JPH04166625A - 車両用エンジン出力制御装置 - Google Patents

車両用エンジン出力制御装置

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JPH04166625A
JPH04166625A JP29438690A JP29438690A JPH04166625A JP H04166625 A JPH04166625 A JP H04166625A JP 29438690 A JP29438690 A JP 29438690A JP 29438690 A JP29438690 A JP 29438690A JP H04166625 A JPH04166625 A JP H04166625A
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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、車両の駆動力制御に関するものであり、過大
な駆動輪のスリップ発生を防止し、車両の走行に有効な
駆動力を発生させる車両用エンジン出力制御装置に関す
る。
〔従来の技術〕
車両の駆動力制御(トラクション・コントロール)につ
いては大きく二つの利点を挙げることができる。一つは
低車速域における駆動力の向上であり、雪道あるいは発
進時に路面が濡れているときにタイヤがスリップして車
両が前に進まず速度も上がらないということがあるが、
かかる事態をなくし駆動力を上げることができるという
点であり、もう一つは、低高車速域全般における操縦安
全性の向上であり、突然タイヤがスリップし舵がきかな
くなるような事態を駆動力の制御によりなくすことがで
きるという点にある。
低車速側の駆動力制御技術については、駆動側における
エンジンの出力を絞るもの、変速段を制御するもの、そ
して、ブレーキを制御するもの等がすでに知られており
、これら制御の手法についても、スリップに伴い駆動力
を制御するスリップ検出形式のもの(例えば特開昭59
−68537号公報)、路面の状況、車両の接地荷重か
らタイヤが駆動できる限界トルクを計算し、そのトルク
が得られるようにエンジンを制御する形式のもの(例え
ば特開昭60−147546号公報)等が知られている
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、スリップ検出形式のものにあっては、例
えばスリップ値に応答する帰還制御によりエンジン出力
を制御すると制御系の遅れやエンジン回転数に伴い応答
の状況が変化すること等により減速、加速状態の反復発
生、これに伴い操舵性能についても影響が生ずるという
問題があり、また、タイヤ側からの限界トルクに基づく
方式には、かかるトルクの予測算出に車両の接地荷重、
路面の摩擦係数の検出を要し、かかる接地荷重にしても
それは車両の運転走行状態下での動荷重であることから
その検出は甚だ困難なものとならざるを得ないし、路面
の状態にしても日常的に経験するところから分るように
千差万別であるから、摩擦係数の検出も局限された場で
のものでない限り実用的にはこれまた難しいものであり
、限界トルク予測方式もその適用については問題点を有
するものである。
本発明は、規制しようとするトルクをエンジン側から把
えるものであり、スリップ値に依存させずに、そして特
殊なセンサを用いることなく、スリップの発生を抑制し
有効な駆動トルクを発生させることのできる車両用エン
ジン出力制御装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明は、車両用エンジン
出力制御装置において、駆動輪速度と対地速度から駆動
輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、この検出
手段の出力に応答しスリップ検出時のエンジンの作動状
態に基づいて目標エンジントルクを設定する目標エンジ
ントルク設定手段と、実際のエンジン発生トルクを検8
