(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の駆動力が常時伝達される左右の主駆動輪と、車両走行状態に応じて前記駆動源の駆動力が伝達される左右の補助駆動輪とを備えた車両に搭載され、
前記車両の前記左右の補助駆動輪の回転速度差に基づいて前記車両が直進走行中であるか否かを判定する第１の直進判定手段と、
前記車両の操舵角に基づいて前記車両が直進走行中であるか否かを判定する第２の直進判定手段と、
前記第１の直進判定手段及び前記第２の直進判定手段のうち、何れの判定結果を採用するかを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された前記第１又は第２の直進判定手段が直進走行中であると判定したとき、前記車両の走行路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、
を備えた路面摩擦係数推定装置。
【請求項２】
前記選択手段は、前記操舵角の中立位置が確定していないときは前記第１の直進判定手段の判定結果を採用し、前記操舵角の中立位置が確定したときは前記第２の直進判定手段の判定結果を採用する、
請求項１に記載の路面摩擦係数推定装置。
【請求項３】
駆動源の駆動力が常時伝達される左右の主駆動輪と、車両走行状態に応じて前記駆動源の駆動力が伝達される左右の補助駆動輪とを備えた車両に搭載され、
前記補助駆動輪に伝達すべき駆動力を求める制御装置と、
前記制御装置が求めた駆動力に応じた駆動力を前記補助駆動輪に伝達する駆動力伝達装置とを備え、
前記制御装置は、
前記左右の補助駆動輪の回転速度差に基づいて前記車両が直進走行中であるか否かを判定する第１の直進判定手段と、
前記車両の操舵角に基づいて前記車両が直進走行中であるか否かを判定する第２の直進判定手段と、
前記第１の直進判定手段及び前記第２の直進判定手段のうち、何れの判定結果を採用するかを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された前記第１又は第２の直進判定手段が直進走行中であると判定したとき、前記車両の走行路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、
前記摩擦係数推定手段によって推定された前記摩擦係数に基づいて前記補助駆動輪に伝達すべき駆動力を演算により求める駆動力演算手段とを備え、
前記駆動力演算手段により求められた駆動力に応じた駆動力を前記補助駆動輪に伝達する駆動力配分制御装置。
【請求項４】
駆動力を発生する駆動源と、
前記駆動源の駆動力が常時伝達される左右の主駆動輪と、
車両走行状態に応じて前記駆動源の駆動力が伝達される左右の補助駆動輪と、
ステアリングホイールの操作に応じて前記左右の主駆動輪を操舵する操舵装置と、
前記ステアリングホイールの操舵角を検出するための操舵角センサと、
前記補助駆動輪に伝達すべき駆動力を求める制御装置と、
前記制御装置が求めた駆動力に応じた駆動力を前記補助駆動輪に伝達する駆動力伝達装置とを備え、
前記制御装置は、
前記左右の補助駆動輪の回転速度差に基づいて前記車両が直進走行中であるか否かを判定する第１の直進判定手段と、
前記操舵角センサによって検出した前記操舵角に基づいて前記車両が直進走行中であるか否かを判定する第２の直進判定手段と、
前記第１の直進判定手段及び前記第２の直進判定手段のうち、何れの判定結果を採用するかを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された前記第１又は第２の直進判定手段が直進走行中であると判定したとき、前記車両の走行路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、
前記摩擦係数推定手段によって推定された前記摩擦係数に基づいて前記補助駆動輪に伝達すべき駆動力を演算により求める駆動力演算手段とを備え、
前記駆動力配分制御装置が、前記駆動力演算手段により求められた駆動力に応じた駆動力を前記補助駆動輪に伝達する四輪駆動車。
【請求項５】
駆動源の駆動力が常時伝達される左右の主駆動輪と、
車両走行状態に応じて前記駆動源の駆動力が伝達される左右の補助駆動輪と、
ステアリングホイールの操作に応じて前記左右の主駆動輪を操舵する操舵装置と、
