(57)【要約】【課題】  制・駆動系に過度な負荷を付与することなく精度よく路面摩擦係数を測定することが可能な路面摩擦係数測定装置を提供する。【解決手段】  例えば、前輪１ＦＲ、１ＦＬにホイールインモータ２ＦＲ、２ＦＬを搭載した車両１００の場合、路面状況推定部７０は、前輪１ＦＲ、１ＦＬに配置される車輪速センサ３ＦＲ、３ＦＬの例えば、回転変動を基にして各前輪１ＦＲ、１ＦＬが走行している路面状況の変動を推定する。変動が判定された場合には、路面摩擦係数測定部７１は、モータ制御装置６により、変動が検出された車輪（例えば前輪１ＦＲ）のホイールインモータ２ＦＲの回転を制御することで、駆動力／制動力を付与して積極的に前輪１ＦＲをスリップさせてその状況から路面摩擦係数μを測定する。【選択図】  図１
2006015926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも左右の駆動輪それぞれに、各駆動輪を独立して駆動・制動可能なモータが配置されている車両において、
各駆動輪の回転状態から該車輪の接している路面状況を推定する路面状況推定手段と、
少なくとも一方の駆動輪において路面状況の変動が検出された場合には、変動が検出された駆動輪のうち少なくとも一輪に対して前記モータで付与する駆動力または制動力を変化させて該車輪を積極的にスリップさせることで、路面摩擦係数を検出する路面摩擦係数検出手段と、
を備えていることを特徴とする路面摩擦係数測定装置。
【請求項２】
前記車両は、前輪または後輪のいずれかを駆動輪とする２輪駆動車であって、
前記路面状況推定手段により両駆動輪で路面状況の変動が検出された場合、前記路面摩擦係数検出手段は、その変動方向が合致する場合には、変動の大きい駆動輪をスリップさせて路面摩擦係数の検出を行い、変動方向が相反する場合には、両駆動輪をスリップさせて路面摩擦係数の検出を行うことを特徴とする請求項１記載の路面摩擦係数測定装置。
【請求項３】
前記車両は、前輪および後輪の両方を駆動輪とする４輪駆動車であって、
前記路面状況推定手段により複数の駆動輪で路面状況の変動が検出された場合、前記路面摩擦係数検出手段は、変動方向がすべて合致する場合には、最も路面摩擦係数が小さいと予想される駆動輪をスリップさせて路面摩擦係数の検出を行い、少なくとも１駆動輪の変動方向が他の駆動輪と相反する場合には、変動方向の一致する駆動輪内で最も路面摩擦係数が小さいと予想される駆動輪を組み合わせた２輪をスリップさせて路面摩擦係数の検出を行うことを特徴とする請求項１記載の路面摩擦係数測定装置。
【請求項４】
車両の旋回状態を判定する手段をさらに備えており、
前記路面摩擦係数検出手段により直進中に駆動輪をスリップさせる場合は、該駆動輪が制動中ならば制動力を付与し、駆動中ならば駆動力を付与することでスリップさせることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の路面摩擦係数測定装置。
【請求項５】
車両の旋回状態を判定する手段をさらに備えており、
前記路面摩擦係数検出手段により旋回中に駆動輪をスリップさせる場合は、車両が安定する方向へ制動力、駆動力の付与を行い、該駆動輪をスリップさせることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の路面摩擦係数測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載され、走行中の路面の摩擦係数を測定することが可能な路面摩擦係数測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の走行状況は路面の状態、路面摩擦係数に大きく左右される。したがって、路面摩擦係数を知ることは車両挙動制御を行う上で重要であり、路面摩擦係数を推定ないし検出するための各種の技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の技術は、ある車輪に駆動力を発生させる一方、他の車輪にこの駆動力に対応する大きさの制動力を発生させて、車両に加減速度が発生するのを抑制しつつ、この駆動力・制動力付与時の車輪速、輪荷重より路面摩擦係数を推定するものである。そして、この推定動作は、原則として周期的に実行されるが、運転者が所定量以上の制動ないし駆動操作を行った場合には、この周期によらずに推定を行うこととする一方、旋回中は推定動作を行わないこととしている。
