JP3632366B2 - トラクションコントロール装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、車輪の駆動力を制御して車輪のスリップを抑制するトラクションコントロール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなトラクションコントロール装置として、例えば特開平４ー２９５１４６号、１ー２２７８３０号公報に開示されたものがある。
【０００３】
これらの装置では、駆動輪および従動輪等の回転数を検出して駆動輪と路面間のスリップ率を算出し、スリップ率が設定値より大きいときは、そのスリップ率に基づくトルクダウン要求にしたがってエンジンの所定数の気筒の燃料をカットすることによって、過大な駆動力の発生によって車両がスリップ状態に入ったときに、駆動力を速やかに減少させてスリップを効果的に抑制し、運転性能を向上させている。
【０００４】
ところで、エンジンの一部気筒に供給される燃料がカットされると、そのフューエルカット気筒からの新気と燃料をカットしてない気筒からの未燃分を含む排気ガスとが、排気系の触媒に入って、エンジンの運転条件によっては、燃焼によって触媒コンバータの温度が許容レベル以上に上昇して、触媒コンバータの劣化を招きかねない。
【０００５】
このため、図７に示すように、フューエルカットの継続時間を制限すると共に、フューエルカット後に禁止時間を設定することによって、フューエルカット制御が繰り返されたときにも、触媒コンバータの温度が許容レベル以上に上昇しないように制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のシステムにおいて、例えば車両が雪道を走行する場合等に、駆動輪のスリップ率が大きく、通常フューエルカットモードだけではスリップが抑制されないときでも、フューエルカット要求が設定値を越えると、全気筒の燃料供給が再開されることにより、触媒コンバータの温度が許容レベルより抑えられるものの、エンジンの発生トルクが低下せず、駆動輪のスリップが抑制されないという問題点があった。
【０００７】
これに対処して、本出願人により特願平７−１５４７５５号として提案されたものは、従来システムにおいてフューエルカットが禁止される運転条件でも、フューエルカットが行われる気筒数を増やしてフューエルカットを継続する構成により、触媒コンバータ等に発生する反応熱を抑制して耐熱性を維持しつつ、エンジンの発生トルクを低下させるようになっている。
【０００８】
しかしながら、エンジンの高回転高負荷運転時にフューエルカットが行われる気筒数を増やしてフューエルカットを継続すると、エンジンの冷却水温度が上昇したり、エンジンの排気温度が上昇する可能性がある。
【０００９】
また、フューエルカットが行われる気筒数を増やしてフューエルカットを継続すると、スリップ率が大幅に変動するハンチングを起こす可能性がある。すなわち、多気筒の燃料噴射がカットされると、スリップ率が急減して駆動輪がグリップする状態となる一方、多気筒の燃料噴射が再開されると、スリップ率が急増して駆動輪がスリップする状態となり、車両の加速、減速が繰り返されるという問題が考えられる。
【００１０】
この発明は、このような問題点に鑑みて為され、トラクションコントロール装置において、フューエルカットによるエンジンの過熱を防止するとともに、エンジンの出力変動が運転者に与える違和感を少なくすることを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のトラクションコントロール装置は、車両の駆動輪の回転状態を検出する駆動輪回転状態検出手段と、検出された駆動輪の回転状態に基づいて駆動輪と路面間のスリップ率Ｓを演算するスリップ率演算手段と、演算されたスリップ率Ｓがしきい値ＳＬを越えて上昇するトルクダウン要求時を判定するトルクダウン要求時判定手段と、トルクダウン要求時に少なくとも一部の気筒への燃料供給を停止するフューエルカットモードとして、通常フューエルカットモードと、燃料供給を停止する気筒数を、通常フューエルカットモードより多い気筒数と０気筒との間で切り換える多気筒フューエルカットモードとを有し、モード切り換えしながらフューエルカットを継続するフューエルカット手段と、通常フューエルカットモード時のしきい値ＳＬに対して、多気筒フューエルカットモード時のしきい値ＳＬを高める目標スリップ率補正手段と、を備えるものとした。
【００１３】
請求項２に記載のトラクションコントロール装置は、請求項１に記載の発明において、各フューエルカットモード時の運転状態が高回転高負荷状態の時間ＣＯＮＴを計測する手段と、計測された時間ＣＯＮＴに応じてしきい値ＳＬに補正値ΔＳを加算する設定手段と、を備えるものとした。
請求項３に記載のトラクションコントロール装置は、請求項２に記載の発明において、補正値ΔＳは、前記計測時間ＣＯＮＴの経過時間が長いほど大きく設定されるものとした。
請求項４に記載のトラクションコントロール装置は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明において、フューエルカット手段は、前記一方のフューエルカットモードの経過時間が各所定時間を経過したときにフューエルカットモードを前記他方のフューエルカットモードに切り換えるものとした。
請求項５に記載のトラクションコントロール装置は、請求項４に記載の発明において、多気筒フューエルカットモード時の所定経過時間は、エンジン負荷とエンジン回転数に基づき高負荷高回転ほど短く設定されるものとした。
【００１４】
【発明の作用および効果】
請求項１に記載のトラクションコントロール装置において、トルクダウン要求時に少なくとも一部の気筒への燃料供給を停止するフューエルカットを行うことによって、エンジンの発生トルクを低減して、駆動輪のスリップを抑制する。
【００１５】
駆動輪のスリップが発生したかどうかを判定するしきい値ＳＬを多気筒フューエルカットモード時において通常フューエルカットモード時より高める構成により、スリップ率Ｓが大幅に変動するハンチングを防止し、駆動輪を介して得られる車両の前後力と横力がそれぞれ十分に得られる範囲に保たれる。この結果、例えば車両の雪道走行時に多気筒フューエルカットモードでエンジンの出力制御が行われる運転状態でも、駆動輪を介して車両の前後力が安定して確保され、車両に前後振動が発生することを防止できる。また、駆動輪を介して車両の横力が安定して確保され、横力の変化によってヨーレイトの増減が繰り返されることを防止できる。
【００１７】
請求項２に記載のトラクションコントロール装置において、各フューエルカットモード時の運転状態が高回転高負荷状態の時間ＣＯＮＴを計測し、計測された時間ＣＯＮＴに応じてしきい値ＳＬに補正値ΔＳを加算する構成により、エンジンの排気温度が上昇することを抑制できる。さらに、スリップ率Ｓが変動するハンチングを防止する効果を高められ、フューエルカットによるスリップ率Ｓの変動が運転者に違和感を与えることなく、トラクションコントロールを終了させることができる。
請求項３に記載のトラクションコントロール装置において、補正値ΔＳは、経過時間が長いほど大きく設定される構成により、エンジンの排気温度が上昇することを抑制できる。さらに、スリップ率Ｓが変動するハンチングを防止する効果を高められ、フューエルカットによるスリップ率Ｓの変動が運転者に違和感を与えることなく、トラクションコントロールを終了させることができる。
請求項４に記載のトラクションコントロール装置において、フューエルカット手段は、前記一方のフューエルカットモードの経過時間が各所定時間を経過したときにフューエルカットモードを前記他方のフューエルカットモードに切り換える構成により、触媒コンバータに発生する反応熱を抑制して触媒コンバータの耐熱性を維持しつつ、エンジンの発生トルクが低下し、例えば車両の雪道走行時にも駆動輪のスリップが効果的に抑制される。多気筒フューエルカットモード経過時間が、所定時間以上になった場合、再び通常フューエルカットモードで設定される所定の気筒の燃料インジェクタからの燃料噴射がカットされる。これにより、エンジンの発生トルクが継続して低減され、駆動輪のスリップが効果的に抑制される。
請求項５に記載のトラクションコントロール装置において、多気筒フューエルカットモード時の所定経過時間は、エンジン負荷とエンジン回転数に基づき高負荷高回転ほど短く設定される構成により、エンジン負荷が低く、エンジン回転数が低いほど、経過時間を短く設定でき、通常フューエルカットモードの頻度を増やして、運転者に過度の減速感を与えないようにトルクダウンの適正化をはかることができる。すなわち、トルクダウンの要求頻度が高く、エンジンの排気温度 が低い低速低負荷域では、経過時間が比較的短く設定されるため、通常フューエルカットが行われる頻度を増やして、運転者に過度の減速感を与えないようにトルクダウンを適正にはかることができる。また、エンジンの回転および負荷が高いときは、多気筒フューエルカットモードの経過時間が長くなり、排気温度の高い高回転高負荷域に、触媒コンバータの温度が許容レベルを越えることが確実に防止される。この場合、多気筒フューエルカットが行われる頻度を増えて、触媒コンバータの耐熱性を確保することが優先される。
