(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪が空転すると、エンジンの出力トルクを低下させ、駆動輪の空転を抑制する自動車のトラクション制御装置において、
前記駆動輪の空転を把握する空転把握手段と、
前記空転把握手段により前記駆動輪の空転が把握されると、該駆動輪の空転量に応じて前記エンジンの出力トルクを低下させる複数のエンジントルク低下手段と、
複数の前記エンジントルク低下手段のうち、いずれかのエンジントルク低下手段でエンジントルクを低下させることに支障が生じた場合（以下、異常状態とする。）、いずれのエンジントルク低下手段が異常状態になったかを把握する異常把握手段と、
複数の前記エンジントルク低下手段で、エンジントルクを低下させている際中に、前記異常把握手段により、複数の前記エンジントルク低下手段のうち、いずれかのエンジントルク低下手段が異常状態になったと把握されると、該エンジントルク低下手段によるエンジントルクの低下動作を直ちに中止させるトラクション制御即中止手段と、
複数の前記エンジントルク低下手段で、エンジントルクを低下させている際中に、前記異常把握手段により、複数の前記エンジントルク低下手段のうち、いずれかのエンジントルク低下手段が異常状態になったと把握されると、該エンジントルク低下手段以外の異常状態でないエンジントルク低下手段によるエンジントルク低下量を徐々に少なくするトラクション制御徐々中止手段と、
を備えていることを特徴とする自動車のトラクション制御装置。
【請求項２】
前記異常把握手段は、前記エンジントルク低下手段でエンジントルクを低下させることにある程度支障が生じているものの、該エンジントルク低減手段でエンジントルクを低減させる制御が可能な軽度異常と、前記エンジントルク低下手段でエンジントルクを低下させることに支障が生じ、且つ該エンジントルク低減手段でエンジントルクを低減させる制御が不可能な重度異常とを区別して、把握でき、
前記トラクション制御即中止手段は、前記異常把握手段により前記重度異常であると把握された前記エンジントルク低下手段によるエンジントルクの低下動作を直ちに中止させ、
前記トラクション制御徐々中止手段は、前記異常把握手段により前記軽度異常であると把握された前記エンジントルク低下手段によるエンジントルク低下手段によるエンジントルク低下量を徐々に少なくすることを特徴とする請求項１記載の自動車のトラクション制御装置。
【請求項３】
複数の前記エンジントルク低下手段のうち、一のエンジントルク低下手段は、前記空転把握手段により前記空転が把握されたときに、前記エンジンに供給される空気流量を少なくする空気流量調節手段であることを特徴とする請求項１又は２記載の自動車のトラクション制御装置。
【請求項４】
前記エンジンが複数の気筒を有し、複数の該気筒ごとに燃料を供給する燃料供給手段が設けられている場合、複数の前記エンジントルク低下手段のうち、一のエンジントルク低下手段は、前記空転把握手段により前記空転が把握されたときに、複数の燃料供給手段のうち、いずれかによる燃料供給を中止させる燃料供給中止手段であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の自動車のトラクション制御装置。
【請求項５】
前記エンジンに点火プラグが設けられている場合に、複数の前記エンジントルク低下手段のうち、一のエンジントルク低下手段は、前記空転把握手段により前記空転が把握されたときに、該点火プラグの点火時期を目的の時期よりも遅らせる点火リタード手段であることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の自動車のトラクション制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車の発進・加速時における駆動輪の空転を抑制するトラクション制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車が走行するときに、エンジンから駆動輪に与えられる駆動力がこの駆動輪と走行路面との間の摩擦力よりも大きくなると、駆動輪が空転して、自動車の方向安定性が損なわれたり、加速性が低下したりする。駆動輪の空転を防止するためには、運転者は、駆動輪の空転を感知すると、アクセルを緩めてエンジンの出力トルクを低下させてやればよい。しかし、このように、駆動輪の空転を防止するにあたり、運転者のアクセルワークに期待するのは、一般的に難しい。
【０００３】
そこで、車輪速度センサからの車速信号に基づいて駆動輪の空転を検知し、これにより所定の制御機能を発動させてエンジンのトルクを低下させる、いわゆるトラクション制御装置が、種々実用化されている。
従来、この一種の装置としては、例えば、特開昭６２−７９５４号公報に記載されているものがある。このトラクション制御装置は、アクセルペダルと機械的にリンクされアクセルペダルの操作で動作するメインスロットルバルブとは別に、所定のアクチュエータで開閉駆動されるＴＣ（Ｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）スロットルバルブを設け、駆動輪の空転を検知すると、このＴＣスロットルバルブを動作させて、エンジンの出力トルクを制御するというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上の従来技術では、ＴＣスロットルバルブやこの制御系統に異常が生じたときの配慮がなされていない。このため、例えば、車両が滑り易い路面をトラクション制御を行いながら走行しているときに、ＴＣスロットルバルブ制御系統に異常が生じたとき、ＴＣスロットルバルブは直ちに全開状態になってしまう。