JPH062578A - 燃料噴射量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両の駆動輪に過大なスリップが生じたと
き、応答遅れなく燃料噴射量を減量補正し、機関の発生
するトルクを減少させてスリップを収束させる。 【構成】 従動輪速度Ｎ_DNと駆動輪速度Ｎ_DRから算出さ
れるスリップ率Ｓに基づいて機関に対する燃料噴射量を
制御して、機関の発生トルクを変化させるに当たり、機
関の現在の運転状態が部分負荷領域にあるか、或いは全
負荷領域にあるかを判別し、部分負荷領域にあるとき
は、補正量としてエンジン回転数Ｎ_e （又はアクセル開
度Accp）の擬似回転数補正量ΔＮ（又は擬似アクセル開
度補正量）を用い、また、全負荷領域にあるときは、最
大噴射量補正量Ｋを用いて噴射量の補正操作をなすよう
にした燃料噴射量制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関、特にディー
ゼルエンジンを搭載した自動車等の車両におけるトラク
ションコントロールに関するもので、より詳しく言え
ば、駆動輪のスリップに応じて機関の燃料噴射量を制御
する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車においては、路面状況やタイヤの
摩耗状態等によって、発進や急加速の際に駆動輪がスリ
ップしてスピン或いは蛇行を起こすことがあり、事故を
誘発する危険を伴うので、安定走行のためには、駆動輪
に過大なスリップが生じた時に迅速に、機関に対する燃
料供給量を減少させて機関トルクを低下させると共に、
駆動輪のブレーキを作動させてスリップを抑制するのが
よい。このような考えのもとに、駆動輪と従動輪の速度
差に応じて燃料供給量を制御して機関トルクを変更した
り、併せてブレーキを制御する技術は、例えば、特開昭
６２−２８８３３１号公報、実開平１−１７４５４６号
公報、実開平３−３７２４６号公報等に記載されている
ように、従来から種々提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ディーゼルエンジンの
場合は、アクセルペダルによって操作するアクセル開度
に応じて燃料噴射量が変化し、機関の発生するトルクも
それらに応じて変化するが、最大噴射量以上の噴射量を
要求するアクセルペダルの踏み込み時には、噴射量が頭
打ちになるため、アクセルペダルの操作に対して噴射量
の変化が生じない言わば「不感帯」ができる。従って、
そのような領域においては、駆動輪のスリップの増大に
対応して噴射量の減量制御を行うべき状態にあっても、
制御装置による減量補正の指令が実行されない結果、噴
射量（トルク）の迅速な減少が得られず、トラクション
制御の応答性が悪くなるという問題がある。

【０００４】具体的に説明すると、例えば図８に示すよ
うな特性を有する機関において、アクセル開度が４０％
であって、エンジン回転数がＮ_e1である時の要求噴射量
は、最大噴射量（Full-Q）の線よりも上回っている（大
きい）が、そのような運転状態で駆動輪にスリップが発
生したとしても、制御装置が噴射量ガバナパターンのア
クセル開度の信号を強制的に２０％以下にしない限り、
機関に対する燃料噴射量は減少せず、機関トルクも低下
しないから、駆動輪のスリップに直ちに対応することが
できない。これによって、自動車の運転性、応答性、走
行安定性等が悪化することは明らかである。

