JPH068616B2 - 車両の加速スリツプ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は車両の加速スリップ制御装置に関するものであ
る。更に詳しくは、本発明は、駆動輪の回転状態を検出
し、これに応じて副スロットルバルブを制御して、エン
ジン出力を抑えて最適な加速スリップ制御を行う車両の
加速スリップ制御装置に係わるものである。

［従来の技術］ 氷上、雪路等の低摩擦係数路面での発進及び走行は、駆
動輪のスリップ等により尻振りや車両スピン等に陥る場
合があり、非常に危険である。そこで従来はタイヤと路
面間の摩擦係数を上げる為に、スパイクタイヤやチェー
ン等を装着している。

また、駆動輪のスリップを抑えるトラクションコントロ
ールシステムも考えられており、上記路面摩擦係数が最
も大きくなるようスリップ比［（車両速度−駆動輪速
度）／駆動輪速度］を−０．１〜−０．２付近に制御す
るようエンジン出力等を抑制制御しようとするものであ
る。このエンジン出力制御としては次のものがある。即
ち、 点火進角制御 燃料カット 気筒毎燃料カット リンクレススロットルバルブ方式、即ち、スリップが
発生した場合スロットルバルブを制御する。

これらによってエンジン出力が抑えられる結果、加速ス
リップが抑制され、安全な走行が確保される。

［本発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来技術は次のような問題点を有し
ている。即ち、 についてはトルク制御範囲が狭い為、低摩擦係数路面
では効果が無い。

については、燃料カツト復帰時にショックが発生す
る。

については、燃料復帰時のショックは小さいが、気筒
減時の振動が問題となる。

についてはリンクレス機構の為、信頼性に問題があつ
た。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、主スロットルバルブの他に副スロットルバル
ブを設け、これを用いて上記問題点を解消するものであ
る。即ち、本発明は第１図の基本的構造図に示すよう
に、 駆動輪速度を含めた駆動輪Ｍ１の回転状態を検出する駆
動輪回転状態検出手段Ｍ２と、 該検出された駆動輪Ｍ１の回転状態に応じて、駆動輪Ｍ
１と路面との磨擦力が大きくなるよう駆動輪Ｍ１へ伝達
されるエンジンＭ３のトルクを抑制する制御手段Ｍ４と
を備える車両の加速スリップ制御装置において、 上記制御手段Ｍ４が、 アクセルペダルＭ５と連動する、エンジンＭ３の吸気系
Ｍ６に設けた主スロットルバルブＭ７の上流又は下流に
設けた副スロットルバルブＭ８と、 該副スロットルバルブＭ８の開及び閉制御を行なう開閉
制御部Ｍ９とを備えるとともに、特に、上記開閉制御の
内、開制御に当たつては、上記駆動輪速度と車体速度と
の差が大きい場合ほど、上記副スロットルバルブＭ８を
ゆっくりと開き、その差が小さくなるほど、上記副スロ
ットルバルブＭ８をすばやく開くよう構成されたことを
特徴とする車両の加速スリップ制御装置を要旨とするも
のである。

［作用］ 上記回転状態検出手段が、駆動輪の回転状態、つまり駆
動輪がスリップして空転状態になる直前の状態であるか
否かを検出する。この検出は駆動輪速度あるいは駆動輪
加速度を用いることが一般的である。上記開閉制御部が
上記状態検出後に副スロットルバルブを閉制御してエン
ジン出力を抑制制御し、それ以外は副スロットルバルブ
を保持するか、又は開制御して駆動輪速度の下降を抑え
る。特に、開制御に当たつては、駆動輪速度と車体速度
との差が大きい場合ほど、副スロットルバルブをゆっく
りと開き、駆動輪速度を速やかに車体速度に近づけるよ
う制御する。そして、駆動輪速度と車体速度との差が小
さくなつてきたら、副スロットルバルブをすばやく開
き、駆動輪速度と車体速度との差を緩やかに無くすよう
制御する。更に副スロットルバルブを用いることによっ
て、エンジン出力の制御範囲も広くなり、故障時にあつ
ても、主スロットルバルブが作動しているので、安全で
ある。

