JPH0734186Y2

JPH0734186Y2 - 車両の走行制御装置

Info

Publication number: JPH0734186Y2
Application number: JP1988044151U
Authority: JP
Inventors: 徹山本; 緑郎宮城
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-03-30
Filing date: 1988-03-30
Publication date: 1995-08-02
Anticipated expiration: 2003-03-30
Also published as: JPH01145954U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、車両の走行制御装置に係り、詳しくは加減速
時のドライバビリティの向上を図った走行制御装置に関
する。

（従来の技術）一般に、エンジンに対する要求出力が変化した際には、
その要求程度に応じて応答性よく燃料供給量を制御する
ことが必要であり、これは特に過渡運転時における空燃
比に影響を与え、ドライブフィーリングや排気組成等の
運転性能を左右する。

ここで、近時マイクロコンピュータ応用技術等の発展に
伴い、車両においても、変速機（変速比）の制御、走行
速度の制御、スキッドコントロール（横すべりに対する
制御）、車両制御など、主として車両の走行状態を希望
する状態に保つための制御（以下、単に走行制御とい
う）が種々試みられており、安全性と快適性をより高い
レベルで達成しようとする傾向にある。駆動輪から路面
へ伝達されるトルクを最大にする制御、いわゆるトラク
ションコントロールもこのような走行制御のうちの一つ
であり、トラクションコントロールを実現するためには
駆動輪が過回転（ホイルスピン）した時には速やかに発
生トルクを抑制する必要がある。

従来のこの種の走行制御を行う装置としては、例えば特
開昭62-126233号公報に記載されたものがあり、第２図
のように示される。この装置では、エンジン１の吸気通
路２に通常の第１スロットルバルブ３を設けるととも
に、その上流側にトラクションコントロール用の第２ス
ロットルバルブ４を設けている。第１スロットルバルブ
３はアクセルペダル５の踏込量によって開閉駆動されて
おり、その開度量はスロットル開度センサ６によって検
出され開度信号Cvがコントロールユニット７に出力され
る。その他のセンサとしては吸気量センサ８、クランク
角センサ９および水温センサ10があり、それぞれのセン
サから検出される吸気信号Qa、角度信号Ｎおよび水温信
号T_Wがコントロールユニット７に入力されている。コン
トロールユニット７はこれらのセンサ情報に基づいてエ
ンジン１の燃料供給量および点火時期を制御する噴射信
号Siおよび点火信号Spを出力する。第２スロットルバル
ブ４はトラクションコントロールユニット11から出力さ
れる制御信号S_Tによって制御されており、トラクション
コントロールユニット11には前輪および後輪にそれぞれ
取り付けられた車輪速センサ12、13から車輪スピード信
号S_S1、S_S2が入力されている。トラクションコントロー
ルユニット11はこれらの車輪スピード信号S_S1、S_S2に基
づいて駆動輪のスリップ状態を検出し、スリップ状態が
発生したとき第２スロットルバルブ４を閉側に操作して
吸気量を低下させている。すなわち、このトラクション
コントロール用の第２スロットルバルブ４を開閉制御す
ることにより吸入空気量を制御してエンジン１の出力を
低下させる。そして、これにより車両の駆動力が減少
し、例えば路面凍結時の発進性の確保や駆動軸トルクが
路面摩擦力を超えてタイヤがスリップし車両が縦、横方
向へ滑るという不具合の防止がなされる。また、車両の
スリップ制御中は加速時の増量補正を禁止して空燃比の
オーバリッチを防止しようとしている。

（考案が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来の車両の走行制御装置に
あっては、通常の運転時は第１スロットルバルブの開度
量を検出して空燃比の制御を行うとともに、駆動輪がス
リップしたときはアクセル踏込量に関係なくトラクショ
ンコントロール用の第２スロットルバルブの開度を閉じ
側に制御してエンジン出力を低下させる構成となってい
たため、スリップ状態が発生したとき次のような問題が
発生していた。

