DE69724383T2

DE69724383T2 - System zur Kontrolle des Giermomentes in Fahrzeugen

Info

Publication number: DE69724383T2
Application number: DE69724383T
Authority: DE
Inventors: Yasuji 1-4-1 Chuo Shibahata
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1996-11-13
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2017-11-12
Also published as: EP0844129A2; DE69724383D1; CA2220778C; US6131054A; EP0844129B1; EP0844129A3; CA2220778A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug, in dem die Steuercharakteristik durch Verteilen verschiedener Mengen von Drehmoment an linke und rechte Räder verändert wird.
Beschreibung der verwandten Technik
Ein Giermomentsteuer/regelsystem für ein Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb ist aus der GB-A-22 80 157 bekannt. Es umfasst ein Drehmomentverteilungsmittel, das ein zwischen den vorderen und hinteren Rädern wirkendes zentrales Differenzial aufweist, eine an dem zentralen Differenzial angebrachte zentrale Kupplung aufweist, ein zwischen den Hinterrädern wirkendes hinteres Differenzial aufweist sowie eine an dem hinteren Differenzial angebrachte Hinterradkupplung aufweist. Basierend auf erfassten Werten der Längs- und Querbeschleunigung des Fahrzeugs wird eine optimale Menge von Motordrehmoment an die Vorder- und Hinterräder des Vierradantriebs-Fahrzeugs verteilt, um eine gewünschte Steuercharakteristik zu erhalten, indem der Eingriff der zentralen Kupplung gesteuert/geregelt wird. Zusätzlich wird der Eingriff der hinteren Kupplung gesteuert/geregelt, wodurch der Betrieb des Hinterraddifferenzials derart begrenzt wird, dass ein Übersteuern des Fahrzeugs verhindert wird, wenn eine große Drehmomentmenge an die Hinterräder verteilt wird.
Ein Drehmomentverteilungssteuer/regelsystem für ein Fahrzeug, das zur Verwendung bei der Verteilung von Motordrehmoment an ein linkes und ein rechtes Antriebsrad und/oder zur Verteilung von Drehmoment zwischen einem linken und einem rechten Nebenrad aufweist, ist in der EP 0 546 733 A1 offenbart: Oberbegriff der Ansprüche 1 bis 8. Das Drehmomentsteuer/regelsystem umfasst eine Steuer/Regeleinheit, die die zu verteilende Drehmomentmenge auf der Basis von Information von einem Raddrehzahlsensor, einem Lenkradwinkelsensor, einem Gierratensensor und einem Beschleunigungssensor (oder einem Beschleunigungsberechnungsmittel) bestimmt.
Ferner gibt es ein herkömmlich bekanntes Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug, das bereits durch den Anmelder vorgeschlagen worden ist und das dazu entworfen ist, das Giermoment zu steuern/regeln durch Erzeugen einer Antriebskraft in entweder einem linken oder einem rechten Rad des Fahrzeugs, die miteinander durch einen Schaltkasten und eine Drehmomentübertragungskupplung verbunden sind, und durch Erzeugen einer Bremskraft an dem anderen Rad. Ein unerwünschtes Giermoment, das nach Beschleunigung oder Abbremsung des seine Richtung ändernden Fahrzeugs erzeugt wird, wird durch Einstellen der Verteilungsmengen der Antriebskraft und der Bremskraft als eine Funktion eines Produkts der Längsbeschleunigung und der Querbeschleunigung eliminiert (siehe die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 9-86203 und die DE 196 37 193 A1 , die beide nach dem Prioritätsdatum dieser Anmeldung veröffentlicht wurden).
Wie durch die Theorie eines Reifen-Reibungskreises bekannt ist, ist eine auf die Bodenfläche eines Reifens ausgeübte Griffigkeitskraft aus einer Längsantriebskraft (einer Bremskraft) und einer Querseitenführungskraft zusammengesetzt. Die sich ergebende Kraft kann eine statische Reibungskraft auf der Bodenfläche nicht überschreiten.
Wenn eine Antriebskraft auf die Vorderräder, die die Antriebsräder sind, ausgeübt wird, um die Längsbeschleunigung während der Richtungsänderung eines Vorderradantriebs-Fahrzeugs an oder in der Nähe der Grenze der Griffigkeitskraft des Reifens zu erhöhen, werden daher die Seitenführungskräfte der Vorderräder nach Maßgabe des Anstiegs der Längsbeschleunigung verringert. Das Fahrzeug, dessen Richtung geändert wird, wird durch die Balance zwischen der Seitenführungskraft der Vorderräder und der Seitenführungskraft der Hinterräder in Stabilität um eine Gierachse gehalten. Aus diesem Grund gibt es ein Problem, dass aufgrund des oben beschriebenen Rückgangs der Seitenführungskraft der Vorderräder ein vorderer Abschnitt des Fahrzeugs nach außen in der Drehrichtung gedrückt wird, um dadurch eine Untersteuerungstendenz zu intensivieren. Besonders dann, wenn die Griffigkeitskraft des Reifens ihre Grenze erreicht hat, wodurch verursacht wird, dass die Schlupfrate ansteigt, wird die Antriebskraft langsam verringert, wohingegen die Seitenführungskraft schnell verringert wird, und aus diesem Grund steigt die Untersteuerungstendenz signifikant an.
Im Gegensatz hierzu wird dann, wenn die Antriebskraft auf die Hinterräder ausgeübt wird, die die Antriebsräder sind, um die Längsbeschleunigung während einer Richtungsänderung eines Hinterradantriebsfahrzeugs bei oder in der Nähe der Grenze der Griffigkeitskraft eines Reifens zu erhöhen, die Seitenführungskraft der Hinterräder nach Maßgabe des Anstiegs in der Längsbeschleunigung verringert. Das Fahrzeug, dessen Richtung geändert wird, wird durch die Balance zwischen der Seitenführungskraft der Vorderräder und der Seitenführungskraft der Hinterräder um die Gierachse in Stabilität gehalten. Aus diesem Grund gibt es ein Problem, dass aufgrund des oben beschriebenen Rückgangs der Seitenführungskraft der Hinterräder ein hinterer Abschnitt des Fahrzeugs nach außen in der Drehrichtung gedrückt wird, um dadurch eine Übersteuerungstendenz zu intensivieren. Besonders dann, wenn die Griffigkeitskraft des Reifens ihre Grenze erreicht hat, wodurch verursacht wird, dass die Schlupfrate ansteigt, wird die Antriebskraft langsam verringert, wohingegen die Seitenführungskraft schnell verringert wird, und aus diesem Grund steigt die Übersteuerungstendenz substanziell an.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Untersteuerungstendenz oder die Übersteuerungstendenz zu kompensieren, die in dem seine Richtung ändernden Fahrzeug erzeugt wird.
Zur Lösung der obigen Aufgabe ist gemäß einem ersten Aspekt und Merkmal der vorliegenden Erfindung ein Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug gemäß Anspruch 1 und Anspruch 5 vorgesehen. Das Fahrzeug besitzt ein linkes und ein rechtes Vorderrad als Antriebsräder sowie ein linkes und ein rechtes Hinterrad als Nebenräder. Das Giermomentsteuerregelsystem umfasst ein Drehmomentverteilungsmittel zum Verteilen von Drehmoment zwischen dem linken und dem rechten Vorderrad und/oder zwischen dem linken und rechten Hinterrad. Ein Längs-beschleunigungs-Berechnungs-mittel berechnet die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs und ein Dreh-momentverteilungs-Mengen-bestimmungs-mittel steuert/regelt die Menge von Drehmoment, die durch das Drehmomentverteilungsmittel verteilt wird, derart, dass sie nach Maßgabe eines Anstiegs der berechneten Längsbeschleunigung ansteigt. Das Dreh-moment-verteilungs-Mengenbestimmungs-mittel ist dafür ausgelegt, die Menge von verteiltem Drehmoment auf einen Wert zu erhöhen, der größer ist als der Wert, der direkt proportional zur Längsbeschleunigung ist.
