JPS6331871A - 自動車のスリツプ制御装置 - Google Patents

自動車のスリツプ制御装置

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Publication number
JPS6331871A
JPS6331871A JP61175662A JP17566286A JPS6331871A JP S6331871 A JPS6331871 A JP S6331871A JP 61175662 A JP61175662 A JP 61175662A JP 17566286 A JP17566286 A JP 17566286A JP S6331871 A JPS6331871 A JP S6331871A
Authority
JP
Japan
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slip
control
brake
torque
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61175662A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Harada
靖裕 原田
Kazutoshi Nobumoto
信本 和俊
Shigemochi Nishimura
西村 栄持
Toru Onaka
徹 尾中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP61175662A priority Critical patent/JPS6331871A/ja
Publication of JPS6331871A publication Critical patent/JPS6331871A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、駆動輪への付与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
するのは、自動車の推進力を効果的に得る一ヒで、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、
スリップの原因となる駆動輪への付与トルクを減少させ
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号公報に示すものがある。この公報
に開示されている技術は、駆動輪への付与トルクを低下
させるのに、ブレ−キによる駆動輪への制動力付与と、
エンジンそのもの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、駆動輪のスリップが
小さいときは駆動輪の制動のみを行う一方、駆動輪のス
リップが大きくなったときは、この駆動輪の制動に加え
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。換言すれば、ブレーキによる駆動輪への制動を主と
して利用し、補助的にエンジンの発生トルクを低下させ
るものとなっている。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、駆動輪のスリップ制御をどのような時点で開
始させるかが1つの問題となる。とりわけ、スリップ制
御中に駆動輪のスリップの大きさをある目標値に設定す
る場合、この目標値の設定の仕方によって、走行状態例
えば加速性あるいは安定性に大きな影響を及ぼすことに
なる。そして、この目標値が同じであったとしても、路
面とタイヤとの相対的摩擦関係によって、上記走行状態
に変化するものとなる。
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、
駆動輪のスリップ制御を13H!fjさせるときの駆動
輪のスリップの大きさを最適選定することにより、その
後のスリップ制御を最適になし得るようにした自動車の
スリップ制御装置を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段、作用)前述の目的を達
成するため、本発明においては、駆動輪のスリップ制御
を開始させるときの当該駆動輪のスリップの大きざを、
最大グリップ力が得られるときの大きさ以上としである
このように、本発明においては、スリップ制御が開始さ
れるときのスリップの大きさを、最大グリップ力が得ら
れるときの大きさ以上として設定するようにしであるの
で、スリップ制御中における駆動輪のスリップの大きさ
の目標値を、この最大グリップカ大きさを勘案した最適
設定し得ることになる。例えば、加速性を重視すれば、
スリップ制御の目標値を最大グリップ力が得られる付近
に設定し、また安定性を重視すれば(タイヤの横力を大
きくさせる)、目標値をこの最大グリップ力が得られる
ときよりも小さな値とすればよいことになる。
なお、最大グリツプ力を発生するときのスリップの大き
さは、タイヤの路面に対する相対的な滑り易さに応じて
変化するものであるが、この滑り易さの状況は、当初は
、推定によっであるいはマニュアル式のインプットによ
って知ることができるので、この推定あるいはマニュア
ルインプットされたときの滑り状況に応じて、スリップ
制御開始時の駆動輪のスリップの大きさを設定すればよ
い。そして、この推定あるいはマニュアルインプットさ
れた仮の路面の滑り易さは、スリップ制御開始後におい
て、例えば従動輪(車体)が最大加速度をなすときのス
リップの大きさを計測することによって、実際の路面の
滑り易さに応じたものとして正確に補正されることにな
る。
本発明は、具体的には、第18図に示すように構成され
る。すなわち、 駆動輪への付与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、 駆動輪への付与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出力を受け、駆動輪のスリ
ップが所定の目標値となるように前記トルク調整手段を
制御するスリップ制御手段と、駆動輪のスリップの大き
さが最大グリツプ力を得られるときの大きさ以上となっ
たときに、前記スリップ制御手段によるスリップ制御を
開始させるスリップ制御開始手段と、 を備えた構成としである。
(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l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、パワーソースとして
のエンジン6が塔戎され、このエンジン6で発生したト
ルクが、クラッチ7、変速a8、デファレンシャルギア
9を経た後、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。
パワーソースとしてのエンジン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2工、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2
6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、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、制動力が発生される。
ブレーキ液圧発生源としてのマスクシリンダ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28b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が右後輪用ブレーキ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
動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、マスクシリンダ27に
発生するブレーキ液圧は、運転者り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4工と、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
42によって、シリンダ41内が、容Jar可変室43
と制御室44とに画成されている。この容積可変室43
は、マスクシリンダ27からブレーキ21(22)に対
するブレーキ液圧の通過系路となっている。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(2