例えば、車両がスリップ中にドライバーがアクセルを急
激に踏み込んだ場合、第２スロットルバルブは閉じ側に
操作されており、第１スロットルバルブが開き側に操作
されても吸気量は増加せず、その開度量だけがスロット
ル開度センサで検出される。そして、コントロール側で
は、この開度量に基づいて燃料供給量が決定されて、エ
ンジンに供給する燃料が急激に増量される。このため、
気筒内はオーバリッチとなって失火状態となり、衝撃
音、振動等が発生しドライバビリティの悪化となる。勿
論、吸入空気量を直接的に検出できるエアーフローセン
サを用いれば、吸気管内の実際の吸入空気量に基づいて
燃料供給量を決定でき、上述のような不都合を生じない
のであるが、かかるエアーフローセンサは、スロットル
開度センサに比べて高価であるばかりか、スロットルバ
ルブの開度変化に対して相応の時間遅れが避けられない
吸入空気量を検出するので、特に敏速な制御を要求され
るトラクションコントロールへの適用は、制御応答性の
面で不適当である。また、特開昭62-126233号公報に記
載されているように、２つの絞弁のそれぞれに開度セン
サを設け、各開度センサからの出力をコンパレータで電
気的に比較して、小開度側の開度値を採用するようにし
たものも知られているが、かかる公知例では、開度セン
サが２個も必要で、コストアップを否定できないばかり
か、純電気的な判定を行うために、信頼性の点で充分な
ものではない。

（考案の目的）そこで本考案は、コストアップを招くことなく、充分な
制御応答性と充分な信頼性を確保しつつ、加減速時の過
渡的に変化する運転状態に応じてエンジン出力を滑らか
に制御して、ドライバビリティを向上させることを目的
としている。

（課題を解決するための手段）本考案による車両の走行制御装置は上記目的達成のた
め、アクセルの踏込量に応じて回転し、エンジンの吸気
通路を開閉する第１絞弁と、駆動輪のスリップ量に応じ
て回転し、前記吸気通路を開閉する第２絞弁とを、前記
吸気通路に直列に設けると共に、前記第１絞弁を閉方向
に付勢する第１スプリングと、前記第１絞弁の開閉に連
動して第１絞弁の軸廻りに、該第１絞弁の軸と一体的に
旋回する第１ストッパと、該第１絞弁の軸と同一中心線
上にあって自由回動する軸と、該自由回動する軸に固定
され、該軸の回動に伴って、該第１ストッパの旋回軌道
と同一の軌道上を旋回し、かつ、少なくとも、該旋回軌
道の旋回半径に相当する長さを持つ当接面を有する第２
ストッパと、該第２ストッパを前記第１ストッパへ当接
させるため、前記第１スプリングよりも弱い力で第２ス
トッパを前記第１絞弁の開方向に付勢する第２スプリン
グと、前記第１ストッパの旋回軌道の旋回半径よりも小
さな旋回半径を有する別の旋回軌道上に位置し、かつ、
前記第２絞弁の閉方向への動きに伴って、前記第２スト
ッパへと接近するように動き、該第２のストッパに当接
したときに前記第２ストッパの前記第１絞弁の開方向へ
の動きを規制する第３ストッパと、前記第２ストッパの
旋回量を検出する開度検出手段とを備え、前記開度検出
主段の出力に基づいてエンジンの燃料供給量又は点火時
期をコントロールすることを特徴とする。

（作用）まず、第１絞弁の開度が小さい場合について、その作用
を説明する。典型的には、第１絞弁が全閉状態で、第２
絞弁が全開状態の場合である。この場合、第１ストッパ
及び第３ストッパは、第１絞弁及び第２絞弁のそれぞれ
の開度に対応した位置にある。たとえば、第１絞弁及び
第２絞弁の開度を０度から（全閉）から90度（全開）ま
でとすると、第１ストッパは０度（全閉）の位置にあ
り、第３ストッパは90度（全開）の位置にある。このと
き、第２ストッパの旋回方向の前方側に最も近く位置す
るのは、第１ストッパであり、この第１ストッパと第２
ストッパとが当接し、第２ストッパの旋回運動が第１ス
トッパによって規制される。したがって、このときの第
２ストッパの位置は、第１ストッパの位置（すなわち第
１絞弁の開度）に一致するから、結局、開度検出手段に
よって、開度の小さい方の第１絞弁の開度が検出される
ことになる。

一方、第２絞弁の開度が小さい場合、典型的には第１絞
弁が全開状態で、第２絞弁が全閉状態の場合には、第１
ストッパは90度（全開）の位置にあり、第３ストッパは
０度（全閉）の位置にある。このとき、第２ストッパの
旋回方向の前方側に最も近く位置するのは、第３ストッ
パであり、この第３ストッパと第２ストッパとが当接
し、第２ストッパの旋回運動が第３ストッパによって規
制される。したがって、このときの第２ストッパの位置
は、第３ストッパの位置（すなわち第２絞弁の開度）に
一致するから、結局、開度検出手段によって、開度の小
さい方の第２絞弁の開度が検出されることになる。

