KR940009018B1 - 차량용 구동 토오크 제어 장치 - Google Patents

차량용 구동 토오크 제어 장치 Download PDF

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마사요시 이또
마사유끼 하시구찌
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미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
나까무라 히로까즈
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Abstract

내용 없음.

Description

차량용 구동 토오크 제어 장치
제1도는 본 발명에 의한 차량의 출력 제어 방법을 실시한 기관 제어계의 한 실시예의 개략 구성도.
제2도는 제1도의 개념도.
제3도는 제1도의 트로틀 밸브의 구동 기구의 단면도.
제4도는 전체 제어 흐름을 도시하는 플로우챠트.
제5도는 조타축의 중립 위치 학습 보정 제어의 흐름을 도시한 플로우챠트.
제6도는 조타축의 중립 위치를 학습 보정한 경우의 학습치의 보정 상태의 한 예를 도시한 그래프.
제7도는 타이어와 노면과의 마찰 계수와 이 타이어의 슬립율과의 관계를 도시한 그래프.
제8도는 차속과 주행 저항과의 관계를 도시한 그래프.
제9도는 수정전후 가속도와 속도 보정량과의 관계를 도시한 그래프.
제10도는 슬립 제어의 흐름을 도시한 플로우챠트.
제11도는 고μ로용의 목표 구동 토오크를 연산하는 순서를 도시한 블록선도.
제12도는 안전 계수를 설명하기 위한 횡가속도와 조타각비와의 관계를 도시한 그래프.
제13도는 목표 횡가속도와 목표 전후 가속도와 차속간의 관계를 도시한 맵.
제14도는 횡가속도와 노면 부하 토오크와의 관계를 도시한 맵.
제15도는 기관 회전수와 액셀 개방도와 요구 구동 토오크와의 관계를 도시한 맵.
제16도는 고μ로용의 선회 제어의 흐름을 도시한 플로우챠트.
제17도는 조타축 선회각과 목표 구동 토오크와의 전후 가속도와의 관계를 도시한 그래프.
제18도는 저μ로용의 목표 구동 토오크를 연산하는 순서를 도시한 블럭선도.
제19도는 목표 횡가속도와 목표 전후 가속도와 차속과의 관계를 도시한 맵.
제20도는 저μ로용의 선회 제어의 흐름을 도시한 플로우챠트.
제21도 및 제23도는 제어 개시후의 시간과 무게붙임 계수와의 관계를 각각 도시한 그래프.
제22도는 차속과 무게붙임 계수와의 관계를 도시한 그래프.
제24도는 최종 목표 토오크의 선택 조작의 일예를 도시한 플로우챠트.
제25도는 최종 목표 토오크의 선택 조작의 다른 예를 도시한 플로우챠트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 기관 12 : 연소실
13 : 흡기관 14 : 흡기 통로
15 : 트로틀 밸브 17 : 트로틀축
18 : 액셀 레버 19 : 트로틀 레버
26 : 액셀 페달 27 : 케이블
29 : 톱니부 30 : 스토퍼
36 : 작동기 38 : 제어봉
42 : 접속 배관 43 : 진공 탱크
44 : 역지 밸브 45,50 : 배관
46,51 : 토오크 제어용 전자 밸브 54 : ECU
55 : 크랭크 각 센서 56 : 트로틀 개방도 센서
57 : 아이들 스위치 58 : TCL
59 : 액셀 개방도 센서 60,61 : 전륜
62,63 : 전륜 회전 센서 64,65 : 후륜
66,67 : 후륜 회전 센서 68 : 차량
69 : 조타축 70 : 조타각 센서
71 : 통신 케이블
[발명의 기술분야]
본 발명은 차량의 선회시에 발생하는 횡가속도의 크기나 가속시등에 있어서의 구동륜의 슬립량에 따라서 기관의 구동 토오크를 신속하게 저감시키고 차량을 안전하게 주행시키도록 한 차량용 구동 토오크 제어 장치에 관한 것이다.
[배경 기술의 설명]
차량의 주행중에 노면의 상황이 급격히 변화하거나 미끄러지기 쉬운 저마찰 계수의 노면, 예컨대 눈길이나 동결로등의 노면을 차량이 주행하는 경우, 구동륜이 공전한다는 불편이 있다.
이같은 경우, 구동륜이 공전하지 않게 운전자가 가속 페달의 밟기량을 조정하고, 기관의 출력을 미묘하게 제어하는 것은 숙련자라도 매우 어려운 것이다.
마찬가지로, 선회로를 주행중인 차량에는 그 주행 방향과 직각인 방향의 횡가속도에 대응한 원심력이 발생하므로 선회로에 대한 차량의 주행 속도가 지나치게 높아지는 경우에는 타이어의 그립력(gripping force)이 한계를 넘어서 차체가 가로로 미끄러질 우려가 있다.
이같은 경우, 기관의 출력을 적정하게 내려서 선회로에 대응한 선회 반경으로 차량을 안전하게 주행시키기 위해선, 특히 선회로의 출구가 확인되지 않는 경우, 또는 선회로의 곡률 반경이 차차로 작아지고 있는 경우, 매우 고도의 운전 기술이 요구된다.
소위 언더 스티어링(under-steering) 경향을 가지는 일반적인 차량에 있어선 차량에 가하는 횡가속도의 증대에 따라서 조타량을 점증시킬 필요가 있는데 이 횡가속도가 각 차량에 특유한 어떤 값을 넘으면 조타량이 급증해서 소정의 선회 주행이 곤란하게 되는 특성을 가지고 있다. 특히, 언더 스티어링 경향이 강한 프론트 엔진 전류 구동 형식의 차량에 있어선, 이 경향이 현저해진다는 것은 주지와 같다.
이같은 것에서 구동륜의 공전 상태를 검출하고, 구동륜의 공전이 발생했을 경우에는 운전자에 의한 가속 페달의 밟기량과는 관계없이 강제적으로 기관의 출력을 저하시키거나 또는 차량의 횡가속도를 검출하고, 차량이 선회 곤란하게 되는 선회 한계 이전에 운전자에 의한 가속 페달의 밟기량과는 관계없이 강제적으로 기관의 출력을 저하시키도록 한 출력 제어 장치가 제안되었으며, 운전자가 필요에 따라서 이 출력 제어 장치를 이용한 주행과, 가속 페달의 밟기량에 대응해서 기관의 출력을 제어하는 통상의 주행을 선택할 수 있게 한 것이 발표되어 있다.
이같은 관점에서 기준한 차량의 출력 제어에 관하는 것중, 종래 알려지고 있는 것은 예컨대 구동륜의 회전수와 종동륜의 회전수를 검출하고, 이들 회전수의 편차를 구동륜의 슬립량으로 보고, 이 슬립량에 따라서 기관의 구동 토오크를 제어하거나 또는 차량의 요잉량(yawing)(이하 이것을 요레이트(yaw rate)라 호칭한다)등에 기준해서 기관의 구동 토오크를 제어토록 한 것이다.
즉, 후자의 수단에 있어서 차량의 고속 급선회중에 주로 발생하는 요잉등은 차속이 높고 또한 급선회일수록 그 양도 급격히 증대하는 경향을 가지므로 진동 감지기나 가속도 감지기등에 의해서 요레이트가 검출되어 이들의 소정값을 넘었을 경우에 기관의 구동 토오크를 저감시키려 하고 있다.
또한, 이 출력 제어 장치를 사용하면 자동 변속기에 있어서의 변속중의 충격등을 저감시키는 것도 가능하다.
차량의 주행 안전성을 고려했을 경우, 구동륜의 공전 상태를 검출하고, 이 구동륜의 공전이 발생했을때에 운전자에 의한 가속 페달의 밟기량과는 관계없이 강제적으로 기관의 출력을 저하시키는 출력 제어 장치와 차량의 횡가속도를 검출하고, 이 차량이 선회 곤란 또는 선회 불가능으로 되기 전에 운전자에 의한 가속 페달의 밟기량과는 관계없이 강제적으로 기관의 출력을 저하시키는 출력 제어 장치를 차량에 탑재하는 것이 바람직하다.
그런데, 종래는 구동륜의 공전이 발생했을 경우에 운전자에 의한 가속 페달의 밟기량과는 관계없이 강제적으로 기관의 출력을 저하시키는 출력 제어 장치와 차량이 선회 곤란 또는 선회 불능으로 되기 전에 운전자에 의한 가속 페달의 밟기량을 저하시키는 출력 제어 장치를 2개나 탑재한 것이 없고, 따라서 구동륜의 공전이 발생함과 동시에 차량이 선회 곤란으로 될 것같은 경우, 기관의 구동 토오크를 어느 정도 저하시킨다면 운전자의 의사를 그다지 다치지 않고 차량의 자세를 적절하게 유지하면서 안전 또한 확실하게 주행할 수 있는가가 문제로 된다.
본 발명의 목적은 구동륜의 공전이 발생했을 경우에 운전자에 의한 가속 페달의 밟기량과는 관계없이 강제적으로 기관의 출력을 저하시키는 출력 제어 장치와, 차량이 선회 곤란 혹은 선회 불능으로 되기 전에 운전자에 의한 가속 페달의 밟기량과는 관계없이 강제적으로 기관의 출력을 저하시키는 출력 제어 장치를 두개 다 탑재토록 해서 구동륜의 공전이 발생함과 동시에 차량이 선회 곤란으로 될 것같은 경우에서도, 기관의 구동 토오크를 적절하게 저하시키고, 운전자의 의사를 그다지 다치지 않은채 차량의 자세를 적절하게 유지하면서 안전하고 확실하게 주행될 수 있게 하는 것이다.
본 발명의 차량용 구동 토오크 제어 장치는 운전자에 의한 조작과는 독립으로 구동 토오크를 저감시키는 토오크 제어 수단과, 선회중의 차량에 가해지는 횡가속도의 크기에 따라서 목표 구동 토오크를 설정하고 또한 구동 토오크가 이 목표 구동 토오크로 되게 상기 토오크 제어 수단의 작동을 제어하는 제어 신호를 출력하는 선회 제어 유니트와, 상기 차량의 구동륜의 슬립량에 따라서 목표 구동 토오크를 설정하고 또한 구동 토오크가 목표 구동 토오크로 되도록 상기 토오크 제어 수단의 작동을 제어하는 제어 신호를 출력하는 슬립 제어 유니트를 구비한 차량에 있어서, 소정의 절환 조건에 기준하여 상기 선회 제어 유니트의 제어 신호와 상기 슬립 제어 유니트의 제어 신호중의 어느 하나를 선택해서 상기 토오크 제어 수단에 출력하는 제어 신호 선택 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 상기 선회 이용 유니트가 조타각과 차속에 기준하여 목표 횡가속도를 구하는 목표 횡가속도 설정 수단과 이 목표 횡가속도에 따른 목표 종가속도를 설정하는 목표 종가속도 설정 수단과, 이 목표 종가속도에 기준해서 목표 구동 토오크를 설정하는 목표 구동 토오크 설정 수단을 구비하는 것이 바람직하다.
또, 상기 슬립 제어 유니트가 차량 가속도에 기준하여 기준 구동 토오크를 구하는 기준 구동 토오크 설정 수단과, 구동륜의 슬립에 의거한 보정 토오크에 의해 상기 기준 구동 토오크를 보정하고 목표 구동 토오크를 설정하는 목표 구동 토오크 설정 수단을 구비하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제어 신호 전력 수단이, 선회 제어 유니트에 의한 목표 구동 토오크와 슬립 제어 유니트에 의해 목표 구동 토오크중 작은 쪽을 선택하여 상기 토오크 제어 수단에 출력하도록 구성되는 것이 바람직하다.