Mit der obigen Anordnung wird die Seitenführungskraft des Vorderrads nach Maßgabe eines Anstiegs der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs verringert, d. h. nach Maßgabe eines Anstiegs der Antriebskraft für das Vorderrad, und sogar dann, wenn das Fahrzeug in eine unerwünschte Untersteuerungstendenz fällt, kann die Untersteuerungstendenz kompensiert werden, indem die an das linke und rechte Rad verteilte Drehmomentmenge weiter erhöht wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt und Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Giermomentsteuer/regelsystem nach Anspruch 2 und Anspruch 6 vorgesehen. Das Fahrzeug besitzt ein linkes und ein rechtes Vordderad als Antriebsräder sowie ein linkes und ein rechtes Hinterrad als Nebenräder. Das Giermomentsteuer/regelsystem umfasst ein Drehmomentverteilungsmittel zur Verteilung von Drehmoment zwischen dem linken und rechten Vorderrad und/oder zwischen dem linken und rechten Hinterrad. Ein Querbeschleunigungs-Berechnungs-mittel berechnet eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs und ein Dreh-moment-verteilungs-Mengen-bestimmungs-mittel steuert/regelt die Menge von Drehmoment, die durch das Drehmomentverteilungsmittel verteilt wird, derart, dass es nach Maßgabe eines Anstiegs der berechneten Querbeschleunigung ansteigt. Das Drehmoment-verteilungs-Mengen-bestimmungs-mittel ist dafür ausgelegt, die Menge von verteilten Drehmoment auf einen Wert zu erhöhen, der größer ist als der Wert, der direkt proportional zur Querbeschleunigung ist.
Mit der obigen Anordnung kann sogar dann, wenn die durch das Vorderrad in Antwort auf einen Anstieg der Querbeschleunigung des Fahrzeugs erzeugte Seitenführungskraft unzureichend ist und im Ergebnis das Fahrzeug in eine unerwünschte Untersteuerungstendenz fällt, die Untersteuerungstendenz kompensiert wären, indem die an das linke und rechte Rad verteilte Drehmomentmenge weiter erhöht wird.
Gemäß einem dritten Aspekt und Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug gemäß Anspruch 3 und Anspruch 7 vorgesehen. Das Fahrzeug besitzt ein linkes und ein rechtes Hinterrad als Antriebsräder sowie ein linkes und ein rechtes Vorderrad als Nebenräder. Das Giermomentsteuer/regelsystem umfasst ein Drehmomentverteilungsmittel zum Verteilen von Drehmoment zwischen dem linken und rechten Vorderrad und/oder zwischen dem linken und rechten Hinterrad. Ein Längs-beschleunigungs-Berechnungs-mittel berechnet die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs und ein Dreh-moment-verteilung-Mengen-bestimmungs-mittel steuert/regelt die Menge von Drehmoment, die durch das Drehmomentverteilungsmittel verteilt wird, derart, dass sie sich nach Maßgabe eines Anstiegs der berechneten Längsbeschleunigung erhöht. Das Dreh-moment-verteilungs-Mengen-bestimmungs-mittel ist dafür ausgelegt, den Anstieg des verteilten Drehmoments auf einen Wert zu verringern, der kleiner ist als der Wert, der direkt proportional zur Längsbeschleunigung ist.
Mit der obigen Anordnung wird die Seitenführungskraft des Hinterrads nach Maßgabe eines Anstiegs der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs verringert, d. h. nach Maßgabe eines Anstiegs der Antriebskraft für das Hinterrad, und sogar dann, wenn das Fahrzeug in eine unerwünschte Übersteuerungstendenz fällt, kann die Übersteuerungstendenz kompensiert werden, indem der Anstieg der einer an das linke und rechte Rad verteilten Drehmomentmenge verringert wird.
Gemäß einem vierten Aspekt und Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug gemäß Anspruch 5 und Anspruch 8 vorgesehen. Das Fahrzeug besitzt ein linkes und ein rechtes Hinterrad als Antriebsräder sowie ein linkes und ein rechtes Vorderrad als Nebenräder. Das Drehmomentsteuer/regelsystem umfasst ein Drehmomentverteilungsmittel zum Verteilen von Drehmoment zwischen dem linken und rechten Vorderrad und/oder zwischen dem linken und rechten Hinterrad. Ein Quer-beschleunigungs-Berechnungs-mittel berechnet die Querbeschleunigung des Fahrzeugs und ein Dreh-moment-verteilungs-Mengen-bestimmungs-mittel steuert/regelt die Menge von Drehmoment, die durch das Drehmomentverteilungsmittel verteilt wird, derart, dass sie nach Maßgabe eines Anstiegs der berechneten Querbeschleunigung ansteigt. Das Dreh-moment-verteilungs-Mengen-bestimmungs-mittel ist dafür ausgelegt, die Menge von verteilten Drehmoment auf einen Wert zu verringern, der geringer ist als der Wert, der direkt proportional zur Querbeschleunigung ist.
Mit der obigen Anordnung kann sogar dann, wenn die durch das Hinterrad in Antwort auf einen Anstieg der Querbeschleunigung des Fahrzeugs erzeugte Seitenführungskraft unzureichend ist und als Ergebnis das Fahrzeug in eine unerwünschte Übersteuerungstendenz fällt, die Übersteuerungstendenz kompensiert werden, indem der Anstieg der an das linke und rechte Rad verteilten Drehmomentmenge verringert wird.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen zu sehen ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 bis 5B zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei
1 eine Illustration der gesamten Anordnung eines Frontmotor/Frontantriebfahrzeugs ist, das mit einem Drehmomentverteilungssteuer/regelmittel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
2 ein Blockdiagramm ist, das eine Schaltungsanordnung einer elektronischen Steuer/Regeleinheit zeigt.
3 eine Illustration zur Erläuterung des Giermoments ist, das bei dem seine Richtung ändernden Fahrzeug erzeugt wird.
4 eine Illustration zur Erläuterung des mit dem Eingriff einer Hydraulikkupplung erzeugten Giermoments ist.
5A ein Graph ist, der die korrigierte Längsbeschleunigung Xg' zeigt.
B ein Graph ist, der die korrigierte Querbeschleunigung Yg' zeigt.
6A und 6B sind Graphen ähnlich zu 5A und 5B, aber gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 bis 8B zeigen eine dritte Ausführungsform, wobei
7 eine Illustration der gesamten Anordnung eines Mittelmotor/Hinterradantriebs-Fahrzeugs ist, das mit einem Drehmomentverteilungssteuer/regelsystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
8A ein Graph ist, der die korrigierte Längsbeschleunigung Xg' zeigt.
8B ein Graph ist, der die korrigierte Querbeschleunigung Yg' zeigt.
9A und 9B sind Graphen ähnlich zu 8A und 8B, aber gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 5B beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Getriebe M mit einer rechten Seite eines Motors E verbunden, der lateral an einem Frontabschnitt einer Fahrzeugkarosserie angebracht ist, und ein linkes Vorderrad W_FL und ein rechtes Vorderrad W_FR, die Antriebsräder sind, sind durch den Motor E und das Getriebe M angetrieben.
Ein Getriebe 2 ist zwischen den Achsen 1_L und 1_R des linken und des rechten Hinterrads W_RL und W_RR, die Nebenräder sind, angebracht. Das Getriebe 2, verbindet das linke und das rechte Hinterrad W_RL und W_RR, sodass diese mit unterschiedlicher Drehzahl gedreht werden. Das Getriebe 2 bildet das Drehmomentverteilungsmittel gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ist mit einer ersten Hydraulikkupplung 3_L und einer zweiten Hydraulikkupplung 3_R versehen. Wenn die erste Hydraulikkupplung 3_L in ihren eingerückten Zustand gebracht wird, wird die Drehzahl des linken Hinterrads W_RL verringert, während die Drehzahl des rechten Hinterrads W_RR erhöht wird. Wenn die zweite Hydraulikkupplung 3_R in ihren eingerückten Zustand gebracht wird, wird die Drehzahl des rechten Hinterrads W_RR verringert, während die Drehzahl des linken Hinterrads W_RL erhöht wird.
Das Getriebe 2 enthält eine erste Welle 4, die koaxial mit der linken und der rechten Achse 1_L und 1_R angeordnet ist, und eine zweite Welle 5 und eine dritte Welle 6, die parallel zu der linken und der rechten Achse 1_L und 1_R und koaxial zueinander angeordnet sind. Die erste Hydraulikkupplung 3_L ist zwischen der zweiten Welle 5 und der dritten Welle 6 angeordnet, und die zweite Hydraulikkupplung 3_R ist zwischen der rechten Achse 1_R und der ersten Welle 4 angeordnet. Ein erstes Zahnrad 7, das einen kleineren Durchmesser aufweist und an der rechten Achse 1_R vorgesehen ist, kämmt mit einem zweiten Zahnrad 8, das einen größeren Durchmesser aufweist und an der zweiten Welle 5 vorgesehen ist, und ein drittes Zahnrad 9, das einen kleineren Durchmesser aufweist und an der dritten Welle 6 vorgesehen ist, kämmt mit einem vierten Zahnrad 10, das einen größeren Durchmesser aufweist und an der ersten Welle 4 vorgesehen ist. Ein fünftes Zahnrad 11, das an der linken Achse 1_L vorgesehen ist, kämmt mit einem sechsten Zahnrad 12 das an der dritten Welle 6 vorgesehen ist.