これは、通常、トラクション制御に関する装置が故障した場合、これらの装置はトラクション制御していない状態に戻るように設計されているからである。このため、トラクション制御中に異常が生じると、それまで低下させていたエンジントルクが急激に増大して、駆動輪の空転が急に再開してしまうという問題点がある。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、トラクション制御中に異常が生じても、エンジントルクの急激な増大を防いで、車両を比較的安定に走行させることができる自動車のトラクション制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための自動車のトラクション制御装置は、
駆動輪の空転を把握する空転把握手段と、該空転把握手段により前記駆動輪の空転が把握されると、エンジンの出力トルクを低下させる複数のエンジントルク低下手段と、複数の該エンジントルク低下手段のうち、いずれかのエンジントルク低下手段でエンジントルクを低下させることに支障が生じた場合（以下、異常状態とする。）、いずれのエンジントルク低下手段が異常状態になったかを把握する異常把握手段と、複数の前記エンジントルク低下手段で、エンジントルクを低下させている際中に、前記異常把握手段により、複数の前記エンジントルク低下手段のうち、いずれかのエンジントルク低下手段が異常状態になったと把握されると、該エンジントルク低下手段によるエンジントルクの低下動作を直ちに中止させるトラクション制御即中止手段と、複数の前記エンジントルク低下手段で、エンジントルクを低下させている際中に、前記異常把握手段により、複数の前記エンジントルク低下手段のうち、いずれかのエンジントルク低下手段が異常状態になったと把握されると、該エンジントルク低下手段以外の異常状態でないエンジントルク低下手段によるエンジントルク低下量を徐々に少なくするトラクション制御徐々中止手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
ここで、前記トラクション制御装置において、前記異常把握手段は、前記エンジントルク低下手段でエンジントルクを低下させることにある程度支障が生じているものの、該エンジントルク低減手段でエンジントルクを低減させる制御が可能な軽度異常と、前記エンジントルク低下手段でエンジントルクを低下させることに支障が生じ、且つ該エンジントルク低減手段でエンジントルクを低減させる制御が不可能な重度異常とを区別して、把握でき、前記トラクション制御即中止手段は、前記異常把握手段により前記重度異常であると把握された前記エンジントルク低下手段によるエンジントルクの低下動作を直ちに中止させ、前記トラクション制御徐々中止手段は、前記異常把握手段により前記軽度異常であると把握された前記エンジントルク低下手段によるエンジントルク低下手段によるエンジントルク低下量を徐々に少なくするものであることが好ましい。
【０００８】
また、トラクション制御装置において、複数の前記エンジントルク低下手段のうち、一のエンジントルク低下手段は、前記空転把握手段により前記空転が把握されたときに、前記エンジンに供給される空気流量を少なくする空気流量調節手段であってもよい。また、前記エンジンが複数の気筒を有し、複数の該気筒ごとに燃料を供給する燃料供給手段が設けられている場合には、複数の前記エンジントルク低下手段のうち、一のエンジントルク低下手段は、前記空転把握手段により前記空転が把握されたときに、複数の燃料供給手段のうち、いずれかによる燃料供給を中止させる燃料供給中止手段であってもよい。さらに、前記エンジンに点火プラグが設けられている場合に、複数の前記エンジントルク低下手段のうち、一のエンジントルク低下手段は、前記空転把握手段により前記空転が把握されたときに、該点火プラグの点火時期を目的の時期よりも遅らせる点火リタード手段であってもよい。
【０００９】
【作用】
自動車の発進時や加速時に駆動輪が空転すると、複数のエンジントルク低下手段により、この駆動輪の空転量に応じてエンジントルクが低下させられる。この結果、駆動輪の空転が治まる。
【００１０】
エンジントルク低下手段によりエンジントルクを低下させている際中（以下、トラクション制御中とする。）に、いずれかのエンジントルク低下手段でエンジントルクを低下させることに支障が生じた場合、この状態が異常状態把握手段により把握される。異常状態把握手段で、異常状態が把握されると、異常であると把握されたエンジントルク手段によるエンジントルク低下動作は、トラクション制御即中止手段により、直ちに中止される。一方、異常でないトルク低減手段によるエンジントルク低減量は、トラクション制御徐々中止手段により、徐々に少なくなる。
【００１１】
以上のように、本発明では、複数のエンジントルク低下手段のうち、いずらかのエンジントルク低下手段でエンジントルクを低下させることに支障が生じた場合でも、支障が生じたエンジントルク低下手段の影響によるエンジントルクは直ちに元のトルクに復帰するものの、支障が生じていない他のエンジントルク低下手段の影響によるエンジントルクは徐々に元のトルクに復帰するので、急激なエンジントルク増加による車両のスピン等を回避することができる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明に係るトラクション制御装置の実施例について、図面を用いて説明する。
図２に示すように、本実施例の自動車は、従動輪７ａ，７ａと、駆動輪７ｂ，７ｂと、エンジン５０と、エンジン５０の出力を駆動輪７ｂ，７ｂに伝える駆動力伝達系５２とを有している。
