JPH0565373B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、駆動輪の制動及び原動機の駆動力の
抑制を並行して行うことにより、車両の発進時及
び加速時の駆動輪のスピン（空転）抑制を、速や
かに、そして効率よく行う車輪スピン制御装置に
関する。

《従来の技術》 車両の駆動輪の回転速度が、車両の運転速度よ
りほんのすこしだけ大きい場合、すなわち、ほん
のすこしだけスピンを起こしている場合、駆動輪
の駆動力は、効率よく路面につたえられ、所望ど
おりの運転を行うことができる。ところが、車輌
を急発進させたり急加速させた場合や、滑りやす
い路面で運転した場合、駆動輪が過大スピンを起
こし、駆動力の損失をきたし、運転効率が悪くな
る。そこで、かかる過大スピンを最適値近傍に抑
制する、車輪スピン制御装置が、種々提案されて
いる。

従来においては、各駆動輪の速度を計測し、過
大スピンの発生が認められると、その車輪に制動
力を加えて制御する装置や、原動機の駆動力を抑
制して制御する装置が、提案されている。

例えば、特開昭58−16948号では、駆動輪の制
動が行なわれるのは、左右駆動輪のうちいずれか
一方のみがスピン傾向を示すとき、すなわち、左
右のアンバランスを抑制するときに限られ、左右
双方の駆動輪がスピン傾向を示したときは、原動
機の駆動力を抑制して制御されるように構成され
ている。また、特に、高速域では少なくとも一方
の駆動輪がスピン傾向を示したときも原動機の駆
動力を抑制する如く構成されている。すなわち、
従来の装置においては、制動による制御と、原動
機駆動力抑制による制御が、個々に独立して行な
われている。

《発明が解決しようとする問題点》 制動力の制御の応答は、原動機の駆動力の制御
の応答より大巾に速い。従つて、制動力によるス
ピン抑制を、左右のアンバランス抑制のみなら
ず、左右両駆動輪が共にスピン傾向を示したとき
にも、応答の遅い原動機が制御され、過大スピン
を起こさないレベルに抑制されるまでの間一時的
に作動させることが望ましい。

ところが、制動力による制御は、原動機の駆動
力を無理に抑えつけ、制御するので、各部で無駄
な力やエネルギーを浪費することになる。そこ
で、原動機制御の動特性を許す範囲で極力早目に
制動力制御状態を解除し、駆動力制御状態に肩替
りさせるようにすれば、無駄な力やエネルギーを
それほど浪費することなく、過大スピンの制御を
達成することができる。従来技術では、車輪の挙
動から一義的に制御様態を、制動力の制御又は、
原動機の制御のいずれか一方のみで行つていたの
で、制動力及び駆動力の両方を互いに関連させな
がら制御する機能を追求することが困難であつ
た。

《問題点を解決するための手段》 本発明においては、 制動力制御は、両輪スピン傾向、片輪スピン傾
向に拘わりなく、その車輪のスピンを適正値に抑
制するのに必要な制御量を与える。即ち、車輪挙
動のみによつて制御を行う。

一方、原動機の駆動力制御には、車輪挙動を直
接参照することなく、上記制動力に関連させて行
なわせる部分を設ける。すなわち、上記制動力制
御により発生した制動力の大きさを測定、又は、
推定し、その分だけ原動機の駆動力を抑制するよ
うに制御する。原動機が所与の動特性に応じて現
実に駆動力を減じて来るとその分だけ過剰スピン
が減少するため、上記の制動力制御は制動力を減
ずるように機能し、かくして、制動力制御から駆
動力制御への肩替りが実現する。

なお、好ましい実施例においては、原動機の駆
動力抑制で肩替りするための制動力の測定又は、
推定を行なうに際し、左右の駆動輪のそれぞれに
加えられた制動力のうち低い方の制動力の測定値
又は推定値を用いる。

