WO2019035188A1 - 車両の制御方法及び車両の制御装置 - Google Patents

車両の制御方法及び車両の制御装置 Download PDF

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勝義 小川
淳弘 森
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Definitions

  • the present invention relates to a control method of a vehicle that estimates a road surface friction coefficient and a control device of the vehicle.
  • Patent Document 1 discloses a technique for calculating a slip ratio based on the wheel speed and estimating a road surface friction coefficient based on the relationship between the driving force acting on the wheel and the slip ratio.
  • the wheel speed sensor filters pulse signals generated according to the rotation of the wheel and converts them into a wheel speed signal. Therefore, in the technique of Patent Document 1, if the wheel speed signal is used when calculating the slip ratio, information is lost along with the filter processing, and a minute slip state can not be detected, and the road surface friction with high accuracy is obtained. There is a problem that the coefficient can not be estimated.
  • An object of the present invention is to provide a control method of a vehicle and a control device of a vehicle capable of accurately estimating a road surface friction coefficient.
  • the value counted up at the rising and falling of the pulse signal according to the rotation of the front and rear wheels of the vehicle, the value counted up at the front wheel, and the value counted up at the rear wheel is estimated based on the time change rate of the difference between
  • the pulse signal is used instead of the wheel speed signal in which the information is lost, a minute slip state can be detected, and the road surface friction coefficient can be estimated with high accuracy.
  • FIG. 1 is a system diagram of a vehicle of a first embodiment. It is a control map of driving force distribution control of vehicles of Example 1.
  • FIG. 6 is a characteristic diagram showing a road surface ⁇ estimation method of the first embodiment. It is the experimental result which plotted the relationship between the actual slip ratio and the deceleration in each of the high ⁇ road and the low ⁇ road.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a configuration of a wheel speed sensor of Example 1;
  • FIG. 6 is a diagram showing a relationship of count values of pulse signals detected by the wheel speed sensor of the first embodiment.
  • 5 is a flowchart illustrating road surface friction coefficient estimation processing according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a system diagram of a vehicle according to a first embodiment.
  • the vehicle of the first embodiment is a rear wheel drive-based four wheel drive vehicle.
  • the vehicle has an engine 1, an automatic transmission 2 and a transfer 3.
  • the automatic transmission 2 changes the rotational speed of the engine 1 and outputs a part or all of the torque output from the engine 1 from the rear drive shaft RDS.
  • the torque output from the rear drive shaft RDS is transmitted to the rear wheels RL and RR (hereinafter, also simply referred to as rear wheels) via the left rear wheel drive shaft DRL and the right rear wheel drive shaft DRR.
  • the transfer 3 also outputs a part of the torque output from the engine 1 from the front drive shaft FDS.
  • the torque output from the front drive shaft FDS is transmitted to the front wheels FL and FR (hereinafter, also simply referred to as front wheels) via the left front wheel drive shaft DFL and the right front wheel drive shaft DFR.
  • the vehicle is integrated with a wheel speed sensor SS (FL, FR, RL, RR) for detecting the rotational state of each wheel FL, FR, RL, RR, and an integrated type for detecting the longitudinal acceleration Gx, lateral acceleration Gy, and yaw rate Yaw of the vehicle. It has a sensor CS.
  • the brake controller 10 receives a sensor signal (pulse signal) of the wheel speed sensor SS, and calculates the wheel speed Vw and the vehicle speed Vx. Details of the wheel speed sensor SS will be described later. Further, various sensor signals (Gx, Gy, Yaw) are received from the integrated sensor CS.
  • the brake controller 10 controls anti-lock brake control (hereinafter referred to as ABS) that suppresses the tendency to lock the wheel based on the received sensor signal and the calculated information, and vehicle dynamics control control (which stabilizes the behavior of the vehicle)
  • ABS anti-lock brake control
  • vehicle dynamics control control which stabilizes the behavior of the vehicle
  • the automatic braking control is executed based on the braking request received from the automatic operation controller (not shown), and controls the braking state (not shown).
  • the controller 20 includes an engine control unit that controls the operation state of the engine 1, a shift control unit that controls the shift state of the automatic transmission 2, and a driving force distribution control unit that controls the driving force distribution state of the transfer 3.
  • the engine control unit controls the number of rotations and the torque of the engine 1 by the throttle opening degree, the fuel injection amount, the plug ignition timing and the like.
  • the shift control unit determines the optimum shift position based on the vehicle speed VSP and the accelerator pedal opening APO, and shifts the shift position to the selected shift position by the hydraulic control in the automatic transmission 2.
  • the driving power distribution control unit calculates the driving power distributed to the front wheels and the driving power distributed to the rear wheels based on the traveling state of the vehicle, and controls the torque transmitted from the transfer 3 to the front wheels.
  • the brake controller 10 and the controller 20 are connected via a CAN communication line.
  • the controller 20 receives data from the brake controller 10, such as pulse signals of the wheel speed sensor SS, wheel speed Vw, vehicle speed Vx, longitudinal acceleration Gx, lateral acceleration Gy, yaw rate Yaw and the like.
