JPH0988655A - 車輪の駆動トルク制御装置 - Google Patents
車輪の駆動トルク制御装置Info
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- JPH0988655A JPH0988655A JP7273377A JP27337795A JPH0988655A JP H0988655 A JPH0988655 A JP H0988655A JP 7273377 A JP7273377 A JP 7273377A JP 27337795 A JP27337795 A JP 27337795A JP H0988655 A JPH0988655 A JP H0988655A
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/16—Inhibiting or initiating shift during unfavourable conditions, e.g. preventing forward reverse shift at high vehicle speed, preventing engine over speed
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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
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- 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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- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/14—Control of torque converter lock-up clutches
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- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Controls For Constant Speed Travelling (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】車両の加速時や発進時の路面とタイヤとのスリ
ップ率を正確かつ迅速に目標値に制御する。 【解決手段】スリップ率が目標値と一致した時に符号を
変化する判定関数を設定する。判定関数を時間積分した
積分項を含む切換関数を設定し、切換関数に比例するよ
うに駆動トルク目標値を設定する。あるいは、判定関数
に基づき設定した駆動トルク目標値を駆動輪の角加速度
に応じた補正値で補正する。
ップ率を正確かつ迅速に目標値に制御する。 【解決手段】スリップ率が目標値と一致した時に符号を
変化する判定関数を設定する。判定関数を時間積分した
積分項を含む切換関数を設定し、切換関数に比例するよ
うに駆動トルク目標値を設定する。あるいは、判定関数
に基づき設定した駆動トルク目標値を駆動輪の角加速度
に応じた補正値で補正する。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の発進時や
加速時の車輪の駆動トルクを最適化するための制御技術
に関する。
加速時の車輪の駆動トルクを最適化するための制御技術
に関する。
【従来の技術】自動車の発進時や加速時に駆動輪が過度
のスリップを起こさないように、車輪速度と車体速度の
差に基づき駆動輪の駆動トルクをフィードバック制御す
ることは、例えば以下の文献に開示されている。 ［１］Ｔａｎ ａｎｄ Ｃｈｉｎ：ｖｅｈｉｃｌｅ Ｔ
ｒａｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：Ｖａｒｉａｂｌｅ
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｐｐｒｏａｃ
ｈ，Ｔｒａｎｓ．ｏｆ ＡＳＭＥ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓ
ｙｓｔｅｍｓ，Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ａｎｄ Ｃｏ
ｎｔｒｏｌ，１１３２２３／２３０（１９９１） ［２］Ｃｈｉｎ，Ｗｉｌｌｉａｍ，Ｓｉｄｌｏｓｋｙ，
Ｒｕｌｅ ａｎｄ Ｓｐａｒｓｃｈｕ：Ｓｌｉｄｉｎｇ
−Ｍｏｄｅ ＡＢＳ Ｗｈｅｅｌ−ＳｌｉｐＣｏｎｔｒ
ｏｌ，Ｐｒｏｃ．ｏｆ Ａｍ．Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｎ
ｆ．１／５（１９９２）
のスリップを起こさないように、車輪速度と車体速度の
差に基づき駆動輪の駆動トルクをフィードバック制御す
ることは、例えば以下の文献に開示されている。 ［１］Ｔａｎ ａｎｄ Ｃｈｉｎ：ｖｅｈｉｃｌｅ Ｔ
ｒａｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：Ｖａｒｉａｂｌｅ
