(57)【要約】【課題】走行環境等に拘らず高精度の最大路面μに基づき駆動力を制御することができる車両の駆動力制御方法及びその装置を提供する。【解決手段】車両Ｖの駆動力制御装置１であって、ドライビングスティフネスＤと最大路面μの線形の相関関係を設定したＤ−μマップＭ１と、前輪１０Ｌ，１０Ｒのスリップ率Ｓを演算するスリップ率演算部２１と、スリップ率演算部２１で演算したスリップ率Ｓに対応したドライビングスティフネスＤを演算するＤＳ演算部２２と、ＤＳ演算部２２で演算したドライビングスティフネスＤをＤ−μマップＭ１に適用して最大路面μを演算する最大路面μ演算部２３と、最大路面μ演算部２３で演算した最大路面μを用いて駆動力を制御する駆動力分配部２４と、を有する。【選択図】  図２
2018075852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動力制御方法において、
ドライビングスティフネスと最大路面μの実質的に線形の相関関係を設定したＤ−μマップ又はＤ−μ演算式を予め設定する第１ステップと、
対象車輪のスリップ率を演算する第２ステップと、
前記第２ステップで演算したスリップ率に対応したドライビングスティフネスを演算する第３ステップと、
前記第３ステップで演算したドライビングスティフネスを前記Ｄ−μマップに適用して最大路面μを演算する第４ステップと、
前記第４ステップで演算した最大路面μを用いて駆動力を制御する第５ステップと、
を有することを特徴とする車両の駆動力制御方法。
【請求項２】
前記第３ステップで演算したドライビングスティフネスは、少なくとも最大路面μに対応したスリップ率の半分以下のスリップ率を用いて演算されたことを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力制御方法。
【請求項３】
前記第１ステップで設定されたドライビングスティフネスと最大路面μの相関関係が線形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の駆動力制御方法。
【請求項４】
前記車両が、駆動源と、この駆動源からの駆動力をグリップ限界指標に基づいて前記対象車輪である主駆動輪と従駆動輪とに分配する駆動力分配手段とを備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両の駆動力制御方法。
【請求項５】
前記第５ステップにて、走行中の路面μと前記最大路面μの比を用いて前記主駆動輪及び従駆動輪の駆動力を設定することを特徴とする請求項４に記載の車両の駆動力制御方法。
【請求項６】
前記第５ステップにて、駆動力及び横力によって規定された摩擦円を用いて前記主駆動輪及び従駆動輪の駆動力を設定することを特徴とする請求項４に記載の車両の駆動力制御方法。
【請求項７】
車両の駆動力制御装置において、
ドライビングスティフネスと最大路面μの実質的に線形の相関関係を設定したＤ−μマップ又はＤ−μ演算式と、
対象車輪のスリップ率を演算するスリップ率演算手段と、
前記スリップ率演算手段で演算したスリップ率に対応したドライビングスティフネスを演算するドライビングスティフネス演算手段と、
前記ドライビングスティフネス演算手段で演算したドライビングスティフネスを前記Ｄ−μマップに適用して最大路面μを演算する最大路面μ演算手段と、
前記最大路面μ演算手段で演算した最大路面μを用いて駆動力を制御する駆動力制御手段と、
を有することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライビングスティフネスと最大路面μの実質的に線形の相関関係を設定したＤ−μマップを有する車両の駆動力制御方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンからの駆動力を前輪又は後輪の一方に伝達し、伝達した駆動力の一部を電子制御式カップリング等の駆動力分配機構を介して前輪又は後輪の他方に分配し、駆動力分配制御により適切な車両の走行特性を確保する４輪駆動車は知られている。
特許文献１の４輪駆動車の制御装置は、スリップ率検出手段によって検出された主駆動輪のスリップ率が所定値以上の場合において、主駆動輪の駆動ロスが従駆動輪の駆動ロス及び従駆動輪への駆動源の出力分配による駆動ロスよりも大きいと判断されたとき、従駆動輪への駆動源の出力分配を増加し、主駆動輪の駆動ロスが従駆動輪の駆動ロス及び従駆動輪への駆動源の出力分配による駆動ロスよりも小さいと判断されたとき、従駆動輪への駆動源の出力分配を減少している。
これにより、車両の全駆動ロスが最も小さくなるように駆動力を分配し、燃費改善を図っている。
【０００３】
個々のタイヤ（車輪）は、タイヤモデルに基づきスリップ率Ｓと駆動力Ｆとの相関関係を規定したタイヤの特性線図、所謂Ｓ−Ｆ特性線図を設定することができる。
Ｓ−Ｆ線形線図は、スリップ率Ｓが零から０．１付近迄の範囲（以下、微小スリップ領域という）のとき、スリップ率Ｓの増加に比例して駆動力Ｆが増加する線形特性を示し、駆動力Ｆが最大駆動力Ｆｍａｘになった後、スリップ率Ｓの増加に対して駆動力Ｆが徐々に減少する非線形特性を示している。
ここで、タイヤと路面との摩擦係数をμ、タイヤの接地荷重をＷとしたとき、
Ｆ＝μ×Ｗ
の関係式が成り立つことから、スリップ率Ｓと駆動力Ｆの比（駆動力Ｆのスリップ率Ｓに関する偏微分係数）によって、走行中の路面μを推定することができる。
特に、微小スリップ領域では、スリップ率と駆動力（駆動トルク）との関係が原点を通る一次関数の関係にあると仮定することができるため、スリップ率と駆動源であるエンジンの実トルクとの比によってドライビンクスティフネス（Driving Stiffness）を求めることが可能である。このドライビンクスティフネスとエンジンの実トルクを用いることによって目標スリップ率を演算することができ、演算処理の高速化を図っている。  
【０００４】
特許文献２の４輪駆動車の制御装置は、ドライビンクスティフネスを用いるものではないが、基準となるスリップ率と駆動力と路面μが規定された基準Ｓ−Ｆ特性線図を備え、現在のスリップ率と駆動力からなる座標と原点とを通る直線と基準Ｓ−Ｆ特性線図との交点を演算し、基準路面μと駆動力同士の比との積又は基準路面μとスリップ率同士の比との積を介して現在の路面μを推定している。
これにより、走行中のスリップ率と駆動力に基づき現在の路面μを算出することができ、この路面μに基づき駆動力制御を実行している。
【０００５】
タイヤのグリップ限界指標の１つとして最大駆動力があり、この最大駆動力を用いた摩擦円（Friction Circle）が存在する。
図１０（ａ）に示すように、タイヤは、縦方向（加速力及び制動力）と横方向（左旋回力及び右旋回力）の合力である摩擦力を路面に対するグリップ力として用いている。
タイヤに作用する力は、ＰＡのように摩擦円ＣＡのサークル内に存在する場合、タイヤの路面に対する摩擦状態が安定状態であり、ＰＢのように摩擦円ＣＡから外れるような力が発生した場合、タイヤは自身が路面に対して発揮可能な摩擦力の限界を超えて不安定状態になり、スリップを開始する（摩擦円理論）。
また、摩擦円ＣＡのサークル半径である最大摩擦力は、基本的に最大駆動力に対応した最大路面μに比例するため、路面状態やタイヤの状態等によって変化する。
図１０（ａ）に示すように、ドライ状態の路面において、摩擦円ＣＡに対応するグリップ能力を備えたタイヤは、ＰＡがサークル内に存在するため、スリップを生じることなくＰＡに対応した加速度で加速することができる。
しかし、図１０（ｂ）に示すように、ウエット状態の路面を走行する場合、このタイヤのグリップ能力が摩擦円ＣＡよりもサークル半径が小さい摩擦円ＣＢになるため、摩擦円ＣＡではスリップを生じないＰＡであってもスリップを生じ、ＰＣに対応した加速度までしかスリップなしに加速することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５７９３８７７号公報
【特許文献２】特許第５０３５４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
通常、４輪駆動車では、原理的に、実験的又は経験的に求めた主駆動輪の能力に対応した摩擦円を用いて主駆動輪にスリップが生じる可能性を判定し、主駆動輪が摩擦円から逸脱する可能性が判定されたとき、主駆動輪から従駆動輪へ駆動力の一部を分配している。
これにより、主駆動輪のスリップに起因した駆動ロスを減少している。
ここで、主駆動輪の能力に余裕があるにも拘らず従駆動輪への駆動力分配タイミングが早い場合、従駆動輪のスリップによる駆動ロスや従駆動輪への駆動力分配に係る駆動系の機械損失等により不必要な燃費悪化を招く虞がある。
それ故、スリップ可能性判定において主駆動輪のグリップ能力を確実に反映した摩擦円を用いた上で、従駆動輪への駆動力分配タイミングを極力遅くすることにより、大幅な燃費改善を期待することができる。
【０００８】
しかし、主駆動輪のグリップ能力を確実に反映した摩擦円を求めることは容易ではない。
前述したように、対象となるタイヤの摩擦円のサークル半径は、基本的に最大路面μに比例している。そして、タイヤに対する最大路面μは、ドライ、ウエット、スノー、アイス等の路面状態に加え、ノーマル、オールシーズン、スタッドレス等のタイヤ種類（性質）や、溝深さ、空気圧（内圧）等のタイヤ状態の組み合わせ毎に変化するものである。
路面状態、タイヤ種類、タイヤ状態毎に複数のＳ−Ｆ特性線図を保有することでタイヤのグリップ能力を確実に反映した摩擦円を求めることが可能ではあるが、実用性の観点から現実的ではない。
【０００９】
特許文献２の４輪駆動車の制御装置は、検出されたスリップ率と駆動力に基づき走行中の路面μを算出している。