Die Anzahl von Zähnen des ersten und des dritten Zahnrads 7 und 9 ist derart gewählt, dass sie gleich sind, und die Anzahl von Zähnen des zweiten und des vierten Zahnrads 8 und 10 ist derart gewählt, dass sie gleich sind und größer als die Anzahl von Zähnen des ersten und des dritten Zahnrads 7 und 9. Die Anzahl von Zähnen des fünften und sechsten Zahnrads 11 und 12 ist derart gewählt, dass sie gleich sind.
Wenn die erste Hydraulikkupplung 3_L in ihren eingerückten Zustand gebracht wird, ist daher das rechte Hinterrad W_RR mit dem linken Hinterrad W_RL über die rechte Achse 1_R , das erste Zahnrad 7, das zweite Zahnrad 8, die zweite Welle 5, die erste Hydraulikkupplung 3_L , die dritte Welle 6, das sechste Zahnrad 12, das fünfte Zahnrad 11 und die linke Achse 1_L verbunden. In diesem Fall ist die Drehzahl des linken Hinterrads W_RL relativ zur Drehzahl des rechten Hinterrads W_RR gemäß dem Verhältnis der Anzahl von Zähnen des ersten Zahnrads zur Anzahl von Zähnen des zweiten Zahnrads 8 verringert. Wenn die erste Hydraulikkupplung 3_L in ihren eingerückten Zustand gebracht wird in einem Zustand, in dem das linke und das rechte Hinterrad W_RL und W_RR mit der gleichen Drehzahl gedreht werden, wird daher die Drehzahl des rechten Hinterrads W_RR erhöht und die Drehzahl des linken Hinterrads W_RL verringert.
Wenn die zweite Hydraulikkupplung 3_R in ihren eingerückten Zustand gebracht wird, ist das rechte Hinterrad W_RR mit dem linken Hinterrad W_RL durch die rechte Achse 1_R , die zweite Hydraulikkupplung 3_R , die erste Welle 4, das vierte Zahnrad 10, das dritte Zahnrad 9, die dritte Welle 6, das sechste Zahnrad 12, das fünfte Zahnrad 11 und die linke Achse 1_L verbunden. In diesem Fall wird die Drehzahl des linken Hinterrads W_RL relativ zur Drehzahl des rechten Hinterrads W_RR gemäß dem Verhältnis der Anzahl von Zähnen des vierten Zahnrads 10 zur Anzahl von Zähnen des dritten Zahnrads 9 erhöht. Wenn die zweite Hydraulikkupplung 3_R in ihren eingerückten Zustand gebracht wird, in einem Zustand, in dem das linke und das rechte Hinterrad W_RL und W_RR mit derselben Drehzahl gedreht werden, wird daher die Drehzahl des rechten Hinterrads W_RR verringert und die Drehzahl des linken Hinterrads W_RL erhöht.
Einrückkräfte der ersten und zweiten Hydraulikkupplung 3_L und 3_R können kontinuierlich gesteuert/geregelt werden durch Einstellen der Größe des Hydraulikdrucks, der auf die erste und zweite Hydraulikkupplung 3_L und 3_R ausgeübt wird. Daher wird das Verhältnis der Drehzahl des linken Hinterrads W_RL zur Drehzahl des rechten Hinterrads W_RR ebenfalls kontinuierlich gesteuert/geregelt innerhalb eines Bereichs, der abhängig von dem Verhältnis der Anzahl von Zähnen des ersten bis vierten Zahnrads 7, 8, 9 und 10 bestimmt ist.
In die elektronische Steuer/Regeleinheit U werden Signale eingegeben von einem Motordrehzahlsensor S₁ zur Erfassung einer Anzahl von Drehungen pro Minute des Motors E, einem Ansaugrohr- oder Verteiler-Absolutinnendrucksensor S₂ zur Erfassung eines inneren Absolutdrucks im Ansaugrohr oder Verteiler des Motors E, einem Lenkwinkelsensor S₃ zum Erfassen eines Lenkwinkels eines Lenkrads 13, einem Querbeschleunigungssensor S₄ zum Erfassen der Querbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie und Raddrehzahlsensoren S₅ zum Erfassen der Anzahl von Drehungen pro Minute jeweils der vier Räder, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu berechnen.
Wie aus 2 ersichtlich ist, ist die elektronische Steuer/Regeleinheit U mit einem Längs-beschleunigungs-Berechnungs-mittel 20, einem Querbeschleunigungs-Berechnungs-mittel 21, einem Dreh-moment-verteilungs-Mengen-bestimmungs-mittel 22 und einem Linksdrehungs- oder Rechtsdrehungs-Bestimmungsmittel 23 versehen. Das Längs-beschleunigungs-Berechnungs-mittel 20 umfasst ein Schalt-getriebe-stellungs-Bestimmungmittel 24, ein Antriebsraddrehmoment-Berechnungsmittel 25, ein Drehbeschleunigungs-Berechnungsmittel 26, ein Antriebssystemsträgheits-Korrekturmittel 27 und ein Fahrwiderstands-Korrekturmittel 28. Das Quebeschleunigungs-Berechnungs-mittel 21 umfasst ein Querbeschleunigungs-Annahmemittel 29, ein Addiermittel 30 und ein Durchschnittswert-Berechnungsmittel 31. Das Dreh-moment-verteilungs-Mengen-bestimmungsmittel 22 umfasst ein korrigierte- Längsbeschleunigungs-Berechnungsmittel 32, ein korrigierte-Querbeschleunigungs-Berechnungsmittel 33 und ein Steuer/Regelmenge-Berechnungsmittel 34.
Öl, das von einem Öltank 14 durch eine Ölpumpe 15 gepumpt wird, wird hinsichtlich seines Drucks durch ein Regulierventil 16 geregelt, das ein lineares Solenoidventil umfasst, und der ersten Hydraulikkupplung 3_L durch ein erstes Ein/Aus-Ventil 17_L und der zweiten Hydraulikkupplung 3_R durch ein zweites Ein/Aus-Ventil 17_R zugeführt. Die elektronische Steuer/Regeleinheit U steuert/regelt die Größe des ausgegebenen Hydraulikdrucks von dem Regulierventil 16 und das Öffnen und Schließen des ersten und des zweiten Ein/Aus-Ventils 17_L und 17_R , um entweder die erste oder die zweite Hydraulikkupplung 3_L und 3_R des Getriebes 2 in ihren eingerückten Zustand zu bringen, sodass eine Bremskraft in einem des linken oder des rechten Hinterrads W_L und W_R und eine Antriebskraft in dem anderen erzeugt wird.
Die Berechnung einer Längsbeschleunigung Xg durch das Längbeschleunigungs-Berechnungsmittel 20 wird im Folgenden beschrieben. Das Getriebestellungs-Bestimmungsmittel 24 bestimmt eine Getriebestellung des Getriebes M aufgrund einer Anzahl Ne von Umdrehungen pro Minute des Motors, die durch den Motordrehzahlsensor S₁ erfasst wird, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren S₅ erfasst wird. Das Antriebsraddrehmoment-Berechnungsmittel 25 berechnet ein Motordrehmoment aufgrund der Anzahl von Umdrehungen pro Minute Ne des Motors und eines Innenabsolutdrucks Pb im Ansaugrohr oder Verteiler, der durch den Ansaugrohr oder Verteilerinnenabsolutdrucksensor S₂ erfasst wird, und berechnet ein Antriebsrad-Drehmoment durch Addieren einer Korrektur, die durch ein Übersetzungsverhältnis i in der erfassten Getriebestellung bereitgestellt wird. Das Drehbeschleunigungs-Erfassungsmittel 26 erfasst die Drehbeschleunigung des Antriebsystems aufgrund der Fahrzeuggeschwindkeit V und das Antriebsystemträgheits-Korrekturmittel 27 korrigiert das Antriebsrad-Drehmoment durch die Drehbeschleunigung des Antriebssystems. Ferner korrigiert das Fahrwiderstands-Korrekturmittel 28 das Antriebsrad-Drehmoment als eine Funktion des erfassten Fahrwiderstands aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit V, wodurch letztendlich eine Längsbeschleunigung Xg des Fahrzeugs berechnet wird.
Die Berechnung einer Querbeschleunigung Yg durch das Quebeschleunigungs-Berechnungsmittel 21 wird beschrieben. Das Querbeschleunigungs-Annahmemittel 29 sucht eine angenommene Querbeschleunigung Yg₁ aus einem Kennfeld aufgrund des Lenkwinkels θ, der durch den Lenkwinkelsensor S₃ erfasst wird, und der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Im Addiermittel 30 werden die angenommene Querbeschleunigung Yg₁ und die tatsächliche Querbeschleunigung Yg₂, die durch den Querbeschleunigungssensor S₄ erfasst wird, miteinander addiert und im Durchschnittswert-Berechnungsmittel 31 wird ein aus einer derartigen Addition resultierender Wert mit 1/2 multipliziert, um eine Querbeschleunigung Yg zu berechnen, die einen Durchschnittswert zwischen der angenommenen Querbeschleunigung Yg₁ und der tatsächlichen Querbeschleunigung Yg₂ ist. Durch Korrektur der tatsächlichen Querbeschleunigung Yg₂ mit der angenommenen Querbeschleunigung Yg₁ in der obigen Weise kann eine genaue Querbeschleunigung Yg, die frei von einer Zeitverzögerung ist, erhalten werden.
