JPH01262228A - トラクシヨン制御装置 - 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〕 本発明は、自動車で発進加速時の駆動輪スリップを防止
して走行安定性、加速性向上を図るトラクション制御装
置に関する。

〔従来の技術〕

車軸と路面との摩擦係数が低い低＃擦係数道路では、発
進時および加速時に駆動輪のスリップをまねき、最悪の
場合車体のスピンに至る。

そこで駆動輪に伝わるトルクを制御し、上記の摩擦係数
が最大となるスリップ率すなわち、（車体速度−駆動輪
速度）／（駆動輪速度）を取るようにするトラクション
コントロールシステム（以下ＴＣ８）が考えられている
。駆動輪に伝わるトルクを制御する手段として、 （１）燃料カットやスロットル弁閉といったエンジンの
発生トルクを直接絞る方法。

（２）　ＩＩ駆動輪ブレーキをかける方法がある。実際
のＴｅ３では（１）、　（２）の両方を組合せている場
合が多い。この種の装置は特開昭６２−２９４１６号公
報等に開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の’ｒ　ｃ　ｓでは、エンジンの出力を絞るために
、燃料カットやスロットルバルブの開閉制御を行ってい
る。しかしエンジンとＴｅ３とのマツチングがむずかし
く、燃料カットを行う場合は復帰時にショックが発生す
ることがある。また、スロットルバルブを制御する場合
にはフェイル時に通常の制御が効かなくなる場合がある
ため、バルブを２個並べるタンデム型にすることなどか
ら構造が複雑になるという問題があった。

ドライバーにとってもアクセルを踏んでいるのに出力が
出すエンジン回転も上がらないため、違和感がありドラ
イバーのフィーリングに合わない等の問題もあった。

本発明の目的は、運転者がエンジンの駆動状態の総てを
把握しなくても運転者の感性に適合したトラクション制
御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために１本発明のトラクション制御
装置においては、２輪駆動の自動車のトラクション制御
装置において、前記自動車の駆動輪と従動輪のそれぞれ
の回転速度を車輪速として検出する車輪速センサと、そ
れぞれの該車輪速から前記駆動輪のスリップ率を演算す
るスリップ率演算手段と、該スリップ率が所定の値とな
るよう前記自動車のトルク伝達を変えるクラッチアクチ
ュエータを制御するアクチュエータ制御手段を備えたも
のである。

また、前記クラッチアクチュエータが油圧アクチュエー
タまたは、電動アクチュエータにすると良い。

そして、４輪駆動の自動車のトラクション制御装置にお
いて、前記自動車の駆動輪のそれぞれの回転速度を駆動
車輪速として検出する駆動車輪速センサと、車速を検出
する車速検出手段と、それぞれの該駆動車輪速から最大
の駆動車輪速を最大駆動車輪速として選択する最大駆動
車輪速選択手段と、前記車速と前記最大駆動車輪速から
スリップ率を演算するスリップ率演算手段と、該スリッ
プ率が所定の値となるよう前記自動車のトルク伝達を変
えるクラッチアクチュエータを制御するアクチュエータ
制御手段と、を備えた装置とすることもできる。

また、前記車速検出手段に加速度計を用いることも良い
。

さらに、前記４輪駆動の自動車のトラクション制御装置
の前記スリップ率を前記車速と最大駆動車輪速との差と
、最大駆動車輪速との比から求めることも良い。

〔作用〕

自動車のトラクション制御装置において、２輪駆動の場
合は駆動輪と従動輪のそれぞれの車輪速からスリップ率
を演算し、そのスリップ率が所定の値となるようにクラ
ッチアクチュエータを制御することにより、；・ルク伝
達を制御することができる。また、４輪駆動の場合は、
駆動輪のそれぞれの車輪速から最大の駆動車輪速を求め
ると同時に車速検出手段から車速を求め、その最大駆動
車輸速と車速とからスリップ率を演算し、そのスリップ
率が所定の値となるようにクラッチアクチュエータを制
御することにより２輪駆動と同様にトルク伝達を制御す
ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明による実施例を第１図〜第７図により説明
する。