【特許文献１】特開２００１−１７１５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術においては、所定以上の急な加減速時を除くと周期的に制駆動力を付与する必要があり、駆動系・制動系に本来なら不要な負荷を付与するものである。特に、制動系においては、摩擦材の早期磨耗や、熱によるフェード現象の発生を招くおそれがある。
【０００５】
また、駆動力と制動力を付与して各輪の車輪速と、単位輪荷重あたりの付与制駆動力との関係を最小２乗法で近似し、その傾きから路面摩擦係数を推定しているため、車輪ごとに摩擦係数が異なる場合には、路面摩擦係数を精度よく推定することができないという問題がある。さらに、旋回中等に車両挙動に悪影響を及ぼすことなく、路面摩擦係数の測定を行うことが困難であるという問題もある。
【０００６】
そこで本発明は制・駆動系に過度な負荷を付与することなく精度よく路面摩擦係数を測定することが可能な路面摩擦係数測定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る路面摩擦係数測定装置は、少なくとも左右の駆動輪それぞれに、各駆動輪を独立して駆動・制動可能なモータが配置されている車両において、各駆動輪の回転状態から該車輪の接している路面状況を推定する路面状況推定手段と、少なくとも一方の駆動輪において路面状況の変動が検出された場合には、変動が検出された駆動輪のうち少なくとも一輪に対してモータで付与する駆動力または制動力を変化させて該車輪を積極的にスリップさせることで、路面摩擦係数を検出する路面摩擦係数検出手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る路面摩擦係数測定装置を搭載した車両は、左右の駆動輪それぞれに独立して制動・駆動を行うモータが配置されている。そして、駆動輪それぞれの回転状況（例えば、回転振動や回転音の周波数分析結果）から路面状況推定手段により当該車輪の接している路面の状況（高μ路か低μ路か）を推定する。この推定は、加減速時、定常走行時のいずれにおいても可能であり、推定のために積極的に制動・駆動状態を変化させる必要はない。路面の状況が変化したと判定された場合には、変動が検出された駆動輪（複数の駆動輪で検出された場合は少なくともその1輪）に対してモータで付与する制動力（例えば、回生発電を行う）または駆動力を変化させることで車輪を積極的にスリップさせ、このスリップ時の状況を基にして路面摩擦係数の測定を行う。
【０００９】
この車両は、前輪または後輪のいずれかを駆動輪とする２輪駆動車であって、路面状況推定手段により両駆動輪で路面状況の変動が検出された場合、路面摩擦係数検出手段は、その変動方向が合致する場合には、変動の大きい駆動輪をスリップさせて路面摩擦係数の検出を行い、変動方向が相反する場合には、両駆動輪をスリップさせて路面摩擦係数の検出を行うとよい。
【００１０】
すなわち、左右の駆動輪の両方で同じ変動方向（高μ路→低μ路または低μ路→高μ路）と判定された場合には変動幅の大きい駆動輪のみにスリップに至る制動・駆動力を付与し、変動方向が異なる場合には、両駆動輪にスリップに至る制動・駆動力を付与する。
【００１１】
あるいは、この車両は、前輪および後輪の両方を駆動輪とする４輪駆動車であって、路面状況推定手段により複数の駆動輪で路面状況の変動が検出された場合、路面摩擦係数検出手段は、変動方向がすべて合致する場合には、最も路面摩擦係数が小さいと予想される駆動輪をスリップさせて路面摩擦係数の検出を行い、少なくとも１駆動輪の変動方向が他の駆動輪と相反する場合には、変動方向の一致する駆動輪内で最も路面摩擦係数が小さいと予想される駆動輪を組み合わせた２輪をスリップさせて路面摩擦係数の検出を行うとよい。
【００１２】
すなわち４輪すべてで同じ変動方向（高μ路→低μ路または低μ路→高μ路）と判定された場合には、２輪駆動車の場合と異なり、高μ路→低μ路と判定された場合には、変動量が最も大きい１輪に、低μ路→高μ路と判定された場合には、変動量が最も小さい１輪にスリップに至る制動・駆動力を付与し、変動方向が異なる場合には、高μ路→低μ路と判定されたうちの１輪と低μ路→高μ路と判定されるうちの１輪にスリップに至る制動・駆動力を付与し、残りの２輪については積極的なスリップ発生を行わない。
