JPH0790718B2

JPH0790718B2 - 自動車のスリツプ制御装置

Info

Publication number: JPH0790718B2
Application number: JP61175663A
Authority: JP
Inventors: 靖裕原田; 和俊信本; 栄持西村; 徹尾中
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-07-28
Filing date: 1986-07-28
Publication date: 1995-10-04
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: JPS6331831A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、駆動輪への付与トルクを制御することによ
り、駆動輪の路面に対するスリップが過大になるのを防
止するようにした自動車のスリップ制御装置に関するも
のである。

（従来技術）駆動輪の路面に対するスリップが過大になることを防止
するのは、自動車の推進力を効果的に得る上で、またス
ピンを防止する等の安全性の上で効果的である。そし
て、駆動輪のスリップが過大になるのを防止するには、
スリップの原因となる駆動輪への付与トルクを減少させ
ればよいことになる。

この種のスリップ制御を行うものとしては、従来、特開
昭58−16948号公報に示すものがある。この公報に開示
されている技術は、駆動輪への付与トルクを低下させる
のに、ブレーキによる駆動輪への制動力付与と、エンジ
ンそのものの発生トルク低減とを利用して行うようにな
っている。より具体的には、駆動輪のスリップが小さい
ときは駆動輪の制動のみを行う一方、駆動輪のスリップ
が大きくなったときは、この駆動輪の制動に加えて、エ
ンジンの発生トルクを低下させるようになっている。換
言すれば、ブレーキによる駆動輪への制動を主として利
用し、補助的にエンジンの発生トルクを低下させるもの
となっている。

前記公報においては、駆動輪のスリップ制御を行う場合
として、コーナリング時が挙げられている。すなわち、
旋回方向内側の駆動輪は負荷が小さくなる一方、差動装
置の作用によって外側の駆動輪への付与トルクが大きく
なってそのスリップが増大するので、この外側駆動輪を
スリップ制御する場合が示されている。そして、この外
側駆動輪のスリップ制御は、スリップの小さい内側駆動
輪を基準にして行うこと（いわゆるセレクトロー）も開
示されている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、駆動輪のスリップが所定の目標値となるよう
に収束させる場合、その応答速度をいかに設定するかが
１つの問題となる。すなわち、駆動輪のスリップが所定
の目標値となるようにいち速く収束させるには、この付
与トルクの変化速度すなわち制御の応答速度を速くすれ
ばよいことになる。しかしながら、この応答速度を速く
した場合、特に駆動輪への付与トルクを増加させる場合
に再スリップの危険があり、この点にどう対処するかが
問題となる。

この点を詳述すると、応答速度を、過大なスリップをす
みやかに減少させるべく速いものとした場合を想定する
と、この付与トルクを増加させる場合に、応答速度が速
過ぎてスリップの大きさが目標値を越えてしまうことが
考えられる（オーバーシュート）。そして、付与トルク
を増加させることによる駆動輪のスリップが大きくなる
度合は、駆動輪へ付与されている実際のトルクの大きさ
によって異なるものである。

この点をより詳細に説明すると、いま、駆動輪の実際の
スリップ値と所定の目標スリップ値との偏差が同じ場合
を考えると、この偏差に応じた制御量を大きくすること
によって応答速度が大きくなり、制御量を小さくするこ
とによって応答速度が小さくなる。この場合、駆動輪へ
付与されている付与トルクが大きい高トルク状態のとき
は、駆動輪がコーナリングパワーの限界付近つまりグリ
ップ力の限界付近にあるので、この高トルク状態で駆動
輪への付与トルクを若干増加させても再スリップに伴う
オーバーシュートによって操縦安定性が低下されてしま
うおそれが大きいものとなる。この一方、駆動輪への付
与トルクが小さい低トルク状態では、駆動輪のコーナリ
ングパワーに余裕があるため、上述した問題は生じにく
いものとなる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、
スリップ制御系の応答速度を最適設定することにより、
駆動輪の大きさを目標値に向けて極力速く収束させつ
つ、スリップ制御中に再び大きなスリップが生じないよ
うにした自動車のスリップ制御装置を提供することを目
的とする。

（問題点を解決するための手段、作用）前述の目的を達成するため、本発明においては、スリッ
プが大きくなる方向の制御、すなわち駆動輪への付与ト
ルクを増加させる方向への応答速度を、駆動輪へ実際に
付与されているトルクが大きいときには小さいときに比
して、小さくなるように設定（変更）するようにしてあ
る。このような構成とすることにより、駆動輪へ付与さ
れているトルクが元々大きくてスリップし易い状態のと
きは、この付与トルクをさらに増加させる場合の速度を
小さくして、再び大きなスリップが生じるのを確実に防
止しつつ、目標値へ向けての収束を速いものとすること
ができる。具体的には、第20図に示すように、駆動輪への付与トルクを制御することにより駆動輪の路
面に対するスリップが過大になるのを防止するようにし
た自動車のスリップ制御装置において、駆動輪への付与トルクを調整するトルク調整手段と、駆動輪の路面に対するスリップ値を検出するスリップ検
出手段と、前記スリップ検出手段で検出された駆動輪の実際のスリ
ップ値と所定の目標スリップ値との偏差がなくなるよう
に前記トルク調整手段を制御するスリップ制御手段と、駆動輪へ付与されているトルクの大きさを検出する付与
トルク検出手段と、前記付与トルク検出手段で検出されるトルクが大きいと
きには小さいときに比して、駆動輪への付与トルクを増
加させる方向の応答速度を、前記偏差に応じた制御量を
小さくすることによって小さく設定する応答速度変更手
段と、を備えた構成としてある。

（実施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。

全体構成の概要第１図において、自動車１は、駆動輪となる左右前輪
２、３と、従動輪となる左右後輪４、５との４つの車輪
を備えている。自動車１の前部には、パワーソースとし
てのエンジン６が搭載され、このエンジン６で発生した
トルクが、クラッチ７、変速機８、デファレンシャルギ
ア９を経た後、左右のドライブシャフト10、11を介し
て、駆動輪としての左右の前輪２、３に伝達される。こ
のように、自動車１は、FF式（フロントエンジン・フロ
ントドライブ）のものとされている。

