JPH0678736B2 - 車両の加速スリツプ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は車両の加速スリップ制御装置に関するものであ
る。更に詳しくは、本発明は、駆動輪の回転状態を検出
し、これに応じてスロットルバルブを制御して、エンジ
ン出力を抑えて最適な加速スリップ制御を行う車両の加
速スリップ制御装置に係わるものである。

［従来の技術］ 氷上、雪路等の低摩擦係数路面での発進及び走行は、駆
動輪のスリップ等により尻振りや車両スピン等に陥る場
合があり、非常に危険である。そこで従来はタイヤと路
面間の摩擦力を上げる為に、スパイクタイヤやチェーン
等を装着している。

また、駆動輪のスリップを抑えるトラクションコントロ
ールシステムも考えられており、上記路面との間の摩擦
力が最も大きくなるようスリップ比［（車両速度−駆動
輪速度）／駆動輪速度］を−0.1〜0.2付近に制御するよ
うエンジン出力等を抑制制御しようとするものである。

［発明が解決しようとする課題］ この種のトラクションコントロールシステムでは、スリ
ップ比のみに基づいてエンジン出力を制御している。

ところが制御によって車両速度と駆動輪速度とが等しく
なったとき、即ちタイヤが路面をグリップしたときに車
体に加わるショックは、制御前のスリップ比のみなら
ず、路面の摩擦係数によっても変化する。例えば路面の
摩擦係数が大きい所謂高μ路では、エンジン出力が低μ
路と同様に抑制制御された場合、駆動輪速度が低μ路に
比べて激しく低下する。その結果タイヤが路面をグリッ
プしたときのショックが大きくなってしまうことがあっ
た。

またこの種のトラクションコントロールシステムでは良
好な加速を得るため、エンジン出力の抑制制御中におい
ても、エンジン出力を増加方向に制御することが行われ
ている。この場合低μ路では駆動輪速度が低下し難いの
で、タイヤが路面をグリップする前に駆動輪速度が増加
に転じ、再びスリップ比が増加してしまうことがあっ
た。

そこで本発明は、高μ路，低μ路いずれにおいても、タ
イヤが路面をグリップしたときのショックを低減すると
共に、確実なスリップ制御が可能な車両の加速スリップ
制御装置を提供することを目的としてなされた。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達するためになされた本発明は、第１図に示
すように、 駆動輪の回転状態を検出する駆動輪回転状態検出手段
と、 該検出された駆動輪の回転状態に基づいて上記駆動輪の
スリップ状態を検出するスリップ状態検出手段と、 上記駆動輪のスリップ状態が検出されたとき、上記駆動
輪のスリップを抑制するようエンジンの吸気系に設けた
スロットルバルブの開閉制御を行う開閉制御手段とを備
える車両の加速スリップ制御装置において、 上記開閉制御手段によるスロットルバルブの開閉制御が
実行されているとき、上記駆動輪回転状態検出手段の検
出結果に基づき駆動輪加速度の最大値を検出する最大加
速度検出手段と、 該検出された駆動輪加速度の最大値が大きいほど、路面
の摩擦係数が小さいと推定して、上開閉制御の内、当該
スロットルバルブの開速度を遅くなるように制御する開
速度制御手段とを有することを特徴とする車両の加速ス
リップ制御装置、を要旨とするものである。

［作用］ このように構成された本発明では、開閉制御手段はスリ
ップ状態検出手段の検出結果に基づき、スロットルバル
ブを開閉制御し駆動トルクを低下してスリップを抑制す
る。例えば、駆動輪のスリップが過大になる場合にはス
ロットルバルブを閉制御してエンジントルクを低下し、
駆動輪のスリップが収束に向かう場合にはスロットルバ
ルブを開制御してエンジントルクを増加方向に制御す
る。このようにスロットルバルブを開閉制御しエンジン
トルクを抑制してスリップを防止する。

一方、開速度制御手段は、最大加速度検出手段が検出し
た駆動輪加速度の最大値に基づき、上記開閉制御の内、
スロットルバルブの開速度を次のように制御する。すな
わち、一般に、スリップ抑制のためのスロットルバルブ
の開閉制御が実行されているときに検出される駆動輪加
速度の最大値は、路面の摩擦係数と良好な対応関係を有
し、その最大値が大きいほど路面の摩擦係数が小さいこ
とが知られている。なお、このことは、路面の摩擦係数
が小さいほど駆動輪の回転を妨げる摩擦力が小さくな
り、スロットルバルブが開閉制御されて駆動トルクが低
下しても、駆動輪加速度がすぐには低下しないことに起
因する。そこで、上記最大加速度検出手段が検出した駆
動輪加速度の最大値が大きいほど路面の摩擦係数が小さ
いと推定し、その推定された路面の摩擦係数が小さいほ
ど、スロットルバルブの開速度が遅くなるように制御す
るのである。