  • the brake controller 10 receives, from the controller 20, data such as engine torque information, gear, drive power distribution state, and the like.
  • FIG. 2 is a control map of the driving force distribution control of the vehicle of the first embodiment.
  • the abscissa represents a road surface friction coefficient (hereinafter referred to as a road surface ⁇ ), and the ordinate represents a total torque of the front drive shaft FDS and the rear drive shaft RDS.
  • the threshold L1 in FIG. 2 represents the maximum value of the torque that the rear wheel can transmit to the road surface
  • the threshold L2 represents the maximum value of the torque that can be transmitted to the road surface from both the front wheel and the rear wheel.
  • An area S1 below the threshold L1 in FIG. 2 is an area traveled by rear wheel drive.
  • the characteristic of the threshold L1 is such that the value of L1 is small when the road surface ⁇ is low, and the value of L1 is large when the road surface ⁇ is high.
  • An area S2 above the threshold L1 and below the threshold L2 in FIG. 2 is an area where the vehicle travels by four-wheel drive.
  • the driving power distribution control unit distributes L1 of the torque output from the engine 1 to the rear wheels and distributes the remaining torque to the front wheels.
  • An area S3 of information from the threshold L2 in FIG. 2 is an area for requesting the engine 1 to reduce the torque while traveling by four-wheel drive.
  • Region S3 represents that, of the torques output from engine 1, L1 is distributed to the rear wheels and even if the difference between L2 and L1 is distributed to the front wheels, excessive torque is output from engine 1.
  • the driving power distribution control unit makes the engine 1 request to reduce the torque corresponding to the torque obtained by subtracting L2 from the engine torque.
  • FIG. 3 is a characteristic diagram showing the road surface ⁇ estimation method of the first embodiment.
  • the abscissa represents the slip ratio of the wheel
  • the ordinate represents the longitudinal acceleration.
  • the reference ⁇ characteristic in FIG. 3 is a reference line in which the characteristic on the high ⁇ road is measured in advance by an experiment or the like. Temporarily, the road surface ⁇ that represents the reference ⁇ characteristic is set to “1”.
  • the road surface ⁇ and the longitudinal acceleration have a linear relationship at any slip rate. Therefore, when a reference longitudinal acceleration that is a longitudinal acceleration generated in a reference ⁇ characteristic at a certain slip ratio S1 is Gbase and a longitudinal acceleration at a low ⁇ is Glow, the following relationship is established.
  • the road surface ⁇ is used when performing the driving force distribution control. This is because there is a correlation with the force that can be transmitted from the wheels to the road surface.
  • a pulse ⁇ estimation processing unit that estimates using a pulse signal of the wheel speed sensor SS and a wheel that estimates using the wheel speed Vw calculated from the wheel speed sensor SS And a fast ⁇ estimation processing unit.
  • the brake controller 10 calculates the first wheel speed based on the number of pulse signals included per unit time. Then, filter processing is performed on the first wheel speed from the viewpoint of noise removal, and a stable wheel speed Vw is calculated. Next, the vehicle speed Vx is calculated from the wheel speed Vw calculated at each wheel. In the calculation of the vehicle body speed Vx, for example, select low of Vw of each wheel and select low between the front wheel average wheel speed Vwf-ave and the rear wheel average wheel speed Vwr-ave are performed. Furthermore, correction or the like may be performed using the detected longitudinal acceleration Gx.
  • the wheel speed reference slip ratio Svw is calculated by dividing the wheel speed Vw by the vehicle speed Vx.
  • the reference longitudinal acceleration Gbase at the wheel speed reference slip ratio Svw is calculated from the reference ⁇ characteristic shown in FIG. 3, and the current longitudinal acceleration Gcur is divided by the reference longitudinal acceleration Gbase to calculate the wheel speed reference road surface friction coefficient ⁇ Vw Do.
  • the current longitudinal acceleration Gcur may be the longitudinal acceleration Gx detected by the integrated sensor CS, or the change rate dVx / dt of the wheel speed Vx may be used.
  • FIG. 4 is an experimental result in which the relationship between the actual slip ratio and the deceleration is plotted for each of the high ⁇ road and the low ⁇ road.
  • the high ⁇ determination region in FIG. 4 is a region where the deceleration with respect to the slip ratio is large, and represents a region where the driving power distribution control unit can determine as high ⁇ in control.
  • the low ⁇ determination region in FIG. 4 is a region where the deceleration with respect to the slip ratio is small, and represents a region where the driving power distribution control unit can determine as low ⁇ in control.
  • the experimental result when traveling on an actual high ⁇ road is plotted by ⁇
  • the experimental result when traveling on an actual low ⁇ road is plotted by ⁇ .
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the wheel speed sensor of the first embodiment.
  • the wheel speed sensor SS has a tooth that rotates integrally with the wheel, and forms a pulse signal based on the change in impedance due to the unevenness of the tooth.
