DE102017125368A1

DE102017125368A1 - Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017125368A1
Application number: DE102017125368.8A
Authority: DE
Inventors: Yoshitaka Fujita
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2018-06-28
Also published as: CN108263372B; US10538137B2; JP2018103885A; US20180178610A1; CN108263372A; JP6583255B2

Abstract

Ein erster aktiver Stabilisator (60) ist auf einer Seite eines Hauptantriebsrades installiert, und ein zweiter aktiver Stabilisator (50) ist auf einer Seite eines untergeordneten Antriebsrades installiert. Eine Steuerungsvorrichtung (100) führt eine Lastverteilungssteuerung durch, wenn eine Ist-Antriebskraft-Differenz zwischen einer linken und rechten Seite eines Fahrzeugs beim Beschleunigen einen Schwellwert überschreitet. Eine Hoch-µ-Seite ist diejenige aus der linken und rechten Seite mit einer größeren Ist-Antriebskraft, und eine Niedrig-µ-Seite ist die andere aus der linken und rechten Seite. Die Lastverteilungssteuerung beinhaltet einen ersten Modus, der durchgeführt wird, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit (Vx) kleiner oder gleich einem ersten Bezugswert (Vx_Th1) ist. In dem ersten Modus betätigt die Steuerungsvorrichtung (100) den ersten aktiven Stabilisator (60) in einer Richtung zum Anheben der Hoch-µ-Seite und betätigt den zweiten aktiven Stabilisator (50) in einer Richtung zum Anheben der Niedrig-µ-Seite.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Fahrzeugfahrtsteuerung, wenn beim Beschleunigen eines Fahrzeugs eine Antriebskraftdifferenz zwischen linken und rechten Rädern auftritt.
Bisheriger Stand der Technik
Beim Bremsen oder Beschleunigen auf einer µ-Split-Straße wird bei einem Fahrzeug bedingt durch eine Bremskraft- oder Antriebskraftdifferenz zwischen linken und rechten Rädern ein Giermoment erzeugt. Patentliteratur 1 offenbart eine Technik, die ein solches Giermoment erfasst und eine Drehsteuerung durchführt, um dem erfassten Giermoment entgegenzuwirken. Patentliteratur 2 offenbart eine Technik, die ein Giermoment erfasst, welches beim Bremsen auf einer µ-Split-Straße erzeugt wird, und eine Drehsteuerung durchführt, um dem erfassten Giermoment entgegenzuwirken.
Patentliteratur 3 offenbart einen aktiven Stabilisator zum Unterdrücken eines Wankverhaltens während einer Kurvenfahrt.
Anführung des verwandten Standes der Technik

Patentliteratur 1: japanische Offenlegungspatentveröffentlichung Nr. 2005-349914
Patentliteratur 2: japanische Offenlegungspatentveröffentlichung Nr. 2010-195089
Patentliteratur 3: japanische Offenlegungspatentveröffentlichung Nr. 2010-215068

KURZFASSUNG
Gemäß der in obengenannter Patentliteratur 1 offenbarten Technik wird die Drehsteuerung beim Beschleunigen des Fahrzeugs durchgeführt, um dem Giermoment entgegenzuwirken, das durch die Antriebskraftdifferenz zwischen linken und rechten Rädern verursacht wird. Es steht zu erwarten, dass das Fahrzeugverhalten durch die Drehsteuerung stabilisiert wird. Selbst wenn jedoch die Drehsteuerung durchgeführt wird, wird die Antriebskraft nicht erhöht und somit wird die Beschleunigungsleistung nicht erhöht.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist die Bereitstellung einer Technik, welche die Beschleunigungsleistung erhöhen kann, wenn beim Beschleunigen eines Fahrzeugs eine Antriebskraftdifferenz zwischen linken und rechten Rädern auftritt.
Eine erste Offenbarung sieht eine Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung vor.
Die Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung beinhaltet:

eine Antriebsvorrichtung, die mindestens ein Hauptantriebsrad aus dem Hauptantriebsrad und einem untergeordneten Antriebsrad eines Fahrzeugs antreibt;
einen ersten aktiven Stabilisator, der auf einer Seite des Hauptantriebsrades installiert ist;
einen zweiten aktiven Stabilisator, der auf einer Seite des untergeordneten Antriebsrades installiert ist; und
eine Steuerungsvorrichtung, die eine Lastverteilungssteuerung durchführt, wenn eine Ist-Antriebskraft-Differenz zwischen einer linken Seite und einer rechten Seite des Fahrzeugs beim Beschleunigen einen Schwellwert überschreitet.

Eine Hoch-µ-Seite ist diejenige aus der linken Seite und der rechten Seite mit einer größeren Ist-Antriebskraft, und eine Niedrig-µ-Seite ist die andere der linken Seite und der rechten Seite.
Die Lastverteilungssteuerung beinhaltet einen ersten Modus, der durchgeführt wird, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner oder gleich einem ersten Bezugswert ist.
In dem ersten Modus betätigt die Steuerungsvorrichtung den ersten aktiven Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Hoch-µ-Seite und betätigt den zweiten aktiven Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Niedrig-µ-Seite.
Eine zweite Offenbarung weist ferner die folgenden Merkmale zusätzlich zu der ersten Offenbarung auf.
Die Lastverteilungssteuerung beinhaltet ferner einen zweiten Modus, der durchgeführt wird, wenn die Geschwindigkeit höher ist als ein zweiter Bezugswert, der größer oder gleich dem ersten Bezugswert ist.
In dem zweiten Modus betätigt die Steuerungsvorrichtung den ersten aktiven Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Niedrig-µ-Seite und betätigt den zweiten aktiven Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Hoch-µ-Seite.
Eine dritte Offenbarung weist ferner die folgenden Merkmale zusätzlich zu der zweiten Offenbarung auf.
Ein Zeitraum der Beschleunigung beinhaltet einen ersten Zeitraum und einen zweiten Zeitraum, der später ist als der erste Zeitraum.
In dem ersten Zeitraum ist die Geschwindigkeit kleiner oder gleich dem ersten Bezugswert, und die Steuerungsvorrichtung führt die Lastverteilungssteuerung in dem ersten Modus durch.
In dem zweiten Zeitraum ist die Geschwindigkeit höher als der zweite Bezugswert, und die Steuerungsvorrichtung führt die Lastverteilungssteuerung in dem zweiten Modus durch.
Eine vierte Offenbarung weist ferner die folgenden Merkmale zusätzlich zu der dritten Offenbarung auf.
Die Steuerungsvorrichtung steuert die Antriebsvorrichtung derart, dass eine Antriebskraft der Antriebsvorrichtung in dem zweiten Zeitraum kleiner wird als in dem ersten Zeitraum.
Eine fünfte Offenbarung sieht eine Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung vor.
Die Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung beinhaltet:

eine Antriebsvorrichtung, die mindestens ein Hauptantriebsrad aus dem Hauptantriebsrad und einem untergeordneten Antriebsrad eines Fahrzeugs antreibt;
einen ersten aktiven Stabilisator, der auf einer Seite des Hauptantriebsrades installiert ist;
einen zweiten aktiven Stabilisator, der auf einer Seite des untergeordneten Antriebsrades installiert ist; und
eine Steuerungsvorrichtung, die eine Lastverteilungssteuerung durchführt, wenn beim Beschleunigen eine Ist-Antriebskraft-Differenz zwischen einer linken Seite und einer rechten Seite des Fahrzeugs einen Schwellwert überschreitet.

Eine Hoch-µ-Seite ist diejenige aus der linken Seite und der rechten Seite mit einer größeren Ist-Antriebskraft, und eine Niedrig-µ-Seite ist die andere der linken Seite und der rechten Seite.
Wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer ist als ein Bezugswert, dann betätigt die Steuerungsvorrichtung den ersten aktiven Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Niedrig-µ-Seite und betätigt den zweiten aktiven Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Hoch-µ-Seite.
Eine sechste Offenbarung sieht eine Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung vor.
Die Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung beinhaltet:

Eine Hoch-µ-Seite ist diejenige aus der linken Seite und der rechten Seite mit einer größeren Ist-Antriebskraft, und eine Niedrig-µ-Seite ist die andere der linken Seite und der rechten Seite.
Eine Antriebskraft des Hauptantriebsrades auf der Hoch-µ-Seite und eine vertikale Last hierauf sind eine hoch-µ-seitige Antriebskraft bzw. eine hoch-µ-seitige vertikale Last.
Die Lastverteilungssteuerung beinhaltet einen ersten Modus, der durchgeführt wird, wenn die hoch-µ-seitige Antriebskraft größer oder gleich der hoch-µ-seitigen vertikalen Last ist.
In dem ersten Modus betätigt die Steuerungsvorrichtung den ersten aktiven Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Hoch-µ-Seite und betätigt den zweiten aktiven Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Niedrig-µ-Seite.
Eine siebte Offenbarung weist ferner die folgenden Merkmale zusätzlich zu der sechsten Offenbarung auf.
Die Lastverteilungssteuerung beinhaltet ferner einen zweiten Modus, der durchgeführt wird, wenn die hoch-µ-seitige Antriebskraft kleiner ist als die hoch-µ-seitige vertikale Last.
In dem zweiten Modus betätigt die Steuerungsvorrichtung den ersten aktiven Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Niedrig-µ-Seite und betätigt den zweiten aktiven Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Hoch-µ-Seite.
Eine achte Offenbarung weist ferner die folgenden Merkmale zusätzlich zu der siebten Offenbarung auf.
Ein Zeitraum der Beschleunigung beinhaltet einen ersten Zeitraum und einen zweiten Zeitraum, der später ist als der erste Zeitraum.
Die Steuerungsvorrichtung steuert die Antriebsvorrichtung derart, dass eine Antriebskraft der Antriebsvorrichtung in dem zweiten Zeitraum kleiner wird als in dem ersten Zeitraum.
In dem ersten Zeitraum führt die Steuerungsvorrichtung die Lastverteilungssteuerung in dem ersten Modus durch.
In dem zweiten Zeitraum führt die Steuerungsvorrichtung die Lastverteilungssteuerung in dem zweiten Modus durch.
Eine neunte Offenbarung weist ferner die folgenden Merkmale zusätzlich zu einer der ersten bis achten Offenbarung auf.
Wenn eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs größer oder gleich einem Querbeschleunigungsschwellwert ist, dann multipliziert die Steuerungsvorrichtung einen Steuerungsbetrag jeweils des ersten aktiven Stabilisators und des zweiten aktiven Stabilisators für die Lastverteilungssteuerung mit einer Korrekturverstärkung, die kleiner ist als „1“.
Eine zehnte Offenbarung weist ferner die folgenden Merkmale zusätzlich zu einer der ersten bis neunten Offenbarung auf.