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｐｐｒｏａｃ
ｈ，Ｔｒａｎｓ．ｏｆ ＡＳＭＥ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓ
ｙｓｔｅｍｓ，Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ａｎｄ Ｃｏ
ｎｔｒｏｌ，１１３２２３／２３０（１９９１） ［２］Ｃｈｉｎ，Ｗｉｌｌｉａｍ，Ｓｉｄｌｏｓｋｙ，
Ｒｕｌｅ ａｎｄ Ｓｐａｒｓｃｈｕ：Ｓｌｉｄｉｎｇ
−Ｍｏｄｅ ＡＢＳ Ｗｈｅｅｌ−ＳｌｉｐＣｏｎｔｒ
ｏｌ，Ｐｒｏｃ．ｏｆ Ａｍ．Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｎ
ｆ．１／５（１９９２）
【発明が解決しようとする課題】これらの文献に開示さ
れる装置は車体速度と車輪速度を引数とする関数を設定
し、関数値の正負に応じて制動トルクを切り換えること
で路面とタイヤのスリップ率を目標値へと制御してい
る。しかし、この装置の場合には駆動トルクを発生させ
るエンジンのスロットル操作に対する反応遅れにより駆
動トルクがハンチングを起こし、望ましい値にならない
場合がある。また、制御装置がデジタル計算機で構成さ
れ、有限のサンプリング間隔でサンプルされた車体速度
や車輪速度のデータをもとに、関数計算の所要時間に起
因して駆動トルクの制御に応答遅れが発生し、駆動トル
クやスリップ率がハンチングを起こしやすいという問題
がある。ハンチングを抑制するには駆動トルクの切り換
えを急激に行わず、駆動トルクが最大値から最小値まで
滑らかに変化するように関数値の特性を設定すれば良
い。しかしながら、このように駆動トルクを漸変的に変
化させると制御誤差が大きくなり、スリップ率の目標値
と実際値とが正確に一致しない場合がある。本発明は上
記問題点を解決すべくなされたもので、簡単な制御アル
ゴリズムで路面とタイヤのスリップ率を正確に制御する
ことを目的とする。
れる装置は車体速度と車輪速度を引数とする関数を設定
し、関数値の正負に応じて制動トルクを切り換えること
で路面とタイヤのスリップ率を目標値へと制御してい
る。しかし、この装置の場合には駆動トルクを発生させ
るエンジンのスロットル操作に対する反応遅れにより駆
動トルクがハンチングを起こし、望ましい値にならない
場合がある。また、制御装置がデジタル計算機で構成さ
れ、有限のサンプリング間隔でサンプルされた車体速度
や車輪速度のデータをもとに、関数計算の所要時間に起
因して駆動トルクの制御に応答遅れが発生し、駆動トル
クやスリップ率がハンチングを起こしやすいという問題
がある。ハンチングを抑制するには駆動トルクの切り換
えを急激に行わず、駆動トルクが最大値から最小値まで
滑らかに変化するように関数値の特性を設定すれば良
い。しかしながら、このように駆動トルクを漸変的に変
化させると制御誤差が大きくなり、スリップ率の目標値
と実際値とが正確に一致しない場合がある。本発明は上
記問題点を解決すべくなされたもので、簡単な制御アル
ゴリズムで路面とタイヤのスリップ率を正確に制御する
ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、図１
１に示すように駆動輪速度の検出手段１０１と、車体速
度の検出手段１０２と、駆動輪速度と車体速度から駆動
輪のスリップ率を計算する手段１０３と、スリップ率が
あらかじめ設定された目標値と一致するように駆動輪の
駆動トルクを制御する手段１０４とを備えた車輪の駆動
トルク制御装置において、前記スリップ率が目標値と一
致した時に符号を変化する判定関数を設定する手段１０
５と、判定関数を時間積分した積分項を含む切換関数を
設定する手段１０６と、切換関数の値に応じて駆動トル
ク目標値を決定する手段１０７とを備え、前記駆動トル
ク制御手段１０４が駆動トルクを駆動トルク目標値へと
制御する。請求項２の発明は、請求項１の発明において
前記判定関数を次式（Ａ）で、前記切換関数を次式
（Ｂ）でそれぞれ定義する。 式（Ａ）： σ（ｔ）＝η・ｘｖ（ｔ）＋ｘｗ（ｔ） ただし、η＝λ０−１ σ（ｔ）：判定関数 ｘｖ（ｔ）：車体速度 ｘｗ（ｔ）：駆動輪速度 λ０：目標スリップ率 λ：スリップ率 ただし、ｓ（ｔ）：切換関数 ｋ１：定数 請求項３の発明は、請求項２に記載の発明において、前
記駆動トルク目標値を次式（Ｃ）により決定する。 式（Ｃ）： ｕｃｍｄ（ｔ）＝Ｊｗ・ｑ（ｔ） Ｊｗ，ｑ＋，ｑ−，δ：定数 ｕｃｍｄ（ｔ）：駆動トルク目標値 ｆ（ｓ）：単調減少関数，ｆ（０）＝ｑ−，ｆ（δ）＝
ｑ＋ 請求項４の発明は、図１２に示すように、駆動輪速度の
検出手段２０１と、車体速度の検出手段２０２と、駆動
輪速度と車体速度から駆動輪のスリップ率を計算する手
段２０３と、スリップ率があらかじめ設定された目標値
と一致するように駆動輪の駆動トルクを制御する手段２
０４とを備えた車輪の駆動トルク制御装置において、前
記スリップ率が目標値と一致した時に符号を変化する判
定関数を設定する手段２０５と、判定関数の値に応じて
駆動トルクの目標値を演算する手段２０６と、駆動輪の
角加速度を検出する手段２０７と、角加速度に応じた補
正値で前記駆動トルク目標値を補正する手段２０８とを