더우기, 상기 제어 신호 선택 수단이, 상기 선회 제어 유니트에 의한 선회 제어에 저μ로용과 고μ로용이 있는 경우, 이들 저μ로용 제어부 및 고μ로용 제어부의 각 목표 토오크와 상기 가속 슬립 제어의 목표 토오크의 3종류의 토오크중 가장 작은 것을 목표 토오크로 선택하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어 신호 선택 수단이, 슬립 제어중에는 슬립 제어에 의한 목표 토오크를 선택하도록 구성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제어 신호 선택 수단이 상기 선회 제어 유니트에 의한 선회 제어가 저μ로와 고μ로로 나눠질 때는 선택 순위를 슬립 제어, 저μ로 선회 제어, 고μ로 선회 제어의 차례로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 차량용 구동 토오크 장치에 의하면, 차량의 주행 안전성을 고려해서 가장 작은 목표 구동 토오크가 기관의 구동 토오크로서 선택되게 슬립 제어 유니트를 기능시키고 있는 경우엔 상기 목표 구동 토오크를 상기 차량의 구동륜의 슬립량에 따라서 설정하고, 또는 기관의 목표 구동 토오크를 상기 차량의 구동륜의 슬립량에 따른 목표 구동 토오크, 마찰 계수가 낮은 노면용의 목표 구동 토오크, 마찰 계수가 높은 노면용의 목표 구동 토오크의 차례로 선택했으므로 운전자의 의사를 그다지 다치지 않고 차량의 자세를 적절하게 유지하면서 안전하고 또한 확실하게 주행하는 것이 가능하다.
본 발명에 의한 차량의 출력 제어 방법을 전륜 구동 형식의 차량에 응용한 한 실시예의 개념을 나타내는 제1도 및 그 차량의 개략 구조를 나타내는 제2도에 도시하듯이 기관(11)의 연소실(12)에 연결된 흡기관(13)의 도중에는 이 흡기관(13)에 의해서 형성되는 흡기 통로(14)의 벌어짐 정도를 변화시키고, 연소실(12)내에 공급되는 흡입 공기량을 조정하는 트로틀 밸브(15)를 조립한 트로틀 보디(16)가 개장되어 있다. 제1도 및 통형상을 이루는 이 트로틀 보디(16)의 부분의 확대 단면 구조를 나타내는 제3도에 도시하듯이 트로틀 보디(16)에는 트로틀 밸브(15)를 일체로 고정한 트로틀 축(17)의 양단부가 회전 가능하게 지지되어 있다. 흡기 통로(14)내에 돌출하는 이 트로틀축(17)의 일단부에는 가속 레버(18)와 트로틀 레버(19)가 동축 형상을 이루어 끼워 맞춰지고 있다.
상기 트로틀축(17)과 가속 레버(18)의 통형상부(20)와의 사이에는 부시(21) 및 스페이서(22)가 개장되며, 이것에 의해서 가속 레버(18)는 트로틀축(17)에 대해서 회전가능하게 되어 있다. 또한, 트로틀측(17)의 일단축에 부착된 와셔(23) 및 너트(24)에 의해서 트로틀축(17)으로부터 가속 레버(18)가 빠지는 것을 미연에 방지하고 있다. 또, 이 가속 레버(18)와 일체의 케이블 받침(25)에는 운전자에 의해서 조작되는 가속 페달(26)이 케이블(27)을 거쳐서 접속되어 있으며, 가속 페달(26)의 밟기량에 따라서 가속 레버(18)가 트로틀축(17)에 대해서 회전하게 되어 있다.
한편, 상기 트로틀 레버(19)는 트로틀축(17)과 일체로 고정되어 있으며, 따라서 이 트로틀 레버(19)를 조작하는 것에 의해서 트로틀 밸브(15)가 트로틀축(17)과 더불어 회전한다. 또, 가속 레버(18)의 통형부(20)에는 칼라(28)가 이와 동축일체로 끼워 부착되어 있으며, 상기 트로틀 레버(19)의 선단부에는 이 칼라(28)의 일부에 형성된 톱부(29)에 걸릴 수 있는 스토퍼(30)가 형성되어 있다. 이들 톱부(29)와 스토퍼(30)는 트로틀 밸브(15)가 벌어지는 방향으로 트로틀 레버(19)를 회전시키든가, 또는 트로틀 밸브(15)가 닫히는 방향으로 가속 레버(18)를 회전시킨 경우에 서로 걸리는 것같은 위치 관계로 설정되어 있다.
상기 트로틀 보디(16)와 트로틀 레버(19)와의 사이에는 트로틀 레버(19)의 스토퍼(30)를 가속 레버(18)의 톱부(29)에 밀어붙여서 트로틀 밸브(15)를 벌리는 방향으로 가세하는 비틀림 코일 스프링(31)이 트로틀축(17)에 끼워 맞춰진 통형상을 이루는 1쌍의 스프링 받침(32, 33)을 거치며, 이 트로틀축(17)과 동축 형상을 이루고 장착되어 있다. 또, 트로틀 보디(16)로부터 돌출하는 스토퍼 핀(34)과 가속 레버(18)와의 사이에도 가속 레버(18)의 톱부(29)를 트로틀 레버(19)의 스토퍼(30)에 밀어붙여서 트로틀 밸브(15)를 닫는 방향으로 가세하고, 가속 페달(26)에 대해서 디텐트감을 부여하기 위한 비틀림 코일 스프링(35)이 상기 칼라(28)을 거쳐서 가속 레버(18)의 통형부(20)에 트로틀축(17)과 동축 형상을 이루고 장착되어 있다.
상기 트로틀 레버(19)의 선단부에는 기단을 작동기(36)의 다이아프램(37)에 고정한 제어 막대(38)의 선단부가 연결되어 있다. 이 작동기(36)내에 형성된 압력실(39)에는 상기 비틀림 코일 스프링(31)과 더불어 트로틀 레버(19)의 스토퍼(30)를 가속 레버(18)의 톱부(29)에 밀어 붙여서 트로틀 밸브(15)를 벌리는 방향으로 가세하는 압축 코일 스프링(40)이 조립되어 있다. 그리고, 이들 2개의 스프링(31, 40)의 스프링력 합보다도 비틀림 코일 스프링(35)의 스피링력쪽이 크게 설정되며, 이것으로 가속 페달(26)을 밟든가, 또는 압력실(39)내의 압력을 상기 2개의 스프링(31, 40)의 스프링력의 합보다 큰 부압으로 하지 않는한, 트로틀 밸브(15)는 벌어지지 않게 되어 있다.
상기 트로틀 보디(16)의 하류측에 연결되어서 흡기 통로(14)의 일부를 형성하는 서어지 탱크(41)에는 접속 배관(42)을 거쳐서 진공 탱크(43)가 연통되어 있으며, 이 진공 탱크(43)와 접속 배관(42)과의 사이에는 진공 탱크(43)에서 서지 탱크(41)로의 공기 이동만을 허용하는 역지 밸브(44)가 개장되어 있다. 이것에 의해 진공 탱크(43)내의 압력은 서지 탱크(41)내의 최저 압력과 거의 동등한 부압으로 설정된다.
이들 진공 탱크(43)내와 상기 작동기(36)의 압력실(39)과는 배관(45)을 거쳐서 연통 상태로 되어 있으며, 이 배관(45)의 도중에는 비통전시 폐쇄형의 제1토오크 제어용 전자 밸브(46)가 설치되어 있다. 즉, 이 토오크 제어용 전자 밸브(40)에는 배관(45)을 폐쇄하도록 플랜저(47)를 밸브 시트(48)에 가세하는 스프링(49)이 조립되어 있다.
또, 상기 제1토오크 제어용 전자 밸브(46)와 작동기(36) 사이의 배관(45)에는 트로틀 밸브(15)보다 상류측의 흡기 통로(14)로 연통하는 배관(50)이 접속되어 있다. 그리고, 이 배관(50)의 도중에는 비통전시 개방향의 제2토오크 제어용 전자 밸브(51)가 설치되어 있다. 즉, 이 토오크 제어용 전자 밸브(51)에는 배관(50)을 개방하도록 플랜저(52)를 가세하는 스프링(53)이 조립되어 있다.
상기 2개의 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)에는 기관(11)의 운전 상태를 제어하는 전자 제어 유니트(54)(이하, 이것을 ECU라 부른다)가 각각 접속되고, 이 ECU(54)로부터의 지령에 기준해서 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)에 대한 통전의 온, 오프가 듀티(duty) 제어되게 되어 있으며, 본 실시예에선 이들 전체로 본 발명의 토오크 제어 수단(101)을 구성하고 있다.
예컨대, 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율이 0%인 경우, 작동기(36)의 압력실(39)이 트로틀 밸브(15)보다 상류측인 흡기 통로(14)내의 압력과 거의 동등한 대기압으로 되며, 트로틀 밸브(15)의 벌어짐 정도는 가속 페달(26)의 밟기량에 1대 1로 대응한다. 역으로 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율이 100%인 경우, 작동기(36)의 압력실(39)이 진공 탱크(43)내의 압력과 거의 동등한 부압으로 되며, 제어 막대(38)가 제1도중, 최경사 윗쪽으로 끌어올려지는 결과, 트로틀 밸브(15)는 가속 페달(26)의 밟기량에 관계없이 닫히며, 기관(11)의 구동 토오크는 강제적으로 저감되어진 상태로 된다. 이같이 해서 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율을 조정하므로서 가속 페달(26)의 밟기량에 관계없이 트로틀 밸브(15)의 개방도를 변화시키고 기관(11)의 구동 토오크를 임의로 조정할 수 있다.
상기 ECU(54)에는 기관(11)에 부착되어서 기관 회전수를 검출하는 크랭크각 감지기(55)와 트로틀 보디(16)에 부착되어서 트로틀 레버(19)의 개방도를 검출하는 트로틀 개방도 감지기(56)와, 트로틀 밸브(15)의 전폐 상태를 검출하는 아이들링(idling) 스위치(57)가 접속되며, 이들 크랭크각 감지기(55)와 트로틀 개방도 감지기(56) 및 아이들링 스위치(57)부터의 출력신호가 각각 보내진다.
또, 기관(11)의 목표 구동 토오크를 산출하는 토오크 연산 유니트(이하, 이것을 TCL이라 부른다)(58)에는 상기 트로틀 개방도 감지기(56) 및 아이들링 스위치(57)와 더불어 트로틀 보디(16)에 부착되어서 가속 레버(18)의 개방도를 검출하는 가속 개방도 감지기(59)와 구동륜인 좌우 1쌍의 전륜(60, 61)의 회전 속도를 각각 검출하는 전륜 회전 감지기(62, 63)와, 종동륜인 좌우 1쌍의 후륜(64, 65)의 회전 속도를 각각 검출하는 후륜 회전 감지기(66, 67)와, 차륜(68)의 직진 상태를 기준으로 해서 선회시에 있어서의 조타축(69)의 선회각을 검출하는 조타각 감지기(70)가 접속되며, 이들 감지기(59, 62, 63, 66, 67, 70)로부터의 출력 신호가 각각 보내어진다.
ECU(54)와 TCL(58)은 통신 케이블(71)을 거쳐서 연결되어 있으며, ECU(54)부터는 기관 회전수가 아이들링 스위치(57)로부터의 검출 신호외에 흡입 공기량등의 기관(11)의 운전 상태의 정보가 TCL(58)로 보내진다. 역으로, TCL(58)에서는 이 TCL(58)에 연산된 목표 구동 토오크에 관한 정보가 ECU(54)로 보내진다.