Dann berechnet das korrigierte Längsbeschleunigungs-Berechnungsmittel 32 des Drehmomentverteilungs-Mengenbestimmungsmittels 22 eine korrigierte Längsbeschleunigung Xg' als eine Funktion der Längsbeschleunigung Xg gemäß der folgenden Gleichung: Xg' = A × Xg + B × Xg3 (1)
Die rechte Seite in dieser Gleichung (1) ist die Summe des primären und des tertiären Terms von Xg und sowohl A als auch B ist eine positive vorgewählte Konstante. Wenn die rechte Seite in der Gleichung (1) nur der primäre Term (A × Xg) ist, wird die korrigierte Längsbeschleunigung Xg' direkt proportional zu einem Anstieg der Längsbeschleunigung Xg erhöht, aber aufgrund des Vorhandenseins des tertiären Terms (B × Xg³) auf der rechten Seite in der Gleichung (1) wird die korrigierte Längsbeschleunigung Xg' weiter erhöht auf einen Wert, der größer ist als der Wert, der direkt proportional zu der Längsbeschleunigung Xg ist.
Dementsprechend berechnet das korrigierte Querbeschleunigungs-Berechnungsmittel 33 des Drehmomentverteilungs-Mengenbestimmungsmittels 22 eine korrigierte Querbeschleunigung Yg' als eine Funktion der Querbeschleunigung Yg gemäß der folgenden Gleichung: Yg' = C × Yg + D y Yg3 (2)
Die rechte Seite in dieser Gleichung (2) ist die Summe des primären und des tertiären Terms von Yg und sowohl C als auch D ist eine vorgewählte positive Konstante. Wenn die rechte Seite in der Gleichung (2) nur der primäre Term (C × Yg) ist, wird die korrigierte Querbeschleunigung Yg' direkt proportional zu einer Erhöhung der Querbeschleunigung Yg erhöht, aber aufgrund des Vorhandenseins des tertiären Terms (D × Yg³) auf der rechten Seite in der Gleichung (2) wird die korrigierte Querbeschleunigung Yg' weiter erhöht auf einen Wert, der größer ist als der Wert, der direkt proportional zur Querbeschleunigung Yg ist.
Das Steuer/Regelmengen-Berechnungsmittel 34 berechnet eine Steuer/Regelmenge für das Regulierventil 16, nämlich eine zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad W_RL und W_RR verteilte Drehmomentmenge als eine Funktion eines Wertes Xg' × Yg', der aus der Multiplikation der korrigierten Längsbeschleunigung Xg' und der korrigierten Querbeschleunigung Yg' resultiert.
Der Betrieb der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die die oben genannte Anordnung aufweist, wird im Folgenden beschrieben.
3 zeigt ein Fahrzeug, das ein Gewicht W aufweist und das mit einer Querbeschleunigung Yg nach links gelenkt wird. In diesem Fall wird auf die Position des Schwerpunkts des Fahrzeugs eine Zentrifugalkraft W × Yg ausgeübt und mit der Summe einer Seitenführungskraft CFf ausgeglichen, die zwischen den Vorderrädern und der Straßenoberfläche ausgeübt wird, und einer Seitenführungskraft CFr, die zwischen den Hinterrädern und der Straßenoberfläche ausgeübt wird. W × Yg = CFf + CFr (3)
Wenn der Abstand zwischen der Position des Schwerpunkts des Fahrzeugs und den Vorderrädern durch a repräsentiert wird und der Abstand zwischen der Position des Schwerpunkts des Fahrzeugs und den Hinterrädern durch b repräsentiert wird, ist ein um eine Gierachse vorgesehenes Moment M₁ durch die Seitenführungskräfte CFf und CFr gegeben gemäß M1 = a × CFf – b × CFr (4)
Wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, gleichen sich die Bodenbelastungen der linken und rechten Räder gegenseitig aus, aber wenn das Fahrzeug seine Richtung ändert, sind die Bodenbelastungen der inneren und äußeren Räder während der Richtungsänderung des Fahrzeugs voneinander verschieden. Daher wird während der Richtungsänderung des Fahrzeugs eine in einer Drehrichtung nach außen gerichtete Zentrifugalkraft auf den Schwerpunkt des Fahrzeugkörpers ausgeübt und aus diesem Grund tendiert der Fahrzeugkörper dazu, in der Drehrichtung nach außen nach unten zu fallen. Im Ergebnis gibt es während der Richtungsänderung eine Tendenz, dass das innere Rad sich von der Straßenoberfläche abhebt, wodurch die Bodenbelastung des inneren Rads verringert wird, und es gibt eine Tendenz während der Richtungsänderung, dass das äußere Rad gegen die Straßenoberfläche gedrängt wird, wodurch die Bodenbelastung des äußeren Rads erhöht wird.
Wenn das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit fährt, sind die Bodenbelastungen der vorderen und hinteren Rädern konstant, aber wenn das Fahrzeug beschleunigt oder abbremst, variieren die Bodenbelastungen der vorderen und hinteren Räder. Insbesondere während einer Beschleunigung des Fahrzeugs wird eine vom Fahrzeugkörper nach hinten gerichtete Trägheitskraft auf den Schwerpunkt des Fahrzeugkörpers ausgeübt und daher tendiert der Fahrzeugkörper dazu, mit dem Heck abzutauchen, wodurch die Bodenbelastung des hinteren Rads erhöht wird. Im Ergebnis wird die Seitenführungskraft des hinteren Rads erhöht, um das Moment M₁ in einer Richtung entgegengesetzt der Drehrichtung auszuüben. Während einer Abbremsung des Fahrzeugs wird eine vom Fahrzeugkörper nach vorn gerichtete Trägheitskraft auf den Schwerpunkt des Fahrzeugkörpers ausgeübt und daher tendiert der Fahrzeugkörper dazu, mit der Nase abzutauchen, wodurch die Bodenbelastung des vorderen Rads erhöht wird. Im Ergebnis wird die Seitenführungskraft des vorderen Rads erhöht, um das Moment M₁ in derselben Richtung wie die Drehrichtung auszuüben (siehe einen durch eine durchgezogene Linie gezeigten Pfeil und einen durch eine gestrichelte Linie gezeigten Pfeil in 3).
