JP2910473B2 - 車両用駆動力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は運転者の意図する運転性
および加速操作時の走行安定性を両立させるようにし
た、車両用駆動力制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】駆動輪に駆動スリップが発生したとき当
該駆動輪へ供給する駆動トルクを駆動スリップ状態に応
じて可変制御する、駆動トルク制御を実施する車両用駆
動制御装置の従来例としては、例えば、特開昭63‐3183
0 号公報に開示されたものがある。この従来例は、駆動
スリップ状態がスリップ目標値（基準値）になるように
駆動輪に付与する駆動トルクを低減制御することによ
り、当該駆動スリップの解消を図っている。その際、運
転者の加速の意志を表わすパラメータであるアクセル操
作量（スロットル開度で代用している）を用いて、例え
ばアクセル操作量の絶対値が大きくなるほどスリップ目
標値を大きくして、運転者が意図する運転性が実現され
るようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の車両用駆動力制御装置は、単に、アクセル操作量
が増大するにつれてスリップ目標値を一律に増大させる
ようにしているため、例えば運転者が急激なアクセル踏
み込み操作を行った場合、スリップ目標値が急激に増加
する結果、大きくなった目標値において大きな駆動スリ
ップが許容されることになり、運転者が不用意なアクセ
ル操作を行った場合に走行安定性を確保するという駆動
力制御装置の本来の機能が損なわれてしまう。

【０００４】本発明は、加減速に伴い発生する実際の駆
動スリップの変化に応じてスリップ基準値を変更して運
転者の意図する運転性を実現するとともに、実際の駆動
スリップの変化が過大になるような操作を運転者が行っ
た場合に走行安定性が損なわれるのを防止することがで
きる、車両用駆動力制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
の車両用駆動力制御装置は、図１に概念を示す如く、駆
動輪の駆動スリップ状態を検出する駆動スリップ検出手
段と、前記駆動輪のスリップ基準値を設定するスリップ
基準値設定手段と、検出した駆動スリップ状態が設定し
たスリップ基準値を越えてスリップ発生方向へ向かうと
き、スリップ基準値に収束するように駆動トルク制御を
行う駆動トルク制御手段とを具える、車両用駆動力制御
装置において、前記駆動スリップ状態の変化率が所定値
に達するまではその変化率に応じた大きさで前記スリッ
プ基準値をスリップを許容する方向へ変更し、前記駆動
スリップ状態の変化率が所定値を越える場合は前記スリ
ップ基準値の変更量を制限する、スリップ基準値変更手
段を設けたことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】本発明によれば、駆動スリップ検出手段が検出
した駆動スリップ状態がスリップ基準値設定手段が設定
したスリップ基準値を越えてスリップ発生方向へ向かう
と、スリップ基準値に収束するように駆動トルク制御手
段が駆動トルク制御を行う際に、スリップ基準値変更手
段は、前記駆動スリップ状態の変化率が所定値に達する
まではその変化率に応じた大きさで前記スリップ基準値
をスリップを許容する方向へ変更するから、加減速によ
る駆動スリップ状態の変化に応じてスリップ基準値が変
更されることになり、適宜な加速度が得られて運転者の
意図する運転性が得られる。また、スリップ基準値変更
手段は、前記駆動スリップ状態の変化率が所定値を越え
る場合は前記スリップ基準値の変更量を制限するから、
運転者の不用意なアクセル操作時等の急激な駆動スリッ
プ状態の変化により駆動スリップがスリップ基準値を越
えてスリップ発生方向へ向かうと、この時駆動スリップ
はスリップ基準値に収束するように駆動トルクが制御さ
れることになり、上述した走行安定性が損なわれる不具
合が防止される。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図２は本発明の車両用駆動力制御装置の第１
実施例の構成を示す図であり、図中１Ｌ，１Ｒは左前
輪、右前輪、２Ｌ，２Ｒは左後輪、右後輪、３はエンジ
ンを示す。この車両はエンジン３によって駆動輪である
後輪２Ｌ，２Ｒを駆動する後輪駆動車であり、各車輪１
Ｌ，１Ｒ，２Ｌ，２Ｒの近傍には夫々車輪回転センサ
４，５，６，７が設けてある（なお、車両が全輪駆動車
であってもよい）。

