УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЗНЫМ/ТЯГОВЫМ УСИЛИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
ASSEMBLY TO CONTROL VEHICLE BRAKING/TRACTION FORCE

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству управления тормозным/тяговым усилием транспортного средства и, в частности, к устройству управления тормозным/тяговым усилием транспортного средства, которое управляет тормозным/тяговым усилием каждого колеса.
Уровень техники
В качестве одного из устройств управления тормозным/тяговым усилием для транспортного средства, такого как автомобиль, обычно используется устройство управления тяговым усилием, описанное в не прошедшей экспертизу заявке на патент Японии №HEI9-309357, например, для выполнения распределенного управления тяговым усилием, применяемым к левому и правому колесу для приложения требуемого момента относительно вертикальной оси к транспортному средству. Дополнительно известно устройство управления тормозным усилием, которое управляет тормозным/тяговым усилием и моментом относительно вертикальной оси транспортного средства посредством управления тормозными усилиями колес, для обеспечения стабильности движения транспортного средства. Устройство управления тормозным/тяговым усилием позволяет повышать стабильность движения транспортного средства.
В общем, тормозное/тяговое усилие транспортного средства и момент относительно вертикальной оси могут управляться посредством управления тормозными/тяговыми усилиями колес. Тем не менее, есть ограничение в тормозном/тяговом усилии, которое может быть образовано посредством каждого колеса. Следовательно, может быть случай, при котором тормозное/тяговое усилие и/или момент относительно вертикальной оси, требуемые для транспортного средства, превышают значение, достижимое посредством управления тормозными/тяговыми усилиями колес.
Эта ситуация не учитывается в упомянутом обычном устройстве управления тормозным/тяговым усилием, и в этом аспекте необходимо выполнить усовершенствование.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение осуществлено в свете случая, описанного выше для обычного устройства управления тормозным/тяговым усилием транспортного средства, которое сконфигурировано так, чтобы управлять тормозным/тяговым усилием и моментом относительно вертикальной оси транспортного средства посредством управления тормозными/тяговыми усилиями колес, и основная цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы достичь тормозного/тягового усилия и момента относительно вертикальной оси, которые требуются для транспортного средства, максимально возможных в рамках диапазонов тормозных/тяговых усилий, которые могут быть образованы колесами посредством управления тормозными/тяговыми усилиями колеса, так чтобы отношение тормозного/тягового усилия и момента относительно вертикальной оси стало отношением тормозного/тягового усилия и момента относительно вертикальной оси, требуемым для транспортного средства, в рамках диапазонов тормозных/тяговых усилий, которые могут быть образованы колесами.
Вышеупомянутая основная цель может быть достигнута посредством устройства управления тормозным/тяговым усилием транспортного средства, содержащего средство приложения тормозного/тягового усилия, которое может прикладывать тормозные/тяговые усилия к колесам; средство определения величины тяги, задаваемой водителем; средство вычисления целевого тормозного/тягового усилия транспортного средства и целевого момента относительно вертикальной оси транспортного средства, которые должны быть созданы посредством тормозных/тяговых усилий колес, на основе, по меньшей мере, величины тяги, задаваемой водителем; и средство управления для управления тормозным/тяговым усилием, прилагаемым к каждому колесу посредством средства применения тормозного/тягового усилия, так что, если целевое тормозное/тяговое усилие и целевой момент относительно вертикальной оси не может быть достигнут посредством тормозных/тяговых усилий колес, тормозное/тяговое усилие транспортного средства и момент относительно вертикальной оси посредством целевых тормозных/тяговых усилий колес принимали наибольшие значения в рамках диапазона, в котором отношение тормозного/тягового усилия транспортного средства и момента относительно вертикальной оси посредством тормозных/тяговых усилий колес, по существу, совпадает с отношением целевого тормозного/тягового усилия и целевого момента относительно вертикальной оси посредством тормозных/тяговых усилий колес.
В рамках этой конфигурации, когда целевое тормозное/тяговое усилие и/или целевой момент относительно вертикальной оси не может быть достигнут посредством тормозных/тяговых усилий колес, тормозное/тяговое усилие, применяемое к каждому колесу посредством средства применения тормозного/тягового усилия, управляется таким образом, что тормозное/тяговое усилие и момент относительно вертикальной оси транспортного средства посредством целевых тормозных/тяговых усилий колес принимает наибольшие значения в рамках диапазона, в котором отношение целевого тормозного/тягового усилия транспортного средства и момента относительно вертикальной оси посредством тормозных/тяговых усилий колес практически совпадает с отношением целевого тормозного/тягового усилия и целевого момента относительно вертикальной оси, посредством чего тормозное/тяговое усилие каждого колеса управляется так, что отношение тормозного/тягового усилия транспортного средства и момента относительно вертикальной оси практически совпадает с отношением целевого тормозного/тягового усилия и целевого момента относительно вертикальной оси. Следовательно, тормозное/тяговое усилие и момент относительно вертикальной оси, требуемые для транспортного средства, могут быть достигнуты максимально возможными в рамках диапазона тормозных/тяговых усилий, которые могут быть созданы колесами.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения, в вышеупомянутой конфигурации средство управления предпочтительно управляет тормозным/тяговым усилием, применяемым к каждому колесу посредством средства применения тормозного/тягового усилия, так чтобы точка пересечения сегмента, который соединяет точку, которая показывает целевое тормозное/тяговое усилие транспортного средства и целевой момент относительно вертикальной оси транспортного средства, и начало координат, и линии, указывающей наибольшие значения тормозного/тягового усилия транспортного средства и момента относительно вертикальной оси посредством тормозных/тяговых усилий колес, задавалась как целевая точка в прямоугольных координатах с тормозным/тяговым усилием транспортного средства и моментом относительно вертикальной оси транспортного средства в качестве координатных осей, тормозное/тяговое усилие транспортного средства и момент относительно вертикальной оси посредством тормозных/тяговых усилий колес принимали значения в целевой точке.
В рамках этой конфигурации тормозное/тяговое усилие, применяемое к каждому колесу посредством средства применения тормозного/тягового усилия, управляется так, чтобы точка пересечения сегмента, который соединяет точку, которая показывает целевое тормозное/тяговое усилие транспортного средства и целевой момент относительно вертикальной оси транспортного средства, и начало координат, и линии, указывающей наибольшие значения тормозного/тягового усилия транспортного средства и момента относительно вертикальной оси посредством тормозных/тяговых усилий колес, задавалась как целевая точка в прямоугольных координатах с тормозным/тяговым усилием транспортного средства и моментом относительно вертикальной оси транспортного средства в качестве координатных осей, тормозное/тяговое усилие транспортного средства каждого колеса и момент относительно вертикальной оси посредством тормозных/тяговых усилий колес принимали значения в целевой точке. Следовательно, отношение тормозного/тягового усилия транспортного средства и момента относительно вертикальной оси точно совпадает с отношением целевого тормозного/тягового усилия и целевого момента относительно вертикальной оси, и тормозное/тяговое усилие транспортного средства и момент относительно вертикальной оси посредством тормозных/тяговых усилий колес принимают наибольшие значения, с результатом в том, что тормозное/тяговое усилие транспортного средства и момент относительно вертикальной оси, требуемые для транспортного средства, могли достигаться максимально возможными в рамках диапазона тормозных/тяговых усилий, которые могут быть созданы посредством колес.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, в упомянутой конфигурации предпочтительно, чтобы средство приложения тормозного/тягового усилия независимо прикладывало тормозное/тяговое усилие к каждому колесу.
В рамках этой конфигурации средство приложения тормозного/тягового усилия независимо прикладывает тормозное/тяговое усилие к каждому колесу, посредством чего тормозное/тяговое усилие транспортного средства и момент относительно вертикальной оси, требуемый для транспортного средства, могут быть достигнуты максимально возможными в рамках диапазона тормозных/тяговых усилий, которые могут быть созданы колесами, за счет независимого управления тормозными/тяговыми усилиями колес.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, в упомянутой конфигурации предпочтительно, чтобы средство приложения тормозного/тягового усилия независимо прикладывало тормозное усилие к каждому колесу и прикладывало тяговое усилие от средства тяги, которое является общим для правых и левых колес, к левым и правым колесами таким образом, чтобы распределение тяговых усилий на левые и правые колеса было переменным.
В рамках этой конфигурации, средство приложения тормозного/тягового усилия независимо прикладывает тормозное/тяговое усилие к каждому колесу и прикладывает тяговое усилие от тягового средства, которое является общим для правых и левых колес, к правым и левым колесами таким образом, чтобы распределение тяговых усилий на правые и левые колеса было переменным. Следовательно, тормозное/тяговое усилие транспортного средства и момент относительно вертикальной оси, требуемый для транспортного средства, могут быть достигнуты максимально возможными в рамках диапазона тормозных/тяговых усилий, которые могут быть созданы колесами, за счет независимого управления тормозными усилиями колес и распределенного управления тяговыми усилиями правых и левых колес.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, в упомянутой конфигурации предпочтительно, чтобы средство вычисления целевого тормозного/тягового усилия транспортного средства и целевого момента относительно вертикальной оси транспортного средства вычисляло целевое тормозное/тяговое усилие транспортного средства и целевой совокупный момент относительно вертикальной оси транспортного средства для обеспечения стабильного перемещения транспортного средства на основе, по меньшей мере, величины тяги, задаваемой водителем, оценивало поворотный момент относительно вертикальной оси транспортного средства вследствие бокового усилия каждого колеса на основе, по меньшей мере, величины тяги, задаваемой водителем, и вычисляло значение, полученное посредством вычитания поворотного момента относительно вертикальной оси из целевого совокупного момента относительно вертикальной оси, как целевой момент относительно вертикальной оси транспортного средства.