パワーソースとしてのエンジン６は、その吸気通路12に
配設したスロットルバルブ13によって、負荷制御すなわ
ち発生トルクの制御が行なわれるものとされている。よ
り具体的には、エンジン６はガソリンエンジンとされ
て、その吸入空気量の変化によって発生トルクが変化す
るものとされ、吸入空気量の調整が、上記スロットルバ
ルブ13によって行われる。そして、スロットルバルブ13
は、スロットルアクチュエータ14によって、電磁気的に
開閉制御されるようになっている。なお、スロットルア
クチュエータ14としては、例えばDCモータ、ステップモ
ータ、油圧等の流体圧によって駆動されて電磁気的に駆
動制御されるもの等適宜のものによって構成し得る。

各車輪２〜５には、それぞれブレーキ21、22、23あるい
は24が設けられ、各ブレーキ21〜24は、それぞれディス
クブレーキとされている。このディスクブレーキは、既
知のように、車輪と共に回転するディスク25と、キャリ
パ26とを備えている。このキャリパ26は、ブレーキパッ
ドを保持すると共に、ホイールシリンダを備え、ホイー
ルシリンダに供給されるブレーキ液圧の大きさに応じた
力でブレーキパッドをディスク25に押し付けることによ
り、制動力が発生される。

ブレーキ液圧発生源としてのマスタシリンダ27は、２つ
の吐出口27a、27bを有するタンデム型とされている。吐
出口27aより伸びるブレーキ配管28は、途中で２本の分
岐管28aと28bとに分岐され、分岐管28aが右前輪用ブレ
ーキ22（のホイールシリンダ）に接続され、分岐管28b
が左後輪用ブレーキ23に接続されている。また、吐出口
27bより伸びるブレーキ配管29が、途中で２本の分岐管2
9aと29bとに分岐され、分岐管29aが左前輪用ブレーキ21
に接続され、分岐管29bが右後輪用ブレーキ24に接続さ
れている。このように、ブレーキ配管系が、いわゆる２
系統Ｘ型とされている。そして、駆動輪となる前輪用の
ブレーキ21、22に対する分岐管28a、29aには、制動力調
整手段としての電磁式液圧制御バルブ30あるいは31が接
続されている。勿論、マスタシリンダ27に発生するブレ
ーキ液圧は、運転者Ｄによるブレーキペダル32の踏込み
量（踏込力）に応じたものとなる。

ブレーキ液圧制御回路第２図に示すように、前記液圧制御バルブ30、31は、そ
れぞれ、シリンダ41と、シリンダ41内に摺動自在に嵌挿
されたピストン42とを有する。このピストン42によっ
て、シリンダ41内が、容積可変室43と制御室44とに画成
されている。この容積可変室43は、マスタシリンダ27か
らブレーキ21（22）に対するブレーキ液圧の通過経路と
なっている。したがって、ピストン42の変位位置を調整
することにより、当該容積可変室43の容積が変更され
て、ブレーキ21（22）に対するブレーキ液圧を発生し得
ると共に、この発生したブレーキ液圧を増減あるいは保
持し得ることになる。

ピストン42は、リターンスプリング45により容積可変室
43の容積が大きくなる方向に常時付勢されている。ま
た、ピストン42には、チェックバルブ46が一体化されて
いる。このチェックバルブ46は、ピストン42が容積可変
室43の容積を小さくする方向へ変位したときに、当該容
積可変室43への流入口側を閉塞する。これにより、容積
可変室43で発生されるブレーキ液圧は、ブレーキ21（2
2）側へのみ作用して、従動輪としての後輪４、５のブ
レーキ23、24には作用しないようになっている。

ピストン42の変位位置の調整は、前記制御室44に対する
制御液圧を調整することにより行われる。この点を詳述
すると、リザーバ47より伸びる供給管48が途中で２本に
分岐されて、一方の分岐管48Rがバルブ30の制御室44に
接続され、また他方の分岐管48Lがバルブ31の制御室44
に接続されている。供給管48には、ポンプ49、リルーフ
バルブ50が接続され、またその分岐管48L（48R）には電
磁開閉弁からなる供給バルブSV3（SV2）が接続されてい
る。各制御室44は、さらに排出管51Rあるいは51Lを介し
てリザーバ47に接続され、排出管51L（51R）には、電磁
開閉弁からなる排出バルブSV4（SV1）が接続されてい
る。

この液圧制御バルブ30（31）を利用したブレーキ時（ス
リップ制御時）には、チェックバルブ46の作用により、
基本的には、ブレーキペダル32の操作によるブレーキは
働かないことになる。ただし、液圧制御バルブ30（31）
で発生されるブレーキ液圧が小さいとき（例えば減圧
中）は、ブレーキペダル32の操作によるブレーキが働く
ことになる。勿論、液圧制御バルブ30（31）でスリップ
制御用のブレーキ液圧が発生していないときは、マスタ
シリンダ27とブレーキ21（22）は連通状態となるため、
ブレーキペダル27の操作に起因して通常のブレーキ作用
が行われることになる。

各バルブSV1〜SV4は、後述するブレーキ用コントロール
ユニットＵBによって開閉制御がなされる。ブレーキ2
1、22へのブレーキ液圧の状態と各バルブSV1〜SV4との
作動関係をまとめて、次表に示してある。

コントロールユニットの構成概要第１図において、Ｕはコントロールユニットであり、こ
れは大別して、前述したブレーキ用コントロールユニッ
トＵBの他、スロットル用コントロールユニットTおよび
スリップ制御用コントロールユニットＵSとから構成さ
れている。コントロールユニットＵBは、コントロール
ユニットＵSからの指令信号に基づき、前述したように
各バルブSV1〜SV4の開閉制御を行う。また、スロットル
用コントロールユニットＵTは、コントロールユニット
ＵSからの指令信号に基づき、スロットルアクチュエー
タ14の駆動制御を行う。

