JP2967395B2 - 車両の前後グリップ力推定装置及び車両の駆動輪トルク制御装置 - Google Patents

車両の前後グリップ力推定装置及び車両の駆動輪トルク制御装置

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JP2967395B2 JP6285026A JP28502694A JP2967395B2 JP 2967395 B2 JP2967395 B2 JP 2967395B2 JP 6285026 A JP6285026 A JP 6285026A JP 28502694 A JP28502694 A JP 28502694A JP 2967395 B2 JP2967395 B2 JP 2967395B2
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  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トラクションコントロ
ールシステム等において、駆動輪のグリップ制御に使用
する前後グリップ力を推定するための装置と、その装置
を用いた車両の駆動輪トルク制御装置とに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、車両の駆動輪が路面に伝達し得る
トルクとして求められる前後グリップ力として、前後加
速度センサの出力をそのまま使用するか、或いは従動輪
速度(即ち、車体速度)を時間微分して求めた前後加速
度を使用していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の手法
で推定した前後グリップ力は、車両が平坦な路面を走行
する場合には充分な精度を有するが、車両が加速度の出
にくい登坂状態にある場合には実際の前後グリップ力に
比べて小さい値を示すことになる。その結果、推定した
前後グリップ力に誤差が生じることになり、精密な駆動
輪のグリップ制御を妨げる可能性がある。
【0004】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、車両が登坂状態にあっても正確な前後グリップ力を
推定するとともに、この前後グリップ力に基づいて精密
な駆動輪トルクの制御を行うことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載された車両の前後グリップ力推定装
置は、車体速度から算出した車体加速度に基づいて第1
前後グリップ力を算出する第1前後グリップ力算出手段
と、エンジントルクを算出するエンジントルク算出手段
と、エンジントルクから駆動輪トルクを算出する駆動輪
トルク算出手段と、駆動輪トルクから第2前後グリップ
力を算出する第2前後グリップ力算出手段と、第1前後
グリップ力及び第2前後グリップ力を比較して選択した
大きい方の値を前後グリップ力として推定するハイセレ
クト手段とを備えたことを特徴とする。また請求項2に
記載された発明は、車体速度に基づいて駆動輪速度の目
標値を算出する目標値算出手段と、車両の前後グリップ
力を算出する前後グリップ力算出手段と、前後グリップ
力算出手段により算出された前後グリップ力に基づいて
駆動輪速度の目標値を補正する目標値補正手段と、目標
値補正手段により補正された駆動輪速度の目標値が得ら
れるように駆動輪トルクを低減して該駆動輪の過剰スリ
ップを抑制する駆動輪トルク低減手段とを備えた車両の
駆動輪トルク制御装置であって、前記前後グリップ力算
出手段は、車体速度から算出した車体加速度に基づいて
第1前後グリップ力を算出する第1前後グリップ力算出
手段と、エンジントルクを算出するエンジントルク算出
手段と、エンジントルクから駆動輪トルクを算出する駆
動輪トルク算出手段と、駆動輪トルクから第2前後グリ
ップ力を算出する第2前後グリップ力算出手段と、第1
前後グリップ力及び第2前後グリップ力を比較して選択
した大きい方の値を前後グリップ力として推定するハイ
セレクト手段とを備えたことを特徴とする。 また請求項