В рамках этой конфигурации целевое тормозное/тяговое усилие транспортного средства и целевой совокупный момент относительно вертикальной оси транспортного средства для обеспечения стабильного движения транспортного средства вычисляется на основе, по меньшей мере, величины тяги, задаваемой водителем, поворотный момент относительно вертикальной оси транспортного средства вследствие бокового усилия каждого колеса оценивается на основе, по меньшей мере, величины тяги, задаваемой водителем, и значение, полученное посредством вычитания поворотного момента относительно вертикальной оси из целевого совокупного момента относительно вертикальной оси, вычисляется как целевой момент относительно вертикальной оси транспортного средства, посредством чего целевой момент относительно вертикальной оси транспортного средства, требуемый для транспортного средства, который должен быть достигнут посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса, может быть надежно и корректно вычислен в правильной пропорции.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, в упомянутой конфигурации предпочтительно, чтобы средство обнаружения величины тяги, задаваемой водителем, обнаруживало величину ускорения/замедления и степень поворота рулевого колеса, вращаемого водителем.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, в упомянутой конфигурации предпочтительно, чтобы линия, показывающая наибольшие значения модулей тормозного/тягового усилия транспортного средства и момента относительно вертикальной оси транспортного средства, определялась посредством наибольшего значения тягового усилия транспортного средства, наибольшего значения тормозного усилия транспортного средства, наибольшего значения момента относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота влево и момента относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота вправо.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, в упомянутой конфигурации предпочтительно, чтобы линия, показывающая наибольшие значения модулей тормозного/тягового усилия транспортного средства и момента относительно вертикальной оси транспортного средства, задавалась переменно в соответствии с коэффициентом сцепления дороги.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, в вышеупомянутой конфигурации предпочтительно, чтобы средство приложения тормозного/тягового усилия содержало средство приложения тягового усилия независимо к каждому колесу и средство приложения тормозного усилия независимо к каждому колесу.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, в упомянутой конфигурации предпочтительно, чтобы средство приложения тормозного/тягового усилия содержало средство приложения общего тягового усилия к правым и левым колесам, средство управления распределением тягового усилия на правые и левые колеса и средство приложения тормозного усилия независимо к каждому колесу.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, в упомянутой конфигурации предпочтительно, чтобы средство приложения тягового усилия содержало средство приложения общего тягового усилия к правым и левым передним колесам и средство приложения общего тягового усилия к правым и левым задним колесам.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, в упомянутой конфигурации предпочтительно, чтобы средство приложения тягового усилия содержало средство приложения общего тягового усилия к правому и левому передним колесам и к правому и левому задним колесам, средство управления распределением тягового усилия на передние и задние колеса, средство управления распределением тягового усилия на правое и левое передние колеса и средство управления распределением тягового усилия на правое и левое задние колеса.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, в вышеупомянутой конфигурации предпочтительно, чтобы средство приложения тягового усилия содержало электродвигатель-генератор.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, в упомянутой конфигурации предпочтительно, чтобы электродвигатель-генератор выполнял рекуперативное торможение при торможении.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, в упомянутой конфигурации предпочтительно, чтобы средство вычисления целевого тормозного/тягового усилия транспортного средства и целевого момента относительно вертикальной оси транспортного средства вычисляло целевое продольное ускорение транспортного средства и целевую скорость относительно вертикальной оси транспортного средства для стабильного передвижения транспортного средства на основе, по меньшей мере, величины тяги, задаваемой водителем, и вычисляло целевое тормозное/тяговое усилие транспортного средства и целевой совокупный момент относительно вертикальной оси транспортного средства на основе целевого продольного ускорения транспортного средства и целевой скорости относительно вертикальной оси транспортного средства.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, в упомянутой конфигурации предпочтительно, чтобы средство управления вычисляло целевое тормозное/тяговое усилие каждого колеса на основе целевого тормозного/тягового усилия транспортного средства, целевого момента относительно вертикальной оси транспортного средства и коэффициента распределения тормозного/тягового усилия на передние и задние колеса, и управляло тормозным/тяговым усилием, применяемым к каждому колесу, на основе целевого тормозного/тягового усилия каждого колеса.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - принципиальная блок-схема, иллюстрирующая устройство управления тормозным/тяговым усилием, применяемое к полноприводному транспортному средству с электродвигателем, встроенным в колесо, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 - примерное представление для пояснения различных случаев отношения между тормозным/тяговым усилием каждого колеса и тормозным/тяговым усилием транспортного средства и отношения между тормозным/тяговым усилием каждого колеса и моментом относительно вертикальной оси;
Фиг.3 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая процедуру управления тормозным/тяговым усилием, приводимую в исполнение посредством электронного контроллера для управления тяговым усилием в первом варианте осуществления;
Фиг.4A - график, иллюстрирующий диапазон, который может быть достигнут посредством тормозного/тягового усилия каждого колеса, тормозного/тягового усилия транспортного средства и моментом относительно вертикальной оси транспортного средства;
Фиг.4B - примерное представление, иллюстрирующее способ вычисления целевого тормозного/тягового усилия транспортного средства Fvt и целевого момента относительно вертикальной оси транспортного средства Mvt в случае, когда целевое тормозное/тяговое усилие транспортного средства Fvn и целевой момент относительно вертикальной оси транспортного средства Mvn находятся за пределами диапазона, который может быть достигнут посредствам управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса;
Фиг.4C - примерное представление, иллюстрирующее диапазон, который может быть достигнут посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса, целевым тормозным/тяговым усилием транспортного средства Fvt и целевым моментом относительно вертикальной оси транспортного средства Mvt в транспортном средстве, имеющем источник тяги, предоставленный только на левом и правом передних колесах или левом и правом задних колесах;
Фиг.5 - принципиальная блок-схема, иллюстрирующая устройство управления тормозным/тяговым усилием, применяемое к полноприводному транспортному средству, в котором тяговое усилие и рекуперативное тормозное усилие из одного электродвигателя-генератора, который является общим для четырех колес, управляется таким образом, чтобы быть распределенным на четыре колеса, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.6 - примерное представление для пояснения различных случаев взаимосвязи между тормозным/тяговым усилием каждого колеса и тормозным/тяговым усилием транспортного средства и взаимосвязи между тормозным/тяговым усилием каждого колеса и моментом относительно вертикальной оси транспортного средства во втором варианте осуществления;
Фиг.7 - примерное представление для пояснения других различных случаев взаимосвязи между тормозным/тяговым усилием каждого колеса и тормозным/тяговым усилием транспортного средства и взаимосвязи между тормозным/тяговым усилием каждого колеса и моментом относительно вертикальной оси транспортного средства во втором варианте осуществления;
Фиг.8 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая процедуру управления тормозным/тяговым усилием, приводимую в исполнение посредством электронного контроллера для управления тяговым усилием во втором варианте осуществления;
Фиг.9A - график, иллюстрирующий диапазон, который может быть достигнут посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса, тормозным/тяговым усилием транспортного средства и моментом относительно вертикальной оси транспортного средства;
Фиг.9B - примерное представление, иллюстрирующее способ вычисления целевого тормозного/тягового усилия Fvt транспортного средства и целевого момента Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства в случае, когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn транспортного средства и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси транспортного средства находятся за пределами диапазона, который может быть достигнут посредствам управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса; и
Фиг.9C - примерное представление, иллюстрирующее диапазон, который может быть достигнут посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса, целевым тормозным/тяговым усилием Fvt и целевым моментом Mvt относительно вертикальной оси в транспортном средстве, имеющем источник тяги только на левом и правом передних колесах или левом и правом задних колесах.
Наилучший способ осуществления изобретения
Далее подробно описаны некоторые предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.
Первый вариант осуществления
Фиг.1 представляет собой принципиальную блок-схему, иллюстрирующую устройство управления тормозным/тяговым усилием, применяемое к полноприводному транспортному средству с электродвигателями, встроенными в колеса, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.1 ссылочными позициями 10FL и 10FR соответственно обозначены левое и правое передние колеса, которые являются управляемыми колесами, а позициями 10RL и 10RR соответственно обозначены левое и правое задние колеса, которые являются неуправляемыми колесами. Электродвигатели-генераторы 12FL и 12FR, которые являются электродвигателями, встроенными в колеса, встроены в левое и правое передние колеса 10FL и 10FR соответственно, посредством чего левое и правое передние колеса 10FL и 10FR приводятся посредством электродвигателей-генераторов 12FL и 12FR. Электродвигатели-генераторы 12FL и 12FR также выступают в качестве рекуперативных генераторов для каждого из левого и правого передних колес при торможении, так что они создают рекуперативное тормозное усилие.
Аналогично электродвигатели-генераторы 12RL и 12RR, которые являются электродвигателями, встроенными в колеса, встроены в левое и правое задние колеса 10RL и 10RR соответственно, посредством чего левое и правое задние колеса 10RL и 10RR приводятся посредством электродвигателей-генераторов 12RL и 12RR. Электродвигатели-генераторы 12RL и 12RR также выступают в качестве рекуперативных генераторов для каждого из левого и правого задних колес при торможении, так что они создают рекуперативное тормозное усилие.
Тяговое усилие от каждого из электродвигателей-генераторов 12FL-12RR управляется посредством электронного контроллера 16 для управления тяговым усилием на основе величины открывания акселератора , которая является величиной нажатия на педаль акселератора и которая не показана на фиг.1, обнаруженной посредством датчика 14 величины открывания акселератора. Рекуперативное тормозное усилие из каждого из электродвигателей-генераторов 12FL-12RR также управляется посредством электронного контроллера 16 для управления тяговым усилием.
Хотя это и не показано на фиг.1 подробно, электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием состоит из микро-ЭВМ и управляющей схемы, при этом микро-ЭВМ может иметь стандартную конфигурацию так, чтобы включать в себя, например, ЦП, ПЗУ, ОЗУ и устройство портов ввода-вывода, которые соединены друг с другом посредством двунаправленной общей шины. При обычном передвижении электроэнергия, накопленная в аккумуляторе, который не показан на фиг.1, подается в каждый из электродвигателей-генераторов 12FL-12RR, и при замедлении и торможении транспортного средства электроэнергия, созданная при рекуперативном торможении посредством каждого из электродвигателей-генераторов 12FL-12RR, накапливается в аккумуляторе посредством управляющей схемы.