그리고, TCL(58)은 슬립 제어를 행했을 경우의 기관(11)의 목표 구동 토오크(TOS)를 연산하고 이것에 따라서 신호를 출력하는 슬립 제어 유니트(104)와, 건조로등과 같이 마찰 계수가 비교적 높은 노면(이하, 이것을 고μ로라 부른다)에서의 선회 제어를 행했을 경우의 기관(11)의 목표 구동 토오크(TOH)를 연산하고 이것에 따른 신호를 출력하는 선회 제어 유니트(102)와, 동결로나 습윤로등과 같이 마찰 계수의 비교적 낮은 노면(이하, 이것을 저μ로라 호칭)에서의 선회 제어를 행한 경우의 기관(11)의 목표 구동 토오크(TOL)을 연산하고 이것에 따른 신호를 출력하는 선회 제어 유니트(103)를 구비하고 있으며 각 유니트에선 늘 병행해서 연산이 행해진다.
또, TCL(58)은 이들의 목표 구동 토오크(TOS, TOH, TOL)로부터 가장 적합한 최종 목표 구동 토오크(TO)를 선택해서 ECU에 출력하는 제어 신호 선택 수단(105)이 구비되어 있다.
또한, 선회 제어 유니트(102)에는 타각과 차속에 기준하여 목표 횡가속도를 구하는 부분(목표 횡가속도 설정 수단)과, 동 목표 횡가속도에 따른 목표 종가속도를 설정하는 부분(목표 종가속도 설정 수단)과, 동 목표 횡가속도에 기준하여 목표 구동 토오크를 설정하는 부분(목표 구동 토오크 설정 수단)을 구비하고 있다.
또한, 슬립 제어 유니트(103)에는 차량 가속도에 기준하여 기준 구동 토오크를 구하는 부분(기준 구동 토오크 설정 수단)과 구동륜 슬립에 기준하는 보정 토오크에 의해서 상기 기준 구동 토오크를 보정하여 목표 구동 토오크를 설정하는 부분(목표 구동 토오크 설정 수단)이 구비되어 있다.
본 실시예에 의한 제어의 대체적인 흐름을 나타내는 제4도에 도시하듯이, 본 실시예에선 상술의 기관(11)의 목표 구동 토오크(TOS)와 목표 구동 토오크(TOH) 및 목표 구동 토오크(TOL)를 TCL(58)에서 늘 병행해서 연산하고, 이들 3개의 목표 구동 토오크(TOS, TOH, TOL)로 부터 최적의 최종 목표 구동 토오크(TO)를 선택하고, 기관(11)의 구동 토오크를 필요에 따라서 저감될 수 있게 하고 있다.
구체적으로는 도시하지 않는 점화키이(ignition key)의 온 조작에 의해 본 실시예의 제어 프로그램이 개시되며, M1에서 우선 조타축 선회 위치의 초기값(δm(0))의 제공을 행함과 더불어 각종 플러그의 리세트 또는 이 제어의 샘플링 주기인 15밀리초마다 주 타이머의 카운트 개시등의 초기 설정을 행한다.
그리고, M2에서 각종 감지기로부터의 검출 신호에 기준해서 TCL(58)은 차속(V)등을 연산하고, 이것에 연속하여 상기 조타축(69)의 중립 위치(δM)를 M3에서 학습 보정한다. 이 차량(68)의 조타축(69)의 중립 위치(δM)는 상기 점화키이의 온 조작마다 초기값(δm(0))이 읽어넣어지는데 이 초기값(δm(0))은 차량(68)이 후술하는 직진 주행 조건을 만족한 경우에만 학습 보정되며, 점화키이가 오프 상태로 되기까지 이 초기값(δm(0))이 학습 보정되게 되어 있다.
다음에 TCL(58)은 M4에서 전륜(60, 61)과 후륜(64, 65)의 회전차에 기준하여 기관(11)의 구동 토오크를 규제하는 슬립 제어를 행하는 경우의 목표 구동 토오크(TOS)를 연산하고, M5에서 고μ로(Hμ로)에서의 선회 제어를 행했을 경우의 기관(11)의 목표 구동 토오크(TOH)를 연산하고, 마찬가지로 M6에서 저μ로(Lμ로)에서의 선회 제어를 행했을 경우의 기관(11)의 목표 구동 토오크(TOL)를 차례로 연산한다.
그리고, M7에서, TCL(58)의 제어 신호 선택부(104)는 이들의 목표 구동 토오크(TOS, TOH, TOL)로부터 가장 적합한 최종 목표 구동 토오크(TO)를 후술하는 방법으로 선택한 후, 기관(11)의 구동 토오크가 이 최종 목표 구동 토오크(TO)가 되게 ECU(54)는 1쌍의 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율을 제어하고, 이것에 의해서 차량(68)을 무리없이 안전하게 주행시키도록 하고 있다.
이같이 기관(11)의 구동 토오크를 M8에서 주 타이머의 카운트 다운이 종료할때까지 제어하고, 이 이후는 M9에서 주 타이머의 카운트 다운을 재차 개시하고, 그리고 M2로부터 이 M9까지의 스텝을 상기 점화키이가 오프 상태로 되기까지 반복하는 것이다.
조타각(69)의 중립 위치(δM)를 M3의 스텝에서 학습 보정하는 이유는, 차량(68)의 정비시에 전륜(60, 61)의 토인(toe-in) 조정을 행했을 경우나 도시하지 않는 조타치차의 마모등이 경년 변화에 의해서 조타축(69)의 선회량과 조타륜인 전륜(60, 61)의 실제의 타각(δ)과의 사이에 어긋남이 발생하고 조타축(69)의 중립 위치(δM)가 변하고 마는 일이 있기 때문이다.
이 조타축(69)의 중립 위치(δM)를 학습 보정하는 순서를 나타내는 제5도에 도시하듯이 TCL(58)은 후륜회전 감지기(66, 67)로부터의 검출 신호에 기준하여 C1에서 차속(V)를 다음식 (1)로 산출한다.
Figure kpo00001
단, 윗식에 있어서 VRL, VRR는 각각 좌우 1쌍의 후륜(64, 65)의 주속도이다.
다음에 TCL(58)은 C2에서 좌우 1쌍의 후륜(64, 65)의 주속도차(이하, 이것을 후륜 속차라 부른다) |VRL-VRR|을 산출한다.
그런 다음, TCL(58)은 C3에서 차속(V)이 미리 설정된 임계치(VA)보다 큰지 여부를 판정한다. 이러한 조작은 차량(68)이 어느 정도의 고속이 되지 않으면 조타에 따르는 후륜속차 |VRL-VRR| 등이 검출되지 않으므로 필요한 것이며, 상기 임계치(VA)는 차량(68)의 주행 특성에 기준하여 실험등에 의해서 예컨대 매시 20㎞와 같이 적절히 설정된다.
그리고, 차속(V)이 임계치(VA)이상이라고 판정되는 경우엔 TCL(58)은 C4에서 후륜 속차 |VRL-VRR|가 미리 설정한 예컨대 매시 0.Km와 같은 임계치(VB)보다 작은지 여부를, 즉 차량(68)이 직진 상태에 있는지 여부를 판정한다. 여기에서 임계치(VB)를 매시 0Km로 하지 않는 것은 좌우의 후륜(64, 65)이 타이어의 공기압이 고르지 않을 경우, 차량(68)이 직진 상태임에도 불구하고, 좌우 1쌍의 후륜(64, 65)의 주속도(VRL, VRR)가 상이하기 때문이다.
이 C4의 스텝에서 후륜 속차 |VRL-VRR|가 임계치(VB)이하라고 판정되면 TCL(58)은 C5에서 현재의 조타축 선회 위치(δm(n))가 조타각 감지기(64)에 의해 검출한 전회의 조타축 선회 위치(δm(n-1))와 동일한지 여부를 판정한다. 이때, 운전자의 손놀림등에 의한 영향을 받지 않게 조타각 감지기(70)에 의한 조타축(69)의 선회 검출 분해능을 예컨대 5도 전후로 설정해두는 것이 바람직하다.
이 C5의 스텝에서 현재의 조타축 선회 위치(δm(n))가 전회의 조타축 선회 위치(δm(n-1))와 동일하다고 판정한다면 TCL(58)은 C6에서 현재의 차량(68)이 직진 상태에 있다고 판단하고, 이 TCL(58)에 내장된 도시하지 않는 학습용 타이머의 카운트를 개시하고 이것을 예컨대 0.5초간 계속한다.
다음에 TCL(58)은 C7에서 학습용 타이머의 카운트 개시부터 0.5초 경과했는지 아닌지, 즉, 차량(68)의 직진 상태가 0.5초 계속했는지 여부를 판정한다. 이경우, 차량(68)의 주행 초기에 있어서는 학습용 타이머의 카운트 개시로부터 0.5초 경과하고 있지 않으므로 차량(68)의 주행 초기는 C1에서 C7까지의 스텝이 반복되게 된다.
그리고, 학습용 타이머의 카운트 개시로부터 0.5초가 경과했다고 판단하면 TCL(58)은 C8에서 타각 중립위치 학습 종료 플래그(FH)가 세트되었는지 여부 즉 이번의 학습제어가 초회인지 아닌지를 판정한다.
이 C8의 스텝에서 타각 중립 위치 학습 종료 플래그(FH)가 세트되어 있지 않다고 판단했을 경우엔 C9에서 현재의 조타축 선회 위치(δm(n))를 새로운 조타축(69)의 중립 위치(δM(n))로 간주하고 이것을 TCL(58)내의 메모리에 읽어넣고, 타각 중립 위치 학습 종료 플래그(FH)를 세트한다.
이같이 해서 새로운 조타축(69)의 중립 위치(δM(n))를 설정한 후, 이 조타축(69)의 중립 위치(δM(n))를 기준으로 해서 조타축(69)의 선회각(δH)을 산출하는 한편, C10에서 학습용 타이머의 카운트가 클리어되며, 재차 타각 중립 위치 학습이 행해진다.
상기 C8의 스텝에서 타각 중립 위치 학습 종료 플래그(FH)가 세트되어 있는 즉 타각 중립 위치 학습의 2회째 이후라고 판단되었을 경우, TCL(58)은 C11에서 현재의 조타축 선회 위치(δm(n))가 전회의 조타축(69)의 중립 위치(δM(n-1))와 동등한지 즉,
(δm(n)) = (δM(n-1))
인지 여부를 판정한다. 그리고, 현재의 조타축 선회 유지(δm(n))가 전회의 조타축(69)의 중립 위치(δM(n-1))와 동등하다고 판정되었다면, 그대로 C10의 스텝으로 귀환해서 재차 다음의 타각 중립 위치 학습이 행해진다.
C11의 스텝에서 현재의 조타축 선회 위치(δm(n))가 조타계의 유동등이 원인으로 되어서 전회의 조타축(69)의 중립 위치(δM(n-1))와 동등하지 않다고 판단되었을 경우, 현재의 조타축 선회 위치(δm(n))를 그대로 새로운 조타축(69)의 중립 위치(δM(n))로 판단하지 않고, 이들 차의 절대값이 미리 설정한 보정 제한량(△δ)이상 상이하고 있을 경우엔 전회의 조타축(82)의 중립 위치(δM(n-1))에 대해서 이 보정 제한량(△δ)을 감산 또는 가산한 것을 새로운 조타축(69)의 중립 위치(δM(n))로 하고, 이것을 TCL(58)내의 메모리에 읽어넣도록 하고 있다.
즉, TCL(58)은 C12에서 현재의 조타축 선회 위치(δm(n))부터 전회의 조타축(69)의 중립 위치(δM(n-1))를 감산한 값이 미리 설정한 부의 보정 제한량(-△δ)보다 작은지 여부를 판정한다. 그리고, 이 C12의 스텝에서 감산한 값이 부의 보정 제한량(-△δ)보다 작다고 판단되었을 경우엔 C13에서 새로운 조타축(69)의 중립 위치(δM(n))를 전회의 조타축(69)의 중립 위치(δM(n-1))와 부의 보정 제한량(-△δ)에서
δM(n) =δM(n-1)-△δ
로 변경하고, 1회당의 학습 보정량이 무조건 부측으로 크게 되지 않게 배려하고 있다.