【００１３】
車両の旋回状態を判定する手段をさらに備えており、路面摩擦係数検出手段により直進中に駆動輪をスリップさせる場合は、該駆動輪が制動中ならば制動力を付与し、駆動中ならば駆動力を付与することでスリップさせるとよい。また、旋回中に駆動輪をスリップさせる場合は、車両が安定する方向へ制動力、駆動力の付与を行い、該駆動輪をスリップさせるとよい。
【００１４】
直進中に車輪をスリップさせる際は、制動中であれば制動力を増し、駆動中であれば駆動力を増大させる。旋回中に駆動輪をスリップさせる際は、車両状態がアンダーステアの場合は、オーバーステア方向に、オーバーステア状態であればアンダーステア方向になるように付与輪位置に合わせて駆動力または制動力を付与する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、周期的に制駆動力を付与して路面摩擦係数を測定するのではなく、車輪の状態から路面状況が変動したと判定した場合に、制駆動力を付与しているので、路面摩擦係数判定のための制駆動力の付与頻度を減らすことができ、制駆動系に対する負荷も低減できる。さらに、駆動輪のそれぞれに付与する制駆動力を独立して制御可能なモータを用いることで、制動力付与時に回生ブレーキを使用することで、摩擦材の磨耗や熱によるフェードの発生が起こらず、安全性がよりいっそう向上する。さらに、積極的にスリップさせて路面摩擦係数を測定することで路面摩擦係数を正確に把握することができる。
【００１６】
複数の駆動輪で変動を検出した場合には、変動を検出した車輪と、検出した変動の組み合わせに応じて最も路面摩擦係数を測定する必要があると予想される駆動輪（低μあるいはμ変動の大きい駆動輪）を特定して、その駆動輪に対して制駆動力を付与して測定を行うことで、制駆動力を付与して回転変動をもたらす駆動輪の数を抑制するとともに、精度よく車両挙動制御に必要な路面摩擦係数を測定することが可能となる。
【００１７】
また、直進中・旋回中においても車両挙動が安定化するような方向で制動力・駆動力の付与を行うため、路面摩擦係数の測定によって車両挙動が不安定になるのを抑制できる。このため、車両安定性を確保できるとともに、従来困難であった旋回時においても路面摩擦係数の正確な把握が可能となるため、旋回中の車両挙動制御を精度よく行うことが可能となり、その制御性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１９】
図１は、本発明に係る路面摩擦係数測定装置（第１の実施形態）を搭載した車両の概略構成図である。この車両１００は、前輪（操舵輪）ＦＲ、ＦＬのそれぞれを駆動輪とする前輪駆動の２輪駆動車であって、それぞれの車輪１ＦＲ、１ＦＬに、駆動・制動源であるホイールインモータ２ＦＲ、２ＦＬが配置されている。一方、後輪ＲＲ、ＲＬは従動輪であり、駆動源は有しておらず、図示していないが車輪１ＲＲ、１ＲＬのそれぞれに摩擦制動装置が配置されている。モータ２ＦＲ、２ＦＬはバッテリ４に接続されたインバータ５へと接続されており、インバータ５はモータ制御装置６により制御される。すなわち、モータ制御装置６はインバータ５の作動を制御することで、各モータ２ＦＲ、２ＦＬの作動を制御する。
【００２０】
車輪１ＦＲ、１ＦＬには、車輪速センサ３ＦＲ、３ＦＬが配置されており、その出力は、路面摩擦測定装置７の路面状況推定部７０に入力されている。路面摩擦測定装置７内には、路面摩擦係数測定部７１が設けられており、この路面摩擦係数測定部７１はモータ制御装置６に接続される。なお、路面摩擦測定装置７は、モータ制御装置６内の制御部の一部として構成されていてもよい。この場合、モータ制御装置６内の制御部とはハード的に区分されていてもよいし、ハードウェア部分は共通であって、ソフトウェア的に区分されていてもよい。
【００２１】
さらに、車両のヨーレート、操舵角をそれぞれ検出するヨーレートセンサ７２、操舵角センサ７３の出力が路面摩擦係数測定部７１へと入力されている。
【００２２】
本実施形態の動作を図２のフローチャートを参照しつつ、具体的に説明する。この処理は、路面摩擦測定装置７により、車両の電源キーがオンにされてからオフにされるまでの間、周期的に実行されている。
【００２３】