このため駆動輪速度が低下し難い低μ路ではエンジント
ルクの増加を遅くして、駆動輪速度が低下を継続する時
間を延長し、タイヤを路面と確実にグリップさせること
ができる。逆に高μ路ではエンジントルクの増加を迅速
にして、駆動輪速度を緩やかに低下させ、タイヤが路面
をグリップしたときのショックを低減することができ
る。

［実施例］ 以下に本発明を実施例を挙げて図面と共に説明する。

第２図は、一実施例の概略構成図であり、ガソリンエン
ジンを備えたフロントエンジン・リヤドライブ（FR方
式）の自動車に本発明を適用したものである。図におい
て、１は４気筒の燃料噴射式エンジン、２は吸気管、３
はエアフロメータ、４は吸入空気中に燃料を噴射する各
気筒毎に設けられた燃料噴射弁、５は点火プラグ（第２
図では燃料噴射弁４、点火プラグ５は１気筒分のみ図示
している。）、６は点火プラグに高電圧を供給するディ
ストリビュータ、７は歯車と電磁ピックアップからなる
エンジン回転数センサ、８はリンク機構を介してアクセ
ルペダル９の踏込に応じて駆動されて吸気量を調節する
主スロットルバルブ、10はこの主スロットルバルブ８の
上流に設けられ吸気量を調節する副スロットルバルブ、
11はこの副スロットルバルブを駆動するDCモータ、12は
主スロットルバルブ８のスロットルバルブ開度を検出す
る主スロットルセンサ、13は副スロットルバルブ10のス
ロットル開度を検出する副スロットルセンサを表わす。
このスロットルセンサ12,13はそれぞれ上記スロットル
バルブ8,10は全閉位置にあるとオンするものである。

一方、20,21は各々自動車の後輪である左・右駆動輪で
あり、エンジン１の動力がトランスミッション22,プロ
ペラシャフト23等を介して伝達される。24,25は各々左
駆動輪20及び右駆動輪21の回転速度を検出する左駆動輪
速度センサ、右駆動輪速度センサを表わす。26,27は自
動車の走行に伴い、回転される左・右の遊動輪、28,29
は各々左・右遊動輪速度センサを表わす。

尚、これらのセンサ24,25,28,29は歯車と電磁ピックア
ップから構成される。

また30は電子制御回路を示す。

ここで電子制御回路30をマイクロコンピュータを用いて
構成したものとし、説明を進めると、電子制御回路30の
構成は、第３図に示す如く表わすことができる。図にお
いて31は上記各センサにて検出されたデータを制御プロ
グラムに従って入力及び演算し、DCモータ11を駆動制御
するための処理を行なうセントラルプロセシングユニッ
ト（CPU）、32は上記制御プログラムやマップ等のデー
タが格納されたリードオンリメモリ（ROM）、33は上記
各センサからのデータや演算制御に必要なデータが一時
的に読み書きされるランダムアクセスメモリ（RAM）、3
4は波形整形回路や各センサの出力信号をCPU31に選択的
に出力するマルチプレクサ等を備えた入力部、35はDCモ
ータ11をCPU31からの制御信号に従って駆動する駆動回
路を備えた出力部、36はCPU31,ROM32等の各素子及び入
力部34、出力部35を結び、各種データの通路とされるバ
スライン、37は上記各部に電源を供給する電源回路を夫
々表わす。

次にこの電子制御回路30の作動について簡単に説明す
る。上記左駆動輪速度センサ24、右駆動輪速度センサ25
及び左遊動輪速度センサ28、右遊動輪速度センサ29等の
各種検出信号を受け、車両加速時に加速スリップが生じ
ることなく最大の加速性が得られるよう、副スロットル
バルブ10の開度を調整するDCモータ11に駆動信号を出力
してエンジン出力を抑制制御する、スリップ制御が実行
される。

又、周知のようにPCU31はエアフロメータ３により検出
された吸入空気量及び図示せぬ回転角センサにより検出
されたエンジン回転数のデータを入力部34を介して入力
し、これらのデータから基本燃料噴射量を算出する。そ
して、この基本燃料噴射量を図示せぬ酸素センサにより
検出された排気中の残存酸素濃度によって補正し、実燃
料噴射量が算出される。そして、この実燃料噴射量に基
づいて燃料噴射弁４を制御し、エンジンの運転状態に合
った燃料噴射つまり燃料供給が行われる。