するエンジントルク検出手段と、前記目標エンジントル
ク設定手段による目標エンジントルクと前記エンジント
ルク検出手段からの実際のエンジントルクに基づいてエ
ンジン出力低減量を設定するエンジン出力低減量設定手
段と、この低減量設定手段の出力に応答するエンジン出
力制御手段とを備えることを特徴とするものである。
〔作   用〕
以上のように構成したことにより、目標エンジントルク
は所定のスリップが検出された時点におけるエンジンの
作動状!W!(例えば、エンジン回転数、エンジンの発
生トルク)から、エンジン側からみて、真に車体を加速
するに必要な値に設定することができ、エンジンの発生
トルクがこの目標エンジントルクとなるようにエンジン
出力が制御されるから、エンジンの発生トルクはスリッ
プが検出された時点のエンジントルク以下に抑制されて
、より以上の過大なスリップは発生せず、駆動輪に適切
なスリップの存在下で有効な駆動力を発生させることに
なる。
〔実 施 例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第2図は水平対向型6気筒エンジンによる前輪駆動方式
の車両に実施した装置の概略図を示し、車両1は駆動輪
(前輪)2g、2b、従動輪3a。
3b、エンジン4をHし、エンジンの回転は変速機及び
差動装置をもつ動力伝達装置5を介して駆動輪2a、2
bに伝達される。エンジンの各気筒6a〜6fの動作行
程、エンジンの運転状態を検出するクランク角センサ7
、カム角センサ8、水温センサ9、吸気管路に設けられ
た吸入空気量センサ(エアフローメータ)10等の検出
信号はエンジンコントロールユニット11に導入され、
同ユニットは、クランク角センサ7、カム角センサ8の
信号に基づいて各気筒6a〜6fの点火プラグ12a〜
12fの点火時期を制御し、各気筒のインジェクタ13
a〜13fによる燃料噴射を制御する。
歯車と電磁ピックアップからなる速度センサ14a、1
4bか駆動輪2a、2bに、同しく速度センサ15a、
15bが従動輪3a、3bにそれぞれ設けられ、これら
各センサの検出信号はASRコントロールユニット(駆
動スリップコントロールユニット)16に導入され、同
ユニットは、駆動輪速度と従動輪速度したがって車両の
対地速度との差に基づいて駆動輪のスリップ率を演算し
、スリップ率が目標スリップ率以上になった時にスリッ
プ状態を判定し、ブレーキ制御信号を出力する。油圧源
としての油圧ポンプ17により給油される油圧制御回路
18はASRコントロールユニット16からのスリップ
状態判定に基づくブレーキ制御信号に応答し、駆動輪2
a、2bのブレーキパッド19a、19bを制御し、ブ
レーキ制御によりスリップを制御する。
エンジンコントロールユニット11とASRコントロー
ルユニット16との間に三つの信号線路20a、20b
、20cが配設される。信号線路20aはASRコント
ロールユニット16がスリップ状態を判定したときスリ
ップ信号(A E T)をエンジンコントロールユニッ
ト11に与えるものであり、同ユニット11はスリップ
信号に応答し、エンジン出力を制御する。信号線路20
bはASRコントロールユニット16がスリップ状態判
定に基づくブレーキ制御が可能か否かについてノ状態信
号をエンジンコントロールユニット11に与えるもので
あり、第3の信号線路20cは、エンジンコントロール
ユニット11がシステムの立上がり時に信号線路20a
、20bについて断線のチエツクを行い、断線状態が検
出されるとその検出信号をASRコントロールユニット
16に与えるとともに、水温が低い等エンジン固有の問
題でエンジンの出力制御が行なえないときにそれを示す
信号をASRコントロールユニット16に印加する線路
である。
第1図はエンジンコントロールユニット11の構成を示
すブロック図である。点火・噴射タイミング検出手段3
1はクランク角センサ7及びカム角センサ8の信号に応
答して点火及び燃料噴射のタイミング信号を発生し、各
点火プラグ12a〜12fの点火制御手段32及び各イ