［実施例］ 以下に本発明を実施例を挙げて図面と共に説明する。

第２図は、一実施例の概略構成図であり、ガソリンエン
ジンを備えたフロントエンジン・リヤドライブ（ＦＲ方
式）の自動車に本発明を適用したものである。図におい
て、１はエンジンで４気筒の燃料噴射式エンジン、２は
吸気管、３はエアフロメータ、４は吸入空気中に燃料を
噴射する各気筒毎に設けられた燃料噴射弁、５は点火プ
ラグ（第２図では燃料噴射弁４、点火プラグ５は１気筒
分のみ図示している。）６は点火プラグに高電圧を供給
するデイストリビユータ、７は歯車と電磁ピックアップ
からなるエンジン回転数センサ、８はリンク機構を介し
てアクセルペダル９の踏込に応じて駆動されて吸気量を
調節する主スロットルバルブ、１０はこの主スロットル
バルブ８の上流に設けられた吸気量を調節する副スロッ
トルバルブ、１１はこの副スロットルバルブを駆動する
ＤＣモータ、１２は主スロットルバルブ８のスロットル
バルブ開度を検出する主スロットルセンサ、１３は副ス
ロットルバルブ１０のスロットル開度を検出する副スロ
ットルセンサを表わす。このスロットルセンサ１２，１
３はそれぞれ上記スロットルバルブ８，１０が全閉位置
にあるとオンするものである。

一方、２０，２１は各々自動車の後輪である左・右駆動
輪であり、エンジン１の動力がトランスミッション２
２、プロペラシャフト２３等を介して伝達される。２
４，２５は各々左駆動輪２０及び右駆動輪２１の回転速
度を検出する左駆動輪速度センサ、右駆動輪速度センサ
を表わす。２６，２７は自動車の走行に伴い、回転され
る左・右の遊動輪、２８，２９は各々左・右遊動輪速度
センサを表わす。

尚、これらのセンサ２４，２５，２８，２９は歯車と電
磁ピックアップから構成される。

また３０は電子制御回路を示し、電子制御回路３０をマ
イクロコンピユータを用いて構成したものとし、説明を
進めると、電子制御回路３０の構成は、第３図に示す如
く表わすことができる。図において３１は上記各センサ
にて検出されたデータを制御プログラムに従つて入力及
び演算し、ＤＣモータ１１を駆動制御するための処理を
行なうセントラルプロセシングユニット（ＣＰＵ）、３
２は上記制御プログラムやマップ等のデータが格納され
たリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、３３は上記各センサ
からのデータが演算制御に必要なデータが一時的に読み
書きされるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、３４は
波形整形回路や各センサの出力信号をＣＰＵ３１に選択
的に出力するマルチプレクサ等を備えた入力部、３５は
ＤＣモータ１１をＣＰＵ３１からの制御信号に従って駆
動する駆動回路を備えた出力部、３６はＣＰＵ３１，Ｒ
ＯＭ３２等の各素子及び入力部３４、出力部３５を結
び、各種データの通路とされるバスライン、３７は上記
各部に電源を供給する電源回路を夫々表わしている。

次にこの電子制御回路３０の動作を簡単に説明する。上
記左駆動輪速度センサ２４、右駆動輪速度センサ２５及
び左遊動輪速度センサ２８、右遊動輪速度センサ２９等
の各種検出信号を受け、車両加速時に加速スリップが生
じることなく最大の加速性が得られるよう、副スロット
ルバルブ１０の開度を調整するＤＣモータ１１に駆動信
号を出力してエンジン出力を抑制制御する、スリップ制
御が実行される。

又、周知のようにＣＰＵ３１はエアフロメータ３により
検出された吸入空気量及び図示せぬ回転角センサにより
検出されたエンジン回転数のデータを入力部３４を介し
て入力し、これらのデータから基本燃料噴射量を算出す
る。そして、この基本燃料噴射量を図示せぬ酸素センサ
により検出された排気中の残存酸素濃度によって補正
し、実燃料噴射量が算出される。そして、この実燃料噴
射量に基づいて燃料噴射弁４を制御し、エンジンの運転
状態に合った燃料噴射つまり燃料供給が行われる。

