JP3719068B2 - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動輪に係る駆動力を制御する車両の駆動力制御装置に関し、特にエンジンへの燃料の供給を停止（燃料カット）するとか、スロットル開度を調整して減少することにより、当該エンジンの出力を制御することで当該各駆動輪への駆動力を制御可能とする車両の駆動力制御装置に適する。
【０００２】
【従来の技術】
このような車両の駆動力制御装置としては、例えば特開平９−２８００８１号公報に記載されるものがある。この駆動力制御装置では、例えば現在の加速度を維持するために必要な駆動トルク成分（以下、フィードフォワード項、Ｆ／Ｆ項とも記す）を求めると共に、目標とする駆動輪速度と実際の駆動輪速度との差分値、所謂スリップ量及びその微分値及びその積分値の夫々に所定のゲインを乗じ、それらの加算値を、駆動輪スリップを有効に抑制する駆動トルク成分（以下、フィードバック項、Ｆ／Ｂ項とも記す）とし、両者の和から駆動力制御装置が要求するトルク、所謂ＴＣＳ（Traction Contorol System）要求トルクを求め、このＴＣＳ要求トルクから目標エンジントルクを設定し、この従来例では、自ら当該目標エンジントルクが達成されるように、スロットル開度を調整することでエンジンの回転状態を制御して駆動力を制御するようにしている。また、特開平９−２８００８２号公報に記載される車両の駆動力制御装置では、駆動輪スリップを抑制する駆動トルク成分に応じて燃料カットするエンジン気筒数を設定し、それらの気筒への燃料カットを行うことでエンジンの回転状態を制御して駆動力を制御するようにしている。
【０００３】
ちなみに、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項に用いられるゲインは、前記駆動輪のスリップ状態、例えば前記スリップ量やその微分値の大きさによって変更している。具体的には、例えばスリップ量の微分値の絶対値が小さい領域ではゲインが小さく、スリップ量の微分値の絶対値の増加と共にゲインを大きくするようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば車両が安定して走行しているとき、所謂定常状態で駆動輪スリップが発生したときには、その原因が駆動力増加によるものなのか、或いは路面の摩擦係数状態が高い状態から低い状態に移行したためのものなのかが分からないから、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項のゲインを、単に駆動輪スリップ量やその微分値に応じて設定するようにすると、特に路面摩擦係数状態（以下、単に路面μとも記す）が変化したときに適切な制御が行えない可能性がある。また、このような定常状態で発生する駆動輪スリップには、例えば自動変速機がギヤ位置を、減速比の大きい状態から小さい状態になるように変更する、所謂アップシフト時のものもある。これは、自動変速機内の摩擦要素が完全に締結する前に、出力軸側の回転数が完全締結後の回転数よりも低下して、出力軸トルクが増大するために発生する。前述のＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項算出に用いられるゲインは、あくまでもエンジンの発生トルクが大き過ぎる場合を想定して設定されたものであり、路面μの急激な変化やアップシフトに対応したものではないから、エンジンの回転状態を制御する駆動力制御装置としては、適切な制御を行えない場合もある。
【０００５】
本発明は、これらの諸問題に鑑みて開発されたものであり、路面μの急激な変化やアップシフト時の駆動輪スリップを速やかに抑制して、適切な制御が行われるようにすることができる車両の駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に係る車両の駆動力制御装置は、駆動輪のスリップ状態を検出する駆動輪スリップ状態検出手段と、当該駆動輪スリップ状態検出手段で検出された駆動輪のスリップ状態に応じて目標エンジントルクを設定する目標エンジントルク設定手段と、この目標エンジントルク設定手段で設定された目標エンジントルクに応じてエンジンの回転状態を制御するエンジン制御手段と、自動変速機のギヤ位置が、減速比の大きい状態から小さい状態に変化するアップシフトを検出するアップシフト検出手段と、このアップシフト検出手段でアップシフトを検出したとき、前記駆動輪のスリップ状態に応じて目標エンジントルクを設定するときのゲインを大きくするゲイン補正手段とを備え、前記ゲイン補正手段は、前記アップシフトが検出されてから、アップシフトの所要時間より短い所定時間だけゲインを大きくすることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のうち請求項２に係る車両の駆動力制御装置は、前記請求項１の発明において、路面の摩擦係数状態を検出する路面摩擦係数状態検出手段を備え、前記ゲイン補正手段は、前記路面摩擦係数状態検出手段で検出された路面摩擦係数状態の変化速度が所定速度以上で高い状態から低い状態に変化するとき、前記駆動輪のスリップ状態に応じて目標エンジントルクを設定するときのゲインを大きくすることを備えたことを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項３に係る車両の駆動力制御装置は、前記請求項２の発明において、前記ゲイン補正手段は、前記高い状態から低い状態に変化する路面摩擦係数状態の変化速度が大きいほど、前記目標エンジントルクを設定するときのゲインを大きく設定することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のうち請求項４に係る車両の駆動力制御装置は、前記請求項１乃至３の何れかの発明において、前記ゲイン補正手段は、前記駆動輪のスリップ状態のうち、目標駆動輪速度と実際の駆動輪速度との差分値に乗じるゲインを補正することを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の効果】
而して、本発明のうち請求項１に係る車両の駆動力制御装置によれば、変速機のアップシフトを検出し、アップシフトを検出したとき、駆動輪のスリップ状態に応じて目標エンジントルクを設定するときのゲインを大きくする構成としたため、アップシフト時に発生する駆動輪のスリップを速やかに抑制し、通常のエンジン回転状態を制御する駆動力制御の状態に復帰して、適正な制御を維持できるようにすることができる。
【００１１】
また、通常の自動変速機などでは、アップシフトに係る所要時間は限られているので、この限られた所要時間より短い所定時間だけゲインを大きくする構成としたため、アップシフト時に発生する駆動輪のスリップを有効に且つ速やかに抑制して、通常の駆動力制御の状態に速やかに復帰することができる。
【００１２】
また、本発明のうち請求項２に係る車両の駆動力制御装置によれば、路面の摩擦係数状態を検出し、その路面摩擦係数状態の変化速度が所定速度以上で高い状態から低い状態に変化するとき、駆動輪のスリップ状態に応じて目標エンジントルクを設定するときのゲインを大きくする構成としたため、路面μが急激に変化したときに発生する駆動輪のスリップを速やかに抑制し、通常のエンジン回転状態を制御する駆動力制御の状態に復帰して、適正な制御を維持できるようにすることができる。
【００１３】
また、本発明のうち請求項３に係る車両の駆動力制御装置によれば、高い状態から低い状態に変化する路面摩擦係数状態の変化速度が大きいほど、目標エンジントルクを設定するときのゲインを大きく設定する構成としたため、路面μの変化が大きいほど、大きくなるであろう駆動輪のスリップを有効且つ速やかに抑制することができる。
【００１５】
また、本発明のうち請求項４に係る車両の駆動力制御装置によれば、目標エンジントルクを設定するときのゲインを大きくするに当たり、目標駆動輪速度と実際の駆動輪速度との差分値に乗じるゲインを補正する構成としたため、定常状態で発生するアップシフト時の駆動輪スリップを適切に且つ速やかに抑制することができる。また、定常状態で発生する路面μ変化時の駆動輪スリップを適切に且つ速やかに抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両の駆動力制御装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る駆動力制御装置の一実施例が適用された車両を示す概略構成図であって、後輪駆動車である場合を示している。図中、１０ＦＬ，１０ＦＲは、非駆動輪（従動輪）となる前左輪，前右輪を、１０ＲＬ，１０ＲＲは、駆動輪となる後左輪，後右輪を示す。つまり、ここでは直列４気筒で構成されるエンジン２０の出力は、既存のトルクコンバータ１８を介して自動変速機１４に伝達され、この自動変速機１４で自動的に選択されたギヤ比（減速比）で減速されることにより駆動トルクが調整され、更にプロペラシャフト２２、ディファレンシャルギヤ２４を介して後左右車軸１２Ｌ，１２Ｒに分岐され、その回転駆動力が両後輪１０ＲＬ，１０ＲＲから路面に伝達される。
【００１７】
前記エンジン２０の吸気管路３６には、ステップモータ４５をアクチュエータとし、そのステップ数に応じた回転角により開度が調整可能なスロットルバルブ３９と、前記４つの気筒の夫々に燃料を噴射する燃料噴射装置（以下，インジェクタとも記す）２１ａ〜２１ｄとが設けられている。このうち、インジェクタ２１ａ〜２１ｄは、後述するエンジンコントロールユニット３１からの駆動信号に応じてエンジン２０の各気筒への燃料噴射のタイミング及びその量を調整するものであり、当該エンジンコントロールユニット３１からの要求駆動信号によっては各気筒への燃料噴射を停止することも可能である。また、前記スロットルバルブ３９は、アクセルペダル３７の踏込み量を検出するアクセルセンサ３７ａの踏込み量検出値に応じて、エンジンコントロールユニット３１が電気的に調整制御して、その開方向へのスロットル開度を調整すると共に、エンジンコントロールユニット３１からの駆動信号によってステップモータ４５のステップ数（回転角）が調整制御され、この回転角に応じてスロットル開度が調整されるが、エンジンコントロールユニット３１のフェイル時には、アクセルペダル３７の踏込み量に機械的に連動することが可能となっている。なお、図中の符号４２はスロットルバルブ３９のスロットル開度を検出するスロットルセンサ、符号４９は、ステップモータ４５の回転角を検出するスロットルモータセンサである。また、このエンジン２０及びその周囲には、前記エンジンコントロールユニット３１でエンジンの燃焼状態を電子制御するために必要な各種のセンサが設けられており、具体的には吸気管路３６には燃焼用の空気流量を検出するエアフローメータ４１が、排気管路３８には排気中の酸素濃度を検出するＯ2 センサ４０が、またシリンダブロックの外部にはエンジン２０内での所謂ノッキングを検出するノックセンサ４７が、また図示されないクランク軸回りにはエンジン２０の回転数ＮE を検出するエンジン回転数センサ４４が、またエンジン２０を冷却する冷却液路の近傍には、当該冷却液温度ＴW を検出する冷却液温度センサ４３等が設けられており、夫々の検出信号は、エンジンコントロールユニット３１に出力される。
【００１８】