【０００８】車輪回転センサ４〜７は、各車輪の回転数
を、当該回転数に応じた周波数のパルス信号として検出
するもので、得られた各車輪の回転数ＶＦＬ，ＶＦＲ，
ＶＲＬ，ＶＲＲに応じた周波数のパルス信号は駆動力制
御部８のＦ／Ｖコンバータ９に入力される。駆動力制御
部８はＦ／Ｖコンバータ９、Ａ／Ｄコンバータ10および
ＣＰＵ11を具えて成るものであり、Ｆ／Ｖコンバータ９
は前記各車輪センサ４〜７からの入力信号を電圧変換し
てＡ／Ｄコンバータ10に入力し、Ａ／Ｄコンバータ10は
各入力信号をディジタル変換してＣＰＵ11に入力する。
なおＣＰＵ11は例えばマイクロコンピュータを用いるも
のとする。

【０００９】ＣＰＵ11は、入力された各車輪回転数（各
車輪速）ＶＦＬ，ＶＦＲ，ＶＲＬ，ＶＲＲに基づき、図
３〜図５の制御プログラムを実行して、駆動スリップ状
態がスリップ基準値となるようにする駆動トルク制御を
実施する際に用いるスリップ基準値を駆動スリップ変化
率に応じて可変制御する。なお、この第１実施例は、エ
ンジンの駆動トルク自体を調整することにより駆動輪に
付与するトルクを調整するエンジン制御方式を前提にし
ており、ＣＰＵ11より燃料供給コントロールユニット12
に燃料供給カット信号ＦＣを出力し、この信号ＦＣによ
り燃料供給コントロールユニット12からエンジンの各気
筒13−１〜13−６へ夫々出力されるインジェクションパ
ルスＩP が遮断されて燃料カットが実施される。

【００１０】図示しないオペレーションシステムによっ
て所定周期（例えば５msec）毎の定時割込みにより繰返
し実行される図３の制御プログラムにおいて、まずステ
ップ101 で、従動輪である左右前輪の回転数ＶＦＬ，Ｖ
ＦＲおよび駆動輪である左右後輪の回転数ＶＲＬ，ＶＲ
Ｒを、夫々対応する車輪回転センサ４〜７より読み込
む。ステップ102 では前輪（従動輪）の平均回転数ＶＦ
をＶＦ＝（ＶＦＬ＋ＶＦＲ）／２により算出し、ステッ
プ103 では後輪（駆動輪）の平均回転数ＶＲをＶＲ＝
（ＶＲＬ＋ＶＲＲ）／２により算出し、ステップ104 で
駆動スリップ量ＳをＳ＝ＶＲ−ＶＦによって算出する。
なお、図３の制御プログラムにおいて、ＣＰＵ11は駆動
スリップ検出手段として機能する。

【００１１】図４の制御プログラムは、前記図３の制御
プログラムの後に実行される制御プログラムであり、こ
の制御プログラムのみ100 msec周期で実行される。ま
ず、図４のステップ111 において、上記ステップ104 に
より得られた駆動スリップ量Ｓの100 msec間のデータ
（５msec毎に得られるので合計20個のデータである）の
平均値Ｓav(n) をＳav(n) ＝（Ｓｎ＋Ｓｎ_-1＋・・＋Ｓ
ｎ_-19 ）／20によって求める。ここで、Ｓｎ，Ｓｎ_-1，
Ｓｎ_-19 は夫々、今回の値，５msec前の値，95msec前の
駆動スリップ量を表わす。次のステップ112 では、今回
求めた平均値Ｓav(n) と前回（100 msec前）求めた平均
値Ｓav(n-1) とを用いて、駆動スリップ量Ｓの平均変化
率δＳav(n) を、δＳav(n) ＝Ｓav(n) −Ｓav(n-1) に
より求める。

【００１２】次のステップ113 で、後に詳述するように
して決定されるトルクダウン指令値ＴＤを読み込み、そ
れにより現在駆動トルク制御が実施されているか否かを
判定する。ここで、駆動トルク制御が既に実施されてい
るＴＤ≠０の場合には、制御をステップ114 へ進めてス
リップ基準値Ｓ＊(n) を前回の値Ｓ＊(n-1) に保持し、
駆動トルク制御が実施されていないＴＤ＝０の場合に
は、制御をステップ115以降へ進めてスリップ基準値を
変更（更新）する。すなわち、ステップ115 で制御１回
目のみスリップ基準値Ｓ＊(n) をデフォルト値Ｓ＊1 に
セットし、次のステップ116 では、このステップ116 中
に併記したマップによって、上記ステップ112 で求めた
駆動スリップの平均変化率δＳav(n) が所定値に達する
まではその変化率に応じた大きさでスリップ基準値Ｓ＊
(n)をスリップを許容する方向へ変更する変更データδ
Ｓ＊(n) を設定し、δＳav(n) が所定値を越える領域で
は変更データδＳ＊(n) にリミッタをかけて上限値δＳ
max または下限値δＳmin に制限する。このとき、上限
値δＳmax および下限値δＳmin はそれぞれ、許容すべ
きスリップ最大変化率およびスリップ最小変化率に設定
しておくものとする。

