JP4811159B2 - 走行路判定装置及び車両の駆動制御装置 - Google Patents
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本発明の課題は、砂地を検出して、砂地に適合させて駆動輪の駆動を制御することである。
また、本発明に係る請求項7に記載の車両の駆動制御方法は、走行路が砂地と判定された場合、砂地に対して駆動輪が滑らないような駆動トルク相当に予め設定したしきい値を駆動輪の駆動トルクが越えないように、該駆動トルクを制御する。
(第1の実施形態)
(構成)
図1は、本発明に係る駆動力制御装置を搭載した第1の実施形態を示す車両の構成を示す。この車両は、前輪駆動車両である場合を示している。図中、1はエンジン、2は自動変速機、3、4はドライブシャフト、5、6は前輪(駆動輪)、7、8は後輪(従動輪)、9はスロットルバルブ、10はスロットル制御モータ、11はアンチスキッド制御(図ではABS(Anti-lockBrake System))/駆動力制御(図ではTCS(Traction Control System))コントロールユニット、12、13、14、15は車輪速度センサ、17はスリップインジケータ、18はTCS/OFFインジケータ、19はTCS/OFFスイッチ、20はエンジンコントロールユニット、21は自動変速機(図ではAT)コントロールユニット、22は多重通信線、23はエンジン回転数センサ、24はアクセル操作量センサ、25はスロットル開度センサ、26はエンジン回転速度センサ、27は前後加速度センサ、28、29、30、31は各輪の上下ストロークを検出するストロークセンサである。
ステップS3では、ストロークセンサ28〜31の検出値に基づいて、駆動輪のストローク速度が0以下か否かを判定する。ここで、図3に示すように、ストローク速度が負値の場合、ストローク(サスペンション)が伸びる(増加する)方向に車輪が変位(移動)していることを意味する。
なお、前左右輪のうちの少なくとも何れかの駆動輪のストローク速度が0以下であり、かつ後左右輪のうちの少なくとも何れかの駆動輪のストローク速度が0以下である場合に、駆動輪のストローク速度が0以下の場合であるとして、ステップS4に進む。
ステップS4では、砂地判定用フラグFを1に設定する。そして、当該図2に示す処理を終了する。
ステップS5では、砂地判定用フラグFを0に設定する。そして、当該図2に示す処理を終了する。
ステップS8は、前記ステップS1でアクセル開度が0の場合でもあり、このステップS8では、砂地判定用フラグFを0に設定する。そして、当該図2に示す処理を終了する。
以上のように、ABS/TCSコントロールユニット11による砂地検出のための演算処理を行う。なお、エンジンコントロールユニット20により、砂地検出のための演算処理を行うこともできる。
ステップS25では、通常のトラクション制御を行う。すなわち、車輪のスリップ状態に基づいて駆動トルクを制御する。そして、当該図5に示す処理を終了する。
ステップS24では、砂地用トラクション制御を実施する。具体的には、実エンジントルク(駆動トルク)を上限エンジントルクTLまで減少させる処理を行う。そして、当該図5に示す処理を終了する。
動作は次のようになる。
先ず、砂地検出を行う。すなわち、アクセル開度が0よりも大きく、四輪駆動状態であり、かつ駆動輪のストローク速度が0以下の場合、砂地判定用フラグFを1に設定する(ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4)。また、アクセル開度が0よりも大きいが、四輪駆動状態でなければ、すなわち、駆動方式がFF又はFRのときには、駆動輪のストローク速度が0以下で、かつ従動輪がストローク速度の絶対値がしきい値A以下の場合、砂地判定用フラグFを1に設定する(ステップS1→ステップS2→ステップS6→ステップS7)。
作用及び効果は次のようになる。
前述のように、スロットル開度が0よりも大きく、駆動輪のストローク速度が0以下の場合(駆動輪のストレークがある速度で伸びる場合)、すなわち、運転者のアクセル操作に対応して駆動輪が駆動され、その駆動輪のストローク速度が0以下になる場合、車両の走行路が砂地であると判定している。これは、砂地で駆動輪が回転を開始すると(その回転が1回転に満たない場合でも)、該駆動輪が砂地に沈み始める。このとき、少なくとも駆動輪のストロークが伸びる方向に変化する(駆動輪のストロークが変化しないことを含む)。このように、駆動輪が回転直後に砂地に沈み始めたタイミングを、運転者のアクセル操作に対応して駆動された駆動輪のストローク速度が0以下になることを条件とすることで、検出している。これにより、駆動輪が砂地に沈み始める早い段階、又は駆動輪を1回転させるまでの間に、砂地の検出を可能している。