同様に、エンジン回転数、吸入空気量等に基づいて、例
えばROM32内のデータマップを使用して最適点火時期が
算出され、これに基づいて点火時期信号が図示せぬイグ
ナイタに送られ、エンジン回転数等のエンジンの運転状
態に応じた点火時期制御が行われる。

次に上記の如く構成された電子制御回路30にて実行され
る加速スリップ制御について、第４図に示すメインルー
チンのフローチャートに沿って、説明する。まず処理の
概略を説明すると、次のように大きく分けて３つの処理
がある。即ち、図中矢印で示す如く 副スロットルバルブ10の開度を保持する処理、即ち、
駆動輪加速度が正の所定値より小さい正の時行なわれる
処理である。

副スロットルバルブ10の閉制御処理、即ち、駆動輪加
速度が正の所定値より大きい時行われる処理であり、こ
れによってエンジン出力が抑えられる。

副スロットルバルブ10の開制御処理、即ち、駆動輪加
速度が負の時行われる処理でエンジン出力を上昇させて
駆動輪速度の下降を緩かにする処理である。

これらの処理は、駆動輪加速度の判定によって行われる
が、駆動輪加速度は正・負を繰り返すので、→→
→という処理が１サイクルとなり実行される。次にこ
れらの処理について第４、５図に基づいて詳しく説明す
る。

（ａ）の処理 まずステップ101では副スロットルバルブ10を全開にす
るようDCモータ11を駆動する。これは制御終了時、副ス
ロットルバルブ10は常に全開状態となっているが、メイ
ンルーチンの開始時に確実に全開にするための処理であ
る。次いでステップ102では、主スロットルセンサ13が
オンしているか否か、即ち、アイドリングであるか加速
中であるかを判定する。「YES」即ち、アイドリングと
判定されたならば、ステップ101に戻る。ここでは加速
中の処理なので、「NO」と判定され、ステップ103に進
み、ここで、左・右遊動輪速度の平均値ＶωF,遊動輪加
速度ωF,左駆動輪速度ＶωRL,右駆動輪速度ＶωRR,左
駆動輪加速度ωRL,右駆動輪加速度ωRR,主スロット
ル開度θH,副スロットル開度θＳとを各々演算する。

次いでステップ104では遊動輪速度ＶωＦ（車両速度と
考える）が設定した制御終了車速VMAX、例えば100Km/H
より小さいか否かを判定する。「NO」と判定されたなら
ばステップ101に戻る。ここでは「YES」即ち、100Km/H
より小さいので、ステップ105に進む。このステップで
は、右駆動輪加速度ωRRが左駆動輪加速度ωRLより
大きいか否かを判定する。即ち、左・右の駆動輪加速度
のうち、どちらがスリップが大きいかを判定する。「YE
S」と判定されたならばステップ106で右駆動輪加速度
ωRRを駆動輪加速度ωＲとして設定する。「NO」と判
定されたならば、ステップ107で同様に左駆動輪加速度
ωRLをωＲとして設定する。このようにスリップの
大きい駆動輪を選択し、これによってスリップ制御を行
う。

次いでステップ108では、駆動輪加速度ωＲが所定値
Ａより大きいか否かを判定する。つまり、スリップ直
前状態か否かを判定する。ここでは「NO」と判定されて
ステップ109にジャンプする。即ち、スリップが発生し
ておらず、副スロットルバルブを保持する処理を行う。
ステップ109では駆動輪加速度ωＲが負か否かを判定
する。ここでは、加速中であるので、「NO」と判定さ
れ、ステップ110にジャンプし、副スロットルバルブ開
度θＳを保持しステップ102に戻り、同様な処理を行
う。

（ｂ）の処理 このようなのループ処理においては第５図（ロ）のよ
うに駆動輪加速度は上昇する。従って駆動輪加速度ω
ＲがＡを越えるので上記ループ処理のステップ108で
は今度は「YES」と判定されステップ111にジャンプす
る。ここでは第２スロットルバルブ開度はθCLOSEまで
減少される。この実施例ではθCLOSEはゼロ、つまり全
閉状態とされる。従って第５図（ハ）に示すように、副
スロットルバルブ10は全開から全閉へとDCモータ11によ
って駆動され、全閉状態が保持されつづける。