Die Steuerungsvorrichtung führt die Lastverteilungssteuerung derart durch, dass ein durch Betätigen des ersten aktiven Stabilisators verursachtes Wankmoment und ein durch Betätigen des zweiten aktiven Stabilisators verursachtes Wankmoment ausgeglichen sind.
Wenn gemäß der vorliegenden Offenbarung die Ist-Antriebskraft-Differenz zwischen linken und rechten Rädern beim Beschleunigen des Fahrzeugs den Schwellwert überschreitet, dann wird die Lastverteilungssteuerung durchgeführt. In dem ersten Modus der Lastverteilungssteuerung wird der erste aktive Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Hoch-µ-Seite betätigt, und der zweite aktive Stabilisator wird in einer Richtung zum Anheben der Niedrig-µ-Seite betätigt. Infolgedessen wird die vertikale Last auf dem Hauptantriebsrad auf der Hoch-µ-Seite erhöht, was es ermöglicht, eine Gesamt-Ist-Antriebskraft effizient zu erhöhen. Demgemäß wird die Beschleunigungsleistung erhöht.
In dem zweiten Modus der Lastverteilungssteuerung wird der erste aktive Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Niedrig-µ-Seite betätigt, und der zweite aktive Stabilisator wird in einer Richtung zum Anheben der Hoch-µ-Seite betätigt. Infolgedessen wird die vertikale Last auf dem Hauptantriebsrad auf der Niedrig-µ-Seite erhöht, was es ermöglicht, eine Gesamt-Ist-Antriebskraft zu erhöhen. Demgemäß wird die Beschleunigungsleistung erhöht.
Figurenliste

1 ist ein konzeptmäßiges Diagramm zum Erläutern einer Lastverteilungssteuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 ist ein konzeptmäßiges Diagramm zum Erläutern einer Lastverteilungssteuerung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
3 ist ein konzeptmäßiges Diagramm, das zwei Modi der Lastverteilungssteuerung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
4 ist ein konzeptmäßiges Diagramm zum Erläutern einer Antriebssteuerung, wenn beim Beschleunigen eines Fahrzeugs eine Ist-Antriebskraft-Differenz zwischen linken und rechten Rädern auftritt;
5 ist ein konzeptmäßiges Diagramm zum Erläutern einer Wirkung, wenn die Lastverteilungssteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem ersten Zustand durchgeführt wird;
6 ist ein konzeptmäßiges Diagramm zum Erläutern einer Wirkung, wenn die Lastverteilungssteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem zweiten Zustand durchgeführt wird;
7 ist ein konzeptmäßiges Diagramm, das einen Fall von Vorderradantrieb veranschaulicht;
8 ist ein Diagramm, das auf verallgemeinerte Weise die Lastverteilungssteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt;
9 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern eines Wechsels zwischen einem ersten Modus und einem zweiten Modus der Lastverteilungssteuerung in der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
10 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
11 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionale Konfiguration einer Steuerungsvorrichtung der Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
12 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitung durch die Steuerungsvorrichtung der Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
13 ist ein Flussdiagramm, das die Lastverteilungssteuerung (Schritt S140) gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in zusammengefasster Form zeigt;
14 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel für eine Fahrzeugfahrtsteuerung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Korrekturverstärkung in der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.

Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben.
Überblick
Lastverteilungssteuerung
Zunächst sei die „Lastverteilungssteuerung“ erläutert, welche als eine Grundlage für die vorliegende Ausführungsform dient. Hier soll die Lastverteilungssteuerung eine vertikale Last auf jedem Rad eines Fahrzeugs aktiv steuern.
1 ist ein konzeptmäßiges Diagramm zum Erläutern der Lastverteilungssteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das Fahrzeug 1 ist mit einem linken Vorderrad 10FL, einem rechten Vorderrad 10FR, einem linken Hinterrad 10RL und einem rechten Hinterrad 10RR versehen. In der folgenden Beschreibung können das linke Vorderrad 10FL und das rechte Vorderrad 10FR zusammenfassend als ein „Vorderrad“ bezeichnet werden, und das linke Hinterrad 10RL und das rechte Hinterrad 10RR können zusammenfassend als ein „Hinterrad“ bezeichnet werden. Das linke Vorderrad 10FL und das linke Hinterrad 10RL können zusammenfassend als ein „linkes Rad“ bezeichnet werden, und das rechte Vorderrad 10FR und das rechte Hinterrad 10RR können zusammenfassend als ein „rechtes Rad“ bezeichnet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Lastverteilungssteuerung anhand eines aktiven Stabilisators durchgeführt. Der aktive Stabilisator kann eine Stabilisatorstange unter Verwendung eines Aktuators (Elektromotors) aktiv verdrehen und kann dadurch einen Wankwinkel des Fahrzeugs 1 steuern. Wie in 1 gezeigt, ist das Fahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit sowohl einem vorderen aktiven Stabilisator 50 als auch einem hinteren aktiven Stabilisator 60 versehen. Der vordere aktive Stabilisator 50 ist auf der Vorderradseite des Fahrzeugs 1 installiert. Hingegen ist der hintere aktive Stabilisator 60 auf der Hinterradseite des Fahrzeugs 1 installiert.
ZUSTAND (A) in 1 gibt einen Zustand an, bevor die Lastverteilungssteuerung durchgeführt wird. Der Einfachheit halber sei ein Fall betrachtet, in dem eine Last in ZUSTAND (A) gleichermaßen an dem linken Vorderrad 10FL, dem rechten Vorderrad 10FR, dem linken Hinterrad 10RL und dem rechten Hinterrad 10RR anliegt. Reibungsellipsen CFL, CFR, CRL und CRR im Hinblick auf das linke Vorderrad 10FL, das rechte Vorderrad 10FR, das linke Hinterrad 10RL bzw. das rechte Hinterrad 10RR sind ebenfalls konzeptmäßig gezeigt.
ZUSTAND (B) in 1 gibt einen Zustand während der Lastverteilungssteuerung an. In ZUSTAND (B) wird der vordere aktive Stabilisator 50 in einer Richtung zum Anheben der Seite des linken Vorderrads 10FL und Herunterziehen der Seite des rechten Vorderrads 10FR betätigt. Gleichzeitig wird der hintere aktive Stabilisator 60 in einer Richtung zum Herunterziehen der Seite des linken Hinterrads 10RL und Anheben der Seite des rechten Hinterrads 10RR betätigt. Das heißt, der vordere aktive Stabilisator 50 und der hintere aktive Stabilisator 60 werden in den entgegensetzten Richtungen (entgegengesetzten Phasen) betätigt.
Wenn die Betätigungsrichtungen des vorderen aktiven Stabilisators 50 und des hinteren aktiven Stabilisator 60 zueinander entgegengesetzt sind, dann sind auch eine Richtung eines durch die Betätigung des vorderen aktiven Stabilisators 50 verursachten Wankmoments und eine Richtung eines durch die Betätigung des hinteren aktiven Stabilisators 60 verursachten Wankmoments zueinander entgegengesetzt. Wenn das durch die Betätigung des vorderen aktiven Stabilisators 50 verursachte Wankmoment und das durch die Betätigung des hinteren aktiven Stabilisators 60 verursachte Wankmoment völlig ausgeglichen sind, dann verändert sich der Wankwinkel des Fahrzeugs 1 nicht.
2 veranschaulicht konzeptmäßig eine durch die Lastverteilungssteuerung bedingte Veränderung der vertikalen Last auf den Hinterrädern (10RL, 10RR). Hier sei ein Fall betrachtet, in dem das durch die Betätigung des vorderen aktiven Stabilisators 50 verursachte Wankmoment und das durch die Betätigung des hinteren aktiven Stabilisators 60 verursachte Wankmoment völlig ausgeglichen sind und sich der Wankwinkel somit nicht verändert.
In ZUSTAND (A) vor Durchführung der Lastverteilungssteuerung liegt eine Last W einer gefederten Masse jeweils auf der Seite des linken Hinterrads 10RL und der Seite des rechten Hinterrads 10RR an. Der hintere aktive Stabilisator 60 wird nicht betätigt, und der hintere aktive Stabilisator 60 bringt keinerlei Kraft auf die Fahrzeugkarosserie auf. Eine Aufhängung wird entsprechend der Last W zusammengedrückt, und eine Gegenkraft FA wird in der +Z-Richtung (nach oben) erzeugt. Das heißt, die Last W und die Gegenkraft FA sind ausgeglichen.
In ZUSTAND (B) während der Lastverteilungssteuerung bringt der hintere aktive Stabilisator 60 eine Kraft FB in einer Richtung (d.h. +Z-Richtung) zum Anheben der Fahrzeugkarosserie auf der Seite des rechten Hinterrads 10RR auf. Da sich indes der Wankwinkel nicht verändert hat, hat sich auch die Gegenkraft FA seit ZUSTAND (A) nicht verändert. Infolgedessen wirkt auf der Seite des rechten Hinterrads 10RR eine Kraft „FA + FB“ in der +Z-Richtung auf die Fahrzeugkarosserie ein. Die Last, welche die Kraft „FA + FB“ ausgleicht, ist „W + ΔW“. Das heißt, die Last wird im Vergleich zu ZUSTAND (A) um den Betrag der Kraft FB erhöht.
Die Zunahme ΔW der Last ist dadurch bedingt, dass der vordere aktive Stabilisator 50 die Kraft in einer Richtung zum diagonalen Anheben der Seite des linken Vorderrads 10FL aufbringt. Das heißt, die Kraft, welche die Seite des linken Vorderrads 10FL anhebt, wirkt in einer Richtung zum Herunterziehen der Seite des rechten Hinterrads 10RR, was sich in der Zunahme ΔW der Last äußert. Mit anderen Worten wird infolge des Gleichgewichts zwischen den Kräften, welche die Seite des linken Vorderrads 10FL und die Seite des rechten Hinterrads 10RR diagonal anheben, die Last erhöht, wobei der Wankwinkel unverändert bleibt.
Analog bringt der hintere aktive Stabilisator 60 in ZUSTAND (B) während der Lastverteilungssteuerung eine Kraft FB in einer Richtung (d.h. -Z-Richtung) zum Herunterziehen der Fahrzeugkarosserie auf der Seite des linken Hinterrads 10RL auf. Da sich indes der Wankwinkel nicht verändert hat, hat sich auch die Gegenkraft FA seit ZUSTAND (A) nicht verändert. Infolgedessen wirkt auf der Seite des linken Hinterrads 10RL eine Kraft „FA - FB“ in der +Z-Richtung auf die Fahrzeugkarosserie ein. Die Last, welche die Kraft „FA - FB“ ausgleicht, ist „W - ΔW“. Das heißt, die Last wird im Vergleich zu ZUSTAND (A) um den Betrag der Kraft FB verringert.