  • a pulse count value a value obtained by counting up the rising and falling of the pulse signal.
  • FIG. 6 is a diagram showing a relationship of count values of pulse signals detected by the wheel speed sensor of the first embodiment.
  • FIG. 6 (i) shows the relationship between the pulse count value of the left front wheel and the pulse count value of the left rear wheel.
  • FIG. 6 (ii) represents the difference between the pulse count values in FIG. 6 (i) (left rear wheel pulse count value-left front wheel pulse count value).
  • 6 (iii) is an enlarged view of the section (A) of FIG. 6 (i)
  • FIG. 6 (iv) is an enlarged view of the section (A) of FIG. 6 (ii).
  • the fact that the pulse count value is reset at the start of the section (A) indicates that the driver has stepped on the brake pedal to start deceleration.
  • the wheel speed on the front wheel side is easily reduced.
  • the load moves to the front wheel side at the time of deceleration, and therefore, the brake capacity on the front wheel side is generally set large.
  • each wheel of the wheel speed sensor SS rotates independently, and the unevenness of the teeth of the wheel speed sensor SS of each wheel is not necessarily synchronized. Therefore, when counting up is started, the difference between the initial pulse count values is 0 or -1.
  • the difference between the pulse count values becomes one.
  • the moment when the difference between the pulse count values becomes 1 indicates the moment when the unevenness of the teeth of the wheel speed sensor SS of the front wheel and the unevenness of the teeth of the wheel speed sensor SS of the rear wheel are synchronized. Therefore, the measurement of time is started at the timing when the difference between the pulse count values indicates one.
  • a time tx until the difference changes by one such as the time taken for the difference between the pulse count values to change from 1 to 2 and the time taken for the change from 2 to 3 are measured.
  • the difference in pulse count value changes from 1 to 2 means that while the teeth of the wheel speed sensor SS on the front wheel rotate by one tooth, the teeth on the wheel speed sensor SS on the rear wheel rotate by two teeth Represents to do. Therefore, the relative speed ⁇ Vpuls between the front wheel and the rear wheel can be calculated from the number of teeth of the wheel speed sensor SS, the difference between the pulse count values, and the time tx.
  • the wheel speed of the rear wheel at the initial stage of braking can be regarded as substantially the vehicle speed Vx because the slip with the road surface is extremely small.
  • the left pulse reference road surface friction coefficient ⁇ puls_L using the pulse signal of the left front wheel and the pulse signal of the left rear wheel, the pulse signal of the right front wheel and the pulse signal of the right rear wheel And the right pulse reference road surface friction coefficient ⁇ puls_R is calculated.
  • the left pulse reference road surface friction coefficient ⁇ puls_L using the pulse signal of the left front wheel and the pulse signal of the left rear wheel, the pulse signal of the right front wheel and the pulse signal of the right rear wheel And the right pulse reference road surface friction coefficient ⁇ puls_R is calculated.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating road surface friction coefficient estimation processing according to the first embodiment.
  • step S1 it is determined whether or not deceleration has been started. If it is determined that deceleration has been started, the process proceeds to step S2, and otherwise proceeds to step S4.
  • whether or not deceleration has been started is, for example, whether the brake switch is turned on or the driver operates the shift lever and downshifts in the manual mode, so that engine braking force is applied. It can be detected by various methods such as
  • step S2 a pulse ⁇ estimation process is performed. The details of the pulse ⁇ estimation process are as described above.
  • step S3 a pulse reference road surface friction coefficient ⁇ puls is set as the road surface ⁇ .
  • step S4 it is determined whether or not the pulse reference road surface friction coefficient ⁇ puls is less than or equal to a predetermined value ⁇ low representing low ⁇ . If it is determined that the pulse reference road friction coefficient ⁇ puls is less than or equal to the predetermined value ⁇ low, the process proceeds to step S5 and the pulse reference road surface friction coefficient ⁇ puls is continued. Use Then, the process proceeds to step S6, and it is determined whether or not the acceleration is completed. If the acceleration is completed, the process proceeds to step S7. Otherwise, the process proceeds to step S5.
  • step S7 a wheel speed ⁇ estimation process is performed, and in step S8, the wheel speed reference road surface friction coefficient ⁇ Vw is used as the road surface ⁇ .
  • the details of the wheel speed ⁇ estimation process are as described above. That is, when it is determined that the road is a high ⁇ road, torque can be effectively transmitted from the wheels to the road surface even if a large slip ratio occurs. Further, in the pulse ⁇ estimation process, Spuls can not be calculated until the difference between the pulse count values becomes 3, but the wheel speed Vw and the vehicle speed Vx are data from which the noise obtained immediately from the brake controller 10 is removed. Therefore, torque distribution can be performed according to the road surface condition.
