JPH045135A - スロットルとブレーキの総合制御装置 - 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、アクセル開閉操作に対し車両のガクガク振動
の防止を目的として行なうスロットル制御とブレーキ制
御との総合制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、スロットル制御装置としては、例えば、特開昭６
０−１６４６２９号公報に記載されているものが知られ
ている。

この従来出典には、アクセル操作量の出力信号を車両振
動の原因となる不適当な周波数成分を除去するローパス
フィルタ等に与え、その結果に基づいてスロットル制御
車のバルブ開度を制御し、駆動軸のトルク変動を低減す
ることで車両のガクガク振動発生を防止する装置が示さ
れている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のスロットル制御装置に
あっては、車両振動の原因である駆動軸トルク変動を低
減するにはローパスフィルタのカットオフ周波数ω０．
ｇ、を車両振動数の固有振動数ω、よりさらに低くしな
ければならない為、アクセル操作入力に対してスロット
ルバルブ動作が鈍くなり、駆動トルクの立上がりが遅れ
、アクセル操作に対する車両の加速感が損なわれ、走行
フィーリングが好ましくない。

即ち、ローパスフィルタを用いた場合、駆動軸トルク減
衰性（収れん性）を良くするとアクセル操作に対する駆
動軸トルク応答性（連応性）が悪くなる。

そこで、本出願人は、モデル追従制御手法を連用し、ア
クセル入力に対し駆動軸トルク減衰性が良好で、且つ、
駆動軸トルク応答性の高い伝達特性（規範モデル）を設
定し、規範モデルの応答に実際の駆動トルクが追従する
ようにスロットルを制御する装置を先に提案した。

また、本出願人は、ブレーキトルクに着目し、駆動軸ト
ルクの変化情報に基づいてニンジン出力端にブレーキト
ルクを加え、駆動軸トルクの変動を対抗するブレーキト
ルクにより抑えるブレーキ制御装置を先に提案した。

しかしながら、スロットル制御もブレーキ制御もしない
従来型と、上記スロットル制御装置が搭載されたスロッ
トル制御車と、上記ブレーキ制御装置が搭載されたブレ
ーキ制御車との各特性を比較すると、第７図に示すよう
になる。

即ち、スロットル制御車の場合は、アクセルＯＮ時には
振動が良く抑えられるものの、フィードフォワード制御
である為、アクセルＯＦＦＭにはスロットルを一時的に
開く（第７図＊印）制御が行なわれ、若干の振動が残る
と共に燃費の面で好ましくない。

一方、ブレーキ制御車の場合には、フィードバック制御
でありトルクを一方向にしか出せない為、アクセル開操
作時にオーバシュートが出るもののアクセル０Ｎ−ＯＦ
Ｆのいずれの操作に対しても振動は良く抑えられる。

しかし、アクセルＯＮ時にエンジン出力トルクを打ち消
すようにブレーキトルクが与えられる（第７図＊＊Ｅｎ
）のでエンジン出力の損失を招き効率的ではない。

本発明は、上述のまうな問題に着目してなされたもので
、アクセル開閉操作に対し車両のガクガク振動を防止す
るスロットルとブレーキの総合制御装置において、アク
セル開操作時及びアクセル閉操作時に車両のガクガク振
動を整然と抑制しながら、エンジン出力損失防止と燃費
の向上を図ることを課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明のスロットルとブレー
キの総合制御装置では、アクセル開操作時にはガクガク
振動を防止するスロットル制御を行ない、アクセル閉操
作時にはガクガク振動を防止するブレーキ制御を行なう
手段とした。

