JPH01125530A - 車両用スリップ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、車両の発進時や加速時に起きる加速スリップ
、および停止時に発生するスキッド現象を防止する車両
用スリップ制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の車両用スリップ制御装置のうち、加速ス
リップ制御装置（トラクション制御装置）として、例え
ば、実開昭６１−１２５６４１号公報に記載されたもの
が知られている。すなわち、遊動輪および駆動輪に設け
られた車輪速度センサからの検出信号に基づいてスリッ
プ率９　［（駆動輪速度−車体速度）／駆動輪速度］を
算出し、そして、このスリップ率Ｓがタイヤと路面の間
で最大の摩擦係数（後述のスリップ率Ｓｏ）となるよう
にエンジン出力を制御するものである。この装置でのエ
ンジン制御の手法として、駆動輪速度および車体速度等
から晶適のスリップ率ＳＯとなるべく目標スロットル開
度を演算し、この目標スロットル開度と実際のスロット
ル開度の偏差に一定の制御ゲインを乗算してスロットル
バルブを開度制御しているものである。

ところで、一般に、路面とタイヤの摩擦係数μ、スリッ
プ率および温度との間には、第２図に示すような関係が
ある。この図から明かなように、−３０℃から０℃の温
度範囲において、摩擦係数Ｕは、タイヤ温度Ｔが低下す
るにつれて上昇し、しかも、目標スリップ率ＳＯの前後
で摩擦係数μの立ち上がりおよび立ち下がりが急になる
。これは、低温になるとタイヤのコンパウンドの特性の
影響を大きく受けるためである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記従来の技術では、タイヤ温度にかかわらず
、０℃前後の温度に適合させた一定の制御ゲインで目標
スリップ率となるように制御されている。このために、
低温になるにしたがって制御の応答性が悪くなっており
、しかもこれに対処するために単に制御ゲインを一３０
℃の低温状態に合わせて大きく設定すると高い温度でハ
ンチング現象を起こしてしまうということが本発明者に
よって見い出された。

本発明は、上記従来の技術の探求の結果なされたもので
、タイヤ温度の高低にかかわらず、優れた車両のスリッ
プ制御を行える車両スリップｉｉ］御装置を提供するこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するためになされた本発明は、第１図
に示すように、 車両に駆動力または制動力を加える走行力制御手段Ｍ１
と、 駆動輪の回転速度を検出する回転数検出手段Ｍ２と、 車体速度を検出する車体速度検出手段Ｍ３と、車輪の表
面温度を検出する温度検出手段Ｍ４と、上記各検出手段
から出力される、駆動輪の回転速度と車体速度に基づき
、さらに車輪の表面温度で補正することにより、駆動輪
の回転速度が目標スリップ率になるように上記走行力制
御手段Ｍ１への制御信号を出力する制御手段Ｍ５と、を
備えた装置を要旨とする。

ここで、上記走行力制御手段Ｍ１とは、車両の駆動力ま
たは制動力を可変する手段をいい、例えは、加速時の駆
動力を可変する手段の場合では、エンジンのスロットル
バルブの開度を制御することによりエンジンの出力を調
節する手段や、点火時期やブレーキの制動力を可変する
手段等、さらに変速機の変速比を可変する手段を適用で
き、また、制動力を制御する手段の場合では、油圧装置
により車両ブレーキの油圧シリンダへの油圧を調節する
ことにより車輪の制動力を制御ｍする装置等を適用でき
る。

上記回転数検出手段Ｍ２とは、例えば、駆動輪に設けら
れた電磁ピックアップ式の回転数センサ等をいう。

上記車体速度検出手段Ｍ３とは、例えば、遊動輪の回転
数を車体速度として推定するものや、路面に超音波を照
射してその反射液により車体速度を推定するもの等を適
用できる。