第１図〜第５図は、本発明の一実施例に係るもので第１
図は、自動車の２輪駆動のトラクション制御装置のシス
テム構成図である。

第１図においてエンジン１６の動力はクラッチ１３、ト
ランスミッション１４を介して駆動輪に伝達される。駆
動輪及び従動輪にそれぞれ取付けられた車輪速センサ１
５の信号は、コントロールユニット１１に入力される。

コントロールユニット１１に入力されたそれぞれの車輪
速から後述する方法で駆動輪のスリップ率を演算し、そ
のスリップ率が所定の範囲に入るように、すなわち、最
適な駆動トルクになるように伝達トルクを求めてオイル
ポンプ１２３の油路を油圧弁１２１，１２２を切替えク
ラッチアクチュエータ１２４を駆動し。

クラッチ１３のクラッチストローク量を制御する。

さらに、第１図によりシステムの内容を詳述する。例え
ば、具体的には駆動トルクを減らす必要が生じたことを
検知したらコントロールユニット１１は、油圧弁１２２
に開、油圧弁１２１に閉の制御信号を送る。そうすると
オイルポンプ１２３によって循環されていた油圧がクラ
ッチアクチュエータ１２４に入り、リンク機構を介して
クラッチ１３を断方向に移動させ伝達トルクを減少させ
る。後述するスリップ率が最適な−０，１〜−０，３に
入り伝達トルクを保持する場合は、油圧弁１２１，１２
２を共に閉じる制御信号を出し、クラッチアクチュエー
タ１２４内の油圧を保持しクラッチ１３の移動を止める
。トラクションが回復したことは、後述のスリップ率が
設定範囲に一定時間入ったことで判定する。スリップ率
が設定範囲に入り油圧アクチュエータ１２が保持状態に
入ってから、あらかじめ設定しておいた時間（を秒）た
ったときトラクション制御をやめるために、油圧弁１２
２を閉じたまま油圧弁１２１を開く信号を出しクラッチ
アクチュエータ１２４内の油圧を開放しクラッチ１３を
通常の接状態に戻しトラクション制御を終了する。これ
によりクラッチのス１−ローク量を制御することで伝達
トルクを制御しトラフジョン制御を可能にしている。

ここで、スリップ率について記述する。アクセルを踏み
過ぎて駆動輪に過大なトルクが伝わると駆ｍＪ軸がスリ
ップを始める。スリップの状態はスリップ率という指標
で表わし、これは車速と車輪速（駆動輪）から次式で定
義されている。

スリップ率＝（車速−駆動輪速）／駆動輪速・・・（１
） このスリップ率は第４図に示すように−０，１〜−０，
３付近で路面と車輪面の摩擦力が最大となるため、Ｔｅ
３ではスリップ率がこの範囲に入るように駆動トルクを
制御している。後輪駆動車の場合、車速は従動輪である
前輪の車輪速から推定する。今、前輪はスリップしてい
ないとするとスリップ率Ｓは次式で求まる。

Ｓ＝（■Ｆ−ｖＲ）／ＶＲ・・・（２）ただし、ｖＦ：
前翰速、ｖＲ；後軸速 次に第２図に機能ブロック図により２＠駆動のトラクシ
ョン制御装置の内容を説明する。先ず、ブロック２０で
それぞれの車輪速すなわち、右前車輪速（ＶＦＲ）　ｌ
左前車輪速（ＶＦＬ）　を左後車輪速（ＶＲＲ）及び左
後車輪速（ＶＲＬ）をブロック１１のコントロールユニ
ットに入力することにより、ブロック２１において、駆
動輪と従動輪との車輪速度差（ΔＶ）を演算手段により
演算する。