【０００５】また、従来技術においては、機関に対する
燃料の最大噴射量そのものを操作して機関の発生するト
ルクを抑えることも試みられているが、機関回転数の変
化に対してトルク特性の変化が比較的小さく、回転数の
制御性が悪いので、回転数のふらつきが大きいという問
題もあった。本発明は、これらの従来技術が有する諸問
題に対処することを、発明が解決しようとする課題とす
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明においては、前記
の課題に対処するため、主として電子制御式の燃料噴射
ポンプを使用するディーゼルエンジンを対象として、運
転領域毎に制御の仕方を変え、各領域毎にそれぞれ最適
の制御の手法をとることを考えた結果、従動輪と駆動輪
の回転速度から算出されるスリップ率に基づき機関に対
する燃料噴射量を制御して発生トルクを変化させるに当
たり、機関の現在の運転状態が部分負荷領域にあるか、
或いは全負荷領域にあるかを判別し、部分負荷領域にあ
るときは補正量として機関回転数又はアクセル開度の擬
似信号を用い、また、全負荷領域にあるときは最大噴射
量を用いて噴射量の補正操作をなすようにしたことを特
徴とする燃料噴射量制御装置を提供するものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、機関の運転状態が部分負荷領
域にあると制御装置が判断したときは、駆動輪のスリッ
プ率に対応して定められた機関回転数又はアクセル開度
についての擬似補正信号が補正量として読みだされ、そ
れによって補正された機関回転数又はアクセル開度が算
出されて、それに対応する燃料噴射量のガバナパターン
制御が行われ、機関の発生トルクを適正値に調整する。
また、機関の運転状態が全負荷領域にあると制御装置が
判断したときは、駆動輪のスリップ率に対応して定めら
れた最大噴射量についての補正信号が読みだされ、それ
によって最大噴射量が変更される結果、その時の噴射量
が適正値に抑えられ、機関の発生トルクが低下すること
によって、いずれの場合も駆動輪のスリップを迅速に収
束させる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の燃料噴射量制御装置を構成する各
手段の関連を示すブロック図である。図中、スリップ率
演算手段１は、駆動輪速度Ｎ_DR及び従動輪速度Ｎ_DNから
スリップ率Ｓを、 スリップ率Ｓ＝（駆動輪速度Ｎ_DR−従動輪速度Ｎ_DN）／
従動輪速度Ｎ_DN として演算するもので、ブレーキ駆動手段５と補正量演
算手段２へスリップ率信号Ｓを出力する。補正量演算手
段２は、スリップ率Ｓに基づき、回転数補正量演算手段
３へ擬似回転数補正量ΔＮを、また制御量演算手段４へ
最大噴射量補正量Ｋを演算出力するものである。

【０００９】回転数補正量演算手段３は、実エンジン回
転数Ｎ_e と擬似回転数補正量ΔＮから補正後エンジン回
転数Ｎ_e ' を演算し、制御量演算手段４へ出力する。制
御量演算手段４は、実エンジン回転数Ｎ_e とアクセル開
度Accp等に基づいて最大噴射量Full-Qを決定し、最大噴
射量補正量Ｋを補正した後の最大噴射量Full-Q’を算出
すると共に、補正後のエンジン回転数Ｎ_e ' とアクセル
開度Accp等から噴射量ｑを算出し、両演算値から燃料噴
射ポンプへの噴射量指令値ｑ_FIN を出力する。また、ブ
レーキ駆動手段５は、スリップ率Ｓに基づいて駆動輪用
のブレーキに作用する油圧を制御する。

【００１０】図２は、本発明の燃料噴射量制御装置の関
連機器を含む全体構成を示す概略図で、図中、８は車両
の駆動輪（例．後輪）、９は車両の従動輪（例．前
輪）、１０は車両に搭載されたディーゼルエンジンを示
す。１１はアクセルペダル、１２はアクセルペダル１１
によって開閉操作される主吸気絞り弁の開度を検出する
アクセル開度センサ、１３は従動輪速度Ｎ_DNを検出する
従動輪速度センサ、１４は駆動輪速度Ｎ_DRを検出する駆
動輪速度センサ、１５はアクチュエータとしての電子制
御式分配型燃料噴射ポンプ、１６は駆動輪８用のブレー
キ、１７は駆動輪用のブレーキ１６へ供給される油圧を
リザーバへ解放して減圧するための電磁弁、１８はブレ
ーキ１６へ油圧を供給して増圧するための電磁弁、１９
は図１に示された各手段を内蔵し本発明に関連する機器
を集中制御する電子式制御装置（ＥＣＵ）、２０はブレ
ーキ制御用油圧を発生する油圧ポンプ、２１はブレーキ
用の油圧を蓄圧するアキュムレータ、をそれぞれ示して
いる。

【００１１】本発明の制御装置の作動の手順を、図３及
びそれに接続する図４に例示するフローチャートによっ
て説明する。この制御プログラムは、電子式制御装置
（ＥＣＵ）１９によって、例えばディーゼルエンジン１
０のクランク軸の１回転に対応するような短い時間毎に
繰り返して実行される。制御プログラムがスタートする
と、ステップ１００にて機関や車両の状態を検出するた
めに、各種のセンサの出力信号から駆動輪速度Ｎ_DR、従
動輪速度Ｎ_DN、実エンジン回転数Ｎ_e 、アクセル開度Ac
cp、変速機のシフト位置等の運転パラメータを取り込
む。ステップ１０１でエンジンの回転数範囲、ステップ
１０２で変速機のシフト位置を判別して、スリップ率の
検出が必要かどうかを判定し、不要の場合はステップ１
２４においてスリップ率Ｓを０として、スリップ率制御
を実施しないようにし、必要と判定したときは、ステッ
プ１０３以降に進んで、スリップ率演算処理を実行す
る。