即ち、第１図のクレーム対応図に示すように、運転者に
よって操作されるアクセル開度を検出するアクセル開度
検出部ａと、前記アクセル開度検圧部ａからの信号を入
力し、駆動軸のトルク変動を低減するスロットル開度目
標値を決定するスロットル開度目標値決定部すと、スロ
ットル開度指令値として逼択する値をスロットル開度目
標値とするかアクセル開度検出値とするかを切換選択す
るスロットル切換部Ｃと、前記スロットル開度指令値が
得られる制御指令をスロットルアクチュエタｄに対し出
力するスロットルアクチュエータ制御部ｅと、駆動軸の
トルク変化及び該駆動軸のトルク変化に伴ない発生する
物理量のいずれかで規定される駆動軸トルク変化相当値
を検出する駆動軸トルク変化相当値検出部ｆと、前記駆
動軸トルク変化相当値を入力し、駆動軸のトルク変動を
低減するブレーキトルク目標値を決定するブレーキトル
ク目標値決定部９と、ブレーキトルク指令値として選択
する値をブレーキトルク目標値とするか零トルク値とす
るかを切換選択するブレーキ切換部りと、前記ブレーキ
トルク指令値が得られる制御指令をブレーキアクチュエ
ータｌに対し出力するブレーキアクチュエータ制御部ｊ
と、前記アクセル開度信号を入力し、アクセル開度が増
加する方向への開操作時には、スロットル開度指令値を
スロットル開度目標値とする共にブレーキトルク指令値
を零トルク値とする駆動系制御を遷択ヒ、アクセル開度
が減少する方向への閉操作時には、スロットル開度指令
値をアクセル開度検出値とする共にブレーキトルク指令
値をブレーキトルク目標値とする制動系制御を選択する
制御切換判断部にとを備えている事を特徴とする。

（作　用） アクセルペダル踏み込み操作等によりアクセル開度が増
加する方向への開操作時には、制御切換判断部ｋにおい
て、スロットル開度指令値をスロットル開度目標値とす
る共にブレーキトルク指令値を零トルク値とする駆動系
制御が選択される。

この選択により、スロ・ントル開度目標値決定部すでア
クセル開度検出部ａからのアクセル開度検出値に基づい
て決定されたスロットル開度目標値がスロットル切換部
Ｃでスロットル開度指令値とされ、スロットルアクチュ
エータ制御部ｅではこの指令値が得られる制御指令がス
ロットルアクチュエータｄに対して出力される。尚、こ
の時、ブレーキ制御側は制御停止状態である。

アクセルペダル足離し操作等によりアクセル開度が減少
する方向への閉操作時には、制御切換判断部ｋにおいて
、スロットル開度指令値をアクセル開度積出値とする共
にブレーキトルク指令値をブレーキトルク目標値とする
制動系制御が選択される。この選択により、ブレーキト
ルク目標値決定部９で駆動軸トルク変化相当値に基づい
て決定されたブレーキトルク目標値がブレーキ切換部り
でブレーキトルク指令値とされ、ブレーキアクチュエー
タ制御部ｊではこの指令値が得られる制御指令がブレー
キアクチュエータｄに対して出力される。尚、この時、
スロットル制御側はスロットル開度指令値をアクセル開
度検出値と一致させる、つまり機械的リンクによりスロ
ットルバルブか開閉される場合と同様の比例制御が行な
われる。

従って、駆動軸のトルク変動を低減するスロットル制御
とフレーキ制御によりアクセル開操作時及びアクセル閉
操作時のいずれの場合にも車両のガクガク振動が整然と
抑制される。

加えて、アクセル開操作時側でフレーキ制御を行なうこ
とによるエンジン出力損失の発生が防止されるし、アク
セル閉操作時側でスロットル制御を行なうことによる燃
費の悪化が防止される。

（第１実施例） 次に、図面に基づいて実施例を説明する。

まず、構成を説明する。

第２図は第１実施例のスロットルとフレーキの総合制御
装置を示す全体ブロック図もので、スロットル制御装置
は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量であるア
クセル開度を検出するアクセル開度センサ１　（アクセ
ル開度検出部）と、前記アクセル開度センサ１からのア
クセル開度検出値θ、を入力し、アクセル開度検出値Ｏ
Ａに基づいて駆動軸のトルク変動を低減するスロットル
開度目標値θ７°を決定するスロットル制御用補償器２
（スロットル開度目標値決定部）と、スロットル開度指
令値ｅＴとして選択する値をスロットル開度目標値θ工
°とするかアクセル開度検出値θ。