同様に、エンジン回転数、吸入空気量等に基づいて、例
えばＲＯＭ３２内のデータマップを使用して最適点火時
期が算出され、これに基づいて点火時期信号が図示せぬ
イグナイタに送られ、エンジン回転数等のエンジンの運
転状態に応じた点火時期制御が行われる。

次に上記の如く構成された電子制御回路３０にて実行さ
れる加速スリップ制御について、第４図に示すメインル
ーチンのフローチャートに沿って、説明する。まず処理
の概略を説明すると、次のように大きく分けて３つの処
理がある。即ち、図中矢印で示す如く 副スロットルバルブ１０の開度を保持する処理、即
ち、駆動輪加速度が正の所定値より小さい正の時行なわ
れる処理である。

副スロットルバルブ１０の閉制御処理、即ち、駆動輪
加速度が正の所定値より大きい時行われる処理であり、
これによってエンジン出力が抑えられる。

副スロットルバルブ１０の開制御処理、即ち、駆動輪
加速度が負の時行われる処理でエンジン出力を上昇させ
て駆動輪速度の下降を緩かにする処理である。

これらの処理は、駆動輪加速度の判定によって行われる
が、駆動輪加速度は正・負を繰り返すので、→→
→という処理が１サイクルとなり実行される。次にこ
れらの処理について第４、５図に基づいて詳しく説明す
る。

（ａ）の処理 まずステップ１０１では副スロットルバルブ１０を全開
にするようＤＣモータ１１を駆動する。これは制御終了
後、副スロットルバルブ１０は常に全開状態となつてい
るが、メインルーチンの開始時に確実に全開にするため
の処理である。次いでステップ１０２では、主スロット
ルセンサ１３がオンしているか否か、即ち、アイドリン
グであるか加速中であるかを判定する。「ＹＥＳ」即
ち、アイドリングと判定されたならば、ステツプ１０１
に戻る。ここでは加速中の処理なので、「ＮＯ」と判定
され、ステップ１０３に進み、ここで、左・右遊動輪速
度の平均値ＶωＦ，遊動輪加速度ωＦ，左駆動輪速度
ＶωＲＬ，右駆動輪速度ＶωＲＲ，左駆動輪加速度ω
ＲＬ，右駆動輪加速度ωＲＲ，主スロットル開度θ
Ｈ，副スロットル開度θＳとを各々演算する。

次いでステップ１０４では遊動輪速度ＶωＦ（車両速度
と考える）が設定した制御終了車速ＶＭＡＸ、例えば１
００Km／Ｈより小さいか否かを判定する。「ＮＯ」と判
定されたならばステップ１０１に戻る。ここでは「ＹＥ
Ｓ」即ち、１００Km／Ｈより小さいので、ステップ１０
５に進む。このステップでは、右駆動輪加速度ωＲＲ
が左駆動輪加速度ωＲＬより大きいか否かを判定す
る。即ち、左・右の駆動輪加速度のうち、どちらがスリ
ップが大きいかを判定する。「ＹＥＳ」と判定されたな
らば、ステップ１０６で右駆動輪加速度ωＲＲを駆動
輪加速度ωＲとして設定する。「ＮＯ」と判定された
ならば、ステップ１０７で同様に左駆動輪加速度ωＲ
ＬをωＲとして設定する。このようにスリップの大き
い駆動輪を選択し、これによってスリップ制御を行う。

次いでステップ１０８では、駆動輪加速度ωＲが所定
値Ａより大きいか否かを判定する。つまり、スリップ
直前状態か否かを判定する。ここでは「ＯＮ」と判定さ
れてステップ１０９にジャンプする。即ち、スリップが
発生しておらず、副スロットルバルブ１０を保持する処
理を行う。ステップ１０９では駆動輪加速度ωＲが負
か否かを判定する。ここでは、加速中であるので、「Ｎ
Ｏ」と判定され、ステップ１１０にジャンプし、副スロ
ットル開度θＳを保持しステップ１０２に戻り、同様な
処理を行う。

