JPH04295147A - 車輪の空転を制御する方法および装置 - Google Patents

車輪の空転を制御する方法および装置

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JPH04295147A
JPH04295147A JP3347067A JP34706791A JPH04295147A JP H04295147 A JPH04295147 A JP H04295147A JP 3347067 A JP3347067 A JP 3347067A JP 34706791 A JP34706791 A JP 34706791A JP H04295147 A JPH04295147 A JP H04295147A
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JP
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engine
reduced
wheel
actual
specified
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JP3347067A
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English (en)
Inventor
Barry J Bridgens
バリイ　ジョン　ブリッジェンス
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ZF International UK Ltd
Original Assignee
Lucas Industries Ltd
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K28/00—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions
    • B60K28/10—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle 
    • B60K28/16—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle  responsive to, or preventing, skidding of wheels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車輪の空転を制御する方
法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車輪付き車両は、車両の駆動される車輪
と地上との間の適当な摩擦接触の維持に左右される、駆
動される車輪の駆動力が、駆動される車輪に働く重量お
よび地面の摩擦係数に関連される値を越えるとき、駆動
される車輪は地面に関してスリップし、つまり車輪の空
転として知られる現象を表わす。乾燥した鋪装道路のよ
うな比較的摩擦係数の高い地面上の車両の正常な運転中
は、車輪の空転は問題にならない。しかし、散水された
鋪装道路、凍結、およびぬかるみのような比較的摩擦係
数の低い地面では、未熟な運転技術により車輪の空転を
起こすことがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】車輪が過度に空転する
とき、地上との適当な摩擦接触が失われて、車輪は片側
にスリップし、極端な場合には、車体のスピンまたは過
度のヨーイング、すなわち横方向の不安定を生じること
がある。ただし、少量の車輪の空転は実質的な横方向の
不安定を生じることはなく、車両の加速を最大にしたり
、不注意や過度の無謀運転に起因する車両トランスミッ
ションに対する損傷を防止する利点さえある。しかし、
過度な車輪の空転数は回避しなければならず、このため
に、いわゆる「駆動力制御」システムが開発された。
【０００４】駆動力制御システムの１つの既知の型では
、過度の車輪の空転が検出されると、システムは、例え
ばエンジンの誘導システムのスロットルを少なくとも一
部閉じることによって、エンジンに供給される混合物の
量を減少させる。しかし、このシステムの不利な点は、
応答時間が比較的遅いことであるが、それはスロットル
を閉じて、スロットルの閉鎖とエンジン出力の減少との
間に遅延時間がかかるためである。
