JPH0472444A - 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、駆動力制御装置に関し、特に、アクセル操作
量に応じて目標機関出力軸トルクを設定し、車両走行状
態に応じたトルク応答特性に従って目標機関出力軸トル
クが得られるように機関出力を制御する駆動力制御装置
に関する。

〈従来の技術〉 従来のこの種の駆動力制御装置としては、例えば特開昭
６２−１５３５３３号公報に示すようなものがある。

このものは、アクセル操作量と車両の走行状態及びスロ
ットル弁開度状態に応じて目標スロットル弁開度及び開
度変化速度を定め、目標開度に一致させるように設定開
度変化速度でスロットル弁を駆動制御することにより、
機関出力を制御している。

〈発明か解決しようとする課題〉 しかしなから、このような従来装置では、機関出力軸ト
ルク自体ではなくスロットル弁を管理して機関出力を制
御しており、この場合、スロットル弁の開度変化量と機
関出力軸トルクに対応する吸入空気量変化量とか対応し
ない領域かあるため、制御領域によっては、トルク変動
か大きくなったりする場合がある。また、従来装置では
、駆動力伝達系、例えばクラッチの締結、非締結に拘ら
ず制御が行われるため、クラッチが締結していない時に
制御か行われると、機関が吹き上がったりする場合があ
る。

本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、機関出力軸
トルク自体を管理することにより、どのような制御領域
にあっても、機関出力軸トルクを安定に制御でき、しか
も、駆動力伝達系か非伝達状態にあっても機関か吹き上
がることのない駆動力制御装置を提供することを目的と
する。

〈課題を解決するための手段〉 このため本発明は、第１図に示すように車両走行状態を
検出する車両走行状態検出手段と、該車両走行状態検出
手段の出力に基づいて機関出力軸トルクの応答特性の規
範モデルを設定する規範モデル設定手段と、アクセル操
作量を検出するアクセル操作量検出手段と、検出された
アクセル操作量に基づいて目標機関出力軸トルクを演算
する目標機関出力軸トルク演算手段と、駆動力伝達系が
駆動力伝達状態にあるか否かを検出する駆動力伝達系状
態検出手段と、少なくとも駆動力伝達系状態検出手段か
らの検出出力に基づいて機関出力軸トルク制御の可否を
判断し駆動力伝達系か伝達状態にあるとき制御の許可出
力を発生し、非伝達状態にあるとき制御の禁止出力を発
生する制御可否判断手段と、該制御可否手段か許可出力
を発生した時に前記設定された規範モデルと前記演算さ
れた目標機関出力軸トルクに基づいて機関出力軸トルク
を制御する機関出力軸トルク制御手段と、制御可否判断
手段か禁止出力を発生したときアクセル操作量検出手段
の検出したアクセル操作量に応じて機関吸気通路に介装
したスロットル弁の開度を制御するスロットル弁制御手
段とを備えて構成した。

〈作用〉 かかる構成において、車両走行状態検出手段で検出され
た現状の車両走行状態に基づいて規範モデル設定手段が
、この時の走行状態に見合った機関出力軸トルクの規範
モデルを設定する。一方、アクセル操作量検出手段で検
出されたアクセル操作量に基づいて目標機関出力軸トル
ク演算手段か、アクセル操作量に見合った目標機関出力
軸トルクを演算する。また、駆動力伝達系状態検出手段
は、駆動力伝達系が伝達状態か否かを検出し伝達状態に
あれば、制御可否判断手段が機関出力軸トルク制御可と
判断して制御許可出力を発生する。この許可出力が発生
したときは、機関出力軸トルク制御手段は、演算された
目標機関出力軸トルクと設定された規範モデルとに基づ
いて機関出力軸トルクを制御する。また、駆動力伝達系
が非伝達状態の時は制御可否判断手段からの制御許可出
力か発生し、スロットル弁制御手段によってそのときの
アクセル操作量検出手段の検出するアクセル操作量に応
じたスロットル弁開度にスロットル弁を制御する一方、
機関出力軸トルク制御手段によるトルク制御を行わない
。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

本実施例のシステム構成の概略を示す第２図において、
機関１の回転速度Ｎを検出するクランク角センサ２、図
示しないアクセルペダルの操作量ＡＣを例えばポテンシ
ョメータの出力電圧によって検出するアクセル操作量検
出手段としてのアクセル操作量センサ３、機関ｌの吸気
通路４に介装されたスロットル弁５の開度θＲを検出す
るスロットルセンサ６、図示しないクラッチペダルの位
置に基づいて駆動力伝達系としてのクラッチ７の締結・
非締結状態を検出する駆動力伝達系状態検出手段として
のクラッチペダルスイッチ８と、トランスミッション９
のギヤ位置Ｐをコントロールレバー１０のポジションに
基づいて検出するギヤ位置検出スイッチ１１と、ステア
リングホイールの操舵による操舵角Ａを検出する操舵角
センサ１２と、車速Ｖを検出する車速センサ１３と、雨
滴を検出する雨滴センサ１４と、外気温を検出する外気
温センサ１５とか設けられており、これらのセンサ及び
スイッチからの検出信号かマイクロコンピュータを内蔵
したコントロールユニット１６に入力されるようになっ
ている。