Wenn das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit geradeaus fährt, ist die Bodenbelastung jedes der vorderen Räder Wf/2, wobei Wf die Summe der Bodenbelastungen des linken und des rechten Vorderrads repräsentiert. Wenn das Fahrzeug jedoch beschleunigt oder abbremst mit der Längsbeschleunigung Xg, während mit der Querbeschleunigung Yg seine Richtung geändert wird, ist die Bodenbelastung W_F1 des vorderen Innenrads während der Richtungsänderung des Fahrzeugs und die Bodenbelastung W_F0 des vorderen Außenrads während der Richtungsänderung des Fahrzeugs durch die folgenden Gleichungen gegeben: WF1 = Wf/2 – Kf × Yg – Kh × Xg (5) WF0 = Wf/2 + Kf × Yg – Kh × Xg (6)
Wenn die Summe der Bodenbelastungen des linken und des rechten Hinterrads durch Wr repräsentiert wird, ist darüber hinaus die Bodenbelastung W_R1 des hinteren Innenrads während der Richtungsänderung des Fahrzeugs und die Bodenbelastung W_R0 des hinteren Außenrads während der Richtungsänderung des Fahrzeugs gemäß den folgenden Gleichungen gegeben: WR1 = Wr/2 – Kr × Yg + Kh × Xg (7) WR0 = Wr/2 + Kr × Yg + Kh × Xg (8)
In den Gleichungen (5) bis (8) sind die Faktoren Kf, Kr und Kh gemäß den folgenden Gleichungen gegeben: Kf = (Gf' × hg' × W + hf × Wf)/tf (9) Kr = (Gr' × hg' × W + hr × Wr)/tr (10) KH = hg × W/(2 × L) (11)
Die in den obigen Gleichungen verwendeten Symbole bedeuten:
Gf, Gr: Rollsteifigkeit der vorderen und hinteren Räder
Gf', Gr': Verteilung der Rollsteifigkeit der vorderen und hinteren Räder Gf' = Gf/(Gf + Gr) Gr' = Gr/(Gf + Gr)hf, hr: Höhe des Rollmittelpunkts der vorderen und hinteren Räder
hg: Höhe des Schwerpunkts
hg': Abstand zwischen dem Schwerpunkt und der Rollachse
hg' = hg – (hf × Wf + hr × Wr)/W
tf, tr: Aufstand der vorderen und hinteren Räder
L: Radstand, L = a + b
Vorausgesetzt, dass die Seitenführungskraft eines Reifens proportional zur Bodenbelastung des Reifens ist, ist die Seitenführungskraft CFf des Vorderrads gemäß der folgenden Gleichung aus derjemigen Bodenbelastung W_F1 des vorderen Innenrads während der Richtungsänderung des Fahrzeugs gegeben, die in Gleichung (5) angegeben ist, und derjenigen Bodenbelastung W_F0 des vorderen Außenrads während der Richtungsänderung des Fahrzeugs, die in der Gleichung (6) angegeben ist, und der Querbeschleunigung Yg:
Zusätzlich ist die Seitenführungskraft CFr des Hinterrads gemäß der vorliegenden Gleichung aus derjenigen Bodenbelastung W_R1 des rechten Innenrads während der Richtungsänderung des Fahrzeugs gegeben, die in der Gleichung (7) angegeben ist, und der Bodenbelastung W_R0 des rechten Außenrads während der Richtungsänderung des Fahrzeugs, die in der Gleichung (8) angegeben ist, und der Querbeschleunigung Yg:
Wenn die Gleichungen (12) und (13) in die Gleichung (4) eingesetzt werden, erhält man die folgende Gleichung:
wobei gilt a × Wf – b × Wr = 0 und Kh = hg × W/(2 × L) aus der Gleichung (11), und daher ist Gleichung (14) gleich: M1 = –hg × W × Xg × Yg (15)
Es ist ersichtlich, dass das Moment M₁ um die Gierachse proportional zum Produkt der Längsbeschleunigung Xg und der Querbeschleunigung Yg ist. Wenn die Antriebskraft und die Bremskraft zwischen den inneren und äußeren Rädern während der Richtungsänderung des Fahrzeugs verteilt werden, um das Moment M₁ um die Gierachse, das in der Gleichung (15) gegeben ist, zu eliminieren, kann daher die Richtungsänderungsstabilität und die Hochgeschwindigkeitsstabilität während Beschleunigens oder Abbremsens des Fahrzeugs verbessert werden, wenn die Richtung des Fahrzeugs geändert wird.
Wenn andererseits z. B. eine Bremskraft F im Innenrad während einer Richtungsänderung des Fahrzeugs erzeugt wird, wie in 4 gezeigt ist, wird eine Antriebskraft F/i im Außenrad während der Richtungsänderung des Fahrzeugs erzeugt, wobei i ein Übersetzungsverhältnis des Getriebes 2 repräsentiert. Ein Moment M₂ um die Gierachse, das in dem Fahrzeug durch die Bremskraft F und die Antriebskraft F/i erzeugt wird, ist gemäß der folgenden Gleichung gegeben:
wobei κ = 1 + (1/i); T ein Kupplungsmoment; und R ein Radius eines Reifens ist.
Daher ist ein Kupplungsmoment T, das zur Eliminierung des Moments M₁ durch das Moment M₂ erforderlich ist, gegeben durch Erfüllen von M₁ = M₂ gemäß der folgenden Gleichung: T = {2R/(tr × κ)} × hg × W × Xg × Yg (17)
Wie aus Gleichung (17) offensichtlich ist, ist das Kupplungsmoment T ein Wert, der proportional zum Produkt der Längsbeschleunigung Xg und der Querbeschleunigung Yg ist. Da in der vorangehenden Beschreibung angenommen wurde, dass die Seitenführungskraft des Reifens proportional zur Bodenbelastung des Reifens ist, ist das Kupplungsmoment T proportional zum Produkt Xg × Yg der Längsbeschleunigung und der Querbeschleunigung Yg, aber um exakt zu sein, ist die Seitenführungskraft nicht proportional zur Bodenbelastung. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass das Kupplungsmoment T als eine Funktion des Produkts Xg × Yg der Längsbeschleunigung Xg und der Querbeschleunigung Yg behandelt wird.
Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, wird dann, wenn aufgrund der durch das Linksdrehungs- und Rechtsdrehungs-Bestimmungsmittel 23 bereitgestellten Bestimmung die erste Hydraulikkupplung 3_L beim Beschleunigen des Fahrzeugs während einer Richtungsänderung nach links durch Öffnen des ersten Ein/Aus-Ventils 17_L in den eingerückten Zustand gebracht wird, wobei das Kupplungsmoment T in der Gleichung (17) gegeben ist, und wenn die Hydraulikdruckausgabe an das Regulierventil 16 durch das Steuer/Regelmenge-Berechnungsmittel 34 gesteuert/geregelt wird, die Drehzahl des inneren Rads während der Richtungsänderung des Fahrzeugs verringert, um die Bremskraft F zu erzeugen, während die Drehzahl des Außenrads während der Richtungsänderung des Fahrzeugs erhöht wird, um die Antriebskraft F/i zu erzeugen. Daher wird das Moment M₁ aufgrund der Seitenführungskraft in der Richtung entgegengesetzt der Drehrichtung eliminiert, um dadurch das Richtungsänderungsvermögen zu erhöhen. Dementsprechend wird dann, wenn die zweite Hydraulikkupplung 3_R in den eingerückten Zustand gebracht wird, wobei das Kupplungsmoment T ist, dann, wenn das Fahrzeug während einer Richtungsänderung nach rechts desselben beschleunigt wird, das Moment M₁ aufgrund der Seitenführungskraft dementsprechend eliminiert, um das Richtungsänderungsvermögen zu erhöhen.
Wenn die zweite Hydraulikkupplung 3_R dann in den eingerückten Zustand gebracht wird, wobei das Kupplungsmoment T in der Gleichung (17) gegeben ist, wenn das Fahrzeug während einer Richtungsänderung nach links desselben abgebremst wird, wird die Drehzahl des inneren Rads während der Richtungsänderung des Fahrzeugs erhöht, um die Antriebskraft F zu erhöhen, und die Drehzahl des äußeren Rads während der Richtungsänderung des Fahrzeugs wird verringert, um die Bremskraft F/i zu erzeugen. Daher wird das Moment M₁ in derselben Richtung wie die Drehrichtung aufgrund der Seitenführungskraft eliminiert, um die Hochgeschwindigkeitsstabilität zu erhöhen. Dementsprechend wird dann, wenn die erste Hydraulikkupplung 3_L in den eingerückten Zustand gebracht wird, wobei das Kupplungsmoment T ist, wenn das Fahrzeug während einer Richtungsänderung nach rechts desselben abgebremst wird, das Moment M₁ aufgrund der Seitenführungskraft dementsprechend eliminiert, um die Hochgeschwindigkeitsstabilität zu erhöhen.
Tabelle 1
Sogar dann, wenn das Fahrzeug während einer Geradeausfahrt desselben beschleunigt wird oder abgebremst wird, wird das Giermoment des Fahrzeugs nicht variiert und daher wird die erste und zweite Hydraulikkupplung 3_L und 3_R in ihrem nicht eingerückten Zustand gehalten.
Wenn ein Fahrer ein Gaspedal weiter niedergedrückt, um das Fahrzeug zu beschleunigen, wenn die Vorderräder W_FL und W_FR, die die Antriebsräder sind, in der Nähe einer Grenze der Griffigkeitskraft der Reifen ausgelenkt werden, dann können die durch die Vorderräder W_FR und W_FR erzeugten Seitenführungskräfte CFf kleiner sein als die tatsächlich erforderliche Seitenführungskraft aus dem oben beschriebenen Grund und der Frontabschnitt des Fahrzeugs kann in einigen Fällen in der Drehrichtung nach außen gedrückt werden, wodurch die Untersteuerungstendenz intensiviert wird. In diesem Fall wird das in der Gleichung (17) angegebene Kupplungsmoment T bereitgestellt, ohne Betrachtung des Giermoments aufgrund des Fehlens der Seitenführungskräfte CFf der Vorderräder W_FL und W_FR und aus diesem Grund ist es unmöglich, die Erzeugung der oben beschriebenen Untersteuerungstendenz zu kompensieren.
Wenn die korrigierte Längsbeschleunigung Xg' und die korrigierte Querbeschleunigung Yg', die in den Gleichungen (1) und (2) unter Berücksichtigung des Giermoments aufgrund des Fehlens der Seitenführungskräfte CFf der Vorderräder W_FL und W_FR, anstelle der Längsbeschleunigung Xg und der Querbeschleunigung Yg in der Gleichung (17) verwendet werden, nämlich, wenn das Kupplungsmoment T gemäß der folgenden Gleichung berechnet wird, T = {2R/(tr × κ)} × hg × W × Xg' × Yg' (18)kann nämlich die Untersteuerungstendenz des Fahrzeugs kompensiert werden.