スリップ制御用コントロールユニットＵSは、デジタル
式のコンピュータ、より具体的にはマイクロコンピュー
タによって構成されている。このコントロールユニット
ＵSには、各センサ（あるいはスイッチ）61〜68からの
信号が入力される。センサ61は、スロットルバルブ13の
開度を検出するものである。センサ62はクラッチ７が締
結されているか否かを検出するものである。センサ63は
変速機８の変速段を検出するものである。センサ64、65
は駆動輪としての左右前輪２、３の回転数を検出するも
のである。センサ66は従動輪としての左後輪４の回転数
すなわち車速を検出するものである。センサ67は、アク
セル69の操作量すなわちアクセル開度を検出するもので
ある。センサ68はハンドル70の操作量すなわち舵角を検
出するものである。上記センサ64、65、66はそれぞれ例
えばピックアップを利用して構成され、センサ61、63、
67、68は例えばポテンショメータを利用して構成され、
センサ62は例えばON、OFF的に作動するスイッチによっ
て構成される。

なお、コントロールユニットＵSは、基本的にCPU、RO
M、RAM、CLOCKを備えており、その他、出入力インタフ
ェイスを備えると共に、入力信号、出力信号に応じてA/
DあるいはD/A変換器をも有するが、これ等の点について
はマイクロコンピュータを利用する場合における通常の
ものと変るところがないので、その詳細な説明は省略す
る。なお、以下の説明におけるマップ等は、制御ユニッ
トＵSのROMに記憶されているものである。

さて次に、コントロールユニットＵの制御内容について
順次説明するが、以下の説明で用いるすべり率Ｓは、次
式（１）によって定義するものとする。

ＷD：駆動輪（２、３）の回転数ＷL：従動輪（４）の回転数（車速）スロットル制御コントロールユニットＵTは、目標スロットル開度とな
るようにスロットルバルブ13（スロットルアクチュエー
タ14）をフィードバック制御するものとなっている。こ
のスロットル制御の際、スリップ制御を行わないとき
は、運転者Ｄによって操作されたアクセル69の操作量に
1:1に対応した目標スロットル開度となるように制御
し、このときのアクセル開度とスロットル開度との対応
関係の一例を、第12図に示してある。また、コントロー
ルユニットＵTは、スリップ制御の際には、第12図に示
す特性にしたがうことなく、コントロールユニットＵS
で演算された目標スロットル開度Tnとなるようにスロッ
トル制御を行う。

コントロールユニットＵTを用いたスロットルバルブ13
のフィードバック制御は、実施例では、エンジン６の応
答速度の変動を補償するため、PI−PD制御によって行う
ようにしてある。すなわち、駆動輪のスリップ制御の際
には、現在のすべり率が目標すべり率に一致するよう
に、スロットルバルブ13の開度をPI−PD制御する。より
具体的には、スリップ制御の際の目標スロットル開度Tn
は、次式（２）によって演算される。

ＷL：従動輪（４）の回転数ＷD：駆動輪（２、３）の回転数ＫP：比例定数ＫI：積分定数ＦP：比例定数ＦD：微分定数ＳET：目標すべり率（スロットル制御用）上記式（２）のように、スロットル開度Tnは、所定の目
標すべり率ＳETとなるように駆動輪の回転数をフィード
バック制御している。換言すれば、前記（１）式から明
らかなように、スロットル開度は、目標駆動輪回転数Ｗ
ETが次の（３）式になるように制御される。

上述したコントロールユニットＵTを用いたPI−PD制御
を、ブロック線図として第３図に示してあり、この第３
図に示す「Ｓ′」は「演算子」である。また、各サフィ
クス「ｎ」、「ｎ−１」は現時およびその１回前のサン
プリング時における各信号の値を示す。

ブレーキ制御スリップ制御時においては、コントロールユニットＵB
を用いた左右の駆動輪２、３の回転（スリップ）を、左
右独立に所定の目標すべり率ＳBTになるようにフィード
バック制御する。換言すれば、ブレーキ制御は次式
（４）で設定される駆動輪回転数ＷBTになるようにフィ
ードバック制御を行なう。

このブレーキの目標すべり率ＳBTは、本実施例では後述
するようにエンジンの目標すべり率ＳETよりも大きく設
定してある。換言すれば、本実施例のスリップ制御は、
所定ＳET（ＷET）になるようエンジン出力を増減すると
共に、それよりも大きなＳBT（ＷBT）になるようブレー
キによるトルク増減作用を行なうことにより、ブレーキ
の使用頻度を少なくしている。そして、本実施例では、
上記（４）式を満足するようなフィードバック制御を、
安定性に優れたＩ−PD制御によって行うようにしてあ
る。より具体的には、ブレーキ操作量（バルブ30、31に
おけるピストン44の操作量）Bnは、次式（５）によって
演算される。

ＫI：積分係数ＫD：比例係数ＦD：微分係数上記Bnが０より大きいとき（「正」のとき）がブレーキ
液圧の増圧であり、０以下のときが減圧となる。このブ
レーキ液圧の増減は、前述したようにバルブSV1〜SV4の
開閉を行なうことによりなされる。また、ブレーキ液圧
の増減速度の調整は、上記バルブSV1〜SV4の開閉時間の
割合（デューティ比）を調整（デューティ制御）するこ
とによりなされるが、上記（５）式により求められたBn
の絶対値に比例したデューティ制御とされる。したがっ
て、Bnの絶対値は、ブレーキ液圧の変化速度に比例した
ものとなり、逆に増減速度を決定するデューティ比がBn
を示すものともなる。

上述したコントロールユニットＵBによるＩ−PD制御
を、ブロック線図として第４図に示してあり、この第４
図に示す「Ｓ′」は「演算子」である。

スリップ制御の全体概要コントロールユニットＵによるスリップ制御の全体的な
概要について、第５図を参照しつつ説明する。なお、こ
の第５図中に示す符号、数値の意味することは、次の通
りである。