備え、前記制御手段２０４が駆動トルクを補正後の駆動
トルク目標値へと制御する。請求項５の発明は、請求項
４の発明において、前記判定関数を次式（Ｄ）で定義す
る。 式（Ｄ）： ｓ（ｔ）＝η・ｘｖ（ｔ）＋ｘｗ（ｔ） ただし、η＝λ０−１ ｓ（ｔ）：判定関数 ｘｖ（ｔ）：車体速度 ｘｗ（ｔ）：駆動輪速度 λ０：目標スリップ率 λ：スリップ率 請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記駆動
トルク目標値の演算と補正を次式（Ｅ）で定義する。 Ｊｗ，ｖ＋，ｖ−，ｋｗ：定数 ｕｃｍｄ（ｔ）：駆動トルク目標値
１に示すように駆動輪速度の検出手段１０１と、車体速
度の検出手段１０２と、駆動輪速度と車体速度から駆動
輪のスリップ率を計算する手段１０３と、スリップ率が
あらかじめ設定された目標値と一致するように駆動輪の
駆動トルクを制御する手段１０４とを備えた車輪の駆動
トルク制御装置において、前記スリップ率が目標値と一
致した時に符号を変化する判定関数を設定する手段１０
５と、判定関数を時間積分した積分項を含む切換関数を
設定する手段１０６と、切換関数の値に応じて駆動トル
ク目標値を決定する手段１０７とを備え、前記駆動トル
ク制御手段１０４が駆動トルクを駆動トルク目標値へと
制御する。請求項２の発明は、請求項１の発明において
前記判定関数を次式（Ａ）で、前記切換関数を次式
（Ｂ）でそれぞれ定義する。 式（Ａ）： σ（ｔ）＝η・ｘｖ（ｔ）＋ｘｗ（ｔ） ただし、η＝λ０−１ σ（ｔ）：判定関数 ｘｖ（ｔ）：車体速度 ｘｗ（ｔ）：駆動輪速度 λ０：目標スリップ率 λ：スリップ率 ただし、ｓ（ｔ）：切換関数 ｋ１：定数 請求項３の発明は、請求項２に記載の発明において、前
記駆動トルク目標値を次式（Ｃ）により決定する。 式（Ｃ）： ｕｃｍｄ（ｔ）＝Ｊｗ・ｑ（ｔ） Ｊｗ，ｑ＋，ｑ−，δ：定数 ｕｃｍｄ（ｔ）：駆動トルク目標値 ｆ（ｓ）：単調減少関数，ｆ（０）＝ｑ−，ｆ（δ）＝
ｑ＋ 請求項４の発明は、図１２に示すように、駆動輪速度の
検出手段２０１と、車体速度の検出手段２０２と、駆動
輪速度と車体速度から駆動輪のスリップ率を計算する手
段２０３と、スリップ率があらかじめ設定された目標値
と一致するように駆動輪の駆動トルクを制御する手段２
０４とを備えた車輪の駆動トルク制御装置において、前
記スリップ率が目標値と一致した時に符号を変化する判
定関数を設定する手段２０５と、判定関数の値に応じて
駆動トルクの目標値を演算する手段２０６と、駆動輪の
角加速度を検出する手段２０７と、角加速度に応じた補
正値で前記駆動トルク目標値を補正する手段２０８とを
備え、前記制御手段２０４が駆動トルクを補正後の駆動
トルク目標値へと制御する。請求項５の発明は、請求項
４の発明において、前記判定関数を次式（Ｄ）で定義す
る。 式（Ｄ）： ｓ（ｔ）＝η・ｘｖ（ｔ）＋ｘｗ（ｔ） ただし、η＝λ０−１ ｓ（ｔ）：判定関数 ｘｖ（ｔ）：車体速度 ｘｗ（ｔ）：駆動輪速度 λ０：目標スリップ率 λ：スリップ率 請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記駆動
トルク目標値の演算と補正を次式（Ｅ）で定義する。 Ｊｗ，ｖ＋，ｖ−，ｋｗ：定数 ｕｃｍｄ（ｔ）：駆動トルク目標値
【作用】検出手段１０１と１０２が検出した駆動輪速度
と車体速度からスリップ率計算手段１０３が駆動輪のス
リップ率を計算する。設定手段１０５がスリップ率に基
づく判定関数を設定し、設定手段１０６が判定関数を時
間積分した積分項を含む切換関数を設定する。この切換
関数に応じて決定手段１０７か駆動トルク目標値を決定
する。このとき、判定関数を時間積分した積分項がスリ
ップ率を目標値に一致させる。制御手段１０４が駆動ト
ルクをこの目標値へと制御することにより、スリップ率
を早期に目標スリップ率へと収束させる。。また、検出
手段２０１と２０２が検出した駆動輪速度と車体速度か
らスリップ率計算手段２０３が駆動輪のスリップ率を計
算する。設定手段２０５がスリップ率に基づく判定関数
を設定し、演算手段２０６が判定関数に基づき駆動トル
ク目標値を演算する。一方、検出手段２０７が駆動輪の
角加速度を検出し、補正手段２０８がこの角加速度に応
じた補正値で駆動トルク目標値を補正する。制御手段２
０４が補正した目標値へと駆動トルクを制御することに
より、スリップ率のハンチングを抑制する。
と車体速度からスリップ率計算手段１０３が駆動輪のス
リップ率を計算する。設定手段１０５がスリップ率に基
づく判定関数を設定し、設定手段１０６が判定関数を時
間積分した積分項を含む切換関数を設定する。この切換
関数に応じて決定手段１０７か駆動トルク目標値を決定
する。このとき、判定関数を時間積分した積分項がスリ
ップ率を目標値に一致させる。制御手段１０４が駆動ト
ルクをこの目標値へと制御することにより、スリップ率
を早期に目標スリップ率へと収束させる。。また、検出
手段２０１と２０２が検出した駆動輪速度と車体速度か
らスリップ率計算手段２０３が駆動輪のスリップ率を計
算する。設定手段２０５がスリップ率に基づく判定関数
を設定し、演算手段２０６が判定関数に基づき駆動トル
ク目標値を演算する。一方、検出手段２０７が駆動輪の
角加速度を検出し、補正手段２０８がこの角加速度に応