Die Verringerung ΔW der Last ist dadurch bedingt, dass der vordere aktive Stabilisator 50 die Kraft in einer Richtung zum diagonalen Herunterziehen der Seite des rechten Vorderrads 10FR aufbringt. Das heißt, die Kraft, welche die Seite des rechten Vorderrads 10FR diagonal herunterzieht, wirkt in einer Richtung zum Hochziehen der Seite des linken Hinterrads 10RL, was sich in der Verringerung ΔW der Last äußert. Mit anderen Worten wird infolge des Gleichgewichts zwischen den Kräften, welche die Seite des rechten Vorderrads 10FR und die Seite des linken Hinterrads 10RL diagonal herunterziehen, die Last verringert, wobei der Wankwinkel unverändert bleibt.
Wie oben beschrieben, nehmen gemäß der in 1 und 2 gezeigten Lastverteilungssteuerung die vertikalen Lasten auf dem rechten Hinterrad 10RR und dem linken Vorderrad 10FL zu, während die vertikalen Lasten auf dem linken Hinterrad 10RL und dem rechten Vorderrad 10FR abnehmen. Mithin, wie in ZUSTAND (B) in 1 gezeigt, dehnen sich die jeweiligen Reibungsellipsen CRR und CFL des rechten Hinterrads 10RR und des linken Vorderrads 10FL aus, während die jeweiligen Reibungsellipsen CRL und CFR des linken Hinterrads 10RL und des rechten Vorderrads 10FR schrumpfen.
Wenn die Betätigungsrichtungen des vorderen aktiven Stabilisators 50 und des hinteren aktiven Stabilisators 60 zu den in 1 und 2 gezeigten entgegengesetzt sind, dann wird die Zunahme und Abnahme der vertikalen Last entsprechend umgekehrt. Daher sind als ein Modus der Lastverteilungssteuerung zwei Modi möglich, der „RR-Zunahmemodus“ und der „RL-Zunahmemodus“ wie in 3 gezeigt.
Der RR-Zunahmemodus ist gleich dem in 1 und 2 gezeigten Fall. Das heißt, der vordere aktive Stabilisator 50 wird in einer Richtung zum Anheben der Seite des linken Vorderrads 10FL und Herunterziehen der Seite des rechten Vorderrads 10FR betätigt. Gleichzeitig wird der hintere aktive Stabilisator 60 in einer Richtung zum Herunterziehen der Seite des linken Hinterrads 10RL und Anheben der Seite des rechten Hinterrads 10RR betätigt. Infolgedessen nehmen die vertikalen Lasten auf dem rechten Hinterrad 10RR und dem linken Vorderrad 10FL zu, während die vertikalen Lasten auf dem linken Hinterrad 10RL und dem rechten Vorderrad 10FR abnehmen.
Der RL-Zunahmemodus ist zu dem in 1 und 2 gezeigten Fall entgegengesetzt. Das heißt, der vordere aktive Stabilisator 50 wird in einer Richtung zum Herunterziehen der Seite des linken Vorderrads 10FL und Anheben der Seite des rechten Vorderrads 10FR betätigt. Gleichzeitig wird der hintere aktive Stabilisator 60 in einer Richtung zum Anheben der Seite des linken Hinterrads 10RL und Herunterziehen der Seite des rechten Hinterrads 10RR betätigt. Infolgedessen nehmen die vertikalen Lasten auf dem rechten Hinterrad 10RR und dem linken Vorderrad 10FL ab, während die vertikalen Lasten auf dem linken Hinterrad 10RL und dem rechten Vorderrad 10FR zunehmen.
Es sei daraufhingewiesen, dass es bei der Lastverteilungssteuerung nicht unbedingt notwendig ist, dass das durch die Betätigung des vorderen aktiven Stabilisators 50 verursachte Wankmoment und das durch die Betätigung des hinteren aktiven Stabilisators 60 verursachte Wankmoment völlig ausgeglichen sind. Selbst wenn die beiden Wankmomente nicht ausgeglichen sind, nimmt die vertikale Last in gewissem Maße zu. Wichtig ist, dass der vordere aktive Stabilisator 50 und der hintere aktive Stabilisator 60 in den entgegengesetzten Richtungen (entgegengesetzten Phasen) betätigt werden. Nichtsdestotrotz verändert sich, wenn die beiden Wankmomente völlig ausgeglichen sind, der Wankwinkel nicht, was in Bezug auf eine Stabilisierung des Fahrzeugverhaltens und eine Verringerung eines mulmigen Gefühls eines Fahrers zu bevorzugen ist.
Anwendung auf Antriebssteuerung
Die oben beschriebene Lastverteilungssteuerung wird beim Beschleunigen des Fahrzeugs 1 auf eine Antriebssteuerung angewendet. Insbesondere wird die Lastverteilungssteuerung verwendet, wenn eine Ist-Antriebskraft-Differenz zwischen linken und rechten Rädern auftritt.
4 ist ein konzeptmäßiges Diagramm zum Erläutern einer Antriebssteuerung, wenn beim Beschleunigen des Fahrzeugs 1 eine Ist-Antriebskraft-Differenz zwischen linken und rechten Rädern auftritt. Das Fahrzeug 1 beschleunigt auf einer µ-Split-Straße. Auf der µ-Split-Straße ist ein statischer Reibungskoeffizient (µ) verschieden zwischen der Seite des linken Rades und der Seite des rechten Rades. In dem in 4 gezeigten Beispiel ist die Seite des linken Rades eine Niedrig-µ-Seite, und die Seite des rechten Rades ist eine Hoch-µ-Seite. In der folgenden Beschreibung können das linke Vorderrad 10FL und das linke Hinterrad 10RL jeweils als ein „niedrig-µ-seitiges Rad“ bezeichnet sein, und das rechte Vorderrad 10FR und das rechte Hinterrad 10RR können jeweils als ein „hoch-µ-seitiges Rad“ bezeichnet sein.
4 zeigt beispielhaft einen Fall eines Hinterradantriebs (RWD). Wenn ein gewöhnliches Differentialgetriebe verwendet wird, dann wird eine von einer Maschine erzeugte Antriebskraft T gleichermaßen auf das linke Hinterrad 10RL und das rechte Hinterrad 10RR verteilt. Das heißt, eine Antriebskraft T/2 wird jeweils auf das niedrig-µ-seitige Rad 10RL und das hoch-µ-seitige Rad 10RR ausgeübt. In diesem Fall kann ein Schlupf des niedrig-µ-seitigen Rades 10RL auftreten.
Um den Schlupf des niedrig-µ-seitigen Rades 10RL zu unterdrücken, wird eine „Traktionskontrolle (TRC von engl. „TRaction Control“)“ durchgeführt. Die Traktionskontrolle verringert die Antriebskraft T und bringt eine Bremskraft B auf das niedrig-µ-seitige Rad 10RL auf, um den Schlupf des niedrig-µ-seitigen Rades 10RL zu unterdrücken. Infolgedessen wird die Ist-Antriebskraft des niedrig-µ-seitigen Rades 10RL zu „T/2 - B“. Eine Gesamt-Ist-Antriebskraft, welche eine Summe aus der Ist-Antriebskraft des hoch-µ-seitigen Rades 10RR und der Ist-Antriebskraft des niedrig-µ-seitigen Rades 10RL ist, wird zu „T - B“.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die oben beschriebene Lastverteilungssteuerung verwendet, um die Gesamt-Ist-Antriebskraft (T - B) zu erhöhen. Insbesondere werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform der RR-Zunahmemodus und der RL-Zunahmemodus, in 3 gezeigt, je nach einem Zustand der Antriebssteuerung passend verwendet. Ein Zustand, in dem der RR-Zunahmemodus bevorzugt ist, wird nachstehend als ein „erster Zustand SA“ bezeichnet. Hingegen wird ein Zustand, in dem der RL-Zunahmemodus bevorzugt ist, nachstehend als ein „zweiter Zustand SB“ bezeichnet.
5 ist ein konzeptmäßiges Diagramm zum Erläutern einer Wirkung, wenn die Lastverteilungssteuerung (konkret der RR-Zunahmemodus) in dem ersten Zustand SA durchgeführt wird. Die Reibungsellipsen CRR und CRL im Hinblick auf das hoch-µ-seitige Rad 10RR und das niedrig-µ-seitige Rad 10RL sind in 5 ebenfalls konzeptmäßig gezeigt. In diesem Beispiel betragen die statischen Reibungskoeffizienten auf der Hoch-µ-Seite und der Niedrig-µ-Seite 1,0 bzw. 0,1.
Zunächst sei ein Vergleichsbeispiel betrachtet, in dem die Lastverteilungssteuerung nicht durchgeführt wird. Die vertikalen Lasten Fz auf dem niedrig-µ-seitigen Rad 10RL und dem hoch-µ-seitigen Rad 10RR sind gleich, betragen beispielsweise 5600 N. Die Antriebskraft T beträgt 11200 N, und somit wird die Antriebskraft T/2 = 5600 N jeweils dem hoch-µ-seitigen Rad 10RR und dem niedrig-µ-seitigen Rad 10RL zugeführt. Bezüglich des hoch-µ-seitigen Rades 10RR ist die Antriebskraft T/2 gleich der vertikalen Last Fz. Das heißt, die Antriebskraft T wird so groß eingestellt, dass ein Schlupf des hoch-µ-seitigen Rades 10RR verhindert wird. Hingegen wird auf das niedrig-µ-seitige Rad 10RL die Bremskraft B = 5040 N aufgebracht, um Schlupf zu unterdrücken. Infolgedessen beträgt die Ist-Antriebskraft des niedrig-µ-seitigen Rades 10RL 560 N (= 5600 N - 5040 N). Mithin beträgt die Gesamt-Ist-Antriebskraft 6160 N (= 5600 N + 560 N).
Als Nächstes sei ein Fall betrachtet, in dem die Lastverteilungssteuerung durchgeführt wird. In dem Fall des ersten Zustands SA wird die Lastverteilungssteuerung in dem „RR-Zunahmemodus“ aus den beiden in 3 gezeigten Modi durchgeführt. Infolgedessen wird die vertikale Last Fz auf dem hoch-µ-seitigen Rad 10RR beispielsweise um 1000 N auf 6600 N erhöht, und die vertikale Last Fz auf dem niedrig-µ-seitigen Rad 10RL wird um 1000 N auf 4600 N verringert. In diesem Fall ist es möglich, die Antriebskraft T/2 des hoch-µ-seitigen Rades 10RR auf 6600 N zu erhöhen. Mit anderen Worten ist es möglich, die Antriebskraft T auf 13200 N zu erhöhen. Dem niedrig-µ-seitigen Rad 10RL wird die Antriebskraft T/2 = 6600 N zugeführt, und zum Unterdrücken von Schlupf wird die Bremskraft B = 6140 N darauf aufgebracht. Infolgedessen beträgt die Ist-Antriebskraft des niedrig-µ-seitigen Rades 10RL 460 N (= 6600 N - 6140 N). Mithin beträgt die Gesamt-Ist-Antriebskraft 7060 N (= 6600 N + 460 N). Dies bedeutet, dass die Gesamt-Ist-Antriebskraft im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel, in dem die Lastverteilungssteuerung nicht durchgeführt wird, um etwa 14,6% zunimmt.