3に記載された発明は、請求項2の構成に加えて、車両
の横加速度を検出する横加速度検出手段を備えてなり、
前記目標値補正手段は、前記横加速度検出手段で検出し
た横加速度と前記前後グリップ力算出手段で推定した前
後グリップ力とに基づいてトータルグリップ力を算出す
るとともに、該トータルグリップ力に基づいて駆動輪速
度の目標値を補正することを特徴とする。 また請求項4
に記載された発明は、請求項3の構成に加えて、前記目
標値補正 手段は前記トータルグリップ力の増加に伴って
駆動輪速度の目標値を増加方向に補正することを特徴と
する。
【0006】
【作用】請求項1の構成によれば、車体速度から算出し
た第1前後グリップ力と、エンジントルクから駆動輪ト
ルクを経て算出した第2前後グリップ力とを比較し、第
1前後グリップ力及び第2前後グリップ力の何れか大き
い方を前後グリップ力として選択する。従って、車両の
登坂中に第1前後グリップ力が減少して実際の前後グリ
ップ力との偏差が増加すると、第1前後グリップ力に代
えて第2前後グリップ力が選択される。請求項2の構成
によれば、車体速度から算出した第1前後グリップ力
と、エンジントルクから駆動輪トルクを経て算出した第
2前後グリップ力とを比較し、第1前後グリップ力及び
第2前後グリップ力の何れか大きい方を前後グリップ力
として選択する。従って、車両の登坂中に第1前後グリ
ップ力が減少して実際の前後グリップ力との偏差が増加
すると、第1前後グリップ力に代えて第2前後グリップ
力が選択される。そして第1前後グリップ力及び第2前
後グリップ力から選択された大きい方のグリップ力に基
づいて駆動輪速度の目標値を補正し、この補正された目
標値が得られるように駆動輪トルクを低減する。 請求項
3の構成によれば、横加速度検出手段で検出した車両の
横加速度と前後グリップ力算出手段で推定した前後グリ
ップ力とに基づいてトータルグリップ力を算出し、この
トータルグリップ力に基づいて駆動輪速度の目標値を補
正する。 請求項4の構成によれば、目標値補正手段はト
ータルグリップ力が増加すると駆動輪速度の目標値を増
加方向に補正し、トータルグリップ力が減少すると駆動
輪速度の目標値を減少方向に補正する。
【0007】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。
【0008】図1〜図5は本発明の一実施例を示すもの
で、図1はトラクションコントロールシステムを備えた
車両の概略構成図、図2は制御系のブロック図、図3は
電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図、図4は
前後グリップ力算出手段のブロック図、図5は前後グリ
ップ力推定のフローチャートである。
【0009】図1に示すように、この車両は前輪駆動車
であって、エンジンEによって駆動される左右一対の駆
動輪WFL,WFRと、左右一対の従動輪WRL,WRRとを備
えており、各駆動輪WFL,WFRには駆動輪速度検出手段
FL,1FRが設けられるとともに、各従動輪WRL,WRR
には従動輪速度検出手段1RL,1RRが設けられる。
【0010】ステアリングホイール2には操舵角δを検
出するための操舵角検出手段3が設けられており、また
車体の適所には横加速度LGを検出するための横加速度
検出手段4が設けられる。エンジンEの吸気通路5には
パルスモータ6に接続されて開閉駆動されるスロットル
弁7が設けられており、スロットル弁7の開度θTHが
スロットル開度検出手段8により検出される。エンジン
Eには、エンジン回転数Neを検出するエンジン回転数
検出手段9が設けられ、またトランスミッションMには
シフトポジションSPを検出するシフトポジション検出
手段10が設けられる。
【0011】前記駆動輪速度検出手段1FL,1FR、従動
輪速度検出手段1RL,1RR、操舵角検出手段3、横加速
度検出手段4、パルスモータ6、スロットル開度検出手
段8、エンジン回転数検出手段9及びシフトポジション
検出手段10はマイクロコンピュータを備えた電子制御
ユニットUに接続される。