じた補正値で駆動トルク目標値を補正する。制御手段２
０４が補正した目標値へと駆動トルクを制御することに
より、スリップ率のハンチングを抑制する。
【発明の実施の形態】図１〜図１０を参照して、本発明
の実施の形態を説明する。図１に示すように、エンジン
１は吸気スロットル１１の開度に応じて出力トルクを変
動させる。出力トルクはコントロールユニット３の出力
信号に応動してトルクを分配するトルク分配機２を介し
て左右の駆動輪１０に伝達され、駆動輪１０を回転駆動
する。吸気スロットル１１の開閉はアクセルペダル８に
より行う。コントロールユニット３には、駆動輪１０の
回転速度ｘｗ（ｔ）を検出する車輪速センサ４、自動車
の車体の速度ｘｖ（ｔ）を検出する車速センサ５、アク
セルペダル８の踏込角θ（ｔ）を検出するアクセルペダ
ル踏込角センサ６からの信号が入力される。車輪速セン
サ４は２つの駆動輪１０の各々に設けられる。車速セン
サ５は例えば車体に作用する前後方向の加速度αを検出
する加速度センサと、その出力を積分する積分器によっ
て構成する。あるいは、コントロールユニット３におい
て次式により車速ｘｖ（ｔ）を計算しても良い。 ただし、ｘｖ（ｔ０）は初期値、Ｒｗは車輪半径であ
る。さらに、非駆動輪２０に車輪速センサを設け、非駆
動輪２０の回転速度を検出して車体速度ｘｖ（ｔ）とし
ても良い。コントロールユニット３は例えばマイクロコ
ンピュータで構成され、入力される駆動輪速度ｘ
ｗ（ｔ）、車体速度ｘｖ（ｔ）、アクセルペダル踏込角
θ（ｔ）の各信号に対して、以下の式（１）〜（７）に
より目標駆動トルクＵｃｍｄ（ｔ）を求める。 ここで、ｉは車輪番号を示す添字である。例えば、駆動
輪１０が後輪２輪の の各駆動輪の速度に対して判定関数のσｉ計算される。
ηは所定値であり、路面とタイヤとのスリップ率の目標
値λ０から以下の式で決める。 η＝λ０−１ なお、路面とタイヤとのスリップ率λｉは次式で定義す
る。 定義からσｉ（ｔ）＝０はスリップ率λｉが目標値λ０
に一致したことを意味する。σｉ（ｔ）＞０はスリップ
率が目標値より大きく、σｉ（ｔ）＜０はスリップ率が
目標値より小さいことを意味する。次に切換関数ｓ
ｉ（ｔ）を次式で演算する。 ただし、ｔは現在の時刻、ｋ１はあらかじめ定めた正の
定数である。 ｆ（ｓｉ）はｆ（０）＝ｑｉ −、ｆ（δ）＝ｑｉ ＋を満
たす滑らかな単調減少関数、δは正の所定値である。ｑ
ｉ ＋、ｑｉ −は次の条件を満たす定数である。 と（７）を満たすようなｑｉ ＋、ｑｉ −が必ず存在す
る。図４はｑｉ（ｔ）をグラフに表したものである。そ
して、アクセルペダル踏込角θ（ｔ）と求めた目標駆動
トルクｕｃｍｄ（ｔ）とから、目標駆動トルクｕｃｍｄ
（ｔ）を実現するために必要な吸気スロットル１１の開
度補正量を計算し、補正信号をスロットル補正機構９に
出力する。スロットル補正機構９は吸気スロットル１１
に取り付けられ、補正信号に応じて吸気スロットル１１
の開度を補正する。コントロールユニット３による上記
の計算と制御を図２と３のフローチャートを用いて説明
する。まず、図２のフローチャートは基本ルーチンであ
り、ステップＳ１において、サンプル時刻かどうかを判
定する。このステップはこのルーチンを一定周期で実行
するために設けられる。具体的には現時刻のカウンタ値
ｔがサンプル周期Ｔのｎ（整数）倍に等しいかどうかを
判定し、等しい場合にのみステップＳ２以降のルーチン
を実行する。ステップＳ２においては、アクセルペダル
の踏込角θ（ｔ）を読み込み、ステップＳ３でθ（ｔ）
が所定値θ０以上であるかどうかを判定する。一般に、
加速においてスリップが発生するのはアクセルペダルが
ある程度以上に踏み込まれたときであり、それ以外の場
合は駆動力制御の必要はないので、駆動力制御を行わず
にルーチンを終了する。アクセルペダルの踏込角θ
（ｔ）がθ０以上の場合は、図３に示す駆動力制御ルー
チンを実行する ついで、ステップＳ１２〜Ｓ１４で式（１）〜（７）の
計算を実行して、各輪の駆動トル 次に、ステップＳ１５において、エンジントルクＴＥが
以下の式に一致するようにスロットル開度を補正する。 ただし、ｋＧは（エンジントルク）／（駆動輪の駆動ト
ルク）に対応するギヤ比であ 分配する。ここで、自動車の駆動輪数ηｗとすると、加
速の運動方程式は次のように表すことができる。 ただし、 ここで、 である。 となる。このとき、ｓｉ（ｔ）も一定値となる。ｓ
ｉ（ｔ）が一定値になるには定義から、σ（ｔ）＝０す
なわちλｉ＝λ０とならなくてはならない。 在することが式（１０）から明らかである。よって、ｓ
ｉ（ｔ）＜０及びｓｉ（ｔ）＞δでは Ｖｉ（ｔ）が安定するのでｓｉ（ｔ）も一定値で安定す
る。これはλｉ＝λ０を意味する。このようにして、ス
リップ率λ１は図５に示すように短時間のうちに目標値
λ０へ 対してスリップ率λ０に対応する一定の速度差をもって
追随する。このように、切換関数に積分項を設けること
により効率の良い安定した加速動作を実現することがで
きる。図７に上記実施例の構成をより簡略化した第２の
実施例を示す。この実施例はトルク分配機２の代わりに
通常のディファレンシャルギヤ２３を備えた車両に適用
する。ここでは、駆動輪１０ごとに車輪速センサ４を設
ける代わりに、プロペラシャフト２１に回転数センサ２
