(57)【要約】  路面摩擦係数推定装置は、走行時の車輪の制駆動力を検出する制駆動力検出部と、走行時の車輪のスリップ率を検出するスリップ率検出部と、検出した制駆動力とスリップ率との比、基準路面について車輪の制駆動力と車輪のスリップ率との相関関係、並びに検出した制駆動力及び検出したスリップ率の少なくとも一方を基に、該制駆動力と該スリップ率との関係を推定する路面μ算出部と、を備える。
2010001819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の制駆動力を検出する制駆動力検出部と、
前記車輪のスリップ率を検出するスリップ率検出部と、
前記制駆動力及び前記スリップ率を座標軸とする座標面における、基準路面摩擦係数のもとでの前記制駆動力と前記スリップ率の関係を表す特性曲線に関する情報を保持し、
前記座標面において、前記制駆動力検出部が得た前記制駆動力の検出値及び前記スリップ率検出部が得た前記スリップ率の検出値に対応する検出点と、前記座標面の原点とを通る直線と、前記特性曲線との交点を基準点として求め、
前記制駆動力及び前記スリップ率の少なくとも一方の前記検出値及び前記基準点における値である基準値、並びに前記基準路面摩擦係数に基づいて路面摩擦係数の推定値を計算する、路面摩擦係数推定部と、
を備えた路面摩擦係数推定装置。
【請求項２】
前記路面摩擦係数推定部は、
前記制駆動力の前記検出値を前記スリップ率の前記検出値で除すことにより前記座標面における前記直線の傾きを計算し、
前記傾きに基づいて前記基準点を求める、
請求項１に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項３】
前記座標面は、前記スリップ率を横軸とし、前記制駆動力を縦軸として有する、請求項１に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項４】
前記座標面の前記原点は、前記制駆動力がゼロとなる点である、請求項１に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項５】
前記路面摩擦係数推定部は、
前記制駆動力及び前記スリップ率の少なくとも一方の前記検出値及び前記基準値に基づいて対基準比率を計算し、
前記対基準比率及び前記基準路面摩擦係数に基づいて前記路面摩擦係数推定値を計算する、請求項１に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項６】
前記路面摩擦係数推定部は、前記制駆動力及び前記スリップ率の少なくとも一方の前記検出値を前記基準値で除すことにより前記対基準比率を計算する、請求項５に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項７】
前記路面摩擦係数推定部は、
前記座標面における前記検出点と前記制駆動力がゼロとなる点との距離を第１の距離として計算し、
前記座標面における前記基準点と前記制駆動力がゼロとなる点との距離を第２の距離として計算し、
前記第1の距離及び前記第２の距離に基づいて前記対基準比率を計算する、請求項５に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項８】
前記路面摩擦係数推定部は、前記第1の距離を前記第２の距離で除すことにより前記対基準比率を計算する、請求項７に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項９】
前記路面摩擦係数推定部は、前記スリップ率に対する前記制駆動力の比を横軸とし、前記制駆動力を縦軸とする第２の座標面における、前記基準路面摩擦係数のもとでの前記制駆動力と前記スリップ率の関係を表す第２の特性曲線に関する情報を保持する、請求項１に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項１０】
前記路面摩擦係数推定部は、
前記第２の特性曲線の情報を参照して、前記制駆動力の前記基準値に対する前記検出値の比率を対基準比率として計算し、
前記対基準比率及び前記基準路面摩擦係数に基づいて、前記路面摩擦係数推定値を計算する、請求項９に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項１１】
前記路面摩擦係数推定部は、前記制駆動力の前記検出値を前記基準値で除すことにより前記対基準比率を計算する、請求項１０に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項１２】
前記路面摩擦係数推定部は、前記スリップ率に対する前記制駆動力の比を横軸とし、前記スリップ率を縦軸とする第２の座標面における、前記基準路面摩擦係数のもとでの前記制駆動力と前記スリップ率の関係を表す第２の特性曲線に関する情報を保持する、請求項１に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項１３】
前記路面摩擦係数推定部は、
前記第２の特性曲線を参照して、前記スリップ率の前記基準値に対する前記検出値の比率を対基準比率として計算し、
前記対基準比率及び前記基準路面摩擦係数に基づいて、前記路面摩擦係数推定値を計算する、請求項１２に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項１４】
前記路面摩擦係数推定部は、前記スリップ率の検出値を前記基準値で除すことにより前記対基準比率を計算する、請求項１３に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項１５】
前記路面摩擦係数推定部は、前記基準路面摩擦係数に前記対基準比率を乗じることにより前記路面摩擦係数推定値を計算する、請求項１３に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項１６】
車輪の制駆動力を検出する工程と、
前記車輪のスリップ率を検出する工程と、
前記制駆動力及び前記スリップ率を座標軸とする座標面における、基準路面摩擦係数のもとでの前記制駆動力と前記スリップ率の関係を表す特性曲線に関する情報を保持し、
前記座標面において、前記制駆動力の検出値及び前記スリップ率の検出値に対応する検出点と、前記座標面の原点とを通る直線と、前記特性曲線との交点を基準点として求め、
前記制駆動力及び前記スリップ率の少なくとも一方の前記検出値及び前記基準点における値である基準値、並びに前記基準路面摩擦係数に基づいて、路面摩擦係数の推定値を計算する工程と、
を備えた路面摩擦係数推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車両の走行路面の路面摩擦係数（以下、路面μとも記載する）を推定する路面摩擦係数推定装置及び路面摩擦係数推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両走行制御装置として、駆動輪の回転速度を計測し、その回転角加速度の最大値から路面μを推定し、駆動輪にスリップが発生しないようトルク制御を行う装置がある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平６−７８７３６号公報
