JP2543506B2

JP2543506B2 - 自動車のスリツプ制御装置

Info

Publication number: JP2543506B2
Application number: JP61173809A
Authority: JP
Inventors: 和俊信本; 靖裕原田; 満長岡; 俊弘松岡
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-07-25
Filing date: 1986-07-25
Publication date: 1996-10-16
Anticipated expiration: 2011-10-16
Also published as: JPS6331861A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、パワープラント系の駆動輪への出力トルク
を制御することにより、駆動輪の路面に対するスリップ
が過大になるのを防止するようにした自動車のスリップ
制御装置に関するものである。

（従来技術）駆動輪の路面に対するスリップが過大になることを防
止することは、自動車の推進力を効果的に得る上で、ま
たスピンを防止する等の安全性の上で効果的である。そ
して、駆動輪のスリップが過大になるのを防止するに
は、駆動輪への付与トルクを適正に制御すればよいこと
になる。

この種のスリップ制御を行うものとしては、従来、特
開哨58−16948号公報、あるいは特開昭60−56662号公報
に示すものがある。この両公報に開示されている技術
は、共に、駆動輪への付与トルクを制御するのに、ブレ
ーキによる駆動輪への制動力と、エンジンの発生トルク
低減とを利用して行うようになっている。より具体的に
は、特開昭58−16948号公報のものにおいて、駆動輪の
スリップが小さいときは駆動輪の制動のみを行う一方、
駆動輪のスリップが大きくなったときは、この駆動輪の
制動に加えて、エンジンの発生トルクを低下させるよう
になっている。また、特開昭60−56662号公報のものに
おいては、左右の駆動輪のうち片側のみのスリップが大
きいときは、このスリップの大きい片側の駆動輪のみに
対して制動を行う一方、左右両側の駆動輪のスリップが
共に大きいときは、両側の駆動輪に対して制動を行うと
共に、エンジンの発生トルクを低下させるようにしてい
る。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、パワープラント系の出力トルクを調整する
ことによりスリップ制御を行なう場合、駆動輪の路面に
対する実際のスリップ値が所定の目標スリップ値となる
ようにフィードバック制御するのが一般的である。スリ
ップ制御をフィードバック制御で行なったとき、駆動輪
の実際のスリップ値が十分低下したため駆動輪のスリッ
プ値を増大させるべくパワープラント系の出力トルクを
増大させるように制御しても、フィードバック制御の応
答遅れによりパワープラント系の出力トルク増大が遅れ
てしまい、駆動輪のスリップが過度に低下して車両の失
速を生じてしまうおそれがある。とりわけ、同じように
制御しても、パワープラント系の出力トルクの変化はブ
レーキによる制動力変化よりも応答性が悪いので、フィ
ードバック制御による応答遅れが重なると、上述したよ
うな駆動輪のスリップが過度に低下してしまう事態を生
じる可能性が高いものになる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもの
で、その目的は、駆動輪の実際のスリップ値が所定の目
標スリップ値となるようにエンジンを含むパワープラン
ト系の出力トルクをフィードバック制御した場合に、駆
動輪のスリップ値が過度に低下してしまう事態を防止で
きるようにした自動車のスリップ制御装置を提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段）前記目的を達成するため、本発明にあっては次のよう
な構成としてある。すなわち、第18図にブロック図的に
示すように、少なくともエンジンを含むパワープラント系の出力ト
ルクを調整するトルク調整手段と、駆動輪の路面に対するスリップ状態を検出するスリッ
プ検出手段と、前記スリップ検出手段で検出されるスリップが所定の
目標スリップ値となるように前記トルク調整手段をフィ
ードバック制御するスリップ制御手段と、前記スリップ検出手段で検出される駆動輪のスリップ
が前記目標スリップ値よりも小さい所定の第１スリップ
値以下となったとき、前記スリップ制御手段による抑制
に代えて、前記パワープラント系の出力トルクが増大す
るように前記トルク調整手段をオープンループ制御する
バックアップ制御手段と、前記スリップ検出手段で検出されるスリップが前記第
１スリップ値よりも大きい所定の第２スリップ値よりも
大きくなったときに、前記バックアップ制御手段による
制御を中止して前記スリップ制御手段により制御へ復帰
させる復帰手段と、を備えた構成としてある。

（発明の効果）本発明によれば、駆動輪の実際のスリップ値が目標ス
リップ値よりも小さい第１スリップ値以下になったとき
は、フィードバック制御に代えて応答性の優れたオープ
ンループ制御によるバックアップ制御によってパワープ
ラント系の出力トルクを増大させるので、駆動輪のスリ
ップが過度に低下してしまう事態が防止される。そし
て、駆動輪の実際のスリップ値が上記第１スリップ値よ
りも大きい第２スリップ値よりも大きくなった時点で、
フィードバック制御に復帰させるので、駆動輪のスリッ
プが再度過大になってしまう事態を防止する上でも好ま
しいものとなる。

（実施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。

全体構成の概要第１図において、自動車１は、駆動輪となる左右前輪
２、３と、従動輪となる左右後輪４、５との４つの車輪
を備えている。自動車１の前部には、パワープラント系
としてのエンジン６、クラッチ７、変速機８、デファレ
ンシャルギア９が塔載され、その出力トルクは左右のド
ライブシャフト10、11を介して、駆動輪としての左右の
前輪２、３に伝達される。このように、自動車１は、FF
式（フロントエンジン・フロントドライブ）のものとさ
れている。