前記コントロールユニット１６は、検出されたアクセル
操作量ＡＣに基づき機関１の目標機関出力軸トルク（以
下、目標トルクとする）を演算し、また、検出された操
舵角Ａ、車速Ｖ及び雨滴センサ１４と外気温センサ１５
からの検出信号に基づく路面摩擦係数値Ｍに基づいてト
ルク減少割合Ｒを演算して機関出力軸トルクの応答特性
の規範モデルを設定すると共に、検出された車速Ｖ、ギ
ヤ位置Ｐ、クラッチ状態及びアクセル操作量ＡＣに基づ
き機関出力軸トクル制御の可否を判断する。そして、ト
ルク制御可の判断をした時に、演算された目標トルクと
規範モデルとに基づいて機関出力軸トルクの制御値を定
め、この制御値を出力するのに必要な吸入空気量を与え
るべくサーボ駆動回路１７に制御信号を出力し、このサ
ーボ駆動回路１７を介してサーボモータ１８を駆動制御
することにより、スロットル弁５の開度を制御して機関
出力軸トルクの制御を行う。また、トルク制御台の判断
をした時には、アクセル操作量に応じたスロットル弁開
度に制御すべくサーボ駆動回路１７を介してサーボモー
タ１８を駆動制御する。

従って、本実施例において、コントロールレバー［６は
、規範モデル設定手段、目標機関出力軸トルク演算手段
、制御可否判断手段１機関出力軸トルク制御手段及びス
ロットル弁制御手段としての機能を兼ね備えている。ま
た、本実施例において、車両走行状態検出手段は、操舵
角センサ１２゜車速センサ１３．雨滴センサ１４及び外
気温センサ１５て構成される。尚、本実施例における雨
滴センサ１４と外気温センサ１５とによる路面摩擦係数
値Ｍの検出方式としては、例えば雨滴センサ１４で雨滴
か検出されているときには、Ｍ＝０．６　　（ＷＥＴ）
とし、外気温か予め設定した所定値以下のとき（低温時
）にはＭ＝０．３　　（ＷＥＴ）とし、その他の場合に
は、Ｍ＝０．９　　（ＤＲＹ）としている。

前記サーボ駆動回路１７は、スロットルセンサ６により
検出されたスロットル弁５の開度θと、コントロールユ
ニット１６から入力した制御値との偏差に応じてスロッ
トル弁５の回動軸に連結されたサーボモータ１８を正逆
転駆動し、スロットル弁５の開度を制御値に追従させる
ようになっている。

次に第３図のフローチャートに従って、本実施例装置の
駆動力制御動作を説明する。

まず、ステップ１　（図ではＳｌと記す。以下同様）で
は、各センサ及びスイッチにより、アクセル操作量ＡＣ
，クラッチの締結・非締結状態、ギヤ位置Ｐ２機関回転
速度Ｎ、車速Ｖ、スロットル弁開度θ、操舵角Ａ、雨滴
の有無及び外気温度を読み込む。

ステップ２では、ステップｌで読み込んだアクセル操作
量ＡＣを今回値ＡＣＩとして、前回値ＡＣＯから今回値
ＡＣＩの差ΔＡＣを求める。このΔＡＣは、アクセル操
作速度となる。

ステップ３では、前記ΔＡＣの正負を判断し、ΔＡＣ＞
０てあれば、アクセルペダルを戻している状態であり次
のステップ４に進む。また、ΔＡＣ≦０であればアクセ
ルペダルを踏み込んでいる状態であるため、後述するス
テップ１１へと進み、今回のアクセル操作量ＡＣＩに相
当する量だけサーボ駆動回路１７及びサーボモータ１８
を介してスロットル弁５の開度を制御する。

ステップ４ては、読み込んだクラッチペダルスイッチ８
の検出信号に基づいてクラッチ締結状態か否かを判断し
、非締結状態、即ち駆動力が非伝達状態にあるときは、
ステップ３同様にステップ１１に進み、アクセル操作量
ＡＣＩに相当する量だけスロットル弁５の開度を制御す
る。これにより、機関１の吹き上がりを防止する。また
、締結状態、即ち、駆動力が伝達状態であれば次のステ
ップ５に進む。

