JP3206090B2

JP3206090B2 - トラクション制御装置

Info

Publication number: JP3206090B2
Application number: JP07764592A
Authority: JP
Inventors: 敬治片山; 正揮田代
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 2001-09-04
Anticipated expiration: 2016-09-04
Also published as: JPH05280387A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、発進直前の路面抵抗
を検知してエンジンの吹き上がりを抑制するようにした
トラクション制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】運転条件に応じて駆動輪の駆動力を最適
制御するトラクション制御装置は、エンジン出力を常に
タイヤが路面に伝え得る駆動力の範囲内に自動制御する
ことで車輪の空転を防止するため、スリップしやすい路
面条件にあってもタイヤの横方向と前後方向のグリップ
力を安定的に確保することができ、優れた方向安定性を
得ることができる。この種の従来のトラクション制御装
置は、車輪速と車体速を監視するセンサによって空転発
生を監視し、空転が発生したときにＣＰＵからの指令に
よりスロットルバルブの開度を調整してエンジン出力を
絞る構成とされており、加速時に路面の摩擦係数に応じ
た適切な制御が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のトラクショ
ン制御装置は、車両の走行期間中は、車輪速と車体速の
差からタイヤがスリップしているかどうか、すなわちエ
ンジン出力を常にタイヤが路面に伝え得る駆動力の範囲
内にあるかどうかを判定し、間接的に路面の摩擦係数を
検知することができるが、車両を停止状態から発進させ
るときには、発進直前の路面抵抗はまったく未知であ
り、従って車両が実際に動き始めて現実に路面の摩擦係
数が検知できるまでの間は、ごく短い期間ではあるが路
面の摩擦係数がまったく判らないままトラクション制御
を行わなければならず、このため雪道のような路面の摩
擦係数が極端に小さい道路から発進するときなどに、車
輪が空転することによる不快感を味わいやすいといった
課題を抱えていた。

【０００４】また、現状では、車両が停止状態にあると
きの路面の摩擦係数に関しては計測する術がないため
に、仮に停車直前のトラクション制御経過から得られる
路面の摩擦係数をバッファメモリ等に保存しておいたと
しても、停車後に降雨に見舞われて路面の摩擦係数が変
化してしまったようなケースにはまったく対処できず、
発進直前の路面抵抗を知ることができない以上、発進時
に完全なトラクション制御を望むことはできないといっ
た課題を抱えていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決したものであり、エンジン出力を車輪が路面に伝え
得る駆動力の範囲内に自動制御することで車輪の空転を
防止するトラクション制御装置において、車両を発進さ
せる前に路面の摩擦係数を検知する摩擦係数検知手段
と、この摩擦係数検知手段が検知した路面の摩擦係数に
従って、車両が発進するときのエンジン出力を制御する
エンジン出力制御手段とを具備することを第１の特徴と
するものであり、また摩擦係数検知手段が、停止してい
る車輪を向きが変わるまで操舵する操舵手段と、この操
舵手段が必要とした操舵力から路面の摩擦係数を推定す
る摩擦係数推定手段を有することを第２の特徴とするも
のである。

【０００６】

【作用】この発明は、車両を発進させる前に路面の摩擦
係数を検知し、検知した路面の摩擦係数に従って、車両
が発進するときのエンジン出力を制御することにより、
発進から定常走行に移行する過渡期においても安定なト
ラクション制御を実現する。また、停止している車輪を
向きが変わるまで操舵し、そのときに必要とした操舵力
から路面の摩擦係数を推定することにより、発進直前に
路面の摩擦係数を正確に把握し、過渡期のトラクション
制御を正確で確実なものとする。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の実施例について、図１ない
し図４を参照して説明する。図１は、この発明のトラク
ション制御装置の一実施例を示す概略構成図、図２は、
図１に示したＣＰＵによる路面の摩擦係数の推定動作を
説明するためのフローチャート、図３は、図１に示した
ＣＰＵによる発進時のトラクション制御動作を説明する
ためのフローチャート、図４は、図１に示したＣＰＵに
よる発進検出動作を説明するためのフローチャートであ
る。

