JP7099096B2 - 車両のトラクション制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のトラクション制御装置に関する。

特許文献１には、路面μの低下等による駆動輪のスリップを適切に且つ速やかに抑制することを目的に、路面μの変化速度を検出し、それが所定値より小さいとき、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移行したときには、駆動輪スリップ量に乗じられるゲインを補正する補正係数を大きくして、要求トルクを小さくし、エンジントルクを減少して駆動輪のスリップを抑制することが記載されている。特許文献１では、路面μは、「μ＝Ｋ１・（ＸＧ２＋ＹＧ２）１／２ ＸＧは前後加速度、ＹＧは横加速度、Ｋ１は定数」にて演算される。

特許文献２には、モータトラクション制御時、低μ路でのハンチング防止と高μ路での振動防止の両立を図るため、路面摩擦係数相当値を推定する路面摩擦係数相当値推定手段を設け、モータトラクション制御時、前記路面摩擦係数相当値が低摩擦係数側では算出されたモータトルク制限値に対するモータトルク指令値の位相遅れを小さくし、前記路面摩擦係数相当値が高摩擦係数側では算出されたモータトルク制限値に対するモータトルク指令値の位相遅れを大きくすることが記載されている。

更に、特許文献２には、路面μの変化に関して、「モータ角加速度を検出し、この検出値が第１設定値以下の負の角加速度を示す場合、低μ路から高μ路へ路面摩擦係数が急変するμジャンプと判断する。検出値が第２設定値以上の正の角加速度を示す場合、高μ路から低μ路へ路面摩擦係数が急変するμジャンプと判断する」ことが記載されている。

ところで、車両が加速する場合（特に、発進時）に、路面の摩擦係数が高い状態から低い状態に変化すると、車両の前後加速度が十分に得られず、運転者に「もたつき感」を与える場合がある。路面の摩擦係数は、それが一定と思われても、微視的には不均一である。このため、従来技術の様に、前後、横加速度、或いは、モータ角加速度等の状態量に基づいて、逐次、判定を行う方法では、これらの状態量の変動に起因して、トラクション制御の制御量の調整が煩雑に繰り返されることが生じ得る。従って、路面の摩擦係数が高い状態から低い状態に変化したことが適切に判定され、安定、且つ、ロバストなトラクション制御が実行され得るものが望まれている。

特開２００１－１４０６７１号公報 特開２００６－１３６１７５号公報

本発明の目的は、車両のトラクション制御装置において、路面の摩擦係数が高い状態から低い状態に変化している場合が好適に判定され、安定したトラクション制御が実行され、加速感が向上され得るものを提供することである。

本発明に係る車両のトラクション制御装置（ＴＳ）は、車両の動力源（ＥＮ）の出力（Ｑａ）が伝達される駆動車輪（ＷＨｆ、ＷＨｒ）の過大な加速スリップ（Ｓｗ）を抑制するよう、前記出力（Ｑａ）を制限する。車両のトラクション制御装置（ＴＳ）は、「前記車両の前後加速度（Ｇａ）を所定の演算周期で演算する加速度演算部（ＧＡ）」と、「前記演算周期において前回の前記前後加速度（Ｇａ）を前回値（Ｇａ［ｎ－１］）とし、前記演算周期において今回の前記前後加速度（Ｇａ）を今回値（Ｇａ［ｎ］）とし、前記前回値（Ｇａ［ｎ－１］）からの前記今回値（Ｇａ［ｎ］）の減少量（Ｇｇ［ｎ］）を演算し、前記減少量（Ｇｇ［ｎ］）を前記演算周期毎に積算して積算量（Ｓｇ［ｎ］）とする減少量演算部（ＳＧ）」と、「前記積算量（Ｓｇ［ｎ］）が所定量（ｓｘ）を超過した場合に、前記出力（Ｑｔ、Ｑａ）を減少する調整部（ＣＱ）」と、を含んで構成される。

上記構成によれば、積算量Ｓｇに基づいて、路面の摩擦係数が高い状態から低い状態に変化している場合が適切に判定され、実際の出力Ｑａが路面摩擦係数に適した値にまで減少される。駆動車輪ＷＨｆ、ＷＨｒの過大な加速スリップＳｗが迅速に抑制され、駆動車輪ＷＨｆ、ＷＨｒの収束性が向上される。結果、運転者に対する「もたつき感」が解消され、車両加速感が向上される。

本発明に係る車両のトラクション制御装置ＴＳを搭載した車両の全体構成図である。 トラクション制御装置ＴＳの概要を説明するための機能ブロック図である。 トラクション制御装置ＴＳの駆動トルク制御を説明するための機能ブロック図である。 減少量演算ブロックＳＧでの処理を説明するための時系列線図である。 積算量Ｓｇの減少処理を説明するための時系列線図である。 作用・効果を説明するための時系列線図である。

＜構成部材等の記号、及び、記号末尾の添字＞
以下の説明において、「ＥＣＵ」等の如く、同一記号を付された構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一機能のものである。各車輪に係る記号の末尾に付された添字「ｆ」、「ｒ」は、「ｆ」は前輪に係るもの、「ｒ」は後輪に係るものを示す包括記号である。例えば、車輪速度センサにおいて、前輪車輪速度センサＶＷｆ、及び、後輪車輪速度センサＶＷｒと表記される。更に、記号末尾の添字「ｆ」、「ｒ」は省略され得る。添字「ｆ」、「ｒ」が省略された場合には、各記号は、その総称を表す。例えば、「ＶＷ」は、各車輪速度センサを表す。

＜本発明に係るトラクション制御装置ＴＳを備えた車両の全体構成＞
図１の全体構成図を参照して、本発明に係る車両のトラクション制御装置ＴＳを搭載した車両について説明する。車両では、駆動装置ＹＤが、駆動シャフトＤＳを介して、前輪ＷＨｆに接続される。つまり、前輪ＷＨｆが駆動車輪とされる前輪駆動の車両である。

