JPS62237048A - 車輌用スリツプ率制御装置 - Google Patents

車輌用スリツプ率制御装置

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JPS62237048A
JPS62237048A JP4695086A JP4695086A JPS62237048A JP S62237048 A JPS62237048 A JP S62237048A JP 4695086 A JP4695086 A JP 4695086A JP 4695086 A JP4695086 A JP 4695086A JP S62237048 A JPS62237048 A JP S62237048A
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slip
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Masamitsu Sato
真実 佐藤
Shiyuuji Shiraishi
修士 白石
Tetsuji Muto
武藤 哲次
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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】 (技術分野) 本発明は、車輌用スリップ率制御装置に関し、特に、車
輌の発進時や加速時における駆動輪のスリップ率の制御
装置に関する。
(発明の技術的背景及びその問題点) 一般に、車輌の発進時あるいは加速時に駆動輪の駆動力
がタイヤと路面との摩擦力[タイヤと路面との摩擦係数
X車輌重量の駆動輪への荷重(車輌荷重)]を超えると
、駆動輪はスリップするが、このスリップの程度を表わ
すスリップ率λは駆動輪の周方向速度をVw、車輌の速
度をVとすると、次式(1)により求められる。
λ= (Vw−V)/Vw −(1) このスリップ率λによりタイヤと路面との摩擦力(即ち
、駆動輪の駆動力の限界値)は第4図に示すように変化
し、所定値λ。てこの摩擦力は最大になる。また、この
タイヤと路面との摩擦力は車輌の進行方向(縦方向)の
摩擦力であるが、横方向の摩擦力(横力)は同図中点線
で示すようにスリップ率λが大きいほど低下する。
この点に基づいて、タイヤと路面との縦方向の摩擦力を
最大として車輌の駆動効率を最大にし、また、タイヤと
路面との横方向の摩擦力の低下を極力抑制して車輌の横
すべりを防止するために、スリップ率λを検出して、こ
れを所定値λ。に近い値に制御する方法がある。より具
体的には、この方法では、例えば、スリップ率λに対し
車速Vに応じて前記所定値λ。を含む所定範囲の下限値
λ、及び上限値λ2を設定し、駆動輪速度Vwと車速V
とから求めたスリップ率λの値に応じて駆動輪トルク制
御装置により駆動輪のトルクを制御し駆動輪の周方向速
度Vwを制御して、駆動輪のスリップ率λを前記所定範
囲λ1〜λ2内にフィードバック制御するようにしてい
る。
しかしながら、車速が変わらなくても変速機のギヤ比が
変わると、駆動輪の駆動力が変わり、制御パラメータで
あるスリップ率λの変動幅や変動速度(変化量)は変化
する6例えば、変速機のギヤをローにしたときは、ハイ
にしたときよりスリップ率λの変動幅や変動速度が大き
くなり、スリップ率λの制御の精度が低下するという問
題があった。
(発明の目的) 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、馬力の大
きな車輌の発進時あるいは加速時や、滑り易い路面での
車輌の発進時あるいは加速時に発生する駆動輪のスリッ
プ率の変動幅や変動速度が変速機のギヤ比の変化によっ
て変わっても精度の高い制御が行われ、もって、路面と
タイヤとの間の最大の摩擦力を発生させ、車輌の駆動効
率を向上させると共に、タイヤの発生し得る横力が低下
することを最小限に抑制するようにした車輌用スリップ
率制御装置を提供することを目的とする。
(発明の構成) 上記目的を達成するために、本発明に依れば、駆動輪の