【００１３】
本実施例のエンジン５０は、４気筒ガソリンエンジンで、各気筒ごとに、燃料噴射バルブ９及び点火プラグ８が設けられている。また、このエンジン５０には、エンジン回転数Ｎｅを測定するためのクランク角センサ４７が設けられている。エンジン５０に空気を供給する吸入管５１には、アクセルペダル５３の操作量に応じてエンジン５０に供給される空気流量を調節するメインスロットルバルブ１と、駆動輪７ｂの空転時にエンジン５０に供給される空気流量を調節するＴＣ（Ｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）スロットルバルブ４と、ＴＣスロットルバルブ４を動作させるＴＣスロットル駆動モータ３と、この吸気管５１を通過する空気流量Ｑａを測定する空気量センサ４５とが設けられている。各スロットルバルブ１，４には、それぞれのバルブ開度を測定するスロットルセンサ２，５が設けられている。また、エンジン５０からの排気ガスが流れる排気管（図示されていない。）には、排気ガス中の酸素濃度Ｏ２を測定する酸素濃度センサ４８が設けられている。また、エンジン５０を冷却するラジエター（図示されていない。）には、この中を流れる冷却水の温度Ｔｗを測定する冷却水温センサ４６が設けられている。
【００１４】
メインスロットルバルブ１は、図３に示すように、アクセルペダル５３とワイヤー５４やアクセルドラム５５等で機械的にリンクされており、アクセルペダル５３の踏み込みに応じて回転し、スロットル・ポジション・センサ（ＴＰＳ）２によりその開度が検出される。ＴＣスロットル駆動モータ３が回転すると、ギヤ３ａ，３ｂを介して、ＴＣスロットルバルブ４が回転する。ＴＣスロットルバルブ４の開度は、スロットル・ポジション・センサ（ＴＰＳ）５で検出される。非トラクション制御時は、ＴＣスロットルバルブ４は全開であり、エンジン５０の吸入空気量はメインスロットルバルブ１の開度によって制限される。また、トラクション制御時では、ＴＣスロットルバルブ４がメインスロットルバルブ１より閉じているとエンジン１５の吸入空気量はＴＣスロットルバルブ４の開度により制限される。
駆動輪７ｂ及び従動輪７ａには、それぞれ、車輪速センサ６ｂ，６ａが設けられている。
【００１５】
本実施例の自動車は、以上の他、燃料噴射バルブ９からの燃料噴射量や点火プラグ８の点火時期等を求めるエンジン制御ユニット１０と、エンジン制御ユニット１０からの指示に従って燃料噴射バルブ９を駆動させる燃料噴射バルブ駆動回路４１と、エンジン制御ユニット１０からの指示に従って点火プラグ８を点火させる点火回路４２と、ＴＣスロットルバルブ４の弁開度を制御するＴＣスロットル制御ユニット３０と、ＴＣスロットル制御ユニット３０からの指示に従ってＴＣスロットルバルブ４を駆動させるＴＣスロットル駆動回路４３と、駆動輪７ｂが空転したときに空転量Ｓを把握してＴＣスロットルバルブ４のＴＣスロットル目標開度θｔや点火プラグ８のＴＣ点火目標リタード量θｒｔを求めるトラクション制御ユニット２０とを有している。
【００１６】
さて、滑り易い路面を走行中にアクセルペダル５３の適切な操作を誤ると、駆動輪７ｂに過大なトルクが発生して、駆動輪７ｂが空転してしまう。そこで、トラクション制御ユニット２０は、図１に示すように、駆動輪７ｂと従動輪７ａとの回転数差Ｓ（＝Ｓｄ−Ｓｆ）から空転の発生を検出する空転量検出部２１を有している。さらに、トラクション制御ユニット２０は、予め準備されている関数ｆと空転量Ｓと用いてＴＣスロットル目標開度θｔを求めるＴＣスロットル目標開度演算部２２と、同じく予め準備されている関数ｇと空転量Ｓとを用いてＴＣ点火目標リタード量θｒｔを求めるＴＣ点火目標リタード量演算部２３と、エンジン制御ユニット１０からのエンジン制御系異常信号Ｕｅの入力によりエンジン制御系の異常を認識してこれをＴＣスロットル制御ユニット３０に知らせると共に、ＴＣスロットル制御ユニット３０からのＴＣスロットル制御系異常信号Ｕｔの入力によりＴＣスロットル制御系の異常を認識してこれをエンジン制御ユニット１０に知らせるＴＣ異常認識部２４とを有している。
【００１７】
ＴＣスロットル制御ユニット３０は、ＴＣスロットルセンサ５により検出されたＴＣスロットルバルブ４のバルブ開度θｓとトラクション制御時にトラクション制御ユニット２０から出力されたＴＣスロットル目標開度θｔとの偏差εを求める減算器３４と、この偏差εに比例ゲインＫｐを乗算する比例ゲイン乗算器３６ａと、この偏差εの微分値を求める微分器３５ｂと、この微分値に微分ゲインＫｉを乗ずる微分ゲイン乗算器３６ｂと、この偏差εの積分値を求める積分器３５ｃと、この積分値に積分ゲインＫｄを乗ずる積分ゲイン乗算器３６ｃと、各ゲイン乗算器３６ａ，３６ｂ，３６ｃからの出力値を加算する加算器３７と、加算器３７からの出力をＴＣスロットル駆動モータ３の電流値Ｉに変換するための定数Ｋｍを乗ずる電流変換定数乗算器３７とを有している。以上は、ＴＣスロットル制御ユニットの一般的な構成であるが、本実施例のＴＣスロットル制御ユニット３０は、さらに、各種信号が示す値がＴＣスロットル制御系にとって、まったく問題ない（正常）か、軽度の異常、又は重度の異常かを判断するＴＣスロットル制御系異常判断部３１と、ＴＣスロットル制御系が軽度異常の場合の軽異常時スロットル目標開度を求める軽度異常時スロットル目標開度演算部３２と、ＴＣスロットル制御系が正常か軽度異常かに応じて減算器３４に入力する目標開度をＴＣスロットル目標開度θｔ又は軽異常時スロットル目標開度にする第１の切替器３３と、ＴＣスロットル制御系が重度異常かそうでないか（正常又は軽度異常）に応じてＴＣスロットル駆動回路４３に出力する電流値を０又電流変換定数乗算器３７から出力された値にする第２の切替器３９とを有している。