【００１８】
【実施形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１において、２０は車両に搭載されるエンジンである。エンジン２０の動力は、変速機２７から駆動軸を介して駆動輪２８に伝達される。
【００２０】
吸入空気はエアクリーナ２１から吸気管２２、スロットルチャンバ２３を経てインテークマニホールドの各ブランチから各気筒に供給され、燃料は各気筒毎に設けられた燃料インジェクタ２４により、各吸気ポートに向け噴射されて吸入空気と混合される。
【００２１】
気筒内の混合気は点火プラグの放電によって着火、燃焼する。排気は排気管２５を通して外部に排出される。排気管２５の途中には触媒コンバータ２６が設置され、三元触媒を介して排気中のＨＣ、ＣＯを酸化するとともに、ＮＯｘを還元する。
【００２２】
スロットルチャンバ２３には、アクセルペダルによって開閉駆動されるスロットルバルブ３０が介装される。スロットルバルブ３０の開度はスロットルセンサ３２により検出され、吸入空気の流量はエアフローメータ３４により検出され、エンジン２０の回転数ＮＥはクランク角センサ３５により検出される。エンジン２０の冷却水の温度は水温センサ３６により検出され、排気中の酸素濃度は酸素センサ３７により検出される。触媒コンバータ２６の触媒床温度は触媒床温度センサ３８により検出される。
【００２３】
車両の駆動輪２８の回転数は駆動輪速度センサ４０により検出され、従動輪４１の回転数は従動輪速度センサ４２により検出される。この場合、左右の駆動輪２８、左右の従動輪４１の平均回転数が検出される。
【００２４】
各センサ３２，３４〜３８，４０，４２からの信号は、マイクロコンピュータからなるコントロールユニット４５に入力される。
【００２５】
コントロールユニット４５は、入力された各信号に基づいて、エンジン２０の燃料インジェクタ２４の燃料噴射制御および車両のトラクションコントロールを行う。
【００２６】
図２に示すように、コントロールユニット４５は、スロットルセンサ３２の検出信号を入力するスロットル開度検出部６１と、クランク角センサ３５の検出信号を入力するエンジン回転数検出部６２と、エアフローメータ３４の検出信号を入力する吸入空気量検出部６３と、検出部されたエンジン回転数ＮＥと吸入空気量Ｑを基に基本燃料噴射パルス幅Ｔｐを算出する基本燃料噴射パルス幅算出部６４と、燃料噴射パルス幅演算部６５と、インジェクタ２４に燃料噴射パルス信号を出力する駆動回路６６とを備える。
【００２７】
燃料噴射制御は、検出された吸入空気量Ｑａとエンジン回転数ＮＥとに基づいて基本噴射量Ｔｐを
Ｔｐ＝Ｋ・Ｑａ／Ｎ ‥‥（１）
ただし、Ｋ；定数
なる式から演算した後、この基本噴射量Ｔｐを検出された冷却水温Ｔｗ、スロットル開度ＴＶＯ、排気中の酸素濃度等に基づいて次式のように補正し、燃料噴射量Ｔｉを演算する。
【００２８】
Ｔｉ＝Ｔｐ×（１＋ＫＴＷ＋ＫＡＳ＋ＫＡＩ＋ＫＡＣＣ＋ＫＤＥＣ）×ＫＦＣ＋ＴＳ‥‥（２）
ただし、ＫＴＷ；水温増量補正係数
ＫＡＳ；始動および始動後増量補正係数
ＫＡＩ；アイドル後増量補正係数
ＫＡＣＣ；加速補正係数
ＫＤＥＣ；減速補正係数
ＫＦＣ；フューエルカット補正係数
ＴＳ；バッテリ電圧補正分
この演算された燃料噴射量Ｔｉに対応するパルス信号を各燃料インジェクタ２５に出力し、燃料噴射制御を行う。
【００２９】
コントロールユニット４５は、図２に示すように、車輪速度センサ４０，４２の検出信号を入力する車輪速検出部５１と、従動輪４１と駆動輪２８の回転速度比を演算する車輪速比演算部５２と、従動輪４１と駆動輪２８の回転速度比を基に駆動輪２８のスリップ率を演算するスリップ率演算部５３と、スリップ率に応じてエンジン２０のトルクダウン要求量を演算するトルクダウン要求量演算部５４と、トルクダウン要求量に応じたトルクダウン制御信号を出力するトルクダウン制御信号出力部５５とを有する。
【００３０】
図３のフローチャートは、駆動輪２８のスリップ発生時にトルクダウン要求量を演算するジョブとして処理されるルーチンを示しており、コントロールユニット４５において一定周期毎に実行される。
【００３１】
これについて説明すると、まず、ステップ１で駆動輪速度（左右の平均値）ＶＤＷを読み込み、ステップ２で従動輪速度（左右の平均値）ＶＰＷを読み込み、ステップ３でスリップ率Ｓを次式にしたがって演算する。
【００３２】
Ｓ＝（ＶＤＷ−ＶＰＷ）／ＶＰＷ ‥‥（３）
このスリップ率Ｓが設定値より大きいときに、駆動輪２８にスリップが発生したものと判定し、ステップ５に進んでスリップ率Ｓにしたがってトルクダウン要求量Ｄを設定すると共に、ステップ６でトルクダウン要求フラグＴＤに１をセットする。
【００３３】
一方、スリップ率Ｓが設定値より小さいときに、駆動輪２８にスリップが発生していないものと判定し、ステップ７に進んでトルクダウン要求量Ｄを０に設定すると共に、ステップ６でトルクダウン要求フラグＴＤに０をセットする。
【００３４】
コントロールユニット４５は、図２に示すように、トルクダウン要求気筒カット数算出部５６に、トルクダウン要求時に一部の気筒への燃料供給を停止する通常フューエルカットモードと、通常フューエルカットモード域より多い気筒数への燃料供給を停止する多気筒フューエルカットモードを設定するフューエルカットモードが予めを設定される。コントロールユニット４５は、こうしてインジェクタ２４からの燃料供給をカットする気筒数を算出するトルクダウン要求気筒カット数算出部５６と、各フューエルカットモードに入ってからの経過時間を算出するフューエルカット継続時間カウンタ部５７と、各フューエルカットモードに入ってからの経過時間に応じて通常フューエルカットモードと多気筒フューエルカットモードを切換えるフューエルカット気筒数判断部５８と、エンジン２０の運転が停止してしまわないようにフューエルカットを指令するフューエルカット可否判定部５９とを有する。
【００３５】
図４、図５のフローチャートは、駆動輪２８のスリップ発生時にトルクダウン制御を行うジョブとして処理されるルーチンを示しており、コントロールユニット４５において一定周期毎に実行される。
【００３６】
これについて説明すると、まず、ステップ１１でトルクダウン要求がある（ＴＤ＝１）かどうかを判定する。
【００３７】
トルクダウン要求フラグＴＤ＝１のとき、ステップ１２に進んで、通常フューエルカットモード中と多気筒フューエルカットモード中のいずれであるかを判定する。
【００３８】
通常フューエルカットモード中である（ＦＭ＝０）と判定された場合、ステップ１３に進んで通常フューエルカットモード経過時間ＪＦＣＯＮを計測し、ステップ１４で計測された通常フューエルカットモード経過時間ＪＦＣＯＮが、最長経過時間設定値ＦＣＭＡＸ（例えば１秒）未満かどうかを判定する。
【００３９】
通常フューエルカットモード最長経過時間設定値ＦＣＭＡＸ未満と判定された場合、ステップ１５に進んで、通常フューエルカットモードで設定される所定の気筒の燃料インジェクタ２４からの燃料噴射がカットされる。
【００４０】
こうして通常フューエルカットモードで設定される所定の気筒の燃料インジェクタ２４からの燃料噴射がカットされることにより、エンジン２０の発生トルクが低減され、駆動輪２８のスリップが抑制される。
【００４１】
一方、駆動輪２８のスリップ率が大きく、トルクダウン要求が長時間にわたるときは、通常フューエルカットモードを中止して多気筒フューエルカットモードに移行する。すなわち、ステップ１４で計測された通常フューエルカットモード経過時間ＪＦＣＯＮが、最長経過時間設定値ＦＣＭＡＸ以上になったことを判定すると、ステップ１６でモード判定フラグＦＭ＝１として、ステップ１７以降の多気筒フューエルカットモードに移行する。
【００４２】
ステップ１７では多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩを計測し、ステップ１８で多気筒フューエルカットモードの最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭを次式で算出する。
【００４３】
ＴＦＣＴＩＭ＝ＦＣＭＡＸ／ＦＣＲＡＴＥ ・・・（４）
ただし、ＦＣＲＡＴＥは図６に示すマップに基づきエンジン負荷とエンジン回転数ＮＥに応じて設定される時間比である。このマップには、エンジン２０の回転が低く、エンジン２０の負荷が低いときほど、ＦＣＲＡＴＥが小さくなるように設定されている。
【００４４】