前記ステアリングホイールの回転方向及び回転速度を検出することが可能な相対角センサからなる操舵角センサと、を備えた車両に搭載され、
前記左右の補助駆動輪の回転速度差に基づいて前記車両が直線走行中であるか否かを判定する第１の直進判定手段と、
前記操舵角センサの検出値に基づいて前記車両が直進走行中であるか否かを判定する第２の直進判定手段と、
前記車両の走行中に前記操舵角センサの検出値が所定時間以上変化しないとき、もしくは前記車両の横方向の加速度が直進方向を示す値となったときに、前記ステアリングホイールが中立位置状態であると確定する中立位置確定手段と、
前記中立位置確定手段により中立状態と確定されていないときには、前記第１の直進判定手段による判定結果を採用する一方、前記中立位置確定手段により中立状態と確定されたときには、前記第２の直進判定手段による判定結果を採用することを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された前記第１又は第２の直進判定手段が直進走行中であると判定したとき、前記車両の走行路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、
を備えた路面摩擦係数推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が走行する路面の摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定装置、四輪駆動車の前後輪間の駆動力配分を制御する駆動力配分制御装置、及び四輪駆動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、四輪駆動車の前輪及び後輪の回転差から低μ路か否かを判定し、この判定結果に基づいて後輪側へ伝達する駆動力を制御する制御回路を備えた四輪駆動車がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の四輪駆動車は、後輪に駆動力を伝達するクラッチの係合力を低減することにより大舵角旋回時のタイトコーナーブレーキング現象を回避するタイトコーナーブレーキング防止手段と、低μ路か否かを判定する低μ路判断手段と、低μ路と判定された際にタイトコーナーブレーキング防止手段によるクラッチの係合力を低減を行わない低μ路手段とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１２２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前輪と後輪との回転差は、旋回時における内輪差によっても生じるため、低μ路か否かの判定は、直進走行時でなければ正確に行うことができない。つまり、直進走行時である場合には、前輪の駆動力と後輪の駆動力との差によって、後輪よりも大きな駆動力が伝達される前輪の方がスリップが生じやすく、前輪と後輪との回転差に基づいて路面の摩擦係数を推定することができるが、旋回時には後輪が前輪よりも内側を通るため、この内輪差による回転差に基づいて路面の摩擦係数を算出すると、高μ路であっても誤って低μ路であると判定してしまうことがある。
【０００６】
このような誤判定を防ぐためには、例えば操舵装置の操舵角を参照して直進走行であるか否かを判定し、直進走行であると判定された場合に前輪と後輪との回転差に基づいて路面の摩擦係数を判定することが考えられる。しかし、操舵装置の形式によっては、イグニッションをオンして走行を開始した後、しばらくの間は操舵角の中立位置（直進走行時におけるステアリングホイールの角度位置）を確定できず、操舵角を正確に検出できないことがある。これは、操舵角の絶対値を検出可能な絶対角センサではなく、操舵の速度及び方向を検出することが可能な比較的簡素な構成の相対角センサが適用された操舵装置に特有の課題である。
【０００７】
つまり、この形式の操舵装置では、イグニッションオフ後のエンジン停止状態で操舵操作がされることがあり得るため、イグニッションオン時に前回のイグニッションオフ前の操舵角の情報を用いることなく、イグニッションオンの度に走行状態に基づいて中立位置を確定しているので、この中立位置が確定するまでは操舵角の情報を正確に得ることができない。
【０００８】
