JPH03229934A - 車両用駆動力制御装置 - Google Patents

車両用駆動力制御装置

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JPH03229934A
JPH03229934A JP2580090A JP2580090A JPH03229934A JP H03229934 A JPH03229934 A JP H03229934A JP 2580090 A JP2580090 A JP 2580090A JP 2580090 A JP2580090 A JP 2580090A JP H03229934 A JPH03229934 A JP H03229934A
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JP
Japan
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fuel
slip
fuel cut
engine
control
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JP2580090A
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English (en)
Inventor
Kuniaki Sawamoto
沢本 国章
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

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、自動車等の車両用駆動力制御装置に係り、詳
しくは、車両のトラクションコントロールを行う車両用
駆動力制御装置に関する。
(従来の技術) 近時、エンジンのみならず車両にもより高い燃料経済性
、運転性が要求される傾向にあり、かかる観点からマイ
クロコンピュータ等を応用して車両の走行制御をより精
密に制御することが行われている。その中でも、車両の
トラクションコンI・ロールシステム(Te3)が注目
されている。
従来の車両用駆動力制御装置としては、例えば特開昭6
2−214241号公報に記載のものがある。この装置
では、駆動輪および非駆動輪の回転数を検出してタイヤ
−路面間のスリップ率を算出し、そのスリップ率が設定
値より大きいときにはスロットルバルブによりエンジン
への燃料供給量を少なくして駆動力を減少させるととも
に、アクセル操作量に対する目標エンジン出力特性を変
化させることにより、過大な駆動力の発生により車両が
スリップ状態にあるときには駆動力を速やかに減少させ
てスリップを早めに抑え、スリップが収まった後、再び
駆動力を大きくするときには駆動力減少制御中のスリッ
プ率に基づいてアクセル操作量に対する目標エンジン出
力を小さくして駆動力を回復させ、次なるスリップの発
生を効果的に抑制して運転性能を向上させている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来の車両用駆動力制御装置
にあっては、スリップ率が設定値より大きいときにはス
ロットルバルブによりエンジンへの燃料供給量を少なく
して駆動力を減少させるとともに、アクセル操作量に対
する目標エンジン出力特性を変化させて1〜ラクシヨン
コントロールを行う構成となっていたため、第1にスロ
ットルバルブによるl〜クラクションントロールではT
e3としての応答性が悪いという問題点があった。
すなわぢ、従来の構成ではスリップ率が設定値より大き
いとき、第2のスロットルバルブを閉じて発生トルクを
減少させているが、第2のスロットルバルブを閉じても
吸気管の容積が大きいので、1〜ルク減少に対する応答
性が悪い。
第2にエンジンの駆動力制御やアクセル操作量に対する
目標エンジン出力特性を変化させるための構成が複雑で
、コストアンプになるという問題点があった。例えば、
駆動輪速度センサと従動輪速度センサ(非駆動輪回転数
検出センサ)からの出力信号をTC3制御装置に入力し
、スリップ率が所定値より大きいときはモータを駆動し
て第2スロツトルバルブを閉じて発生トルクを減少させ
ており、トラクションコントロール用に特別のアクチュ