【０００５】駆動力制御システムのもう１つの既知の型
は、エンジン点火の所定パターンに対して燃料を遮断す
ることにより過度の車輪の空転に対応する。エンジン出
力は前述のシステムの場合よりも応答時間が遙かに速い
が、この「燃料遮断」は排気汚染物の放出を増す傾向が
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の特色によ
り、内燃機関により駆動される車両の車輪の空転を制御
する装置が提供されるが、この装置には、車輪の空転が
所定のしきい値を越える時を検出する装置と、この検出
装置に応答してエンジン出力を減少させる装置と、減少
指定されたエンジン出力と実際のエンジン出力との差に
反比例したしきい値を作る装置と、車輪の空転がしきい
値を越えるときに所定のパターンのエンジン点火に対し
て燃料の供給を遮断する装置とが含まれている。
【０００７】本発明の第２の特色により、内燃機関によ
って駆動される車輪の空転を制御する方法が提供される
が、この方法には、車輪の空転が所定のしきい値を越え
る時を検出する段階と、エンジン出力を減少させる段階
と、減少指定されたエンジン出力と実際のエンジン出力
との差に反比例するしきい値を作る段階と、車輪の空転
がしきい値を越えるときに、所定のパターンのエンジン
点火に対して燃料供給を遮断する段階とが含まれている
。
【０００８】減少指定されたエンジン出力と実際のエン
ジン出力とは共に減少され、かつ実際のエンジン・スロ
ットルも絞られる。又は、減少指定されたエンジン出力
と実際のエンジン出力は共に減少され、実際にエンジン
に流れる空気量も減少する。スロットルを絞る場合、減
少指定されたエンジン・スロットル開度と実際のエンジ
ン・スロットル開度には、絞り位置を指定されたスロッ
トル角と実際のスロットル角とが含まれている。
【０００９】「反比例依存」とは、本明細書の中で、減
少指定されたエンジン・スロットル開度と実際のエンジ
ン・スロットル開度との差が比較的大きい場合にはしき
い値が比較的小さくなるが、差が比較的小さい場合には
、しきい値が比較的大きくなることを意味する。しきい
値は上記の差の線形関数である。例えば、しきい値は、
定数と、減少指定されたエンジン・スロットル開度と実
際のエンジン・スロットル開度との差に比例する。
【００１０】このようにすることによって、高速応答時
間を持つ駆動力制御システムを得ることができるが、過
渡的な排気汚染物の放出は比較的少ない。車輪の空転が
比較的少量である場合は、スロットルまたは空気量の流
れ要求信号を低下させることによりエンジン出力が減少
されるが、多くの場合、燃料供給の遮断は不要である。 車輪の空転が大きくなると、システムはエンジン出力の
より大きな減少を要求するが、エンジン・スロットルな
どでは減少の要請に対して比較的遅く応答するにすぎな
い。つまり、より低い燃料干渉しきい値をセットして、
燃料干渉により比較的速い応答でエンジン出力を減少さ
せている。実際の出力が減少指定された出力に近づにつ
れ、及び／又は、過度な車輪の空転数が減少するにつれ
て、燃料供給への干渉に対するしきい値は増大し、その
結果ほとんどの間、要請を縮小することによって車輪の
空転は減少され、又は除去される。つまり、燃料供給の
干渉は、駆動力制御システムが比較的短い応答時間でで
きることを保証するために過渡的に作用するが、排出汚
染物の放出量を大幅に増大せずに済む。
【００１１】
【実施例】本発明はさらに付図に関し、例をあげて説明
される。車両は、（図示されていない）内燃機関により
駆動され、この内燃機関は、図１に示されるような駆動
力制御システムを含むエンジン管理システムで制御され
る。車両は１対の駆動される車輪３を有するが、この車
輪はトランスミッション（図示されていない）によって
エンジンに接続される。車両には、１対の駆動されない
車輪４も有する。
【００１２】車輪３と４は、車輪の速度を表わす信号を
供給する歯車と共動する可変磁気抵抗変換器のようなそ
れぞれのセンサ５を備えている。車輪速度信号は、検出
された車輪の空転数を表わす出力信号を供給する空転計
算器７を含むアンチ・ロック制動システム６に供給され
る。例えば、空転計算器７は、過度に駆動された車輪速
度を検出して、駆動される車輪の速度と駆動されない車
輪の速度との差に対応する空転信号を供給するために、
駆動されない車輪４の速度と駆動される車輪３の速度と
を比較する。
【００１３】アンチ・ロック制動システムを持たない車
