JP2009184625A

JP2009184625A - 路面摩擦係数推定装置、及び、この路面摩擦係数推定装置を備えた４輪駆動車の駆動力配分制御装置

Info

Publication number: JP2009184625A
Application number: JP2008029241A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Yamazaki; 義暢山崎; Masaru Kogure; 勝小暮
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2009-08-20
Anticipated expiration: 2028-02-08
Also published as: JP5033008B2

Abstract

【課題】加減速の広い運転領域でレスポンス良く精度の良い路面摩擦係数を推定する。
【解決手段】加速条件成立時には第１の路面摩擦係数推定部４で車輪に付加する推定駆動力Ｆｍと車両が発生している発生駆動力Ｆｄを演算し、これらを基に第１の路面摩擦係数μ１を推定する。また、減速条件成立時には第２の路面摩擦係数推定部５で車体減速度Ｇｘと前後輪すべり率差ｄｓとを演算し、これらを基に第２の路面摩擦係数μ２を推定する。路面摩擦係数設定部６は、加速条件成立の際には、第１の路面摩擦係数μ１と、保持されていた第２の路面摩擦係数μ２とを比較して、小さい値の方の路面摩擦係数を今回の路面摩擦係数μｎとして設定し、減速条件成立の際には、そのまま第２の路面摩擦係数μ２を今回の路面摩擦係数μｎとして設定し、それ以外の際には、前回設定した路面摩擦係数μn-1を今回の路面摩擦係数μｎとして設定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、走行状態に応じて精度良く路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定装置、及び、この路面摩擦係数推定装置を備えた４輪駆動車の駆動力配分制御装置に関する。

近年、車両においてはトラクション制御，制動力制御，あるいはトルク配分制御等について様々な制御技術が提案され、実用化されている。これらの技術では、必要な制御パラメータの演算、あるいは、補正に路面摩擦係数を用いるものも多く、その制御を適切に実行するためには、正確な路面摩擦係数を推定する必要がある。

例えば、特開２００３−２３７５５８号公報では、４輪の平均車輪速度を車体速度として求め、この車体速度を微分して車両の前後加速度として演算し、主ブレーキ制動時に動力配分制御装置の油圧多板クラッチの締結を解放方向にさせ、後輪の車輪速度と前輪の車輪速度の差を前輪の車輪速度で除してすべり速度差変数を演算し、車両の前後加速度、すべり速度差変数を基に、予め設定しておいたマップを基に路面状態を推定する技術が開示されている。
特開２００３−２３７５５８号公報

しかしながら、上述の特許文献１の技術では、例えば前後駆動力配分機構を有する４輪駆動車において、その制御を一般的に良く知られている、駆動トルクに応じたフィードフォワード制御と車輪差回転に応じたフィードバック制御により実行する場合、加速時に路面摩擦係数を推定できない問題が生じる。つまり、前後駆動力配分機構を有する４輪駆動車において、通常、加速時は、前後輪に車輪速の差が発生したとしてもその車輪速の差を打ち消すように締結方向に前後駆動力配分機構を制御し、トラクションを最大限発揮できるようにしている。したがって、前後輪に車輪速の差が発生しない加速時においては前後輪のすべり速度差変数(前後輪すべり率差)を利用して路面摩擦係数を推定する手法が適用できない。さらに、全輪が駆動状態であるため前後輪の駆動力（及びスリップ率）が時々刻々と変化し、前後輪すべり率差をその時々で正しく算出できない問題もある。さらに、４輪駆動車、２輪駆動車に関わらず、前後すべり率差を利用して路面摩擦係数を推定する手法は旋回時に路面摩擦係数を精度良く推定できない問題もある。つまり、旋回中においては旋回半径に応じた前後輪のすべり率差が発生してしまうため、路面摩擦係数による前後輪のすべり率差以外の外的要因が加わってしまい、路面摩擦係数を誤判定してしまう虞がある。そして結果として、直進付近でしか推定の原理を適用できないという問題もある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、加速時や減速時の広い運転領域でレスポンス良く精度の良い路面摩擦係数を推定できる路面摩擦係数推定装置、及び、この路面摩擦係数推定装置を備えた４輪駆動車の駆動力配分制御装置を提供することを目的とする。

本発明による路面摩擦係数推定装置は、車輪に付加した駆動力と車両が発生した駆動力とに基づいて路面摩擦係数を推定する第１の路面摩擦係数推定手段と、減速度と前後輪すべり率差とに基づいて路面摩擦係数を推定する第２の路面摩擦係数推定手段と、予め設定した加速条件が成立する際は、少なくとも上記第１の路面摩擦係数推定手段で推定した路面摩擦係数を用いて今回の路面摩擦係数を設定し、予め設定した減速条件が成立する際は、少なくとも上記第２の路面摩擦係数推定手段で推定した路面摩擦係数を用いて今回の路面摩擦係数を設定する路面摩擦係数設定手段とを備えたことを特徴としている。

また、本発明による４輪駆動車の駆動力配分制御装置は、前後輪への駆動力配分を可変制御する４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の路面摩擦係数推定装置を備え、前記駆動力配分制御装置は加速時に前後輪の車輪速差を打ち消すよう締結方向に前後駆動力配分を制御する一方、減速時は前後輪の車輪速差を許容する方向に前後駆動力配分を制御することを特徴としている。

本発明によれば、加速時は車輪に付加した駆動力と車両に実際に発生している駆動力とから路面摩擦係数を推定している。ここで、車輪に付加した駆動力と車両に実際に発生している駆動力は前後輪すべり率差に依存していないため、駆動力配分機構を有する４輪駆動車のように加速時に前後輪すべり率差を打ち消すように締結方向に駆動力配分制御する場合であっても適用できる。また、車輪に付加した駆動力と車両に実際に発生している駆動力は旋回による影響を受けないため精度良く路面摩擦係数を推定することが可能となる。一方、減速時は減速度と前後輪すべり率差とから精度良く路面摩擦係数を推定できる。つまり、例えば４輪駆動車の前後の駆動力配分制御は減速時に作動するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ；Anti-lock Brake System）や横滑防止装置が効果的に働くよう前後輪のすべり率差を許容する方向に制御している。そのため前後すべり率差を時々刻々算出できるため精度良く路面摩擦係数を推定できる。なお、加速時の路面摩擦係数を推定する手法、つまり車輪に付加した駆動力と車両が発生した駆動力とに基づいて路面摩擦係数を推定する手法を減速時に適用することも可能であるが、減速時に適用した場合、次の問題が生じるため、本発明のように減速時は減速度と前後輪すべり率差から路面摩擦係数を推定した方が良い。減速時に加速時の路面摩擦係数を推定する手法を適用した場合、車輪に付加した制動力と車両が発生した制動力とに基づいて路面摩擦係数を推定することになる。ここで、車両が発生した制動力はタイヤに直接設置したトルクセンサや前後加速度センサから精度良く求めることができる。一方、車輪に付加した制動力は主ブレーキのブレーキ液圧から算出することになる。ここで、車輪に付加した制動力はディスクブレーキのブレーキパッドやロータ等のバラツキが外乱として作用し、ブレーキ液圧からは精度良く車輪に付加した制動力を算出できない問題が生じる。したがって、減速時は加速度の路面摩擦係数を推定する手法は有効に適用できず、本発明のように減速度と前後すべり率差から路面摩擦係数を推定した方が良い。

以上より、本発明によれば、走行状態に応じて最適な手法で路面摩擦係数を推定することで加速時や減速時の広い運転領域でレスポンス良く精度の良い路面摩擦係数を推定できる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１乃至図１３は本発明の実施の第１形態を示し、図１は路面摩擦係数推定装置の構成を示す機能ブロック図、図２は第１の路面摩擦係数推定部の構成を示す機能ブロック図、図３は第２の路面摩擦係数推定部の構成を示す機能ブロック図、図４は路面摩擦係数推定プログラムのフローチャート、図５は第１の路面摩擦係数推定処理ルーチンのフローチャート、図６は第２の路面摩擦係数推定処理ルーチンのフローチャート、図７は図６から続くフローチャート、図８はドライビングスティフネス係数と車速と第１の路面摩擦係数の特性マップの一例を示す説明図、図９はドライビングスティフネス係数と車速とスリップ率の関係を示す説明図、図１０は路面摩擦係数とスリップ率のタイヤ特性曲線の説明図、図１１は車両の旋回を２輪車モデルで示す説明図、図１２は前後輪すべり率差とステアリング舵角の関係を示す説明図、図１３は車体減速度と前後輪すべり率差と路面摩擦係数の関係を示す説明図である。