速度を検出する駆動輪速度センサと、従動輪の速度を検
出する従動輪速度センサと、該検出した駆動輪速度及び
従動輪速度に基づいて駆動輪のスリップ率を演算するス
リップ率演算手段と。
該演算したスリップ率に基づいて駆動輪のトルクを制御
する駆動輪トルク制御装置とを備えた車輌用スリップ率
制御装置において、車輌の変速機のギヤ比に応じて前記
スリップ率の基準値を設定するスリップ率基準値設定手
段を具備し、前記駆動輪トルク制御装置は前記演算した
スリップ率が前記スリップ率基準値を超えたとき前記駆
動輪のトルクを減少させるようにしたことを特徴とする
車輌用スリップ率制御装置、及び前記駆動輪のスリップ
率の変化量を演算するスリップ率変化量演算手段と、車
輌の変速機のギヤ比に応じて該スリップ率の変化量の基
準値を設定するスリップ率変化量基準値設定手段とを具
備し、前記駆動輪トルク制御装置は前記演算したスリッ
プ率の変化量が前記スリップ率変化量基準値を超えたと
き前記駆動輪のトルクを減少させるようにしたことを特
徴とする車輌用スリップ率制御装置が提供される。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の車輌用スリップ率制御装置を具備した
車輌1を示し、該車輌1は例えば前輪駆動式のもので、
前輪11.12はエンジン31によって駆動される駆動
輪となっており、後輪13゜14は従動輪となっている
。(尚、以下の説明により明らかなように本発明は後輪
駆動式の車輌にもまったく同様に適用することができる
。)前記駆動輪11.12及び従動輪13.14には駆
動輪速度センサ21,22及び従動輪速度センサ23゜
24が夫々備えられており、前記駆動輪速度センサ21
,22により左右の駆動輪速度ω1.ω2が検出され、
また、前記従動輪速度センサ23.24により左右の従
動輪速度ω1.ω。が検出され、これらの検出信号はE
C:U35に入力される。ECU35は駆動輪速度ω□
、ω2のうち値の大きい方を前記式(1)における駆動
輪速度Vwとし、従動輪速度ω1.ω、の平均値(ω、
+ω4)/2を前記式(1)における車速Vとして、次
式(2)によりスリップ率λを求める。
この場合、ω、またはω2とあるのは、車輪速度が大き
い値を示した方のみを選択することである。
更に、ECU35はスリップ率λの変化量(微分値)λ
を求める。尚、この変化量えはディジタル制御において
は演算処理サイクル毎の差分で代用する。
また、エンジン31と駆動輪11.12との間に介装さ
れたクラッチ15及び変速機16には夫々図示しないセ
ンサが備えられており、これらのセンサからのクラッチ
信号及び変速機信号はECU35に入力される。ECU
35はクラッチ信号によりクラッチ15が係合されてい
ると判定したときに、エンジン31を後述する燃料供給
制御装置により制御することにより駆動輪11.12の
トルクを制御して該駆動輪11.12のスリップ率λ(
前記式(2)参照)を制御する。より具体的には、EC
U35はスリップ率λに対し車速Vと変速機信号により
検知されるギヤ比とに応じて定められるスリップ率制御
用基準値として、第4図に示す前記所定値λ。を含む所
定範囲の下限値λ1及び上限値λ2を設定し、スリップ
率の変化量えに対し車速Vとギヤ比と後述する燃料供給
制御装置への作動指令から実際に該装置が作動を始める
までの制御遅れと前記スリップ率制御用基準値とに応じ
て第1及び第2のスリップ率変化量制御用基準値え□及
びi、(i、>i、)を設定して、後で詳述するように
駆動輪速度ω1またはω2と、下限値λ1に基づいて決
定される所定速度値v大、及び上限値λ2に基づいて決
定される所定速度値v触との差、及びスリップ率の変化
量先と第1及び第2の基準値111Lとの差に応じて前
記燃料供給制御装置を制御する。即ち、ECU35は以
下の制御則(i)〜(iii)に従って燃料供給制御装
置を制御する。
(i)λ〉λ0.かつ工〉工、ならばλが小さくなる方
向に制御、例えば燃料カットする(予測制御)。
(ii)λ〉λ2ならばλが小さくなる方向に制御、例
えば燃料カットする(過大スリップ率防止)。
