JP4665489B2 - 車両の路面摩擦係数判別装置 - Google Patents

Description

本発明は、前輪駆動車や後輪駆動車や四輪駆動車に適用される車両の路面摩擦係数判別装置に関する。

従来、制動時に路面摩擦係数を判別する車両の路面摩擦係数判別装置は、制動時の最大速度輪・最低速度輪の速度比と減速度に基づいて路面μを大／中／小の３水準に判別していた（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−１８８１３９号公報

しかしながら、従来の路面摩擦係数判別装置にあっては、ブレーキング時に最初のμ判別として、スリップ率に相当する最大速度と最低速度との速度比を算出し、この速度比がある設定値より小さければμ＝大と判定する構成になっているため、ソフトブレーキを踏んで減速した場合（緩制動時）、μ＝小でもμ＝大でも速度比は同様に小さくなり、μ＝小をμ＝大と誤判定する、という問題があった。

加えて、速度比によるμ＝大の分類の後に、最大速度輪減速度によりμ＝小、μ＝中を分類する構成となっているため、ソフトブレーキを踏んだ場合、減速度は路面μによらず同等となることがあるので、μ＝小、μ＝中を精度良く分類できないという、問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ソフトブレーキ時の路面摩擦係数を精度良く判別することができる車両の路面摩擦係数判別装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、制動時に路面摩擦係数を判別する車両の路面摩擦係数判別装置において、
タイヤのスリップ率を検出するタイヤスリップ率検出手段と、
制動減速度を検出する制動減速度検出手段と、
車載のアンチスキッドブレーキシステムが作動時か非作動時かを判断するＡＢＳ作動判断手段と、
前記アンチスキッドブレーキシステムの非作動時、前記制動減速度が第２設定値以下の場合は、前記タイヤスリップ率と前記制動減速度との相対関係により路面摩擦係数を判別する第１路面摩擦係数判別手段と、
前記アンチスキッドブレーキシステムの非作動時、前記制動減速度が前記第２設定値を超えている場合は、高摩擦係数路と判別する第２路面摩擦係数判別手段と、
を備えたことを特徴とする。

よって、本発明の車両の路面摩擦係数判別装置にあっては、第１路面摩擦係数判別手段において、制動時、タイヤスリップ率と制動減速度との相対関係により路面摩擦係数が判別される。すなわち、ソフトブレーキ時であって、タイヤスリップ率が路面μにかかわらず同様に小さくなっていく場合、高μ路では制動減速度が高くなり、低μ路では制動減速度が低くなるというように、タイヤスリップ率と制動減速度との間には、路面摩擦係数を判別可能な相対関係を持つ。この結果、従来技術では判別できなかったソフトブレーキ時の路面摩擦係数を精度良く判別することができる。

以下、本発明の車両の路面摩擦係数判別装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の路面摩擦係数判別装置が適用された後輪駆動ベースの四輪駆動車を示す全体システム図である。

四輪駆動車の駆動系は、図１に示すように、エンジン１、自動変速機２、リヤプロペラシャフト３、リヤディファレンシャル４、リヤドライブシャフト５，６、左後輪７、右後輪８、トラスファクラッチ９、フロントプロペラシャフト１０、フロントディファレンシャル１１、フロントドライブシャフト１２，１３、左前輪１４、右前輪１５、とを備えている。なお、左右後輪７，８が、主駆動輪に相当し、左右前輪１４，１５が従動輪に相当する。

前記エンジン１は、エンジンコントローラ１６からの指令により燃料噴射制御等が行われ、前記自動変速機２は、自動変速コントローラ１７からの指令により変速制御等が行われる。

前記トランスファクラッチ９の締結制御を行う前後差動制限システムは、前後差動制限アクチュエータ１９と、該前後差動制限アクチュエータ１９に対し締結指令または解放指令を出力する差動制限コントローラ２０と、を有して構成される。

前記トランスファクラッチ９としては、例えば、油圧多板クラッチや電磁多板クラッチ等が適用され、締結により左右後輪７，８と左右前輪１４，１５の差動を制限する前後差動制限機能を有する。つまり、トランスファクラッチ９の締結により駆動力が、左右後輪７，８からトランスファクラッチ９を介して左右前輪１４，１５へ伝達されるという駆動力配分作用により左右後輪７，８と左右前輪１４，１５の差動を制限する。