図１において、符号１は特に４輪駆動車に搭載されて、路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定装置を示し、この路面摩擦係数推定装置１から出力された路面摩擦係数の値は、前後駆動力配分の配分量を決定する１パラメータとして用いられる。

路面摩擦係数推定装置１の制御部２には、４輪の車輪速センサ１１、アクセル開度センサ１２、前後加速度センサ１３、ハンドル角センサ１４、ブレーキペダルスイッチ１５等のセンサ、スイッチ類が接続され、４輪車輪速ωfl（左前輪車輪速）、ωfr（右前輪車輪速）、ωrl（左後輪車輪速）、ωrr（右後輪車輪速）、アクセル開度θACC、前後加速度Ｇxs、ハンドル角（ステアリング舵角）θＨ、ブレーキの作動信号が入力される。

また、制御部２には、エンジン制御部１６、及び、トランスミッション制御部１７が接続されており、エンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度θth、タービン回転数Ｎｔ、トランスミッションギヤ比ｉが入力される。

更に、車両には、駆動輪のスリップ状態またはスリップしそうな状態となった場合に駆動力を低減する公知のトラクションコントロール装置１８、制動時における制動力を制御して車輪のロック状態の発生を防止する公知のアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ；Anti-lock Brake System）１９、車両の横滑りの挙動を防止する横滑防止装置２０が搭載されており、これらの作動信号も制御部２に入力される。尚、上述の横滑防止装置２０は、例えば、実際のヨーモーメントと、車両の運動方程式に基づいて求める目標ヨーモーメントとを比較して、現在の車両の運転状態がアンダーステア傾向の場合には、旋回内側後輪に所定の制動力を付加し、オーバーステア傾向の場合には、旋回外側前輪に所定の制動力を付加することにより車両の横滑りを防止するものとなっている。

そして、路面摩擦係数推定装置１の制御部２は、上述の各入力信号に基づき、後述する路面摩擦係数推定プログラムを実行し、路面摩擦係数μｎを推定して出力する。すなわち、制御部２は、図１に示すように、加減速判定部３、第１の路面摩擦係数推定部４、第２の路面摩擦係数推定部５、路面摩擦係数設定部６から主要に構成されている。

加減速判定部３は、４輪車輪速センサ１１から各車輪の車輪速ωfl、ωfr、ωrl、ωrrが入力され、アクセル開度センサ１２からアクセル開度θACCが入力され、ブレーキペダルスイッチ６からブレーキのＯＮ−ＯＦＦ信号が入力される。

そして、アクセル開度θACCが一定開度以上（例えば、５％以上）で、且つ、４輪の車輪速ωfl、ωfr、ωrl、ωrrの最小値が一定速以上（例えば、２km/h以上）の際に加速条件成立と判定する。また、ブレーキがＯＮの際には減速条件成立と判定する。

こうして得られる３つの判定結果、すなわち、加速条件成立、減速条件成立、加速条件も減速条件も非成立の判定結果は、第１の路面摩擦係数推定部４、第２の路面摩擦係数推定部５、路面摩擦係数設定部６に出力される。

第１の路面摩擦係数推定部４は、第１の路面摩擦係数推定手段として設けられており、４輪の車輪速センサ１１から４輪車輪速ωfl、ωfr、ωrl、ωrrが入力され、前後加速度センサ１３から前後加速度Ｇxsが入力され、エンジン制御部１６からエンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度θthが入力され、トランスミッション制御部１７からタービン回転数Ｎｔ、トランスミッションギヤ比ｉが入力され、加減速判定部３から加速条件成立、減速条件成立、加速条件も減速条件も非成立の判定結果が入力される。

そして、第１の路面摩擦係数推定部４は、加速条件が成立した際に、上述の各入力信号に基づき、後述する第１の路面摩擦係数推定処理ルーチンを実行し、第１の路面摩擦係数μ１を推定して路面摩擦係数設定部６に出力する。

すなわち、第１の路面摩擦係数推定部４は、図２に示すように、車速演算部４ａ、発生駆動力演算部４ｂ、推定駆動力演算部４ｃ、発生駆動力差分値演算部４ｄ、推定駆動力差分値演算部４ｅ、ドライビングスティフネス係数演算部４ｆ、第１の路面摩擦係数設定部４ｇから主要に構成されている。

車速演算部４ａは、４輪車輪速センサ１１から各車輪の車輪速ωfl、ωfr、ωrl、ωrrが入力され、これらの平均を演算することで車速Ｖ（＝（ωfl＋ωfr＋ωrl＋ωrr）／４）を演算し、第１の路面摩擦係数設定部４ｇに出力する。

発生駆動力演算部４ｂは、前後加速度センサ１３から前後加速度Ｇxsが入力され、例えば、以下の（１）式により、発生駆動力Ｆｄを演算し、発生駆動力差分値演算部４ｄに出力する。
Ｆｄ＝（（Ｍ・ｒ^２＋Ｊｗ）／ｒ）・Ｇxs …（１）
ここで、Ｍは車重、ｒはタイヤ半径、Ｊｗは車輪と車軸などを併せた回転部分の慣性モーメントである。

推定駆動力演算部４ｃは、エンジン制御部１６からエンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度θthが入力され、トランスミッション制御部１７からタービン回転数Ｎｔ、トランスミッションギヤ比ｉが入力される。そして、例えば、以下の（２）式により、推定駆動力Ｆｍを演算し、推定駆動力差分値演算部４ｅに出力する。
Ｆｍ＝Ｔｍ／ｒ …（２）
ここで、Ｔｍは駆動トルクであり、例えば、以下の（３）式により、演算される。
Ｔｍ＝Ｔｅ・ｉ・ｉｆ・ｔconv …（３）
ここで、Ｔｅは予め設定しておいたエンジン回転数Ｎｅとスロットル開度θthの特性マップを基に演算されるエンジン出力トルク、ｉｆは終段減速機のギヤ比、ｔconvはトルクコンバータ（図示せず）のトルコン比であり、このトルコン比ｔconvは、トルクコンバータの速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｅ）を基に予め設定されたマップから求められる。尚、エンジン出力トルクＴｅはエンジン制御部１６等から直接入力される値を用いても良く、トルコン比ｔconvはトランスミッション制御部１７等から直接入力される値を用いても良い。

発生駆動力差分値演算部４ｄは、発生駆動力演算部４ｂから発生駆動力Ｆｄが入力される。そして、発生駆動力Ｆｄの今回の値Ｆd(k)と、過去の値（本実施の第１形態では前回の値：Ｆd(k-1)）との差分値（発生駆動力差分値）ΔＦｄを演算し、ドライビングスティフネス係数演算部４ｆに出力する。すなわち、
ΔＦｄ＝Ｆd(k)−Ｆd(k-1) …（４）
尚、本実施の第１形態では、今回の値Ｆd(k)と前回の値Ｆd(k-1)とで発生駆動力差分値ΔＦｄを演算するようにしているが、前回の値ではなく数サンプリング前の値を過去の値として用いるようにしても良い。

推定駆動力差分値演算部４ｅは、推定駆動力演算部４ｃから推定駆動力Ｆｍが入力される。そして、推定駆動力Ｆｍの今回の値Ｆm(k)と、過去の値（本実施の第１形態では前回の値：Ｆm(k-1)）との差分値（推定駆動力差分値）ΔＦｍを演算し、ドライビングスティフネス係数演算部４ｆに出力する。すなわち、
ΔＦｍ＝Ｆm(k)−Ｆm(k-1) …（５）
尚、本実施の第１形態では、今回の値Ｆm(k)と前回の値Ｆm(k-1)とで推定駆動力差分値ΔＦｍを演算するようにしているが、前回の値ではなく数サンプリング前の値を過去の値として用いるようにしても良い。

