JP2008222008A - 車両用トラクションコントロール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スリップが発生していないときに発進加速度を十分に得ることができるトラクションコントロール装置を提供すること。
【解決手段】 車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、車両に作用する加速度から前後加速度を検出する加速度検出手段と、全輪駆動時に前記前後加速度から車体速度を算出する車体速度算出手段と、前記車輪速度と前記車体速度とを比較し、前記車体速度に対して前記車輪速度が大きくなるスリップを検出したときに前記車輪速度の抑制を行う車輪速度抑制手段と、を備えた車両用トラクションコントロール装置において、車両の駆動出力から前後加速度を推定する加速度推定手段と、検出した前記車両の前後加速度と、車両の駆動出力から推定した前後加速度と、を比較し大きい方を車両の前後加速度として選択する加速度選択手段と、を設けた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、全輪駆動車両に搭載した車両用トラクションコントロール装置に関する。

この種の技術としては、特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報では、加速度センサが検出する加速度に基づいて車体速度を推定している。
特開平６−１０７１４２号公報

２輪駆動車両にあっては、車体速度は従動輪の車輪速度と近い値を示すため、従動輪の車輪速度に基づいて車体速度を算出する。一方、全輪駆動車両の場合、全てが駆動輪であるため従動輪が存在しない。そこで、加速度センサを用いて車体速度を算出する。しかしながら、加速度センサは降坂路等においては、実際の車両の路面に対する加速度に対して小さな加速度が検出されてしまうため、車体速度が小さく算出されてしまう。

車両発進時に車体速度に対して車輪速度が大きくなるスリップが発生したときに車輪速度を抑制するトラクションコントロール装置において、降坂路等において車体速度が小さく算出されてしまうと、算出した車体速度に対して車輪速度が大きくなってしまい、スリップが発生していないにも関わらず車輪速度を抑制するトラクションコントロールが働いてしまうおそれがあった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、スリップが発生していないにも関わらずトラクションコントロールが誤動作することを抑制することができる車両用トラクションコントロール装置を提供することである。

上記目的を達成するため、車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、車両に作用する加速度から前後加速度を検出する加速度検出手段と、全輪駆動時に前記前後加速度から車体速度を算出する車体速度算出手段と、前記車輪速度と前記車体速度とを比較し、前記車体速度に対して前記車輪速度が大きくなるスリップを検出したときに前記車輪速度の抑制を行う車輪速度抑制手段と、を備えた車両用トラクションコントロール装置において、車両の駆動出力から前後加速度を推定する加速度推定手段と、検出した前記車両の前後加速度と、車両の駆動状態を表す出力から推定した前後加速度とを比較し大きい方を車両の前後加速度として選択する加速度選択手段と、を設けた。

よって、本発明のトラクションコントロール装置においては、スリップが発生していないにも関わらずトラクションコントロールが誤動作することを抑制することができる。

以下、本発明の車両用トラクションコントロール装置を実現する最良の形態を、実施例１において説明する。

［４輪駆動車両の構成の概要］
まず、本発明の車両用トラクションコントロール装置が適用された４輪駆動車両１の構成について説明する。図１は４輪駆動車両１の構成を示すシステム図である。
４輪駆動車両１の駆動系は、原動機であるエンジン２と、エンジン２で発生した動力を車輪３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬに伝達するプロペラシャフト８およびドライブシャフト４ＦＲ，４ＦＬ，４ＲＲ，４ＲＬと、ドライブシャフト４ＦＲ，４ＦＬ，４ＲＲ，４ＲＬへの駆動力を配分を行う駆動力配分装置５Ｆ，５Ｒから構成されている。

４輪駆動車両１の制動系は、ブレーキペダル６と、このブレーキペダル６に入力された踏力に応じて液圧を発生させるマスタシリンダ７と、ポンプにより液圧を発生させるとともに、ソレノイドバルブによって各車輪３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬのホイルシリンダ９ＦＲ，９ＦＬ，９ＲＲ，９ＲＬに供給する液圧を調整するブレーキアクチュエータユニット１０とから構成されている。
４輪駆動車両１の制御系は、エンジン２を制御するエンジンコントロールユニット１１、駆動力配分装置５Ｆ，５Ｒを制御する駆動力配分コントロールユニット１２、ブレーキアクチュエータユニット１０を制御するブレーキコントロールユニット１５から構成されている。