エータが必要であることから、必然的にTC8装置は高
価なものとなる。
一方、フュエルカットあるいは点火時期制御を行うこと
によってもトラクションコントロールが可能であり、こ
れらによる駆動力制御は応答性の点で上記従来技術より
優れている。トラクションコントロールのためにフュエ
ルカットを行うものとしては、例えば特開平1−130
018号公報に記載のものがあり、点火時期制御を行う
(点火時期のリタード)ものとしては、例えば特開昭6
2−157851号公報に記載のものがある。なお、点
火時期のリタードによるエンジントルク低減量は小さい
ので、点火時期制御を行う場合は通常はフュエルカット
との併用でないと、スリップ防止は難しいと考えられる
ところが、トラクションコントロールのためのフュエル
カットではなく、過回転を防止する等の理由からフュエ
ルカットを行う場合には、これらの間に関連が何もなけ
れば、過回転防止のフュエルカットが生じると、トラク
ションコントロール効果に外乱となることもあり、結局
、トラクションコントロールを有効に行うことができず
(トラクションコントロールの性能低下)、この点で改
善の余地がある。
これを、具体的に説明すると、通常のフュエルカットと
スリップが同時に発生した場合、例えば通常のフュエル
カット制御を優先させると、スリップは一時的に収束す
るが、全気筒のフュエルカットにより車速叉は回転数が
急激に低下し、再び通常フュエルカットのりカバーに入
り、燃料が再供給されるため、スリップ収束後すぐに再
スリップが発生し、スリップのハンチングが生じる。し
たがって、通常のフュエルカットとスリップ制御のフュ
エルカットとの間に何らかの関連を持たせる必要がある
(発明の目的) そこで本発明は、トラクションコントロールのためにフ
ュエルカットを有効に活用し、かつ通常フュエルカット
とトラクションコントロールのためのフュエルカットと
の間に適切な関連をもたせることにより、低コストでl
・ラクションコンI・ロールの応答性および性能を高め
ることのできる車両用駆動力制御装置を提供することを
目的としている。
(課題を解決するための手段) 本発明による車両用駆動力制御装置は上記目的達成のた
め、その基本概念図を第1図に示すように、駆動輪の回
転数を検出する駆動輪回転数検出手段aと、非駆動輪の
回転数を検出する非駆動輪回転数検出手段すと、前記駆
動輪回転数および非駆動輪回転数に基づいてタイヤ−路
面間のスリップ率を演算するスリップ率演算手段Cと、
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段dと、
フュエルカット条件に関連する物理量を検出するフユエ
ルカソ1〜条件検出手段eと、エンジンの運転状態に基
づいて燃料の基本供給量を演算する供給量演算手段fと
、供給量演算手段fにより演算された基本供給量を、タ
イヤ−路面間のスリップ率に応じて気筒毎に定められた
条件で燃料の供給をカットするように補正して車両の駆
動力を制御するとともに、フユエルカソ1−条件検出手
段eの出力から所定の通常フュエルカット条件を判別し
、該フュエルカット条件を満たす状態に移行すると、全
気筒について燃料の供給をカッl−L、、スリップと通
常フユエルカソ1〜条件を満たず状態とが同時に発生し
た場合はスリップ制御を優先させる制御手段gと、制御
手段gの出力に基づいてエンジンに燃料を供給する燃料
供給手段りと、を備えている。
(作用) 本発明では、タイヤ−路面間のスリップ率に応じて気筒
毎に定められた条件で燃料の供給をカットするように基
本供給量が補正されて車両の駆動力が制御されるととも
に、所定の通常フュエルカット条件を満たす状態に移行
すると、全気筒について燃料の供給がカットされる。
また、スリップと通常フュエルカット条件を満たす状態
とが同時に発生した場合は、スリップ制御が優先して行
われる。
したがって、スリップ制御を優先した場合、トルク低減
量が通常フュエルカットに比べて小すいため、駆動輪回
転数の急激な減少・増加がなく、スリップのハンチング
が発生しにくくなる。その結果、1〜ラクシヨンコント
ロールのためにフュエルカットが有効に活用され、かつ
スリップ制御の41 先により、低コストでトラクショ
ンコントロールの応答性および性能が高められる。