エンジン６は、その吸気通路12に配設したスロットル
バルブ13によって、負荷制御すなわち発生トルクの制御
が行なわれるものとされている。より具体的には、エン
ジン６はガソリンエンジンとされて、その吸入空気量の
変化によって発生トルクが変化するものとされ、吸入空
気量の調整が、上記スロットルバルブ13によって行われ
る。そして、スロットルバルブ13は、スロットルアクチ
ュエータ14によって、電磁気的に開閉制御されるように
なっている。なお、スロットルアクチュエータ14として
は、例えばDCモータ、ステップモータ、油圧等の流体圧
によって駆動されて電磁気的に駆動制御されるもの等、
適宜のものによって構成し得る。

各車輪２〜５には、それぞれブレーキ21、22、23ある
いは24が設けられ、各ブレーキ21〜24は、それぞれディ
スクブレーキとされている。このディスクブレーキは、
既知のように、車輪と共に回転するディスク25と、キャ
リパ26とを備えている。このキャリパ26は、ブレーキパ
ッドを保持すると共に、ホイールシリンダを備え、ホイ
ールシリンダに供給されるブレーキ液圧の大きさに応じ
た力でブレーキパッドをディスク25に押し付けることに
より、制動力が発生される。

ブレーキ液圧発生源としてのマスタシリンダ27は、２
つの吐出口27a、27bを有するタンデム型とされている。
吐出口27aより伸びるブレーキ配管28は、途中で２本の
分岐管28aと28bとに分岐され、分岐管28aが右前輪用ブ
レーキ22（のホイールシリンダ）に接続され、分岐管28
bが左後輪用ブレーキ23に接続されている。また、吐出
口27bより伸びるブレーキ配管29が、途中で２本の分岐
管29aと29bとに分岐され、分岐管29aが左前輪用ブレー
キ21に接続され、分岐管29bが右後輪用ブレーキ24に接
続されている。このように、ブレーキ配管系が、いわゆ
る２系統Ｘ型とされている。そして、駆動輪となる前輪
用のブレーキ21、22に対する分岐管28a、29aには、制動
力調整手段としての電磁式液圧制御バルブ30あるいは31
が接続されている。勿論、マスタシリンダ27に発生する
ブレーキ液圧は、運転者Ｄによるブレーキペダル32の踏
込み量（踏込力）に応じたものとなる。

ブレーキ液圧制御回路第２図に示すように、前記液圧制御バルブ30、31は、
それぞれ、シリンダ41と、シリンダ41内に摺動自在に嵌
挿されたピストン42とを有する。このピストン42によっ
て、シリンダ41内が、容積可変室43と制御室44とに画成
されている。この容積可変室43は、マスタシリンダ27か
らブレーキ21（22）に対するブレーキ液圧の通過系路と
なっている。したがって、ピストン42の変位位置を調整
することにより、当該容積可変室43の容積が変更され
て、ブレーキ21（22）に対するブレーキ液圧を発生し得
ると共に、この発明したブレーキ液圧を増減あるいは保
持し得ることになる。

ピストン42は、リターンスプリング45により容積可変
室43の容積が大きくなる方向に常時付勢されている。ま
た、ピストン42には、チェックバルブ46が一体化されて
いる。このチェックバルブ46は、ピストン42が容積可変
室43の容積を小さくする方向へ変位したときに、当該容
積可変室43への流入口側を閉塞する。これにより、容積
可変室43で発生されるブレーキ液圧は、ブレーキ21（2
2）側へのみ作用して、従動輪としての後輪４、５のブ
レーキ23、24には作用しないようになっている。

ピストン42の変位位置の調整は、前記制御室44に対す
る制御液圧を調整することにより行われる。この点を詳
述すると、リザーバ47より伸びる供給管48が途中で２本
に分岐されて、一方の分岐管48Rがバルブ30の制御室44
に接続され、また他方の分岐管48Lがバルブ31の制御室4
4に接続されている。供給管48には、ポンプ49、リリー
フバルブ50が接続され、またその分岐管48L（48R）には
電磁開閉弁からなる供給バルブSV3（SV2）が接続されて
いる。各制御室44は、さらに排出管51Rあるいは51Lを介
してリザーバ47に接続され、排出管51L（51R）には、電
磁開閉弁からなる排出バルブSV4（SV1が接続されてい
る。

この液圧制御バルブ30（31）を利用したブレーキ時
（スリップ制御時）には、チェックバルブ46の作用によ
り、基本的には、ブレーキペダル32の操作によるブレー
キは働かないことになる。ただし、液圧制御バルブ30
（31）で発生されるブレーキ液圧が小さいとき（例えば
減圧中）は、ブレーキペダル32の操作によるブレーキが
働くことになる。勿論、液圧制御バルブ30（31）でスリ
ップ制御用のブレーキ液圧が発生していないときは、マ
スタシリンダ27とブレーキ21（22）は連通状態となるた
め、ブレーキペダル27の操作に起因して通常のブレーキ
作用が行われることになる。

各バルブSV1〜SV4は、後述するブレーキ用コントロー
ルユニットＵBによって開閉制御がなされる。ブレーキ2
1、22へのブレーキ液圧の状態と各バルブSV1〜SV4との
作動関係をまとめて、次表に示してある。

コントロールユニットの構成概要第１図において、Ｕはコントロールユニットであり、
これは大別して、前述したブレーキ用コントロールユニ
ットＵBの他、スロットル用コントロールユニットＵTお
よびスリップ制御用コントロールユニットＵSとから構
成されている。コントロールユニットＵBは、コントロ
ールユニットＵSからの指令信号に基づき、前述したよ
うに各バルブSV1〜SV4の開閉制御を行う。また、スロッ
トル用コントロールユニットＵTは、コントロールユニ
ットＵSからの指令信号に基づき、スロットルアクチュ
エータ14の駆動制御を行う。

