JP2603227B2

JP2603227B2 - 自動車のスリツプ制御装置

Info

Publication number: JP2603227B2
Application number: JP61180145A
Authority: JP
Inventors: 和俊信本; 靖裕原田; 満長岡; 俊弘松岡
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-08-01
Filing date: 1986-08-01
Publication date: 1997-04-23
Anticipated expiration: 2012-04-23
Also published as: JPS6338062A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、パワープラント系の駆動輪への出力トルク
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
止することは、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、駆動輪の回転トルクを適正に制御すればよいことに
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、あるいは特開昭60−56662号公報
に示すものがある。この両公報に開示されている技術
は、共に、駆動輪の回転トルクを制御するのに、ブレー
キによる駆動輪への制御力と、エンジンの発生トルク低
減とを利用して行うようになっている。より具体的に
は、特開昭58−16948号公報のものにおいては、駆動輪
のスリップが小さいときは駆動輪の制御のみを行う一
方、駆動輪のスリップが大きくなったときは、この駆動
輪の制御に加えて、エンジンの発生トルクを低下させる
ようになっている。また、特開昭60−56662号公報のも
のにおいては、左右の駆動輪のうち片側のみのスリップ
が大きいときは、このスリップの大きい片輪の駆動輪の
みに対して制動を行う一方、左右両側の駆動輪のスリッ
プが共に大きいときは、両側の駆動輪に対して制御を行
うと共に、エンジンの発生トルクを低下させるようにし
ている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、スリップ制御を、駆動輪の制御によるとき
と、駆動輪への出力トルクによるときとを分けて考えた
場合、夫々に一長一短が有る。

先ず、駆動輪の制御によるときには、応答性に優れる
反面、どうしてもショックを生じ易く、運転フィーリン
グの上で好ましくないものとなり易い。また、ブレーキ
がスリップ制御のために酷使される結果、ブレーキに対
する信頼性の点で問題となる。一方、パワープラント系
の出力トルクにようときには、スリップ制御が滑らかに
行なうことができ、また駆動輪の回転トルクを低減させ
る制御のみならず増大させる制御をも自在に行なうこと
ができる反面、応答性が悪いという欠点がある。

したがって、パワープラント系の出力トルクを制御す
ることにより、駆動輪の過大なスリップを防止し、駆動
輪の大きなスリップをいち早く目標値に収束させるよう
にすることは、自動車の推進力、安全性を向上する上で
望ましく、またブレーキの酷使を避ける上でも望まし
い。

そこで、本発明の目的は、パワープラント系の駆動輪
への出力トルク制御によって駆動輪の過大なスリップの
収束を応答性よく行なうようにした自動車のスリップ制
御装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用）前記目的を達成するため、本発明にあっては次のよう
な構成としてある。すなわち、少なくともエンジンを含むパワープラント系の駆動輪
に対する出力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、前記パワープラント系の出力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状態を検出するスリッ
プ検出手段と、前記スリップ検出手段からの信号を受け、駆動輪に所
定の開始しきい値以上の大きなスリップが発生したとき
に、駆動輪のスリップが該開始しきい値よりも小さい値
に設定された所定の目標値となるように前記トルク調整
手段をフィードバック制御して駆動輪のスリップを抑制
させる制御を行うフィードバック制御手段と、前記フィードバック制御手段によるフィードバック制
御によって駆動輪のスリップが大きく低下されることに
より、駆動輪が大きなスリップ状態から前記目標値へ向
けて収束しつつある状態を検出するスリップ収束検出手
段と、前記スリップ収束検出手段によって駆動輪が大きなス
リップ状態から前記目標値へ向けて収束しつつあること
が検出されたとき、前記フィードバック制御手段による
フィードバック制御に代えて一時的に前記トルク調整手
段をオープンループ制御して、該フィードバック制御に
よる前記出力トルクの増大速度よりも大きな速度でもっ
て該出力トルクを増大させるオープンループ制御手段
と、前記オープンループ制御手段による前記出力トルクの
増大速度を、車両の走行状態に応じて補正する補正手段
と、前記オープンループ制御手段によるオープンループ制
御の終了後、前記フィードバック制御手段によるフィー
ドバック制御を再開させる復帰手段と、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、パワープラント系
としてのエンジン６、クラッチ７、変速機８、デファレ
ンシャルギア９が搭載され、その出力トルクは左右のド
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。