車両には、制動操作部材ＢＰ、制動操作量センサＢＡ、加速操作部材ＡＰ、加速操作量センサＡＡ、変速操作部材ＨＰ、シフト位置センサＨＡ、操舵操作部材ＳＷ、操舵角センサＳＡ、車輪速度センサＶＷ、ヨーレイトセンサＹＲ、前後加速度センサＧＸ、横加速度センサＧＹ、制動装置ＹＢ、及び、駆動装置ＹＤが備えられる。

制動操作部材（例えば、ブレーキペダル）ＢＰは、運転者が車両を減速させるために操作する部材である。制動操作部材ＢＰが操作されることによって、車輪ＷＨに対する制動トルクＢｑが調整され、車輪ＷＨに制動力が発生される。

運転者による制動操作部材（ブレーキペダル）ＢＰの操作量Ｂａを検出するよう、制動操作量センサＢＡが設けられる。具体的には、制動操作量センサＢＡとして、マスタシリンダＣＭ内の液圧（マスタシリンダ液圧）Ｐｍを検出するマスタシリンダ液圧センサＰＭ、制動操作部材ＢＰの操作変位Ｓｐを検出する操作変位センサＳＰ（図示せず）、及び、制動操作部材ＢＰの操作力Ｆｐを検出する操作力センサＦＰ（図示せず）のうちの少なくとも１つが採用される。

加速操作部材（例えば、アクセルペダル）ＡＰは、運転者が車両を加速し、定速走行するために操作する部材である。加速操作部材ＡＰが操作されることによって、車輪ＷＨに対する駆動トルクＴｑが調整され、車輪ＷＨに駆動力が発生される。運転者による加速操作部材（アクセルペダル）ＡＰの操作量Ａａを検出するよう、加速操作量センサＡＡが設けられる。例えば、加速操作量センサＡＡとして、加速操作部材ＡＰの操作変位を検出する加速操作変位センサが採用される。

車両には、変速操作を行うための変速操作部材（例えば、シフトレバー）ＨＰが備えられる。そして、変速操作部材ＨＰのシフト位置Ｈａを検出するシフト位置センサＨＡが設けられる。

操舵操作部材（例えば、ステアリングホイール）ＳＷは、運転者が車両を旋回させるために操作する部材である。操舵操作部材ＳＷが操作されることによって、操向車輪（例えば、前輪ＷＨｆ）に操舵角Ｓａが付与され、車輪ＷＨに横力が発生され、車両が旋回される。操舵操作部材ＳＷの回転角度（操舵角）Ｓａを検出するよう、操舵角センサＳＡが設けられる。

車輪ＷＨには、車輪ＷＨの回転速度である車輪速度Ｖｗを検出する車輪速度センサＶＷが備えられる。車両の車体には、車両のヨーレイトＹｒを検出するヨーレイトセンサＹＲ、車両の前後方向における加速度（前後加速度）Ｇｘを検出する前後加速度センサＧＸ、及び、車両の横方向における加速度（横加速度）Ｇｙを検出する横加速度センサＧＹが設けられる。

制動装置ＹＢによって、車輪ＷＨに制動力が発生される。制動装置ＹＢは、マスタシリンダＣＭ、ブレーキキャリパＣＰ、ホイールシリンダＣＷ、回転部材ＫＴ、摩擦材ＭＳ、流体ユニットＨＵ、及び、制動コントローラＥＣＢにて構成される。マスタシリンダＣＭ、流体ユニットＨＵ、及び、ホイールシリンダＣＷは、制動流体路ＨＷを介して接続される。

通常の制動時には、流体ユニットＨＵは作動されず、制動操作部材ＢＰの操作に応じて、マスタシリンダＣＭから、制動液ＢＦが、ホイールシリンダＣＷに圧送される。車両の各車輪ＷＨには、ブレーキキャリパＣＰ、ホイールシリンダＣＷ、回転部材ＫＴ、及び、摩擦材ＭＳが備えられる。具体的には、車輪ＷＨには、回転部材（ブレーキディスク）ＫＴが固定され、ブレーキキャリパＣＰが配置されている。ブレーキキャリパＣＰには、ホイールシリンダＣＷが設けられる。ホイールシリンダＣＷ内の液圧（制動液圧）Ｐｗが調整されることによって、車輪ＷＨに制動トルクＢｑ（結果、制動力）が発生される。

流体ユニットＨＵは、アンチスキッド制御、トラクション制御、車両安定化制御等が実行される場合に作動される。流体ユニットＨＵの作動によって、制動液圧Ｐｗは、制動操作部材ＢＰの操作とは独立に、且つ、各輪個別に調整される。これにより、各車輪ＷＨの前後力（制・駆動力）が、独立、且つ、個別に制御される。流体ユニットＨＵは、電動ポンプ、複数の電磁弁、及び、低圧リザーバを含んで構成される。

制動コントローラＥＣＢによって、流体ユニットＨＵ（特に、電動ポンプの電気モータ、及び、電磁弁）が制御される。コントローラＥＣＢには、制動操作量Ｂａ（Ｐｍ、Ｓｐ、Ｆｐ）、車輪速度Ｖｗ、ヨーレイトＹｒ、操舵角Ｓａ、前後加速度Ｇｘ、横加速度Ｇｙ、等が入力される。コントローラＥＣＢでは、例えば、車輪ＷＨの過度の減速スリップ（例えば、車輪ロック）を抑制するよう、アンチスキッド制御が実行される。また、車輪ＷＨの過度の加速スリップ（例えば、車輪スピン）を抑制するよう、トラクション制御が実行される。

