JPH03229968A - 車両用駆動力制御装置 - 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
トラクションコントロールシステム（Ｔ　ＣＳ　）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トラクションコ
ントロールを行う構成となっていたため、第１にスロッ
トルバルブによるトラクションコントロールではＴｅ３
としての応答性が悪いという問題点があった。

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
、コストアッ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のスロットルバルブを閉し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。

一方、ツユニ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１−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ツユ
ニルカットを行うものとしでは、例えば特開平１−１３
００１８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
６２−１５７８５１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、通常はツユニ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点火時期
制御を行うのみでノック制御との関連が何もなけれは、
ノック抑制制御のために点火時期の遅角・進角が生じる
と、トラクションコントロール効果に外乱となり、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
（＋−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。

（発明の目的） そこで本発明は、点火時期をトラクションコントロール
用に補正し、かつノック制御を適切に併せて行うことに
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、
エンジンのノッキングを検出するノック検出手段ｅと、
エンジンの運転状態に基づいて基本点火時期を設定する
点火時期設定手段ｆと、タイヤ−路面間のスリップ率に
応じて基本点火時期を補正し、車両の駆動力を制御する
とともに、ノッキングが発生すると、該ノッキングを抑
制するように点火時期を補正し、スリップとノッキング
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の出力に基づいて混合気に点火
する点火手段りと、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基本
点火時期が補正されて車両の駆動力が制御されるととも
に、ノッキングが発生すると、該ノッキングを抑制する
ように点火時期が補正される。また、スリップとノッキ
ング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、スリップ制御の優先により、点火時期が１
〜ラクションコントロール用に適切に補正され、かつノ
ック制御を適切に併せて行うことにより、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２〜７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により検出され
、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の全開位置はスロ
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ックセンサ（ノック検出手段）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。排気中の酸素濃度は酸素センサ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ハルツ、３
４ハ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、点火時期設定手段および
制御手段としての機能を有し、主にマイクロコンピュー
タにより構成される。コントロールユニット４９ば入力
された各信号に基づいてエンジンの点火時期制御、ノッ
ク制御および車両のトラクションコントロールヲ行つ。

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、クランク角センサ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０ ４８にはクランク角センサ１８からの基準角度信号も入
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１０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、スロソトルハルブスイッチ
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。

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’ｒ
ｐを Ｔｐ＝に−Ｑａ／Ｎ・・・・・・■ ただし、Ｋ；定数 なる式から演算した後、この基本噴射量Ｔｐを検出され
た冷却水温度と排気中の酸素濃度等に基づ冊 いて次式■のように補正し燃料噴射量Ｔ１を演算する。

Ｔｉ　　＝’ｌ’ｐｘ　（１＋　ＫＴ１１＋ＫＡＳ＋Ｋ
ＡＩ＋ＫＡＣＣＫＤＥＣ）　　Ｘ　ＫＦＣ＋ＴＳ　−−
■ただし、ＫＴＷ；水温増量補正係数 ＫＡｓ；始動および始動後増量補正係 数 ＫＡＩ；アイドル後増量補正係数 ＫＡＣＣ；加速補正係数 ＫＤＥＣ；減速補正係数 ＫＦＣ；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。

まず、ステップＳｌ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２ を判別する。ＹＥＳのときはステップｓ３に進み、ＮＯ
のとき、すなわちシフト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燃料カント回転速度ＮＩＩＡＸＲ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燃料カツト車両速度Ｖ　Ｓｌ’ＭＡＸＲ
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Ｎ　Ｍ　Ａ　Ｘ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Ｖ　３　ｐＭＡＸを設定
する。ここでは、第２燃料カット回転速度ＮＭＡＸＲは
前記第１燃料カット回転速度Ｎ　Ｍ　Ａ　Ｘより小さく
なるように設定され、第２燃料カツト車両速度ＶＳＰＭ
ＡＸＲは第１燃料カツト車両速度Ｖ５ｐＭＡＸ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Ｓ６３ に進む。ステップＳ６では車速ＶＳＰが第２燃料カツト
車両速度Ｖ　ＳＰＭＡＸＲ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Ｎ０□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ＶＳＰ
ＭＡＸＲ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ＳＩＯでエ
ンジン回転数Ｎが第１燃料カット回転速度ＮＭＡＸを越
えているが否を判別し、ＹＥＳのときはステップＳ７に
進み、ＮＯのときはステップ３１１に進む。ステップ３
１１では車速■冒が第１燃料カツト車両速度Ｖ　ＳＰＭ
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ＳＬ２に進む。ス
テップＳ１２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４ ン回転数Ｎが第２燃料カット回転速度ＮＭＡＸＲより大
きく設定された第１燃料カツト回転速度Ｎ、４ＡＸ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ｖ５□ＡＸＲより大きく設定された第１燃料カツト車
両速度Ｖ　ＳＰＭＡＸ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Ｓ２７でそれぞれ吸入
空気量Ｑａ、エンジン回転数Ｎ、冷却水温Ｔｔｎ、車速
′■３２、ノック信号■ｋ、駆動輪速度ＶＤい、従動輪
速度■２，１を読込む。次いで、ステップＳ２８で前記
０式に従って基本噴射量Ｔｐ　　（エンジン負荷５ に等しい）を演算し、ステップＳ２９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Ｓ３０で基本噴射量Ｔｐおよびエンジ
ン回転数Ｎをパラメータとして基本点火時期ＡＤＶ、を
第６図（ａ）に示すマツプＭＡＰＩからルックアップし
、ステップＳ３１でノック信号Ｖｋよりノッキングの発
生を判定する。ステップＳ３２ではスリップ率ＳＬに対
応してＳＬ、〜ＳＬ、。