２を設け、ηｗ＝１として ただし、Ｋｐは（駆動輪速度）／（プロペラシャフト回
転数）に対応するギヤ比である。この実施例では、駆動
トルクの左右の駆動輪１０への分配はディファレンシャ
ルギヤ２３が負荷に応じて行い、コントロールユニット
３はスロットル開度のみを制御する。図８と図９にこの
発明の第３の実施例を示す。この実施例は、前記第１の
実施例に対して駆動輪１０の角加速度を検出する角加速
度センサ７を追加し、積分項を設けた切換関数を使用す
る代わりに、駆 ドバックする。駆動力制御の基本ルーチンは図２に示さ
れた第１実施例のフロー すように、前記第１実施例のステップＳ１３とＳ１４が
それぞれステップＳ２３とＳ２４に置き換えられる。す
なわち、ステップＳ２３では、角加速度センサ７の出力
から駆動輪の角加速 １０のグラフになる。 と同様にステップＳ１５においてスロットル開度を補正
する。前記第１実施例の式（１０）はこの実施例では以
下のように表される。 これは、式（９）に式（１１）から得られる を代入すると、 となることを利用したものである。式（１２）のｖ
ｉ（ｔ）を式（１５）に代入すると、ｓｉ（ｔ）＜０の
場合には式（１４）との関係 であればＶｉ（ｔ）は単調に減少し、λｉ＝λ０とな
る。車輪速度や車体速度の検出値には実際の値に対して
検出遅れがどうしても存在する。また、演算装置にデジ
タルプロセッサを使用すると、制御は一定周期で行わ
れ、制御時期と制御時期の間では制御信号が出力されな
い。さらに、駆動トルクを発生させるアクチュエータに
も動作の遅れがある。したがって、駆動トルクの制御に
は必ず遅れが生じる。そのために、スリップ率が目標値
より大きくなり過ぎたり、小さくなり過ぎたりしてか
ら、駆動トルクが増減するようになり、結果としてスリ
ップ率が目標値の周辺でハンチングを起こす。 し車輪速の変化が小さくなる。これは、（１６）式で正
の所定値ｋｗにより、左辺の よって、スリップ率が目標値の近傍にあるとき、Ｖ
ｉ（ｔ）の発生に遅れが生じても、 なお、駆動輪の角加速度は、駆動輪の回転速度をハイパ
スフィルタまたはバンドパスフィルタで処理することに
より得られる駆動輪速度の疑似微分値で代用することが
可能である。また、この実施例においても車体の速度を
非駆動輪２０の車輪速度で代用することが可能である。
さらに、前記第２の実施例と同様に駆動輪１０ごとに車
輪速センサ４を設ける代わりに、ディファレンシャルギ
ヤ２３を備えた車両のプロペラシャフト２１に回転数セ
ンサ２２を設け、プロペラシャ 制御するようにしても良い。
の実施の形態を説明する。図１に示すように、エンジン
１は吸気スロットル１１の開度に応じて出力トルクを変
動させる。出力トルクはコントロールユニット３の出力
信号に応動してトルクを分配するトルク分配機２を介し
て左右の駆動輪１０に伝達され、駆動輪１０を回転駆動
する。吸気スロットル１１の開閉はアクセルペダル８に
より行う。コントロールユニット３には、駆動輪１０の
回転速度ｘｗ（ｔ）を検出する車輪速センサ４、自動車
の車体の速度ｘｖ（ｔ）を検出する車速センサ５、アク
セルペダル８の踏込角θ（ｔ）を検出するアクセルペダ
ル踏込角センサ６からの信号が入力される。車輪速セン
サ４は２つの駆動輪１０の各々に設けられる。車速セン
サ５は例えば車体に作用する前後方向の加速度αを検出
する加速度センサと、その出力を積分する積分器によっ
て構成する。あるいは、コントロールユニット３におい
て次式により車速ｘｖ（ｔ）を計算しても良い。 ただし、ｘｖ（ｔ０）は初期値、Ｒｗは車輪半径であ
る。さらに、非駆動輪２０に車輪速センサを設け、非駆
動輪２０の回転速度を検出して車体速度ｘｖ（ｔ）とし
ても良い。コントロールユニット３は例えばマイクロコ
ンピュータで構成され、入力される駆動輪速度ｘ
ｗ（ｔ）、車体速度ｘｖ（ｔ）、アクセルペダル踏込角
θ（ｔ）の各信号に対して、以下の式（１）〜（７）に
より目標駆動トルクＵｃｍｄ（ｔ）を求める。 ここで、ｉは車輪番号を示す添字である。例えば、駆動
輪１０が後輪２輪の の各駆動輪の速度に対して判定関数のσｉ計算される。
ηは所定値であり、路面とタイヤとのスリップ率の目標
値λ０から以下の式で決める。 η＝λ０−１ なお、路面とタイヤとのスリップ率λｉは次式で定義す
る。 定義からσｉ（ｔ）＝０はスリップ率λｉが目標値λ０
に一致したことを意味する。σｉ（ｔ）＞０はスリップ
率が目標値より大きく、σｉ（ｔ）＜０はスリップ率が
目標値より小さいことを意味する。次に切換関数ｓ
ｉ（ｔ）を次式で演算する。 ただし、ｔは現在の時刻、ｋ１はあらかじめ定めた正の
定数である。 ｆ（ｓｉ）はｆ（０）＝ｑｉ −、ｆ（δ）＝ｑｉ ＋を満
たす滑らかな単調減少関数、δは正の所定値である。ｑ
ｉ ＋、ｑｉ −は次の条件を満たす定数である。 と（７）を満たすようなｑｉ ＋、ｑｉ −が必ず存在す
る。図４はｑｉ（ｔ）をグラフに表したものである。そ
して、アクセルペダル踏込角θ（ｔ）と求めた目標駆動
トルクｕｃｍｄ（ｔ）とから、目標駆動トルクｕｃｍｄ
（ｔ）を実現するために必要な吸気スロットル１１の開
度補正量を計算し、補正信号をスロットル補正機構９に
出力する。スロットル補正機構９は吸気スロットル１１
に取り付けられ、補正信号に応じて吸気スロットル１１
の開度を補正する。コントロールユニット３による上記