駆動装置ＹＤによって、各車輪ＷＨのうちの駆動車輪（駆動装置ＹＤに接続された車輪）に駆動力が発生される。駆動装置ＹＤは、動力源ＥＮ（「駆動源」ともいう）、変速機ＴＭ、及び、駆動コントローラＥＣＤを含んで構成される。動力源ＥＮ（例えば、内燃機関）は、加速操作量Ａａに応じて、駆動コントローラＥＣＤによって制御される。また、変速機ＴＭ（例えば、自動変速機）は、シフト位置Ｈａに応じて、駆動コントローラＥＣＤによって制御される。動力源ＥＮと変速機ＴＭとの間には、トルクコンバータＴＣが含まれ、動力源ＥＮの出力Ｑａは、トルクコンバータＴＣを介して、変速機ＴＭに伝達される。

動力源ＥＮには、スロットル開度Ｔｈを検出するスロットルセンサＴＨ、燃料噴射量Ｆｉを検出する噴射量センサＦＩ、及び、駆動回転数Ｎｅを検出る回転数センサＮＥが設けられる。駆動コントローラＥＣＤによって、加速操作量Ａａ（実際値）、スロットル開度Ｔｈ（実際値）、燃料噴射量Ｆｉ（実際値）、及び、動力源ＥＮの駆動回転数Ｎｅ（実際値）に基づいて、動力源ＥＮの出力Ｑａが制御される。動力源ＥＮとして、駆動用の電気モータが採用され得る。この場合、動力源ＥＮへの通電量（例えば、電流値）Ｉｍ、及び、回転数Ｎｍが検出される。そして、加速操作量Ａａ（実際値）、通電量Ｉｍ（実際値）、及び、モータ回転数Ｎｍ（実際値）に基づいて、駆動用モータの出力Ｑａが制御される。

変速機ＴＭには、変速比（ギヤ位置）Ｇｐ（実際値）を検出するためのギヤ位置センサＧＰが設けられる。動力源ＥＮに係る信号（Ａａ、Ｔｈ、Ｆｉ、Ｎｅ、Ｉｍ、Ｎｍ、等）に基づいて、駆動コントローラＥＣＤによって、自動変速機ＴＭの変速比Ｇｐが制御される。

駆動コントローラＥＣＤによって、加速操作量Ａａに基づいて、要求スロットル開度Ｔｈｓ、燃料噴射量Ｆｉｓ、及び、要求変速比Ｇｐｓが演算され、出力される。要求スロットル開度Ｔｈｓ、燃料噴射量Ｆｉｓ、及び、要求変速比Ｇｐｓは、スロットル開度Ｔｈ、燃料噴射量Ｆｉ、及び、変速比Ｇｐの目標値である。実スロットル開度Ｔｈ、実燃料噴射量Ｆｉ、及び、実変速比Ｇｐが、要求スロットル開度Ｔｈｓ、要求燃料噴射量Ｆｉｓ、及び、要求変速比Ｇｐｓに一致するよう制御される。なお、動力源ＥＮが電気モータである場合には、加速操作量Ａａに基づいて要求通電量（目標値）Ｉｍｓが演算され、この目標値Ｉｍｓに、実際の通電量Ｉｍが一致するよう制御される。

駆動コントローラＥＣＤと制動コントローラＥＣＢとは、通信バスＢＳを介して情報（演算値、センサ値等）が共有されている。例えば、制動コントローラＥＣＢにて、トラクション制御、車両安定化制御等が実行される。制動コントローラＥＣＢからの指示信号（目標出力Ｑｔ）に応じて、駆動コントローラＥＣＤによって動力源ＥＮの出力が減少される。通信バスＢＳを通して情報共有されるコントローラが、「ＥＣＵ（電子制御ユニット）」と称呼される。つまり、コントローラＥＣＵは、少なくとも、駆動コントローラＥＣＤ、及び、制動コントローラＥＣＢを含んで構成される。

＜トラクション制御装置ＴＳの概要＞
図２の機能ブロック図を参照して、トラクション制御装置ＴＳの概要について説明する。トラクション制御装置ＴＳには、「動力源（駆動源）ＥＮを制御して、駆動車輪ＷＨｆ（前輪）の駆動トルクＴｑを制御する処理」、及び、「流体ユニットＨＵを制御して、駆動車輪ＷＨｆの制動トルクＢｑを制御する処理」にて構成される。トラクション制御装置ＴＳには、車体速度演算ブロックＶＸ、駆動基準速度演算ブロックＶＫ、駆動トルク制御ブロックＱＴ、制動基準速度演算ブロックＶＳ、及び、制動トルク制御ブロックＢＴが含まれる。

車体速度演算ブロックＶＸにて、車輪速度Ｖｗに基づいて、車体速度Ｖｘが演算される。例えば、従動車輪ＷＨｒの車輪速度Ｖｗｒに基づいて、車体速度Ｖｘが演算される。従動車輪ＷＨｒは、駆動装置ＹＤからの動力が伝達されない車輪であり、前輪駆動の車両では、後輪ＷＨｒが該当する。

駆動基準速度演算ブロックＶＫにて、車体速度Ｖｘに基づいて、駆動基準速度Ｖｋが演算される。駆動基準速度Ｖｋは、動力源ＥＮの出力Ｑａが制御される場合（駆動トルク制御時）の基準となる車輪速度である。例えば、車体速度Ｖｘに所定速度ｖｋが加算されて、基準速度Ｖｋが決定される（即ち、「Ｖｋ＝Ｖｘ＋ｖｋ」）。ここで、所定速度ｖｋは、予め設定された所定値（定数）である。

駆動トルク制御ブロックＱＴにて、駆動基準速度Ｖｋ、及び、駆動車輪速度Ｖｗｆに基づいて、目標出力Ｑｔが演算される。目標出力Ｑｔは、動力源ＥＮの実出力Ｑａを制限するための目標値（制限値）である。従って、実際の出力Ｑａが、目標出力Ｑｔ以下の場合には、動力源ＥＮの出力Ｑａは制限されない。一方、実出力Ｑａが、目標出力Ｑｔよりも大きい場合には、出力Ｑａが目標出力Ｑｔ以下になるよう、スロットル開度Ｔｈ、燃料噴射量Ｆｉ（又は、モータ通電量Ｉｍ）が低減され、実際の出力Ｑａが減少される。結果、ＷＨｆの駆動トルクＴｑが減少され、過大な加速スリップＳｗが抑制される。駆動トルク制御ブロックＱＴの詳細については後述する。

