JPS62237062A - 車輌用駆動輪スリップ制御装置 - 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】 （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
×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。

で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
λ１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、駆動輪トルク制御装置のフィードバック
系の応答遅れが大きい場合（例えば、前記駆動輪トルク
制御装置として内燃機関の吸気弁上流に設けられた燃料
噴射弁により燃料供給量を制御するようにした燃料供給
制御装置を用いた場合）、スリップ率λのみに応じた制
御では該スリップ率λが前記所定範囲λ□〜λ２内に速
やかに収束せず、車輌の駆動力や横力が低下するという
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°輸のスリ
ップ率を所定の範囲内に速やかに制御し、もって、路面
とタイヤとの間に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、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を具備し、前記駆動
輪トルク制御装置は前記スリップ率の変化量が所定値を
超えたときに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、後軸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ω３．ω。が検出され、これらの検出信号はＥ
ＣＵ３５に入力される。ＥＣＵ３５は駆動輪速度ω８．
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）え
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て代用する。

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ＩＳ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のスリップ率先（
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
率の変化量先に対し車速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のスリップ事変化量制御用基準値Ｘ工及
びｉ、（Ｌ＞ｉ、）を設定して、後で詳述するように駆
動輪速度ω、またはＵ２と、下限値λ、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
λと第１及び第２の基準値ｉ、、　Ｌ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〉λ１．かつ工〉支よならば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）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（過大スリップ率速度防止）。

上記の制御則（ｉ）及び（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）えを用いるようにしたのは、スリ
ップ率λが所定範囲λ、〜λ２内にあってもスリップ率
速度えが大きい場合等はスリップ率λが所定範囲え１〜
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がらの
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セセン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６工ンジン回転数センサ（以
下ｒＮｅセンサＪ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ｒＴ
ＤＣ信号Ｊという）を出力するものであり。

このＴＤＣ信号はＥＣＵ３５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，Ｇｏ、ＮＯｘ成分の浄化作用を行う
。この三元触媒４２の上流側にはｏ２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ＴＯＩＪＴを算出する。

Ｔｏｕ〒＝ＴｉＸＫ、＋に２−　（１）ここに、Ｔｉは
燃料噴射弁３６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ＰＢＡに応じて決定される。

Ｋ□及びに２は夫々前述の各センサがらのエンジンパラ
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
ｏｕ丁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
ω１．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ω、。

ω、の平均値（ω３＋ω、）／２（＝Ｖ）を求める。こ
れらの選択回路５１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
えを求める。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λい前記ス
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１．え２を設定する。尚、前記第１
及び第２の基準値ｉ、、　Ｌ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λ、及び上限値
λ２に応じて補正されて設定される。

過大え判定回路５５は微分回路５４からの出力信号と、
設定回路６ｏ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の基準値え２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、スリップ率速度えを
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の基準植え□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１の基
準値え、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λ１に
応じた補正係数に、及び補正変数０１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
ｖ１１！、を求める。

Ｖ＊ｔ＝に、Ｖ＋Ｃ，”’　（３） 尚、定数に、、　Ｃ，は式λ１＝　（Ｖ　１１１−　Ｖ
　）／　Ｖ　Ｒ１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カニらの出力信号とを
比較して駆動輪速度Ｖｗが第１の所定速度値ｖ穴□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。

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λ１、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、〜λ、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Ｈ，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λ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Ｃ２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ｖｋ２を求める。

Ｖ’＊２　＝　ｋｘ　Ｖ　＋Ｃｔ　・・・（４）尚、定
数に、、　Ｃ２はに□、Ｃ工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ＶＲｉより大きいと
判定したとき、ＯＲ回路５６を介してＡＮＤ回路５７に
Ｈ信号を出力する。そして、前述したように、ＡＮＤ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）。

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Ｖに１及びｖ触を求めるのでな
く、記憶手段５ｃ内に予め記憶されたＶ−Ｖ勉テーブル
及びＶ−Ｖ触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を従動軸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＋１１Ｌ１２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、通常の車軸では左右の駆動輪１１．１２の間
にディファレンシャル装置が介在するので、周駆動輪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方式と比較して両側の駆動輪が
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　−Ｓ　ｅｌｅｃｔ方式
の採用によりタイヤの発生し得る横力の低下も周駆動輪
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１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、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を具備し、前記駆動輪トルク制
御装置は前記スリップ率の変化量が所定値を超えたとき
に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
ップ率を所定の範囲内に逸早く制御することができ、そ
の結果、路面とタイヤとの間に最大の摩擦力を発生させ
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ＥＣ：Ｕ３５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、
   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
   変化量演算手段を具備し、前記駆動輪トルク制御装置は
   前記スリップ率の変化量が所定値を超えたときに駆動輪
   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、前記駆動輪トルク制御装置は内燃機関の吸気弁上流
   側吸気通路に設けられた燃料噴射弁により燃料供給量を
   制御する燃料供給制御装置であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の車輌用スリップ率制御装置。