【００１８】
ＴＣスロットル制御系異常判断部３１には、ＴＣスロットルセンサ５により検出されたＴＣスロットルバルブ開度θｓと、トラクション制御ユニット２０からのＴＣスロットル目標開度θｔ及びエンジン制御系異常信号Ｕｅとが入力する。異常判断部３１は、エンジン制御系異常信号Ｕｅが入力せず、ＴＣスロットル目標開度信号θｔの電圧値が予め正常であるとして定められている範囲内で、且つＴＣスロットルバルブ開度信号θｓの電圧値が予め正常であるとして定められている範囲内であれば、ＴＣスロットル制御系は正常であると判断し、エンジン制御系異常信号Ｕｅが入力するか、又はＴＣスロットル目標開度信号θｔの電圧値が予め正常であるとして定められている範囲外であれば、ＴＣスロットル制御系は軽度異常であると判断し、ＴＣスロットルバルブ開度信号θｓの電圧値が予め正常であるとして定められている範囲外であれば、重度異常であると判断する。また、異常判断部３１は、ＴＣスロットル制御系が重度異常の場合、つまりに、ＴＣスロットルバルブ開度信号θｓの電圧値が予め正常であるとして定められている範囲外の場合に、トラクション制御ユニット２０のＴＣ異常認識部２４にＴＣスロットル制御系異常信号Ｕｔを出力する。
【００１９】
エンジン制御ユニット１０は、空気量センサ４５により検知された空気流量Ｑａとクランク角センサ４７により検知されたエンジン回転数Ｎｅとに応じて基本燃料噴射量Ｔｐを求める基本燃料噴射量演算部１１と、酸素濃度センサ４８により検知された排気ガス中の酸素濃度Ｏ２に応じてフィードバック係数Ｋｏ２を定めるフィードバック係数算出部１２と、基本燃料噴射量Ｔｐにフィードバック係数Ｋｏ２を乗じてこの値を燃料噴射バルブ駆動回路４１に出力するフィードバック補正部１３と、マップを用いてクランク角センサ１７により検知されたエンジン回転数Ｎｅと基本燃料噴射量Ｔｐとから基本点火進角θａを求める基本点火進角演算部１４と、トラクション制御時にトラクション制御ユニット２０から出力されたＴＣ点火目標リタード量θｒｔと基本燃料噴射量Ｔｐとを加算してこの値θａｄｖを点火回路４２に出力する加算器１９とを有している。さらに、エンジン制御ユニット１０は、トラクション制御時に各種信号が示す値がエンジン制御系にとって、まったく問題ない（正常）か、軽度の異常、又は重度の異常かを判断するエンジン制御系異常判断部１５と、エンジン制御系が軽度異常の場合の軽異常時点火目標リタード量θｒｆを求める軽度異常時点火目標リタード量演算部１６と、エンジン制御系が正常か軽度異常かに応じて目標点火リタード量をＴＣ点火目標リタード量θｒｔ又は軽異常時点火目標リタード量θｒｆにする第１の切替器１７と、エンジン制御系が重度異常かそうでないか（正常又は軽度異常）に応じて加算器１９に出力する点火リタード量θｒを０又は第１の切替器１７からの点火リタード量にする第２の切替器１８とを有している。
【００２０】
エンジン制御系異常判断部１５には、冷却水温センサ４６により検知されたエンジン冷却水温Ｔｗと、空気量センサ４５により検知された空気流量Ｑａと、トラクション制御ユニット２０からのＴＣスロットル制御系異常信号Ｕｔとが入力する。異常判断部１５は、ＴＣスロットル制御系異常信号Ｕｔが入力せず、エンジン冷却水温信号Ｔｗの電圧値が予め正常であるとして定められている範囲内で、且つ空気流量信号Ｑａの電圧値が予め正常であるとして定められている範囲内であれば、トラクション制御時においてエンジン制御系は正常であると判断し、ＴＣスロットル制御系異常信号Ｕｔが入力するか、又はエンジン冷却水温信号Ｔｗの電圧値が予め正常であるとして定められている範囲外であれば、トラクション制御時においてエンジン制御系は軽度異常であると判断し、空気流量信号Ｑａの電圧値が予め正常であるとして定められている範囲外であれば、重度異常であると判断する。
【００２１】
なお、エンジン制御ユニット１０、トラクション制御ユニット２０及びスロットル制御ユニット３０は、それぞれ、ＣＰＵやＲＯＭやＲＡＭ等を有しているマイクロコンピュータで構成されている。従って、以上において説明した各ユニット１０，２０，３０の構成要素の動作は、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＣＰＵが実行するとによって達成される。また、以上では、各ユニットをそれぞれ別体にしたが、これは各ユニットの動作を理解しやすくするためであり、それぞれを別体にしなくとも特に問題はない。
【００２２】
また、本実施例において、トラクション制御装置は、各種センサ５，６ａ，６ｂ，４５，４６，４７と、エンジン制御ユニット１０と、トラクション制御ユニット２０と、ＴＣスロットル制御ユニット３０と、ＴＣスロットルバルブ駆動回路４３と、ＴＣスロットル駆動モータ３と、ＴＣスロットルバルブ４とを有して構成されている。また、本実施例において、空転把握手段は、車輪速センサ６ｂ，６ａとトラクション制御ユニット２０の空転量検出部２１とで構成され、異常把握手段は、各種センサ５，６ａ，６ｂ，４５，４６，４７とエンジン制御ユニット１０の異常判断部１６とＴＣスロットル制御ユニット３０の異常判断部３１とを有して構成されている。本実施例において、一のトルク低下手段は、ＴＣスロットルバルブ４と、ＴＣスロットル駆動モータ３と、ＴＣスロットルバルブ駆動回路４３と、トラクション制御ユニット２０のＴＣスロットル目標開度演算部２２と、ＴＣスロットル制御ユニット３０の第１の切替器３３と、減算器３４と、比例ゲイン乗算器３６ａと、微分器３５ｂと、微分ゲイン乗算器３６ｂと、積分器３５ｃと、積分ゲイン乗算器３６ｃと、加算器３７と、電流変換定数乗算器３７と、第２の切替器３９とをを有して構成されている。また、他のトルク低下手段は、トラクション制御ユニット２０のＴＣ点火目標リタード量演算部２３と、エンジン制御ユニット１０の第１の切替器１８と、第２の切替器１８と、加算器１９とを有して構成されている。また、トラクション制御中止手段は、エンジン制御ユニット１０の第２の切替器１９とＴＣスロットル制御ユニット３０の第２の切替器３９とを有して構成され、トラクション制御徐々中止手段は、エンジン制御ユニット１０の軽度異常時点火目標リタード量演算部１６及び第１の切替器３３と、ＴＣスロットル制御ユニット３０の軽度異常時スロットル目標開度演算部３２及び第１の切替器３３とを有して構成されている。