【発明の概要】
【０００３】
特許文献１のような装置では、駆動輪の回転速度から路面μを推定しているため、駆動輪にスリップによって実際に回転速度の変化が発生しないと、路面μを推定することができない。
【０００４】
本発明の課題は、車輪にスリップによって実際に回転速度の変化が発生する前に、走行路面の路面μを推定することである。
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明による路面摩擦係数推定装置は、車輪の制駆動力を検出する制駆動力検出部と、前記車輪のスリップ率を検出するスリップ率検出部と、前記制駆動力及び前記スリップ率を座標軸とする座標面における、基準路面摩擦係数のもとでの前記制駆動力と前記スリップ率の関係を表す特性曲線に関する情報を保持し、前記座標面において、前記制駆動力検出部が得た前記制駆動力の検出値及び前記スリップ率検出部が得た前記スリップ率の検出値に対応する検出点と、前記座標面の原点とを通る直線と、前記特性曲線との交点を基準点として求め、前記制駆動力及び前記スリップ率の少なくとも一方の前記検出値及び前記基準点における値である基準値、並びに前記基準路面摩擦係数に基づいて路面摩擦係数の推定値を計算する、路面摩擦係数推定部と、を備える。
【０００６】
また、本発明による路面摩擦係数推定方法は、車輪の制駆動力を検出する工程と、前記車輪のスリップ率を検出する工程と、前記制駆動力及び前記スリップ率を座標軸とする座標面における、基準路面摩擦係数のもとでの前記制駆動力と前記スリップ率の関係を表す特性曲線に関する情報を保持し、前記座標面において、前記制駆動力の検出値及び前記スリップ率の検出値に対応する検出点と、前記座標面の原点とを通る直線と、前記特性曲線との交点を基準点として求め、前記制駆動力及び前記スリップ率の少なくとも一方の前記検出値及び前記基準点における値である基準値、並びに前記基準路面摩擦係数に基づいて、路面摩擦係数の推定値を計算する工程と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本願発明の前提となる技術を説明するために使用した図であり、タイヤの特性曲線を示す特性図である。
【図２】本願発明の前提となる技術を説明するために使用した図であり、各路面μのタイヤの特性曲線及び摩擦円を示す特性図である。
【図３】本願発明の前提となる技術を説明するために使用した図であり、各路面μのタイヤの特性曲線について、該タイヤの特性曲線の原点を通る直線との交点での接線の傾きを示す特性図である。
【図４】本願発明の前提となる技術を説明するために使用した図であり、各路面μのタイヤの特性曲線について、該タイヤの特性曲線の原点を通る直線との交点での接線の傾きを示す他の特性図である。
【図５】本願発明の前提となる技術を説明するために使用した図であり、路面μが異なるタイヤの特性曲線について得られる制駆動力Ｆｘ同士の比又はスリップ率Ｓ同士の比と、該路面μの比とが等しくなることを示す特性図である。
【図６】本願発明の前提となる技術を説明するために使用した図であり、路面μが異なる路面で得た制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの関係を示す特性図である。
【図７】本願発明の前提となる技術を説明するために使用した図であり、スタッドレスタイヤについて、路面μが異なる路面で得た制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの関係を示す特性図である。
【図８】本願発明の前提となる技術を説明するために使用した図であり、任意の直線とタイヤの特性曲線との交点を示す制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）と、該交点でのタイヤの特性曲線上の接線の傾きとのプロット点の集合からなる特性図である。
【図９】本願発明の前提となる技術を説明するために使用した図であり、図８のプロット点から得た特性曲線（制駆動力特性指標値マップ）を示す特性図である。
【図１０】本願発明の前提となる技術を説明するために使用した図であり、ある路面μにおけるタイヤの特性曲線を基準として、実際の走行路面の路面μを推定する手順を説明するために使用した図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の路面摩擦係数推定装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】検出した制駆動力Ｆｘｂを基に、路面μの推定値を算出する処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】検出したスリップ率Ｓｂを基に、路面μの推定値を算出する処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】実測点とタイヤの特性曲線の原点とを結ぶ直線の線長を基に、路面μの推定値の算出する処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】横軸が制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）となり、縦軸が制駆動力Ｆｘとなるタイヤの特性曲線（特性マップ）を示す特性図である。
【図１６】横軸が制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）となり、縦軸がスリップ率Ｓとなるタイヤの特性曲線（特性マップ）を示す特性図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態の電動駆動車の構成を示す図である。
【図１８】第２の実施形態の電動駆動車のシステム制御部の構成を示すブロック図である。
【図１９】路面μ（推定値）とゲインＧａｉｎとの関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、説明するように、本発明によれば、車輪の制駆動力と車輪のスリップ率とを検出し、これに基づいて、時々刻々変化する路面μを推定することができる。
【０００９】
本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
（本願発明の実施形態の前提となる技術）
先ず、本願発明の実施形態の前提となる技術を説明する。図１はタイヤの特性曲線を示す。このタイヤの特性曲線は、駆動輪のスリップ率Ｓと駆動輪の制駆動力Ｆｘとの間に成立する一般的な関係を示す。例えば、マジックフォーミュラ（Ｍａｇｉｃ  Ｆｏｒｍｕｌａ）といったタイヤモデルからタイヤの特性曲線を得る。図１に示すように、タイヤの特性曲線では、スリップ率Ｓと制駆動力Ｆｘとの関係が、スリップ率Ｓの絶対値が増加するに従い線形から非線形に遷移する。すなわち、スリップ率Ｓが零から所定の範囲内にある場合には、スリップ率Ｓと制駆動力Ｆｘとの間に線形関係が成り立つ。そして、スリップ率Ｓの絶対値がある程度大きくなると、スリップ率Ｓと制駆動力Ｆｘとの関係が非線形関係になる。
【００１１】