【００１３】次のステップ117 では、上記ステップ116
で求めた変更データδＳ＊(n) を前回値Ｓ＊'(n-1)に加
算して今回のスリップ基準値データＳ＊'(n)を求め、さ
らにそのスリップ基準値データＳ＊'(n)にステップ117
中に併記したマップによってリミッタをかけて、最終的
に今回のスリップ基準値Ｓ＊(n) を決定（更新）する。
このとき、リミッタの下限値はスリップ基準値のデフォ
ルト値Ｓ＊1 に設定しておくものとし、その値は駆動ス
リップが発生する前（および駆動スリップが発生してい
ない場合）のスリップ基準値となる。なお、図４の制御
プログラムにおいて、ＣＰＵ11はスリップ基準値設定手
段およびスリップ基準値変更手段として機能する。

【００１４】図５の制御プログラムは、前記図４の制御
プログラムの後に実行される制御プログラムであり、こ
の制御プログラムは５msec周期で実行される。まず、図
５のステップ121 において現在の駆動スリップ量Ｓを読
み込み、ステップ122 で先に求めたスリップ基準値Ｓ＊
(n) を読み込み、ステップ123 で両者を比較する。ここ
でＳ＞Ｓ＊(n) のＹＥＳならばステップ124 に進んでト
ルクダウン指示量ＴＤが最大値ＴＤmax か否かの判定を
行い、Ｓ≦Ｓ＊(n) のＮＯならばステップ125に進んで
トルクダウン指示量ＴＤが０か否かの判定を行う。

【００１５】上記ステップ124 、125 の判定がＮＯにな
るのはＴＤが上限値および下限値の間の値を取る場合で
あるから、その場合、夫々次のステップ126 、127 でＴ
Ｄのインクリメント（ＴＤ＝ＴＤ＋１）、デクリメント
（ＴＤ＝ＴＤ−１）を行う。なお、ＹＥＳの場合は夫
々、既に上限値または下限値になっていてインクリメン
ト、デクリメントが不可能であることから、ステップ12
6 、127 をスキップする。そしてステップ128 でトルク
ダウン指示量ＴＤに対応する燃料供給カット信号ＦＣを
ＣＰＵ11より燃料供給コントロールユニット12に出力す
る。なお、図５の制御プログラムにおいて、ＣＰＵ11は
駆動トルク制御手段として機能する。

【００１６】次に、この第１実施例の作用を図６および
図７（ａ）、（ｂ）によって従来例と比較しながら説明
する。例えば、図６のタイムチャートに示すように駆動
スリップ状態が変化した場合、駆動スリップ量Ｓが緩や
かに増加している区間Ａでは、まず図４のステップ115
の実行によりスリップ基準値Ｓ＊(n) がデフォルト値Ｓ
＊1 に設定され、その後、スリップ基準値Ｓ＊(n) はス
テップ116 、117 の実行により駆動スリップの平均変化
率δＳav(n) と同じ割合でリニアに変更（更新）され
る。したがって、駆動スリップ量Ｓが徐々に増加したと
きにはそれに対応してスリップ基準値Ｓ＊(n) も増加す
るから、駆動スリップ量Ｓは許容範囲内に納まってスリ
ップ基準値Ｓ＊(n) を越えることはない。したがって、
図５の制御プログラムのステップ123 の判定はＮＯにな
り、トルクダウン制御は開始されず、運転者の意図した
加速がなされる。

【００１７】区間Ａに続く区間Ｂおよび、区間Ｂに続く
区間Ｃは、駆動スリップ量Ｓが急激に増加して許容範囲
を越えるような過大な駆動スリップが発生する区間であ
る。これらの区間においては、駆動スリップの変化の
内、ステップ116 中に併記したマップでリミッタをかけ
られる部分に対応する駆動スリップの変化はステップ11
7 のスリップ基準値の更新に反映されないから、ある時
点（図６の瞬時t₁）において駆動スリップ量Ｓがスリッ
プ基準値Ｓ＊(n) を越えることになり、図５の制御プロ
グラムのステップ123 の判定がＮＯからＹＥＳに転じ、
トルコダウン指令値ＴＤが図５のステップ126 の実行に
より０でなくなる。したがって、瞬時t₁以降トルクダウ
ン制御が開始されることになる。このトルクダウン制御
の開始以降、図４のステップ113 の判定がＮＯからＹＥ
Ｓに転じるから、ステップ114 が実行されてスリップ基
準値Ｓ＊(n) は前回の値Ｓ＊(n-1) に保持される。