Усилия фрикционного торможения левого и правого передних колес 10FL и 10FR и левого и правого задних колес 10RL и 10RR управляются посредством управления тормозными давлениями соответствующих колесных цилиндров 22FL, 22FR, 22RL и 22RR посредством гидравлической схемы 20 в устройстве 18 фрикционного торможения. Хотя это и не показано на чертеже, гидравлическая схема 20 включает в себя резервуар, масляный насос и другие разнообразные клапанные устройства. При обычной ситуации давление торможения каждого колесного цилиндра управляется в соответствии с величиной нажатия педали 24 тормоза водителем и давлением главного цилиндра 26, который приводится в соответствии со степенью нажатия педали 24 тормоза. Оно управляется требуемым образом за счет управления масляным насосом или различными клапанными устройствами посредством электронного контроллера 28 для управления тормозным усилием, вне зависимости от величины нажатия педали 24 тормоза водителем.
Хотя это и не показано подробно на фиг.1, электронный контроллер 18 для управления тормозным усилием также состоит из микро-ЭВМ и управляющей схемы, при этом микро-ЭВМ может иметь стандартную конфигурацию, так чтобы включать в себя, например, ЦП, ПЗУ, ОЗУ и устройство портов ввода-вывода, которые соединены друг с другом посредством двунаправленной общей шины.
В электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием подается сигнал, указывающий коэффициент μ сцепления с дорогой, из μ-датчика 30; сигнал, указывающий угол поворота θ рулевого колеса, из датчика 32 угла поворота рулевого колеса; и сигнал, указывающий скорость V транспортного средства, из датчика 34 скорости транспортного средства, помимо сигнала, указывающего величину открытия акселератора , из датчика 14 положения акселератора. В электронный контроллер 28 для управления тормозным усилием подается сигнал, указывающий давление Pm главного цилиндра, из датчика 36 давления и сигналы, указывающие тормозные давления (давления колесных цилиндров) Pbi (i=fl, fr, rl, rr) соответствующих колес, из датчиков 38FL-38RR давления. Электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием и электронный контроллер 28 для управления тормозным усилием обмениваются сигналами друг с другом при необходимости. Следует отметить, что датчик 32 угла поворота рулевого колеса определяет угол θ поворота рулевого колеса в направлении поворота влево транспортного средства, заданном как положительное.
Электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием вычисляет целевое продольное ускорение Gxt транспортного средства на основе величины открытия акселератора  и давления Pm главного цилиндра, которые указывают степень управления ускорением/замедлением водителем, и вычисляет целевую скорость γt относительно вертикальной оси транспортного средства на основе угла θ поворота рулевого колеса, который является степенью управления поворотом рулевого колеса водителем, и скорости V транспортного средства способом, хорошо известным в данной области техники. Затем электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием вычисляет целевое тормозное/тяговое усилие Fvn, которое требуется для транспортного средства, на основе целевого продольного ускорения Gxt транспортного средства и вычисляет целевой совокупный момент Mvnt относительно вертикальной оси, требуемый для транспортного средства, на основе целевой скорости γt относительно вертикальной оси транспортного средства.
Электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием вычисляет угол β увода транспортного средства способом, хорошо известным в данной области техники, вычисляет угол α увода левого и правого переднего колеса на основе угла β увода транспортного средства и угла θ поворота рулевого колеса и вычисляет поворотный момент Ms относительно вертикальной оси транспортного средства вследствие бокового усилия каждого колеса на основе угла α увода. Далее электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием вычисляет значение, полученное посредством вычитания поворотного момента Ms вокруг вертикальной оси из целевого совокупного момента Mvnt относительно вертикальной оси транспортного средства как целевой момент Mvn относительно вертикальной оси транспортного средства, требуемый для транспортного средства, посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса.
Электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием дополнительно вычисляет максимальное тяговое усилие Fvdmax транспортного средства и максимальное тормозное усилие Fvbmax транспортного средства, достижимое посредством тормозных/тяговых усилий колес, на основе коэффициента μ сцепления с дорогой и вычисляет максимальный момент Mvlmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота влево и максимальный момент Mvrmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота вправо, достижимый посредством тормозных/тяговых усилий колес, на основе коэффициента μ сцепления с дорогой.
Как показано на фиг.2A, предполагая, что вертикальная нагрузка и коэффициенты сцепления с поверхностью дороги колес одинаковые, и размеры окружностей сцепления колес одинаковые, максимальное тяговое усилие Fvdmax транспортного средства в состоянии, когда момент относительно вертикальной оси посредством тормозных/тяговых усилий колес не действует на колесо, достигается, когда тормозные/тяговые усилия Fwxfl и Fwxfr левого и правого передних колес 10FL и 10FR являются максимальными тяговыми усилиями Fwdflmax и Fwdfrmax, а тормозные/тяговые усилия Fwxrl и Fwxrr левого и правого задних колес 10RL и 10RR являются максимальными тяговыми усилиями Fwdrlmax и Fwdrrmax. Аналогично, как показано на фиг.2B, максимальное тормозное усилие Fvbmax транспортного средства в состоянии, когда момент относительно вертикальной оси посредством тормозных/тяговых усилий колес не действует на транспортное средство, достигается, когда тормозные/тяговые усилия Fwxfl и Fwxfr левого и правого передних колес 10FL и 10FR являются максимальными тормозными усилиями Fwbflmax и Fwbfrmax, а тормозные/тяговые усилия Fwxrl и Fwxrr левого и правого задних колес 10RL и 10RR являются максимальными тормозными усилиями Fwbrlmax и Fwbrrmax.
Как показано на фиг.2C, максимальный момент Mvlmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота влево в состоянии, когда продольное усилие посредством тормозных/тяговых усилий колес не действует на транспортное средство, достигается, когда тормозные/тяговые усилия Fwxfl и Fwxrl левого переднего и левого заднего колес 10FL и 10RL являются максимальными тормозными усилиями Fwbflmax и Fwbrlmax, а тормозные/тяговые усилия Fwxfr и Fwxrr правого переднего и правого заднего колес 10FR и 10RR являются максимальными тяговыми усилиями Fwdfrmax и Fwdrrmax. Аналогично, как показано на фиг.2D, максимальный момент Mvrmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота вправо в состоянии, когда продольное усилие посредством тормозных/тяговых усилий колес не действует на транспортное средство, достигается, когда тормозные/тяговые усилия Fwxfl и Fwxrl левого переднего и левого заднего колес 10FL и 10RL являются максимальными тяговыми усилиями Fwdflmax и Fwdrlmax, а тормозные/тяговые усилия Fwxfr и Fwxrr правого переднего и правого заднего колес 10FR и 10RR являются максимальными тормозными усилиями Fwbfrmax и Fwbrrmax.
В случае когда выходной крутящий момент каждого из электродвигателей-генераторов 12FL-12RR достаточно большой, максимальное тяговое усилие и максимальное тормозное усилие каждого колеса определяется посредством коэффициента μ сцепления с дорогой, так что при направлении ускорения транспортного средства и направлении поворота влево транспортного средства, заданном как положительное, следующие отношения устанавливаются между максимальным тяговым усилием и максимальным тормозным усилием каждого колеса, максимальным тяговым усилием транспортного средства и максимальным тормозным усилием транспортного средства, а также максимальным моментом относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота влево и максимальным моментом относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота вправо.
Fwdflmax=Fwdfrmax=-Fwbflmax=-Fwbfrmax
Fwdrlmax=Fwdrrmax=-Fwbrlmax=-Fwbrrmax
Fvdmax=-Fvbmax
Mvlmax=-Mvrmax
Поскольку максимальное тяговое усилие Fwdimax и максимальное тормозное усилие Fwbimax (i=fl, fr, rl, rr) каждого колеса определяются посредством коэффициента μ сцепления с дорогой, максимальное тяговое усилие Fvdmax транспортного средства, максимальное тормозное усилие Fvbmax транспортного средства, максимальный момент Mvlmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота влево и максимальный момент Mvrmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота вправо также определяются посредством коэффициента μ сцепления с дорогой. Соответственно, если коэффициент μ сцепления с дорогой найден, то могут быть оценены максимальное тяговое усилие Fvdmax транспортного средства и другие вышеупомянутые значения.
Как показано на фиг.4A, в прямоугольных координатах с тормозным/тяговым усилием Fvx транспортного средства в качестве абсциссы и моментом Mv относительно вертикальной оси транспортного средства в качестве ординаты тормозное/тяговое усилие Fvx транспортного средства и момент Mv относительно вертикальной оси транспортного средства, которые могут быть достигнуты посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса, принимают значения внутри ромбовидного четырехугольника 100, заданного посредством максимального тягового усилия Fvdmax транспортного средства, максимального тормозного усилия Fvbmax транспортного средства, максимального момента Mvlmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота влево и максимального момента Mvrmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота вправо.
Следует отметить, что на фиг.4 точки A-D соответствуют случаям A-D на фиг.2, при этом координаты в точках A-D представляют собой (Fvdmax, 0), (Fvbmax, 0), (0, Mvlmax) и (0, Mvrmax) соответственно. Как показано пунктирной линией на фиг.4A, четырехугольник 100 становится небольшим по мере того, как коэффициент μ сцепления с дорогой уменьшается. Дополнительно, по мере того как угол θ поворота рулевого колеса увеличивается, поперечное усилие на левое переднее и правое переднее колеса, которые являются управляемыми колесами, возрастает, так что допуск по продольному усилию становится небольшим. Следовательно, четырехугольник 100 становится небольшим по мере того, как модуль угла θ поворота рулевого колеса возрастает.