しかし、特許文献２の技術は、ドライビングスティフネスに着目したものではなく、現在のスリップ率と駆動力からなる座標と原点とを通る直線と基準Ｓ−Ｆ特性線図との交点を演算するため、基準Ｓ−Ｆ特性線図の路面μに対する現在の路面μの大小関係に拘らず、交点よりも低スリップ側領域に対応した路面μを推定することは物理的に難しい。
即ち、最大駆動力に対応したスリップ率以上の領域において路面μを算出することは可能であっても、駆動力分配に最も重要な最大路面μを算出することは困難である。
それ故、更なる燃費改善を図るためには、走行環境に拘らず高精度の最大路面μを算出する技術の確立が必要である。
【００１０】
本発明の目的は、走行環境等に拘らず高精度の最大路面μに基づき駆動力を制御可能な車両の駆動力制御方法及びその装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の車両の駆動力制御方法は、車両の駆動力制御方法において、ドライビングスティフネスと最大路面μの実質的に線形の相関関係を設定したＤ−μマップ又はＤ−μ演算式を予め設定する第１ステップと、対象車輪のスリップ率を演算する第２ステップと、前記第２ステップで演算したスリップ率に対応したドライビングスティフネスを演算する第３ステップと、前記第３ステップで演算したドライビングスティフネスを前記Ｄ−μマップに適用して最大路面μを演算する第４ステップと、前記第４ステップで演算した最大路面μを用いて駆動力を制御する第５ステップと、を有することを特徴としている。
【００１２】
この車両の駆動力制御方法では、ドライビングスティフネスと最大路面μの実質的に線形の相関関係を設定したＤ−μマップ又はＤ−μ演算式を予め設定する第１ステップを有するため、複雑な制御処理を必要とすることなくドライビングスティフネスと最大路面μの相関関係を保有することができる。
対象車輪のスリップ率を演算する第２ステップと、前記第２ステップで演算したスリップ率に対応したドライビングスティフネスを演算する第３ステップと、前記第３ステップで演算したドライビングスティフネスを前記Ｄ−μマップ又はＤ−μ演算式に適用して最大路面μを演算する第４ステップとを有するため、走行環境等に拘らずドライビングスティフネスを介して最大路面μを演算することができる。
前記第４ステップで演算した最大路面μを用いて駆動力を制御する第５ステップを有するため、対象車輪のグリップ能力を確実に反映したグリップ限界指標である最大路面μを用いて駆動力制御することができ、燃費改善を図ることができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第３ステップで演算したドライビングスティフネスは、少なくとも最大路面μに対応したスリップ率の半分以下のスリップ率を用いて演算されたことを特徴としている。
この構成によれば、最も使用頻度が高い微小スリップ領域においてドライビングスティフネスを推定することができ、運転開始直後に高精度な最大路面μを演算することができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記第１ステップで設定されたドライビングスティフネスと最大路面μの相関関係が線形であることを特徴としている。
この構成によれば、簡単な処理で高精度な最大路面μを演算することができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記車両が、駆動源と、この駆動源からの駆動力をグリップ限界指標に基づいて前記対象車輪である主駆動輪と従駆動輪とに分配する駆動力分配手段とを備えることを特徴としている。
この構成によれば、主駆動輪から従駆動輪への駆動力分配タイミングを極力遅くすることができ、大幅な燃費改善を期待することができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記第５ステップにて、走行中の路面μと前記最大路面μとの比を用いて前記主駆動輪及び従駆動輪の駆動力を設定することを特徴としている。
この構成によれば、現在の路面μとグリップ限界指標である最大路面μとの比を用いて駆動力制御を実行することができる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項４の発明において、前記第５ステップにて、駆動力及び横力によって規定された摩擦円を用いて前記主駆動輪及び従駆動輪の駆動力を設定することを特徴としている。
この構成によれば、グリップ限界指標である最大駆動力で規定された摩擦円を用いて駆動力制御を実行することができる。
【００１８】
請求項７の発明は、車両の駆動力制御装置において、ドライビングスティフネスと最大路面μの実質的に線形の相関関係を設定したＤ−μマップ又はＤ−μ演算式と、対象車輪のスリップ率を演算するスリップ率演算手段と、前記スリップ率演算手段で演算したスリップ率に対応したドライビングスティフネスを演算するドライビングスティフネス演算手段と、前記ドライビングスティフネス演算手段で演算したドライビングスティフネスを前記Ｄ−μマップ又はＤ−μ演算式に適用して最大路面μを演算する最大路面μ演算手段と、前記最大路面μ演算手段で演算した最大路面μを用いて駆動力を制御する駆動力制御手段と、を有することを特徴としている。
この構成によれば、請求項１の発明と基本的に同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の車両の駆動力制御方法及びその装置によれば、走行環境等に拘らず高精度の最大路面μに基づき駆動力を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１に係る駆動力制御装置が適用された車両を概略的に示した全体構成図である。
【図２】駆動力制御装置のブロック図である。
【図３】同一仕様のタイヤにおける路面状態毎のＳ−Ｆ特性線図であって、（ａ）はドライ状態、（ｂ）はウエット状態、（ｃ）はスノー状態の例である。
【図４】ＤＳ演算部のブロック図である。
【図５】タイヤ種類毎に路面状態を変更したＳ−Ｆ特性線図の微小スリップ領域の拡大図であって、（ａ）はノーマルタイヤ、（ｂ）はオールシーズンタイヤ、（ｃ）はスタッドレスタイヤの例である。
【図６】ドライビングスティフネスと最大駆動力との相関関係を示すグラフである。
【図７】Ｄ−μマップである。
【図８】電磁カップリングの締結力制御マップである。
【図９】駆動力配分制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】同一仕様のタイヤにおける路面状態毎の摩擦円であって、（ａ）はドライ状態、（ｂ）はウエット状態の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明は、本発明を四輪駆動車両の駆動力制御装置１に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明の実施例１について図１〜図９に基づいて説明する。
本実施例の車両Ｖは、駆動力制御装置１を備え、フロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）方式をベースとした四輪駆動車である。
具体的には、駆動力制御装置１は、フルタイム式四輪駆動を実施するのではなく、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを適宜切替可能に構成されている。
また、この車両Ｖは、ステアリングホイール（図示略）の操作に応じて、前輪１０Ｌ，１０Ｒを操舵可能に形成されている。
【００２３】
まず、車両Ｖの前提構造について説明する。
図１に示すように、この車両Ｖは、エンジン２と、トランスミッション３と、ＰＴＯ（Power Take Off）４と、フロントドライブシャフト５と、プロペラシャフト６と、電磁カップリング７（駆動力分配手段）と、リヤデファレンシャルギヤ８と、リヤドライブシャフト９と、主駆動輪である左右１対の前輪１０Ｌ，１０Ｒと、従駆動輪である左右１対の後輪１１Ｌ，１１Ｒと、前車輪速センサ１２Ｌ，１２Ｒと、後車輪速センサ１３Ｌ，１３Ｒと、アクセルセンサ１４と、回転数センサ１５と、変速比センサ１６と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０等を備えている。
【００２４】
エンジン２は、燃料と空気の混合気を燃焼させて、車両Ｖの推進力としてのエンジントルクを発生し、このエンジントルクをトランスミッション３に伝達する。
トランスミッション３は、複数段にギヤ比を変更可能な変速機であり、エンジン２から出力されたエンジントルクを設定されたギヤ比で伝達している。このとき、トランスミッション３は、エンジン２からのエンジントルクを駆動力に変換して、フロントドライブシャフト５を介して前輪１０Ｌ，１０Ｒとトランスファーに相当するＰＴＯ４に伝達する。
ＰＴＯ４は、トランスミッション３からの駆動力をプロペラシャフト６に伝達し、プロペラシャフト６は、ＰＴＯ４からの駆動力を電磁カップリング７に伝達する。
電磁カップリング７は、プロペラシャフト６からの駆動力をリヤデファレンシャルギヤ８に伝達し、リヤデファレンシャルギヤ８は、電磁カップリング７からの駆動力をリヤドライブシャフト９を介して後輪１１Ｌ，１１Ｒに伝達配分する。
【００２５】
電磁カップリング７は、プロペラシャフト６とリヤデファレンシャルギヤ８に連なるシャフトとを連結するカップリングであり、電磁コイル、カム機構及びクラッチ等を有している（何れも図示略）。この電磁カップリング７は、ＥＣＵ２０からの指令信号に基づき電磁コイルに供給される電流に応じて締結力を変更可能に構成されている。