【0012】図2は、駆動輪WFL,WFRの過剰スリップ
が検出された場合に該過剰スリップを抑制すべく、各検
出手段からの信号を制御プログラムに基づいて演算処理
し、前記パルスモータ6でスロットル弁7を駆動してエ
ンジンEの出力を制御するための電子制御ユニットUを
示している。この電子制御ユニットUは、前記演算処理
を行うための中央処理装置(CPU)21と、前記制御
プログラムや各種マップ等のデータを格納したリードオ
ンリーメモリ(ROM)22と、前記各検出手段の出力
信号や演算結果を一時的に記憶するランダムアクセスメ
モリ(RAM)23と、前記各検出手段、即ち駆動輪速
度検出手段1FL,1FR、従動輪速度検出手段1RL
RR、操舵角検出手段3、横加速度検出手段4、スロッ
トル開度検出手段8、エンジン回転数検出手段9及びシ
フトポジション検出手段10が接続される入力部24
と、前記パルスモータ6が接続される出力部25とから
構成されている。而して、上記電子制御ユニットUは、
入力部14から入力される各種信号とリードオンリーメ
モリ22に格納されたデータ等を後述する制御プログラ
ムに基づいて中央処理装置21で算出処理し、最終的に
出力部25を介してパルスモータ6を駆動する。これに
より、スロットル弁7が制御されてエンジンEの出力が
変化し、駆動輪WFL,WFRの過剰スリップが抑制され
る。
【0013】次に、図3を参照しながらトラクションコ
ントロールシステムの概略を説明する。
【0014】左右の駆動輪速度検出手段1FL,1FRの出
力信号VWDL,VWDRは駆動輪速度算出手段31に
入力され、そこで両駆動輪速度検出手段1FL,1FRの出
力信号VWDL,VWDRの平均値として駆動輪速度V
WNHOSが求められる。また左右の従動輪速度検出手
段1RL,1RRの出力信号VWNL,VWNRは車体速度
算出手段32に入力され、そこで両従動輪速度検出手段
RL,1RRの出力信号VWNL,VWNRの平均値とし
て従動輪速度VVNHOSが求められ、その従動輪速度
VVNHOSが車体速度VVNとされる。更に左右の従
動輪速度検出手段1RL,1RRの出力信号VWNL,VW
NRは実ヨーレート・回転振動値算出手段33に入力さ
れ、そこで両従動輪速度検出手段1RL,1RRの出力信号
VWNL,VWNRの偏差である従動輪速度差に基づい
て、実ヨーレートYと回転振動値ΔVとが求められる。
【0015】車体速度算出手段32において求められた
車体速度VVNと、スロットル開度検出手段8、エンジ
ン回転数検出手段9及びシフトポジション検出手段10
の出力信号とは前後グリップ力算出手段34に入力さ
れ、そこで前後グリップ力FGが算出される。この前後
グリップ力算出手段34の機能は、図4のブロック図及
び図5のフローチャートに基づいて後から詳述する。
【0016】前後グリップ力算出手段34が出力する前
後グリップ力FGと、横加速度検出手段4が出力する車
両の横加速度LGとがグリップ制御手段35に入力さ
れ、そこで前後グリップ力FGと横加速度LGとのベク
トル和としてトータルグリップ力TGが求められる。
【0017】操舵角検出手段3が出力する操舵角δと車
体速度算出手段32が出力する車体速度VVNとが規範
ヨーレート算出手段36に入力され、そこで運転状態に
応じて車両が本来発生すべきヨーレートである規範ヨー
レートYREF が求められる。規範ヨーレート算出手段3
6が出力する規範ヨーレートYREF と、実ヨーレート・
回転振動算出手段33が出力する実ヨーレートYとが操
安制御手段37に入力され、そこで車両がオーバーステ
ア状態にあるかアンダーステア状態にあるかが判定され
る。
【0018】実ヨーレート・回転振動値算出手段33が
出力する回転振動値ΔVは悪路制御手段38に入力さ
れ、そこで回転振動値ΔVの大小に基づいて悪路である
か否かが判定される。
【0019】駆動輪速度算出手段31が出力する駆動輪
速度VWNHOSと車体速度算出手段32が出力する車
体速度VVNとが目標スリップ率算出手段39に入力さ
れ、そこで駆動輪速度VWNHOS及び車体速度VVN