S/C:スリップ制御領域 E/G:エンジンによるスリップ制御 B/R:ブレーキによるスリップ制御 F/B:フィードバック制御 O/R:オープンループ制御 R/Y:リカバリ制御 B/A:バックアップ制御 A/S:緩衝制御Ｓ＝0.2:スリップ制御開始時のすべり率（ＳS）Ｓ＝0.17:ブレーキによる目標すべり率（ＳBT）Ｓ＝0.09:ブレーキによるスリップ制御を中止するとき
のすべり率（ＳBC）Ｓ＝0.06:エンジンによる目標すべり率（ＳET）Ｓ＝0.01〜0.02:緩衝制御を行う範囲のすべり率Ｓ＝0.01以下：バックアップ制御を行なう範囲のすべり
率上記数値は、実際にアイスバーンをスパイクタイヤによ
って走行して得たデータに基づいて示してある。そし
て、緩衝制御A/Sを行うＳ＝0.01と0.02、またブレーキ
によるスリップ制御中止時点のすべり率Ｓ＝0.09は、実
施例ではそれぞれ不変としてある。一方、ブレーキによ
る目標すべり率ＳBTおよびエンジンによる目標すべり率
ＳET、さらにはスリップ制御の開始時のすべり率ＳS
は、路面状況等によって変化されるものであり、第５図
ではその一例として「0.17」、「0.06」あるいは「0.
2」を示してある。そして、スリップ制御開始時のすべ
り率Ｓ＝0.2は、スパイクタイヤを用いたときに得られ
る最大グリップ力発生時点のすべり率を用いてある（第
13図実線参照）。このように、スリップ制御開始時のす
べり率を0.2と大きくしてあるのは、この最大グリップ
力が得られるときの実際のすべり率が求められるように
するためであり、この最大グリップ力発生時のすべり率
に応じて、エンジンおよびブレーキによる目標すべり率
ＳET、ＳBTが補正される。

なお、第13図実線は、スパイクタイヤのときのグリップ
力と横力との大きさ（路面に対する摩擦係数として示
す）が、すべり率との関係でどのように変化するかを示
してある。また、第13図破線は、ノーマルタイヤのとき
のグリップ力と横力との関係を示してある。

以上のことを前提として、時間の経過と共に第５図につ
いて説明する。

t₀〜t₁ すべり率Ｓがスリップ制御開始条件となるＳ＝0.2を越
えていないので、スリップ制御は行われない。すなわ
ち、駆動輪のスリップが小さいときは、スリップ制御し
ないことにより、加速性を向上させることができる（大
きなグリップ力を利用した走行）。勿論、このときは、
アクセル開度に対するスロットル開度の特性は、第12図
に示すように一律に定まる。

t₁〜t₂ スリップ制御が開始されると共に、すべり率がブレーキ
によるスリップ制御中止ポイント（Ｓ＝0.09）以上のと
きである。このときは、すべり率が比較的大きいので、
エンジンによる発生トルク低下とブレーキによる制動と
により、スリップ制御が行われる。また、エンジンの目
標すべり率（Ｓ＝0.06）よりもブレーキの目標すべり率
（Ｓ＝0.17）の方が大きいため、大きなスリップ時（Ｓ
＞0.17）はブレーキが加圧されるが、小さなスリップ時
（Ｓ＜0.17）では、ブレーキは加圧されずに、エンジン
のみの制御でスリップが収束するように制御される。

t₂〜t₄（リカバリ制御）スリップが収束（Ｓ＜0.2）してから所定時間（例えば1
70msec）の間、スロットルバルブ13は所定開度に保持さ
れる（オープンループ制御）。このとき、Ｓ＝0/2
（t₂）時点での最大加速度ＧMAXが求められて、このＧM
AXより路面の最大μ（駆動輪の最大グリップ力）が推定
される。そして、駆動輪の最大グリップ力を発生するよ
うに、スロットルバルブ13が上述のように所定時間保持
される。この制御は、スリップの収束が急速に起こるた
めフィードバック制御では応答が間に合わず、スリップ
収束直後に車体加速度Ｇが落ち込むことを防止するため
になされる。このため、スリップの収束が予測されると
（Ｓ＝0.2より低下）、上述のようにあらかじめ所定ト
ルクを確保して、加速性が向上される。

上記最大グリップ力を発生し得るような駆動輪への付与
トルクを実現するための最適スロットル開度ＴV_０は、
エンジン６のトルクカーブおよび変速比から理論的に求
まるが、実施例では、例えば第15図に示すようなマップ
に基づいて決定するようにしてある。このマップは実験
的手法によって作成してあり、ＧMAXが0.15以下と0.4以
上のときは、ＧMAXの計測誤差を勘案して所定の一定値
となるようにしてある。なお、この第12図に示すマップ
は、ある変速段（例えば１速）のときを前提としてお
り、他の変速段のときは最適スロットル開度ＴV_０を補
正するようにしてある。

t₄〜t₇（バックアップ制御、緩衝制御）すべり率Ｓが異常に低下したときに対処するために、バ
ックアップ制御がなされる（オープンループ制御）。す
なわち、Ｓ＜0.01となったときは、フィードバック制御
をやめて、段階的にスロットルバルブ13を開いていく。
そして、すべり率が0.01と0.02との間にあるときは、次
のフィードバック制御へと滑らかに移行させるため、緩
衝制御が行われる（t₄〜t₅およびt₆〜t₇）。このバック
アップ制御は、フィードバック制御やリカバリ制御でも
対処し得ないときに行われる。勿論、このバックアップ
制御は、フィードバック制御よりも応答速度が十分に速
いものとされる。

このバックアップ制御におけるスロットル開度の増加割
合は、実施例では、スロットル開度のサンプリングタイ
ム14msec毎に、前回のスロットル開度に対して0.5％開
度分だけ上乗せするものとしてある。

また、上記緩衝制御においては、第16図に示すように、
フィードバック制御演算によって得られるスロットル開
度T₂と、バックアップ制御演算によって得られるスロッ
トル開度T₁とを、現在のすべり率S₀によって比例配分す
ることにより得られるスロットル開度T₀とするようにし
てある。

t₇〜t₈ t₇までの制御を行うことによって、エンジンのみによる
スリップ制御へと滑らかに移行する。

t₈以降運転者Ｄによるアクセル69が全閉されたため、スリップ
制御が中止される。このとき、スロットルバルブ13の開
度を運転者Ｄの意志に委ねても、十分にトルクが減少し
ているため、再スリップの危険はない。なお、スリップ
制御の中止は、実施例では、このアクセルの全閉の他、
スリップ制御による目標スロットル開度が、運転者によ
り操作されるアクセル開度に対応した第12図により定ま
るスロットル開度よりも小さくなったときにも行なうよ
うにしてある。