前記差動制限コントローラ２０には、アクセル開度センサ２１，前後加速度センサ２２，モード切替スイッチ２３等からの情報が入力される。前記モード切替スイッチ２３は、２ＷＤ固定モードと４ＷＤ固定モードとオートモードとの切り替えを手動により行う手段である。そして、モード切替スイッチ２３の４ＷＤ固定モードを選択すると前後輪の差動制限作用が最も強くなる。また、モード切替スイッチ２３のオートモードを選択すると、例えば、前後輪回転速度差に応じた前後輪駆動力配分制御やアクセル開度速度に応じた前後輪駆動力配分制御が実行される。前後輪回転速度差に応じた前後輪駆動力配分制御の場合、前後輪回転速度差が大きく路面摩擦係数が低μ路であるほど、左右前輪１４，１５に配分するトルクを大きくし、左右後輪７，８での駆動スリップを速やかに収束させる。
このように、差動制限による前後輪駆動力配分制御を行う場合、路面摩擦係数情報が重要な制御情報となるため、この差動制限コントローラ２０には、路面摩擦係数判別装置に相当する路面摩擦係数判別ロジックが組み込まれている。

前記各輪７，８，１４，１５をブレーキ液圧により制動するアンチスキッドブレーキシステム（以下、「ＡＢＳ」という。）は、図１に示すように、ブレーキペダル３０、ブースタ３１、マスタシリンダ３２、マスタシリンダ液圧パイプ３３，３４、ＡＢＳアクチュエータ３５、左後輪ホイールシリンダ液圧パイプ３６、右後輪ホイールシリンダ液圧パイプ３７、左前輪ホイールシリンダ液圧パイプ３８、右前輪ホイールシリンダ液圧パイプ３９、左後輪ホイールシリンダ４０、右後輪ホイールシリンダ４１、左前輪ホイールシリンダ４２、右前輪ホイールシリンダ４３、ブレーキコントローラ４４、とを備えている。

前記ＡＢＳアクチュエータ３５は、オイルポンプや液圧制御バルブ等により構成され、通常制動時には、マスタシリンダ液圧パイプ３３，３４に対応して分けられた２つのブレーキ液圧系統を介して各輪７，８，１４，１５にブレーキ液圧を供給する。ＡＢＳ作動時には、各輪７，８，１４，１５の制動ロックを抑えるように、減圧・保持・増圧の３モードによりブレーキ液圧を制御する。

前記ブレーキコントローラ４４には、ブレーキランプスイッチ４５，左前輪速センサ４６，右前輪速センサ４７，左後輪速センサ４８，右後輪速センサ４９等からの情報が入力される。

前記エンジンコントローラ１６と自動変速コントローラ１７と差動制限コントローラ２０とブレーキコントローラ４４とは、情報交換を行う双方向通信線５０により互いに連結されていて、ブレーキコントローラ４４が入力した車輪速情報は、双方向通信線５０を介して前記差動制限コントローラ２０に供給される。

次に、作用を説明する。
［路面摩擦係数判別処理］
図２は実施例１の差動制限コントローラ２０にて所定制御周期毎に実行される路面摩擦係数判別処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、ブレーキスイッチ４５からのスイッチ信号に基づいてブレーキ作動時か否かが判断され、YESの場合はステップＳ３へ移行し、NOの場合はステップＳ２へ移行する。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのブレーキ非作動時であるとの判断に基づき、路面μ状況としては前回の判別を維持し、ステップＳ１７へ移行する。
なお、路面μの判別処理を１度も行うことなく、最初にステップＳ２へ移行してきた場合には、「低μ」を路面μ判別の初期値とする。

ステップＳ３では、ステップＳ１でのブレーキ作動時であるとの判断に続き、制動減速度（制動Ｇ）を算出し、ステップＳ４へ移行する（制動減速度検出手段）。
ここで、「制動減速度」は、前後Ｇセンサ２２からのセンサ信号に基づいて算出しても良いし、また、ＡＢＳ制御での推定車速情報を微分処理することで求めても良い。

ステップＳ４では、ステップＳ３での制動Ｇの算出に続き、ＡＢＳ作動時か否かが判断され、YESの場合はステップＳ５へ移行し、NOの場合はステップＳ８へ移行する（ＡＢＳ作動判断手段）。
ここで、ＡＢＳ作動時か否かの判断は、ブレーキコントローラ４４からのＡＢＳ作動フラグを読み込み、ＡＢＳ作動フラグ＝１の時にＡＢＳ作動時と判断し、ＡＢＳ作動フラグ＝０の時にＡＢＳ非作動時と判断する。

