JP4326316B2 - 車両のトラクションコントロール装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のトラクションコントロール装置に関し、詳しくは、駆動輪のスリップ状態に応じてエンジントルクを強制的に低下させる装置に関する。

従来、特許文献１には、車両発進時の登降坂判定を行い、該判定結果に応じて下限トルクを修正することで、過剰スリップを抑制しながら加速性を確保するトラクションコントロール装置が開示されている。
また、特許文献２には、登坂発進時において、エンスト防止のために、トラクションコントロールの目標エンジントルクを増大させる構成の開示がある。
特開平０７−０７７０８０号公報 特公表２００２−５１３１１２号公報

ところで、上記のように、スリップ状態に応じたトルクダウンの目標を修正する構成の場合、勾配などの種々の条件変化に対してエンストの発生を確実に回避するためには、余裕をもって高い目標エンジントルクを設定する必要が生じるが、この場合、スリップ抑制性能を低下させる可能性があり、エンスト回避性能とスリップ抑制性能とを高い次元で両立させることが困難であるという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、勾配条件が変化しても、過剰スリップの発生を回避しつつエンストの発生を確実に防止できる車両のトラクションコントロール装置を提供することを目的とする。

そのため、本発明では、駆動輪のスリップ状態に応じて決定されるエンジンの要求トルクにまでエンジントルクを減少させる速度を、走行路面の勾配に応じて登坂勾配が急になるほど遅くなる制限速度以下に制限する構成とした。

かかる構成によると、スリップ状態に応じたエンジンの要求トルクにまでエンジントルクを減少させる速度を、勾配に応じて登坂勾配が急になるほど遅くなる制限速度以下に制限することで、勾配が緩やかで勾配抵抗が小さい条件で過剰にエンジントルクの減少速度が制限され、スリップ抑制性能が低下することを防止できる一方、勾配が急で勾配抵抗が大きいときには、急激なエンジントルクの低下によってエンストが発生してしまうことを回避できる。

以下に本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、実施形態における車両用エンジンのシステム構成図である。
図１において、エンジン１には、スロットルバルブ２を介して空気が吸引される一方、図示省略した燃料噴射弁によって燃料が噴射されることで、燃焼室内に混合気が形成される。

前記混合気は、点火プラグ３の火花点火によって着火燃焼し、この混合気の燃焼・爆発によってピストンを往復動させることで、車両の駆動力を得る。
前記スロットルバルブ２は、スロットルモータ４で開閉駆動される一方、スロットルバルブ２の開度が、スロットルセンサ５で検出される。
前記スロットルモータ４，点火プラグ３は、マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット１１によって制御される。

前記エンジンコントロールユニット１１には、前記スロットルセンサ５からのスロットル開度信号の他、車速センサ１２からの車速信号、エンジン回転センサ１３からのエンジン回転信号、勾配センサ１４からの勾配信号、トラクションコントロールユニット１５からのトルクダウン要求値信号が入力される。
前記勾配センサ１４としては、路面の勾配を車体の傾きとして検出するセンサを用いることができるが、勾配を直接的に検出するセンサに限定されず、例えば、ナビゲーションシステムと連係し車両の位置情報から勾配を検知する構成や、通信手段を用いて勾配情報を外部から受信する構成、更に、エンジンコントロールユニット１１が、車両の駆動力，加速抵抗等から勾配抵抗を算出する構成であっても良く、路面勾配の検知方法としては公知の全ての方法を採用できる。

前記トラクションコントロールユニット１５には、各車輪にそれぞれ設けられる車輪速センサ１６ａ〜１６ｄからの車輪速信号が入力される。
そして、前記車輪速信号に基づいて前輪平均回転速度，後輪平均回転速度を演算し、前輪平均回転速度と後輪平均回転速度とを比較することで駆動輪（後輪又は前輪）のホイールスピンの発生を検知する。

駆動輪のホイールスピンが検知されると、駆動輪のホイールスピン状態（スリップ状態）に応じてトルクダウン要求トルク（ホイールスピン量を減少させるための目標エンジントルク）を決定し、エンジンコントロールユニット１１に出力する。
トルクダウン要求値信号を入力したエンジンコントロールユニット１１では、スロットルバルブ２の絞りや燃料カットなどによってエンジントルクを要求トルクにまで減少させることで、ホイールスピン量を減少させる。

ここで、エンジンコントロールユニット１１は、前記トラクションコントロールユニット１５からのトルクダウン要求トルクに対して制限を加えて、エンジンのトルクダウン制御を行うようになっており、係る制御の詳細を、図２のフローチャートに従って説明する。
図２のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ１では、走行路面の勾配検出を行う。

次いで、ステップＳ２では、ステップＳ１で検出した勾配に基づいて、トラクションコントロールによるエンジントルクの減少変化速度の制限値Ａ（制限速度）を設定する。
前記制限値Ａは、本ルーチン実行周期（１０ms）あたりにおける目標エンジントルクのステップ変化量の最大値として設定される。
前記制限値Ａ（目標トルクの傾き制限）は、図３に示すように、登坂勾配が急になるほど小さい値に設定され、図４に示すように、登坂勾配が緩やかであるときには、エンジントルクの急激な減少変化を許容し、登坂勾配が急であるときには、エンジントルクの減少変化がより緩やかになるように制限する。