【００１２】ステップ１０３では、従動輪速度Ｎ_DN及び
駆動輪速度Ｎ_DRを取り込み、ステップ１０４において、
前ステップの取り込み値に応じて、車輪回転数差ｄＮ
を、 ｄＮ ← Ｎ_DR−Ｎ_DN として算出し、更にステップ１０５で Ｓ ← ｄＮ／Ｎ_DN としてスリップ率Ｓに変換し、一般化する。続いて、ス
テップ１０６において、スリップ制御が必要かどうか
を、スリップ率Ｓが所定値（例えば２０％）よりも大き
いかどうかによって判別し、所定値以下の場合はトラク
ション制御不要として、ステップ１２４でスリップ率Ｓ
を０とするが、スリップ率Ｓが所定値以上と判別した時
は、ステップ１０７以降でトラクション制御を実施す
る。

【００１３】ステップ１０７では、ブレーキ制御を行う
ためにスリップ率Ｓが所定値（例えば４０％）よりも大
きいかどうか判別し、所定値以下の時はステップ１０８
に進んで、ブレーキの油圧を調整する２つの電磁弁１７
及び１８を共に閉じて、ブレーキ油圧を一定値にホール
ド制御し、スリップ率Ｓが所定値以上の場合は、以下に
述べるように、ブレーキ油圧を更に細かく制御する。

【００１４】ステップ１０９で、ブレーキ油圧を今以上
に上げる必要があるかどうかを、過去にスリップ率Ｓが
４０％以上でブレーキ油圧がホールド圧以上になったか
どうかによって判別し、この条件を満たさない場合は、
ステップ１１０で電磁弁１７を閉じると共に電磁弁１８
を開いてブレーキ油圧を更に上げる。また、この条件を
満たす場合は、ステップ１１１で電磁弁１８を閉じて、
それ以上ブレーキ油圧が上がらないようにし、ステップ
１１２に進んで、その時のスリップ率Ｓが所定の範囲内
（例えば、６０％≦Ｓ≦８０％）にあるかどうかを更に
判別する。所定の範囲内にある場合は、ステップ１１３
で電磁弁１７を開いてブレーキ油圧を降下させ、所定の
範囲内にない場合は前の状態を維持する。

【００１５】ステップ１１４以降は、本発明の特徴とす
る機関の発生するトルクの制御に対応するステップであ
って、ステップ１１３以前の処理後、又はステップ１２
４以降は全てステップ１１４に進み、その時のスリップ
率Ｓに応じた擬似回転数補正量ΔＮを、制御装置１９の
ＲＯＭに収納されている図５のような内容のマップから
読みだし、ステップ１１５で実エンジン回転数Ｎ_e に対
して補正を行い、補正後のエンジン回転数Ｎ_e ' を求め
る。更に、ステップ１１６に進んで、補正後エンジン回
転数Ｎ_e ' とアクセル開度Accpから噴射量ｑを算出す
る。

【００１６】ステップ１１７では、実エンジン回転数Ｎ
_e に応じた最大噴射量Full-Qを算出すると共に、ステッ
プ１１８において、ＥＣＵ１９のＲＯＭに内蔵された図
６のようなマップにより、その時のスリップ率Ｓに対応
する最大噴射量の補正量Ｋを求め、ステップ１１９で最
大噴射量Full-Qに対して先の最大噴射量補正量Ｋを乗算
して、補正後の最大噴射量Full-Q’を算出する。ステッ
プ１２０では、先のステップ１１９で算出した補正後最
大噴射量Full-Q’と、ステップ１１６で算出した噴射量
ｑとの大小比較を行い、補正後最大噴射量Full-Q’が噴
射量ｑよりも小さい場合は、ステップ１２１へ進んで補
正後最大噴射量Full-Q’を噴射量指令値ｑ_FIN とする
が、補正後最大噴射量Full-Q’が噴射量ｑと同じか又は
それよりも大きい場合はステップ１２２へ進み、ステッ
プ１１６で求めた噴射量ｑを出力ポートにセットして制
御を終わる。これ以降は所定の間隔で１００〜１２３の
各ステップを繰り返して実行する。

【００１７】実施例の作動状態を例示するタイムチャー
トを図７に示す。（ａ）は駆動輪８及び従動輪９の回転
数を検出する駆動輪速度センサ１４及び従動輪速度セン
サ１３の検出値と、スリップ率の関係を示す図であり、
（ｂ）は図（ａ）に示すスリップ率に対応したブレーキ
油圧の状態を示す図であって、スリップ率が４０％以上
となった時、電磁弁１８を開いて駆動輪８のブレーキ１
６の油圧を高め、ブレーキ油圧がホールド圧に達したら
電磁弁１８を閉じ、それ以上油圧が上昇するのを抑えて
ホールド圧を維持する。それによってスリップ率が６０
％まで低下したら、電磁弁１７を断続的に開いて（デュ
ーティ比制御）、駆動輪８のブレーキ油圧を徐々に低下
させ、スリップ率が２０％以下になるようにする。