(iii) i > 5.−ならば支が小さくなる方向
に制御、例えば燃料カットする(過大スリップ率速度防
止)。
上記の制御則(i)から(iii)の如くスリップ率λ
の制御のためにスリップ率λに加えてスリップ率速度(
スリップ率の変化量)λを用いるようにしたのは、スリ
ップ率λが所定範囲λ1〜λ2内にあってもスリップ率
速度λが大きい場合等はスリップ率λが所定範囲λ1〜
λ2から外れていくことが予測されるので、これに対応
した予測制御等を行ってスリップ率λの制御の応答性の
向上を図るためである。
第2図は前記燃料供給制御装置の全体構成図であり、符
号31は例えば4気筒の内燃エンジンを示し、エンジン
31には吸気管32が接続されている。吸気管32の途
中にはスロットルボディ33が設けられ、内部にスロッ
トル弁33′が設けられている。スロットル弁33′に
はスロットル弁開度(θTH)センサ34が連設されて
スロットル弁33′の弁開度を電気的信号に変換し電子
コントロールユニット(以下rEcUJ という)35
に送るようにされている。
吸気管32のエンジン31及びスロットルボディ33間
には各気筒毎に、各気筒の吸気弁(図示せず)の少し上
流に夫々燃料噴射弁36が設けられている。燃料噴射弁
36は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にE
CU35に電気的に接続されており、ECU35からの
信号によって燃料噴射弁36の開弁時間が制御される。
一方、前記スロットルボディ33のスロットル弁33′
の下流には管37を介して絶対圧(PBA)センサ38
が設けられており、この絶対圧センサ38によって電気
的信号に変換された絶対圧信号は前記ECU35に送ら
れる。
エンジン31本体にはエンジン冷却水温センサ(以下r
Twセンサ」という)39が設けられ、Twセンサ39
はサーミスタ等からなり、冷却水が充満したエンジン気
筒周壁内に挿着されて、その検出水温信号をECU35
に供給する。エンジン回転数センサ(以下r N eセ
ンサ」という)40がエンジンの図示しないカム軸周囲
又はクランク軸周囲に取り付けられており、Neセンサ
40はエンジンのクランク軸180’回転毎に所定のク
ランク角度位置で、即ち、各気筒の吸気行程開始時の上
死点(TDC)に関し所定クランク角度前のクランク角
度位置でクランク角度位置信号(以下rTDC信号」と
いう)を出力するものであり、このTDC信号はECU
35に送られる。
エンジン31の排気管41には三元触媒42が配置され
排気ガス中のHC,C○、NOx成分の浄化作用を行う
。この三元触媒42の上流側には02センサ43が排気
管41に挿着され、このセンサ43は排気中の酸素濃度
を検出し、02濃度信号をECU35に供給する。
更に、ECU35には前記駆動輪速度センサ21゜22
、前記従動輪速度センサ23.24、並びに他のパラメ
ータセンサ44、例えばクラッチ15の係合状態を検出
するセンサや変速機16のギヤ比を検出するセンサが接
続されており、他のパラメータセンサ44はその検出値
信号をECU35に供給する。
ECU35は各種センサ(前記駆動輪速度センサ21,
22、前記従動輪速度センサ23,24、前記クラッチ
15のセンサ及び前記変速機16のセンサを含む)から
の入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修
正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の
機能を有する入力回路35a、中央演算処理回路(以下
rCP UJという)35b、CPU35bで実行され
る各種演算プラグラム及び演算結果等を記憶する記憶手
段35c、及び前記燃料噴射弁36に駆動信号を供給す
る出力回路35d等から構成される。
CPU35bは前記TDC信号が入力する毎に入力回路
35aを介して供給された前述の各種センサからのエン
ジンパラメータ信号に基づいて、次式で与えられる燃料
噴射弁36の燃料噴射時間TOLITを算出する。
TolJT=Ti XKL+に2− (1)ここに、T