ンジェクタ13a〜13fの噴射制御手段33に印加す
る。またクランク角センサ7の信号はエンジン回転数算
出手段34に入力される。燃料噴射量算出手段35は、
エンジン回転数算出手段34で得られたエンジン回転数
Nと吸入空気量センサ10による吸入空気量Qから、燃
料噴射量TpをT p −k Q/Nに基づいて算出し
、これを噴射制御手段33に与える。
通常点火時期算出手段36はエンジン回転数Nと燃料噴
射量Tpに応答し、同手段はエンジン回転数Nが高いと
きには点火時期を早めるように点火時期を決定する。点
火制御手段32は点火時期補正手段37を経て通常点火
時期算出手段36の出力信号に応答し、スリップ状態が
判定されないときには点火プラグ12a〜12fは通常
点火時期算出手段36で算出された点火時期に点火され
る。
エンジン出力トルク変換手段38は燃料噴射量算出手段
35の噴射量Tpに基づいて、瞬時瞬時の、つまり制御
時における全気筒が稼働していると仮定した状態での、
実際のエンジントルク、即ち全気筒噴射に参目当するト
ルクTrの値を出力する。この実際のエンジントルクT
rは、第6図に示すように燃料噴射量Tpと比例関係に
あり、Tr−ATp−B(ただし、A、Bは定数)で示
される噴射量Tpの1次関数である。
ASRコントロールユニット16から信号線路20aに
よりエンジンコントロールユニット11に入力されたス
リップ信号(A E T)はスリップ開始判定手段39
に導入され、スリップ開始を判定しその出力信号Spを
初期目標エンジン回転数設定手段40及び初期目標エン
ジントルク設定手段41に印加する。
初期目標エンジン回転数設定°手段40は、駆動輪のス
リップ率が目障スリップ率を超えた時点におけるエンジ
ン回転数を設定するものであって、この時点とエンジン
回転数算出手段34の算出時の差等を考慮し、エンジン
回転数算出手段34で得られるエンジン回転数Nを同回
転数Nに応答するエンジン回転数変化率演算手段43か
らのエンジン回転数変化率〜により補正して初期目標エ
ンジン回転数Noを設定する。
初期目標エンジントルク設定手段41はスリップ開始判
定手段39の出力信号Spの発生に伴いエンジン出力ト
ルク変換手段38の実エンジントルクT「、エンジン回
転数変化率演算手段43のエンジン回転数変化率Nに応
答し初期目積エンジントルクTrbを設定する。
基本的には、スリップ発生開始時点の実エンジントルク
の値にエンジントルクを抑えればより以上のスリップは
発生しない。ところで、エンジンの出力トルクについて
考察すると、それはエンジンから駆動輪に至るまでのエ
ンジン及び駆動系を駆動するためのトルクと、駆動輪に
よって車体を駆動するためのトルクからなり、これをス
リップか発生しているときについてみれば、 エンジントルク−車体の加速トルク+エンジン及び駆動
系の加速トルク という関係が成立する。したがって、スリップが発生し
たときに、エンジントルクを、スリップ発生時の実エン
ジントルクからエンジン及び駆動系の加速トルク分を差
引いて得られる車体を加速するに必要なトルクに抑えれ
ば、より大きなスリップは発生せず、適切なスリップ率
を維持することか可能となる。
ところで、エンジン及び駆動系の加速トルクはエンジン
及び駆動系の慣性モーメントJと角加速度即ち回転数変
化率肉の積であるから、この加速トルクはスリップか発
生し、エンジン及び駆動系の回転数に変化かあるときに
得ることが可能であり、エンジン及び駆動系の慣性モー
メントJを一定とすると、エンジンおよび駆動系の加速
トルクはエンジン回転数変化率Nに比例する値のものと
なる。
初期目標エンジンI・ルク設定手段41は上述したとこ
ろから理解されるように、初期目標エンジントルクTr
bとして、実際のエンジントルクTrとエンジン回転数
変化率Nから Trb−Tr−kf’=J、ただし、kは定数の関係式
に基づくトルク値を設定する。
エンジンの発生トルクが上記初期目標エンジントルクT
rbとなるようにエンジンの出力を制御すればスリップ
の増加か抑えられ適切な車両の駆動力が得られる訳であ