  • a pulse signal corresponding to the rotation of the front and rear wheels of the vehicle is detected, counted up at the rise and fall of the pulse signal, and the difference between the value counted up at the front wheel and the value counted up at the rear wheel
  • the pulse reference road surface friction coefficient ⁇ puls is estimated based on the time change rate of Therefore, since the pulse signal is used instead of the wheel speed signal in which the information is lost, a minute slip state can be detected, and the road surface friction coefficient can be estimated with high accuracy.
  • the wheel speed Vw is calculated based on the number of pulse signals per unit time, the wheel speed reference road surface friction coefficient ⁇ Vw (second road surface friction coefficient) is estimated based on the wheel speed Vw, and the road surface friction coefficient is used.
  • the wheel speed is The driving forces are distributed to the front wheels and the rear wheels based on the reference road surface friction coefficient ⁇ Vw. That is, when it is determined that the road is a high ⁇ road, torque can be effectively transmitted from the wheels to the road surface even if a large slip ratio occurs.
  • the right road surface friction coefficient ⁇ puls_R is estimated based on the time change rate of the difference between the value counted up on the right front wheel and the value counted up on the right rear wheel
  • the left road surface friction coefficient ⁇ puls_L is estimated based on the time change rate of the difference between the value counted up on the left front wheel and the value counted up on the left rear wheel. Therefore, a split ⁇ road having different road surface friction coefficients can be detected by the left and right wheels, and the vehicle can be stably controlled.
  • the first embodiment shows an example applied to a rear wheel drive base four wheel drive vehicle, but may be applied to a front wheel drive base four wheel drive vehicle.
  • the pulse reference road surface friction coefficient ⁇ puls is estimated during deceleration, but the pulse reference road surface friction coefficient ⁇ puls may be estimated during acceleration.
  • both the pulse reference road surface friction coefficient ⁇ puls and the wheel speed reference road surface friction coefficient ⁇ Vw are estimated, and the road surface friction coefficient to be used is selected according to the situation, but the pulse reference road surface friction coefficient ⁇ puls is always used