2)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4
2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(22)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、リザーバ47より伸びる供給管48が途中
で2木に分岐されて、一方の分岐管48Rがバルブ30
の制御室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 (SVI)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、ブレーキペダル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、マスクシリンダ27とブレーキ21(22)
は連通状態となるため、ブレーキペダル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SVI〜SV4は、後述するブレーキ用コント
ロールユニブ)UBによって開閉制御がなされる。ブレ
ーキ21.22へのブレーキ液圧の状態と各バルブ5V
I−3V4との作動関係をまとめて、次表に示しである
ゝ\ コントロールユニットの構成概要 i1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a−ルユニー、トUEt*、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SVI〜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
ロールユニブ)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ブ)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ブ)
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?、3の回
転数を検出するものである。センサ66は従動輪として
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。センナ68はハンドル7
0の操作量すなわち舵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61.63.67.68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、コントロールユニブ)USは、基本的にCPU、
ROM、RAM、CLOCKt−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1洋細な説明は省略する。なお、以下の説明における
マツプ等は、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 二駆動輪(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、運転者り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12図に示しである。また、コン
トロールユニット0丁は、スリップ制御の際には、第1
2図に示す特性にしたがうことなく、コントロールユニ
ブ)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。
コントロールユニット0丁を用いたスロットルバルブ1
3のフィードバック制御は、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、PI−FD副制御よっ
て行うようにしである。すなわち、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ベリ率に一致する
ように、スロットルバルブ13の開度をPI−FD副制
御る。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(2)によって演算される。
Tn=  Tn−1 −5ET −5ET −F P  (WDn −WDn−1)−F D  C
WDn −2X WDn−1+ Wlln−2)・φ・
 (2) WL :従動輪(4)の回転数 WD:駆動輪(2,3)の回転数 KP:比例定数 KI :積分定数 FP:比例定数 FD :微分定数 S ET +目標すベリ率(スロットル制御用)上記式
(2)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WE
Tが次の(3)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U↑を用いたPI−FD
副制御、ブロック線図として第3図に示してあり、この
第3図に示 す「S′」は「演算子」である。また、各
サフィクス「n」、rn−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UB
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SET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(
4)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ベリ率SETよりも大き
く設定しである。換言すれば、本実施例のスリップ制御
は、所定S ET (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5BT(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(4)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−FD副制御よって
行うようにしである。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) 
B nは、次式(5)によって演算される。
Bn=Bn−1 −F P  (WDn −WDn−1)−FD  (W
Dn −2XWDn−1+WDn−2)・・・ (5) KI :積分定数 KD :比例係数 FD=微分係数 五記BnがO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5VI−
3V4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S■1〜S
V4の開閉時間の割合(デユーティ比)を調整(デユー
ティ制御)することによりなされるが、上記(5)式に
より求められたBnの絶対値に比例したデユーティ制御
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
するデユーティ比が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によるニーFD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。
スリップ制御の全体R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5図を参照しつつ説明する。なお、こ
の第5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ニスリップ制御領域 E/G :エンジンによるスリップ制御B/Rニブレー
キによるスリップ制御 F/B :フィードバンク制御 0/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ニスリップ制御開始時のすベリ率(’5S) S=0.17:ブレーキによる目標すべり率(S ET
) S=0.09ニ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 (S 5C) S=0 、06 :エンジンによる目標すべり率(S 
ET) S=0 、01〜0 、02 :li衝制御を行う範囲
のすべり率 s=o、oi以下二バックアップ制御を行なう範囲のす
べり率 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である。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である。一方、