るが、燃料噴射量Tpからのエンジン発生トルク変換の
誤差、変速機のギヤチェンジ、操舵等による慣性モーメ
ントの変化等諸々の誤差要因存在の問題がある。しかし
慣性モーメントの違いはエンジン回転数の変化となって
反映されるし、エンジントルク検出誤差等諸々の誤差要
因の存在もまた最終的にはエンジン回転数の変化となっ
て現われる。そこで、エンジン回転数を初期の値に戻す
フィードバック類を付加することにより誤差要因の影響
を除くことが可能であり、目標エンジントルク設定手段
42には、初期目標エンジントルクTrbとともに、か
かるフィードバック量を導入するために初期目標エンジ
ン回転数NOとエンジン回転数Nが導入され、目標エン
ジントルクTrdを Trd−Trb−K (N−No) たたし、Kはエンジン回転数フィードバックゲイン の関係式に基づいて設定する。
この速度フィードバック類の付加に伴い、エンジンは、
スリップ発生開始時のエンジン回転数の近傍に制御され
るから、スリップ発生開始時以上の駆動輪速度の上昇が
抑制され、エンジン回転数の変化に伴う乗心地の悪化防
止にも寄与する。ブレーキ制御との併用時においてもフ
ィードバックケインの値を調整することで、ブレーキ制
御との干渉を避けることができ、問題発生の可能性が少
ない。
エンジンの出力低減量設定手段44はエンジン出力トル
ク変換手段38からの実際のエンジントルクTrと目標
エンジントルク設定手段42の目標エンジントルクTr
dに応答し、エンジン出力低減量を設定する。第7図は
、3次元マツプで表されるエンジン出力の低減指数Ao
utを平面図上で示したものである。横軸は全6気筒が
稼働しているものとしての実際のエンジントルクT「、
縦軸は実際のエンジントルクTrと目標エンジントルク
Trdとの比即ち正規化目標エンジントルクTn(0〜
1)であり、6気筒エンジンにあっては、低減指数は例
えばO〜6の値をとるものとし、図示点線で示すように
実際のエンジントルクTrがTri、正規化目標エンジ
ントルクTnかTnlのとき指数は4.8ということに
なる。この指数値に基づき噴射気筒数・パターン設定手
段45は6気筒の内5気筒を噴射動作させるように設定
するとともに、いずれの気筒の燃料噴射をカットし、ど
の気筒を動作させるかのパターンを設定し、噴射制御手
段33を介して各インジェクタを制御する。そして5−
4.8−0.2の低減分は点火時期のリタード量であり
、これが点火時期補正手段37に加えられて通常点火時
期算出手段36による点火時期からリタード量だけ遅ら
せるように点火時期を補市して点火制御手段32を介し
て点火プラグを制御する。このようにして、エンジン出
力の低減制御が行われ、実エンジントルクが目標エンジ
ントルクTrdとなるようにエンジン出力が制御される
なお、第2図におけるASRコントロールユニット16
からブレーキ制御か行なえないことを示す信号(AEB
)が発生したときには、同信号を目標エンジントルク設
定手段42に導入し、目標エンジントルク値を変えるよ
うにしてもよい。
また、エンジン側駆動スリップ制御禁止判定手段46は
スリップ信号(AET)、水温セッサ9及びその他のセ
ンサ例えばノックセンサの信号に応答し、エンジン側に
支障があるときエンジン制御ができないことを示す出力
を発生し、同出力は、かかる状態をASRコントロール
ユニット16に第2図の信号線路20cを介して知らせ
るためのモニタ信号(EAM)の発生手段47に印加さ
れる。
第3図は第2図におけるASRコントロールユニット1
6についてのブロック図を示す。
駆動輪の速度センサ14a、14bの信号に基づいて駆
動輪速度変換手段51は駆動輪速度Vdを算出し、対地
速度変換手段52は従動輪の速度センサ15a、15b
の信号から対地速度Vgを算出する。スリップ率演算手
段53は駆動輪速度Vdと対地速度Vgからスリップ率
SをS−(Vd−Vg)/Vd 但し、0≦S≦1 に基づいて算出する。目標スリップ率演算手段54は従
動輪の速度センサ15a、15bの信号から目標スリッ