から算出した駆動輪WFL,W FRのスリップ率が所定値を
越えた場合に駆動輪WFL,WFRのスリップ率を低減させ
る目標値である目標スリップ率が求められる。その際
に、グリップ制御手段35が出力するトータルグリップ
力TGと、操安制御手段37が出力するステアリング状
態と、悪路制御手段38が出力する路面状態とにより、
前記目標スリップ率が補正される。
【0020】即ち、トータルグリップ力TGが大きい場
合には目標スリップ率が上方に補正され、駆動輪WFL
FRのスリップ制御機能を損なうことなくスポーティな
走行が可能となる。また、駆動輪WFL,WFRがスリップ
しにくい悪路の場合にも、目標スリップ率が上方に補正
される。更に、本車両は前輪駆動車両であるので、車両
がオーバーステア状態にある場合には目標スリップ率が
上方に補正されるとともに、車両がアンダーステア状態
にある場合には目標スリップ率が下方に補正され、これ
により車両が望ましくない方向に回頭することが防止さ
れる。
【0021】而して、目標スリップ率算出手段39が出
力する目標スリップ率に基づいて、エンジン出力制御手
段40が前記パルスモータ6を駆動してスロットル弁7
の開度を調整することによりエンジンEの出力を低減さ
せる。その結果、駆動輪WFL,WFRのスリップ率が前記
目標スリップ率に収束し、駆動輪WFL,WFRの過剰スリ
ップが抑制される。
【0022】次に、図3のブロック図における前後グリ
ップ力算出手段34の機能を、図4のブロック図及び図
5のフローチャートに基づいて詳述する。
【0023】先ず、第1前後グリップ力算出手段M1に
おいて、車体速度VVNを時間微分することにより車体
前後加速度としての第1前後グリップ力FGGが求めら
れる(ステップS1)。次に、エンジントルク算出手段
M2において、エンジン回転数検出手段9が出力するエ
ンジン回転数Neとスロットル開度検出手段8が出力す
るスロットル開度θTHとに基づいて、エンジントルク
TQENGがマップ検索される(ステップS2)。次
に、駆動輪トルク算出手段M3において、シフトポジシ
ョン検出手段10が出力するシフトポジションSPに対
応するギヤ比GIAHXを前記エンジントルクTQEN
Gに乗算し、駆動輪トルクTQDW[TQDW=TQE
NG×GIAHX]を算出する(ステップS3)。ここ
で、ギヤ比GIAHXはギヤの伝達効率を含むものとす
る。
【0024】そして、第2前後グリップ力算出手段M4
において、駆動輪トルクTQDWを駆動輪半径Drと駆
動輪荷重DWEIGHTとで除算することにより第2前後グリ
ップ力FGT[FGT=TQDW/(Dr×
WEIGHT)]を算出する。
【0025】このようにして車体前後加速度としての第
1前後グリップ力FGGとエンジントルクTQENGか
ら求めた第2前後グリップ力FGTとが算出されると、
第1前後グリップ力FGG及び第2前後グリップ力FG
Tがハイセレクト手段M5においてハイセレクトされ
る。
【0026】即ち、ステップS5においてFGGとFG
Tとが比較され、FGT>FGGの場合、つまり第2前
後グリップ力FGTが第1前後グリップ力FGGよりも
大きい場合には、ステップS6で大きい方の第2前後グ
リップ力FGTが最終的な前後グリップ力FGとして選
択される。またステップS5においてFGT≦FGGの
場合、つまり第2前後グリップ力FGTが第1前後グリ
ップ力FGG以下である場合には、ステップS7で大き
い方の第1前後グリップ力FGGが最終的な前後グリッ
プ力FGとして選択される。このようにして、ステップ
S5〜ステップS7では、車体前後加速度としての第1
前後グリップ力FGG及びエンジントルクTQDWから
求めた第2前後グリップ力FGTの一方がハイセレクト
されて最終的な前後グリップ力FGとされる。
【0027】車両が平坦な路面を走行する場合、車体前
後加速度としての第1前後グリップ力FGGは前後グリ
ップ力として充分な精度を有するが、車両が登坂状態に
ある場合、車両の加速度が出にくいために車体前後加速
度としての第1前後グリップ力FGGは実際の前後グリ
ップ力に対して小さな値を示すことになる。しかしなが