Dies wird weiter beschrieben. In 5A und 5B entsprechen die gepunkteten Linien dem ersten Term (dem primären Term der Längsbeschleunigung Xg und der Querbeschleunigung Yg) auf der rechten Seite in den Gleichungen (1) und (2); die gestrichelten Linien entsprechen dem zweiten Term (dem tertiären Term der Längsbeschleunigung Xg oder der Querbeschleunigung Yg) auf der rechten Seite in den Gleichungen (1) und (2), und die durch durchgezogene Linien angedeuteten Werte, die aus der Addition der gepunkteten Linien und der gestrichelten Linien resultieren, entsprechen der korrigierten Längsbeschleunigung Xg' und der korrigierten Querbeschleunigung Yg'. Die Gleichung (17), die derjenigen des Stands der Technik entspricht, ist eine Gleichung, die aus der Eliminierung des tertiären Terms des zweiten Terms auf den rechten Seiten in den Gleichungen (1) und (2) resultiert, und wenn der tertiäre Term zu dieser Gleichung addiert wird, wird die Gleichung (18) in dieser Ausführungsform erhalten. Gemäß dieser Ausführungsform, wird das Kupplungsmoment T um eine Menge erhöht, die dem tertiären Term nach Maßgabe eines Anstiegs der Längsbeschleunigung Xg oder der Querbeschleunigung Yg entspricht und nach Maßgabe dieses Anstiegs wird die Menge von zwischen dem linken und rechten Vorderrad W_FL und W_FR verteiltem Drehmoment erhöht. Daher kann das durch das Fehlen der Seitenführungskräfte CFf der Vorderräder W_FL und W_FR erzeugte Giermoment eliminiert werden, um die Erzeugung der Untersteuerungstendenz zu verhindern.
6A und 6B zeigen eine zweite Ausführungsform. Bei der ersten Ausführungsform sind die korrigierte Längsbeschleunigung Xg' und die korrigierte Querbeschleunigung Yg' als Funktionen der Längsbeschleunigung Xg und der Querbeschleunigung Yg gemäß den Gleichungen (1) und (2) bestimmt worden. Bei der zweiten Ausführungsform werden die korrigierte Längsbeschleunigung Xg' und die korrigierte Querbeschleunigung Yg' aus einer Tabelle bestimmt, wobei die Längsbeschleunigung Xg und die Querbeschleunigung Yg als Parameter verwendet werden. Sogar bei der zweiten Ausführungsform wird die Menge von verteiltem Drehmoment auf einen größeren Wert erhöht als der Wert, der direkt proportional zur Längsbeschleunigung Xg oder der Querbeschleunigung Yg ist. Daher kann die Untersteuerungstendenz während der Richtungsänderung des Fahrzeugs kompensiert werden, um eine stabile Richtungsänderung des Fahrzeugs zu ermöglichen.
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 7 bis 8B beschrieben.
Wie aus dem Vergleich von 1 mit 7 ersichtlich ist, gilt die erste Ausführungsform (siehe 1) für ein Frontmotor/Frontantriebsfahrzeug, aber die dritte Ausführungsform (siehe 71 gilt für ein Mittelmotor/Hinterradantriebsfahrzeug, das ein linkes Vorderrad W_FL und ein rechtes Vorderrad W_FR umfasst, die Nebenräder sind, und ein linkes Hinterrad W_RL und ein rechtes Hinterrad W_RR, die Antriebsräder sind. Ein Getriebe 2 ist zwischen den Achsen 1_L und 1_R des linken und des rechten Vorderrads W_FL und W_FR angebracht und verbindet das linke und das rechte Vorderrad W_FL und W_FR derart, dass diese mit unterschiedlichen Drehzahlen gedreht werden. Die Konstruktion des Getriebes 2 ist dieselbe wie bei der ersten Ausführungsform. Die Schaltungsanordnung einer elektronischen Steuer/Regeleinheit U bei der dritten Ausführungsform ist ebenfalls dieselbe wie diejenige bei der ersten Ausführungsform, außer der Funktion eines korrigierte Längsbeschleunigungs-Berechnungsmittels 32 und eines korrigierte Querbeschleunigungs-Berechnungsmittels 33, die im Folgenden hierin beschrieben werden (siehe 2).
Bei der dritten Ausführungsform werden die Berechnung der Längsbeschleunigung Xg durch das Längsbeschleunigungs-Berechnungsmittel 20 und die Berechnung der Querbeschleunigung durch das Querbeschleunigungs-Berechnungsmittel 21 in einer Weise ausgeführt, die ähnlich zu der ersten Ausführungsform ist. Jedoch ist die Berechnung der korrigierten Längsbeschleunigung Xg' durch das korrigierte Längsbeschleunigungs-Berechnungsmittel 32 des Drehmomentverteilungs-Mengenbestimmungsmittels 22 und die Berechnung der korrigierten Querbeschleunigung Yg' durch das korrigierte Querbeschleunigungs-Berechnungsmittel 33 des Drehmomentverteilungs-Mengenbestimmungsmittels 22 von denjenigen bei der ersten Ausführungsform verschieden. Insbesondere ist bei der dritten Ausführungsform die korrigierte Längsbeschleunigung Xg' gemäß der folgenden Gleichung gegeben: Xg' = A × Xg – B × Xg3 (1') und die korrigierte Querbeschleunigung Yg' ist gemäß der folgenden Gleichung gegeben: Yg' = C × Yg – D × Yg3 (2')
Wie aus dem Vergleich der Gleichungen (1') und (2') mit den Gleichungen (1) und (2) bei der ersten Ausführungsform ersichtlich ist, sind sowohl die Gleichungen (1'), (2') als auch die Gleichungen (1), (2) voneinander hinsichtlich der Tatsache verschieden, dass die Vorzeichen der tertiären Terme auf den rechten Seiten bei der dritten Ausführungsform negativ sind.
Wenn die rechte Seite in der Gleichung (1') nur der primäre Term (A × Xg) ist, wird daher die korrigierte Längsbeschleunigung Xg' direkt proportional zu einem Anstieg der Längsbeschleunigung Xg erhöht, aber aufgrund des Vorhandenseins des tertiären Terms (–B × Xg³) auf der rechten Seite in Gleichung (1') wird die korrigierte Längsbeschleunigung Xg' auf einen Wert erhöht, der geringer ist als der Wert, der direkt proportional zu der Längsbeschleunigung Xg ist. Wenn die rechte Seite der Gleichung (2') nur der primäre Term (C × Yg) ist, wird darüber hinaus die korrigierte Querbeschleunigung Yg' direkt proportional zu einem Anstieg der Querbeschleunigung Yg erhöht, aber aufgrund des Vorhandenseins des tertiären Terms (–D × Yg³) auf der rechten Seite in Gleichung (2') wird die korrigierte Querbeschleunigung Yg' auf einen Wert erhöht, der geringer ist als der Wert, der direkt proportional zu der Querbeschleunigung Yg ist.
Das Steuer/Regelmenge-Berechnungsmittel 34 berechnet eine Steuer/Regelmenge für das Regulierventil 16, nämlich eine zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad W_RL und W_RR verteilte Drehmomentmenge als eine Funktion eines Wertes Xg' × Yg', der aus der Multiplikation der korrigierten Längsbeschleunigung Xg' und der korrigierten Querbeschleunigung Yg' resultiert.
Bei dem Fahrzeug in der dritten Ausführungsform sind die Hinterräder W_RR und W_RR Antriebsräder, aber das Kupplungsmoment T, das zur Eliminierung eines Moments M₁ (ein Moment aufgrund der Seitenführungskraft) mit einem Moment M₂ (einem Giermoment, das durch die Verteilung der Antriebskraft und der Bremskraft zwischen dem linken und dem rechten Rad erzeugt wird) erforderlich ist, ist gemäß der Gleichung (17) gegeben, wie bei dem Fahrzeug in der ersten Ausführungsform, in dem die Vorderräder W_FL und W_FR Antriebsräder sind.
Wenn jedoch ein Fahrer das Gaspedal weiter niedergedrückt hält, um das Fahrzeug zu beschleunigen, wenn die Hinterräder W_RL und W_RR, die die Antriebsräder sind, in der Nähe der Grenze der Griffigkeitskraft der Reifen ausgelenkt werden, dann können die Seitenführungskräfte CFf, die durch die Hinterräder W_RL und W_RR erzeugt werden, kleiner sein als die tatsächlich erforderliche Seitenführungskraft aus dem oben genannten Grund, und der hintere Abschnitt des Fahrzeugs kann in einigen Fällen in der Drehrichtung nach außen gedrückt werden, wodurch die Übersteuerungstendenz intensiviert wird. In diesem Fall wird das Kupplungsmoment T, das in Gleichung (17) angegeben ist, ohne Betrachtung des Giermoments aufgrund des Fehlens der Seitenführungskräfte CFf der Hinterräder W_RL und W_RR bereitgestellt, und aus diesem Grund ist es unmöglich, die Erzeugung der oben genannten Übersteuerungstendenz zu kompensieren.