スリップ制御用コントロールユニットＵSは、デジタ
ル式のコンピュータ、より具体的にはマイクロコンピュ
ータによって構成されている。このコントロールユニッ
トＵSには、各センサ（あるいはスイッチ）61〜68から
の信号が入力される。センサ61は、スロットルバルブ13
の開度を検出するものである。センサ62はクラッチ７が
締結されているか否かを検出するものである。センサ63
は変速機８の変速段を検出するものである。センサ64、
65は駆動輪としての左右前輪２、３の回転数を検出する
ものである。センサ66は従動輪としての左後輪４の回転
数すなわち車速を検出するものである。センサ67は、ア
クセル69の操作量すなわちアクセル開度を検出するもの
である。センサ68はハンドル70の操作量すなわち舵角を
検出するものである。上記センサ64、65、66はそれぞれ
例えばピックアップを利用して構成され、センサ61、6
3、67、68は例えばポテンショメータを利用して構成さ
れ、センサ62は例えばON、OFF的に作動するスイッチに
よって構成される。

なお、コントロールユニットＵSは、基本的にCPU、RO
M、RAM、CLOCKを備えており、その他、出入力インタフ
ェイスを備えると共に、入力信号、出力信号に応じてA/
DあるいはD/A変換器をも有するが、これ等の点について
はマイクロコンピュータを利用する場合における通常の
ものと変るところがないので、その詳細な説明は省略す
る。なお、以下の説明におけるマップ等は、制御ユニッ
トＵSのROMに記憶されているものである。

さて次に、コントロールユニットＵの制御内容につい
て順次説明するが、以下の説明で用いるすべり率Ｓは、
次式（１）によって定義するものとする。

ＷD：駆動輪（２、３）の回転数ＷL：従動輪（４）の回転数（車速）スロットル制御コントロールユニットＵTは、目標スロットル開度と
なるようにスロットルバルブ13（スロットルアクチュエ
ータ14）をフィードバック制御するものとなっている。
このスロットル制御の際、スリップ制御を行わないとき
は、運転者Ｄによって操作されたアクセル69の操作量に
1:1に対応した目標スロットル開度となるように制御
し、このときのアクセル開度とスロットル開度との対応
関係の一例を、第12図に示してある。また、コントロー
ルユニットＵTは、スリップ制御の際には、第12図に示
す特性にしたがうことなく、コントロールユニットＵS
で演算された目標スロットル開度Tnとなるようにスロッ
トル制御を行う。

コントロールユニットＵTを用いたスロットルバルブ1
3のフィードバック制御は、実施例では、エンジン６の
応答速度の変動を補償するため、PI−PD制御によって行
うようにしてある。すなわち、駆動輪のスリップ制御の
際には、現在のすべり率が目標すべり率に一致するよう
に、スロットルバルブ13の開度をPI−PD制御する。より
具体的には、スリップ制御の際の目標スロットル開度Tn
は、次式（２）によって演算される。

ＷL：従動輪（４）の回転数ＷD：駆動輪（２、３）の回転数ＫP：比例定数ＫI：積分定数ＦP：比例定数ＦD：微分定数ＳET：目標すべり率（スロットル制御用）上記式（２）のように、スロットル開度Tnは、所定の
目標すべり率ＳETとなるように駆動輪の回転数をフィー
ドバック制御している。換言すれば、前記（１）式から
明らかなように、スロットル開度は、目標駆動輪回転数
ＷETが次の（３）式になるように制御される。

上述したコントロールユニットＵTを用いたPI−PD制
御を、ブロック線図として第３図に示してあり、この第
３図に示す「Ｓ′」は「演算子」である。また、各サフ
ィクス「ｎ」、「ｎ−１」は現時およびその１回前のサ
ンプリング時における各信号の値を示す。

ブレーキ制御スリップ制御時においては、コントロールユニットＵ
Bを用いた左右の駆動輪２、３の回転（スリップ）を、
左右独立に所定の目標すべり率ＳBTになるようにフィー
ドバック制御する。換言すれば、ブレーキ制御は次式
（４）で設定される駆動輪回転数ＷBTになるようにフィ
ードバック制御を行なう。

このブレーキの目標すべり率ＳBTは、本実施例では後
述するようにエンジンの目標すべり率ＳETよりも大きく
設定してある。換言すれば、本実施例のスリップ制御
は、所定ＳET（ＷET）になるようエンジン出力を増減す
ると共に、それよりも大きなＳBT（ＷBT）になるようブ
レーキによるトルク増減作用を行なうことにより、ブレ
ーキの使用頻度を少なくしている。そして、本実施例で
は、上記（４）式を満足するようなフィードバック制御
を、安定性に優れたＩ−PD制御によって行うようにして
ある。より具体的には、ブレーキ操作量（バルブ30、31
におけるピストン44の操作量）Bnは、次式（５）によっ
て演算される。

ＫI：積分係数ＫD：比例係数ＦD：微分係数上記Bnが０より大きいとき（「正」のとき）がブレー
キ液圧の増圧であり、０以下のときが減圧となる。この
ブレーキ液圧の増減は、前述したようにバルブSV1〜SV4
の開閉を行なうことによりなされる。また、ブレーキ液
圧の増減速度の調整は、上記バルブSV1〜SV4の開閉時間
の割合（デューティ比）を調整（デューティ制御）する
ことによりなされるが、上記（５）式により求められた
Bnの絶対値に比例したデューティ制御とされる。したが
って、Bnの絶対値は、ブレーキ液圧の変化速度に比例し
たものとなり、逆に増減速度を決定するデューティ比が
Bnを示すものともなる。