iは燃料噴射弁3.6の噴射時間の基準値であり、エン
ジン回転数Neと吸気管内絶対圧PEAに応じて決定さ
れる。
K工及びに2は夫々前述の各センサからのエンジンパラ
メータ信号によりエンジン運転状態に応じた始動特性、
排気ガス特性、燃費特性、加速特性等の諸特性が最適な
ものとなるように所定の演算式に基づいて算出される補
正係数及び補正変数である。
CPU35bは上述のようにして求めた燃料噴射時間T
 o uTに基づいて燃料噴射弁36を開弁させる駆動
信号を出力回路35dを介して燃料噴射弁36に供給す
る。
第3図は第2図のCPU35bの要部の構成を示す論理
回路図であり、同図中の選択回路51は検出駆動輪速度
ω□、ω2のうち値の大きい方(Vw)を選択し、車速
演算回路52は検出従動輪速度ω3゜ω4の平均値(ω
3+ω、)/2(=V)を求める。これらの選択回路5
1及び車速演算回路52からの出力信号によりスリップ
率演算回路53は前記式(2)に基づいてスリップ率λ
を求める。スリップ率演算回路53からの出力信号によ
り微分回路54はスリップ率の微分値先を求める。また
、設定回路60は車速演算回路52からの出力信号と、
変速機16に備えられたセンサから出力されるギヤ比を
表わす信号とにより、それぞれ車速V及びギヤ比に応じ
て前記スリップ率の下限値λ4.前記スリップ率の上限
値λ2並びに前記第1及び第2のスリップ率変化量基準
値え0.え2を設定する。尚、前記第1及び第2の基準
値i、、 i、は前述した燃料供給制御装置の制御遅れ
と前記スリップ率の下限値λ1及び上限値λ2に応じて
補正されて設定される。
過大先判定回路55は微分回路54からの出力信号と、
設定回路60からの第2の基準値i2を表わす出力信号
とを比較してスリップ率の微分植えが第2の基準値i2
より大きいと判定したとき、OR回路56を介してAN
D回路57に高レベル信号(以下「H信号」という)を
出力し、その他の場合、低レベル信号(以下「L信号」
という)を出力する。一方、クラッチ15が係合され、
エンジンと駆動輪が結合されているとき、該クラッチ1
5に備えられたセンサは直接AND回路57へH信号を
出力する。AND回路57はOR回路56とクラッチ1
5のセンサとの両方からH信号が入力されたとき、燃料
カット信号を出力し、燃料噴射弁36を開弁させる駆動
信号をカットして、前記駆動輪11.12のトルクを減
少させる。このようにして、スリップ率の微分植えが第
2の基準値i2より大きいとき、即ちスリップ率λが急
速に大きくなりつつあるときには、スリップ率速度先を
小さくなる方向に制御する(過大スリップ率速度防止)
第1の予測制御判定回路58は微分回路54からの出力
信号と、設定回路60からの第1の基準値え□を表わす
出力信号とを比較してスリップ率の微分値支が第1の基
準値支、より大きいと判定したとき、AND回路59へ
H信号を出力し、その他の場合、L信号を出力する。一
方、第1の速度演算回路61は車速演算回路52からの
出力信号と、設定回路60からのスリップ率の下限値λ
1を表わす出力信号とによりスリップ率の下限値λ、に
応じた補正係数に1及び補正変数C工を求め、これらと
車速Vとにより次式(3)に基づいて第1の所定速度値
v勉を求める。
V、□=に、V+C,−(3) 尚、定数に1. C,は式λ1= (VlI  V)/
 V+c1が満足されるような値が設定される。第2の
予測制御判定回路63は選択回路51からの出力信号と
、第1の速度演算回路61からの出力信号とを比較して
駆動輪速度Vwが第1の所定速度値Vに1より大室いと
判定したとき、AND回路59八H信号を出力し、その
他の場合、L信号を出力する。
AND回路59は第1及び第2の予測制御判定回路58
.63の両方からH信号が入力されたとき、OR回路5
6へH信号を出力する。そして、前述したように、OR
回路56はAND回路57へH信号を出力し、クラッチ
15が係合していれば、AND回路57は燃料カット信
号を出力し、燃料カットが行われる。この結果、スリッ
プ率λ〉下限値λ8、かつスリップ率の微分植え〉第1