上記構成による作用は以上のとおりであるが、理解を助
けるために便宜的に、上記構成の各要素に第１図の符合
を付して再度説明すると、まず、第１ストッパ（33）の
旋回位置は、第１絞弁（23）の開閉位置に対応する。ま
た、第２ストッパ（34）は、この第２ストッパ（34）と
第３ストッパ（39）が当接しない限り、第１ストッパ
（33）との当接関係を保つから、第２ストッパ（34）の
旋回位置は、第１ストッパ（33）の旋回位置と同じであ
る。したがって、第２ストッパ（34）と第３ストッパ
（39）が当接しない限り、第２ストッパ（34）の旋回位
置は、第１絞弁（23）の開閉位置に対応する。

一方、第３ストッパ（39）は、第２絞弁（24）の閉方向
への動きに伴って第２ストッパ（34）へと接近し、遂に
は、第２ストッパ（34）に当接するが、この当接した瞬
間の第２ストッパ（34）の旋回位置は、第１絞弁（23）
と第２絞弁（24）の双方の開閉位置に対応する（すなわ
ち二つの絞弁の開度は同一）。

そして、さらに第２絞弁（24）を絞り込むと、第３スト
ッパ（39）と第２ストッパ（34）の当接が強まり、第２
ストッパ（34）の第１絞弁（23）の開方向への動きが規
制され、第２ストッパ（34）と第１ストッパ（33）の当
接関係が解除される結果、第２ストッパ（34）の旋回位
置は、第２絞弁（24）の開閉位置のみに対応するものに
なる。このときの第２絞弁（24）の開度は、第１絞弁
（23）の開度よりも明らかに小さいから、上記構成によ
り、二つの絞弁のうちの開度の小さい方を選択できるの
である。

（実施例）以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案に係る車両の走行制御装置の一実施例を
示す全体構成図である。

まず、構成を説明する。第１図において、20はエンジン
であり、吸入空気は吸気通路21を通してエンジン20の気
筒に供給され、燃料は噴射信号Siに基づいてインジェク
タ（図示略）により噴射される。そして、気筒内の混合
気は点火信号Spに基づいて点火プラグ（図示略）の放電
作用によって着火、爆発し、排気となって排気管を通し
て外部に排出される。

ここで、吸入空気の流れはアクセルペダル22に連動する
吸気通路21内のスロットルバルブ（第１絞弁）23により
制御され、スロットルバルブ23は、アクセルペダル22の
リターンスプリング（第１スプリング）22Aによって開
方向に付勢されている。スロットルバルブ23の上流側の
吸気通路21内にはトラクションコントロール（以下、TC
Sとする）用スロットルバルブ（第２絞弁）24が配設さ
れており、TCS用スロットルバルブ24はシャフト25を介
してその一端部に連結されたTCS用モータ26により制御
される。TCS用スロットルバルブ24は通常は全開状態に
あり、TCSコントロールユニット27からの制御信号S_TVに
よりTCS用モータ26は所定角度回転し、それに連動してT
CS用スロットルバルブ24を図中矢印方向に閉じる。TCS
コントロールユニット27には車両の前輪および後輪のス
ピードを検出する車輪速センサ28、29からの検出信号S
_S1、S_S2が入力されており、TCSコントロールユニット27
はこれらの検出信号S_S1、S_S2に基づいて車輪のスリップ
状態を判断し、前記制御信号S_TVを出力する。アクセル
ペダル22の踏込量はシャフト（第１絞弁の軸に相当）30
を介してスロットルバルブ23に伝達されるとともに、ス
ロットルバルブ23の開度量はシャフト30に挿通されたセ
ンサシャフト（自由回動する軸に相当）31を介してスロ
ットル開度センサ（開度検出手段）32に伝達される。ス
ロットル開度センサ32はこの開度量を開度信号Cvとして
出力する。シャフト30およびセンサシャフト31にはスト
ッパ33、34が設けられており、ストッパ（第２ストッ
パ）34はスプリング（第２スプリング）35によってスロ
ットルバルブ23の開方向（図中矢印）に引かれストッパ
33に当接する。このストッパ（第１ストッパ）33、34に
よりスロットルバルブ23の開度量がスロットル開度セン
サ（開度検出手段）32に伝達される。シャフト31には第
１歯車36が回転自在に挿通されており、第１歯車36には
第２歯車37およびシャフト25の他端部に取り付けられた
第３歯車38を介してTCS用モータ26の回転力が伝達され
る。第１歯車36、第２歯車37および第３歯車38のギヤ比
はそれぞれ1:1である。また、第１歯車36にもストッパ
（第３ストッパ）39が取り付けられており、ストッパ39
の位置は通常の運転状態ではTCS用スロットルバルブ24
の全開位置で固定されており、この固定位置はスロット
ルバルブ23が全開位置になったときのシャフト31のスト
ッパ34と当接するように調整されている。さらに、スト
ッパ39がストッパ34に当接する位置はスプリング35の取
り付け位置の下側である。すなわち、シャフト25、シャ
フト30、シャフト31、ストッパ33、ストッパ34、スプリ
ング35、第１歯車36、第２歯車37、第３歯車38およびス
トッパ39は全体として補正手段40を構成する。41はコン
トロールユニットであり、前記開度信号Cvの他に吸気セ
ンサ42、クランク角センサ43および水温センサ44から吸
気信号Qa、角度信号Ｎ、水温信号T_Wが入力されている。
コントロールユニット41はこれらの各信号Cv、Qa、Ｎお
よびT_Wに基づいて前記噴射信号Siおよび点火信号Spを算
出し出力する。