続いてステップ１９で計測された多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩが、最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭ未満かどうかを判定する。
【００４５】
多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩが、最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭ未満と判定された場合、ステップ２０に進んで、多気筒フューエルカットモードで設定される所定の気筒の燃料インジェクタ２４からの燃料噴射がカットされる。この多気筒フューエルカットモードでは、８気筒を備えるエンジン２０の場合、例えば６気筒分の燃料噴射がカットされる。
【００４６】
多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩが、最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭ以上になったことを判定した場合、ステップ２１に進んで、各フューエルカットモード経過時間ＪＦＣＯＮ、ＪＴＦＣＴＩをそれぞれクリアするとともに、モード判定フラグＦＭ＝０に設定する。これにより、再び通常フューエルカットモードで設定される所定の気筒の燃料インジェクタ２４からの燃料噴射がカットされ、エンジン２０の発生トルクが継続して低減され、駆動輪２８のスリップが抑制される。
【００４７】
なお、ステップ１１でトルクダウン要求がない（ＴＤ＝０）と判定された場合、ステップ２２以降のルーチンに進んで通常フューエルカットモード経過時間ＪＦＣＯＮないしは多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩを計測して、トルクダウン要求が再び有った場合に、通常フューエルカットモード経過時間ＪＦＣＯＮないしは多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩが最長経過時間設定値ＦＣＭＡＸ、ＴＦＣＴＩＭを越えないように制御される。
【００４８】
トルクダウン要求がない間に、ステップ２７で多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩが、最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭ以上になったことを判定した場合、ステップ２９に進んで、各フューエルカットモード経過時間ＪＦＣＯＮ、ＪＴＦＣＴＩをそれぞれクリアするとともに、モード判定フラグＦＭ＝０に設定する。
【００４９】
図７に従来のシステムによる制御例と本システムによる制御例をそれぞれ示している。
【００５０】
従来のシステムにおいて、駆動輪２８のスリップ率が大きく、通常フューエルカットモードだけではスリップが抑制されないときでも、トルクダウン要求が最長経過時間設定値ＦＣＭＡＸを越えると、全気筒のインジェクタ２４からの燃料噴射が再開される。これにより、触媒コンバータ２６に導かれる排気ガス中の未燃焼ＨＣ量が減少し、触媒コンバータ２６に発生する反応熱を抑制して触媒コンバータ２６の耐熱性を維持するものの、エンジン２０の発生トルクが低下することなく、駆動輪２８のスリップが抑制されない。
【００５１】
本システムにおいて、駆動輪２８のスリップ率が大きく、トルクダウン要求が最長経過時間設定値ＦＣＭＡＸを越えると、通常のフューエルカットモードから多気筒フューエルカットモードに切換えられ、インジェクタ２４からの燃料噴射がカットされる気筒数が増やされる。
【００５２】
インジェクタ２４からの燃料噴射がカットされる気筒数が増やされると、燃料噴射がカットされる気筒からの新気量が増えることにより、触媒コンバータ２６に導かれる排気ガスの温度が低下するとともに、燃料噴射がカットされない気筒数が減ることにより、触媒コンバータ２６に導かれる未燃焼ＨＣ量が減少し、触媒コンバータ２６に発生する反応熱を抑制する。このように従来システムにおいてインジェクタ２４からのフューエルカットが禁止される運転条件で、フューエルカットが行われる気筒数を増やしてフューエルカットを継続することにより、触媒コンバータ２６に発生する反応熱を抑制して触媒コンバータ２６の耐熱性を維持しつつ、エンジン２０の発生トルクが低下し、例えば車両の雪道走行時にも駆動輪２８のスリップが効果的に抑制される。
【００５３】
多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩが、最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭ以上になった場合、再び通常フューエルカットモードで設定される所定の気筒の燃料インジェクタ２４からの燃料噴射がカットされる。これにより、エンジン２０の発生トルクが継続して低減され、駆動輪２８のスリップが効果的に抑制される。
【００５４】
図６のマップに示すように、エンジン２０の回転が低く、エンジン２０の負荷が低いときほど、ＦＣＲＡＴＥが小さくなるように設定されることにより、多気筒フューエルカットモードの最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭが短くなる。これにより、エンジン２０の排気温度の低い低速低負荷域等に、触媒コンバータ２６の温度が許容レベルを越える心配なく、通常フューエルカットモードによるフューエルカットが継続され、その継続によって駆動輪２８のスリップが要求通りに抑制される。すなわち、トルクダウンの要求頻度が高く、エンジン２０の排気温度が低い低速低負荷域では、最長経過時間ＴＦＣＴＩが比較的短く設定されるため、通常フューエルカットが行われる頻度を増やして、運転者に過度の減速感を与えないようにトルクダウンを適正にはかることができる。
【００５５】
また、エンジン２０の回転および負荷が高いときは、多気筒フューエルカットモードの最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭが長くなり、排気温度の高い高回転高負荷域に、触媒コンバータ２６の温度が許容レベルを越えることが確実に防止される。この場合、多気筒フューエルカットが行われる頻度を増えて、運転者に過度の減速感を与える可能性があるが、触媒コンバータ２６の耐熱性を確保することが優先される。
【００５６】
多気筒フューエルカットモード中に一旦トルクダウン要求が無くなった後で、多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩが最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭを越えない間に、再びトルクダウン要求が有った場合に、多気筒フューエルカットが行われる。この結果、例えば車両が雪道を走行してトルクダウン要求が断続的にあった場合に、多気筒フューエルカットモードによるフューエルカットが行われた後にあまり時間を置かずに通常フューエルカットモードによるフューエルカットが行われることが回避され、触媒コンバータ等の耐熱性を確保することができる。
【００５７】
このように、エンジン２０の運転条件に対応してフューエルカットが行われる気筒数を制御して、トラクションコントロールが行われる運転範囲を拡大することができる。
【００５８】
図８に本システムで解決する問題点を示している。通常のフューエルカットモード域において、燃料噴射がカットされる気筒数が０〜５気筒の間で制御されることにより、従動輪速度ＶPW（車体速度）に対して駆動輪速度ＶDWが次第に収束する。それでもスリップが十分に収まらない場合、多気筒フューエルカットモードに移行して、燃料噴射がカットされる気筒数が０気筒と６気筒の間で切換えられると、スリップ率Ｓが大幅に変動するハンチングを起こす可能性がある。すなわち、多気筒フューエルカットモードにおいて、全気筒の燃料噴射がカットされると、スリップ率が急減して駆動輪２８がグリップする状態１となり、全気筒の燃料噴射が再開されると、スリップ率Ｓが急増して駆動輪２８がスリップする状態２となり、車両の加速、減速が繰り返されるという問題が考えられる。
【００５９】
本実施形態では、これに対処して、スリップが発生したかどうかを判定するしきい値ＳＬを、多気筒フューエルカットモードにおいて通常フューエルカットモードより高める構成とする。
【００６０】
図９において、多気筒フューエルカットモードを解除するしきい値ＳＬ２と、多気筒フューエルカットモードに入るしきい値ＳＬ３は、通常フューエルカットモードに切換えるしきい値ＳＬ１よりそれぞれ大きく設定される。多気筒フューエルカットモードに入るしきい値ＳＬ３は、多気筒フューエルカットモードを解除するしきい値ＳＬ２より所定のヒステリシスをもって大きく設定される。