両の場合には、空転計算器７とセンサ５は、駆動力また
は車輪空転制御を可能にするために具備される。また、
車輪の空転は、他の方法、例えば各車輪の速度をすべて
の車輪の平均速度と比較することにより、あるいは車輪
速度を地上センサなどにより求められる車輪速度と比較
することにより、他の方法で求めることができる。車輪
の空転制御は、例えば図に示された駆動されない車輪の
速度との比較に代えて、上述の車輪の空転検出法の１つ
を用いることにより、総輪駆動車にも適用可能である。
【００１４】空転計算器７の出力は、減算器８の加算入
力に供給されるが、減算器の減算入力は目標空転値を受
信する。減算器８は、比例／積分／差動（ＰＩＤ）制御
器９に供給されるが、この制御器には比例・積分および
差動の項目の線形組合せを有するトランスファ機能があ
る。制御器９は、減少されたスロットル角指定値を表わ
す信号θｄを供給するが、このスロットル角指定値はサ
ーボ帰還スロットル角制御器の一部を構成する増幅器１
０の非反転入力に供給される。増幅器１０の出力は電動
機１１に供給されるが、この出力軸はエンジンの誘導シ
ステム内のスロットル１２に結合される。スロットル１
２の角度位置は、ポテンショメータのような位置センサ
１３によって感知されるが、このセンサは実際のスロッ
トル角を表わす出力信号θａを増幅器１０の反転入力に
供給する。
【００１５】指定値および実際のスロットル角の値は、
減算器１４の加減算入力に供給され、その減算器の出力
は絶対値回路１５に供給される。回路１５の出力は、マ
ルチプライヤ１６に供給され、このマルチプライヤ１６
は、指定値および実際のスロットル角の間の差の絶対値
に定数２／ｋだけ乗じられる。マルチプライヤ１６の出
力は、減算器１７の減算入力に供給されるが、その加算
入力は２を表わす信号を受信する。
【００１６】減算器１７の出力は、減算器８の出力に接
続される加算入力を持つ減算器１８の減算入力に供給さ
れる。減算器１８の出力は、燃料噴射器２０の作動を制
御する複数の力を持つ燃料噴射制御器１９の入力に接続
される。
【００１７】過度な車輪の空転がない正規の作動中、す
なわち空転計算器７によって計算された車輪の空転が目
標空転値より小であるとき、駆動力制御システムは使用
不能状態にされて、エンジンの作動は正規の方法でエン
ジン管理システムより制御される。しかし、車輪の空転
が目標空転値を越えると、図１に示される駆動力制御シ
ステムは車輪の空転を減少されたり除去するように、エ
ンジン管理システムを制御する。スロットル干渉はゼロ
のしきい値と共に有効に作動して任意の過度な車輪の空
転の検出に対応する、制御器９は、サーボ帰還制御配置
に車輪の空転の角度に左右される量までスロットル１２
の開度角を減少されるように、減少されたスロットル指
定角θｄを与えることによって車輪の空転に対応する。
【００１８】慣性および他の機械的要因により、スロッ
トル１２は減少されたスロットル角の指示に直ちに応答
することができない。また周知の通り、実際と指定され
たスロットル角との差はサーボを駆動するが、これはス
ロットルを、ループ安定および最小の行過ぎ量のような
制約の中でできるだけ速やかに減少された指定角まで閉
じる。指定値と実際のスロットル角の差の絶対値は、定
係数２／ｋを乗じられて、定数値２から減算され、燃料
供給干渉の可変しきい値信号を作る。つまり、スロット
ル干渉は車輪の空転しきい値ゼロによって働くが、燃料
干渉は毎時のＫｍで表わされる車輪の空転が下記の式で
与えられる毎時のＫｍで表わしたしきい値はＴを越える
ときに、燃料干渉作用する。 Ｔ＝２−２（θｄ−θａ）／ｋ 定数ｋは、式（θｄ−θａ）が０と１との間の値をとる
ように選択される。例えば、定数ｋの値は、スロットル
１２の運動の全角度範囲の値に等しくされる。
【００１９】つまり、指定値と実際のスロットル角の比
較的小さな差では、燃料干渉は、車輪の空転が、毎時約
２ｋｍのしきい値を越えるときに作動する。これは、ス
ロットル角の比較的小さな減少の場合であり、例えば比
較的小さな空転レベルが検出されるときである。つまり
、燃料供給の干渉は、作動しなかったり比較的短い周期
のみ作動したりする。
【００２０】車輪の空転がより大きい場合は、スロット
ル開度のより大きな絞りが求められ、つまり、燃料干渉
は、駆動力制御システムに急速な応答を与えるように、
エンジン出力の急速な減少を提供するようにされる。車
輪の空転が減少したり、燃料供給干渉しきい値Ｔが増加