このような操舵装置では、車両のヨーレートや横加速度等の検出値に基づいて、ステアリングホイールの位置が車両の直進状態に対応するか否かを判断し、ステアリングホイールの位置が車両の直進状態に対応すると判断された時点の操舵角を中立位置として記憶することが行われている。従って、走行開始後、車両が安定した直進走行状態となって操舵角の中立位置が確定するまでは、操舵角に基づいて直進走行であるか否かを判定することができない。このため、路面の摩擦係数の推定も行えないこととなり、例えば駐車場からの出庫時のように発進直後に大舵角で旋回する必要があるとき等に、路面の摩擦係数に応じた適切な制御を行うことができない場合がある。
【０００９】
従って、本発明は、操舵角の中立位置が確定していなくても、路面摩擦係数を推定することが可能な路面摩擦係数推定装置、駆動力配分制御装置、及び四輪駆動車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために、［１］〜［５］の路面摩擦係数推定装置、駆動力配分制御装置、及び四輪駆動車を提供する。
【００１１】
［１］駆動源の駆動力が常時伝達される左右の主駆動輪と、車両走行状態に応じて前記駆動源の駆動力が伝達される左右の補助駆動輪とを備えた車両に搭載され、前記車両の前記左右の補助駆動輪の回転速度差に基づいて前記車両が直進走行中であるか否かを判定する第１の直進判定手段と、前記車両の操舵角に基づいて前記車両が直進走行中であるか否かを判定する第２の直進判定手段と、前記第１の直進判定手段及び前記第２の直進判定手段のうち、何れの判定結果を採用するかを選択する選択手段と、前記選択手段により選択された前記第１又は第２の直進判定手段が直進走行中であると判定したとき、前記車両の走行路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、を備えた路面摩擦係数推定装置。
【００１３】
［２］前記選択手段は、前記操舵角の中立位置が確定していないときは前記第１の直進判定手段の判定結果を採用し、前記操舵角の中立位置が確定したときは前記第２の直進判定手段の判定結果を採用する、前記［１］に記載の路面摩擦係数推定装置。
【００１４】
［３］駆動源の駆動力が常時伝達される左右の主駆動輪と、車両走行状態に応じて前記駆動源の駆動力が伝達される左右の補助駆動輪とを備えた車両に搭載され、前記補助駆動輪に伝達すべき駆動力を求める制御装置と、前記制御装置が求めた駆動力に応じた駆動力を前記補助駆動輪に伝達する駆動力伝達装置とを備え、前記制御装置は、前記左右の補助駆動輪の回転速度差に基づいて前記車両が直進走行中であるか否かを判定する第１の直進判定手段と、前記車両の操舵角に基づいて前記車両が直進走行中であるか否かを判定する第２の直進判定手段と、前記第１の直進判定手段及び前記第２の直進判定手段のうち、何れの判定結果を採用するかを選択する選択手段と、前記選択手段により選択された前記第１又は第２の直進判定手段が直進走行中であると判定したとき、前記車両の走行路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、前記摩擦係数推定手段によって推定された前記摩擦係数に基づいて前記補助駆動輪に伝達すべき駆動力を演算により求める駆動力演算手段とを備え、前記駆動力演算手段により求められた駆動力に応じた駆動力を前記補助駆動輪に伝達する駆動力配分制御装置。
【００１５】
［４］駆動力を発生する駆動源と、前記駆動源の駆動力が常時伝達される左右の主駆動輪と、車両走行状態に応じて前記駆動源の駆動力が伝達される左右の補助駆動輪と、ステアリングホイールの操作に応じて前記左右の主駆動輪を操舵する操舵装置と、前記ステアリングホイールの操舵角を検出するための操舵角センサと、前記補助駆動輪に伝達すべき駆動力を求める制御装置と、前記制御装置が求めた駆動力に応じた駆動力を前記補助駆動輪に伝達する駆動力伝達装置とを備え、前記制御装置は、前記左右の補助駆動輪の回転速度差に基づいて前記車両が直進走行中であるか否かを判定する第１の直進判定手段と、前記操舵角センサによって検出した前記操舵角に基づいて前記車両が直進走行中であるか否かを判定する第２の直進判定手段と、前記第１の直進判定手段及び前記第２の直進判定手段のうち、何れの判定結果を採用するかを選択する選択手段と、前記選択手段により選択された前記第１又は第２の直進判定手段が直進走行中であると判定したとき、前記車両の走行路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、前記摩擦係数推定手段によって推定された前記摩擦係数に基づいて前記補助駆動輪に伝達すべき駆動力を演算により求める駆動力演算手段とを備え、前記駆動力配分制御装置が、前記駆動力演算手段により求められた駆動力に応じた駆動力を前記補助駆動輪に伝達する四輪駆動車。