ここで、駆動輪へ付与されている実際のトルクの大きさ
に応じた制御系の応答速度の調整は、前述した式（２）
におけるＫI、ＫP（エンジン用）、および式（５）にお
けるＫI（ブレーキ用）を変更することにより行われ
る。より具体的には、第19図に示すように、駆動輪への
実際の付与トルクが小さいほど上記ＫIあるいはＫPが大
きくされる（応答速度大）。そして、この駆動輪へ付与
されているトルクの大きさは、例えば、エンジン回転数
とアクセル開度（スロットル開度）とギア比とブレーキ
液圧とをパラメータとして理論的に算出することがで
き、この他、駆動系の抵抗をパラメータとしてさらに付
加することもできる。

スリップ制御の詳細（フローチャート）次に、第６図〜第11図のフローチャートを参照しつつ、
スリップ制御の詳細について説明するが、実施例では、
自動車１がぬかるみ等にはまり込んだスタック中に、ブ
レーキ制御を利用して当該ぬかるみ等から脱出するため
のスタック制御をも行なうようになっている。なお、以
下の説明でＰはステップを示す。

第６図（メイン） P1でシステムのイニシャライズが行われた後、P2におい
て、現在スタック中（ぬかるみ等にはまり込んで動きが
とれなくなったような状態）であるか否かが判別され
る。この判別は、後述するスタックフラグがセットされ
ているか否かをみることによって行なわれる。P2の判別
でNOのときは、P3においてアクセル69が全閉であるか否
かが判別される。このP3でNOと判別されたときは、P4に
おいて、現在のスロットル開度がアクセル開度よりも大
きいか否かが判別される。このP4でNOと判別されたとき
は、P5において、現在スリップ制御中であるか否かが判
別されるが、この判別は、スリップ制御フラグがセット
されているか否かをみることによって行なわれる。この
P5でNOと判別されたときは、P6において、スリップ制御
を行なうようなスリップが発生したか否かが判別され
る。この判別は、後述する左右前輪２、３についてのス
リップフラグがセットされているか否かをみることによ
って行なわれる。このP6でNOと判別されたときは、P7に
移行して、スリップ制御が中止される（通常の走行）。

前記P6でYESと判別されたときは、P8に移行して、スリ
ップ制御フラグがセットされる。引き続き、P9におい
て、エンジン（スロットル）用の目標すべり率ＳETの初
期値（実施例では0.06）がセットされ、またP10におい
てブレーキ用の目標すべり率ＳBTの初期値（実施例では
0.17）がセットされる。この後は、それぞれ後述するよ
うに、スリップ制御のために、P11でのブレーキ制御お
よびP12でのエンジン制御がなされる。なお、P9、P10で
の初期値の設定は、前回のスリップ制御で得られた最大
加速度ＧMAXに基づいて、後述するP76と同様の観点から
行なわれる。

前記P5においてYESと判別されたときは、前述したP11へ
移行して、引き続きスリップ制御がなされる。

前記P4でYESと判別されたときは、スリップ制御は不用
になったときであり、P14に移行する。このP14ではスリ
ップ制御フラグがリセットされる。次いで、P15でエン
ジン制御を中止し、P16でのブレーキ制御がなされる。
なお、このP16でのブレーキ制御では、スタック中に対
処したものとしてなされる。

前記P3でYESと判別されたときは、P13においてブレーキ
を解除した後、P14は以降の処理がなされる。

前記P2でYESと判別されたときには、P15以降の処理がな
される。

第７図、第８図第７図のフローチャートは、第６図のメインフローチャ
ートに対して、例えば14msec毎に割込みされる。

先ず、P21において、各センサ61〜68からの各信号がデ
ータ処理用として入力される。次いで、P22で後述する
スリップ検出の処理がなされた後、P23でのスロットル
制御がなされる。

P23でのスロットル制御は、第８図に示すフローチャー
トにしたがってなされる。先ず、P24において、スリッ
プ制御フラグがセットされているか否か、すなわち現在
スリップ制御を行っているか否かが判別される。このP2
4でYESのときは、スロットルバルブ13の制御が、スリッ
プ制御用として、すなわち第12図に示す特性に従わない
で、所定の目標すべり率ＳETを実現するような制御が選
択される。また、P24においてNOと判別されたときは、P
26において、スロットルバルブ13の開閉制御を、運転者
Ｄの意志に委ねるものとして（第12図に示す特性に従
う）選択される。このP25、P26の後は、P27において、
目標スロットル開度を実現させるための制御がなされる
（後述するP68、P70、P71に従う制御あるいは第12図の
特性に従う制御）。

第９図（スリップ検出処理）この第９図のフローチャートは、第７図のP22に対応し
たものである。このフローチャートは、スリップ制御の
対象となるようなスリップが発生したか否か、およびス
タックしているか否かを検出するためのものである。

先ず、P31で、クラッチ７が完全に接続されているか否
かが判別される。このP31でYESと判別されたときは、ス
タック中ではないときであるとして、P32においてスタ
ックフラグがリセットされる。次いで、P33において、
現在車速が低速すなわち例えば6.3km/hよりも小さいか
否かが判別される。

P33でNOと判別されたときは、P34において、ハンドル舵
角に応じて、スリップ判定用の補正値αが算出される
（第14図参照）。この後P35において、左駆動輪として
の左前輪２のすべり率が、所定の基準値0.2に上記P34で
のαを加えた値（0.2＋α）よりも大きいか否かが判別
される。このP35での判別で、YESのときは、左前輪２が
スリップ状態にあるとしてそのスリップフラグがセット
される。逆に、P35でNOと判別されたときは、左前輪３
のスリップフラグがリセットされる。なお、上記補正値
αは、旋回時における内外輪の回転差（特に駆動輪と従
動輪との回転差）を考慮して設定される。