の計算と制御を図２と３のフローチャートを用いて説明
する。まず、図２のフローチャートは基本ルーチンであ
り、ステップＳ１において、サンプル時刻かどうかを判
定する。このステップはこのルーチンを一定周期で実行
するために設けられる。具体的には現時刻のカウンタ値
ｔがサンプル周期Ｔのｎ（整数）倍に等しいかどうかを
判定し、等しい場合にのみステップＳ２以降のルーチン
を実行する。ステップＳ２においては、アクセルペダル
の踏込角θ（ｔ）を読み込み、ステップＳ３でθ（ｔ）
が所定値θ０以上であるかどうかを判定する。一般に、
加速においてスリップが発生するのはアクセルペダルが
ある程度以上に踏み込まれたときであり、それ以外の場
合は駆動力制御の必要はないので、駆動力制御を行わず
にルーチンを終了する。アクセルペダルの踏込角θ
（ｔ）がθ０以上の場合は、図３に示す駆動力制御ルー
チンを実行する ついで、ステップＳ１２〜Ｓ１４で式（１）〜（７）の
計算を実行して、各輪の駆動トル 次に、ステップＳ１５において、エンジントルクＴＥが
以下の式に一致するようにスロットル開度を補正する。 ただし、ｋＧは（エンジントルク）／（駆動輪の駆動ト
ルク）に対応するギヤ比であ 分配する。ここで、自動車の駆動輪数ηｗとすると、加
速の運動方程式は次のように表すことができる。 ただし、 ここで、 である。 となる。このとき、ｓｉ（ｔ）も一定値となる。ｓ
ｉ（ｔ）が一定値になるには定義から、σ（ｔ）＝０す
なわちλｉ＝λ０とならなくてはならない。 在することが式（１０）から明らかである。よって、ｓ
ｉ（ｔ）＜０及びｓｉ（ｔ）＞δでは Ｖｉ（ｔ）が安定するのでｓｉ（ｔ）も一定値で安定す
る。これはλｉ＝λ０を意味する。このようにして、ス
リップ率λ１は図５に示すように短時間のうちに目標値
λ０へ 対してスリップ率λ０に対応する一定の速度差をもって
追随する。このように、切換関数に積分項を設けること
により効率の良い安定した加速動作を実現することがで
きる。図７に上記実施例の構成をより簡略化した第２の
実施例を示す。この実施例はトルク分配機２の代わりに
通常のディファレンシャルギヤ２３を備えた車両に適用
する。ここでは、駆動輪１０ごとに車輪速センサ４を設
ける代わりに、プロペラシャフト２１に回転数センサ２
２を設け、ηｗ＝１として ただし、Ｋｐは（駆動輪速度）／（プロペラシャフト回
転数）に対応するギヤ比である。この実施例では、駆動
トルクの左右の駆動輪１０への分配はディファレンシャ
ルギヤ２３が負荷に応じて行い、コントロールユニット
３はスロットル開度のみを制御する。図８と図９にこの
発明の第３の実施例を示す。この実施例は、前記第１の
実施例に対して駆動輪１０の角加速度を検出する角加速
度センサ７を追加し、積分項を設けた切換関数を使用す
る代わりに、駆 ドバックする。駆動力制御の基本ルーチンは図２に示さ
れた第１実施例のフロー すように、前記第１実施例のステップＳ１３とＳ１４が
それぞれステップＳ２３とＳ２４に置き換えられる。す
なわち、ステップＳ２３では、角加速度センサ７の出力
から駆動輪の角加速 １０のグラフになる。 と同様にステップＳ１５においてスロットル開度を補正
する。前記第１実施例の式（１０）はこの実施例では以
下のように表される。 これは、式（９）に式（１１）から得られる を代入すると、 となることを利用したものである。式（１２）のｖ
ｉ（ｔ）を式（１５）に代入すると、ｓｉ（ｔ）＜０の
場合には式（１４）との関係 であればＶｉ（ｔ）は単調に減少し、λｉ＝λ０とな
る。車輪速度や車体速度の検出値には実際の値に対して
検出遅れがどうしても存在する。また、演算装置にデジ
タルプロセッサを使用すると、制御は一定周期で行わ
れ、制御時期と制御時期の間では制御信号が出力されな
い。さらに、駆動トルクを発生させるアクチュエータに
も動作の遅れがある。したがって、駆動トルクの制御に
は必ず遅れが生じる。そのために、スリップ率が目標値
より大きくなり過ぎたり、小さくなり過ぎたりしてか
ら、駆動トルクが増減するようになり、結果としてスリ
ップ率が目標値の周辺でハンチングを起こす。 し車輪速の変化が小さくなる。これは、（１６）式で正
の所定値ｋｗにより、左辺の よって、スリップ率が目標値の近傍にあるとき、Ｖ
ｉ（ｔ）の発生に遅れが生じても、 なお、駆動輪の角加速度は、駆動輪の回転速度をハイパ
スフィルタまたはバンドパスフィルタで処理することに
より得られる駆動輪速度の疑似微分値で代用することが
可能である。また、この実施例においても車体の速度を
非駆動輪２０の車輪速度で代用することが可能である。
さらに、前記第２の実施例と同様に駆動輪１０ごとに車
輪速センサ４を設ける代わりに、ディファレンシャルギ
ヤ２３を備えた車両のプロペラシャフト２１に回転数セ
ンサ２２を設け、プロペラシャ 制御するようにしても良い。
【発明の効果】以上のように、この発明は、スリップ率
が目標値と一致した時に符号を変化する判定関数と、判
定関数を時間積分した積分項を含む切換関数とにより駆
動トルク目標値を設定するようにしたので、積分項によ
り駆動トルクのハンチングが減少し、スリップ率が目標
値へと早期に収束する。したがって、加速時の車両の挙
動を安定させるとともに、加速性能を向上させる効果が
ある。また、この発明は、スリップ率が目標値と一致し