とするかを切換選択するスロットル切換部３と、前記ス
ロットル開度指令値０１が得られる制御指令をスロット
ルアクチュエータ４に対し出力するスロットルアクチュ
エータ制御部５とによって構成される。

尚、前記スロットルアクチュエータ４としては、ステッ
プモータ等が用いられ、そのモータ軸をスロットルバル
ブに連結することでスロットルバルブの開閉制御を行な
うようにしている。

一方、ブレーキ制御装置は、駆動軸トルクＴＥＤを検出
する駆動軸トルクセンサ６と、駆動軸トルクＴＥＤの検
出信号を入力し、駆動軸トルク微分値ＴＥＯ（駆動−軸
トルク変化相当値）を演算する微分器７（駆動軸トルク
変化相当値検出部）と、前記駆動軸トルク微分値ＴＥＯ
とブレーキ用制御ゲインＣとによって駆動軸のトルク変
動を低減するブレーキトルク目標値Ｔ８°を演算するブ
レーキトルク目標値演算部８（フレーキトルク目標値決
定部）と、ブレーキトルク指令値Ｔ８として選択する値
をフレーキトルク目標値Ｔ８°とするか零トルク値とす
るかを切換選択するフレーキ切換部９と、前記ブレーキ
トルク指令値Ｔ８が得られる制御指令をブレーキアクチ
ュエータ１０に対し出力するブレーキアクチュエータ制
御部１１とによって構成される。

尚、前記ブレーキアクチュエータ１０としては、外部液
圧源を有し、ソレノイドバルフ作動によりフレーキ液圧
を作り出すフレーキ液圧回路等が用いられ、エンジン出
力端に設けられるフレーキディスクをホイールシリンで
挟圧し、プロペラシャフトに制動力を付与する制御を行
なうようにしている。

上記両制御装置を所定の条件に基づいて切換選択する制
御部としては、前記アクセル開度検出値ＯＡを入力し、
アクセル開度検出値θ１が増加方向である場合には、ス
ロットル開度指令値θ１をスロットル開度目標値θ、゛
とする共にブレーキトルク指令値Ｔ８を零トルク値とす
る駆動系のスロットル制御を選択し、アクセル開度検出
値θ６が減少方向の場合には、スロットル開度指令値θ
□をアクセル開度検出値ＯＡとする共にブレーキトルク
指令値Ｔ８をフレーキトルク目標値Ｔ８′とする制動系
のフレーキ制御を選択する制御切換判断部１２を備えて
いる。

尚、第２図の１点鎖線で囲まれる枠はコントロラ１３を
示し、該コントローラ１３内の各部は、マイクロコンピ
ュータのソフトウェアで構成される。

次に、作用を説明する。

第３図はコントローラ１３で行なわれる制御処理作動の
流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて
説明する。

ステップ３０では、コントローラ１３に電源が投入され
ると、パワーオンルーチンがスタートし、マイクロコン
ピュータの初期設定と演算に必要となる変数の初期値が
クリアされるイニシャライズ処理が行なわれる。

ステップ３１では、イグニッションキーがＯＮにされる
と、バックグランドプログラム（ＢＧＪ）が実行され、
主演算を行なう割込か許可される。

ＢＧＪルーチンにおいては、制御上さほど緊急性を必要
としないもの、あるいは定常の制御定数算出等を行なっ
ている。

例えば、本実施例では、電源電圧のレベルチエツク等の
プログラムや各係数の決定等である。

ステップ３２〜３９は、スロットルバルブ１０の操作量
の主演算及び制御のフローで、△を秒毎のタイマー割込
によって実行される。

ステップ３２では、両センサ］、６からのアクセル開度
検出値ｅＡと駆動軸トルクＴＥＯが読み込まれる。

ステップ３３では、スロットル開度−駆動軸トルク間の
自車両固有の伝達特性及び設計者が意図する目標車両の
アクセル開度−駆動軸トルク間の伝達特性から所定の方
法によって求められる前置補償器Ｗ　（Ｓ）を用いてガ
クガク振動を防止するスロットル開度目標値θ工゛が下
記の式により演算で求められる。