P36あるいはP37の後は、P38、P39、P40において、右前
輪３についてのスリップフラグのセット、あるいはリセ
ットが、P35、P36、P37と同様にして行われる。

前記P33でYESと判別されたときは、低速時であり、車速
を利用したすなわち前記（１）式に基づくすべり率の算
出に誤差が大きくなるので、スリップ状態の判定を、駆
動輪の回転数のみによって検出するようにしてある。す
なわち、P41において、左前輪２の回転数が、車速10km/
h相当の回転数よりも大きいか否かが判別される。このP
41でYESと判別されたときは、P42において左前輪２のス
リップフラグがセットされる。逆に、P41でNOと判別さ
れたときは、P43において左前輪２のスリップフラグが
リセットされる。

P42、P43の後は、P44、P45、P46において、右前輪３に
ついてのスリップフラグがセットあるいはリセットが、
上記P41〜P43の場合と同様にして行われる。

前記P31において、NOと判別されたときは、スタック中
である可能性が考えられるときである（スタック中は、
運転者Ｄは半クラッチを使用しながらぬかるみ等から脱
出しようとする）。このときは、P51に移行して、駆動
輪としての左右前輪２と３との回転数の平均値が小さい
か否かが判別される（例えば車速に換算して2km/h以下
であるか否かが判別される）。P51でNOと判別されたと
きは、P52において、現在スタック制御中であるか否か
が判別される。P52でNOと判別されたときは、P53におい
て、右前輪３の回転数が、左前輪２の回転数よりも大き
いか否かが判別される。P53でYESと判別されたときは、
右前輪３の回転数が左前輪２の回転数の1.5倍よりも大
きいか否かが判別される。このP54でYESと判別されたと
きは、P56でスタックフラグがセットされる。逆にP54で
NOと判別されたときは、スタック中ではないとして、前
述したP32以降の処理がなされる。

また、前記P53でNOと判別されたときは、P55において、
左前輪２の回転数が、右前輪３の回転数の1.5倍よりも
大きいか否かが判別される。このP55でYESのとときはP5
6へ、またNOのときはP32へ移行する。

P56の後は、P57において、車速が6.3km/hよりも大きい
か否かが判別される。このP57でYESとされたときは、前
輪２、３の目標回転数を、車速を示す従動輪回転数の1.
25倍となるようにセットされる（すべり率0.2に相
当）。また、P57でNOのときは、P59において、前輪２、
３の目標回転数が、10km/hに一律にセットされる。

さらに、P51でYESのときは、P60において、ブレーキが
ゆっくり解除される。

第10図（エンジン制御）この第10図に示すフローチャートは、第６図のP12対応
している。

P61において、スリップが収束状態へ移行したか否か
（第５図のt₂時点を通過したときか否か）が判別され
る。このP61でNOのときは、P62において、左前輪２のす
べり率Ｓが0.2よりも大きいか否かが判別される。P62で
NOのときは、P63で右前輪３のすべり率Ｓが0.2よりも大
きいか否かが判別される。このP63でNOのときは、P64に
おいて、左右前輪２、３のうち片側のみブレーキ制御中
か、すなわちスプリット路を走行しているときであるか
否かが判別される。P64でYESのときは、P65において、
左右前輪２、３のうちすべり率の低い方の駆動輪に合せ
て、現在のすべり率が算出される（セレクトロー）。逆
に、P64でNOのときは、左右前輪２、３のうち、すべり
率の大きい方の駆動輪に合せて、現在のすべり率が算出
される（セレクトハイ）。なお、P62、P63でNOのとき
も、P66に移行する。

上記P65でのセレクトハイは、すべり易い方の駆動輪の
すべりを抑制すべく現在のすべり率を算出することによ
り、ブレーキの使用をより一層回避し得るものとなる。
逆に、上記P65でのセレクトローは、例えば左右駆動輪
が接地する路面の摩擦係数が異なるようなスプリット路
を走行する場合に、ブレーキによってすべり易い方の駆
動輪のスリップを抑制しつつ、すべり難い側の駆動輪の
グリップ力を生かした走行が行なえることとなる。な
お、このセレクトローの場合は、ブレーキの酷使を避け
るため、例えば一定時間に限定したり、あるいはブレー
キが過熱した場合にこのセレクトローを中止させるよう
なバックアップ手段を講じておくとよい。

P65、P66の後は、P67において、現在のすべり率Ｓが0.0
2よりも大きいか否かが判別される。このP67でYESのと
きは、P68において、スロットルバルブ13が、スリップ
制御のためにフィードバック制御される。勿論、このと
きは、スロットルバルブ13の目標スロットル開度（Tn）
は、P65、P66で設定されたあるいは後述するP76で変更
された目標すべり率ＳETを実現すべく設定されると共
に、駆動輪への付与トルクを増大させる速さの調整も合
せて行われる。

P67でNOのときは、P69において、現在のすべり率Ｓが0.
01よりも大きいか否かが判別される。このP69でYESのと
きはP70において、前述した緩衝制御がなされる。ま
た、P69でNOのときは、P71において、前述したバックア
ップ制御がなされる。

一方、P61でYESのときは、P72へ移行して、スリップ収
束後所定時間（リカバリ制御を行う時間で、実施例では
前述したように170msec）経過したか否かが判別され
る。P72でNOのときは、リカバリ制御を行うべく、P73以
降の処理がなされる。すなわち、先ず、P73で、自動車
１の最大加速度ＧMAXが計測される（第５図t₂時点）。
次いで、P74において、このＧMAXが得られるような最適
スロットル開度Tv₀が設定される（第15図参照）。さら
に、P75において、変速機８の現在の変速段に応じて、P
74での最適スロットル開度Tv₀が補正される。すなわ
ち、変速段の相違によって、駆動輪への付与トルクも異
なるため、P74ではある基準の変速段についての最適ス
ロットル開度Tv₀を設定して、P75でこの変速段の相違を
補正するようにしてある。この後P76において、P73での
ＧMAXより路面の摩擦係数を推定して、エンジン（スロ
ットル）、ブレーキによるスリップ制御の目標すべり率
ＳET、ＳBTを共に変更する。なお、この目標すべり率Ｓ
ET、ＳBTをどのように変更するのについては後述する。