이것으로 어떤 원인에 의해서 조타각 감지기(70)로부터 이상한 검출 신호가 출력되었다고 해도, 조타축(69)의 중립 위치(δM)가 급격하게는 변화하지 않으며, 이러한 이상에 대한 대응을 신속하게 행할 수 있다.
한편, C12의 스텝에서 감산한 값이 부의 보정 제한량(-△δ)보다 크다고 판단되었을 경우에는 C14에서 현재의 조타축 선회 위치(δm(n))로부터 전회의 조타축(69)의 중립 위치(δM(n-1))를 감산한 값이 정의 보정 제한량(△δ)보다 큰지 아닌지를 판정한다. 그리고, 이 C14의 스텝에서 감산한 값이 정의 보정 제한량(△δ)보다 크다고 판단되었을 경우에는 C15에서 새로운 조타축(69)의 중립 위치(δM(n))를 전회의 조타축(69)의 중립 위치(δM(n-1))와 정의 보정 제한량(△δ)으로
(δM(n))=(δM(n-1))＋△δ
로 변경하고, 1회당의 학습 보정량이 무조건 정측으로 크게 되지 않게 배려하고 있다.
이것에 의해 어떤 원인에 의해서 조타각 감지기(70)부터 이상한 검출 신호가 출력되었다고 하더라도 조타축(69)의 중립 위치(δM)가 급격하게 변화되지 않으며, 이러한 이상에 대한 대응을 신속하게 행할 수 있다.
단, C14의 스텝에서 감산한 값이 정의 보정 제한량(△δ)보다 작다고 판단되었을 경우엔 C16에서 현재의 조타축 선회 위치(δm(n))를 새로운 조타축(69)의 중립 위치(δM(n))로서 그대로 읽어낸다.
따라서, 전륜(60, 61)을 선회 상태로 하는 정차중의 차량(68)이 발진했을 경우, 이때의 조타축(69)의 중립 위치(δM)의 변화 상태의 1예를 나타내는 제6도에 도시하듯이 조타축(69)의 중립 위치(δM)의 학습 제어가 초회일때, 상술한 M1의 스텝에 있어서의 조타축 선회 위치의 초기값(δm(0))으로부터의 보정량은 매우 큰 것으로 되는데, 2회째 이후의 조타축(69)의 중립 위치(δM)는 C13, C15의 스텝에 있어서의 조작으로 억제된 상태로 된다.
이같이 해서 조타축(69)의 중립 위치(δM)를 학습 보정한후, 차속(V)과 전륜(60, 61)의 주속도(VFL, FFR)와의 차에 기준해서 기관(11)의 구동 토오크를 규제하는 슬립 제어를 행하는 경우의 목표 구동 토오크(TOS)를 연산한다.
그런데 기관(11)에서 발생하는 구동 토오크를 유효하게 움직이게 하기 위해선 타이어와 노면과의 마찰 계수와, 이 타이어의 슬립율과의 관계를 나타내는 제7도에 도시하듯이 주행중의 전륜(60, 61)의 타이어의 슬립율(S)이 상기 타이어와 노면과의 마찰 계수의 최대값과 대응하는 목표 슬립율(SO) 또는 그 근처가 되도록 전륜(60, 61)의 슬립량(S)를 조정하고, 차량(68)의 가속 성능을 다치지 않게 하는 것이 바람직하다.
여기에서 타이어의 슬립율(S)은
Figure kpo00002
이며, 이 슬립율(S)이 타이어와 노면과의 마찰 계수의 최대값과 대응한 목표 슬립율(SO), 또는 그 근처가 되게, 기관(11)의 목표 구동 토오크(TOS)를 설정하는데, 그 연산 순서는 이하와 같다.
우선 TCL(58)은 상기 (1)식에 의해 산출한 금회의 차속(V(n))과 1회 이전에 산출한 차속(V(n-1))으로부터 현재의 차량(68)의 전후 가속도(GX)를 다음식으로 산출한다.
Figure kpo00003
단, △t는 주 타이머의 샘플링 주기인 15밀리초, g는 중력 가속도이다.
그리고, 이때의 기관(11)의 기준 구동 토오크(TB)를 다음식 (2)에 의해 산출한다.
TB= GXFㆍWbㆍr＋TR……………………………………………………(2)
여기에서, GXF는 상술의 전후 가속도(GX)의 변화를 지연시키는 로우 패스 필터에 통한 수정 전후 가속도이다. 로우 패스 필터는 차량(68)의 전후 가속도(GX)가 타이어와 노면과의 마찰 계수와 등가라고 간주할 수 있는 것에서 차량(68)의 전후 가속도(GX)가 변화해서 타이어의 슬립율(S)이 타이어와 노면과의 마찰 계수의 최대값과 대응한 목표 슬립율(SO) 또는 그 근처에서 벗어날 것같이 되었을 경우에도 타이어의 슬립율(S)을 타이어와 노면과의 마찰 계수의 최대값과 대응한 목표 슬립율(SO) 또는 그 근처에 유지시키도록 전후 가속도(GX)를 수정하는 기능을 갖는다. 또 Wb는 차체 중량, r는 전륜(60, 61)의 유효 반경, TR는 주행저항이며 이 주행 저항(TR)은 차속(V)의 함수로서 산출할 수 있는데 본 실시예에선 제8도에 도시하는 것같은 맵으로 구하고 있다.
한편, 차량(68)의 가속중에는 노면에 대해서 늘 차륜의 슬립량이 3% 정도 발생하고 있는 것이 보통이며, 또 자갈길등 악로를 주행할 경우에는 저μ로를 주행하는 경우보다도 목표 슬립율(SO)에 대응하는 타이어와 노면과의 마찰 계수의 최대값이 일반적으로 크게되어 있다. 따라서, 이같은 슬립량이나 노면 상황을 감안해서 목표로 하는 전륜(60, 61)의 주속도인 목표 구동 속도(VFO)를 다음식(3)에 의해 산출한다.
VFO= 1.03ㆍV ＋ Vk……………………………………………………(3)
또, Vk는 상기 수정 전후 가속도(GXF)에 대응해서 미리 설정된 노면 보정량이며, 수정 전후 가속도(GXF)의 값이 크게 됨에 따라서 단계적으로 증가하는 것같은 경향을 갖게 하는데, 본 실시예에선 주행 시험등에 기준해서 작성된 제9도에 도시하는 것같은 맵으로 이 노면 보정량(Vk)을 구하고 있다.
다음에, 차속(V)과 목표 구동륜속(VFO)와의 차이인 슬립량(S)을 상기 (1)식 및 (3)식에 기준해서 다음식 (4)에 의해 산출한다.
Figure kpo00004
그리고, 다음식 (5)에 도시하듯이 이 슬립량(S)이 주타이머의 샘플링 주기마다 적분 계수(KI)이 승산 적분되며, 목표 구동 토오크(TOS)에 대한 제어의 안정성을 높히기 위한 적분 보정 토오크(TI)(단, TI≤0)가 산출된다.
Figure kpo00005
마찬가지로 다음식 (6)과 같이 슬립량(S)에 비례하는 목표 구동 토오크(TOS)에 대해서 제어 지연을 완화하기 위한 비례 보정 토오크(TP)는 비례 계수(KP)가 곱셈되면서 산출된다.
TP= KPㆍS …………………………………………………………………(6)
그리고, 상기 (2), (5), (6)식을 이용해서 다음식 (7)에 의해 기관(11)의 목표 구동 토오크(TOS)를 산출한다.
Figure kpo00006
윗식에 있어서 ρm은 도시하지 않는 변속기의 변속비, ρd는 차동 치차의 감속비이다.
차량(68)에는 슬립 제어를 운전자가 선택하기 위한 도시하지 않는 수동 스위치가 설치되어 있으며 운전자가 이 수동 스위치를 조작해서 슬립 제어를 선택했을 경우, 이하에 설명하는 슬립 제어의 조작을 행한다.
이 슬립 제어의 처리의 흐름을 나타내는 제10도에 도시하듯이 TCL(58)은 S1에서 상술한 각종 데이타의 검출 및 연산처리에 의해서 목표 구동 토오크(TOS)를 산출하는데, 이 연산 조작은 상기 수동 스위치의 조작과는 관계없이 행해진다.
다음에 S2에서 슬립 제어중 플래그(FS)가 세트되어 있는지 여부를 판정하는데, 최초는 슬립 제어중 플래그(FS)가 세트되어 있지 않으므로 TCL(58)은 S3에서 전륜(60, 61)의 슬립량 S가 미리 설정한 임계치, 예컨대 매시 2Km보다 큰지 여부를 판정한다.
이 S3이 스텝에서 슬립량 S가 매시 2Km보다 크다고 판단되면, TCL(58)은 S4에서 슬립량 S의 변화율(GS)이 0.2g 보다 큰지 여부를 판정한다.
이 S4의 스텝에서 슬립량 변화율(GS)이 0.2g보다 크다고 판단되면, S5에서 슬립 제어중 플래그(FS)를 세트하고, S6에서 슬립 제어중 플래그(FS)가 세트되고 있는지 여부를 재차 판정한다.
이 S6의 스텝에서 슬립 제어중 플래그(FS)가 세트중이라고 판단되는 경우에는 S7에서 기관(11)의 목표 구동 토오크(TOS)로서 상기 (7)식에서 미리 산출한 슬립 제어용의 목표 구동 토오크(TOS)를 채용한다.
또, 상기 S6의 스텝에서 슬립 제어중 플래그(FS)가 리세트되어 있다고 판단했을 경우에는 TCL(58)은 목표 구동 토오크(TOS)로서 기관(11)의 최대 토오크를 S8에서 출력하고, 이것에 의해서 ECU(54)가 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율을 0% 측으로 저하시키는 결과, 기관(11)은 운전자에 의한 가속 페달(26)의 밟기량에 따른 구동 토오크를 발생한다.
또한, 이 S8의 스텝에서 TCL(58)이 기관(11)의 최대의 토오크를 출력하는 것은 제어의 안전성등의 점에서 ECU(54)가 반드시 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)에 대한 통전을 차단하는 방향으로 작동케하고, 기관(11)이 확실하게 운전자에 의한 가속 페달(26)의 밟기량에 따른 구동 토오크를 발생토록 배려했기 때문이다.
상기 S3의 스텝에서 전륜(60, 61)의 슬립량(S)이 매시 2Km 보다 작다고 판단되는 경우, 또는 S4의 스테벵서 슬립량 변화율(GS)이 0.2g보다 작다고 판단되는 경우에는 그대로 상기 S6의 스텝으로 이행하며, TCL(58)은 목표 구동 토오크(TOS)로서 기관(11)의 최대 토오크를 S8의 스텝에서 출력하고, 이것에 의해서 ECU(54)가 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율을 0% 측으로 저하시키는 결과, 기관(11)은 운전자에 의한 가속 페달(26)의 밟기량에 따른 구동 토오크를 발생한다.
한편, 상기 S2의 스텝에서 슬립 제어중 플래그(FS)가 세트되어 있다고 판단되는 경우에는 S9에서 아이들링 스위치(57)가 온, 즉 트로틀 밸브(15)가 전폐 상태로 되어 있는지 여부를 판정한다.
이 S9의 스텝에서 아이들링 스위치(57)가 온이라고 판단되는 경우, 운전자가 가속 페달(26)을 밟고 있지 않다는 것으로 S10에서 슬립 제어중 플래그(FS)를 리세트하고, S6의 스텝으로 이행한다.