電磁カップリング７は、締結力に対応した拘束率ｈの変更により、プロペラシャフト６からの駆動力のうち、リヤデファレンシャルギヤ８に伝達する駆動力、所謂後輪１１Ｌ，１１Ｒに伝達される駆動力の最大値である最大伝達トルクを変更している。
【００２６】
前車輪速センサ１２Ｌは、前輪１０Ｌの車輪速度を検出し、前車輪速センサ１２Ｒは、前輪１０Ｒの車輪速度を検出する。後車輪速センサ１３Ｌは、後輪１１Ｌの車輪速度を検出し、後車輪速センサ１３Ｒは、後輪１１Ｒの車輪速度を検出する。
アクセルセンサ１４は、運転者によるアクセルペダル（図示略）の操作量に対応したアクセル開度を検出し、回転数センサ１５は、エンジン２のクランクシャフト（図示略）の回転数を検出している。
変速比センサ１６は、トランスミッション３の変速比を検出している。トランスミッション３が自動変速機の場合、トランスミッション３の入力側回転数と出力側回転数の比を検出し、手動変速機の場合、シフトレバー（図示略）の位置を検出している。
【００２７】
これらのセンサ１２Ｌ，１２Ｒ，１３Ｌ，１３Ｒ，１４〜１６は、各センサによって検出された検出信号をＥＣＵ２０に夫々出力している。
ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭと、ＲＡＭと、イン側インタフェースと、アウト側インタフェース等によって構成されている。
ＲＯＭには、駆動力制御処理するための種々のプログラムやデータが格納され、ＲＡＭには、ＣＰＵが一連の処理を行う際に使用される処理領域が設けられている。
【００２８】
次に、駆動力制御装置１について説明する。
駆動力制御装置１は、主駆動輪である前輪１０Ｌ，１０Ｒのうちスリップ率Ｓが大きい方の前輪（対象車輪）の最大路面μ（グリップ限界指標）に基づくスリップ可能性に応じて駆動力Ｆの一部を従駆動輪である後輪１１Ｌ，１１Ｒに分配するように構成されている。
この駆動力制御装置１は、電磁カップリング７と、各センサ１２Ｌ，１２Ｒ，１３Ｌ，１３Ｒ，１４〜１６と、ＥＣＵ２０等を備えている。
尚、以下の説明は、車両の駆動力制御方法の説明を含むものである。
【００２９】
図２に示すように、ＥＣＵ２０は、スリップ率演算部２１（スリップ率演算手段）と、ドライビングスティフネス演算部２２（ドライビングスティフネス演算手段）と、最大路面μ演算部２３（最大路面μ演算手段）と、駆動力分配部２４（駆動力制御手段）等を備えている。このＥＣＵ２０は、アクセル開度とエンジン回転数とに基づきエンジン２から出力されるエンジントルクを演算している。そして、エンジントルクと変速比とに基づき前輪１０Ｌ，１０Ｒから路面に伝達される駆動力Ｆを算出している。
【００３０】
スリップ率演算部２１は、センサ１２Ｌ，１２Ｒ，１３Ｌ，１３Ｒの検出信号に基づいて前輪１０Ｌ，１０Ｒのスリップ率を演算している。
このスリップ率演算部２１は、前輪１０Ｌの車輪速度ＶＦＬと車体速度ＶＢの差分値を車体速度ＶＢで除算した擬似スリップ率ＳＦＬと、前輪１０Ｒの車輪速度ＶＦＲと車体速度ＶＢの差分値を車体速度ＶＢで除算した擬似スリップ率ＳＦＲを算出し、これらの擬似スリップ率ＳＦＬ，ＳＦＲのうち、大きい方の擬似スリップ率の値を前輪１０Ｌ，１０Ｒを代表するスリップ率Ｓとして設定している。
本実施例では、従駆動輪である後輪１１Ｌ，１１Ｒの車輪速度ＶＲＬ，ＶＲＲのうち、遅い方の車輪速度を車体速度ＶＢとして用いている。
尚、車体速度ＶＢは、トランスミッション３の出力軸の回転速度に基づき算出しても良く、車両Ｖの加速度を積分して求めることも可能である。
【００３１】
次に、ドライビングスティフネス演算部２２について説明する。
ドライビングスティフネス演算部（以下、ＤＳ演算部と略す）２２は、スリップ率演算部２１で演算されたスリップ率Ｓに対応したドライビングスティフネスＤを演算している。
ドライビングスティフネスＤは、Ｓ−Ｆ線形線図の微小スリップ領域における対象車輪のスリップ率Ｓと対象車輪の駆動力Ｆとの比、換言すれば、Ｓ−Ｆ線形線図上の一次関数の勾配によって表すことができる。
【００３２】
ここで、Ｓ−Ｆ線形線図について簡潔に説明する。
Ｓ−Ｆ線形線図は、加速時及び制動時において、車輪（タイヤ）のスリップ率Ｓに対する車輪と路面との間に作用する駆動力Ｆの変化特性を表している。
図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、装着されたタイヤが同一仕様（種類、性質、状態）の車輪であっても、路面状態が異なる場合、Ｓ−Ｆ線形線図の特性が異なっている。
尚、スリップ率Ｓが零のとき、車輪は、自由転動状態であり、スリップ率Ｓが１．０（１００％）のとき、ロック状態である。
【００３３】
図３（ａ）に示すように、路面がドライ状態のときのピークＰ１は、スリップ率Ｓがｓ１（約０．１前後）であり、最大駆動力がｆ１である。
駆動力をＦ、車輪と路面との摩擦係数をμ、車輪の接地荷重をＷとしたとき、次式（１）が成り立つ。
Ｆ＝μ×Ｗ                                                      …（１）
故に、式（１）に駆動力Ｆと接地荷重Ｗを代入することにより、走行中の路面μを算出できるため、対象車輪の限界性能である最大駆動力ｆ１と接地荷重Ｗを代入して、ピークＰ１の最大路面μ１を求めることができる。
また、スリップ率零からスリップ率ｓ１までに相当する微小スリップ領域では、スリップ率Ｓと駆動力Ｆが勾配θ１の線形関係Ｌ１を示している。
【００３４】
図３（ｂ）に示すように、路面がウエット状態のときのピークＰ２は、スリップ率がｓ２（ｓ１＜ｓ２）であり、最大駆動力がｆ２（ｆ２＜ｆ１）である。また、最大路面μがμ２（μ２＜μ１）であり、線形関係Ｌ２の勾配はθ２（θ２＜θ１）である。
同様に、図３（ｃ）に示すように、路面がスノー状態のときのピークＰ３は、スリップ率がｓ３（ｓ２＜ｓ３）であり、最大駆動力がｆ３（ｆ３＜ｆ２）である。また、最大路面μがμ３（μ３＜μ２）であり、線形関係Ｌ３の勾配はθ３（θ３＜θ２）である。
【００３５】
ＤＳ演算部２２の説明に戻る。
ＤＳ演算部２２は、次式（２）を用いて、スリップ率Ｓとこのスリップ率Ｓに対応した駆動力Ｆによって規定される座標点と原点とを結ぶ直線（線形関係式）を演算し、この演算された直線の勾配に基づいてドライビングスティフネスＤを演算している。
Ｄ＝Ｆ／Ｓ                                                      …（２）
図４に示すように、ＤＳ演算部２２では、最大路面μに対応したスリップ率Ｓの半分以下の領域（例えば、０．０３近傍領域）において、式（２）で求めた移動平均によりドライビングスティフネスＤを得ている。
また、このＤＳ演算部２２では、式（１）を用いて、現在の路面μを演算している。
【００３６】
次に、最大路面μ演算部２３について説明する。
最大路面μ演算部２３は、ＤＳ演算部２２で演算されたドライビングスティフネスＤをドライビングスティフネス最大路面μマップ（以下、Ｄ−μマップという）Ｍ１に適用して最大路面μを演算している。
【００３７】
ここで、Ｄ−μマップＭ１について説明する。
図７に示すように、Ｄ−μマップＭ１は、ドライビングスティフネスＤと最大路面μの実質的に線形の相関関係を規定したマップである。
前述したように、タイヤが同一仕様の車輪であっても、路面状態に応じて、Ｓ−Ｆ線形線図が異なる、換言すれば、最大路面μが異なっている。
【００３８】
図５（ａ）は、ノーマルタイヤのＳ−Ｆ特性線図、図５（ｂ）は、オールシーズンタイヤのＳ−Ｆ特性線図、図５（ｃ）は、スタッドレスタイヤのＳ−Ｆ特性線図を示している。
図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、タイヤの種類が同一であっても、路面状態がドライ（コンクリート、アスファルト）、ウエット、スノー、アイスによって、ドライビングスティフネスＤが異なり、それ故、最大路面μも異なる。
また、路面状態が同じであっても、タイヤ種類（ノーマル、オールシーズン、スタッドレス等）や、タイヤ状態（空気圧、経年劣化（溝深さ）等）によって、ドライビングスティフネスＤ及び最大路面μが異なる。
そこで、タイヤ種類Ｔ１〜Ｔ５、路面状態Ｒ１〜Ｒ５、タイヤ状態に拘らない車輪と路面との相関関係を検出すべく検証実験を行った。
【００３９】
検証実験の条件を説明する。
前輪速度と後輪速度との関係が電磁カップリング７のカップリングスリップ率に相当するため、カップリングスリップ率を所定値に固定し、前輪スリップ率を一定値（例えば、４％）に維持可能な実験車両を準備した。
この実験車両の前輪に、ノーマルタイヤ（サマータイヤ）、オールシーズンタイヤ、スタッドレスタイヤ、４５扁平率タイヤを夫々装着させた後、接地荷重Ｗ、空気圧及び路面状態等を変化させた状況の下、ドライビングスティフネスＤと最大駆動力Ｆｍａｘとを各々計測した。
【００４０】
図６に検証結果を示す。
図６に示すように、ドライビングスティフネスＤと最大駆動力Ｆｍａｘとの間に、実質的に線形の相関関係が知見された。
即ち、接地荷重Ｗが一定の場合、式（１）に示すように、最大駆動力Ｆｍａｘと最大路面μとの間には比例関係があることから、この検証実験により、ドライビングスティフネスＤと最大路面μとの間には、トレッド剛性、コンパウンド性能が異なるタイヤ種類及び路面の相違に拘らず、普遍的な線形の相関関係が存在することが判明した（図７参照）。
【００４１】
図７に示すように、Ｄ−μマップＭ１は、前述した検証実験等に基づき所定の処理法（例えば、最小二乗法等）を介してプラスマイナス１５％の領域に存在する値を所定の回帰直線Ｙに収束させた一次関数に作成され、予めＥＣＵ２０に記憶されている。
【００４２】