プ率Stを演算するものであって、例えば、速度が大き
いとき、操舵時に大きな横力(サイドフォース)を要す
るとき、スリップ率を小さくするように、従動左右輪の
速度に依存させて目標スリップ率Stを演算する。スリ
ップ率Sと目標スリップ率Stはスリップ判定手段55
に入力されてスリップ率Sが目標スリップ率St以上に
なったときス、リップを判定する。このスリップ判定の
信号はブレーキ制御条件判定手段56に入力され、同手
段は、対地速度変換手段52による対地速度、人為的に
操作されるASR・OFFスイッチ、エンジンモニタ信
号に応答し、対地速度が高くなく、ブレーキ制御がオフ
にされておらす、エンジン動作が正常であってブレーキ
制御をしてもよいときに、スリップ判定の信号が人力さ
れるとブレーキ制御を可とする信号を出力する。
これに伴いブレーキ制御手段58は目標スリップ率St
と実スリップ率Sに応じて適切なブレーキ量か得られる
ようにブレーキ制御を行い、ブレーキ信号発生手段59
はブレーキ制御が行われていることを示す信号(AEB
)を発生する。
また、スリップ判定の信号はエンジン制御条件判定手段
60に入力され、同手段はASRがオフでなく、エンジ
ンモニタ信号によりエンジンに支障がないことを条件と
してエンジン制御を可とする信号を出力し、これに伴い
タイミング信号発生手段61はスリップ信号(A E 
T)を出力するようになっている。
ASR−OFF表示条件判定手段62は、スリップ判定
の信号、ASR−OFFスイッチ、エンジンモニタ信号
に応答するが、スリップ判定の信号の存在中はASRが
オフ、あるいはエンジンに異常が発生してもOFF表示
を可とせず、スリツブ制御が続行されてスリップがなく
なったときにOFF表示を可とする判定を行い、ASR
・OFF表示発生手段63を動作させる。
第4図はマイクロコンピュータによるエンジンコントロ
ールユニット11のエンジン制御についてのフローチャ
ートを示す。
まず、ステップ101ないし104で吸入空気量Q、エ
ンジン回転数Nの算出、燃料噴射量Tpの算出、通常点
火時期の設定が順次行われる。次いてスリップ信号(A
 E T)が発生しているか否かが判定され(105)
、発生している(YESの)ときには、前回もそうであ
ったか否かが判定され(106)、今回新たにスリップ
信号が発生した(NOの)ときには、ステップ107で
初期目標エンジントルクTrbが算出設定され、ステッ
プ108で、初期目標エンジン回転数Noが設定される
次いで、目標エンジントルクTrdが設定され(109
)、実際のエンジントルクTrが算出されて(110)
、目標エンジントルクと実際のエンジントルクに基づい
てエンジン出力低減量についての指数Aoutが設定さ
れる。そしてステップ112,113で低減指数から噴
射気筒数及び点火時期のリタード量が設定され、次いで
点火時期及び噴射気筒パターンが設定され(113,1
14)、噴射、点火が行われ、ステップ101に戻る。
そして、ステップ106で前回、スリップ信号が発生し
ていた(YESの)ときには、直ちにステップ109の
目標エンジントルク設定に進む。
またステップ105てスリップ信号が発生していないと
きにはステップ116で別途、目標エンジントルクTr
aを算出し、ステップ110に移行する。このエンジン
トルクTraは、前回のトルク値に所定のトルク増分を
付加する形で最大トルク値に達するまで毎回更新される
第5図はマイクロコンピュータによるASRコントロー
ルユニット16のスリップ検出、ブレーキ制御について
のフローチャートを示す。
ステップ201でイニシャライズされ、ステラ1202
〜204て駆動輪速度、対地速度、スリップ率が順次算
出される。ステップ205でASR−OFFスイッチ操
作されていないか否かが判定され、操作されていない(
Noの)ときはステップ206でエンジンに支障がない
か否かが判定される。エンジンに支障がないときはステ
ップ207でASR・OFFランプを消灯、即ちASR
が行なえる状態であることを示し、次いで、ステップ2
08でスリップ状態か否かが判定される。