ステップＳ３では、最新のトルクダウン要求トルクと、本ルーチンの実行周期である１０ms前の最終的な目標トルクとの差ａを演算する。
Ｓ３：差ａ＝１０ms前の目標トルク−最新のトルクダウン要求トルク
ステップＳ４では、前記制限値Ａと差ａとを比較し、差ａが制限値Ａ以下であるときには、ステップＳ５へ進み、トラクションコントロールユニット１５からのトルクダウン要求トルクをそのままエンジントルク制御における目標トルクに設定する。

一方、差ａが制限値Ａを超えるとき、即ち、そのときの勾配に応じた制限値Ａを越える速度でエンジントルクを減少させる要求が発生している場合には、ステップＳ６へ進み、１０ms前の最終的な目標トルクから制限値Ａを減算した結果を、今回の目標トルクに設定することで、制限値Ａ以下の範囲内で目標トルクを減少変化させるようにする。
Ｓ６：目標トルク＝１０ms前の目標トルク−制限値Ａ
エンジンコントロールユニット１１は、前記目標トルクに応じてスロットルバルブ２の絞りや燃料カットなどを制御する。

上記のように、トラクションコントロールによるエンジントルクの減少変化速度を登坂勾配に応じて制限する構成とし、急な登坂勾配で勾配抵抗が大きいときに、エンジントルクの減少変化速度を強制的に緩やかにする構成とすれば、急な登坂勾配において急激なトルクダウンが行われてエンストや回転速度の急激な低下が生じることを回避できる（図５参照）。

一方、平坦路や緩やかな登坂勾配では、トルクダウン制御に対する耐性が高いので、急激なトルクダウンを許容することで、ホイールスピン量の速やかな減少を図ることができる。
図６のフローチャートは、トルクダウン要求トルクの制限制御の第２実施形態を示し、該第２実施形態では、登坂勾配に応じてトルクダウンの速度を制限すると共に、エンジントルクを勾配に応じた制限値以上に制限する構成となっている。

図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１１〜ステップＳ１３の処理は、前記図２のフローチャートのステップＳ１〜ステップＳ３と同様にして行われる。
また、ステップＳ１４では、ステップＳ１１で検出された勾配と、エンジン回転速度とに基づいて、トルク下限値Ｂを設定する。
前記トルク下限値Ｂは、図７に示すように、登坂勾配が急であるときほど高く、エンジン回転速度が低いほど高い値に設定される。

これは、登坂勾配が急であるときほど、また、エンジン回転速度が低いほど、トルクダウン制御に対する耐性が低く、エンストや急激な回転落ちを招く可能性が高いためである。
ステップＳ１５では、前記制限値Ａと差ａとを比較し、差ａが制限値Ａ以下であるときには、ステップＳ１６へ進む。

ステップＳ１６では、トラクションコントロールユニット１５からのトルクダウン要求トルクと、前記下限値Ｂとの大きい方を選択し、該選択した値を目標トルクに設定する。
一方、差ａが制限値Ａを超えるときには、ステップＳ１７へ進む。
ステップＳ１７では、１０ms前の目標トルク−制限値Ａと、前記下限値Ｂとの大きい方を選択し、該選択した値を目標トルクに設定する。

即ち、トルクダウンの速度を制限値Ａ以下に制限すると共に、目標トルクを下限値Ｂ以上に制限する（図８参照）。
上記構成によると、トルクダウンの速度を制限するから、下限値Ｂを比較的低い値に設定しても、エンストや急激な回転落ちの発生を回避できる。
従って、下限値Ｂのみでエンスト・急激な回転落ちの発生を回避する場合に比べて、スリップ抑制性能を高く維持することができる。

実施形態における車両用エンジンのシステム構成図。 トルクダウン制御の第１実施形態を示すフローチャート。 登坂勾配とトルクダウン速度の制限値との相関を示す線図。 登坂勾配に応じて制限されるエンジントルクの変化を示すタイムチャート。 第１の実施形態におけるアクセル開度，エンジントルク，エンジン回転数，車速の変化を示すタイムチャート。 トルクダウン制御の第２実施形態を示すフローチャート。 勾配及びエンジン回転数とトルク下限値との相関を示す線図。 第２の実施形態におけるアクセル開度，エンジントルク，エンジン回転数，車速の変化を示すタイムチャート。

符号の説明

１…エンジン、２…スロットルバルブ、３…点火プラグ、４…スロットルモータ、５…スロットルセンサ、１１…エンジンコントロールユニット、１２…車速センサ、１３…エンジン回転センサ、１４…勾配センサ、１５…トラクションコントロールユニット、１６ａ〜１６ｄ…車輪速センサ

Claims (5)

1. 駆動輪のスリップ状態を検出し、該スリップ状態に応じてエンジンの要求トルクを決定する車両のトラクションコントロール装置において、
   走行路面の勾配を検出し、前記要求トルクにまでエンジントルクを減少させる速度を、前記勾配に応じて登坂勾配が急であるほど遅くなる制限速度以下に制限することを特徴とする車両のトラクションコントロール装置。
2. 前記勾配に応じてエンジントルクを減少させる速度を制限すると共に、前記エンジントルクを前記勾配に応じた制限値以上に制限することを特徴とする請求項１記載の車両のトラクションコントロール装置。
3. 前記勾配及びエンジン回転速度に基づいて前記制限値を設定することを特徴とする請求項２記載の車両のトラクションコントロール装置。
4. 前記エンジン回転速度が低いほど、前記制限値を高く設定することを特徴とする請求項３記載の車両のトラクションコントロール装置。
5. 登坂勾配が急であるほど、前記制限値を高く設定することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載の車両のトラクションコントロール装置。

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