【００６１】
なお、各しきい値ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３は、車速が０〜２５ｋｍ／ｈの低車速域で車速が高まるのに伴って次第に低下し、車速が２５ｋｍ／ｈ以上の中高車速域で車速が高まるのに伴って次第に上昇するように設定される。これにより、車速に応じて駆動力が有効に得られる。
【００６２】
図１０は、駆動輪２８を介して得られる車両の前後力とスリップ率Ｓの関係を示す特性図である。前後力はグリップ状態からスリップ率Ｓがある程度上昇したところで最大となる。
【００６３】
図１１は、駆動輪２８を介して得られる車両の横力とスリップ率Ｓの関係を示す特性図である。横力はグリップ状態で最大となり、スリップ率が上昇するのにしたがって次第に低下する。
【００６４】
図１０、図１１に基づいて、駆動輪２８を介して得られる車両の前後力と横力が十分に得られるスリップ率Ｓの制御範囲Ａを設定する。多気筒フューエルカットモードを解除するしきい値ＳＬ２と、多気筒フューエルカットモードに入るしきい値ＳＬ３を、通常制御範囲Ａ内で設定する。
【００６５】
コントロールユニット４５において、目標スリップ率設定部６７は、フューエルカット気筒数判断部５８におけるフューエルカットモードの判定結果を入力し、スリップが発生したかどうかを判定するしきい値ＳＬとして、多気筒フューエルカットモードにおいてしきい値ＳＬ２，ＳＬ３を選択し、通常フューエルカットモードにおいてしきい値ＳＬ１を選択する。
【００６６】
トルクダウン要求量演算部５４は、目標スリップ率設定部６７におけるしきい値ＳＬの判定結果を入力し、通常フューエルカットモードではしきい値ＳＬ１とスリップ率Ｓに応じてエンジン２０のトルクダウン要求量Ｄを演算し、多気筒フューエルカットモードではしきい値ＳＬ２，ＳＬ３とスリップ率Ｓに応じてエンジン２０のトルクダウン要求量Ｄを演算する。
【００６７】
図１２のフローチャートは、駆動輪２８のスリップ発生時にトルクダウン制御を行うしきい値ＳＬを設定するサブルーチンを示しており、コントロールユニット４５において一定周期毎に実行される。
【００６８】
これについて説明すると、まず、ステップ３１でモード判定フラグＦＭを入力し、ステップ３２で通常フューエルカットモード中と多気筒フューエルカットモード中のいずれであるかを判定する。
【００６９】
通常フューエルカットモード中である（ＦＭ＝０）と判定された場合、ステップ３３に進んでしきい値ＳＬ１が設定されたマップを読込む。
【００７０】
多気筒フューエルカットモード中である（ＦＭ＝１）と判定された場合、ステップ３４に進んでしきい値ＳＬ２，ＳＬ３のマップを読込む。
【００７１】
図１３に本システムによる制御例を示している。通常のフューエルカットモード域において、燃料噴射がカットされる気筒数が０〜５気筒の間で制御されることにより、従動輪速度ＶＰＷ（車体速度）に対して駆動輪速度ＶＤＷが次第に収束する。
【００７２】
それでもスリップが十分に収まらない場合、多気筒フューエルカットモードに移行すると、燃料噴射がカットされる気筒数が０気筒と６気筒の間で切換えられる。このとき、スリップが発生したかどうかを判定するしきい値ＳＬを多気筒フューエルカットモードにおいて通常フューエルカットモードより高める構成とすることにより、スリップ率Ｓが大幅に変動するハンチングを防止し、駆動輪２８を介して得られる車両の前後力と横力がそれぞれ十分に得られる範囲に保たれる。
【００７３】
この結果、例えば車両の雪道走行時に多気筒フューエルカットモードでエンジン２０の出力制御が行われる運転状態でも、駆動輪２８を介して車両の前後力が安定して確保され、車両に前後振動が発生することを防止できる。また、駆動輪２８を介して車両の横力が安定して確保され、横力の変化によってヨーレイトの増減が繰り返されることを防止できる。
【００７４】
ところで、エンジンの高回転高負荷運転時にフューエルカットが行われると、エンジンの排気温度が上昇してエンジンを過熱する可能性がある。
【００７５】
本発明はこれに対処して、コントロールユニット４５において、目標スリップ率補正部６８は、所定の高回転高負荷時かどうかを判定し、所定の高回転高負荷時では各しきい値ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３を補正値ΔＳをもって高めることにより、フューエルカットが行われる領域を制限する。
【００７６】
図１４のフローチャートは、駆動輪２８のスリップ発生時にトルクダウン制御を行うしきい値ＳＬを補正するサブルーチンを示しており、コントロールユニット４５において一定周期毎に実行される。
【００７７】
これについて説明すると、まず、ステップ４１でエンジン回転数ＮＥが３０００ｒｐｍより高いかどうかを判定する。
【００７８】
高いと判定された場合、ステップ４２に進んで、スロットル開度ＴＶＯが３／８開度より大きい高負荷域かどうかを判定する。
【００７９】
ＮＥ≦３０００ｒｐｍまたはＴＶＯ≦３／８であると判定された場合、ステップ４６に進んで高回転高負荷状態の時間ＣＯＮＴをクリアする。
【００８０】
ＮＥ＞３０００ｒｐｍかつＴＶＯ＞３／８である高回転高負荷域と判定された場合、ステップ４３に進んで高回転高負荷状態の時間ＣＯＮＴを計測する。
【００８１】
続いてステップ４４に進んで、計測された時間ＣＯＮＴに応じて予め設定された図１５に示すマップに基づき補正値ΔＳを検索する。
【００８２】
続いてステップ４５に進んで、設定された補正値ΔＳに基づき、図１６に示すように、しきい値ＳＬをフィルタを介して徐々に移行する。
【００８３】
図１５に示すマップにおいて、補正値ΔＳは各しきい値ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３毎に設定され、それぞれの値が時間ＣＯＮＴが５秒、１０秒と経過するのに伴って段階的に高められる。
【００８４】
このようにして、スリップが発生したかどうかを判定するしきい値ＳＬを高回転高負荷状態の時間ＣＯＮＴに応じて高めることにより、エンジンの排気温度が上昇することを抑制できる。さらに、スリップ率Ｓが変動するハンチングを防止する効果を高められ、フューエルカットによるスリップ率Ｓの変動が運転者に違和感を与えることなく、トラクションコントロールを終了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す機械的システム図。
【図２】同じく制御系の構成図。
【図３】同じくトルクダウン要求を判定する制御内容を示すフローチャート。
【図４】同じくトルクダウン制御内容を示すフローチャート。
【図５】同じくトルクダウン制御内容を示すフローチャート。
【図６】同じくＦＣＲＡＴＥを設定したマップ。
【図７】同じくトルクダウン制御例を示すタイミングチャート。
【図８】本システムで解決する問題点を示すタイミングチャート。
【図９】本発明の実施形態のしきい値ＳＬを設定したマップ。
【図１０】同じくスリップ率と前後力の関係を示す特性図。
【図１１】同じくスリップ率と横力の関係を示す特性図。
【図１２】同じくしきい値を設定する制御内容を示すフローチャート。
【図１３】同じくトルクダウン制御例を示すタイミングチャート。
【図１４】同じくしきいを高回転高負荷域で補正するフローチャート。
【図１５】同じく時間ＣＯＮＴと補正値ΔＳの関係を示す特性図。
【図１６】同じくスリップ率の補正例を示す特性図。
【符号の説明】
２０ エンジン
２３ スロットルチャンバ
２４ 燃料インジェクタ
２５ 排気管
２６ 触媒コンバータ
２８ 駆動輪
３０ スロットルバルブ
３２ スロットル開度センサ
３４ エアフローメータ
３６ スロットル開度センサ
３５ クランク角センサ
３６ 水温センサ
３７ 酸素センサ
３８ 触媒床センサ
４０ 駆動輪速度センサ
４１ 従動輪
４２ 従動輪速度センサ
４５ コントロールユニット
【産業上の利用分野】
この発明は、車輪の駆動力を制御して車輪のスリップを抑制するトラクションコントロール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなトラクションコントロール装置として、例えば特開平４ー２９５１４６号、１ー２２７８３０号公報に開示されたものがある。
【０００３】
これらの装置では、駆動輪および従動輪等の回転数を検出して駆動輪と路面間のスリップ率を算出し、スリップ率が設定値より大きいときは、そのスリップ率に基づくトルクダウン要求にしたがってエンジンの所定数の気筒の燃料をカットすることによって、過大な駆動力の発生によって車両がスリップ状態に入ったときに、駆動力を速やかに減少させてスリップを効果的に抑制し、運転性能を向上させている。
【０００４】