する（実際のスロットル角が所望のスロットル角に接近
するにつれ）か、またはその両方につれて、燃料供給の
干渉による出力の低減の度合いが減少し、やがて動作し
ない状態となり、その後車輪の空転はスロットル干渉に
よって制御される。
【００２１】燃料噴射制御器１９は、シリンダ運動また
は点火の所定パターンの間、燃料供給を遮断するように
燃料噴射器２０を制御する。例えば、欧州特許明細書第
０，４４３，７８５号に記載された方法は、エンジン出
力を速やかにかつ予測可能な方法で減少させるようにこ
の目的で使用される。
【００２２】つまり、駆動力制御システムは、必要なら
ばスロットル干渉制御が引き継ぐことができるまで過渡
的な周期の間の燃料供給への干渉をすることによって、
速やかに応答することができる。これは、図２および図
３に示されている。図２は車輪の空転を減少させたり除
去させるために、２１で示す正常な車両の運転がされる
スロットル位置から、２４で示す比較的小さく減少指定
されたスロットル角へ移行する状態を示す。つまり、時
間Ｔ１で、指定スロットル角は、２４で表わされる値ま
で比較的速やかに制御器９によって減少される。しかし
、破線２３で表わされる実際のスロットル角は、指定角
に従うように十分速やかに応答することができず、その
結果、時間Ｔ１とＴ２との間で実際と指定されたスロッ
トル角の間にかなりの差が生じる。この時間間隔中、燃
料供給の干渉しきい値は上記の式に従って変化し、車輪
の空転数がこのしきい値を越えるならば、エンジン出力
は比較的短い時間内に燃料供給への干渉によって減少さ
れる。車輪の空転数が小さい場合は、燃料供給への干渉
は不要である。
【００２３】図３は図２のグラフに似ているが、極めて
大きなスロットル角の減少を指定する場合を示す。この
場合、極めて長い時間間隔Ｔ３からＴ４までの実際と指
定のスロットル角間には差がある。さらに、より大きな
スロットル角の減少は、少なくとも時間Ｔ３からＴ４の
初期部分の中に、極めて低い燃料供給干渉しきい値Ｔを
生じる。つまり、少なくともこの時間間隔の初期部分で
は、燃料供給の干渉は急速な応答を与えるために駆動力
制御システムのために生じる公算が大きい。過度な車輪
の空転のレベルが降下したり、指定値と実際のスロット
ル角２２と２３の差として降下するか、またはその両方
につれ、しきい値Ｔが生じ、燃料供給の干渉は少なくな
り、結局なくなるので、次の駆動力制御はスロットル干
渉により行われる。
【００２４】
【発明の効果】つまり、過度な車輪の空転に極めて迅速
に応答する駆動力制御システムを提供することができる
。主な制御法は、スロットル干渉であり、燃料供給の干
渉は必要な場合に必ず駆動力制御システムの応答時間を
減少させるように過渡的に作用する。燃料供給の干渉が
、過渡的に作用するだけであるので、排気汚染物放射は
事実上増加されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を構成する駆動力制御システム
のブロック図である。
【図２】図１のシステムの作動を示すスロットル角−時
間のグラフである。
【図３】図１のシステムの作動を示すスロットル角−時
間のグラフである。
【符号の説明】
２　　　　信号 ３　　　　駆動される車輪 ４　　　　駆動されない車輪 ５　　　　センサ ６　　　　ＡＢＳ（アンチ・ロック制動システム）７　
　　　ＳＰ計算器 ８　　　　減算器 ９　　　　比例／積分／差動（ＰＩＤ）制御器１０　　
増幅器 １１　　電動機 １２　　スロットル １３　　位置センサ １４　　減算器 １５　　絶対値回路 １６　　マルチプライヤ（乗算器） １７　　減算器 １８　　減算器 １９　　燃料噴出制御器 ２０　　燃料噴出器 ２１　　正規の車両作動 ２２　　指定スロットル角 ２３　　実際のスロットル角

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　車輪の空転が所定のしきい値を越える
    時を検出する装置（７，８）と、該検出装置に応答して
    エンジン出力を減少させる装置（９）とを含む内燃機関
    により駆動される車両の車輪の空転を制御する装置であ
    り、減少指定されたエンジン出力（θｄ）と実際のエン
    ジン出力（θａ）との差に反比例するしきい値を作る装
    置（１４，１５，１６，１７）と、車輪の空転がしきい
    値を越えるときにエンジン点火の所定パターンに対する
    燃料の供給を遮断する装置（１９）とを有することを特