ブレーキによる目標すべり率SET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
のすベリ率SSは、路面状況等によって変化されるもの
であり、第5図ではその一例としてrO,17J、ro
 、06Jあるいはro 、 2Jを示しである。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
時点のすべり率を用いである(第13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
大きくしであるのは、この最大グリップ力が得られると
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ベリ率に応じて、エン
ジンおよびブレーキによる目標すべり率SET、  S
STが補正される。
なお、第13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く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
しである。また、第13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である。
以上のことを前提として、時間の経過と共に第5図につ
いて説明する。
■t □ −t 1 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12
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
の目標すベリ率(S=0.06)よりもブレーキの目標
ナベリ率(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。
■t2〜14 (リカバリ制御) スリップが収束(S<0.2)してから所定時間(例え
ば170m5ec)の間、スロットルバルブ13は所定
開度に保持される(オーブンルーズ制御)。このとき、
S=0/2(t2)時点での最大加速度G MAXが求
められて、このG MAXより路面の最大色(駆動輪の
最大グリップ力)が推定される。そして、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が
上述のように所定時間保持される。この制御は、スリッ
プの収束が急速に起こるためフィードバック制御では応
答が間に合わず、スリップ収束直後に車体加速度Gが落
ち込むことを防止するためになされる。このため、スリ
ップの収束が予測されると(S=0.2より低下)、上
述のようにあらかじめ所定トルクを確保して、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・\の付
与トルクを実現するための最適スロットル開度Tvo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(ば第15図に示すようなマ
ツプに基づいて決定するようにしである。このマツプは
実験的手法によって作成してあり、G WAXが0.1
5以下と0.4以上のときは、G MAXの計測誤差を
勘案して所定の一定値となるようにしである。なお、こ
の第12図に示すマツプは、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
ー/トル開度TVoを補正するようにしである。
■t4〜t7 (バックアップ制御、緩衝制御)すべり
率Sが異常に低下したときに対処するために、バックア
ップ制御がなされる(オーブンループ制御)、すなわち
、s<o 、 o iとなったときは、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、すベリ率が0.01と0.02との間に
あるときは1.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〜L5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14m5ec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である。
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、バックアップ制御簡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So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Toとす
るようにしである。
■L7〜七8 t7までの制御を行うことによって、エンジンのみによ
るスリップ制御へと滑らかに移行する。
■七8以降 運転者りによりアクセル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
の開度を運転者りの意志に委ねても、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
なうようにしである。
スリップ制御の詳細(フローチャート)次に、第6図〜
第11図の7コーチヤートを参照しつつ、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6図(メイン) Pl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。
後述する左右荊輪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、Pl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PIO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、Pllでのブレーキ制御およびPl2で
のエンジン制御がなされる。なお、P9、Plo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G WAXに基づいて、後述するP76と同様の観点
から行なわれる。
前記P5においてYESと判別されたときは、前述した
pH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<!−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、Pl4に移行する。この
Pl4ではスリップ制御フラグがリセットされる。次い
で、Pl5でエンジン制御を中止し、Pl6でのブレー
キ制御がなされる。なお、このPl6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、Pl3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7図、第8図 第7図のフローチャートは、第6図のメインフローチャ
ートに対して、例えば14ms e c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で
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er−、トル制御は、第8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
。この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12図に
示す特性に従わないで、所定の目標すベリ率SETを実
現するような制御が選択される。また、P24において
Noと判別されたときは、P26において、スロットル
バルブ13の開閉制御を、運転者りの意志に委ねるもの
として(第12図に示す特性に従う)選択される。この
P25、P26の後は、P27において、目標スロット
ル開度を実現させるだめの制御がなされる(後述するF
1a、P2O、P71に従う制御あるいは第12図の特
性に従う制御)。
第9図(スリップ検出処理) この第9図のフローチャートは、第7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
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tFa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、P