の基準値え、であれば、スリップ率λが所定範囲λ、〜
λ2から外れて徐々に大きくなろうとしていると推定さ
れるが、このような場合、上記のようにして駆動輪11
.12のトルクが減少されてスリップ率λが小さくなる
方向に制御され、スリップ率先が過大となることが未然
に防止される(予測制御)。
また、第2の速度演算回路62は車速演算回路52から
の出力信号と、設定回路60からのスリップ率の上限値
λ2を表わす出力信号とにより、スリップ率の上限値λ
2に応じた補正係数に2及び補正変数02を求め、これ
らと車速Vとにより次式(4)に基づいて第2の所定速
度値VRIを求める。
V触=に、V+C,−(4) 尚、定数に2. C,はに工、C1と同様にして設定さ
れる。過大λ判定回路64は選択回路51からの出力信
号と、第2の速度演算回路62からの出力信号とを比較
して、駆動輪速度Vwが第2の所定速度値v触より大き
いと判定したとき、OR回路56を介してAND回路5
7にH信号を出力する。そして、前述したように、AN
D回路57はクラッチ15が係合していれば、燃料カッ
ト信号を出力し、燃料カットが行われる。この結果、ス
リップ率λが第2の所定値λ2より大きいとき。
即ちスリップ率λが過大であるときには、スリップ率λ
が小さくなる方向に制御される(過大スリップ率防止)
上記の方法では、前述した制御則(i)〜(iii)に
基づく、スリップ率λの予測制御、過大スリップ率防止
制御及び、過大スリップ率速度防止制御において、基準
範囲λ1〜λ2が変速機16のギヤ比に応じて調整され
ると共に、スリップ率速度えに関する第1及び第2の基
準値れ及び先2も変速機16のギヤ比に応じて調整され
るので、変速機16のギヤ比の変化に伴なう駆動輪の駆
動力の変化により制御パラメータであるスリップ率λの
変動幅や変動速度が変化しても、これに応じたスリップ
率λの制御が行われる。
尚、上記のようにAND回路57を設け、クラッチ15
が完全に解離しているときにスリップ率の制御を行わな
いようにしたので、クラッチ15が接続されず、駆動輪
11.12に駆動力が生じていないにもかかわらず無駄
なスリップ率制御を行ってしまうという不具合もなく、
また、クラッチ15が完全に解離されエンジン回転数が
低くなっているにもかかわらず制御の暴走等により燃料
カット信号を出力しエンジン31をストールさせてしま
うという不具合もない。
また、第1及び第2の速度演算回路61.62は制御の
都度式(3)、(4)に従って積算及び加算を行って第
1及び第2の所定速度値vk1及びv*2を求めるので
なく、記憶手段5C内に予め記憶されたV−V*Xテー
ブル及びv−v11!2テーブルより演算値を読み出す
ようにすることが好ましく。
これにより処理時間が短縮されるのでスリップ率の制御
の応答性が改善される。
更に、上記の方法では、車速Vを従動輪13゜14の平
均値としたので、車輌旋回時の左右内輪差の影響がなく
、即ち車輌が右に旋回しているか左に旋回しているかに
よって車速値Vの検出に誤差が出ることがなく、高精度
のスリップ率制御が行える。更にまた、駆動輪速度VW
を左右の駆動輪11.12の速度のうち値の大きい方に
選定するようにしたH I −S elect方式を採
用したので、路面−タイヤ間のスリップ率、即ち摩擦係
数の小さい方の車輪で、駆動力が制御されるようになる
この場合、通常の車輪では左右の駆動輪11.12の間
にディファレンシャル装置が介在するので、両部動輪1
1.12のうちのいずれの駆動輪も直線走行時あるいは
旋回時のあらゆる場合において駆動力が選定された駆動
輪の摩擦力以上には制御されず、その結果、左右の駆動
輪の速度のうち値の小さい方に選定するようにしたL 
OW −S elect方式と比較して面側の駆動輪が
共にスリップすることもなく、十分なスリップ率制御を
行うことができる。またH I −3elect方式の
採用によりタイヤの発生し得る横力の低下も両部動輪と
も小さくすることができる。
尚、上記実施例においては、駆動輪トルク制御装置とし
て燃料供給制御装置を用い、所定時にこの燃料供給制御
装置により燃料カットを行うことによって駆動輪11.