図１の例における非線形領域では、スリップ率Ｓが０．１付近で、スリップ率Ｓに対する制駆動力Ｆｘの増加割合が少なくなる。そして、スリップ率Ｓが０．１５付近で、制駆動力Ｆｘが最大値を示す。その後、スリップ率Ｓが増加するのに対して制駆動力Ｆｘが減少するようになる。例えば、このような関係は、タイヤの特性曲線の接線の傾きに着目すれば一目瞭然である。
【００１２】
タイヤの特性曲線の接線の傾きは、スリップ率Ｓの変化量と制駆動力Ｆｘの変化量との比、すなわち、制駆動力Ｆｘのスリップ率Ｓに関する偏微分係数で示される。このように示されるタイヤの特性曲線の接線の傾きは、該タイヤの特性曲線に対して交わる任意の直線ａ，ｂ，ｃ，ｄとの交点（同図中に○印で示す交点）におけるタイヤの特性曲線の接線の傾きとみることもできる。そして、このようなタイヤの特性曲線上における位置、すなわちスリップ率Ｓ及び制駆動力Ｆｘがわかれば、タイヤの摩擦状態の推定が可能になる。例えば、図１に示すように、タイヤの特性曲線上で、非線形域でも線形域に近い位置ｘ０にあれば、タイヤの摩擦状態が安定状態にあると推定できる。タイヤの摩擦状態が安定状態にあれば、例えばタイヤがその能力を発揮できるレベルにあると推定できる。又は車両が安定状態にあると推定できる。
【００１３】
図２は、各種路面μのタイヤの特性曲線と摩擦円を示す。同図（ａ）は、各種路面μのタイヤの特性曲線を示す。同図（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、各路面μの摩擦円を示す。路面μは、例えば、０．２、０．５、１．０である。同図（ａ）に示すように、タイヤの特性曲線は、各路面μで定性的に同様な傾向を示す。また、同図（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に示すように、路面μが小さくなるほど、摩擦円が小さくなる。すなわち、路面μが小さくなるほど、タイヤが許容できる制駆動力が小さくなる。
【００１４】
図３は、各種路面μのタイヤの特性曲線と原点を通る任意の直線ｂ，ｃ，ｄとの関係を示す。図３に示すように、図１と同様に、各種路面μのタイヤの特性曲線について、任意の直線ｂ，ｃ，ｄとの交点で接線の傾きを得る。すなわち、各種路面μでのタイヤの特性曲線について、直線ｂとの交点で接線の傾きをそれぞれ得る。各種路面μでのタイヤの特性曲線について、直線ｃとの交点で接線の傾きをそれぞれ得る。各種路面μでのタイヤの特性曲線について、直線ｄとの交点で接線の傾きをそれぞれ得る。その結果、同一の直線との交点で得られる各種路面μのタイヤの特性曲線上の接線の傾きが同一となる結果を得ることができる。
【００１５】
例えば、図４では、図３に示した直線ｃに着目している。図４に示すように、同一の直線ｃとの交点で得られる各種路面μのタイヤの特性曲線上の接線の傾きは同一となる。すなわち、路面μがμ＝０．２のタイヤの特性曲線上での交点ｘ１を得る制駆動力Ｆｘ１とスリップ率Ｓ１との比（Ｆｘ１／Ｓ１）、路面μがμ＝０．５のタイヤの特性曲線上での交点ｘ２を得る制駆動力Ｆｘ２とスリップ率Ｓ２との比（Ｆｘ２／Ｓ２）、及び路面μがμ＝１．０のタイヤの特性曲線上での交点ｘ３を得る制駆動力Ｆｘ３とスリップ率Ｓ３との比（Ｆｘ３／Ｓ３）が同一値となる。そして、それら各路面μのタイヤの特性曲線上で得られる各交点ｘ１，ｘ２，ｘ３での接線の傾きが同一となる。
【００１６】
このように、路面μが異なっても、各タイヤの特性曲線について、制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）が同一なる値（Ｓ，Ｆｘ）において、接線の傾きが同一となる。また、該各タイヤの特性曲線で、制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）が同一となる値（Ｓ，Ｆｘ）における、制駆動力Ｆｘ同士の比、又はスリップ率Ｓ同士の比は、路面μの比と等しくなる。すなわち、該制駆動力Ｆｘ同士の比、又は該スリップ率Ｓ同士の比が知ることができれば、路面μの比を知ることができる。
【００１７】
図５を用いて、路面μが異なる各タイヤの特性曲線について、制駆動力Ｆｘ同士の比、又はスリップ率Ｓ同士の比と、その路面μの比とが等しくなることを説明する。同図には、路面μが異なる路面Ａ（路面μ＝μA）及び路面Ｂ（路面μ＝μB）それぞれで得られるタイヤの特性曲線を示す。同図に示すように、路面Ａで得られるタイヤの特性曲線と路面Ｂで得られるタイヤの特性曲線とで、制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）が同一となる点（Ｓ，Ｆｘ）（同図中に■印、●印でそれぞれ示す点）でそれぞれ得られる制駆動力ａ２と制駆動力ｂ２との比（ａ２／ｂ２）は、路面Ａの路面μ値μAと路面Ｂの路面μ値μBとの比（μA／μB）と同一になる。また、同じく、制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）が同一となる点（Ｓ，Ｆｘ）でそれぞれ得られるスリップ率ａ３とスリップ率ｂ３との比（ａ３／ｂ３）は、路面Ａの路面μ値μAと路面Ｂの路面μ値μBとの比（μA／μB）と同一になる。また、このようなことから、路面Ａで得られるタイヤの特性曲線と路面Ｂで得られるタイヤの特性曲線とで、制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）が同一となる点（Ｓ，Ｆｘ）と原点（０，０）とをそれずれ結んで得られる線長ａ１と線長ｂ１との比（ａ１／ｂ１）は、路面Ａの路面μ値μAと路面Ｂの路面μ値μBとの比（μA／μB）と同一になる。
【００１８】
図６は、路面μが異なる路面で得た制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの関係を示す。同図中、振動波形は、ドライ路（Ｄｒｙ路）、ウェット路（Ｗｅｔ路）及び低μ路で得た実測値を示し、点線は、それぞれの路面におけるタイヤ（ノーマルタイヤ）の特性曲線を示す。同図に示すように、路面μが異なる各路面におけるタイヤの特性曲線が、制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）を維持しながら、路面μが小さくなるほど、制駆動力Ｆｘ及びスリップ率Ｓが小さくなる。
【００１９】
また、図７は、スタッドレスタイヤについて、路面μが異なる路面で得た制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの関係を示す。同図中、振動波形は、Ｄｒｙ路、Ｗｅｔ路及び低μ路で得た実測値を示し、点線は、それぞれの路面におけるタイヤの特性曲線を示す。また、太線の点線は、ノーマルタイヤの特性曲線を示す。同図に示すように、線形領域において、路面μが異なる各路面におけるタイヤの特性曲線（細線の点線）が、制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）を維持しながら、路面μが小さくなるほど、制駆動力Ｆｘ及びスリップ率Ｓが小さくなる。さらに、線形領域において、ノーマルタイヤの特性曲線（太線の点線）の制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）と、スタッドレスタイヤの特性曲線（細線の点線）の制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）とが、同一となっている。すなわち、ノーマルタイヤの特性曲線とスタッドレスタイヤの特性曲線とは相似形状となる。つまり、スタッドレスタイヤのようにグリップ力やタイヤの表面形状等が異なる場合でも、線形領域において、ノーマルタイヤの特性曲線の制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）が同一となる。