ステップＳ５では、ステップＳ４でのＡＢＳ作動時であるとの判断に続き、ステップＳ３にて算出された制動減速度が第１設定値G1を超えているか否かが判断され、YESの場合はステップＳ６へ移行し、NOの場合はステップＳ７へ移行する。
ここで、「第１設定値G1」は、直進時に最適な基準値を、旋回状況に応じて低い値とする補正を行った可変値にて与えられる。
すなわち、車両が旋回中は、タイヤのグリップ力が横方向にも使われるため、制動方向のグリップ力が下がり、制動減速度に対するＡＢＳ非作動限界が下がる傾向にある。従って、旋回時、ＡＢＳ作動時の判定閾値である第１設定値G1を直進状態での最適値と同じ値のままにしておくと、高μ路を低μ路と誤判定する可能性が発生する。これを回避するため、車両の旋回時は第１設定値G1を補正する。補正値K1は、例えば、旋回Rと車速から決定し、旋回時の第１設定値G1'を、G1'＝K1＊G1の式により求める。なお、旋回Rは、舵角や従動輪の内外輪回転数差等から求める。

ステップＳ６では、ステップＳ５での制動減速度が第１設定値G1を超えているとの判断に基づき、現在の走行状況での路面摩擦係数は高μであると判別し、ステップＳ１７へ移行する。

ステップＳ７では、ステップＳ５での制動減速度が第１設定値G1以下であるとの判断に基づき、現在の走行状況での路面摩擦係数は低μであると判別し、ステップＳ１７へ移行する。なお、ステップＳ４〜ステップＳ７は、第３路面摩擦係数判別手段に相当する。

ステップＳ８では、ステップＳ４でのＡＢＳ非作動時であるとの判断に続き、ステップＳ３にて算出された制動減速度が第２設定値G2を超えているか否かが判断され、YESの場合はステップＳ９へ移行し、NOの場合はステップＳ１０へ移行する。
ここで、「第２設定値G2」は、ＡＢＳ非作動による通常のブレーキ時、これ以上の制動減速度が出たら確実に高μであると判定することができる値（例えば、図３に示すように0.6G）により与えられる。

ステップＳ９では、ステップＳ８での制動減速度が第２設定値G2を超えているとの判断に基づき、現在の走行状況での路面摩擦係数は高μであると判別し、ステップＳ１７へ移行する。なお、ステップＳ４及びステップＳ８，Ｓ９は、第２路面摩擦係数判別手段に相当する。

ステップＳ１０では、ステップＳ８での制動減速度が第２設定値G2以下であるとの判断に続き、タイヤスリップ率を算出し、ステップＳ１１へ移行する。
ここで、「タイヤスリップ率」は、４輪の車輪速のうち、最小車輪速と最大車輪速（車体速相当）を選択し、
タイヤスリップ率＝１−（最小車輪速／最大車輪速）
の式により求められる。

ステップＳ１１では、ステップＳ１０でのタイヤスリップ率の算出に続き、図３に記載された路面摩擦係数判別マップを用い、制動開始から車両停止までの間、タイヤスリップ率データと制動減速度データ（ステップＳ３での算出）による動作点が存在する高μ領域か否かを判断し、YESの場合はステップＳ１２へ移行し、NOの場合はステップＳ１３へ移行する。
ここで、「路面摩擦係数判別マップ」は、図３に示すように、タイヤスリップ率と制動減速度による直交座標面上を、路面摩擦係数の異なる領域毎（低μ領域と高μ領域）に分割したものである（路面摩擦係数判別マップ設定手段）。

ステップＳ１２では、ステップＳ１１でのマップ上における動作点が存在する領域が高μ領域であるとの判断に基づき、高μカウンターの値を１つ増す処理が行われ、ステップＳ１４へ移行する。

ステップＳ１３では、ステップＳ１１でのマップ上における動作点が存在する領域が低μ領域であるとの判断に基づき、低μカウンターの値を１つ増す処理が行われ、ステップＳ１４へ移行する。

ステップＳ１４では、ステップＳ１２，Ｓ１３のカウンター処理に引き続き、高μカウンターが低μカウンターを超えているか否かが判断され、YESの場合はステップＳ１５へ移行し、NOの場合はステップＳ１６へ移行する。
例えば、制動開始から車両停止までの間に、タイヤスリップ率データと制動減速度データによる５０個の動作点が得られ、かつ、路面摩擦係数判別マップ上で存在する領域のうち、「高μ領域」が４０個であり、「低μ路領域」が１０個である場合には、高μカウンターが低μカウンターを超えているため、ステップＳ１５へ移行する。

ステップＳ１５では、ステップＳ１４での高μカウンター>低μカウンターであるとの判断に基づき、現在の走行状況での路面摩擦係数は高μであると判別し、ステップＳ１７へ移行する。