    徴とする車輪の空転を制御する装置。
  2. 【請求項２】　　しきい値を作る装置（１４〜１７）は
    、減少指定されたエンジン出力（θｄ）と実際のエンジ
    ン出力（θｄ）との差の線形関数としてしきい値を作る
    ように配置されていることを特徴とする請求項１記載の
    車輪の空転を制御する装置。
  3. 【請求項３】　　しきい値を作る装置（１４〜１７）は
    、定数と、減少されたエンジン需要（θｄ）と実際のエ
    ンジン需要（θａ）の差、との間の差の割合としてしき
    い値を作るように配置されていることを特徴とする請求
    項２記載の車輪の空転を制御する装置。
  4. 【請求項４】　　減少指定されたエンジン出力と実際の
    エンジン出力は、それぞれ減少されたスロットル指示開
    度（θｄ）と実際のスロットル開度（θａ）であること
    を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車輪の
    空転を制御する装置。
  5. 【請求項５】　　減少指定されたエンジン出力と実際の
    エンジン出力とが、それぞれ減少されたエンジン空気量
    と実際のエンジン空気量であることを特徴とする請求項
    １から３のいずれかに記載の車輪の空転を制御する装置
    。
  6. 【請求項６】　　減少指定されたエンジン出力を作る装
    置（９）は少なくとも１つの比例、積分、および差動の
    項目を含む転送機能を有することを特徴とする請求項１
    から５のいずれかに記載の車輪の空転を制御する装置。
  7. 【請求項７】　　前記請求項１から５のいずれかに記載
    された装置を含むことを特徴とするエンジン管理システ
    ム。
  8. 【請求項８】　　車輪の空転が所定のしきい値を越える
    時を検出する段階と、減少されたエンジン出力を作る段
    階と、減少指定されたエンジン出力と実際のエンジン出
    力との差により反比例するしきい値を作る段階と、車輪
    の空転がしきい値を越えるときにエンジン点火の所定パ
    ターンに対して燃料の供給を遮断する段階とを含むこと
    を特徴とする内燃機能により駆動される車両の車輪の空
    転を制御する方法。
  9. 【請求項９】　　減少指定されたエンジン出力と実際の
    エンジン出力との差の線形関数としてしきい値を作るこ
    とを特徴とする請求項８記載の車輪の空転を制御する方
    法。
  10. 【請求項１０】　　定数と、減少指定されたエンジン出
    力と実際のエンジン出力との差の割合としてしきい値を
    作ることを特徴とする請求項９記載の車輪の空転を制御
    する方法。
  11. 【請求項１１】　　減少指定されたエンジン出力と実際
    のエンジン出力が、それぞれ減少指定されたスロットル
    開度と実際のスロットル開度であることを特徴とする請
    求項８から１０のいずれかに記載の車輪の空転を制御す
    る方法。
  12. 【請求項１２】　　減少指定されたエンジン出力と実際
    のエンジン出力が、それぞれ減少指定されたエンジン空
    気量と実際のエンジン空気量であることを特徴とする請
    求項８から１０のいずれかに記載の車輪の空転を制御す
    る方法。
  13. 【請求項１３】　　少なくとも１つの比例、積分、およ
    び差動の項目を含む転送機関に従って減少されたエンジ
    ン出力を作ることを特徴とする請求項８から１０のいず
    れかに記載の車輪の空転を制御する方法。
JP3347067A 1991-01-05 1991-12-27 車輪の空転を制御する方法および装置 Withdrawn JPH04295147A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
GB91002246 1991-01-05
GB919100224A GB9100224D0 (en) 1991-01-05 1991-01-05 Method of and apparatus for controlling wheel spin

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EP (1) EP0494517A3 (ja)
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