또, S9의 스텝에서 아이들링 스위치(57)가 오프라고 판단되는 경우에는 S6의 스텝에서 재차 슬립 제어중 플래그(FS)가 세트되었는지 여부를 판정한다.
또한, 운전자가 슬립 제어를 선택하는 수동 스위치를 조작하고 있지 않은 경우, TCL(58)은 전술과 같이 해서 슬립 제어용의 목표 구동 토오크(TOS)를 산출한 후, 선회 제어를 행했을 경우의 기관(11)의 목표 구동 토오크를 연산한다.
이 차량(68)의 선회에 있어서 TCL(58)은 조타축 선회각(δH)과 차속(V)으로부터 차량(68)의 목표 횡가속도(GYO)를 산출하고, 차량(68)이 극단한 언더 스티어링이 되지 않는 것같은 차체 전후 방향의 가속도, 즉 목표 전후 가속도(GXO)를 이 목표 횡가속도(GYO)에 기준해서 설정한다. 그리고, 이 목표 전후 가속도(GXO)와 대응하는 기관(11)의 목표 구동 토오크를 산출한다.
그런데, 차량(68)의 횡가속도(GY)는 후륜의 속도차 |VRL-VRR| 을 이용해서 실제로 산출할 수 있는데 조타축 선회각(δH)을 이용하므로서 차량(68)에 작용하는 횡가속도(GY)의 값의 예측이 가능해지므로 신속한 제어를 행할 수 있는 이점을 갖는다.
그러나 조타축 선회각(δH)과 차속(V)에 의해서 기관(11)의 목표 구동 토오크를 구하는 것만으로는 운전자의 의지가 전혀 반영되지 않으며 차량(68)의 조종성의 면에서 운전자에 불만이 남을 우려가 있다. 이때문에 운전자가 희망하고 있는 기관(11)의 요구 구동 토오크(Td)를 가속 페달(26)의 밟기량에서 구하고 이 요구 구동 토오크(Td)를 감안해서 기관(11)의 목표 구동 토오크를 설정하는 것이 바람직하다.
또, 15밀리초마다 설정되는 기관(11)의 목표 구동 토오크의 증감량이 매우 큰 경우에는 차량(68)의 가감속에 따른 충격이 발생하며 승차감의 저하를 초래하는 것으로부터, 기관(11)의 목표 구동 토오크의 증감량이 차량(68)의 승차감의 저하를 초래할만큼 크게 되었을 경우에는 이 목표 구동 토오크의 증감량을 규제할 필요도 있다.
또한, 노면이 고μ로인지 또는 저μ로인지에 따라서, 기관(11)의 목표 구동 토오크를 바꾸지 않으면, 예컨대 저μ로를 주행중에 고μ로용의 목표 구동 토오크를 기관(11)을 운전했을 경우, 전륜(60, 61)이 슬립되어 안전 주행이 불가능해질 우려가 있으므로 TCL(58)은 고μ로용의 목표 구동 토오크(TOH)와 저μ로용의 목표 구동 토오크(TOL)를 각각 산출해두는 것이 바람직하다.
이상과 같은 사실을 고려한 고μ로용의 선회 제어의 연산 블록을 나타내는 제11도를 도시하듯이 TCL(58)은 1쌍의 후륜 회전 감지기(66, 67)의 출력으로부터 차속(V)을 상기 (1)식에 의해서 연산함과 더불어 조타각 감지기(70)에서의 검출신호에 기준해서 전륜(60, 61)의 타각(δ)을 다음식 (8)에서 연산하고, 이때의 차량(68)의 목표 횡가속도(GYO)를 다음식 (9)로 구한다.
Figure kpo00007
단, ρH는 조타치차 변속비, ℓ는 차량(68)의 휘일 베이스, A는 차량의 안정 계수이다.
이 안정 계수(A)는 주지와 같이 차량(68)의 현가 장치의 구성이나 타이어의 특성등에 의해서 결정되는 값이다. 구체적으로는 정상원 선회시에서 차량(68)에 발생하는 실제의 횡가속도(GY)와 이때의 조타축(69)의 조타각비 δH/δHO(조타축(69)의 중립위치(δM)를 기준으로 해서 횡가속도(GY)가 0근처로 되는 극저속 주행 상태에서의 조타축(69)의 선회각(δHO)에 대해서 가속시에 있어서의 조타축(69)의 선회각( (δH)의 비율)과의 관계를 나타내는 예컨대 제12도에 도시하는 것같은 그래프에서의 접선의 기울기로서 표현된다. 즉, 횡가속도(GY)가 작고 차속(V)이 그다지 높지 않은 영역에선 안정 계수(A)는 거의 일정값(A=0.002)로 되어 있는데 횡가속도(GY)가 0.6g을 넘어서면 안정 계수(A)는 급증하며 차량(68)은 매우 강한 언더 스티어링 경향을 보이게 된다.
이상과 같은 것에서, 제12도를 기본으로 했을 경우엔 안정 계수(A)를 0.002이하로 설정하고, (9)식으로 산출되는 차량(68)의 목표 횡가속도(GYO)가 0.6g 미만이 되게 기관(11)의 구동 토오크를 제어한다.
이같이 해서 목표 횡가속도(GYO)를 산출하면, 미리 이 목표 횡가속도(GYO)의 크기와 차속(V)에 따라서 설정된 차량(68)의 목표 전후 가속도(GXO)를 TCL(58)에 미리 기억된 제13도에 도시하는 것같은 맵에서 구하고, 이 목표 전후가속도(GXO)에 의해 기관(11)의 기준 구동 토오크(TB)를 다음식(10)으로 산출한다.
Figure kpo00008
다만, TL은 차량(68)의 횡가속도(GY)의 함수로서 구해지는 노면의 저항인 로드 로우드(Road-load) 토오크이며, 본 실시예에선, 제14도에 도시하는 것같은 맵에서 구하고 있다.
다음에 기준 구동 토오크(TB)의 채용 비율을 결정하기 위해 이 기준 구동 토오크(TB)에 무게 붙임 계수(
Figure kpo00009
)를 곱셈해서 보정 기준 구동 토오크를 구한다. 무게 붙임의 계수(
Figure kpo00010
)는 차량(68)을 선회 주행시켜서 경험적으로 설정하는데, 고μ로에선 0.6정도 전후의 수치를 채용한다.
한편, 크랭크각 감지기(55)에 의해 검출되는 기관 회전수(NE)와 액셀 개방도 감지기(59)에 의해서 검출되는 액셀 개방도(θA)를 기준으로 운전자가 희망하는 요구 구동 토오크(Td)를 제15도에 도시하는 것같은 맵에서 구하고, 이어서 상기 무게 붙임 계수(
Figure kpo00011
)에 대응한 보정 요구 구동 토오크를 요구 구동 토오크(Td)에 (1-
Figure kpo00012
)를 곱셈하는 것에 의해서 산출한다. 예컨대,
Figure kpo00013
=0.6으로 설정했을 경우에는 기준 구동 토오크(TB)와 요구 구동 토오크(Td)와의 채용 비율이 6 대 4로 된다.
따라서, 기관(11)의 목표 구동 토오크(T#ROH(n))는 다음식(11)으로 산출된다.
T#ROH(n)=
Figure kpo00014
ㆍTB＋ (1-
Figure kpo00015
)ㆍTd……………………………………………(11)
차량(68)에는 고μ로용의 선회 제어를 운전자가 선택하기 위한 도시하지 않는 수동 스위치가 설치되어 있으며, 운전자가 이 수동 스위치를 조작해서 고μ로용의 선회 제어를 선택했을 경우, 이하에 설명하는 고μ로용의 선회 제어 조작을 행하도록 되어 있다.
이 고μ로 선회 제어용의 목표 구동 토오크(T#ROH(n))를 경정하기 위한 제어의 흐름을 나타내는 제16도에 도시하듯이 H1에서 상술한 각종 데이타의 검출 및 연산 처리로 목표 구동 토오크(T#ROH(n))가 산출되는데, 이 조작은 상기 수동 스위치의 조작과는 관계없이 행해진다.
다음에 H2에서 차량(68)의 고μ로의 선회 제어중인지 어떤지 즉 고μ로 선회 제어중 플래그(F#RCH)가 세트되어 있는지 어떤지를 판정한다. 최초는 고μ로 선회 제어중이 아니므로 고μ로 선회 제어중 플래그(F#RCH)가 리세트 상태라고 판단하고 H3에서 목표 구동 토오크(T#ROH(n))가 미리 설정한 임계치, 예컨대 (Td-2)이하인지 아닌지도 판정한다. 즉, 차량(68)의 직진 상태로도 목표 구동 토오크(T#ROH(n))를 산출할 수 있으나 그 값은 운전자의 요구 구동 토오크(Td)보다 훨씬 큰 것이 보통이다. 그러나 이 요구 구동 토오크(Td)가 차량(68)의 선회시에는 일반적으로 작아지므로 목표 구동 토오크(T#ROH(n))이 임계치 (Td-2)이하로 되었을때를 선회 제어의 개시 조건으로서 판정하도록 하고 있다.
또한, 이 임계치를 (Td-2)로 설정한 것은 제어의 헌팅을 방지하기 위한 히스테리시스(hysteresis)로서이다.
H3의 스텝에서 목표 구동 토오크(T#ROH(n))가 임계치(Td-2)이하라고 판단되면 TCL(58)은 H4에서 아이들링 스위치(57)가 오프 상태인지 아닌지를 판정한다.
이 H4의 스텝에서 아이들링 스위치(57)가 오프 상태, 즉 가속 페달(26)이 운전자에 의해서 밟혀 있다고 판단되는 경우, H5에서 고μ로 선회 제어중 플래그(F#RCH)가 세트된다. 다음에 H6에서 타각 중립 위치 학습 종료 플래그(FH)가 세트되어 있는지 아닌지, 즉 조타각 감지기(70)에 의해서 검출되는 타각(δ)의 신빙성이 판정된다.
H6의 스텝에서 타각 중립 위치 학습 종료 플래그(FH)가 세트되어 있다고 판단되면 H7에서 고μ로 선회 제어중 플래그(F#RCH)가 세트되어 있는지 아닌지가 다시 판정된다.
이상의 순서에선, H5의 스텝에서 고μ로 선회 제어중 플래그(F#RCH)가 세트되어 있으므로 H7의 스텝에선 고μ로 선회 제어중 플래그(F#RCH)가 세트되어 있다고 판단되며, H8에서 앞서 산출된 (11)식의 목표 구동 토오크(T#ROH)가 고μ로 선회 제어용의 목표 구동 토오크(T#ROH)으로서 채용된다.
한편, 상기 H6의 스텝에서 타각 중립 위치 학습 종료 플래그(FH)가 세트되어 있지 않다고 판단되면 (8)식에서 산출되는 타각(δ)의 신빙성이 없으므로 (11)식에서 산출된 목표 구동 토오크(T#ROH(n))를 채용하지 않고, TCL(58)은 목표 구동 토오크(T#ROH)로서 기관(11)의 최대 토오크를 H9에서 출력하며, 이것에 의해서 ECU(54)가 토오크 제어용 전자밸브(46, 51)의 듀티율을 0% 측으로 저하시키는 결과, 기관(11)은 운전자에 의한 가속 페달(26)의 밟기량에 따른 구동 토오크를 발생한다.
또, 상기 H3의 스텝에서 목표 구동 토오크(T#ROH(n))가 임계치(Td-2)이하가 아니라고 판단되면 선회 제어로 이행하지 않고 H6 또는 H7의 스텝에서 H9의 스텝으로 이행하며, TCL(58)은 목표 구동 토오크(T#ROH)로서 기관(11)의 최대 토오크를 출력하며, 이것에 의해 ECU(54)가 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율을 0% 측으로 저하시키는 결과, 기관(11)은 운전자에 의한 가속 페달(26)의 밟기량에 대응한 구동 토오크를 발생한다.