［５］駆動源の駆動力が常時伝達される左右の主駆動輪と、車両走行状態に応じて前記駆動源の駆動力が伝達される左右の補助駆動輪と、ステアリングホイールの操作に応じて前記左右の主駆動輪を操舵する操舵装置と、前記ステアリングホイールの回転方向及び回転速度を検出することが可能な相対角センサからなる操舵角センサと、を備えた車両に搭載され、前記左右の補助駆動輪の回転速度差に基づいて前記車両が直線走行中であるか否かを判定する第１の直進判定手段と、前記操舵角センサの検出値に基づいて前記車両が直進走行中であるか否かを判定する第２の直進判定手段と、前記車両の走行中に前記操舵角センサの検出値が所定時間以上変化しないとき、もしくは前記車両の横方向の加速度が直進方向を示す値となったときに、前記ステアリングホイールが中立位置状態であると確定する中立位置確定手段と、前記中立位置確定手段により中立状態と確定されていないときには、前記第１の直進判定手段による判定結果を採用する一方、前記中立位置確定手段により中立状態と確定されたときには、前記第２の直進判定手段による判定結果を採用することを選択する選択手段と、前記選択手段により選択された前記第１又は第２の直進判定手段が直進走行中であると判定したとき、前記車両の走行路面の摩擦係数を推定する摩擦係数推定手段と、を備えた路面摩擦係数推定装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、操舵角の中立位置が確定していなくても、路面摩擦係数を推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の構成例を示す概略図である。
【図２】図２は、制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、制御装置の制御部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の構成例を示す概略図である。図１に示すように、この四輪駆動車１００は、駆動源としてのエンジン１０１と、エンジン１０１の出力を変速する変速装置としてのトランスミッション１０３と、エンジン１０１の出力軸１０１ａとトランスミッション１０３の入力軸１０３ａとを締結するクラッチ１０２と、トランスミッション１０３の出力を二輪駆動状態と四輪駆動状態とに切替可能に左右一対の前輪１０４（左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒ）及び左右一対の後輪１０５（左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒ）に伝達する駆動力伝達系１１０と、駆動力配分制御装置１と、前輪１０４を操舵する操舵装置４とを搭載している。駆動力配分制御装置１は、伝達トルクを調節可能な駆動力伝達装置２と、駆動力伝達装置２を制御する制御装置３とを備えて構成されている。この駆動力伝達装置２は、四輪駆動車１００の走行状態を二輪駆動状態と四輪駆動状態とに切替可能としている。また、制御装置３は、路面の摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定装置としての機能を有している。
【００１９】
また、四輪駆動車１００の車室内には、運転者が操作を行うためのステアリングホイール１２０、アクセルペダル１２１、ブレーキペダル１２２、クラッチペダル１２３、及びシフトレバー１２４が配置されている。
【００２０】
エンジン１０１は、アクセルペダル１２１の踏み込み量に応じた燃料が供給される内燃機関であり、四輪駆動車１００が走行するための駆動力を発生し、この駆動力をクランクシャフトに連結された出力軸１０１ａから出力する。なお、エンジン１０１に替えて電気モータを四輪駆動車１００の駆動源としてもよい。
【００２１】