【００２０】
図８は、任意の直線とタイヤの特性曲線との交点を示す制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）と、該交点でのタイヤの特性曲線上の接線の傾き（∂制駆動力／∂スリップ率）との関係を示す。この図８では、各路面μ（例えば、μ＝０．２、０．５、１．０）で得た値をプロットしている。同図に示すように、路面μにかかわらず、制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）とタイヤの特性曲線上の接線の傾きとが一定の関係を示している。
【００２１】
図９は、図８のプロット点を基に得た特性曲線を示す。図９に示すように、この特性曲線は、路面μにかかわらず、制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）とタイヤの特性曲線上の接線の傾きとが常に一定の関係があることを示すものとなる。そのため、例えば乾燥アスファルト路面や凍結路面等、路面μが異なる路面であっても、この図９に示す特性曲線が成立する。この特性曲線は、制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓの比（Ｆｘ／Ｓ）が小さい領域では、タイヤの特性曲線上の接線の傾きが負値となる。そして、この領域では、その比（Ｆｘ／Ｓ）が大きくなるに従い、タイヤの特性曲線上の接線の傾きが一旦減少してから増加に転じる。ここで、タイヤの特性曲線上の接線の傾きが負値であることは、制駆動力のスリップ率に関する偏微分係数が負値であることを示す。
【００２２】
また、制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓの比（Ｆｘ／Ｓ）が大きい領域では、タイヤの特性曲線上の接線の傾きが正値になる。そして、この領域では、その比（Ｆｘ／Ｓ）が大きくなると、タイヤの特性曲線上の接線の傾きが増加する。ここで、タイヤの特性曲線上の接線の傾きが正値であることは、制駆動力のスリップ率に関する偏微分係数が正値であることを示す。また、タイヤの特性曲線上の接線の傾きが最大となることは、該接線の傾きがタイヤの特性曲線の線形領域のものあることを示す。なお、線形領域では、タイヤの特性曲線上の接線の傾きは、制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓの値にかかわらず、常に一定の値を示す。
【００２３】
本願発明者は、以上に述べたように、各路面μのタイヤの特性曲線について、そのタイヤの特性曲線の原点を通る任意の一の直線とタイヤの特性曲線との交点で、接線の傾きが同一となる点を発見した。これにより、本願発明者は、路面μにかかわらず、制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）とタイヤの特性曲線上の接線の傾きとの関係がある特性曲線として表せる結果を得た（図９）。これにより、制駆動力Ｆｘ及びスリップ率Ｓがわかれば、特性曲線を基に、路面μの情報を必要とすることなく、タイヤの摩擦状態の情報を得ることができる。
【００２４】
そして、本願発明者は、路面μが異なる各タイヤの特性曲線で、制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）が同一となる点（Ｓ，Ｆｘ）での制駆動力Ｆｘ同士の比、又はスリップ率Ｓ同士の比が、路面μの比と等しくなる点を発見した。これにより、該制駆動力Ｆｘ同士の比、又は該スリップ率Ｓ同士の比がわかれば、路面μの比を知ることができる。これにより、ある路面μにおけるタイヤの特性曲線を基準として、現在の走行路面の路面μを推定することができるようになる。
【００２５】
図１０を用いて、ある路面μにおけるタイヤの特性曲線を基準として、実際の走行路面（検出対象の走行路面）の路面μを推定する手順を説明する。先ず、走行中の制駆動力Ｆｘｂとスリップ率Ｓｂとを検出する。このとき検出した制駆動力Ｆｘｂとスリップ率Ｓｂとが示す点（Ｓｂ，Ｆｘｂ）（同図中に●印で示す点）は、その検出時（実際の走行路面）の路面μのタイヤの特性曲線における点となる。
【００２６】
続いて、基準となる路面（基準路面、例えば路面μ値が１の路面）のタイヤの特性曲線において、先に検出した制駆動力Ｆｘｂとスリップ率Ｓｂとの比（Ｆｘｂ／Ｓｂ）が同一となる値の点（Ｓａ，Ｆｘａ）（同図中に■印で示す点）を算出（特定）する。前記線長により推定する場合には、先に検出した制駆動力Ｆｘｂとスリップ率Ｓｂとが示す点（Ｓｂ，Ｆｘｂ）と原点とを結ぶ直線の線長ｂ１と基準路面のタイヤの特性曲線で算出した値の点（Ｓａ，Ｆｘａ）と該タイヤの特性曲線の原点とを結ぶ直線の線長ａ１（線長ｂ１の延長線となる関係になる）との比（ｂ１／ａ１）を算出する。それから、その算出した比（ｂ１／ａ１）と基準路面の路面μ値μAとの乗算値（μA・ｂ１／ａ１）を得て、その乗算値（μA・ｂ１／ａ１）を実際の走行路面の路面μ値μBとして推定する。また、制駆動力Ｆｘにより推定する場合は、先に検出した制駆動力Ｆｘｂの大きさｂ２と基準路面のタイヤの特性曲線で算出した値の点（Ｓａ，Ｆｘａ）の制駆動力Ｆｘａの大きさａ２との比（ｂ２／ａ２）を算出する。算出した比（ｂ２／ａ２）と基準路面の路面μ値μAとの乗算値（μA・ｂ２／ａ２）を得て、その乗算値（μA・ｂ２／ａ２）を実際の走行路面の路面μ値μBとして推定する。なお、ａ２及びｂ２は制駆動力の大きさを表すが、これは図１０中では線長ａ２及びｂ２に相当し、ａ２とｂ２の比は前記線長ａ１とｂ１の比に等しい。
【００２７】
また、スリップ率Ｓにより推定する場合には、先に検出したスリップ率Ｓｂの大きさｂ３と基準路面のタイヤの特性曲線で算出した値の点（Ｓａ，Ｆｘａ）のスリップ率Ｓａの大きさａ３との比（ｂ３／ａ３）を算出する。それから、その算出した比（ｂ３／ａ３）と基準路面の路面μ値μAとの乗算値（μA・ｂ３／ａ３）を得て、その乗算値（μA・ｂ３／ａ３）を実際の走行路面の路面μ値μBとして推定する。なお，ａ３及びｂ３はスリップ率の大きさを表すが、これは図１０中では線長ａ３及びｂ３に相当し、ａ３とｂ３の比は前記線長ａ１とｂ１の比に等しい。
【００２８】
これら制駆動力Ｆｘ、スリップ率Ｓ及び線長に基づく路面μ値μBの推定手順は、表現上の差異があるものの、物理的にはすべて同義である。以上のような手順により、ある路面μにおけるタイヤの特性曲線を基準として、実際の走行路面の路面μを推定できる。
【００２９】
（実施形態）
以上の技術の採用により実現した実施形態を次に説明する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態は、本発明を適用した路面摩擦係数推定装置である。
（構成）  