ドライビングスティフネス係数演算部４ｆは、発生駆動力差分値演算部４ｄから発生駆動力差分値ΔＦｄが入力され、推定駆動力差分値演算部４ｅから推定駆動力差分値ΔＦｍが入力される。そして、これら発生駆動力差分値ΔＦｄと推定駆動力差分値ΔＦｍにより、後述する、スリップ率λと路面摩擦係数μの関係を示すタイヤ特性のドライビングスティフネス係数Ｑを演算し、第１の路面摩擦係数設定部４ｇに出力する。本実施の第１形態では、ドライビングスティフネス係数Ｑを時系列データから推定する方法として、一般的なパラメータ同定手法の一つである固定トレース法を用いる。すなわち、固定トレース法によれば、φの推定値であるφｅを求める式は、以下の（６）式で与えられる。尚、式中の添字（ｋ）は今回の値、（ｋ−１）は前回の値であることを示す。
φe(k)＝φe(k-1)−（Ｆ(k-1)・ｐ(k)）／（ζ＋ｐ(k)^Ｔ・Ｆ(k-1)・ｐ(k)）
・（ｐ(k)^Ｔ・φe(k-1)−ｙ(k)） …（６）
ここで、ζは以下の（７）式で与えられる。
ζ＝１／（１＋Ｆ(k-1)^２・ｐ(k)^２） …（７）

すなわち、ドライビングスティフネス係数Ｑは、後述の（１４）式に示すように、Ｑ＝ΔＦｄ／ΔＦｍで与えられる。発生駆動力差分値ΔＦｄには、時々刻々変化するピッチング運動やサスペンション系の変動が含まれるため、パラメータ同定手法を用いて求めることにより、安定した精度の良いドライビングスティフネス係数Ｑが得られるようになっている。

そして、上述の（６）式、（７）式に対し、以下のようにパラメータを代入し、ドライビングスティフネス係数Ｑを推定するのである。
φe(k)＝Ｑ、ｐ(k)＝ｐ(k)^Ｔ＝ΔＦｍ、ｙ(k)＝ΔＦｄ
尚、トレースゲインであるＦ(k-1)は、例えば、０．０００１とする。

また、本実施の第１形態では、ドライビングスティフネス係数演算部４ｆにおいてドライビングスティフネス係数Ｑをパラメータ同定手法を用いて求めるようになっているが、発生駆動力差分値ΔＦｄと推定駆動力差分値ΔＦｍの値を安定して求めることができるのであれば、単に、発生駆動力差分値ΔＦｄと推定駆動力差分値ΔＦｍとの比率により、ドライビングスティフネス係数Ｑを推定するようにしても良い。

第１の路面摩擦係数設定部４ｇは、車速演算部４ａから車速Ｖが入力され、ドライビングスティフネス係数演算部４ｆからドライビングスティフネス係数Ｑが入力される。そして、車速Ｖとドライビングスティフネス係数Ｑを基に予め記憶しておいたドライビングスティフネス係数Ｑと車速Ｖと第１の路面摩擦係数μ１との関係を示す特性マップ（図８）を参照して第１の路面摩擦係数μ１を設定する。そして、今回設定した第１の路面摩擦係数μ１(k)と前回設定した第１の路面摩擦係数μ１(k-1)とを比較して小さい方の値を出力する。このように小さい方の値を出力することにより、低μ路をできるだけ早期に且つ安定して検出し、特に加速時に要求される４輪駆動車の前後駆動力配分制御にレスポンス良く対応できるようになっている。

ここで、図８のドライビングスティフネス係数Ｑと車速Ｖと第１の路面摩擦係数μ１との関係を示すマップについて説明する。Ｍを車重、Ｍｗを回転部分重量、Ｖを車体速度、Ｖｗを４輪平均車速、ωを駆動輪回転速度、Ｎを垂直荷重、μを路面摩擦係数とおくと、一輪モデルより車輪の運動方程式は、以下の（８）式となる。
Ｍｗ・（ｄＶｗ／ｄｔ）＝Ｆｍ−Ｆｄ …（８）

また、車体の運動方程式は、以下の（９）式で与えられる。

Ｍ・（ｄＶ／ｄｔ）＝Ｆｄ …（９）
但し、車輪の運動は、Ｍｗ＝Ｊｗ／ｒ^２、Ｆｍ＝Ｔｍ／ｒ、Ｖｗ＝ｒ・ωとする。

また、路面とタイヤ間の特性（タイヤ特性）は、スリップ率と路面摩擦係数の路面摩擦関数（図１０参照）により記述され、μは次式で定義される。
μ＝Ｆｄ／Ｎ …（１０）
ここで、駆動時のスリップ率λは次式で表される。

λ＝（Ｖｗ−Ｖ）／Ｖｗ …（１１）
以下では駆動時のみを考え、タイヤ・路面系を動作点の近似により取り扱う。ここで、あるスリップ率λ０における路面摩擦係数μの傾きをａと定義する。（８）式〜（１１）式の摂動システムを作りスリップ率λを消去すると、以下の（１２）、（１３）式が得られる。

（ｄｘ／ｄｔ）＝Ａ・ｘ＋Ｂ・ΔＦｍ …（１２）
ΔＦｄ＝Ｃ・ｘ …（１３）
但し、

ここで、Ｖ０、Ｖw0は、それぞれ動作点における車体速度と駆動輪速度である。

以上によりタイヤに与えたトルクから駆動力までの伝達関数を計算すると、ドライビングスティフネス係数Ｑについての以下の（１４）式を得る。
Ｑ＝ΔＦｄ／ΔＦｍ＝Ｋ／（１＋τ０・ｓ） …（１４）
ここで、
Ｋ＝（Ｍ・（１−λ０））／（Ｍｗ＋Ｍ・（１−λ０）） …（１５）
τ０＝（（Ｍｗ・Ｖw0）／（ａ・Ｎ））
・（Ｍ／（Ｍｗ＋Ｍ・（１−λ０）） …（１６）

上述の（１４）式を基に、ドライビングスティフネス係数Ｑとスリップ率λの関係を示すと、図９に示す特性図となる。

そして、図１０に示す、路面摩擦係数とスリップ率のタイヤ特性曲線を基に、スリップ率が路面摩擦係数がピークとなる前のスリップ率（例えば、７％）を目標に、路面摩擦係数μを、例えば、０．３とおき、車速Ｖ、ドライビングスティフネス係数Ｑ、路面摩擦係数μの関係を設定すると、図８に示すような、ドライビングスティフネス係数Ｑと車速Ｖと第１の路面摩擦係数μ１の特性マップが得られるのである。

次に、第２の路面摩擦係数推定部５について説明する。第２の路面摩擦係数推定部５は、第２の路面摩擦係数推定手段として設けられており、４輪の車輪速センサ１１から４輪車輪速ωfl、ωfr、ωrl、ωrrが入力され、アクセル開度センサ１２からアクセル開度θACCが入力され、ハンドル角センサ１４からステアリング舵角θＨが入力され、ブレーキペダルスイッチ１５からブレーキのＯＮ−ＯＦＦ信号が入力され、トラクションコントロール装置１８、ＡＢＳ１９、横滑防止装置２０からそれぞれの作動信号が入力され、加減速判定部３から加速条件成立、減速条件成立、加速条件も減速条件も非成立の判定結果が入力される。

そして、第２の路面摩擦係数推定部５は、減速条件が成立した際に、上述の各入力信号に基づき、後述する第２の路面摩擦係数推定処理ルーチンを実行し、第２の路面摩擦係数μ２を推定して路面摩擦係数設定部６に出力する。