마찬가지로 H4의 스텝에서 아이들링 스위치(56)가 온 상태, 즉 가속 페달(26)가 운전자에 의해서 밟아지고 있지 않다고 판단되는 경우에도 TCL(58)은 목표 구동 토오크(T#ROH)로서 기관(11)의 최대 토오크를 출력하고 이것에 의해서 ECU(54)가 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율을 0% 측으로 저하시키는 결과, 기관(11)은 운전자에 의한 가속 페달(26)의 밟기량에 따른 구동 토오크를 발생해서 선회 제어로는 이행하지 않는다.
상기 H2의 스텝에서 고μ로 선회 제어중 플래그(F#RCH)가 세트되어 있다고 판단되는 경우에는 H10에서 금회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROH(n))와 전회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROH(n-1))와의 차 T가 미리 설정한 증감 허용량(TK)보다 큰지 아닌지를 판정한다. 이 증감 허용량(TK)는 탑승원에 차량(68)의 가감속 충격을 느끼게 하지 않을 정도의 토오크 변화량이며 예컨대 차량(68)의 목표 전후 가속도(G#RXO)를 매초 0.1g로 억제하려는 경우에는 상기 (10)식을 이용해서
Figure kpo00016
로 된다.
상기 H10의 스텝에서 금회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROH(n))와 전회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROH(n-1))와의 차 △T가 미리 설정한 증감 허용량(TK)보다 크지 않다고 판단되면 H11에서 금회의 목표 구동 토오크(T#ROH(n))와 전회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROH(n-1))와의 차 △T가 부의 증감 허용량(TK)보다 큰지 아닌지를 판정한다.
H11의 스텝에서 금회 목표 구동 토오크(T#ROH(n))와 전회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROH(n-1))와의 차 ΔT가 부의 증감 허용량(TK)보다 크다고 판단되면 금회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROH(n))와 전회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROH(n-1))와의 차의 절대값 |△T|가 증감 허용량(TK)보다 작으므로 산출된 금회의 목표 구동 토오크(T#ROH(n))를 그대로 목표 구동 토오크(T#ROH)로서 채용한다.
또, H11의 스텝에서 금회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROH(n))와 전회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROH(n-1))와의 차 T가 부의 증감 허용량(TK)보다 크지 않다고 판단되면 H12에서 금회의 목표 구동 토오크(T#ROH(n))를 다음식으로 설정한다.
T#ROH(n)= T#ROH(n-1)- TK
즉, 전회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROH(n-1))에 대한 내림폭을 증감 허용량(TK)으로 규제하고 기관(11)의 구동 토오크 저감에 따르는 감속 충격을 적게 하는 것이다.
한편, 상기 H10의 스텝에서 금회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROH(n))와 전회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROH(n-1))와의 차 △T가 증감 허용량(TK)이상이라고 판단되면 H13에서 금회의 목표 구동 토오크(T#ROH(n))를 다음식으로 설정한다.
T#ROH(n)= T#ROH(n-1)＋ TK
즉, 구동 토오크의 증대의 경우도 상술의 구동 토오크 감소의 경우와 마찬가지로 금회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROH(n))와 전회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROH(n-1))와의 차 ΔT가 증감 허용량(TK)을 넘어선 경우에는 전회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROH(n-1))에 대한 높임 폭을 증감 하용량(TK)로 규제하고, 기관(11)의 구동 토오크 증대에 따르는 가속 충격을 작게 하는 것이다.
이같이 목표 구동 토오크(T#ROH)의 증감량을 규제한 경우의 조타축 선회각(δH)과 목표 전후 가속도(G#RXO)와 목표 구동 토오크(T#ROH)와 실제의 전후 가속도(GX)와의 변화 상태를 파선으로 나타내는 제17도에 도시하듯이 목표 구동 토오크(T#ROH)의 증감량을 규제하지 않았던 실선으로 표시하는 경우보다도, 실제의 전후 가속도(GX)의 변화는 매끄럽게 되며 가감속 충격이 해소되어 있음을 알 수 있다.
이상과 같이 해서 목표 구동 토오크(T#ROH)가 설정되면 TCL(58)은 H14에서 이 목표 구동 토오크(T#ROH)가 운전자의 요구 구동 토오크(Td)보다 큰지 아닌지를 판정한다.
여기에서, 고μ로 선회 제어중 플래그(F#RCH)가 세트되어 있을 경우, 목표 구동 토오크(T#ROH(n))는 운전자의 요구 구동 토오크(Td)보다 크지 않으므로 H15에서 아이들링 스위치(57)가 온 상태인지 아닌지를 판정한다.
이 H15의 스텝에서 아이들링 스위치(57)가 온 상태가 아니라고 판단되면 선회 제어를 필요로 하고 있는 상태이므로 상기 H6의 스텝으로 이행한다.
또, 상기 H14의 스텝에서 목표 구동 토오크(T#ROH(n))가 운전자의 요구 구동 토오크(Td)보다 크다고 판단되는 경우, 차량(68)의 선회 주행이 종료한 상태를 의미하므로 TCL(58)은 H16에서 고μ로 선회 제어중 플래그(F#RCH)를 리세트한다. 마찬가지로 H15의 스텝에서 아이들링 스위치(57)가 온 상태라고 판단되면, 가속 페달(26)이 밟혀 있지 않는 상태이므로 H16의 스텝으로 이행해서 고μ로 선회 제어중 플래그(F#RCH)를 리세트한다.
이 H16에서 고μ로 선회 제어중 플래그(F#RCH)를 리세트되면 TCL(58)은 목표 구동 토오크(T#ROH(n))로서 기관(11)의 최대 토오크를 H9에서 출력하고, 이것에 의해 ECU(54)가 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율을 0% 측으로 저하시키는 결과, 기관(11)은 운전자에 의한 가속 페달(26)의 밟기량에 따른 구동토오크를 발생한다.
이 고μ로 선회 제어용의 구동 토오크(T#ROH(n))를 산출한 다음, TCL(58)은 저μ로 선회 제어용의 목표 구동 토오크(T#ROL)를 이하와 같이 산출한다.
그런데, 저μ로에선 실제의 횡가속도(Gy)보다 목표 횡가속도(G#RYO)쪽이 큰 값으로 되므로 목표 횡가속도(G#RYO)가 미리 설정한 임계치보다 큰지 아닌지를 판정하고, 목표 횡가속도(G#RYO)가 이 임계치보다 클 경우에는 차량(68)이 저μ로를 주행중이라고 판단하고, 필요에 따라서 선회 제어를 행하면 된다.
이 저μ로용의 선회 제어의 연산 블록을 나타내는 제18도에 도시하듯이 조타축 선회각(δH)과 차속(V)으로 목표 횡가속도(G#RYO)를 상기 (9)식으로 구하고 이때의 안정 계수를 A로 하고, 예컨대 0.005를 허용한다.
다음에 이 목표 횡가속도(G#RYO)와 차속(V)으로 목표 전후 가속도(G#RXO)를 구하는데, 본 실시예에선 이 목표 전후 가속도(G#RXO)를 제19도에 도시하는 것같은 맵에서 판독하고 있다. 이 맵은 목표 횡가속도(G#RYO)의 크기에 따라서 차량(68)이 안전하게 주행될 수 있는 것같은 목표 전후 가속도(G#RXO)를 차속(V)과 관계지어서 나타낸 것이며, 시험 주행 결과등에 기준해서 설정된다.
그리고, 이 목표 전후 가속도(G#RXO)에 기준해서 기준 구동 토오크(TB)를 상기 (10)식에 의해서 산출하든가 혹은 맵으로 구해서 이 기준 구동 토오크(TB)의 채용 비율을 결정한다. 이 경우, 무게 붙임의 계수(
Figure kpo00017
)는 고μ로용의 계수(
Figure kpo00018
)보다 크며, 예컨대
Figure kpo00019
=0.8과 같이 설정되는데 이것은 저μ로에 있어서 운전자의 요구에 대한 반영 비율을 적게 하고, 위험성이 높은 저μ로를 안전 또는 확실하게 선회 주행할 수 있게 했기 때문이다.
한편, 운전자의 요구 구동 토오크(Td)로서는 고μ로용의 연산 작업시에 산출한 것이 그대로 채용되며 따라서 기준 구동 토오크(TB)에 요구 구동 토오크(Td)를 고려한 목표 구동 토오크(T#ROL(n))는 상기 (11)식과 마찬가지인 다음식 (12)로 산출된다.
T#ROL(n)=
Figure kpo00020
ㆍTB＋ (1-
Figure kpo00021
)ㆍTd………………………………………(12)
차량(68)에는 저μ로용의 선회 제어를 운전자가 선택하기 위한 도시하지 않는 수동 스위치가 설치되어 있으며 운전자가 이 수동 스위치를 조작해서 저μ로용의 선회 제어를 선택했을 경우, 이하에 설명하는 저μ로용의 선회 제어의 조작을 행하도록 되어 있다.
이 저μ로 선회 제어용의 목표 구동 토오크(T#ROL(n))를 결정하기 위한 제어의 흐름을 나타내는 제20도에 도시하듯이 L1에서 상술과 같이 해서 각종 데이타의 검출 및 연산 처리에 의해서 목표 구동 토오크(T#ROL(n))가 산출되는데 이 조작은 수동 스위치의 조작에 관계없이 행해진다.
다음에 L2에서 차량(68)이 저μ로의 선회 제어중인지 아닌지, 즉 저μ로의 선회 제어중 플래그(F#RCL)가 세트되어 있는지 어떤지를 판정한다. 최초엔 저μ로 선회 제어중이 아니므로 저μ로 선회 제어중 플래그(F#RCL)가 리세트 상태라고 판단하고, L3에서 후륜(64, 65)의 회전차에 의해 산출되는 실제의 횡가속도(Gy)에 0.05g을 더하는 것에 의해 미리 설정한 임계치보다 목표 횡가속도(G#RYO)가 큰지 아닌지, 즉 저μ로에선 실제의 횡가속도(Gy)보다 목표 횡가속도(G#RYO)쪽이 큰 값으로 되므로 목표 횡가속도(G#RYO)가 이 임계치보다 큰지 아닌지를 판정하고, 목표 횡가속도(G#RYO)가 임계치보다 클 경우에는 차량(68)이 저μ로를 주행중이라고 판단한다. 또한, 차량(68)에 발생하는 실제의 횡가속도(Gy)는 후륜(64, 65)의 주속도차와 차속(V)으로 다음식(13)과 같이 산출된다.
Figure kpo00022
단 b는 후륜(64, 65)의 트레드이다.
상기 L3이 스텝에서 목표 횡가속도(G#RYO)가 임계치(Gy＋0.05g)보다 크다. 즉, 차량(68)이 저μ로를 선회 주행중이라고 판단되면 TCL(58)은 L4에서 TCL(58)에 내장된 도시하지 않는 저μ로용 타이머를 카운트 업하는데 이 저μ로용 타이머의 카운트 시간은 예컨대 5밀리초이다. 그리고, 저μ로용 타이머의 카운트가 완료할때까지에는 후술하는 L6 이후의 스텝으로 이행하고, 15밀리초마다에 상기 (9)식에 의한 목표 횡가속도(G#RYO)와 (13)식에 의한 실제의 횡가속도(Gy)를 연산해서 L3의 판정 조작을 반복한다.