Angesichts des Vorstehenden ist es zu bevorzugen, die Lastverteilungssteuerung in dem RR-Zunahmemodus durchzuführen, wenn die Antriebskraft T/2 des hoch-µ-seitigen Rades 10RR größer oder gleich der vertikalen Last Fz ist. Infolgedessen wird die vertikale Last Fz auf dem hoch-µ-seitigen Rad 10RR erhöht, was es ermöglicht, die Gesamt-Ist-Antriebskraft effizient zu erhöhen.
Wenn jedoch, wie in 5 ersichtlich, die Antriebskraft T erhöht wird, dann wird auch die Bremskraft B erhöht, die zum Unterdrücken des Schlupfs des niedrig-µ-seitigen Rades 10RL notwendig ist. Es ist nicht wünschenswert, dass ein Zustand, in dem die starke Bremskraft B aufgebracht wird, für eine lange Zeit während des Beschleunigens des Fahrzeugs 1 andauert. Um die Bremskraft B in gewissem Maße zu verringern, ist es notwendig, auch die Antriebskraft T zu verringern. Ein solcher Zustand, in dem die Antriebskraft T (d.h., die Bremskraft B) verringert wird, ist der zweite Zustand SB. Im zweiten Zustand SB wird die Lastverteilungssteuerung vorzugsweise in dem RL-Zunahmemodus statt in dem RR-Zunahmemodus durchgeführt.
6 ist ein konzeptmäßiges Diagramm zum Erläutern einer Wirkung, wenn die Lastverteilungssteuerung (konkret der RL-Zunahmemodus) in dem zweiten Zustand SB durchgeführt wird. Eine sich mit dem in 5 gezeigten Fall überschneidende Beschreibung wird gegebenenfalls weggelassen.
Zunächst sei ein Vergleichsbeispiel betrachtet, in dem die Lastverteilungssteuerung nicht durchgeführt wird. Die Antriebskraft T ist kleiner als jene in dem in 5 gezeigten ersten Zustand SA und beträgt beispielsweise 9000 N. Die Antriebskraft T/2 = 4500 N wird jeweils dem hoch-µ-seitigen Rad 10RR und dem niedrig-µ-seitigen Rad 10RL zugeführt. In Bezug auf das hoch-µ-seitige Rad 10RR ist die Antriebskraft T/2 kleiner als die vertikale Last Fz (5600 N). Die Ist-Antriebskraft des niedrig-µ-seitigen Rades 10RL beträgt 560 N (= 4500 N - 3940 N), was jener im Fall des ersten Zustands SA entspricht. Es sei darauf hingewiesen, dass die zum Unterdrücken eines Schlupfes notwendige Bremskraft B 3940 N beträgt, was geringer ist als jene in dem Fall des ersten Zustands SA. Die Gesamt-Ist-Antriebskraft beträgt 5060 N (= 4500 N + 560 N).
Als Nächstes sei ein Fall betrachtet, in dem die Lastverteilungssteuerung durchgeführt wird. In dem Fall des zweiten Zustands SB wird die Lastverteilungssteuerung in dem „RL-Zunahmemodus“ aus den beiden in 3 gezeigten Modi durchgeführt. Infolgedessen wird die vertikale Last Fz auf dem hoch-µ-seitigen Rad 10RR beispielsweise um 1000 N auf 4600 N verringert, und die vertikale Last Fz auf dem niedrig-µ-seitigen Rad 10RL wird um 1000 N auf 6600 N erhöht. In diesem Fall ist es möglich, die Ist-Antriebskraft des niedrig-µ-seitigen Rades 10RL auf 660 N zu erhöhen. Das heißt, die zum Unterdrücken von Schlupf erforderliche Bremskraft B wird weiter auf 3840 N verringert. Infolgedessen beträgt die Ist-Antriebskraft des niedrig-µ-seitigen Rades 10RL 660 N (= 4500 N - 3840 N). Mithin beträgt die Gesamt-Ist-Antriebskraft 5160 N (= 4500 N + 660 N). Dies bedeutet, dass die Gesamt-Ist-Antriebskraft im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel, in dem die Lastverteilungssteuerung nicht durchgeführt wird, um etwa 2% zunimmt.
Angesichts des Vorstehenden ist es zu bevorzugen, die Lastverteilungssteuerung in dem RL-Zunahmemodus durchzuführen, wenn die Antriebskraft T/2 des hoch-µ-seitigen Rades 10RR kleiner ist als die vertikale Last Fz. Infolgedessen wird die vertikale Last Fz auf dem niedrig-µ-seitigen Rad 10RL erhöht, was es möglich macht, die Ist-Antriebskraft des niedrig-µ-seitigen Rades 10RL zu erhöhen und somit die Gesamt-Ist-Antriebskraft zu erhöhen. In diesem Fall ist es nicht nötig, die Antriebskraft T zu erhöhen. Durch Verringern der Bremskraft B ist es möglich, die Ist-Antriebskraft des niedrig-µ-seitigen Rades 10RL zu erhöhen.
Der Fall des Hinterradantriebs ist in 4 bis 6 beispielhaft dargestellt. Die Lastverteilungssteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist auch auf Vorderradantrieb (FWD) wie in 7 gezeigt und Vierradantrieb (4WD) anwendbar. In dem Fall des Vorderradantriebs wird in dem ersten Zustand SA nicht der RR-Zunahmemodus, sondern der RL-Zunahmemodus ausgewählt, um die vertikale Last Fz auf dem hoch-µ-seitigen Rad 10FR zu erhöhen. Hingegen wird in dem zweiten Zustand SB nicht der RL-Zunahmemodus, sondern der RR-Zunahmemodus ausgewählt, um die vertikale Last Fz des niedrig-µ-seitigen Rades 10FL zu erhöhen. Das heißt, der in dem Fall des Vorderradantriebs auszuwählende Modus ist entgegengesetzt zu dem Modus, der im Fall des Hinterradantriebs auszuwählen ist.
8 ist ein Diagramm, das die Lastverteilungssteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf verallgemeinerte Weise zeigt. Ein „Hauptantriebsrad“ ist eines aus dem Vorderrad (10FL, 10FR) und dem Hinterrad (10RL, 10RR), das vorrangig angetrieben wird. Ein „untergeordnetes Antriebsrad“ ist das andere aus dem Vorderrad (10FL, 10FR) und dem Hinterrad (10RL, 10RR). In dem Fall des Vorderradantriebs ist das Hauptantriebsrad das Vorderrad, und das untergeordnete Antriebsrad ist das Hinterrad. In dem Fall des Hinterradantriebs ist das Hauptantriebsrad das Hinterrad, und das untergeordnete Antriebsrad ist das Vorderrad. In dem Fall des Vierradantriebs ist das Hauptantriebsrad dasjenige aus dem Vorderrad und dem Hinterrad, auf das mehr Antriebskraft verteilt wird, und das untergeordnete Antriebsrad ist das andere aus dem Vorderrad und dem Hinterrad.
Ein „erster aktiver Stabilisator“ ist einer aus dem vorderen aktiven Stabilisator 50 und dem hinteren aktiven Stabilisator 60, der auf der Seite des Hauptantriebsrades installiert ist. Ein „zweiter aktiver Stabilisator“ ist einer aus dem vorderen aktiven Stabilisator 50 und dem hinteren aktiven Stabilisator 60, der auf der Seite des untergeordneten Antriebsrades installiert ist. In dem Fall des Vorderradantriebs ist der erste aktive Stabilisator der vordere aktive Stabilisator 50, und der zweite aktive Stabilisator ist der hintere aktive Stabilisator 60. In dem Fall des Hinterradantriebs ist der erste aktive Stabilisator der hintere aktive Stabilisator 60, und der zweite aktive Stabilisator ist der vordere aktive Stabilisator 50.
In dem ersten Zustand SA wird die Lastverteilungssteuerung in einem „ersten Modus“ durchgeführt. Genauer gesagt wird in dem ersten Modus der erste aktive Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Hoch-µ-Seite betätigt, und der zweite aktive Stabilisator wird in einer Richtung zum Anheben der Niedrig-µ-Seite betätigt, um die vertikale Last Fz auf dem Hauptantriebsrad auf der Hoch-µ-Seite zu erhöhen. In dem Fall des Vorderradantriebs ist der erste Modus der in 3 gezeigte RL-Zunahmemodus. In dem Fall des Hinterradantriebs ist der erste Modus der in 3 und 5 gezeigte RR-Zunahmemodus. Durch Durchführen der Lastverteilungssteuerung in dem ersten Modus wird die vertikale Last Fz auf dem Hauptantriebsrad auf der Hoch-µ-Seite erhöht, was es möglich macht, die Gesamt-Ist-Antriebskraft effizient zu erhöhen. Infolgedessen wird die Beschleunigungsleistung erhöht.
In dem zweiten Zustand SB wird die Lastverteilungssteuerung in einem „zweiten Modus“ durchgeführt. Genauer gesagt wird in dem zweiten Modus der erste aktive Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Niedrig-µ-Seite betätigt, und der zweite aktive Stabilisator wird in einer Richtung zum Anheben der Hoch-µ-Seite betätigt, um die vertikale Last Fz auf dem Hauptantriebsrad auf der Niedrig-µ-Seite zu erhöhen. In dem Fall des Vorderradantriebs ist der zweite Modus der in 3 gezeigte RR-Zunahmemodus. In dem Fall des Hinterradantriebs ist der zweite Modus der in 3 und 6 gezeigte RL-Zunahmemodus. Durch Durchführen der Lastverteilungssteuerung in dem zweiten Modus wird die vertikale Last Fz auf dem Hauptantriebsrad auf der Niedrig-µ-Seite erhöht, was es möglich macht, die Gesamt-Ist-Antriebskraft zu erhöhen. Infolgedessen wird die Beschleunigungsleistung erhöht.
Die Lastverteilungssteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann nur einen aus dem ersten Modus und dem zweiten Modus aufweisen. Selbst in jenem Fall lässt sich zumindest die Wirkung des Erhöhens der Beschleunigungsleistung erhalten.
Wenn beispielsweise die Lastverteilungssteuerung nur den ersten Modus aufweist, dann wird die Beschleunigungsleistung durch Verwenden des ersten Modus in dem ersten Zustand SA erhöht. Wenn die Lastverteilungssteuerung nur den zweiten Modus aufweist, dann wird die Beschleunigungsleistung durch Verwenden des zweiten Modus in dem zweiten Zustand SB erhöht.
Wechsel zwischen erstem Modus und zweitem Modus
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wie oben beschrieben, der erste Modus in dem ersten Zustand SA gewählt, und der zweite Modus wird in dem zweiten Zustand SB gewählt. Nachstehend sei eine Strategie des Wechsels zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus betrachtet.