ブレーキコントロールユニット１５には、車輪速度を検出する車輪速度センサ１３ＦＲ，１３ＦＬ，１３ＲＲ，１３ＲＬと、４輪駆動車両１の前後方向の加速度を検出する加速度センサ１４からの検出値を入力するとともに、エンジンコントロールユニット１１、駆動力配分コントロールユニット１２と相互通信を行う。そして、入力された各種情報に基づいてブレーキアクチュエータユニット１０を制御して、各車輪３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬのホイルシリンダ９ＦＲ，９ＦＬ，９ＲＲ，９ＲＬに液圧を供給する。なお、車輪速度センサ１３は本発明の車輪速度検出手段に相当する。また、加速度センサ１４は本発明の加速度検出手段に相当する。
エンジンコントロールユニット１１は、アクセルペダルの踏み込み量に応じてエンジン２のスロットル開度やエンジン２の単位時間当りの燃料噴射量等を監視する。

４輪駆動車両１では、ドライバによって４輪駆動固定選択モードと２輪駆動固定選択モードと４輪-２輪駆動自動選択モードを選択することができる。４輪駆動固定選択モードでは、駆動力配分コントロールユニット１２によって常に４つの車輪３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬに動力を伝達するように制御される。２輪駆動固定選択モードでは、駆動力制御装置１０によって前輪の２つの車輪３ＦＲ，３ＦＬに動力を伝達するように制御される。４輪-２輪駆動自動選択モードでは、駆動力制御装置１０によって走行状態に応じて、４輪駆動と２輪駆動とを切り替えるように制御される。

［トラクションコントロールシステムについて］
実施例１の４輪駆動車両１では、発進時に車輪３がスピンすると、ブレーキアクチュエータユニット１０によってスピンした車輪３のホイルシリンダ９に液圧を供給して車輪３のスピンの発生を抑制する。なお、ブレーキアクチュエータユニット１０は本発明の車輪速度抑制手段に相当する。
車輪３にスピンが発生したことは、車体速度に対して車輪速度が大きくなったと判断することで検出することができる。２輪駆動時には従動輪の車輪速度は車体速度とほぼ一致するため、従動輪の車輪速度から車体速度を求める。４輪駆動時には全車輪が駆動輪であるため、加速度センサ１４が検出した加速度から車体速度を求める。

［加速度センサの誤差によるスリップ誤判断について］
加速度センサ１４は４輪駆動車両１の前後方向の加速度を検出する。４輪駆動車両１には、４輪駆動車両１自体が加減速するときに発生する加速度のほか、地球からの重力加速度も作用する。加速度センサ１４は４輪駆動車両１の前後方向の加速度を検出するようにしているため、平坦路では４輪駆動車両１自体が加減速するときに発生する加速度のみを検出することができる。しかしながら勾配のある道路では、４輪駆動車両１の前後方向の加速度に重力加速度が含まれるため、４輪駆動車両１自体が加減速するときに発生する加速度のみを検出することができないことがある。特に降坂路において４輪駆動車両１が発進する場合には、加速度センサ１４が検出する加速度は４輪駆動車両１自体が発生する加速度よりも小さい値が検出されてしまう。

前述のように、４輪駆動車両１は加速度センサ１４が検出した加速度から車体速度を求める。降坂路においては４輪駆動車両１自体が発生する加速度よりも小さい値によって車体速度が求められることとなるため、求められた車体速度は実際の４輪駆動車両１の車体速度よりも小さな値となる。また車体速度に対して車輪速度が大きくなると車輪３にスピンが発生したと判断する。そのため、実際には車輪３にスリップが発生していないにも関わらずスリップが発生したと判断してしまい、車輪３の回転を抑制しようとしてブレーキアクチュエータユニット１０によって車輪３のホイルシリンダ９に液圧が供給されて、ドライバの意図と関わらず４輪駆動車両１の速度を抑えてしまう。

そこで実施例１の４輪駆動車両１では、４輪駆動時であって車両発進時には、車体速度を加速度センサ１４が検出した前後方向加速度とは別途に、エンジントルクから前後加速度を算出し、加速度センサ１４が検出した前後方向加速度とエンジントルクから算出した前後加速度のうち大きい方を用いて車体速度を求めるようにした。