Предполагая, что отношение продольного распределения тормозного/тягового усилия Fv транспортного средства на задние колеса задается как Kr (константа в диапазоне 0<Kr<1), и ширина протектора транспортного средства задается как Tr, получаем следующие уравнения 1-3. Соответственно электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием задает целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства и целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства посредством управления тормозными/тяговыми усилиями каждого колеса равными целевому тормозному/тяговому усилию Fvn и целевому моменту Mvn относительно вертикальной оси транспортного средства, когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn транспортного средства и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси транспортного средства находятся внутри вышеупомянутого четырехугольника 100. Например, он вычисляет значения, удовлетворяющие нижеследующим уравнениям 1-3, как целевые тормозные/тяговые усилия Fwxti (i=fl, fr, rl, rr) колес посредством метода наименьших квадратов.
(1)
Fwxfl+Fwxfr+Fwxrl+Fwxrr=Fvt
(2)
{Fwxfr+Fwxrr-(Fwxfl+Fwxrl)}Tr/2=Mvt
(3)
(Fwxfl+Fwxfr)Kr=(Fwxrl+Fwxrr) (1-Kr)
Когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn транспортного средства и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси транспортного средства находятся вне диапазона упомянутого четырехугольника 100, электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием вычисляет целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства и целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства таким образом, чтобы величина тормозного/тягового усилия Fv транспортного средства и величина момента Mv относительно вертикальной оси посредством целевых тормозных/тяговых усилий Fwxti колес стали, соответственно, максимальными в рамках диапазона, в котором отношение целевого тормозного/тягового усилия Fvt транспортного средства и момента Mvt относительно вертикальной оси посредством тормозных/тяговых усилий колес становится отношением целевого тормозного/тягового усилия Fvn и целевого момента Mvn относительно вертикальной оси, требуемого для транспортного средства, посредством тормозных/тяговых усилий колес. Затем электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием вычисляет значения, удовлетворяющие вышеуказанным уравнениям 1-3, как целевые тормозные/тяговые усилия Fwxti колес посредством, например, метода наименьших квадратов.
Когда целевое тормозное/тяговое усилие Fwxti каждого колеса принимает положительное значение, которое означает, что оно является тяговым усилием, электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием задает целевое усилие Fwbti фрикционного торможения и целевое усилие Fwrti рекуперативного торможения (i=fl, fr, rl, rr) каждого колеса равными нулю, выводит сигналы, указывающие целевые усилия Fwbti фрикционного торможения, в электронный контроллер 28 для управления тормозным усилием, задает целевое тяговое усилие Fwdti (i=fl, fr, rl, rr) каждого колеса равным ассоциативно связанному целевому тормозному/тяговому усилию Fwxti, вычисляет целевые тяговые токи Iti (i=fl, fr, rl, rr) в электродвигателях-генераторах 12FL-12RR посредством непроиллюстрированных соответствий или функций на основе целевых тяговых усилий Fwdti и управляет тяговыми токами, применяемыми к электродвигателям-генераторам 12FL-12RR, на основе целевых тяговых токов Iti, тем самым управляя тяговым усилием каждого колеса так, чтобы тормозное/тяговое усилие Fwxi каждого колеса стало ассоциативно связанным целевым тормозным/тяговым усилием Fwxti.
С другой стороны, когда целевые тормозные/тяговые усилия Fwxti каждого колеса принимают отрицательные значения, то есть целевое тормозное/тяговое усилие Fwxti является тормозным усилием, и целевое тормозное/тяговое усилие Fwxti не превышает максимальное рекуперативное тормозное усилие каждого колеса, электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием задает целевое тяговое усилие Fwdti и целевое усилие Fwbti фрикционного торможения каждого колеса равными нулю, задает целевое рекуперативное тормозное усилие Fwrti равным целевому тормозному/тяговому усилию Fwxti и управляет электродвигателями-генераторами 12FL-12RR так, чтобы рекуперативное тормозное усилие стало целевым рекуперативным тормозным усилием Fwrti.
Когда целевые тормозные/тяговые усилия Fwxti каждого колеса принимают отрицательные значения, то есть целевое тормозное/тяговое усилие Fwxti является тормозным усилием, и целевое тормозное/тяговое усилие Fwxti превышает максимальное рекуперативное тормозное усилие каждого колеса, электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием задает целевое тяговое усилие Fwdti каждого колеса равным нулю, задает целевое рекуперативное тормозное усилие Fwrti каждого колеса равным максимальному рекуперативному тормозному усилию Fwxrimax (i=fl, fr, rl, rr) и управляет электродвигателями-генераторами 12FL-12RR так, чтобы рекуперативное тормозное усилие стало максимальным рекуперативным тормозным усилием Fwxrimax. Дополнительно он вычисляет тормозное усилие, которое соответствует разности между целевым тормозным/тяговым усилием Fwxti и максимальным рекуперативным тормозным усилием Fwxrimax, как целевое усилие Fwbti фрикционного торможения (i=fl, fr, rl, rr), и выводит сигналы, указывающие целевое усилие Fwbti фрикционного торможения колес, в электронный контроллер 28 для управления тормозным усилием.
Электронный контроллер 28 для управления тормозным усилием вычисляет целевое тормозное давление Pbti (i=fl, fr, rl, rr) каждого колеса на основе целевого усилия Fwbti фрикционного торможения каждого колеса, введенного из электронного контроллера 16 для управления тяговым усилием, и управляет гидравлической схемой 20 так, чтобы тормозное давление Pbi каждого колеса стало ассоциативно связанным целевым тормозным давлением Pbti, и усилие Fwbi фрикционного торможения (i=fl, fr, rl, rr) каждого колеса тем самым стало ассоциативно связанным целевым усилием Fwbti фрикционного торможения каждого колеса.
Далее описывается управление тормозным/тяговым усилием, осуществляемое посредством электронного контроллера 16 для управления тяговым усилием, в первом варианте осуществления со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа, проиллюстрированную на фиг.3. Управление посредством блок-схемы последовательности операций способа, проиллюстрированной на фиг.3, начинается посредством активации электронного контроллера 16 для управления тяговым усилием, и оно многократно приводится в исполнение в каждый заданный момент времени до тех пор, пока выключатель зажигания (не показан) не будет повернут в выключенное положение.
На этапе 10 сначала считываются сигналы, указывающие величину открытия акселератора , обнаруженную посредством датчика 14 положения акселератора, и т.п. На этапе 20 целевое тормозное/тяговое усилие Fvn транспортного средства и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси транспортного средства, которые требуются для транспортного средства и задаются посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса, и вычисляются вышеприведенным способом на основе величины открытия акселератора  и т.п.
На этапе 30 максимальное тяговое усилие Fvdmax транспортного средства, максимальное тормозное усилие Fvbmax транспортного средства, максимальный момент Mvlmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота влево и максимальный момент Mvrmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота вправо, достижимые посредством тормозного/тягового усилия каждого колеса, вычисляются посредством соответствий или функций (не показаны) на основе коэффициента μ сцепления с дорогой. В частности, задаются точки A-D, показанные на фиг.4.
На этапе 40 определяется, превышает или нет абсолютное значение целевого тормозного/тягового усилия Fvn максимальное тяговое усилие Fvdmax транспортного средства, а абсолютное значение целевого момента Mvn относительно вертикальной оси транспортного средства не превышает максимальный момент относительно вертикальной оси транспортного средства Mvlmax, т.е. определяется, находятся ли целевое тормозное/тяговое усилие Fvn транспортного средства и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси транспортного средства в рамках четырехугольника 100, и могут ли целевое тормозное/тяговое усилие Fvn и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси быть достигнуты посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса. Когда выполнено отрицательное определение, программа переходит к этапу 60. Когда выполнено положительное определение, целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства и целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации, соответственно, задаются равными целевому тормозному/тяговому усилию Fvn и целевому моменту Mvn относительно вертикальной оси на этапе 50, а затем программа переходит к этапу 200.
На этапе 60 определяется, равно целевое тормозное/тяговое усилие Fvn нулю или нет и равны максимальные моменты Mvlmax и Mvrmax относительно вертикальной оси (вместе упоминаемые как Mvmax) нулю или нет. Когда определено, что целевое тормозное/тяговое усилие Fvn не равно нулю и Mvlmax и Mvrmax не равны нулю, программа переходит к этапу 80. Когда определено, что целевое тормозное/тяговое усилие Fvn равно нулю и Mvlmax и Mvrmax равны нулю, целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства после модификации задается равным нулю, и целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации задается равным максимальному моменту Mvmax относительно вертикальной оси на этапе 70, а затем программа переходит к этапу 200. В этом случае целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации задается равным максимальному моменту Mvlmax относительно вертикальной оси, когда целевой момент Mvn относительно вертикальной оси принимает положительное значение, тогда как задается равным максимальному моменту Mvrmax относительно вертикальной оси, когда целевой момент Mvn относительно вертикальной оси принимает отрицательное значение.
На этапе 80 определяется, равен ли целевой момент Mvn относительно вертикальной оси нулю или нет. Когда выполнено отрицательное определение, программа переходит к этапу 100. Когда выполнено положительное определение, на этапе 90 целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства после модификации задается равным максимальному тяговому усилию Fvdmax, когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn принимает положительное значение, тогда как целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства после модификации задается равным максимальному тормозному усилию Fvbmax, когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn принимает отрицательное значение, и дополнительно целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации задается равным нулю, и после этого программа переходит к этапу 200.
На этапе 100 точка пересечения Q сегмента L, который соединяет точку P, которая показывает целевое тормозное/тяговое усилие Fvn транспортного средства и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси транспортного средства, и начало координат O, и внешнюю линию четырехугольника 100, получается как целевая точка, как показано на фиг.4B, и если координата целевой точки Q задается как (Fvq, Mvq), целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства после модификации и целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации соответственно задаются равными Fvq и Mvq. Далее программа переходит к этапу 200.