【０００８】図１に示すトラクション制御装置１は、４
輪操舵（４ＷＳ）方式のマニュアルトランスミッション
車に搭載されたものであり、４輪操舵やトラクション制
御或は燃料噴射制御など車両全般の制御を司るＣＰＵ２
が、各種センサからの情報に基づいて動力源であるエン
ジン３や後輪操舵のための電動モータ４を制御する。実
施例では、摩擦係数推定手段に相当するＣＰＵ２と操舵
手段に相当する電動モータ４が、車両を発進させる前に
路面の摩擦係数を検知する摩擦係数検知手段を構成して
おり、また検知された路面の摩擦係数に従って車両が発
進するときのエンジン出力を制御するエンジン出力制御
手段を、ＣＰＵ２とスロットルバルブ（図示せず）が構
成している。

【０００９】ＣＰＵ２に各種情報を送り込むセンサとし
ては、車体の速度を検出する車体速センサ５や、車輪の
速度を検出する車輪速センサ６、或はギヤ位置を検出す
るギヤ位置センサ７、前輪の操舵角を検出するステアリ
ングセンサ８、アクセル開度を検出するアクセル開度セ
ンサ９、クラッチ開度を検出するクラッチ開度センサ１
０などがある。また、この外にも、運転席側のドアノブ
に運転者が外から手を触れたかどうかを監視するドアノ
ブセンサ１１や、クラッチが接続されて動力伝達が行わ
れる状態になったことを検出するクラッチミートセンサ
１２、或は電動モータ４による後輪の操舵角度を検出す
る差動トランス１３、そして４輪ごとに地表から車体ま
での距離を検出する車高センサ１４等が、ＣＰＵ２に接
続してある。

【００１０】以下、停車状態から発進に至るまでに路面
の摩擦係数を検知する方法について説明する。実施例に
示した車両は、後輪を操舵する４輪操舵方式を採用して
いるため、高速でのレーン変更や幅寄せ駐車時の操舵負
担がかなり軽減されるようになっている。後輪の舵角
は、電動モータ４により進退駆動されるロッド（図示せ
ず）によって変えられ、ロッドの繰り出し長さは差動ト
ランス１３によって検出され、後輪の操舵角情報として
ＣＰＵ２に取り込まれる。

【００１１】まず、図２に示すステップ（１０１）にお
いて、運転者が運転席側のドアを外から開けたかどうか
の判別がなされ、運転席側のドアノブセンサ１１の出力
からドアが開けられたことが判ると、続くステップ（１
０２）においてエンジン３がかけられたかどうか判断さ
れ、エンジン３が始動していないことが判ると、次のス
テップ（１０３）において、車輪速が零であるかどう
か、すなわち車両がまだ停止状態にあるかどうかが判断
される。従って、ドアが開いた直後に発進したような場
合は、危険防止の観点から路面の摩擦係数の推定は行わ
ずに、そのままメインルーチンに移行する。そして、こ
こでエンジン３は停止したままで車輪速が零であること
すなわち停車状態にあることが判ると、次のステップ
（１０４）において、車輪の片側が路肩に乗り上げてい
ないかどうかの判定がなされる。この判定は、４輪に配
置した車高センサ１４の出力に応じてなされ、片側車輪
だけが路肩に乗り上げている場合は、やはり危険防止の
観点から路面の摩擦係数の推定を行わずに、メインルー
チンに移行する。

【００１２】４輪がほぼ平らな平面上にあることが判る
と、続くステップ（１０５）において、電動モータ４が
通電起動される。その結果、電動モータ４により後輪操
舵用のロッドが駆動され、後輪操舵が開始される。この
とき、ステップ（１０６）に示したように、ＣＰＵ２は
差動トランス１３の出力を監視し、実際に差動トランス
１３の出力が得られるまで、ステップ（１０７）に示し
たように、電動モータ４の出力を増大させる。そして、
ある時点で差動トランス１３から出力が得られると、そ
のときの電動モータ４に対する通電状態から後輪操舵に
抗する路面抵抗が判明し、この路面抵抗から路面の摩擦
係数が推定される。ステップ（１０８）において、路面
の摩擦係数が割り出されると、続くステップ（１０９）
において即座に電動モータ４は停止され、後輪操舵は停
止する。このため、後輪は向きを僅かに変えた直後に停
止する。従って、目に見える形では操舵の痕跡は残ら
ず、運転者すら路面の摩擦係数を推定する目的で後輪操
舵が行われたことに気付くことはない。また、路面の摩
擦係数を推定したがために停車中の車両が移動したりす
るといった危険もない。