また、前記自動変速機１４では、トランスミッションコントロールユニット３４からの制御信号又は駆動信号によってアクチュエータユニット３２が駆動される。このトランスミッションコントロールユニット３４で制御される自動変速機１４内のギヤ比は、周知のように、出力軸回転速度として代用され且つ車速センサ４８で検出される車速と前記スロットルセンサ４２で検出されたスロットル開度とを変数として、或いは前記エンジン回転数センサ４４で検出されたエンジン回転数を参照としながら、運転状態に応じた最適な駆動トルクが得られる車両減速比となるように制御される。ちなみに、本実施例のトランスミッションコントロールユニット３４は、前記エンジンコントロールユニット３１と相互に情報の授受を行って前記エンジン２０及び自動変速機１４の通常走行時における最適化制御を実施しており、例えば選択されている減速比をギヤ位置ＧＰとしてエンジンコントロールユニット３１やトラクションコントロールユニット３０に向けて出力する。
【００１９】
また、前記各車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲには車輪速センサ２８ＦＬ〜２８ＲＲが設けられており、各車輪速センサ２８ＦＬ〜２８ＲＲからは、当該車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲの回転速度に応じたパルス信号が、その車輪速ＶｗFL〜ＶｗRRとして後述するトラクションコントロールユニット３０に向けて出力される。
また、前記エンジンコントロールユニット３１は、図示されないマイクロコンピュータ等を内蔵して構成されており、例えば前記冷却液温度センサ４３で検出された冷却液温度、エンジン回転数センサ４４で検出されたエンジン回転数ＮE 、スロットルセンサ４２で検出されたスロットル開度、スロットルモータセンサ４９で検出されたスロットルモータ回転角、Ｏ2 センサ４０で検出された排気中Ｏ2 濃度、ノックセンサ４７で検出されたノッキング状態、エアフローメータ４１で検出された燃焼用空気流量等に基づいて、独自の演算処理に応じ、或いは前記トランスミッションコントロールユニット３４や後述するトラクションコントロールユニット３０からの要求信号や情報信号に応じて、インジェクタ２１ａ〜２１ｄのＯＮ／ＯＦＦ及びそのタイミングと燃料噴射量や、スロットルバルブ３９のスロットル開度等を調整して空燃比を調整することで、エンジン２０の燃焼状態を制御することにより当該エンジン２０の回転状態を制御して、これによりスムーズな加速感や必要にして十分な減速感を得たり、点火プラグ２３ａ〜２３ｄの点火時期やアイドル回転数等を車両の状態に応じて最適制御したりする。
【００２０】
一方、前記トラクションコントロールユニット３０は、図２に示すように、マイクロコンピュータ８４を内蔵して構成される。このマイクロコンピュータ８４は、Ａ／Ｄ変換機能等を有する入力インタフェース回路８４ａ、マイクロプロセサユニット（ＭＰＵ）等から構成される演算処理装置８４ｂ、ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる記憶装置８４ｃ、及びＤ／Ａ変換機能等を有する出力インタフェース回路８４ｄを備えており、前記演算処理装置８４ｂは、後述する演算処理に従って目標エンジントルクＴ* ENG を算出し、エンジンコントロールユニット３１に向けて出力する。また、前記記憶装置８４ｃは、演算処理装置８４ｂの演算処理に必要な処理プログラムを予め記憶していると共に、当該演算処理装置８４ｂの処理結果を逐次記憶する。また、このトラクションコントロールユニット３０にも、前記エンジンコントロールユニット３１やトランスミッションコントロールユニット３４から種々の情報が与えられる。
【００２１】
ここで、本実施形態では、例えば運転者のアクセル操作状態から当該運転者が要求するトルクをドライバ要求トルクとして設定し、前述のＴＣＳ要求トルクと比較して、何れか小さい方から目標エンジントルクを設定し、その目標エンジントルクに応じて燃料カット気筒数やスロットル開度を設定し、エンジンの回転状態を制御する、トルクデマンド型の駆動力制御を行うものとする。このような駆動力制御装置では、例えば前記目標エンジントルクの算出設定までを駆動力制御装置側で行い、実際のエンジンの回転状態の制御は、エンジン制御装置側で行うようにすることが可能である。
【００２２】
次に、前記エンジンコントロールユニット３１で行われる演算処理の一部を図３のフローチャートに基づいて説明する。前述のように、このエンジンコントロールユニット３１では、独自にエンジンの回転状態を制御することができるが、トランスミッションコントロールユニット３４やトラクションコントロールユニット３０からの要求があれば、それを参照して、エンジンの回転状態を制御することも行う。この演算処理は、特にトラクションコントロールユニット３０とのインターフェースを担い、所定の制御時間毎のタイマ割込処理によって、他の演算処理と平行して実行される。
【００２３】
この演算処理では、まずステップＳ０１で、図示されない個別の演算処理により現在のエンジントルクＴENG を算出する。具体的には、エンジン回転数ＮE 及びスロットル開度から三次元マップに基づいてエンジントルクを算出する。
次にステップＳ０２に移行して、図示されない個別の演算処理により、運転者が要求するドライバ要求トルクＴDRV を算出する。具体的には、アクセルペダルの操作量やその操作速度から、運転者が要求している駆動トルクを求める。
【００２４】
次にステップＳ０３に移行して、後述するトラクションコントロールユニット３０からの目標エンジントルクＴ* ENG を読込む。
次にステップＳ０４に移行して、図示されない個別の演算処理により、前記目標エンジントルクＴ* ENG を達成するための目標燃料カット気筒数（燃料カット対象気筒を含む）及び目標スロットル開度を算出設定する。具体的には、例えば目標エンジントルクＴ* ENG から現在エンジントルクＴENG を減じた値をトルクダウン量（トラクションコントロールユニット３０から要求のある場合は、凡そ現在エンジントルクＴENG が目標エンジントルクＴ* ENG より大きい）としたとき、トルクダウン量の絶対値が大きいほど燃料カットを優先し、小さいほどスロットル開度制御を優先するように設定されている。
【００２５】
次にステップＳ０５に移行して、前記ステップＳ０４で設定した目標燃料カット気筒数及び目標スロットル開度を達成する夫々の制御信号を創成し、出力してメインプログラムに復帰する。
従って、この演算処理では、トラクションコントロールユニット３０からの目標エンジントルクＴ* ENG が現在エンジントルクＴENG より小さいほど、燃料カットの気筒数を増やして速やかにエンジントルクを減少し、逆に目標エンジントルクＴ* ENG が現在エンジントルクＴENG に対してさほど小さくないときには、スロットル開度を調整してエンジントルクをゆっくり減少する。
【００２６】
次に、前記トラクションコントロールユニット３０のマイクロコンピュータ８４で実行される演算処理を図４のフローチャートに基づいて説明する。なお、この演算処理では、特に通信のためのステップを設けていないが、演算処理装置８４ｂで算出された演算結果は随時記憶装置８４ｃに記憶され、記憶装置８４ｃに記憶されている情報は随時演算処理装置８４ｂのバッファ等に伝達記憶されるようになっている。
【００２７】
そして、この演算処理は、例えば前記マイクロコンピュータ８４の演算処理装置８４ｂにおいて、例えば１０msec. 程度の所定制御時間ΔＴ毎にタイマ割込み処理によって実行され、先ず、ステップＳ１で、各車輪速センサ２８ＦＬ〜２８ＲＲからの車輪速Ｖｗi （ｉ：ＦＬ〜ＲＲ）を読込む。
次にステップＳ２に移行して、前記エンジンコントロールユニット３１で算出された現在エンジントルクＴENG 、ドライバ要求トルクＴDRV 、エンジン回転数センサ４４で検出されたエンジン回転数ＮE 、及び前記トランスミッションコントロールユニット３４から出力されたギヤ位置ＧＰを読込む。なお、ギヤ位置ＧＰは、例えばエンジン回転数ＮE を、後述する車体速と等価な前左右輪速ＶｗF で除した減速比から、マップ検索などにより推定するようにしてもよい。
【００２８】
次にステップＳ３に移行して、駆動輪である平均後輪速の比較対象となる車体速を、非駆動輪（従動輪）である前左右輪１０ＦＬ，１０ＦＲの前左右輪速ＶｗFL，ＶｗFRの平均値と等価であるとして、その平均前輪速（以下、平均従動輪速とする）ＶｗF を下記１式に従って算出する。
ＶｗF ＝（ＶｗFL＋ＶｗFR）／２ ……… (1)
次にステップＳ４に移行して、駆動輪である後左右輪１０ＲＬ，１０ＲＲの後左右輪速ＶｗRL，ＶｗRRから、平均後輪速（以下、平均駆動輪速とする）ＶｗR を下記２式に従って算出する。
【００２９】
ＶｗR ＝（ＶｗRL＋ＶｗRR）／２ ……… (2)
次にステップＳ５に移行して、前記車体速と等価な平均従動輪速ＶｗF に所定値αを加算した値を、駆動力制御開始のための駆動輪速閾値ＶｗR0として算出する。
次にステップＳ６に移行して、前記平均駆動輪速ＶｗR が前記駆動輪速閾値ＶｗR0より大きいか否かを判定し、大きい場合にはステップＳ７に移行し、そうでない場合にはステップＳ８に移行する。
【００３０】
前記ステップＳ７では、駆動力制御フラグＦTCS を“１”にセットしてからステップＳ９に移行する。
一方、ステップＳ８では、前駆動力制御フラグＦTCS が“１”のセット状態であるか否かを判定し、セット状態である場合には前記ステップＳ９に移行し、そうでない場合にはステップＳ２４に移行する。
【００３１】
前記ステップＳ９では、前記車体速と等価な平均従動輪速の今回値ＶｗF(n)から前回値ＶｗF(n-1)を減じた値を前記所定制御時間ΔＴで除すことにより、車両の前後加速度ＸG を算出してからステップＳ１０に移行する。
前記ステップＳ１０では、後述する図５の演算処理に従って、駆動力制御装置として要求するＴＣＳ要求トルクＴTCS のうち、例えば現在の加速度を維持する、或いは運転者の意図する加速度を達成するために必要な駆動トルクをフィードフォワード項（以下、Ｆ／Ｆ項）として設定してからステップＳ１１に移行する。
【００３２】
前記ステップＳ１１では、下記３式に従って路面μを算出してからステップＳ１２に移行する。
μ＝Ｋ1 ・（ＸG 2 ＋ＹG 2 ）1/2
ＹG ＝ＶｗF ×｜ＶｗFL−ＶｗFR｜（＝車体速×ヨーレイト） ……… (3)
但し、ＹG は横加速度、Ｋ1 は定数である。
【００３３】
前記ステップＳ１２では、後述する図６の演算処理に従って、前記ＴＣＳ要求トルクＴTCS のうち、駆動輪のスリップを有効に抑制する駆動トルク（一般に減少側）であるフィードバック項（以下、Ｆ／Ｂ項）のスリップ量比例項の補正係数Ａを設定してからステップＳ１３に移行する。
前記ステップＳ１３では、前記車体速と等価な平均従動輪速ＶｗF に所定値βを加算した値を目標駆動輪速Ｖ* ｗR として算出してからステップＳ１４に移行する。
【００３４】
前記ステップＳ１４では、前記目標駆動輪速Ｖ* ｗR から平均駆動輪速ＶｗR を減じた値をスリップ量ΔＶｗR として算出してからステップＳ１５に移行する。
前記ステップＳ１５では、前記スリップ量の今回値ΔＶｗR(n)から前回値ΔＶｗR(n-1)を減じた値を前記所定制御時間ΔＴで除すことにより、スリップ変化速度ΔＶ’ｗR を算出してからステップＳ１６に移行する。
【００３５】
前記ステップＳ１６では、前記スリップ量ΔＶｗR に積分ゲインＫI を乗じた値を前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項積分項の変化量ΔＴF/BIとして算出してからステップＳ１７に移行する。
前記ステップＳ１７では、前記スリップ量ΔＶｗR に比例ゲインＫP 及び前記比例項補正係数Ａを乗じた値を前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPとして算出してからステップＳ１８に移行する。
【００３６】
前記ステップＳ１８では、前記スリップ変化速度ΔＶ’ｗR に微分ゲインＫD を加算した値を前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項微分項ＴF/BDとして算出してからステップＳ１９に移行する。