制動基準速度演算ブロックＶＳにて、車体速度Ｖｘに基づいて、制動基準速度Ｖｓが演算される。制動基準速度Ｖｓは、制動液圧Ｐｗが制御される場合（制動トルク制御時）の基準となる車輪速度である。例えば、車体速度Ｖｘに所定速度ｖｓが加算されて、基準速度Ｖｓが決定される（即ち、「Ｖｓ＝Ｖｘ＋ｖｓ」）。ここで、所定速度ｖｓは、予め設定された所定値（定数）であり、「ｖｓ＞ｖｋ」の関係にある。

制動トルク制御ブロックＢＴにて、制動基準速度Ｖｓ、及び、駆動車輪速度Ｖｗｆに基づいて、流体ユニットＨＵが制御される。具体的には、駆動車輪速度Ｖｗｆが、制動基準速度Ｖｓに近づき、一致するよう、制動液圧Ｐｗが調整される。なお、所定速度ｖｓは、所定速度ｖｋよりも大きい値に設定されるため、制動基準速度Ｖｓは、駆動基準速度Ｖｋよりも大きい。このため、トラクション制御では、先ず、駆動トルク制御が実行される。駆動トルク制御によって出力Ｑａが減少されたにもかかわらず、駆動車輪速度Ｖｗｆが増加、又は、十分に減少しない場合に、制動トルク制御ブロックＢＴによって、駆動車輪ＷＨｆの加速スリップＳｗが速やかに減少するよう、制動液圧Ｐｗｆが増加される（即ち、駆動車輪ＷＨｆの制動トルクＢｑが増加される）。

＜トラクション制御装置ＴＳの駆動トルク制御＞
図３の機能ブロック図を参照して、トラクション制御装置ＴＳの駆動トルク制御の詳細について説明する。駆動トルク制御によって、駆動車輪ＷＨｆ（出力Ｑａが伝達される車輪）の過大な加速スリップＳｗを抑制するよう、動力源ＥＮの出力（動力）Ｑａが制限され、駆動トルクＴｑが減少される。駆動トルク制御は、車体速度演算ブロックＶＸ、駆動基準速度演算ブロックＶＫ、駆動輪平均速度演算ブロックＶＨ、比例・積分制御ブロックＱＳ、前後加速度演算ブロックＧＡ、減少量演算ブロックＳＧ、及び、調整処理ブロックＣＱにて構成される。

車体速度演算ブロックＶＸにて、車輪速度Ｖｗ（特に、従動車輪ＷＨｒの車輪速度Ｖｗｒ）に基づいて、車体速度Ｖｘが演算される。駆動基準速度演算ブロックＶＫでは、車体速度Ｖｘに所定速度ｖｋ（例えば、定数）が加算されて、駆動基準速度Ｖｋ（単に、「基準速度Ｖｋ」ともいう）が決定される。

駆動輪平均速度演算ブロックＶＨにて、駆動車輪ＷＨｆの車輪速度Ｖｗｆに基づいて、駆動輪平均速度Ｖｈ（単に、「平均速度Ｖｈ」ともいう）が演算される。駆動車輪ＷＨｆは、駆動装置ＹＤからの動力が伝達される車輪であり、前輪駆動の車両では、前輪ＷＨｆが相当する。平均速度Ｖｈは、２つの駆動車輪速度Ｖｗｆの平均値である。基準速度Ｖｋと平均速度Ｖｈに基づいて、加速スリップＳｗが演算される。具体的には、平均速度Ｖｈから基準速度Ｖｋが減算されて、加速スリップＳｗが決定される（即ち、「Ｓｗ＝Ｖｈ－Ｖｋ」）。

比例・積分制御ブロックＱＳでは、加速スリップＳｗに基づいて、比例・積分制御が実行される。具体的には、加速スリップＳｗが所定値ｓｚ以上になると、トラクション制御の実行が開始される。そして、加速スリップＳｗに比例ゲインＫｐが乗算される（即ち、「Ｋｐ×Ｓｗ」）。また、加速スリップＳｗの時間積分値に積分ゲインＫｉが乗算される（即ち、「Ｋｉ×∫Ｓｗ」）。更に、これらが加算されて、要求出力Ｑｓが演算される（即ち、「Ｑｓ＝Ｋｐ×Ｓｗ＋Ｋｉ×∫Ｓｗ」）。要求出力Ｑｓは、実際の出力Ｑａを制限するための目標値（制限値）である。なお、トラクション制御の実行は、要求出力Ｑｓが所定値ｑｓ以上になった場合に開始されてもよい。所定値ｓｚ、ｑｓは予め設定された定数である。

加速度演算ブロックＧＡ（「加速度演算部」に相当）では、車体速度Ｖｘに基づいて、前後加速度Ｇａが演算される。前後加速度Ｇａは、車両（車体）の実際の前後加速度（実加速度）である。具体的には、所定の演算周期（例えば、数ミリ秒毎）で、車体速度Ｖｘが時間微分されて、前後加速度Ｇａが演算される。また、前後加速度Ｇａとして、前後加速度センサＧＸによって検出された前後加速度Ｇｘが採用されてもよい。更に、ロバスト性を向上するよう、前後加速度度Ｇｘ（検出値）、及び、前後加速度Ｇａ（演算値）の両方が、前後加速度Ｇａとして用いられてもよい。

減少量演算ブロックＳＧ（「減少量演算部」に相当）では、前後加速度Ｇａに基づいて、積算量Ｓｇが演算される。積算量Ｓｇは、前後加速度Ｇａのピーク値からの減少量である。具体的には、減少量演算ブロックＳＧでは、コントローラＥＣＵでの演算周期において、前回の前後加速度Ｇａ［ｎ－１］（「前回値」に相当）からの、今回の前後加速度Ｇａ［ｎ］（「今回値」に相当）の減少量Ｇｇ［ｎ］が演算される。ここで、記号末尾の「ｎ」は演算周期を表記するもので、「ｎ」が現時点（今回）の演算周期、「ｎ－１」が現時点から１つ前の演算周期（前回）を、夫々表す。