(実施例) 以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第2〜6図は本発明に係る車両用駆動力制御装置の一実
施例を示す図である。
まず、構成を説明する。第2図において、1は車両駆動
用のエンジンであり、吸入空気はエアークリーナ2から
吸気管3、スロットルチャンバ4を経てインテークマニ
ホールド5の各ブランチから各気筒に供給され、燃料は
インジェクタ(燃料供給手段)6により噴射されて吸入
空気と混合される。各気筒には点火プラグ7が装着され
ており、点火プラグ7にはディストリビュータ8を介し
てパワートランジスタ9に通電するタイミングで点火コ
イル10からの高圧パルスが供給される。気筒内の混合
気は点火プラグ7の放電によって着火、爆発し、排気と
なって排気管11を通して触媒コンバータ12で排気中
の有害成分を三元触媒により清浄化され、外部に排出さ
れる。エンジン1の動力は変速機13を介して車両の駆
動軸に伝達され、駆動輪を駆動する。
吸入空気の流量はエアフローメータ15により検出すれ
、スロットルチャンバ4内のスロットルバルブ16によ
り制御される。スロットルバルブ16の全閉位置はスロ
ットルバルブスイッチ17により検出され、エンジン1
のクランク角はディストリビュータ8に内蔵されたクラ
ンク角センサ18により検出される。エンジン1に発生
するノッキングはノンクセンザ19により検出され、冷
却水の温度は水温センサ20により検出される。排気中
の酸素濃0 度ば酸素センサ21により検出され、車速は車速センサ
22により検出される。変速機13の変速位置はリバー
ススイッチ23により検出され、変速機13のニュート
ラル位置はニュートラルスイッチ24により検出される
。車両の駆動輪の回転数は駆動輪速度センサ(駆動輪回
転数検出手段)25により検出され、従動輪(非駆動輪
)の回転数は従動輪速度センサ(非駆動輪回転数検出手
段)26により検出される。触媒コンバータ12の入口
排気温度は触媒入口温度センサ27により検出され、触
媒コンバータ12の触媒床温度は触媒床温度センサ28
により検出される。
なお、31は補助空気制御弁、32はエアレギュレータ
、33はエアコン用および暖房用ソレノイドバルブ、3
4は負圧コントロールバルブ、35はツユエルポンプで
ある。
上記各センサ15.17〜28からの信号はコントロー
ルユニット40に入力されており、コントロールユニッ
ト40はスリップ率演算手段、供給量演算手段および制
御手段としての機能を有し、主にマイ1 クロコンピユータにより構成される。コントロールユニ
ット49は入力された各信号に基づいてエンジンの点火
時期制御、燃料供給制御および車両のトラクションコン
トロールを行つ。
第3図はコントロールユニット40の行う制御のうち点
火時期制御の機能を実現する部分のブロック図である。
同図において、マルチプレクサ41はタイマ42の動作
によってエアフローメータ15、水温センサ20、酸素
センサ21およびノックセンサ19からの各信号を切り
換えて通過させ、通過したアナログ信号はA/D変換器
43によってデジタル信号に変換された後CPU44に
入力される。一方、クランク角センナ18からの信号は
タイマ45の動作によりカウンタ46によってカウント
され、単位時間当たりの入力回数に相当する信号がエン
ジン回転数信号としてCPU44に入力される。CPU
44はメモリ47との間で信号を授受し、前記各種信号
に基づいて運転状態に適合した点火時期を演算し、その
演算結果を出力回路48に出力する。出力回路48には
クランク角センサ18からの基準角度信号も2 入力され、演算された点火時期と一致したときにパワー
トランジスタ9を介して点火コイル1oに点火信号を出
力し、これによりディストリビュータ8を介して所定の
気筒の点火プラグ7が放電して混合気に点火される。
上記エアフローメータ15、スロットルバルブスイッチ
17、クランク角センサ18、水温センサ20、酸素セ
ンサ21は運転状態検出手段51を構成し、点火プラグ
7、ディストリビュータ8、パワートランジスタ9およ
び点火コイル10は点火手段52を構成している。また
、クランク角センサ18および車速センサ22はフユエ
ルカソト条件に関連する物理量(本実施例ではエンジン
回転数Nおよび車速V sp)を検出するフユエルカソ