【００１８】このようなスリップ基準値の変更（または
保持）により、以下に詳述するような従来例とは格段に
相違する効果が得られる。まず、比較のため従来例につ
いて説明する。例えば、熟練した運転者が徐々に加速し
ながら旋回走行している状況（または高μ路を徐々に加
速しながら旋回走行している状況；ケース１）を想定す
ると、図７（ｂ）に実線で示すように車速が上昇するに
つれて駆動スリップ量Ｓも徐々に増加し続け、さらに加
速を続けると、ある時点（図示Ａ点）で駆動輪は駆動力
を失い、急激な駆動スリップが発生して車両の走行安定
性が損なわれてしまう。このような不具合を防止するた
めには、図示Ａ点でトルクダウン制御を実施するのが望
ましく、スリップ基準値としては図示のＳ＊11が適切で
ある。

【００１９】しかし、スリップ基準値をＳ＊11に設定し
た場合、異なる走行状況、例えば初心者の運転者が徐々
に加速しながら旋回走行している状況（または低μ路を
徐々に加速しながら旋回走行している状況；ケース２）
においては、図７（ｂ）に点線で示すように、駆動輪が
より早い時期（図示Ｂ点）に駆動力を失うことになるの
で、図示Ａ点ではトルクダウン制御の実施のタイミング
が遅すぎることになり、車両の走行安定性を確保するこ
とができない。この走行状況においては図示Ｂ点でトル
クダウン制御を実施するのが望ましく、スリップ基準値
としては図示のＳ＊12が適切であるが、スリップ基準値
をＳ＊12に設定した場合、逆に、ケース１の走行状況に
おいてはトルクダウン制御の実施のタイミングが早すぎ
ることになり、失速感が生じて運転性が劣化してしま
う。このように、最適なスリップ基準値は路面状況、運
転者の技量、車両特性等に応じて個々に異なるので、運
転性および走行安定性を両立させるにはそれらに基づく
個別チューニングを行う必要がある。

【００２０】一方、本実施例の車両用駆動力制御装置に
おいては、図７（ａ）に実線および点線で示すように走
行状況に応じた最適なスリップ基準値の設定がなされ
る。すなわち、上記ケース１，２の走行状況において
は、駆動スリップ量Ｓが緩やかに増加している区間では
スリップ基準値も緩やかに増加する結果、運転者の意図
する運転性が得られる。一方、駆動スリップ量Ｓが急激
に増加している区間ではスリップ基準値は上限値に達し
てトルクダウン制御が開始された後に一定値（上限値）
に保持される。これにより、図７（ｂ）のＡ点、Ｂ点に
対応する適切なタイミングでトルクダウン制御が実施さ
れ、走行安定性が確保されることになる。

【００２１】なお、パンクやテンパタイヤの装着によっ
てタイヤの有効径が減少した場合、見かけ上のスリップ
が発生するため車輪速センサによって検出される車輪速
が実際よりも大きな値として検出され、該当する車輪が
駆動輪の場合は駆動スリップの誤検出を招き、従動輪の
場合は駆動スリップの検出遅れを招く。このような場
合、、本実施例では、見かけ上のスリップはその絶対量
が大きくても車速の上昇に応じて徐々に発生するのでそ
の変化率は小さくなることから、見かけ上のスリップ分
を補正して上記不具合を解消することができる。

【００２２】図８は本発明の車両用駆動力制御装置の第
２実施例の要部の制御プログラムを示すフローチャート
である。この第２実施例は、運転者の加速要求を表わす
パラメータであるアクセル開度を検出する、アクセル開
度センサ（スロットル開度センサで代用してもよい）を
図２の構成に追加してその出力信号であるアクセル開度
信号ＬをＡ／Ｄコンバータ10に入力することと、第１実
施例の図４の制御プログラムの代わりに図８の制御プロ
グラムを用いること以外は上記第１実施例と同様に構成
する（なお、追加した図面の記載は省略する）。

【００２３】図３の制御プログラムの後に実行される図
８の制御プログラムにおいて、まずステップ131 でアク
セル開度Ｌを読み込み、このＬを次のステップ132 で所
定値L₀と比較する。ここで、Ｌ＞L₀ならば、加速要求あ
りと判断してステップ133 で加速要求フラグＦａをセッ
トし（Ｆａ＝１）、Ｌ≦L₀ならば加速要求なしと判断し
てステップ134 で加速要求フラグＦａをリセットする
（Ｆａ＝０）。次のステップ135 からステップ139 まで
は、前述した図４のステップ111 からステップ115 まで
と全く同一の制御を行うので、説明を省略する。