すなわち、第２の路面摩擦係数推定部５は、図３に示すように、速度演算部５ａ、減速度演算部５ｂ、前後輪すべり率差演算実行条件判定部５ｃ、前後輪すべり率差演算部５ｄ、路面摩擦係数瞬間値演算部５ｅ、路面判定実行条件判定部５ｆ、第２の路面摩擦係数設定部５ｇから主要に構成されている。

速度演算部５ａは、４輪車輪速センサ１１から各車輪の車輪速ωfl、ωfr、ωrl、ωrrが入力され、以下の（１７）式により前輪車輪速Ｖｆ、以下の（１８）式により後輪車輪速Ｖｒを演算し、この後輪車輪速Ｖｒを擬似車体速Ｖとして設定する。
Ｖｆ＝（ωfl＋ωfr）／２ …（１７）
Ｖｒ＝Ｖ＝（ωrl＋ωrr）／２ …（１８）

そして、車体速Ｖは、減速度演算部５ｂ、前後輪すべり率差演算実行条件判定部５ｃ、前後輪すべり率差演算部５ｄに出力され、前輪車輪速Ｖｆと後輪車輪速Ｖｒは、前後輪すべり率差演算部５ｄに出力される。

減速度演算部５ｂは、速度演算部５ａから車体速Ｖが入力され、この車体速Ｖを微分処理することにより、車体減速度Ｇｘを演算し、前後輪すべり率差演算実行条件判定部５ｃ、路面摩擦係数瞬間値演算部５ｅ、路面判定実行条件判定部５ｆ、第２の路面摩擦係数設定部５ｇに出力する。

前後輪すべり率差演算実行条件判定部５ｃは、アクセル開度センサ１２からアクセル開度θACCが、ハンドル角センサ１４からステアリング舵角θＨが、速度演算部５ａから車体速Ｖが、減速度演算部５ｂから車体減速度Ｇｘが入力される。

そして、以下の４つの条件の１つでも満足する場合は、前後輪すべり率差演算部５ｄにおける前後輪すべり率差ｄｓの演算、及び、第２の路面摩擦係数設定部５ｇにおける車体減速度Ｇｘ−前後輪すべり率差ｄｓ−路面摩擦係数μの関係を用いた新たな路面摩擦係数μ２の推定に適さないと判定する。この判定結果の信号は、前後輪すべり率差演算部５ｄ、第２の路面摩擦係数設定部５ｇに出力される。
・条件１…Ｖ≦Ｖｃ（例えば、２０km/h）
・条件２…｜θＨ｜≧θH1（例えば、６０deg）
・条件３…θACC≧θACC1（例えば、０％）
・条件４…Ｇｘ≧Ｇxc1（例えば、４m/s^２）
ここで、上述の各条件について説明する。まず、条件１について説明する。

本実施の第１形態では、路面摩擦係数瞬間値演算部５ｅにおいて、前後輪すべり率差ｄｓの基準値として、前後輪すべり率差ｄｓが、例えば０．００６（０．６％）以下の時を、路面摩擦係数が０．７５以上の高μ値と判断している。従って、車輪速情報は、０．００６（０．６％）の前後輪すべり率差ｄｓを検出できるだけの精度を有している必要がある。４輪車輪速センサ１１により検出される車輪速の分解能が、例えば０．０５とすると、次式から、路面判定が可能な最低車速（車速閾値）Ｖｃが求められる。
Ｖｃ＝０．０５／０．００６＝８．３（km/h） …（１９）

また、路面摩擦係数の推定中（例えば、８００msの時間がかかると推定）の車速低下や、その他の誤差等を考慮し、前後輪すべり率差ｄｓの演算、第２の路面摩擦係数μ２の推定を行う車速閾値をＶｃ＝２０km/hと設定する。

尚、上述の（１９）式からも明らかなように、４輪車輪速センサ１１により検出される車輪速の分解能が更に粗くなる場合や、前後輪すべり率差ｄｓの基準値をより小さな値にする場合は、車速閾値Ｖｃは、より大きな値に設定する必要がある。

次に、条件２について、図１１を基に説明する。
前後輪の速度差は操舵を行っても発生する。操舵による前後輪速度比が最も大きくなるのは低速走行時であるから、アッカーマンジオメトリによりロジックが動作可能な舵角範囲を求める。図１１において、前輪車輪速Ｖｆ＝Ｒｆ・ω、後輪車輪速Ｖｒ＝Ｒｒ・ωであるから、前後輪すべり率差ｄｓは次式で求められる。
ｄｓ＝（Ｖｆ−Ｖｒ）／Ｖｒ＝（Ｒｆ・ω−Ｒｒ・ω）／Ｒｒ・ω
＝（Ｒｆ−Ｒｒ）／Ｒｒ＝Ｒｆ／Ｒｒ−１
＝（１／cos（δｆ））−１ …（２０）
ここで、δｆは前輪舵角であり、δｆ＝θＨ／ｎ（ｎはステアリングギヤ比：例えば１６．５）である。この（２０）式で得られる特性を、図１２に示す。

上述の（２０）式において、前後輪すべり率差ｄｓが基準値である前述の０．００６（０．６％）以下となるステアリング舵角θH2を逆算すると、θH2＝１０５（deg）となる。すなわち、１０５（deg）程度操舵すると、０．００６（０．６％）の閾値を越えることがわかる。外乱等を考慮すると実際の操舵閾値は、更に小さな角度に設定する必要があり、本実施の第１形態では、ステアリング舵角の絶対値｜θＨ｜がθH1＝６０（deg）よりも大きい場合（前後輪すべり率差ｄｓが０．００１（０．１％）に相当する場合）は、前後輪すべり率差ｄｓの演算、第２の路面摩擦係数μ２の設定を行わないように設定する。

次に、条件３について説明する。
主ブレーキ制動中に駆動力をかけた場合、前後輪すべり率差ｄｓが乱れ、判定不可能となる虞があるため、本実施の第１形態では、アクセル開度θACCがθACC1（例えば、０％）より大きいときは、前後輪すべり率差ｄｓの演算、第２の路面摩擦係数μ２の設定を行わないように設定する。

次に、条件４について説明する。
車体減速度Ｇｘが大きくなると、車体減速度Ｇｘと前後輪すべり率差ｄｓの関係が非線形となる。また、車体減速度Ｇｘが小さな領域でのみロジックを作動させようとすると、判定精度の低下が懸念される。従って、本実施の第１形態では、車体減速度ＧｘがＧxc1（例えば、４m/s^２）以上の場合に前後輪すべり率差ｄｓの演算、第２の路面摩擦係数μ２の設定を行わないように設定する。

前後輪すべり率差演算部５ｄは、速度演算部５ａから車体速Ｖ、前輪車輪速Ｖｆ、後輪車輪速Ｖｒが入力され、前後輪すべり率差演算実行条件判定部５ｃから前後輪すべり率差ｄｓの演算を行うか否かの判定結果の信号が入力される。そして、前後輪すべり率差演算実行条件判定部５ｃから前後輪すべり率差ｄｓの演算を行うとの判定結果の際に、以下の（２１）式により前後輪すべり率差ｄｓを演算し、路面摩擦係数瞬間値演算部５ｅに出力する。
ｄｓ＝｜Ｖｆ−Ｖｒ｜／Ｖ …（２０）

路面摩擦係数瞬間値演算部５ｅは、減速度演算部５ｂから車体減速度Ｇｘが、前後輪すべり率差演算部５ｄから前後輪すべり率差ｄｓが入力される。そして、予め記憶しておいた車体減速度Ｇｘと前後輪すべり率差ｄｓと路面摩擦係数μの関係を示すマップを参照し、一時的に路面摩擦係数（本実施の第１形態では、路面摩擦係数瞬間値と呼ぶ）μＭを設定し、この路面摩擦係数瞬間値μＭを第２の路面摩擦係数設定部５ｇに出力する。