減少量演算ブロックＳＧでは、演算周期毎に、順次、減少量Ｇｇ［ｎ］が積算されていく。今回の演算周期「ｎ」までに、積算された減少量ΣＧｇ［ｎ］が、「積算量Ｓｇ［ｎ］」と称呼される（即ち、「Ｓｇ［ｎ］＝ΣＧｇ［ｎ］」）。つまり、前回の演算周期「ｎ－１」までの積算量Ｓｇ［ｎ－１］に今回の減少量Ｇｇ［ｎ］が加算されて、今回の積算量Ｓｇ［ｎ］が決定される。

また、減少量演算ブロックＳＧでは、前回の前後加速度（前回値）Ｇａ［ｎ－１］から、今回の前後加速度（今回値）Ｇａ［ｎ］が増加した場合には、今回の積算量Ｓｇ［ｎ］が、前回の積算量Ｓｇ［ｎ－１］の所定割合ｒｓに減少される（即ち、「Ｓｇ［ｎ］＝ｒｓ×Ｓｇ［ｎ－１］」）。ここで、所定割合ｒｓは、予め設定された定数である。例えば、所定割合ｒｓは、「０％」に設定される。この場合、前後加速度Ｇａが増加した時点で、積算値Ｓｇは、「０」にリセットされる。

加えて、減少量演算ブロックＳＧには、タイマ（時間カウンタ）が含まれている。このタイマによって、時間の継続状態が演算される。継続時間は、トラクション制御が開始された後に、初めて、前後加速度Ｇａが減少した時点（該当する演算周期）を起点にカウントされる。そして、積算値Ｓｇが所定量ｓｘよりも大きい状態が初めて満足された時点から、所定時間ｔｘが経過した時点で、積算値Ｓｇは、「０」にリセットされる。ここで、所定量ｓｘ、及び、所定時間ｔｘは、予め設定された定数である。

調整処理ブロックＣＱ（「調整部」に相当）にて、積算量Ｓｇに基づいて、要求出力Ｑｓ（「要求トルク」ともいう）が調整され、目標出力Ｑｔ（「目標トルク」ともいう）が演算される。目標出力Ｑｔ（目標トルク）は、駆動トルク制御における、最終的な制限トルクの目標値である。「Ｑａ≦Ｑｔ」の場合には、制限は行われず、実出力Ｑａは減少されない。「Ｑａ＞Ｑｔ」の場合には、実出力Ｑａが目標出力Ｑｔにまで減少するよう、動力源ＥＮが制御される（スロットル開度Ｔｈ、燃料噴射量Ｆｉ、モータ通電量Ｉｍの低減）。

具体的には、調整処理ブロックＣＱでは、積算量Ｓｇ［ｎ］が所定量ｓｘを超過した場合に、要求出力Ｑｓが、調整出力Ｑｇ（「調整トルク」ともいう）だけ減少されて、目標出力Ｑｔが決定される（即ち、「Ｑｔ＝Ｑｓ－Ｑｇ」）。調整出力Ｑｇは、要求出力Ｑｓを減少調整して、最終の目標出力Ｑｔを決定するためのものである。所定量ｓｘは、「要求出力Ｑｓを減少調整するか、否か（即ち、調整出力Ｑｇを演算するか、否か）」を判定するためのしきい値であり、予め設定された所定の定数である。

例えば、調整出力Ｑｇは、所定トルクｑｇとして設定される。所定トルクｑｇは、予め設定された定数である。また、調整出力Ｑｇは、スリップ状態ｓｗ、及び、継続時間ｔｇのうちの少なくとも１つに基づいて決定され得る。スリップ状態ｓｗは、「Ｓｇ＞ｓｘ」が満足された時点（該当する演算周期）における加速スリップＳｗの値である。吹き出し部の演算マップＺｓに示す様に、スリップ状態ｓｗの増加に伴って、調整出力Ｑｇが大きくなるように演算される。スリップ状態ｓｗが大であることは、目標出力Ｑｔがより小さくされるべきであることに基づく。

継続時間ｔｇは、積算量Ｓｇの増加が開始された時点から、「Ｓｇ＞ｓｘ」が満足される時点までの時間である。調整出力Ｑｇは、演算マップＺｔに示す様に、継続時間ｔｇが長いほど、小さくなるように演算される。継続時間ｔｇが長いということは、前後加速度の減少が然程大きくなく、加速スリップＳｗが急速には増加していないことに基づく。

トラクション制御装置ＴＳでは、実際の前後加速度Ｇａが演算される。そして、演算周期のたびに、前後加速度Ｇａの減少量Ｇｇ（今回値Ｇａ［ｎ］において、前回値Ｇａ［ｎ－１］から減少した量Ｇｇ［ｎ］）が演算される。この減少量Ｇｇは、順次、積算されて、積算量Ｓｇ（＝ΣＧｇ）として決定される。換言すれば、前後加速度Ｇａがピーク値を呈し、前後加速度Ｇａの減少が開始された時点（即ち、前後加速度Ｇａの減少が判定された演算周期）からの減少量Ｇｇの合計が、積算量Ｓｇである。出力調整処理においては、積算量Ｓｇが、所定量ｓｘ以下である場合には、要求出力Ｑｓは調整されない（即ち、「Ｑｔ＝Ｑｓ」）。一方、積算量Ｓｇが所定量ｓｘよりも大きくなった時点で、要求出力Ｑｓ（要求トルク）から、調整出力Ｑｇ（調整トルク）分が減少されて、目標出力Ｑｔ（目標トルク）が急減される（即ち、「Ｑｔ＝Ｑｓ－Ｑｇ」）。所定量ｓｘは、調整出力Ｑｇの要否を判定するためのしきい値（予め設定された定数）である。

