JP2906604B2 - 駆動力制御装置 - Google Patents

駆動力制御装置

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JP2906604B2 JP18406790A JP18406790A JP2906604B2 JP 2906604 B2 JP2906604 B2 JP 2906604B2 JP 18406790 A JP18406790 A JP 18406790A JP 18406790 A JP18406790 A JP 18406790A JP 2906604 B2 JP2906604 B2 JP 2906604B2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、駆動力制御装置に関し、特に、アクセル操
作量に応じて目標機関出力軸トルクを設定し、車両走行
状態に応じたトルク応答特性に従って目標機関出力軸ト
ルクが得られるように機関出力を制御する駆動力制御装
置に関する。
〈従来の技術〉 従来のこの種の駆動力制御装置としては、例えば特開
昭62−153533号公報に示すようなものがある。
このものは、アクセル操作量と車両の走行状態及びス
ロットル弁開度状態に応じて目標スロットル弁開度及び
開度変化速度を定め、目標開度に一致させるように設定
開度変化速度でスロットル弁を駆動制御することによ
り、機関出力を制御している。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来装置では、機関出力軸
トルク自体ではなくスロットル弁を管理して機関出力を
制御しており、この場合、スロットル弁の開度変化量と
機関出力軸トルクに対応する吸入空気量変化量とが対応
しない領域があるため、制御領域によっては、トルク変
動が大きくなったりする場合がある。また、従来装置で
は、駆動力伝達系、例えばクラッチの締結、非締結に拘
らず制御が行われるため、クラッチが締結していない時
に制御が行われると、機関が吹き上がったりする場合が
ある。
本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、機関出力
軸トルク自体を管理することにより、どのような制御領
域にあっても、機関出力軸トルクを安定に制御でき、し
かも、駆動力伝達系が非伝達状態にあっても機関が吹き
上がることのない駆動力制御装置を提供することを目的
とする。
〈課題を解決するための手段〉 このため本発明は、第1図に示すように車両走行状態
を検出する車両走行状態検出手段と、該車両走行状態検
出手段の出力に基づいて機関出力軸トルクの応答特性の
規範モデルを設定する規範モデル設定手段と、アクセル
操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、検出され
たアクセル操作量に基づいて目標機関出力軸トルクを演
算する目標機関出力軸トルク演算手段と、駆動力伝達系
が駆動力伝達状態にあるか否かを検出する駆動力伝達系
状態検出手段と、少なくとも駆動力伝達系状態検出手段
からの検出出力に基づいて機関出力軸トルク制御の可否
を判断し駆動力伝達系が伝達状態にあるとき制御の許可
出力を発生し、非伝達状態にあるとき制御の禁止出力を
発生する制御可否判断手段と、該制御可否手段が許可出
力を発生した時に前記設定された規範モデルと前記演算
された目標機関出力軸トルクに基づいて機関出力軸トル
クを制御する機関出力軸トルク制御手段と、制御可否判
断手段が禁止出力を発生したときアクセル操作量検出手
段の検出したアクセル操作量に応じて機関吸気通路に介
装したスロットル弁の開度を制御するスロットル弁制御
手段とを備えて構成した。
〈作用〉 かかる構成において、車両走行状態検出手段で検出さ
れた現状の車両走行状態に基づいて規範モデル設定手段
が、この時の走行状態に見合った機関出力軸トルクの規
範モデルを設定する。一方、アクセル操作量検出手段で
検出されたアクセル操作量に基づいて目標機関出力軸ト
ルク演算手段が、アクセル操作量に見合った目標機関出
力軸トルクを演算する。また、駆動力伝達系状態検出手
段は、駆動力伝達系が伝達状態か否かを検出し伝達状態
にあれば、制御可否判断手段が機関出力軸トルク制御可
と判断して制御許可出力を発生する。この許可出力が発
生したときは、機関出力軸トルク制御手段は、演算され
た目標機関出力軸トルクと設定された規範モデルとに基
づいて機関出力軸トルクを制御する。また、駆動力伝達
系が非伝達状態の時は制御可否判断手段からの制御禁止
出力が発生し、スロットル弁制御手段によってそのとき