尚、予め記憶しておいた車体減速度Ｇｘと前後輪すべり率差ｄｓと路面摩擦係数μの関係を示すマップは、例えば、図１３に示すように、横軸を車体減速度Ｇｘとし、縦軸を前後輪すべり率差ｄｓとしたマップであり、車体減速度Ｇｘが小さくなる高μ値の側の上述の０．００６（０．６％）の値に、路面摩擦係数が０．７５となる直線（基準値）が予め実験等により求め設定されている。また、実験等により、路面摩擦係数が０．４となる所定の傾きを有する直線が基準として定められており、これらの基準線を基に、その中間の領域の路面摩擦係数の値が補間計算により推定されるようになっている。

路面判定実行条件判定部５ｆは、ブレーキペダルスイッチ１５からブレーキのＯＮ−ＯＦＦ信号が入力され、減速度演算部５ｂから車体減速度Ｇｘが入力される。そして、ブレーキがＯＮで、且つ、車体減速度ＧｘがＧxc2（例えば、０．５m/s^２）以上の状態が、一定時間（例えば、８００ms）継続しているか否か判定され、一定時間継続している場合には、今回の第２の路面摩擦係数の推定値は、安定した条件の下で推定された精度の良い値であると判定し、今回の推定値の採用を許可する信号を第２の路面摩擦係数設定部５ｇに出力する。

第２の路面摩擦係数設定部５ｇは、トラクションコントロール装置１８、ＡＢＳ１９、横滑防止装置２０からそれぞれの作動信号が入力され、減速度演算部５ｂから車体減速度Ｇｘが入力され、前後輪すべり率差演算実行条件判定部５ｃから判定結果の信号が入力され、路面摩擦係数瞬間値演算部５ｅから路面摩擦係数瞬間値μＭが入力され、路面判定実行条件判定部５ｆから今回の推定値の採用の判定結果の信号が入力される。そして、トラクションコントロール装置１８、ＡＢＳ１９、横滑防止装置２０の何れかの装置が作動している場合には、今回の第２の路面摩擦係数μ2nを低μの値（例えば、０．３）として設定し、この今回の第２の路面摩擦係数μ2nを第２の路面摩擦係数μ２として出力する。

また、前後輪すべり率差演算実行条件判定部５ｃからの判定結果が設定を実行せず、或いは、路面判定実行条件判定部５ｆからの判定結果が設定を実行せずの場合には、前回の第２の路面摩擦係数μ2n-1を今回の第２の路面摩擦係数μ2nとして設定し、この今回の第２の路面摩擦係数μ2nを第２の路面摩擦係数μ２として出力する。

更に、トラクションコントロール装置１８、ＡＢＳ１９、横滑防止装置２０の何れも動作しておらず、前後輪すべり率差演算実行条件判定部５ｃ及び路面判定実行条件判定部５ｆからの判定結果が実行許可の場合には、路面摩擦係数瞬間値μＭがμMH（例えば、１．０）以上で、且つ、車体減速度ＧｘがＧXH（例えば、１．７m/s^２）以上の場合、或いは、路面摩擦係数瞬間値μＭがμMM（例えば、０．７５）以上で、且つ、車体減速度ＧｘがＧXM（例えば、１．３m/s^２）以上の場合、或いは、路面摩擦係数瞬間値μＭがμML（例えば、０．３）以上で、且つ、車体減速度ＧｘがＧXL（例えば、０．５m/s^２）以上の場合は、今回の路面摩擦係数μ2nを路面摩擦係数瞬間値μＭで更新し、この更新した今回の路面摩擦係数μ2nを第２の路面摩擦係数μ２として出力する。μMH＞μMM＞μML、ＧXH＞ＧXM＞ＧXLである（図１３参照）。すなわち、制動力（＝車体減速度）が大きいほど、前後輪の車輪速差が大きくなり路面判定の精度が向上する。しかしながら、これを考慮して大きな制動力を判定開始の条件とすると、路面判定の頻度が低下する。本実施の第１形態では、応答性と精度の両立を図るため、路面摩擦係数瞬間値μＭ毎に応じた判定開始の減速度閾値を設定しているのである。

一方、路面摩擦係数設定部６は、加減速判定部３から加速条件成立、減速条件成立、加速条件も減速条件も非成立の判定結果が入力され、第１の路面摩擦係数推定部４から第１の路面摩擦係数μ１が入力され、第２の路面摩擦係数推定部５から第２の路面摩擦係数μ２が入力される。そして、加速条件が成立する際は、第１の路面摩擦係数推定部４からの第１の路面摩擦係数μ１と、最後に第２の路面摩擦係数推定部５から出力された（保持されていた）第２の路面摩擦係数μ２とを比較して、小さい値の方の路面摩擦係数を今回の路面摩擦係数μｎとして設定し、出力する。すなわち、
μｎ＝ＭＩＮ（μ１，μ２） …（２１）
また、減速条件が成立する際は、第１の路面摩擦係数μ１を１．０に更新すると共に、第２の路面摩擦係数推定部５からの第２の路面摩擦係数μ２を今回の路面摩擦係数μｎとして設定し、出力する。

更に、加速条件も減速条件も非成立の際には、前回設定した路面摩擦係数μn-1を今回の路面摩擦係数μｎとして設定し、出力する。

ここで、加速条件成立の際に、上述の如く、第１の路面摩擦係数μ１と、保持されていた第２の路面摩擦係数μ２とを比較して、小さい値の方の路面摩擦係数を今回の路面摩擦係数μｎとして設定するのは、低μ路をできるだけ早期に且つ安定して検出し、特に加速時に要求される４輪駆動車の前後駆動力配分制御にレスポンス良く対応できるようにするためである。

尚、低μ路をできるだけ早期に且つ安定して検出するべく今回設定した第１の路面摩擦係数μ１(k)と前回設定した第１の路面摩擦係数μ１(k-1)とを比較して小さい方の値を出力するようになっている第１の路面摩擦係数推定部４による第１の路面摩擦係数μ１は、減速条件が成立する際に、確実に１．０（高μ値）にリセットされる。

このように、路面摩擦係数設定部６は、路面摩擦係数設定手段としての機能を有して構成されている。

次に、上述の路面摩擦係数推定装置１の制御部２で実行される路面摩擦係数推定プログラムを、図４のフローチャートで説明する。
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、アクセル開度θACC、４輪車輪速ωfl、ωfr、ωrl、ωrr、ブレーキのＯＮ−ＯＦＦ信号を読み込み、Ｓ１０２に進んで、加減速判定部３で、予め設定しておいた加速条件が成立するか否か、すなわち、アクセル開度θACCが一定開度以上（例えば、５％以上）で、且つ、４輪の車輪速ωfl、ωfr、ωrl、ωrrの最小値が一定速以上（例えば、２km/h以上）か否か判定する。

そして、このＳ１０２の判定の結果、加速条件が成立する場合は、Ｓ１０３に進み、第１の路面摩擦係数推定部４で、後述する第１の路面摩擦係数μ１の推定処理を実行し、Ｓ１０４に進んで、路面摩擦係数設定部６で、第１の路面摩擦係数推定部４からの第１の路面摩擦係数μ１と、最後に第２の路面摩擦係数推定部５から出力された（保持されていた）第２の路面摩擦係数μ２とを比較して、小さい値の方の路面摩擦係数を今回の路面摩擦係数μｎとして設定し（μｎ←ＭＩＮ（μ１，μ２））、Ｓ１１０に進む。

また、上述のＳ１０２の判定の結果、加速条件が非成立の場合は、Ｓ１０５に進み、加減速判定部３で、予め設定しておいた減速条件が成立するか否か、すなわち、ブレーキがＯＮか否か判定する。

そして、このＳ１０５の判定の結果、減速条件が非成立の場合は、Ｓ１０６に進み、前回の路面摩擦係数μn-1の値を今回の路面摩擦係数μｎとして設定し（μｎ←μn-1）、Ｓ１１０に進む。

また、Ｓ１０５の判定の結果、減速条件が成立する場合は、Ｓ１０７に進み、路面摩擦係数設定部６は、第１の路面摩擦係数μ１を１．０（高μ値）にリセット（μ１←１．０）する。