《作用》 過大スピンを抑制するように制御する場合、従
来方式であれば、例えば、ある値で制動力が加え
られ、最適スピンが得られれば、そのまま制動力
が加え続けられる。この場合、駆動力制御は車輪
挙動のみに着目されて行なわれるため、何の制御
も行わない。すなわち、制動力制御を駆動力制御
に肩替りさせるような制御は行なわれない。これ
に対し、本発明によれば、駆動力の制御が制動力
に応じて行なわれるため、最初、過大スピンを抑
制するために制動力が加えられても制動力が徐々
に弱められ、駆動力による抑制がこれを肩替りす
るようになる。この結果、制動力制御から駆動力
制御へと肩替りが進行すると共に、スピンが減少
する。

《実施例》 第１図は、本発明の一実施例を示すブロツク図
である。図において、添字１は、車輌の一側（例
えば右側）に関するものを示し、添字２は他側
（例えば左側）に関するものを示す。

VDは駆動輪の速度を検出する装置、VNは非
駆動輪の速度を検出する装置であり、Ｓは、駆動
輪のスピン量を表す信号を出力するスピン量出力
装置であり、例えば、駆動輪速度検出装置VDの
出力と非駆動輪速度検出装置VNの出力の差をと
る引算器で構成される。スピン量は、第一義的に
は、個々の駆動輪速度と車体速度（左右の非駆動
輪速の平均値）の速度差によつて得られるが、車
体旋回時は若干の補正を施すことが望ましく、そ
のため両非駆動輪間の速度差を用いることができ
る。又、同側の駆動・非駆動輪の速度差をもつて
第１近似とし両非駆動輪の差を用いて旋回補正す
ることもできる。かかる補正は、本出願人が昭和
60年９月11日に出願した特願昭60−201233号に開
示されている。

BCは、制動力コントローラであり、スピンが
過大な場合、又は、過大になる徴候が認められる
場合、制動力を付加又は増大すべき指令を発し、
スピンが過小な場合、又は、過小になる徴候が認
められる場合、制動力の減少又は除去の指令を発
する。

BAは、制動力コントローラBCからの指令に
応じて、実際に制動を加除・増減する制動・アク
チユエータであり、Ｂは制動装置を示す。

ECは、原動機の駆動力を増減させる指令を出
す駆動力コントローラであり、EAは、駆動力コ
ントローラECの指令を受けて実際に原動機の駆
動力を増減する原動機アクチユエータである。

制動力の大きさは制動用の油圧検出器Ｐにより
検出される。油圧検出器P₁，P₂から出力される
左右の駆動輪の制動力の大きさを表す信号は、共
に選択器Ｌに入力され、そのうちレベルが小さい
方の信号が選択器Ｌから出力される。

以上が、本発明に係る車輪スピン制御装置の一
実施例である。本発明の特徴は、駆動力コントロ
ーラECの制御が、車輪挙動を表わすスピン量出
力装置Ｓからの出力によらず、油圧検出器Ｐから
の信号により行なわれる点にある。

次に、係る車輪スピン制御装置の動作を説明す
る。

今、停止している自動車の左駆動輪が凍りつい
た氷面、雪面、砂地等（以下低μ路面と言う）に
乗つていると共に、右駆動輪が通常の路面（以下
高μ路面と言う）に乗つているとする。この状態
でアクセルを踏み込めば、両駆動輪ともスピンし
ながら自動車は低μ路面に見合う加速度で発進す
る。この状態での発進の一例を第２図に示す。ア
クセル踏み込み量による潜在駆動トルクを“10”
とすれば、低μ路面上にある左駆動輪は例えば
“３”の力で車輪を動かすと共に、“７”の力でス
ピンする。他方、高μ路面上にある右駆動輪は、
本来、例えば“６”の力で車輌を動かすと共に、
“４”の力でスピンするはずである。しかし、両
駆動輪が差動装置で連結されていると車輌を動か
す力は“３”に限定され、残りの“３”は、差動
装置を通して左駆動輪のスピンを更に助長するこ
とになる。係るスピンは、スピン量出力装置S₁，
S₂により検出される。スピンが検出されると直ち
に制動コントローラBC₁，BC₂から信号が出力
し、制動・アクチユエータBA₁，BA₂が作動す
る。従つて制動装置B₁により右駆動輪には“４”
の制動力が加わると共に、制動装置B₂により左
駆動輪には“７”の制動力が加わり、短時間で両
車輪の過剰スピンをなくす。この過程で、左駆動
輪の制動力増大と共に、右駆動輪の有効推進力が
増大し、左駆動輪の制動力が“３”になつた時、
右駆動輪はその路面μに見合う（本来の）“６”
の有効推進力を得る。

