JPH01125529A - 車両用駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、低摩擦係数路走行時や発進時や加速時等にお
いて駆動輪スリップを防止する車両用駆動力制御装置に
関する。

（従来の技術） 従来、車両用駆動力制御装置としては、例えば特開昭５
８−３８３４７号公報に示されているように、左右前輪
の平均回転速度と左右後輪の平均回転速度との差から駆
動輪スリップを検出し、検出値が駆動輪スリップを示す
時、フューエルカット（燃料供給の中止）により駆動輪
スリップを防止する装置が知られている。

また、特開昭５８−２０２１４２号公報に示されるよう
に、駆動輪スリップ発生時にブレーキ作動させることで
スリップを防止する装置が知られているし、更に、特開
昭５９−１８２５１号公報に示されるように、駆動輪ス
リップの発生時にスロットルバルブを閉方向に制御する
ことでスリップを防止する装置が知られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来装置にあっては、駆動輪
スリップの発生時の路面状況やエンジン状態の如何にか
かわらず、スリップ発生時には画一的な制御を行なうよ
うな構成となっていた為、路面状況やエンジン状態に応
じた駆動力の制御が出来ず、制御量が過大となったり、
又は過小となったり、更には、制御がハンチング気味に
なり易いという問題点があった。

例えば、特開昭５８−３８３４７号公報の装置において
、スリップ発生時には、駆動輪スリップの発生状況の如
何にかかわらずフューエルカットを実行してエンジン出
力を急減させ、スリップが収まるとフューエルリカバー
（燃料供給の再開）を実行し、エンジン出力を急増させ
る。これにより再びスリップが発生すると、再度フュー
エルカットによるスリップ防止を行なう、従って、氷雪
路等の低摩擦係数路を走行する時には、この制御中スリ
ップが発生したり、これが防止されたりの状態が繰り返
され、確実なスリップ防止を達成し得ないばかりか、こ
の間エンジン出力トルクが大きく増減を繰り返す為、車
両は激しく前後に加振され、乗心地を著しく損なわせる
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述のような問題点を解決することを目的と
してなされたもので、この目的達成のために本発明では
、第１図のクレーム対応図に示すように、駆動輪及び従
動輪の車輪速度を検出する駆動輪速検出手段ａ及び従動
輪速検出手段すと、前記駆動輪速度と従動輪速度とに基
づき駆動輪スリップ率を演算するスリップ率演算手段Ｃ
と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段
ｄと、エンジンブースト圧力を検出するブースト圧検出
手段ｅと、ギヤ位置を検出するギヤ位置検出手段ｆと、
前記エンジン回転数及びエンジンブースト圧力に基づき
エンジントルクを推定する推定エンジントルク演算手段
ｇと、前記駆動輪の車輪速度に基づき車輪加速度を演算
する車輪加速度演算手段りと、前記ギヤ位置、車輪加速
度、推定エンジントルクとから最適スリップ率が得られ
る目標エンジントルクを演算する目標エンジントルク演
算手段ｉと、駆動輪スリップ率が所定の設定スリップ率
を越えた場合に、前記推定エンジントルクが前記目標エ
ンジントルクに一致するように駆動力を制御する駆動力
制御手段ｊと、を備えていることを特徴とする手段とし
た。

（作　用） 走行時には、駆動輪速検出手段ａによる駆動輪速度と従
動輪速検出手段すによる従動輪速度とに基づきスリップ
率演算手段Ｃにおいてスリップ率が演算され、スリップ
率が駆動輪スリップを示す所定の設定スリップ率を越え
ているかどうかで駆動輪のスリップ発生が監視される。

そして、スリップ発生時には、エンジン回転数検出手段
ｄ及びブースト圧検出手段ｅからのエンジン回転数及び
エンジンブースト圧力に基づき推定エンジントルク演算
手段ｇにおいて推定エンジントルクが演算され、一方、
ギヤ位置検出手段ｆからのギヤ位置と、車輪加速度演算
手段Ｃからの車輪加速度と、前記推定エンジントルク演
算手段ｇからの推定エンジントルクと、に基づいて最適
スリップ率が得られる目標エンジントルクが目標エンジ
ントルク演算手段ｉにおいて演算され、前記推定エンジ
ントルクが前記目標エンジントルクに一致するように駆
動力制御手段ｊにおいて駆動力が制御される。