ステップＳ１６では、ステップＳ１４での高μカウンター≦低μカウンターであるとの判断に基づき、現在の走行状況での路面摩擦係数は低μであると判別し、ステップＳ１７へ移行する。なお、ステップＳ３及びステップＳ１０〜ステップＳ１６は、第１路面摩擦係数判別手段に相当する。

ステップＳ１７では、ステップＳ２またはステップＳ６またはステップＳ７またはステップＳ９またはステップＳ１５またはステップＳ１６でのμ判定結果フラグを出力し、リターンへ移行する。

［路面摩擦係数判別マップの設定］
実施例１の「路面摩擦係数判別マップ」は、図３に示すように、低μ領域と高μ領域とを判別する１つの境界線Ｂを持つ。なお、図２のフローチャートのステップＳ８において、制動減速度が第２設定値G2以下の場合にのみ、路面摩擦係数判別マップを用いた路面摩擦係数判別を行うため、高μ領域は第２設定値G2以下の領域に制限されている。

前記路面摩擦係数判別マップの境界線Ｂは、タイヤスリップ率が所定値以下の領域（例えば、タイヤスリップ率が0.2以下の領域）での第１境界線部B1と、タイヤスリップ率が所定値を超える領域（例えば、タイヤスリップ率が0.2〜1.0の領域）での第２境界線部B2と、を繋いだ線である。

前記第１境界線部B1は、タイヤスリップ率と制動減速度とが傾きKによる比例関係を示し、制動減速度が大きい側を高μ領域とする特性線としている。

前記第２境界線部B2は、タイヤスリップ率の大きさにかかわらず制動減速度の第３設定値G3（例えば、0.5G）のみで分け、制動減速度が第３設定値G3より大きい側を高μ領域とする特性線としている。

［路面摩擦係数判別作用］
路面μの判別において、制動時に路面μを判別し、停止地点の路面μ情報を知ることは、次のアクションである発進に対し路面μ情報を反映できるので、非常に有効である。

制動時にＡＢＳが作動したか否かと、制動減速度の大きさにより路面μを判別する。まず、制動時にＡＢＳが作動した場合であって、制動減速度が第１設定値G1よりも大きければ、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６へと進む流れとなり、ステップＳ６では、高μと判断する。また、制動時にＡＢＳが作動した場合であって、制動減速度が第１設定値G1以下であれば、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ７へと進む流れとなり、ステップＳ７では、低μと判断する。

次に、制動時にＡＢＳが非作動の場合であって、制動減速度が第２設定値G2よりも大きければ、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ８→ステップＳ９へと進む流れとなり、ステップＳ９では、高μと判断する。また、制動時にＡＢＳが非作動の場合であって、制動減速度が第２設定値G2以下であれば、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ８へと進み、ステップＳ８からはステップＳ１０以降の流れへと進み、タイヤスリップ率と制動減速度の大きさから路面μを領域判断する。
すなわち、制動減速度が第２設定値G2以下の場合、言い換えると、ＡＢＳが作動しないように、かつ、制動減速度が小さくなるように、ソフトブレーキを踏んだ場合は（緩制動時）、高μ路または低μ路のいずれの場合も考えられることによる。

制動時にＡＢＳが非作動で、かつ、制動減速度が第２設定値G2以下の場合、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ８→ステップＳ１０→ステップＳ１１へ進み、ステップＳ１１では、制御開始から車両停止までの間、タイヤスリップ率と制動減速度をリアルタイムで計算し（ステップＳ３，ステップＳ１０）、タイヤスリップ率と制動減速度との組み合わせによる動作点が図３に示す路面摩擦係数判別マップにおける低μ領域と高μ領域とのいずれの領域に存在するかを判断する。

そして、図２のフローチャートのステップＳ１２〜ステップＳ１４により、低μ領域と高μ領域とのいずれの領域に多く存在するかの頻度処理を行い、高μ領域に多く存在する場合には、ステップＳ１４からステップＳ１５へと進み、その路面を高μと判定し、低μ領域に多く存在する場合には、ステップＳ１４からステップＳ１６へと進み、その路面を低μと判定する。

以上の処理により、図４に示すように、ＡＢＳ作動かＡＢＳ非作動の全ての場合において、路面μの判別が可能である。加えて、ＡＢＳ非作動であり、かつ、制動減速度が第２設定値G2以下の場合、タイヤスリップ率と制動減速度の組み合わせにより路面μを領域判定することで、従来技術では路面μを判別できなかった、ソフトブレーキ時の路面μを精度良く判別することが可能となる。