右駆動輪及び左駆動輪に、それぞれ加わつてい
る制動の程度を油圧検出器P₁，P₂で検出し、右
制動量信号及び左制動量信号が出力される。

右制動量信号及び左制動量信号のうち小さい方
の信号、すなわち、上記例では右制動量信号が、
選択器Ｌで選択され、駆動力コントローラECへ
送られる。駆動力コントローラECは、原動機ア
クチユエータEAを作動させ、エンジン駆動力を
抑制する。これにより、アクセル踏み込み量に変
化が無くても、エンジンの駆動力は自動的に低下
し、それにより、スピンが減少するため制動がか
かる程度も順次弱くなる。この、エンジン駆動力
の抑制は、選択器Ｌから送られてくる右制動量信
号がなくなるまで増強される。

右制動量信号がなくなる時点では、右駆動輪の
スピン制御は、駆動力の抑制だけで行われるのに
対し、左駆動輪のスピンは、駆動力の抑制と制動
力の印加により行われる。

以上、説明した如く、本発明においては、駆動
輪のスピンが発生すると、直ちに制動力によりス
ピンを抑えると共に、その後は、徐々に駆動力が
抑制され制動力が弱められてゆく。従つて、スピ
ンをいち早く抑える事ができると共に、制動力が
駆動力の抑制によつて肩替りされることにより、
無駄なエンジン駆動も抑えることが可能となる。

尚、第１図で点線で囲つたＳ，BC，Ｌ，EC等
の構成は、好ましくは、制御用コンピユータ内に
制御用ソフトウエアとして組み込まれる。

第３図に他の実施例を示す。第３図と第１図の
差は、制動力の測定にかえて、制動力コントロー
ラBCの出力から制動アクチユエータBAの特性
を用いて制動力を推定する方式を用いた点、及
び、ECに制動力肩替り分のECBの他に、車輪挙
動から駆動力抑制を行なうECSを加えた点であ
る。

制動力を推定することは、制動アクチユエータ
BA特性のバラツキ分だけ精度が悪くなるが、そ
の結果としての駆動力抑制量の過大又は過小は、
車輪挙動に現れ、制動力制御量にフイードバツク
されるので、極端に制御を悪化させる程のことは
ない。制動力又はそれに代わる制動圧力の測定
は、それなりのコストアツプ要素となるので、若
干のソフトウエア追加だけですむ推定方式は魅力
的である。

駆動力コントローラECに制動力肩替り分だけ
でなく、車輪速からの駆動力抑制分ECSを加える
のは下記の改善を意図している。

すなわち、制動力肩替りを要するのは、原動機
の駆動力抑制の動特性が遅いためである。従つて
過剰スピンが急激に増大する時は、一旦制動力制
御を行ない、逐次駆動力抑制制御で肩替りするこ
とが望ましい。しかし、スピンの状況が適正スピ
ンから過大スピンに向かつて緩やかに増加する
時、あるいは、一応適正スピンと判断される上限
値に長時間はりついている時等は、原動機の駆動
力抑制制御のような遅い応答でも間に合うので、
むしろ制動力制御を導入することに伴う車体のシ
ヨツクを回避するため、直接車輪速から原動機の
駆動力抑制制御を行なつた方が良い。このため、
制動力コントローラBCは比較的大きな速い変化
を検出するに適した制御とし、ECSは比較的小さ
な緩やかな変化を検出するに適した制御をするこ
とが望ましい。