На этапе 200 целевое тормозное/тяговое усилие Fwxti (i=fl, fr, rl, rr) каждого колеса, чтобы достичь целевого тормозного/тягового усилия Fvt и целевого момента Mvt относительно вертикальной оси, вычисляется упомянутым способом на основе целевого тормозного/тягового усилия Fvt после модификации и целевого момента Mvt относительно вертикальной оси после модификации.
На этапе 210 целевое усилие Fwbti фрикционного торможения вычисляется вышеописанным способом, и сигналы, указывающие целевое усилие Fwbti фрикционного торможения, выводятся в электронный контроллер 28 для управления тормозным усилием, посредством чего электронный контроллер 28 для управления тормозным усилием выполняет управление таким образом, чтобы усилие Fwbi фрикционного торможения каждого колеса стало ассоциативно связанным целевым усилием Fwbti фрикционного торможения.
На этапе 220 каждый из электродвигателей-генераторов 12FL-12RR управляется таким образом, чтобы тяговое усилие Fwdi или рекуперативное тормозное усилие Fwri каждого колеса, соответственно, стало целевым тяговым усилием Fwdti или целевым рекуперативным тормозным усилием Fwrti.
Согласно проиллюстрированному первому варианту осуществления, целевое тормозное/тяговое усилие Fvn транспортного средства и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси транспортного средства, требуемый для транспортного средства, посредством управления тормозными/тяговыми усилиями колес вычисляются на этапе 20, максимальное тяговое усилие Fvdmax транспортного средства, максимальное тормозное усилие Fvbmax транспортного средства, максимальный момент Mvlmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота влево и максимальный момент Mvrmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота вправо, которые достижимы посредством тормозных/тяговых усилий колес, вычисляются на этапе 30, а на этапе 40 определяется, могут ли быть достигнуты целевое тормозное/тяговое усилие Fvn и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси посредством управления тормозными/тяговыми усилиями колес.
Если на этапе 40 определено, что целевое тормозное/тяговое усилие Fvn и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси не могут быть достигнуты посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса, то приводятся в исполнение этапы 60-100. Когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn равно нулю, целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства после модификации задается равным нулю, а целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации задается равным максимальному моменту Mvmax относительно вертикальной оси на этапе 70. Когда целевой момент Mvn относительно вертикальной оси равен нулю, на этапе 90 целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства после модификации задается равным максимальному тяговому усилию Fvdmax, когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn принимает положительное значение, тогда как целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства после модификации задается равным максимальному тормозному усилию Fvbmax, когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn принимает отрицательное значение, и дополнительно, целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации задается равным нулю.
Когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси не равны нулю при условии, когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси не могут быть достигнуты посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса, точка пересечения Q сегмента L, который соединяет точку P, которая показывает целевое тормозное/тяговое усилие Fvn транспортного средства и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси транспортного средства, и начало координат O, и внешнюю линию четырехугольника 100, получается как целевая точка, и целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства после модификации и целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации задаются равными соответственно Fvq и Mvq, которые являются значениями в точке Q, на этапе 100.
Следовательно, согласно проиллюстрированному первому варианту осуществления, когда транспортное средство находится в состоянии, когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси не могут быть достигнуты посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса, целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства после модификации и целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации вычисляются таким образом, чтобы в рамках диапазона, где отношение целевого тормозного/тягового усилия Fvt транспортного средства и момента Mvt относительно вертикальной оси после модификации посредством управления тормозными/тяговыми усилиями колес совпадает с отношением целевого тормозного/тягового усилия Fvn и целевого момента Mvn относительно вертикальной оси посредством управления тормозными/тяговыми усилиями колес, требуемыми для транспортного средства, тормозное/тяговое усилие Fv транспортного средства и момент Mv относительно вертикальной оси посредством целевых тормозных/тяговых усилий Fwxti колес принимали наибольшие значения. Следовательно, тормозные/тяговые усилия колес управляются таким образом, чтобы отношение тормозного/тягового усилия транспортного средства и момента относительно вертикальной оси точно совпадало с отношением целевых тормозных/тяговых усилий и целевого момента относительно вертикальной оси, с тем результатом, что тормозное/тяговое усилие и момент относительно вертикальной оси, требуемый для транспортного средства, могут быть достигнуты максимально возможными в рамках диапазона тормозных/тяговых усилий, которые могут быть созданы посредством колес.
В частности, в проиллюстрированном первом варианте осуществления источниками тяги для колес являются электродвигатели-генераторы 12FL-12RR, предусмотренные на каждом колесе. В случае когда целевые тормозные/тяговые усилия Fwxti колес принимают отрицательные значения, что означает, что целевые тормозные/тяговые усилия Fwxti являются тормозными усилиями, используются рекуперативные тормозные усилия посредством электродвигателей-генераторов 12FL-12RR. Следовательно, энергия движения транспортного средства может быть эффективно возвращена как электроэнергия при торможении для замедления, при этом достигая тормозного/тягового усилия и момента вокруг вертикальной оси, требуемых для транспортного средства, максимально возможных в рамках диапазона тормозных/тяговых усилий, которые могут быть созданы колесами.
Хотя в проиллюстрированном первом варианте осуществления электродвигатели-генераторы 12FL-12RR являются электродвигателями, встроенными в колесо, электродвигатели-генераторы могут быть предоставлены в корпусе транспортного средства. Дополнительно электродвигатели-генераторы в качестве источников тяги могут не выполнять рекуперативное торможение. Источник тяги может быть отличным от электродвигателя-генератора, при условии, что он может независимо увеличивать или понижать тяговое усилие каждого колеса.
Хотя электродвигатели-генераторы 12FL-12RR устанавливают так, чтобы они соответствовали четырем колесам в проиллюстрированном первом варианте осуществления, этот вариант осуществления может быть применен к транспортному средству, имеющему источники тяги, установленные только на левом и правом переднем колесе или на левом и правом заднем колесе. В этом случае четырехугольник 100 принимает форму, показанную как 100' на фиг.4C, и когда момент относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота влево и момент относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота вправо являются максимальными значениями Mvlmax и Mvrmax, соответственно, тормозное/тяговое усилие транспортного средства принимает отрицательное значение, что означает, что тормозное/тяговое усилие транспортного средства является тормозным усилием. Вышеописанные результаты также могут быть достигнуты с помощью данного транспортного средства.
Второй вариант осуществления
Фиг.5 представляет собой принципиальную блок-схему, иллюстрирующую устройство управления тормозным/тяговым усилием, применяемое к полноприводному транспортному средству, в котором тяговое усилие и рекуперативное тормозное усилие из одного электродвигателя-генератора, который является общим для четырех колес, управляется таким образом, чтобы оно распределялось на переднее и заднее колесо и левое и правое колесо, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Компоненты с фиг.5, идентичные компонентам с фиг.1, обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
В этом втором варианте осуществления используется электродвигатель-генератор 40, который выступает в качестве источника тяги, общего для левого переднего колеса 10FL, правого переднего колеса 10FR, левого заднего колеса 10RL и правого заднего колеса 10RR. Тяговое усилие или рекуперативное тормозное усилие от электродвигателя-генератора 40 передается на карданный вал 44 передних колес и карданный вал 46 задних колес посредством межосевого дифференциала 42, который позволяет управлять коэффициентом распределения усилий на передние колеса и задние колеса.
Тяговое усилие или рекуперативное тормозное усилие карданного вала 44 передних колес передается на ось 50L левого переднего колеса и ось 50R правого переднего колеса посредством дифференциала 48 передних колес, который позволяет управлять коэффициентом распределения на левое переднее колесо и правое переднее колесо, посредством чего левое переднее колесо 10FL и правое переднее колесо 10FR приводятся во вращение. Аналогично тяговое усилие или рекуперативное тормозное усилие карданного вала 46 задних колес передается на ось 54L левого заднего колеса и ось 54R правого заднего колеса посредством дифференциала 52 задних колес, который позволяет управлять коэффициентом распределения на левое заднее колесо и правое заднее колесо, посредством чего левое переднее колесо 10RL и правое переднее колесо 10RR приводятся во вращение.
Тяговое усилие электродвигателя-генератора 40 управляется посредством электронного контроллера 16 для управления тяговым усилием на основе величины открытия акселератора , обнаруживаемой посредством датчика 14 положения акселератора. Рекуперативное тормозное усилие электродвигателя-генератора 40 также управляется посредством электронного контроллера 16 для управления тяговым усилием. Электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием управляет коэффициентом распределения тягового усилия и рекуперативного тормозного усилия на передние колеса и задние колеса посредством межосевого дифференциала 42, управляет коэффициентом распределения тягового усилия и рекуперативного тормозного усилия на левые колеса и правые колеса посредством дифференциала 48 передних колес и управляет коэффициентом распределения тягового усилия и рекуперативного тормозного усилия на левые колеса и правые колеса посредством дифференциала 52 задних колес.
Также во втором варианте осуществления электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием вычисляет, таким же образом, как и в первом варианте осуществления, целевое тормозное/тяговое усилие Fvn, требуемое для транспортного средства, посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса, целевой момент Mvn относительно вертикальной оси транспортного средства, требуемый для транспортного средства, посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса, максимальное тяговое усилие Fvdmax транспортного средства, максимальное тормозное усилие Fvbmax транспортного средства, максимальный момент Mvlmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота влево и максимальный момент Mvrmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота вправо посредством тормозного/тягового усилия каждого колеса.
В проиллюстрированном втором варианте осуществления предполагается, что тяговые усилия Fwdi колес, когда максимальное тяговое усилие электродвигателя-генератора 40 равномерно распределяется на левое переднее колесо 10FL, правое переднее колесо 10FR, левое заднее колесо 10RL и правое заднее колесо 10RR, меньше производимого максимального продольного усилия, которое определяется посредством коэффициента μ сцепления с нормальной поверхностью дороги.