のアクセル操作量検出手段の検出するアクセル操作量に
応じたスロットル弁開度にスロットル弁を制御する一
方、機関出力軸トルク制御手段によるトルク制御を行わ
ない。
〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
本実施例のシステム構成の概略を示す第2図におい
て、機関1の回転速度Nを検出するクランク角センサ
2、図示しないアクセルペダルの操作量ACを例えばポテ
ンショメータの出力電圧によって検出するアクセル操作
量検出手段としてのアクセル操作量センサ3、機関1の
吸気通路4に介装されたスロットル弁5の開度θRを検
出するスロットルセンサ6、図示しないクラッチペダル
の位置に基づいて駆動力伝達系としてのクラッチ7の締
結・非締結状態を検出する駆動力伝達系状態検出手段と
してのクラッチペダルスイッチ8と、トランスミッショ
ン9のギヤ位置Pをコントロールレバー10のポジション
に基づいて検出するギヤ位置検出スイッチ11と、ステア
リングホイールの操舵による操舵角Aを検出する操舵角
センサ12と、車速Vを検出する車速センサ13と、雨滴を
検出する雨滴センサ14と、外気温を検出する外気温セン
サ15とが設けられており、これらのセンサ及びスイッチ
からの検出信号がマイクロコンピュータを内蔵したコン
トロールユニット16に入力されるようになっている。
前記コントロールユニット16は、検出されたアクセル
操作量ACに基づき機関1の目標機関出力軸トルク(以
下、目標トルクとする)を演算し、また、検出された操
舵角A,車速V及び雨滴センサ14と外気温センサ15からの
検出信号に基づく路面摩擦係数値Mに基づいてトルク減
少割合Rを演算して機関出力軸トルクの応答特性の規範
モデルを設定すると共に、検出された車速V,ギヤ位置P,
クラッチ状態及びアクセル操作量ACに基づき機関出力軸
トルク制御の可否を判断する。そして、トルク制御可の
判断をした時に、演算された目標トルクと規範モデルと
に基づいて機関出力軸トルクの制御値を定め、この制御
値を出力するのに必要な吸入空気量を与えるべくサーボ
駆動回路17に制御信号を出力し、このサーボ駆動回路17
を介してサーボモータ18を駆動制御することにより、ス
ロットル弁5の開度を制御して機関出力軸トルクの制御
を行う。また、トルク制御否の判断をした時には、アク
セル操作量に応じたスロットル弁開度に制御すべくサー
ボ駆動回路17を介してサーボモータ18を駆動制御する。
従って、本実施例において、コントロールユニット16
は、規範モデル設定手段,目標機関出力軸トルク演算手
段,制御可否判断手段,機関出力軸トルク制御手段及び
スロットル弁制御手段としての機能を兼ね備えている。
また、本実施例において、車両走行状態検出手段は、操
舵角センサ12,車速センサ13,雨滴センサ14及び外気温セ
ンサ15で構成される。尚、本実施例における雨滴センサ
14と外気温センサ15とによる路面摩擦係数値Mの検出方
式としては、例えば雨滴センサ14で雨滴が検出されてい
るときには、M=0.6(WET)とし、外気温が予め設定し
た所定値以下のとき(低温時)にはM=0.3(WET)と
し、その他の場合には、M=0.9(DRY)としている。
前記サーボ駆動回路17は、スロットルセンサ6により
検出されたスロットル弁5の開度θと、コントロールユ
ニット16から入力した制御値との偏差に応じたスロット
ル弁5の回動軸に連結されたサーボモータ18を正逆転駆
動し、スロットル弁5の開度を制御値に追従させるよう
になっている。
次に第3図のフローチャートに従って、本実施例装置
の駆動力制御動作を説明する。
まず、ステップ1(図ではS1と記す。以下同様)で
は、各センサ及びスイッチにより、アクセル操作量AC,
クラッチの締結・非締結状態,ギヤ位置P,機関回転速度
N,車速V,スロットル弁開度θ,操舵角A,雨滴の有無及び
外気温度を読み込む。
ステップ2では、ステップ1で読み込んだアクセル操
作量ACを今回値AC1として、前回値ACOから今回値AC1の
差ΔACを求める。このΔACは、アクセル操作速度とな
る。
ステップ3では、前記ΔACの正負を判断し、ΔAC>0
であれば、アクセルペダルを戻している状態であり次の
ステップ4に進む。また、ΔAC≦0であればアクセルペ
ダルを踏み込んでいる状態であるため、後述するステッ
プ11へと進み、今回のアクセル操作量AC1に相当る量だ
けサーボ駆動回路17及びサーボモータ18を介してスロッ
トル弁5の開度を制御する。
ステップ4では、読み込んだクラッチペダルスイッチ
8の検出信号に基づいてクラッチ締結状態か否かを判断
し、非締結状態、即ち駆動力が非伝達状態にあるとき