図１１は、第１の実施形態の路面摩擦係数推定装置の構成を示す。路面摩擦係数推定装置は、例えば、路面μに応じて走行制御を行う車両に搭載される。同図に示すように、路面摩擦係数推定装置は、制駆動力検出部１、スリップ率検出部２及び路面μ算出部（路面摩擦係数推定部）３を備える。制駆動力検出部１は、制駆動力を検出する。制駆動力検出部１は、例えば、駆動源や制動装置の出力を基に、制駆動力を検出する。制駆動力検出部１は、検出した制駆動力を路面μ算出部３に出力する。また、スリップ率検出部２は、スリップ率を検出する。スリップ率検出部２は、車輪速度と車体速度との差分を基に、スリップ率を検出する。スリップ率検出部２は、検出したスリップ率を路面μ算出部３に出力する。
【００３０】
路面μ算出部３は、基準路面のタイヤの特性曲線を特性マップとして、メモリ等の格納手段に格納している。基準路面のタイヤの特性曲線は、図１０に示す基準路面のタイヤの特性曲線である。例えば、事前に車両により走行実験を行うことで特性マップをなす基準路面のタイヤの特性曲線を得る。例えば、走行実験として直線加加速走行実験を行う。加加速とは、加速度を変動させることを意味する。基準路面での直線加加速走行実験により、そのときに得られるスリップ率の変動と駆動力又は制動力の変動との関係から、基準路面のタイヤの特性曲線を得る。また、走行実験ではなくシミュレーション等による演算により基準路面のタイヤの特性曲線の特性マップを得ることもできる。また、基準路面は、乾燥アスファルト（μ＝１）等の路面μの高い路面の方が、走行実験の際の計測器ノイズ等の外乱の影響を相対的に抑えることができ、高い精度でタイヤの特性曲線を得ることができる。
【００３１】
路面μ算出部３は、このようにして得た基準路面のタイヤの特性曲線の特性マップを基に、実際の走行路面の路面μを推定値として算出する。路面μ算出部３における算出処理は次に説明する一連の処理手順の説明において、詳しく説明する。
【００３２】
図１４は、前記線長を基に、実際の走行路面の路面μの推定値を算出する場合の処理手順を示す。同図に示すように、処理を開始すると、路面μ算出部３は、先ずステップＳ２１及びステップＳ２２において、制駆動力Ｆｘｂ及びスリップ率Ｓｂを検出する。続いてステップＳ２３において、路面μ算出部３は、基準路面のタイヤの特性曲線の原点（０，０）と実測点とを通る直線が、該タイヤの特性曲線と交わる点の値（Ｓａ，Ｆｘａ）を特定する。ここで、実測点とは、特性マップにおいて、前記ステップＳ２１及びステップＳ２２で検出した制駆動力Ｆｘｂとスリップ率Ｓｂが示す点（Ｓｂ，Ｆｘｂ）である。
【００３３】
続いてステップＳ２４において、路面μ算出部３は、実際の走行路面の路面μ値μBの推定値を算出する。すなわち、路面μ算出部３は、特性マップにおいて、前記実測点（Ｓｂ，Ｆｘｂ）と基準路面のタイヤの特性曲線の原点とを結ぶ直線の線長Ｌｂ（＝√（Ｓｂ2＋Ｆｘｂ2））と、前記ステップＳ２３で特定した基準路面のタイヤの特性曲線の交点（Ｓａ，Ｆｘａ）と該タイヤの特性曲線の原点とを結ぶ直線の線長Ｌａ（＝√（Ｓａ2＋Ｆｘａ2））との比（Ｌｂ／Ｌａ）を算出する。そして、路面μ算出部３は、その算出した比（Ｌｂ／Ｌａ）と、特性マップ（タイヤの特性曲線）を得た基準路面の路面μ値μAとを乗算し、その乗算値を実際の走行路面の路面μの推定値μBとして得る（μB＝μA・Ｌｂ／Ｌａ）。数式中、路面μ値μAの係数（ここでは（Ｌｂ／Ｌａ））を対基準比率と称する。このように、路面μ算出部３は、座標面における検出点と制駆動力がゼロとなる点との距離を第１の距離として計算し、座標面における基準点と制駆動力がゼロとなる点との距離を第２の距離として計算し、第1の距離及び前記第２の距離に基づいて前記対基準比率を計算する。
【００３４】
以上のような手順により、実際の走行路面の路面μの推定値を算出する。言い換えれば、実際の走行路面の路面μにおける、検出した制駆動力Ｆｘｂと検出したスリップ率Ｓｂとの関係を推定する。例えば、路面μの実際の走行路面で、制駆動力が許容最大値となる最大路面μを推定することができる。例えば、図１０に示すように検出できる制駆動力Ｆｘｂとスリップ率Ｓｂとの関係において、スリップ率Ｓｂの増加に対して駆動力Ｆｘｂが増加から減少に転じる境界となる最大路面μを推定することができる。
【００３５】
なお、この第１の実施形態を次のような構成により実現することもできる。すなわち、制駆動力を基に、実際の走行路面の路面μの推定値を算出することもできる。図１２は、実際の走行路面の路面μの推定値の算出処理の処理手順を示す。同図に示すように、処理を開始すると、先ずステップＳ１において、制駆動力検出部１は、制駆動力Ｆｘｂを検出する。続いてステップＳ２において、スリップ率検出部２は、スリップ率Ｓｂを検出する。
【００３６】
続いてステップＳ３において、路面μ算出部３は、前記ステップＳ１及びステップＳ２で検出した制駆動力Ｆｘｂとスリップ率Ｓｂとの比（Ｆｘｂ／Ｓｂ）を算出する。続いてステップＳ４において、路面μ算出部３は、特性マップである基準路面のタイヤの特性曲線から、対応する制駆動力Ｆｘａを算出する。すなわち、路面μ算出部３は、タイヤの特性曲線にて、その比（Ｆｘａ／Ｓａ）が、前記ステップＳ３で算出した制駆動力Ｆｘｂとスリップ率Ｓｂとの比（Ｆｘｂ／Ｓｂ）と同一となる制駆動力Ｆｘａとスリップ率Ｓａとを特定し、該制駆動力Ｆｘａを得る。
【００３７】
続いてステップＳ５において、路面μ算出部３は、実際の走行路面の路面μ値μBの推定値を算出する。具体的には、路面μ算出部３は、前記ステップＳ１で検出した制駆動力Ｆｘｂと前記ステップＳ４で特性マップから算出した制駆動力Ｆｘａとの比（Ｆｘｂ／Ｆｘａ）と、特性マップ（タイヤの特性曲線）を得た基準路面の路面μ値μAとを乗算する。路面μ算出部３は、その乗算値を実際の走行路面の路面μの推定値μBとして得る（μB＝μA・Ｆｘｂ／Ｆｘａ）。
【００３８】
なお、この第１の実施形態を次のような構成により実現することもできる。すなわち、スリップ率を基に、実際の走行路面の路面μの推定値を算出することもできる。図１３は、スリップ率を基に、実際の走行路面の路面μの推定値を算出する場合の処理手順を示す。同図に示すように、処理を開始すると、路面μ算出部３は、先ずステップＳ１１及びステップＳ１２において、図１２と同様に、制駆動力Ｆｘｂ及びスリップ率Ｓｂを検出する。さらに、ステップＳ１３において、路面μ算出部３は、図１２と同様に、前記ステップＳ１１及びステップＳ１２で検出した制駆動力Ｆｘｂとスリップ率Ｓｂとの比（Ｆｘｂ／Ｓｂ）を算出する。
【００３９】
続いてステップＳ１４において、路面μ算出部３は、特性マップである基準路面のタイヤの特性曲線から、対応するスリップ率Ｓａを算出する。すなわち、路面μ算出部３は、タイヤの特性曲線にて、その比（Ｆｘａ／Ｓａ）が、前記ステップＳ１３で算出した制駆動力Ｆｘｂとスリップ率Ｓｂとの比（Ｆｘｂ／Ｓｂ）と同一となる制駆動力Ｆｘａとスリップ率Ｓａとを特定し、該スリップ率Ｓａを得る。続いてステップＳ１５において、路面μ算出部３は、実際の走行路面の路面μ値μBの推定値を算出する。すなわち、路面μ算出部３は、前記ステップＳ１２で検出したスリップ率Ｓｂと前記ステップＳ１４で特性マップから算出したスリップ率Ｓａとの比（Ｓｂ／Ｓａ）と、特性マップ（タイヤの特性曲線）を得た基準路面の路面μ値μAとを乗算する。路面μ算出部３は、その乗算値を実際の走行路面の路面μの推定値μBとして得る（μB＝μA・Ｓｂ／Ｓａ）。