Wenn die korrigierte Längsbeschleunigung Xg' und die korrigierte Querbeschleunigung Yg', die in den Gleichungen (1') und (2') angegeben sind, unter Berücksichtigung des Giermoments aufgrund des Fehlens der Seitenführungskräfte CFr der Hinterräder W_RL und W_RR anstelle der Längsbeschleunigung Xg und der Querbeschleunigung Yg in der Gleichung (17) verwendet werden, kann die Übersteuerungstendenz während der Richtungsänderung des Fahrzeugs kompensiert werden.
Dies wird weiter beschrieben. In 8A und 8B entsprechen gepunktete Linien dem ersten Term (dem primären Term der Längsbeschleunigung Xg und der Querbeschleunigung Yg) auf der rechten Seite in den Gleichungen (1') und (2'), gestrichelte Linien entsprechen dem zweiten Term (dem tertiären Term der Längsbeschleunigung Xg oder der Querbeschleunigung Yg) auf der rechten Seite in den Gleichungen (1') und (2'), und durch durchgezogene Linien angedeutete Werte, die aus der Verringerung der gepunkteten Linien von den gestrichelteten Linien resultieren, entsprechen der korrigierten Längsbeschleunigung Xg' und der korrigierten Querbeschleunigung Yg'. Gemäß dieser Ausführungsform wird der Anstieg des Kupplungsmoments T um eine Menge verhindert, die dem tertiären Term entspricht, nach Maßgabe eines Anstiegs der Längsbeschleunigung Xg oder der Querbeschleunigung Yg, und gemäß dessen wird die Menge von zwischen dem linken und rechten Hinterrad W_RL und W_RR verteiltem Drehmoment um eine geringere Menge erhöht. Daher kann das Giermoment, das aufgrund des Fehlens der Seitenführungskräfte CFr des Hinterrads W_RL und W_RR erzeugt wurde, eliminiert werden, um die Erzeugung der Übersteuerungstendenz zu verhindern.
9A und 9B zeigen eine vierte Ausführungsform. Bei der dritten Ausführungsform sind die korrigierte Längsbeschleunigung Xg' und die korrigierte Querbeschleunigung Yg' als Funktion der Längsbeschleunigung Xg und der Querbeschleunigung Yg gemäß den Gleichungen (1') und (2') berechnet worden. Bei der vierten Ausführungsform werden die korrigierte Längsbeschleunigung Xg' und die korrigierte Querbeschleunigung Yg' jedoch aus einer Tabelle bestimmt, wobei die Längsbeschleunigung Xg und die Querbeschleunigung Yg als Parameter verwendet werden. Sogar bei der vierten Ausführungsform wird die Menge von verteiltem Drehmoment in einem geringeren Ausmaß erhöht als der Wert, der direkt proportional zur Längsbeschleunigung Xg oder zur Querbeschleunigung Yg ist. Daher kann die Übersteuerungstendenz während der Richtungsänderung des Fahrzeugs kompensiert werden, um eine stabile Richtungsänderung des Fahrzeugs zu ermöglichen.
Obwohl die Verteilung des Drehmoments zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad W_RL und W_RR, die Nebenräder sind, bei der ersten und der zweiten Ausführungsform beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung ebenso auf die Verteilung von Drehmoment zwischen dem linken und dem rechten Vorderrad W_FL und W_FR anwendbar, die Antriebsräder sind. Obwohl die Verteilung des Drehmoments zwischen dem linken und dem rechten Vorderrad W_FL und W_FR, die Nebenräder sind, in der dritten und der vierten Ausführungsform beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung ebenfalls anwendbar auf die Verteilung von Drehmoment zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad W_RL und W_RR, die die Antriebsräder sind. Zusätzlich können anstelle der ersten und der zweiten Hydraulikkupplung 3_L und 3_R andere Kupplungstypen verwendet werden, wie eine elektromagnetische Kupplung oder eine Fluidkupplung. Ferner wurde das Kupplungsmoment T als die Funktion des Produkts Xg' × Yg' der korrigierten Längsbeschleunigung Xg' und der korrigierten Querbeschleunigung Yg' bei den oben beschriebenen Ausführungsformen bestimmt, aber sogar dann, wenn das Kupplungsmoment T als eine Funktion nur der korrigierten Längsbeschleunigung Xg' oder als eine Funktion nur der Querbeschleunigung Yg' bestimmt wird, kann eine befriedigende Funktion und Wirkung erhalten werden.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben worden sind, versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, und verschiedene Modifikationen in der Konstruktion gemacht werden können, ohne von der Idee und dem Umfang der Erfindung, die in den Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.
Ein Giermomentsteuer/regelsystem ist vorgesehen, um eine Untersteuerungstendenz zu eliminieren, die aufgrund der nicht ausreichenden Seitenführungskraft von vorderen Antriebsrädern eines Fahrzeugs erzeugt wird. Insbesondere wird anstelle einer Längsbeschleunigung Xg und einer Querbeschleunigung Yg, die zum Berechnen der verteilten Drehmomentmenge verwendet wird, eine korrigierte Längsbeschleunigung Xg' verwendet, die größer ist als der Wert, der direkt proportional zur Längsbeschleunigung Xg ist, und eine korrigierte Querbeschleunigung Yg' verwendet, die größer als der Wert ist, der direkt proportional zur Querbeschleunigung Yg ist, wodurch die zwischen inneren und äußeren Rädern während einer Richtungsänderung des Fahrzeugs verteilte Drehmomentmenge erhöht wird. Ein Giermoment wird erzeugt, das nach innen in der Drehrichtung gerichtet ist, um die Untersteuerungstendenz zu verhindern, die aufgrund der Unzulänglichkeit der Seitenführungskraft der Vorderräder erzeugt wird.

Claims

Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug, wobei das Fahrzeug ein linkes (W_FL) und ein rechtes (W_FR) Vorderrad als Antriebsräder aufweist und ein linkes (W_RR) und ein rechtes (W_RR) Hinterrad als Nebenräder aufweist, umfassend ein Drehmomentverteilungsmittel zum Verteilen von Drehmoment zwischen dem linken (W_FL) und dem rechten (W_FR) Vorderrad, ein Längsbeschleunigungsberechnungsmittel (20) zum Berechnen der Längsbeschleunigung (X_g) des Fahrzeugs und ein Drehmomentverteilungs-Mengenbestimmungsmittel (22) zum Steuern/Regeln der Drehmomentmenge, die von dem Drehmomentverteilungsmittel verteilt wird, derart, dass das Drehmoment mit einer Erhöhung der berechneten Längsbeschleunigung (X_g) erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment-Mengenbestimmungsmittel (22) die verteilte Drehmomentmenge proportional zu einer korrigierten Längsbeschleunigung (X_g') bestimmt, die erhalten wird durch Addieren eines Terms zu der berechneten Längsbeschleunigung (X_g), der überproportional als eine Funktion der berechneten Längsbeschleunigung (X_g) ansteigt.
Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug, wobei das Fahrzeug ein linkes (W_FL) und ein rechtes (W_FR) Vorderrad als Antriebsräder aufweist und ein linkes (W_RR) und ein rechtes (W_RR) Hinterrad als Nebenräder aufweist, umfassend ein Drehmomentverteilungsmittel zum Verteilen von Drehmoment zwischen dem linken (W_FL) und dem rechten (W_FR) Vorderrad, ein Querbeschleunigungsberechnungsmittel (21) zum Berechnen der Querbeschleunigung (Y_g) des Fahrzeugs und ein Drehmomentverteilungs-Mengenbestimmungsmittel (22) zum Steuern/Regeln der Drehmomentmenge, die von dem Drehmomentverteilungsmittel verteilt wird, derart, dass das Drehmoment mit einer Erhöhung der berechneten Querbeschleunigung (Y_g) erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment-Mengenbestimmungsmittel (22) die verteilte Drehmomentmenge proportional zu einer korrigierten Querbeschleunigung (Y_g') bestimmt, die erhalten wird durch Addieren eines Terms zu der berechneten Querbeschleunigung (Y_g), der überproportional als eine Funktion der berechneten Querbeschleunigung (Y_g) ansteigt.
Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug, wobei das Fahrzeug ein linkes (W_RL) und ein rechtes (W_RR) Hinterrad als Antriebsräder aufweist und ein linkes (W_FL) und ein rechtes (W_FR) Vorderrad als Nebenräder aufweist, umfassend ein Drehmomentverteilungsmittel (2) zum Verteilen von Drehmoment zwischen dem linken und dem rechten Vorderrad, ein Längsbeschleunigungsberechnungsmittel (20) zum Berechnen der Längsbeschleunigung (X_g) des Fahrzeugs und ein Drehmomentverteilungs-Mengenbestimmungsmittel (22) zum Steuern/Regeln der Drehmomentmenge, die von dem Drehmomentverteilungsmittel (2) verteilt wird, derart, dass das Drehmoment mit einer Erhöhung der berechneten Längsbeschleunigung (X_g) erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment-Mengenbestimmungsmittel (22) die verteilte Drehmomentmenge proportional zu einer korrigierten Längsbeschleunigung (X_g') bestimmt, die erhalten wird durch Subtrahieren eines Terms von der berechneten Längsbeschleunigung (X_g), der überproportional als eine Funktion der berechneten Längsbeschleunigung (X_g) ansteigt.
Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug, wobei das Fahrzeug ein linkes (W_RL) und ein rechtes (W_RR) Hinterrad als Antriebsräder aufweist und ein linkes (W_FL) und ein rechtes (W_FR) Vorderrad als Nebenräder aufweist, umfassend ein Drehmomentverteilungsmittel (2) zum Verteilen von Drehmoment zwischen dem linken (W_FL) und dem rechten (W_FR) Vorderrad, ein Querbeschleunigungsberechnungsmittel (21) zum Berechnen der Querbeschleunigung (Y_g) des Fahrzeugs und ein Drehmomentverteilungs-Mengenbestimmungsmittel (22) zum Steuern/Regeln der Drehmomentmenge, die von dem Drehmomentverteilungsmittel (2) verteilt wird, derart, dass das Drehmoment mit einer Erhöhung der berechneten Querbeschleunigung (Y_g) erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment-Mengenbestimmungsmittel (22) die verteilte Drehmomentmenge proportional zu einer korrigierten Querbeschleunigung (Y_g') bestimmt, die erhalten wird durch Subtrahieren eines Terms von der berechneten Querbeschleunigung (Y_g), der überproportional als eine Funktion der berechneten Querbeschleunigung (Y_g) ansteigt.
Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug, wobei das Fahrzeug ein linkes (W_FL) und ein rechtes (W_FR) Vorderrad als Antriebsräder aufweist und ein linkes (W_RL) und ein rechtes (W_RR) Hinterrad als Nebenräder aufweist, umfassend ein Drehmomentverteilungsmittel (2) zum Verteilen von Drehmoment zwischen dem linken (W_RR) und dem rechten (W_RR) Hinterrad, ein Längsbeschleunigungsberechnungsmittel (20) zum Berechnen der Längsbeschleunigung (X_g) des Fahrzeugs und ein Drehmomentverteilungs-Mengenbestimmungsmittel (22) zum Steuern/Regeln der Drehmomentmenge, die von dem Drehmomentverteilungsmittel verteilt wird, derart, dass das Drehmoment mit einer Erhöhung der berechneten Längsbeschleunigung (X_g) erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment-Mengenbestimmungsmittel (22) die verteilte Drehmomentmenge proportional zu einer korrigierten Längsbeschleunigung (X_g') bestimmt, die erhalten wird durch Addieren eines Terms zu der berechneten Längsbeschleunigung (X_g), der überproportional als eine Funktion der berechneten Längsbeschleunigung (X_g) ansteigt.
Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug, wobei das Fahrzeug ein linkes (W_FL) und ein rechtes (W_FR) Vorderrad als Antriebsräder aufweist und ein linkes (W_RL) und ein rechtes (W_RR) Hinterrad als Nebenräder aufweist, umfassend ein Drehmomentverteilungsmittel (2) zum Verteilen von Drehmoment zwischen dem linken (W_RR) und dem rechten (W_RR) Hinterrad, ein Querbeschleunigungsberechnungsmittel (21) zum Berechnen der Querbeschleunigung (Y_g) des Fahrzeugs und ein Drehmomentverteilungs-Mengenbestimmungsmittel (22) zum Steuern/Regeln der Drehmomentmenge, die von dem Drehmomentverteilungsmittel (2) verteilt wird, derart, dass das Drehmoment mit einer Erhöhung der berechneten Querbeschleunigung (Y_g) erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment-Mengenbestimmungsmittel (22) die verteilte Drehmomentmenge proportional zu einer korrigierten Querbeschleunigung (Y_g') bestimmt, die erhalten wird durch Addieren eines Terms zu der berechneten Querbeschleunigung (Y_g), der überproportional als eine Funktion der berechneten Querbeschleunigung (Y_g) ansteigt.
Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug, wobei das Fahrzeug ein linkes (W_RL) und ein rechtes (W_RR) Hinterrad als Antriebsräder aufweist und ein linkes (W_FL) und ein rechtes (W_FR) Vorderrad als Nebenräder aufweist, umfassend ein Drehmomentverteilungsmittel zum Verteilen von Drehmoment zwischen dem linken (W_RL) und dem rechten (W_RR) Hinterrad, ein Längsbeschleunigungsberechnungsmittel (20) zum Berechnen der Längsbeschleunigung (X_g) des Fahrzeugs und ein Drehmomentverteilungs-Mengenbestimmungsmittel (22) zum Steuern/Regeln der Drehmomentmenge, die von dem Drehmomentverteilungsmittel verteilt wird, derart, dass das Drehmoment mit einer Erhöhung der berechneten Längsbeschleunigung (X_g) erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment-Mengenbestimmungsmittel (22) die verteilte Drehmomentmenge proportional zu einer korrigierten Längsbeschleunigung (X_g') bestimmt, die erhalten wird durch Subtrahieren eines Terms von der berechneten Längsbeschleunigung (X_g), der überproportional als eine Funktion der berechneten Längsbeschleunigung (X_g) ansteigt.
Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug, wobei das Fahrzeug ein linkes (W_RL) und ein rechtes (W_RR) Hinterrad als Antriebsräder aufweist und ein linkes (W_FL) und ein rechtes (W_FR) Vorderrad als Nebenräder aufweist, umfassend ein Drehmomentverteilungsmittel zum Verteilen von Drehmoment zwischen dem linken (W_RL) und dem rechten (W_RR) Hinterrad, ein Querbeschleunigungsberechnungsmittel (21) zum Berechnen der Querbeschleunigung (Y_g) des Fahrzeugs und ein Drehmomentverteilungs-Mengenbestimmungsmittel (22) zum Steuern/Regeln der Drehmomentmenge, die von dem Drehmomentverteilungsmittel verteilt wird, derart, dass das Drehmoment mit einer Erhöhung der berechneten Querbeschleunigung (Y_g) erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment-Mengenbestimmungsmittel (22) die verteilte Drehmomentmenge proportional zu einer korrigierten Querbeschleunigung (Y_g') bestimmt, die erhalten wird durch Subtrahieren eines Terms von der berechneten Querbeschleunigung (Y_g), der überproportional als eine Funktion der berechneten Querbeschleunigung (Y_g) ansteigt.
Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 5, wobei der Wert der korrigierten Längsbeschleunigung (X_g') erhalten wird durch Addieren eines tertiären Terms zu dem Wert der berechneten Längsbeschleunigung (X_g).
Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 5, wobei der Wert der korrigierten Längsbeschleunigung (X_g') aus einer Tabelle für einen gegebenen Wert der berechneten Längsbeschleunigung (X_g) erhalten wird.
Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 6, wobei der Wert der korrigierten Querbeschleunigung (Y_g') erhalten wird durch Addieren eines tertiären Terms zu dem Wert der berechneten Querbeschleunigung (Y_g).
Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 6, wobei der Wert der korrigierten Querbeschleunigung (Y_g') aus einer Tabelle für einen gegebenen Wert der berechneten Querbeschleunigung (Y_g) erhalten wird.
Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug nach Anspruch 3 oder 7, wobei der Wert der korrigierten Längsbeschleunigung (X_g') erhalten wird durch Subtrahieren eines tertiären Terms von dem Wert der berechneten Längsbeschleunigung (X_g).
Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug nach Anspruch 3 oder 7, wobei der Wert der korrigierten Längsbeschleunigung (X_g') aus einer Tabelle für einen gegebenen Wert der berechneten Längsbeschleunigung (X_g) erhalten wird.
Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug nach Anspruch 4 oder 8, wobei der Wert der korrigierten Querbeschleunigung (Y_g') erhalten wird durch Subtrahieren eines tertiären Terms von dem Wert der berechneten Querbeschleunigung (Y_g).
Giermomentsteuer/regelsystem in einem Fahrzeug nach Anspruch 4 oder 8, wobei der Wert der korrigierten Querbeschleunigung (Y_g') aus einer Tabelle für einen gegebenen Wert der berechneten Querbeschleunigung (Y_g) erhalten wird.