ステップ５ては、前回のアクセル操作量ＡＣＯと今回の
アクセル操作量Ａｃｔとの差ΔＡＣか、予め設定した基
準差値ＡＣＭより大きいか否かを判断する。この基準差
値ＡＣＭは、アクセル操作速度の基準値であり、また、
アクセル操作量の基準値でもある。即ち、急激なアクセ
ル操作、操作量の基準値となる。この判断結果において
、ΔＡＣ≦ＡＣＭであるときには、ステップ１１に進む
。

これに対し、ΔＡＣ＞ＡＣＭであるときには、アクセル
操作が大であり、急激でもあることを意味するので、次
のステップ６に進む。

ステップ６では、ギヤ位置Ｐが予め設定した基準ギヤ位
置Ｐ０より小さいか否かを判定する。ここで基準ギヤ位
置Ｐ０は現在のギヤ位置Ｐか低速ギヤ位置であるか否か
を判定するためのものである。即ち、よりエンジンブレ
ーキか急激にかかる低速ギヤ状態を判定するものである
。この判定結果において、Ｐ≧Ｐ０のときには、エンジ
ンブレ−キカか小さい高速ギヤ位置としてステップ１１
に進む。また、ＦＤＰ。であるときには、エンジンブレ
ーキか急激にかかる低速ギヤ位置と判断し、次のステッ
プ７に進む。

ステップ７では、車速Ｖか予め設定した基準値Ｖｏより
大きいか否かを判定する。この基準値Ｖ。

は、例えば車速Ｏｋｍ／ｈのような止まっている状態で
は、アクセル操作量に応じてスロットル弁開度を制御す
ればよく、低車速状態を判定するだめのものである。こ
の判定結果において、Ｖ≦Ｖ１のときには、ステップ１
１に進む。これに対し、■〉■　のときには、次のステ
ップ８へと進む。

即ち、ステップ３〜７において、機関出力軸トルク制御
の可否を判断しており、ある程度の車速を有しアクセル
操作が急激で、しかもアクセル操作量が大でクラッチか
締結されていてエンジンブレーキ力か大である条件のと
きにトルク制御を行い、それ以外の運転条件ではトルク
制御を実行せず、アクセル操作量に応じてそのままスロ
ットル弁開度を制御する。

ステップ３〜７において、トルク制御可と判定されステ
ップ８に進むと、ステップ８ては、雨滴センサ１４と外
気温センサ１５の検出信号に基づいて得られる路面摩擦
係数値Ｍ１操舵角Ａ及び車速■とに基づいて機関出力軸
トルクの応答特性の規範モデルにおけるトルク減少割合
Ｒを算出する。

かかるトルク減少割合Ｒは、路面摩擦係数値Ｍの値によ
り第４図の特性より算出される。即ち、路面摩擦係数値
Ｍが小さいきは、トルク減少割合Ｒを小さくすることに
より、トルクを除々に低下させてスリップの発生を防止
する。ここで、第４図における特性の傾きに、は、第５
図における操舵角への特性から決定される。即ち、操舵
角Ａの増大に伴って傾きに１を小さくしてトルク減少割
合Ｒを小さくすることにより、前輪駆動車におけるタッ
クイン現象（トルク減少に伴うコーナリングフォースの
増大により旋回内側に車両が急激に巻き込む現象）の発
生を防止する。ここで、第５図における折れ点Ｇの位置
は、第６図における車速Ｖの特性から求まるに、の値に
より左右に振れる。即ち、車速Ｖの増大に伴って折れ点
Ｇの位置を左側にずらして傾きに１を小さくすることに
より、高車速からの減速時は、トルク減少割合Ｒを小さ
くして急激なトルク低下を防止する。

従って、機関出力軸トルクの応答特性は、路面状態かす
へり易く、操舵角か大きく、車速か大きい程、トルクの
低下を緩やかにするように設定されている。

次にステップ９では、アクセル操作量ＡＣＩに基づいて
減少させるべき目標トルクＴを演算する。

ステップ１０では、ステップ８で算出されたトルク減少
割合Ｒとステップ９で演算された目標トルクＴに基づい
て制御出力値を演算する。

制御出力値の演算は、例えば次のようにして行う。

まず、スロットル弁５を通過する空気量と吸入行程時に
実際にシリンダ内に吸入される空気量との間における応
答遅れ時定数を求める。この時定数は、機関回転速度Ｎ
とスロットル弁開度θとによって異なる値をとり、予め
機関回転速度Ｎとスロットル弁開度θとに対応させて予
め求めである時定数のマツプから読み込んだ機関回転速
度Ｎとスロットル弁開度θとに対応する値をルックアッ
プして求める。次に、演算された目標トルクＴに、空気
量の時定数と規範モデルにおけるトルク減少割合Ｒに基
づいてモデルマツチング位相補償を施し、トルクの制御
値を演算する。そして、機関回転速度Ｎと演算されたト
ルク制御値とにより、マツプから目標スロットル弁開度
を求め、これを制御出力値とする。