た時に符号を変化する判定関数に基づき駆動トルク目標
値を設定する一方、駆動輪の角加速度に応じた補正をこ
の目標値に加えるようにしたので、補正によりスリップ
率のハンチングが減少し、スリップ率が目標値へと早期
に収束する。したがって、この発明により車両の加速時
の挙動を安定させ、加速性能を向上させることがてき
る。
が目標値と一致した時に符号を変化する判定関数と、判
定関数を時間積分した積分項を含む切換関数とにより駆
動トルク目標値を設定するようにしたので、積分項によ
り駆動トルクのハンチングが減少し、スリップ率が目標
値へと早期に収束する。したがって、加速時の車両の挙
動を安定させるとともに、加速性能を向上させる効果が
ある。また、この発明は、スリップ率が目標値と一致し
た時に符号を変化する判定関数に基づき駆動トルク目標
値を設定する一方、駆動輪の角加速度に応じた補正をこ
の目標値に加えるようにしたので、補正によりスリップ
率のハンチングが減少し、スリップ率が目標値へと早期
に収束する。したがって、この発明により車両の加速時
の挙動を安定させ、加速性能を向上させることがてき
る。
【図１】この発明の第１実施例による、駆動トルク制御
装置の概略構成図である。
装置の概略構成図である。
【図２】同じく、駆動トルク制御条件の成立判定プロセ
スを説明するフローチャートである。
スを説明するフローチャートである。
【図３】同じく、駆動トルク制御ルーチンを説明するフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図４】同じく、制御関数ｑｉ（ｔ）の特性を示すグラ
フである。
フである。
【図５】同じく、スリップ率λのグラフである。
【図６】
【図７】この発明の第２の実施例による、駆動トルク制
御装置の概略構成図である。
御装置の概略構成図である。
【図８】この発明の第３の実施例による、駆動トルク制
御装置の概略構成図である。
御装置の概略構成図である。
【図９】同じく、駆動トルク制御ルーチンを説明するフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図１０】同じく、制御関数ｖｉ（ｔ）ｚの特性を示す
グラフである。
グラフである。
【図１１】この発明のクレーム対応図である。
【図１２】同じく、この発明のクレーム対応図である。
【符号の説明】 １ エンジン ３ コントロールユニット ４ 車輪速センサ ５ 車速センサ ６ アクセルペダル踏込角センサ ７ 角加速度センサ ９ スロットル補正機構 １０ 駆動輪 １１ 吸気スロットル
フロントページの続き (72)発明者 野津 育朗 埼玉県上尾市大字壱丁目一番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)発明者 高橋 貞博 埼玉県上尾市大字壱丁目一番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 駆動輪速度の検出手段と、車体速度の検
出手段と、駆動輪速度と車体速度から駆動輪のスリップ
率を計算する手段と、スリップ率があらかじめ設定され
た目標値と一致するように駆動輪の駆動トルクを制御す
る手段とを備えた車輪の駆動トルク制御装置において、
前記スリップ率が目標値と一致した時に符号を変化する
判定関数を設定する手段と、判定関数を時間積分した積
分項を含む切換関数を設定する手段と、切換関数の値に
応じて駆動トルク目標値を決定する手段とを備え、前記
制御手段は駆動トルクを駆動トルク目標値へと制御する
ことを特徴とする車輪の駆動トルク制御装置装置。 - 【請求項２】 前記判定関数が次式（Ａ）で、前記切換
関数が次式（Ｂ）でそれぞれ定義される請求項１に記載
の車輪の駆動トルク制御装置装置。 式（Ａ）： σ（ｔ）＝η・ｘｖ（ｔ）＋ｘｗ（ｔ） ただし、η＝λ０−１ σ（ｔ）：判定関数 ｘｖ（ｔ）：車体速度 ｘｗ（ｔ）：駆動輪速度 λ０：目標スリップ率 λ：スリップ率 ただし、ｓ（ｔ）：切換関数 ｋ１：定数 - 【請求項３】 前記駆動トルク目標値が次式（Ｃ）によ
り決定される請求項２に記載の車輪の駆動トルク制御装
置装置。 式（Ｃ）：ｕｃｍｄ（ｔ）＝Ｊｗ・ｑ（ｔ） Ｊｗ，ｑ＋，ｑ−，δ：定数 ｕｃｍｄ（ｔ）：駆動トルク目標値 ｆ（ｓ）：単調減少関数，ｆ（０）＝ｑ−，ｆ（δ）＝
ｑ＋ - 【請求項４】 駆動輪速度の検出手段と、車体速度の検
出手段と、駆動輪速度と車体速度から駆動輪のスリップ
率を計算する手段と、スリップ率があらかじめ設定され
た目標値と一致するように駆動輪の駆動トルクを制御す
る手段とを備えた車輪の駆動トルク制御装置において、
前記スリップ率が目標値と一致した時に符号を変化する
判定関数を設定する手段と、判定関数の値に応じて駆動
トルクの目標値を演算する手段と、駆動輸の角加速度を
検出する手段と、角加速度に応じた補正値で前記駆動ト
ルク目標値を補正する手段とを備え、前記制御手段は駆
動トルクを補正後の駆動トルク目標値へと制御すること
を特徴とする車輪の駆動トルク制御装置。 - 【請求項５】 前記判定関数が次式（Ｄ）で定義される
請求項４に記載の車輪の駆動トルク制御装置。 式（Ｄ）： ｓ（ｔ）＝η・ｘｖ（ｔ）＋ｘｗ（ｔ） ただし、η＝λ０−１ ｓ（ｔ）：判定関数 ｘｖ（ｔ）：車体速度 ｘｗ（ｔ）：駆動輪速度 λ０：目標スリップ率 λ：スリップ率 - 【請求項６】 前記駆動トルク目標値の演算と補正が次