9 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern des Wechsels zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus der Lastverteilungssteuerung in der vorliegenden Ausführungsform. Ein Beispiel für eine Veränderung der Antriebskraft T während der Traktionskontrolle ist in 9 gezeigt. Darüber hinaus ist in 9 eine zeitliche Veränderung einer Fahrzeuggeschwindigkeit Vx (d.h. einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1) gezeigt. Wenn ein Fahrer auf ein Fahrpedal tritt, dann beginnt das Fahrzeug 1 sich zu bewegen und beschleunigt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx nimmt allmählich zu. Indes nimmt die Antriebskraft T tendenziell mit der Zeit ab.
Wenn konkret ein Schlupf des niedrig-µ-seitigen Rades erfasst wird, dann bringt die Traktionskontrolle die Bremskraft B auf das niedrig-µ-seitige Rad auf und verringert die Antriebskraft T. Falls jedoch die Antriebskraft T zu stark verringert wird, dann ist an dem hoch-µ-seitigen Rad keine ausreichende Antriebskraft T/2 erhältlich, und somit kann sich die Beschleunigungsleistung verschlechtern. Mithin wird die Antriebskraft T so groß eingestellt, dass ein Schlupf des hoch-µ-seitigen Rades verhindert wird. Beispielsweise wird die Antriebskraft T unter der Annahme, dass der statische Reibungskoeffizient auf der Hoch-µ-Seite 1,0 beträgt, so eingestellt, dass sie eine Bedingung „T/2 = vertikale Last Fz auf dem hoch-µ-seitigen Rad 10RR“ erfüllt. Dieser Zustand entspricht dem in 5 gezeigten ersten Zustand SA.
In dem ersten Zustand SA wird der Schlupf des niedrig-µ-seitigen Rades hauptsächlich durch das Aufbringen der Bremskraft B unterdrückt. Es ist jedoch nicht wünschenswert, dass ein Zustand, in dem eine starke Bremskraft B aufgebracht wird, für eine lange Zeit während des Beschleunigens andauert. Mithin verringert die Traktionskontrolle ferner die Antriebskraft T nach dem ersten Zustand SA. Infolgedessen ist es möglich, die zum Unterdrücken des Schlupfs des niedrig-µ-seitigen Rades notwendige Bremskraft B zu verringern. Dieser Zustand entspricht dem in 6 gezeigten zweiten Zustand SB.
Der erste Zustand SA tritt in einem vergleichsweise frühen Stadium eines Beschleunigungszeitraums des Fahrzeugs 1 in Erscheinung. Hingegen tritt der zweite Zustand SB in einem späteren Stadium als der erste Zustand SA in Erscheinung. Zur weiteren Verallgemeinerung seien ein erster Zeitraum PA und ein zweiter Zeitraum PB betrachtet, welche in dem in 9 gezeigten Beschleunigungszeitraum beinhaltet sind. Der erste Zeitraum PA entspricht dem ersten Zustand SA. Der zweite Zeitraum PB ist später als der erste Zeitraum PA und entspricht dem zweiten Zustand SB. Die Antriebskraft T in dem zweiten Zeitraum PB ist kleiner als die Antriebskraft T in dem ersten Zeitraum PA. Die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx in dem zweiten Zeitraum PB ist höher als die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx in dem ersten Zeitraum PA.
Beispielsweise besteht eines der einfachsten Verfahren darin, in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus zu wechseln. Genauer gesagt ist in dem ersten Zeitraum PA, der dem ersten Zustand SA entspricht, die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx kleiner oder gleich einem ersten Bezugswert Vx_Th1. In diesem Fall wird die Lastverteilungssteuerung in dem ersten Modus durchgeführt. Hingegen ist in dem zweiten Zeitraum PB, der dem zweiten Zustand SB entspricht, die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx höher als ein zweiter Bezugswert Vx_Th2. In diesem Fall wird die Lastverteilungssteuerung in dem zweiten Modus durchgeführt. Es sei daraufhingewiesen, dass der zweite Bezugswert Vx_Th2 größer oder gleich dem ersten Bezugswert Vx_Th1 ist. Der zweite Bezugswert Vx_Th2 kann gleich dem ersten Bezugswert Vx_Th1 sein.
Ein anderes Beispiel ist, in Abhängigkeit von einer Relation zwischen der Antriebskraft T und der vertikalen Last Fz zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus zu wechseln. Zu Erläuterungszwecken werden die Antriebskraft T/2 des Hauptantriebsrades auf der Hoch-µ-Seite und die vertikale Last Fz hierauf nachstehend als eine „hoch-µ-seitige Antriebskraft“ bzw. eine „hoch-µ-seitige vertikale Last“ bezeichnet. Zudem wird angenommen, dass der statische Reibungskoeffizient auf der Hoch-µ-Seite 1,0 beträgt. Ein Zustand, in dem die hoch-µ-seitige Antriebskraft größer oder gleich der hoch-µ-seitigen vertikalen Last ist, entspricht dem in 5 gezeigten ersten Zustand SA. Mithin wird die Lastverteilungssteuerung in dem ersten Modus durchgeführt. Hingegen entspricht ein Zustand, in dem die hoch-µ-seitige Antriebskraft kleiner ist als die hoch-µ-seitige vertikale Last, dem in 6 gezeigten zweiten Zustand SB. Mithin wird die Lastverteilungssteuerung in dem zweiten Modus durchgeführt.
Wie oben beschrieben, ist es durch Wechseln zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus in Abhängigkeit vom Zustand des Fahrzeugs 1 beim Beschleunigen möglich, die Gesamt-Ist-Antriebskraft effizient zu erhöhen.
Nachstehend werden eine Konfiguration und eine Verarbeitung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausführlicher beschrieben.
Konfigurationsbeispiel einer Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung
10 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung ist an dem Fahrzeug 1 montiert. Die Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung ist mit einer Antriebsvorrichtung 20, einer Bremsvorrichtung 30, einer Drehvorrichtung 40, einem vorderen aktiven Stabilisator 50, einem hinteren aktiven Stabilisator 60, einer Sensorgruppe 70 und einer Steuerungsvorrichtung 100 versehen.
Antriebsvorrichtung
Die Antriebsvorrichtung 20 ist eine Vorrichtung zum Antreiben des Fahrzeugs 1. In dem Fall des Vorderradantriebs treibt die Antriebsvorrichtung 20 das Vorderrad an, bei dem es sich um das Hauptantriebsrad handelt. In dem Fall des Hinterradantriebs treibt die Antriebsvorrichtung 20 das Hinterrad an, bei dem es sich um das Hauptantriebsrad handelt. In dem Fall des Vierradantriebs treibt die Antriebsvorrichtung 20 sowohl das Hauptantriebsrad als auch das untergeordnete Antriebsrad an.
Beispielhaft ist in 10 der Fall des Hinterradantriebs gezeigt. Genauer gesagt beinhaltet die Antriebsvorrichtung 20 ein Gaspedal 21, eine Maschine 25, eine Gelenkwelle 26, ein Differentialgetriebe 27 und eine Antriebswelle 28. Das Gaspedal 21 ist ein Betätigungselement, das von dem Fahrer zum Durchführen eines Beschleunigungsvorgangs verwendet wird. Ein Hubbetrag des Gaspedals 21 wird von einem Gaspedalsensor (nicht gezeigt) erfasst, und die erfasste Information wird an die Steuerungsvorrichtung 100 gesendet.
Die Maschine 25 ist eine Antriebskrafterzeugungsvorrichtung zum Erzeugen der Antriebskraft. Anstelle der Maschine 25 kann ein Elektromotor als die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung verwendet werden. Die Maschine 25 erzeugt die Antriebskraft T in Übereinstimmung mit einer Anweisung der Steuerungsvorrichtung 100. Die Antriebskraft T wird durch die Gelenkwelle 26, das Differentialgetriebe 27 und die Antriebswelle 28 auf das linke Hinterrad 10RL und das rechte Hinterrad 10RR verteilt.
Bremsvorrichtung
Die Bremsvorrichtung 30 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen der Bremskraft. Die Bremsvorrichtung 30 beinhaltet ein Bremspedal 31, einen Hauptzylinder 32, Radzylinder 33 und einen Bremsaktuator 35. Das Bremspedal 31 ist ein Betätigungselement, das von dem Fahrer zum Durchführen eines Bremsvorgangs verwendet wird. Der Hauptzylinder 32 ist durch den Bremsaktuator 35 mit den Radzylindern 33 verbunden. Der Radzylinder 33 ist jeweils für das linke Vorderrad 10FL, das rechte Vorderrad 10FR, das linke Hinterrad 10RL und das rechte Hinterrad 10RR vorgesehen.
Der Hauptzylinder 32 führt dem Bremsaktuator 35 ein Bremsfluid eines Drucks entsprechend einem Hubbetrag des Bremspedals 31 zu. Der Bremsaktuator 35 verteilt das von dem Hauptzylinder 32 ausgegebene Bremsfluid auf die Radzylinder 33. Die Bremskraft an jedem Rad wird in Abhängigkeit eines Drucks des Bremsfluids, das dem entsprechenden Radzylinder 33 zugeführt wird, bestimmt.
Dabei ist der Bremsaktuator 35 in der Lage, den jeweiligen Druck der den Radzylindern 33 zugeführten Bremsfluide individuell anzupassen. Das heißt, der Bremsaktuator 35 ist in der Lage, die jeweilige Bremskraft des linken Vorderrads 10FL, des rechten Vorderrads 10FR, des linken Hinterrads 10RL und des rechten Hinterrads 10RR individuell anzupassen. Der Betrieb des Bremsaktuators 35 wird durch die Steuerungsvorrichtung 100 gesteuert. Das heißt, die Steuerungsvorrichtung 100 ist in der Lage, den Bremsaktuator 35 zum Steuern der Bremskraft jedes Rades zu betätigen.
Drehvorrichtung
Die Drehvorrichtung 40 ist eine Vorrichtung zum Drehen des Vorderrads (10FL, 10FR). Die Drehvorrichtung 40 beinhaltet ein Lenkrad 41, eine Lenkwelle 42, ein Ritzel 43, eine Zahnstange 44 sowie eine EPS(elektrische Servolenkungs)-Vorrichtung 45.
Das Lenkrad 41 ist ein Betätigungselement, das von dem Fahrer zum Durchführen eines Lenkvorgangs verwendet wird. Ein Ende der Lenkwelle 42 ist mit dem Lenkrad 41 verbunden, und das andere Ende derselben ist mit dem Ritzel 43 verbunden. Das Ritzel 43 steht mit der Zahnstange 44 in Eingriff. Beide Enden der Zahnstange 44 sind mit dem linken bzw. rechten Vorderrad verbunden. Eine Drehung des Lenkrads 41 wird durch die Lenkwelle 42 auf das Ritzel 43 übertragen. Eine Drehbewegung des Ritzels 43 wird in eine lineare Bewegung der Zahnstange 44 umgewandelt, und dadurch verändert sich ein Lenkwinkel des Vorderrads.