ここで、制動力コントローラBCについて更に
詳述する。

いま、一方の駆動輪のスピン量をS₁、スピン量
の最適値をS₀とすれば、該駆動輪の過大スピン量
X₁は、 X₁＝S₄−S₀ で表される。なお、最適値S₀は、一定ではなく、
ある固定値と車体速度（VN₁＋VN₂）／２に比
例した値との中間値をとり、低速では、固定値に
近く、高速になるほど車速比例値に近くなる。た
とえば、最適値S₀を式で表せば、次のようにな
る。

S₀＝ａ＋ｂ・（VN₁＋VN₂）／２ 制動力コントローラBCからは、第４図ａに示
す様に“１”、“０”、“−１”の３種の信号が出力
され、“１”が出力されている間は、制動アクチ
ユエータBA内に設けたソレノイド（図示せず）
により制動系統の油圧が上昇し、制動のきき具合
が増大する。“０”が出力されている間は、油圧
が保持され、“−１”が出力されている間は、油
圧が減少し、制動のきき具合が弱くなる。

次に、制動力コントローラBC内での信号処理
について説明する。上記の過大スピン量X₁を算
出した後、X₁の時間微分値dX₁／dtを含む式Y₁ Y₁＝kX₁＋k′dX₁／dt を用いて、スピンの徴候を調べる。すなわち、過
大スピン量X₁が第５図ａに示す様に変化したと
仮定した場合、Y₁は、X₁の微分項を含んでいる
ので第５図ｂに示す様に、過大スピン量X₁がピ
ークに達する前に大きな値を出力し、スピンの徴
候を知ることができる。Y₁と２つの閾値T₁，T₂
とを比較し、閾値T₁を（＋）方向に越えた場合、
または、閾値T₂を（−）方向に越えた場合に制
動力コントローラBCから第５図ｃに示す様に
“１”、“−１”の信号を出力するようにする。又、
信号“１”や“−１”は、閾値T₁，T₂を越えて
いる間出力しておいてもよいが、オーバーシユー
トを避け、スムーズなスピン収束を行なうため
に、信号“１”や“−１”をY₁の正方向または
負方向のピーク点において打ち切るようにするこ
とが望ましい。

更に、これら“１”、“−１”信号を継続して出
力しない期間は、“０”すなわち保持指令を出し
続けるのではなく、緩やかな減圧指令を出すよう
にする。これは、“０”信号の中に適当な割合で
“−１”信号をまじえて出力することによつて実
現出来る。又、この緩やかな減圧指令が一定時間
継続したら全減圧すなわち無制御状態に戻す。

第５図ｄは、第５図ｃに示す信号により制御さ
れる制動用の油圧の変化を示す。

なお、制動アクチユエータBAの特性は、減圧
指令“−１”がいくら出続けてもＰ＝０になつた
ら、それ以上下ることはない。即ち、Ｐ＜０にな
ることはないような特性を持つている。

適当な速さで肩替りを実現するためには、前述
の緩やかな減圧指令の大きさ、すなわち“０”中
の“−１”の頻度は、次に述べる駆動力コントロ
ーラの構成及びその中で用いられる常数と関連し
て選ぶ事が望ましい。

次に、駆動力コントローラECについて更に詳
述する。第１図のECは第３図のECBと同じもの
である。

いま、エンジン駆動力の抑制量をＥとする。制
動力で一時的に過大スピンを抑制した分だけ駆動
力による抑制でいち早く肩替りするには、 dE／dtがＰの大きさに依存するよう駆動力コント ローラに向かつて信号を出力すればよい。このた
めには、dE／dt∝Ｐとなるよう制御すれば良い。勿 論単なる比例関係でなく、何等かの関数関係を導
入することも可能である。Ｐの値が０又は非常に
０に近い時、又は、少なくともこの状態がある程
度以上継続するときは、dE／dtを０でなく一定の、 又は、徐々に絶対値が増大して行くような負の小
さな値に制御する。すなわち、制動力コントロー
ラBCの緩やかな減圧指令に類似した考え方であ
る。