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て、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、制御力が発生される。

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28
b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29a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が左後輪用ブレーキ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、制御
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、運転車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４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、この容積可変何時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、リサーバ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、リリーフ
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、ブレーキペタル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、ブレーキペタル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
ラユニット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ＵT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は従来輪としての左後輪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の操作量すなわち蛇角を
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、6
3、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、運転車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13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13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。

このスロットル制御は、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、第３図に示すように、PI
−PD制御によって行なうようにしてある。

すなわち、操作量Mnは、次式（２）によって演算され
る。

Mn＝Mn−_１＋KI（xn−yn）＋ＫP（xn−yn−xn−_１＋yn−_１） −ＦP（yn−yn−_１） −ＦD（yn−2yn−_１＋yn−_２）・・・（２）ＫI：積分定数ＫP：比例定数ＦP：比例定数Ｆd：微分定数また、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の開度をフィードバック制御するものとされ、このフ
ィードバック制御も実施例ではPI−PD制御されている。
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（３）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ＷP：比例定数ＷI：積分定数ＷP：比例定数ＷD：微分定数ＳET：目標すべり率（スロットル制御用）上記式（３）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
ＷETが次の（４）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４図に示してあり、この第
４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Ｕ
B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
（５）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（５）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（６）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（６）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５図に示してあり、この第５
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６図を参照しつつ説明する。なお、
この第６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
率なお、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６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点のすべり率を用いてある
（第14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14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14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６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13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）本実施例ではスリップが収束しつつあることをすべり
率Ｓで検出することとされ、すべり率がＳ＜0.2となっ
たときから所定時間（例えば170msec）の間、スロット
ルバルブ13をオープンループ制御により所定開度に保持
するリカバリ制御が行なわれるようになっている。そし
て、Ｓ＝0/2（t₂）時点での最大加速度ＧMAXが求められ
て、このＧMAXにより路面の最大μ（駆動輪の最大グリ
ップ力）が設定され、この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の開度（最適スロッ
トル開度ＴV_０）が設定されるようになっている。

この最適スロットルＴV_０を目標スロットル開度とす
るスリップ制御では、前記（２）式におけるＫI、ＫP値
を大きな値に変更して、操作量Mnの演算が行なわれる。
すなわちリカバリ制御ではスロットル操作量Mnを大きく
して応答速度を高めるようにされている。

このようなリカバリ制御により、スリップ収束直後に
おける車体加速度Ｇの落ち込み（オーバシュート）が防
止され、また、スリップの収束がする前に、あらかじめ
所定トルクの確保がなされるため、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出
力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16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16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）ここに示す制御は、すべり率Ｓが異常に低下したとき
に対処するためになされ、通常は上記リカバリ制御から
フィードバック制御へと移行する。

すなわち、バックアップ制御（オープンループ制御）
は、Ｓ＜0.01となったとき、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 すべり率が異常に低下したときであっても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（フィードバック制御）へと滑らかに移行する。

このすべり率を目標値とすべくなされるスリップ制御
においては、前記（２）式でのＫI、ＫP値が小さな値と
されて、エンジントルクが急激に変化することの防止が
図られている。

t₈以降運転者Ｄによりアクセル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。

スリップ制御の詳細（フローチャート）次に、第７図〜第12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７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
なされる。

前記P5において前記スリップ制御フラグにより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以降の処理がなされる。

前記P2でYESと判別されたときは、P15以降の処理がな
される。

第８図、第９図第８図のフローチャートは、第７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が後述す
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９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。P24
においてNOと判別されたときは、P25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13図に示す特性に従う）選択される。一方
前記P24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13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。そして、次のP27において現在リカバ
リ制御中であるか否かが判別される。この判別は後述す
るリカバリフラグ（RE）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P27でYESと判別された
ときには、P28に進んで、前記（２）式におけるＫI、Ｋ
P値が大きな値に変更される。