まず、路面状況推定部７０が、車輪速センサ３ＦＲ、３ＦＬの出力である車輪速ωＦＲ、ωＦＬを連続的に読み込んでおく（ステップＳ１）。次に、路面状況推定部７０は、車輪速ωＦＲ、ωＦＬからその回転変動を求め、周波数分析することで、図３に示されるような周波数分析結果を得る（ステップＳ２）。図３に示されるように高μ路においては低μ路に比較して車輪共振系の共振周波数（ここでは４０Ｈｚ付近）におけるゲインが高くなるという特徴を示す（特開平１１−７８８４３号参照）。この共振周波数付近のゲイン変動が所定のしきい値以上に達していないか否かを路面状況推定部７０により監視することで、各車輪１ＦＲ、１ＦＬが接している道路状態の変動を判定することができる。
【００２４】
具体的には、まず、路面摩擦係数測定部７１は、右前輪１ＦＲで変動ありと判定されたか否かを判定する（ステップＳ３）。次に、変動ありと判定された場合、変動なしと判定された場合のそれぞれにおいて、左前輪１ＦＬで変動ありと判定されたか否かを判定する（ステップＳ４、Ｓ５）。
【００２５】
ステップＳ４で変動ありと判定された場合には、右前輪１ＦＲ、左前輪１ＦＬともに路面状況が変化したと判定された場合である。この場合には、さらに、右前輪１ＦＲ側の判定結果と左前輪１ＦＬの判定結果が合致するか否かを判定する（ステップＳ６）。具体的には、ともに共振周波数付近のゲインが増大して低μ路から高μ路へ移行したと判定される状態なのか、ともに共振周波数付近のゲインが減少して高μ路から低μ路へ移行したと判定される状態なのか、それとも共振周波数付近のゲインが一方が増大して低μ路から高μ路へ移行したと判定され、他方のゲインが減少して高μ路から低μ路へ移行したと判定される状態なのかを判定する。
【００２６】
ステップＳ６で、右前輪１ＦＲ、左前輪１ＦＬの両方において共振周波数付近のゲインの変動方向が合致すると判定した場合には、測定を行う測定輪として振動ゲイン変化量が大きいほうの車輪を設定する（ステップＳ７）。測定輪が決定したら、ステップＳ８へと移行し、スリップを起こさせるため、制動／駆動のいずれを行うかの決定処理へと移行する。
【００２７】
図４は、この決定処理の詳細を示すフローチャートである。まず、ヨーレートセンサ７２、操舵角センサ７３の出力であるヨーレートγ、舵角δが読み込まれる（ステップＳ８１）。次に、出力結果を基にして直進中か旋回中かを判定する（ステップＳ８２）。直進中の場合には、さらに制動中か駆動中か、惰性走行中かを判定する（ステップＳ８３）。判定結果が制動中の場合には、制動力増大による積極的なスリップ操作を行うことを決定し（ステップＳ８４）、駆動中の場合には、駆動力増大による積極的なスリップ操作を行うことを決定する（ステップＳ８５）。惰性走行中の場合には、現在の走行状態における加減速状態に合致するよう制動力／駆動力のいずれの付与を行うかを決定する（ステップＳ８６）。
【００２８】
ステップＳ８２で旋回中と判定された場合には、ステップＳ８７へと移行して、アンダーステア状態か否かを判定する。ステップＳ８７の判定結果に応じてさらに、測定輪は旋回外側の車輪か否かを判定する（ステップＳ８８、Ｓ８９）。
【００２９】
ステップＳ８７でアンダーステア状態と判定され、続くステップＳ８８で測定輪が旋回外側車輪（左旋回中の右前輪１ＦＲまたは右旋回中の左前輪１ＦＬ）と判定された場合には、車両の旋回量が不足していることから、測定輪である旋回外側車輪に駆動力を付与して（ステップＳ９０）、旋回量を増す。ステップＳ８７でアンダーステア状態と判定され、続くステップＳ８８で測定輪が旋回内側車輪（左旋回中の左前輪１ＦＬまたは右旋回中の右前輪１ＦＲ）と判定された場合には、測定輪である旋回内側車輪に制動力を付与する（ステップＳ９１）ことで、旋回外側車輪の駆動力の寄与度を高め、旋回量を増す。
【００３０】
ステップＳ８７でオーバーステアまたはニュートラルステア状態と判定され、続くステップＳ８９で測定輪が旋回外側車輪（左旋回中の右前輪１ＦＲまたは右旋回中の左前輪１ＦＬ）と判定された場合には、車両の旋回量が過剰であることから、測定輪である旋回外側車輪に制動力を付与して（ステップＳ９２）、旋回量を抑制する。ステップＳ８７でオーバーステアまたはニュートラルステア状態と判定され、続くステップＳ８９で測定輪が旋回内側車輪（左旋回中の左前輪１ＦＬまたは右旋回中の右前輪１ＦＲ）と判定された場合には、測定輪である旋回内側車輪に駆動力を付与する（ステップＳ９３）ことで、旋回量を抑制する。