上記制御手段Ｍ５とは、例えば、マイクロコンピュータ
等およびその周辺の電子装置から構成されたもので、そ
の人力データとして、駆動輪速度、車体速度および車輪
表面温度を用いて、駆動輪速度と車体速度からスリップ
率を演算して走行力制御手段Ｍ１に目標スリップ率にな
るべく制御信号を出力するものである。そして、本制御
手段Ｍ５は、例えは、走行力制御手段Ｍ１において車両
の駆動力を制御対象とし、これをエンジンのスロットル
バルブ開度の調節で実現する場合には、目標スロットル
開度と実際のスロットル開度の偏差に制御ゲインを乗算
して走行力制御手段Ｍ１を駆動制御するものである。こ
のとき、制御ゲインは、例えば、車輪表面温度の低下に
したがって大きくなるように設定すれば、広範な温度範
囲において安定な制御特性を得ることが可能となる。

［作用］ 本発明の車両用スリップ制御装置では、回転数検出手段
Ｍ２から車輪速度が、車体速度検出手段Ｍ３から車体速
度が、そして温度検出手段Ｍ４から車輪の表面温度がそ
れぞれ検出されて制御手段Ｍ５に人力される。そして、
制御手段Ｍ５によって、これらの検出値に基づいて駆動
輪が目標スリップ率になるように走行力制御手段Ｍ１が
制御される。これにより、車輪の目標スリップ率に向け
て制御されて、路面と車輪との最大摩擦係数にて駆動ま
たは制動されることになる。

このような制御において、目標スリップ率に制御するた
めの検出データとして車輪速度、車体速度の他に車輪の
表面温度も含まれている。

上述のように制御手段Ｍ５にて、車輪の表面温度を目標
スリップ率の人力データとした理由について説明する。

第２図を用いて説明したように、スリップ率Ｓと摩擦係
数μの関係（ＬＬ−５特性）は、タイヤのコンパウンド
特性の変化により、温度が低下するにしたがって摩擦係
数μが高くなり、しかも、低温ではスリップ率が最適な
スリップ率かられずかにずれると摩擦係数が急激に低下
する特性をもっている。このように低温の場合には、摩
擦係数の変化が急峻であるために、目標スリップ率に近
い状態に迅速に収束させることは難しく、しかも応答性
のよくない状態になっているが、本制御装置では、車輪
の表面温度の変化に適応して、目標スリップ率での制御
が可能になるように車輪の表面温度を制御データとして
加えたものである。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

第３図は車両のシステム構成を示す概略図であり、１は
エンジン本体であり、このエンジン本体１には、吸気管
３が接続されている。この吸気管３の上流側から順にエ
アクリーナ５、エアフロメータ７、ステッピングモータ
９により駆動されるスロットルバルブ１１が設けられて
いる。また、エンジンの駆動力は、トランスミッション
１３、ドライブシャフト１５等を経て駆動輪としての後
輪１７Ｒ１１７Ｌに伝達される。

本車両システムには、上述したエアフロメータ７の他に
各種のセンサが設けられている。各種センサとしては、
スロットルバルブ１１の開度を検出するフロ・ントルポ
ジションセンサ２１、ディストリビュータ内に設けられ
たエンジン回転数センサ２２、遊動輪である前輪２３Ｒ
１２３Ｌに設けられた車輪速度センサ２５Ｒ５２５Ｌ、
後輪１７Ｒ５１７Ｌに設けられた車輪速度センサ２７Ｒ
１２７Ｌ、アクセルペダル２９の踏込量を検出するアク
セルセンサ３１が設けられており、また、−方の後輪１
７Ｒ側には、タイヤの表面温度を検出するタイヤ温度セ
ンサ３３が設けられている。このタイヤ温度センサ３３
は、第４図の拡大図にて明示するように、後輪１７Ｒの
上方のボディ３５に取り付けられたサーモピュアからな
っている。

サーモピュア３３は、物質から放射される赤外線を受け
てその波長分析により物体の温度を測定する温度センサ
である。

上記各センサからの検出信号は、コンピュータから構成
される電子制御装置４１に人力され、この電子制御装置
４１によって、スロットルバルブ１１を駆動するステッ
ピングモータ９等のアクチュエータが制御される。上記
電子制御装置４１は、周知のマイクロコンピュータから
構成され、すなわち、各種センサの人力信号をコンピュ
ータの処理可能なディジタル信号処理すると共に、アク
チュエータへの駆動信号に変換処理する人出力インター
フェース４３と、演算処理するＣ　Ｐ　Ｕ　４５と、−
時的な記憶手段としてのＲＡＭ４７と、各種の・制御プ
ログラムを予め格納しているＲＯＭ４９等から構成され
ている。