目標出力Ｑｔの減少調整は、前後加速度Ｇａの増加が開始された時点で終了される。或いは、減少調整は、積算値Ｓｇが所定量ｓｘ以下となった時点で終了され得る。更に、減少調整は、「Ｓｇ＞ｓｘ」が初めて満足された時点から、所定時間ｔｘ（予め設定された定数）が経過した時点で終了されてもよい。減少調整の終了時には、調整出力Ｑｇは、直ちに「０」にされるのではなく、徐々に（時間変化勾配に制限が設けられて）、「０」に向けて減少される。出力Ｑａの急変が抑制されるよう、目標出力Ｑｔが、滑らかに要求出力Ｑｓにまで増加される。

トラクション制御装置ＴＳでは、車両加速において、前後加速度Ｇａの減少が継続されている場合に、目標出力Ｑｔが大幅減少される。つまり、従来技術の様に演算周期毎に決定される状態量ではなく、或る程度の演算周期に亘る状態量に応じて決定された積算量Ｓｇに基づいて、路面の摩擦係数が高い状態から低い状態に変化している場合が適切に判定される。換言すれば、現時点の状態量のみならず、過去の状態量が利用されて路面摩擦状態が判定されるため、トラクション制御の制御量変動に起因する、制御の煩雑さが抑制される。そして、判定結果に基づいて、実出力Ｑａが路面摩擦係数に適した値にまで減少される。駆動車輪ＷＨｆの過大な加速スリップＳｗが迅速に抑制され、駆動車輪ＷＨｆの収束性が向上される。結果、運転者に対する、車両の加速感が向上される。

＜減少量演算ブロックＳＧでの処理＞
図４の時系列線図を参照して、減少量演算ブロックＳＧ（減少量演算部）での処理について説明する。各種記号末尾の括弧内の記号は、それがどの時点（該当する演算周期）のものであるかを示す。例えば、「Ｇａ［ｔ７］」は、時点ｔ７における前後加速度Ｇａを表す。

時点ｔ４までは、前後加速度Ｇａは、徐々に増加している。このため、「Ｇｇ＝０」に演算され、「Ｓｇ＝０」である。時点ｔ５にて、前後加速度Ｇａ［ｔ５］は、前後加速度Ｇａ［ｔ４］から減少する。従って、時点ｔ５には、「Ｇｇ［ｔ５］＝Ｇａ［ｔ５］－Ｇａ［ｔ４］」が演算される。時点ｔ５では、「Ｓｇ［ｔ５］＝０」であるため、「Ｓｇ［ｔ５］＝Ｇｇ［ｔ５］」が演算される。

時点ｔ６にて、前後加速度Ｇａ［ｔ６］は、前後加速度Ｇａ［ｔ５］から減少する。時点ｔ５には、「Ｇｇ［ｔ６］＝Ｇａ［ｔ６］－Ｇａ［ｔ５］」が演算される。時点ｔ６では、「Ｓｇ［ｔ５］＝Ｇｇ［ｔ５］」であるため、「Ｓｇ［ｔ６］＝Ｓｇ［ｔ５］＋Ｇｇ［ｔ６］」が演算される。

同様の演算が、演算周期毎に繰り返される。つまり、前回の前後加速度Ｇａ［ｎ－１］からの、今回の前後加速度Ｇａ［ｎ］の減少量Ｇｇ［ｎ］が演算される。そして、前回までの積算量Ｓｇ［ｎ－１］に今回の減少量Ｇｇ［ｎ］が加算されて、今回の積算量Ｓｇ［ｎ］が決定される。時点ｔ８にて、積算量Ｓｇ［ｔ８］が、「Ｓｇ［ｔ７］＋Ｇｇ［ｔ８］」に演算される。時点ｔ８までは、積算量Ｓｇが所定量ｓｘ以下であるため、要求出力Ｑｓの調整は実行されず、要求出力Ｑｓが、そのまま、目標出力Ｑｔとして決定される（即ち、「Ｑｇ＝０、Ｑｔ＝Ｑｓ」）。

時点ｔ９にて、積算量Ｓｇ［ｔ９］が、「Ｓｇ［ｔ８］＋Ｇｇ［ｔ９］」に演算される。時点ｔ９にて、積算量Ｓｇが所定量ｓｘを超過するため、要求出力Ｑｓから調整出力Ｑｇが減少され、目標出力Ｑｔが決定される（即ち、「Ｑｔ＝Ｑｓ－Ｑｇ」）。これにより、目標出力Ｑｔが大幅に減少（即ち、急減）される。前後加速度Ｇａが減少を続ける場合、「Ｓｇ＞ｓｘ」の状態が維持されるため、「Ｑｔ＝Ｑｓ－Ｑｇ」の状態（減少調整）が継続される。

時点ｔ１５にて、前後加速度Ｇａ［ｔ１５］が、前後加速度Ｇａ［ｔ１４］よりも増加する。この場合、積算量Ｓｇ［ｔ１５］は、所定割合ｒｓに減少される（即ち、Ｓｇ［ｔ１５］＝ｒｓ×Ｓｇ［ｔ１４］）。例えば、「ｒｓ＝０％」に設定されている場合には、積算量Ｓｇ［ｔ１５］は、リセットされ、「０」にされる。また、「ｒｓ＝５０％」に設定されている場合には、積算量Ｓｇ［ｔ１５］は、積算量Ｓｇ［ｔ１４］の「１／２」に決定される（破線で示す特性を参照）。その後、前後加速度Ｇａが減少すると、積算量Ｓｇは増加されるが、前後加速度Ｇａが増加すると、積算量Ｓｇの減少が繰り返される。