上述したコントロールユニットＵBによるＩ−PD制御
を、ブロック線図として第４図に示してあり、この第４
図に示す「Ｓ′」は「演算子」である。

スリプ制御の全体概要コントロールユニットＵによるスリップ制御の全体的
な概要について、第５図を参照しつつ説明する。なお、
この第５図中に示す符号、数値の意味することは、次の
通りである。

S/C:スリップ制御領域 E/G:エンジンによるスリップ制御 B/R:ブレーキによるスリップ制御 F/B:フィードバック制御 O/R:オープンループ制御 R/Y:リカバリ制御 B/A:バックアップ制御 A/S:緩衝制御Ｓ＝0.2:スリップ制御開始時のすべり率（S2）Ｓ＝0.17:ブレーキによる目標すべり率（ＳBT）Ｓ＝0.09:ブレーキによるスリップ制御を中止するとき
のすべり率（ＳBC）Ｓ＝0.06:エンジンによる目標すべり率（ＳET）Ｓ＝0.01〜0.02:緩衝制御を行う範囲のすべり率Ｓ＝0.01以下：バックアップ制御を行なう範囲のすべり
率なお、上記数値は、実際にアイスバーンをスパイクタ
イヤによって走行して得たデータに基づいて示してあ
る。そしてバックアプ制御B/A及び緩衝制御A/Sを行うＳ
＝0.01と0.02、またブレーキによるスリップ制御中止時
点のすべり率Ｓ＝0.09は、実施例ではそれぞれ不変とし
てある。一方、ブレーキによる目標すべり率ＳBTおよび
エンジンによる目標すべり率ＳET、さらにはスリップ制
御の開始時のすべり率ＳSは、路面状況等によって変化
されるものであり、第５図ではその一例として「0.1
7」、「0.06」あるいは「0.2」を示してある。そして、
スリップ制御開始時のすべり率Ｓ＝0.2は、スパイクタ
イヤを用いたときに得られる最大グリップ力発生時点の
すべり率を用いてある（第13図実線参照）。このよう
に、スリップ制御開始時のすべり率を0.2と大きくして
あるのは、この最大グリップ力が得られるときの実際の
すべり率が求められるようにするためであり、この最大
グリップ力発生時のすべり率に応じて、エンジンおよび
ブレーキによる目標すべり率ＳET、ＳBTが補正される。
なお、第13図実線は、スパイクタイヤときのグリップ力
と横力との大きさ（路面に対する摩擦係数として示
す）、すべり率との関係でどのように変化するかを示し
てある。また、第13図破線は、ノーマルタイヤのときの
グリップ力と横力との関係を示してある。

以上のことを前提として、時間の経過と共に第５図に
ついて説明する。

t₀〜t₁ すべり率Ｓがスリップ制御開始条件となるＳ＝0.2を
越えていないので、スリップ制御は行われない。すなわ
ち、駆動輪のスリップが小さいときは、スリップ制御し
ないことにより、加速性を向上させることができる（大
きなグリップ力を利用した走行）。勿論、このときは、
アクセル開度に対するスロットル開度の特性は、第12図
に示すように一律に定まる。

t₁〜t₂ スリップ制御が開始されると共に、すべり率がブレー
キによるスリップ制御中止ポイント（Ｓ＝0.09）以上の
ときである。このときは、すべり率が比較的大きいの
で、エンジンによる発生トルク低下とブレーキによる制
動とにより、スリップ制御が行われる。また、エンジン
の目標すべり率（Ｓ＝0.06）よりもブレーキの目標すべ
り率（Ｓ＝0.17）の方が大きいため、大きなスリップ時
（Ｓ＞0.17）はブレーキが加圧されるが、小さなスリッ
プ時（Ｓ＜0.17）では、ブレーキは加圧されずに、エン
ジンのみの制御でスリップが収束するように制御され
る。

t₂〜t₄（リカバリ制御）本実施例ではスリップが収束しつつあることをすべり
率Ｓで検出することとされ、すべり率がＳ＜0.2となっ
たときから所定時間（例えば170msec）の間、スロット
ルバルブ13はオープンループ制御により所定開度に保持
されるリカバリ制御が行なわれるようになっている。そ
して、Ｓ＝0/2（t₂）時点での最大加速度ＧMAXが求めら
れて、このＧMAXにより路面の最大μ（駆動輪の最大グ
リップ力）が推定され、この駆動輪の最大グリップ力を
発生するように、スロットルバルブ13の開度（最適スロ
ットル開度ＴV_０）が設定されるようになっている。

このようなリカバリ制御により、スリップ収束直後に
おける車体加速度Ｇの落ち込み（オーバシュート）が防
止され、また、スリップの収束がする前に、あらかじめ
所定トルクの確保がなされるため、加速性が向上され
る。

上記最大グリップ力を発生し得るような駆動輪への出
力トルクを実現するための最適スロットル開度ＴV
_０は、エンジン６のトルクカーブおよび変速比から論理
的に求まるが、実施例では、例えば第15図に示すような
マップに基づいて決定するようにしてある。このマップ
は実験的手法によって作成してあり、ＧMAXが0.15以下
と0.4以上のときは、ＧMAXの計測誤差を勘案して所定の
一定値となるようにしてある。なお、この第12図に示す
マップは、ある変速段（例えば１速）のときを前提とし
ており、他の変速段のときは最適スロットル開度ＴV_０
を補正するようにしてある。

t₄〜t₇（バックアップ制御、緩衝制御）ここに示す制御は、すべり率Ｓが異常に低下したとき
に対処するためになされる。

すなわち、バックアップ制御（オープンループ制御）
は、Ｓ＜0.01となったときつまり車速を示す従動輪速付
近にまでスリップが小さくなったときに、フィードバッ
ク制御をやめて、段階的にスロットルバルブ13を開いて
いく。そして、すべり率が0.01と0.02との間にあるとき
には、次のフィードバック制御へと滑らかに移行させる
ため、緩衝制御が行われる（t₄〜t₅およびt₆〜t₇）。こ
のバックアップ制御は、フィードバック制御やリカバリ
制御でも対処し得ないときに行われる。勿論、このバッ
クアップ制御は、フィードバック制御よりも応答速度が
十分に速いものとされる。