【００２３】
次に、本実施例のトラクション制御装置の動作について説明する。
まず、各制御系が正常である場合の動作について説明する。
【００２４】
駆動輪７ｂの回転数Ｓｄ及び従動輪７ａの回転数Ｓｆは、それぞれ、車輪速センサ６ｂ，６ａで検出され、それぞれの回転数Ｓｄ，Ｓｆは、各センサ６ｂ，６ａからトラクション制御ユニット２０の空転量検出部２１に送られる。空転量検出部２１は、駆動輪７ｂの回転数Ｓｄから従動輪７ａの回転数Ｓｆを引いて、駆動輪７ｂの空転量Ｓを求める。空転量検出部２１は、駆動輪７ｂの空転量Ｓが予め定めた量より大きくなると、トラクション制御すべき空転が生じたと判断する。駆動輪７ｂの空転すると、トラクション制御ユニット２０のＴＣスロットル目標開度演算部２２は、この空転量Ｓを関数ｆに代入して、エンジントルクが低下する（駆動輪７ｂの空転量Ｓが小さくなる）ようなＴＣスロットル目標開度θｔを求める。また、ＴＣ点火目標リタード量演算部２３も、同じく、空転量Ｓを関数ｇに代入して、エンジントルクが低下するようなＴＣ点火目標リタード量θｒｔを求める。
【００２５】
ＴＣスロットル目標開度θｔは、ＴＣスロットル制御ユニット３０の減算器３４に入力される。減算器３４では、ＴＣスロットルバルブ４のバルブ開度をフィードバック制御すべく、ＴＣスロットルセンサ５により検出されたＴＣスロットルバルブ開度θｓとＴＣスロットル目標開度θｔとの偏差εが求められ、その後、ＰＩＤ制御のために、この偏差εに対して、比例、微分、積分等の処理が施される。そして、比例、微分、積分等の処理が施された各値が加算器３７で加算された後、電流変換定数乗算器３７で電流値Ｉに変換されて、ＴＣスロットル駆動回路３７に出力される。全開状態であったＴＣスロットルバルブ４は、ＴＣスロットル駆動モータ３の駆動により、一定量閉じる。このため、エンジン５０の吸入空気量が減り、エンジントルクは低下する。
【００２６】
また、ＴＣ点火目標リタード量θｒｔは、エンジン制御ユニット１０の第１の切替器１７及び第２の切替器１８を介して、加算器１９に入力される。エンジン制御ユニット１０の加算器１９では、基本点火進角演算部１４で求められた基本点火進角θａにこのＴＣ点火目標リタード量θｒｔが加算され、これを点火進角θａｄｖとして、点火回路４２に出力する。このため、点火プラグ８の点火時期が遅くなり、エンジントルクは低下する。
【００２７】
以上のように、駆動輪７ｂが空転すると、エンジン５０の吸入空気量が減ると共に、点火プラグ８の点火時期が遅くなり、エンジントルクは一定量低下する。この結果、駆動輪７ｂの空転が治まる。
【００２８】
次に、以上のトラクション制御時において、いずれかの制御系に異常が生じた場合のＴＣスロットル制御ユニット３０の動作について、図４に示すフローチャートに従って説明する。
まず、ステップ１で、重度異常フラグが１（１の場合は重度異常）か否かを判断し、１であればステップ１５へとジャンプする。ステップ２では、ＴＣスロットルセンサ５からＴＣスロットルバルブ開度信号θｓを取り込む。ステップ３では、軽度異常フラグが１（１の場合は軽度異常）か否かを判断し、１であればステップ１３にジャンプする。ステップ４では、トラクション制御ユニット２０からＴＣスロットル目標開度θｔを読み込む。ステップ５では、ＴＣスロットルバルブ開度信号θｓが正常な範囲内であるか判定し、正常であればステップ６に進み、異常であればステップ１４に進む。ＴＣスロットルバルブ開度信号θｓが異常であれば、ＴＣスロットルバルブ４のフィードバック制御を続けることは不可能であるから、ステップ１４にて重度異常フラグを１にして、ステップ１５で、第２の切替器３９を切り替えて、ＴＣスロットル駆動回路４３に出力する電流値を直ちに０にする。この結果、トラクションコントロールのために一定量閉じていたＴＣスロットルバルブ４は、直ちに全開状態になり、エンジントルクは急激に増加する（＝トラクション制御によるエンジントルク低減量が急激に減る。）。ステップ６では、トラクション制御ユニット２０からのＴＣスロットル目標開度θｔが正常の範囲にあるかを判定し、正常な範囲外であれば、ＴＣスロットル制御系にとっては軽度の異常であると判断して、ステップ１１で、軽度異常フラグを１にする。ステップ７では、エンジン制御系異常信号Ｕｅにより、エンジン制御系に異常があると認識すると、ステップ６の場合と同様に、ＴＣスロットル制御系にとっては軽度の異常であると判断して、ステップ１１で、軽度異常フラグを１にする。ステップ１１で、軽度異常フラグが１になると、ステップ１２で、このフローに入る直前のＴＣスロットルバルブ４の目標開度θｔ（ｋ−１）を初期値θｔ’（ｋ）とし、ステップ１３で、目標開度θｔ’（ｋ−１）に予め定めた微小開度Δθを加えて、これを新たな目標開度θｔ’（ｋ）とする。このステップ１３が繰り返されることにより、トラクション制御のために一定量閉じていたＴＣスロットルバルブ４は、徐々に開き、エンジントルクは徐々に増加する（＝トラクション制御によるエンジントルク低減量が徐々に減る。）。ＴＣスロットル制御系にとって、重度及び軽度異常がなければ、つまり制御系が全て正常であれば、ステップ８に進んで、トラクション制御ユニット２０が求めたＴＣスロットル目標開度θｔ（ｋ）をそのまま新たなＴＣスロットル目標開度θｔ’（ｋ）とする。ステップ９では、目標開度θｔ’からＴＣスロットルセンサ５で測定したＴＣスロットルバルブ開度θｓを引いて、両者の偏差εを求め、ステップ１０で、この偏差に対して微分処理、積分処理等を行って電流値Ｉが求められ、ＴＣスロットルバブル駆動回路４３にこの電流値Ｉが出力される。