と１３レベルにランク付けをし、ステップＳ３３ではス
リップ率ＳＬをランクＳＬ、ｌと比較する。ランク付け
の結果、スリップ率ＳＬが大きければステップ３４２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Ｓ３４に進む。ス
テップＳ３４ではエンジン回転数Ｎを高速回転ツユニル
カット回転数ＮＭＡＸと比較する。ＹＥＳのときはツユ
ニルカットするので、ステップＳ３７に移り、ＮＯのと
きはステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では車速Ｖ
ＳＦが１８０６ Ｋｍより大きいか否かを判別し、ＹＥＳのときはフユエ
ルカントするので、ステ・ンブＳ３７に移り、ＮＯのと
きはステップＳ３６に進む。ステップ３３６ではＫ　ｖ
　ｃ　＝　１　、０として全気筒共ツユニルカットせず
にステップＳ３８に進み、ステップＳ３７ではＫＦｃ−
〇として全気筒共ツユニルカットを行いステップＳ３８
に進む。ステップＳ３８ではノック信号Ｖｋが判定値５
ＬＥＬより大きいか否かを判別し、ＹＥＳのときはノッ
キング発生と判断してステップ３３９で基本点火時期Ａ
ＤＶ、をβだけ遅角させて最終点火時！ｔｌＩＡＤＶを
決定する。Ｎｏのときはステップ３４０で基本点火時期
ＡＤＶ、をそのまま最終点火時期ＡＤＶとして決定する
。

次いで、ステップＳ４１で前記０式から燃料噴射量Ｔｉ
を演算し、ステップ３４４でこの値Ｔｉをレジスタにセ
ットするとともに、ステップＳ４５で最終点火時期ＡＤ
Ｖの値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１−ロールが行われず、エンジン回７ 転数Ｎが高速回転ツユニルカット回転数ＮＭＡＸを越え
た場合および車速ＶＳＦが１８０Ｋｍを越えた場合にツ
ユニルカットが行われる。また、ノッキングが発生した
ときは基本点火時期ＡＤＶ、がβだけ遅角させられてノ
ッキングの抑制が行われる。

一方、ステップＳ３３でスリップ率ＳＬが大きいと判断
したときは、ステップ３４２でそのときのスリップラン
ク５Ｌｆｉに応じて燃焼制御レベルＣＬ、。

を設定する。この設定は、第７図に示すように気筒別に
ツユニルカットを行うか否か、および点火時期の補正値
が決められており、点火時期は８％のトルク低減を行う
Ａ　Ｄ　Ｖ−、と１６％のトルク低減を行うＡＤＶ、６
とが第６図（ｂ）、（Ｃ）に示すように各マツプＭＡＰ
２およびＭＡＰ３にそれぞれ格納されている。次いで、
ステップＳ４３で燃焼制御レベルＣＬ、に対応した点火
時期等の補正（第７図の補正）を行ってステップＳ４４
に進む。

したがって、スリップ率ＳＬが大きいときは点火時期の
遅角制御に加えてツユニルカットが有効に行われるため
、応答性を高めながらスリップ防８ 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ノッキングとが同時に発
生したときはステップＳ３３の判別によりスリップ制御
が優先して行われる。

したがって、スリップ制御の優先により、点火時期がト
ラクションコントロール用に適切に補正され、かつノッ
ク制御を適切に併せて行うことにより、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。

因みに、ノック制御を優先すると、ノックによる遅角制
御は徐々にしか行われず、トルクの低減効果は少な（、
スリップの収束応答性が悪化する。

これに対して、本実施例のようにすると、スリップの収
束応答性が向上し、しかもノックが発生していればノッ
クの抑制もでき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９ 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、スリップ制御の優先により、点火時期
がトラクションコントロール用に適切に補正され、かつ
ノック制御も適切に併せて行われるので、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、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２〜７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ト
、第５図はその駆動力制御のプログラムを示すフローチ
ャート、第６図はその点火時期のマツプを示す図１．第
７図はその燃焼制御のマツプを示す図である。 ０ １・・・・・・エンジン、 ３・・・・・・吸気管、 ６・・・・・・インジェクタ、 ７・・・・・・点火プラグ、 ８・・・・・・ディストリビュータ 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・・・・・・スロットルバルブ、 １７・・・・・・スロットルハルブスインチ、１８・・
・・・・クランク角センサ、 １９・・・・・・ノックセンサ（ノック検出手段）２０
・・・・・・水温センサ、 ２１・・・・・・酸素センサ、 ２２・・・・・・車速センサ、 ２３・・・・・・リバーススイッチ、 ２４・・・・・・ニュートラルスイッチ、１ 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・・・・・・触媒入口温度センサ、２８・・・・・
・触媒床温度センサ、 ４０・・・・・・コントロールユニット（スリラフ重油
’Ｊ（手段、点火時期設定手段および制御手段）５１・
・・・・・運転状態検出手段、 ５２・・・・・・点火手段。

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）エンジンのノッキングを検出するノック検出手段と
   、 ｆ）エンジンの運転状態に基づいて基本点火時期を設定
   する点火時期設定手段と、 ｇ）タイヤ−路面間のスリップ率に応じて基本点火時期
   を補正し、車両の駆動力を制御するとともに、ノッキン
   グが発生すると、該ノッキングを抑制するように点火時
   期を補正し、スリップとノッキング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混合気に点火する点火手
   段と、 を備えたことを特徴とする車両用駆動力制御装置。