このバックアップ制御におけるスロットル開度の増加
割合は、実施例では、スロットル開度のサンプリングタ
イム14msec毎に、下記の式に示すように前回のスロット
ル開度に対して0.5％開度分だけ上乗せするものとして
ある。

式:Tn＝Tn−_１＋0.5％ここで、Tn＝今回のスロットル開度 Tn−_１＝前回のスロットル開度また、上記緩衝制御においては、第16図に示すよう
に、フィードバック制御演算によって得られるスロット
ル開度T₂と、バックアップ制御演算によって得られるス
ロットル開度T₁とを、現在のすべり率S₀に基づいて、例
えば比例分配することにより得られるスロットル開度T₀
とするようにしてある。

t₇〜t₈ すべり率が異常に低下したときであってもt₇までの制
御を行うことによって、エンジンのみによるスリップ制
御（フィードバック制御）へと滑らかに移行する。

t₈以降運転者Ｄによりアクセル69が全閉されたため、スリッ
プ制御が中止される。このとき、スロットルバルブ13の
開度を運転者Ｄの意志に委ねても、十分にトルクが減少
しているため、再スリップの危険はない。なお、スリッ
プ制御の中止は、実施例では、このアクセルの全閉の
他、スリップ制御による目標スロットル開度が、運転者
により操作されるアクセル開度に対応した第12図により
定まるスロットル開度よりも小さくなったときにも行な
うようにしてある。

スリップ制御の詳細（フローチャート）次に、第６図〜第11図のフローチャートを参照しつ
つ、スリップ制御の詳細について説明するが、実施例で
は、自動車１がぬかるみ等にはまり込んだスタック中
に、ブレーキ制御を利用して当該ぬかるみ等から脱出す
るためのスタック制御をも行なうようになっている。な
お、以下の説明でＰはステップを示す。

第６図（メイン） P1でシステムのイニシャライズが行われた後、P2にお
いて、現在スタック中（ぬかるみ等にはまり込んで動き
がとれなくなったような状態）であるか否かが判別され
る。この判別は、後述するスタックフラグがセットされ
ているか否かをみることによって行なわれる。P2の判別
でNOのときは、P3においてアクセル69が全閉であるか否
かが判別される。このP3でNOと判別されたときは、P4に
おいて、現在のスロットル開度がアクセル開度よりも大
きいか否かが判別される。このP4でNOと判別されたとき
は、P5において、現在スリップ制御中であるか否かが判
別されるが、この判別は、スリップ制御フラグがセット
されているか否かをみることによって行なわれる。この
P5でNOと判別されたときは、P6において、スリップ制御
を行なうようなスリップが発生したか否かが判別され
る。この判別は、後述する左右前輪２、３についてのス
リップフラグがセットされているか否かをみることによ
って行なわれる。このP6でNOと判別されたときは、P7に
移行して、スリップ制御が中止される（通常の走行）。

前記P6でYESと判別されたときは、P8に移行して、ス
リップ制御フラグがセットされる。引き続き、P9におい
て、エンジン（スロットル）用の目標すべり率ＳETの初
期値（実施例では0.06）がセットされ、またP10におい
てブレーキ用の目標すべり率ＳBTの初期値（実施例では
0.17）がセットされる。この後は、それぞれ後述するよ
うに、スリップ制御のために、P11でのブレーキ制御お
よびP12でのエンジン制御がなされる。なお、P9、P10で
の初期値の設定は、前回のスリップ制御で得られた最大
加速度ＧMAXに基づいて、後述するP76と同様の観点から
なされる。

前記P5において前記スリップ制御フラグによりYESと
判別されたときは、前述したP11へ移行して、引き続き
スリップ制御がなされる。

前記P4でYESと判別されたときは、スリップ制御は不
用になったときであり、P14に移行する。このP14ではス
リップ制御フラグがリセットされる。次いで、P15でエ
ンジン制御を中止し、P16でのブレーキ制御がなされ
る。なお、このP16でのブレーキ制御では、スタック中
に対処したものとしてなされる。

前記P3でYESと判別されたときは、P13においてブレー
キを解除した後、P14以降の処理がなされる。

前記P2でYESと判別されたときは、P15以降の処理がな
される。

第７図、第８図第７図のフローチャートは、第６図のメインフローチ
ャートに対して、例えば14msec毎に割込みされる。

先ず、P21において、各センサ61〜68からの各信号が
データ処理用として入力される。次いで、P22で後述す
るスリップ検出の処理がなされた後、P23でのスロット
ル制御がなされる。

P23でのスロットル制御は、第８図に示すフローチャ
ートにしたがってなされる。先ず、P24において、スリ
ップ制御フラグがセットされているか否か、すなわち現
在スリップ制御を行っているか否かが判別される。この
P24でYESのときは、スロットルバルブ13の制御が、スリ
ップ制御用として、すなわち第12図に示す特性に従わな
いで、所定の目標すべり率ＳETを実現するような制御が
選択される。また、P24においてNOと判別されたとき
は、P26において、スロットルバルブ13の開閉制御を、
運転者Ｄの意志に委ねるものとして（第12図に示す特性
に従う）選択される。このP25、P26の後は、P27におい
て、目標スロットル開度を実現させるための制御がなさ
れる（後述するP68、P70、P71に従う制御あるいは第12
図の特性に従う制御）。