次に、駆動力分配部２４について説明する。
駆動力分配部２４は、最大路面μ演算部２３でＤ−μマップＭ１を介して演算された最大路面μを用いて前輪１０Ｌ，１０Ｒと後輪１１Ｌ，１１Ｒの駆動力を制御している。
この駆動力分配部２４は、予めＥＣＵ２０に記憶された締結力制御マップＭ２に基づいて拘束率ｈを設定し、電磁カップリング７に拘束率ｈを出力している。
【００４３】
図８に示すように、締結力制御マップＭ２は、横軸が現在の路面μと最大路面μとの制御比（路面μ／最大路面μ）Ｒ、縦軸が拘束率ｈによって規定されている。
制御比Ｒが原点から閾値α（例えば、０．３）までの領域は、不感帯とされている。後輪１１Ｌ，１１Ｒに駆動力を配分するよりも前輪１０Ｌ，１０Ｒによる二輪駆動の方が燃費効率を高くできるからである。
制御比Ｒが閾値αから閾値β（例えば、０．８）までの領域は、制御比Ｒに比例して拘束率ｈが完全締結（１００％）するまで一律に増加されている。前輪１０Ｌ，１０Ｒのスリップによる駆動ロスを後輪１１Ｌ，１１Ｒの駆動により低減するためである。
制御比Ｒが閾値βから１までの領域は、拘束率ｈを完全締結に維持している。二輪駆動よりも四輪駆動の方が燃費効率を高くできるからである。
【００４４】
次に、図９のフローチャートに基づいて、駆動力配分制御処理手順について説明する。尚、Ｓｉ（ｉ＝１，２…）は、各処理のためのステップを示す。この駆動力配分制御処理は、エンジン２の起動後、例えば、１００ｍｓｅｃの周期で配分制御が行われている。
図９のフローチャートに示すように、駆動力配分制御処理では、まず、Ｓ１にて、各センサの検出値、ＥＣＵ２０に記憶されているＤ−μマップＭ１及び締結力制御マップＭ２を含む各種情報を読み込み、Ｓ２へ移行する。
【００４５】
Ｓ２では、前輪１０Ｌ，１０Ｒのスリップ率として擬似スリップ率ＳＦＬ，ＳＦＲを夫々演算し、Ｓ３に移行する。
Ｓ３では、擬似スリップ率ＳＦＬ，ＳＦＲのうち、大きい方の擬似スリップ率を前輪１０Ｌ，１０Ｒを代表する前輪スリップ率Ｓとして設定し、Ｓ４に移行する。
Ｓ４では、Ｓ３で設定されたスリップ率Ｓと駆動力Ｆに基づきドライビングスティフネスＤを演算すると共にスリップ率Ｓに対応した路面μを演算し、Ｓ５に移行する。
【００４６】
Ｓ５では、Ｓ４で演算されたドライビングスティフネスＤとＤ−μマップＭ１に基づき最大路面μを演算し、Ｓ６に移行する。
Ｓ６では、制御比Ｒが閾値αよりも大きいか否か判定している。
Ｓ６の判定の結果、制御比Ｒが閾値αよりも大きい場合、前輪１０Ｌ，１０Ｒのスリップによる駆動ロスを後輪１１Ｌ，１１Ｒの駆動により低減するため、Ｓ７に移行する。
【００４７】
Ｓ７では、制御比Ｒと締結力制御マップＭ２とに基づきカップリング７の拘束率ｈを設定し、拘束率ｈで電磁カップリング７を作動させた後（Ｓ８）、リターンする。
Ｓ６の判定の結果、制御比Ｒが閾値α以下の場合、後輪１１Ｌ，１１Ｒに駆動力を配分するよりも前輪１０Ｌ，１０Ｒによる二輪駆動の方が燃費効率を高くできるため、リターンする。
【００４８】
次に、本実施例の駆動力制御装置１における作用、効果について説明する。
この駆動力制御装置１では、ドライビングスティフネスと最大路面μの実質的に線形の相関関係を設定したＤ−μマップＭ１を有するため、複雑な制御処理を必要とすることなくドライビングスティフネスと最大路面μの相関関係を保有することができる。
対象車輪である前輪１０Ｌ，１０Ｒのうちスリップ率が大きい方のスリップ率Ｓを演算するスリップ率演算部２１と、スリップ率演算部２１で演算したスリップ率Ｓに対応したドライビングスティフネスＤを演算するＤＳ演算部２２と、ＤＳ演算部２２で演算したドライビングスティフネスＤをＤ−μマップＭ１に適用して最大路面μを演算する最大路面μ演算部２３とを有するため、走行環境等に拘らずドライビングスティフネスＤを介して最大路面μを演算することができる。最大路面μ演算部２３で演算した最大路面μを用いてカップリング７の拘束率ｈを制御する駆動力分配部２４を有するため、前輪１０Ｌ，１０Ｒのグリップ能力を確実に反映したグリップ限界指標である最大路面μを用いて駆動力制御することができ、燃費改善を図ることができる。
【００４９】
ＤＳ演算部２２で演算したドライビングスティフネスＤは、少なくとも最大路面μに対応したスリップ率Ｓの半分以下のスリップ率Ｄを用いて演算されているため、最も使用頻度が高い微小スリップ領域においてドライビングスティフネスＤを推定することができ、運転開始直後に高精度な最大路面μを演算することができる。
Ｄ−μマップＭ１で設定されたドライビングスティフネスと最大路面μの相関関係が線形であるため、簡単な処理で高精度な最大路面μを演算することができる。
【００５０】
車両Ｖが、エンジン２と、このエンジン２からの駆動力を最大路面μに基づいて対象車輪である前輪１０Ｌ，１０Ｒと後輪１１Ｌ，１１Ｒとに分配する電磁カップリング７とを備えるため、前輪１０Ｌ，１０Ｒから後輪１１Ｌ，１１Ｒへの駆動力分配タイミングを極力遅くすることができ、大幅な燃費改善を期待することができる。
駆動力分配部２４にて、制御比Ｒを用いて前輪１０Ｌ，１０Ｒ及び後輪１１Ｌ，１１Ｒの駆動力を設定するため、現在の路面μとグリップ限界指標である最大路面μとの制御比Ｒを用いて駆動力制御を実行することができる。
【００５１】
次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、主駆動輪が前輪、従駆動輪が後輪の例を説明したが、主駆動輪が後輪、従駆動輪が前輪にしても良い。
また、実施形態においては、主駆動輪の駆動力と従駆動輪の駆動力との比が、拘束率０％のとき、１００：０、拘束率１００％のとき、５０：５０の例を説明したが、基準駆動力配分を、例えば、７：３等にしても良い。この場合、基準駆動力配分に対して路面μと最大路面μとの比Ｒに基づく補正を行う。
【００５２】
２〕前記実施形態においては、路面μと最大路面μとの制御比を用いた駆動力制御の例を説明したが、グリップ限界指標である最大駆動力を用いて駆動力制御しても良い。
具体的には、最大駆動力及び横力によって規定された摩擦円を用いて主駆動輪のスリップ可能性を推定し、現在の駆動力と最大駆動力との関係に基づき従駆動輪に配分する駆動力を設定する。これにより、グリップ限界指標である最大駆動力で規定された摩擦円を用いて駆動力制御を実行することができる。
【００５３】
３〕前記実施形態においては、ドライビンクスティフネスと最大路面μとの相関関係をＤ−μマップとして保有した例を説明したが、一次関数の演算式としてＤ−μ演算式を駆動力制御装置に保有させても良い。
また、締結力制御マップの前半領域に不感帯を設定した例を説明したが、原点から完全締結の１００％までリニアな線形特性にしても良い。
【００５４】
４〕前記実施形態においては、走行状態に応じて二輪状態から四輪状態にカップリングを介して切り替える方式の例を説明したが、フルタイム４ＷＤやパートタイム４ＷＤに適用しても良い。また、トラクションコントロールシステムに適用することも可能である。
【００５５】
５〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【符号の説明】
【００５６】
１          駆動力制御装置
Ｓ          スリップ率
Ｄ          ドライビングスティフネス
Ｍ１        Ｄ−μマップ
【図１】
2018075852.tif 000003
【図２】
2018075852.tif 000004
【図３】
2018075852.tif 000005
【図４】
2018075852.tif 000006
【図５】
2018075852.tif 000007
【図６】
2018075852.tif 000008
【図７】
2018075852.tif 000009
【図８】
2018075852.tif 000010
【図９】
2018075852.tif 000011
【図１０】
2018075852.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月12日(2018.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動力制御方法において、
ドライビングスティフネスと最大路面μの実質的に線形の相関関係を設定したＤ−μマップ又はＤ−μ演算式を予め設定する第１ステップと、
対象車輪のスリップ率を演算する第２ステップと、
前記第２ステップで演算したスリップ率に対応したドライビングスティフネスを演算する第３ステップと、
前記第３ステップで演算したドライビングスティフネスを前記Ｄ−μマップに適用して最大路面μを演算する第４ステップと、
前記第４ステップで演算した最大路面μを用いて駆動力を制御する第５ステップと、を有し、
前記第１ステップで設定されたドライビングスティフネスと最大路面μの相関関係が線形であることを特徴とする車両の駆動力制御方法。
【請求項２】
前記第３ステップで演算したドライビングスティフネスは、少なくとも最大路面μに対応したスリップ率の半分以下のスリップ率を用いて演算されたことを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力制御方法。
【請求項３】
前記車両が、駆動源と、この駆動源からの駆動力をグリップ限界指標に基づいて前記対象車輪である主駆動輪と従駆動輪とに分配する駆動力分配手段とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の駆動力制御方法。
【請求項４】
前記第５ステップにて、走行中の路面μと前記最大路面μの比を用いて前記主駆動輪及び従駆動輪の駆動力を設定することを特徴とする請求項３に記載の車両の駆動力制御方法。