クラッチ１０２は、エンジンの出力軸１０１ａに連結された第１ディスク１０２ａと、トランスミッション１０３の入力軸１０３ａに連結された第２ディスク１０２ｂとを有し、第１ディスク１０２ａと第２ディスク１０２ｂとが圧接されることにより、エンジンの出力軸１０１ａとトランスミッション１０３の入力軸１０３ａとを締結する。トランスミッション１０３は、シフトレバー１２４による運転者のギヤ操作に応じて、複数の段階にギヤ比を変化させ、入力軸１０３ａの回転を変速する。
【００２２】
操舵装置４は、運転者によるステアリングホイール１２０の回転操作に応じて左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒを転舵する。操舵装置４としては、ラックアンドピニオン式のものや、ボールねじ式のもの、あるいはギヤ比可変式のもの等、種々の形式のものを適用することができる。
【００２３】
（駆動力伝達系の構成）
駆動力伝達系１１０は、左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒにトルクを配分するフロントデファレンシャル装置１１２と、トランスミッション１０３の出力軸のトルクをフロントデファレンシャル装置１１２のデフケース１１２ａに伝達するギヤ機構１１１と、デフケース１１２ａに連結された入力ギヤ１１３ａ、及び入力ギヤ１１３ａと回転軸を直交させて噛み合う出力ギヤ１１３ｂを有するトランスファ１１３と、出力ギヤ１１３ｂに連結されたプロペラシャフト１１４と、駆動力伝達装置２と、駆動力伝達装置２を介してプロペラシャフト１１４のトルクが伝達されるピニオンギヤシャフト１１５と、ピニオンギヤシャフト１１５に伝達されたトルクを左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒに配分するリヤデファレンシャル装置１１６とを備えている。
【００２４】
また、駆動力伝達系１１０は、フロントデファレンシャル装置１１２の一対のサイドギヤにそれぞれ連結されたドライブシャフト１１２Ｌ，１１２Ｒ、及びリヤデファレンシャル装置１１６の一対のサイドギヤにそれぞれ連結されたドライブシャフト１１６Ｌ，１１６Ｒを有している。ドライブシャフト１１２Ｌ，１１２Ｒは左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒにトルクを伝達し、ドライブシャフト１１６Ｌ，１１６Ｒは左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒトルクを伝達する。
【００２５】
リヤデファレンシャル装置１１６のデフケース１１６ａの外周部には、リングギヤ１１６ｂが相対回転不能に設けられている。リングギヤ１１６ｂは、ピニオンギヤシャフト１１５のギヤ部１１５ａと噛み合わされ、ピニオンギヤシャフト１１５からのトルクをデフケース１１６ａに伝達する。
【００２６】
上記した駆動力伝達系１１０の各構成要素のうち、トランスファ１１３、プロペラシャフト１１４、ピニオンギヤシャフト１１５、リヤデファレンシャル装置１１６、及びドライブシャフト１１６Ｌ，１１６Ｒは、後輪１０５にエンジン１０１の駆動力を伝達する駆動力伝達部材の一例である。
【００２７】
駆動力伝達系１１０は、上記構成により、左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒには常にトランスミッション１０３から出力されたトルクが伝達される。また、左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒには、駆動力伝達装置２の作動により、四輪駆動車１００の走行状態に応じて必要時にトルクを伝達される。つまり、本実施の形態の四輪駆動車１００では、左前輪１０４Ｌ及び右前輪１０４Ｒが主駆動輪、左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒが補助駆動輪である。
【００２８】
（制御装置の構成）
駆動力配分制御装置１を構成する制御装置３は、ＲＯＭやＲＡＭ等からなる記憶部３１と、ＣＰＵ等の演算処理装置からなる制御部３２と、制御部３２によって制御される電流出力回路３３とを備えている。制御装置３は、制御部３２が記憶部３１に記憶されたプログラムに基づいて動作することにより、四輪駆動車１００の前輪１０４と後輪１０５との回転差及び運転者の加速操作量等に基づいて、後輪１０５側へ伝達すべき指令トルクの値を演算により求める。
【００２９】