第９図（スリップ検出処理）この第９図のフローチャートは、第７図のP22に対応
したものである。このフローチャートは、スリップ制御
の対象となるようなスリップが発生したか否か、および
大きなスリップが収束しつつあるか否か、並びにスタッ
クしているか否かを検出するためのものである。

先ず、P31で、クラッチ７が完全に接続されているか
否かが判別される。このP31でYESと判別されたとき、ス
タック中ではないときであるとして、P32においてスタ
ックフラグがリセットされる。次いで、P33において、
現在車速が低速すなわち例えば6.3km/hよりも小さいか
否かが判別される。

P33でNOと判別されたときは、P34において、ハンドル
舵角に応じて、スリップ判定用の補正値αが算出される
（第14図参照）。この後P35において、左駆動輪として
の左前輪２のすべり率が、所定の基準値0.2に上記P34で
のαを加えた値（0.2＋α）よりも大きいか否かが判別
される。このP35での判別で、YESのときは、左前輪２が
スリップ状態にあるとしてそのスリップフラグがセット
される。逆に、P35でNOと判別されたときは、左前輪２
のスリップ状態が収束しつつあるとしてスリップフラグ
がリセットされる。なお、上記補正値αは、旋回時にお
ける内外輪の回転差（特に駆動輪と従動輪との回転差）
を考慮して設定される。

P36あるいはP37の後は、P38、P39、P40において、右
駆動輪としての右前輪３についてのスリップフラグのセ
ット、あるいはリセットが、P35、P36、P37と同様にし
て行われる。

前記P33でYESと判別されたときは、低速時であり、車
速を利用したすなわち前記（１）式に基づくすべり率の
算出に誤差が大きくなるので、スリップ状態の判定を、
駆動輪の回転数のみによって検出するようにしてある。
すなわち、P41において、左前輪２の回転数が、車速10k
m/h相当の回転数よりも大きいか否かが判別される。こ
のP41でYESと判別されたときは、P42において左前輪２
のスリップフラグがセットされる。逆に、P41でNOと判
別されたときは、P43において左前輪２のスリップフラ
グがリセットされる。

P42、P43の後は、P44、P45、P46において、右前輪３
についてのスリップフラグがセットあるいはリセット
が、上記P41〜P43の場合と同様にして行われる。これら
P36、P40、P43、P36におけるスリップフラグのリセット
は後述するP61（第10図）におけるスリップ収束への移
行判別に用いられる。

前記P31において、NOと判別されたときは、スタック
中である可能性が考えられるときである（スタック中
は、運転者Ｄは半クラッチを使用しながらぬかるみ等か
ら脱出しようとする）。このときは、P51に移行して、
駆動輪としての左右前輪２と３との回転数の平均値が小
さいか否かが判別される（例えば車速に換算して2km/h
以下であるか否かが判別される）。P51でNOと判別され
たときは、P52において、現在スタック制御中であるか
否かが判別される。P52でNOと判別されたときは、P53に
おいて、右前輪３の回転数が、左前輪２の回転数よりも
大きいか否かが判別される。P53でYESと判別されたとき
は、右前輪３の回転数が左前輪２の回転数の1.5倍より
も大きいか否かが判別される。このP54でYESと判別され
たときは、P56でスタックフラグがセットされる。逆にP
54でNOと判別されたときは、スタック中ではないとし
て、前述したP32以降の処理がなされる。

また、前記P53でNOと判別されたときは、P55におい
て、左前輪２の回転数が、右前輪３の回転数の1.5倍よ
りも大きいか否かが判別される。このP55でYESのととき
はP56へ、またNOのときはP32へ移行する。

P56の後は、P57において、車速が6.3km/hよりも大き
いか否かが判別される。このP57でYESとされたときは、
前輪２、３の目標回転数を、車速を示す従動輪回転の1.
25倍となるようにセットされる（すべり率0.2に相
当）。また、P57でNOのときは、P59において、前輪２、
３の目標回転数が、10km/hに一律にセットされる。

第10図（ブレーキ制御）この第10図に示すフローチャートは、第６図のP11お
よびP16に対応している。

先ず、P81において、現在スタック中であるか否かが
判別される。P81でNOのときは、P82において、ブレーキ
の応答速度Bn（SV1〜SV4の開閉制御用デューティ比に相
当）のリミット値（最大値）を、車速に応じた関数（車
速が大きい程大きくなる）として設定する。逆に、P81
でYESのときは、P83において、上記リミット値BLMを、P
82の場合よりも小さな一定値として設定する。なお、こ
のP82、83の処理は、Bnとして前記（５）式によって算
出されたままのものを用いた場合に、ブレーキ液圧の増
減速度が速過ぎて振動発生等の原因になることを考慮し
てなされる。これに加えて、P83では、スタック中から
の脱出のため駆動輪への制動力が急激に変化するのが特
に好ましくないため、リミット値として小さな一定値と
してある。

P82あるいはP83の後に、P84において、すべり率Ｓ
が、ブレーキ制御の中止ポイントとなる0.09よりも大き
いか否かが判別される。P84でYESのときは、P85におい
て、右前輪用ブレーキ22の操作速度Bnが算出される（第
４図のＩ−PD制御におけるBnに相当）。この後、P86に
おいて、上記Bnが「０」より大きいか否かが判別され
る。この判別は、ブレーキの増圧方向を正、減圧方向を
負と考えた場合、増圧方向であるか否かの判別となる。
P86でYESのときは、P87において、Bn＞BLMであるか否か
が判別される。P87でYESのときは、Bnをリミット値BLM
に設定した後、P89において、右ブレーキ22の増圧がな
される。また、P87でNOのときは、P85で設定されたBnの
値でもって、P89での増圧がなされる。