［車体速度算出処理］
図２はブレーキコントロールユニット１５において行われる車体速度算出処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップについて説明する。
ステップＳ１では、エンジンコントロールユニット１１からエンジン２の出力するエンジントルクを読み込み、ステップＳ２へ移行する。
ステップＳ２では、車輪速度センサ１３から各車輪３の車輪速度を読み込み、ステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では、加速度センサ１４から前後方向加速度を読み込み、ステップＳ４へ移行する。
ステップＳ４では、駆動モードを読み込み、ステップＳ５へ移行する。駆動モードとは、前述のドライバによって選択される４輪駆動固定選択モードと２輪駆動固定選択モードと４輪-２輪駆動自動選択モードのことを示す。
ステップＳ５では、車輪速度のセレクトローセカンド値を作成して、ステップＳ６へ移行する。車輪速度のセレクトローセカンド値とは、各車輪３の車輪速度のうち下から２番目の車輪速度の値を示す。

ステップＳ６では、車両の駆動状態の出力に相当するエンジントルクから４輪駆動車両１の前後加速度を算出し、ステップＳ７へ移行する。エンジン２の出力であるエンジントルクと、そのときの路面摩擦力が分かれば４輪駆動車両１自体の加速による前後方向加速度を推定することができる。ここでは事前に設定された路面摩擦力を基に前後方向加速度を算出する。算出される前後加速度は、平坦路においては加速度センサ１４が検出する前後方向加速度の方が大きくなるように設定する。なお、ステップＳ６は本発明の加速度推定手段に相当する。

ステップＳ７では、選択された駆動モードが４輪駆動固定選択モードであって、かつ車両発進状態であるか否かを判断し、条件を満たす場合にはステップＳ８へ移行し、条件を満たさない場合にはステップＳ１０へ移行する。
ステップＳ８では、加速度センサ１４が検出した前後加速度とエンジントルクから算出した前後加速度とを比較して大きい方を４輪駆動車両１の前後加速度として選択して設定し、ステップＳ１０へ移行する。ここでは通常、平坦路では加速度センサ１４が検出した前後加速度が選択され、降坂路ではエンジントルクから算出した前後加速度が選択される。なお、ステップＳ８は本発明の加速度選択手段に相当する。

ステップＳ９では、４輪駆動車両１自体の加速による前後加速度を加速度センサ１４が検出した前後加速度に設定し、ステップＳ１０へ移行する。
ステップＳ１０では、４輪駆動車両１の前後加速度を積分して車体速度とし、ステップＳ１１へ移行する。
ステップＳ１１では、車輪速度のセレクトローセカンド値とステップＳ１０において４輪駆動車両１の前後加速度から算出された車体速度とを比較して小さい方を４輪駆動車両１の車体速度として選択し、処理を終了する。

［実施例１の構成に基づく作用］
実施例１の車両用トラクションコントロール装置が適用された４輪駆動車両１では、４輪駆動時であって車両発進時には、車体速度を加速度センサ１４が検出した前後方向加速度とは別途に、エンジントルクから前後加速度を算出し、加速度センサ１４が検出した前後方向加速度とエンジントルクから算出した前後加速度とを比較して大きい方を用いて車体速度を求めるようにした。そして、この車体速度と車輪速度とから車輪３のスリップを検出し、車輪３がスリップしたときはブレーキアクチュエータユニット１０によってスピンした車輪３のホイルシリンダ９に液圧を供給して車輪３のスピンの発生を抑制するようにした。

そのため、降坂路において４輪駆動による車両発進時においても、前後加速度から車体速度をより正確に算出することが可能となる。よって、ドライバの発進意図と関わらずブレーキアクチュエータユニット１０によって車輪３のホイルシリンダ９に液圧を供給することなく、スムーズに４輪駆動車両１を発進させることができる。

［実施例１の効果］
実施例１の効果について説明する。
（１）ブレーキコントロールユニット１５において、車両のエンジントルクから前後加速度を推定し（ステップＳ６）、加速度センサ１４が検出した車両の前後加速度と、エンジントルクから推定した前後加速度とを比較し大きい方を車両の前後加速度として選択（ステップＳ８）した。この選択した前後加速度によって車体速度を算出して、車輪速度と車体速度とを比較し、車体速度に対して車輪速度が大きくなるスリップを検出したときには、ブレーキアクチュエータユニット１０によって、スリップが発生した車輪３の速度の抑制するようにホイルシリンダ９にブレーキ液圧を供給するようにした。

そのため、降坂路において４輪駆動による車両発進時においても、前後加速度から車体速度をより正確に算出することが可能となる。よって、ドライバの発進意図と関わらずブレーキアクチュエータユニット１０によって車輪３のホイルシリンダ９に液圧を供給することなく、スムーズに４輪駆動車両１を発進させることができる。