Как показано на фиг.6A, максимальное тяговое усилие Fvdmax транспортного средства в состоянии, когда момент относительно вертикальной оси посредством тормозных/тяговых усилий колес не действует на транспортное средство, достигается, когда тормозные/тяговые усилия Fwxfl и Fwxfr левого переднего колеса 10FL и правого переднего колеса 10FR являются максимальными тяговыми усилиями Fwdflmax и Fwdfrmax, в случае если распределение тягового усилия на правое и левое колеса одинаково, и тормозные/тяговые усилия Fwxrl и Fwxrr левого заднего колеса 10RL и правого заднего колеса 10RR являются максимальными тяговыми усилиями Fwdrlmax и Fwdrrmax, в случае если распределение тягового усилия на правое и левое колеса одинаково.
Аналогично, как показано на фиг.6B, максимальное тормозное усилие Fvbmax транспортного средства в состоянии, когда момент относительно вертикальной оси посредством тормозных/тяговых усилий колес не действует на транспортное средство, достигается, когда тормозные/тяговые усилия Fwxfl и Fwxfr левого переднего колеса 10FL и правого переднего колеса 10FR являются максимальными тормозными усилиями Fwbflmax и Fwbfrmax, в случае если распределение тормозного усилия на правое и левое колеса одинаково, и тормозные/тяговые усилия Fwxrl и Fwxrr левого заднего колеса 10RL и правого заднего колеса 10RR являются максимальными тормозными усилиями Fwbrlmax и Fwbrrmax, в случае если распределение тормозного усилия на правое и левое колеса одинаково.
Как показано на фиг.6C, максимальный момент Mvlmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота влево в состоянии, когда продольное усилие посредством тормозных/тяговых усилий колес не действует на транспортное средство, достигается в случае, когда тяговое усилие распределяется на правые колеса, тормозные/тяговые усилия Fwxfr и Fwxrr правого переднего колеса 10FR и правого заднего колеса 10RR являются максимальными тяговыми усилиями Fwdfrmax' и Fwdrrmax', и их величины равны величинам максимальных тормозных усилий Fwbflmax и Fwbrlmax левого переднего колеса 10FL и левого заднего колеса 10RL соответственно.
Как показано на фиг.6D, максимальный момент относительно вертикальной оси Mvlmax' транспортного средства в направлении поворота влево в состоянии, когда тормозное/тяговое усилие транспортного средства является максимальным тяговым усилием Fvdmax, достигается в случае, если тормозные/тяговые усилия Fwxfl и Fwxrl левого переднего колеса 10FL и левого заднего колеса 10RL, соответственно, равны нулю, а тормозные/тяговые усилия Fwxfr и Fwxrr правого переднего колеса 10FR и правого заднего колеса 10RR являются максимальными тяговыми усилиями Fwdflmax' и Fwdrrmax'.
Как показано на фиг.7E, максимальный момент Mvlmax'' относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота влево в состоянии, когда тяговое усилие не действует ни на одно из колес, достигается в случае, если тормозные/тяговые усилия Fwxfr и Fwxrr правого переднего колеса 10FR и правого заднего колеса 10RR, соответственно, равны нулю, а тормозные/тяговые усилия Fwxfl и Fwxrl левого переднего колеса 10FL и левого заднего колеса 10RL являются максимальными тормозными усилиями Fwbflmax и Fwbrlmax.
Как показано на фиг.7F, максимальный момент Mvlmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота вправо в состоянии, когда продольное усилие посредством тормозных/тяговых усилий колес не действует на транспортное средство, достигается в случае, когда тяговое усилие распределяется на левые колеса, тормозные/тяговые усилия Fwxfl и Fwxrl левого переднего колеса 10FL и левого заднего колеса 10RL являются максимальными тяговыми усилиями Fwdflmax' и Fwdrlmax', и их величины равны величинам максимальных тормозных усилий Fwbfrmax и Fwbrrmax правого переднего колеса 10FR и правого заднего колеса 10RR соответственно.
Как показано на фиг.7G, максимальный момент Mvrmax' относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота вправо в состоянии, когда тормозное/тяговое усилие транспортного средства является максимальным тяговым усилием Fvdmax, достигается в случае, если тормозные/тяговые усилия Fwxfr и Fwxrr правого переднего колеса 10FR и правого заднего колеса 10RR, соответственно, равны нулю, а тормозные/тяговые усилия Fwxfl и Fwxrl левого переднего колеса 10FL и левого заднего колеса 10RL являются максимальными тяговыми усилиями Fwdflmax' и Fwdrlmax'.
Как показано на фиг.7H, максимальный момент Mvrmax'' относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота вправо в состоянии, когда тяговое усилие не действует ни на одно из колес, достигается в случае, если тормозные/тяговые усилия Fwxfl и Fwxrl левого переднего колеса 10FL и левого заднего колеса 10RL, соответственно, равны нулю, а тормозные/тяговые усилия Fwxfr и Fwxrr правого переднего колеса 10FR и правого заднего колеса 10RR являются максимальными тормозными усилиями Fwbfrmax и Fwbrrmax.
Максимальные тяговые усилия Fwdimax колес определяются посредством максимального выходного крутящего момента электродвигателя-генератора 40, коэффициента μ сцепления с дорогой и каждого коэффициента распределения, а максимальные тормозные усилия Fwbimax колес определяются посредством коэффициента μ сцепления с дорогой. Следовательно, максимальное тяговое усилие Fvdmax транспортного средства, максимальное тормозное усилие Fvbmax транспортного средства, максимальный момент Mvlmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота влево и максимальный момент Mvrmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота вправо также определяются посредством выходного крутящего момента электродвигателя-генератора 40 и коэффициента μ сцепления с дорогой. Соответственно, если максимальный выходной крутящий момент электродвигателя-генератора 40 и коэффициент μ сцепления с дорогой найдены, то могут быть оценены максимальное тяговое усилие Fvdmax транспортного средства и другие значения.
Как показано на фиг.9A, в прямоугольных координатах с тормозным/тяговым усилием Fvx транспортного средства в качестве абсциссы и моментом Mv относительно вертикальной оси транспортного средства в качестве ординаты тормозное/тяговое усилие Fvx транспортного средства и момент Mv относительно вертикальной оси транспортного средства, которые достижимы посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса, принимают значения внутри ромбовидного шестиугольника 104, заданного посредством максимального тягового усилия Fvdmax транспортного средства, максимального тормозного усилия Fvbmax транспортного средства, максимального момента Mvlmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота влево, максимального момента Mvrmax относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота вправо и переменного диапазона момента Mv относительно вертикальной оси транспортного средства, когда тормозное/тяговое усилие Fvx транспортного средства является максимальным тяговым усилием Fvdmax или максимальным тормозным усилием Fvbmax.
Следует отметить, что на фиг.9 точки A-H соответствуют случаям A-H на фиг.6 и 7. Как показано пунктирной линией на фиг.9A, шестиугольник 102 становится небольшим по мере того, как коэффициент μ сцепления с дорогой уменьшается. Дополнительно, по мере того как величина угла θ поворота рулевого колеса увеличивается, поперечное усилие левого переднего и правого переднего колес, которые являются управляемыми колесами, возрастает, так что допуск по продольному усилию становится небольшим. Следовательно, шестиугольник 102 становится небольшим по мере того, как модуль угла θ поворота рулевого колеса возрастает.
Когда выходной крутящий момент электродвигателя-генератора 40 достаточно большой, максимальное тяговое усилие и максимальное тормозное усилие каждого колеса определяется посредством коэффициента μ сцепления с дорогой. Следовательно, при условии, что направление ускорения транспортного средства и направление поворота влево транспортного средства задано как положительное, отношения между максимальным тяговым усилием и максимальным тормозным усилием каждого колеса, максимальным тяговым усилием транспортного средства и максимальным тормозным усилием транспортного средства, а также максимальным моментом относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота влево и максимальным моментом относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота вправо являются такими же, как и отношения в вышеописанном первом варианте осуществления. Соответственно, диапазон тягового усилия транспортного средства и момента относительно вертикальной оси, который может быть достигнут посредством тормозных/тяговых усилий колес, становится диапазоном ромба, как в первом варианте осуществления.
Дополнительно, когда выходной крутящий момент электродвигателя-генератора 40 и максимальное тормозное усилие каждого колеса меньше, чем в варианте осуществления, тяговое усилие транспортного средства становится максимальным, даже если все максимальное тяговое усилие распределяется на левые колеса или правые колеса, а тормозное усилие транспортного средства становится максимальным, даже если все максимальное тормозное усилие распределяется на левые колеса или правые колеса. Следовательно, как указано посредством линии воображаемого контура на фиг.9A, диапазон тягового усилия транспортного средства и момента относительно вертикальной оси, который может быть достигнут посредством тормозных/тяговых усилий колес, становится диапазоном четырехугольника.
Координаты в точках A-H, показанных на фиг.12, представляют собой (Fvdmax, 0), (Fvbmax, 0), (0, Mvlmax), (Fvdmax, KmMvlmax), (Fvbmax, KmMvlmax), (0, Mvrmax), (Fvdmax, -KmMvlmax) и (Fvbmax, -KmMvlmax), соответственно, при условии, что Km составляет не менее нуля и не более единицы.
Предполагая, что отношение продольного распределения тормозного/тягового усилия Fwxi на задние колеса задается как Kr (константа в диапазоне 0<Kr<1) и что отношение бокового распределения тормозного/тягового усилия Fwxi на правые колеса задается как Ky (0≤Kr≤1) для передних колес и задних колес, а ширина протектора - как Tr, получаются нижеследующие уравнения 4-7. Соответственно электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием задает целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства и целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации посредством управления тормозными/тяговыми усилиями каждого колеса равными целевому тормозному/тяговому усилию Fvn и целевому моменту Mvn относительно вертикальной оси транспортного средства, когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства и целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства находятся внутри упомянутого шестиугольника 102. Например, он вычисляет значения, удовлетворяющие нижеследующим уравнениям 4-7, как целевые тормозные/тяговые усилия Fwxti (i=fl, fr, rl, rr) и отношение бокового распределения Ky на правые колеса посредством метода наименьших квадратов.