前記ステップＳ１９では、前回の制御時刻に算出された前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項積分項の前回値ＴF/BI(n-1) に前記Ｆ／Ｂ項積分項変化量ΔＴF/BIを加算した値を前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項積分項（の今回値）ＴF/BIとして算出してからステップＳ２０に移行する。
【００３７】
前記ステップＳ２０では、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPとＦ／Ｂ項微分項ＴF/BDとＦ／Ｂ項積分項ＴF/BIとの総和を当該ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項ＴF/B として算出してからステップＳ２１に移行する。
前記ステップＳ２１では、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項ＴF/B とＦ／Ｆ項ＴF/F との和を当該ＴＣＳ要求トルクＴTCS として算出してからステップＳ２２に移行する。
【００３８】
前記ステップＳ２２では、前記ステップＳ２で読込まれたドライバ要求トルクＴDRV が前記ステップＳ２１で算出されたＴＣＳ要求トルクＴTCS より大きいか否かを判定し、大きい場合にはステップＳ２３に移行し、そうでない場合にはステップＳ２４に移行する。
前記ステップＳ２３では、前記ＴＣＳ要求トルクＴTCS を目標トルクＴ* に設定してからステップＳ２６に移行する。
【００３９】
一方、前記ステップＳ２４では、前記ＴＣＳ制御フラグＦTCS を“０”にリセットしてからステップＳ２５に移行する。
前記ステップＳ２５では、前記ドライバ要求トルクＴDRV を目標トルクＴ* に設定してから前記ステップＳ２６に移行する。
前記ステップＳ２６では、前記ステップＳ２３又はステップＳ２５で設定された目標トルクＴ* を、例えばギヤ比で除すなどして目標エンジントルクＴ* ENG に変換してからメインプログラムに復帰する。
【００４０】
次に、前記図４の演算処理のステップＳ１０で行われる図５の演算処理について説明する。
この演算処理では、まずステップＳ１０１で、前記図４の演算処理のステップＳ９で算出された前後加速度ＸG に所定のゲインＫ2 を乗じた値を、前記ＴＣＳ要求トルクの基準Ｆ／Ｆ項ＴF/F0として算出する。
【００４１】
次にステップＳ１０２に移行して、前記図４の演算処理のステップＳ２で読込んだ現在エンジントルクＴENG に所定の係数Ｋ3 を乗じて、当該現在エンジントルクＴENG で達成可能な平坦路での加速度を運転者が要求する要求加速度ＸG0として算出する。
次にステップＳ１０３に移行して、前記要求加速度ＸG0から前記前後加速度ＸG を減じた値を前後加速度差分値ΔＸG として算出する。
【００４２】
次にステップ１０４に移行して、前記ステップＳ１０１で算出されたＴＣＳ要求トルクの基準Ｆ／Ｆ項ＴF/F0に前記前後加速度差分値ΔＸG 及び所定のゲインＫ4 を乗じた値を前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｆ項ＴF/F として算出してから前記図４の演算処理のステップＳ１１に復帰する。
次に、前記図４の演算処理のステップＳ１２で行われる図６の演算処理について説明する。
【００４３】
この演算処理では、まずステップＳ１２１で、前回の制御時には、駆動輪のスリップが定常な状態にあったか否かの判定を行い、駆動輪のスリップが定常な状態にあった場合にはステップＳ１２２に移行し、そうでない場合にはステップＳ１２８に移行する。この駆動輪スリップが定常な状態にあるかどうかの判定は、例えば特開平９−２８００８０号公報に記載されるように、前記平均駆動輪速ＶｗR が目標駆動輪速ＶｗR0に対して著しく変動しておらず、且つ目標駆動輪速ＶｗR0に対してある一定のレベルまで収束している状態を示し、具体的には、例えば平均駆動輪速ＶｗR の変化率の大きさや、平均駆動輪速ＶｗR と目標駆動輪速ＶｗR0との差分値などで推定することができる。
【００４４】
前記ステップＳ１２２では、前記図４の演算処理のステップＳ１１で算出された路面μの今回値μ(n) から、前回の制御時に算出された路面μの前回値μ(n-1) を減じた値を前記所定制御時間ΔＴで除すことにより、路面μ変化速度ｄμ／ｄｔを算出してからステップＳ１２３に移行する。
前記ステップＳ１２３では、前記路面μ変化速度ｄμ／ｄｔが負値であるか否かを判定し、それが負値である場合にはステップＳ１２４に移行し、そうでない場合にはステップＳ１２６に移行する。
【００４５】
前記ステップＳ１２４では、前記路面μ変化速度ｄμ／ｄｔが、予め設定された負値の所定値Ｂ0 より小さいか否かを判定し、小さい場合にはステップＳ１２５に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１２６に移行する。
前記ステップＳ１２５では、図７に示す制御マップに従って、前記路面μ変化速度ｄμ／ｄｔに応じて、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項補正係数Ａを設定してから前記図４の演算処理のステップＳ１３に復帰する。この制御マップでは、前記路面μ変化速度ｄμ／ｄｔが前記所定値Ｂ0 以上である領域では、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項補正係数Ａは“１”に固定される。また、前記路面μ変化速度ｄμ／ｄｔが、前記所定値Ｂ0 より小さい所定値Ｂ1 以下である領域では、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項補正係数Ａは、“１”より大きい所定値Ａ1 一定である。そして、前記路面μ変化速度ｄμ／ｄｔが前記所定値Ｂ0 と所定値Ｂ1 との間の領域では、当該路面μ変化速度ｄμ／ｄｔが小さくなる、つまり絶対値的に大きくなるほど、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項補正係数Ａもリニアに大きくなるように設定されている。
【００４６】
一方、前記ステップＳ１２６では、アップシフト指令がなされたか否かが判定され、アップシフト指令がなされた場合にはステップＳ１２７に移行し、そうでない場合にはステップＳ１２８に移行する。このアップシフト指令がなされたことの判定は、例えば前記図４の演算処理のステップＳ２で読込まれたギヤ位置ＧＰが、前回制御時のそれより大きな値になっているかどうか、例えば“１”速から“２”速になっているかどうかで判定することができる。
【００４７】
前記ステップＳ１２７では、図８の制御マップのように、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項補正係数Ａを、所定時間Ｔ0 だけ、“１”より大きな所定値Ａ0 に保持する指令を出力してから前記図４の演算処理のステップＳ１３に復帰する。ちなみに、この所定値Ａ0 は前記所定値Ａ1 より小さい。
また、前記ステップＳ１２８では、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項補正係数Ａを“１”に固定してから前記図４の演算処理のステップＳ１３に復帰する。
【００４８】
次に、前記図４〜図６の演算処理の作用の概要について説明する。これらの演算処理では、前記平均駆動輪速ＶｗR が前記駆動輪速閾値ＶｗR0を超えない限り、つまり駆動輪にスリップが生じない限り、図４の演算処理のステップＳ６からステップＳ８を経てステップＳ２３以後に移行し、ステップＳ２５で前記ドライバ要求トルクＴDRV が目標トルクＴ* に設定されるので、ステップＳ２６では、当該ドライバ要求トルクＴDRV に応じた目標エンジントルクＴ* ENG が設定され、この目標エンジントルクＴ* ENG を前記図３の演算処理で読込んだエンジンコントロールユニット３１では、通常のエンジン回転制御と同様の制御によって、運転者が要求するトルクが得られるようにエンジンの回転状態を制御する。
【００４９】
一方、駆動輪にスリップが生じて平均駆動輪速ＶｗR が駆動輪速閾値ＶｗR0を超えると、ステップＳ６からステップＳ７を経てステップＳ９以後に移行する。そして、ステップＳ１０ではＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｆ項が設定される。このＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｆ項は、図５の演算処理のステップＳ１０１で算出される、現在の前後加速度ＸG を達成するための基準Ｆ／Ｆ項ＴF/F0に対し、同ステップＳ１０２では、運転者のアクセル操作によって発生している現在エンジントルクＴENG が達成すべき平坦路の加速度を要求加速度ＸG0として算出し、次のステップＳ１０３で現在の前後加速度ＸG との差分値ΔＸG を求め、次のステップＳ１０４では、それをゲイン化して前記基準Ｆ／Ｆ項ＴF/F0に乗じて、最終的なＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｆ項ＴF/F としている。つまり、運転者の意志を尊重するＦ／Ｆ項では、現在の前後加速度を維持するだけでなく、運転者のアクセル操作に応じた加速度が得られるように駆動トルクを設定しているのである。
【００５０】
これに対して、続くステップＳ１１からステップＳ２０では、ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項ＴF/B が算出設定される。このＦ／Ｂ項は、駆動輪のスリップを抑制するものであり、同ステップＳ１３からステップＳ１９で、目標駆動輪速Ｖ* ｗR に対する駆動輪速ＶｗR のスリップ量ΔＶｗR に対する比例・微分・積分項を設定し、同ステップＳ２０で、それらの和をＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項ＴF/B とし、次のステップ２１で、これと前記Ｆ／Ｆ項ＴF/F との和をＴＣＳ要求トルクＴTCS とし、それが前記ドライバ要求トルクＴDRV 以下である場合には（駆動輪スリップ状況下では、一般にドライバ要求トルクＴDRV より小さい）、同ステップＳ２２からステップＳ２３に移行して、当該ＴＣＳ要求トルクＴTCS を目標トルクＴ* とするので、エンジンコントロールユニット３１では、このＴＣＳ要求トルクＴTCS が達成されるように、エンジンの回転状態を制御して、凡そエンジントルクを減少し、駆動輪のスリップを抑制する。
【００５１】
このうち、ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPについては、そのゲインを調整するための補正係数Ａが同ステップＳ１２で設定されている。このステップＳ１２で実行される図７の演算処理では、まずステップＳ１２１で駆動輪スリップの状態が比較的安定したものであったかどうかの判定がなされ、それが安定していないときにはステップＳ１２８に移行して、補正係数Ａを“１”に設定する。これは、例えば発進加速時など、路面μが安定していても、著しい駆動輪スリップが発生する状況では、前記補正係数Ａを“１”として、前記比例・微分・積分項からなるＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項でエンジンの回転状態を制御することで、駆動輪のスリップを適切に抑制することができるようにしているのである。
【００５２】