ところで、エンジンの一部気筒に供給される燃料がカットされると、そのフューエルカット気筒からの新気と燃料をカットしてない気筒からの未燃分を含む排気ガスとが、排気系の触媒に入って、エンジンの運転条件によっては、燃焼によって触媒コンバータの温度が許容レベル以上に上昇して、触媒コンバータの劣化を招きかねない。
【０００５】
このため、図７に示すように、フューエルカットの継続時間を制限すると共に、フューエルカット後に禁止時間を設定することによって、フューエルカット制御が繰り返されたときにも、触媒コンバータの温度が許容レベル以上に上昇しないように制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のシステムにおいて、例えば車両が雪道を走行する場合等に、駆動輪のスリップ率が大きく、通常フューエルカットモードだけではスリップが抑制されないときでも、フューエルカット要求が設定値を越えると、全気筒の燃料供給が再開されることにより、触媒コンバータの温度が許容レベルより抑えられるものの、エンジンの発生トルクが低下せず、駆動輪のスリップが抑制されないという問題点があった。
【０００７】
これに対処して、本出願人により特願平７−１５４７５５号として提案されたものは、従来システムにおいてフューエルカットが禁止される運転条件でも、フューエルカットが行われる気筒数を増やしてフューエルカットを継続する構成により、触媒コンバータ等に発生する反応熱を抑制して耐熱性を維持しつつ、エンジンの発生トルクを低下させるようになっている。
【０００８】
しかしながら、エンジンの高回転高負荷運転時にフューエルカットが行われる気筒数を増やしてフューエルカットを継続すると、エンジンの冷却水温度が上昇したり、エンジンの排気温度が上昇する可能性がある。
【０００９】
また、フューエルカットが行われる気筒数を増やしてフューエルカットを継続すると、スリップ率が大幅に変動するハンチングを起こす可能性がある。すなわち、多気筒の燃料噴射がカットされると、スリップ率が急減して駆動輪がグリップする状態となる一方、多気筒の燃料噴射が再開されると、スリップ率が急増して駆動輪がスリップする状態となり、車両の加速、減速が繰り返されるという問題が考えられる。
【００１０】
この発明は、このような問題点に鑑みて為され、トラクションコントロール装置において、フューエルカットによるエンジンの過熱を防止するとともに、エンジンの出力変動が運転者に与える違和感を少なくすることを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のトラクションコントロール装置は、車両の駆動輪の回転状態を検出する駆動輪回転状態検出手段と、検出された駆動輪の回転状態に基づいて駆動輪と路面間のスリップ率Ｓを演算するスリップ率演算手段と、演算されたスリップ率Ｓがしきい値ＳＬを越えて上昇するトルクダウン要求時を判定するトルクダウン要求時判定手段と、トルクダウン要求時に少なくとも一部の気筒への燃料供給を停止するフューエルカットモードとして、通常フューエルカットモードと、燃料供給を停止する気筒数を、通常フューエルカットモードより多い気筒数と０気筒との間で切り換える多気筒フューエルカットモードとを有し、モード切り換えしながらフューエルカットを継続するフューエルカット手段と、通常フューエルカットモード時のしきい値ＳＬに対して、多気筒フューエルカットモード時のしきい値ＳＬを高める目標スリップ率補正手段と、を備えるものとした。
【００１３】
請求項２に記載のトラクションコントロール装置は、請求項１に記載の発明において、各フューエルカットモード時の運転状態が高回転高負荷状態の時間ＣＯＮＴを計測する手段と、計測された時間ＣＯＮＴに応じてしきい値ＳＬに補正値ΔＳを加算する設定手段と、を備えるものとした。
請求項３に記載のトラクションコントロール装置は、請求項２に記載の発明において、補正値ΔＳは、前記計測時間ＣＯＮＴの経過時間が長いほど大きく設定されるものとした。
請求項４に記載のトラクションコントロール装置は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明において、フューエルカット手段は、前記一方のフューエルカットモードの経過時間が各所定時間を経過したときにフューエルカットモードを前記他方のフューエルカットモードに切り換えるものとした。
請求項５に記載のトラクションコントロール装置は、請求項４に記載の発明において、多気筒フューエルカットモード時の所定経過時間は、エンジン負荷とエンジン回転数に基づき高負荷高回転ほど短く設定されるものとした。
【００１４】
【発明の作用および効果】
請求項１に記載のトラクションコントロール装置において、トルクダウン要求時に少なくとも一部の気筒への燃料供給を停止するフューエルカットを行うことによって、エンジンの発生トルクを低減して、駆動輪のスリップを抑制する。
【００１５】
駆動輪のスリップが発生したかどうかを判定するしきい値ＳＬを多気筒フューエルカットモード時において通常フューエルカットモード時より高める構成により、スリップ率Ｓが大幅に変動するハンチングを防止し、駆動輪を介して得られる車両の前後力と横力がそれぞれ十分に得られる範囲に保たれる。この結果、例えば車両の雪道走行時に多気筒フューエルカットモードでエンジンの出力制御が行われる運転状態でも、駆動輪を介して車両の前後力が安定して確保され、車両に前後振動が発生することを防止できる。また、駆動輪を介して車両の横力が安定して確保され、横力の変化によってヨーレイトの増減が繰り返されることを防止できる。
【００１７】
請求項２に記載のトラクションコントロール装置において、各フューエルカットモード時の運転状態が高回転高負荷状態の時間ＣＯＮＴを計測し、計測された時間ＣＯＮＴに応じてしきい値ＳＬに補正値ΔＳを加算する構成により、エンジンの排気温度が上昇することを抑制できる。さらに、スリップ率Ｓが変動するハンチングを防止する効果を高められ、フューエルカットによるスリップ率Ｓの変動が運転者に違和感を与えることなく、トラクションコントロールを終了させることができる。
請求項３に記載のトラクションコントロール装置において、補正値ΔＳは、経過時間が長いほど大きく設定される構成により、エンジンの排気温度が上昇することを抑制できる。さらに、スリップ率Ｓが変動するハンチングを防止する効果を高められ、フューエルカットによるスリップ率Ｓの変動が運転者に違和感を与えることなく、トラクションコントロールを終了させることができる。
請求項４に記載のトラクションコントロール装置において、フューエルカット手段は、前記一方のフューエルカットモードの経過時間が各所定時間を経過したときにフューエルカットモードを前記他方のフューエルカットモードに切り換える構成により、触媒コンバータに発生する反応熱を抑制して触媒コンバータの耐熱性を維持しつつ、エンジンの発生トルクが低下し、例えば車両の雪道走行時にも駆動輪のスリップが効果的に抑制される。多気筒フューエルカットモード経過時間が、所定時間以上になった場合、再び通常フューエルカットモードで設定される所定の気筒の燃料インジェクタからの燃料噴射がカットされる。これにより、エンジンの発生トルクが継続して低減され、駆動輪のスリップが効果的に抑制される。
請求項５に記載のトラクションコントロール装置において、多気筒フューエルカットモード時の所定経過時間は、エンジン負荷とエンジン回転数に基づき高負荷高回転ほど短く設定される構成により、エンジン負荷が低く、エンジン回転数が低いほど、経過時間を短く設定でき、通常フューエルカットモードの頻度を増やして、運転者に過度の減速感を与えないようにトルクダウンの適正化をはかることができる。すなわち、トルクダウンの要求頻度が高く、エンジンの排気温度 が低い低速低負荷域では、経過時間が比較的短く設定されるため、通常フューエルカットが行われる頻度を増やして、運転者に過度の減速感を与えないようにトルクダウンを適正にはかることができる。また、エンジンの回転および負荷が高いときは、多気筒フューエルカットモードの経過時間が長くなり、排気温度の高い高回転高負荷域に、触媒コンバータの温度が許容レベルを越えることが確実に防止される。この場合、多気筒フューエルカットが行われる頻度を増えて、触媒コンバータの耐熱性を確保することが優先される。
【００１８】
【実施形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１において、２０は車両に搭載されるエンジンである。エンジン２０の動力は、変速機２７から駆動軸を介して駆動輪２８に伝達される。
【００２０】
吸入空気はエアクリーナ２１から吸気管２２、スロットルチャンバ２３を経てインテークマニホールドの各ブランチから各気筒に供給され、燃料は各気筒毎に設けられた燃料インジェクタ２４により、各吸気ポートに向け噴射されて吸入空気と混合される。
【００２１】