【００３１】
車両の旋回状態に基づく測定輪への制駆動力付与手法の決定処理が終了したら、ステップＳ９へと移行して、路面摩擦係数μの測定を行う。この測定に際しては、上記のステップで決定した付与手法に基づいて決定した測定輪への制駆動力付与を行うことで当該測定輪を積極的にスリップさせることにより行う。駆動力を付与する場合には、モータ制御装置６は、目標の駆動力を実現できるよう測定輪に搭載されているモータ２へバッテリ４からインバータ５を通じて供給する電力を増大させることで駆動力制御を実現する。また、制動力を付与する場合には、モータ制御装置６は、測定輪に搭載されているモータ２を発電機として機能させることで測定輪の回転エネルギーを電力として回収することにより所望の制動力を得る。このとき、モータ２で発電した電力は、インバータ５を通じてバッテリ４へと送られ、蓄えられる。路面摩擦係数測定部７１は、このときに発生した車輪加速度変化を測定し、スリップ直前の制駆動力、車輪加速度を基にして路面摩擦係数μを判定して処理を終了する。
【００３２】
ステップＳ６で、右前輪１ＦＲ、左前輪１ＦＬの共振周波数付近のゲインの変動方向が逆であると判定した場合（つまり、一方がゲイン増大、他方がゲイン縮小の場合）には、ステップＳ１０へと移行し、両輪ともに測定輪に設定する。測定輪が決定したら、ステップＳ１１へと移行し、スリップを起こさせるため、制動／駆動のいずれを行うかの決定処理へと移行する。
【００３３】
図５は、この決定処理の詳細を示すフローチャートである。まず、ヨーレートセンサ７２、操舵角センサ７３の出力であるヨーレートγ、操舵角δが読み込まれる（ステップＳ１１１）。次に、出力結果を基にして直進中か旋回中かを判定する（ステップＳ１１２）。直進中の場合には、さらに制動中か駆動中か、惰性走行中かを判定する（ステップＳ１１３）。判定結果が制動中の場合には、制動力増大による積極的なスリップ操作を行うことを決定し（ステップＳ１１４）、駆動中の場合には、駆動力増大による積極的なスリップ操作を行うことを決定する（ステップＳ１１５）。惰性走行中の場合には、現在の走行状態における加減速状態に合致するよう制動力／駆動力のいずれの付与を行うかを決定する（ステップＳ１１６）。
【００３４】
ステップＳ１１２で旋回中と判定された場合には、ステップＳ１１７へと移行して、アンダーステア状態、オーバーステア状態、ニュートラルステア状態のいずれかを判定する。
【００３５】
ステップＳ１１７でアンダーステア状態と判定された場合には、車両の旋回量が不足していることから、旋回外側車輪に駆動力を付与し、旋回内側車輪に制動力を付与するよう決定する（ステップＳ１１８）。つまり、左旋回時なら右前輪１ＦＲに駆動力を付与し、左前輪１ＦＬに制動力を付与する。一方、右旋回時なら右前輪１ＦＲに制動力を付与し、左前輪１ＦＬに駆動力を付与する。これにより、旋回量を増大せしめ、車両の安定化を図る。
【００３６】
ステップＳ１１７でオーバーステア状態と判定された場合には、車両の旋回量が過剰であることから、旋回外側車輪に制動力を付与し、旋回内側車輪に駆動力を付与するよう決定する（ステップＳ１１９）。つまり、左旋回時なら右前輪１ＦＲに制動力を付与し、左前輪１ＦＬに駆動力を付与する。一方、右旋回時なら右前輪１ＦＲに駆動力を付与し、左前輪１ＦＬに制動力を付与する。これにより、旋回量を増大せしめ、車両の安定化を図る。
【００３７】
ステップＳ１１７でニュートラルステア状態と判定された場合には、車両の旋回量は適正な場合である。この場合は、車両のヨーが過剰とならないような制御を行う。具体的には、低μ→高μ判定された車輪の現在の制動・駆動状態と同一方向に制動力・駆動力付与を行う（ステップＳ１２０）。これにより、左右輪間での制動・駆動反転を抑制し、車両挙動に違和感が発生しないようにする。
【００３８】
ステップＳ１１８〜Ｓ１２０による車両の旋回状態に基づく測定輪への制駆動力付与手法の決定処理が終了したら、ステップＳ９へと移行して、路面摩擦係数μを測定して処理を終了する。
【００３９】
ステップＳ４で変動なしと判定された場合とは、右前輪１ＦＲのみに変動があった場合である。この場合には、変動が検出された右前輪１ＦＲのみを測定輪に設定し（ステップＳ１２）、ステップＳ８へと移行して制動／駆動の決定処理後、ステップＳ９へと移行し、路面摩擦係数μを測定して処理を終了する。