［路面μ判別の必要性］
実施例１に示す電子制御四輪駆動車において、路面μ判別の必要性について述べると、路面μ判別を行わないシステムと比較した場合、高μ判定時に従動輪伝達トルクを抑制し、低μ判定時に従動輪伝達トルクを増やすことができる。その目的は、下記の２点にある。
a)高μ路時については、タイトコーナー性能が成り立つように、従動輪伝達トルクを制限し、低μ路では、前記制限を緩和することで、４ＷＤ性能の向上とタイトコーナー性能の向上との両立を図ることが可能となる。
b)高μ路での従動輪側への伝達トルクを従来に対して制限することが可能となり（高μ路では従動輪伝達トルクを抑制しても４ＷＤ性能の確保が可能）、４ＷＤの駆動系に設けられた部品の耐久信頼性の向上を図ることが可能である。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両の路面摩擦係数判別装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 制動時に路面摩擦係数を判別する車両の路面摩擦係数判別装置において、タイヤのスリップ率を検出するタイヤスリップ率検出手段（ステップＳ１０）と、制動減速度を検出する制動減速度検出手段（ステップＳ３）と、制動時、前記タイヤスリップ率と前記制動減速度との相対関係により路面摩擦係数を判別する第１路面摩擦係数判別手段（ステップＳ１１〜ステップＳ１５）と、を備えたため、ソフトブレーキ時の路面摩擦係数を精度良く判別することができる。

(2) 前記タイヤスリップ率と前記制動減速度による直交座標面上を、路面摩擦係数の異なる領域毎に分割した路面摩擦係数判別マップを設定した路面摩擦係数判別マップ設定手段を設け、前記第１路面摩擦係数判別手段は、前記路面摩擦係数判別マップを用い、制動開始から車両停止までの間、タイヤスリップ率データと制動減速度データによる複数の動作点が存在する領域のうち、判別頻度の多い領域があらわす路面摩擦係数を、その走行状況での路面摩擦係数と判別するため、制動開始から車両停止までの間に、次の発進に備え停止路面での路面摩擦係数をリアルタイムに判別することができる。

(3) 前記路面摩擦係数判別マップ設定手段は、低摩擦係数領域と高摩擦係数領域とを判別する１つの境界線を持つ路面摩擦係数判別マップを設定しため、マップ検索という容易な判別手法により、路面摩擦係数が低μか高μかを精度良く判別することができる。

(4) 前記路面摩擦係数判別マップの境界線Ｂは、タイヤスリップ率が所定値以下の領域での第１境界線部B1と、タイヤスリップ率が所定値を超える領域での第２境界線部B2と、を繋いだ線であり、前記第１境界線部B1は、タイヤスリップ率と制動減速度とが比例関係を示し、制動減速度が大きい側を高摩擦係数領域とする特性線とし、前記第２境界線部B2は、タイヤスリップ率の大きさにかかわらず制動減速度の第３設定値G3のみで分け、制動減速度が第３設定値G3より大きい側を高摩擦係数領域とする特性線としたため、ソフトブレーキ時のうち、特に、車両停止に近づく期間を含め、路面摩擦係数を精度良く判別することができる。

(5) 車載のアンチスキッドブレーキシステムが作動時か非作動時かを判断するＡＢＳ作動判断手段（ステップＳ４）と、前記アンチスキッドブレーキシステムの非作動時、制動減速度が第３設定値G3より大きな値による第２設定値G2を超えている場合は高摩擦係数路と判別し、制動減速度が第２設定値G2以下の場合は第１路面摩擦係数判別手段による路面摩擦係数の判別を行う第２路面摩擦係数判別手段（ステップＳ８、ステップＳ９）と、を設けたため、ＡＢＳ非作動時で、かつ、制動減速度が第２設定値G2を超えている場合、つまり、高μ路での通常ブレーキ時等のように、高い制動減速度が出る場合には、精度良く高μと判別することができる。

(6) 車載のアンチスキッドブレーキシステムが作動時か非作動時かを判断するＡＢＳ作動判断手段（ステップＳ４）と、前記アンチスキッドブレーキシステムの作動時、制動減速度が第１設定値G1を超えている場合は高摩擦係数路と判別し、制動減速度が第１設定値G1以下の場合は低摩擦係数路と判別する第３路面摩擦係数判別手段（ステップＳ４〜ステップＳ７）と、を設けたため、高μ路での急制動時にＡＢＳが作動した場合には、高い制動減速度が出ることで精度良く高μと判別し、低μ路での制動時にＡＢＳが作動した場合には、制動減速度が低いことで精度良く低μと判別することができる。