ト条件検出手段53構成している。
次に、作用を説明する。
まず、燃料噴射制御を説明すると、検出された吸入空気
量Qaとエンジン回転数Nとに基づいて基本噴射量Tp
を Tp= K−Qa/ N  −−−−−−■3 ただし、K;定数 なる式から演算した後、この基本噴射量’rpを検出さ
れた冷却水温度と排気中の酸素濃度等に基づいて次式■
のように補正し燃料噴射量Tiを演算する。
Ti =TpX (1+に7H+KAs + KAI+
KACCK DEC)  X K FC十T 3−−−
−−■ただし、K、、1i水温増量補正係数 KAS;始動および始動後増量補正係 数 KA、;アイドル後増量補正係数 KACc;加速補正係数 に、、、;減速補正係数 Krciフユエルカソト補正係数 Ts ;バッテリ電圧補正骨 そして、演算された燃料噴射量Tiに対応するパルス信
号をインジェクタ6に出力し、燃料噴射制御を行う。か
かる燃料噴射制御中に第4図のフローチャートに示す駆
動力制御のルーチンが実行される。
4 まず、ステップS1で検出された実際のエンジン回転数
N、車速VSP等の各種信号を読込み、ステップS2で
検出されたシフト段が後退段か否かを判別する。YES
のときはステップS3に進め、NOのとき、すなわちシ
フ1へ段が前進段のときにはステップS8に進む。ステ
ップS3では第2設定回転速度としての後退時の第2燃
料カツ1へ回転速度NMAXRを設定するとともに、ス
テップs4で第2設定車両速度としての後退時の第2燃
料力・7ト車両速度V 5P14AXRを設定する。
一方、ステップS8では第1設定回転速度としての前進
時の第1燃料カット回転速度NMAXを設定するととも
に、ステップS9で第1設定車両速度としての前進時の
第1燃料カツト車両速度VSPMAXを設定する。ここ
では、第2燃料カット回転速度NイAXRは前記第1燃
料カット回転速度NMAXより小ざくなるように設定さ
れ、第2燃料カツト車両速度V SPMAXRは第1燃
料カツト車両速度VSI’MAXより小さくなるように
設定されている。
ステップS5ではエンジン回転数Nが第2燃料5 カット回転速度NMAXRを越えているか否を判別し、
YESのときはステップS6を通過することなくステッ
プS7に進み、NoのときはステップS6に進む。ステ
ップS6では車速V、Pが第2燃料カツト車両速度V 
SFMAXRを越えているか否を判別し、YESのとき
はステップS7に進み、NoのときはステップS12に
進む。ステップS7ではインジェクタ6の噴射作動を停
止して燃料カットを行う。
したがって、シフト段が後退段にあるときにはエンジン
回転数Nが第2燃料カット回転速度NMAXRを越えた
とき、あるいは車速VSPが第2燃料カツト車両速度V
 SPMAXRを越えたときに燃料カットが行われる。
一方、シフト段が前進段にあるときには、ステップSI
Oでエンジン回転数Nが第1燃料カット回転速度NMA
Xを越えているか否を判別し、YESのときはステップ
S7に進み、NoのときはステップSllに進む。ステ
ップSllでは車速VSI’が第1燃料カツト車両速度
VSP、AXを越えているか否を判別し、YESのとき
はステップS7に進み、Noのときはステップ312に
進む。ステップ6 312では燃料カットを行うことなく、インジェクタ6
による燃料噴射制御を継続させる。したがって、シフト
段が前進段にあるときには、エンジン回転数Nが第2燃
料カット回転速度HMAXRより大きく設定された第1
燃料カット回転速度N。AXを越えたとき、あるいは車
速VSPが第2燃料カツト車両速度■82、□より大き
く設定された第1燃料カツト車両速度VSPMAXを越
えたときに燃料カットが行われる。以上のことから、前
進段のときには従来と同様に車両走行の安全性を図れる
一方、通常運転時の車両速度あるいは回転速度が前進段
に比較して低く設定されている後退段においても、車両
速度あるいは回転速度の過度の上昇が有効に抑制され、
後退時の車両走行の安全性を確保できるという本実施例
特有の効果がある。
次に、本発明の特徴部分であるトラクションコントロー
ルのルーチンは第5図のフローチャートに従って実行さ
れる。
まず、ステップ321〜ステツプ326でそれぞれ吸入
空気量Qa、エンジン回転数N、冷却水温T、1、7 □す0( 車速V S P %駆動輪速度V、い従動輪速度V2,