【００４０】
一方、ステップＳ５で変動ありと判定された場合とは、左前輪１ＦＬのみに変動があった場合である。この場合には、変動が検出された左前輪１ＦＬのみを測定輪に設定し（ステップＳ１３）、ステップＳ８へと移行して制動／駆動の決定処理後、ステップＳ９へと戻り、決定した付与手法に基づいて決定した測定輪への制駆動力付与を行う。そして、このときに発生した車輪加速度変化を測定し、スリップ直前の制駆動力、車輪加速度を基にして路面摩擦係数μを判定して処理を終了する。
【００４１】
ステップＳ５で変動なしと判定された場合、つまり、両輪とも道路状態の変動がないと判定された場合には、そのまま処理を終了する。この場合、以前測定した路面摩擦係数μを継続して使用することになる。
【００４２】
本実施形態では、路面状況推定部７０は、走行中に常時、駆動輪である車輪１ＦＲ、１ＦＬの回転状態（車輪速変動の周波数分析結果）から路面状態を推定し、路面状態が変動したと判定した場合に、路面摩擦係数測定部７１が変動を検出した車輪（複数検出した場合には状況に応じて一方または両方）に積極的にスリップを起こさせて路面摩擦係数μの測定を行うため、従来のように頻繁に路面摩擦係数の測定を行う必要がなく、駆動系・制動系への負荷を低減できる。特に、駆動・制動源としてホイルインモータ２ＦＲ、２ＦＬを使用し、回生発電による制動を行うことで、摩擦制動装置で発生する摩擦材の磨耗や、フェード現象がなく、制動性能を維持することができる。
【００４３】
また、制動力・駆動力付与による摩擦係数測定の際に、旋回状況に応じて車両挙動が安定化する方向に制動力・駆動力を付与するため、測定時に車両挙動が不安定になるのを抑制し、従来困難であった旋回中における摩擦係数測定を可能としている。このため、旋回中に路面状況が変動した場合に、摩擦係数を的確に把握し、これに基づいて車両挙動制御（例えば、トラクションコントロールやブレーキ制御等）を行うことが可能となり、より精度の高い車両挙動制御を行うことができる。車両挙動制御の制御性が向上し、ドライバビリティーも向上することになる。
【００４４】
図６は、本発明に係る路面摩擦係数測定装置の第２の実施形態を搭載した車両の概略構成図である。この車両１００ａは、第１の実施形態の車両１００と異なり、後輪ＲＲ、ＲＬを駆動輪とする後輪駆動の２輪駆動車である。それぞれの車輪１ＲＲ、１ＲＬに、駆動・制動源であるホイールインモータ２ＲＲ、２ＲＬが配置されており、図示していないが車輪１ＦＲ、１ＦＬのそれぞれに摩擦制動装置が配置されている。また、車輪１ＲＲ、１ＲＬには、車輪速センサ３ＲＲ、３ＲＬが配置されている。
【００４５】
本実施形態における測定動作は基本的に上述した図２〜図５の動作と同一であり、これらの説明において右前輪１ＦＲと記載されている部分を右後輪１ＲＲに、左前輪１ＦＬと記載されている部分を左後輪１ＲＬにそれぞれ置き換えればよい。
【００４６】
この実施形態においても第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００４７】
図７は、本発明に係る路面摩擦係数測定装置の第３の実施形態を搭載した車両の概略構成図である。この車両１００ｂは、第１、第２の実施形態の車両１００、１００ａと異なり、４輪全てを駆動輪とする４輪駆動車である。したがって、それぞれの車輪１ＦＬ〜１ＲＲに、駆動・制動源であるホイールインモータ２ＦＬ〜２ＲＲと車輪速センサ３ＦＬ〜３ＲＲが配置されている。
【００４８】
本実施形態の動作を図８のフローチャートを参照しつつ、具体的に説明する。この処理は、他の実施形態の場合と同様に、路面摩擦測定装置７により、車両の電源キーがオンにされてからオフにされるまでの間、周期的に実行されている。
【００４９】
まず、路面状況推定部７０が、車輪速センサ３ＦＬ〜３ＲＲの出力である車輪速ωＦＬ〜ωＲＲを連続的に読み込んでおく（ステップＳ３１）。次に、路面状況推定部７０は、車輪速ωＦＬ〜ωＲＲからその回転変動を求め、周波数分析することで、周波数分析結果を得る（ステップＳ３２）。次に、路面摩擦係数測定部７１は、４輪のうちいずれかで変動ありと判定されたか否かを判定する（ステップＳ３３）。次に、変動ありと判定された場合には、変動を検出した車輪が複数あるか否かを判定する（ステップＳ３４）。
【００５０】