ステップ１１では、ステップ１０で決定された制御出力
値かサーボ駆動回路１７に出力され、これにより、スロ
ットル弁５は、サーボモータ１８に駆動されて目標スロ
ットル弁開度にその開度か一致するようにフィードバッ
ク制御される。

そして、ステップ１２ては、今回読み込んだアクセル操
作量ＡＣＩを前回値ＡＣＯとしてセットする。

かかる構成によれば、第７図に示すように、従来では、
ΔＴ′の如くトルクが急変する領域が存在するのに対し
、本発明のものにおいては、トルク自体を管理すること
により、常に同じ割合（△Ｔ＝Ｒ）てトルクか変化し、
どの領域でも一定に変化して従来のように急変すること
がない。

また、クラッチか非締結状態にある場合において、第８
図に示すように、従来装置ではトルク制御か行われるた
め、機関が吹き上り回転速度か上昇してしまう場合があ
るのに対し、本発明装置では、トルク制御を行わずアク
セル操作量に応じてスロットル弁開度を制御するので、
アクセル操作量の変化に追従して機関回転速度が低下す
る。

従って、トルク変動が小さく、車両の走行安定性か向上
し、クラッチの非締結状態時において、機関の吹き上か
りを防止できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、アクセル操作量に
基づいて目標機関出力軸トルクを設定すると共に、車両
走行状態に応じてトルク応答特性の規範モデルを設定し
、目標機関出力軸トルクと規範モデルとに基づいてトル
ク自体を管理して制御するようにしたので、どのような
領域でもトルクを略一定に変化させることかできトルク
の急変を防止できる。また、駆動力伝達系か非伝達状態
にある場合には、トルク制御を行わずアクセル操作量に
追従してスロットル弁開度を制御するので、機関の吹き
上がりを防止できる。従って、車両の走行安定性を従来
のものに比べてより一層向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示す概略構成図、第３図は同上実施例の
制御内容を示すフローチャート、第４図は路面摩擦係数
値とトルク減少割合との関係を示す特性図、第５図は操
舵角と第４図中の傾きに１との関係を示す特性図、第６
図は車速と第５図中の折れ点Ｇ位置との関係を示す特性
図、第７図は従来例と本発明とのトルク変化状態の比較
図、第８図は従来例と本発明とのクラッチ非締結時にお
ける機関回転速度状態の比較図である。 ｌ・・・機関　　２・・・クランク角センサ　　３・・
・アクセル操作量センサ　　５・・・スロットル弁　　
６・・・スロットルセンサ　　７・・・クラッチ　　８
・・・クラッチペダルスイッチ　　１１・・・ギヤ位置
検出スイッチ　　１２・・・操舵角センサ　　１３・・
・車速センサ１４・・・雨滴センサ　　１５・・・外気
温センサ　　１６・・・コントロールユニット　　Ｉ７
・・・サーボ駆動回路１８・・・サーボモータ 特許出願人　日産自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両走行状態を検出する車両走行状態検出手段と、該車
   両走行状態検出手段の出力に基づいて機関出力軸トルク
   の応答特性の規範モデルを設定する規範モデル設定手段
   と、アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段
   と、検出されたアクセル操作量に基づいて目標機関出力
   軸トルクを演算する目標機関出力軸トルク演算手段と、
   駆動力伝達系が駆動力伝達状態にあるか否かを検出する
   駆動力伝達系状態検出手段と、少なくとも駆動力伝達系
   状態検出手段からの検出出力に基づいて機関出力軸トル
   ク制御の可否を判断し駆動力伝達系が伝達状態にあると
   き制御の許可出力を発生し、非伝達状態にあるとき制御
   の禁止出力を発生する制御可否判断手段と、該制御可否
   判断手段が許可出力を発生した時に前記設定された規範
   モデルと前記演算された目標機関出力軸トルクに基づい
   て機関出力軸トルクを制御する機関出力軸トルク制御手
   段と、制御可否判断手段が禁止出力を発生したときアク
   セル操作量検出手段の検出したアクセル操作量に応じて
   機関吸気通路に介装したスロットル弁の開度を制御する
   スロットル弁制御手段とを備えて構成したことを特徴と
   する駆動力制御装置。