즉, 저μ로용 타이머의 카운트 개시로부터 0.5초가 경과할때까지에는 L6, L7의 스텝을 거쳐서 L8의 스텝으로 이행하고, TCL(58)은 목표 구동 토오크(T#ROL)로서 기관(11)의 최대 토오크를 출력하고, 이것으로 ECU(54)는 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율을 0% 측으로 저하시키는 결과, 기관(11)은 운전자에 의한 가속 페달(26)의 밟기량에 따른 구동 토오크를 발생한다.
목표 횡가속도(G#RYO)가 임계치(Gy+0.05g)보다 큰 상태가 0.5초가 계속하지 않는 경우, TCL(58)은 차량(68)이 저μ로를 주행중이 아니라고 판단하고 L9에서 저μ로용 타이머의 카운트를 크리어해서 L6~L8의 스텝으로 이행한다.
목표 횡가속도(G#RYO)가 임계치(Gy+0.05g)보다 큰 상태가 0.5초가 계속하면, L10에서 아이들링 스위치(57)가 오프 상태인지 아닌지를 판정하여, 아이들링 스위치(57)가 온 상태, 즉 가속 페달(26)에 운전자에 의해서 밟아지고 있지 않다고 판단되는 경우에는 저μ로용의 선회 제어에는 이행하지 않고 L9에서 저μ로용 타이머의 카운트를 크리어하고, L6~L8의 스텝으로 이행해서 TCL(58)은 목표 구동 토오크(T#ROL)로서 기관(11)의 최대 토오크를 출력하며 이것에 의해 ECU(54)가 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율을 0% 측으로 저하시키는 결과, 기관(11)은 운전자에 의한 가속 페달(26)의 밟기량에 따른 구동 토오크를 발생한다.
이 L10의 스텝에서 아이들링 스위치(57)가 오프 상태, 즉 가속 페달(26)이 운전자에 의해서 밟아지고 있다고 판단되는 경우, L11에서 저μ로 선회 제어중 플래그(F#RCL)가 세트된다. 다음에 L6에서 타각 중립 위치 학습 종료 플래그(FH)가 세트되어 있는지 아닌지, 즉 조타각 감지기(70)에 의해서 검출되는 타각(δ)의 신빙성이 판정된다.
L6의 스텝에서 타각 중립 위치 학습 종료 플래그(FH)가 세트되어 있다고 판단되면 L7에서 저μ로 선회 제어중 플래그(F#RCL)가 세트되어 있는지 아닌지가 다시 판정된다. 여기에서 L11의 스텝에서 저μ로 선회 제어중 플래그(F#RCL)가 세트되어 있는 경우에는 L12의 스텝에서 먼저 산출된 (12)식의 목표 구동 토오크(T#ROL(n))가 저μ로 선회 제어용의 목표 구동 토오크(T#ROL)로서 채용된다.
상기 L6의 스텝에서 타각 중립 위치 학습 종료 플래그(FH)가 세트되어 있지 않다고 판단되면 타각(δ)의 신빙성이 없으므로 L8의 스텝으로 이행하며, L1에서 먼저 산출된 (12)식의 목표 구동 토오크(T#ROL(n))를 채용하지 않으며, TCL(58)은 목표 구동 토오크(T#ROL)로서 기관(11)의 최대 토오크를 출력하고, 이것에 의해 ECU(54)가 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율을 0% 측으로 저하시키는 결과, 기관(11)은 운전자에 의한 가속 페달(26)의 밟기량에 따른 구동 토오크를 발생한다.
한편, 상기 L2의 스텝에서 저μ로 선회 제어중 플래그(F#RCL)가 세트되어 있다고 판단했을 경우에는 L13의 스텝으로 이행한다.
이 L13~L16의 스텝에선 고μ로용 선회 제어의 경우와 마찬가지로 금회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROL(n))와 전회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROL(n-1))와의 차 △T가 증감 허용량(TK)보다 큰지 아닌지를 판정하고 증감 어느 경우에도 이것이 증감 허용량 TK이내면 금회 산출한 목표 구동 토오크(T#ROL(n))를 그대로 채용하고 T가 증감 허용량(TK)을 넘어서고 있는 경우에는 목표 구동 토오크를 증감 허용량(TK)로 규제한다.
즉, 목표 구동 토오크(T#ROL)를 감소시키는 경우에는 L15에서 금회의 목표 구동 토오크(T#ROL(n))를
T#ROL(n)= T#ROL(n-1)- TK
로서 채용하고, 목표 구동 토오크(T#ROL)를 증대시키는 경우에는 L16에서 금회의 목표 구동 토오크(T#ROL(n))를
T#ROL(n)= T#ROL(n-1)＋ TK
로서 허용한다.
이상과 같이 해서 목표 구동 토오크(T#ROL(n))가 설정되면 TCL(58)은 L17에서 이 목표 구동 토오크(T#ROL(n))가 운전자의 요구 구동 토오크(Td)보다 큰지 여부를 판정한다.
여기에서 저μ로 선회 제어중 플래그(F#RCL)가 세트되어 있는 경우, 목표 구동 토오크(T#ROL(n))는 요구 구동 토오크(Td)보다 크지 않으므로 L9의 스텝으로 이행하고 저μ로용 타이머의 카운트를 크리어해서 L6, L7의 스텝으로 이행하고, 여기에서 타각 중립 위치 학습 종료 플래그(FH)가 세트되어 있다고 판단되며, 또한 저μ로 선회 제어중 플래그(F#RCL)가 세트되어 있다고 판단되면 목표 구동 토오크(T#ROL(n))가 그대로 저μ로 선회 제어용의 구동 토오크(T#ROL)로서 결정된다.
또, 상기 L17의 스텝에서 목표 구동 토오크(T#ROL(n))가 운전자의 요구 구동 토오크(Td)보다 크다고 판단했을 경우에도 다음의 L18에서 조타축 선회각(δH)가 예컨대 20도 미만이 아니라고 판단되는 경우, 차량(68)은 선회 주행중이므로 선회 제어를 그대로 속행한다.
상기 L17의 스텝에서 목표 구동 토오크(T#ROL(n))가 운전자의 요구 구동 토오크(Td)보다 크다고 판단되며, 또한 L18에서 조타축 선회각(δH)이 예컨대 20도 미만이라고 판단되는 경우, 차량(68)의 선회 주행이 종료한 상태를 의미하므로 TCL(58)은 L19에서 저μ로 선회 제어중 플래그(F#RCL)를 리세트한다.
이 L19의 스텝에서 저μ로 선회 제어중 플래그(F#RCL)가 리세트되면, 저μ로용 타이머를 카운트할 필요가 없으므로 이 저μ로용 타이머의 카운트를 크리어하고, L6, L7의 스텝으로 이행하는데, L7의 스텝에서 저μ로 선회 제어중 플래그(F#RCL)가 리세트 상태에 있다고 판단되므로 L8의 스텝으로 이행해서 TCL(58)은 목표 구동 토오크(T#ROL)로서 기관(11)의 최대 토오크를 출력하고, 이것에 의해 ECU(54)가 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율을 0% 측으로 저하시키는 결과, 기관(11)은 운전자에 의한 가속 페달(26)의 밟기량에 따른 구동 토오크를 발생한다.
또한, 상술한 선회 제어의 순서를 간소화하기 위해서 운전자의 요구 구동 토오크(Td)를 무시하는 것도 당연히 가능하며, 이 경우에는 목표 구동 토오크로서 상기 (10)식에 의해 산출 가능한 기준 구동 토오크(TB)를 채용하면 된다. 또, 본 실시예와 같이 운전자의 요구 구동 토오크(Td)를 감안하는 경우에도, 무게 붙임 계수(
Figure kpo00023
)를 고정값으로 하는 것이 아니고, 제21도에 도시하듯이 제어 개시후의 시간의 경과와 더불어 계수(
Figure kpo00024
)의 값을 점차 감소시키거나 , 혹은 제22도에 도시하듯이 차속에 따라서 점차 감소시키고, 운전자의 요구 구동 토오크(Td)의 채용 비율을 서서히 많아지도록 해도 된다. 마찬가지로 제23도에 도시하듯이 제어개시후의 잠시동안은 계수(
Figure kpo00025
)의 값을 일정값으로 해두고, 소정 시간의 경과후에 점차 감소시키거나 혹은 조타축 선회량(δH)의 증대에 따라서 계수(
Figure kpo00026
)의 값을 증가시키며, 특히 곡율 반경이 차차로 작아지는 것같은 선회로에 대해서 차량(68)을 안전하게 주행시키도록 하는 것도 가능하다.
또한, 상술한 연산 처리 방법에선 기관(11)의 급격한 구동 토오크의 변동에 의한 가감속 충격을 방지하기 위해 목표 구동 토오크(T#ROH, T#ROL)를 산출함에 있어서 증감 허용량(TK)에 의해 이 목표 구동 토오크(T#ROH, T#ROL)의 규제를 도모하고 있는데 이 규제를 목표 전후 가속도(G#RXO)에 대해서 행하도록 해도 된다. 이 경우의 증감 허용량을 (GK)로 했을때, n회시에 있어서의 목표 전후 가속도(G#RXO(n))의 연산 과정을 다음에 도시한다.
G#RXO(n)- G#RXO(n-1)＞GK의 경우
G#RXO(n)= G#RXO(n-1)＋ GK
G#RXO(n)- G#RXO(n-1)＜-GK의 경우
G#RXO(n)= G#RXO(n-1)-GK
또한, 주 타이머의 샘플링 타임을 15밀리초로해서 목표 전후 속도(G#RXO)의 변화를 매초 0.1g으로 억제하려는 경우엔
GK= 0.1ㆍ△t
로 된다.
이 저μ로 선회 제어용의 목표 구동 토오크(T#ROL)를 산출한 다음, TCL(58)은 이들 3개의 목표 구동 토오크(T#ROS,T#ROH,T#ROL)에서 최적한 최종 목표 구동 토오크(TO)를 선택하고 이것을 ECU(54)에 출력한다. 이 경우, 차량(68)의 안전성을 고려해서 가장 작은 수치의 목표 구동 토오크를 우선해서 출력한다. 단 일반적으로는 슬립 제어용의 목표 구동 토오크(T#ROS)가 저μ로 선회 제어용의 목표 구동 토오크(T#ROL)보다 늘 작으므로 슬립 제어용, 저μ로 선회 제어용, 고μ로 선회 제어용의 차례로 최종 목표 구동 토오크(TO)를 선택하면 된다.
이 처리의 흐름을 나타내는 제24도에 도시하듯이 M11에서 상술한 3개의 목표 구동 토오크(T#ROS,T#ROH,T#ROL)를 산출한 후, M12에서 슬립 제어중 플래그(FS)가 세트되어 있는지 아닌지를 판정한다.
이 M12의 스텝에서 슬립 제어중 플래그(FS)가 세트되어 있다고 판단되면 TCL(58)은 최종 목표 구동 토오크(TO)로서 슬립 제어용의 목표 구동 토오크(T#ROS)를 M13에서 선택하고, 이것을 ECU(54)에 출력한다.
ECU(54)에는 기관 회전수(NE)와 기관(11)의 구동 토오크를 파라미터로서 트로틀 개방도(θT)를 구하기 위한 맵이 기억되고 있으므로 M14로부터 ECU 54는 이 맵을 쓰며 현재의 기관 회전수(NE)와 이 목표 구동 토오크(T#ROS)에 대응한 목표 트로틀 개방도(θ#RTO)를 읽어낸다. 이어서, ECU(54)는 이 목표 트로틀 개방도(θ#RTO)와 트로틀 개방도 감지기(56)부터 출력되는 실제의 트로틀 개방도(θT)와의 편차를 구하고, 1쌍의 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율을 상기 편차에 알맞는 값으로 설정해서 각 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 플랜저(47, 52)의 솔레노이드에 전류를 흘리고 작동기(36)의 작동으로 실제의 트로틀 개방도(θT)가 목표값(θ#RTO)으로 내려가도록 제어한다.