Die EPS-Vorrichtung 45 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Einschlagmoments zum Drehen des Vorderrads. Genauer gesagt beinhaltet die EPS-Vorrichtung 45 einen Elektromotor. Beispielsweise ist der Elektromotor durch einen Umwandlungsmechanismus mit der Zahnstange 44 verbunden. Der Umwandlungsmechanismus ist beispielsweise eine Kugelumlaufspindel. Wenn sich ein Rotor des Elektromotors dreht, dann wandelt der Umwandlungsmechanismus die Drehbewegung in eine lineare Bewegung der Zahnstange 44 um, und dadurch verändert sich der Lenkwinkel des Vorderrads. Der Betrieb der EPS-Vorrichtung 45 wird durch die Steuerungsvorrichtung 100 gesteuert. Das heißt, die Steuerungsvorrichtung 100 ist in der Lage, die EPS-Vorrichtung 45 zum Drehen des Vorderrads zu betätigen.
Aktiver Stabilisator
Der vordere aktive Stabilisator 50 ist auf der Vorderradseite des Fahrzeugs 1 installiert. Der vordere aktive Stabilisator 50 beinhaltet Stabilisatorstangen 51 und 52 sowie einen Stabilisatoraktuator 55. Die Stabilisatorstange 51 ist durch eine Verbindungsstange mit einem für das linke Vorderrad 10FL vorgesehenen Aufhängungsarm verbunden. Die Stabilisatorstange 52 ist durch eine Verbindungsstange mit einem für das rechte Vorderrad 10FR vorgesehenen Aufhängungsarm verbunden.
Der Stabilisatoraktuator 55 beinhaltet einen Elektromotor. Eine der Stabilisatorstangen 51 und 52 ist einstückig drehbar mit einem Stator des Elektromotors verbunden. Die andere der Stabilisatorstangen 51 und 52 ist mit einem Rotor des Elektromotors verbunden. Durch Drehen des Elektromotors ist es möglich, die Stabilisatorstangen 51 und 52 in entgegengesetzte Richtungen zu verdrehen. Ein Rotationsvorgang des Elektromotors wird auch durch die Steuerungsvorrichtung 100 gesteuert. Die Steuerungsvorrichtung 100 ist in der Lage, den Wankwinkel des Fahrzeugs 1 durch Betätigen des vorderen aktiven Stabilisators 50 aktiv zu steuern.
Der hintere aktive Stabilisator 60 ist auf der Hinterradseite des Fahrzeugs 1 installiert. Der hintere aktive Stabilisator 60 beinhaltet Stabilisatorstangen 61 und 62 sowie einen Stabilisatoraktuator 65. Die Stabilisatorstange 61 ist durch eine Verbindungsstange mit einem für das linke Hinterrad 10RL vorgesehenen Aufhängungsarm verbunden. Die Stabilisatorstange 62 ist durch eine Verbindungsstange mit einem für das rechte Hinterrad 10RR vorgesehenen Aufhängungsarm verbunden.
Der Stabilisatoraktuator 65 beinhaltet einen Elektromotor. Eine der Stabilisatorstangen 61 und 62 ist einstückig drehbar mit einem Stator des Elektromotors verbunden. Die andere der Stabilisatorstangen 61 und 62 ist mit einem Rotor des Elektromotors verbunden. Durch Drehen des Elektromotors ist es möglich, die Stabilisatorstangen 61 und 62 in entgegengesetzte Richtungen zu verdrehen. Ein Rotationsvorgang des Elektromotors wird auch durch die Steuerungsvorrichtung 100 gesteuert. Die Steuerungsvorrichtung 100 ist in der Lage, den Wankwinkel des Fahrzeugs 1 durch Betätigen des hinteren aktiven Stabilisators 60 aktiv zu steuern.
Sensorgruppe
Die Sensorgruppe 70 ist zum Erfassen einer Vielzahl von Zustandsgrößen des Fahrzeugs 1 vorgesehen. Beispielsweise beinhaltet die Sensorgruppe 70 Radgeschwindigkeitssensoren 71, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72, einen Gierratensensor 73, einen Längsbeschleunigungssensor 74 und einen Querbeschleunigungssensor 75.
Die Radgeschwindigkeitssensoren 71 sind für die Räder 10FL, 10FR, 10RL bzw. 10RR vorgesehen. Die Radgeschwindigkeitssensoren 71 erfassen jeweils Drehgeschwindigkeiten der Räder 10FL, 10FR, 10RL und 10RR und geben erfasste Informationen, welche die erfassten Drehgeschwindigkeiten angeben, an die Steuerungsvorrichtung 100 aus.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72 erfasst die Fahrzeuggeschwindigkeit, die eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 ist. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72 gibt erfasste Informationen, welche die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit angeben, an die Steuerungsvorrichtung 100 aus.
Der Gierratensensor 73 erfasst eine Ist-Gierrate des Fahrzeugs 1. Der Gierratensensor 73 gibt erfasste Informationen, welche die erfasste Ist-Gierrate angeben, an die Steuerungsvorrichtung 100 aus.
Der Längsbeschleunigungssensor 74 erfasst eine auf das Fahrzeug 1 wirkende Längsbeschleunigung Gx. Der Längsbeschleunigungssensor 74 gibt erfasste Informationen, welche die erfasste Längsbeschleunigung Gx angeben, an die Steuerungsvorrichtung 100 aus.
Der Querbeschleunigungssensor 75 erfasst eine auf das Fahrzeug 1 wirkende Querbeschleunigung Gy. Der Querbeschleunigungssensor 75 gibt erfasste Informationen, welche die erfasste Querbeschleunigung Gy angeben, an die Steuerungsvorrichtung 100 aus.
Steuerungsvorrichtung
Die Steuerungsvorrichtung 100 ist ein Controller, der die Fahrzeugfahrtsteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchführt. Typischerweise ist die Steuerungsvorrichtung 100 ein Mikrocomputer, der einen Prozessor, einen Speicher und eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle beinhaltet. Die Steuerungsvorrichtung 100 wird auch eine ECU (elektronische Steuerungseinheit) genannt. Die Steuerungsvorrichtung 100 empfängt die erfassten Informationen von der Sensorgruppe 70 und sendet Anweisungen durch die Eingabe-/Ausgabeschnittstelle an eine Vielzahl von Aktuatoren und Vorrichtungen (25, 35, 45, 55, 65).
Nachstehend werden Funktionen und ein Verarbeitungsablauf der Steuerungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausführlicher beschrieben.
Funktionen und Verarbeitungsablauf der Steuerungsvorrichtung
11 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionale Konfiguration der Steuerungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die Steuerungsvorrichtung 100 beinhaltet als Funktionsblöcke eine Antriebssteuerungseinheit 110, eine Bedingungsbeurteilungseinheit 120, eine Drehsteuerungseinheit 130 und eine Lastverteilungssteuerungseinheit 140. Diese Funktionsblöcke werden dadurch realisiert, dass der Prozessor der Steuerungsvorrichtung 100 ein in dem Speicher gespeichertes Steuerungsprogramm ausführt. Das Steuerungsprogramm kann auf einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet sein.
12 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitung durch die Steuerungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die Steuerungsvorrichtung 100 führt wiederholt einen in 12 gezeigten Verarbeitungsablauf aus.
Schritt S110 (Antriebssteuerungsprozess)
Die Antriebssteuerungseinheit 110 führt eine Antriebssteuerung durch. Genauer gesagt werden dann, wenn der Fahrer auf das Gaspedal 21 tritt, erfasste Informationen eines Hubbetrags des Gaspedals 21 an die Steuerungsvorrichtung 100 gesendet. Die Antriebssteuerungseinheit 110 bestimmt die Antriebskraft T gemäß dem Hubbetrag. Dann steuert die Antriebssteuerungseinheit 110 den Betrieb der Maschine 25, um die Antriebskraft T zu erreichen. Die von der Maschine 25 erzeugte Antriebskraft T wird durch das Differentialgetriebe 27 gleichermaßen auf das linke Hinterrad 10RL und das rechte Hinterrad 10RR verteilt. Das heißt, die Antriebskraft T/2 wird jeweils auf das linke Hinterrad 10RL und das rechte Hinterrad 10RR ausgeübt.
Ferner führt die Antriebssteuerungseinheit 110 die Traktionskontrolle (TRC) durch. Genauer gesagt erfasst die Antriebssteuerungseinheit 110 ein Rad, das ein Anzeichen von Schlupf aufweist. Mit einem Rad, das ein Anzeichen von Schlupf aufweist, ist gemeint, dass ein Schlupfbetrag oder ein Schlupfverhältnis des Rades einen Schwellwert überschreitet. Die Antriebssteuerungseinheit 110 kann basierend auf einer Drehgeschwindigkeit des Rades und der Fahrzeuggeschwindigkeit einen Schlupfbetrag und ein Schlupfverhältnis eines Rades berechnen. Die Drehgeschwindigkeit jedes Rades wird von dem Radgeschwindigkeitssensor 71 erfasst. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72 erfasst. Alternativ kann die Fahrzeuggeschwindigkeit aus der Drehgeschwindigkeit der Räder berechnet werden. Basierend auf den erfassten Informationen kann die Antriebssteuerungseinheit 110 beurteilen, ob irgendein Rad das Anzeichen von Schlupf aufweist oder nicht.
Das Rad, welches das Anzeichen von Schlupf aufweist, ist ein Zielrad, das ein Ziel der Traktionskontrolle ist. Typischerweise ist das Zielrad das niedrig-µ-seitige Rad. Um einen Schlupf des Zielrads zu verhindern, steuert die Antriebssteuerungseinheit 110 den Bremsaktuator 35 der Bremsvorrichtung 30 zum Aufbringen der Bremskraft B auf das Zielrad. Zudem verringert die Antriebssteuerungseinheit 110 erforderlichenfalls die Antriebskraft T, um einen Schlupf des Zielrads zu verhindern.
Falls dabei die Antriebskraft T zu stark verringert wird, dann kann sich die Beschleunigungsleistung verschlechtern. Mithin stellt die Antriebssteuerungseinheit 110 die Antriebskraft T in dem ersten Zustand SA (d.h. dem ersten Zeitraum PA) so groß ein, dass ein Schlupf des hoch-µ-seitigen Rades verhindert wird. Beispielsweise stellt die Antriebssteuerungseinheit 110 die Antriebskraft T unter der Annahme, dass der statische Reibungskoeffizient auf der Hoch-µ-Seite 1,0 beträgt, so ein, dass sie eine Bedingung „T/2 = vertikale Last Fz auf dem hoch-µ-seitigen Rad“ erfüllt. In dem zweiten Zustand SB (d.h. dem zweiten Zeitraum PB) nach dem ersten Zustand SA verringert die Antriebssteuerungseinheit 110 die Antriebskraft T noch weiter im Vergleich zu dem Fall des ersten Zustands SA.