ここに用いるＰは前述のように測定値でも推定
値でも良い。Ｐを推定する場合は単位時間当りの
昇降圧量の推定値乃至設計値dp／dtを用いる。

制動アクチユエータBAの特性として、現在の
圧力Ｐの如何によつて制動力コントローラBCか
ら同じ“１”、又は、“−１”の指令を受けても、
dp／dtが変化する場合がある。例えば、“１”の指 令を受けた場合の例を第６図に示す。このような
場合は、dp／dtを一定値として、指定値Ｚ（時系列 的に“１”、“０”“−１”のいずれかをとる整数
値型）より、Ｐ＝dp／dt∫Zdtと推定する代りにPi＝ Pi−１＋dp／dt・Δtとすれば良い。

dp／dtはこの場合、一定値ではなく、指令Ｚとそ の時のＰにより定まる制動圧力変化速度とし、
Δtは指令Ｚの継続する単位時間とする。

駆動力コントローラECの出力形態は、原動機
アクチユエータEAに、何を用いるかで大巾に異
なつて来る。本実施例で述べた制動アクチユエー
タBAのように“１”、“０”、“−１”の信号に応
答するような原動機アクチユエータEAを用いる
場合は、第５図ｃのようにパルス巾乃至パルス密
度にして出力すれば良い。

原動機アクチユエータEAがパルスモータのよ
うなものを、外部から速度をパルスレートとして
指定出来るものであれば、dE／dtをそのまま出力す ることが出来る。

次に、ECSについて述べる。ECSの一つの特徴
は制動力コントローラBCが各駆動輪を独立して
対象とするのに対し、両駆動輪のうちスピンの小
さい方のスピン量を対象として共通の原動機の駆
動力を制御することにある。前述したように、
ECSは制動力コントローラBCに比し、より小さ
く緩やかで持続的な変化を検出するに適したもの
とすることが望ましい。

従つて、制動力コントローラBCでは、微分項
が極めて重要な役割を演ずるが、ECSでは、微分
項は２次的な重要性しか持たない。代わつて、
ECSでは、積分的な要素、すなわち、ある時間に
且つてスピンの比較的大きな状態が継続するかど
うかを検出する要素を含むことが重要な役割を演
ずる。このためには、S₁とS₂のうちの小さい方を
SLとして、XL＝SL−S₀が正の状態と持続して
いる時間をＴとして制動力コントローラBCと類
似の関数、 YE＝kE・XL＋kE′dXL／dt＋kE″・Ｔ のような関数を作つて閾値と比較することもでき
る。制動力コントローラBC用のS₀とECS用のS₀
を変えることもできる。

制動力コントローラBCの場合と同じようにXL
が負の状態が続く時は、緩やかにＥを減ずる。す
なわち、人力操作による原動機出力所望値を制御
することによつて減ずる度合を弱め、逐次人力操
作に戻すようにする必要がある。

又、原動機アクチユエータEAも制動アクチユ
エータBAと同様、dE／dtを負とする指令が、出続 けても、Ｅは０、すなわち、人力操作通りに伝送
する状態になるだけで、Ｅが負になる（人力操作
以上の駆動力を出す）ようなことのない特性のも
のである必要がある。

次に、ECBとECSを原動機アクチユエータEA
に入力する方法として、dE／dtを連続的な値で入力 出来るようなタイプでは、単純にECBとECSの
出力を加算して原動機アクチユエータEAに入力
することが出来る。

原動機アクチユエータEAが、“１”、“０”、“−
１”タイプの場合でも加算的に出力することが出
来るが、“１”、“０”、“−１”のパルス巾乃至パ
ルス密度に変換する前段階で加算することも出来
る。