ブロック２２において、（２）式を用いてスリップ率（
Ｓ）を演算し、ブロック２３で最も適正なスリップ率（
第４図）となるような伝達１〜ルクＴを演算し、前述の
クラッチアクチュエータ１２４の制御信号を求め、コン
トロールユニット１１から第１図の油圧弁１２１，１２
２又は後述するモータに制御信号を送信する（ブロック
２５）。このとき、トラクション制御中であることを運
転車に分からせるために制御中であることの表示指令を
ブロック２４で行いモニタランプ２６を点灯する。トラ
クション制御が行なわれていないときは。

当然モニタランプ２６は消灯する。

また、第３図の制御フローチャートにより油圧アクチュ
エータ１２を用いたときの制御フローについて記述する
。先ずステップ１において各車輪速を入力し、ステップ
２１？ＶＦ＝　ｆ　（ＶＦＲＩ　Ｖｐ＋、ＬＶＲ＝　ｆ
　（ＶＲＲ，ＶＲＬ）　ニよッテ前、後輪の車速を求め
る。ステップ３で、ΔＶ　＝　Ｖ　Ｆ　−Ｖ　Ｒの計算
式で前後輪の車輪速の差を求め、ステップ４で、（２）
式よりステップ率Ｓを演算する。ステップ５で、スリッ
プ率Ｓの絶対値が０．３　を越えたときは、ステップ６
で第１図の油圧弁１２２を開にし。

同じく油圧弁１２１を閉にしてステップ７の判定を行う
。また、スリップ率Ｓの絶対値が０．３　　を越えない
ときは、ステップ７で、０．１＜ＩｓＩ＜０．３　の判
定を行い、条件を満足する場合は、ステップ８で油圧弁
１２１，１２２をそれぞれに閉にし、ステップ９におい
て、ステップ８の状態を保持し所定の時間経過したか否
かを判定し、条件が満足した場合はステップ１０で、油
圧弁１２２を閉じ、油圧弁１２１を開にしてステップ１
の制御に戻る。ここでステップ７とステップ９で条件が
満足されない場合は、そのままステップ】に戻り再びそ
れぞれの車輪速を入力する。

このように油圧アクチュエータ】−２を用いて伝達トル
クを制御する場合は、図示していない油圧源は別体とな
るが、アクチュエータは蓄積された油圧エネルギーを制
御するだけですむため小型化できるというメリットがあ
る。また、油圧源として大きなエネルギーを蓄積できる
ため、大きな力を取り出すことができるばかりではなく
作動応答性も高くなるという効果がある。

また、クラッチストローク量を油圧アクチュエータでは
なく電動アクチュエータを使用して変える時、その電動
アクチュエータ部の構成図を第５図に示す。第５図（ａ
）は電動アクチュエータをシステムとして組込んだとき
の構成図であり、第５図（ｂ）は電動アクチュエータ部
の詳細図である。電動アクチュエータ５４はモータ５３
とそれに直結しているピニオンギヤ５２と、クラッチ１
３と直結しているラックギヤ５１とから成り、コントロ
ールユニット１１から最適な伝達１−ルクにするよう指
令を受けたモータ５３が動作するとそれによりピニオン
ギヤ５２が回転する。これをラックギヤ５１が直線運動
に変換することでこれに直結するクラッチ１３のストロ
ーク量が変わりトラクション制御を行う。

このように、電動アクチュエータ５４を使用すると、作
動時のみモータに通電すれば良くエネルギー変換効率が
高くなりまた、モータの設置位置すなわちレイアウトに
フレキシビリティがありデザイン上の効果が大きい。

このように、車輪速センサによって車輪速を取込み、ス
リップ率演算手段でスリップ率を求め、クラッチ制御ア
クチュエータをスリップ率が一定値以下になるよう制御
手段で制御することで伝達トルクを制御する。これによ
り、エンジンで過大トルクが発生し駆動輪がスリップし
てもクラッチで伝達トルクを制限してしまうので、車輪
に過大トルクが伝わらずスリップを防止できる。