(4)
Fwxfl+Fwxfr+Fwxrl+Fwxrr=Fvt
(5)
{Fwxfr+Fwxrr-(Fwxfl+Fwxrl)}Tr/2=Mvt
(6)
(Fwxfl+Fwxfr)Kr=(Fwxrl+Fwxrr)(1-Kr)
(7)
(Fwxfl+Fwxrl)Ky=(Fwxfr+Fwxrr)(1-Ky)
Когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn транспортного средства и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси транспортного средства находятся вне диапазона шестиугольника 102, электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием вычисляет целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства и целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации таким образом, чтобы модуль тормозного/тягового усилия Fv транспортного средства и модуль момента Mv относительно вертикальной оси посредством целевых тормозных/тяговых усилий Fwxti колес стали, соответственно, максимальными в рамках диапазона, где отношение целевого тормозного/тягового усилия Fvt транспортного средства и момента Mvt относительно вертикальной оси после модификации посредством тормозных/тяговых усилий колес становится отношением целевого тормозного/тягового усилия Fvn и целевого момента Mvn относительно вертикальной оси, требуемого для транспортного средства, посредством тормозных/тяговых усилий колес. Затем электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием вычисляет значения, удовлетворяющие вышеуказанным уравнениям 4-7, как целевые тормозные/тяговые усилия Fwxti колес и коэффициент Ky поперечного распределения на правые колеса посредством, например, метода наименьших квадратов.
Когда тормозное/тяговое усилие Fv транспортного средства принимает положительное значение, которое означает, что тормозное/тяговое усилие Fv транспортного средства является тяговым усилием, а целевые тормозные/тяговые усилия Fwxti колес являются положительными значениями, что означает, что тормозные/тяговые усилия Fwxti являются тяговыми усилиями, электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием задает целевые усилия Fwbti фрикционного торможения и целевые рекуперативные тормозные усилия Fwrti (i=fl, fr, rl, rr) колес равными нулю, выводит сигналы, указывающие целевые усилия Fwbti фрикционного торможения, в электронный контроллер 28 для управления тормозным усилием, и задает целевые тяговые усилия Fwdti (i=fl, fr, rl, rr) колес равными целевым тормозным/тяговым усилиям Fwxti.
Затем электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием вычисляет целевой тяговый ток It для электродвигателя-генератора 40 и коэффициент Ky отводного распределения на правые колеса посредством непроиллюстрированных соответствий или функций на основе целевых тяговых усилий Fwdti, и управляет тяговым током, применяемым к электродвигателю-генератору 40, на основе целевого тягового тока It, а также управляет дифференциалом 48 передних колес и дифференциалом 52 задних колес на основе коэффициента Ky отводного распределения на правые колеса, тем самым управления тяговым усилием каждого колеса, так чтобы тормозные/тяговые усилия Fwxi колес стали целевым тормозным/тяговым усилием Fwxti.
С другой стороны, когда тормозное/тяговое усилие Fv транспортного средства принимает положительное значение, которое означает, что тормозное/тяговое усилие Fv транспортного средства является тяговым усилием, но целевое тормозное/тяговое усилие Fwxti любого из колес принимает отрицательное значение, которое означает, что оно является тормозным усилием, и когда тормозное/тяговое усилие Fv транспортного средства принимает отрицательное значение, которое означает, что является тормозным усилием, но целевое тормозное/тяговое усилие Fwxti любого из колес принимает положительное значение, которое означает, что оно является тяговым усилием, электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием определяет коэффициент Ky отводного распределения на правые колеса так, что тяговое усилие распределяется только на сторону, где целевые тормозные/тяговые усилия Fwxti принимают положительные значения, вычисляет целевой тяговый ток It для электродвигателя-генератора 40 на основе суммы положительных целевых тормозных/тяговых усилий Fwxti и выводит сигналы, указывающие целевые тормозные/тяговые усилия Fwxti, в электронный контроллер 28 для управления тормозным усилием, так чтобы усилие фрикционного торможения посредством устройства 18 фрикционного торможения применялось к колесу, имеющему отрицательное целевое тормозное/тяговое усилие Fwxti.
Далее электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием управляет тяговым током, прикладываемым к электродвигателю-генератору 40, на основе целевого тягового тока It, и управляет дифференциалом 48 передних колес и дифференциалом 52 задних колес на основе коэффициента Ky отводного распределения на правые колеса. Электронный контроллер 28 для управления тормозным усилием применяет усилие фрикционного торможения согласно целевому тормозному/тяговому усилию Fwxti к колесу, имеющему отрицательное целевое тормозное/тяговое усилие Fwxti. Следовательно, тормозные/тяговые усилия Fwxi колес управляются так, чтобы совпадать с целевыми тормозными/тяговыми усилиями Fwxti.
Когда сумма целевых тормозных/тяговых усилий Fwxti не превышает максимальное рекуперативное тормозное усилие от электродвигателя-генератора 40, в случае если тормозное/тяговое усилие Fv транспортного средства принимает отрицательное значение, которое означает, что оно является тормозным усилием, и целевые тормозные/тяговые усилия Fwxti колес принимают отрицательные значения, которые означают, что они являются тормозными усилиями, электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием задает целевые тяговые усилия Fwdti и целевые усилия Fwbti фрикционного торможения колес равными нулю и задает целевое рекуперативное тормозное усилие Frt равным сумме целевых тормозных/тяговых усилий Fwxti, тем самым управляя коэффициентом Ky отводного распределения к правым колесам и электродвигателем-генератором 40 таким образом, чтобы рекуперативное тормозное усилие стало целевым рекуперативным тормозным усилием Frt.
Когда величина целевого тормозного/тягового усилия Fwxti какого-либо одного из колес больше максимального рекуперативного тормозного усилия от электродвигателя-генератора 40, в случае если тормозное/тяговое усилие Fv транспортного средства принимает отрицательное значение, которое означает, что оно является тормозным усилием, а целевые тормозные/тяговые усилия Fwxti колес принимают отрицательные значения, которые означают, что они являются тормозными усилиями, электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием задает целевые тяговые усилия Fwdti колес равными нулю, задает рекуперативное тормозное усилие от электродвигателя-генератора 40 равным максимальному рекуперативному тормозному усилию и задает коэффициент Ky отводного распределения на правые колеса так, чтобы отношение распределения рекуперативного тормозного усилия на колесо, имеющее большее целевое тормозное/тяговое усилие Fwxti, возрастало.
После этого электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием вычисляет, в качестве тормозных усилий Fwbti фрикционного торможения, значения, полученные посредством вычитания из целевых тормозных/тяговых усилий Fwxti колес ассоциативно связанные рекуперативные тормозные усилия колес, и выводит сигналы, указывающие целевые усилия Fwbti фрикционного торможения, в электронный контроллер 28 для управления тормозным усилием. Дополнительно электронный контроллер 16 для управления тяговым усилием управляет электродвигателем-генератором 40 так, чтобы рекуперативное тормозное усилие стало максимальным рекуперативным тормозным усилием, и управляет дифференциалом 48 передних колес и дифференциалом 52 задних колес на основе коэффициента Ky отводного распределения на правые колеса.
Также в этом втором варианте осуществления электронный контроллер 28 для управления тормозным усилием вычисляет целевые тормозные давления Pbti (i=fl, fr, rl, rr) колес на основе целевых усилий Fwbti фрикционного торможения колес, введенных из электронного контроллера 16 для управления тяговым усилием, и управляет гидравлическим контуром 20 так, чтобы тормозные давления Pbi колес стали ассоциативно связанными целевыми тормозными давлениями Pbti, тем самым управляя таким образом, чтобы усилия Fwbi фрикционного торможения (i=fl, fr, rl, rr) колес стали ассоциативно связанными целевыми усилиями Fwbti фрикционного торможения колес.
Далее описывается управление тормозным/тяговым усилием во втором варианте осуществления со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа, проиллюстрированную на фиг.8. Этапы на фиг.8, эквивалентные этапам, проиллюстрированным на фиг.3, идентифицируются посредством таких же номеров. Управление посредством блок-схемы последовательности операций способа, проиллюстрированной на фиг.8, начинается посредством активации электронного контроллера 16 для управления тяговым усилием, и оно многократно приводится в исполнение в каждый заданный момент времени до тех пор, пока выключатель зажигания (не показан) не будет повернут в выключенное положение.
В этом варианте осуществления этапы 10-70 и этапы 200-220 приводятся в исполнение таким же образом, как и в первом варианте осуществления. Когда положительное определение выполнено на этапе 60, угол наклона Gp сегмента L, соединяющего точку P, которая представляет целевое тормозное/тяговое усилие Fvn и целевой момент и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси, и начало координат на фиг.8, вычисляется на этапе 110.
На этапе 120 определяется, больше или нет абсолютное значение угла наклона Gp опорного угла наклона Gpo, который задается посредством угла наклона сегмента Ld, соединяющего точку D и начало координат на фиг.9. Когда выполнено отрицательное определение, программа переходит к этапу 140. Когда выполнено положительное определение, программа переходит к этапу 130.
На этапе 130 точка пересечения Q сегмента L, который соединяет точку P, представляющую целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства и целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства, и начало координат O, и внешнюю линию шестиугольника 102, получается как целевая точка, как показано на фиг.9B, и если координата целевой точки Q задается как (Fvq, Mvq), целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства после модификации и целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации, соответственно, задаются равными Fvq и Mvq. Далее программа переходит к этапу 200. В этом случае, когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn принимает положительное значение, целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства после модификации является тяговым усилием. Когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn принимает отрицательное значение, целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства после модификации является тормозным усилием. Когда целевой момент Mvn относительно вертикальной оси принимает положительное значение, целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации задается равным моменту относительно вертикальной оси в направлении поворота влево. Когда целевой момент Mvn относительно вертикальной оси принимает отрицательное значение, целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации задается равным моменту относительно вертикальной оси в направлении поворота вправо.