スリップ状態であればスリップ信号(A E T)を発
生しく209)、ステップ210て、例えば対地速度(
車速)が設定値以下か否かに基づき低車速であればブレ
ーキ制御条件を可(YES)とし、ステップ211.2
12でブレーキ信号を発生して、ブレーキ制御を実行し
、ステップ202に戻る。
ステップ205でASR・OFFスイッチが操作されて
いた場合は、ステップ213で現在スリップ状態である
か否か判定され、スリップ状態が続いている場合はステ
ップ206以降に移り、スリップ状態でない場合は、ス
テップ214でASR・OFFランプを点灯し、スリッ
プ信号(AET)をオフしく215)、ブレーキ信号を
オフにする(216)。
ステップ206でエンジンに支障があるときにはステッ
プ214に移り、ステップ208でスリップ状態にない
場合はステップ215に、そしてステップ210でブレ
ーキ制御条件を充足しない場合は上述のステップ216
に移行し、再びステップ202に戻る。
〔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、エ
ンジンの目標トルクは、何ら特殊なセンサの使用を要す
ることなく、スリップが検出された時点におけるエンジ
ンの作動状態から、即ち、タイヤ側からではなく、エン
ジン側からみて設定され、真に車両の加速、駆動に必要
とされる値に設定することができる。
そして、この目標エンジントルクと実際のエンジントル
クに基づいてエンジン出力の低減量が決定され、エンジ
ンの発生トルクが目標エンジントルクとなるように制御
されるから、エンジンの発生トルクはスリップが検出さ
れた時点のエンジントルク以下に抑制され、より大きな
スリップは発生しないし、有効適切な駆動力を発生させ
ることができる。
また、このエンジン出力制御は、スリップも単にその検
出時点に係わるだけであり、スリップ値に依存する帰還
(フィードバック)制御によるものではないから、スリ
ップの帰還制御に伴う応答特性の問題に特に影響されな
い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は本発
明の実施例の概略図、 第3図はASRコントロールユニットのブロック図、 第4図は本発明の実施例についてのフローチャート、 第5図はASRコントロールユニットについてのフロー
チャート、 第6図はエンジントルクと燃料噴射量の関係を示す特性
図、 第7図はエンジン出力低減量についての説明図である。 32・・・点火制御手段、33・・・噴射制御手段、3
4・・・エンジン回転数算出手段、38・・・エンジン
出力トルク変換手段、39・・・スリップ開始判定手段
、42・・・目標エンジントルク設定手段、44・・・
出力低減量設定手段。 特許出願人  富士重工業株式会社 代理人 弁理士  小 橋 信 滓 量  弁理士  小 倉   亘 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)駆動輪速度と対地速度から駆動輪のスリップを検
    出するスリップ検出手段と、この検出手段の出力に応答
    しスリップ検出時のエンジンの作動状態に基づいて目標
    エンジントルクを設定する目標エンジントルク設定手段
    と、実際のエンジン発生トルクを検出するエンジントル
    ク検出手段と、前記目標エンジントルク設定手段による
    目標エンジントルクと前記エンジントルク検出手段から
    の実際のエンジントルクに基づいてエンジン出力低減量
    を設定するエンジン出力低減量設定手段と、このエンジ
    ン出力低減量設定手段の出力に応答するエンジン出力制
    御手段とを備えることを特徴とする車両用エンジン出力
    制御装置。(2)前記エンジン出力制御手段は燃料供給
    制御手段であることを特徴とする前記第(1)項記載の
    車両用エンジン出力制御装置。
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