次いで、Ｓ１０８に進み、第２の路面摩擦係数推定部５で、後述する第２の路面摩擦係数μ２の推定処理を実行し、Ｓ１０９に進んで、第２の路面摩擦係数μ２を今回の路面摩擦係数μｎとして設定し（μｎ←μ２）、Ｓ１１０に進む。

Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０９の何れかで今回の路面摩擦係数μｎを設定してＳ１１０に進むと、この今回の路面摩擦係数μｎが出力される。

そして、Ｓ１１１に進み、今回の路面摩擦係数μｎを前回の路面摩擦係数μn-1の値と入れ替え（μn-1←μｎ）、プログラムを抜ける。

次に、上述のＳ１０３で実行される第１の路面摩擦係数μ１の推定処理について、図５のフローチャートで説明する。

まず、Ｓ２０１で、必要パラメータ、すなわち、４輪車輪速ωfl、ωfr、ωrl、ωrr、、前後加速度Ｇxs、エンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度θth、タービン回転数Ｎｔ、トランスミッションギヤ比ｉを読み込む。

次に、Ｓ２０２に進み、車速演算部４ａで車速Ｖを演算する。

次いで、Ｓ２０３に進み、発生駆動力演算部４ｂで、上述の（１）式により、発生駆動力Ｆｄを演算し、推定駆動力演算部４ｃで、上述の（２）式により、推定駆動力Ｆｍを演算する。

次に、Ｓ２０４に進み、発生駆動力差分値演算部４ｄで、上述の（４）式により、発生駆動力差分値ΔＦｄを演算し、推定駆動力差分値演算部４ｅで、上述の（５）式により、推定駆動力差分値ΔＦｍを演算する。

次いで、Ｓ２０５に進み、ドライビングスティフネス係数演算部４ｆで、発生駆動力差分値ΔＦｄと推定駆動力差分値ΔＦｍにより、パラメータ同定手法の一つである固定トレース法を用い、すなわち、上述の（６）式を用いて、ドライビングスティフネス係数Ｑを推定する。

そして、Ｓ２０６に進み、第１の路面摩擦係数設定部４ｇで、車速Ｖとドライビングスティフネス係数Ｑを基に予め記憶しておいたドライビングスティフネス係数Ｑと車速Ｖと第１の路面摩擦係数μ１との関係を示す特性マップ（図８）を参照して第１の路面摩擦係数μ１を設定し、今回設定した第１の路面摩擦係数μ１(k)と前回設定した第１の路面摩擦係数μ１(k-1)とを比較して小さい方の値を出力して、ルーチンを抜ける。

次に、上述のＳ１０８で実行される第２の路面摩擦係数μ２の推定処理について、図６、図７のフローチャートで説明する。

まず、Ｓ３０１で、必要パラメータ、すなわち、４輪車輪速ωfl、ωfr、ωrl、ωrr、アクセル開度θACC、ステアリング舵角θＨ、ブレーキのＯＮ−ＯＦＦ信号、トラクションコントロール装置１８、ＡＢＳ１９、横滑防止装置２０それぞれの作動信号を読み込む。

次に、Ｓ３０２に進み、前回の第２の路面摩擦係数μ2n-1が読み込まれる。尚、前回の第２の路面摩擦係数μ2n-1の初期値としては、中μの値として、例えば、０．７が読み込まれる。

次いで、Ｓ３０３に進み、速度演算部５ａで、前述の（１７）式、（１８）式により、前輪車輪速Ｖｆ、後輪車輪速Ｖｒ、擬似車体速Ｖを演算する。

次に、Ｓ３０４に進み、減速度演算部５ｂで、車体速Ｖを微分処理することにより、車体減速度Ｇｘを演算する。

次いで、Ｓ３０５に進み、第２の路面摩擦係数設定部５ｇは、トラクションコントロール装置１８、ＡＢＳ１９、横滑防止装置２０の何れかが作動しているか否か判定し、作動している場合には、Ｓ３０６に進んで、今回の第２の路面摩擦係数μ2nを低μの値（例えば、０．３）として設定し（μ2n←０．３）、Ｓ３２６へと進む。

また、何れも作動していない場合は、Ｓ３０７へと進む。Ｓ３０７〜Ｓ３１０の処理は、前後輪すべり率差演算実行条件判定部５ｃで実行される処理であり、Ｓ３０７では、車体速Ｖと車速閾値Ｖｃ（例えば、１５km/h）との比較が行われ、Ｖ＞Ｖｃの場合は、Ｓ３０８に進む。

Ｓ３０８では、ステアリング舵角の絶対値｜θＨ｜と操舵閾値θH1（例えば、６０deg）との比較が行われ、｜θＨ｜＜θH1の場合は、Ｓ３０９に進む。

Ｓ３０９では、アクセル開度θACCとアクセル開度の閾値θACC1（例えば、０％）との比較が行われ、θACC＜θACC1の場合は、Ｓ３１０に進む。

Ｓ３１０では、車体減速度Ｇｘと車体減速度の閾値Ｇxc1（例えば、４m/s^２）との比較が行われ、Ｇｘ＜Ｇxc1の場合は、Ｓ３１１に進む。

一方、Ｓ３０７でＶ≦Ｖｃ、或いは、Ｓ３０８で｜θＨ｜≧θH1、或いは、Ｓ３０９でθACC≧θACC1、或いは、Ｓ３１０でＧｘ≧Ｇxc1の場合は、前後輪すべり率差ｄｓの演算、今回の第２の路面摩擦係数μ2nの推定を行わずＳ３１４に進んで、今回の第２の路面摩擦係数μ2nを前回の第２の路面摩擦係数μ2n-1の値に設定し（μ2n←μ2n-1）、Ｓ３２６へと進む。

上述のＳ３１０からＳ３１１に進むと、前後輪すべり率差演算部５ｄは、前述の（２０）式により、前後輪すべり率差ｄｓを演算する。

次いで、Ｓ３１２に進み、路面摩擦係数瞬間値演算部５ｅは、予め記憶しておいた車体減速度Ｇｘと前後輪すべり率差ｄｓと路面摩擦係数μの関係を示すマップを参照し、路面摩擦係数瞬間値μＭを設定する。

次に、Ｓ３１３に進み、路面判定実行条件判定部５ｆで、ブレーキがＯＮで、且つ、車体減速度ＧｘがＧxc2（例えば、０．５m/s^２）以上の状態が、一定時間（例えば、８００ms）継続しているか否か判定され、一定時間継続している場合には、今回の第２の路面摩擦係数の推定値は、安定した条件の下で推定された精度の良い値であると判定し、Ｓ３１５に進み、上記条件が成立していない場合は、Ｓ３１４に進んで、今回の第２の路面摩擦係数μ2nを前回の第２の路面摩擦係数μ2n-1の値に設定し（μ2n←μ2n-1）、Ｓ３２６へと進む。

Ｓ３１３で上述の条件が成立し、Ｓ３１５に進むと、第２の路面摩擦係数設定部５ｇで、路面摩擦係数瞬間値μＭと、路面摩擦係数瞬間値の閾値μMH（例えば、１．０）とが比較される。この比較の結果、路面摩擦係数瞬間値μＭがμMH以上（μＭ≧μMH）の場合は、Ｓ３１６に進み、車体減速度Ｇｘと車体減速度の閾値ＧXH（例えば、１．７m/s^２）とを比較し、車体減速度ＧｘがＧXH以上（Ｇｘ≧ＧXH）の場合はＳ３１７に進み、今回の第２の路面摩擦係数μ2nを路面摩擦係数瞬間値μＭで更新し（μ2n←μＭ）、Ｓ３２６に進む。また、車体減速度ＧｘがＧXHよりも小さい（Ｇｘ＜ＧXH）場合はＳ３１８に進み、今回の第２の路面摩擦係数μ2nを前回の第２の路面摩擦係数μ2n-1の値に設定し（μ2n←μ2n-1）、Ｓ３２６へと進む。