一方、前回の制御時まで駆動輪のスリップ状態が安定している場合には、ステップＳ１２２に移行して、前記図４の演算処理のステップＳ１１で算出した路面μから路面μ変化速度ｄμ／ｄｔを算出する。そして、続くステップＳ１２３、ステップＳ１２４で、当該路面μ変化速度ｄμ／ｄｔが負の所定値Ｂ0 より小さいとき、つまり路面μが所定速度以上で高い状態から低い状態に、ある程度急速に移行するときには、同ステップＳ１２５で、当該路面μ変化速度ｄμ／ｄｔの大きさに応じて補正係数Ａを設定する。具体的には、路面μ変化速度ｄμ／ｄｔが小さいほど、換言すれば路面μが大きく、速く低下するほど、補正係数Ａを大きく設定する。すると、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPが、路面μの低下分だけ大きくなり、従ってＴＣＳ要求トルクＴTCS から減ぜられる駆動トルクが、当該路面μの低下分だけ大きくなることになる。従って、駆動輪スリップが定常状態にあるとき、路面μが急速に低下すると、勿論、駆動輪のスリップ量が大きくなるのであるが、それに合わせて目標エンジントルクＴ* ENG が急速に小さく設定され、その結果、例えばエンジンコントロールユニット３１は幾つかの気筒への燃料カットを実施するなどして、エンジントルクＴENG を急速に小さくし、もって駆動輪の大幅なスリップを速やかに抑制する。一方、路面μの低下代が小さいときには、駆動輪のスリップ量もさほど大きくならず、同時に目標エンジントルクＴ* ENG も少し小さめに設定される程度であるから、例えばエンジンコントロールユニット３１はスロットル開度を調整するなどして、エンジントルクＴENG を少し小さくし、もって駆動輪のスリップを、そのスリップ量の大きさに応じて抑制する。即ち、路面μ変化速度ｄμ／ｄｔ（の絶対値）の大きさに応じて、ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPのゲインを大きくすると、駆動輪のスリップ状態が定常状態にあるときの路面μの低下に応じて、適切に且つ速やかにエンジンの回転状態を制御して、駆動輪のスリップを抑制することができるのである。
【００５３】
この効果を図９のタイミングチャートに示す。ここでは、理解を容易にするために、車体速の変化がなく、同時に前記ＴＣＳ要求トルクＴTCS が随時算出され続けたものとし、図４の演算処理のステップＳ２２以後のように、ドライバ要求トルクＴDRV と比較して、何れか小さい方が目標トルクＴ* となり、目標エンジントルクＴ* ENG が設定されたものとする。ここでは、車両が一定速度で走行中に、時刻ｔ01で高μ路面から大幅な低μ路面に移行したものとする。この時刻ｔ01まで、高μ路面での駆動輪のスリップは安定しており、平均従動輪速ＶｗF に対して平均駆動輪速ＶｗR は僅かに大きい程度である。しかしながら、時刻ｔ01から低μ路面に移行すると、現在エンジントルクＴENG と等価なドライバ要求トルクＴDRV は、当該低μ路面で駆動輪をスリップさせ、そのままでは平均駆動輪速ＶｗR が図示二点鎖線のように変化して、スリップ量が増大するところであった。これに対して、前記時刻ｔ01から前記所定制御時間ΔＴ後の時刻ｔ02では、前記路面μ変化速度ｄμ／ｄｔの判定がなされ、当該路面μ変化速度ｄμ／ｄｔ（の絶対値）の大きさに応じて前記補正係数Ａが大きく設定されるので、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPが路面μの低下分だけ大きくなり、その分だけ目標エンジントルクＴ* ENG が大幅に減少され、その結果、平均駆動輪速ＶｗR は、前記時刻ｔ01からさほど経過しない時刻ｔ03で減速に転じ、時刻ｔ04以後は、スリップ量が安定する定常状態に移行した。なお、このシミュレーションでは、アクセルペダルを運転者が操作せず、前記ドライバ要求トルクＴDRV が一定に保持され続けたため、これ以後は、ＴＣＳ要求トルクＴTCS がドライバ要求トルクＴDRV より小さい状態に維持され、当該ＴＣＳ要求トルクＴTCS が目標トルクＴ* に選出され続けた。
【００５４】
また、前記図７の演算処理では、例えば前記路面μの急速な低下がない場合でも、同ステップＳ１２６でアップシフトの判定がなされ、アップシフトがなされたときには、それから所定時間Ｔ0 だけ、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPのゲインを調整するための補正係数Ａが大きく設定される。前述のように、特に自動変速機の場合、アップシフト前のギヤ位置からアップシフト後のギヤ位置に変更する際、必ず摩擦要素の解放と締結とが、この順に行われる。このうち、摩擦要素が締結されるときには、それが完全に締結される以前に、出力軸側のトルクが一時的に増大する現象があり、そのために、それ以前に駆動輪のスリップ状態が安定していればいるほど、駆動輪がスリップしてしまうこともある。しかしながら、この出力軸増大の時間は限られた時間であるから、それより少し短い時間だけ、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPのゲインを調整するための補正係数Ａを大きめに設定しておけば、駆動輪にスリップが発生しても、そのスリップ量に応じた分だけ、前記目標エンジントルクＴ* ENG が小さく設定されるので、適切に且つ速やかにエンジンの回転状態を制御して、駆動輪のスリップを抑制することができ、また前記変速機内の摩擦要素が完全に締結するときには、補正係数Ａは“１”に戻されるので、通常の駆動力制御への復帰も早い。
【００５５】
この効果を図１０のタイミングチャートに示す。ここでも、理解を容易にするために、車体速の変化がなく、同時に前記ＴＣＳ要求トルクＴTCS が随時算出され続けたものとし、ドライバ要求トルクＴDRV と比較して、何れか小さい方が目標トルクＴ* となり、目標エンジントルクＴ* ENG が設定されたものとする。ここでは、車両が比較的低い路面μを一定速度で走行中に、時刻ｔ11でアップシフト指令がなされたものとする。この時刻ｔ11まで、高μ路面での駆動輪のスリップは安定しており、平均従動輪速ＶｗF に対して平均駆動輪速ＶｗR は少し大きい程度である。しかしながら、時刻ｔ11でアップシフト指令がなされると、続く時刻ｔ12までで自動変速機内の摩擦要素が解放されるため、実際のトルクが小さくなり、平均駆動輪速ＶｗR も僅かに減速する。この時刻ｔ12からは、自動変速機内の個別の摩擦要素の締結が開始され、それが完全に締結される時刻ｔ15間での間、出力軸の実トルクが一時的に増大する。その結果、そのままでは、路面μが低いこともあって、平均駆動輪速ＶｗR は図示二点鎖線のように増速するところであった。これに対して、前記時刻ｔ11から、前記時刻ｔ15より以前の時刻ｔ14までの所定時間Ｔ0 、前記補正係数Ａが“１”より大きい所定値Ａ0 に保持されるので、駆動輪スリップ量ΔＶｗR が発生すると、当該補正係数分だけ、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPが大きくなり、その分だけ目標エンジントルクＴ* ENG が少し減少され、その結果、平均駆動輪速ＶｗR は、前記時刻ｔ12からさほど経過しない時刻ｔ13で減速に転じ、前記時刻ｔ14以後は、スリップ量が安定してほぼ定常状態に移行した。なお、このシミュレーションでは、アクセルペダルを運転者が操作せず、前記ドライバ要求トルクＴDRV が一定に保持され続けたため、アップシフト完了後は、アップシフト前に比べて平均駆動輪速ＶｗR がやや減少し、スリップ量も小さくなったため、ＴＣＳ要求トルクＴTCS は僅かに大きくなった。
【００５６】
以上より、後輪速センサ２８ＲＬ，２８ＲＲ及び図４の演算処理のステップＳ１４〜ステップＳ１６が、本発明の車両の駆動力制御装置の駆動輪スリップ状態検出手段を構成し、以下同様に、図４の演算処理全体及びそれを実行するマイクロコンピュータ８４及びトラクションコントロールユニット３０が目標エンジントルク設定手段を構成し、図３の演算処理全体及びそれを実行するエンジンコントロールユニット３１がエンジン制御手段を構成し、図４の演算処理のステップＳ９，ステップＳ１１が路面摩擦係数状態検出手段を構成し、図４の演算処理のステップＳ１２で実行される図６の演算処理のステップＳ１２６がアップシフト検出手段を構成し、図４の演算処理のステップ１２及びそこで実行される図６の演算処理全体がゲイン補正手段を構成する。
【００５７】
なお、上記実施形態では、駆動力制御装置として燃料カットやスロットル開度を制御するものについて説明したが、駆動輪の制動力の制御するものを併設することも可能である。
また、上記各実施例においては、車体速として非駆動輪、つまり従動輪の車輪速を用いたが、これに限定されるものではなく、例えばアンチスキッド制御装置に使用する擬似車速演算手段を適用して擬似車速を算出し、この擬似車速を車輪速に変換して従動輪の車輪速、即ち車体速として使用するようにしてもよい。
【００５８】
また、上記各実施例においては、後輪駆動車に本発明の駆動力制御装置を適用した場合について説明したが、前輪駆動車や四輪駆動車にも本発明を適用することができる。但し、四輪駆動車の場合には、非駆動輪すなわち従動輪が原則的に存在しないので、前述したようにアンチスキッド制御装置に使用する擬似車速演算手段を適用するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両の駆動力制御装置を適用した車両の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す車両のトラクションコントロールユニットの一例を示すブロック図である。
【図３】図１の車両のエンジンコントロールユニットで行われる演算処理の一部を示すフローチャートである。
【図４】図２のトラクションコントロールユニットで実行される駆動力制御の演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図４の演算処理で実行されるマイナプログラムのフローチャートである。
【図６】図４の演算処理で実行されるマイナプログラムのフローチャートである。
【図７】図６の演算処理に用いられる制御マップである。
【図８】図６の演算処理に用いられる制御マップである。
【図９】図４の演算処理の作用を説明するタイミングチャートである。
【図１０】図４の演算処理の作用を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０ＦＬ，１０ＦＲは前左右輪
１０ＲＬ，１０ＲＲは後左右輪（駆動輪）
１４は自動変速機
１８はトルクコンバータ
２０はエンジン（内燃機関）
２１ａ〜２１ｄは燃料噴射装置
２８ＦＬ〜２８ＲＲは車輪速センサ
３０はトラクションコントロールユニット
３１はエンジンコントロールユニット
３４はトランスミッションコントロールユニット
３６は吸気管路
３７はアクセルペダル
３７ａはアクセルセンサ
３８は排気管路
４２はスロットル開度センサ
８４はマイクロコンピュータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動輪に係る駆動力を制御する車両の駆動力制御装置に関し、特にエンジンへの燃料の供給を停止（燃料カット）するとか、スロットル開度を調整して減少することにより、当該エンジンの出力を制御することで当該各駆動輪への駆動力を制御可能とする車両の駆動力制御装置に適する。
【０００２】
【従来の技術】