【００２９】
なお、以上の処理において、ステップ１〜７，１１，１４は異常判断部３１が実行し、ステップ１２，１３は軽度異常時スロットル目標開度演算部３２が実行し、ステップ８は異常判断部３１の指示に従って動作する第１の切替器３３が実行する。また、ステップ９は減算器３４が実行し、ステップ１０は比例ゲイン乗算器３６ａや微分器３５ｂや電流変換定数乗算器３７等が実行し、ステップ１５は異常判断部３１の指示に従って動作する第２の切替器３９が実行する。
また、以上の処理において、ＴＣスロットル制御系の重度異常は、ＴＣスロットルセンサ５からＴＣスロットルバルブ開度信号θｓが異常である場合のみであるが、さらに、ＴＣスロットルバルブ駆動回路４３やＴＣスロットル駆動モータ３中に流れる電流の電流値を監視しておき、この電流値異常の場合も、ＴＣスロットル制御系の重度異常とすることが好ましい。
【００３０】
次に、いずれかの制御系に異常が生じた場合のエンジン制御ユニット１０の動作について、図５に示すフローチャートに従って説明する。
まず、ステップ２１で、重度異常フラグが１（１の場合は重度異常）か否かを判断し、１であればステップ３４へとジャンプする。ステップ２１では、空気量センサ４５から空気流量Ｑａ、冷却水温センサ４６から冷却水温Ｔｗを取り込む。ステップ２３では、軽度異常フラグが１（１の場合は軽度異常）か否かを判断し、１であればステップ３１にジャンプする。ステップ２４では、空気量センサ４５からの空気流量信号Ｑａが正常な範囲内であるか判定し、正常であればステップ２５に進み、異常であればステップ３３に進む。空気流量信号Ｑａが異常であれば、点火時期を送らせてトラクション制御しても、エンジントルクの低減を保証できないので、ステップ３３にて重度異常フラグを１にして、ステップ３４で、第２の切替器１８を切り替えて、点火リタード量θｒを直ちに０にする。この結果、トラクション制御のために遅れていた点火時期は、通常の点火時期となり、エンジントルクは急激に増加する（＝トラクション制御によるエンジントルク低減量が急激に減る。）。ステップ２５では、冷却水温センサ４６からの冷却水温信号Ｔｗが正常な範囲にあるかを判定し、正常な範囲外であれば、エンジン制御系にとっては軽度の異常であると判断して、ステップ２９で、軽度異常フラグを１にする。ステップ２６では、スロットル制御系異常信号Ｕｔにより、スロットル制御系に異常があると認識すると、ステップ２５の場合と同様に、エンジン制御系にとっては軽度の異常であると判断して、ステップ２９で、軽度異常フラグを１にする。ステップ２９で、軽度異常フラグが１になると、ステップ３０で、このフローに入る直前の軽異常時点火目標リタード量θｒｆ（ｋ−１）を初期値θｒｆ’（ｋ）とし、ステップ３１で、軽異常時点火目標リタード量θｒｆ’（ｋ−１）から予め定めた微小量Δθｒを引いて、これを新たな目標開度軽異常時点火目標リタード量θｒｆ’（ｋ）とし、ステップ３２で、この新たな目標開度軽異常時点火目標リタード量θｒｆ’（ｋ）を点火リタード量θｒとする。これらステップ３１，３２が繰り返されることにより、トラクション制御のために遅れていた点火時期が徐々に通常の点火時期になり、エンジントルクは徐々に増加する（＝トラクション制御によるエンジントルク低減量が徐々に減る。）。エンジン制御系にとって、重度及び軽度異常がなければ、つまり制御系が全て正常であれば、ステップ２７に進んで、トラクション制御ユニット２０が求めたＴＣ点火目標リタード量θｒｔをそのまま新たな点火リタード量θｒとする。ステップ２８では、基本点火進角演算部１４で求めた基本点火進角θａに点火リタード量θｒを加えて、これを点火進角θａｄｖとして点火回路４２に出力する。
【００３１】
なお、以上の処理において、ステップ２１〜２６，２９，３３は異常判断部１５が実行し、ステップ３０，３１は軽度異常時点火目標リタード量演算部１６が実行し、ステップ２７，３２は異常判断部１５の指示に従って動作する第１の切替器１７が実行する。また、ステップ２８は加算器１９が実行し、ステップ３４は異常判断部１５の指示に従って動作する第２の切替器１８が実行する。
【００３２】
以上のように、トラクション制御中に、ＴＣスロットル制御系にとって重度の異常が発生した場合には、ＴＣスロットル制御系によるトラクション制御が直ちに中止される一方で、エンジン制御系によるトラクション制御が徐々に中止される（エンジントルクが徐々に通常の状態に復帰する。）。逆に、トラクション制御中に、エンジン制御系にとって重度の異常が発生した場合には、エンジン制御系によるトラクション制御が直ちに中止される一方で、ＴＣスロットル制御系によるトラクション制御が徐々に中止される。また、トラクション制御中に、ＴＣスロットル制御系に軽度の異常が発生した場合には、ＴＣスロットル制御系によるトラクション制御が徐々に中止され、エンジン制御系に軽度の異常が発生した場合には、エンジン制御系によるトラクション制御が徐々に中止される。