従って、最適スリップを発生する目標エンジントルクが
様々な路面状況に応じて得られ、推定エンジントルクを
目標エンジントルクに一致させることで、路面状況にか
かわらず最適なスリップ率に収束させながら駆動輪スリ
ップを抑制することが出来る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

第２図は全体システムのブロック図で、ｌは従動輪の車
輪速に比例した周波数を発生する車輪速センサで、その
出力は周波数−電圧変換器３に入力され、車輪速に比例
した電圧Ｖｃとなる。２は駆動輪の車輪速に比例した周
波数を発生する車輪速センサで、その出力は周波数−電
圧変換器４に入力され、車輪速に比例した電圧Ｖωとな
る。

青電圧Ｖｃ、Ｖωは、スリップ率演算回路５に入力され
、その演算結果がスリップ率信号Ｓとして出力される。

一方、電圧Ｖωは、微分回路６に入力され、車輪加速度
Ｖωとなる。また、前記スリップ率信号Ｓは、それぞれ
２％以下及び１０％以上で出力が“ｌ”となるコンパレ
ータ７．８に入力される。

コンパレータ７の出力は、フリップフロップ９のリセッ
ト入力に、コンパレータ８の出力はフリップフロップ９
のセット入力に入力される。

フリップフロップ９の出力はリレー要素ｌＯを駆動する
。

エンジンのブースト圧力を検出するブースト圧センサ１
１は、増幅器１４に入力され、増幅器１４（７）出力Ｅ
Ｂはエンジントルクの演算回路１７に入力される。また
、エンジン回転センサ１２はエンジン回転数に比例した
周波数を出力するが、周波数−電圧変換器１５に入力さ
れ、エンジン回転数に比例した電圧ＥＲとなり、エンジ
ントルク演算回路１７に入力される。このエンジントル
ク演算回路１７の出力ＥＴは、路面反力演算回路１９に
入力される。路面反力演算回路１９の出力ＥＴＯは、最
適スロットル開度演算回路２０に入力され、この回路２
０からは信号Ａが出力される。

アクセル開度センサ１３は、アクセル開度に比例した電
圧を出力し、増幅器１６に入力され、この増幅器１６か
らは信号Ｂが出力される。

一方、エンジン回転信号ＥＲは、最適エンジン回転記憶
回路１８に入力される。この回路１８には前記コンパレ
ータ８の出力が入力され、コンパレータ８の出力で記憶
タイミングが定められる。

そして、最適エンジン回転記憶回路１８の出力は最適ス
ロットル演算回路２０に入力される。

前記最適スロットル開度演算回路２０からの信号Ａと前
記増幅器１６からの信号Ｂとは、リレー要素１０に入力
され、信号Ａ又は信号Ｂを選択するリレー要素ＩＯの出
力はスロットルアクチュエータ２１に入力され、スロッ
トルバルブ２２の開度を制御する。

ギヤ位置センサ２３はギヤ位置を検出し、そのセンサ出
力は、ギヤ比信号発生回路２４及びイナーシャ演算回路
２５に入力され、両回路２４．２５からの出力は前記路
面反力演算回路１９に入力される。

次に、作用を説明する。

まず、第３図に示すように、車輪はイナーシャ（慣性）
によるトルクＩｅＭ（Ｉ；イナーシャモーメント、イ；
車輪加速度）と、駆動トルクＴＥと、路面反力のドルク
ル・ｒ＠Ｗ（ｐ；路面−タイヤ間の摩擦係数ｔｒ；旋回
半径、Ｗ；輪荷重）とでその運動が定まるが、エンジン
トルクが路面反力に比して小さい場合には、駆動輪の車
輪速Ｖωは従動輪の車輪速Ｖｃに対してわずかに大きく
、スリップ率の小さな最適スリップ率の領域で回転する
。

例えば、アクセル開度が一定ならばエンジンの発生トル
クは一定な為、エンジンによる駆動輪の駆動トルクは路
面からの反力トルクと釣り合い、車両は一定の速度で走
行する。つまり、第５図の時刻ｔｏから１＋　まではこ
の状態を示している。