【００４０】
なお、この実施形態では、タイヤの特性曲線が、横軸がスリップ率Ｓとなり、縦軸が制駆動力Ｆｘとなる場合を説明した。これに対して、他の形態として表現するタイヤの特性曲線を用いることができる。
【００４１】
図１５は、タイヤの特性曲線の他の形態の例であり、横軸が制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）となり、縦軸が制駆動力Ｆｘとなる。そして、路面μ算出部３は、同図に示すような基準路面のタイヤの特性曲線からなる特性マップを基に、実際の走行路面の路面μ値μBの推定値を算出する。具体的には、路面μ算出部３は、前述の実施形態の説明と同様に、制駆動力Ｆｘｂ及びスリップ率Ｓｂを検出する。路面μ算出部３は、タイヤの特性曲線にて、その検出した制駆動力Ｆｘｂとスリップ率Ｓｂとの比（Ｆｘｂ／Ｓｂ）と同一となるときの制駆動力Ｆｘａ（ａ２）を特定する。そして、路面μ算出部３は、先に検出した制駆動力Ｆｘｂ（ｂ２）とタイヤの特性曲線から特定した制駆動力Ｆｘａ（ａ２）との比（Ｆｘｂ／Ｆｘａ（＝ｂ２／ａ２））と、該タイヤの特性曲線を得た基準路面の路面μ値μAとを乗算する。路面μ算出部３は、その乗算値を実際の走行路面の路面μの推定値μBとして得る（μB＝μA・Ｆｘｂ／Ｆｘａ）。
【００４２】
また、図１６は、タイヤの特性曲線の他の形態の例であり、横軸が制駆動力Ｆｘとスリップ率Ｓとの比（Ｆｘ／Ｓ）となり、縦軸がスリップ率Ｓとなる。そして、路面μ算出部３は、同図に示すような基準路面のタイヤの特性曲線からなる特性マップを基に、実際の走行路面の路面μ値μBの推定値を算出する。具体的には、路面μ算出部３は、前述の実施形態の説明と同様に、制駆動力Ｆｘｂ及びスリップ率Ｓｂを検出する。路面μ算出部３は、タイヤの特性曲線にて、その検出した制駆動力Ｆｘｂとスリップ率Ｓｂとの比（Ｆｘｂ／Ｓｂ）と同一となるときのスリップ率Ｓａ（ａ３）を特定する。そして、路面μ算出部３は、先に検出したスリップ率Ｓｂ（ｂ３）とタイヤの特性曲線から特定したスリップ率Ｓａ（ａ３）との比（Ｓｂ／Ｓａ（＝ｂ３／ａ３））と、該タイヤの特性曲線を得た基準路面の路面μ値μAとを乗算する。路面μ算出部３は、その乗算値を実際の走行路面の路面μの推定値μBとして得る（μB＝μA・Ｓｂ／Ｓａ）。
【００４３】
また、この第１の実施形態では、特性マップを用いた場合を説明した。これに対して、他の手法を用いることもできる。具体的には、数式を用いることもできる。この場合、数式は、車輪の制駆動力と車輪のスリップ率とをそれぞれ変数として、特性マップと同様なタイヤの特性曲線を得る。そして、特性マップの場合と同様にして、数式により得られるタイヤの特性曲線と、検出した制駆動力及びスリップ率とを基に、例えば、連立式により、実際の走行路面の路面μを推定する。
【００４４】
また、この第１の実施形態では、タイヤの特性曲線（特性マップ等）を得る基準路面が路面μの高い路面である場合を説明した。しかし、基準路面の路面μと実際の走行路面の路面μとの比の関係から、該実際の走行路面の路面μを推定できる限り、基準路面の路面μは限定されるものではない。例えば、湿潤路面や凍結路面等の低路面μを基準路面としたタイヤの特性曲線（特性マップ等）を得ることもできる。
【００４５】
なお、この第１の実施形態では、制駆動力検出部１は、車輪の制駆動力を検出する制駆動力検出手段を実現している。また、スリップ率検出部２は、前記車輪のスリップ率を検出するスリップ率検出手段を実現している。また、路面μ算出部３（特に特性マップを格納するメモリ等の格納手段）は、基準路面について車輪の制駆動力と前記車輪のスリップ率との相関関係（又は相関関係を示す基準曲線）を得る相関関係取得手段を実現している。また、路面μ算出部３は、前記制駆動力検出手段が検出した制駆動力と前記スリップ率検出手段が検出したスリップ率との比を算出する比算出手段を実現している。また、路面μ算出部３は、前記比算出手段が算出した比、前記相関関係取得手段が得た相関関係、並びに前記制駆動力検出手段が検出した制駆動力及び前記スリップ率検出手段が検出したスリップ率の少なくとも一方を基に、該制駆動力と該スリップ率との関係を推定する路面摩擦係数推定手段を実現している。
【００４６】
また、この第１の実施形態では、路面μ算出部３（特に特性マップを格納するメモリ等の格納手段）は、基準路面について車輪の制駆動力と前記車輪のスリップ率との間の関係を示す特性曲線が得られる特性曲線取得手段を実現しており、制駆動力検出部１は、走行時の車輪の制駆動力を検出する制駆動力検出手段を実現しており、スリップ率検出部２は、走行時の前記車輪のスリップ率を検出するスリップ率検出手段を実現しており、路面μ算出部３は、前記制駆動力検出手段が検出した車輪の制駆動力と前記スリップ率検出手段が検出した車輪のスリップ率との比を算出する比算出手段、前記特性曲線取得手段にて得られる特性曲線において、前記車輪の制駆動力と前記車輪のスリップ率との比が、前記比算出手段が算出した前記比と同一となるときの、該車輪の制駆動力又は該車輪のスリップ率を特定する特定手段、及び前記特定手段が特定した車輪の制駆動力と前記制駆動力検出手段が検出した車輪の制駆動力との比、又は前記特定手段が特定した車輪のスリップ率と前記スリップ率検出手段が検出した車輪のスリップ率との比と、前記基準路面の路面μとを基に、走行路面の実路面μを算出する実路面μ算出手段を実現している。
【００４７】
また、この第１の実施形態は、車輪の制駆動力及びスリップ率を検出し、前記検出した制駆動力とスリップ率との比を算出し、前記算出した比、基準路面についての車輪の制駆動力と前記車輪のスリップ率との相関関係、並びに前記検出した制駆動力及びスリップ率の少なくとも一方を基に、該制駆動力と該スリップ率との関係を推定する路面摩擦係数推定方法を実現している。
【００４８】
また、この第１の実施形態は、走行時の車輪の制駆動力及びスリップ率を検出し、前記検出した車輪の制駆動力と車輪のスリップ率との比を算出し、基準路面について前記車輪の制駆動力と前記車輪のスリップ率との間の関係として得られる特性曲線において、該車輪の制駆動力と該車輪のスリップ率との比が、前記算出した前記比と同一となるときの、該車輪の制駆動力又は該車輪のスリップ率を特定し、前記特定した車輪の制駆動力と前記検出した車輪の制駆動力との比、又は前記特定した車輪のスリップ率と前記検出した車輪のスリップ率との比と、前記基準路面の路面μとを基に、走行路面の実路面μを算出する路面摩擦係数推定方法を実現している。
【００４９】
（作用及び効果）
この第１の実施形態における作用及び効果は次のようになる。
（１）走行時の車輪の制駆動力及びスリップ率を検出し、その検出した車輪の制駆動力と車輪のスリップ率との比を算出している。そして、その算出した比、基準路面について車輪の制駆動力と車輪のスリップ率との相関関係として得られるタイヤの特性曲線、並びに検出した制駆動力及びスリップ率の少なくとも一方を基に、該制駆動力と該スリップ率との関係を推定している。これにより、車輪の制駆動力と車輪のスリップ率とを検出することができれば、その比を基に、時々刻々変化する路面μを推定することができる。すなわち、スリップが発生する前に、路面μを推定することができる。これにより、スリップ率と走行路面の路面μ（又は制駆動力）との関係を推定できる。