ら、車両が登坂状態にある場合、即ち図5のフローチャ
ートのステップSの5答がYESでエンジントルクTQ
ENGから求めた第2前後グリップ力FGTが車体前後
加速度としての第1前後グリップ力FGGよりも大きい
場合、第1前後グリップ力FGGに代えて第2前後グリ
ップ力FGTを選択することにより、登坂による誤差の
発生を防止して正確な前後グリップ力FGを得ることが
でき、これにより精密なトラクションコントロールが可
能となる。
【0028】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。
【0029】例えば、エンジントルクTQENGをエン
ジン回転数Neとスロットル開度θTHとから求める代
わりに、エンジン回転数と吸気管内絶対圧とから求めて
も良い。また、本発明はトラクションコントロールシス
テムのグリップ制御だけでなく、加速制御のエンジント
ルク下限リミッターに対しても適用することができる。
【0030】
【発明の効果】以上のように請求項1に記載された発明
によれば、車体速度から算出した第1前後グリップ力
と、エンジントルクから駆動輪トルクを経て算出した第
2前後グリップ力とを比較し、第1前後グリップ力及び
第2前後グリップ力の何れか大きい方を前後グリップ力
として選択しているので、車両の登坂中に第1前後グリ
ップ力が減少して実際の前後グリップ力との偏差が増加
すると、第1前後グリップ力に代えて第2前後グリップ
力が選択される。これにより、車両の登坂中においても
前後グリップ力を的確に推定することができる。また請
求項2に記載された発明によれば、車体速度から算出し
た第1前後グリップ力と、エンジントルクから駆動輪ト
ルクを経て算出した第2前後グリップ力とを比較し、第
1前後グリップ力及び第2前後グリップ力の何れか大き
い方を前後グリップ力として選択しているので、車両の
登坂中に第1前後グリップ力が減少して実際の前後グリ
ップ力との偏差が増加すると、第1前後グリップ力に代
えて第2前後グリップ力が選択される。これにより、車
両の登坂中においても前後グリップ力を的確に推定する
ことができる。そして第1前後グリップ力及び第2前後
グリップ力から選択された大きい方のグリップ力に基づ
いて駆動輪速度の目標値を補正し、この補正された目標
値が得られるように駆動輪トルクを低減するので、登坂
による誤差の発生を防止して駆動輪トルクの精密な制御
を行うことが可能となる。 また請求項3に記載された発
明によれば、車両の横加速度と前後グリップ力とに基づ
いて算出したトータルグリップ力により駆動輪速度の目
標値を補正するので、目標値の補正を一層的確に行うこ
とができる。 また請求項4に記載された発明によれば、
トータルグリップ力が増加すると駆動輪速度の目標値が
増加方向に補正されるので、駆動輪のスリップ制御機能
を損なうことなくスポーティな走行を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】トラクションコントロールシステムを備えた車
両の概略構成図
【図2】制御系のブロック図
【図3】電子制御ユニットの回路構成を示すブロック図
【図4】前後グリップ力算出手段のブロック図
【図5】前後グリップ力推定のフローチャート
【符号の説明】
M1 第1前後グリップ力算出手段 M2 エンジントルク算出手段 M3 駆動輪トルク算出手段 M4 第2前後グリップ力算出手段 M5 ハイセレクト手段 FG 前後グリップ力 FGG 第1前後グリップ力 FGT 第2前後グリップ力LG 横加速度 TQENG エンジントルク TQDW 駆動輪トルク VVN 車体速度VWNHOS 駆動輪速度 FL ,W FR 駆動輪 横加速度検出手段 34 前後グリップ力算出手段 35 グリップ制御手段(目標値補正手段) 39 目標スリップ率算出手段(目標値算出手
段) 40 エンジン出力制御手段(駆動輪トルク低減