【００２４】ステップ139 の次のステップ140 では、加
速要求フラグの状態をチェックし、Ｆａ＝１の加速要求
ありの場合は制御をステップ141 に進めて第１実施例と
同一の制御を行い、Ｆａ＝０の加速要求なしの場合は制
御をステップ142 に進める。ステップ142 では、駆動ス
リップの平均変化率δＳav(n) にステップ142 中に併記
したマップによってリミッタをかけ、それをスリップ基
準値の変更データδＳ＊(n) に設定する。このとき、リ
ミッタの上限値を０に設定することにより加速要求がな
い場合のスリップ基準値の増加を防止するとともに、ス
リップ基準値ができるだけ早くデフォルト値Ｓ＊1 に戻
り得るようにするために、下限値の設定を行わない。な
お、ステップ141 およびステップ142 の次のステップ14
3 では、第１実施例と同様にしてスリップ基準値Ｓ＊
(n) を決定する。

【００２５】この第２実施例は、運転者の加速要求と駆
動スリップの発生とは相関関係があることを考慮して、
加速要求の有無に応じてステップ141 およびステップ14
2 の制御を使い分ける点が第１実施例と相違する他は、
第１実施例と同様の作用効果が得られる。

【００２６】なお、上記各実施例においては燃料供給カ
ットによる駆動トルク制御を採用しているが、これに限
定されるものではなく、例えばエンジンのスロットルバ
ルブを電気的に制御するスロットル開度制御や、エンジ
ンの点火時期制御や、ホイールシリンダに直接圧力を掛
けるブレーキ制御を用いてもよい。

【００２７】

【発明の効果】かくして本発明の車両用駆動力制御装置
は上述の如く、加減速に伴い発生する実際の駆動スリッ
プの変化率が所定値に達するまではその変化率に応じた
大きさで前記スリップ基準値をスリップを許容する方向
へ変更するから、適宜な加速度が得られて運転者の意図
する運転性が得られる。また、実際の駆動スリップの変
化率が所定値を越える場合はスリップ基準値を前記スリ
ップ基準値の変更量を制限するから、運転者の不用意な
アクセル操作時等の急激な駆動スリップ状態の変化によ
り駆動スリップがスリップ基準値を越えてスリップ発生
方向へ向かうと、駆動スリップはスリップ基準値に収束
するように駆動トルクが制御されることになり、走行安
定性が損なわれることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念図である。

【図２】本発明の車両用駆動力制御装置の第１実施例の
構成を示す図である。

【図３】同例における、駆動スリップ量算出の制御プロ
グラムを示すフローチャートである。

【図４】同例における、スリップ基準値設定の制御プロ
グラムを示すフローチャートである。

【図５】同例における、駆動トルク制御の制御プログラ
ムを示すフローチャートである。

【図６】同例の作用を説明するためのタイムチャートで
ある。

【図７】（ａ），（ｂ）は夫々、第１実施例および従来
例において異なる走行状況での制御効果を示すタイムチ
ャートである。

【図８】本発明の車両用駆動力制御装置の第２実施例の
要部の制御プログラムを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１Ｌ，１Ｒ 前輪（従動輪） ２Ｌ，２Ｒ 後輪（駆動輪） ３ エンジン ４〜７ 車輪回転センサ 11 ＣＰＵ 12 燃料供給コントロールユニット 13−１〜13−６ 気筒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−31830（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−237062（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 29/02 311

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動輪の駆動スリップ状態を検出する駆
   動スリップ検出手段と、前記駆動輪のスリップ基準値を
   設定するスリップ基準値設定手段と、検出した駆動スリ
   ップ状態が設定したスリップ基準値を越えてスリップ発
   生方向へ向かうとき、スリップ基準値に収束するように
   駆動トルク制御を行う駆動トルク制御手段とを具える、
   車両用駆動力制御装置において、 前記駆動スリップ状態の変化率が所定値に達するまでは
   その変化率に応じた大きさで前記スリップ基準値をスリ
   ップを許容する方向へ変更し、前記駆動スリップ状態の
   変化率が所定値を越える場合は前記スリップ基準値の変
   更量を制限する、スリップ基準値変更手段を設けたこと
   を特徴とする、車両用駆動力制御装置。