更に、Ｐが或る値以上の時はECBを出力し、
Ｐがその値以下の時はECSを出力するようにスイ
ツチング出力を構成することも出来る。

制動力コントローラBC、駆動力コントローラ
EC等の内容は、一例を示したものに過ぎず、本
発明の要旨の範囲内で多様な制御方式が実施可能
である。

《発明の効果》 以上説明したように、本発明は、比較的応答の
速い制動力制御で一旦過大スピンを抑制し、引き
続き比較的応答の遅い駆動力制御で制動力制御を
徐々に肩替りさせるようにしたものであるから、
迅速なスピン抑制効果を達成すると同時に不必要
な制動力制御から来る各部の損傷やエネルギーの
浪費、又、制御粗さ等の不利益を、回避すること
ができ、車輪スピン抑制装置として従来技術より
優れた効果を持つものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る車輪スピン制御装置の
第１実施例を示すブロツク図、第２図ａ及びｂ
は、過大スピンが抑制される様子を示すグラフ、
第３図は、第２実施例を示すブロツク図、第４図
ａ，ｂ、及び、第５図ａ乃至ｄは制動力コントロ
ーラBCの動作を示すグラフ、第６図は、制動力
アクチユエータBAの一特性を示すグラフであ
る。 Ｓ……スピン量出力装置、BC……制動力コン
トローラ、BA……制動アクチユエータ、EC……
駆動力コントローラ、EA……原動機アクチユエ
ータ、Ｐ……油圧検出器、Ｌ……選択器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 左右の車輌駆動輪のそれぞれのスピン発生状
   況を検知する左スピン検知手段及び右スピン検出
   手段と、上記スピンを最適値近辺に制御するため
   に、該左右の車輪にそれぞれ制動力を加える左制
   動力制御手段及び右制動力制御手段と、該左右の
   車輪を駆動する原動機の出力を抑制する駆動力制
   御手段とを備えた車輪スピン制御装置において、 該左右の制動力制御手段の制御は、それぞれ、
   該左スピン検知手段及び右スピン検知手段の出力
   に基づいて制御される一方、該駆動力制御手段
   は、少なくとも上記左右の制動力制御手段によつ
   て発生した制動力の大きさを測定又は推定した値
   を求める手段と、その値に応じた分だけ該原動機
   の駆動力を抑制する手段を含むことを特徴とする
   車輪スピン制御装置。 ２ 上記制動力に基づく駆動力制御手段の制御
   は、上記左制動力制御手段及び右制動力制御手段
   に発生した制動力のうち小さい方の制動力に基づ
   いてなされることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の車輪スピン制御装置。 ３ 上記制動力の大きさを測定する手段を備えた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２
   項に記載の車輪スピン制御装置。 ４ 上記制動力の大きさを、上記左右の制動力制
   御指令の出力より推定する手段を備えたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項に記載
   の車輪スピン制御装置。 ５ 上記左制動力制御手段及び右制動力制御手段
   により、制動力が加えられて、車輪スピンが最適
   値に達した後、緩やかに制動力を減ずるよう制御
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の車輪スピン制御装置。 ６ 上記制動力に基づく駆動力制御手段が制御指
   標である制動力またはその推定値の大きさに応じ
   て駆動力の減少率dE／dtを大きくするような制御モ ードを有することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項乃至第５項に記載の車輪スピン制御装置。 ７ 上記駆動力制御手段により駆動力が減じられ
   て、制御指標である制動力が０、又は、０に近い
   一定値以下に達した後、緩やかに駆動力を復元さ
   せるよう制御することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項乃至第６項に記載の車輪スピン制御装
   置。 ８ 上記駆動力制御手段が、上記制動力に基づく
   駆動力制御手段のみで構成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第７項に記載の
   車輪スピン制御装置。 ９ 上記駆動力制御手段が、上記制動力に基づく
   駆動力制御手段、及び、左スピン検知手段及び／
   又は右スピン検知手段の出力に基づく駆動力制御
   手段より成ることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項乃至第７項に記載の車輪スピン制御装置。 １０ 上記スピンに基づく駆動力制御手段が左右
   いずれかのスピン検出手段の出力のうちより小さ
   い出力に基づいてなされることを特徴とする特許
   請求の範囲第９項に記載の車輪スピン制御装置。 １１ 上記制動力の大きさを制動力制御指令の出
   力より推定するに際し、制動力指令及びその時点
   の推定制動圧力に対応する予め定めた制動圧力変
   化量を用いることを特徴とした特許請求の範囲第
   ４項に記載の車輪スピン制御装置。