33において、現在車速が低速すなわち例えば6.3k
m/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
ンドル舵角に応じて、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のすベリ率が、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
大きいか否がが判別される。このP35での判別で、Y
ES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3の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。
F3aあるいはP37の後は、F3a、F3a、P2O
において、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、F3a、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)式に基づくすベリ
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であ
る。すなわち、P41において、左前輪2の回転数が、
車速10km/h相当の回転数よりも大きいか否かが判
別される。このP41でYESと判別されたときは、P
42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、F4aにお
いて左前輪2のスリップフラグがリヤー2トされる。
P42、F4a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。
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、運転者り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)。
このときは、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、P
b0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。Pb0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、F5aでスタ
ックフラグがセットされる。逆にP54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P3
2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、左前輪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Y
ESのとときはF5aへ、またNOのときはP32へ移
行する。
F5a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
す従動輪回転数の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、10
km/hに一律にセットされる。
さらに、P51でYESI7)ときは、P2Oにおいて
、ブレーキがゆっくり解除される。
第10図(エンジン制御〕 この第10図に示すフローチャートは、第6図のP12
対応している。
P61において、スリップが収束状態へ移行したか否か
(第5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、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。P62でN。
のときは、P63で右前輪3のすベリ率Sが0゜2より
も大きいか否かが判別される。このP63でNOのとき
は、P64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。P64でYESのとき
は、P65において、左右前輪2.3のうちすべり率の
低い方の駆動輪に合せて、現在のすべり率が算出される
〔セレクトロー〕。逆に、P64でNoのときは、クト
ハイ)。なお、P62、P63でNOのときも、P66
に移行する。
上記P65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P65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、すベリ難い側の駆動
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。
P65、P66の後は、P67において、現在のすベリ
率Sが0.02よりも大きいか否かが判別される。この
P67でYESのときは、P68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 ル開度(T n)は、P65、P66で設定されたある
いは後述するP76で変更された目標すべり*sE’r
を実現すべく設定される。
P67でNOのときは、P6O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
P6OでYESのときはP2Oにおいて、前述した緩衝
制御がなされる。また、P6OでNoのときは、P71
において,前述したバックアップ制御がなされる。
一方、P61でYESのときは、P72へ移行して,ス
リップ収束径所定時間(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。P72でNoのときは、リカバリ制御
を行うべく,P73以降の処理がなされる。すなわち、
先ず、P73で、自動車1の最大加速度G MAXが計
測される(第5図t2時点)、次いで、P74において
、このG MAXが得られるような最適スロットル開度
Tv□が設定される(第15図参照)。さらに、P75
において、変速a8の現在の変速段に応じて、P74で
の最適スロットル開度Tv□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、P74ではある基準の変速段についての最適スロ
ットル開度TVQを設定して、P75でこの変速段の相
違を補正するようにしである。この後P76において、
P73でのG WAXより路面の摩擦係数を推定して,
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P72でYESのときは、リカバリ制御終了という
ことで、前述したP62以降の処理がなされる。
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6図のPI1
8よびPI3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JffBn(SVI〜SV4の開閉制
御用デユーティ比に相当)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、P82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である
P82あるいはP83の後に、P84において、ずベリ
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4図のI−FD副制御おけるBn
に相当)。この後、P86において、上記BnがrQJ
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(7)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、P8
7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、P2OでBnを絶対値化した後、P91
〜93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、P8
9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〜F93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(5)式における積
分定数Kl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
出する上で好ましいものとなる。