1を読込む。次いで、ステップ327で前記0式に従っ
て基本噴射ff1Tp  (エンジン負荷に等しい)を
演算し、ステップ328でスリップ率SLを次式■に従
って演算する。
次いで、ステップS29でスリップ率SLに対応し73
 Lo −3L12と13レベルにランク付けをし、ス
テップ330でスリップ率SLをランクSLnと比較す
る。ランク付けの結果、スリップ率SLが大ぎければス
テップS42に移り、スリップ率SLが小さければトラ
クションコントロールの必要なしと判断してステップS
31に進む。ステップS31ではエンジン回転数Nを高
速回転フユエルカソト回転数NMAXと比較する。YE
Sのときは通常のフユエルカソト条件を満たす状態に移
行したと判断してフユエルカソトするために、ステップ
S34に移り、NOのときはステップS32に進む。ス
テップ332では車速VSPが180Kmより大きいか
8 否かを判別し、YESのときはやはり同様に通常のフュ
エルカット条件を満たす状態に移行したと判断してフュ
エルカットするために、ステップS34に移り、NOの
ときはステップS33に進む。ステップS33ではKF
C=1.0として全気筒共フュエルカットせずにステッ
プ335に進み、ステップS34でばKFC=Oとして
全気筒共フュエルカットを行いステップS35に進む。
次いで、ステップS35で前記0式から燃料噴射量Ti
を演算し、ステップ338でこの値Tiをレジスタにセ
ットしてルーチンを終了する。
したがって、スリップ率SLが小さいときはトラクショ
ンコントロールが行われず、エンジン回転数Nが高速回
転フュエルカット回転数NMAXを越えた場合および車
速V3Pが180Kmを越えた場合にフュエルカットが
行われる。その結果、通常のフュエルカットにより過回
転や車速V3pの必要以上のオーバが避けられ、安全性
が確保される。
一方、ステップS30でスリップ率SLが大きいと判断
したときは、ステップS36でそのときのス9 リップランクSLnに応じて燃焼制御レヘルCLnを設
定する。これは、第6図に示すように気筒別に定められ
た条件でフュエルカットを行うか否かの補正値を決め設
定する。なお、燃焼制御レヘルCLnにおける添字nが
大きくなる程、低減トルクは大きくなる。次いで、ステ
ップS37で燃焼制御レベルCLnに対応した気筒別の
フュエルカット制御の補正(第7図の補正)を行ってス
テップS38に進む。したがって、スリップ率S、が大
きいときはフュエルカットが気筒別にきめ細かく行われ
るため、従来のような第2のスロットルバルブによって
吸入空気の流量を絞るのと異なり、トルク低減手段が遅
れのないツユニルカッI・や点火時期制御であることか
ら、トラクションコントロールの応答性を高めながらス
リップ防止を図ることができる。ここで、トラクション
コントロールは、例えば雪路でのスリップやコーナリン
グでのドリフトを防止するのに大きな効果があり、車両
の安全性が保たれる。
また、本実施例ではスリップと通常ツユエルカ0 ソト条件を満たす状態とが同時に発生したときはステッ
プ330の判別によりスリップ制御が優先して行われる
。このとき、例えば通常のフュエルカット制御を優先さ
せると、前述したように、スリップは一時的に収束する
が、全気筒のフュエルカットにより車速叉は回転数が急
激に低下し、再び通常フュエルカットのリカバーに入り
、燃料が再供給されるため、スリップ収束後すぐに再ス
リップが発生し、スリップのハンチングが生じるという
不具合が起こる。
これに対して、本実施例のようにスリップ制御を優先さ
せると、トルク低減効果 ットに比べて小さいため、駆動輪回転数の急激な減少・
増加がなく、スリップのハンチングが発生しにくくなる
。したがって、通常のフュエルカットがトラクションコ
ントロールに対して外乱として働く事態が避けられ、ト
ラクションコントロールの性能を高めることができる。
また、スリップ発生時に全気筒を同時にフュエルカット
すると、最終的なトルク低減効果は木実1 施例よりも大きくなるものの、トルク低減の応答性が悪
く、スリップの収束性が悪化する。これは、全気筒のフ
ュエルカットにより車速叉は回転数が急激に低下し、再
び通常フュエルカットのリカバーに入り、燃料が再供給
されるため、スリップ収束後すぐに再スリップが発生ず
るからである。