次いでステップ112では駆動輪加速度ωＲが前回まで
の駆動輪加速度の最大値ωRMAXより大きいか否か判定
する。ここでは駆動輪加速度ωＲが最大値に達せず増
加中であるので「YES」と判定されステップ113にジャン
プし、ここではステップ112の駆動輪加速度ωＲを駆
動輪加速度の最大値ωRMAXとして設定し、一方「NO」
と判定されたならばステップ113をジャンプしステップ1
02に戻る。つまりこのステップ112、113は駆動輪加速度
の最大値ωRMAXを検出するための処理である。

（ｃ）の処理 のループ処理が行われると、駆動輪加速度ωＲは駆
動輪加速度の最大値に達した後減少し所定値Ａより小
さくなるのでステップ108で「NO」と判定され、ステッ
プ109にジャンプし、ここでは駆動輪加速度は正である
のでステップ110にジャンプし前述したように副スロッ
トルバルブ10は全閉状態に保持される。

（ｄ）の処理 の処理によって、駆動輪加速度ωＲは減少し、今度
はステップ109にて、「YES」と判定されステップ114に
ジャンプし、駆動輪速度ＶωＲと遊動輪速度ＶωＦとの
差をΔＶωとして設定する。次いでステップ115では、
副スロットルバルブ10の開速度VMは第６図に示すように
次式にて設定される。

VM＝−ＫΔＶω・ωRMAX＋Ｂ ここでΔＶωはステップ114で求められた値、ωRMAX
はステップ113で求められた値、Ｋ、Ｂは定数である。

このようにしたのは、駆動輪加速度が減少し、ＶωＲ＝
ＶωＦとなった時のショックを減少させるためである。
このショックはタイヤが路面をグリップした時にろ面と
の間の摩擦力が大きくなり、駆動力が大きくなるから発
生する。又、ΔＶωによってVMを変化させたのは、小さ
いスリップと過大なスリップでは、駆動輪速度の減少の
程度が異なるため、これに合せて、第５図（ハ）に示す
ように直線の傾きをΔＶωによって変更するようにして
いる。

更にωRMAXによっても変化させた理由は、第７図に示
すように同じ高摩擦係数路（高μ路）では、上述のΔＶ
ωによって開速度VMを変化させることによりＶωＲがＶ
ωＦと等しくなるまでの時間に時間差THを設けて、スリ
ップが大きいときに生じるショックを緩和することがで
きるが、高μ路と低摩擦係数路（低μ路）とでは、同じ
スリップの大きさからＶωＲがＶωＦと等しくなるまで
の時間に更に時間差TLが存在する。そこで路面摩擦係数
と相関関係を有するωRMAXを検出することにより上記
時間差TLに対応する。即ち、低μ路のようにωRMAXが
大きいときは、開速度VMを遅く制御することによって駆
動輪速度が低下を継続する時間を延長し、タイヤが路面
を確実にグリップする前に駆動輪速度が増加に転ずるこ
とを防止することができる。逆に高μ路のようにωRM
AXが小さいときは、開速度VMを速くすることによって駆
動輪速度を緩やかに低下させ、タイヤが路面をグリップ
したときのショックを低減することができる。

次いで、ステップ116では副スロットルバルブ10を主ス
ロットルバルブ８の開度θＨ値まで上記開速度VMでもっ
て開ける。続くステップ117では副スロットルバルブ10
を開け終えたことから上記駆動輪加速度の最大値をゼロ
に設定し初期化する。

そして、ステップ118ではスロットルバルブ10の開度θ
ＳがθＨに保たれている経過時間TSが所定値TOPより大
きいか否かを判定する。「NO」と判定されるのでステッ
プ102に戻りループ処理が行われる。

このように副スロットルバルブ10が徐々に開けられて、
エンジン出力が上昇すると駆動輪加速度は上昇して、ス
テップ109で「NO」と判定されて最初のの処理が再び
始まる。このように（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の
処理が繰り返し行われて、駆動輪加速度は徐々に収束し
てゆくので、駆動輪速度も収束してゆく。

従って駆動輪加速度は所定レベルＡを越えないように
なり、駆動輪加速度が抑えられたと判断して、との
処理が繰り返される。従って、ステップ118では「YES」
と判定され処理は101に戻り副スロットルバルブ10が全
開とされ、以下、102→103→104→105→106（または10
7）→108→109→110のループ処理が行われ、第５図
（ハ）に示すように副スロットルバルブ10は全開状態に
保持される。