(7) 前記第３路面摩擦係数判別手段は、第１設定値G1を旋回状況に応じて直進時に最適な基準値より低い値とする補正を行うため、タイヤのグリップ力が横方向にも使われる旋回中においても、低μ路と高μ路の誤判別を防止し、精度良く路面μを判別することができる。

(8) 前記車両は、動力源からの駆動力が直接伝達される車輪を主動輪とし、動力源からの駆動力がトランスファクラッチ９を介して伝達される車輪を従動輪とし、路面摩擦係数情報を用いた前後輪駆動力配分目標値を得るように、前記トランスファクラッチ９の締結力を制御する電子制御四輪駆動車であるため、車両停止時にリアルタイムに判別された停止路面での路面μ情報を次の発進時における駆動力配分制御の制御情報として有効に活用することができる。

実施例２は、実施例１の制動時における路面μの判定に加え、発進後、前後輪差回転の発生有無により高μ／低μ判定を更新するようにした例である。なお、構成的には実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。

次に、作用を説明する。

［路面摩擦係数判別処理］
図５は実施例２の差動制限コントローラ２０にて所定制御周期毎に実行される路面摩擦係数判別処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、ステップＳ２１〜ステップＳ３７は、図２に示す実施例１のフローチャートにおけるステップＳ１〜ステップＳ１７とそれぞれ同じ処理ステップであるので、説明を省略する。

ステップＳ３８では、ステップＳ３７でのμ判定結果フラグの出力に続き、従動輪トルク配分を演算し、この演算結果に基づく指令を出力し、ステップＳ３９へ移行する。
ここで、「従動輪トルク配分」の演算は、実施例１で説明したように、高μ判定時に従動輪伝達トルクを抑制し、低μ判定時に従動輪伝達トルクを増やすものである。

ステップＳ３９では、ステップＳ３８での従動輪トルク配分の演算、出力に続き、発進時の前後差回転が有るか否かを判断し、YESの場合（前後差回転が有る場合）にはステップＳ４０へ移行し、NOの場合（前後差回転が無い場合）にはステップＳ４１へ移行する。

ステップＳ４０では、ステップＳ３９での発進時に前後差回転が有りとの判断に基づき、低μであると判別し、ステップＳ４２へ移行する。

ステップＳ４１では、ステップＳ３９での発進時に前後差回転が無しとの判断に基づき、高μであると判別し、ステップＳ４２へ移行する。

ステップＳ４２では、ステップＳ４０またはステップＳ４１での高μ／低μの判定に基づき、それまでのμ判定結果を更新し、更新によるμ判定結果フラグを出力し、リターンへ移行する。なお、ステップＳ３９〜ステップＳ４２は、路面摩擦係数判定更新手段に相当する。

［路面摩擦係数判別作用］
制動時に実施例１にて説明したようにμ判別が行われると、そのμ判定結果フラグに基づき、図５のフローチャートのステップＳ３８において、従動輪トルク配分を演算し、この演算結果に基づく指令が出力される。

例えば、制動時に高μであると誤って判定した場合、高μ判定に基づき演算された従動輪トルク配分で発進した場合、発進時に前後差回転が出た場合には、従動輪トルク配分が不足していることで、制動時に判定した高μが直ちに低μへと判定が更新され、低μ判定に基づき従動輪トルク配分が高い値に変更され、発進後に駆動スリップを抑えた加速駆動性能（４ＷＤ性能）が確保される。

一方、制動時に低μであると誤って判定した場合、低μ判定に基づき演算された従動輪トルク配分で発進した場合、発進時に前後差回転が無い場合には、従動輪トルク配分が過剰という可能性があることで、制動時に判定した低μが直ちに高μへと判定が更新され、高μ判定に基づき従動輪トルク配分が低い値に変更される。これによって、高μ路での旋回発進時や旋回走行時に、タイトコーナー性能が成り立つように、従動輪伝達トルクを制限することができるし、また、従動輪伝達トルクの制限により、駆動系部品への負荷を低減することで、耐久信頼性の向上を図ることが可能となる。
なお、他の作用は実施例１と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例２の車両の路面摩擦係数判別装置にあっては、下記の効果を得ることができる。

(9) 車両停止に引き続く発進時、発進後の前後輪差回転の発生の有無を判断し、前後輪差回転の発生有りの場合は低摩擦係数路と判定を更新し、前後輪差回転の発生無しの場合は高摩擦係数路と判定を更新する路面摩擦係数判定更新手段（ステップＳ３９〜ステップＳ４２）を設けたため、制動時に誤って路面μの判定を行った場合でも、発進直後に応答良く判定の訂正を行うことで、μ判別ロジックを設定した目的である４ＷＤ性能の向上とタイトコーナー性能の両立、並びに、駆動系部品の耐久信頼性の向上を確実に図ることができる。