目標出力Ｑｔの減少調整の終了条件として、「前後加速度Ｇａが増加」、「積算量Ｓｇがしきい値ｓｘ以下」、及び、「減少調整の継続時間が所定時間ｔｚ（予め設定された定数）以上」のうちの少なくとも１つが採用される。時点ｔ１５にて、「前後加速度Ｇａの増加」、又は、「積算量Ｓｇの減少による「Ｓｇ≦ｓｘ」の条件」が満足され、目標出力Ｑｔの減少調整は終了される。出力調整が終了される場合には、実出力Ｑａが急激に変化されることを回避するよう、調整出力Ｑｇが徐々に減少され、目標出力Ｑｔが緩やかに増加される。

＜積算量Ｓｇの減少処理＞
図５の時系列線図を参照して、積算量Ｓｇの減少処理について説明する。ここで、所定比率ｒｓは、「０％」に設定されている。

図５（ａ）は、前後加速度Ｇａが増加した場合についての減少処理を示している。時点ｕ４までは、前後加速度Ｇａが増加するため、「Ｓｇ＝０」である。時点ｕ５にて、「Ｇａ［ｕ５］＜Ｇａ［ｕ４］」となるため、積算量Ｓｇ［ｕ５］が演算される。その後、時点ｕ９までは、前後加速度Ｇａが減少するため、積算量Ｓｇが増加する。しかし、「Ｓｇ≦ｓｘ」であるため、「Ｑｔ＝Ｑｓ」が決定される。時点ｕ１０にて、「Ｇａ［ｕ１０］≧Ｇａ［ｕ９］」となり、前後加速度Ｇａが増加される。今回の前後加速度Ｇａ［ｎ］が、前回の前後加速度Ｇａ［ｎ－１］以上となる場合には、今回の積算量Ｓｇ［ｎ］は、前回の積算量Ｓｇ［ｎ－１］に所定割合ｒｓを乗じた値（＝ｒｓ×Ｓｇ［ｎ－１］）に減少される。結果、積算量Ｓｇ［ｕ１０］は、「ｒｓ＝０％」であるため、「０」にリセットされる。時点ｕ１２にて、前後加速度Ｇａが再び減少される。これに伴い、積算量Ｓｇが「０」から増加される。前後加速度Ｇａが減少を継続する場合に限って、目標出力Ｑｔの減少が行われるため、制御の信頼性が向上され得る。

図５（ｂ）は、積算量Ｓｇの増加が所定時間ｔｘを超えた場合の減少処理を示している。時点ｖ５にて、積算量Ｓｇの演算が開始され、「０」から増加され始める。前後加速度Ｇａの減少に従って、積算量Ｓｇは、順次、増加されていく。「Ｓｇ≦ｓｘ」の状態が継続されるため、目標出力Ｑｔの減少は実行されない。時点ｖ１７にて、「Ｓｇ≦ｓｘ」の継続時間がｔｘ以上となる。このとき、積算量Ｓｇ［ｖ１７］は、「０」にリセットされる。つまり、積算量Ｓｇ［ｎ］が所定量ｓｘ以下である状態が所定時間ｔｘ以上に亘って継続した場合に、積算量Ｓｇ［ｎ］が「０」にリセットされ、目標出力Ｑｔの減少は行われない。積算量Ｓｇは増加されているが、所定量ｓｘに到達するのに時間を要する場合は、路面摩擦係数が、然程低くはなく、目標出力Ｑｔの急減の必要性は低い。積算量Ｓｇの継続時間に基づく減少処理により、目標出力Ｑｔの不必要な減少が回避され、制御の信頼性が向上され得る。

＜作用・効果＞
図６の時系列線図を参照して、本発明に係るトラクション制御装置ＴＳの作用・効果について説明する。図６（ａ）が本発明を適用しない場合、図６（ｂ）が本発明を適用した場合を示している。加速操作量Ａａが一定にされ、駆動コントローラＥＣＤにて、動力源ＥＮに指示出力Ｑｄ（一定値ｔａ）が指示されている。車両走行路の摩擦係数が、高い状態から低い状態に変化した状況が想定されている。トラクション制御では、指示出力Ｑｄが目標出力Ｑｔ（＜Ｑｄ）によって制限され、動力源ＥＮの出力Ｑａが抑制（低減）される。これにより、車輪ＷＨの過剰な加速スリップ（極端な場合が車輪スピン）が抑制される。

先ず、図６（ａ）を参照して、本発明が適用されない従来のトラクション制御について説明する。時点ｘ１までは、トラクション制御は開始されていないため、目標出力Ｑｔは演算されていない。時点ｘ１の直前で、路面摩擦係数が低下した。このため、時点ｘ１にて、駆動車輪ＷＨｆの加速スリップＳｗ（＝Ｖｈ－Ｖｋ）が増加し、トラクション制御のしきい値に達し、駆動トルク制御が開始される。そして、加速スリップＳｗに基づく比例・積分制御が実行され、要求出力Ｑｓが演算される。従来制御では、積算量Ｓｇは演算されないため、要求出力Ｑｓによる目標出力Ｑｔの減少は行われず、「Ｑｔ＝Ｑｓ」が決定される。運転者による指示出力Ｑｄが、トラクション制御による目標出力Ｑｔによって制限されるが、その制限が不十分であるため、平均速度Ｖｈが駆動基準速度Ｖｋに収束するために時間を要する。加速スリップＳｗが過大となり、路面摩擦係数に応じた駆動力が得られないため、運転者は、車両加速における「もたつき」を感じ得る。

次に、本発明に係るトラクション制御装置ＴＳについて説明する。トラクション制御装置ＴＳによって、動力源ＥＮの出力Ｑａが伝達される駆動車輪ＷＨｆの過大な加速スリップＳｗが抑制される。トラクション制御装置ＴＳは、前後加速度演算ブロックＧＡ、減少量演算ブロックＳＧ、及び、調整処理ブロックＣＱを含んで構成される。前後加速度演算ブロックＧＡ（加速度演算部）では、所定の演算周期で前後加速度Ｇａが演算される。例えば、前後加速度演算ブロックＧＡでは、車輪速度Ｖｗに応じた車体速度Ｖｘに基づいて、それが時間微分されて、前後加速度Ｇａが演算される。また、前後加速度センサＧＸによって検出された前後加速度Ｇｘ（検出値）に基づいて、それがフィルタ処理されて、前後加速度Ｇａが決定され得る。