また、上述のＳ３１５の判定の結果、路面摩擦係数瞬間値μＭがμMHより低い（μＭ＜μMH）場合は、Ｓ３１９に進み、路面摩擦係数瞬間値μＭと、路面摩擦係数瞬間値の閾値μMM（例えば、０．７５）とが比較される。この比較の結果、路面摩擦係数瞬間値μＭがμMM以上（μＭ≧μMM）の場合は、Ｓ３２０に進み、車体減速度Ｇｘと車体減速度の閾値ＧXM（例えば、１．３m/s^２）とを比較し、車体減速度ＧｘがＧXM以上（Ｇｘ≧ＧXM）の場合はＳ３２１に進み、今回の第２の路面摩擦係数μ2nを路面摩擦係数瞬間値μＭで更新し（μ2n←μＭ）、Ｓ３２６に進む。また、車体減速度ＧｘがＧXMよりも小さい（Ｇｘ＜ＧXM）場合はＳ３２２に進み、今回の第２の路面摩擦係数μ2nを前回の第２の路面摩擦係数μ2n-1の値に設定し（μ2n←μ2n-1）、Ｓ３２６へと進む。

また、上述のＳ３１９の判定の結果、路面摩擦係数瞬間値μＭがμMMより低い（μＭ＜μMM）場合は、Ｓ３２３に進み、路面摩擦係数瞬間値μＭと、路面摩擦係数瞬間値の閾値μML（例えば、０．３）とが比較される。この比較の結果、路面摩擦係数瞬間値μＭがμML以上（μＭ≧μML）の場合は、Ｓ３２４に進み、車体減速度Ｇｘと車体減速度の閾値ＧXL（例えば、０．５m/s^２）とを比較し、車体減速度ＧｘがＧXL以上（Ｇｘ≧ＧXL）の場合はＳ３２５に進み、今回の第２の路面摩擦係数μ2nを路面摩擦係数瞬間値μＭで更新し（μ2n←μＭ）、Ｓ３２６に進む。また、車体減速度ＧｘがＧXLよりも小さい（Ｇｘ＜ＧXL）場合はＳ３１４に進み、今回の第２の路面摩擦係数μ2nを前回の第２の路面摩擦係数μ2n-1の値に設定し（μ2n←μ2n-1）、Ｓ３２６へと進む。

上述のＳ３０６、Ｓ３１４、Ｓ３１７、Ｓ３１８、Ｓ３２１、Ｓ３２２、Ｓ３２５の何れかで今回の第２の路面摩擦係数μ2nを設定し、Ｓ３２６に進むと、この今回の第２の路面摩擦係数μ2nを第２の路面摩擦係数μ２として設定し、出力する。

そして、Ｓ３２７に進み、今回の第２の路面摩擦係数μ2nを前回の第２の路面摩擦係数μ2n-1の値と入れ替え（μ2n-1←μ2n）、ルーチンを抜ける。

このように、本実施の第１形態によれば、加速時において実行される第１の路面摩擦係数推定部４での第１の路面摩擦係数μ１の推定は、車両の駆動源の出力トルクに基づき車輪に付加する推定駆動力Ｆｍを演算し、車両の前後加速度に基づき車両が発生している発生駆動力Ｆｄを演算し、推定駆動力Ｆｍの今回の値と過去の値との推定駆動力差分値ΔＦｍと発生駆動力Ｆｄの今回の値と過去の値との発生駆動力差分値ΔＦｄを演算し、推定駆動力差分値ΔＦｍと発生駆動力差分値ΔＦｄによりパラメータ同定手法を用いてドライビングスティフネス係数Ｑを推定し、車速Ｖとドライビングスティフネス係数Ｑを基に、予め記憶しておいたドライビングスティフネス係数Ｑと車速Ｖと第１の路面摩擦係数μ１との関係を示す特性マップを参照して第１の路面摩擦係数μ１を設定する。特に、この第１の路面摩擦係数μ１の推定には、前輪の車輪速度と後輪の車輪速度の差を使用しないため、旋回に伴い発生する前輪と後輪の車輪速度差の影響を受けず、旋回・直進に関わらず路面摩擦係数の推定が可能である。このため、加速、操舵の幅広い運転領域で精度の良い路面摩擦係数の推定ができ、汎用性に優れるという優れた効果を奏する。

また、予め記憶しておいたドライビングスティフネス係数Ｑと車速Ｖと第１の路面摩擦係数μ１との関係を示す特性マップは、スリップ率が路面摩擦係数がピークとなる前のスリップ率（例えば、７％）を目標に予め設定されるので、小さいスリップ率での判定が可能であり、応答性が良い。

更に、ドライビングスティフネス係数Ｑの推定は、発生駆動力差分値ΔＦｄと推定駆動力差分値ΔＦｍによりパラメータ同定手法を用いて行われるため、それぞれの差分値により道路勾配等による誤差が排除でき、精度の良い路面摩擦係数の推定を行うことができる。

また、第１の路面摩擦係数μ１の推定では、今回設定した第１の路面摩擦係数μ１(k)と前回設定した第１の路面摩擦係数μ１(k-1)とを比較して小さい方の値を出力するため、低μ路をできるだけ早期に且つ安定して検出し、特に加速時に要求される４輪駆動車の前後駆動力配分制御にレスポンス良く対応することができる。

一方、減速時において実行される第２の路面摩擦係数推定部５での第２の路面摩擦係数μ２の推定は、車体減速度Ｇｘと前後輪すべり率差ｄｓとを演算し、予め設定されたＧｘ−ｄｓ−μの関係を示すマップを参照し路面摩擦係数瞬間値μＭを設定し、路面摩擦係数瞬間値μＭがμMH以上で且つ車体減速度ＧｘがＧXH以上の場合、或いは、路面摩擦係数瞬間値μＭがμMM以上で且つ車体減速度ＧｘがＧXM以上の場合、或いは、路面摩擦係数瞬間値μＭがμML以上で且つ車体減速度ＧｘがＧXL以上の場合は、今回の第２の路面摩擦係数μ2nを路面摩擦係数瞬間値μＭで更新し、この更新した今回の第２の路面摩擦係数μ2nを第２の路面摩擦係数μ２として設定する。すなわち、制動力が大きいほど、前後輪の車輪速差が大きくなり路面判定の精度が向上する。しかしながら、これを考慮して大きな制動力を判定開始の条件とすると、路面判定の頻度が低下する。第２の路面摩擦係数μ２の推定では、路面摩擦係数瞬間値μＭ毎に応じた判定開始の減速度閾値を設定するようにしたので、路面摩擦係数の推定頻度の向上と推定精度の向上の両立を図り、安定して使い勝手が良いという優れた効果を奏する。尚、本実施の第１形態では、路面摩擦係数瞬間値μＭの領域としてμMH以上、μMM以上、μML以上の３種類を設定し、それぞれに車体減速度Ｇｘの閾値ＧXH、ＧXM、ＧXLを設定するようにしているが、路面摩擦係数瞬間値μＭの領域を２種類とし、それぞれに車体減速度Ｇｘの閾値を設けるようにしても良く、或いは、路面摩擦係数瞬間値μＭの領域を４種類以上設定し、それぞれに車体減速度Ｇｘの閾値を設けるようにしても良い。

また、加速条件成立の際には、第１の路面摩擦係数μ１と、保持されていた第２の路面摩擦係数μ２とを比較して、小さい値の方の路面摩擦係数を今回の路面摩擦係数μｎとして設定するので、低μ路をできるだけ早期に且つ安定して検出し、特に加速時に要求される４輪駆動車の前後駆動力配分制御にレスポンス良く対応することができる。

このように本実施の第１形態によれば、予め設定した加速条件が成立する際は、第１の路面摩擦係数推定部４で推定した第１の路面摩擦係数μ１を用いて今回の路面摩擦係数μｎを設定し、予め設定した減速条件が成立する際は、第２の路面摩擦係数推定部５で推定した第２の路面摩擦係数μ２を用いて今回の路面摩擦係数μｎを設定するので、加速時や減速時の広い運転領域でレスポンス良く精度の良い路面摩擦係数を推定することが可能となる。