また、本実施例は、車輪への伝達トルクを制御するだけ
でエンジン出力は絞らないために、アクセルの踏込みす
ぎによりエンジン回転は」二昇するので、ドライバーに
アクセルを踏込みすぎていることを警告すると共にドラ
イバーの意志と実際の現象が一致するため感性に合った
Ｔｅ３となる。

次に、４輪駆動車においての実施例を第６図の機能ブロ
ック図と第７図の制御フローチャートにより説明する。

先ず、第６図の機能ブロック図により各ブロックの機能
を説明する。ブロック３０では駆動幅それぞれの車輪速
を計測してコントロールユニット１１に入力するととも
に、ブロック１３では車体の下に設置される車速センサ
からの車速又は、加速度の計測値をコントロールユニッ
ト１１に入力する。コントロールユニット１１では、ブ
ロック３２でブロック３０からの各車輪速から最大の車
輪速を選択する。また、ブロック３３では加速度を積分
して速度に変換する。ブロック３４ではブロック３２で
求めた最大車輪速と、ブロック３１またはブロック３３
で求めた車速との差（ΔＶ）を演算する。

ブロック：３５では（１）式を用いてスリップ率を求め
、ブロック３６．３７，３８．３９で２１１１ｆ！駆動
で説明した第２図のブロック２３，２４，２５゜２６と
そＩｆ−１１ぞれ同様な動作を行う。

次に、第７図により４輪駆動の場合のトラクション制御
の内容について記述する。ステップ７１で各車輪速を入
力し５、また、ステップ７６〜ステツプ８２で各車輪速
を比較して最大の車輪速を求める、 一方ステップ７２で車速の直接測定ができるか否かを判
定し直接測定の場合はステップ７３で車速を読み込みま
た、直接測定ができない場合、すなわち前述した加速度
を計測している場合はステップ７４．７５で間接的に車
速を演算して求める、ステップ８３において、最大車輪
速と車速との差ΔＶを求め、ステップ８４でスリップ率
Ｓを演算する。

このように、２輪駆動車の場合と違うところは、車速か
車輪速から推定できないため別な車速検出手段をとらな
ければならないことである。車速検出手段として加速度
センサを用いて検出する時は。

加速度を積分して車速を推定する（第７図ステップ７４
〜７５）。

また、スリップ率算出のためには車速の他に駆動輪速か
必要である。４つの駆動輪速のうち最もスリップしてい
る車輪を基準にしてトラクション制御を行うため、最も
大きな駆動車輪速Ｖ　ｍ　ａ　ｘを選択して（ステップ
７１．７６〜８２）求めた車速とからスリップ率Ｓを演
算する（ステップ８３゜８４）。スリップ率Ｓを求めた
後は２輪駆動車の場合と同様な制御ルーチンによってト
ラクション制御を行う（第３図ステップ５以降）。

また、車速検出手段として絶対車速センサ例えば、マイ
クロ波ドツプラレーダ式対地車速センサを使用する場合
は、積分することなく車速が求まる（第７図ステップ７
３）ので積分器が不用になる。

また、油圧弁制御信号あるいはモータ制御信号により、
トラクション制御を行っているときは、これをモニタし
、クラッチ断によるエンジンの吹き−Ｌがりによる聴覚
と、モニタランプによる視覚の両面で運転者にトラクシ
ョン制御中であることを知らせると共に、アクセルを踏
込み過ぎていることを警告する。そのために従来のトラ
クション制御でアクセルを踏んでいるのにエンジン回転
が上っていかないという人間の感覚に合わない現象は起
らず、感性に合ったトラクション制御システムが構成で
きる。

従って、従来のＴｅ３に比ベエンジンとのマツチングが
不要で、ドライバーのアクセルペタルの踏込み過ぎ相当
のエンジン回転数の上昇が伴うので、ドライバーの感性
に合ったＴｅ３を構成できる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。