本電子制御装置４１による制御動作は、ＲＯＭ４９内に
格納された制御プロゲラ、ムにしたがって演算処理され
る。すなわち、電子制御装置４１は、通常の動作として
、アクセルセンサ３１の検出信号等に基づいてスロット
ルバルブ１１をステッピングモータ９によって開度制御
する。また、電子制御装置４１では、遊動輪側の車輪速
度センサ２５Ｒ５２５Ｌからの検出信号により車体速度
を、車輪速度センサ２７Ｒ５２７Ｌからの検出信号によ
り駆動輪速度をそれぞれ求め、これらから車輪のスリッ
プ率Ｓを演算し、さらにタイヤの温度に基づいた制御ゲ
インを乗算して、最適なスリップ率Ｓｏになるように、
スロットルバルブ１１を開度調節してエンジンの駆動出
力制御を行なうトラクション制御処理を実行する。

こうした制御は、具体的には第５図ないし第７図のフロ
ーチャートにしたがったプログラムの処理にて実行され
る。

まず、第５図はスロットルバルブ１１の主制御ルーチン
であり、燃料噴射等のプログラムに対して５ｍｓ毎の割
込処理として実行される。まず、ステップ１００にて、
車輪速度センサ２５Ｒ５２５Ｌに基づいた遊動輪速度Ｖ
Ｆを、さらに車輪速度センサ２７Ｒ，２７Ｌに基づいた
駆動輪速度ＶＲをそれぞれ読み込む。次のステップ１０
５にて上記両車軸速度ＶＦ、ＶＲに基づいて次式により
スリップ率Ｓを演算する。

続くステップ１１０では、ステップ１０５で求めたスリ
ップ率Ｓが目標スリップ率Ｓｏと比較され、Ｓ＜Ｓｏの
とき、すなわち、さほど駆動輪が滑っていないと判断さ
れたとき、ステップ１１５の通常のスロットルバルブ制
御処理に進み、一方、Ｓ≧Ｓｏのとき、すなわち、駆動
輪が所定以上スリップしていると判断されたとき、ステ
ップ１２０のトラクション制御処理に進む。

上記通常のスロットルバルブ制御処理（ステップ１１５
）は、第６図のフローチャートにしたがって実行される
。まず、ステップ２００にて、アクセルセンサ３１から
の検出信号に基づいたアクセル操作量ＡＣＣおよび回転
数センサ２２の検出信号に基づいたエンジン回転数Ｎｅ
を読み込み、次のステップ２０５にてアクセル操作量Ａ
ＣＣ、エンジン回転数Ｎｅおよびスロットルバルブ開度
ＴＡをパラメータとする３次元マツプに基づいて目標ス
ロットル開度ＴＡＣを演算する。その後、ステップ２１
０にて目標スロットル開度ＴＡＣとなるようにスロット
ルポジションセンサ２１の検出信号を検出してスロット
ルバルブ１１をフィードバック制御する。なお、このよ
うな通常のスロットルバルブ制御処理では、後述するト
ラクション制御処理のようにタイヤ温度に依存する制御
ゲインの変更は行わない。

一方、第５図のステップ１２０におけるトラクション制
御卸処理は、第７図のフローチャートにしたがって実行
される。第７図において、まず、ス・チップ３００にて
目標車体速度Ｖｃが目標スリップ率Ｓｏと車体速度ＶＦ
を用いた次式により求められる。

Ｖｃ（目標車体速度） ＝［１＋Ｓｏ（目標スリップ率）コ ＸＶＦ（車体速度） 続くステップ３０５にて、目標車体速度Ｖｃと駆動輪速
度ＶＲの偏差△Ｖおよび△Ｖの時間的変化量ΔＭを求め
る。その後、ステップ３１０では、タイヤ温度センサ３
３の検出信号に基づいたタイヤ温度Ｔを読み込み、その
後、ステップ３１５にて、第８図および第９図のマツプ
によって、タイヤ温度に対応するフィードバックゲイン
に１、Ｋ２を算出する。なお、このときの温度範囲は一
３０℃から０℃である。続くステップ３２０では、上述
で求めた各データにより目標スロットル開度ＴＡＣを次
式により演算する。