【００１３】なお、こうして推定された路面の摩擦係数
は、車両の積載重量によって補正するのが望ましく、こ
のため車高センサ１４の出力を参照し、積載重量が一定
重量を越える場合は、車高センサ１４の出力に応じて路
面の摩擦係数を補正するとよい。

【００１４】停車状態における路面の摩擦係数が検出さ
れると、次に発進時のトラクション制御にかかる。すな
わち、運転者がイグニッションキーを操作してエンジン
を起動し、クラッチを踏み込んでニュートラル状態にあ
るギヤをロウ或はセコンドに入れたとする。このとき、
図３に示したメインルーチンのステップ（２０１）にお
いて、ギヤ位置センサ７の出力から運転者が車両を発進
させようとしているものと判定される。そして、続くス
テップ（２０２）において、クラッチミートの瞬間が判
定される。クラッチミートの瞬間は、クラッチによって
接続される２軸のうち従動側の軸に設けたロータリエン
コーダの出力が得られたことをもって検出され、一対の
ロータリエンコーダを内蔵するクラッチミートセンサ１
２の出力が得られたときに、後述するタイマ割り込みル
ーチンにおいてクラッチミートフラグに「１」が立ち、
このクラッチミートフラグから車両が発進したものと判
断される。ステップ（２０２）においてクラッチミート
の有無が判別されると、前述した推定動作により検知さ
れた路面の摩擦係数を用いて最適なエンジン出力が割り
出される。最適エンジン出力は、路面の摩擦係数の外
に、クラッチの位置と速度と方向及びアクセルの位置と
速度と方向、さらにステアリングホイールの操舵角か
ら、所定の計算式或は演算テーブルに従って割り出さ
れ、最適なエンジン出力をもって発進から定常走行まで
の過渡期におけるトラクション制御が行われる。

【００１５】過渡期におけるトラクション制御では、路
面の摩擦係数が小さい場合は当然のことながら、エンジ
ン出力を抑制する方向に制御が行われる。また、運転者
がアクセルを踏み込んだときのアクセル角度が大きい場
合は、車両は滑りやすいため、トラクション制御により
エンジン出力を抑制する方向に制御が行われる。さら
に、発進時のギヤ位置がロウギヤのような低速ギヤに近
い場合ほど、車輪の回転トルクが大であるため、またク
ラッチ速度が速い場合には、エンジンの出力トルクが敏
感に伝わるため、そして前輪の操舵角度が大きい場合
は、タイヤスリップが生じ易いため、いずれもエンジン
出力を抑制する方向に制御が行われる。

【００１６】なお、クラッチ開度とアクセル開度につい
ては、タイマに設定した一定時間間隔ごとにメインルー
チンに割り込みをかけるようにしてあり、図４に示した
割り込みルーチンに規定する発進検出プログラムに従っ
て処理が行われる。すなわち、同図に示したステップ
（３０１）と（３０２）においてクラッチ開度とアクセ
ル開度が取り込まれたあとで、クラッチミートセンサ１
２の出力が取り込まれ、クラッチミートがなされた時点
でステップ（３０４）に示したように、クラッチミート
フラグに「１」が立つ。そして、メインルーチンでは、
クラッチミートフラグが「１」であるときに、クラッチ
ミートがなされたことを判別することができ、これによ
りメインルーチンの処理サイクルの長短に関係なく、一
定の割り込み周期をもってクラッチミートの検出と判別
が可能である。

【００１７】このように、上記トラクション制御装置１
によれば、車両を発進させる前に路面の摩擦係数を検知
し、検知した路面の摩擦係数に従って、ＣＰＵ２が車両
が発進するときのエンジン出力を制御する構成としたか
ら、停止状態から車両を発進させたときに、例えば従来
のトラクション制御装置のように、発進寸前の路面抵抗
が未知であるために出だしの僅かな瞬間に無制御状態に
放置されるといったことはなく、従って発進から定常走
行に移行する過渡期において安定なトラクション制御を
実現することができ、これにより車輪が空転することに
よる不快感を味わうことなく、発進時から通常走行時と
変わらない快適な乗心地を体感することができる。

