Längsrichtung des Fahrzeugs zwischen dem Schwerpunkt des Fahrzeugs und der Vorderradachse zu entsprechen (d. h. ΔFxytf : ΔFxytr = Lr : Lf).
Dabei werden die Gleichungen 84 und 85 folgendermaßen angewandt:
Mt = Iy.γtd = {(Fzfr.Dfr + Fzfl.Dfl)/(Fzfr + Fzfl)}.ΔFxytf +
{(Fzrr.Drr +Fzrl.Drl)/(Fzrr + Fzrl)}.
ΔFxytr = {(Fzfr.Dfr + Fzfl.Dfl)/(Fzfr + Fzfl)} +
{(Fzrr.Drr + Fzrl.Drl)/(Fzrr + Fzrl)}.(L/Lr) ΔFxytf (84)
Km = {(Fzfr.Dfr + Fzfl)/(Fzfr + Fzfl)} + {(Fzrr.Drr + Fzrl)/(Fzrr + Fzrl)}.(L/Lr) (85)
Demgemäß wird die zweite Sollerzeugungskraft ΔFxyti (i = fl, fr, rl, rr) von jedem Rad nur zum Erzielen des Sollgiermoments Mt des Fahrzeugs gemäß den Gleichungen 86 bis 89 berechnet.
ΔFxytfl = {Fzfl/(Fzfr + Fzfl)}.ΔFxytf = {Fzfl/(Fzfr + Fzfl)}.Iy.γtd/Km (86)
ΔFxytfr = {Fzfr/(Fzfr + Fzfl)}.ΔFxytr = {Fzfr/(Fzfr + Fzfl)}.Iy.γtd/Km (87)
ΔFxytrl = - {Fzrl/(Fzrr + Fzrl)}.ΔFxytr = - {Fzrl/(Fzrr + Fzrl)}.Iy.γtd(L/Lr)/Km (88)
ΔFxytrr = - {Fzrr/(Fzrr + Fzrl)}.ΔFxytr = - {Fzrr/(Fzrr + Fzrl)}.Iy.γtd(L/Lr)/Km (89)
Gemäß der Antriebssteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung werden die Solllängskraft des Fahrzeugs, die Sollquerkraft des Fahrzeugs und das Sollgiermoment des Fahrzeugs berechnet auf der Grundlage des Lenkbetätigungsbetrags, des Antriebskraftbetätigungsbetrags und des Bremskraftbetätigungsbetrags durch den Fahrer und der Lenkwinkel und das Brems- und Antriebsdrehmoment von jedem Rad werden gesteuert zum Erzielen der Fahrzeugsolllängskraft, der Fahrzeugsollquerkraft und des Fahrzeugsollgiermoments durch die Erzeugungskraft von jedem Rad. Somit kann im Vergleich mit dem Fall, wenn nur die Brems- und Antriebskraft von jedem Rad gesteuert werden, der Steuerbereich der Stärke der Erzeugungskraft und die Richtung von jedem Rad erweitert werden, um auf wirksame Weise auf die Eigenschaft des Rads (Reifen) angewandt zu werden und somit kann die Fahrzeugbewegung genau gesteuert werden in Übereinstimmung mit dem Antriebsvorgang des Fahrers, um die Fahrzeugfahrbarkeit zu verbessern.
Gemäß der Antriebssteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung durch Regeln im offenen Regelkreis des Lenkwinkels und der Brems- und Antriebskraft von jedem Rad, sodass die Erzeugungskraft von jedem Rad bestimmt wird, um die entsprechende Sollerzeugungskraft zu sein, werden die Längskraft, die Querkraft und das Giermoment des Fahrzeugs auf die Solllängskraft, die Sollquerkraft und das Sollgiermoment des Fahrzeugs gesteuert. Somit im Vergleich mit dem Fall, wenn die allgemein bekannte Antriebssteuervorrichtung, wobei die Brems- und Antriebskraft von jedem Rad unabhängig gesteuert werden durch die Rückführregelung, sodass die Abweichung zwischen dem Fahrzeugsollverhaltensindex und dem Istfahrzeugverhaltensindex vermindert wird, kann die Fahrzeugbewegung genau und wirksam gesteuert werden in Übereinstimmung mit dem Antriebsvorgang durch den Fahrer gemäß der Antriebssteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung.
Gemäß der Antriebssteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung stimmt die Richtung der resultierenden Kraft der Sollerzeugungskraft von jedem Rad mit der Richtung der resultierenden Kraft der Fahrzeugsolllängskraft und der Fahrzeugsollquerkraft überein und die Stärke und die Richtung der Fahrzeugsollerzeugungskraft von jedem Rad werden bestimmt zum Erzielen der Fahrzeugsolllängskraft, der Fahrzeugsollquerkraft und des Fahrzeugsollgiermoments durch die resultierende Kraft der Sollerzeugungskraft von jedem Rad. Somit werden die Stärke und die Richtung der Sollerzeugungskraft von jedem Rad ermittelt, um auf wirksame Weise die Fahrzeugsolllängskraft, die Fahrzeugsollquerkraft und das Fahrzeugsollgiermoment zu erzielen durch die Sollerzeugungskraft von jedem Rad. Somit wird der Teil der Kraft verhindert, der erzeugt wird durch jedes Rad, das auf leerlaufende Weise die Fahrzeugkarrosserie als interne Belastung beeinflusst, wodurch die stabile Bewegungseigenschaft des Fahrzeugs erzielt wird durch wirksameres Anwenden der erzeugten Kraft durch jedes Rad.
Da gemäß der Antriebssteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung die Sollerzeugungskraft von jedem Rad berechnet wird als die Summe aus der ersten Sollerzeugungskraft von jedem Rad (zum Erzielen der Fahrzeugsolllängskraft und der Fahrzeugsollquerkraft) ohne Erteilen des Sollgiermoments an das Fahrzeug und der zweiten Sollerzeugungskraft von jedem Rad (zum Erzielen nur des Sollgiermoments), kann die Sollerzeugungskraft von jedem Rad berechnet werden, um auf sichere Weise die Solllängskraft, die Sollquerkraft und das Sollgiermoment des Fahrzeugs zu erzielen.