前記P86でNOのときは、Bnが「負」あるいは「０」で
あるので、P90でBnを絶対値化した後、P91〜93の処理を
経る。このP91〜P93は、右ブレーキ22の減圧を行うとき
であり、P87、P88、P89の処理に対応している。

P89、P93の後は、P94に移行して、左ブレーキ21につ
いても右ブレーキ22と同じように増圧あるいは減圧の処
理がなされる（P84〜P93に対応した処理）。

一方、P84でNOのときは、ブレーキ制御を中止すると
きなので、P95においてブレーキの解除がなされる。

なお、P85とP86との間において、駆動輪の実際の回転
数と目標回転数（実際のすべり率と目標すべり率）との
差が大きいときは、例えば前記（５）式における積分定
数ＫIを小さくするような補正を行なうことにより、ブ
レーキのかけ過ぎによる加速の悪化やエンストを防止す
る上で好ましいものとなる。

第11図（エンジン制御）この第11図に示すフローチャートは、第６図のP12対
応している。

P61において、前述したように、スリップフラグにリ
セットによりスリップが収束状態へ移行したか否か（第
５図のt₂時点を通過したときか否か）が判別される。こ
のP61でNOのときは、P62において、左前輪２のすべり率
Ｓが0.2よりも大きいか否かが判別される。P62でNOのと
きは、P63で右前輪３のすべり率Ｓが0.2よりも大きいか
否かが判別される。このP63でNOのときは、P64におい
て、左右前輪２、３のうち片側のみブレーキ制御中か、
すなわちスプリット路を走行しているときであるか否か
が判別される。P64でYESのときは、P65において、左右
前輪２、３のうちすべり率の低い方の駆動輪を基準とし
て、現在のすべり率が算出される（セレクトロー）。逆
に、P64でNOのときは、左右前輪２、３のうち、すべり
率の大きい方の駆動輪に合せて、現在のすべり率が算出
される（セレクトハイ）。なお、P62、P63でNOのとき
も、P66に移行する。

上記P66でのセレクトハイは、すべり易い方の駆動輪
のすべりを抑制すべく現在のすべり率を算出することに
より、ブレーキの使用をより一層回避し得るものとな
る。逆に、上記P65でのセレクトローは、例えば左右駆
動輪が接地する路面の摩擦係数が異なるようなスプリッ
ト路を走行する場合に、ブレーキによってすべり易い方
の駆動輪のスリップを抑制しつつ、すべり難い側の駆動
輪のグリップ力を生かした走行が行なえることとなる。
なお、このセレクトローの場合は、ブレーキの酷使を避
けるため、例えば一定時間に限定したり、あるいはブレ
ーキが過熱した場合にこのセレクトローを中止させるよ
うなバックアップ手段を講じておくとよい。

P65、P66の後は、P67において、現在のすべり率Ｓが
0.02よりも大きいか否かが判別される。このP67でYESの
ときは、P68において、スロットルバルブ13が、スリッ
プ制御のためにフィードバック制御される（第５図中、
t₁〜t₂）。勿論、このときは、スロットルバルブ13の目
標スロットル開度（Tn）は、P65、P66で設定されたある
いは後述するP76で変更された目標すべり率ＳETを実現
すべく設定される。

一方、前記P61でYESのときは、駆動輪の大きなスリッ
プが収束しつつある状態にあるとして、P72へ移行して
前記リカバリ制御が行なわれる。すなわち、先ずP72に
おいてスリップ収束方向へ移行した後所定時間（リカバ
リ制御を行う時間で、実施例では前述したように170mse
c）経過したか否かが判別される。P72でNOのときは、リ
カバリ制御（第５図中、t₂〜t₄）を行うべく、P73以降
の処理がなされる。すなわち、先ず、P73で、自動車１
の最大加速度ＧMAXが計測される（第５図t₂時点）。次
いで、P74において、このＧMAXが得られるような最適ス
ロットル開度Tv₀が設定される（第15図参照）。さら
に、P75において、変速機８の現在の変速段に応じて、P
74での最適スロットル開度Tv₀が補正される。すなわ
ち、変速段の相違によって、駆動輪への付与トルクも異
なるため、P74ではある基準の変速段についての最適ス
ロットル開度Tv₀を設定して、P75でこの変速段の相違を
補正するようにしてある。この後は、P76において、P73
でのＧMAXより路面の摩擦係数を推定して、その後のエ
ンジン（スロットル）、ブレーキによるスリップ制御の
目標すべり率ＳET、ＳBTを共に変更する。なお、この目
標すべり率ＳET、ＳBTをどのように変更するのについて
は後述する。

前記P72でYESのときは、リカバリ制御終了ということ
で、前述したP62以降の処理がなされる。

目標すべり率ＳET、ＳBTの変更（P76）前記P76において変更されるエンジンとブレーキとの
目標すべり率ＳET、ＳBTは、P73で計測された最大加速
度ＧMAXに基づいて、例えば第17図に示すように変更さ
れる。この第17図から明らかなように、原則として、最
大加速度ＧMAXが大きいほど、目標すべり率ＳET、ＳBT
を大きくするようにしてある。そして、目標すべり率Ｓ
ET、ＳBTには、それぞれリミット値を設けるようにして
ある。