ステップＳ３４で変動を検出した車輪は、複数であると判定した場合には、検出した車輪の判定結果が合致するか否かを判定する（ステップＳ３５）。具体的には、いずれの車輪も共振周波数付近のゲインが増大して低μ路から高μ路へ移行したと判定される状態なのか、いずれの車輪も共振周波数付近のゲインが減少して高μ路から低μ路へ移行したと判定される状態なのか、それとも一部の車輪では、共振周波数付近のゲインが増大して低μ路から高μ路へ移行したと判定され、他の車輪においてはゲインが減少して高μ路から低μ路へ移行したと判定される状態なのかを判定する。
【００５１】
ステップＳ３５で、変動を検出した車輪の全てでゲインが減少しており、高μ路から低μ路へと移行したと判定された場合には、ゲイン変化の最も大きな車輪を測定輪に設定する（ステップＳ３６）。測定輪が決定したら、ステップＳ３７へと移行し、スリップを起こさせるため、制動／駆動のいずれを行うかの決定処理へと移行する。この決定処理の内容は、図４に示される処理と同様である。
【００５２】
ここで、ステップＳ８４、Ｓ８５における旋回外側車輪とは、左旋回中の右前輪１ＦＲおよび右後輪１ＲＲと右旋回中の左前輪１ＦＬおよび左後輪１ＲＬを指し、旋回内側車輪とは、左旋回中の左前輪１ＦＬおよび左後輪１ＲＬと右旋回中の右前輪１ＦＲおよび右後輪１ＲＲを指している。
【００５３】
車両の旋回状態に基づく測定輪への制駆動力付与手法の決定処理が終了したら、ステップＳ３８へと移行して路面摩擦係数μを測定して処理を終了する。測定の具体的手順は、上述した第１の実施形態における測定手順と同様である。
【００５４】
ステップＳ３５で、変動を検出した車輪の全てでゲインが増大しており、低μ路から高μ路へと移行したと判定された場合には、ゲイン変化の最も小さな車輪を測定輪に設定する（ステップＳ３９）。測定輪が決定したら、ステップＳ３８へと移行する。その後の処理は、測定輪が異なることを除けば、上述の全ての車輪でゲインが減少していた場合と同様になる。
【００５５】
ステップＳ３５で、ゲインの変動方向が異なる検出輪が存在すると判定した場合（つまり、ゲイン増大の組と、ゲイン縮小の組が存在する場合）には、ステップＳ４０へと移行し、ゲインが増大している車輪のうちで最も増大幅の小さい車輪と、ゲインが縮小している車輪のうちで最も縮小幅の大きい車輪の２輪を測定輪に設定する。ここで、測定輪の組み合わせとしては、同一側の前輪と後輪である場合（右前輪と右後輪または左前輪と左後輪である場合）、前輪同士または後輪同士の組み合わせである場合、前輪のいずれかと異なる側の後輪との組み合わせ（右前輪と左後輪、左前輪と右後輪）である場合があり、その組み合わせは６種類となる。測定輪が決定したら、ステップＳ４１へと移行し、スリップを起こさせるため、制動／駆動のいずれを行うかの決定処理へと移行する。
【００５６】
図９は、この決定処理の詳細を示すフローチャートである。まず、ヨーレートセンサ７２、操舵角センサ７３の出力が読み込まれる（ステップＳ４０１）。次に、出力結果を基にして直進中か旋回中かを判定する（ステップＳ４０２）。直進中の場合には、さらに制動中か駆動中か、惰性走行中かを判定する（ステップＳ４０３）。判定結果が制動中の場合には、制動力増大による積極的なスリップ操作を行うことを決定し（ステップＳ４０４）、駆動中の場合には、駆動力増大による積極的なスリップ操作を行うことを決定する（ステップＳ４０５）。惰性走行中の場合には、現在の走行状態における加減速状態に合致するよう制動力／駆動力のいずれの付与を行うかを決定する（ステップＳ４０６）。
【００５７】
ステップＳ４０２で旋回中と判定された場合には、ステップＳ４０７へと移行して、アンダーステア状態、オーバーステア状態、ニュートラルステア状態のいずれかを判定する。
【００５８】
ステップＳ４０７でアンダーステア状態と判定された場合には、車両の旋回量が不足していることから、旋回外側車輪であれば駆動力を付与し、旋回内側車輪であれば制動力を付与するよう決定する（ステップＳ４０８）。つまり、左旋回時なら測定輪のうち右前輪１ＦＲ、右後輪１ＲＲについては駆動力を付与し、左前輪１ＦＬ、左後輪１ＲＬについては制動力を付与する。一方、右旋回時なら測定輪のうち右前輪１ＦＲ、右後輪１ＲＲについては制動力を付与し、左前輪１ＦＬ、右後輪１ＲＲについては駆動力を付与する。これにより、旋回量を増大せしめ、車両の安定化を図る。