気筒内の混合気は点火プラグの放電によって着火、燃焼する。排気は排気管２５を通して外部に排出される。排気管２５の途中には触媒コンバータ２６が設置され、三元触媒を介して排気中のＨＣ、ＣＯを酸化するとともに、ＮＯｘを還元する。
【００２２】
スロットルチャンバ２３には、アクセルペダルによって開閉駆動されるスロットルバルブ３０が介装される。スロットルバルブ３０の開度はスロットルセンサ３２により検出され、吸入空気の流量はエアフローメータ３４により検出され、エンジン２０の回転数ＮＥはクランク角センサ３５により検出される。エンジン２０の冷却水の温度は水温センサ３６により検出され、排気中の酸素濃度は酸素センサ３７により検出される。触媒コンバータ２６の触媒床温度は触媒床温度センサ３８により検出される。
【００２３】
車両の駆動輪２８の回転数は駆動輪速度センサ４０により検出され、従動輪４１の回転数は従動輪速度センサ４２により検出される。この場合、左右の駆動輪２８、左右の従動輪４１の平均回転数が検出される。
【００２４】
各センサ３２，３４〜３８，４０，４２からの信号は、マイクロコンピュータからなるコントロールユニット４５に入力される。
【００２５】
コントロールユニット４５は、入力された各信号に基づいて、エンジン２０の燃料インジェクタ２４の燃料噴射制御および車両のトラクションコントロールを行う。
【００２６】
図２に示すように、コントロールユニット４５は、スロットルセンサ３２の検出信号を入力するスロットル開度検出部６１と、クランク角センサ３５の検出信号を入力するエンジン回転数検出部６２と、エアフローメータ３４の検出信号を入力する吸入空気量検出部６３と、検出部されたエンジン回転数ＮＥと吸入空気量Ｑを基に基本燃料噴射パルス幅Ｔｐを算出する基本燃料噴射パルス幅算出部６４と、燃料噴射パルス幅演算部６５と、インジェクタ２４に燃料噴射パルス信号を出力する駆動回路６６とを備える。
【００２７】
燃料噴射制御は、検出された吸入空気量Ｑａとエンジン回転数ＮＥとに基づいて基本噴射量Ｔｐを
Ｔｐ＝Ｋ・Ｑａ／Ｎ ‥‥（１）
ただし、Ｋ；定数
なる式から演算した後、この基本噴射量Ｔｐを検出された冷却水温Ｔｗ、スロットル開度ＴＶＯ、排気中の酸素濃度等に基づいて次式のように補正し、燃料噴射量Ｔｉを演算する。
【００２８】
Ｔｉ＝Ｔｐ×（１＋ＫＴＷ＋ＫＡＳ＋ＫＡＩ＋ＫＡＣＣ＋ＫＤＥＣ）×ＫＦＣ＋ＴＳ‥‥（２）
ただし、ＫＴＷ；水温増量補正係数
ＫＡＳ；始動および始動後増量補正係数
ＫＡＩ；アイドル後増量補正係数
ＫＡＣＣ；加速補正係数
ＫＤＥＣ；減速補正係数
ＫＦＣ；フューエルカット補正係数
ＴＳ；バッテリ電圧補正分
この演算された燃料噴射量Ｔｉに対応するパルス信号を各燃料インジェクタ２５に出力し、燃料噴射制御を行う。
【００２９】
コントロールユニット４５は、図２に示すように、車輪速度センサ４０，４２の検出信号を入力する車輪速検出部５１と、従動輪４１と駆動輪２８の回転速度比を演算する車輪速比演算部５２と、従動輪４１と駆動輪２８の回転速度比を基に駆動輪２８のスリップ率を演算するスリップ率演算部５３と、スリップ率に応じてエンジン２０のトルクダウン要求量を演算するトルクダウン要求量演算部５４と、トルクダウン要求量に応じたトルクダウン制御信号を出力するトルクダウン制御信号出力部５５とを有する。
【００３０】
図３のフローチャートは、駆動輪２８のスリップ発生時にトルクダウン要求量を演算するジョブとして処理されるルーチンを示しており、コントロールユニット４５において一定周期毎に実行される。
【００３１】
これについて説明すると、まず、ステップ１で駆動輪速度（左右の平均値）ＶＤＷを読み込み、ステップ２で従動輪速度（左右の平均値）ＶＰＷを読み込み、ステップ３でスリップ率Ｓを次式にしたがって演算する。
【００３２】
Ｓ＝（ＶＤＷ−ＶＰＷ）／ＶＰＷ ‥‥（３）
このスリップ率Ｓが設定値より大きいときに、駆動輪２８にスリップが発生したものと判定し、ステップ５に進んでスリップ率Ｓにしたがってトルクダウン要求量Ｄを設定すると共に、ステップ６でトルクダウン要求フラグＴＤに１をセットする。
【００３３】
一方、スリップ率Ｓが設定値より小さいときに、駆動輪２８にスリップが発生していないものと判定し、ステップ７に進んでトルクダウン要求量Ｄを０に設定すると共に、ステップ６でトルクダウン要求フラグＴＤに０をセットする。
【００３４】
コントロールユニット４５は、図２に示すように、トルクダウン要求気筒カット数算出部５６に、トルクダウン要求時に一部の気筒への燃料供給を停止する通常フューエルカットモードと、通常フューエルカットモード域より多い気筒数への燃料供給を停止する多気筒フューエルカットモードを設定するフューエルカットモードが予めを設定される。コントロールユニット４５は、こうしてインジェクタ２４からの燃料供給をカットする気筒数を算出するトルクダウン要求気筒カット数算出部５６と、各フューエルカットモードに入ってからの経過時間を算出するフューエルカット継続時間カウンタ部５７と、各フューエルカットモードに入ってからの経過時間に応じて通常フューエルカットモードと多気筒フューエルカットモードを切換えるフューエルカット気筒数判断部５８と、エンジン２０の運転が停止してしまわないようにフューエルカットを指令するフューエルカット可否判定部５９とを有する。
【００３５】
図４、図５のフローチャートは、駆動輪２８のスリップ発生時にトルクダウン制御を行うジョブとして処理されるルーチンを示しており、コントロールユニット４５において一定周期毎に実行される。
【００３６】
これについて説明すると、まず、ステップ１１でトルクダウン要求がある（ＴＤ＝１）かどうかを判定する。
【００３７】
トルクダウン要求フラグＴＤ＝１のとき、ステップ１２に進んで、通常フューエルカットモード中と多気筒フューエルカットモード中のいずれであるかを判定する。
【００３８】
通常フューエルカットモード中である（ＦＭ＝０）と判定された場合、ステップ１３に進んで通常フューエルカットモード経過時間ＪＦＣＯＮを計測し、ステップ１４で計測された通常フューエルカットモード経過時間ＪＦＣＯＮが、最長経過時間設定値ＦＣＭＡＸ（例えば１秒）未満かどうかを判定する。
【００３９】
通常フューエルカットモード最長経過時間設定値ＦＣＭＡＸ未満と判定された場合、ステップ１５に進んで、通常フューエルカットモードで設定される所定の気筒の燃料インジェクタ２４からの燃料噴射がカットされる。
【００４０】
こうして通常フューエルカットモードで設定される所定の気筒の燃料インジェクタ２４からの燃料噴射がカットされることにより、エンジン２０の発生トルクが低減され、駆動輪２８のスリップが抑制される。
【００４１】
一方、駆動輪２８のスリップ率が大きく、トルクダウン要求が長時間にわたるときは、通常フューエルカットモードを中止して多気筒フューエルカットモードに移行する。すなわち、ステップ１４で計測された通常フューエルカットモード経過時間ＪＦＣＯＮが、最長経過時間設定値ＦＣＭＡＸ以上になったことを判定すると、ステップ１６でモード判定フラグＦＭ＝１として、ステップ１７以降の多気筒フューエルカットモードに移行する。
【００４２】
ステップ１７では多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩを計測し、ステップ１８で多気筒フューエルカットモードの最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭを次式で算出する。
【００４３】
ＴＦＣＴＩＭ＝ＦＣＭＡＸ／ＦＣＲＡＴＥ ・・・（４）
ただし、ＦＣＲＡＴＥは図６に示すマップに基づきエンジン負荷とエンジン回転数ＮＥに応じて設定される時間比である。このマップには、エンジン２０の回転が低く、エンジン２０の負荷が低いときほど、ＦＣＲＡＴＥが小さくなるように設定されている。
【００４４】
続いてステップ１９で計測された多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩが、最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭ未満かどうかを判定する。
【００４５】
多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩが、最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭ未満と判定された場合、ステップ２０に進んで、多気筒フューエルカットモードで設定される所定の気筒の燃料インジェクタ２４からの燃料噴射がカットされる。この多気筒フューエルカットモードでは、８気筒を備えるエンジン２０の場合、例えば６気筒分の燃料噴射がカットされる。
【００４６】