このような車両の駆動力制御装置としては、例えば特開平９−２８００８１号公報に記載されるものがある。この駆動力制御装置では、例えば現在の加速度を維持するために必要な駆動トルク成分（以下、フィードフォワード項、Ｆ／Ｆ項とも記す）を求めると共に、目標とする駆動輪速度と実際の駆動輪速度との差分値、所謂スリップ量及びその微分値及びその積分値の夫々に所定のゲインを乗じ、それらの加算値を、駆動輪スリップを有効に抑制する駆動トルク成分（以下、フィードバック項、Ｆ／Ｂ項とも記す）とし、両者の和から駆動力制御装置が要求するトルク、所謂ＴＣＳ（Traction Contorol System）要求トルクを求め、このＴＣＳ要求トルクから目標エンジントルクを設定し、この従来例では、自ら当該目標エンジントルクが達成されるように、スロットル開度を調整することでエンジンの回転状態を制御して駆動力を制御するようにしている。また、特開平９−２８００８２号公報に記載される車両の駆動力制御装置では、駆動輪スリップを抑制する駆動トルク成分に応じて燃料カットするエンジン気筒数を設定し、それらの気筒への燃料カットを行うことでエンジンの回転状態を制御して駆動力を制御するようにしている。
【０００３】
ちなみに、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項に用いられるゲインは、前記駆動輪のスリップ状態、例えば前記スリップ量やその微分値の大きさによって変更している。具体的には、例えばスリップ量の微分値の絶対値が小さい領域ではゲインが小さく、スリップ量の微分値の絶対値の増加と共にゲインを大きくするようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば車両が安定して走行しているとき、所謂定常状態で駆動輪スリップが発生したときには、その原因が駆動力増加によるものなのか、或いは路面の摩擦係数状態が高い状態から低い状態に移行したためのものなのかが分からないから、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項のゲインを、単に駆動輪スリップ量やその微分値に応じて設定するようにすると、特に路面摩擦係数状態（以下、単に路面μとも記す）が変化したときに適切な制御が行えない可能性がある。また、このような定常状態で発生する駆動輪スリップには、例えば自動変速機がギヤ位置を、減速比の大きい状態から小さい状態になるように変更する、所謂アップシフト時のものもある。これは、自動変速機内の摩擦要素が完全に締結する前に、出力軸側の回転数が完全締結後の回転数よりも低下して、出力軸トルクが増大するために発生する。前述のＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項算出に用いられるゲインは、あくまでもエンジンの発生トルクが大き過ぎる場合を想定して設定されたものであり、路面μの急激な変化やアップシフトに対応したものではないから、エンジンの回転状態を制御する駆動力制御装置としては、適切な制御を行えない場合もある。
【０００５】
本発明は、これらの諸問題に鑑みて開発されたものであり、路面μの急激な変化やアップシフト時の駆動輪スリップを速やかに抑制して、適切な制御が行われるようにすることができる車両の駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に係る車両の駆動力制御装置は、駆動輪のスリップ状態を検出する駆動輪スリップ状態検出手段と、当該駆動輪スリップ状態検出手段で検出された駆動輪のスリップ状態に応じて目標エンジントルクを設定する目標エンジントルク設定手段と、この目標エンジントルク設定手段で設定された目標エンジントルクに応じてエンジンの回転状態を制御するエンジン制御手段と、自動変速機のギヤ位置が、減速比の大きい状態から小さい状態に変化するアップシフトを検出するアップシフト検出手段と、このアップシフト検出手段でアップシフトを検出したとき、前記駆動輪のスリップ状態に応じて目標エンジントルクを設定するときのゲインを大きくするゲイン補正手段とを備え、前記ゲイン補正手段は、前記アップシフトが検出されてから、アップシフトの所要時間より短い所定時間だけゲインを大きくすることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のうち請求項２に係る車両の駆動力制御装置は、前記請求項１の発明において、路面の摩擦係数状態を検出する路面摩擦係数状態検出手段を備え、前記ゲイン補正手段は、前記路面摩擦係数状態検出手段で検出された路面摩擦係数状態の変化速度が所定速度以上で高い状態から低い状態に変化するとき、前記駆動輪のスリップ状態に応じて目標エンジントルクを設定するときのゲインを大きくすることを備えたことを特徴とするものである。
また、本発明のうち請求項３に係る車両の駆動力制御装置は、前記請求項２の発明において、前記ゲイン補正手段は、前記高い状態から低い状態に変化する路面摩擦係数状態の変化速度が大きいほど、前記目標エンジントルクを設定するときのゲインを大きく設定することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のうち請求項４に係る車両の駆動力制御装置は、前記請求項１乃至３の何れかの発明において、前記ゲイン補正手段は、前記駆動輪のスリップ状態のうち、目標駆動輪速度と実際の駆動輪速度との差分値に乗じるゲインを補正することを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の効果】
而して、本発明のうち請求項１に係る車両の駆動力制御装置によれば、変速機のアップシフトを検出し、アップシフトを検出したとき、駆動輪のスリップ状態に応じて目標エンジントルクを設定するときのゲインを大きくする構成としたため、アップシフト時に発生する駆動輪のスリップを速やかに抑制し、通常のエンジン回転状態を制御する駆動力制御の状態に復帰して、適正な制御を維持できるようにすることができる。
【００１１】
また、通常の自動変速機などでは、アップシフトに係る所要時間は限られているので、この限られた所要時間より短い所定時間だけゲインを大きくする構成としたため、アップシフト時に発生する駆動輪のスリップを有効に且つ速やかに抑制して、通常の駆動力制御の状態に速やかに復帰することができる。
【００１２】
また、本発明のうち請求項２に係る車両の駆動力制御装置によれば、路面の摩擦係数状態を検出し、その路面摩擦係数状態の変化速度が所定速度以上で高い状態から低い状態に変化するとき、駆動輪のスリップ状態に応じて目標エンジントルクを設定するときのゲインを大きくする構成としたため、路面μが急激に変化したときに発生する駆動輪のスリップを速やかに抑制し、通常のエンジン回転状態を制御する駆動力制御の状態に復帰して、適正な制御を維持できるようにすることができる。
【００１３】
また、本発明のうち請求項３に係る車両の駆動力制御装置によれば、高い状態から低い状態に変化する路面摩擦係数状態の変化速度が大きいほど、目標エンジントルクを設定するときのゲインを大きく設定する構成としたため、路面μの変化が大きいほど、大きくなるであろう駆動輪のスリップを有効且つ速やかに抑制することができる。
【００１５】
また、本発明のうち請求項４に係る車両の駆動力制御装置によれば、目標エンジントルクを設定するときのゲインを大きくするに当たり、目標駆動輪速度と実際の駆動輪速度との差分値に乗じるゲインを補正する構成としたため、定常状態で発生するアップシフト時の駆動輪スリップを適切に且つ速やかに抑制することができる。また、定常状態で発生する路面μ変化時の駆動輪スリップを適切に且つ速やかに抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両の駆動力制御装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る駆動力制御装置の一実施例が適用された車両を示す概略構成図であって、後輪駆動車である場合を示している。図中、１０ＦＬ，１０ＦＲは、非駆動輪（従動輪）となる前左輪，前右輪を、１０ＲＬ，１０ＲＲは、駆動輪となる後左輪，後右輪を示す。つまり、ここでは直列４気筒で構成されるエンジン２０の出力は、既存のトルクコンバータ１８を介して自動変速機１４に伝達され、この自動変速機１４で自動的に選択されたギヤ比（減速比）で減速されることにより駆動トルクが調整され、更にプロペラシャフト２２、ディファレンシャルギヤ２４を介して後左右車軸１２Ｌ，１２Ｒに分岐され、その回転駆動力が両後輪１０ＲＬ，１０ＲＲから路面に伝達される。
【００１７】
前記エンジン２０の吸気管路３６には、ステップモータ４５をアクチュエータとし、そのステップ数に応じた回転角により開度が調整可能なスロットルバルブ３９と、前記４つの気筒の夫々に燃料を噴射する燃料噴射装置（以下，インジェクタとも記す）２１ａ〜２１ｄとが設けられている。このうち、インジェクタ２１ａ〜２１ｄは、後述するエンジンコントロールユニット３１からの駆動信号に応じてエンジン２０の各気筒への燃料噴射のタイミング及びその量を調整するものであり、当該エンジンコントロールユニット３１からの要求駆動信号によっては各気筒への燃料噴射を停止することも可能である。また、前記スロットルバルブ３９は、アクセルペダル３７の踏込み量を検出するアクセルセンサ３７ａの踏込み量検出値に応じて、エンジンコントロールユニット３１が電気的に調整制御して、その開方向へのスロットル開度を調整すると共に、エンジンコントロールユニット３１からの駆動信号によってステップモータ４５のステップ数（回転角）が調整制御され、この回転角に応じてスロットル開度が調整されるが、エンジンコントロールユニット３１のフェイル時には、アクセルペダル３７の踏込み量に機械的に連動することが可能となっている。なお、図中の符号４２はスロットルバルブ３９のスロットル開度を検出するスロットルセンサ、符号４９は、ステップモータ４５の回転角を検出するスロットルモータセンサである。また、このエンジン２０及びその周囲には、前記エンジンコントロールユニット３１でエンジンの燃焼状態を電子制御するために必要な各種のセンサが設けられており、具体的には吸気管路３６には燃焼用の空気流量を検出するエアフローメータ４１が、排気管路３８には排気中の酸素濃度を検出するＯ2 センサ４０が、またシリンダブロックの外部にはエンジン２０内での所謂ノッキングを検出するノックセンサ４７が、また図示されないクランク軸回りにはエンジン２０の回転数ＮE を検出するエンジン回転数センサ４４が、またエンジン２０を冷却する冷却液路の近傍には、当該冷却液温度ＴW を検出する冷却液温度センサ４３等が設けられており、夫々の検出信号は、エンジンコントロールユニット３１に出力される。
【００１８】
また、前記自動変速機１４では、トランスミッションコントロールユニット３４からの制御信号又は駆動信号によってアクチュエータユニット３２が駆動される。このトランスミッションコントロールユニット３４で制御される自動変速機１４内のギヤ比は、周知のように、出力軸回転速度として代用され且つ車速センサ４８で検出される車速と前記スロットルセンサ４２で検出されたスロットル開度とを変数として、或いは前記エンジン回転数センサ４４で検出されたエンジン回転数を参照としながら、運転状態に応じた最適な駆動トルクが得られる車両減速比となるように制御される。ちなみに、本実施例のトランスミッションコントロールユニット３４は、前記エンジンコントロールユニット３１と相互に情報の授受を行って前記エンジン２０及び自動変速機１４の通常走行時における最適化制御を実施しており、例えば選択されている減速比をギヤ位置ＧＰとしてエンジンコントロールユニット３１やトラクションコントロールユニット３０に向けて出力する。
【００１９】
また、前記各車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲには車輪速センサ２８ＦＬ〜２８ＲＲが設けられており、各車輪速センサ２８ＦＬ〜２８ＲＲからは、当該車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲの回転速度に応じたパルス信号が、その車輪速ＶｗFL〜ＶｗRRとして後述するトラクションコントロールユニット３０に向けて出力される。