θ□“＝　Ｗ　（Ｓ）・ＯＡ　　　　　　　　　　　・
・・（１）ここで、前置補償器Ｗ（Ｓ）の−例を示すと
下記の様になる。

ます、前置補償器Ｗ（Ｓ）を下記の式で与える。

但し、ａ０＝ωＭ（ｇｌ ｂＯ°ωρＣ９ ８１°２ζｍ　ｔｅｌωｍ（９） ｂ、＝２ζＰ　ｔｅｌω２，９１ 尚、上記（２）式において入力ｕ　（Ｓ）がアクセル開
度θ１に相当し、出力ｙ　（Ｓ）がスロットル開度目標
値θ工°に相当する。

また、各定数ａ。＋　ｂ　Ｏｒ　ａｌ　＋　ｂ　’は、
自軍の固有振動数ωＰ＋５ｌ（＝規範モデルとする車両
の減衰係数ω。

（９））と自軍の減衰係数ζＰ　ｌｅｌ及び規範モデル
とする車両の減衰係数ζ、（１とを決めることにより求
められるか、これらの固有振動数ωＰｔｅｌ（”ω１９
、）と減衰係数ζＰ　ｌｅｌ　＋　　４ｍ　、ｅｌは平
均的な値として固定値として与えても良いが、例えば、
固有振動数ω２，９１はその変化影響となる変速比に応
じて与え、また、減衰係数ζＰ　（ｃｌもその変化影響
となるエンジン回転数や車速等に応じて与えても良い。

ステップ３４では、今回サンプリンクされた駆動軸トル
クＴＥｏ（ｋ）と前回サンプリングされた駆動軸トルク
Ｔｔｏ（ｋ　＋）を用いて駆動軸トルクの模擬微分値を
ＴＥＤ＝　（ＴＥ。（ｂ）　−ＴＥ。（ｋｌ）ｌ／△ｔ
なる演算にて算出し、所定の方法によって設定される制
御ゲインＣを用いて下記の式によりブレーキトルク目標
値Ｔｇ°を算出する。

Ｔ８°＝Ｃ（Ｔｔｏ（ｋ）　−Ｔｔｏ（ｋｌ）ｌ／Δｔ
　　　・（３）尚、前記制御ゲインＣは、例えば、下記
の式により求められる。

二こで、車両応答の伝達関数（例えば、２次振動系に近
似する。）から自車両の固有振動数ω２と減衰係数ζ２
を同定し、目的は車両のガクガク振動を防止することに
あるので、目標車両の減衰係数ζ。とじてζ、＝１付近
の値を選び、制御ゲインＣを決定する。

ステップ３５では、今回サンプリンクされた駆動軸トル
ク’ｒ、０（ｋ）と前回サンプリングされた駆動軸トル
クＴ、、（ｋ−１）とを比較する。

そして、アクセル開度が増加方向にある場合、即ち、Ｔ
ＥＤ　（ｋ）　＞　Ｔｉｏ　（ｋ−１）の場合には、ス
テ・ンプ３６において、スロットル開度指令値θ工とし
てスロットル開度目標値θ工゛を選択すると共にフレー
キトルク指令値Ｔ８として零トルク値（ブレーキ制御停
止）を選択する。

また、アクセル開度が減少方向にある場合、即ち、■Ｅ
ｏ（ｋ）≦Ｔｔｏ（ｋ−１）の場合には、ステップ３７
において、スロットル開度指令値ｅ１としてアクセル開
度検出値θ、を選択すると共にフレーキトルク指令値Ｔ
８としてブレーキトルク目標値下８を選択する。