前記P72でYESのときは、リカバリ制御終了ということ
で、前述したP62以降の処理がなされる。

第11図（ブレーキ制御）この第11図に示すフローチャートは、第６図のP11およ
びP16に対応している。

先ず、P81において、現在スタック中であるか否かが判
別される。P81でNOのときは、P82において、ブレーキの
応答速度Bn（SV1〜SV4の開閉制御用デューティ比に相
当）のリミット値（最大値）を、車速に応じた関数（車
速が大きい程大きくなる）として設定する。逆に、P81
でYESのときは、P83において、上記リミット値BLMを、P
82の場合よりも小さな一定値として設定する。なお、こ
のP82、83の処理は、Bnとして前記（５）式によって算
出されたままのものを用いた場合に、ブレーキ液圧の増
減速度が速過ぎて振動発生等の原因になることを考慮し
てなされる。これに加えて、P83では、スタック中から
の脱出のため駆動輪への制動力が急激に変化するのが特
に好ましくないため、リミット値として小さな一定値と
してある。

P82あるいはP83の後に、P84において、すべり率Ｓが、
ブレーキ制御の中止ポイントとなる0.09よりも大きいか
否かが判別される。P84でYESのときは、P85において、
右前輪用ブレーキ22の操作速度Bnが算出される（第４図
のＩ−PD制御におけるBnに相当）。勿論、このP85でのB
nの設定により、駆動輪への付与トルク増大方向の速さ
の調整も合せて行われる。この後、P86において、上記B
nが「０」より大きいか否かが判別される。この判別
は、ブレーキの増圧方向を正、減圧方向を負と考えた場
合、増圧方向であるか否かの判別となる。P86でYESのと
きは、P87において、Bn＞BLMであるか否かが判別され
る。P87でYESのときは、Bnをリミット値BLMに設定した
後、P89において、右ブレーキ22の増圧がなされる。ま
た、P87でNOのときは、P85で設定されたBnの値でもっ
て、P89での増圧がなされる。

前記P86でNOのときは、Bnが「負」あるいは「０」であ
るので、P90でBnを絶対値比した後、P91〜93の処理を経
る。このP91〜P93は、右ブレーキ22の減圧を行うときで
あり、P87、P88、P89の処理に対応している。

P89、P93の後は、P94に移行して、左ブレーキ21につい
ても右ブレーキ22と同じように増圧あるいは減圧の処理
がなされる（P84〜P93に対応した処理）。

一方、P84でNOのときは、ブレーキ制御を中止するとき
なので、P95においてブレーキの解除がなされる。

なお、P85とP86との間において、駆動輪の実際の回転数
と目標回転数（実際のすべり率と目標すべり率）との差
が大きいときは、例えば前記（５）式における積分定数
ＫIを小さくするような補正を行なうことにより、ブレ
ーキのかけ過ぎによる加速の悪化やエンストを防止する
上で好ましいものとなる。

目標すべり率ＳET、ＳBTの変更（P76）前記P76において変更されるエンジンとブレーキとの目
標すべり率ＳET、ＳBTは、P73で計測された最大加速度
ＧMAXに基づいて、例えば第17図に示すように変更され
る。この第17図から明らかなように、原則として、最大
加速度ＧMAXが大きいほど、目標すべり率ＳET、ＳBTを
大きくするようにしてある。そして、目標すべり率ＳE
T、ＳBTには、それぞれリミット値を設けるようにして
ある。

さて次に、目標すべり率ＳET、ＳBTとの設定関係が、自
動車１の走りの感覚にどのように影響するかについて説
明する。

駆動輪のグリップ力ＳETとＳBTとを全体的に第17図上方方向にオフセットさ
せる。そして、グリップ力を大きくするには、上方向へ
のオフセットを行う。すなわち、スパイクタイヤの特性
として、第13図に示すように、すべり率0.2〜0.3位まで
は摩擦係数μは増加方向にあるため、すべり率0.2〜0.3
以下の範囲で使用する限り上述のことが言える。

加速感加速感は、ＳETとＳBTとの「差」を変えることによって
変化し、この「差」が小さいほど加速感が大きくなる。
すなわち、実施例のように、ＳETをＳBTよりも小さい値
として設定した場合、すべり率が大きいときはブレーキ
制御が主として働き、すべり率が小さいときはエンジン
制御が主として働くことになる。したがって、ＳETとＳ
BTとの「差」を小さくした場合、ブレーキ制御とエンジ
ン制御とがほぼ同配分で働く方向に近づいてくる。つま
り、ブレーキによりエンジンの発生トルクをしぼって駆
動輪を駆動している状態となり、加速のためにトルクを
急速に増加させた場合は、ブレーキをゆるめるだけで駆
動輪へのトルクが応答遅れなく増大する。

加速のなめらかさＳBTを大きく、すなわちＳETに比して相対的により大き
くする。このことは、エンジン制御の優先度を高めるこ
とにより、エンジン制御の利点である滑らかなトルク変
化をより効果的に発生させ得ることを意味する。

コーナリング中の安定性ＳETを小さくすなわちＳBTに比して相対的により小さく
する。このことは、第13図からも明らかなように、最大
グリップ力発生時点となるすべり率Ｓ＝0.2〜0.3以下の
範囲では、目標すべり率を下げることにより、駆動輪の
グリップ力を小さくする一方、横力を大きくして、曲げ
る力を増大させることになる。

上述した〜の特性（モード）の選択は、マニュアル
式に選択させるようにすることができる。

前述したように、駆動輪への付与トルクを増大させる方
向の速さは、駆動輪へ実際に付与されているトルクが大
きいときは小さいときに比してさくされるが（第19
図）、この実際の付与トルクの相違による駆動輪の回転
数変化の様子を第18図に示してある。このように実際の
付与トルクに応じて、駆動輪への付与トルク増大速さを
調整するので、スリップを所定の目標値に速く収束させ
つつ、この付与トルクが過大になることに伴う駆動輪の
再スリップを確実に防止することができる。