【００５０】
具体的には、走行時の車輪の制駆動力及びスリップ率を検出し、その検出した車輪の制駆動力と車輪のスリップ率との比を算出している。さらに、基準路面について車輪の制駆動力と車輪のスリップ率との間の関係として得られるタイヤの特性曲線において、車輪の制駆動力と車輪のスリップ率との比が、前記算出した比と同一となるときの、該車輪の制駆動力又は該車輪のスリップ率を特定している。そして、その特定した車輪の制駆動力と先に検出した車輪の制駆動力との比、又は特定した車輪のスリップ率と先に検出した車輪のスリップ率との比と基準路面の路面μとを基に、走行路面の実路面μを算出している。
【００５１】
これにより、車輪の制駆動力と車輪のスリップ率とを検出することができれば、その比を基に、走行路面の実路面μを算出することができる。よって、スリップが発生する前に、走行路面の路面μを推定できる。
【００５２】
また、基準路面のタイヤの特性曲線を用いるといったように、ある１つの路面のタイヤの特性曲線を得るだけで、走行路面の路面μを推定できる。これにより、スリップ率と走行路面の路面μとの関係、又は走行路面の路面μを簡単に推定できる。
【００５３】
例えば、路面μが異なる路面についてタイヤの特性曲線を得ておき、実際の走行路面の路面μを得ようとするタイヤの特性曲線がない場合に、既にある各タイヤの特性曲線を補完する等して、実施の走行路面の路面μを推定する方法も考えられる。しかし、このような場合、複数のタイヤの特性曲線を用いること、補完すること等により、路面μの推定精度が低くなる。これに対して、本発明を適用した場合、ある１つの路面のタイヤの特性曲線だけで、走行路面の路面μを推定できるので、簡単に走行路面の路面μを推定しつつも、高い精度でその推定値を得ることができる。
【００５４】
（２）制駆動力とスリップ率とをそれぞれ座標軸とするタイヤの特性曲線からなる特性マップを用いて、検出した制駆動力と検出したスリップ率との関係を推定している。これにより、時々刻々変化する路面μを簡単に推定することができる。
【００５５】
（３）制駆動力とスリップ率との比と、制駆動力とをそれぞれ座標軸とするタイヤの特性曲線からなる特性マップを用いて、検出した制駆動力と検出したスリップ率との関係を推定している。これにより、時々刻々変化する路面μを簡単に推定することができる。
【００５６】
（４）制駆動力とスリップ率との比と、スリップ率とをそれぞれ座標軸とするタイヤの特性曲線からなる特性マップを用いて、検出した制駆動力と検出したスリップ率との関係を推定している。これにより、時々刻々変化する路面μを簡単に推定することができる。
【００５７】
（５）制駆動力とスリップ率とをそれぞれ変数とする数式の形態としてタイヤの特性曲線を得ている。これにより、時々刻々変化する路面μを簡単に推定することができる。
【００５８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、本発明を適用した電動駆動車である。
（構成）
図１７は、第２の実施形態の電動駆動車（２輪駆動）の概略構成を示す。同図に示すように、電動駆動車は、アクセルペダル操作量検出部２１、ブレーキペダル操作量検出部２２、車輪速検出部２３FL、２３FR、２３RL及び２３RR、加速度センサ２４、駆動モータ２５FL，２５FR、システム制御部２６、駆動輪２７FL，２７FR及びバッテリ２８を備える。
【００５９】
アクセルペダル操作量検出部２１は、運転者によるアクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出する。アクセルペダル操作量検出部２１は、その検出結果（アクセル開度）をシステム制御部２６に出力する。ブレーキペダル操作量検出部２２は、運転者によるブレーキペダルの操作量を検出する。ブレーキペダル操作量検出部２２は、その検出結果をシステム制御部２６に出力する。車輪速検出部２３FL、２３FR、２３RL及び２３RRは、車体に設けられた各車輪２７FL、２７FR、２７RL及び２７RRの車輪速ＶFL、ＶFR、ＶRL及びＶRRを検出する。車輪速検出部２３FL、２３FR、２３RL及び２３RRは、その検出結果をシステム制御部２６に出力する。加速度センサ２４は、車両の前後方向の加速度及び横方向の加速度を検出する。加速度センサ２４は、その検出結果（前後Ｇ・横Ｇ）をシステム制御部２６に出力する。駆動モータ２５FL，２５FRは、システム制御部２６が出力する駆動トルク指令値Ｔoutに応じた駆動トルクを発生し、駆動輪２７FL，２７FRを回転駆動する。駆動トルク指令値Ｔoutは、駆動モータ２５FL，２５FRを制御するためにバッテリ２８から供給される電流である。
【００６０】
図１８は、システム制御部２６の構成を示す。同図に示すように、システム制御部２６は、車体速度算出部４１、駆動トルク指令値算出部４２、駆動トルク指令値補正部４３、スリップ率算出部４４、制駆動力算出部４５、及び路面μ算出部４６を備える。システム制御部２６は、本発明を適用した車両用走行制御装置を実現している。車体速度算出部４１は、車輪速検出部２３FL、２３FR、２３RL及び２３RRが検出した車輪速を基に、車体速度を算出する。具体的には、車体速度算出部４１は、従動２輪の左右平均値を基に、車体速度を算出する。なお、前後加速度センサの検出値をも考慮して、車体速度を推定することもできる。この場合、車体速度算出部４１は、車輪速を基に算出した車体速度から急加速時のタイヤ空転や急制動時のタイヤロックによる誤差の影響を除くように、該車体速度を補正する。また、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や光学式対地速度計測器等を用いて、車体速度を検出することもできる。車体速度算出部４１は、算出した車体速度を駆動トルク指令値算出部４２及びスリップ率算出部４４に出力する。
【００６１】
駆動トルク指令値算出部４２は、アクセルペダル操作量検出部２１が検出したアクセル開度及び車体速度算出部４１が検出した車体速度を基に、駆動トルク指令値（駆動トルク基本指令値）Ｔを算出する。駆動トルク指令値（駆動トルク基本指令値）Ｔは、運転者のアクセル操作に応じた指令値であって、駆動モータ２５FL，２５FRを制御するための電流値である。駆動トルク指令値算出部４２は、算出した駆動トルク指令値（駆動トルク基本指令値）Ｔを駆動トルク指令値補正部４３に出力する。
【００６２】
スリップ率算出部４４は、車輪速検出部２３FL、２３FR、２３RL及び２３RRが検出した車輪速度及び車体速度算出部４１が算出した車体速度を基に、スリップ率を算出する。具体的には、スリップ率算出部４４は、車輪速度と車体速度との差分に応じてスリップ率を算出する。また、下記（１）式及び（２）式に示すように、加速時（駆動時）と減速時（制動時）とで切り替えて、スリップ率Ｓを算出する。
加速時（駆動時）：Ｓ＝（Ｖ−ｗ）／ｗ  ・・・（１）
減速時（制動時）：Ｓ＝（Ｖ−ｗ）／Ｖ  ・・・（２）
ここで、Ｖは車体速度である。ｗは車輪速度である。スリップ率算出部４４は、算出したスリップ率を路面μ算出部４６に出力する。