減少量演算ブロックＳＧ（減少量演算部）では、演算周期において前回の前後加速度Ｇａ［ｎ－１］（前回値）が記憶される。演算周期において今回の前後加速度Ｇａ［ｎ］（今回値）が取得される。そして、前回値Ｇａ［ｎ－１］からの今回値Ｇａ［ｎ］の減少量Ｇｇ［ｎ］が演算される。減少量Ｇｇ［ｎ］は、演算周期の毎に積算されて、積算量Ｓｇ［ｎ］が決定される。調整処理ブロックＣＱ（調整部）では、積算量Ｓｇ［ｎ］が所定量ｓｘ（所定の判定用しきい値）を超過した場合に、動力源ＥＮの出力Ｑａが減少される。具体的には、加速スリップＳｗに基づいて演算された要求出力Ｑｓから、積算量Ｓｇに応じて決定された調整出力Ｑｇが減じられて、目標出力Ｑｔが急減される。駆動コントローラＥＣＤによって、実際の出力Ｑａが目標出力Ｑｔに近づき、一致するよう制御されるため、出力Ｑａが急減される。

図６（ｂ）を参照して、トラクション制御装置ＴＳの作動について説明する。従来制御と同様に、時点ｘ１にてトラクション制御が開始される。時点ｘ１から、前後加速度Ｇａの減少量Ｇｇに基づいて、積算量Ｓｇが演算される。「Ｓｇ≦ｓｘ」では、要求出力Ｑｓが、目標出力Ｑｔとして決定される。前後加速度Ｇａの減少が継続され、「Ｓｇ＞ｓｘ」が満足される時点ｘ２にて、調整出力Ｑｇが演算され、要求出力Ｑｓから調整出力Ｑｇが減少され、目標出力Ｑｔが減少される。時点ｘ２にて、目標出力Ｑｔが、値ｔｂから値ｔｃにまで急減される。複数の演算周期に亘って積算された積算量Ｓｇに基づいて、路面の摩擦係数が高い状態から低い状態に変化している場合が判定され、実出力Ｑａが路面摩擦係数に適した値にまで減少される。これにより、平均速度Ｖｈ（２つの駆動車輪速度Ｖｗｆの平均値）が、素早く、駆動基準速度Ｖｋに近づけられる。つまり、駆動車輪ＷＨｆの車輪速度Ｖｗｆの収束性が向上され、駆動車輪ＷＨｆの駆動力が、路面摩擦係数の低下に応じて、好適に確保され得る。

減少量演算ブロックＳＧでは、今回値Ｇａ［ｎ］が前回値Ｇａ［ｎ－１］以上の場合には、積算量Ｓｇ［ｎ］が積算値Ｓｇ［ｎ－１］に所定割合ｒｓを乗じた値に減少される（例えば、「０（ゼロ）」にリセットされる）。また、減少量演算ブロックＳＧでは、積算量Ｓｇ［ｎ］が所定量ｓｘ以下である状態が所定時間ｔｘ以上に亘って継続された場合には、積算量Ｓｇ［ｎ］が「０（ゼロ）」にリセットされる。これにより、目標出力Ｑｔの減少における制御の信頼性が向上され得る。

＜他の実施形態＞
以下、他の実施形態について説明する。他の実施形態においても、上記同様の効果を奏する。上記実施形態では、トラクション制御装置ＴＳが、動力源ＥＮに接続される駆動車輪が前輪ＷＨｆである前輪駆動車両に適用された。トラクション制御装置ＴＳは、後輪駆動車両にも適用され得る。この場合、駆動車輪は後輪ＷＨｒであり、従動車輪は前輪ＷＨｆである。後輪駆動車両でも、前後加速度Ｇａとして、車体速度Ｖｘの微分値（演算値）、及び、検出前後加速度Ｇｘ（前後加速度センサＧＸの検出値）のうちの少なくとも１つが採用される。

トラクション制御装置ＴＳは、４輪駆動車両に適用されてもよい。４輪駆動車両では、前後加速度Ｇａとして、検出前後加速度Ｇｘが採用されることが好適である。４つの車輪が駆動車輪である場合には、全ての車輪ＷＨに加速スリップＳｗが含まれることに基づく。

ＴＳ…トラクション制御装置、ＥＮ…動力源、ＴＭ…変速機、ＥＣＵ…コントローラ、ＥＣＢ…制動コントローラ、ＥＣＤ…駆動コントローラ、ＶＷ…車輪速度センサ、ＧＸ…前後加速度センサ、ＡＡ…加速操作量センサ、ＧＡ…前後加速度演算ブロック、ＳＧ…減少量演算ブロック、ＣＱ…調整処理ブロック、Ｖｗ…車輪速度、Ｖｘ…車体速度、Ｖｋ…基準速度（駆動輪）、Ｇａ…前後加速度、Ｓｗ…加速スリップ（駆動輪）、Ｇｇ…減少量、Ｓｇ…積算量、Ｑｇ…調整出力、Ｑｓ…要求出力、Ｑｔ…目標出力、Ｑａ…実際の出力。

Claims (1)

1. 車両の動力源の出力が伝達される駆動車輪の過大な加速スリップを抑制するよう、前記出力を制限する車両のトラクション制御装置であって、
   前記車両の前後加速度を所定の演算周期で演算する加速度演算部と、
   前記演算周期において前回の前記前後加速度を前回値とし、前記演算周期において今回の前記前後加速度を今回値とし、前記前回値からの前記今回値の減少量を演算し、前記減少量を前記演算周期毎に積算して積算量とする減少量演算部と、
   前記積算量が所定量を超過した場合に、前記出力を減少する調整部と、
   を含んで構成される、車両のトラクション制御装置。
   
   
   

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