以上実施例について説明したが、本発明はこれに限らず
例えば次のような場合をも含むものである。

駆動輪への付与トルクの調整は、エンジン制御、ブレ
ーキ制御の他、クラッチ７の締結状態を調整することに
より、あるいは変速機８の変速比を変える（特に無断変
速機の場合に効果的）こと等、駆動輪への付与トルクを
調整し得る適宜の構成要素のいずれか１つあるいはその
組合せによって行うことができる。

エンジン６の発明トルク調整としては、エンジンの発
生出力に最も影響を与える要因を変更制御するものが好
ましい。すなわち、いわゆる負荷制御によって発生トル
クを調整するものが好ましく、オットー式エンジン（例
えばガソリンエンジン）にあっては混合気量を調整する
ことにより、またディーゼルエンジンにあっては燃料噴
射量を調整することが好ましい。しかしなら、この負荷
制御に限らず、オットー式エンジンにあっては点火時期
を調整することにより、またディーゼルエンジンにあっ
ては燃料噴射時期を調整することにより行ってもよい。
さらに、過給を行うエンジンにあっては、過給圧を調整
することにより行ってもよい。勿論、パワーソースとし
ては、内燃機関に限らず、電気モータであってもよく、
この場合の発生トルクの調整は、モータへの供電電力を
調整することにより行えばよい。

自動車１としては、前輪２、３が駆動輪のものに限ら
ず、後輪４、５が駆動輪のものであってもよくあるいは
４輪共に駆動輪とされるものであってもよい。

駆動輪のすべり状態を検出するには、実施例のように
駆動輪の回転数のように直接的に検出してもよいが、こ
の他、車両の状態に応じてこのすべり状態を予測、すな
わち間接的に検出するようにしてもよい。このような車
両の状態としては、例えば、パワーソースの発生トルク
増加あるいは回転数増加、アクセル開度の変化、駆動軸
の回転変化の他、操舵状態（コーナリング）、車体の浮
上り状態（加速）、積載量等が考えられる。これに加え
て、大気温度の高低、雨、雪、アイスバーン等の路面μ
を自動的に検出あるいはマニュアル式にインプットし
て、上記駆動輪のすべり状態の予測をより一層適切なも
のとすることもできる。

第２図のブレーキ液圧回路およびセンサ64、64、66
は、既存のABS（アンチブレーキロックシステム）のも
のを利用し得る。

駆動輪への付与トルクを減少させる方向への速度を調
整するようにしてもよい。この場合も、付与トルク増大
方向への速度調整と同様に、駆動輪への付与トルクが大
きいときは小さいときに比して応答速度を遅くするよう
にするとよい。

付与トルクの変更速度（応答速度）は、実施例のよう
に（２）、（３）式の制御利得を調整することにより行
うだけでなく、この付与トルクの変化速度に影響を与え
る制御系の適宜のパラメータを調整することにより行う
ことができる。

駆動輪へ付与されているトルクを検出するには、別途
トルクセンサを用いて行なうようにしてもよい。

（発明の効果）本発明は以上述べたことから明らかなように、駆動輪の
スリップの大きさを目標値へ向けてすみやかに収束させ
つつ、スリップ制御中に再び大きなスリップが生じてつ
まりオーバシュートとなって操縦安定性が低下してしま
うような事態を確実に回避し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。第２図はブレーキ液圧の制御回路の一例を示す図。第３図はスロットルバルブをフィードバック制御すると
きのブロック線図。第４図はブレーキをフィードバック制御するときのブロ
ック線図。第５図は本発明の制御例を図式的に示すグラフ。第６図は〜第11図は本発明の制御例を示すフローチャー
ト。第12図はスリップ制御を行なわないときのアクセル開度
に対するスロットル開度の特性を示すグラフ。第13図は駆動輪のグリップ力と横力との関係を、すべり
率と路面に対する摩擦係数との関係で示すグラフ。第14図はスリップ制御開始時のすべり率をハンドル舵角
に応じて補正するときの補正値を示すグラフ。第15図はリカバリ制御時における最大加速度に対応した
最適スロットル開度を示すグラフ。第16図は緩衝制御を行なうときのすべり率とスロットル
開度との関係を示すグラフ。第17図は目標すべり率を決定する際に用いるマップの一
例を示すグラフ。第18図は駆動輪への付与トルクの大小と制御系の応答速
度の大小との関係を図式的に示すグラフ。第19図は駆動輪への付与トルクと応答速度との関係を示
すグラフ。第20図は本発明の全体構成図。 1:自動車２、3:前輪（駆動輪）４、5:後輪（従動輪） 6:エンジン（パワーソース） 7:クラッチ 8:変速機 13:スロットルバルブ 14:スロットルアクチュエータ 21〜24:ブレーキ 27:マスタシリンダ 30、31:液圧制御バルブ 32:ブレーキペダル 61:センサ（スロットル開度） 62:センサ（クラッチ） 63:センサ（変速段） 64、65:センサ（駆動輪回転数） 66:センサ（従動輪回転数） 67:センサ（アクセル開度） 68:センサ（ハンドル舵角） 69:アクセル 70:ハンドル SV1〜SV4:電磁開閉バルブ U:コントロールユニット

フロントページの続き (72)発明者尾中徹広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (56)参考文献特開昭60−99757（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動輪への付与トルクを制御することによ
り駆動輪の路面に対するスリップが過大になるのを防止
するようにした自動車のスリップ制御装置において、駆動輪への付与トルクを調整するトルク調整手段と、駆動輪の路面に対するスリップ値を検出するスリップ検
出手段と、前記スリップ検出手段で検出された駆動輪の実際のスリ
ップ値と所定の目標スリップ値との偏差がなくなるよう
に前記トルク調整手段を制御するスリップ制御手段と、駆動輪へ付与されているトルクの大きさを検出する付与
トルク検出手段と、前記付与トルク検出手段で検出されるトルクが大きいと
きには小さいときに比して、駆動輪への付与トルクを増
加させる方向の応答速度を、前記偏差に応じた制御量を
小さくすることによって小さく設定する応答速度変更手
段と、を備えていることを特徴とする自動車のスリップ制御装
置。