請求項１の２輪駆動の自動車の１−ラクション制御装置
においては、駆動輪と従動輪の車輪速からスリップ率を
演算し、そのスリップ率が所定の値になるようにクラッ
チアクチュエータを制御することによりトルク伝達を制
御できるので、エンジンで過大トルクが発生しても駆動
輪には過大トルクが伝わらないのでスリップを防止し走
行の安定性を確保することができる。

また、請求項２においては、クラッチアクチュエータに
油圧アクチュエータを用いることにより大きなエネルギ
ーを蓄積できるためクラッチアクチュエータを小型化で
きる。

また、請求項３においては、クラッチアクチュエータに
電動アクチュエータを用いることにより作業時だけモー
タを駆動すれば良いので、エネルギーの変換効率を高く
することができる。

そして、請求項４の４輪駆動の自動車のトラクション制
御においては、車速と最大駆動車輪速からスリップ率を
演算し、そのスリップ率が所定の値になるようにクラッ
チアクチュエータを制御するので、請求項】の２輪駆動
の場合と同様な効果を得ることができる。

また、請求項５においては、請求項４の車速の検出に加
速度計を用いることにより、その計測値を単純に積分す
るのみで正確な車速を求めることができる。

また、請求項６においては、４輪駆動の場合のスリップ
率を車速と最大車輪速との差と、最大駆動車輪速との比
から求めることにより、２輪駆動の場合と同様な制御形
態を採用できるので安定した自動車の走行性能を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図、第２
図は本発明の一実施例の機能ブロック図、第３図は本発
明の一実施例のフローチャート、第４図は摩擦力とスリ
ップ率との間の一般的な特性図、第５図（ａ）、（ｂ）
は電動アクチュエータの構成図、第６図は本発明を４輪
駆動車に適応したときの一実施例の機能ブロック図、第
７図は本発明を４輪駆動車に適応したときの一実施例の
スリップ率算出のための制御フローチャートである。 １１・・・コントロールユニット、１２・・・油圧アク
チュエータ、１３・・・クラッチ、１５・・・車輪速セ
ンサ、２２．３５・・スリップ率演算手段、３２・・・
最大駆動車輪速選択手段、５４・・電動アクチュエータ
、１２１．１２２・・・油圧弁、１２４・・・クラッチ
アクチュエータ。 第２凹 亭３区 寿５図 （ＧＪ ￥ （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２輪駆動の自動車のトラクション制御装置において
   、 前記自動車の駆動輪と従動輪のそれぞれの回転速度を車
   輪速として検出する車輪速センサと、それぞれの該車輪
   速から前記駆動輪のスリップ率を演算するスリップ率演
   算手段と、該スリップ率が所定の値となるよう前記自動
   車のトルク伝達を変えるクラッチアクチュエータを制御
   するアクチュエータ制御手段と、を備えたことを特徴と
   するトラクシヨン制御装置。 ２、前記クラッチアクチュエータが油圧アクチュエータ
   であることを特徴とする請求項１記載のトラクション制
   御装置。 ３、前記クラッチアクチュエータが電動アクチュエータ
   であることを特徴とする請求項１記載のトラクション制
   御装置。 ４、４輪駆動の自動車のトラクション制御装置において
   、 前記自動車の駆動輪のそれぞれの回転速度を駆動車輪速
   として検出する駆動車輪速センサと、車速を検出する車
   速検出手段と、 それぞれの該駆動車輪速から最大の駆動車輪速を最大駆
   動車輪速として選択する最大駆動車輪速選択手段と、 前記車速と前記最大駆動車輪速からスリップ率を演算す
   るスリップ率演算手段と、 該スリップ率が所定の値となるよう前記自動車のトルク
   伝達を変えるクラッチアクチュエータを制御するアクチ
   ュエータ制御手段と、を備えたことを特徴とするトラク
   ション制御装置。 ５、前記車速検出手段が加速度計から成ることを特徴と
   する請求項４記載のトラクション制御装置。 ６、請求項４記載の前記スリップ率を前記車速と最大駆
   動車輪速との差と、最大駆動車輪速との比から求めるこ
   とを特徴とする請求項４記載のトラクション制御装置。