次に、操縦者がアクセルペダルを大きく踏み込むと、エ
ンジントルクは大きなものとなり、路面からの反力トル
クを越え、駆動輪は大きなスリップを生じ始める。

ここで、スリップ率Ｓと車輪前後方向の摩擦係数用と横
方向の力ＣＦの関係を第４図によりみると、スリップ率
Ｓが大きくなると摩擦係数用が低下すると共に、横方向
の力ＣＦが大きく低下することが解る。これは、車両が
横方向に不安定となリ、スピンを起し易いことを意味し
、この様な状態を防止する為には、従来装置でも行なわ
れているように、スリップ率Ｓを小さな状態に保てば良
く、これを達成する為にエンジントルクを制御すれば良
いことになる。

そこで、本実施例での駆動力制御の概要を述べる。

エンジンの状態を検出することによりスリップが大きく
なった時のエンジントルクを検出し、また、車輪の挙動
を検出することにより路面−タイヤ間の摩擦状態を検出
し、この両者によりスリップが最適となる様な目標エン
ジントルクを演算し、目標エンジントルクを発生する様
にスロットル開度を制御する。

更に詳細には、次の様に制御を行なう。

まず、従動輪及び駆動輪の車輪速により駆動輪のスリッ
プ率Ｓをスリップ率演算回路５において演算により検出
する。

また、エンジンブースト圧とエンジン回転数とからエン
ジントルク演算回路１７においてエンジントルクＥＴを
推定により検出し、駆動輪の車輪速Ｖωに基づいて微分
回路６において車輪加速度マωを演算する。

この様にして、スリップが生じた時のエンジントルクＲ
Ｔと車輪加速度マωが解ることになる。

車輪がスリップを生じながら運動している時、車輪は第
３図の様に次の式で釣り合っている。

Ｉ　　　＠　ｔＬ＝　　ｇｏ　　　ｒ　　ｅ　　Ｗ−Ｔ
Ｅ　　　　　　　　　　　　　　　　　　・−・■つま
り、るとＴＥがわかればトφｒ・Ｗを知ることが出来る
。また、ルは路面によって大きく変化するが、どの様な
路面でもスリップ率１０％〜２０％で最大値となる。ま
た、この最大値に至るまで牌はスリップ率に対して単調
に増加する。

そこで、車輪のスリップが最大値に近づいた時（例えば
、スリップ率１０％の時）のエンジントルクと車輪加速
度とギヤ位置を求めれば、摩擦係数ルが最大となり、安
定してスリップが生じ、しかも車輪の横方向の力ＣＦが
大きいスリップ率（例えば５％程度）となるエンジン発
生トルクＴＥＮＧを予測出来ることになる。

即ち、Ｓ＝０．１の時の巳をム０．１　　、ＴＥＩＴＥ
Ｏ，１，ｇをＪＬＯ，１とすると、その時の路面反力ト
ルクは、 ｐｏ、１　　ｅｒ　ＩＩＷ＝　Ｉ　・（＋）０．１　　
＋ＴＥ０．１　　　・・・■で演算出来る。また、スリ
ップ率が５％の時のルの値をｐｏ、０５としてこれをに
・ル０．１とすると、ＪＬｏ、０５時の路面反力トルク
は、 ＃Ｌ０．０５＊　ｒ　＊Ｗ＝に＊　ＪＬｏ、１　　＊　
ｒ　ｅＷ　　　１帽変と表せる。これによりωを規定値
（例えば０）とすれば、この時のＴＨの値は、 ＴＥ＝Ｋｅ　Ｂｏ、１　ｅ　ｒｅＷ−Ｉ　６Ｍ　　　　
・・・■と演算出来る。つまり、スリップ率Ｓが０．１
となった時のエンジントルクと車輪加速度により、スリ
ップ率を０．０５．車輪加速度をＭとする駆動トルクＴ
Ｅが演算出来る。

尚、駆動トルクＴＥは、 ＴＥ＝Ｎ・ＴＥ　ＮＧ　　　　　　　・・・■（Ｎ；ギ
ヤ比、ＴＥＮＧ、エンジン発生トルク）また、イナーシ
ャモーメントＩは、 Ｉ＝Ｎ　　・ＩＥＮＧ＋ＩＷ　　　　・・・■（ＩＥＮ
Ｇ；エンジニナーシャモーメント、ＩＷ；車輪イナーシ
ャモーメント） で演算出来る。