多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩが、最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭ以上になったことを判定した場合、ステップ２１に進んで、各フューエルカットモード経過時間ＪＦＣＯＮ、ＪＴＦＣＴＩをそれぞれクリアするとともに、モード判定フラグＦＭ＝０に設定する。これにより、再び通常フューエルカットモードで設定される所定の気筒の燃料インジェクタ２４からの燃料噴射がカットされ、エンジン２０の発生トルクが継続して低減され、駆動輪２８のスリップが抑制される。
【００４７】
なお、ステップ１１でトルクダウン要求がない（ＴＤ＝０）と判定された場合、ステップ２２以降のルーチンに進んで通常フューエルカットモード経過時間ＪＦＣＯＮないしは多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩを計測して、トルクダウン要求が再び有った場合に、通常フューエルカットモード経過時間ＪＦＣＯＮないしは多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩが最長経過時間設定値ＦＣＭＡＸ、ＴＦＣＴＩＭを越えないように制御される。
【００４８】
トルクダウン要求がない間に、ステップ２７で多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩが、最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭ以上になったことを判定した場合、ステップ２９に進んで、各フューエルカットモード経過時間ＪＦＣＯＮ、ＪＴＦＣＴＩをそれぞれクリアするとともに、モード判定フラグＦＭ＝０に設定する。
【００４９】
図７に従来のシステムによる制御例と本システムによる制御例をそれぞれ示している。
【００５０】
従来のシステムにおいて、駆動輪２８のスリップ率が大きく、通常フューエルカットモードだけではスリップが抑制されないときでも、トルクダウン要求が最長経過時間設定値ＦＣＭＡＸを越えると、全気筒のインジェクタ２４からの燃料噴射が再開される。これにより、触媒コンバータ２６に導かれる排気ガス中の未燃焼ＨＣ量が減少し、触媒コンバータ２６に発生する反応熱を抑制して触媒コンバータ２６の耐熱性を維持するものの、エンジン２０の発生トルクが低下することなく、駆動輪２８のスリップが抑制されない。
【００５１】
本システムにおいて、駆動輪２８のスリップ率が大きく、トルクダウン要求が最長経過時間設定値ＦＣＭＡＸを越えると、通常のフューエルカットモードから多気筒フューエルカットモードに切換えられ、インジェクタ２４からの燃料噴射がカットされる気筒数が増やされる。
【００５２】
インジェクタ２４からの燃料噴射がカットされる気筒数が増やされると、燃料噴射がカットされる気筒からの新気量が増えることにより、触媒コンバータ２６に導かれる排気ガスの温度が低下するとともに、燃料噴射がカットされない気筒数が減ることにより、触媒コンバータ２６に導かれる未燃焼ＨＣ量が減少し、触媒コンバータ２６に発生する反応熱を抑制する。このように従来システムにおいてインジェクタ２４からのフューエルカットが禁止される運転条件で、フューエルカットが行われる気筒数を増やしてフューエルカットを継続することにより、触媒コンバータ２６に発生する反応熱を抑制して触媒コンバータ２６の耐熱性を維持しつつ、エンジン２０の発生トルクが低下し、例えば車両の雪道走行時にも駆動輪２８のスリップが効果的に抑制される。
【００５３】
多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩが、最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭ以上になった場合、再び通常フューエルカットモードで設定される所定の気筒の燃料インジェクタ２４からの燃料噴射がカットされる。これにより、エンジン２０の発生トルクが継続して低減され、駆動輪２８のスリップが効果的に抑制される。
【００５４】
図６のマップに示すように、エンジン２０の回転が低く、エンジン２０の負荷が低いときほど、ＦＣＲＡＴＥが小さくなるように設定されることにより、多気筒フューエルカットモードの最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭが短くなる。これにより、エンジン２０の排気温度の低い低速低負荷域等に、触媒コンバータ２６の温度が許容レベルを越える心配なく、通常フューエルカットモードによるフューエルカットが継続され、その継続によって駆動輪２８のスリップが要求通りに抑制される。すなわち、トルクダウンの要求頻度が高く、エンジン２０の排気温度が低い低速低負荷域では、最長経過時間ＴＦＣＴＩが比較的短く設定されるため、通常フューエルカットが行われる頻度を増やして、運転者に過度の減速感を与えないようにトルクダウンを適正にはかることができる。
【００５５】
また、エンジン２０の回転および負荷が高いときは、多気筒フューエルカットモードの最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭが長くなり、排気温度の高い高回転高負荷域に、触媒コンバータ２６の温度が許容レベルを越えることが確実に防止される。この場合、多気筒フューエルカットが行われる頻度を増えて、運転者に過度の減速感を与える可能性があるが、触媒コンバータ２６の耐熱性を確保することが優先される。
【００５６】
多気筒フューエルカットモード中に一旦トルクダウン要求が無くなった後で、多気筒フューエルカットモード経過時間ＪＴＦＣＴＩが最長経過時間設定値ＴＦＣＴＩＭを越えない間に、再びトルクダウン要求が有った場合に、多気筒フューエルカットが行われる。この結果、例えば車両が雪道を走行してトルクダウン要求が断続的にあった場合に、多気筒フューエルカットモードによるフューエルカットが行われた後にあまり時間を置かずに通常フューエルカットモードによるフューエルカットが行われることが回避され、触媒コンバータ等の耐熱性を確保することができる。
【００５７】
このように、エンジン２０の運転条件に対応してフューエルカットが行われる気筒数を制御して、トラクションコントロールが行われる運転範囲を拡大することができる。
【００５８】
図８に本システムで解決する問題点を示している。通常のフューエルカットモード域において、燃料噴射がカットされる気筒数が０〜５気筒の間で制御されることにより、従動輪速度ＶPW（車体速度）に対して駆動輪速度ＶDWが次第に収束する。それでもスリップが十分に収まらない場合、多気筒フューエルカットモードに移行して、燃料噴射がカットされる気筒数が０気筒と６気筒の間で切換えられると、スリップ率Ｓが大幅に変動するハンチングを起こす可能性がある。すなわち、多気筒フューエルカットモードにおいて、全気筒の燃料噴射がカットされると、スリップ率が急減して駆動輪２８がグリップする状態１となり、全気筒の燃料噴射が再開されると、スリップ率Ｓが急増して駆動輪２８がスリップする状態２となり、車両の加速、減速が繰り返されるという問題が考えられる。
【００５９】
本実施形態では、これに対処して、スリップが発生したかどうかを判定するしきい値ＳＬを、多気筒フューエルカットモードにおいて通常フューエルカットモードより高める構成とする。
【００６０】
図９において、多気筒フューエルカットモードを解除するしきい値ＳＬ２と、多気筒フューエルカットモードに入るしきい値ＳＬ３は、通常フューエルカットモードに切換えるしきい値ＳＬ１よりそれぞれ大きく設定される。多気筒フューエルカットモードに入るしきい値ＳＬ３は、多気筒フューエルカットモードを解除するしきい値ＳＬ２より所定のヒステリシスをもって大きく設定される。
【００６１】
なお、各しきい値ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３は、車速が０〜２５ｋｍ／ｈの低車速域で車速が高まるのに伴って次第に低下し、車速が２５ｋｍ／ｈ以上の中高車速域で車速が高まるのに伴って次第に上昇するように設定される。これにより、車速に応じて駆動力が有効に得られる。
【００６２】
図１０は、駆動輪２８を介して得られる車両の前後力とスリップ率Ｓの関係を示す特性図である。前後力はグリップ状態からスリップ率Ｓがある程度上昇したところで最大となる。
【００６３】
図１１は、駆動輪２８を介して得られる車両の横力とスリップ率Ｓの関係を示す特性図である。横力はグリップ状態で最大となり、スリップ率が上昇するのにしたがって次第に低下する。
【００６４】
図１０、図１１に基づいて、駆動輪２８を介して得られる車両の前後力と横力が十分に得られるスリップ率Ｓの制御範囲Ａを設定する。多気筒フューエルカットモードを解除するしきい値ＳＬ２と、多気筒フューエルカットモードに入るしきい値ＳＬ３を、通常制御範囲Ａ内で設定する。
【００６５】