【請求項５】
前記第５ステップにて、駆動力及び横力によって規定された摩擦円を用いて前記主駆動輪及び従駆動輪の駆動力を設定することを特徴とする請求項３に記載の車両の駆動力制御方法。
【請求項６】
駆動源と、この駆動源からの駆動力をグリップ限界指標に基づいて対象車輪である主駆動輪と従駆動輪とに分配する駆動力分配手段とを備えた車両の駆動力制御方法において、
ドライビングスティフネスと最大路面μの実質的に線形の相関関係を設定したＤ−μマップ又はＤ−μ演算式を予め設定する第１ステップと、
前記対象車輪のスリップ率を演算する第２ステップと、
前記第２ステップで演算したスリップ率に対応したドライビングスティフネスを演算する第３ステップと、
前記第３ステップで演算したドライビングスティフネスを前記Ｄ−μマップに適用して最大路面μを演算する第４ステップと、
前記第４ステップで演算した最大路面μを用いて駆動力を制御する第５ステップと、を有し、
前記第５ステップにて、走行中の路面μと前記最大路面μの比を用いて前記主駆動輪及び従駆動輪の駆動力を設定することを特徴とする車両の駆動力制御方法。
【請求項７】
車両の駆動力制御装置において、
ドライビングスティフネスと最大路面μの相関関係が線形であるＤ−μマップ又はＤ−μ演算式と、
対象車輪のスリップ率を演算するスリップ率演算手段と、
前記スリップ率演算手段で演算したスリップ率に対応したドライビングスティフネスを演算するドライビングスティフネス演算手段と、
前記ドライビングスティフネス演算手段で演算したドライビングスティフネスを前記Ｄ−μマップに適用して最大路面μを演算する最大路面μ演算手段と、
前記最大路面μ演算手段で演算した最大路面μを用いて駆動力を制御する駆動力制御手段と、
を有することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項８】
駆動源と、この駆動源からの駆動力をグリップ限界指標に基づいて対象車輪である主駆動輪と従駆動輪とに分配する駆動力分配手段とを備えた車両の駆動力制御装置において、
ドライビングスティフネスと最大路面μの実質的に線形の相関関係を設定したＤ−μマップ又はＤ−μ演算式と、
前記対象車輪のスリップ率を演算するスリップ率演算手段と、
前記スリップ率演算手段で演算したスリップ率に対応したドライビングスティフネスを演算するドライビングスティフネス演算手段と、
前記ドライビングスティフネス演算手段で演算したドライビングスティフネスを前記Ｄ−μマップに適用して最大路面μを演算する最大路面μ演算手段と、
前記最大路面μ演算手段で演算した最大路面μを用いて駆動力を制御する駆動力制御手段とを有し、
前記駆動力制御手段は、走行中の路面μと前記最大路面μの比を用いて前記主駆動輪及び従駆動輪の駆動力を設定することを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライビングスティフネスと最大路面μの実質的に線形の相関関係を設定したＤ−μマップを有する車両の駆動力制御方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンからの駆動力を前輪又は後輪の一方に伝達し、伝達した駆動力の一部を電子制御式カップリング等の駆動力分配機構を介して前輪又は後輪の他方に分配し、駆動力分配制御により適切な車両の走行特性を確保する４輪駆動車は知られている。
特許文献１の４輪駆動車の制御装置は、スリップ率検出手段によって検出された主駆動輪のスリップ率が所定値以上の場合において、主駆動輪の駆動ロスが従駆動輪の駆動ロス及び従駆動輪への駆動源の出力分配による駆動ロスよりも大きいと判断されたとき、従駆動輪への駆動源の出力分配を増加し、主駆動輪の駆動ロスが従駆動輪の駆動ロス及び従駆動輪への駆動源の出力分配による駆動ロスよりも小さいと判断されたとき、従駆動輪への駆動源の出力分配を減少している。
これにより、車両の全駆動ロスが最も小さくなるように駆動力を分配し、燃費改善を図っている。
【０００３】
個々のタイヤ（車輪）は、タイヤモデルに基づきスリップ率Ｓと駆動力Ｆとの相関関係を規定したタイヤの特性線図、所謂Ｓ−Ｆ特性線図を設定することができる。
Ｓ−Ｆ線形線図は、スリップ率Ｓが零から０．１付近迄の範囲（以下、微小スリップ領域という）のとき、スリップ率Ｓの増加に比例して駆動力Ｆが増加する線形特性を示し、駆動力Ｆが最大駆動力Ｆmaxになった後、スリップ率Ｓの増加に対して駆動力Ｆが徐々に減少する非線形特性を示している。
ここで、タイヤと路面との摩擦係数をμ、タイヤの接地荷重をＷとしたとき、
Ｆ＝μ×Ｗ
の関係式が成り立つことから、スリップ率Ｓと駆動力Ｆの比（駆動力Ｆのスリップ率Ｓに関する偏微分係数）によって、走行中の路面μを推定することができる。
特に、微小スリップ領域では、スリップ率と駆動力（駆動トルク）との関係が原点を通る一次関数の関係にあると仮定することができるため、スリップ率と駆動源であるエンジンの実トルクとの比によってドライビンクスティフネス（Driving Stiffness）を求めることが可能である。このドライビンクスティフネスとエンジンの実トルクを用いることによって目標スリップ率を演算することができ、演算処理の高速化を図っている。
【０００４】
特許文献２の４輪駆動車の制御装置は、ドライビンクスティフネスを用いるものではないが、基準となるスリップ率と駆動力と路面μが規定された基準Ｓ−Ｆ特性線図を備え、現在のスリップ率と駆動力からなる座標と原点とを通る直線と基準Ｓ−Ｆ特性線図との交点を演算し、基準路面μと駆動力同士の比との積又は基準路面μとスリップ率同士の比との積を介して現在の路面μを推定している。
これにより、走行中のスリップ率と駆動力に基づき現在の路面μを算出することができ、この路面μに基づき駆動力制御を実行している。
【０００５】
タイヤのグリップ限界指標の１つとして最大駆動力があり、この最大駆動力を用いた摩擦円（Friction Circle）が存在する。
図１０（ａ）に示すように、タイヤは、縦方向（加速力及び制動力）と横方向（左旋回力及び右旋回力）の合力である摩擦力を路面に対するグリップ力として用いている。
タイヤに作用する力は、ＰＡのように摩擦円ＣＡのサークル内に存在する場合、タイヤの路面に対する摩擦状態が安定状態であり、ＰＢのように摩擦円ＣＡから外れるような力が発生した場合、タイヤは自身が路面に対して発揮可能な摩擦力の限界を超えて不安定状態になり、スリップを開始する（摩擦円理論）。
また、摩擦円ＣＡのサークル半径である最大摩擦力は、基本的に最大駆動力に対応した最大路面μに比例するため、路面状態やタイヤの状態等によって変化する。
図１０（ａ）に示すように、ドライ状態の路面において、摩擦円ＣＡに対応するグリップ能力を備えたタイヤは、ＰＡがサークル内に存在するため、スリップを生じることなくＰＡに対応した加速度で加速することができる。
しかし、図１０（ｂ）に示すように、ウエット状態の路面を走行する場合、このタイヤのグリップ能力が摩擦円ＣＡよりもサークル半径が小さい摩擦円ＣＢになるため、摩擦円ＣＡではスリップを生じないＰＡであってもスリップを生じ、ＰＣに対応した加速度までしかスリップなしに加速することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５７９３８７７号公報
【特許文献２】特許第５０３５４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
通常、４輪駆動車では、原理的に、実験的又は経験的に求めた主駆動輪の能力に対応した摩擦円を用いて主駆動輪にスリップが生じる可能性を判定し、主駆動輪が摩擦円から逸脱する可能性が判定されたとき、主駆動輪から従駆動輪へ駆動力の一部を分配している。
これにより、主駆動輪のスリップに起因した駆動ロスを減少している。
ここで、主駆動輪の能力に余裕があるにも拘らず従駆動輪への駆動力分配タイミングが早い場合、従駆動輪のスリップによる駆動ロスや従駆動輪への駆動力分配に係る駆動系の機械損失等により不必要な燃費悪化を招く虞がある。
それ故、スリップ可能性判定において主駆動輪のグリップ能力を確実に反映した摩擦円を用いた上で、従駆動輪への駆動力分配タイミングを極力遅くすることにより、大幅な燃費改善を期待することができる。
【０００８】
しかし、主駆動輪のグリップ能力を確実に反映した摩擦円を求めることは容易ではない。
前述したように、対象となるタイヤの摩擦円のサークル半径は、基本的に最大路面μに比例している。そして、タイヤに対する最大路面μは、ドライ、ウエット、スノー、アイス等の路面状態に加え、ノーマル、オールシーズン、スタッドレス等のタイヤ種類（性質）や、溝深さ、空気圧（内圧）等のタイヤ状態の組み合わせ毎に変化するものである。
路面状態、タイヤ種類、タイヤ状態毎に複数のＳ−Ｆ特性線図を保有することでタイヤのグリップ能力を確実に反映した摩擦円を求めることが可能ではあるが、実用性の観点から現実的ではない。
【０００９】
特許文献２の４輪駆動車の制御装置は、検出されたスリップ率と駆動力に基づき走行中の路面μを算出している。
しかし、特許文献２の技術は、ドライビングスティフネスに着目したものではなく、現在のスリップ率と駆動力からなる座標と原点とを通る直線と基準Ｓ−Ｆ特性線図との交点を演算するため、基準Ｓ−Ｆ特性線図の路面μに対する現在の路面μの大小関係に拘らず、交点よりも低スリップ側領域に対応した路面μを推定することは物理的に難しい。
即ち、最大駆動力に対応したスリップ率以上の領域において路面μを算出することは可能であっても、駆動力分配に最も重要な最大路面μを算出することは困難である。
それ故、更なる燃費改善を図るためには、走行環境に拘らず高精度の最大路面μを算出する技術の確立が必要である。