【００６３】
制駆動力算出部４５は、駆動モータ２５FL，２５FRを駆動するためのモータ電流値を基に、制駆動力を算出する。具体的には、モータ電流値及び車輪角加速度を基に、制駆動力を算出する。制駆動力算出部４５は、算出した制駆動力を路面μ算出部４６に出力する。路面μ算出部４６は、前記第１の実施形態における路面μ算出部３と同様な処理により、路面μの推定値を算出する。すなわち、路面μ算出部４６は、基準路面のタイヤの特性曲線からなる特性マップをメモリ等に格納している。特性マップの基準路面のタイヤの特性曲線は、例えば、図１０に示すような基準路面のタイヤの特性曲線である。
【００６４】
ここで、前記第１の実施形態で説明したように、事前に走行実験を行うことで基準路面のタイヤの特性曲線の特性マップを得る。例えば、走行実験として、直線加加速走行実験を行う。基準路面での直線加加速走行実験により、そのときに得られるスリップ率の変動と駆動力又は制動力の変動との関係から、基準路面のタイヤの特性曲線を得る。また、走行実験ではなくシミュレーション等による演算により基準路面のタイヤの特性曲線の特性マップを得ることもできる。
【００６５】
路面μ算出部４６は、そのようにして得た基準路面のタイヤの特性曲線の特性マップを基に、その制駆動力とスリップ率との関係を推定する。すなわち、実際の走行路面の路面μ（又は最大路面μ）を推定値として算出する（図１２乃至図１６の説明参照）。路面μ算出部４６は、算出した路面μの推定値を駆動トルク指令値補正部４３に出力する。駆動トルク指令値補正部４３は、路面μ算出部４６が算出した路面μの推定値を基に、駆動トルク指令値算出部４２が算出した駆動トルク指令値（駆動トルク基本指令値）Ｔを補正する。具体的には、駆動トルク指令値補正部４３は、路面μの推定値が小さくなるほど（１から小さくなるほど）、駆動トルク指令値（駆動トルク基本指令値）Ｔを小さくする補正をする。例えば、路面μの推定値に応じたゲインにより、駆動トルク指令値（駆動トルク基本指令値）Ｔを補正する。
【００６６】
図１９は、路面μ（推定値）とゲインＧａｉｎとの関係を示す。同図に示すように、路面μが小さくなるほど（１から小さくなるほど）、ゲインＧａｉｎは小さくなる。このような関係を示すゲインＧａｉｎを用いて、下記（３）式により補正後の駆動トルク指令値Ｔ（左辺）を算出する。
Ｔ＝Ｔ−Ｇａｉｎ・Ｌ  ・・・（３）
ここで、Ｌは、空転をすぐに止めるためのゲイン（＞０）である。この（３）式によれば、路面μの推定値が小さくなるほど（１から小さくなるほど）、駆動トルク指令値Ｔは小さくなる。
【００６７】
（動作）
動作は次のようになる。車両走行中、アクセルペダル操作量検出部２１が運転者のアクセル操作したアクセル開度を検出するとともに、車体速度算出部４１が車体速度を算出する。駆動トルク指令値算出部４２は、そのアクセル開度及び車体速度を基に、駆動トルク指令値（駆動トルク基本指令値）Ｔを算出する。一方、車輪速検出部２３FL、２３FR、２３RL及び２３RRは、車輪速度を検出する。そして、スリップ率算出部４４は、その車輪速度と車体速度を基に、スリップ率を算出する。さらに、制駆動力算出部４５は、モータ電流値を基に、制駆動力を算出する。路面μ算出部４６は、それら制駆動力及びスリップ率、並びに特性マップを基に、実際の走行路面の路面μを推定値として算出する。そして、駆動トルク指令値補正部４３は、その路面μの推定値を基に、駆動トルク指令値（駆動トルク基本指令値）Ｔを補正する。具体的には、駆動トルク指令値補正部４３は、路面μの推定値が小さくなるほど（１から小さくなるほど）、駆動トルク指令値（駆動トルク基本指令値）Ｔを小さくする補正をする。
【００６８】
なお、この第２の実施形態を次のような構成により実現することもできる。すなわち、路面μに応じて、最大駆動トルク指令値の制限することもできる。例えば、路面μが小さくなるほど、最大駆動トルク指令値を小さくする。これにより、結果として、路面μの推定値が小さくなるほど（１から小さくなるほど）、駆動トルク指令値Ｔは小さくすることができる。また、この第２の実施形態では、駆動トルクを補正する場合を説明している。これに対して、制動トルクを補正することもできる。この場合も、路面μの推定値が小さくなるほど（１から小さくなるほど）、制動トルクを小さくする補正をする。
【００６９】
また、この第２の実施形態では、モータにより駆動する電動駆動車の場合を説明した。これに対して、制駆動力及びスリップ率、又はそれらに相当する物理量を検出できる車両であれば、他の駆動源による車両に本発明を適用することもできる。例えば、ガソリンエンジン駆動車に本発明を適用することもできる。この場合、ガソリンエンジン駆動車に加速度センサを搭載し、加速度センサにより検出した車体加速度を車輪の制駆動力に置き換えて路面μを推定することもできる。なお、この第２の実施形態では、推定した路面μを基に、車両の走行挙動制御として、車両の制駆動トルクを制御する場合を説明した。これに対して、推定した路面μを基に、車両の走行制御のための他の制御量（例えば操舵アシストトルク等）を制御することもできる。
【００７０】
（作用及び効果）
この第２の実施形態における作用及び効果は次のようになる。
（１）走行時の車輪の制駆動力及びスリップ率を検出し、その検出した車輪の制駆動力と車輪のスリップ率との比を算出している。そして、その算出した比、基準路面について車輪の制駆動力と車輪のスリップ率との相関関係として得られるタイヤの特性曲線、並びに検出した制駆動力及びスリップ率の少なくとも一方を基に、該制駆動力と該スリップ率との関係を推定している。それから、その制駆動力とスリップ率との関係を基に、車両の走行挙動制御として、車両の制駆動トルクを制御している。これにより、車両の制駆動トルクを走行路面の路面μに応じて適切に制御できる。
【００７１】
具体的には、走行時の車輪の制駆動力及びスリップ率を検出し、その検出した車輪の制駆動力と車輪のスリップ率との比を算出している。さらに、基準路面について車輪の制駆動力と車輪のスリップ率との間の関係として得られるタイヤの特性曲線において、車輪の制駆動力と車輪のスリップ率との比が、前記算出した比と同一となるときの、該車輪の制駆動力又は該車輪のスリップ率を特定している。そして、その特定した車輪の制駆動力と先に検出した車輪の制駆動力との比、又は特定した車輪のスリップ率と先に検出した車輪のスリップ率との比と基準路面の路面μとを基に、走行路面の実路面μを算出している。それから、その走行路面の実路面μを基に、車両の走行挙動制御として、車両の制駆動トルクを制御している。
【００７２】
これにより、車輪の制駆動力と車輪のスリップ率とを検出することができれば、その比を基に、走行路面の実路面μを算出することができる。よって、スリップが発生する前に、走行路面の路面μを推定できる。これにより、車両の制駆動トルクを走行路面の路面μに応じて適切に制御できる。すなわち例えば、スリップにより制駆動力のロスが発生してしまうのを防止でき、車両旋回中に、スピンやドリフトアウトしてしまうのを防止できる。
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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