상기 M12의 스텝에서 슬립 제어중 플래그(FS)가 세트되어 있지 않다고 판단되면 M15에서 저μ로 선회 제어중 플래그(F#RCL)가 세트되어 있는지 아닌지를 판정한다.
이 M15의 스텝에서 저μ로 선회 제어중 플래그(F#RCL)가 세트되어 있다고 판단되면 최종 목표 구동 토오크(TO)로써 저μ로 선회 제어용의 목표 구동 토오크(T#ROL)을 M16에서 선택하고, M14의 스텝으로 이행된다.
또한, M15의 스텝에서 저μ로 선회 제어중 플래그(F#RCL)가 세트되어 있지 않다고 판단되면 M17에서 고μ로 선회 제어중 플래그 (F#RCH)가 세트되어 있는지 아닌지를 판정한다.
그리고 이 M17의 스텝에서 고μ로 선회 제어중 플래그(F#RCH)가 세트되어 있다고 판단되면 최종 목표 구동 토오크(TO)로써 고μ로 선회 제어용의 목표 구동 토오크(T#ROH)을 M18에서 선택하고, M14의 스텝으로 이행된다.
한편, 상기 M17의 고μ로 선회 제어중 플래그(F#RCH)가 세트되어 있지 않다고 판단되면 TCL(58)은 최종 구동(TO)로서 기관(11)의 최대 토오크를 출력하고 이것에 의해서 ECU(54)가 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율을 0% 측으로 저하시키는 결과, 기관(11)은 운전자에 의한 가속 페달(26)의 밟기량에 따른 구동 토오크를 발생한다. 이 경우, 본 실시예에선 1쌍의 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율을 무조건으로 0%로 하지 않고, ECU(54)는 실제의 액셀 개방도(θA)와 최대 트로틀 개방도 규제값과 비교하여, 개방도(θA)가 최대 트로틀 개방도 규제값을 넘어서는 경우엔 트로틀 개방도(θA)가 최대 트로틀 개방도 규제값이 되게 1쌍의 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율을 결정해서 플런저(47, 52)를 구동한다. 이 최대 트로틀 개방도 규제값은 기관 회전수(NE)의 함수로 하고, 어떤 값(예컨대, 2000rpm)이상에선 전폐 상태 혹은 그 근처에 설정하고 있는데, 이것 이하의 저회전의 영역에선 기관 회전수(NE)의 저하에 따라서 수십%의 개방도까지 차차로 작아지게 설정하고 있다.
이같은 트로틀 개방도(θT)의 규제를 행하는 이유는 TCL(58)이 기관(11)의 구동 토오크를 저감하는 필요성이 있는 것을 판정했을 경우의 제어의 응답성을 높이기 위해서이다. 즉, 현재의 차량(68)의 설계 방침은 차량(68)의 가속성이나 최대 출력을 향상시키기 때문에 트로틀 보디(16)의 보어 지름(통로 단면적)을 매우 크게 하는 경향에 있으며 기관(11)이 저회전 영역에 있을 경우에는 트로틀 개방도(θT)가 수십 % 정도로 흡입 공기량이 포화되고 만다. 그래서, 가속 페달(26)의 밟기량에 따라서 트로틀 개방도(θT)를 전개 혹은 그 근처에 설정하기 보다 미리 정한 위치에 규정해 두므로서 구동 토오크의 저감 지령이 있었을때의 목표 트로틀 개방도(θTO)와 실제의 트로틀 개방도(θT)와의 편차가 작아지며 재빨리 목표 트로틀 개방도(θTO)로 내릴 수 있기 때문이다.
상술한 실시예에선 고μ로와 저μ로와의 2종류의 선회 제어용의 목표 구동 토오크를 산출하도록 했으나 또한 고μ로와 저μ로와의 중간의 노면에 대응하는 선회 제어용의 목표 구동 토오크를 산출하여 이들의 목표 구동 토오크에서 최종적인 목표 구동 토오크를 선택하도록 해도 된다.
역으로, 일종류의 선회 제어용의 목표 구동 토오크(TOC)를 산출하고, 슬립 제어중의 경우에는 이 슬립제어용의 목표 구동 토오크(TOS)가 선회 제어용의 상기 목표 구동 토오크(TOC)보다 일반적으로는 늘 작다는 것에서 이 슬립 제어용의 목표 구동 토오크(TOS)를 선회 제어용의 목표 구동 토오크(TOC)에 우선해서 선택하는 것도 당연히 가능하다.
이같은 본 발명에 의한 다른 1실시예의 처리의 흐름을 나타내는 제25도에 도시하듯이 M21에서 슬립 제어용의 목표 구동 토오크(TOS)와 선회 제어용의 목표 구동 토오크(TOC)를 상술한 것과 마찬가지의 방법으로 산출한 다음, M22에서 슬립 제어중 플래그(FS)가 세트되어 있는지 어떤지를 판정한다.
이 M22의 스텝에서 슬립 제어중 플래그(FS)가 세트되어 있다고 판단되면 최종 목표 구동 토오크(TO)로서 슬립 제어용의 목표 구동 토오크(TOS)를 M23에서 선택한다. 그리고, M24에서 ECU(54)는 현재의 기관 회전수(NE)와 이 목표 구동 토오크(TOS)에 대응한 목표 트로틀 개방도(θTO)를 이 ECU(54)에 기억된 맵에서 판독하고, 이 목표 트로틀 개방도(θTO)와 트로틀 개방도 감지기(56)에서 출력되는 실제의 트로틀 개방도(θT)와의 편차를 구하고 1쌍의 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율을 상기 편차에 맞먹는 값으로 설정하고 각 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 플런저(47, 52)의 솔레노이드에 전류를 흘리며, 작동기(36)의 작동에 의한 실제의 트로틀 개방도(θT)가 목표 트로틀 개방도(θTO)로 내려가도록 제어한다.
상기 M22의 스텝에서 슬립 제어중 플래그(FS)가 세트되어 있지 않다고 판단되면, M25에서 선회 제어중 플래그(FC)가 세트되어 있는지 아닌지를 판정한다.
이 M25의 스텝에서 선회 제어중의 플래그(FC)가 세트되어 있다고 판단되면 최종 목표 구동 토오크(TO)로서 선회 제어용의 목표 구동 토오크(TOC)를 M26에서 선택하고, M24의 스텝으로 이행한다.
한편, 상기 M25의 스텝에서 선회 제어중 플래그(FC)가 세트되어 있지 않다고 판단되면 TCL(58)은 최종 목표 구동 토오크(TO)로서 기관(11)의 최대 토오크를 출력하며 이것에 의해 ECU(54)가 토오크 제어용 전자 밸브(46, 51)의 듀티율을 0% 측으로 저하시킨 결과, 기관(11)은 운전자에 의한 가속 페달(26)의 밟기량에 따라서 구동 토오크를 발생한다.

Claims (7)

  1. 운전자에 의한 조작과는 독립적으로 구동 토오크를 제어가능한 토오크 제어 수단(101)과, 차량의 횡가속도에 따라서 목표 구동 토오크를 설정하고 구동 토오크가 상기 목표 구동 토오크와 동일하게 되도록 상기 토오크 제어 수단(101)의 작동을 제어하는 제어 신호를 출력하는 선회 제어 유니트(102, 103)와, 상기 차량의 구동륜의 슬립 상태에 따라서 목표 구동 토오크를 설정하고 구동 토오크가 상기 목표 구동 토오크와 동일하게 되도록 상기 토오크 제어 수단(101)의 작동을 제어하는 제어 신호를 출력하는 슬립 제어 유니트(104)를 구비한 차량용 구동 토오크 제어 장치에 있어서, 상기 선회 제어 유니트(102, 103)로부터 출력된 제어 신호와 상기 슬립 제어 유니트(104)로부터 출력된 제어 신호중의 어느 하나를 선택하여 상기 토오크 제어 수단(101)에 출력하는 제어 신호 선택 수단(105)을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 토오크 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선회 제어 유니트(102, 103)는, 상기 차량의 조타각을 검출하는 타각 감지기(70)와 , 상기 차량의 주행 속도를 검출하는 차속 감지기(66, 67)와, 상기 타각 감지기(70)에 의해 검출된 조타각과 상기 차속 감지기(66, 67)에 의해 검출된 주행 속도를 사용하여, 상기 차량에 발생하면 예측되는 횡가속도로써 목표 횡가속도 를 연산하는 목표 횡가속도 연산 수단과, 상기 목표 횡가속도 연산 수단에 의해 연산된 목표 횡가속도에 따라 상기 차량의 목표 종가속도를 설정하는 목표 종가속도 설정 수단과, 상기 목표 종가속도 설정 수단에 의해 설정된 목표 종가속도에 의거하여 상기 목표 구동 토오크를 설정하는 목표 구동 토오크 설정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 토오크 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 슬립 제어 유니트(104)는, 상기 차량의 가속도에 의거하여 현재의 가속도에서 상기 차량을 가속시키기 위해 필요한 구동 토오크로써 기준 구동 토오크를 설정하는 기준 구동 토오크 설정 수단과, 구동륜 슬립에 의거한 보정 토오크를 연산하고 상기 보정 토오크에 의해 상기 기준 구동 토오크를 보정하는 상기 목표 구동 토오크를 설정하는 목표 구동 토오크 설정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 토오크 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어 신호 선택 수단(105)은 , 상기 선회 제어 유니트(102, 103)에 의한 목표 구동 토오크와 상기 슬립 제어 유니트(104)에 의한 목표 구동 토오크중 작은 쪽을 선택하며, 선택된 목표 구동 토오크에 대응하는 제어 신호를 상기 토오크 제어 수단(101)에 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 토오크 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 선회 제어 유니트(102, 103)는, 비교적 마찰 계수가 높은 노면에 있어 선회 주행에 대응하는 목표 구동 토오크를 설정하는 고μ로용 선회 제어 유니트(102)와, 상기 고μ로용 선회 제어 유니트(102)에 비하여 비교적 마찰 계수가 낮은 노면에 있어 선회 주행에 대응하는 목표 구동 토오크를 설정하는 저μ로용 선회 제어 유니트(103)를 구비하고, 상기 제어 신호 선택 수단(105)은 상기 고μ로용 선회 제어 유니트(102)에 의해 설정된 목표 구동 토오크와 상기 저μ로용 선회 제어 유니트(103)에 의해 설정된 목표 구동 토오크 및 상기 슬립 제어 유니트(104)에 의한 목표 구동 토오크중 가장 작은 것을 선택하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 토오크 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어 신호 선택 수단(105)은, 상기 슬립 제어 유니트(104)에 의한 슬립을 방지하기 위한 제어가 행해지고 있을 때는 상기 슬립 제어 유니트(104)에 의한 목표 구동 토오크에 대응하는 제어 신호를 선택하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 토오크 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 선회 제어 유니트(102, 103)는, 비교적 마찰 계수가 높은 노면에 있어 선회 주행에 대응하는 목표 구동 토오크를 설정하는 고μ로용 선회 제어 유니트(102)와, 고μ로용 선회 제어 유니트(102)에 비하여 비교적 마찰 계수가 낮은 노면에 있어 선회 주행에 대응하는 목표 구동 토오크를 설정하는 저μ로용 선회 제어 유니트(103)를 구비하고, 상기 제어 신호 선택 수단(105)은 선택 우선 순위를, 슬립 제어 유니트(104)에 의한 목표 구동 토오크, 저μ로용 선회 제어 유니트(103)에 의해 설정된 목표 구동 토오크, 고μ로용 선회 제어 유니트(102)에 의해 설정된 목표 구동 토오크의 순으로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동 토오크 제어 장치.
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