【００１０】
本発明の目的は、走行環境等に拘らず高精度の最大路面μに基づき駆動力を制御可能な車両の駆動力制御方法及びその装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の車両の駆動力制御方法は、車両の駆動力制御方法において、ドライビングスティフネスと最大路面μの実質的に線形の相関関係を設定したＤ−μマップ又はＤ−μ演算式を予め設定する第１ステップと、対象車輪のスリップ率を演算する第２ステップと、前記第２ステップで演算したスリップ率に対応したドライビングスティフネスを演算する第３ステップと、前記第３ステップで演算したドライビングスティフネスを前記Ｄ−μマップに適用して最大路面μを演算する第４ステップと、前記第４ステップで演算した最大路面μを用いて駆動力を制御する第５ステップと、を有し、前記第１ステップで設定されたドライビングスティフネスと最大路面μの相関関係が線形であることを特徴としている。
【００１２】
この車両の駆動力制御方法では、ドライビングスティフネスと最大路面μの実質的に線形の相関関係を設定したＤ−μマップ又はＤ−μ演算式を予め設定する第１ステップを有するため、複雑な制御処理を必要とすることなくドライビングスティフネスと最大路面μの相関関係を保有することができる。
対象車輪のスリップ率を演算する第２ステップと、前記第２ステップで演算したスリップ率に対応したドライビングスティフネスを演算する第３ステップと、前記第３ステップで演算したドライビングスティフネスを前記Ｄ−μマップ又はＤ−μ演算式に適用して最大路面μを演算する第４ステップとを有するため、走行環境等に拘らずドライビングスティフネスを介して最大路面μを演算することができる。
前記第４ステップで演算した最大路面μを用いて駆動力を制御する第５ステップを有するため、対象車輪のグリップ能力を確実に反映したグリップ限界指標である最大路面μを用いて駆動力制御することができ、燃費改善を図ることができる。
前記第１ステップで設定されたドライビングスティフネスと最大路面μの相関関係が線形であるため、簡単な処理で高精度な最大路面μを演算することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第３ステップで演算したドライビングスティフネスは、少なくとも最大路面μに対応したスリップ率の半分以下のスリップ率を用いて演算されたことを特徴としている。
この構成によれば、最も使用頻度が高い微小スリップ領域においてドライビングスティフネスを推定することができ、運転開始直後に高精度な最大路面μを演算することができる。
【００１４】
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記車両が、駆動源と、この駆動源からの駆動力をグリップ限界指標に基づいて前記対象車輪である主駆動輪と従駆動輪とに分配する駆動力分配手段とを備えることを特徴としている。
この構成によれば、主駆動輪から従駆動輪への駆動力分配タイミングを極力遅くすることができ、大幅な燃費改善を期待することができる。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記第５ステップにて、走行中の路面μと前記最大路面μとの比を用いて前記主駆動輪及び従駆動輪の駆動力を設定することを特徴としている。
この構成によれば、現在の路面μとグリップ限界指標である最大路面μとの比を用いて駆動力制御を実行することができる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項３の発明において、前記第５ステップにて、駆動力及び横力によって規定された摩擦円を用いて前記主駆動輪及び従駆動輪の駆動力を設定することを特徴としている。
この構成によれば、グリップ限界指標である最大駆動力で規定された摩擦円を用いて駆動力制御を実行することができる。
請求項６の発明は、駆動源と、この駆動源からの駆動力をグリップ限界指標に基づいて対象車輪である主駆動輪と従駆動輪とに分配する駆動力分配手段とを備えた車両の駆動力制御方法において、ドライビングスティフネスと最大路面μの実質的に線形の相関関係を設定したＤ−μマップ又はＤ−μ演算式を予め設定する第１ステップと、前記対象車輪のスリップ率を演算する第２ステップと、前記第２ステップで演算したスリップ率に対応したドライビングスティフネスを演算する第３ステップと、前記第３ステップで演算したドライビングスティフネスを前記Ｄ−μマップに適用して最大路面μを演算する第４ステップと、前記第４ステップで演算した最大路面μを用いて駆動力を制御する第５ステップと、を有し、前記第５ステップにて、走行中の路面μと前記最大路面μの比を用いて前記主駆動輪及び従駆動輪の駆動力を設定することを特徴としている。
この構成によれば、ドライビングスティフネスと最大路面μの実質的に線形の相関関係を設定したＤ−μマップ又はＤ−μ演算式を予め設定する第１ステップを有するため、複雑な制御処理を必要とすることなくドライビングスティフネスと最大路面μの相関関係を保有することができる。
対象車輪のスリップ率を演算する第２ステップと、前記第２ステップで演算したスリップ率に対応したドライビングスティフネスを演算する第３ステップと、前記第３ステップで演算したドライビングスティフネスを前記Ｄ−μマップ又はＤ−μ演算式に適用して最大路面μを演算する第４ステップとを有するため、走行環境等に拘らずドライビングスティフネスを介して最大路面μを演算することができる。
前記第４ステップで演算した最大路面μを用いて駆動力を制御する第５ステップを有するため、対象車輪のグリップ能力を確実に反映したグリップ限界指標である最大路面μを用いて駆動力制御することができ、燃費改善を図ることができる。
また、主駆動輪から従駆動輪への駆動力分配タイミングを極力遅くすることができ、大幅な燃費改善を期待することができる。しかも、現在の路面μとグリップ限界指標である最大路面μとの比を用いて駆動力制御を実行することができる。
【００１８】
請求項７の発明は、車両の駆動力制御装置において、ドライビングスティフネスと最大路面μの相関関係が線形であるＤ−μマップ又はＤ−μ演算式と、対象車輪のスリップ率を演算するスリップ率演算手段と、前記スリップ率演算手段で演算したスリップ率に対応したドライビングスティフネスを演算するドライビングスティフネス演算手段と、前記ドライビングスティフネス演算手段で演算したドライビングスティフネスを前記Ｄ−μマップ又はＤ−μ演算式に適用して最大路面μを演算する最大路面μ演算手段と、前記最大路面μ演算手段で演算した最大路面μを用いて駆動力を制御する駆動力制御手段と、を有することを特徴としている。
この構成によれば、請求項１の発明と基本的に同様の効果を奏することができる。
請求項８の発明は、駆動源と、この駆動源からの駆動力をグリップ限界指標に基づいて対象車輪である主駆動輪と従駆動輪とに分配する駆動力分配手段とを備えた車両の駆動力制御装置において、ドライビングスティフネスと最大路面μの実質的に線形の相関関係を設定したＤ−μマップ又はＤ−μ演算式と、前記対象車輪のスリップ率を演算するスリップ率演算手段と、前記スリップ率演算手段で演算したスリップ率に対応したドライビングスティフネスを演算するドライビングスティフネス演算手段と、前記ドライビングスティフネス演算手段で演算したドライビングスティフネスを前記Ｄ−μマップに適用して最大路面μを演算する最大路面μ演算手段と、前記最大路面μ演算手段で演算した最大路面μを用いて駆動力を制御する駆動力制御手段とを有し、前記駆動力制御手段は、走行中の路面μと前記最大路面μの比を用いて前記主駆動輪及び従駆動輪の駆動力を設定することを特徴としている。
この構成によれば、請求項６の発明と基本的に同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の車両の駆動力制御方法及びその装置によれば、走行環境等に拘らず高精度の最大路面μに基づき駆動力を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１に係る駆動力制御装置が適用された車両を概略的に示した全体構成図である。
【図２】駆動力制御装置のブロック図である。
【図３】同一仕様のタイヤにおける路面状態毎のＳ−Ｆ特性線図であって、（ａ）はドライ状態、（ｂ）はウエット状態、（ｃ）はスノー状態の例である。
【図４】ＤＳ演算部のブロック図である。
【図５】タイヤ種類毎に路面状態を変更したＳ−Ｆ特性線図の微小スリップ領域の拡大図であって、（ａ）はノーマルタイヤ、（ｂ）はオールシーズンタイヤ、（ｃ）はスタッドレスタイヤの例である。
【図６】ドライビングスティフネスと最大駆動力との相関関係を示すグラフである。
【図７】Ｄ−μマップである。
【図８】電磁カップリングの締結力制御マップである。
【図９】駆動力配分制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】同一仕様のタイヤにおける路面状態毎の摩擦円であって、（ａ）はドライ状態、（ｂ）はウエット状態の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明は、本発明を四輪駆動車両の駆動力制御装置１に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明の実施例１について図１〜図９に基づいて説明する。
本実施例の車両Ｖは、駆動力制御装置１を備え、フロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）方式をベースとした四輪駆動車である。