（ｂ）の処理 このようなのループ処理においては第５図（イ）のよ
うに駆動輪加速度は上昇する。従って、駆動輪加速度
ωＲがＡを越えるのでこのループ処理のステップ１０
８では「ＹＥＳ」と判定されステップ１１１にジャンプ
する。ここでは第２スロットル開度はθＣＬＯＳＥまで
減少される。この実施例ではθＣＬＯＳＥはゼロ、つま
り全閉状態とされる。従って第５図（ハ）に示すよう
に、副スロットルバルブ１０は全開から全閉へとＤＣモ
ータ１１によって駆動され、全閉状態が保持されつづけ
る。

（ｃ）の処理 のループ処理が行われると、駆動輪加速度ωＲは減
少しステップ１０８で「ＮＯ」と判定され、ステップ１
０９にジャンプし、ここでは駆動輪加速度は正であるの
でステップ１１０にジャンプし前述したように副スロッ
トルバルブ１０は全閉状態に保持される。

（ｄ）の処理 の処理によつて、駆動輪加速度は減少し、ステップ１
０９では、「ＹＥＳ」と判定されステップ１１２にジャ
ンプし、駆動輪速度ＶωＲと遊動輪速度ＶωＦとの差を
ΔＶωとして設定する。次いででステップ１１３では、
主スロットル開度θＨまでスロットルバルブを開ける。
ここでは、スロットルバルブの開速度ＶＭは第６図に示
すように次式にて設定される。

ＶＭ＝−ＫΔＶω＋Ｂ このようにしたのは、駆動輪加速度が減少し、ＶωＲ＝
ＶωＦとなった時にショックを減少させるためである。
このショックはタイヤが路面をグリップした時に路面摩
擦係数が大きくなり、駆動力が大きくなるから発生す
る。又、ΔＶωによってＶＭを変化させるのは、小さい
スリップと過大なスリップとでは、駆動輪速度の減少の
程度が異なるため、これに合せて、第５図（ハ）に示す
ように直線の傾きをΔＶωによって変更するようにして
いる。

そして、ステップ１１４ではスロットルバルブ１０の開
度θＳがθＨに保たれている経過時間ＴＳが所定値ＴＯ
Ｐより大きいか否かを判定する。「ＮＯ」と判定される
のでステップ１０２に戻りループ処理が行われる。

このように副スロットルバルブ１０が徐々に開けられ
て、エンジン出力が上昇すると駆動輪加速度は上昇し
て、ステップ１０９で「ＮＯ」と判定されて最初のの
処理が再び始まる。このように（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ）の処理が繰り返し行われて、駆動輪加速
度は徐々に収束してゆくので、駆動輪速度も収束してゆ
く。

従って駆動輪加速度は所定レベルＡを越えないように
なり、駆動輪加速度が抑えられたと判断して、との
処理が繰り返される。従って、ステップ１１４では「Ｙ
ＥＳ」と判定され処理は１０１に戻り副スロットルバル
ブ１０が全開とされ、以下、１０２→１０３→１０４→
１０５→１０６→１０７→１０８→１０９→１１０のル
ープ処理が行われ、副スロットルバルブ１０は全開状態
に保持される。

又、本実施例において、左右駆動輪速度センサ２４，２
５が駆動輪回転状態検出手段に相当し、電子制御回路３
０が制御手段に相当し、副スロットルバルブ１０が副ス
ロットルバルブであり、ＤＣモータ１１と第４図の制御
プログラムの一連の処理が開閉制御部に相当する。

以上説明したように、本実施例によれば、エンジン出力
制御に副スロットルバルブ１０を用いることによりエン
ジンの吸入空気量を制御できるため空燃比が最適値に保
たれたまま、エンジン出力制御範囲が広くなる。又、副
スロットルバルブ１０が故障しても、主スロットルバル
ブ８にて正常な運転が可能である。