前記P27でNOと判別されたときあるいはP25、P28の後
は、P29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。すなわち、前記（２）式に基づい
てアクセル操作量Mnの演算がなされる。

第10図（スリップ及びスリップ収束検出処理）この第10図のフローチャートは、第８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
大きなスリップが収束しつつあるか否か、並びにスタッ
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6.3kg/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
蛇角に応じて、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２
のスリップ状態が収束しつつあるとしてスリップフラグ
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
駆動輪としての右前輪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10k
m/h相当の回転数より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。これら
P36、P40、P43、P36におけるスリップフラグのリセット
は後述するP61（第10図）におけるスリップ収束への移
行判別に用いられる。

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、運転車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、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P
54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、右前輪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P56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。

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７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
５図のＩ−PD制御におけるBnに相当）。この後、P86に
おいて、上記Bn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を絶対値化した後、P91〜P93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（６）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。

第12図（エンジン制御）この第12図に示すフローチャートは、第７図のP12対
応している。

P61において、前述したように、スリップフラグにリ
セットによりスリップが収束状態へ移行したか否か（第
６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においてリカバリフルグREのリ
セットが行なわれた後P63へ進んで、このP63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。P63でNOのときは、P64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P64でNOのと
きは、P65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。P65でYESのときは、P6
6において、左右前輪２、３のうちすべり率の低い方の
駆動輪を基準として、現在のすべり率が算出される（セ
レクトロー）。逆に、P65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
のすべり率算出される（セレクトハイ）。なお、P63、P
64でYESのときも、P67に移行する。

上記P67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P66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。

P66、P67の後は、P68において、現在のすべり率Ｓが
0.02よりも大きいか否かが判別される。このP68でYESの
ときは、P69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（T
n）は、P66、P67で設定されたあるいは後述するP78で変
更された目標すべり率ＳETを実現すべく設定される。

P68でNOのときは、P70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P70でYESの
ときはP71において、前述した緩衝制御がなされる。ま
た、P70でNOのときは、P72において、前述したバックア
ップ制御がなされる。

リカバリ制御前記P61でYESのときは、駆動輪の大きなスリップが収
束しつつある状態にあるとして、P73へ移行して前記リ
カバリ制御が行なわれる。すなわち、先ずP73において
スリップ収束方向へ移行した後所定時間（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。P73でNOのときは、P74へ進
んでリカバリ制御中であることを示すリカバリフラグRE
をセットした後、P75以降の処理がなされる。すなわ
ち、先ず、P75で、自動車１の最大加速度ＧMAXが計測さ
れる（第６図t₂時点）。次いで、P76において、このＧM
AX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16図参照）。さらに、P77において、変速機８の
現在の変速段に応じて、P76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、P76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、P77
でこの変速段の相違を補正するようにしてある。スロッ
トル制御は、この補正後の最適スロットル開度Tv₀を目
標値として行なわれることとなる（前記第９図参照）。
この後は、P78において、P73でのＧMAXより路面の摩擦
係数を推定して、その後のエンジン（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ＳET、ＳBTをど
のように変更するのについては後述する。

前記P73でYESのときは、リカバリ制御終了ということ
で、前述したリカバリフルグREのリセット等のP62以降
の処理がなされる。

目標すべり率ＳET、ＳBTの変更（P78）前記P78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18図に示すように変更さ
れる。この第18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Ｓ
ET、ＳBTには、それぞれリミット値を設けるようにして
ある。

以上説明したように、本実施例によれば、第19図に示
すように、駆動輪が大きなスリップから目標値に収束し
つつあるときに、フィードバック制御から、予めオープ
ンループ制御によりスロットル開度を所定量開くリカバ
リ制御へ切換えて、その後再びフィードバック制御を行
なうようにしてある。

このため、第19図中一点鎖線に示すオーバシュート現
象の発生が防止され、滑らかにフィードバック制御へ移
行すると共に目標値に収束することとなり、この結果加
速の落込が防止される。