また、前述のように、砂地用トラクション制御では、予め設定した上限エンジントルクTLを越えないように実エンジントルクを制御している。そして、この上限エンジントルクTLは、駆動輪を駆動させるが、その駆動により駆動輪が砂地に対して滑らない又は砂地に沈み込むことがない値である。これにより、砂地を検出したタイミングで上限エンジントルクTLが設定されるので、砂地用トラクション制御は、砂地を検出した直後から、砂地に対して滑ることなく又は砂地に沈み込むことなく駆動輪を駆動させることができる。
図7に示すように、駆動方式に関係なく、砂地であれば、駆動輪のストローク変位がストロークが伸びる方向に変化する。
なお、砂地以外の路面、例えばアスファルト路面では、駆動方式に関係なく、車両の進行側に位置する車輪(例えば前進するFF車であれば前輪)のストローク変位がストロークが伸びる方向に変化し、その反対側に位置する車輪(例えば前進するFF車であれば後輪)のストローク変位がストロークが縮む方向に変化する。これは、駆動力の変化により、車両において荷重移動が発生するからである。
同図(a)に示すように、従来(点線)では、駆動トルクTがある値(スリップする駆動トルク)になってから(同図に示すB領域)、該駆動トルクTが抑制される。すなわち、ドライバが要求すると駆動トルク(ドライバ要求トルク)に応じて駆動トルクTを上昇させたときに駆動輪のスリップを検出した場合、該駆動トルクTを減少させている。これに対して、本発明を適用した場合(実線)、発進時に瞬時に砂地であることを検出し、設定した上限エンジントルクTLを上限値として駆動トルクTを制御している。
なお、前記実施形態を次のような構成により実現することもできる。
すなわち、前記実施形態では、車輪の上下方向の移動を車輪のストローク速度に基づいて得ている。これに対して、車輪のストローク量(変位量)、ストローク加速度(変位加速度)に基づいて車輪の下方向への移動を得ることもできる。また、車輪の移動をストロークセンサ以外の他の検出で検出することもできる。
また、ABS/TCSコントロールユニット11は、駆動輪の駆動状態を制御する駆動制御手段を実現しており、ABS/TCSコントロールユニット11のステップS21の処理は、車両の走行路状態を検出する走行路状態検出手段を実現しており、ABS/TCSコントロールユニット11のステップS22〜ステップS24の処理は、前記駆動制御手段が、前記走行路状態検出手段が走行路が砂地であることを検出した場合、前記駆動輪の駆動トルクが、砂地に対して駆動輪が滑らないような駆動トルク相当に設定したしきい値を越えないように、該駆動トルクを制御することを実現している。
次に第2の実施形態を説明する。
(構成)
第2の実施形態は、砂地用のトラクション制御の作動を運転者の手動によりオン及びオフするためのスイッチを備えている。すなわち、前記第1の実施形態では、ストロークセンサの検出値に基づいて車両の走行路状態を検出し、砂地を検出した場合、砂地用のトラクション制御を作動させており、これに対して、第2の実施形態では、運転者による手動操作で砂地用のトラクション制御を作動させている。
図9に示すように、第2の実施形態の車両の基本的構成は、前記図1に示した第1の実施形態の車両の構成と同一であるが、第2の実施形態の車両では、特に、砂地用のトラクション制御の作動を手動操作するためのスイッチ41を備えている。なお、以下の説明では、第2の実施形態の車両において、前記第1の実施形態の車両の構成と同一符号を付してある構成については、特に言及しない限りは同一である。
図10に示す第2の実施形態における処理手順の基本的な部分は、前記図1に示した第1の実施形態における処理手順と同一であるが、第2の実施形態の処理では、特に、前記ステップS21に換えてステップS31を設けている。なお、以下の説明では、第2の実施形態の処理において、前記第1の実施形態の処理と同一符号を付してあるものについては、特に言及しない限りは同一である。