ＴＡＣ目標スロットル開度 ＝ＴＡ（実際のスロットル開度） ＋に１　◆△Ｖ＋に２−　△ｖ そして、ステップ３２５にて、上式で求めた目標スロッ
トル開度ＴＡＣと実際のスロットル開度Ｔへの偏差分、
つまり、Ｋ１△Ｖ＋に２△Ｖだけスロットルバルブ１１
の開度制御を行なうためにステッピングモータ９に駆動
信号を出力する。

したがって、上記実施例によれは、駆動輪としての後輪
１７Ｒ，１７Ｌが所定以上のスリップしている場合には
、車体速度ＶＦと駆動輪速度ＶＲに基づいて、目標スリ
ップ率Ｓｏになるようにスロットルバルブ開度制御によ
るトラクション制御処理が実行され、このときのパラメ
ータに、タイヤ温度が低くなるほどゲインが高く設定さ
れている。

これにより、低温において、スリップ率Ｓが目標スリッ
プ率Ｓｏから少しずれても、高い制御ゲインで補償され
るから、摩擦係数μの急激な低下に対しても、高い応答
性でもって目標スリップ率に収束して大きな駆動力を得
ることができ、一方、高温時にはゲインが従来と同様に
大きくなっていないから、ハンチングを発生することも
ない。

なお、上記実施例において、タイヤ温度センサ３３とし
て、サーモピュアを用いたが、以下に示すものについて
も適用できる。

■　サーミスタや熱電対などの感温素子を設ける。

■　タイヤに測温ローラを接触させて、この温度からタ
イヤ表面温度を推定してもよい。

また、上述した車輪の摩擦係数の温度依存性は、−３０
℃〜０℃の温度範囲に該当するものであるが、これに限
らず、５０℃以上の車輪表面温度の場合には、低温の場
合と逆に温度の上昇にしたがって制御ゲインを小さくな
るように設定することにより同様に安定した制御を得る
ことができる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、車両のスリップ
制御のパラメータとして、車輪の表面温度による補正を
加えているので、車輪の温度の高低にかかわらず応答性
が高く、しかもハンチングも発生することがなく、目標
スリップ率への収束をスムーズに行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による車両用スリップ制ｉ卸装置の構成
の一例を示す構成図、第２図はスリップ率と摩擦係数と
の関係を示すグラフ、第３図は本発明の一実施例による
車両の駆動系等の構成を示す構成図、第４図はタイヤ温
度センサの取付状態を示す説明図、第５図ないし第７図
は同実施例のフローチャート、第８図および第９図は温
度に依存した制御ゲインを設定するためのグラフである
。 Ｍｌ・・・走行制御手段　　Ｍ２・・・回転数検出手段
Ｍ３・・・車体速度検出手段 Ｍ４・・・温度検出手段 １・・・エンジン本体　　９・・・ステッピングモータ
１１・・・スロットルバルブ ２５Ｒ，２５Ｌ、２７Ｒ，２７Ｌ ・・・車輪速度センサ ３３・・・タイヤ温度センサ ４１・・・電子制ｆａ装置 代理人　　弁理士　　定立　勉（ほか１名）第１図 第２図 スリ・ｙ７’争Ｓ（’／、） 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 タイ對！Ｉ喝（’Ｃ）　　　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　車両に駆動力または制動力を加える走行力制御手段
   と、 駆動輪の回転速度を検出する回転数検出手段と、車体速
   度を検出する車体速度検出手段と、 車輪の表面温度を検出する温度検出手段と、上記各検出
   手段から出力される、駆動輪の回転速度と車体速度に基
   づき、さらに車輪の表面温度で補正することにより、駆
   動輪の回転速度が目標スリップ率になるように上記走行
   力制御手段への制御信号を出力する制御手段と、 を備えた車両用スリップ制御装置。 ２　上記制御手段から出力される制御信号は、走行力制
   御手段の駆動力を所定の制御ゲインで制御するものであ
   り、この制御ゲインを車輪の温度が低温になるにしたが
   って大きく設定する特許請求の範囲第１項記載の車両用
   スリップ制御装置。