  • the road surface friction coefficient used when performing the driving force distribution control is estimated, but it may be estimated as a road surface friction coefficient used when performing other braking control or turning control.

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Abstract

本発明では、車両の前輪及び後輪の回転に応じたパルス信号の立ち上がり及び立下りでカウントアップし、前輪でカウントアップした値と、後輪でカウントアップした値との差の時間変化率に基づいて路面摩擦係数を推定することとした。

Description

車両の制御方法及び車両の制御装置
　本発明は、路面摩擦係数を推定する車両の制御方法及び車両の制御装置に関する。
　特許文献１には、車輪速に基づいてスリップ比を算出し、車輪に作用する駆動力とスリップ比との関係に基づいて路面摩擦係数を推定する技術が開示されている。
特開２０１７－８７７８６号公報
　一般に、車輪速センサは、車輪の回転に応じて発生したパルス信号をフィルタ処理して車輪速信号に変換している。よって、特許文献１の技術において、スリップ比を算出する際に車輪速信号を用いると、フィルタ処理に伴って情報が欠損し、微小なスリップ状態を検出することができず、精度の高い路面摩擦係数を推定することができないという問題があった。
　本発明の目的は、路面摩擦係数を精度よく推定可能な車両の制御方法及び車両の制御装置を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明では、車両の前輪及び後輪の回転に応じたパルス信号の立ち上がり及び立下りでカウントアップし、前輪でカウントアップした値と、後輪でカウントアップした値との差の時間変化率に基づいて路面摩擦係数を推定することとした。
　よって、情報が欠損した車輪速信号に代えて、パルス信号を用いたため、微小なスリップ状態を検出することができ、精度の高い路面摩擦係数を推定できる。
実施例１の車両のシステム図である。 実施例１の車両の駆動力配分制御の制御マップである。 実施例１の路面μ推定方法を表す特性図である。 高μ路と低μ路のそれぞれで、実際のスリップ率と減速度の関係をプロットした実験結果である。 実施例１の車輪速センサの構成を表す概略図である。 実施例１の車輪速センサにより検出されたパルス信号のカウント値の関係を表す図である。 実施例１の路面摩擦係数推定処理を表すフローチャートである。
１　　エンジン
２　　自動変速機
３　　トランスファ
１０　　ブレーキコントローラ
２０　　コントローラ
CS　　一体型センサ
SS　　車輪速センサ
　〔実施例１〕
  図１は、実施例１の車両のシステム図である。実施例１の車両は後輪駆動ベースの四輪駆動車両である。車両は、エンジン１と、自動変速機２と、トランスファ３とを有する。自動変速機２は、エンジン１の回転数を変速し、エンジン１から出力されトルクの一部又は全部をリアドライブシャフトRDSから出力する。リアドライブシャフトRDSから出力されたトルクは、左後輪ドライブシャフトDRL及び右後輪ドライブシャフトDRRを介して後輪RL,RR（以下、単に後輪とも記載する。）に伝達される。また、トランスファ３は、エンジン１から出力されたトルクの一部をフロントドライブシャフトFDSから出力する。フロントドライブシャフトFDSから出力されたトルクは、左前輪ドライブシャフトDFL及び右前輪ドライブシャフトDFRを介して前輪FL,FR（以下、単に前輪とも記載する。）に伝達される。
　車両は、各車輪FL,FR,RL,RRの回転状態を検出する車輪速センサSS(FL,FR,RL,RR)と、車両の前後加速度Gx、横加速度Gy、ヨーレイトYawを検出する一体型センサCSを有する。ブレーキコントローラ１０は、車輪速センサSSのセンサ信号（パルス信号）を受信し、車輪速Vwや車体速Vxを演算する。車輪速センサSSの詳細については後述する。また、一体型センサCSから各種センサ信号（Gx,Gy,Yaw）を受信する。
　ブレーキコントローラ１０は、受信したセンサ信号及び演算した情報に基づいて、車輪のロック傾向を抑制するアンチロックブレーキ制御（以下、ABSと記載する。）、車両の挙動を安定化させるビークルダイナミクスコントロール制御（以下、VDCと記載する。）、図外の自動運転コントローラから受信した制動要求に基づく自動制動制御等を実行し、図外のブレーキ状態を制御する。
　コントローラ２０は、エンジン１の運転状態を制御するエンジン制御部と、自動変速機２の変速状態を制御する変速制御部と、トランスファ３の駆動力配分状態を制御する駆動力配分制御部と、を有する。エンジン制御部は、エンジン１の回転数やトルクをスロットル開度、燃料噴射量、プラグ点火タイミング等により制御する。変速制御部は、車速VSPとアクセルペダル開度APOに基づいて最適な変速段を決定し、自動変速機２内の油圧制御によって選択された変速段に変速する。駆動力配分制御部は、車両の走行状態に基づいて、前輪に配分する駆動力と後輪に配分する駆動力とを演算し、トランスファ３から前輪側に伝達するトルクを制御する。