コントロールユニット４５において、目標スリップ率設定部６７は、フューエルカット気筒数判断部５８におけるフューエルカットモードの判定結果を入力し、スリップが発生したかどうかを判定するしきい値ＳＬとして、多気筒フューエルカットモードにおいてしきい値ＳＬ２，ＳＬ３を選択し、通常フューエルカットモードにおいてしきい値ＳＬ１を選択する。
【００６６】
トルクダウン要求量演算部５４は、目標スリップ率設定部６７におけるしきい値ＳＬの判定結果を入力し、通常フューエルカットモードではしきい値ＳＬ１とスリップ率Ｓに応じてエンジン２０のトルクダウン要求量Ｄを演算し、多気筒フューエルカットモードではしきい値ＳＬ２，ＳＬ３とスリップ率Ｓに応じてエンジン２０のトルクダウン要求量Ｄを演算する。
【００６７】
図１２のフローチャートは、駆動輪２８のスリップ発生時にトルクダウン制御を行うしきい値ＳＬを設定するサブルーチンを示しており、コントロールユニット４５において一定周期毎に実行される。
【００６８】
これについて説明すると、まず、ステップ３１でモード判定フラグＦＭを入力し、ステップ３２で通常フューエルカットモード中と多気筒フューエルカットモード中のいずれであるかを判定する。
【００６９】
通常フューエルカットモード中である（ＦＭ＝０）と判定された場合、ステップ３３に進んでしきい値ＳＬ１が設定されたマップを読込む。
【００７０】
多気筒フューエルカットモード中である（ＦＭ＝１）と判定された場合、ステップ３４に進んでしきい値ＳＬ２，ＳＬ３のマップを読込む。
【００７１】
図１３に本システムによる制御例を示している。通常のフューエルカットモード域において、燃料噴射がカットされる気筒数が０〜５気筒の間で制御されることにより、従動輪速度ＶＰＷ（車体速度）に対して駆動輪速度ＶＤＷが次第に収束する。
【００７２】
それでもスリップが十分に収まらない場合、多気筒フューエルカットモードに移行すると、燃料噴射がカットされる気筒数が０気筒と６気筒の間で切換えられる。このとき、スリップが発生したかどうかを判定するしきい値ＳＬを多気筒フューエルカットモードにおいて通常フューエルカットモードより高める構成とすることにより、スリップ率Ｓが大幅に変動するハンチングを防止し、駆動輪２８を介して得られる車両の前後力と横力がそれぞれ十分に得られる範囲に保たれる。
【００７３】
この結果、例えば車両の雪道走行時に多気筒フューエルカットモードでエンジン２０の出力制御が行われる運転状態でも、駆動輪２８を介して車両の前後力が安定して確保され、車両に前後振動が発生することを防止できる。また、駆動輪２８を介して車両の横力が安定して確保され、横力の変化によってヨーレイトの増減が繰り返されることを防止できる。
【００７４】
ところで、エンジンの高回転高負荷運転時にフューエルカットが行われると、エンジンの排気温度が上昇してエンジンを過熱する可能性がある。
【００７５】
本発明はこれに対処して、コントロールユニット４５において、目標スリップ率補正部６８は、所定の高回転高負荷時かどうかを判定し、所定の高回転高負荷時では各しきい値ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３を補正値ΔＳをもって高めることにより、フューエルカットが行われる領域を制限する。
【００７６】
図１４のフローチャートは、駆動輪２８のスリップ発生時にトルクダウン制御を行うしきい値ＳＬを補正するサブルーチンを示しており、コントロールユニット４５において一定周期毎に実行される。
【００７７】
これについて説明すると、まず、ステップ４１でエンジン回転数ＮＥが３０００ｒｐｍより高いかどうかを判定する。
【００７８】
高いと判定された場合、ステップ４２に進んで、スロットル開度ＴＶＯが３／８開度より大きい高負荷域かどうかを判定する。
【００７９】
ＮＥ≦３０００ｒｐｍまたはＴＶＯ≦３／８であると判定された場合、ステップ４６に進んで高回転高負荷状態の時間ＣＯＮＴをクリアする。
【００８０】
ＮＥ＞３０００ｒｐｍかつＴＶＯ＞３／８である高回転高負荷域と判定された場合、ステップ４３に進んで高回転高負荷状態の時間ＣＯＮＴを計測する。
【００８１】
続いてステップ４４に進んで、計測された時間ＣＯＮＴに応じて予め設定された図１５に示すマップに基づき補正値ΔＳを検索する。
【００８２】
続いてステップ４５に進んで、設定された補正値ΔＳに基づき、図１６に示すように、しきい値ＳＬをフィルタを介して徐々に移行する。
【００８３】
図１５に示すマップにおいて、補正値ΔＳは各しきい値ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３毎に設定され、それぞれの値が時間ＣＯＮＴが５秒、１０秒と経過するのに伴って段階的に高められる。
【００８４】
このようにして、スリップが発生したかどうかを判定するしきい値ＳＬを高回転高負荷状態の時間ＣＯＮＴに応じて高めることにより、エンジンの排気温度が上昇することを抑制できる。さらに、スリップ率Ｓが変動するハンチングを防止する効果を高められ、フューエルカットによるスリップ率Ｓの変動が運転者に違和感を与えることなく、トラクションコントロールを終了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す機械的システム図。
【図２】同じく制御系の構成図。
【図３】同じくトルクダウン要求を判定する制御内容を示すフローチャート。
【図４】同じくトルクダウン制御内容を示すフローチャート。
【図５】同じくトルクダウン制御内容を示すフローチャート。
【図６】同じくＦＣＲＡＴＥを設定したマップ。
【図７】同じくトルクダウン制御例を示すタイミングチャート。
【図８】本システムで解決する問題点を示すタイミングチャート。
【図９】本発明の実施形態のしきい値ＳＬを設定したマップ。
【図１０】同じくスリップ率と前後力の関係を示す特性図。
【図１１】同じくスリップ率と横力の関係を示す特性図。
【図１２】同じくしきい値を設定する制御内容を示すフローチャート。
【図１３】同じくトルクダウン制御例を示すタイミングチャート。
【図１４】同じくしきいを高回転高負荷域で補正するフローチャート。
【図１５】同じく時間ＣＯＮＴと補正値ΔＳの関係を示す特性図。
【図１６】同じくスリップ率の補正例を示す特性図。
【符号の説明】
２０ エンジン
２３ スロットルチャンバ
２４ 燃料インジェクタ
２５ 排気管
２６ 触媒コンバータ
２８ 駆動輪
３０ スロットルバルブ
３２ スロットル開度センサ
３４ エアフローメータ
３６ スロットル開度センサ
３５ クランク角センサ
３６ 水温センサ
３７ 酸素センサ
３８ 触媒床センサ
４０ 駆動輪速度センサ
４１ 従動輪
４２ 従動輪速度センサ
４５ コントロールユニット
Claims (5)
- 車両の駆動輪の回転状態を検出する駆動輪回転状態検出手段と、
検出された駆動輪の回転状態に基づいて駆動輪と路面間のスリップ率Ｓを演算するスリップ率演算手段と、
演算されたスリップ率Ｓがしきい値ＳＬを越えて上昇するトルクダウン要求時を判定するトルクダウン要求時判定手段と、
トルクダウン要求時に少なくとも一部の気筒への燃料供給を停止するフューエルカットモードとして、通常フューエルカットモードと、燃料供給を停止する気筒数を、通常フューエルカットモードより多い気筒数と０気筒との間で切り換える多気筒フューエルカットモードとを有し、モード切り換えしながらフューエルカットを継続するフューエルカット手段と、
通常フューエルカットモード時のしきい値ＳＬに対して、多気筒フューエルカットモード時のしきい値ＳＬを高める目標スリップ率補正手段と、
を備えたことを特徴とするトラクションコントロール装置。 - 前記各フューエルカットモード時の運転状態が高回転高負荷状態の時間ＣＯＮＴを計測する手段と、
計測された時間ＣＯＮＴに応じてしきい値ＳＬに補正値ΔＳを加算する設定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のトラクションコントロール装置。 - 前記補正値ΔＳは、前記計測時間ＣＯＮＴの経過時間が長いほど大きく設定される、
ことを特徴とする請求項２に記載のトラクションコントロール装置。 - 前記フューエルカット手段は、前記一方のフューエルカットモードの経過時間が各所定時間を経過したときにフューエルカットモードを前記他方のフューエルカットモードに切り換える、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のトラクションコントロール装置。 - 前記多気筒フューエルカットモード時の所定経過時間は、エンジン負荷とエンジン回転数に基づき高負荷高回転ほど短く設定される、
ことを特徴とする請求項４に記載のトラクションコントロール装置。
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