【００３３】
次に、図６〜図８を用いて、本実施例の具体的な効果を説明する。
図６は本実施例を適用しないシステムで、トラクション制御中に故障が発生した場合の車両の挙動を表したものである。滑り易い路面でアクセル開度θａが急激に大きくなると、エンジン出力の急激な増大とともに駆動輪７ｂの速度Ｓｄのみが急激に上昇し、従動輪７ａの速度Ｓｆとの速度差Ｓが上昇する。駆動輪７ｂが空転すると、トラクション制御系から、車輪の速度差、つまり駆動輪７ｂの空転量Ｓの大きさに応じてＴＣスロットル制御系とエンジン制御系とにエンジントルク低減ための目標値が出力される。その結果、エンジン制御系によるエンジントルク低減量Ｔｅ及びＴＣスロットル制御系によるエンジントルク低減量Ｔｔは増加し（エンジントルクは低減する。）、駆動輪７ｂの空転は所定の範囲に抑えられる。しかし、いずれかの制御系に異常が発生すると、トラクション制御を実行していない状態に直ちになるため、つまり、エンジン制御系もＴＣスロットル制御系も、異常に対して即リカバーするため、エンジン制御系によるエンジントルク低減量ＴｅもＴＣスロットル制御系によるエンジントルク低減量Ｔｔも、急激に少なくなり（エンジントルクは急激に増加する。）、駆動輪７ｂの空転が発生するので、車両の安定性が損なわれ、ドライバーが慌ててスロットルを戻しても、車両は既にスピン状態になっていることも有り得る。
【００３４】
図７は、本実施例において、ＴＣスロットル制御系にとって重度異常が発生した場合の車両の挙動を示している。ＴＣスロットル制御系にとって重度異常が発生すると、ＴＣスロットル制御系は、この異常に対して即リカバーして、ＴＣスロットル制御系によるエンジントルク低減量Ｔｔは、急激に小さくなる（エンジントルクは急激に増加する。）。しかし、エンジン制御系は、この異常に対して徐々リカバーして、エンジン制御系によるエンジントルク低減量Ｔｅは、徐々に小さくなる（エンジントルクは徐々に大きくなる。）。このため、駆動輪７ｂの速度Ｓｄの上昇はなめらかになり、急な空転発生やスピンの心配はない。
【００３５】
図８は、本実施例において、エンジン制御系にとって重度異常が発生した場合の車両の挙動を示している。エンジン制御系にとって重度異常が発生すると、エンジン制御系は、この異常に対して即リカバーして、エンジン制御系によるエンジントルク低減量Ｔｅは、急激に小さくなる。しかし、ＴＣスロットル制御系は、この異常に対して徐々リカバーして、ＴＣスロットル制御系によるエンジントルク低減量Ｔｔは、徐々に小さくなる。このため、駆動輪７ｂの速度Ｓｄの上昇はなめらかになり、急な空転発生やスピンの心配はない。
【００３６】
ＴＣスロットルバルブに他の実施例について、図９及び図１０を用いて説明する。
３ａ，３ｂはモータ３の回転出力に応じた回転をするギヤで、ギヤ３ｂの回転量はモータ・ポジション・センサ（ＭＰＳ）６８により検出される。ギヤ３ｂの回転は、ｃｌｏｓｅ方向の回転時のみ、レバー６１及びレバー６２を介してスロットルバルブ６０に伝達される。トラクション制御時におけるスロットルバルブ６０の開度はＴＣ時スロットル・ポジション・センサ６３にて検出される。
【００３７】
アクセルペダル５３の踏み込みに応じて、アクセルドラム５５が回転すると、同一軸上のレバー６５が回転する。スロットルバルブ６０側にも、レバー６５のｃｌｏｓｅ方向の回転で、このレバー６５に接触するように形成されているレバー６４が設けられている。レバー６５とスロットルバルブ６０側のレバー６４とは、ロストモーションスプリング６６にて連結されている。このロストモーションスプリング６６により、レバー６５は、ｃｌｏｓｅ方向の回転のみならず、ｏｐｅｎ方向の回転でも、レバー６４と接触できるようになっている。アクセルペダル５３の操作によるスロットルバルブ６０の開度は、通常時スロットル・ポジション・センサ（ＴＰＳ）２にて検出される。
【００３８】
トラクション制御のためのスロットルバルブ６０の開閉制御が行われていないときは、レバー６４とレバー６５とはロストモーションスプリング６６にて引き寄せられて接触しており、アクセルドラム回転量とスロットル開度とは一致している。また、このとき、レバー６１は、アクセルペダル５３の動作範囲内においては、レバー６２と接触しない退避位置に位置している。
【００３９】
トラクション制御のために、スロットルバルブ６０の開閉制御を実行する際には、モータ３が駆動する。モータ３の駆動により、ギヤ３ｂがｃｌｏｓｅ方向に回転し、退避位置に位置していたレバー６１がレバー６２と接触すると、ギヤ３ｂの回転に伴ってスロットルバルブ６０もｃｌｏｓｅ方向に回転し、ギヤ３ｂの回転量とスロットルバルブ６０の開度変化量とが一致するようになる。このとき、アクセルドラムの回転方向における位置とスロットル開度とは一致しなくなっている。
【００４０】
ここで、以上の動作について、図９を用いて詳細に説明する。なお、図９は、軸の回転運動を理解し易いように、直線的な横運動に変えて示している。このため、同図において、アクセルペダル５３が踏み込まれ、スロットルバルブ６０を開く方向に回転することは、レバー６５がアクセルドラム５５に引かれ、左側に移動することに対応している。トラクション制御のためのスロットルバルブ６０の開閉制御が行われていないとき、スロットルバルブ６０側のレバー６４は、ロストモーションスプリング６６によりアクセルドラム５５に取付けられているレバー６５と接触させられおり、レバー６５の回転と連動する。また、レバー６１はギアリターンスプリング６９により、前述した退避位置に位置しており、レバー６２と接触していない。
【００４１】