　ブレーキコントローラ１０とコントローラ２０とは、ＣＡＮ通信線を介して接続されている。コントローラ２０は、ブレーキコントローラ１０から車輪速センサSSのパルス信号、車輪速Vw、車体速Vx、前後加速度Gx、横加速度Gy、ヨーレイトYaw等のデータを受信する。ブレーキコントローラ１０は、コントローラ２０からエンジントルク情報、変速段、駆動力配分状態等のデータを受信する。
　図２は、実施例１の車両の駆動力配分制御の制御マップである。横軸に路面摩擦係数（以下、路面μと記載する。）を取り、縦軸にフロントドライブシャフトFDS及びリアドライブシャフトRDSの合計トルクを取ったものである。図２中の閾値Ｌ１は、後輪が路面に伝達可能なトルクの最大値を表し、閾値Ｌ２は、前輪と後輪の両方から路面に伝達可能なトルクの最大値を表す。図２中の閾値Ｌ１より下方の領域Ｓ１は、後輪駆動で走行する領域である。閾値Ｌ１の特性は、路面μが低ければＬ１の値は小さく、路面μが高ければＬ１の値は大きくなる特性を有する。図２中の閾値Ｌ１より上方、かつ閾値Ｌ２より下方の領域Ｓ２は、四輪駆動で走行する領域である。駆動力配分制御部は、エンジン１から出力されたトルクのうち、Ｌ１を後輪に配分し、残りのトルクを前輪に配分する。
　図２中の閾値Ｌ２より情報の領域Ｓ３は、四輪駆動で走行しつつエンジン１にトルクダウンを要求する領域である。領域Ｓ３は、エンジン１から出力されたトルクのうち、Ｌ１を後輪に配分し、Ｌ２とＬ１の差分を前輪に配分したとしても、過剰なトルクがエンジン１から出力されることを表す。この場合、駆動力配分制御部は、エンジン１に対し、エンジントルクからＬ２を差し引いたトルク分のトルクダウン要求を行う。
　図３は、実施例１の路面μ推定方法を表す特性図である。この特性図は、横軸に車輪のスリップ率を取り、縦軸に前後加速度を取ったものである。図３中の基準μ特性とは、予め実験等で高μ路における特性を測定した基準線である。仮に、基準μ特性を表す路面μを「１」とする。ここで、任意のスリップ率において、路面μと前後加速度が線形の関係を有することが知られている。よって、あるスリップ率Ｓ１における基準μ特性で発生する前後加速度である基準前後加速度をGbaseとし、低μでの前後加速度をGlowとしたとき、以下の関係が成立する。
基準μ：低μ＝Gbase：Glow
よって、
低μ＝（Glow/Gbase）×基準μ
基準μは１なので、低μは、基準前後加速度Gbaseに対するGlowの比率で表される。以上から、精度の高いスリップ率を算出することができれば、精度の高い路面μを推定できる。
　図２に示すように、実施例１の車両では、駆動力配分制御を行うにときに、路面μを用いる。車輪から路面に伝達できる力と相関があるからである。実施例１の車両では、路面μを推定する際、車輪速センサSSのパルス信号を用いて推定するパルスμ推定処理部と、車輪速センサSSから算出された車輪速Vwを用いて推定する車輪速μ推定処理部と、を有する。
　（車輪速μ推定処理について）
　ブレーキコントローラ１０は、車輪速センサSSからパルス信号を受信すると、単位時間あたりに含まれるパルス信号の数に基づいて第１車輪速を演算する。そして、第１車輪速にノイズ除去の観点からフィルタ処理を行い、安定した車輪速Vwを演算する。次に、各輪で演算された車輪速Vwから車体速Vxを演算する。車体速Vxの演算は、例えば、各輪のVwのセレクトローや、前輪平均車輪速Vwf-aveと後輪平均車輪速Vwr-aveとの間のセレクトローを行う。更に、検出された前後加速度Gxを用いて補正等を行ってもよい。そして、車輪速Vwを車体速Vxで除して車輪速基準スリップ率Svwを算出する。次に、図３に示す基準μ特性から、車輪速基準スリップ率Svwにおける基準前後加速度Gbaseを算出し、現在の前後加速度Gcurを基準前後加速度Gbaseで除し、車輪速基準路面摩擦係数μVwを算出する。ここで、現在の前後加速度Gcurは、一体型センサCSにより検出された前後加速度Gxでもよいし、車輪速Vxの変化率dVx/dtを用いてもよい。
　図４は、高μ路と低μ路のそれぞれで、実際のスリップ率と減速度の関係をプロットした実験結果である。図４の高μ判定領域は、スリップ率に対する減速度が大きな領域であり、駆動力配分制御部が制御上、高μと判定し得る領域を表す。図４の低μ判定領域は、スリップ率に対する減速度が小さな領域であり、駆動力配分制御部が制御上、低μと判定し得る領域を表す。ここで、実際の高μ路を走行したときの実験結果を▲でプロットし、実際の低μ路を走行したときの実験結果を◆でプロットした。高μ路での実験結果である▲は、概ね高μ判定領域内に出現しており、低μ路と誤判定する例は少ないことが理解できる。これに対し、低μ路での実験結果は、高μ判定領域内に多数の◆がプロットされており、高μ路と誤判定している例が非常に多いことが理解できる。これは、上述したように、車輪速Vwを用いた際、フィルタ処理等が施された結果、特にスリップ開始初期の微小なスリップ状態に関する情報が欠損したことによると考えられる。そこで、発明者は、ブレーキコントローラ１０から出力された車輪速Vwではなく、ブレーキコントローラ１０から、情報が欠損する前の車輪速センサSSのパルス信号を受信して路面μを推定することとした。
　（パルスμ推定処理について）
　図５は、実施例１の車輪速センサの構成を表す概略図である。図５に示すように、車輪速センサSSは、車輪と一体に回転する歯を有し、歯の凹凸変化によるインピーダンス変化に基づいてパルス信号を形成する。このとき、パルス信号の立ち上がり及び立下りをカウントアップした値（以下、パルスカウント値と記載する）を用いる。