【００１８】図７の（ｃ）は、スリップ率の変化に応じ
て変化させる擬似回転数補正量ΔＮの値を例示したもの
である。更に（ｄ）は、噴射量の変化を例示する図で、
実線が従来の燃料噴射量制御装置による噴射量の変化を
示し、破線が本発明による場合の噴射量の変化を示して
いる。従来技術による場合、台形部分は最大噴射量Full
-Q制御による減量制御、それ以降がガバナ制御による減
量制御となるため、噴射量減量の応答が遅く、スリップ
率を短時間に低下させることはできないが、本発明の燃
料噴射量制御装置においては、スリップ率の増加に直ち
に応答して噴射量を減少させ、異常な状態を早期に終息
させるように作動する。

【００１９】以上説明した実施例においては、擬似信号
としてエンジン回転数Ｎ_e の補正値を使用したが、本発
明はこの例に限らず、アクセル開度信号Accpの補正値を
使用しても同様な効果が得られる。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は駆動輪のスリップ率が増加したときの燃料噴射量の制
御を、エンジン回転数又はアクセル開度に対する擬似信
号操作と最大噴射量操作を併せて行うことにより、つま
り、スリップ制御として、部分負荷領域では、エンジン
回転数又はアクセル開度を擬似信号としたガバナパター
ン制御を行うと共に、全負荷領域では最大噴射量の補正
を用いたトラクション制御を行うことによって、全運転
領域でスリップを考慮したスムースな制御が可能となる
ため、スリップ収束までの時間を短縮することができ
る。また、本発明の制御装置によれば、トルク制御性が
良くなり、滑らかな発進、加速フィーリングと共に、高
い走行安定性を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による燃料噴射量制御装置を構成してい
る各手段の関連を示すブロック図である。

【図２】本発明の燃料噴射量制御装置とその関連機器を
含む全体の構成を示す概略図である。

【図３】本発明の燃料噴射量制御装置の実施例におい
て、その制御手順を示すフローチャートの一部である。

【図４】図３に接続するフローチャートの他の一部であ
る。

【図５】本発明の燃料噴射量制御装置の実施例におい
て、擬似回転数補正量を与える特性図である。

【図６】本発明の燃料噴射量制御装置の実施例におい
て、最大噴射量補正量を与える特性図である。

【図７】本発明の燃料噴射量制御装置の実施例におい
て、その作動状態を示すタイムチャートである。

【図８】従来技術の燃料噴射量制御装置における制御例
を示す特性図である。

【符号の説明】

１…スリップ率演算手段 ２…補正量演算手段 ３…回転数補正量演算手段 ４…制御量演算手段 ５…ブレーキ駆動手段 ８…駆動輪 ９…従動輪 １０…ディーゼルエンジン １１…アクセルペダル １２…アクセル開度センサ １３…従動輪速度センサ １４…駆動輪速度センサ １５…燃料噴射ポンプ １６…駆動輪用のブレーキ １７、１８…電磁弁 １９…電子式制御装置（ＥＣＵ） ２０…ブレーキ用油圧ポンプ ２１…ブレーキ用アキュムレータ Ｎ_DR…駆動輪速度 Ｎ_DN…従動輪速度 ｄＮ…車輪回転数差 Ｓ…スリップ率 ΔＮ…擬似回転数補正量 Ｋ…最大噴射量補正量 Ｎ_e …実エンジン回転数 Ｎ_e ' …補正後エンジン回転数 Accp…アクセル開度 Full-Q…最大噴射量 Full-Q’…補正後最大噴射量 ｑ…噴射量 ｑ_FIN …噴射量指令値

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 従動輪と駆動輪の回転速度から算出され
   るスリップ率に基づき機関に対する燃料噴射量を制御し
   て発生トルクを変化させるに当たり、機関の現在の運転
   状態が部分負荷領域にあるか、或いは全負荷領域にある
   かを判別し、部分負荷領域にあるときは補正量として機
   関回転数又はアクセル開度の擬似信号を用い、また、全
   負荷領域にあるときは最大噴射量を用いて噴射量の補正
   操作をなすようにしたことを特徴とする燃料噴射量制御
   装置。