Wenn die Traktionskontrolle aktiv ist (Schritt S110; Ja), dann fährt die Verarbeitung mit Schritt S120 fort. Andernfalls (Schritt S110; Nein) endet der gegenwärtige Verarbeitungszyklus.
Schritt S120 (Bedingungsbeurteilungsverarbeitung)
Die Bedingungsbeurteilungseinheit 120 beurteilt, ob die Ist-Antriebskraft-Differenz zwischen linken und rechten Rädern einen Schwellwert Th überschreitet oder nicht. In dem in 4 bis 6 gezeigten Beispiel beträgt die Ist-Antriebskraft des hoch-µ-seitigen Rades 10RR „T/2“, und die Ist-Antriebskraft des niedrig-µ-seitigen Rades 10RL beträgt „T/2 - B“. Mithin kann die Bedingungsbeurteilungseinheit 120 die Ist-Antriebskraft-Differenz basierend auf der Antriebskraft T und der Bremskraft B berechnen. Alternativ kann die Bedingungsbeurteilungseinheit 120, da die Ist-Antriebskraft-Differenz äquivalent zu einer Bremskraftdifferenz zwischen dem hoch-µ-seitigen Rad 10RR und dem niedrig-µ-seitigen Rad 10RL ist, die Bremskraftdifferenz als die Ist-Antriebskraft-Differenz berechnen.
Wenn die Ist-Antriebskraft-Differenz den Schwellwert Th überschreitet (Schritt S120; Ja), dann fährt die Verarbeitung mit Schritt S130 und Schritt S140 fort. Andernfalls (Schritt S120; Nein) endet der gegenwärtige Verarbeitungszyklus.
Schritt S130 (Drehsteuerungsverarbeitung)
Die Ist-Antriebskraft-Differenz zwischen linken und rechten Rädern bewirkt ein Giermoment des Fahrzeugs 1. Zur Fahrzeugstabilisierung führt die Drehsteuerungseinheit 130 eine Drehsteuerung durch, um einem solchen Giermoment entgegenzuwirken. Bei der Drehsteuerung verwendet die Drehsteuerungseinheit 130 die EPS-Vorrichtung 45 der Drehvorrichtung 40 zum Drehen des Vorderrads. Falls das Fahrzeug 1 ferner mit einer Vorrichtung zum Drehen des Hinterrads versehen ist, dann kann gleichzeitig das Hinterrad gedreht werden.
Ein Soll-Lenkwinkel wird basierend auf der Ist-Antriebskraft-Differenz bestimmt. Beispielsweise enthält die Drehsteuerungseinheit 130 ein Lenkwinkel-Kennfeld, welches eine Relation zwischen einem Eingabeparameter und dem Soll-Lenkwinkel definiert. Als der Eingabeparameter seien (a) die Ist-Antriebskraft-Differenz, (b) ein von der Ist-Antriebskraft-Differenz erwartetes Giermoment, und dergleichen beispielhaft angegeben. Mit zunehmendem Wert des Eingabeparameters nimmt der Soll-Lenkwinkel entsprechend zu. Die Drehsteuerungseinheit 130 verwendet den Eingabeparameter und das Lenkwinkel-Kennfeld, um den Soll-Lenkwinkel zu erhalten. Dann betätigt die Lenksteuerungseinheit 130 die EPS-Vorrichtung 45 derart, dass der Soll-Lenkwinkel erreicht wird.
Schritt S140 (Lastverteilungssteuerungsverarbeitung)
Die Lastverteilungssteuerungseinheit 140 führt die Lastverteilungssteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform aus, um die Gesamt-Ist-Antriebskraft zu erhöhen. Wie oben beschrieben, gibt es zwei Arten der Lastverteilungssteuerung, den ersten Modus und den zweiten Modus (siehe 3, 5, 6, 8 und 9). Die Lastverteilungssteuerungseinheit 140 verwendet den ersten Modus und den zweiten Modus auf passende Weise in Abhängigkeit vom Zustand des Fahrzeugs 1. Eine Bedingung zum Auswählen des ersten Modus wird nachstehend als eine „Erstmodusbedingung“ bezeichnet. Hingegen wird eine Bedingung zum Auswählen des zweiten Modus nachstehend als eine „Zweitmodusbedingung“ bezeichnet.
Beispielsweise besteht eines der einfachsten Verfahren darin, in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit Vx zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus zu wechseln (siehe 9). In diesem Fall ist die Erstmodusbedingung, dass „die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx kleiner oder gleich dem ersten Bezugswert Vx_Th1“ ist. Hingegen ist die Zweitmodusbedingung, dass „die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx größer als der zweite Bezugswert Vx_Th2“ ist. Die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx kann von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72 erhalten werden. Der zweite Bezugswert Vx_Th2 ist größer oder gleich dem ersten Bezugswert Vx_Th1. Der zweite Bezugswert Vx_Th2 kann gleich dem ersten Bezugswert Vx_Th1 sein.
Ein anderes Beispiel ist das Wechseln zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus in Abhängigkeit von einer Relation zwischen der hoch-µ-seitigen Antriebskraft T/2 und der hoch-µ-seitigen vertikalen Last Fz. Genauer gesagt ist die Erstmodusbedingung, dass „die hoch-µ-seitige Antriebskraft T/2 größer oder gleich der hoch-µ-sei-tigen vertikalen Last Fz“ ist (siehe 5). Dagegen ist die Zweitmodusbedingung, dass die „hoch-µ-seitige Antriebskraft T/2 kleiner als die hoch-µ-seitige vertikale Last Fz“ ist (siehe 6).
In dem Fall des Hinterradantriebs ist die hoch-µ-seitige vertikale Last Fz beim Beschleunigen durch eine Gleichung „statische vertikale Last Fz0 + Lastverlagerungsbetrag ΔFz“ gegeben. In dem Fall des Vorderradantriebs ist die hoch-µ-seitige vertikale Last Fz beim Beschleunigen durch eine Gleichung „statische vertikale Last Fz0 - Lastverlagerungsbetrag ΔFz“ gegeben. Die statische vertikale Last Fz0 je Rad wird basierend auf einer Fahrzeugmasse, Längsgewichtverteilung und so fort vorab berechnet. Der Lastverlagerungsbetrag ΔFz je Rad ist durch die folgende Gleichung (1) gegeben.
[Gleichung (1)] $Δ Fz = 0,5 m G x \frac{h}{l}$
Dabei ist m eine Masse des Fahrzeugs 1, Gx ist die Längsbeschleunigung, die von dem Längsbeschleunigungssensor 74 erhalten werden kann, h ist eine Schwerpunkthöhe des Fahrzeugs, und 1 ist ein Radstand des Fahrzeugs 1.
13 ist ein Flussdiagramm, das die Lastverteilungssteuerung (Schritt S140) gemäß der vorliegenden Ausführungsform in zusammengefasster Form zeigt. Die Lastverteilungssteuerungseinheit 140 beurteilt, ob eine aus der Erstmodusbedingung und der Zweitmodusbedingung erfüllt ist oder nicht (Schritt S141, 142).
Wenn die Erstmodusbedingung erfüllt ist (Schritt S141; Ja), dann führt die Lastverteilungssteuerungseinheit 140 die Lastverteilungssteuerung in dem ersten Modus durch (Schritt S143). Genauer gesagt betätigt die Lastverteilungssteuerungseinheit 140 den ersten aktiven Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Hoch-µ-Seite und betätigt den zweiten aktiven Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Niedrig-µ-Seite.
Wenn die Zweitmodusbedingung erfüllt ist (Schritt S141; Nein, Schritt S142; Ja), dann führt die Lastverteilungssteuerungseinheit 140 die Lastverteilungssteuerung in dem zweiten Modus durch (Schritt S144). Genauer gesagt betätigt die Lastverteilungssteuerungseinheit 140 den ersten aktiven Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Niedrig-µ-Seite und betätigt den zweiten aktiven Stabilisator in einer Richtung zum Anheben der Hoch-µ-Seite.
Wenn keine aus der Erstmodusbedingung und der Zweitmodusbedingung erfüllt ist (Schritt S141; Nein, Schritt S142; Nein), dann führt die Lastverteilungssteuerungseinheit 140 die Lastverteilungssteuerung nicht durch (Schritt S145).
14 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel für eine Fahrzeugfahrtsteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Wenn sich das Fahrzeug 1 zu bewegen beginnt, dann erzeugt die Steuerungsvorrichtung 100 eine große Antriebskraft T. Das Fahrzeug 1 beschleunigt und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vx nimmt allmählich zu. Falls das niedrig-µ-seitige Rad ein Anzeichen von Schlupf aufweist, dann führt die Steuerungsvorrichtung 100 die Traktionskontrolle durch (siehe 12, Schritt S110; Ja). Die Steuerungsvorrichtung 100 verringert die Antriebskraft T und bringt die Bremskraft B auf das niedrig-µ-seitige Rad auf.
Zu einem Zeitpunkt ts überschreitet eine Ist-Antriebskraft-Differenz zwischen linken und rechten Rädern den Schwellwert Th (siehe 12, Schritt S120; Ja). Als Reaktion hierauf führt die Steuerungsvorrichtung 100 die Lastverteilungssteuerung durch (siehe 12, Schritt S140). Zuerst wird die Lastverteilungssteuerung in dem ersten Modus durchgeführt (siehe 13, Schritt S143). Zu einem Zeitpunkt tx wird die Lastverteilungssteuerung aus dem ersten Modus in den zweiten Modus geschaltet (siehe 13, Schritt S144).
Ein Steuerungsbetrag jedes aktiven Stabilisators (50, 60) während der Lastverteilungssteuerung wird beispielsweise durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt.
[Gleichung (2)] $Steuerungsbetrag = Grundverstärkung g1 \times Modusverstärkung g2$
Die Grundverstärkung g1 wird auf einen Wert größer 0 gesetzt, wenn die Ist-Antriebskraft-Differenz zwischen linken und rechten Rädern den Schwellwert Th überschreitet. Die Grundverstärkung g1 kann als eine Funktion der Ist-Antriebskraft-Differenz ausgedrückt werden. In diesem Fall wird die Grundverstärkung g1 mit größer werdender Ist-Antriebskraft-Differenz größer. Die Grundverstärkung g1 kann sich allmählich verändern, wie in 14 gezeigt.
Die Modusverstärkung g2 wird gemäß dem Modus der Lastverteilungssteuerung gewechselt. Beispielsweise beträgt die Modusverstärkung g2 +1,0 in dem ersten Modus und -1,0 in dem zweiten Modus. Die Modusverstärkung g2 kann sich allmählich verändern, wie in 14 gezeigt.