12の駆動トルクを減少させるようにしたが、これに限
らず、点火時期制御装置により点火時期を遅らせること
によって駆動輪11.12の駆動トルクを減少させるよ
うにしてもよい。
(発明の効果) 以上、詳述したように本発明の車輌用スリップ率制御装
置によれば、駆動輪の速度を検出する駆動輪速度センサ
と、従動輪の速度を検出する従動輪速度センサと、該検
出した駆動輪速度及び従動輪速度に基づいて駆動輪のス
リップ率を演算するスリップ率演算手段と、該演算した
スリップ率に基づいて駆動輪のトルクを制御する駆動輪
トルク制御装置とを備えた車輌用スリップ率制御装置に
おいて、車輌の変速機のギヤ比に応じて前記スリップ率
の基準値を設定するスリップ率基準値設定手段を具備し
、前記駆動輪トルク制御装置は前記演算したスリップ率
が前記スリップ率基準値を超えたとき前記駆動輪のトル
クを減少させるようにするか、又は前記駆動輪のスリッ
プ率の変化量を演算するスリップ率変化量演算手段と、
車輌の変速機のギヤ比に応じて該スリップ率の変化量の
基準値を設定するスリップ率変化量基準値設定手段とを
具備し、前記駆動輪トルク制御装置は前記演算したスリ
ップ率の変化量が前記スリップ率変化量基準値を超えた
とき前記駆動輪のトルクを減少させるようにしたので、
馬力の大きな車輌の発進時あるいは加速時や、滑り易い
路面での車輌の発進時あるいは加速時に発生する駆動輪
のスリップ率の変動幅や変動速度が変速機のギヤ比の変
化によって変わっても精度の高い制御が行われ、その結
果、路面とタイヤとの間の最大の摩擦力を維持させるこ
とができる。従って、車輌の駆動効率を向上させること
ができ、また、タイヤの発生し得る横力が低下すること
を最小限に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の車輌用スリップ率制御装置を具備した
車輌の構成図、第2図は駆動輪トルク制御装置である燃
料供給制御装置の構成図、第3図はECU35の要部の
論理回路図、第4図はタイヤと路面との摩擦力のスリッ
プ率に対する特性図である。 11、12・・・駆動輪、13.14・・・従動輪、1
5・・・クラッチ、16・・・変速機、 21.22・
・・駆動輪速度センサ、23゜24・・・従動輪速度セ
ンサ、31・・・エンジン、35・・・ECU(駆動輪
トルク制御装置)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、駆動輪の速度を検出する駆動輪速度センサと、従動
    輪の速度を検出する従動輪速度センサと、該検出した駆
    動輪速度及び従動輪速度に基づいて駆動輪のスリップ率
    を演算するスリップ率演算手段と、該演算したスリップ
    率に基づいて駆動輪のトルクを制御する駆動輪トルク制
    御装置とを備えた車輌用スリップ率制御装置において、
    車輌の変速機のギヤ比に応じて前記スリップ率の基準値
    を設定するスリップ率基準値設定手段を具備し、前記駆
    動輪トルク制御装置は前記演算したスリップ率が前記ス
    リップ率基準値を超えたとき前記駆動輪のトルクを減少
    させるようにしたことを特徴とする車輌用スリップ率制
    御装置。 2、駆動輪の速度を検出する駆動輪速度センサと、従動
    輪の速度を検出する従動輪速度センサと、該検出した駆
    動輪速度及び従動輪速度に基づいて駆動輪のスリップ率
    を演算するスリップ率演算手段と、該演算したスリップ
    率に基づいて駆動輪のトルクを制御する駆動輪トルク制
    御装置とを備えた車輌用スリップ率制御装置において、
    前記駆動輪のスリップ率の変化量を演算するスリップ率
    変化量演算手段と、車輌の変速機のギヤ比に応じて該ス
    リップ率の変化量の基準値を設定するスリップ率変化量
    基準値設定手段とを具備し、前記駆動輪トルク制御装置
    は前記演算したスリップ率の変化量が前記スリップ率変
    化量基準値を超えたとき前記駆動輪のトルクを減少させ
    るようにしたことを特徴とする車輌用スリップ率制御装
    置。
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