これにより、特に第2の実施形態では、スイッチ41が運転者によりオン操作されている場合、上限エンジントルクTLを設定し、現在のエンジントルクがその設定した上限エンジントルクTLよりも大きければ、砂地用トラクション制御を実施する(前記ステップS31→ステップS22→ステップS23→ステップS24)。一方、スイッチ41がオフ状態の場合、通常のトラクション制御を行う(前記ステップS31→ステップS25)。
これにより、運転者による手動操作で砂地用のトラクション制御の作動状態をオン及びオフさせることができるようになり、運転者の感覚に合致させて砂地用のトラクション制御を作動させることができる。これにより、例えば、ストロークセンサの検出値に基づいて砂地を検出できないような状況下でも、運転者の判断で砂地用のトラクション制御を作動させることができるようになり、最適な状況や最適タイミングで砂地用のトラクション制御を作動させることができる。
なお、前記第2の実施形態の説明において、スイッチ41は、前記駆動制御手段による制御の作動状態を手動操作でオン及びオフするための操作手段を実現している。
7,8 後輪(従動輪)、9 スロットルバルブ、10 スロットル制御モータ、11 ABS/TCSコントロールユニット、12,13 車輪速度センサ、14,15 車輪速度センサ、20 エンジンコントロールユニット、21 自動変速機コントロールユニット、23 エンジン回転数センサ、28〜31 ストロークセンサ、41 スイッチ
Claims (7)
- 駆動輪の駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、
車体と前記駆動輪との間の上下方向距離の変化である前記駆動輪の上下方向の移動を検出する駆動輪上下動検出手段と、
前記駆動状態検出手段が前記駆動輪が非駆動状態から駆動されたことを検出し、かつ前記駆動輪上下動検出手段が前記車体に対する前記駆動輪の下方向への移動を検出した場合、車両の走行路が砂地であると判定する砂地判定手段と、
を備えることを特徴とする走行路判定装置。 - 車体に対する従動輪の上下方向の移動を判定する従動輪上下動判定手段をさらに備え、前記砂地判定手段は、前記駆動状態検出手段が前記駆動輪が非駆動状態から駆動されたことを検出し、かつ前記駆動輪上下動検出手段が前記駆動輪の下方向への移動を検出した場合において、前記従動輪上下動判定手段が前記従動輪が上下方向で位置が維持されていると判定したとき、車両の走行路が砂地であると判定することを特徴とする請求項1に記載の走行路判定装置。
- 前記駆動輪上下動検出手段は、前記駆動輪の上下方向の変位速度及び変位加速度のうちの少なくとも何れかに基づいて、前記駆動輪の下方向への移動を検出していることを特徴とする請求項1又は2に記載の走行路判定装置。
- 前記従動輪上下動判定手段は、前記従動輪の上下方向の変位速度及び変位加速度のうちの少なくとも何れかが、該変位速度又は変位加速度に対応して設定したしきい値未満となる場合、前記従動輪が上下方向で位置が維持されていると判定することを特徴とする請求項2に記載の走行路判定装置。
- 車速が大きくなるほど、前記しきい値を大きくすることを特徴とする請求項4に記載の走行路判定装置。
- 駆動輪の駆動状態を制御する駆動制御手段と、
車両の走行路状態を検出する走行路状態検出手段と、を備え、
前記走行路状態検出手段は、前記駆動輪の駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、車体と前記駆動輪との間の上下方向距離の変化である前記駆動輪の上下方向の移動を検出する駆動輪上下動検出手段と、前記駆動状態検出手段が前記駆動輪が非駆動状態から駆動されたことを検出し、かつ前記駆動輪上下動検出手段が前記駆動輪の下方向への移動を検出した場合、車両の走行路が砂地であると判定する砂地判定手段と、を備え
前記駆動制御手段は、前記走行路状態検出手段が走行路が砂地であることを検出した場合、前記駆動輪の駆動トルクが、砂地に対して駆動輪が滑らないような駆動トルク相当に設定したしきい値を越えないように、該駆動トルクを制御することを特徴とする車両の駆動制御装置。 - 駆動輪が非駆動状態から駆動されたことを検出し、かつ車体と前記駆動輪との間の上下方向距離の変化から前記駆動輪の下方向への移動を検出することで、走行路が砂地と判定された場合、砂地に対して駆動輪が滑らないような駆動トルク相当に予め設定したしきい値を駆動輪の駆動トルクが越えないように、該駆動トルクを制御することを特徴とする車両の駆動制御方法。
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