は、ステップ3同様にステップ11に進み、アクセル操作
量AC1に相当する量だけスロットル弁5の開度を制御す
る。これにより、機関1の吹き上がりを防止する。ま
た、締結状態、即ち、駆動力が伝達状態であれば次のス
テップ5に進む。
ステップ5では、前回のアクセル操作量AC0と今回の
アクセル操作量AC1との差ΔACが、予め設定した基準差
値ACMより大きいか否かを判断する。この基準差値ACM
は、アクセル操作速度の基準値であり、また、アクセル
操作量の基準値でもある。即ち、急激なアクセル操作,
操作量の基準値となる。この判断結果において、ΔAC≦
ACMであるときには、ステップ11に進む。これに対し、
ΔAC>ACMであるときには、アクセル操作が大であり、
急激でもあることを意味するので、次のステップ6に進
む。
ステップ6では、ギヤ位置Pが予め設定した基準ギヤ
位置P0より小さいか否かを判定する。ここで基準ギヤ位
置P0は現在のギヤ位置Pが低速ギヤ位置であるか否かを
判定するためのものである。即ち、よりエンジンブレー
キが急激にかかる低速ギヤ状態を判定するものである。
この判定結果において、P≧P0のときには、エンジンブ
レーキ力が小さい高速ギヤ位置としてステップ11に進
む。また、P<P0であるときには、エンジンブレークが
急激にかかる低速ギヤ位置と判断し、次のステップ7に
進む。
ステップ7では、車速Vが予め設定した基準値V0より
大きいか否かを判定する。この基準値V0は、例えば車速
0km/hのような止まっている状態では、アクセル操作量
に応じてスロットル弁開度を制御すればよく、低車速状
態を判定するためのものである。この判定結果におい
て、V≦V1のときには、ステップ11に進む。これに対
し、V>V1のときには、次のステップ8へと進む。
即ち、ステップ3〜7において、機関出力軸トルク制
御の可否を判断しており、ある程度の車速を有しアクセ
ル操作が急激で、しかもアクセル操作量が大でクラッチ
が締結されていてエンジンブレーキ力が大である条件の
ときにトルク制御を行い、それ以外の運転条件ではトル
ク制御を実行せず、アクセル操作量に応じてそのままス
ロットル弁開度を制御する。
ステップ3〜7において、トルク制御可と判定されス
テップ8に進むと、ステップ8では、雨滴センサ14と外
気温センサ15の検出信号に基づいて得られる路面摩擦係
数値M、操舵角A及び車速Vとに基づいて機関出力軸ト
ルクの応答特性の規範モデルにおけるトルク減少割合R
を算出する。
かかるトルク減少割合Rは、路面摩擦係数値Mの値に
より第4図の特性より算出される。即ち、路面摩擦係数
値Mが小さいきは、トルク減少割合Rを小さくすること
により、トルクを除々に低下させてスリップの発生を防
止する。ここで、第4図における特性の傾きK1は、第5
図における操舵角Aの特性から決定される。即ち、操舵
角Aの増大に伴って傾きK1を小さくしトルク減少割合R
を小さくすることにより、前輪駆動車におけるタックイ
ン現象(トルク減少に伴うコーナリングフォースの増大
により旋回内側に車両が急激に巻き込む現象)の発生を
防止する。ここで、第5図における折れ点Gの位置は、
第6図における車速Vの特性から求まるK2の値により左
右に振れる。即ち、車速Vの増大に伴って折れ点Gの位
置を左側にずらして傾きK1を小さくすることにより、高
車速からの減速時は、トルク減少割合Rを小さくして急
激なトルク低下を防止する。
従って、機関出力軸トルクの応答特性は、路面状態が
すべり易く、操舵角が大きく、車速が大きい程、トルク
の低下を緩やかにするように設定されている。
次にステップ9では、アクセル操作量AC1に基づいて
減少させるべき目標トルクTを演算する。
ステップ10では、ステップ8で算出されたトルク減少
割合Rとステップ9で演算された目標トルクTに基づい
て制御出力値を演算する。
制御出力値の演算は、例えば次のようにして行う。
まず、スロットル弁5を通過する空気量と吸入行程時
に実際にシリンダ内に吸入される空気量との間における
応答遅れ時定数を求める。この時定数は、機関回転速度
Nとスロットル弁開度θとによって異なる値をとり、予
め機関回転速度Nとスロットル弁開度θとに対応させて
予め求めてある時定数のマップから読み込んだ機関回転
速度Nとスロットル弁開度θとに対応する値をルックア
ップして求める。次に、演算された目標トルクTに、空
気量の時定数と規範モデルにおけるトルク減少割合Rに
基づいてモデルマッチング位相補償を施し、トルクの制
御値を演算する。そして、機関回転速度Nと演算された
トルク制御値とにより、マップから目標スロットル弁開
度を求め、これを制御出力値とする。