そして、駆動輪をスリップ検出に駆動輪加速度を用いて
いるので、検出を迅速化し得る。又、副スロットルバル
ブ１０の開制御を駆動輪加速度負のところから行つてい
るるので、トルクの立ち上り、駆動系の遅れを考慮した
制御が可能となり正確な制御ができる。更に、スリップ
の程度を示すΔＶωによつて、ΔＶωが大きいと開速度
を遅くし、小さいと開速度を速くしている。したがっ
て、第５図（イ）におけるＶωＲの１つ目のピークから
の下降線に見られるように、大きなスリップが発生して
いた場合には、副スロットルバルブ１０をゆっくりと開
き、駆動輪速度ＶωＲを速やかに、かつ十分に落とす。
そして、この制御を徐々に速め、第５図（イ）における
ＶωＲの５つ目のピークからの下降線に見られるよう
に、駆動輪速度ＶωＲが遊動輪速度ＶωＦに近づいてグ
リップを回復する直前には、副スロットルバルブ１０を
すばやく開き、駆動輪速度ＶωＲの下降が緩やかになる
ようにして、タイヤが路面をグリップしたときのショッ
クを低減する。この結果、迅速でスムースなスリップ制
御が実現できる。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は、このような実施例に限定されるものではなく、特
許請求の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含さ
れるものであり、例えば、本発明は、フロントエンジン
フロントドライブ（ＦＦ方式）にも適用できる。

［発明の効果］ 本発明は次のような優れた効果を有する。即ち、 主スロットルバルブの上流又は下流に副スロットルバ
ルブを設けているので、空燃比は最適値に保ったまま
で、エンジン出力制御範囲が広くなる。

副スロットルバルブが故障しても、主スロットルバル
ブにて正常な運転が可能であるので、車両の安全な走行
が可能となる。

駆動輪速度と車体速度との差が大きいときには、副ス
ロットルバルブをゆっくりと開くので、駆動輪速度が速
やかに落とされて、車体速度に近づく。そして、駆動輪
速度と車体速度との差が小さくなると、駆動輪速度は緩
やかに落とされる。

この結果、大きなスリップを速やかに収束させると共
に、駆動輪速度が車体速度に近づくと、駆動輪速度の下
降が緩やかになり、タイヤが路面をグリップする時のシ
ョックが低減される。したがって、安全性と快適性とを
両立できるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は基本的構成図、第２図は本発明の一実施例の概
略構成図、第３図は電子制御回路のブロツク図、第４図
は電子制御回路の制御プログラム内容を示すフローチャ
ート、第５図は駆動輪速度と駆動輪加速度とスロットル
開度とのタイミングチャート、第６図は開き速度ＶＭと
駆動輪速度と遊動輪速度との差ΔＶωとの関係を示すグ
ラフをそれぞれ表わす。 ８…主スロットルバルブ ９…アクセルペダル １０…副スロットルバルブ １１…ＤＣモータ １２…主スロットルセンサ １３…副スロットルセンサ ２４…左駆動輪速度センサ ２５…右駆動輪速度センサ ３０…電子制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動輪速度を含めた駆動輪の回転状態を検
   出する駆動輪回転状態検出手段と、 該検出された駆動輪の回転状態に応じて、駆動輪と路面
   との摩擦力が大きくなるよう駆動輪へ伝達されるエンジ
   ントルクを抑制する制御手段とを備える車両の加速スリ
   ップ制御装置において、 上記制御手段が、 アクセルペダルと連動する、エンジンの吸気系に設けた
   主スロットルバルブの上流又は下流に設けた副スロット
   ルバルブと、 該副スロットルバルブの開及び閉制御を行なう開閉制御
   部とを備えるとともに、特に、上記開閉制御の内、開制
   御に当たっては、上記駆動輪速度と車体速度との差が大
   きい場合ほど、上記副スロットルバルブをゆつくりと開
   き、その差が小さくなるほど、上記副スロットルバルブ
   をすばやく開くよう構成されたことを特徴とする車両の
   加速スリップ制御装置。