またリカバリ制御における目標スロットル開度が、駆
動輪の最大グリップ力を発生する最適スロットル開度Ｔ
V_０に設定されると共に、このリカバリ制御におけるス
ロットル制御は、その制御ゲインがフィードバック制御
におけるものよりも大きくされているため、スリップ収
束の応答性、スリップ収束時の加速性の向上が図られ
る。

更に、リカバリ制御に続いて行なわれるフィードバッ
ク制御での目標値の設定は、上記駆動輪の最大クリップ
力を勘案した値とされるため、リカバリ制御から滑らか
にフィードバック制御へ移行されると共に、このフィー
ドバック制御域でのスロットル制御は制御ゲインが小さ
くされているため、エンジントルクの急激なる変動が抑
えられ、再スリップの防止、スピンの防止が図られるこ
ととなる。また、すべり率を目標値とするフィードバッ
ク制御は外乱に対して安定なPI−PD制御とされているた
め、リカバリ制御と相粉って大きなスピンの収束が応答
性、安定性の両者において優れたものとなる。

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。

パワープラント系の駆動輪への出力のトルクの調整を
エンジンにより行なう場合には、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。しかしながら、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。また、エンジンのみなら
ず、クラッチ７の接続状態、変速機８の変速比を調整す
ることにより行なってもよい。この場合、特に無段変速
機（CVT）であることが好ましい。

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、駆動輪
の回転変化の他、操蛇状態（コーナリング）、車体の浮
上り状態（加速）、積載量が考えられる。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。

（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
が大きなスリップ状態から目標値へ向けて収束しつつあ
るときは、応答性に優れたオープンループ制御によって
パワープラント系の出力トルクを一時的に大きな増大速
度でもって増大させるので、駆動輪のスリップが目標値
から過度に低下してしまう事態を防止することができ
る。また、上記増大速度を、車両の走行状態に応じて補
正するようにしてあるので、オープンループ制御によっ
て駆動輪のスリップが目標値よりも大きくなり過ぎてし
まう事態も防止される。そして、上記オープンループ制
御終了後は、安定性に優れたフィードバック制御に復帰
させるので、駆動輪のスリップを目標値に安定して維持
つまり収束させることができる。

【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図はスロットル電子制御におけるブロック線図。第４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５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６図は本発明の制御例を図式的に示すグラフ。第７図〜第12図は本発明の制御例を示すフローチャー
ト。第13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14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15図はスリップ制御開始時のすべり率をハンドル蛇角
に応じて補正するときの補正値を示すグラフ。第16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17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18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19図は実施例の作用効果を示すグラフ。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 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 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 U:コントロールユニット

フロントページの続き (72)発明者松岡俊弘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59−68537（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−85440（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−128055（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−102363（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−189666（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともエンジンを含むパワープラント
系の駆動輪に対する出力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、前記パワープラント系の出力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状態を検出するスリップ
検出手段と、前記スリップ検出手段からの信号を受け、駆動輪に所定
の開始しきい値以上の大きなスリップが発生したとき
に、駆動輪のスリップが該開始しきい値よりも小さい値
に設定された所定の目標値となるように前記トルク調整
手段をフィードバック制御して駆動輪のスリップを抑制
させる制御を行うフィードバック制御手段と、前記フィードバック制御手段によるフィードバック制御
によって駆動輪のスリップが大きく低下されることによ
り、駆動輪が大きなスリップ状態から前記目標値へ向け
て収束しつつある状態を検出するスリップ収束検出手段
と、前記スリップ収束検出手段によって駆動輪が大きなスリ
ップ状態から前記目標値へ向けて収束しつつあることが
検出されたとき、前記フィードバック制御手段によるフ
ィードバック制御に代えて一時的に前記トルク調整手段
をオープンループ制御して、該フィードバック制御によ
る前記出力トルクの増大速度よりも大きな増大速度でも
って該出力トルクを増大させるオープンループ制御手段
と、前記オープンループ制御手段による前記出力トルクの増
大速度を、車両の走行状態に応じて補正する補正手段
と、前記オープンループ制御手段によるオープンループ制御
の終了後、前記フィードバック制御手段によるフィード
バック制御を再開させる復帰手段と、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。