また、前記エンジンコントロールユニット３１は、図示されないマイクロコンピュータ等を内蔵して構成されており、例えば前記冷却液温度センサ４３で検出された冷却液温度、エンジン回転数センサ４４で検出されたエンジン回転数ＮE 、スロットルセンサ４２で検出されたスロットル開度、スロットルモータセンサ４９で検出されたスロットルモータ回転角、Ｏ2 センサ４０で検出された排気中Ｏ2 濃度、ノックセンサ４７で検出されたノッキング状態、エアフローメータ４１で検出された燃焼用空気流量等に基づいて、独自の演算処理に応じ、或いは前記トランスミッションコントロールユニット３４や後述するトラクションコントロールユニット３０からの要求信号や情報信号に応じて、インジェクタ２１ａ〜２１ｄのＯＮ／ＯＦＦ及びそのタイミングと燃料噴射量や、スロットルバルブ３９のスロットル開度等を調整して空燃比を調整することで、エンジン２０の燃焼状態を制御することにより当該エンジン２０の回転状態を制御して、これによりスムーズな加速感や必要にして十分な減速感を得たり、点火プラグ２３ａ〜２３ｄの点火時期やアイドル回転数等を車両の状態に応じて最適制御したりする。
【００２０】
一方、前記トラクションコントロールユニット３０は、図２に示すように、マイクロコンピュータ８４を内蔵して構成される。このマイクロコンピュータ８４は、Ａ／Ｄ変換機能等を有する入力インタフェース回路８４ａ、マイクロプロセサユニット（ＭＰＵ）等から構成される演算処理装置８４ｂ、ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる記憶装置８４ｃ、及びＤ／Ａ変換機能等を有する出力インタフェース回路８４ｄを備えており、前記演算処理装置８４ｂは、後述する演算処理に従って目標エンジントルクＴ* ENG を算出し、エンジンコントロールユニット３１に向けて出力する。また、前記記憶装置８４ｃは、演算処理装置８４ｂの演算処理に必要な処理プログラムを予め記憶していると共に、当該演算処理装置８４ｂの処理結果を逐次記憶する。また、このトラクションコントロールユニット３０にも、前記エンジンコントロールユニット３１やトランスミッションコントロールユニット３４から種々の情報が与えられる。
【００２１】
ここで、本実施形態では、例えば運転者のアクセル操作状態から当該運転者が要求するトルクをドライバ要求トルクとして設定し、前述のＴＣＳ要求トルクと比較して、何れか小さい方から目標エンジントルクを設定し、その目標エンジントルクに応じて燃料カット気筒数やスロットル開度を設定し、エンジンの回転状態を制御する、トルクデマンド型の駆動力制御を行うものとする。このような駆動力制御装置では、例えば前記目標エンジントルクの算出設定までを駆動力制御装置側で行い、実際のエンジンの回転状態の制御は、エンジン制御装置側で行うようにすることが可能である。
【００２２】
次に、前記エンジンコントロールユニット３１で行われる演算処理の一部を図３のフローチャートに基づいて説明する。前述のように、このエンジンコントロールユニット３１では、独自にエンジンの回転状態を制御することができるが、トランスミッションコントロールユニット３４やトラクションコントロールユニット３０からの要求があれば、それを参照して、エンジンの回転状態を制御することも行う。この演算処理は、特にトラクションコントロールユニット３０とのインターフェースを担い、所定の制御時間毎のタイマ割込処理によって、他の演算処理と平行して実行される。
【００２３】
この演算処理では、まずステップＳ０１で、図示されない個別の演算処理により現在のエンジントルクＴENG を算出する。具体的には、エンジン回転数ＮE 及びスロットル開度から三次元マップに基づいてエンジントルクを算出する。
次にステップＳ０２に移行して、図示されない個別の演算処理により、運転者が要求するドライバ要求トルクＴDRV を算出する。具体的には、アクセルペダルの操作量やその操作速度から、運転者が要求している駆動トルクを求める。
【００２４】
次にステップＳ０３に移行して、後述するトラクションコントロールユニット３０からの目標エンジントルクＴ* ENG を読込む。
次にステップＳ０４に移行して、図示されない個別の演算処理により、前記目標エンジントルクＴ* ENG を達成するための目標燃料カット気筒数（燃料カット対象気筒を含む）及び目標スロットル開度を算出設定する。具体的には、例えば目標エンジントルクＴ* ENG から現在エンジントルクＴENG を減じた値をトルクダウン量（トラクションコントロールユニット３０から要求のある場合は、凡そ現在エンジントルクＴENG が目標エンジントルクＴ* ENG より大きい）としたとき、トルクダウン量の絶対値が大きいほど燃料カットを優先し、小さいほどスロットル開度制御を優先するように設定されている。
【００２５】
次にステップＳ０５に移行して、前記ステップＳ０４で設定した目標燃料カット気筒数及び目標スロットル開度を達成する夫々の制御信号を創成し、出力してメインプログラムに復帰する。
従って、この演算処理では、トラクションコントロールユニット３０からの目標エンジントルクＴ* ENG が現在エンジントルクＴENG より小さいほど、燃料カットの気筒数を増やして速やかにエンジントルクを減少し、逆に目標エンジントルクＴ* ENG が現在エンジントルクＴENG に対してさほど小さくないときには、スロットル開度を調整してエンジントルクをゆっくり減少する。
【００２６】
次に、前記トラクションコントロールユニット３０のマイクロコンピュータ８４で実行される演算処理を図４のフローチャートに基づいて説明する。なお、この演算処理では、特に通信のためのステップを設けていないが、演算処理装置８４ｂで算出された演算結果は随時記憶装置８４ｃに記憶され、記憶装置８４ｃに記憶されている情報は随時演算処理装置８４ｂのバッファ等に伝達記憶されるようになっている。
【００２７】
そして、この演算処理は、例えば前記マイクロコンピュータ８４の演算処理装置８４ｂにおいて、例えば１０msec. 程度の所定制御時間ΔＴ毎にタイマ割込み処理によって実行され、先ず、ステップＳ１で、各車輪速センサ２８ＦＬ〜２８ＲＲからの車輪速Ｖｗi （ｉ：ＦＬ〜ＲＲ）を読込む。
次にステップＳ２に移行して、前記エンジンコントロールユニット３１で算出された現在エンジントルクＴENG 、ドライバ要求トルクＴDRV 、エンジン回転数センサ４４で検出されたエンジン回転数ＮE 、及び前記トランスミッションコントロールユニット３４から出力されたギヤ位置ＧＰを読込む。なお、ギヤ位置ＧＰは、例えばエンジン回転数ＮE を、後述する車体速と等価な前左右輪速ＶｗF で除した減速比から、マップ検索などにより推定するようにしてもよい。
【００２８】
次にステップＳ３に移行して、駆動輪である平均後輪速の比較対象となる車体速を、非駆動輪（従動輪）である前左右輪１０ＦＬ，１０ＦＲの前左右輪速ＶｗFL，ＶｗFRの平均値と等価であるとして、その平均前輪速（以下、平均従動輪速とする）ＶｗF を下記１式に従って算出する。
ＶｗF ＝（ＶｗFL＋ＶｗFR）／２ ……… (1)
次にステップＳ４に移行して、駆動輪である後左右輪１０ＲＬ，１０ＲＲの後左右輪速ＶｗRL，ＶｗRRから、平均後輪速（以下、平均駆動輪速とする）ＶｗR を下記２式に従って算出する。
【００２９】
ＶｗR ＝（ＶｗRL＋ＶｗRR）／２ ……… (2)
次にステップＳ５に移行して、前記車体速と等価な平均従動輪速ＶｗF に所定値αを加算した値を、駆動力制御開始のための駆動輪速閾値ＶｗR0として算出する。
次にステップＳ６に移行して、前記平均駆動輪速ＶｗR が前記駆動輪速閾値ＶｗR0より大きいか否かを判定し、大きい場合にはステップＳ７に移行し、そうでない場合にはステップＳ８に移行する。
【００３０】
前記ステップＳ７では、駆動力制御フラグＦTCS を“１”にセットしてからステップＳ９に移行する。
一方、ステップＳ８では、前駆動力制御フラグＦTCS が“１”のセット状態であるか否かを判定し、セット状態である場合には前記ステップＳ９に移行し、そうでない場合にはステップＳ２４に移行する。
【００３１】
前記ステップＳ９では、前記車体速と等価な平均従動輪速の今回値ＶｗF(n)から前回値ＶｗF(n-1)を減じた値を前記所定制御時間ΔＴで除すことにより、車両の前後加速度ＸG を算出してからステップＳ１０に移行する。
前記ステップＳ１０では、後述する図５の演算処理に従って、駆動力制御装置として要求するＴＣＳ要求トルクＴTCS のうち、例えば現在の加速度を維持する、或いは運転者の意図する加速度を達成するために必要な駆動トルクをフィードフォワード項（以下、Ｆ／Ｆ項）として設定してからステップＳ１１に移行する。
【００３２】
前記ステップＳ１１では、下記３式に従って路面μを算出してからステップＳ１２に移行する。
μ＝Ｋ1 ・（ＸG 2 ＋ＹG 2 ）1/2
ＹG ＝ＶｗF ×｜ＶｗFL−ＶｗFR｜（＝車体速×ヨーレイト） ……… (3)
但し、ＹG は横加速度、Ｋ1 は定数である。
【００３３】
前記ステップＳ１２では、後述する図６の演算処理に従って、前記ＴＣＳ要求トルクＴTCS のうち、駆動輪のスリップを有効に抑制する駆動トルク（一般に減少側）であるフィードバック項（以下、Ｆ／Ｂ項）のスリップ量比例項の補正係数Ａを設定してからステップＳ１３に移行する。
前記ステップＳ１３では、前記車体速と等価な平均従動輪速ＶｗF に所定値βを加算した値を目標駆動輪速Ｖ* ｗR として算出してからステップＳ１４に移行する。
【００３４】
前記ステップＳ１４では、前記目標駆動輪速Ｖ* ｗR から平均駆動輪速ＶｗR を減じた値をスリップ量ΔＶｗR として算出してからステップＳ１５に移行する。
前記ステップＳ１５では、前記スリップ量の今回値ΔＶｗR(n)から前回値ΔＶｗR(n-1)を減じた値を前記所定制御時間ΔＴで除すことにより、スリップ変化速度ΔＶ’ｗR を算出してからステップＳ１６に移行する。
【００３５】
前記ステップＳ１６では、前記スリップ量ΔＶｗR に積分ゲインＫI を乗じた値を前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項積分項の変化量ΔＴF/BIとして算出してからステップＳ１７に移行する。
前記ステップＳ１７では、前記スリップ量ΔＶｗR に比例ゲインＫP 及び前記比例項補正係数Ａを乗じた値を前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPとして算出してからステップＳ１８に移行する。
【００３６】
前記ステップＳ１８では、前記スリップ変化速度ΔＶ’ｗR に微分ゲインＫD を加算した値を前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項微分項ＴF/BDとして算出してからステップＳ１９に移行する。
前記ステップＳ１９では、前回の制御時刻に算出された前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項積分項の前回値ＴF/BI(n-1) に前記Ｆ／Ｂ項積分項変化量ΔＴF/BIを加算した値を前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項積分項（の今回値）ＴF/BIとして算出してからステップＳ２０に移行する。
【００３７】
前記ステップＳ２０では、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPとＦ／Ｂ項微分項ＴF/BDとＦ／Ｂ項積分項ＴF/BIとの総和を当該ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項ＴF/B として算出してからステップＳ２１に移行する。