目標すべり率SET、  SBTの変更(P76)前記
P76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、 SETは、P73で計測された最大
加速度G IIAXに基づいて、例えば第17図に示す
ように変更される。この第17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である。
そして、目標すべり率SET、 SBTには、それぞれ
リミット値を設けるようにしである。
さて次に、目標すベリ率SET、 SBTとの設定関係
が、自動車1の走りの感覚にどのように影響するかにつ
いて説明する。
■駆動輪のグリップ力 SETとSETとを全体的に第17図上下方向にオフセ
ットさせる。そして、グリップ力を大きくするには、上
方向へのオフセットを行う。すなわち、スパイクタイヤ
の特性として、第13図に示すように、すべり率0.2
〜0.3位までは摩擦係数共は増加方向にあるため、す
べり率0.2〜0.3以上の範囲で使用する限り上述の
ことが言える。
■加速感 加速感は、SETとSETとの「差Jを変えることによ
って変化し、この「差」が小さいほど加速感が大きくな
る。すなわち、実施例のように、SETをSBTよりも
小さい値として設定した場合、すべり率が大きいときは
ブレーキ制御が主として働き、すべり率が小さいときは
エンジン制御が主として働くことになる。したがって、
SETとSBTとの「差」を小さくした場合、ブレーキ
制御とエンジン制御とがほぼ同配分で働く方向に近づい
てくる。つまり、ブレーキによりエンジンの発生トルク
をしぼって駆動輪を駆動している状態となり、加速のた
めにトルクを急速に増加させた場合は、ブレーキをゆる
めるだけで駆動輪へのトルクが応答遅れなく増大する。
■加速のなめらかさ SETを太きく、すなわちSETに比して相対的により
大きくする。このことは、エンジン制御の優先度を高め
ることにより、エンジン制御の利点である滑らかなトル
ク変化をより効果的に発生させ得ることを、仕法する。
■コーナリング中の安定性 SET小さく、すなわちSETをSBTに比して相対的
により小さくする。このことは、第13図から明らかな
ように、最大グリップ力が発生時点となるすベリ率S=
0.2〜0.3以下の範囲では、目標すべり率を下げる
ことにより、駆動輪のグリフプ力を小さくする一方、横
力を極力大きくして1曲げる力を増大させることになる
上述した■〜■の特性(モード)の選択は、運転者りの
好みによって、マニュアル式に選択さ゛せるようにする
ことができる。
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。
■駆動輪への付与トルクの調整は、エンジン制御、ブレ
ーキ制御の他、クラッチ7の締結状5,3を調整するこ
とにより、あるいは変速機8の変速比を変える(特に無
断変速機の場合に効果的)こと等、駆動輪への付与トル
クを調整し得る適宜の構成要素のいずれか1つあるいは
その組合せによって行うことができる。
■エンジン6の発生トルク調整としては、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、オツトー式エンジン(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、オツ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。
■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、駆動軸
の回転変化の他、操舵状態(コーナリング)、車体の浮
上り状態(加速)、積載量等が考えられる。これに加え
て、大気温度の高低、雨、雪アイスバーン等/ト の路面用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、上記駆動輪のすベリ状態の予測をより一層適
切なものとすることもできる。
■第2図のブレーキ液圧回路およびセンサ64.64.
66は、既存のABS (アンチブレーキロックシステ
ム)のものを利用し得る。
■P73でのG WAXに応じて、P35、P38での
スリップ判定基準値(0、2)を変更するようにしても
よい。すなわち、G MAXが大きいほど最大グリップ
力が得られるときのすべり率Sが大きくなるものである
からして、このG WAXが大きくなるほどP35、P
36での基準値を大きくするようにしてもよい、この場
合、P35、P36での当初の基準値を、マニュアル式
にインプットすることもできる。
(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、スリップ
制御開始時おける駆動輪のスリップの大きさを最適設定
して、その後のスリップ制御中における駆動輪のスリッ
プの大きさすなわち目標値を正確に最適設定する上で好
ましいものとなる。
【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4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5図は本発明の制御例を図式的に示すグラフ。 第6図は〜第11図および第23図は本発明の制御例を
示すフローチャート。 第12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13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14図はスリップ制御開始時のすべり率をハンドル舵
角に応じて補正するときの補正値を示すグラフ。 第15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16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。 fF!J17図は目標すベリ率を決定する際に用いるマ
ツプの一例を示すグラフ。 第18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(パワーソース) 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 21〜24ニブレーキ 27:マスクシリンダ 30.31:液圧制御バルブ 32ニブレーキペダル 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ニセンサ(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ニアクセル アロ:ハンドル SVI〜SV4 :TL磁開閉バルブ U:コントロールユニット 第7図 第8図 一7凸q− 第12図 ハンドルe巳泊 第13図 S(むり4’) 第15図 MAx 第16図 1「ぺ1ノfP(Sl 第17図 ? MAX 手続補正書(方式) %式% 1事件の表示 昭和61年特許願第175662号 2発明の名称 自動車のスリップ制御装置 3補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称(313)マツダ株式会社 4代理人〒105 置(508)1801(発送日・昭
和61年 9月30日) 6補正の対象 明細書の[図面の簡単な説明の欄」 7補正の内容 明細書第52頁下から7行、[”および第23図」とあ
るのを削除する。 以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)駆動輪への付与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、 駆動輪への付与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出力を受け、駆動輪のスリ
    ップが所定の目標値となるように前記トルク調整手段を
    制御するスリップ制御手段と、駆動輪のスリップの大き
    さが最大グリップ力を得られるときの大きさ以上となっ
    たときに、前記スリップ制御手段によるスリップ制御を
    開始させるスリップ制御開始手段と、 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。
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Citations (5)

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