以上、本発明の車両の路面摩擦係数判別装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施例１では、第１路面摩擦係数判別手段として、路面摩擦係数判別マップを用い、複数のデータによるモニタリングを行って路面摩擦係数判別を行う例を示したが、要するに、タイヤスリップ率と制動減速度との相対関係により路面摩擦係数を判別する手段であれば、例えば、タイヤスリップ率と制動減速度との相対関係をあらわす演算式等を用いた路面摩擦係数判別としても良い。

実施例１、２では、第１路面摩擦係数判別手段と第２路面摩擦係数判別手段と第３路面摩擦係数判別手段とを組み合わせた好適な例を示したが、第１路面摩擦係数判別手段のみを実施する例としても良いし、さらに、第１路面摩擦係数判別手段と第２路面摩擦係数判別手段との組み合わせ実施例としても良い。

本発明の車両の路面摩擦係数判別装置は、後輪駆動ベースの４輪駆動車への適用例に限らず、前輪駆動ベースの４輪駆動車へも勿論適用できる。さらに、適用車両としては、四輪駆動車に限らず、前輪を主動輪とする前輪駆動車や後輪を主動輪とする後輪駆動車にも適用することができる。

実施例１の路面摩擦係数判別装置が適用された後輪駆動ベースの四輪駆動車を示す全体システム図である。 実施例１の差動制限コントローラにて実行される路面摩擦係数判別処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の路面摩擦係数判別装置で用いられる路面摩擦係数判別マップを示す図である。 実施例１の路面摩擦係数判別ロジックにおいて制動条件毎の路面判別結果をあらわす表を示す図である。 実施例２の差動制限コントローラにて実行される路面摩擦係数判別処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ 自動変速機
３ リヤプロペラシャフト
４ リヤディファレンシャル
５，６ リヤドライブシャフト
７ 左後輪
８ 右後輪
９ トラスファクラッチ
１０ フロントプロペラシャフト
１１ フロントディファレンシャル
１２，１３ フロントドライブシャフト
１４ 左前輪
１５ 右前輪
１６ エンジンコントローラ
１７ 自動変速コントローラ
１９ 前後差動制限アクチュエータ
２０ 差動制限コントローラ
２１ アクセル開度センサ
２２ 前後加速度センサ
２３ モード切替スイッチ
４４ ブレーキコントローラ
４６ 左前輪速センサ
４７ 右前輪速センサ
４８ 左後輪速センサ
４９ 右後輪速センサ

Claims (9)