従って、この駆動トルクＴＥを発生する様にスロットル
開度を制御すれば良いことになる。

以下、スリップ発生前、スリップ発生時、スリップ低下
時の順に従って作用を説明する。

（イ）スリップ発生前 従動輪から検出した車輪速Ｖｃと駆動輪から検出した車
輪速Ｖωによりスリップ率演算回路５では常にスリップ
率Ｓを演算している。第５図の時刻ｔｏからｔｌではス
リップが少ない為、コンパレータ７は“１”を出力し、
フリップフロップ９は°゛０”を出力している。

また、この出力により、リレー要素は信号Ｂを選択して
、スロットルアクチュエータ２１はＢ信号ニ従ってスロ
ットルバルブ２２を開閉する。

即ち、信号Ｂはアクセル開度を検出したものだから、結
局スロットルバルブ２２はアクセルペダルに応じて動い
ていることになる。

（ロ）スリップ発生時 第５図の時刻ｔ１で操縦者がアクセルペダルを大きく踏
み込むと、スロットル開度はそれに従って大きく開き、
エンジントルクが増大する（第７図）。そして、このエ
ンジントルクにより、車輪と路面とのスリップが増大し
てゆく。

さて、エンジンの発生するトルクは、第６図に示すよう
に、エンジン回転数と、エンジンのブースト圧力で定ま
る。また、エンジンブースト圧力はエンジン発生トルク
に対して応答性が良い。

そこで、ブースト圧センサ１１と増幅器１４により得た
ブースト圧力に比例する信号ＥＢと、エンジン回転数に
比例した周波数を発生するエンジン回転センサ１２と周
波数−電圧変換器１５によって得たエンジン回転数に比
例する信号ＥＲにより、内部にデータマツプを持つエン
ジントルク推定回路１７を用いてエンジントルクを推定
することが出来る。尚、エンジントルク推定回路１７か
らは推定エンジントルクに比例した信号ＥＴを出力する
。

一方、ギヤ位置センサ２３は、ギヤ位置に応じた信号（
例えば３ビツトのデジタル信号）を出力し、これにより
ギヤ比信号発生回路２４はギヤ比に比例した出力Ｎを発
生する。また、イナーシャ演算回路２５はその時のギヤ
比に応じたエンジンのイナーシャと車輪イナーシャの和
Ｉを演算する。また、微分回路６は車輪加速度Ｖωを演
算する。そして、前記Ｎ、　Ｉ　、？ω及びＥＴにより
エンジントルク演算回路１９では前述の式■、■。

■に従って、最適なスリップを発生するエンジントルク
ＥＴＯを演算する。

さて、第５図の時刻ｔ２でスリップ率Ｓが１０％を越え
ると、コンパレータ８は“ｌ”を発生し、それまではコ
ンパレータ７の出力によりリセットされ、“Ｏ”を出力
していたフリップフロップ９の出力をセットし、“ｌ”
を出力させる。これにより、リレー要素１０は接点を切
り換え、信号Ｂに代わって信号Ａを選択してスロットル
アクチュエータ２１を駆動することになる。

一方、コンパレータ８の出力は最適エンジン回転記憶回
路１８に入力され、コンパレータ８の出力が゛ｌパにな
った時のエンジン回転数の値に定数りを掛けた値を記憶
する。Ｌは次の様に演算される。

コンパレータ８の出力が生じるのはスリップ率が０．１
の時だから車体速が変化しないとして、スリップ率が０
．０５の時のエンジン回転数を最適エンジン回転数とす
る。このエンジン回転数信号は前述のＥＴＯと共にスロ
ットル開度演算回路２０に入力され、Ａ信号となる。ス
ロットル開度演算回路２０は、第７図に示されるエンジ
ン回転数、スロットル開度、エンジントルクの関係を表
ステータテーブルを持ち、エンジントルクトエンジン回
転数の入力に応じたスロットル開度を演算する。

（ハ）スリップ低下時 第５図の時刻ｔ２でリレー要素１０は信号Ｂを選択した
為、スロットル開度はスロットル開度演算回路２０で演
算される値に制御され、スロットルバルブ２２は閉じら
れることになり、エンジントルクは減少する。これによ
り、スリップは低下していき、最適スリップ率近くのス
リップ率に近づく。