На этапе 140 целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства после модификации задается равным тормозному/тяговому усилию Fvq в координатах точки пересечения Q сегмента L и внешней линии шестиугольника 102, а целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации задается равным моменту Mvq относительно вертикальной оси в координатах точки пересечения Q. Далее программа переходит к этапу 200. В этом случае, когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn принимает положительное значение, целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства после модификации является максимальным тяговым усилием Fvdmax. Когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn принимает отрицательное значение, целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства после модификации является максимальным тормозным усилием Fvbmax. Когда целевой момент Mvn относительно вертикальной оси принимает положительное значение, целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации задается равным моменту относительно вертикальной оси в направлении поворота влево. Когда целевой момент Mvn относительно вертикальной оси принимает отрицательное значение, целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации задается равным моменту относительно вертикальной оси в направлении поворота вправо.
Управление, эквивалентное управлению в вышеописанном первом варианте осуществления, приводится в исполнение на этапе 210 в этом втором варианте осуществления, за исключением того, что целевое рекуперативное тормозное усилие Frt и целевые усилия Fwbti фрикционного торможения колес вычисляются так, как описано выше.
Таким образом, во втором варианте осуществления, когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси не равны нулю в состоянии, когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси не могут быть достигнуты посредством управления тормозными/тяговыми усилиями колес, угол наклона Gp сегмента L, соединяющего точку P, которая представляет целевое тормозное/тяговое усилие Fvn и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси, и начало координат на фиг.8, вычисляется на этапе 110, точка пересечения Q сегмента L и внешней линии шестиугольника 102 получается как целевая точка на этапах 120-140, и целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства после модификации и целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации задаются, соответственно, равными Fvq и Mvq, которые являются значениями в точке Q в соответствии со степенью угла наклона сегмента L относительно опорного угла наклона Gpo.
Следовательно, согласно проиллюстрированному второму варианту осуществления, когда транспортное средство, в котором левое и правое колеса тормозятся и приводятся посредством электродвигателя-генератора, общего для этих колес, и тяговое усилие и рекуперативное тормозное усилие управляются таким образом, чтобы быть распределяемым на левые и правые колеса, находится в состоянии, когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvn и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси не могут быть достигнуты посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса, целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства после модификации и целевой момент Mvt относительно вертикальной оси транспортного средства после модификации вычисляются таким образом, чтобы в рамках диапазона, где отношение целевого тормозного/тягового усилия Fvt транспортного средства и момента Mvt относительно вертикальной оси после модификации посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса совпадает с отношением целевого тормозного/тягового усилия Fvn и целевого момента Mvn относительно вертикальной оси посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса, требуемого для транспортного средства, тормозное/тяговое усилие Fv транспортного средства и момент Mv относительно вертикальной оси принимают наибольшие значения по величине, достижимые посредством целевого тормозного/тягового усилия Fwxti каждого колеса. Следовательно, как и в вышеописанном первом варианте осуществления, тормозное/тяговое усилие каждого колеса управляется таким образом, чтобы отношение тормозного/тягового усилия транспортного средства и момента относительно вертикальной оси точно совпадало с отношением целевого тормозного/тягового усилия и целевого момента относительно вертикальной оси, с тем результатом, что тормозное/тяговое усилие и момент относительно вертикальной оси, требуемый для транспортного средства, могут быть достигнуты максимально возможными в рамках диапазона тормозных/тяговых усилий, которые могут быть созданы посредством колес.
Согласно проиллюстрированному второму варианту осуществления, в частности, электродвигатель-генератор 40, который является общим для всех колес и выступает в качестве источника тяги, создает рекуперативное тормозное усилие в случае, когда целевое тормозное/тяговое усилие Fvt транспортного средства принимает отрицательное значение, которое означает, что оно является тормозным усилием. Следовательно, как и в вышеописанном первом варианте осуществления, энергия движения транспортного средства может быть эффективно возвращена как электроэнергия при торможении для замедления с достижением тормозного/тягового усилия и момента вокруг вертикальной оси, требуемых для транспортного средства, максимально возможных в рамках диапазона тормозных/тяговых усилий, которые могут быть созданы каждым колесом.
Согласно проиллюстрированным первому и второму вариантам осуществления, целевое продольное ускорение Gxt транспортного средства вычисляется на основе величины открытия акселератора  и давления Pm главного цилиндра, которые указывают величину ускорения или замедления, задаваемой водителем, целевая скорость γt относительно вертикальной оси транспортного средства вычисляется на основе угла θ поворота рулевого колеса, который является степенью поворота рулевого колеса, вращаемого водителем, и скорости V транспортного средства, целевое тормозное/тяговое усилие Fvn, требуемое для транспортного средства, вычисляется на основе целевого продольного ускорения Gxt транспортного средства, а целевой совокупный момент Mvnt относительно вертикальной оси, требуемый для транспортного средства, вычисляется на основе целевого момента γt относительно вертикальной оси транспортного средства.
Поворотный момент Ms относительно вертикальной оси транспортного средства вычисляется посредством поперечного усилия каждого колеса, и значение, полученное посредством вычитания поворотного момента Ms относительно вертикальной оси из целевого совокупного момента Mvnt относительно вертикальной оси транспортного средства, вычисляется как целевой момент Mvn относительно вертикальной оси транспортного средства, который требуется для транспортного средства и должен быть достигнут посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса. Следовательно, целевой момент относительно вертикальной оси транспортного средства, требуемый для транспортного средства, который должен быть достигнут посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса, может быть надежно и корректно вычислен в соответствующей пропорции, в сравнении со случаем, когда поворотный момент Ms относительно вертикальной оси транспортного средства, достигаемый посредством боковых усилий колес, не учитывается.
Хотя источником тяги является электродвигатель-генератор 40, который является общим для четырех колес в проиллюстрированном варианте осуществления, источником тяги для приведения колес, с тем чтобы приводить в исполнение управление распределением тягового усилия между левыми и правыми колесами, может быть дополнительное средство тяги, известное специалистам в данной области техники, например двигатель внутреннего сгорания, гибридная система и т.п.
Хотя только один электродвигатель-генератор 40 предусмотрен в качестве общего источника тяги для четырех колес в проиллюстрированном втором варианте осуществления, может быть использован источник тяги, общий для левого переднего колеса и правого переднего колеса, и источник тяги, общий для левого заднего колеса и правого заднего колеса. Дополнительно может быть использован только источник тяги, общий для левого переднего колеса и правого переднего колеса, или только источник тяги, общий для левого заднего колеса и правого заднего колеса. В этом случае шестиугольник 102 принимает форму 102', показанную на фиг.9C. В частности, когда момент относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота влево и момент относительно вертикальной оси транспортного средства в направлении поворота вправо являются максимальными значениями Mvlmax и Mvrmax соответственно, тормозное/тяговое усилие транспортного средства принимает отрицательное значение, которое означает, что тормозное/тяговое усилие транспортного средства является тормозным усилием. Вышеописанные результаты также могут быть достигнуты с помощью данного транспортного средства.
Настоящее изобретение подробно описано в отношении его конкретных вариантов изобретения, но изобретение не ограничено вышеупомянутыми вариантами осуществления. Специалистам в данной области техники должны быть очевидны различные другие модификации, входящие в объем защиты настоящего изобретения.
Например, хотя рекуперативное тормозное усилие формируется в соответствии с потребностями электродвигателями-генераторами 12FL-12RR и электродвигателем-генератором 40 в вышеупомянутом первом и втором варианте осуществления, это может быть пересмотрено таким образом, что рекуперативное торможение не выполняется, даже если источником тяги является электродвигатель-генератор, и тормозное усилие создается только посредством фрикционного торможения.
Коэффициент Kr продольного распределения тормозного/тягового усилия на задние колеса является постоянным в упомянутом первом и втором варианте осуществления. Тем не менее, коэффициент Kr продольного распределения на задние колеса может задаваться с изменением в соответствии с величиной угла поворота рулевого колеса, так чтобы коэффициент Kr продольного распределения на задние колеса постепенно увеличивался по мере того, как величина угла поворота рулевого колеса возрастает, поскольку, в общем, поперечное усилие управляемого колеса возрастает и допустимое продольное усилие управляемого колеса снижается по мере того, как угол поворота рулевого колеса увеличивается.
В общем, по мере того как тормозные усилия задних колес возрастают в ходе торможения транспортного средства для замедления, поперечное усилие задних колес снижается и ухудшается стабильность движения транспортного средства. Следовательно, коэффициент Kr продольного распределения на задние колеса может задаваться переменным в соответствии с целевым тормозным/тяговым усилием транспортного средства, так чтобы оно снижалось по мере того, как целевое тормозное/тяговое усилие транспортного средства принимает отрицательное значение и его модуль увеличивается.
В вышеупомянутом первом и втором варианте осуществления целевое тормозное/тяговое усилие Fvn и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси посредством управления тормозным/тяговым усилием каждого колеса, требуемые для транспортного средства, вычисляются на основе величины ускорения/замедления и степени поворота рулевого колеса водителем. Тем не менее, в случае если поведение транспортного средства нестабильно, целевое тормозное/тяговое усилие Fvn и целевой момент Mvn относительно вертикальной оси могут быть скорректированы таким образом, чтобы вычисляться с учетом целевого продольного ускорения или целевой скорости относительно вертикальной оси, которые требуются для того, чтобы стабилизировать поведение транспортного средства, помимо величины ускорения/замедления и степени поворота рулевого колеса водителем.