具体的には、駆動力制御装置１は、フルタイム式四輪駆動を実施するのではなく、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを適宜切替可能に構成されている。
また、この車両Ｖは、ステアリングホイール（図示略）の操作に応じて、前輪１０Ｌ，１０Ｒを操舵可能に形成されている。
【００２３】
まず、車両Ｖの前提構造について説明する。
図１に示すように、この車両Ｖは、エンジン２と、トランスミッション３と、ＰＴＯ（Power Take Off）４と、フロントドライブシャフト５と、プロペラシャフト６と、電磁カップリング７（駆動力分配手段）と、リヤデファレンシャルギヤ８と、リヤドライブシャフト９と、主駆動輪である左右１対の前輪１０Ｌ，１０Ｒと、従駆動輪である左右１対の後輪１１Ｌ，１１Ｒと、前車輪速センサ１２Ｌ，１２Ｒと、後車輪速センサ１３Ｌ，１３Ｒと、アクセルセンサ１４と、回転数センサ１５と、変速比センサ１６と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０等を備えている。
【００２４】
エンジン２は、燃料と空気の混合気を燃焼させて、車両Ｖの推進力としてのエンジントルクを発生し、このエンジントルクをトランスミッション３に伝達する。
トランスミッション３は、複数段にギヤ比を変更可能な変速機であり、エンジン２から出力されたエンジントルクを設定されたギヤ比で伝達している。このとき、トランスミッション３は、エンジン２からのエンジントルクを駆動力に変換して、フロントドライブシャフト５を介して前輪１０Ｌ，１０Ｒとトランスファーに相当するＰＴＯ４に伝達する。
ＰＴＯ４は、トランスミッション３からの駆動力をプロペラシャフト６に伝達し、プロペラシャフト６は、ＰＴＯ４からの駆動力を電磁カップリング７に伝達する。
電磁カップリング７は、プロペラシャフト６からの駆動力をリヤデファレンシャルギヤ８に伝達し、リヤデファレンシャルギヤ８は、電磁カップリング７からの駆動力をリヤドライブシャフト９を介して後輪１１Ｌ，１１Ｒに伝達配分する。
【００２５】
電磁カップリング７は、プロペラシャフト６とリヤデファレンシャルギヤ８に連なるシャフトとを連結するカップリングであり、電磁コイル、カム機構及びクラッチ等を有している（何れも図示略）。この電磁カップリング７は、ＥＣＵ２０からの指令信号に基づき電磁コイルに供給される電流に応じて締結力を変更可能に構成されている。
電磁カップリング７は、締結力に対応した拘束率ｈの変更により、プロペラシャフト６からの駆動力のうち、リヤデファレンシャルギヤ８に伝達する駆動力、所謂後輪１１Ｌ，１１Ｒに伝達される駆動力の最大値である最大伝達トルクを変更している。
【００２６】
前車輪速センサ１２Ｌは、前輪１０Ｌの車輪速度を検出し、前車輪速センサ１２Ｒは、前輪１０Ｒの車輪速度を検出する。後車輪速センサ１３Ｌは、後輪１１Ｌの車輪速度を検出し、後車輪速センサ１３Ｒは、後輪１１Ｒの車輪速度を検出する。
アクセルセンサ１４は、運転者によるアクセルペダル（図示略）の操作量に対応したアクセル開度を検出し、回転数センサ１５は、エンジン２のクランクシャフト（図示略）の回転数を検出している。
変速比センサ１６は、トランスミッション３の変速比を検出している。トランスミッション３が自動変速機の場合、トランスミッション３の入力側回転数と出力側回転数の比を検出し、手動変速機の場合、シフトレバー（図示略）の位置を検出している。
【００２７】
これらのセンサ１２Ｌ，１２Ｒ，１３Ｌ，１３Ｒ，１４〜１６は、各センサによって検出された検出信号をＥＣＵ２０に夫々出力している。
ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭと、ＲＡＭと、イン側インタフェースと、アウト側インタフェース等によって構成されている。
ＲＯＭには、駆動力制御処理するための種々のプログラムやデータが格納され、ＲＡＭには、ＣＰＵが一連の処理を行う際に使用される処理領域が設けられている。
【００２８】
次に、駆動力制御装置１について説明する。
駆動力制御装置１は、主駆動輪である前輪１０Ｌ，１０Ｒのうちスリップ率Ｓが大きい方の前輪（対象車輪）の最大路面μ（グリップ限界指標）に基づくスリップ可能性に応じて駆動力Ｆの一部を従駆動輪である後輪１１Ｌ，１１Ｒに分配するように構成されている。
この駆動力制御装置１は、電磁カップリング７と、各センサ１２Ｌ，１２Ｒ，１３Ｌ，１３Ｒ，１４〜１６と、ＥＣＵ２０等を備えている。
尚、以下の説明は、車両の駆動力制御方法の説明を含むものである。
【００２９】
図２に示すように、ＥＣＵ２０は、スリップ率演算部２１（スリップ率演算手段）と、ドライビングスティフネス演算部２２（ドライビングスティフネス演算手段）と、最大路面μ演算部２３（最大路面μ演算手段）と、駆動力分配部２４（駆動力制御手段）等を備えている。このＥＣＵ２０は、アクセル開度とエンジン回転数とに基づきエンジン２から出力されるエンジントルクを演算している。そして、エンジントルクと変速比とに基づき前輪１０Ｌ，１０Ｒから路面に伝達される駆動力Ｆを算出している。
【００３０】
スリップ率演算部２１は、センサ１２Ｌ，１２Ｒ，１３Ｌ，１３Ｒの検出信号に基づいて前輪１０Ｌ，１０Ｒのスリップ率を演算している。
このスリップ率演算部２１は、前輪１０Ｌの車輪速度ＶＦＬと車体速度ＶＢの差分値を車体速度ＶＢで除算した擬似スリップ率ＳＦＬと、前輪１０Ｒの車輪速度ＶＦＲと車体速度ＶＢの差分値を車体速度ＶＢで除算した擬似スリップ率ＳＦＲを算出し、これらの擬似スリップ率ＳＦＬ，ＳＦＲのうち、大きい方の擬似スリップ率の値を前輪１０Ｌ，１０Ｒを代表するスリップ率Ｓとして設定している。
本実施例では、従駆動輪である後輪１１Ｌ，１１Ｒの車輪速度ＶＲＬ，ＶＲＲのうち、遅い方の車輪速度を車体速度ＶＢとして用いている。
尚、車体速度ＶＢは、トランスミッション３の出力軸の回転速度に基づき算出しても良く、車両Ｖの加速度を積分して求めることも可能である。
【００３１】
次に、ドライビングスティフネス演算部２２について説明する。
ドライビングスティフネス演算部（以下、ＤＳ演算部と略す）２２は、スリップ率演算部２１で演算されたスリップ率Ｓに対応したドライビングスティフネスＤを演算している。
ドライビングスティフネスＤは、Ｓ−Ｆ線形線図の微小スリップ領域における対象車輪のスリップ率Ｓと対象車輪の駆動力Ｆとの比、換言すれば、Ｓ−Ｆ線形線図上の一次関数の勾配によって表すことができる。
【００３２】
ここで、Ｓ−Ｆ線形線図について簡潔に説明する。
Ｓ−Ｆ線形線図は、加速時及び制動時において、車輪（タイヤ）のスリップ率Ｓに対する車輪と路面との間に作用する駆動力Ｆの変化特性を表している。
図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、装着されたタイヤが同一仕様（種類、性質、状態）の車輪であっても、路面状態が異なる場合、Ｓ−Ｆ線形線図の特性が異なっている。
尚、スリップ率Ｓが零のとき、車輪は、自由転動状態であり、スリップ率Ｓが１．０（１００％）のとき、ロック状態である。
【００３３】
図３（ａ）に示すように、路面がドライ状態のときのピークＰ１は、スリップ率Ｓがｓ１（約０．１前後）であり、最大駆動力がｆ１である。
駆動力をＦ、車輪と路面との摩擦係数をμ、車輪の接地荷重をＷとしたとき、次式（１）が成り立つ。
Ｆ＝μ×Ｗ                                                      …（１）
故に、式（１）に駆動力Ｆと接地荷重Ｗを代入することにより、走行中の路面μを算出できるため、対象車輪の限界性能である最大駆動力ｆ１と接地荷重Ｗを代入して、ピークＰ１の最大路面μ１を求めることができる。
また、スリップ率零からスリップ率ｓ１までに相当する微小スリップ領域では、スリップ率Ｓと駆動力Ｆが勾配θ１の線形関係Ｌ１を示している。
【００３４】
図３（ｂ）に示すように、路面がウエット状態のときのピークＰ２は、スリップ率がｓ２（ｓ１＜ｓ２）であり、最大駆動力がｆ２（ｆ２＜ｆ１）である。また、最大路面μがμ２（μ２＜μ１）であり、線形関係Ｌ２の勾配はθ２（θ２＜θ１）である。
同様に、図３（ｃ）に示すように、路面がスノー状態のときのピークＰ３は、スリップ率がｓ３（ｓ２＜ｓ３）であり、最大駆動力がｆ３（ｆ３＜ｆ２）である。また、最大路面μがμ３（μ３＜μ２）であり、線形関係Ｌ３の勾配はθ３（θ３＜θ２）である。
【００３５】
ＤＳ演算部２２の説明に戻る。
ＤＳ演算部２２は、次式（２）を用いて、スリップ率Ｓとこのスリップ率Ｓに対応した駆動力Ｆによって規定される座標点と原点とを結ぶ直線（線形関係式）を演算し、この演算された直線の勾配に基づいてドライビングスティフネスＤを演算している。
Ｄ＝Ｆ／Ｓ                                                      …（２）
図４に示すように、ＤＳ演算部２２では、最大路面μに対応したスリップ率Ｓの半分以下の領域（例えば、０．０３近傍領域）において、式（２）で求めた移動平均によりドライビングスティフネスＤを得ている。
また、このＤＳ演算部２２では、式（１）を用いて、現在の路面μを演算している。
【００３６】
次に、最大路面μ演算部２３について説明する。
最大路面μ演算部２３は、ＤＳ演算部２２で演算されたドライビングスティフネスＤをドライビングスティフネス最大路面μマップ（以下、Ｄ−μマップという）Ｍ１に適用して最大路面μを演算している。
【００３７】
ここで、Ｄ−μマップＭ１について説明する。
図７に示すように、Ｄ−μマップＭ１は、ドライビングスティフネスＤと最大路面μの実質的に線形の相関関係を規定したマップである。