【００５９】
ステップＳ４０７でオーバーステア状態と判定された場合には、車両の旋回量が過剰であることから、旋回外側車輪に制動力を付与し、旋回内側車輪に駆動力を付与するよう決定する（ステップＳ４０９）。つまり、左旋回時なら測定輪のうち右前輪１ＦＲ、右後輪１ＲＲについては制動力を付与し、左前輪１ＦＬ、左後輪１ＲＬについては駆動力を付与する。一方、右旋回時なら測定輪のうち右前輪１ＦＲ、右後輪１ＲＲについては駆動力を付与し、左前輪１ＦＬ、左後輪１ＲＬについては制動力を付与する。これにより、旋回量を増大せしめ、車両の安定化を図る。
【００６０】
ステップＳ４０７でニュートラルステア状態と判定された場合には、車両の旋回量は適正な場合である。この場合は、車両のヨーが過剰とならないような制御を行う。具体的には、低μ→高μ判定された車輪の現在の制動・駆動状態と同一方向に制動力・駆動力付与を行う（ステップＳ４１０）。これにより、左右輪間での制動・駆動反転を抑制し、車両挙動に違和感が発生しないようにする。
【００６１】
ステップＳ４０８〜Ｓ４１０による車両の旋回状態に基づく測定輪への制駆動力付与手法の決定処理が終了したら、ステップＳ３８へと移行し、路面摩擦係数μを測定して処理を終了する。
【００６２】
一方、ステップＳ３４で変動を検出した車輪が一輪だけであった場合には、変動が検出された当該車輪のみを測定輪に設定し（ステップＳ４２）、ステップＳ３７へと移行することで、制動／駆動の決定処理後、ステップＳ３８へと移行し、路面摩擦係数μを測定して処理を終了する。
【００６３】
ステップＳ３３で変動なしと判定された場合、つまりいずれの車輪にも道路状態の変動がないと判定された場合には、そのまま処理を終了する。この場合、以前測定した路面摩擦係数μを継続して使用することになる。
【００６４】
このように制御を行うことで、４輪駆動車の場合においても路面摩擦係数μを適切に把握することが可能となり、上述したような２輪駆動車の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
以上説明した実施形態においては、路面状況の推定手法として車輪の回転変動を周波数解析する例を説明したが、ほかにも車輪からの発生音をマイクで集音し、これを周波数解析して求めたり、車輪に振動センサを配置してその振動を基にして推定を行うようにしてもよい。
【００６６】
また、ここでは、ホイールインモータの場合を例に説明したが、車体に設置された駆動輪ごとに独立のモータを利用して各車輪の制動・駆動を独立して制御可能なタイプの車両においても本発明は好適に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る路面摩擦係数測定装置（第１の実施形態）を搭載した車両の概略構成図である。
【図２】図１の路面摩擦係数測定装置による測定動作のフローチャートである。
【図３】車輪速の周波数分析結果の一例を示すグラフである。
【図４】図２の処理中の測定輪の決定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図５】図２の処理中の制動／駆動力付与の決定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る路面摩擦係数測定装置（第２の実施形態）を搭載した車両の概略構成図である。
【図７】本発明に係る路面摩擦係数測定装置（第３の実施形態）を搭載した車両の概略構成図である。
【図８】図７の路面摩擦係数測定装置による測定動作のフローチャートである。
【図９】図２の処理中の制動／駆動力付与の決定処理の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１ＦＲ〜１ＲＬ…車輪、２ＦＲ〜２ＲＬ…ホイールインモータ、３ＦＲ〜３ＲＬ…車輪速センサ、４…バッテリ、５…インバータ、６…モータ制御装置、７…路面摩擦測定装置、７０…路面状況推定部、７１…路面摩擦係数測定部、７２…ヨーレートセンサ、７３…操舵角センサ、１００…車両、μ…路面摩擦係数、ωＦＬ〜ωＲＲ…車輪速。
【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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