トラクション制御により、モータ３が駆動されると、ギヤリターンスプリング６９に逆らって、レバー６１は右に移動する。このとき、レバー６２はレバー６１に引っかかり右に移動され、スロットルバルブ６０はｃｌｏｓｅ方向に回転することとなる。このとき、レバー６１の右への移動に伴って、レバー６４も右へ移動し、レバー６４とレバー６５とを連結するロストモーションスプリング６６が伸ばされて、レバー６４とレバー６５とは離れる。この結果、スロットルバルブ６０はアクセルペダル５３の動作から解放される。アクセルペダル５３が操作されていないときは、リターンスプリング５６により、スロットルバルブ６０が全閉位置に戻される。
【００４２】
このように、一のスロットルバルブ６０でも、モータ３の駆動によるバルブ動作と、アクセルペダル５３の操作によるバルブ動作とを独立させることにより、トラクション制御を実行することができる。なお、この場合、トラクション制御時において、ＴＣスロットル制御ユニット３０に入力させるスロットルバルブ６０の開度信号としては、モータ・ポジション・センサ（ＭＰＳ）６８からの信号を用いる。
【００４３】
ところで、以上の実施例では、ＴＣスロットルバルブの開度、及び点火時期の制御によって、トラクション制御を実行しているが、これらに加えて、さらに燃料噴射気筒を制御して、トラクション制御を実行してもよい。この場合、燃料噴射制御系にとって、重度の異常は吸入空気量信号Ｑａの異常等で、軽度の異常は冷却水信号Ｔｗの異常やＴＣスロットル制御系の異常等になる。また、燃料噴射制御系にとって重度の異常の場合には、トラクション制御のために、いくつかの気筒への燃料噴射を中止していた状態から、すべての気筒への燃料噴射を実行するようにし、軽度の異常の場合には、燃料噴射を中止している複数の気筒に対して、一気筒ずつ順次燃料噴射を実行するようにする。
【００４４】
また、以上の実施例は、点火プラグ９が設けられているガソリンエンジン５０に対して、本発明を適用したものであるが、本発明を点火プラグのないディーゼルエンジンに適用してもよい。この場合、当然、点火時期を制御してトラクション制御することはできないので、ＴＣスロットルバルブの制御と燃料噴射気筒の制御とにより、トラクション制御を実行することになる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、いずらかのエンジントルク低下手段でエンジントルクを低下させることに支障が生じた場合でも、支障が生じていない他のエンジントルク低下手段の影響によるエンジントルクは徐々に元のトルクに復帰するので、トラクション制御を乗員にとって安全に停止させることができる。従って、トラクション制御中に故障が起こっても、急激なエンジントルク増加によって駆動輪の空転が急に再開してしまうことはなく、車両のスピン等を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例のトラクション制御装置の回路図である。
【図２】本発明に係る一実施例の自動車の構成を示す説明図である。
【図３】本発明に係る一実施例のスロットルバルブ回りの構成を示す説明図である。
【図４】本発明に係る一実施例のトラクション制御中に異常が生じた場合のＴＣスロットル制御ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る一実施例のトラクション制御中に異常が生じた場合のエンジン制御ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明が適用されていないトラクション制御装置において、トラクション制御中に異常が生じた場合の車両挙動を示すグラフである。
【図７】本発明に係る一実施例のＴＣスロットル制御系にとって重度の異常が生じた場合の車両挙動を示すグラフである。
【図８】本発明に係る一実施例のエンジン制御系にとって重度の異常が生じた場合の車両の挙動を示すグラフである。
【図９】本発明に係る他の実施例のスロットルバルブ回りの構成を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る他の実施例のスロットルバルブ回りの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１…メインスロットルバルブ、３…ＴＣスロットル駆動モータ、４…ＴＣスロットルバルブ、６ａ…従動輪速センサ、６ｂ…駆動輪速センサ、７ａ…従動輪、７ｂ…駆動輪、８…燃料噴射バルブ、９…点火プラグ、１０…エンジン制御ユニット、１５…エンジン制御系異常判断部、１６…軽度異常時点火目標リタード量演算部、１７…（エンジン制御ユニットの）第１の切替器、１８…（エンジン制御ユニットの）第２の切替器、２０…トラクション制御ユニット、２１…空転量検出部、２２…ＴＣスロットル目標開度演算部、２３…ＴＣ点火目標リタード量演算部、３０…ＴＣスロットル制御ユニット、３１…ＴＣスロットル制御系異常判断部、３２…軽度異常時スロットル目標開度演算部、３３…（ＴＣスロットル制御ユニットの）第１の切替器、３４…（ＴＣスロットル制御ユニットの）第２の切替器、４５…空気量センサ、４６…冷却水温センサ、４７…クランク角センサ、５０…エンジン、５１…吸気管、５３…アクセルペダル。
【図１】
0003573492.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003573492.tif 000008
【図８】
0003573492.tif 000009
【図９】
0003573492.tif 000010
【図１０】
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