次に、作用を説明する。

まず、通常の運転状態について述べる。

エンジン20の吸気量はドライバーによるアクセルペダル
22の踏込量に応じて連動するスロットルバルブ23の開度
量によって制御され、この開度量がシャフト30のストッ
パ33およびシャフト31のストッパ34を介してスロットル
開度センサ32に伝達されて、開度信号Cvがコントロール
ユニット41に出力される。コントロールユニット41では
吸気信号Qaと角度信号Ｎに基づいて基本噴射量が演算さ
れ、開度信号Cvと水温信号T_Wに基づいて噴射量補正値が
演算されて、これらの基本噴射量と噴射量補正値から最
終の噴射信号Siが決定される。また、角度信号Ｎに基づ
いて点火時期を制御する点火信号Spが決定される。そし
て、噴射信号Siおよび点火信号Spがエンジン20のインジ
ェクタおよび点火プラグに出力され、エンジン20の回転
数が制御されて、前記アクセルペダル22の踏込量に応じ
たトルクが図外の駆動輪に伝達される。

すなわち、通常の運転状態ではスロットルバルブ23の全
閉から全開までの開度量がスロットル開度センサ32によ
って検出されており、この開度信号Cvに基づいてエンジ
ン20の出力が制御される。また、TCS用スロットルバル
ブ24は全開位置で固定されているため、吸気通路21内の
吸気量はTCS用スロットルバルブ24によって制御されな
い。

次に、スリップが発生したときについて述べる。駆動輪
のスリップ状態は車輪速センサ28、29によって検出され
る前輪および後輪の速度がTCSコントロールユニット27
内に記憶された所定の車輪速度と比較演算されて判断さ
れる。駆動輪スリップ状態にあると判断されたとき、TC
Sコントロールユニット27から制御信号S_TVが出力され、
この制御信号S_TVによってTCS用モータ26が駆動されて、
TCS用スロットルバルブ24が全開位置から閉じ側に操作
される。これにより吸気量が減少し、アクセルペダル22
の踏込量に関係なくエンジン20の出力を低下させて、駆
動輪に伝達する駆動トルクを低下させる。その結果、駆
動輪のスリップ距離が抑制される。

このとき、TCS用スロットルバルブ24が全閉位置に操作
されると、その回転力がシャフト25、第３歯車38および
第２歯車37を介して第１歯車36に伝達され、第１歯車36
が閉方向に同量回動されるとともに、第１歯車36のスト
ッパ39も同様に閉じ側に回動される。このスリップ中に
ドライバーによってアクセルペダル22が急激に踏み込ま
れ（急加速状態）スロットルバルブ23が全開位置に操作
されると、シャフト31のストッパ34は第１歯車36のスト
ッパ39によって急加速前の位置に固定されるため、スロ
ットルバルブ23の開度量はスロットル開度センサ32に伝
達されない。このため、誤った開度信号Cvが出力され
ず、燃料量も急加速前の状態に維持される。