一方、この量体々に車体速も上昇していく為、スリップ
率は時刻ｔ３位置で２％以下になり、コンパレータ７が
“１′′を出力し、フリップフロップ９はリセットさ゛
れ、再び、リレー要素１０は信号Ｂを選択し、操縦者の
アクセルペダル入力に応答してスロットル開度が制御さ
れる様になる。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体的
な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本
発明に含まれる。

例えば、実施例ではスロットル開度制御により駆動力制
御を行なう例を示したが、エンジンへの燃料噴射量制御
やフューエルカットや車輪制動により駆動力制御を行な
うものにも適応出来る。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の車両用駆動力制御装
置にあっては、駆動輪及び従動輪の車輪速度を検出する
駆動輪速検出手段及び従動輪速検出手段と、前記駆動輪
速度と従動輪速度とに基づき駆動輪スリップ率を演算す
るスリップ率演算手段と、エンジン回転数を検出するエ
ンジン回転数検出手段と、エンジンブースト圧力を検出
するブースト圧検出手段と、ギヤ位置を検出するギヤ位
置検出手段と、前記エンジン回転数及びエンジンブース
ト圧力に基づきエンジントルクを推定する推定エンジン
トルク演算手段と、前記駆動輪の車輪速度に基づき車輪
加速度を演算する車輪加速度演算手段と、前記ギヤ位置
、車輪加速度、推定エンジントルクとから最適スリップ
率が得られる目標エンジントルクを演算する目標エンジ
ントルク演算手段と、駆動輪スリップ率が所定の設定ス
リップ率を越えた場合に、前記推定エンジントルクが前
記目標エンジントルクに一致するように駆動力を制御す
る駆動力制御手段と、を備えていることを特徴とする手
段とした為、最適スリップを発生する目標エンジントル
クが様々な路面状況に応じて得られ、推定エンジントル
クを目標エンジントルクに一致させることで、路面状況
にかかわらず最適なスリップ率に収束させながら駆動輪
スリップを抑制することが出来るという効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用駆動力制御装置を示すクレーム
対応図、第２図は実施例の車両用駆動力制御装置の全体
システムブロック図、第３図は駆動輪での力の関係を示
す図、第４図はスリップ率に対する摩擦係数及び車両横
方向の力の関係を示す特性図、第５図は実施例車両用駆
動力制御装置でのタイムチャート図、第６図はエンジン
トルク、エンジンブースト圧力、エンジン回転数の関係
特性図、第７図はエンジントルク、スロットル開度、エ
ンジン回転数の関係特性図である。 ａ・・・駆動輪速検出手段 ｂ・・・従動輪速検出手段 Ｃ・・・スリップ率演算手段 ｄ・・・エンジン回転数検出手段 ｅ・・・ブースト圧検出手段 ｆ・・・ギヤ位置検出手段 ｇ・・・推定エンジントルク演算手段 ｈ・・・車輪加速度演算手段 し・・目標エンジントルク演算手段 ｊ・・・駆動力制御手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）駆動輪及び従動輪の車輪速度を検出する駆動輪速検
   出手段及び従動輪速検出手段と、前記駆動輪速度と従動
   輪速度とに基づき駆動輪スリップ率を演算するスリップ
   率演算手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転
   数検出手段と、 エンジンブースト圧力を検出するブースト圧検出手段と
   、 ギヤ位置を検出するギヤ位置検出手段と、 前記エンジン回転数及びエンジンブースト圧力に基づき
   エンジントルクを推定する推定エンジントルク演算手段
   と、 前記駆動輪の車輪速度に基づき車輪加速度を演算する車
   輪加速度演算手段と、 前記ギヤ位置、車輪加速度、推定エンジントルクとから
   最適スリップ率が得られる目標エンジントルクを演算す
   る目標エンジントルク演算手段と、 駆動輪スリップ率が所定の設定スリップ率を越えた場合
   に、前記推定エンジントルクが前記目標エンジントルク
   に一致するように駆動力を制御する駆動力制御手段と、 を備えていることを特徴とする車両用駆動力制御装置。