手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−183943(JP,A) 特開 平6−221198(JP,A) 特許2704804(JP,B2) 特許2581990(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60K 41/00 - 41/28 B60T 7/12 - 7/22 B60T 8/32 - 8/96 F02D 29/00 - 29/06 F02D 41/00 - 41/40 F02D 43/00 - 45/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車体速度(VVN)から算出した車体加
    速度に基づいて第1前後グリップ力(FGG)を算出す
    る第1前後グリップ力算出手段(M1)と、エンジント
    ルク(TQENG)を算出するエンジントルク算出手段
    (M2)と、エンジントルク(TQENG)から駆動輪
    トルク(TQDW)を算出する駆動輪トルク算出手段
    (M3)と、駆動輪トルク(TQDW)から第2前後グ
    リップ力(FGT)を算出する第2前後グリップ力算出
    手段(M4)と、第1前後グリップ力(FGG)及び第
    2前後グリップ力(FGT)を比較して選択した大きい
    方の値を前後グリップ力(FG)として推定するハイセ
    レクト手段(M5)とを備えたことを特徴とする、車両
    の前後グリップ力推定装置。
  2. 【請求項2】 車体速度(VVN)に基づいて駆動輪速
    度(VWNHOS)の目標値を算出する目標値算出手段
    (39)と、 車両の前後グリップ力(FG)を算出する前後グリップ
    力算出手段(34)と、 前後グリップ力算出手段(34)により算出された前後
    グリップ力(FG)に基づいて駆動輪速度(VWNHO
    S)の目標値を補正する目標値補正量算出手段(35)
    と、 目標値補正手段(35)により補正された駆動輪速度
    (VWNHOS)の目標値が得られるように駆動輪トル
    ク(TQDW)を低減して該駆動輪(W FL ,W FR )の過
    剰スリップを抑制する駆動輪トルク低減手段(40)
    と、 を備えた車両の駆動輪トルク制御装置であって、 前記前後グリップ力算出手段(34)は、 車体速度(VVN)から算出した車体加速度に基づいて
    第1前後グリップ力(FGG)を算出する第1前後グリ
    ップ力算出手段(M1)と、エンジントルク(TQEN
    G)を算出するエンジントルク算出手段(M2)と、エ
    ンジントルク(TQENG)から駆動輪トルク(TQD
    W)を算出する駆動輪トルク算出手段(M3)と、駆動
    輪トルク(TQDW)から第2前後グリップ力(FG
    T)を算出する第2前後グリップ力算出手段(M4)
    と、第1前後グリップ力(FGG)及び第2前後グリッ
    プ力(FGT)を比較して選択した大きい方の値を前後
    グリッ プ力(FG)として推定するハイセレクト手段
    (M5)とを備えたことを特徴とする、車両の駆動輪ト
    ルク制御装置。
  3. 【請求項3】 車両の横加速度(LG)を検出する横
    加速度検出手段(4)を備えてなり、前記目標値補正手
    段(35)は、前記横加速度検出手段(4)で検出した
    横加速度(LG)と前記前後グリップ力算出手段(3
    4)で推定した前後グリップ力(FG)とに基づいてト
    ータルグリップ力(TG)を算出するとともに、該トー
    タルグリップ力(TG)に基づいて駆動輪速度(VWN
    HOS)の目標値を補正することを特徴とする、請求項
    2記載の車両の駆動輪トルク制御装置。
  4. 【請求項4】 前記目標値補正手段(35)は前記ト
    ータルグリップ力(TG)の増加に伴って駆動輪速度
    (VWNHOS)の目標値を増加方向に補正することを
    特徴とする、請求項3記載の車両の駆動輪トルク制御装
    置。
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