（２）エンジントルクを検出するエンジンコントロールユニット１１を備え、エンジントルクが大きいほど推定する車両の前後加速度を大きい値と推定する（ステップＳ６）ようにした。
そのため、路面の勾配に関わらず、路面に対する車両の前後加速度を算出することが可能となり、車体速度をより正確に算出することができる。

［他の実施例］
以上、本願発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

例えば、実施例１ではエンジントルクから４輪駆動車両１の前後加速度を算出したが、ドライバのアクセルペダルの踏み込み量や、エンジン２のスロットル開度や、エンジン２の単位時間当りの燃料噴射量から前後加速度を算出するようにしても良い。このアクセルペダルの踏み込み量、エンジン２のスロットル開度、エンジン２の単位時間当りの燃料噴射量はエンジンコントロールユニット１１によって検出することが可能である。

更に、上記実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。

（イ）請求項１に記載の車両用トラクションコントロール装置において、
ドライバのアクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段を備え、
前記加速度推定手段は、前記アクセルペダルの操作量が大きいほど推定する車両の期待前後加速度を大きい値とすることを特徴とする車両用トラクションコントロール装置。
そのため、路面の勾配に関わらず、路面に対する車両の前後加速度を算出することが可能となり、車体速度をより正確に算出することができる。

（ロ）請求項１に記載の車両用トラクションコントロール装置において、
スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、
前記加速度推定手段は、前記スロットル開度が大きいほど推定する車両の前後加速度を大きい値とすることを特徴とする車両用トラクションコントロール装置。
そのため、路面の勾配に関わらず、路面に対する車両の前後加速度を算出することが可能となり、車体速度をより正確に算出することができる。

（ハ）請求項１に記載の車両用トラクションコントロール装置において、
エンジンの単位時間当りの燃料噴射量を検出する燃料噴射量検出手段を備え、
前記加速度推定手段は、前記単位時間当りの燃料噴射量が多いほど推定する車両の前後加速度を大きい値とすることを特徴とする車両用トラクションコントロール装置。
そのため、路面の勾配に関わらず、路面に対する車両の前後加速度を算出することが可能となり、車体速度をより正確に算出することができる。

（ニ）請求項１に記載の車両用トラクションコントロール装置において、
エアフロメータの吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段を備え、
前記加速度推定手段は、前記吸入空気量が多いほど推定する車両の前後加速度を大きい値とすることを特徴とする車両用トラクションコントロール装置。
そのため、路面の勾配に関わらず、路面に対する車両の前後加速度を算出することが可能となり、車体速度をより正確に算出することができる。

実施例１の４輪駆動車両の構成を示す図である。 実施例１のブレーキコントロールユニットにおいて行われる車体速度算出処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

２ エンジン
３ＦＲ，３ＦＬ，３ＲＲ，３ＲＬ 車輪
５Ｆ，５Ｒ 駆動力配分装置
６ ブレーキペダル
９ＦＲ，９ＦＬ，９ＲＲ，９ＲＬ ホイルシリンダ
１０ ブレーキアクチュエータユニット
１１ エンジンコントロールユニット
１３ＦＲ，１３ＦＬ，１３ＲＲ，１３ＲＬ 車輪速度センサ
１４ 加速度センサ
１５ ブレーキコントロールユニット

Claims (2)

1. 車輪速度を検出する車輪速度検出手段と、
   車両に作用する加速度から前後加速度を検出する加速度検出手段と、
   全輪駆動時に前記前後加速度から車体速度を算出する車体速度算出手段と、
   前記車輪速度と前記車体速度とを比較し、前記車体速度に対して前記車輪速度が大きくなるスリップを検出したときに前記車輪速度の抑制を行う車輪速度抑制手段と、
   を備えた車両用トラクションコントロール装置において、
   車両の駆動状態を表す出力から前後加速度を推定する加速度推定手段と、
   検出した前記車両の前後加速度と、車両の駆動出力から推定した前後加速度と、を比較し大きい方を車両の前後加速度として選択する加速度選択手段と、
   を設けたことを特徴とする車両用トラクションコントロール装置。
2. 請求項１に記載の車両用トラクションコントロール装置において、
   エンジン出力を検出するエンジン出力検出手段を備え、
   前記加速度推定手段は、前記エンジン出力が大きいほど推定する車両の前後加速度を大きい値とすることを特徴とする車両用トラクションコントロール装置。

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