前述したように、タイヤが同一仕様の車輪であっても、路面状態に応じて、Ｓ−Ｆ線形線図が異なる、換言すれば、最大路面μが異なっている。
【００３８】
図５（ａ）は、ノーマルタイヤのＳ−Ｆ特性線図、図５（ｂ）は、オールシーズンタイヤのＳ−Ｆ特性線図、図５（ｃ）は、スタッドレスタイヤのＳ−Ｆ特性線図を示している。
図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すように、タイヤの種類が同一であっても、路面状態がドライ（コンクリート、アスファルト）、ウエット、スノー、アイスによって、ドライビングスティフネスＤが異なり、それ故、最大路面μも異なる。
また、路面状態が同じであっても、タイヤ種類（ノーマル、オールシーズン、スタッドレス等）や、タイヤ状態（空気圧、経年劣化（溝深さ）等）によって、ドライビングスティフネスＤ及び最大路面μが異なる。
そこで、タイヤ種類Ｔ１〜Ｔ５、路面状態Ｒ１〜Ｒ５、タイヤ状態に拘らない車輪と路面との相関関係を検出すべく検証実験を行った。
【００３９】
検証実験の条件を説明する。
前輪速度と後輪速度との関係が電磁カップリング７のカップリングスリップ率に相当するため、カップリングスリップ率を所定値に固定し、前輪スリップ率を一定値（例えば、４％）に維持可能な実験車両を準備した。
この実験車両の前輪に、ノーマルタイヤ（サマータイヤ）、オールシーズンタイヤ、スタッドレスタイヤ、４５扁平率タイヤを夫々装着させた後、接地荷重Ｗ、空気圧及び路面状態等を変化させた状況の下、ドライビングスティフネスＤと最大駆動力Ｆmaxとを各々計測した。
【００４０】
図６に検証結果を示す。
図６に示すように、ドライビングスティフネスＤと最大駆動力Ｆmaxとの間に、実質的に線形の相関関係が知見された。
即ち、接地荷重Ｗが一定の場合、式（１）に示すように、最大駆動力Ｆmaxと最大路面μとの間には比例関係があることから、この検証実験により、ドライビングスティフネスＤと最大路面μとの間には、トレッド剛性、コンパウンド性能が異なるタイヤ種類及び路面の相違に拘らず、普遍的な線形の相関関係が存在することが判明した（図７参照）。
【００４１】
図７に示すように、Ｄ−μマップＭ１は、前述した検証実験等に基づき所定の処理法（例えば、最小二乗法等）を介してプラスマイナス１５％の領域に存在する値を所定の回帰直線Ｙに収束させた一次関数に作成され、予めＥＣＵ２０に記憶されている。
【００４２】
次に、駆動力分配部２４について説明する。
駆動力分配部２４は、最大路面μ演算部２３でＤ−μマップＭ１を介して演算された最大路面μを用いて前輪１０Ｌ，１０Ｒと後輪１１Ｌ，１１Ｒの駆動力を制御している。
この駆動力分配部２４は、予めＥＣＵ２０に記憶された締結力制御マップＭ２に基づいて拘束率ｈを設定し、電磁カップリング７に拘束率ｈを出力している。
【００４３】
図８に示すように、締結力制御マップＭ２は、横軸が現在の路面μと最大路面μとの制御比（路面μ／最大路面μ）Ｒ、縦軸が拘束率ｈによって規定されている。
制御比Ｒが原点から閾値α（例えば、０．３）までの領域は、不感帯とされている。後輪１１Ｌ，１１Ｒに駆動力を配分するよりも前輪１０Ｌ，１０Ｒによる二輪駆動の方が燃費効率を高くできるからである。
制御比Ｒが閾値αから閾値β（例えば、０．８）までの領域は、制御比Ｒに比例して拘束率ｈが完全締結（１００％）するまで一律に増加されている。前輪１０Ｌ，１０Ｒのスリップによる駆動ロスを後輪１１Ｌ，１１Ｒの駆動により低減するためである。
制御比Ｒが閾値βから１までの領域は、拘束率ｈを完全締結に維持している。二輪駆動よりも四輪駆動の方が燃費効率を高くできるからである。
【００４４】
次に、図９のフローチャートに基づいて、駆動力配分制御処理手順について説明する。尚、Ｓｉ（ｉ＝１，２…）は、各処理のためのステップを示す。この駆動力配分制御処理は、エンジン２の起動後、例えば、１００ｍｓｅｃの周期で配分制御が行われている。
図９のフローチャートに示すように、駆動力配分制御処理では、まず、Ｓ１にて、各センサの検出値、ＥＣＵ２０に記憶されているＤ−μマップＭ１及び締結力制御マップＭ２を含む各種情報を読み込み、Ｓ２へ移行する。
【００４５】
Ｓ２では、前輪１０Ｌ，１０Ｒのスリップ率として擬似スリップ率ＳＦＬ，ＳＦＲを夫々演算し、Ｓ３に移行する。
Ｓ３では、擬似スリップ率ＳＦＬ，ＳＦＲのうち、大きい方の擬似スリップ率を前輪１０Ｌ，１０Ｒを代表する前輪スリップ率Ｓとして設定し、Ｓ４に移行する。
Ｓ４では、Ｓ３で設定されたスリップ率Ｓと駆動力Ｆに基づきドライビングスティフネスＤを演算すると共にスリップ率Ｓに対応した路面μを演算し、Ｓ５に移行する。
【００４６】
Ｓ５では、Ｓ４で演算されたドライビングスティフネスＤとＤ−μマップＭ１に基づき最大路面μを演算し、Ｓ６に移行する。
Ｓ６では、制御比Ｒが閾値αよりも大きいか否か判定している。
Ｓ６の判定の結果、制御比Ｒが閾値αよりも大きい場合、前輪１０Ｌ，１０Ｒのスリップによる駆動ロスを後輪１１Ｌ，１１Ｒの駆動により低減するため、Ｓ７に移行する。
【００４７】
Ｓ７では、制御比Ｒと締結力制御マップＭ２とに基づきカップリング７の拘束率ｈを設定し、拘束率ｈで電磁カップリング７を作動させた後（Ｓ８）、リターンする。
Ｓ６の判定の結果、制御比Ｒが閾値α以下の場合、後輪１１Ｌ，１１Ｒに駆動力を配分するよりも前輪１０Ｌ，１０Ｒによる二輪駆動の方が燃費効率を高くできるため、リターンする。
【００４８】
次に、本実施例の駆動力制御装置１における作用、効果について説明する。
この駆動力制御装置１では、ドライビングスティフネスと最大路面μの実質的に線形の相関関係を設定したＤ−μマップＭ１を有するため、複雑な制御処理を必要とすることなくドライビングスティフネスと最大路面μの相関関係を保有することができる。
対象車輪である前輪１０Ｌ，１０Ｒのうちスリップ率が大きい方のスリップ率Ｓを演算するスリップ率演算部２１と、スリップ率演算部２１で演算したスリップ率Ｓに対応したドライビングスティフネスＤを演算するＤＳ演算部２２と、ＤＳ演算部２２で演算したドライビングスティフネスＤをＤ−μマップＭ１に適用して最大路面μを演算する最大路面μ演算部２３とを有するため、走行環境等に拘らずドライビングスティフネスＤを介して最大路面μを演算することができる。最大路面μ演算部２３で演算した最大路面μを用いてカップリング７の拘束率ｈを制御する駆動力分配部２４を有するため、前輪１０Ｌ，１０Ｒのグリップ能力を確実に反映したグリップ限界指標である最大路面μを用いて駆動力制御することができ、燃費改善を図ることができる。
【００４９】
ＤＳ演算部２２で演算したドライビングスティフネスＤは、少なくとも最大路面μに対応したスリップ率Ｓの半分以下のスリップ率Ｄを用いて演算されているため、最も使用頻度が高い微小スリップ領域においてドライビングスティフネスＤを推定することができ、運転開始直後に高精度な最大路面μを演算することができる。
Ｄ−μマップＭ１で設定されたドライビングスティフネスと最大路面μの相関関係が線形であるため、簡単な処理で高精度な最大路面μを演算することができる。
【００５０】
車両Ｖが、エンジン２と、このエンジン２からの駆動力を最大路面μに基づいて対象車輪である前輪１０Ｌ，１０Ｒと後輪１１Ｌ，１１Ｒとに分配する電磁カップリング７とを備えるため、前輪１０Ｌ，１０Ｒから後輪１１Ｌ，１１Ｒへの駆動力分配タイミングを極力遅くすることができ、大幅な燃費改善を期待することができる。
駆動力分配部２４にて、制御比Ｒを用いて前輪１０Ｌ，１０Ｒ及び後輪１１Ｌ，１１Ｒの駆動力を設定するため、現在の路面μとグリップ限界指標である最大路面μとの制御比Ｒを用いて駆動力制御を実行することができる。
【００５１】
次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、主駆動輪が前輪、従駆動輪が後輪の例を説明したが、主駆動輪が後輪、従駆動輪が前輪にしても良い。
また、実施形態においては、主駆動輪の駆動力と従駆動輪の駆動力との比が、拘束率０％のとき、１００：０、拘束率１００％のとき、５０：５０の例を説明したが、基準駆動力配分を、例えば、７：３等にしても良い。この場合、基準駆動力配分に対して路面μと最大路面μとの比Ｒに基づく補正を行う。
【００５２】
２〕前記実施形態においては、路面μと最大路面μとの制御比を用いた駆動力制御の例を説明したが、グリップ限界指標である最大駆動力を用いて駆動力制御しても良い。
具体的には、最大駆動力及び横力によって規定された摩擦円を用いて主駆動輪のスリップ可能性を推定し、現在の駆動力と最大駆動力との関係に基づき従駆動輪に配分する駆動力を設定する。これにより、グリップ限界指標である最大駆動力で規定された摩擦円を用いて駆動力制御を実行することができる。
【００５３】
３〕前記実施形態においては、ドライビンクスティフネスと最大路面μとの相関関係をＤ−μマップとして保有した例を説明したが、一次関数の演算式としてＤ−μ演算式を駆動力制御装置に保有させても良い。
また、締結力制御マップの前半領域に不感帯を設定した例を説明したが、原点から完全締結の１００％までリニアな線形特性にしても良い。
【００５４】
４〕前記実施形態においては、走行状態に応じて二輪状態から四輪状態にカップリングを介して切り替える方式の例を説明したが、フルタイム４ＷＤやパートタイム４ＷＤに適用しても良い。また、トラクションコントロールシステムに適用することも可能である。
【００５５】
５〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【符号の説明】
【００５６】
１          駆動力制御装置
Ｓ          スリップ率
Ｄ          ドライビングスティフネス
Ｍ１        Ｄ−μマップ