前記ステップＳ２１では、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項ＴF/B とＦ／Ｆ項ＴF/F との和を当該ＴＣＳ要求トルクＴTCS として算出してからステップＳ２２に移行する。
【００３８】
前記ステップＳ２２では、前記ステップＳ２で読込まれたドライバ要求トルクＴDRV が前記ステップＳ２１で算出されたＴＣＳ要求トルクＴTCS より大きいか否かを判定し、大きい場合にはステップＳ２３に移行し、そうでない場合にはステップＳ２４に移行する。
前記ステップＳ２３では、前記ＴＣＳ要求トルクＴTCS を目標トルクＴ* に設定してからステップＳ２６に移行する。
【００３９】
一方、前記ステップＳ２４では、前記ＴＣＳ制御フラグＦTCS を“０”にリセットしてからステップＳ２５に移行する。
前記ステップＳ２５では、前記ドライバ要求トルクＴDRV を目標トルクＴ* に設定してから前記ステップＳ２６に移行する。
前記ステップＳ２６では、前記ステップＳ２３又はステップＳ２５で設定された目標トルクＴ* を、例えばギヤ比で除すなどして目標エンジントルクＴ* ENG に変換してからメインプログラムに復帰する。
【００４０】
次に、前記図４の演算処理のステップＳ１０で行われる図５の演算処理について説明する。
この演算処理では、まずステップＳ１０１で、前記図４の演算処理のステップＳ９で算出された前後加速度ＸG に所定のゲインＫ2 を乗じた値を、前記ＴＣＳ要求トルクの基準Ｆ／Ｆ項ＴF/F0として算出する。
【００４１】
次にステップＳ１０２に移行して、前記図４の演算処理のステップＳ２で読込んだ現在エンジントルクＴENG に所定の係数Ｋ3 を乗じて、当該現在エンジントルクＴENG で達成可能な平坦路での加速度を運転者が要求する要求加速度ＸG0として算出する。
次にステップＳ１０３に移行して、前記要求加速度ＸG0から前記前後加速度ＸG を減じた値を前後加速度差分値ΔＸG として算出する。
【００４２】
次にステップ１０４に移行して、前記ステップＳ１０１で算出されたＴＣＳ要求トルクの基準Ｆ／Ｆ項ＴF/F0に前記前後加速度差分値ΔＸG 及び所定のゲインＫ4 を乗じた値を前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｆ項ＴF/F として算出してから前記図４の演算処理のステップＳ１１に復帰する。
次に、前記図４の演算処理のステップＳ１２で行われる図６の演算処理について説明する。
【００４３】
この演算処理では、まずステップＳ１２１で、前回の制御時には、駆動輪のスリップが定常な状態にあったか否かの判定を行い、駆動輪のスリップが定常な状態にあった場合にはステップＳ１２２に移行し、そうでない場合にはステップＳ１２８に移行する。この駆動輪スリップが定常な状態にあるかどうかの判定は、例えば特開平９−２８００８０号公報に記載されるように、前記平均駆動輪速ＶｗR が目標駆動輪速ＶｗR0に対して著しく変動しておらず、且つ目標駆動輪速ＶｗR0に対してある一定のレベルまで収束している状態を示し、具体的には、例えば平均駆動輪速ＶｗR の変化率の大きさや、平均駆動輪速ＶｗR と目標駆動輪速ＶｗR0との差分値などで推定することができる。
【００４４】
前記ステップＳ１２２では、前記図４の演算処理のステップＳ１１で算出された路面μの今回値μ(n) から、前回の制御時に算出された路面μの前回値μ(n-1) を減じた値を前記所定制御時間ΔＴで除すことにより、路面μ変化速度ｄμ／ｄｔを算出してからステップＳ１２３に移行する。
前記ステップＳ１２３では、前記路面μ変化速度ｄμ／ｄｔが負値であるか否かを判定し、それが負値である場合にはステップＳ１２４に移行し、そうでない場合にはステップＳ１２６に移行する。
【００４５】
前記ステップＳ１２４では、前記路面μ変化速度ｄμ／ｄｔが、予め設定された負値の所定値Ｂ0 より小さいか否かを判定し、小さい場合にはステップＳ１２５に移行し、そうでない場合には前記ステップＳ１２６に移行する。
前記ステップＳ１２５では、図７に示す制御マップに従って、前記路面μ変化速度ｄμ／ｄｔに応じて、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項補正係数Ａを設定してから前記図４の演算処理のステップＳ１３に復帰する。この制御マップでは、前記路面μ変化速度ｄμ／ｄｔが前記所定値Ｂ0 以上である領域では、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項補正係数Ａは“１”に固定される。また、前記路面μ変化速度ｄμ／ｄｔが、前記所定値Ｂ0 より小さい所定値Ｂ1 以下である領域では、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項補正係数Ａは、“１”より大きい所定値Ａ1 一定である。そして、前記路面μ変化速度ｄμ／ｄｔが前記所定値Ｂ0 と所定値Ｂ1 との間の領域では、当該路面μ変化速度ｄμ／ｄｔが小さくなる、つまり絶対値的に大きくなるほど、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項補正係数Ａもリニアに大きくなるように設定されている。
【００４６】
一方、前記ステップＳ１２６では、アップシフト指令がなされたか否かが判定され、アップシフト指令がなされた場合にはステップＳ１２７に移行し、そうでない場合にはステップＳ１２８に移行する。このアップシフト指令がなされたことの判定は、例えば前記図４の演算処理のステップＳ２で読込まれたギヤ位置ＧＰが、前回制御時のそれより大きな値になっているかどうか、例えば“１”速から“２”速になっているかどうかで判定することができる。
【００４７】
前記ステップＳ１２７では、図８の制御マップのように、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項補正係数Ａを、所定時間Ｔ0 だけ、“１”より大きな所定値Ａ0 に保持する指令を出力してから前記図４の演算処理のステップＳ１３に復帰する。ちなみに、この所定値Ａ0 は前記所定値Ａ1 より小さい。
また、前記ステップＳ１２８では、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項補正係数Ａを“１”に固定してから前記図４の演算処理のステップＳ１３に復帰する。
【００４８】
次に、前記図４〜図６の演算処理の作用の概要について説明する。これらの演算処理では、前記平均駆動輪速ＶｗR が前記駆動輪速閾値ＶｗR0を超えない限り、つまり駆動輪にスリップが生じない限り、図４の演算処理のステップＳ６からステップＳ８を経てステップＳ２３以後に移行し、ステップＳ２５で前記ドライバ要求トルクＴDRV が目標トルクＴ* に設定されるので、ステップＳ２６では、当該ドライバ要求トルクＴDRV に応じた目標エンジントルクＴ* ENG が設定され、この目標エンジントルクＴ* ENG を前記図３の演算処理で読込んだエンジンコントロールユニット３１では、通常のエンジン回転制御と同様の制御によって、運転者が要求するトルクが得られるようにエンジンの回転状態を制御する。
【００４９】
一方、駆動輪にスリップが生じて平均駆動輪速ＶｗR が駆動輪速閾値ＶｗR0を超えると、ステップＳ６からステップＳ７を経てステップＳ９以後に移行する。そして、ステップＳ１０ではＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｆ項が設定される。このＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｆ項は、図５の演算処理のステップＳ１０１で算出される、現在の前後加速度ＸG を達成するための基準Ｆ／Ｆ項ＴF/F0に対し、同ステップＳ１０２では、運転者のアクセル操作によって発生している現在エンジントルクＴENG が達成すべき平坦路の加速度を要求加速度ＸG0として算出し、次のステップＳ１０３で現在の前後加速度ＸG との差分値ΔＸG を求め、次のステップＳ１０４では、それをゲイン化して前記基準Ｆ／Ｆ項ＴF/F0に乗じて、最終的なＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｆ項ＴF/F としている。つまり、運転者の意志を尊重するＦ／Ｆ項では、現在の前後加速度を維持するだけでなく、運転者のアクセル操作に応じた加速度が得られるように駆動トルクを設定しているのである。
【００５０】
これに対して、続くステップＳ１１からステップＳ２０では、ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項ＴF/B が算出設定される。このＦ／Ｂ項は、駆動輪のスリップを抑制するものであり、同ステップＳ１３からステップＳ１９で、目標駆動輪速Ｖ* ｗR に対する駆動輪速ＶｗR のスリップ量ΔＶｗR に対する比例・微分・積分項を設定し、同ステップＳ２０で、それらの和をＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項ＴF/B とし、次のステップ２１で、これと前記Ｆ／Ｆ項ＴF/F との和をＴＣＳ要求トルクＴTCS とし、それが前記ドライバ要求トルクＴDRV 以下である場合には（駆動輪スリップ状況下では、一般にドライバ要求トルクＴDRV より小さい）、同ステップＳ２２からステップＳ２３に移行して、当該ＴＣＳ要求トルクＴTCS を目標トルクＴ* とするので、エンジンコントロールユニット３１では、このＴＣＳ要求トルクＴTCS が達成されるように、エンジンの回転状態を制御して、凡そエンジントルクを減少し、駆動輪のスリップを抑制する。
【００５１】
このうち、ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPについては、そのゲインを調整するための補正係数Ａが同ステップＳ１２で設定されている。このステップＳ１２で実行される図７の演算処理では、まずステップＳ１２１で駆動輪スリップの状態が比較的安定したものであったかどうかの判定がなされ、それが安定していないときにはステップＳ１２８に移行して、補正係数Ａを“１”に設定する。これは、例えば発進加速時など、路面μが安定していても、著しい駆動輪スリップが発生する状況では、前記補正係数Ａを“１”として、前記比例・微分・積分項からなるＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項でエンジンの回転状態を制御することで、駆動輪のスリップを適切に抑制することができるようにしているのである。
【００５２】
一方、前回の制御時まで駆動輪のスリップ状態が安定している場合には、ステップＳ１２２に移行して、前記図４の演算処理のステップＳ１１で算出した路面μから路面μ変化速度ｄμ／ｄｔを算出する。そして、続くステップＳ１２３、ステップＳ１２４で、当該路面μ変化速度ｄμ／ｄｔが負の所定値Ｂ0 より小さいとき、つまり路面μが所定速度以上で高い状態から低い状態に、ある程度急速に移行するときには、同ステップＳ１２５で、当該路面μ変化速度ｄμ／ｄｔの大きさに応じて補正係数Ａを設定する。具体的には、路面μ変化速度ｄμ／ｄｔが小さいほど、換言すれば路面μが大きく、速く低下するほど、補正係数Ａを大きく設定する。すると、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPが、路面μの低下分だけ大きくなり、従ってＴＣＳ要求トルクＴTCS から減ぜられる駆動トルクが、当該路面μの低下分だけ大きくなることになる。従って、駆動輪スリップが定常状態にあるとき、路面μが急速に低下すると、勿論、駆動輪のスリップ量が大きくなるのであるが、それに合わせて目標エンジントルクＴ* ENG が急速に小さく設定され、その結果、例えばエンジンコントロールユニット３１は幾つかの気筒への燃料カットを実施するなどして、エンジントルクＴENG を急速に小さくし、もって駆動輪の大幅なスリップを速やかに抑制する。一方、路面μの低下代が小さいときには、駆動輪のスリップ量もさほど大きくならず、同時に目標エンジントルクＴ* ENG も少し小さめに設定される程度であるから、例えばエンジンコントロールユニット３１はスロットル開度を調整するなどして、エンジントルクＴENG を少し小さくし、もって駆動輪のスリップを、そのスリップ量の大きさに応じて抑制する。即ち、路面μ変化速度ｄμ／ｄｔ（の絶対値）の大きさに応じて、ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPのゲインを大きくすると、駆動輪のスリップ状態が定常状態にあるときの路面μの低下に応じて、適切に且つ速やかにエンジンの回転状態を制御して、駆動輪のスリップを抑制することができるのである。