式（Ｅ）で定義される請求項５に記載の車輪の駆動トル
ク制御装置。 Ｊｗ，ｖ＋，ｖ−，ｋｗ：定数 ｕｃｍｄ（ｔ）：駆動トルク目標値
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27337795A JP3526675B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 車輪の駆動トルク制御装置 |
| US08/716,710 US5961565A (en) | 1995-09-14 | 1996-09-12 | Wheel drive torque controller |
| CN96111553A CN1080655C (zh) | 1995-09-14 | 1996-09-13 | 车轮驱动力矩控制器 |
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|---|---|---|---|
| JP27337795A JP3526675B2 (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 車輪の駆動トルク制御装置 |
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| US6402781B1 (en) | 2000-01-31 | 2002-06-11 | Mitralife | Percutaneous mitral annuloplasty and cardiac reinforcement |
| US6989028B2 (en) | 2000-01-31 | 2006-01-24 | Edwards Lifesciences Ag | Medical system and method for remodeling an extravascular tissue structure |
| US7296577B2 (en) | 2000-01-31 | 2007-11-20 | Edwards Lifescience Ag | Transluminal mitral annuloplasty with active anchoring |
| JP3870878B2 (ja) * | 2002-08-29 | 2007-01-24 | トヨタ自動車株式会社 | 原動機の制御装置および原動機の制御方法 |
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| US8170768B2 (en) * | 2006-09-07 | 2012-05-01 | Yokohama National University | Slip ratio estimating device and slip ratio control device |
| US7853389B2 (en) * | 2007-10-29 | 2010-12-14 | Ford Global Technologies, Llc | Traction control for performance and demonstration spin |
| WO2009137304A1 (en) * | 2008-05-05 | 2009-11-12 | Crown Equipment Corporation | Slip control for a materials handling vehicle |
| JP5336447B2 (ja) * | 2010-09-02 | 2013-11-06 | 日立建機株式会社 | 電気駆動車両 |
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| DE112016001432T5 (de) * | 2015-03-27 | 2017-12-14 | Calsonic Kansei Corporation | Antriebsleistungssteuerungsvorrichtung für elektrofahrzeug |
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| US5255192A (en) * | 1990-05-18 | 1993-10-19 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Output control apparatus for vehicle |
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- 1995-09-14 JP JP27337795A patent/JP3526675B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-09-12 US US08/716,710 patent/US5961565A/en not_active Expired - Lifetime
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