【００１８】また、停止している車輪を向きが変わるま
で操舵し、そのときに必要とした操舵力すなわち電動モ
ータ４の出力から路面の摩擦係数を推定する構成とした
から、発進直前に路面の摩擦係数を正確に把握し、過渡
期のトラクション制御をより確実なものとすることがで
き、４輪操舵システムのような後輪を操舵するシステム
を利用して停車状態のまま操舵に要する力から路面の抵
抗を察知することで、実際に車両を動かすことなく路面
の摩擦係数を事前に検知することができ、これにより運
転者が車両に乗り込んで実際に発進させるまでのごく短
い時間内に推定された路面の摩擦係数を用い、発進から
定常走行に至る過渡期において高精度のトラクション制
御を実現することができる。

【００１９】なお、上記実施例では、４輪操舵システム
を利用して停車状態にある路面の摩擦係数を推定する構
成としたが、パワーステアリング機構によって前輪を操
舵する車両であれば、停車状態において前輪を操舵し、
そのときの路面抵抗から路面の摩擦係数を推定すること
もできる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、車両
を発進させる前に路面の摩擦係数を検知し、検知した路
面の摩擦係数に従って、車両が発進するときのエンジン
出力を制御する構成としたから、停止状態から車両を発
進させたときに、例えば従来のトラクション制御装置の
ように、出だしの僅かな瞬間に無制御状態に放置される
といったことはなく、従って発進から定常走行に移行す
る過渡期において安定なトラクション制御を実現するこ
とができ、車輪が空転することによる不快感を味わうこ
となく、発進時から通常走行時と変わらない快適な乗心
地を体感することができる等の優れた効果を奏する。

【００２１】また、この発明は、停止している車輪を向
きが変わるまで操舵し、そのときに必要とした操舵力か
ら路面の摩擦係数を推定する構成としたから、発進直前
に路面の摩擦係数を正確に把握し、過渡期のトラクショ
ン制御をより確実なものとすることができ、例えば４輪
操舵システムのごとく後輪を操舵するシステムや、パワ
ーステアリング装置のごとく前輪を倍力装置により操舵
するシステムを利用することで、停車状態のまま操舵に
要する力から路面の抵抗を察知し、実際に車両を動かす
ことなく路面の摩擦係数を事前に検知することができ、
これにより運転者が車両に乗り込んで実際に発進させる
までのごく短い時間内に推定された路面の摩擦係数を用
い、発進から定常走行に至る過渡期において正確で確実
なトラクション制御を実現することができる等の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のトラクション制御装置の一実施例を
示す回路ブロック図である。

【図２】図１に示したＣＰＵによる路面の摩擦係数の推
定動作を説明するためのフローチャートである。

【図３】図１に示したＣＰＵによる発進時のトラクショ
ン制御動作を説明するためのフローチャートである。

【図４】図１に示したＣＰＵによる発進検出動作を説明
するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１トラクション制御装置２摩擦係数推定手段，摩擦係数検知手段，エンジン出
力制御手段（ＣＰＵ）４操舵手段（電動モータ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−240327（ＪＰ，Ａ) 特開平４−87883（ＪＰ，Ａ) 特開平３−258651（ＪＰ，Ａ) 特開平３−7665（ＪＰ，Ａ) 特開平４−66844（ＪＰ，Ａ) 特開平３−139465（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 29/00 - 29/06 B60K 41/00 - 41/26 B62D 6/00 - 6/06 G01N 19/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン出力を車輪が路面に伝え得る駆
動力の範囲内に自動制御することで車輪の空転を防止す
るトラクション制御装置において、車両を発進させる前
に路面の摩擦係数を検知する摩擦係数検知手段と、この
摩擦係数検知手段が検知した路面の摩擦係数に従って、
車両が発進するときのエンジン出力を制御するエンジン
出力制御手段とを具備し、前記摩擦係数検知手段は、停
止している車輪を向きが変わるまで繰舵する繰舵手段
と、この繰蛇手段が必要とした繰舵力から路面の摩擦係
数を推定する摩擦係数推定手段を有することを特徴とす
るトラクションコントロール制御装置。