Als ein Modifikationsbeispiel sei ein Fall betrachtet, in dem das Fahrzeug 1 um eine Kurve fährt. Bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs 1 müssen der vordere aktive Stabilisator 50 und der hintere aktive Stabilisator 60 ihre primäre Rolle erfüllen, das heißt, eine Wankveränderung unterdrücken. Zu diesem Zweck wird eine Korrektur vorgenommen, um den Steuerungsbetrag für die Lastverteilungsteuerung zu reduzieren. Genauer gesagt wird in dem vorliegenden Modifikationsbeispiel der Steuerungsbetrag jedes aktiven Stabilisators (50, 60) durch die folgende Gleichung (3) ausgedrückt.
[Gleichung (3)] $\begin{array}{l} \begin{matrix} \end{matrix} \begin{array}{l} \end{array} Steuerungsbetrag = Grundverstärkung g1 \times Modusverstärkung g2 \times Korrekturver- \\ stärkung g3 \end{array}$
15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Korrekturverstärkung g3 zeigt. Eine horizontale Achse stellt die Querbeschleunigung Gy dar, und eine vertikale Achse stellt die Korrekturverstärkung g3 dar. Die Querbeschleunigung Gy ist von dem Querbeschleunigungssensor 75 erhältlich. Wenn die Querbeschleunigung Gy geringer ist als ein Querbeschleunigungsschwellwert Gy_Th, dann beträgt die Korrekturverstärkung g3 1,0. Wenn die Querbeschleunigung Gy größer oder gleich dem Querbeschleunigungsschwellwert Gy_Th ist, dann ist die Korrekturverstärkung g3 kleiner 1,0.
Wenn mit anderen Worten das Fahrzeug 1 um eine Kurve fährt und die Querbeschleunigung Gy größer oder gleich dem Querbeschleunigungsschwellwert Gy_Th wird, dann multipliziert die Steuerungsvorrichtung 100 den Steuerungsbetrag mit der Korrekturverstärkung g3 von kleiner 1. Mit anderen Worten reduziert die Steuerungsvorrichtung 100 den Steuerungsbetrag des aktiven Stabilisators (50, 60) für die Lastverteilungssteuerung. Infolgedessen wird die Priorität auf eine Unterdrückung der Wankveränderung gelegt, was die primäre Rolle des aktiven Stabilisators ist.

Claims

Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung, umfassend: eine Antriebsvorrichtung (20), die mindestens ein Hauptantriebsrad aus dem Hauptantriebsrad und einem untergeordneten Antriebsrad eines Fahrzeugs (1) antreibt; einen ersten aktiven Stabilisator (60; 50), der auf einer Seite des Hauptantriebsrades installiert ist; einen zweiten aktiven Stabilisator (50; 60), der auf einer Seite des untergeordneten Antriebsrades installiert ist; und eine Steuerungsvorrichtung (100), die eine Lastverteilungssteuerung durchführt, wenn eine Ist-Antriebskraft-Differenz zwischen einer linken Seite und einer rechten Seite des Fahrzeugs (1) beim Beschleunigen einen Schwellwert überschreitet, wobei eine Hoch-µ-Seite diejenige aus der linken Seite und der rechten Seite mit einer größeren Ist-Antriebskraft ist, und eine Niedrig-µ-Seite die andere aus der linken Seite und der rechten Seite ist, wobei die Lastverteilungssteuerung einen ersten Modus beinhaltet, der durchgeführt wird, wenn eine Geschwindigkeit (Vx) des Fahrzeugs (1) kleiner oder gleich einem ersten Bezugswert (Vx_Th1) ist, und wobei in dem ersten Modus die Steuerungsvorrichtung (100) den ersten aktiven Stabilisator (60; 50) in einer Richtung zum Anheben der Hoch-µ-Seite betätigt und den zweiten aktiven Stabilisator (50; 60) in einer Richtung zum Anheben der Niedrig-µ-Seite betätigt.
Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lastverteilungssteuerung ferner einen zweiten Modus beinhaltet, der durchgeführt wird, wenn die Geschwindigkeit (Vx) größer ist als ein zweiter Bezugswert (Vx_Th2), der größer oder gleich dem ersten Bezugswert (Vx_Th1) ist, wobei in dem zweiten Modus die Steuerungsvorrichtung (100) den ersten aktiven Stabilisator (60; 50) in einer Richtung zum Anheben der Niedrig-µ-Seite betätigt und den zweiten aktiven Stabilisator (50; 60) in einer Richtung zum Anheben der Hoch-µ-Seite betätigt.
Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Zeitraum der Beschleunigung einen ersten Zeitraum (PA) und einen zweiten Zeitraum (PB), der später ist als der erste Zeitraum (PA), beinhaltet, wobei in dem ersten Zeitraum (PA) die Geschwindigkeit (Vx) kleiner oder gleich dem ersten Bezugswert (Vx_Th1) ist und die Steuerungsvorrichtung (100) die Lastverteilungssteuerung in dem ersten Modus durchführt, und wobei in dem zweiten Zeitraum (PB) die Geschwindigkeit (Vx) höher ist als der zweite Bezugswert (Vx_Th2) und die Steuerungsvorrichtung (100) die Lastverteilungssteuerung in dem zweiten Modus durchführt.
Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Steuerungsvorrichtung (100) die Antriebsvorrichtung (20) derart steuert, dass eine Antriebskraft der Antriebsvorrichtung (20) in dem zweiten Zeitraum (PB) kleiner wird als in dem ersten Zeitraum (PA).
Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung, umfassend: eine Antriebsvorrichtung (20), die mindestens ein Hauptantriebsrad aus dem Hauptantriebsrad und einem untergeordneten Antriebsrad eines Fahrzeugs (1) antreibt; einen ersten aktiven Stabilisator (60; 50), der auf einer Seite des Hauptantriebsrades installiert ist; einen zweiten aktiven Stabilisator (50; 60), der auf einer Seite des untergeordneten Antriebsrades installiert ist; und eine Steuerungsvorrichtung (100), die eine Lastverteilungssteuerung durchführt, wenn eine Ist-Antriebskraft-Differenz zwischen einer linken Seite und einer rechten Seite des Fahrzeugs (1) beim Beschleunigen einen Schwellwert überschreitet, wobei eine Hoch-µ-Seite diejenige aus der linken Seite und der rechten Seite mit einer größeren Ist-Antriebskraft ist und eine Niedrig-µ-Seite die andere aus der linken Seite und der rechten Seite ist, und wobei dann, wenn eine Geschwindigkeit (Vx) des Fahrzeugs (1) größer ist als ein Bezugswert (Vx_Th2), die Steuerungsvorrichtung (100) den ersten aktiven Stabilisator (60; 50) in einer Richtung zum Anheben der Niedrig-µ-Seite betätigt und den zweiten aktiven Stabilisator (50; 60) in einer Richtung zum Anheben der Hoch-µ-Seite betätigt.
Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung, umfassend: eine Antriebsvorrichtung (20), die mindestens ein Hauptantriebsrad aus dem Hauptantriebsrad und einem untergeordneten Antriebsrad eines Fahrzeugs (1) antreibt; einen ersten aktiven Stabilisator (60; 50), der auf einer Seite des Hauptantriebsrades installiert ist; einen zweiten aktiven Stabilisator (50; 60), der auf einer Seite des untergeordneten Antriebsrades installiert ist; und eine Steuerungsvorrichtung (100), die eine Lastverteilungssteuerung durchführt, wenn eine Ist-Antriebskraft-Differenz zwischen einer linken Seite und einer rechten Seite des Fahrzeugs (1) beim Beschleunigen einen Schwellwert überschreitet, wobei eine Hoch-µ-Seite diejenige aus der linken Seite und der rechten Seite mit einer größeren Ist-Antriebskraft ist und eine Niedrig-µ-Seite die andere aus der linken Seite und der rechten Seite ist, wobei eine Antriebskraft des Hauptantriebsrades auf der Hoch-µ-Seite und eine vertikale Last hierauf eine hoch-µ-seitige Antriebskraft bzw. eine hoch-µ-seitige vertikale Last ist, wobei die Lastverteilungsteuerung einen ersten Modus beinhaltet, der durchgeführt wird, wenn die hoch-µ-seitige Antriebskraft größer oder gleich der hoch-µ-seitigen vertikalen Last ist, und wobei in dem ersten Modus die Steuerungsvorrichtung (100) den ersten aktiven Stabilisator (60; 50) in einer Richtung zum Anheben der Hoch-µ-Seite betätigt und den zweiten aktiven Stabilisator (50; 60) in einer Richtung zum Anheben der Niedrig-µ-Seite betätigt.
Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Lastverteilungssteuerung ferner einen zweiten Modus beinhaltet, der durchgeführt wird, wenn die hoch-µ-seitige Antriebskraft kleiner ist als die hoch-µ-seitige vertikale Last, wobei in dem zweiten Modus die Steuerungsvorrichtung (100) den ersten aktiven Stabilisator (60; 50) in einer Richtung zum Anheben der Niedrig-µ-Seite betätigt und den zweiten aktiven Stabilisator (50; 60) in einer Richtung zum Anheben der Hoch-µ-Seite betätigt.
Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei ein Zeitraum der Beschleunigung einen ersten Zeitraum (PA) und einen zweiten Zeitraum (PB), der später ist als der erste Zeitraum (PA), beinhaltet, wobei die Steuerungsvorrichtung (100) die Antriebsvorrichtung (20) derart steuert, dass eine Antriebskraft der Antriebsvorrichtung (20) in dem zweiten Zeitraum (PB) kleiner wird als in dem ersten Zeitraum (PA), wobei in dem ersten Zeitraum (PA) die Steuerungsvorrichtung (100) die Lastverteilungssteuerung in dem ersten Modus durchführt, und wobei in dem zweiten Zeitraum (PB) die Steuerungsvorrichtung (100) die Lastverteilungssteuerung in dem zweiten Modus durchführt.
Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei dann, wenn eine Querbeschleunigung (Gy) des Fahrzeugs (1) größer oder gleich einem Querbeschleunigungsschwellwert (Gy_Th) ist, die Steuerungsvorrichtung (100) einen Steuerungsbetrag jeweils des ersten aktiven Stabilisators (60; 50) und des zweiten aktiven Stabilisators (50; 60) für die Lastverteilungssteuerung mit einer Korrekturverstärkung (g3) kleiner 1 multipliziert.
Fahrzeugfahrtsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuerungsvorrichtung (100) die Lastverteilungssteuerung derart durchführt, dass ein Wankmoment, das durch eine Betätigung des ersten aktiven Stabilisators (60; 50) verursacht ist, und ein Wankmoment, das durch eine Betätigung des zweiten aktiven Stabilisators (50; 60) verursacht ist, ausgeglichen sind.