ステップ３８では、ステップ３６またはステップ３７で
選択されたスロットル開度指令値θ工及びフレーキトル
ク指令値Ｔ８が出力される。

尚、第２図のスロットルアクチュエータ制御部５及びブ
レーキアクチュエータ制御部１１では、実際のスロット
ル開度及びブレーキトルクがおよ各指令値θ０．Ｔ８と
一致するように制御される。

この制御は、マイクロコンピュータを用いたデジタル制
御とすることももちろん可能である。

以上説明してきたように、第１実施例のスロットルとブ
レーキの総合制御装置にあっては、下記に述へる効果を
併せて得ることができる。

■　アクセル開操作時には駆動軸のトルク変動を低減す
るスロットル制御が行なわれ、アクセル閉操作時には駆
動軸のトルク変動を低減するブレーキ制御が行なわれる
為、アクセル開操作時及びアクセル閉操作時のいずれの
場合にも車両のガクガク振動を整然と抑制することが出
来る。

■　アクセル開操作時にはスロットル制御を行なうよう
にしている為、第７図のブレーキ制御車に示すようなア
クセル開操作時側でブレーキ制御を行なうことによるエ
ンジン出力損失の発生が防止される。

■　アクセル閉操作時にはブレーキ制御を行なうように
している為、第７図のスロットル制御車に示すようなア
クセル閉操作時側でスロットル制御を行なうことによる
燃費の悪化が防止される。

ちなみに、第４図はアクセル踏み込みとアクセル足離し
を行なった時の本実施例の効果確認試験結果を示す各特
性図で、駆動軸トルク特性をみた場合、駆動軸トルクに
大きな変動がなく、車両のガクガク振動が防止されるこ
とが解る。

また、エンジン出力端ブレーキ力特性をみた場合、アク
セル踏み込み時にフレーキカの発生かなく、エンジン圧
力損失の発生が防止されていることが解る。

さらに、スロットル開度特性をみた場合、アクセル足離
し時１こアクセル開度の一時開きがなく、燃費の悪化が
防止されていることが解る。

（第２実施例） 次に、第５図及び第６図に示す図面に基づいて第２実施
例のスロットルとブレーキの総合制御装置について説明
する。

この第２実施例は、第１実施例では制御切換判断部１２
がアクセル開度検出値ＯＡの今回及び前回のサンプリン
グ値を用いてアクセル開度の増減方向を判断する例を示
したが、この第２実施例では、第５図に示すように、ア
クセル開度検出値θ、とアクセル開度目標値ｅ□゛を用
いてアクセル開度の増減方向を判断する制御切換判断部
１２′としている。

尚、他の構成に関しては、第１実施例と全く同様である
。

第６図は第２実施例のコントローラ１３で行なわれる制
御処理作動の流れを示すフローチャートで、第３図に示
す第１実施例のフローチャートと比べた場合、ステップ
３５に代えてステップ３９によりアクセル開度の増減方
向を判断している点のみで異なる。

即ち、ステップ３９では、θ。＞　ｅ　Ｔ　’の時には
スロットル制御を選択し、ｅＡ≦ｅ１°の時にはブレー
キ制御を選択する。

つまり、アクセル開度が増加する方向への開操作時には
θ１〉ｅ工゛であり、また、アクセル開度が減少する方
向への閉操作時にはθ、≦θ、゛であることによる。

尚、第１．第２実施例共に、実際にはスロットル制御と
ブレーキ制御の切換判断は、判断のハンチングを防止す
る為、切換判断条件にある程度のヒステリシスを持たせ
るか、時間遅れ（例えば、数回連続して条件が整った場
合にのみ切換える等）を持たせる。

効果については、この第２実施例においても第１実施例
と全く同様の効果が得られる。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体的
な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本
発明に含まれる。