以上のように設定される路面摩擦係数を、例えば、前軸：後軸のトルク配分が、１００：０〜５０：５０の間でトランスファクラッチにより可変できる４輪駆動車の前後駆動力配分制御に用いる場合、燃費改善と前後駆動力配分制御とを両立させる為には、高μ路では不要な後輪伝達トルクを減らし内部循環トルクを低減させる一方、低μ路では安定性を重視して所定の後輪伝達トルクを発生させる必要がある。そのため、推定した路面摩擦係数推定値μｎに応じてトランスファクラッチトルクの締結力を制御し、後輪トルク配分率を連続的に変化させるようにする。

次に、図１４は本発明の実施の第２形態による、路面摩擦係数推定プログラムのフローチャートである。尚、本実施の第２形態は、加速条件成立の際には、そのまま第１の路面摩擦係数μ１を今回の路面摩擦係数μｎとして設定し、減速条件成立の際には、そのまま第２の路面摩擦係数μ２を今回の路面摩擦係数μｎとして設定するようにしたことが前記第１形態と異なり、他の構成、作用は前記第１形態と同様であるので、同じ構成には同じ符号を記し、説明は省略する。

すなわち、図１４に示すように、Ｓ１０２の判定の結果、加速条件が成立する場合は、Ｓ１０３に進み、第１の路面摩擦係数推定部４で、第１の路面摩擦係数μ１の推定処理を実行した後、Ｓ４０１に進み、第１の路面摩擦係数μ１を今回の路面摩擦係数μｎとして設定し（μｎ←μ１）、Ｓ１１０に進む。

また、Ｓ１０５の判定の結果、減速条件が成立する場合は、Ｓ１０８に進み、第２の路面摩擦係数推定部５で、後述する第２の路面摩擦係数μ２の推定処理を実行し、Ｓ１０９に進んで、第２の路面摩擦係数μ２を今回の路面摩擦係数μｎとして設定し（μｎ←μ２）、Ｓ１１０に進む。

Ｓ４０１、Ｓ１０６、Ｓ１０９の何れかで今回の路面摩擦係数μｎを設定してＳ１１０に進むと、この今回の路面摩擦係数μｎが出力される。

このように、加速条件成立の際には、そのまま第１の路面摩擦係数μ１を今回の路面摩擦係数μｎとして設定し、減速条件成立の際には、そのまま第２の路面摩擦係数μ２を今回の路面摩擦係数μｎとして設定するようにして、この路面摩擦係数μｎを、例えば、図示しない外部表示装置に出力し、インストルメントパネルでの表示等によりドライバの注意を喚起するように用いるようにしても良い。また、エンジン制御部、トランスミッション制御部、前後軸間或いは左右輪間の駆動力配分制御部、ブレーキ制御部（何れも図示せず）等に出力して、各制御部における制御量の設定に寄与するようにしても良い。

なお、本発明の実施形態では、第１の路面摩擦係数を推定するにあたり、推定駆動力Ｆｍ(車輪に付与した駆動力)の今回の値と過去の値との差分である推定駆動力差分値ΔＦｍと発生駆動力Ｆｄ(車両が発生した駆動力)の今回の値と過去の値との発生駆動力差分値ΔＦｄとを用いてドライビングスティフネス係数を推定し、車速とドライビングスティフネス係数とから路面摩擦係数を推定している。しかし、第１の路面摩擦係数を推定する手法はそれに限定されず、車輪に付加した駆動力と車両が発生した駆動力とからマップ参照により車両のスリップ率を算出し、スリップ率から路面摩擦係数を推定してもよく、第１の路面摩擦係数を推定する手法は実施形態に限定されることはない。

また、本発明の実施形態では、特に本発明の優位性を発揮できる、前後駆動力配分機構を有する４輪駆動車を例に説明したが、本発明はＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）やＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）等の車両にも適用することができることは言うまでもない。

また、本発明の実施形態では、駆動源としてエンジンを用いる車両を例に説明したが、本発明はそれに限定されず、ホイールインモータなどの他の駆動源を有する車両にも適用することができる。この場合、第１の路面摩擦係数の推定に必要な車輪に付加した駆動力は、エンジン出力トルクではなく、各輪に設置されたモータのモータ出力トルクに置き換えることができる。

また、本発明の実施形態では前後加速度センサを用いる車両を例に説明したが、本発明はそれに限定されず、各車輪に設置されたトルクセンサを用いた車両にも適用することができる。この場合、第１の路面摩擦係数の推定に必要な車両が発生した駆動力は前後加速度センサによる前後加速度ではなく、各輪のトルクセンサによる各輪が発生したトルクの合算に置き換えることができる。

本発明の実施の第１形態による、路面摩擦係数推定装置の構成を示す機能ブロック図同上、第１の路面摩擦係数推定部の構成を示す機能ブロック図同上、第２の路面摩擦係数推定部の構成を示す機能ブロック図同上、路面摩擦係数推定プログラムのフローチャート同上、第１の路面摩擦係数推定処理ルーチンのフローチャート同上、第２の路面摩擦係数推定処理ルーチンのフローチャート同上、図６から続くフローチャート同上、ドライビングスティフネス係数と車速と第１の路面摩擦係数の特性マップの一例を示す説明図同上、ドライビングスティフネス係数と車速とスリップ率の関係を示す説明図同上、路面摩擦係数とスリップ率のタイヤ特性曲線の説明図同上、車両の旋回を２輪車モデルで示す説明図同上、前後輪すべり率差とステアリング舵角の関係を示す説明図同上、車体減速度と前後輪すべり率差と路面摩擦係数の関係を示す説明図本発明の実施の第２形態による、路面摩擦係数推定プログラムのフローチャート

符号の説明

１路面摩擦係数推定装置
２制御部
３加減速判定部
４第１の路面摩擦係数推定部（第１の路面摩擦係数推定手段）
５第２の路面摩擦係数推定部（第２の路面摩擦係数推定手段）
６路面摩擦係数設定部（路面摩擦係数設定手段）

Claims

車輪に付加した駆動力と車両が発生した駆動力とに基づいて路面摩擦係数を推定する第１の路面摩擦係数推定手段と、
減速度と前後輪すべり率差とに基づいて路面摩擦係数を推定する第２の路面摩擦係数推定手段と、
予め設定した加速条件が成立する際は、少なくとも上記第１の路面摩擦係数推定手段で推定した路面摩擦係数を用いて今回の路面摩擦係数を設定し、予め設定した減速条件が成立する際は、少なくとも上記第２の路面摩擦係数推定手段で推定した路面摩擦係数を用いて今回の路面摩擦係数を設定する路面摩擦係数設定手段と、
を備えたことを特徴とする路面摩擦係数推定装置。
上記路面摩擦係数設定手段は、上記予め設定した加速条件が成立する際は、上記第１の路面摩擦係数推定手段により推定した路面摩擦係数に加え、上記第２の路面摩擦係数推定手段により推定した路面摩擦係数も用い、上記第１の路面摩擦係数推定手段で推定した路面摩擦係数と、上記第２の路面摩擦係数推定手段で推定されて保持された路面摩擦係数とを比較して、小さい値の方の路面摩擦係数を今回の路面摩擦係数として設定することを特徴とする請求項１記載の路面摩擦係数推定装置。
上記路面摩擦係数設定手段は、上記予め設定した減速条件が成立する際は、上記第２の路面摩擦係数推定手段で推定した路面摩擦係数を今回の路面摩擦係数として設定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の路面摩擦係数推定装置。
上記路面摩擦係数設定手段は、上記予め設定した加速条件と上記予め設定した減速条件が非成立の際には、過去に設定した路面摩擦係数を今回の路面摩擦係数として設定することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の路面摩擦係数推定装置。
前後輪への駆動力配分を可変制御する４輪駆動車の駆動力配分制御装置において、
請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載の路面摩擦係数推定装置を備え、
前記駆動力配分制御装置は加速時に前後輪の車輪速差を打ち消すよう締結方向に前後駆動力配分を制御する一方、減速時は前後輪の車輪速差を許容する方向に前後駆動力配分を制御することを特徴とする４輪駆動車の駆動力配分制御装置。