Gemäß der Antriebssteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die zweite Sollerzeugungskraft von jedem Rad zum Erzielen des Sollgiermoments berechnet werden ohne stark von der Beziehung abzuweichen, dass die Richtung der resultierenden Kraft der Sollerzeugungskraft von jedem Rad mit der Richtung der resultierenden Kraft der Solllängskraft des Fahrzeugs und der Fahrzeugsollquerkraft übereinstimmt und ohne stark von der Beziehung abzuweichen, dass die Sollerzeugungskraft von jedem Rad proportional zu der Vertikallast von jedem Rad ist.
Gemäß der Antriebssteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Sollerzeugungskraft von jedem Rad zum Erzielen der Fahrzeugsolllängskraft, der Sollquerkraft und des Sollgiermoments genau berechnet werden ohne stark von der Beziehung abzuweichen, dass die resultierende Kraft der Sollerzeugungskraft von jedem Rad mit der Richtung der resultierenden Kraft der Fahrzeugsollquerkraft und der Fahrzeugsolllängskraft abweicht und die Sollerzeugungskraft von jedem Rad vollständig proportional zu der Vertikallast von jedem Rad ist.
Da gemäß der Antriebssteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung eines aus dem linken und rechten Rad, das eine größere Armlänge des Giermoments um den Schwerpunkt des Fahrzeugs herum hat durch die zweite Sollerzeugungskraft, als ein Rad bestimmt wird, das geeignet ist zum wirksamen Erzeugen der zweiten Sollerzeugungskraft, kann die Stärke der zweiten Sollerzeugungskraft vermindert werden im Vergleich mit dem Fall, wobei das andere Rad bestimmt ist. Somit kann der Korrekturbetrag für die Fahrzeugsollerzeugungskraft des bestimmten Rads und für die Sollerzeugungskraft des Rads, das nicht bestimmt ist, klein sein.
Gemäß der Antriebssteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Richtung der Sollerzeugungskraft der Räder, die nicht bestimmt sind, genau mit der Richtung der resultierenden Kraft der Fahrzeugsolllängskraft und der Sollquerkraft übereinstimmen. Somit kann im Vergleich mit dem Fall, wobei die Richtungen der Sollerzeugungskraft aller Räder unterschiedlich sind von der resultierenden Kraft der Solllängskraft und der Sollquerkraft durch Bestimmen eines Rads oder aller Räder, die Sollerzeugungskraft von jedem Rad einfacher berechnet werden und die Kraft, die erzeugt wird durch die Räder, um das Fahrzeug leerlaufend als interne Belastung zu beeinflussen, kann beträchtlich vermindert werden.
Gemäß der Antriebssteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann das Sollbrems- und Antriebsdrehmoment von jedem Rad und der Solllenkwinkel von jedem Rad zum Erzielen der Sollerzeugungskraft von jedem Rad genau berechnet werden und der Solllenkwinkel von jedem Rad kann genau berechnet werden ohne zu divergieren oder abzuweichen.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Regler ausgeführt mit einem Allzweckprozessor. Es wird durch den Fachmann anerkannt, dass die Regler ausgeführt werden können unter Verwendung eines einzelnen speziellen integrierten Schaltkreises (beispielsweise eines ASIC) mit einem Haupt- oder Zentralprozessorbereich für eine gesamte Systemsteuerung und separate Bereiche, die bestimmt sind zum Durchführen verschiedener unterschiedlicher spezifischer Berechnungen, Funktionen und anderer Prozesse unter der Steuerung des Zentralprozessorbereichs. Der Regler kann eine Vielzahl an separat bestimmten oder programmierbaren integrierten oder anderer elektronischer Schaltkreise oder Vorrichtungen sein (beispielsweise Hardwareelektronik oder logische Schaltkreise wie beispielsweise diskrete Elementschaltkreise oder programmierbare logische Vorrichtungen wie beispielsweise PLDs, PLAs, PALs oder dergleichen). Die Regler können geeignet programmiert werden für die Verwendung mit einem Allzweckcomputer, beispielsweise einem Mikroprozessor, einem Mikroregler oder anderer Prozessorvorrichtungen (CPU oder MPU) entweder allein oder im Zusammenhang mit einer oder mehrerer Peripheriedaten und Signalverarbeitungsvorrichtungen (beispielsweise integrierte Schaltkreise). Beispielsweise kann eine beliebige Vorrichtung oder Baugruppe von Vorrichtungen verwendet werden, auf der eine finite Zustandsmaschine als der Regler verwendet werden kann, die die hier beschriebenen Prozeduren ausführen kann. Eine Verteilungsprozessorarchitektur kann verwendet werden für eine maximale Datensignalverarbeitungsfähigkeit und Geschwindigkeit. Somit können der erste, zweite und dritte Regler, auf die hier Bezug genommen wird, separate Prozessoren oder ein einzelner Prozessor sein.
Eine Antriebssteuervorrichtung, die eine Solllängskraft Fxt, eine Sollquerkraft Fyt und ein Sollgiermoment Mt eines Fahrzeugs berechnet (S100, 150), berechnet eine erste Sollerzeugungskraft FxtOi (S200, 250) von jedem Rad zum Erzielen der Solllängskraft Fxt und der Sollquerkraft Fyt ohne Erteilen eines Giermoments an das Fahrzeug, berechnet (S300) eine zweite Sollerzeugungskraft ΔFxyti von jedem Rad zum Erzielen nur des Sollgiermoments Mt des Fahrzeugs und berechnet (S350) eine Sollerzeugungskraft Fxyti von jedem Rad als eine Summe aus der ersten Sollerzeugungskraft FxytOi und der zweiten Sollerzeugungskraft ΔFxyti. Die Antriebssteuervorrichtung berechnet (S600) einen Solllenkwinkel δti von jedem Rad, eine Sollradlängskraft Fwxti und ein Sollschlupfverhältnis Sti zum Erzielen einer Sollerzeugungskraft Fxyt, berechnet (S700) einen Sollbremsdruck Pti von jedem Rad und ein Sollantriebsdrehmoment Tet eines Motors und steuert (S800) einen Lenkwinkel von jedem Rad auf den Solllenkwinkel δti und ein abgegebenes Drehmoment des Motors 10 auf das Sollantriebsdrehmoment Tet und eine Bremskraft von jedem Rad auf den Sollbremsdruck Pti. Durch Steuern der Erzeugungskraft von jedem Rad, während der Lenkwinkel von jedem Rad ein Gegenstand der Steuerung ist, wird die Fahrbarkeit des Fahrzeugs im Vergleich mit bekannten Antriebssteuervorrichtungen verbessert.