例えば、実施例のブレーキ制御装置の駆動軸トルク変化
相当値を駆動軸トルク微分値により得る例を示したが、
前後方向加速度センサ等を用いて駆動軸のトルク変化に
伴ない発生する物理量である前後方向加速度を検出し、
該検出値を駆動軸トルク変化相当値としても良いし、ま
た、エンジン回転数及び車輪速を検出し、これらの検出
値から駆動軸トルクを推定演算し、この推定駆動軸トル
ク微分値を駆動軸トルク変化相当値とするような例であ
っても良い。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明にあっては、アクセル
開閉操作に対し車両のガクガク振動を防止するスロット
ルとブレーキの総合制御装置において、アクセル開操作
時にはガクガク振動を防止するスロットル制御を行ない
、アクセル閉操作時にはガクガク振動を防止するブレー
キ制御を行なう手段とした為、アクセル開操作時及びア
クセル閉操作時に車両のガクガク振動を整然と抑制しな
がら、エンジン出力損失防止と燃費の向上を図ることか
出来るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスロットルとブレーキの総合制御装置
を示すクレーム対応図、第２図は第１実施例のスロット
ルとブレーキの総合制御装置を示す制御系ブロック図、
第３図は第１実施例装置のコントローラで行なわれる制
御処理作動の流れを示しフローチャート第４図は第１実
施例装置での効果確認試験結果を示す各特性図、第５図
は第２実施例のスロットルとブレーキの総合制御装置を
示す制御系ブロック図、第６図は第２実施例装置のコン
トローラで行なわれる制御処理作動の流れを示しフロー
チャート、第７図は従来型とスロットル制御車とブレー
キ制御車の比較特性図である。 ａ・・・アクセル開度検出部 ｂ・・・スロットル開度目標値決定部 Ｃ・・・スロットル切換部 ｄ・・・スロットルアクチュエータ ｅ・−スロットルアクチュエータ制御部ｆ・−・駆動軸
トルク変化相当値検出部９−・・ブレーキトルク目標値
決定部 ｈ・・・フレーキ切換部 ｉ・・・ブレーキアクチュエータ ｊ・・・ブレーキアクチュエータ制御部ｋ・・−制御切
換判断部 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）運転者によって操作されるアクセル開度を検出する
   アクセル開度検出部と、 前記アクセル開度検出部からの信号を入力し、駆動軸の
   トルク変動を低減するスロットル開度目標値を決定する
   スロットル開度目標値決定部と、スロットル開度指令値
   として選択する値をスロットル開度目標値とするかアク
   セル開度検出値とするかを切換選択するスロットル切換
   部と、前記スロットル開度指令値が得られる制御指令を
   スロットルアクチュエータに対し出力するスロットルア
   クチュエータ制御部と、 駆動軸のトルク変化及び該駆動軸のトルク変化に伴ない
   発生する物理量のいずれかで規定される駆動軸トルク変
   化相当値を検出する駆動軸トルク変化相当値検出部と、 前記駆動軸トルク変化相当値を入力し、駆動軸のトルク
   変動を低減するブレーキトルク目標値を決定するブレー
   キトルク目標値決定部と、 ブレーキトルク指令値として選択する値をブレーキトル
   ク目標値とするか零トルク値とするかを切換選択するブ
   レーキ切換部と、 前記ブレーキトルク指令値が得られる制御指令をブレー
   キアクチュエータに対し出力するブレーキアクチュエー
   タ制御部と、 前記アクセル開度信号を入力し、アクセル開度が増加す
   る方向への開操作時には、スロットル開度指令値をスロ
   ットル開度目標値とする共にブレーキトルク指令値を零
   トルク値とする駆動系制御を選択し、アクセル開度が減
   少する方向への閉操作時には、スロットル開度指令値を
   アクセル開度検出値とする共にブレーキトルク指令値を
   ブレーキトルク目標値とする制動系制御を選択する制御
   切換判断部と、 を備えている事を特徴とするスロットルとブレーキの総
   合制御装置。