1. 制動時に路面摩擦係数を判別する車両の路面摩擦係数判別装置において、
   タイヤのスリップ率を検出するタイヤスリップ率検出手段と、
   制動減速度を検出する制動減速度検出手段と、
   車載のアンチスキッドブレーキシステムが作動時か非作動時かを判断するＡＢＳ作動判断手段と、
   前記アンチスキッドブレーキシステムの非作動時、前記制動減速度が第２設定値以下の場合は、前記タイヤスリップ率と前記制動減速度との相対関係により路面摩擦係数を判別する第１路面摩擦係数判別手段と、
   前記アンチスキッドブレーキシステムの非作動時、前記制動減速度が前記第２設定値を超えている場合は、高摩擦係数路と判別する第２路面摩擦係数判別手段と、
   を備えたことを特徴とする車両の路面摩擦係数判別装置。
2. 請求項１に記載された車両の路面摩擦係数判別装置において、
   前記タイヤスリップ率と前記制動減速度による直交座標面上を、路面摩擦係数の異なる領域毎に分割した路面摩擦係数判別マップを設定した路面摩擦係数判別マップ設定手段を設け、
   前記第１路面摩擦係数判別手段は、前記路面摩擦係数判別マップを用い、制動開始から車両停止までの間、前記タイヤスリップ率データと前記制動減速度データによる複数の動作点が存在する領域のうち、判別頻度の多い領域があらわす路面摩擦係数を、その走行状況での路面摩擦係数と判別することを特徴とする車両の路面摩擦係数判別装置。
3. 請求項２に記載された車両の路面摩擦係数判別装置において、
   前記路面摩擦係数判別マップ設定手段は、低摩擦係数領域と高摩擦係数領域とを判別する１つの境界線を持つ路面摩擦係数判別マップを設定したことを特徴とする車両の路面摩擦係数判別装置。
4. 請求項３に記載された車両の路面摩擦係数判別装置において、
   前記路面摩擦係数判別マップの境界線は、前記タイヤスリップ率が所定値以下の領域での第１境界線部と、前記タイヤスリップ率が前記所定値を超える領域での第２境界線部と、を繋いだ線であり、
   前記第１境界線部は、前記タイヤスリップ率と前記制動減速度とが比例関係を示し、前記制動減速度が大きい側を高摩擦係数領域とする特性線とし、
   前記第２境界線部は、前記タイヤスリップ率の大きさにかかわらず前記制動減速度の前記第２設定値より小さい値による第３設定値のみで分け、前記制動減速度が前記第３設定値より大きい側を高摩擦係数領域とする特性線としたことを特徴とする車両の路面摩擦係数判別装置。
5. 制動時に路面摩擦係数を判別する車両の路面摩擦係数判別装置において、
   タイヤのスリップ率を検出するタイヤスリップ率検出手段と、
   制動減速度を検出する制動減速度検出手段と、
   車載のアンチスキッドブレーキシステムが作動時か非作動時かを判断するＡＢＳ作動判断手段と、
   前記アンチスキッドブレーキシステムの非作動時、前記制動減速度が第２設定値以下の場合は、前記タイヤスリップ率と前記制動減速度との相対関係により路面摩擦係数を判別する第１路面摩擦係数判別手段と、
   前記アンチスキッドブレーキシステムの非作動時、前記制動減速度が前記第２設定値を超えている場合は、高摩擦係数路と判別する第２路面摩擦係数判別手段と、
   を備え、
   前記タイヤスリップ率と前記制動減速度による直交座標面上を、路面摩擦係数の異なる領域毎に分割した路面摩擦係数判別マップを設定した路面摩擦係数判別マップ設定手段を設け、
   前記第１路面摩擦係数判別手段は、前記路面摩擦係数判別マップを用い、制動開始から車両停止までの間、前記タイヤスリップ率データと前記制動減速度データによる複数の動作点が存在する領域のうち、判別頻度の多い領域があらわす路面摩擦係数を、その走行状況での路面摩擦係数と判別し、
   前記路面摩擦係数判別マップ設定手段は、低摩擦係数領域と高摩擦係数領域とを判別する１つの境界線を持つ路面摩擦係数判別マップを設定し、
   前記路面摩擦係数判別マップの境界線は、前記タイヤスリップ率が所定値以下の領域での第１境界線部と、前記タイヤスリップ率が前記所定値を超える領域での第２境界線部と、を繋いだ線であり、
   前記第１境界線部は、前記タイヤスリップ率と前記制動減速度とが比例関係を示し、前記制動減速度が大きい側を高摩擦係数領域とする特性線とし、
   前記第２境界線部は、前記タイヤスリップ率の大きさにかかわらず前記制動減速度の前記第２設定値より小さい値による第３設定値のみで分け、前記制動減速度が前記第３設定値より大きい側を高摩擦係数領域とする特性線としたことを特徴とする車両の路面摩擦係数判別装置。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載された車両の路面摩擦係数判別装置において、
   前記アンチスキッドブレーキシステムの作動時、前記制動減速度が第１設定値を超えている場合は高摩擦係数路と判別し、前記制動減速度が前記第１設定値以下の場合は低摩擦係数路と判別する第３路面摩擦係数判別手段
   を設けたことを特徴とする車両の路面摩擦係数判別装置。
7. 請求項６に記載された車両の路面摩擦係数判別装置において、
   前記第３路面摩擦係数判別手段は、前記第１設定値を旋回状況に応じて直進時に最適な基準値より低い値とする補正を行うことを特徴とする車両の路面摩擦係数判別装置。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載された車両の路面摩擦係数判別装置において、
   車両停止に引き続く発進時、発進後の前後輪差回転の発生の有無を判断し、前後輪差回転の発生有りの場合は低摩擦係数路と判定を更新し、前後輪差回転の発生無しの場合は高摩擦係数路と判定を更新する路面摩擦係数判定更新手段を設けたことを特徴とする車両の路面摩擦係数判別装置。
9. 請求項１乃至８の何れか１項に記載された車両の路面摩擦係数判別装置において、
   前記車両は、動力源からの駆動力が直接伝達される車輪を主動輪とし、動力源からの駆動力がトランスファクラッチを介して伝達される車輪を従動輪とし、路面摩擦係数情報を用いた前後輪駆動力配分目標値を得るように、前記トランスファクラッチの締結力を制御する電子制御四輪駆動車であることを特徴とする車両の路面摩擦係数判別装置。

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