これに対して、本実施例のように気筒別にきめ細か(フ
ュエルカットを行うと、スリップの収束応答性が向上す
るという効果がある。
さらに、本実施例では既設のエンジン燃焼制御システム
をソフト的に改良することによって上記効果を得ること
ができるため、従来に比して極めて低コストでその目的
を達成することができる。
(効果) 本発明によれば、トラクションコントロールのためにフ
ュエルカットが有効に活用され、かつ通常のフュエルカ
ットよりもスリップ制御が優先されるので、トラクショ
ンコントロールシステムを低コストなものにすることが
できるとともに、駆動輪回転数の急激な減少・増加をな
くして、スリ2 ツブのハンチング発生を抑制することかてぎる。
その結果、トラクションコントロールのためにフユエル
カソトが有効に活用され、トラクションコントロールの
応答性および性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本概念図、第2〜6図は本発明に係
る車両用駆動力制御装置の一実施例を示す図であり、第
2図はその全体構成図、第3図はそのコントロールユニ
ットの点火時期制御を行う部分のブロック図、第4図は
その燃料噴射制御のプログラムを示すフローチャー1・
、第5図はその駆動力制御のプログラムを示すフローチ
ャー1・、第6図はその燃焼制御のマツプを示す図であ
る。 ■・・・・・・エンジン、 3・・・・・・吸気管、 6・・・・・・インジェクタ (燃料供給手段)、 7・・・・・・点火プラグ、 8・・・・・・ディストリヒュータ、 3 9・・・・・・パワートランジスタ、 10・・・・・・点火コイル、 11・・・・・・排気管、 12・・・・・・触媒コンバータ、 13・・・・・・変速機、 15・・・・・・エアフローメータ、 16・・・・・・スロツトルバルブ、 17・・・・・・スロソトルハルブスイソチ、18・・
・・・・クランク角センサ、 19・・・・・・ノックセンサ、 20・・・・・・水温センサ、 21・・・・・・酸素センサ、 22・・・・・・車速センサ、 23・・・・・・リハーススイソチ、 24・・・・・・ニュートラルスイッチ、25・・・・
・・駆動輪速度センサ (駆動輪回転数検出手段)、 26・・・・・・従動輪速度センサ (非駆動輪回転数検出手段) 27・・・・・・触媒人口温度センサ、4 28・・・・・・触媒床温度センサ、 40・・・・・・コントロールユニット(スリップ率演
X手段、供給量演算手段および制御手段)、51・・・
・・・運転状態検出手段、 52・・・・・・点火手段、 53・・・・・・フユエルカソト条件検出手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 a)駆動輪の回転数を検出する駆動輪回転数検出手段と
    、 b)非駆動輪の回転数を検出する非駆動輪回転数検出手
    段と、 c)前記駆動輪回転数および非駆動輪回転数に基づいて
    タイヤ−路面間のスリップ率を演算するスリップ率演算
    手段と、 d)エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と
    、 e)フュエルカット条件に関連する物理量を検出するフ
    ュエルカット条件検出手段と、 f)エンジンの運転状態に基づいて燃料の基本供給量を
    演算する供給量演算手段と、 g)供給量演算手段により演算された基本供給量を、タ
    イヤ−路面間のスリップ率に応じて気筒毎に定められた
    条件で燃料の供給をカットするように補正して車両の駆
    動力を制御するとともに、フュエルカット条件検出手段
    の出力から所定の通常フュエルカット条件を判別し、該
    フュエルカット条件を満たす状態に移行すると、全気筒
    について燃料の供給をカットし、スリップと通常フュエ
    ルカット条件を満たす状態とが同時に発生した場合はス
    リップ制御を優先させる制御手段と、 h)制御手段の出力に基づいてエンジンに燃料を供給す
    る燃料供給手段と、 を備えたことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
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