ステップ11では、ステップ10で決定された制御出力値
がサーボ駆動回路17に出力され、これにより、スロット
ル弁5は、サーボモータ18に駆動されて目標スロットル
弁開度にその開度が一致するようにフィードバック制御
される。
そして、ステップ12では、今回読み込んだアクセル操
作量AC1を前回値ACOとしてセットする。
かかる構成によれば、第7図に示すように、従来で
は、ΔT′の如くトルクが急変する領域が存在するのに
対し、本発明のものにおいては、トルク自体を管理する
ことにより、常に同じ割合(ΔT=R)でトルクが変化
し、どの領域で門一定に変化して従来のように急変する
ことがない。
また、クラッチが非締結状態にある場合において、第
8図に示すように、従来装置ではトルク制御が行われる
ため、機関が吹き上り回転速度が上昇してしまう場合が
あるのに対し、本発明装置では、トルク制御を行わずア
クセル操作量に応じてスロットル弁開度を制御するの
で、アクセル操作量の変化に追従して機関回転速度が低
下する。
従って、トルク変動が小さく、車両の走行安定性が向
上し、クラッチの非締結状態時において、機関の吹き上
がりを防止できる。
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、アクセル操作量
に基づいて目標機関出力軸トルクを設定すると共に、車
両走行状態に応じてトルク応答特性の規範モデルを設定
し、目標機関出力軸トルクと規範モデルとに基づいてト
ルク自体を管理して制御するようにしたので、どのよう
な領域でもトルクを略一定に変化させることができトル
クの急変を防止できる。また、駆動力伝達系が非伝達状
態にある場合には、トルク制御を行わずアクセル操作量
に追従してスロットル弁開度を制御するので、機関の吹
き上がりを防止できる。従って、車両の走行安定性を従
来のものに比べてより一層向上できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図は本発
明の一実施例を示す概略構成図、第3図は同上実施例の
制御内容を示すフローチャート、第4図は路面摩擦係数
値とトルク減少割合との関係を示す特性図、第5図は操
舵角と第4図中の傾きK1との関係を示す特性図、第6図
は車速と第5図中の折れ点G位置との関係を示す特性
図、第7図は従来例と本発明とのトルク変化状態の比較
図、第8図は従来例と本発明とのクラッチ非締結時にお
ける機関回転速度状態の比較図である。 1……機関、2……クランク角センサ、3……アクセル
操作量センサ、5……スロットル弁、6……スロットル
センサ、7……クラッチ、8……クラッチペダルスイッ
チ、11……ギヤ位置検出スイッチ、12……操舵角セン
サ、13……車速センサ、14……雨滴センサ、15……外気
温センサ、16……コントロールユニット、17……サーボ
駆動回路、18……サーボモータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 45/00 F02D 41/04 F02D 29/00 B60K 41/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両走行状態を検出する車両走行状態検出
    手段と、該車両走行状態検出手段の出力に基づいて機関
    出力軸トルクの応答特性の規範モデルを設定する規範モ
    デル設定手段と、アクセル操作量を検出するアクセル操
    作量検出手段と、検出されたアクセル操作量に基づいて
    目標機関出力軸トルクを演算する目標機関出力軸トルク
    演算手段と、駆動力伝達系が駆動力伝達状態にあるか否
    かを検出する駆動力伝達系状態検出手段と、少なくとも
    駆動力伝達系状態検出手段からの検出出力に基づいて機
    関出力軸トルク制御の可否を判断し駆動力伝達系が伝達
    状態にあるとき制御の許可出力を発生し、非伝達状態に
    あるとき制御の禁止出力を発生する制御可否判断手段
    と、該制御可否判断手段が許可出力を発生した時に前記
    設定された規範モデルと前記演算された目標機関出力軸
    トルクに基づいて機関出力軸トルクを制御する機関出力
    軸トルク制御手段と、制御可否判断手段が禁止出力を発
    生したときアクセル操作量検出手段の検出したアクセル
    操作量に応じて機関吸気通路に介装したスロットル弁の
    開度を制御するスロットル弁制御手段とを備えて構成し
    たことを特徴とする駆動力制御装置。
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