　図６は、実施例１の車輪速センサにより検出されたパルス信号のカウント値の関係を表す図である。図６(i)は、左前輪のパルスカウント値と、左後輪のパルスカウント値との関係を表す。図６(ii)は、図６(i)のパルスカウント値の差（左後輪パルスカウント値―左前輪パルスカウント値）を表す。また、図６(iii)は、図６(i)の区間（Ａ）を拡大した拡大図、図６(iv)は、図６(ii)の区間（Ａ）を拡大した拡大図である。尚、区間（Ａ）の開始時点でパルスカウント値がリセットされているのは、運転者がブレーキペダルを踏み込み、減速を開始したことを示す。ブレーキペダルの踏み込みによる減速時であるため、前輪側の車輪速が低下しやすい状況である。車両は、減速時に荷重が前輪側に移動するため、一般に前輪側のブレーキ容量が大きく設定されているからである。
　図５に示すように、車輪速センサSSの歯は、各輪それぞれが独立して回転しており、各輪の車輪速センサSSの歯の凹凸が必ずしも同期していない。よって、カウントアップを開始すると、初期のパルスカウント値の差は、０もしくは－１となる。そして、前輪側の回転数が後輪側の回転数よりも早く低下し、前輪のパルスカウント値のカウントアップ速度が低下すると、パルスカウント値の差が１となる。言い換えると、パルスカウント値の差が１となった瞬間は、前輪の車輪速センサSSの歯の凹凸と、後輪の車輪速センサSSの歯の凹凸とが同期した瞬間を示す。よって、パルスカウント値の差が１を示したタイミングで、時間の計測を開始する。
　そして、パルスカウント値の差が１から２へと変化するのにかかる時間、２から３へと変化するのにかかる時間といった、差が１つ変化するまでの時間ｔｘを計測する。「パルスカウント値の差が１から２へと変化する」とは、前輪の車輪速センサSSの歯が一歯分だけ回転する間に、後輪の車輪速センサSSの歯が２歯分回転することを表す。よって、車輪速センサSSの歯数と、パルスカウント値の差と、時間ｔｘとから、前輪と後輪との間の相対速度ΔVpulsを算出できる。制動初期における後輪の車輪速は、路面との間のスリップが極めて小さいため、ほぼ車体速Vxとみなせる。後輪の車輪速をVwr、前輪の車輪速をVwf、パルスμ推定処理による前輪のスリップ率をSpulsとすると、
Vwf＝Vwr - ΔVpuls
Spuls＝（Vwr - Vwf）／Vx
Vwr＝Vx
よって、
Spuls＝ΔVpuls/Vwr
で表される。尚、実施例１では、パルスカウント値の差が３になるまで時間ｔｘを計測し、この時点でSpulsを算出する。これにより、パルス信号を直接使用した場合であっても、ノイズ等の影響を抑制し、安定したスリップ率Spulsを演算できる。この精度の高いスリップ率Spulsを用いて図３に示す路面μ推定を行う。
　上記のようにパルスカウント値の差に基づいてスリップ率Spulsを算出することで、微小スリップ領域であっても、精度よくスリップ率を算出することに成功した。すなわち、車輪速Vwを用いてスリップ率を算出した際には、スリップ率が増大し、車輪と路面との間に作用する力が最大値付近においては、精度よくスリップ率を算出できる。しかし、車輪と路面との間に作用する力が最大値よりも手前のスリップ開始時点（微小スリップ領域）では、ノイズが除去される過程で情報が欠損し、精度よくスリップ率を算出することが困難であった。
　しかしながら、車輪速センサSSのパルス信号をそのまま使用し、前後輪のパルスカウント値の差の時間変化率に基づいてスリップ率Spulsを演算することで、スリップ開始直後の微小スリップを精度よく算出できることを見出した。実際に、スリップ率Spulsを用いて図５に示す実験を行ったところ、誤判定をほぼ１００％排除することに成功した。よって、Spulsを用いて推定したパルス基準路面摩擦係数μpulsを使用し、駆動力配分制御を行うことで、安定した走行状態を実現できる。
　尚、実施例１では、路面μを推定する際、左前輪のパルス信号と左後輪のパルス信号を用いた左側パルス基準路面摩擦係数μpuls_Lと、右前輪のパルス信号と右後輪のパルス信号を用いた右側パルス基準路面摩擦係数μpuls_Rとを、それぞれ算出することとしている。これにより、左右輪で異なる路面摩擦係数となるいわゆるスプリットμ路を検出できる。
　図７は、実施例１の路面摩擦係数推定処理を表すフローチャートである。
　ステップＳ１では、減速を開始したか否かを判断し、減速を開始したと判断したときはステップＳ２に進み、それ以外はステップＳ４に進む。ここで、減速を開始したか否かは、例えば、ブレーキスイッチがＯＮとなったか、あるいは、運転者がシフトレバーを操作し、マニュアルモードでダウンシフトすることでエンジンブレーキ力が作用する状態となったか、といった種々の方法で検出できる。
　ステップＳ２では、パルスμ推定処理を行う。パルスμ推定処理の詳細は、上述した通りである。
　ステップＳ３では、路面μとしてパルス基準路面摩擦係数μpulsを設定する。
　ステップＳ４では、パルス基準路面摩擦係数μpulsが低μを表す所定値μlow以下か否かを判断し、所定値μlow以下と判断したときは、ステップＳ５に進み、継続してパルス基準路面摩擦係数μpulsを使用する。そして、ステップＳ６に進み、加速が終了したか否かを判断し、加速が終了したときはステップＳ７に進み、それ以外の場合はステップＳ５に進む。これは、減速時に低μ路であると判断したときは、加速時であっても継続してパルス基準路面摩擦係数μpulsを使用することで、駆動力配分制御を開始する際に過剰なトルクが配分されることがなく、安定した車両挙動を実現できるからである。