【００５３】
この効果を図９のタイミングチャートに示す。ここでは、理解を容易にするために、車体速の変化がなく、同時に前記ＴＣＳ要求トルクＴTCS が随時算出され続けたものとし、図４の演算処理のステップＳ２２以後のように、ドライバ要求トルクＴDRV と比較して、何れか小さい方が目標トルクＴ* となり、目標エンジントルクＴ* ENG が設定されたものとする。ここでは、車両が一定速度で走行中に、時刻ｔ01で高μ路面から大幅な低μ路面に移行したものとする。この時刻ｔ01まで、高μ路面での駆動輪のスリップは安定しており、平均従動輪速ＶｗF に対して平均駆動輪速ＶｗR は僅かに大きい程度である。しかしながら、時刻ｔ01から低μ路面に移行すると、現在エンジントルクＴENG と等価なドライバ要求トルクＴDRV は、当該低μ路面で駆動輪をスリップさせ、そのままでは平均駆動輪速ＶｗR が図示二点鎖線のように変化して、スリップ量が増大するところであった。これに対して、前記時刻ｔ01から前記所定制御時間ΔＴ後の時刻ｔ02では、前記路面μ変化速度ｄμ／ｄｔの判定がなされ、当該路面μ変化速度ｄμ／ｄｔ（の絶対値）の大きさに応じて前記補正係数Ａが大きく設定されるので、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPが路面μの低下分だけ大きくなり、その分だけ目標エンジントルクＴ* ENG が大幅に減少され、その結果、平均駆動輪速ＶｗR は、前記時刻ｔ01からさほど経過しない時刻ｔ03で減速に転じ、時刻ｔ04以後は、スリップ量が安定する定常状態に移行した。なお、このシミュレーションでは、アクセルペダルを運転者が操作せず、前記ドライバ要求トルクＴDRV が一定に保持され続けたため、これ以後は、ＴＣＳ要求トルクＴTCS がドライバ要求トルクＴDRV より小さい状態に維持され、当該ＴＣＳ要求トルクＴTCS が目標トルクＴ* に選出され続けた。
【００５４】
また、前記図７の演算処理では、例えば前記路面μの急速な低下がない場合でも、同ステップＳ１２６でアップシフトの判定がなされ、アップシフトがなされたときには、それから所定時間Ｔ0 だけ、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPのゲインを調整するための補正係数Ａが大きく設定される。前述のように、特に自動変速機の場合、アップシフト前のギヤ位置からアップシフト後のギヤ位置に変更する際、必ず摩擦要素の解放と締結とが、この順に行われる。このうち、摩擦要素が締結されるときには、それが完全に締結される以前に、出力軸側のトルクが一時的に増大する現象があり、そのために、それ以前に駆動輪のスリップ状態が安定していればいるほど、駆動輪がスリップしてしまうこともある。しかしながら、この出力軸増大の時間は限られた時間であるから、それより少し短い時間だけ、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPのゲインを調整するための補正係数Ａを大きめに設定しておけば、駆動輪にスリップが発生しても、そのスリップ量に応じた分だけ、前記目標エンジントルクＴ* ENG が小さく設定されるので、適切に且つ速やかにエンジンの回転状態を制御して、駆動輪のスリップを抑制することができ、また前記変速機内の摩擦要素が完全に締結するときには、補正係数Ａは“１”に戻されるので、通常の駆動力制御への復帰も早い。
【００５５】
この効果を図１０のタイミングチャートに示す。ここでも、理解を容易にするために、車体速の変化がなく、同時に前記ＴＣＳ要求トルクＴTCS が随時算出され続けたものとし、ドライバ要求トルクＴDRV と比較して、何れか小さい方が目標トルクＴ* となり、目標エンジントルクＴ* ENG が設定されたものとする。ここでは、車両が比較的低い路面μを一定速度で走行中に、時刻ｔ11でアップシフト指令がなされたものとする。この時刻ｔ11まで、高μ路面での駆動輪のスリップは安定しており、平均従動輪速ＶｗF に対して平均駆動輪速ＶｗR は少し大きい程度である。しかしながら、時刻ｔ11でアップシフト指令がなされると、続く時刻ｔ12までで自動変速機内の摩擦要素が解放されるため、実際のトルクが小さくなり、平均駆動輪速ＶｗR も僅かに減速する。この時刻ｔ12からは、自動変速機内の個別の摩擦要素の締結が開始され、それが完全に締結される時刻ｔ15間での間、出力軸の実トルクが一時的に増大する。その結果、そのままでは、路面μが低いこともあって、平均駆動輪速ＶｗR は図示二点鎖線のように増速するところであった。これに対して、前記時刻ｔ11から、前記時刻ｔ15より以前の時刻ｔ14までの所定時間Ｔ0 、前記補正係数Ａが“１”より大きい所定値Ａ0 に保持されるので、駆動輪スリップ量ΔＶｗR が発生すると、当該補正係数分だけ、前記ＴＣＳ要求トルクのＦ／Ｂ項比例項ＴF/BPが大きくなり、その分だけ目標エンジントルクＴ* ENG が少し減少され、その結果、平均駆動輪速ＶｗR は、前記時刻ｔ12からさほど経過しない時刻ｔ13で減速に転じ、前記時刻ｔ14以後は、スリップ量が安定してほぼ定常状態に移行した。なお、このシミュレーションでは、アクセルペダルを運転者が操作せず、前記ドライバ要求トルクＴDRV が一定に保持され続けたため、アップシフト完了後は、アップシフト前に比べて平均駆動輪速ＶｗR がやや減少し、スリップ量も小さくなったため、ＴＣＳ要求トルクＴTCS は僅かに大きくなった。
【００５６】
以上より、後輪速センサ２８ＲＬ，２８ＲＲ及び図４の演算処理のステップＳ１４〜ステップＳ１６が、本発明の車両の駆動力制御装置の駆動輪スリップ状態検出手段を構成し、以下同様に、図４の演算処理全体及びそれを実行するマイクロコンピュータ８４及びトラクションコントロールユニット３０が目標エンジントルク設定手段を構成し、図３の演算処理全体及びそれを実行するエンジンコントロールユニット３１がエンジン制御手段を構成し、図４の演算処理のステップＳ９，ステップＳ１１が路面摩擦係数状態検出手段を構成し、図４の演算処理のステップＳ１２で実行される図６の演算処理のステップＳ１２６がアップシフト検出手段を構成し、図４の演算処理のステップ１２及びそこで実行される図６の演算処理全体がゲイン補正手段を構成する。
【００５７】
なお、上記実施形態では、駆動力制御装置として燃料カットやスロットル開度を制御するものについて説明したが、駆動輪の制動力の制御するものを併設することも可能である。
また、上記各実施例においては、車体速として非駆動輪、つまり従動輪の車輪速を用いたが、これに限定されるものではなく、例えばアンチスキッド制御装置に使用する擬似車速演算手段を適用して擬似車速を算出し、この擬似車速を車輪速に変換して従動輪の車輪速、即ち車体速として使用するようにしてもよい。
【００５８】
また、上記各実施例においては、後輪駆動車に本発明の駆動力制御装置を適用した場合について説明したが、前輪駆動車や四輪駆動車にも本発明を適用することができる。但し、四輪駆動車の場合には、非駆動輪すなわち従動輪が原則的に存在しないので、前述したようにアンチスキッド制御装置に使用する擬似車速演算手段を適用するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両の駆動力制御装置を適用した車両の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す車両のトラクションコントロールユニットの一例を示すブロック図である。
【図３】図１の車両のエンジンコントロールユニットで行われる演算処理の一部を示すフローチャートである。
【図４】図２のトラクションコントロールユニットで実行される駆動力制御の演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図４の演算処理で実行されるマイナプログラムのフローチャートである。
【図６】図４の演算処理で実行されるマイナプログラムのフローチャートである。
【図７】図６の演算処理に用いられる制御マップである。
【図８】図６の演算処理に用いられる制御マップである。
【図９】図４の演算処理の作用を説明するタイミングチャートである。
【図１０】図４の演算処理の作用を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０ＦＬ，１０ＦＲは前左右輪
１０ＲＬ，１０ＲＲは後左右輪（駆動輪）
１４は自動変速機
１８はトルクコンバータ
２０はエンジン（内燃機関）
２１ａ〜２１ｄは燃料噴射装置
２８ＦＬ〜２８ＲＲは車輪速センサ
３０はトラクションコントロールユニット
３１はエンジンコントロールユニット
３４はトランスミッションコントロールユニット
３６は吸気管路
３７はアクセルペダル
３７ａはアクセルセンサ
３８は排気管路
４２はスロットル開度センサ
８４はマイクロコンピュータ
Claims (4)
- 駆動輪のスリップ状態を検出する駆動輪スリップ状態検出手段と、当該駆動輪スリップ状態検出手段で検出された駆動輪のスリップ状態に応じて目標エンジントルクを設定する目標エンジントルク設定手段と、この目標エンジントルク設定手段で設定された目標エンジントルクに応じてエンジンの回転状態を制御するエンジン制御手段と、自動変速機のギヤ位置が、減速比の大きい状態から小さい状態に変化するアップシフトを検出するアップシフト検出手段と、このアップシフト検出手段でアップシフトを検出したとき、前記駆動輪のスリップ状態に応じて目標エンジントルクを設定するときのゲインを大きくするゲイン補正手段とを備え、前記ゲイン補正手段は、前記アップシフトが検出されてから、アップシフトの所要時間より短い所定時間だけゲインを大きくすることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
- 路面の摩擦係数状態を検出する路面摩擦係数状態検出手段を備え、前記ゲイン補正手段は、前記路面摩擦係数状態検出手段で検出された路面摩擦係数状態の変化速度が所定速度以上で高い状態から低い状態に変化するとき、前記駆動輪のスリップ状態に応じて目標エンジントルクを設定するときのゲインを大きくすることを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
- 前記ゲイン補正手段は、前記高い状態から低い状態に変化する路面摩擦係数状態の変化速度が大きいほど、前記目標エンジントルクを設定するときのゲインを大きく設定することを特徴とする請求項２に記載の車両の駆動力制御装置。
- 前記ゲイン補正手段は、前記駆動輪のスリップ状態のうち、目標駆動輪速度と実際の駆動輪速度との差分値に乗じるゲインを補正することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の車両の駆動力制御装置。
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