バックアップ制御及び緩衝制御（第11図、P67〜P71）前記P67でNOのときには、P69において現在のすべり率
が0.01よりも大きいか否かが判別される。このP69でNO
のときには、P70においてバックアップ制御B/A（第５図
中、t₅〜t₆）がなされ、スロットル開度の段階的な増大
がなされる（第５図中、t₅〜t₆）。また、前記P67、P69
を経て、すべり率Ｓが0.01＜Ｓ＜0.02であると判別され
たとき（P69でYES）には、P71において緩衝制御A/B（第
５図中、t₄〜t₅、t₆〜t₇）に切換られて、その後の制御
との連続性を確保するようにされている。

以上説明したように、本実施例によれば、駆動輪２、
３のスリップがスリップ制御の下限値（Ｓ＝0.01）を下
回ったときには、バックアップ制御B/Aに切換えられ
て、スロットル開度を所定量づつ大きくする制御がなさ
れるため、駆動輪の回転数の大きな落ち込みが防止され
る。これにより、車両の加速性を向上することができ
る。

また、バックアップ制御B/Aの切換え前後に、緩衝制
御A/Sがなされるため、スロットル開度の不連続的な変
化が防止され、制御切換えに伴うショックの発生を防止
することができる。

以上実施例について説明したが、本発明はこれに限ら
ず例えば次のような場合をも含むものである。

前記バックアップ制御におけるスロットル開度の増大
を段階的に行なうようにしたが、これをリニアに行なう
ようにしてもよい。

パワープラント系の駆動輪への出力のトルクの調整を
エンジンにより行う場合には、エンジンの発生出力に最
も影響を与える要因を変更制御するものが好ましい。す
なわち、いわゆる負荷制御によって発生トルクを調整す
るものが好ましく、オットー式エンジン（例えばガソリ
ンエンジン）にあっては混合気量を調整することによ
り、またディーゼルエンジンにあっては燃料噴射量を調
整することが好ましい。しかしながら、この負荷制御に
限らず、オットー式エンジンにあっては点火時期を調整
することにより、またディーゼルエンジンにあっては燃
料噴射時期を調整することにより行ってもよい。さら
に、過給を行うエンジンにあっては、過給圧を調整する
ことにより行ってもよい。勿論、パワーソースとして
は、内燃機関に限らず、電気モータであってもよく、こ
の場合の発生トルクの調整は、モータへの供電電力を調
整することにより行えばよい。また、エンジンのみなら
ず、クラッチ７の接続状態、変速機８の変速比を調整す
ることにより行なってもよい。この場合、特に無段変速
機（CVT）であることが好ましい。

自動車１としては、前輪２、３が駆動輪のものに限ら
ず、後輪４、５が駆動輪のものであってもよくあるいは
４輪共に駆動輪とされるものであってもよい。

駆動輪のすべり状態を検出するには、実施例のように
駆動輪の回転数のように直接的に検出してもよいが、こ
の他、車両の状態に応じてこのすべり状態を予測、すな
わち間接的に検出するようにしてもよい。このような車
両の状態としては、例えば、パワーソースの発生トルク
増加あるいは回転数増加、アクセル開度の変化、駆動軸
の回転変化の他、操舵状態（コーナリング）、車体の浮
上り状態（加速）、積載量等が考えられる。これに加え
て、大気温度の高低、雨、雪、アイスバーン等の路面μ
を自動的に検出あるいはマニュアル式にインプットし
て、上記駆動輪のすべり状態の予測をより一層適切なも
のとすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。第２図はブレーキ液圧の制御回路の一例を示す図。第３図はスロットルバルブをフィードバック制御すると
きのブロック線図。第４図はブレーキをフィードバック制御するときのブロ
ック線図。第５図は本発明の制御例を図式的に示すグラフ。第６図〜第11図は本発明の制御例を示すフローチャー
ト。第12図はスリップ制御を行なわないときのアクセル開度
に対するスロットル開度の特性を示すグラフ。第13図は駆動輪のグリップ力と横力との関係を、すべり
率と路面に対する摩擦係数との関係で示すグラフ。第14図はスリップ制御開始時のすべり率をハンドル舵角
に応じて補正するときの補正値を示すグラフ。第15図はリカバリ制御時における最大加速度に対応した
最適スロットル開度を示すグラフ。第16図は緩衝制御を行なうときのすべり率とスロットル
開度との関係を示すグラフ。第17図は目標すべり率を決定する際に用いるマップの一
例を示すグラフ。第18図は本発明の全体構成図。 1:自動車２、3:前輪（駆動輪）４、5:後輪（従動輪） 6:エンジン 7:クラッチ 8:変速機 13:スロットルバルブ 14:スロットルアクチュエータ 61:センサ（スロットル開度） 64、64:センサ（駆動輪回転数） 66:センサ（従動輪回転数） 67:センサ（アクセル開度） 69:アクセル U:コントロールユニット

フロントページの続き (72)発明者松岡俊弘広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (56)参考文献特開昭62−103235（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−24655（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−102363（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−16136（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともエンジンを含むパワープラント
系の出力トルクを調整するトルク調整手段と、駆動輪の路面に対するスリップ状態を検出するスリップ
検出手段と、前記スリップ検出手段で検出されるスリップが所定の目
標スリップ値となるように前記トルク調整手段をフィー
ドバック制御するスリップ制御手段と、前記スリップ検出手段で検出される駆動輪のスリップが
前記目標スリップ値よりも小さい所定の第１スリップ値
以下となったとき、前記スリップ制御手段による抑制に
代えて、前記パワープラント系の出力トルクが増大する
ように前記トルク調整手段をオープンループ制御するバ
ックアップ制御手段と、前記スリップ検出手段で検出されるスリップが前記第１
スリップ値よりも大きい所定の第２スリップ値よりも大
きくなったときに、前記バックアップ制御手段による制
御を中止して前記スリップ制御手段により制御へ復帰さ
せる復帰手段と、を備えていることを特徴とする自動車のスリップ制御装
置。