　ステップＳ７では、車輪速μ推定処理を行い、ステップＳ８では、路面μとして車輪速基準路面摩擦係数μVwを使用する。車輪速μ推定処理の詳細は、上述した通りである。すなわち、高μ路であると判断したときは、ある程度大きなスリップ率が生じたとしても、車輪から路面に対して効果的にトルクを伝達できる。また、パルスμ推定処理では、パルスカウント値の差が３になるまでSpulsを演算できないが、車輪速Vwや車体速Vxは、ブレーキコントローラ１０から即座に得られるノイズが除去されたデータである。よって、路面状況に応じたトルク配分を実施できる。
　以上説明したように、実施例１にあっては、下記の作用効果を奏する。
　（１）車両の前輪及び後輪の回転に応じたパルス信号を検出し、パルス信号の立ち上がり及び立下りでカウントアップし、前輪でカウントアップした値と、後輪でカウントアップした値との差の時間変化率に基づいてパルス基準路面摩擦係数μpulsを推定する。
　よって、情報が欠損した車輪速信号に代えて、パルス信号を用いたため、微小なスリップ状態を検出することができ、精度の高い路面摩擦係数を推定できる。
　（２）路面摩擦係数に基づいてエンジン１の駆動力を前輪と後輪に配分するときに、車両の減速時に推定されたパルス基準路面摩擦係数μpulsがμlow以下（低摩擦係数）のときは、車両の再加速時に、パルス基準路面摩擦係数μpulsに基づいて前輪と後輪への駆動力配分を行う。
　よって、加速時に駆動力配分制御を開始する際、過剰なトルクが配分されることがなく、安定した車両挙動を実現できる。
　（３）パルス信号の単位時間当たりの数に基づいて車輪速Vwを算出し、車輪速Vwに基づいて車輪速基準路面摩擦係数μVw（第２の路面摩擦係数）を推定し、路面摩擦係数に基づいてエンジン１の駆動力を前輪と後輪に配分するときに、車両の減速時に推定されたパルス基準路面摩擦係数μpulsがμlowより大きい高摩擦係数のときは、車両の再加速時に、車輪速基準路面摩擦係数μVwに基づいて前輪と後輪への駆動力配分を行う。
　すなわち、高μ路であると判断したときは、ある程度大きなスリップ率が生じたとしても、車輪から路面に対して効果的にトルクを伝達できる。また、パルスμ推定処理では、パルスカウント値の差が３になるまでSpulsを演算できないが、車輪速Vwや車体速Vxは、ブレーキコントローラ１０から即座に得られるノイズが除去されたデータである。よって、路面状況に応じたトルク配分を実施できる。
　（４）パルス基準路面摩擦係数μpulsを推定するときは、右側前輪でカウントアップした値と、右側後輪でカウントアップした値との差の時間変化率に基づいて右側路面摩擦係数μpuls_Rを推定し、左側前輪でカウントアップした値と、左側後輪でカウントアップした値との差の時間変化率に基づいて左側路面摩擦係数μpuls_Lを推定する。
　よって、左右輪で路面摩擦係数が異なるスプリットμ路を検出することができ、車両を安定的に制御できる。
　〔他の実施例〕
  以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、具体的な構成は他の構成であっても良い。実施例１では、後輪駆動ベースの四輪駆動車両に適用した例を示したが、前輪駆動ベースの四輪駆動車両に適用してもよい。また、実施例１では、減速時にパルス基準路面摩擦係数μpulsを推定する例を示したが、加速時にパルス基準路面摩擦係数μpulsを推定してもよい。また、実施例１では、パルス基準路面摩擦係数μpulsと車輪速基準路面摩擦係数μVwの両方を推定し、状況に応じて使用する路面摩擦係数を選択したが、常にパルス基準路面摩擦係数μpulsを使用してもよい。また、実施例１では、駆動力配分制御を行う際に使用する路面摩擦係数を推定したが、他の制動制御や、旋回制御を行う際に使用する路面摩擦係数として推定してもよい。

Claims (5)

  1. 　車両の前輪及び後輪の回転に応じたパルス信号を検出し、
    　前記パルス信号の立ち上がり及び立下りでカウントアップし、
    　前輪でカウントアップした値と、後輪でカウントアップした値との差の時間変化率に基づいて路面摩擦係数を推定することを特徴とする車両の制御方法。
  2. 　請求項１に記載の車両の制御方法において、
    　路面摩擦係数に基づいて動力源の駆動力を前輪と後輪に配分するときに、
    　車両の減速時に推定された路面摩擦係数が低摩擦係数のときは、車両の再加速時に、前記低摩擦係数に基づいて前輪と後輪への駆動力配分を行うことを特徴とする車両の制御方法。
  3. 　請求項１または２に記載の車両の制御方法において、
    　前記パルス信号の単位時間当たりの数に基づいて車輪速を算出し、
    　前記車輪速に基づいて第２の路面摩擦係数を推定し、
    　路面摩擦係数に基づいて動力源の駆動力を前輪と後輪に配分するときに、
    　車両の減速時に推定された路面摩擦係数が高摩擦係数のときは、車両の再加速時に、前記第２の摩擦係数に基づいて前輪と後輪への駆動力配分を行うことを特徴とする車両の制御方法。
  4. 　請求項１ないし３いずれか一つに記載の車両の制御方法において、
    　前記路面摩擦係数を推定するときは、右側前輪でカウントアップした値と、右側後輪でカウントアップした値との差の時間変化率に基づいて右側路面摩擦係数を推定し、左側前輪でカウントアップした値と、左側後輪でカウントアップした値との差の時間変化率に基づいて左側路面摩擦係数を推定することを特徴とする車両の制御方法。
  5. 　車両の前輪及び後輪の回転に応じたパルス信号を出力するセンサと、
    　前記パルス信号の立ち上がり及び立下りをカウントアップし、前輪でカウントアップした値と、後輪でカウントアップした値との差の時間変化率に基づいて路面摩擦係数を推定するコントローラと、
    　を備えたことを特徴とする車両の制御装置。
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