そして、TCS用スロットルバルブ24の操作によりスリッ
プ状態が回避された後、TCS用ストッパバルブ24はTCS用
モータ26によって再び全開位置に戻される。このTCS用
スロットルバルブ24の動きに伴って第１歯車36のストッ
パ39も全開位置に戻され、前記通常の運転状態に戻る。

したがって、従来と異なり補正手段40を設けたことによ
りスリップ中はTCS用スロットルバルブ24の停止位置、
すなわち、第１歯車36のストッパ39の位置によって、ス
ロットル開度センサ32の開度検出量が制限される。この
ため、スリップ中はTCS用スロットルバルブ24の有効と
なる開度量だけが補正手段40によってスロットル開度セ
ンサ32に伝達され、常に運転状態に応じた最適な開度量
が検出されるようにる。

その結果、誤った開度信号Cvが出力されず、運転状態に
応じて最適な燃料量が供給されるようになって、混合気
のオーバーリッチ化による失火状態の発生および失火状
態に伴う衝撃音、振動等の発生が防止される。

以上のように、スリップ中の急加速等の第１、第２絞弁
が相反する動きをしたときでも、スロットル開度センサ
32の開度検出量が補正手段40によって最適に補正され、
ドライバーの過渡的な要求に対するエンジン20の出力制
御が滑らかに行われる。すなわち、急加速および急減速
等のスリップ状態が発生し易い条件下における操縦性能
が向上し、ドライバビリティを向上させることになる。

（効果）本考案では、１個の開度センサで、２つの絞弁の開度の
うちの小開度の方を採用することができる。従って、２
個の開度センサやエアーフローセンサを使用するものに
比べ、コストの削減や充分な制御応答性を確保すること
ができると共に、開度比較の部分を機械的な構成とした
ので、充分な信頼性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る車両の走行制御装置の一実施例を
示す全体構成図、第２図は従来の車両の走行制御装置の
全体構成図である。 20……エンジン、21……吸気通路、22……アクセルペダ
ル、22A……リターンスプリング（第１スプリング）、2
3……スロットルバルブ（第１絞弁）、24……TCS用スロ
ットルバルブ（第２絞弁）、32……スロットル開度セン
サ（開度検出手段）、30……シャフト（第１絞弁の
軸）、31……センサシャフト（自由回動する軸）、33…
…ストッパ（第１ストッパ）、34……ストッパ（第２ス
トッパ）、35……スプリング（第２スプリング）、39…
…ストッパ（第３ストッパ）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】アクセルの踏込量に応じて回転し、エンジ
ン（20）の吸気通路（21）を開閉する第１絞弁（23）
と、駆動輪のスリップ量に応じて回転し、前記吸気通路
（21）を開閉する第２絞弁（24）とを、前記吸気通路
（21）に直列に設けると共に、前記第１絞弁（23）を閉方向に付勢する第１スプリング
（22A）と、前記第１絞弁（23）の開閉に連動して第１絞弁（23）の
軸（30）廻りに、該第１絞弁（23）の軸（30）と一体的
に旋回する第１ストッパ（33）と、該第１絞弁（23）の軸（30）と同一中心線上にあって自
由回動する軸（31）と、該自由回動する軸（31）に固定され、該軸（31）の回動
に伴って、該第１ストッパ（33）の旋回軌道と同一の軌
道上を旋回し、かつ、少なくとも、該旋回軌道の旋回半
径に相当する長さを持つ当接面を有する第２ストッパ
（34）と、該第２ストッパ（34）を前記第１ストッパ（33）へ当接
させるため、前記第１スプリング（22A）よりも弱い力
で第２ストッパ（34）を前記第１絞弁（23）の開方向に
付勢する第２スプリング（35）と、前記第１ストッパ（33）の旋回軌道の旋回半径よりも小
さな旋回半径を有する別の旋回軌道上に位置し、かつ、
前記第２絞弁（24）の閉方向への動きに伴って、前記第
２ストッパ（34）へと接近するように動き、該第２スト
ッパ（34）に当接したときに前記第２ストッパ（34）の
前記第１絞弁（23）の開方向への動きを規制する第３ス
トッパ（39）と、前記第２ストッパ（34）の旋回量を検出する開度検出手
段（32）とを備え、前記開度検出主段（32）の出力に基づいてエンジン（2
0）の燃料供給量又は点火時期をコントロールすること
を特徴とする車両の走行制御装置。