尚本実施例において、左右駆動輪速度センサ24,25は駆
動輪回転状態検出手段に相当する。また、ステップ103
〜109がスリップ状態検出手段に、ステップ110,111,お
よび116が開閉制御手段に、ステップ112,113が最大加速
度検出手段に、更にステップ115が開速度制御手段に、
それぞれ相当する処理である。

以上説明したように、本実施例によればエンジン出力制
御に副スロットルバルブ10を用いることによりエンジン
の吸入空気量を制御できるため、空燃比が最適値に保た
れたまま、エンジン出力制御範囲が広くなる。又、副ス
ロットルバルブ10が故障しても、主スロットルバルブ８
にて正常な運転が可能である。

そして、駆動輪のスリップ検出に駆動輪加速度の用いて
いるので、検出を迅速化し得る。又、副スロットルバル
ブ10の開制御を駆動輪加速度負のところから行っている
ので、トルクの立ち上り、駆動系の遅れを考慮した正確
な制御が可能となる。更に、スリップの程度を示すΔＶ
ωによって開速度VMを変えているので、駆動輪速度Ｖω
Ｒの下降が緩かになって駆動輪速度ＶωＲと遊動輪速度
ＶωＦとが等しくなる時、即ちタイヤが路面をグリップ
した場合のショックを低減できる。

更に、駆動輪加速度の最大値ωRMAXによって開速度VM
を変えているので、駆動輪速度が低下し難い低μ路で
は、開速度VMを遅く制御することによって駆動輪速度が
低下を継続する時間を延長し、タイヤを路面と確実にグ
リップさせることができる。逆に高μ路では、開速度VM
を速くすることによって駆動輪速度を緩やかに低下さ
せ、タイヤが路面をグリップしたときのショックを低減
することができる。

従って高μ路、低μ路いずれにおいても良好なスリップ
制御が実現できる。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は、このような実施例に限定されるものではなく、特
許請求の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含さ
れるものであり、例えば、本発明は、フロントエンジン
フロントドライブ（FF方式）にも適用できる。

［発明の効果］ 本発明は次のような優れた効果を有する。即ち、駆動輪
速度が低下し難い低μ路ではエンジントルクの増加を遅
くして、駆動輪速度が低下を継続する時間を延長し、タ
イヤを路面と確実にグリップさせることができる。逆に
高μ路ではエンジントルクの増加を迅速にして、駆動輪
速度を緩やかに低下させ、タイヤが路面をグリップした
ときのショックを低減することができる。

従って本発明では、高μ路，低μ路いずれにおいても、
タイヤが路面をグリップしたときのショックを低減する
と共に、確実なスリップ制御をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は基本的構成図、第２図は本発明の一実施例の概
略構成図、第３図は電子制御回路のブロック図、第４図
は電子制御回路の制御プログラム内容を示すフローチャ
ート、第５図は駆動輪速度と駆動輪加速度とスロットル
開度とのタイミングチャート、第６図は開き速度VMと駆
動輪速度と遊動輪速度との差と駆動輪加速度の最大値
ωRMAXとの積ΔＶω・ωRMAXとの関係を示すグラフ、
第７図は高μ路、低μ路における駆動輪速度と駆動輪加
速度のタイミングチャートをそれぞれ表わす。 ８……主スロットルバルブ ９……アクセルペダル 10……副スロットルバルブ 11……DCモータ 12……主スロットルセンサ 13……副スロットルセンサ 24……左駆動輪速度センサ 25……右駆動輪速度センサ 30……電子制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動輪の回転状態を検出する駆動輪回転状
   態検出手段と、 該検出された駆動輪の回転状態に基づいて上記駆動輪の
   スリップ状態を検出するスリップ状態検出手段と、 上記駆動輪のスリップ状態が検出されたとき、上記駆動
   輪のスリップを抑制するようエンジンの吸気系に設けた
   スロットルバルブの開閉制御を行う開閉制御手段とを備
   える車両の加速スリップ制御装置において、 上記開閉制御手段によるスロットルバルブの開閉制御が
   実行されているとき、上記駆動輪回転状態検出手段の検
   出結果に基づき駆動輪加速度の最大値を検出する最大加
   速度検出手段と、 該検出された駆動輪加速度の最大値が大きいほど、路面
   の摩擦係数が小さいと推定して、上記開閉制御の内、当
   該スロットルバルブの開速度を遅くなるように制御する
   開速度制御手段とを有することを特徴とする車両の加速
   スリップ制御装置。