Während die Erfindung beschrieben ist unter Bezugnahme auf das, was ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele sind, ist es verständlich, dass die Erfindung nicht auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele oder Bauweisen beschränkt ist. Im Gegensatz ist beabsichtigt, dass die Erfindung verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungen abdeckt. Während außerdem die verschiedenen Elemente der bevorzugten Ausführungsbeispiele in verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen gezeigt sind, die beispielhaft sind, liegen andere Kombinationen und Konfigurationen einschließlich mehr, weniger oder nicht einem Element auch innerhalb dem Kern und Umfang der Erfindung.
Eine Antriebssteuervorrichtung, die eine Solllängskraft Fxt, eine Sollquerkraft Fyt und ein Sollgiermoment Mt eines Fahrzeugs berechnet (S100, 150), berechnet eine erste Sollerzeugungskraft FxtOi (S200, 250) von jedem Rad zum Erzielen der Solllängskraft Fxt und der Sollquerkraft Fyt ohne Erteilen eines Giermoments an das Fahrzeug, berechnet (S300) eine zweite Sollerzeugungskraft ΔFxyti von jedem Rad zum Erzielen nur des Sollgiermoments Mt des Fahrzeugs und berechnet (S350) eine Sollerzeugungskraft Fxyti von jedem Rad als eine Summe aus der ersten Sollerzeugungskraft FxytOi und der zweiten Sollerzeugungskraft ΔFxyti. Die Antriebssteuervorrichtung berechnet (S600) einen Solllenkwinkel δti von jedem Rad, eine Sollradlängskraft Fwxti und ein Sollschlupfverhältnis Sti zum Erzielen einer Sollerzeugungskraft Fxyt, berechnet (S700) einen Sollbremsdruck Pti von jedem Rad und ein Sollantriebsdrehmoment Tet eines Motors und steuert (S800) einen Lenkwinkel von jedem Rad auf den Solllenkwinkel δti und ein abgegebenes Drehmoment des Motors 10 auf das Sollantriebsdrehmoment Tet und eine Bremskraft von jedem Rad auf den Sollbremsdruck Pti. Durch Steuern der Erzeugungskraft von jedem Rad, während der Lenkwinkel von jedem Rad ein Gegenstand der Steuerung ist, wird die Fahrbarkeit des Fahrzeugs im Vergleich mit bekannten Antriebssteuervorrichtungen verbessert.

Claims (45)

1. Antriebssteuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuervorrichtung folgendes aufweist:
eine Lenkwinkelsteuereinrichtung (52, 62, 64) zum unabhängigen Steuern eines Lenkwinkels von jedem Rad (34FR, 34FL, 40RR, 40RL),
eine Brems- und Antriebskraftsteuereinrichtung (10, 26, 42, 50) zum unabhängigen Steuern einer Brems- und Antriebskraft von jedem Rad (34FR, 34FL, 40RR, 40RL),
eine Lenkerfassungseinrichtung (82) zum Erfassen eines Lenkbetätigungsbetrags durch einen Fahrer des Fahrzeugs,
eine Antriebskrafterfassungseinrichtung zum Erfassen eines Antriebsbetätigungsbetrags durch den Fahrer,
eine Bremskrafterfassungseinrichtung (80) zum Erfassen eines Bremsbetätigungsbetrags durch den Fahrer, eine Fahrzeugsollzustandsvariablenberechnungseinrichtung (50) zum Berechnen einer Fahrzeugsolllängskraft (Fxt), einer Fahrzeugsollquerkraft (Fyt) und eines Fahrzeugsollgiermoments (Mt) auf der Grundlage des erfassten Lenkbetätigungsbetrags, des erfassten Antriebskraftbetätigungsbetrags und des erfassten Bremskraftbetätigungsbetrags,
eine Fahrzeugsollerzeugungskraftberechnungseinrichtung (50) zum Berechnen einer Sollerzeugungskraft von jedem Rad auf der Grundlage der Solllängskraft, der Sollquerkraft und des Sollgiermoments,
eine Fahrzeugsollsteuerbetragsberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Solllenkwinkels (δt) und eines Sollbrems- und Antriebsdrehmoments von jedem Rad auf der Grundlage der Sollerzeugungskraft von jedem Rad,
und eine Steuereinrichtung (50) zum Steuern der Lenkwinkelsteuereinrichtung (52, 62, 64) und der Brems- und Antriebskraftsteuereinrichtung (10, 26, 42, 50), so dass ein Lenkwinkel und ein Brems- und Antriebsdrehmoment von jedem Rad bestimmt werden auf den Solllenkwinkel und das Sollbrems- und Antriebsdrehmoment jeweils.
2. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsollerzeugungskraftberechnungseinrichtung (50) eine Richtung und die Stärke einer Sollerzeugungskraft (Fxyt) von jedem Rad bestimmt, so dass eine Richtung einer resultierenden Kraft der Sollerzeugungskraft von jedem Rad mit einer Richtung einer resultierenden Kraft der Fahrzeugsollquerkraft (Fyt) und der Fahrzeugsolllängskraft (Fxt) übereinstimmt, und dass die Fahrzeugsolllängskraft, die Fahrzeugsollquerkraft und das Fahrzeugsollgiermoment (Mt) durch die resultierende Kraft der Sollerzeugungskraft von jedem Rad erzielt werden.
3. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsollerzeugungskraftberechnungseinrichtung (50) des weiteren eine erste Sollerzeugungskraftberechnungseinrichtung aufweist zum Berechnen einer ersten Sollerzeugungskraft (Fxyt0) von jedem Rad zum Erzielen der Fahrzeugsollquerkraft und der Fahrzeugsolllängskraft ohne Erteilen des Sollgiermoments (Mt) an ein Fahrzeug (12) und eine zweite Sollerzeugungskraftberechnungseinrichtung (50) zum Berechnen einer zweiten Sollerzeugungskraft (ΔFxyt) von jedem Rad zum Erzielen nur des Sollgiermoments (Mt) und die Sollerzeugungskraft (Fxyt0) von jedem Rad berechnet als eine Summe aus der ersten Sollerzeugungskraft (Fxyt0) und der zweiten Sollerzeugungskraft (ΔFxyt).
4. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (12) des weiteren ein linkes und rechtes Vorderrad (34FR, 34FL) und ein linkes und rechtes Hinterrad (40RR, 40RL) aufweist, wobei die Fahrzeugsollerzeugungskraftberechnungseinrichtung (50) des weiteren eine Einrichtung aufweist zum Erhalten einer Vertikallast (Fz) von jedem Rad, wobei die erste Sollerzeugungskraftberechnungseinrichtung (50) die erste Sollerzeugungskraft (Fxyt0) von jedem Rad berechnet durch Verteilen der resultierenden Kraft aus der Fahrzeugsolllängskraft (Fxt) und der Fahrzeugsollquerkraft (Fyt) auf jedes Rad proportional zu der Vertikallast von jedem Rad, und wobei zweite Sollerzeugungskraftberechnungseinrichtung (50) des weiteren eine Einrichtung (50) aufweist zum Berechnen einer Giermomenterzeugungskraft (ΔFxytf) der Vorderräder als eine Summe aus einer Kraft, die erzeugt werden soll durch das rechte und linke Vorderrad zum Erzielen nur des Sollgiermoments (Mt) auf der Grundlage einer Richtung einer resultierenden Kraft (Fm) der Fahrzeugsollquerkraft (Fyt) und der Fahrzeugsolllängskraft (Fxt) und dem Sollgiermoment (Mt) und zum Berechnen einer Giermomenterzeugungskraft (ΔFxytr) der Hinterräder, die eine vorgegebene Beziehung hat gegenüber der Giermomenterzeugungskraft des Vorderrads als eine Summe aus einer Kraft, die erzeugt werden soll durch das rechte und linke Hinterrad, und eine Einrichtung (50) zum Berechnen der zweiten Sollerzeugungskraft von jedem Rad durch Verteilen der Giermomenterzeugungskraft des Vorderrads, die proportional ist zu der Vertikallast (Fz) des rechten und linken Vorderrads, und durch Verteilen der Giermomenterzeugungskraft des Hinterrads proportional zu der Vertikallast (Fz) des rechten und linken Hinterrads.
5. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Giermomenterzeugungskraft (ΔFxytf) des Vorderrads und die Giermomenterzeugungskraft (ΔFxytr) des Hinterrads den selben Wert haben (ΔFxyt).
6. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen einem Schwerpunkt (90) des Fahrzeugs und einer Vorderradachse in einer Fahrzeuglängsrichtung als Lf bestimmt ist, und ein Abstand zwischen dem Schwerpunkt des Fahrzeugs und einer Hinterradachse in der Fahrzeuglängsrichtung als Lr bestimmt ist, und dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis der Giermomenterzeugungskraft der Vorderräder gegenüber der Giermomenterzeugungskraft der Hinterräder gleich Lr/Lf entspricht.
7. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erhalten der Vertikallast (Fz) von jedem Rad die Vertikallast (Fz) von jedem Rad berechnet als eine Annahme auf der Grundlage einer Masse des Fahrzeugs, einer Fahrzeuglängsbeschleunigung und einer Fahrzeugquerbeschleunigung.
8. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Fahrzeugsollerzeugungskraftberechnungseinrichtung (50) des weiteren eine Einrichtung aufweist zum Erhalten der Vertikallast (Fz) von jedem Rad,
wobei die erste Sollerzeugungskraftberechnungseinrichtung (50) die erste Sollerzeugungskraft (Fxyt0) von jedem Rad berechnet durch Verteilen der resultierenden Kraft aus der Fahrzeugsolllängskraft (Fxt) und der Fahrzeugsollquerkraft (Fxy), die proportional zu der Vertikallast (Fzi) von jedem Rad ist,
wobei die zweite Sollerzeugungskraftberechnungseinrichtung (50) des weiteren eine Radbestimmungseinrichtung (50) aufweist zum Bestimmen eines Rads, das geeignet ist zum wirksamen Erzeugen der zweiten Sollerzeugungskraft (ΔFxyt) auf der Grundlage der Fahrzeugsolllängskraft und der Fahrzeugsollquerkraft,
und eine Einrichtung zum Berechnen der zweiten Sollerzeugungskraft als eine Kraft, die eine vertikale Richtung hat gegenüber der ersten Sollerzeugungskraft (Fxyt0) angesichts des bestimmten Rads,
wobei die Fahrzeugsollerzeugungskraftberechnungseinrichtung (50) des weiteren eine Einrichtung aufweist zum Ermitteln der Sollerzeugungskraft (Fxyt) des bestimmten Rads auf die resultierende Kraft aus der ersten Sollerzeugungskraft und der zweiten Sollerzeugungskraft,
eine Einrichtung zum Ermitteln der Sollerzeugungskraft des Rads, das nicht bestimmt ist, auf die entsprechende erste Sollerzeugungskraft,
und eine Einrichtung zum Korrigieren der Stärke der Sollerzeugungskraft des Rads, das nicht bestimmt ist, und der Sollerzeugungskraft des bestimmten Rads, so dass die resultierende Kraft der Sollerzeugungskraft des bestimmten Rads und der Sollerzeugungskraft des Rads, das nicht bestimmt ist, die Fahrzeugsollquerkraft (Fwyt) und die Fahrzeugsolllängskraft (Fwxt) erzielt.
9. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugbestimmungseinrichtung (50) eines aus dem rechten und linken Rad bestimmt, das eine längere Armlänge (D) des Giermoments um den Schwerpunkt (90) des Fahrzeugs herum hat durch die zweite Sollerzeugungskraft als ein Rad, das geeignet ist zum wirksamen Erzeugen der zweiten Sollerzeugungskraft (ÄFxyt).
10. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (12) einem Vierradfahrzeug entspricht mit einem rechten und linken Vorderrad (34FR, 34FL) und einem linken und rechten Hinterrad (40RR, 40RL), und wobei die Fahrzeugbestimmungseinrichtung (50) zwei Räder bestimmt, das linke Vorderrad und das rechte Hinterrad oder das rechte Vorderrad und das linke Hinterrad auf der Grundlage einer Richtung der Fahrzeugsolllängskraft und der Fahrzeugsollquerkraft, wenn die Solllängskraft (Fxt) des Fahrzeugs und die Fahrzeugsollquerkraft (Fyt) nicht gleich 0 sind.
11. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (12) einem Vierradfahrzeug entspricht mit einem linken und rechten Vorderrad (34FR, 34FL) und einem linken und rechten Hinterrad (40RR, 40RL), und wobei die Fahrzeugbestimmungseinrichtung (50) alle Räder bestimmt, wenn entweder eine oder beide aus der Solllängskraft (Fxt) des Fahrzeugs und der Fahrzeugsollquerkraft (Fyt) gleich 0 sind.
12. Antriebssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung (50) zum Berechnen der zweiten Sollerzeugungskraft die Stärke der zweiten Sollerzeugungskraft (ΔFxyt) zu der ersten Sollerzeugungskraft des Rads korrigiert, wenn die berechnete zweite Sollerzeugungskraft (ΔFxyt) größer als die erste Sollerzeugungskraft (ΔFxyst0) des bestimmten Rads ist.
13. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsollsteuerbetragsberechnungseinrichtung (50) eine Einrichtung (50) aufweist zum Berechnen eines Sollbewegungsrichtungswinkels eines Aufstandspunkts (Pz) von jedem Rad gegenüber der Fahrzeuglängsrichtung,
eine Einrichtung (50) zum Berechnen einer Sollvertikallast von jedem Rad,
eine Einrichtung (50) zum Berechnen einer Sollradlängskraft und einer Sollradquerkraft bei Radkoordinaten von jedem Rad auf der Grundlage der Sollerzeugungskraft (Fxyt) und eines vorangegangenen Sollwinkels (δt),
eine Einrichtung zum Berechnen eines Sollschwimmwinkels von jedem Rad als eine Summe aus dem vorangegangenen Solllenkwinkel und dem Sollbewegungsrichtungswinkel bei einem Aufstandspunkt von jedem Rad,
eine Einrichtung zum Berechnen eines Sollschlupfverhältnisses und eines Querkraftvoraussagewerts von jedem Rad auf der Grundlage der Sollradlängskraft von jedem Rad, des Sollschwimmwinkels (ßt) von jedem Rad und der Sollvertikallast (Fzti) von jedem Rad,
und eine Einrichtung zum Berechnen eines Solllenkwinkels und eines Solldrehmoments von jedem Rad auf der Grundlage der Sollradlängskraft (Fwxti) von jedem Rad, der Sollradquerkraft (Fwyti) von jedem Rad, des Querkraftvoraussagewerts von jedem Rad und dem Sollschlupfverhältnis (Sti) von jedem Rad.
14. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (50) zum Berechnen des Solllenkwinkels und des Solldrehmoments von jedem Rad den Solllenkwinkel von jedem Rad auf den vorangegangenen Solllenkwinkel (δt) bestimmt, wenn eine Abweichung (ΔFwy) zwischen der Sollradquerkraft (Fwyt) und dem Querkraftvoraussagewert (Fywa) geringer als ein vorgegebener Wert ist, und wenn die Abweichung zwischen der Sollradquerkraft und dem Querkraftvoraussagewert größer ist als der vorgegebene Wert (ΔFwy0) ist,
wobei die Einrichtung (50) zum Berechnen des Solllenkwinkels und des Solldrehmoments von jedem Rad einen Solllenkwinkelkorrekturbetrag (Δδt) auf der Grundlage der Abweichung zwischen der Sollradquerkraft und dem Querkraftvoraussagewert berechnet und einen Wert bestimmt, dass der Solllenkwinkel (δt) korrigiert wird, wobei der Solllenkwinkelkorrekturbetrag (Δδt) der Solllenkwinkel (δt) von jedem Rad wird.
15. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung (50) zum Berechnen des Solllenkwinkels und des Solldrehmoments von jedem Rad einem Solllenkwinkelkorrekturbetrag (Δδt) als einen Wert proportional zu der Abweichung (ΔFw) zwischen der Sollradquerkraft (Fwyt) und dem Querkraftvoraussagewert (Fwya) berechnet.
16. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (12) eine Kraftquelle und einen Antriebsstrang aufweist zum Übertragen eines Antriebsdrehmoments der Kraftquelle auf jedes Rad mit einem vorgegebenen Verteilungsverhältnis,
wobei die Brems- und Antriebskraftsteuereinrichtung (10, 26, 42, 50) eine Antriebskraftsteuereinrichtung (10, 26, 50) aufweist zum vollständigen Steuern der Antriebskraft aller Räder durch Steuern des Antriebsdrehmoments der Kraftquelle,
und eine Bremskraftsteuereinrichtung (42, 50), die unabhängig die Bremskraft von jedem Rad steuern kann,
und wobei die Fahrzeugsollsteuerbetragsberechnungseinrichtung (50) das Sollantriebsdrehmoment (Tet) der Kraftquelle berechnet auf der Grundlage eines Maximalwerts an einer Antriebsseite des Solldrehmoments von jedem Rad und den Sollbremskraftsteuerbetrag berechnet auf der Grundlage des Solldrehmoments der anderen Räder und des Maximalwerts angesichts der anderen Räder, die nicht das maximale Solldrehmoment haben.
17. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung (50) zum Berechnen des Solllenkwinkels und des Solldrehmoments des Fahrzeugs einen Korrekturbetrag (Δδt) des Solllenkwinkels (δt) von jedem Rad berechnet auf der Grundlage der Sollradquerkraft (Fwyt) und des Querkraftvoraussagewerts (Fwya) von jedem Rad und den Solllenkwinkel (δt) von jedem Rad berechnet als eine Summe aus dem vorangegangenen Solllenkwinkel und dem Korrekturbetrag des Solllenkwinkels.
18. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnungseinrichtung (50) zum Berechnen des Solllenkwinkels und des Solldrehmoments von jedem Rad die Sollradbeschleunigung (Gt) von jedem Rad berechnet auf der Grundlage des Sollschlupfverhältnisses (Sti) von jedem Rad und ein Solldrehmoment (Twti) von jedem Rad berechnet als eine Summe aus einem zweiten Solldrehmoment auf der Grundlage der Sollradbeschleunigung (Gt) von jedem Rad und einem ersten Drehmoment auf der Grundlage der Sollradlängskraft von jedem Rad.
19. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsollzustandsvariablenberechnungseinrichtung (50) eine Fahrzeugsolllängsbeschleunigung (Gxt), eine Fahrzeugsollquerbeschleunigung (Gyt) und eine Fahrzeugsollgierrate (γt) berechnet auf der Grundlage eines Lenkvorgangbetrags, des Antriebskraftbetätigungsbetrags und des Bremskraftbetätigungsbetrags durch den Fahrer und die Fahrzeugsolllängskraft (Fxt), die Fahrzeugsollquerkraft (Fyt) und das Fahrzeugsollgiermoment (Mt) berechnet auf der Grundlage der Fahrzeugsolllängsbeschleunigung, der Fahrzeugsollquerbeschleunigung und der Fahrzeugsollgierrate jeweils.
20. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brems- und Antriebskraftsteuereinrichtung (10, 26, 42, 50) eine Antriebskraftsteuereinrichtung (10, 26, 50) und eine Bremskraftsteuereinrichtung (42, 50) aufweist.
21. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskraftsteuereinrichtung (10, 26, 50) die Antriebskraft aller Räder vollständig steuert und die Bremskraftsteuereinrichtung (42, 50) unabhängig die Bremskraft von jedem Rad steuern kann.
22. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskraftsteuereinrichtung (10, 26, 50) die Antriebskraft von jedem Rad unabhängig steuern kann und die Bremskraftsteuereinrichtung (42, 50) die Bremskraft von jedem Rad unabhängig steuern kann.
23. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (12) mit einem Vierradfahrzeug übereinstimmt mit einem rechten und linken Vorderrad (34FR, 34FL) und einem rechten und linken Hinterrad (40RR, 40RL)
24. Antriebssteuerverfahren für ein Fahrzeug gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Erfassen eines Lenkvorgangbetrags durch einen Fahrer des Fahrzeugs;
Erfassen eines Antriebsvorgangbetrags durch den Fahrer;
Erfassen eines Bremsbetätigungsbetrags durch den Fahrer;
Berechnen einer Fahrzeugsolllängskraft (Fxt), einer Fahrzeugsollquerkraft (Fyt) und eines Fahrzeugsollgiermoments (Mt) auf der Grundlage des erfassten Lenkvorgangbetrags, des erfassten Antriebskraftvorgangbetrags und des erfassten Bremskraftvorgangbetrags;
Berechnen einer Sollerzeugungskraft von jedem Rad auf der Grundlage der Solllängskraft (Fxt), der Sollquerkraft (Fyt) und des Sollgiermoments (Mt);
Berechnen eines Solllenkwinkels (δt) und eines Sollbrems- und Antriebsdrehmoments auf der Grundlage der Sollerzeugungskraft von jedem Rad; und
Steuern eines Lenkwinkels und des Brems- und Antriebsdrehmoments von jedem Rad des Fahrzeugs auf den Solllenkwinkel und das Sollbrems- und Antriebsdrehmoment jeweils.
25. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 24, des weiteren gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Ermitteln einer Richtung und einer Stärke der Fahrzeugsollerzeugungskraft von jedem Rad (34FR, 34FL, 40RR, 40RL), so dass eine Richtung einer resultierenden Kraft der Sollerzeugungskraft von jedem Rad mit einer Richtung einer resultierenden Kraft der Fahrzeugsollquerkraft (Fyt) und der Fahrzeugsolllängskraft (Fxt) übereinstimmt, und so, dass die Fahrzeugsolllängskraft, die Fahrzeugsollquerkraft und das Fahrzeugsollgiermoment (Mt) erzielt werden durch die resultierende Kraft der Sollerzeugungskraft (Fxyt) von jedem Rad.
26. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 25, des weiteren gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Berechnen einer ersten Sollerzeugungskraft (Fxyt0) von jedem Rad zum Erzielen der Fahrzeugsollquerkraft (Fyt) und der Fahrzeugsolllängskraft (Fxt) ohne Erteilen des Sollgiermoments (Mt) an ein Fahrzeug;
Berechnen einer zweiten Sollerzeugungskraft (ΔFxyt) von jedem Rad zum Erzielen nur des Sollgiermoments (Mt); und
Berechnen der Sollerzeugungskraft (Fxyt) von jedem Rad als eine Summe aus der ersten Sollerzeugungskraft (Fxyt0) und der zweiten Sollerzeugungskraft (ΔFxyt).
27. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 26, wobei das Fahrzeug ein rechtes und linkes Vorderrad (34FR, 34FL) und ein rechtes und linkes Hinterrad (40RR, 40RL) aufweist, des weiteren gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Erhalten einer Vertikallast (Fz) von jedem Rad;
Berechnen der ersten Sollerzeugungskraft von jedem Rad durch Verteilen der resultierenden Kraft der Fahrzeugsolllängskraft (Fxt) und der Fahrzeugsollquerkraft (Fyt) auf jedes Rad proportional zu der Vertikallast (Fz) von jedem Rad;
Berechnen einer Giermomenterzeugungskraft (ΔFxytf) von Vorderrädern als eine Summe einer Kraft, die erzeugt werden soll durch das rechte und linke Vorderrad (34FR, 34FL) zum Erzielen nur des Sollgiermoments (Mt) auf der Grundlage einer Richtung der resultierenden Kraft (Fm) der Fahrzeugsollquerkraft (Fyt) und der Fahrzeugsolllängskraft (Fxt) und des Sollgiermoments;
Berechnen einer Giermomenterzeugungskraft (ΔFxytr) der Hinterräder, die eine vorgegebene Beziehung hat zu der Giermomenterzeugungskraft der Vorderräder als eine Summe einer Kraft, die erzeugt werden soll durch das rechte und linke Hinterrad (40FR, 40FL)
Berechnen der zweiten Sollerzeugungskraft von jedem Rad durch Verteilen der Giermomenterzeugungskraft des Vorderrads auf das rechte und linke Vorderrad, die proportional zu der Vertikallast (Fz) des rechten und linken Vorderrads (34FR, 34FL) ist; und
Verteilen der Giermomenterzeugungskraft des Hinterrads auf das rechte und linke Hinterrad proportional zu der Vertikallast (Fz) des rechten und linken Hinterrads (40RR, 40RL).
28. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Giermomenterzeugungskraft (ΔFxytf) des Vorderrads und die Giermomenterzeugungskraft (ΔFxytr) des Hinterrads den selben Wert haben.
29. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen einem Schwerpunkt (90) des Fahrzeugs (12) und einer Vorderradachse in einer Fahrzeuglängsrichtung als Lf bestimmt ist, ein Abstand zwischen dem Schwerpunkt des Fahrzeugs und einer Hinterradachse in der Fahrzeuglängsrichtung als Lr bestimmt ist und ein Verhältnis der Giermomenterzeugungskraft der Vorderräder gegenüber der Giermomenterzeugungskraft der Hinterräder mit Lr/Lf übereinstimmt.
30. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 27, des weiteren gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: Erhalten der Vertikallast von jedem Rad durch Berechnen der Vertikallast (Fz) von jedem Rad auf der Grundlage einer Masse des Fahrzeugs, einer Fahrzeuglängsbeschleunigung und einer Fahrzeugquerbeschleunigung.
31. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 26, des weiteren gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Erhalten einer Vertikallast (Fz) von jedem Rad;
Berechnen der ersten Sollerzeugungskraft von jedem Rad durch Verteilen der resultierenden Kraft der Fahrzeugsolllängskraft (Fxt) und der Fahrzeugsollquerkraft (Fyt) auf jedes Rad proportional zu der Vertikallast (Fzi) von jedem Rad;
Bestimmen eines Rads, das geeignet ist zum wirksamen Erzeugen der zweiten Sollerzeugungskraft (ΔFxyt) auf der Grundlage der Fahrzeugsolllängskraft und der Fahrzeugsollquerkraft;
Berechnen der zweiten Sollerzeugungskraft (ΔFxyt) als eine Kraft, die vertikal zu der ersten Sollerzeugungskraft (Fxyt0) angesichts des bestimmten Rads ist;
Ermitteln der Sollerzeugungskraft des bestimmten Rads auf die resultierende Kraft der ersten Sollerzeugungskraft (Fxyt0) und der zweiten Sollerzeugungskraft (ΔFxyt);
Ermitteln der Sollerzeugungskraft des Rads, das nicht bestimmt ist, auf die entsprechende erste Sollerzeugungskraft (Fxyt0); und
Korrigieren der Stärke der Sollerzeugungskraft des Rads, das nicht bestimmt ist, und der Sollerzeugungskraft des bestimmten Rads, so dass die resultierende Kraft der Sollerzeugungskraft des bestimmten Rads und der Sollerzeugungskraft des Rads, das nicht bestimmt ist, die Fahrzeugsollquerkraft (Fwyt) und die Fahrzeugsolllängskraft (Fwxt) erzielen.
32. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 31, des weiteren gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Bestimmen eines aus dem rechten und linken Rad, das eine längere Armlänge (D) des Giermoments um den Schwerpunkt (90) des Fahrzeugs herum hat durch die zweite Sollerzeugungskraft (ΔFxyt) als ein Rad, das geeignet ist zum wirksamen Erzeugen der zweiten Sollerzeugungskraft (ΔFxyt).
33. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (12) mit einem Vierradfahrzeug übereinstimmt mit einem rechten und einem linken Vorderrad (34FR, 34FL) und einem rechten und linken Hinterrad (40RR, 40RL), das des weiteren das Bestimmen von zwei Rädern aufweist, des linken Vorderrads und des rechten Hinterrads oder des rechten Vorderrads und des linken Hinterrads auf der Grundlage einer Richtung der Fahrzeugsolllängskraft (Fxt) und der Fahrzeugsollquerkraft (Fyt), wenn die Solllängskraft des Fahrzeugs und die Fahrzeugsollquerkraft nicht gleich 0 sind.
34. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug mit einem Vierradfahrzeug übereinstimmt mit einem rechten und linken Vorderrad (34FR, 34FL) und einem rechten und linken Hinterrad (40RR, 40RL), das des weiteren das Bestimmen aller Räder aufweist, wenn entweder eine oder beide aus der Fahrzeugsolllängskraft (Fxt) und der Fahrzeugsollquerkraft (Fyt) gleich 0 sind.
35. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 33 oder 34, das des weiteren die Korrektur der Stärke der zweiten Sollerzeugungskraft (ΔFxyt) auf die erste Sollerzeugungskraft (Fxyt0) des Rads aufweist, wenn die berechnete zweite Sollerzeugungskraft (ΔFxyt) größer als die erste Sollerzeugungskraft (Fxyt0) des bestimmten Rads ist.
36. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 24, des weiteren gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Berechnen eines Sollbewegungsrichtungswinkels eines Aufstandspunkts (Pz) von jedem Rad gegenüber der Fahrzeuglängsrichtung;
Berechnen einer Sollvertikallast (Fz) von jedem Rad;
Berechnen einer Sollradlängskraft und einer Sollradquerkraft bei Radkoordinaten von jedem Rad auf der Grundlage der Sollerzeugungskraft (Fxyt) und eines vorangegangenen Solllenkwinkels (δt);
Berechnen eines Sollschwimmwinkels (ßt) von jedem Rad als eine Summe des vorangegangenen Solllenkwinkels und des Sollbewegungsrichtungswinkels bei einem Aufstandspunkt von jedem Rad;
Berechnen eines Sollschlupfverhältnisses und eines Querkraftvoraussagewerts von jedem Rad auf der Grundlage der Sollradlängskraft von jedem Rad, des Sollschwimmwinkels von jedem Rad und der Sollvertikallast (Fzti) von jedem Rad; und
Berechnen eines Solllenkwinkels und eines Solldrehmoments von jedem Rad auf der Grundlage der Sollradlängskraft (Fwxt) von jedem Rad, der Sollradquerkraft (Fwyti) von jedem Rad, des Querkraftvoraussagewerts von jedem Rad und des Sollschlupfverhältnisses (Sti) von jedem Rad.
37. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 36, des weiteren gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Ermitteln des Solllenkwinkels (δt) von jedem Rad auf den vorangegangenen Solllenkwinkel, wenn eine Abweichung (ΔFwy) zwischen der Sollradquerkraft (Fwyt) und dem Querkraftvoraussagewert (Fwya) geringer als ein vorgegebener Wert (ΔFwy0) ist;
Berechnen eines Solllenkwinkelkorrekturbetrags (Δδt) auf der Grundlage der Abweichung (ΔFwy) zwischen der Sollradquerkraft (Fwyt) und dem Querkraftvoraussagewert (Fwya); und
Ermitteln des Solllenkwinkels (δt) von jedem Rad auf einen Wert, dass der vorangegangene Sollwinkel korrigiert wird mit dem Solllenkwinkelkorrekturbetrag (Δδt), wenn die Abweichung (ΔFwy) zwischen der Sollradquerkraft (Fwyt) und dem Querkraftvoraussagewert (Fwya) größer als der vorgegebene Wert (ΔFwy0) ist.
38. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 37, des weiteren gekennzeichnet durch den folgenden Schritt:
Berechnen eines Sollwinkelkorrekturbetrags als ein Wert proportional zu der Abweichung zwischen der Sollradquerkraft und dem Querkraftvoraussagewert.
39. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 36, des weiteren gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Übertragen eines Antriebsdrehmoments der Antriebsquelle auf jedes Rad mit einem vorgegebenen Verteilungsverhältnis;
Steuern der Antriebskraft aller Räder durch Steuern des Antriebsdrehmoments der Kraftquelle;
unabhängiges Steuern der Bremskraft von jedem Rad;
Berechnen des Sollantriebsdrehmoments (Tet) der Kraftquelle auf der Grundlage eines Maximalwerts an der Antriebsseite des Solldrehmoments von jedem Rad; und
Berechnen des Sollbremskraftsteuerbetrags auf der Grundlage des Solldrehmoments anderer Räder und des Maximalwerts angesichts der anderen Räder außer dem Rad mit dem maximalen Solldrehmoment.
40. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 36, des weiteren gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Berechnen eines Korrekturbetrags (Δδt) des Solllenkwinkels (Δδ) von jedem Rad auf der Grundlage der Sollradquerkraft (Fwyt) und des Querkraftvoraussagewerts (Fwya) von jedem Rad, und
Berechnen des Solllenkwinkels von jedem Rad als eine Summe des vorangegangenen Solllenkwinkels und des Korrekturbetrags des Solllenkwinkels.
41. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 36, des weiteren gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Berechnen der Sollradbeschleunigung (Gt) von jedem Rad auf der Grundlage des Sollschlupfverhältnisses (Sti) von jedem Rad, und
Berechnen eines Solldrehmoments (Twti) von jedem Rad als eine Summe aus einem zweiten Solldrehmoment auf der Grundlage der Sollradbeschleunigung (Gt) von jedem Rad und einem ersten Drehmoment auf der Grundlage der Sollradlängskraft von jedem Rad.
42. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 24, des weiteren gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Berechnen einer Fahrzeugsolllängsbeschleunigung (Gxt), einer Fahrzeugsollquerbeschleunigung (Gyt) und einer Fahrzeugsollgierrate (γt) auf der Grundlage des Lenkbetätigungsbetrags, des Antriebskraftbetätigungsbetrags und des Bremskraftbetätigungsbetrags durch den Fahrer, und
Berechnen der Fahrzeugssolllängskraft (Fxt), der Fahrzeugsollquerkraft (Fyt) und des Fahrzeugsollgiermoments (Mt) auf der Grundlage der Fahrzeugsolllängsbeschleunigung, der Fahrzeugsollquerbeschleunigung und der Fahrzeugsollgierrate jeweils.
43. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 24, des weiteren gekennzeichnet durch den Schritt des Steuerns der Antriebskraft aller Räder und unabhängiges Steuern der Bremskraft von jedem Rad.
44. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 43, des weiteren gekennzeichnet durch den Schritt des unabhängigen Steuerns der Antriebskraft von jedem Rad und der Bremskraft von jedem Rad.
45. Antriebssteuerverfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (12) mit einem Vierradfahrzeug übereinstimmt mit einem rechten und einem linken Vorderrad (34FR, 34FL) und einem rechten und linken Hinterrad (40RR, 40RL).
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