電流出力回路３３は、制御部３２の演算処理によって求めた指令トルクに応じた電流を駆動力伝達装置２に供給する。電流出力回路３３は、例えば図略のバッテリーから供給される電流をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により電流量を調節して出力するインバータ回路である。
【００３０】
制御装置３には、ステアリングホイール１２０に連結されたステアリングシャフト１２０ａの操舵角を検出するための操舵角センサ３００、アクセルペダル１２１の踏み込み量に応じたアクセル開度（加速操作量）を検出するアクセル開度センサ３０１の検出信号が入力される。また、制御装置３には、左前輪１０４Ｌ，右前輪１０４Ｒ，左後輪１０５Ｌ，右後輪１０５Ｒの各車輪に対応して設けられ、これら各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ３０２〜３０５の検出信号が入力される。
【００３１】
またさらに、制御装置３には、四輪駆動車１００の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサ３０６、横方向（車幅方向）の加速度を検出する横加速度センサ３０７、ヨーレートを検出するヨーレートセンサ３０８、及び外気温を検出する外気温センサ３０９、及び左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ、及び左右後輪１０５Ｌ，１０５Ｒの荷重を検出する荷重センサ３３１、３３２、３３３、３３４の検出信号が入力される。外気温センサ３０９は、例えば四輪駆動車１００のフロントバンパー（図示せず）の内側に配置されている。
【００３２】
これら各センサ３００〜３０８の検出信号は、センサ本体に接続された信号線を介して直接制御装置３に入力してもよく、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワークを通じた通信によって制御装置３に入力してもよい。
【００３３】
（駆動力伝達装置２の構成）
駆動力伝達装置２は、プロペラシャフト１１４に連結された有底円筒状のアウタハウジング２１と、ピニオンギヤシャフト１１５に連結された円筒状のインナシャフト２２と、アウタハウジング２１の内周面とインナシャフト２２の外周面との間に配置された複数の摩擦板からなるメインクラッチ２３とを有している。メインクラッチ２３は、アウタハウジング２１に相対回転不能にスプライン嵌合された複数のアウタクラッチプレート２３ａと、インナシャフト２２に相対回転不能にスプライン嵌合された複数のインナクラッチプレート２３ｂとを交互に配列して構成されている。
【００３４】
また、アウタハウジング２１とインナシャフト２２との間には、メインクラッチ２３を軸方向に押圧する押圧力を発生するための環状の電磁コイル２４，電磁コイル２４の電磁力により押圧されるパイロットクラッチ２５，及びパイロットクラッチ２５を介して伝達される回転力をメインクラッチ２３を押圧する軸方向のスラスト力に変換するカム機構２６が配置されている。
【００３５】
電磁コイル２４には、制御装置３の電流出力回路３３から励磁電流が供給される。電磁コイル２４に励磁電流が供給されると、その電磁力によりパイロットクラッチ２５を介してアウタハウジング２１の回転力がカム機構２６に伝達され、カム機構２６が作動することにより、メインクラッチ２３を押圧するスラスト力が発生する。これにより、アウタハウジング２１からインナシャフト２２に伝達される駆動力は、電磁コイル２４に供給される励磁電流に応じて変化する。
【００３６】
（制御装置３の構成）
図２は、制御装置３の機能構成を示すブロック図である。制御部３２は、記憶部３１に記憶されたプログラム３１０に基づいて動作することにより、第１の直進判定手段３２１、第２の直進判定手段３２２、選択手段３２３、摩擦係数推定手段３２４、駆動力演算手段３２５として機能する。
【００３７】
（第１の直進判定手段３２１の機能）
第１の直進判定手段３２１は、左後輪１０５Ｌと右後輪１０５Ｒとの回転速度差に基づいて、四輪駆動車１００が直進走行中であるか否かを判定する。より具体的には、車輪速センサ３０４，３０５の検出信号に基づいて左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒの回転速度を算出し、左後輪１０５Ｌと右後輪１０５Ｒとの回転速度差が所定の閾値以下である場合に四輪駆動車１００が直進走行中であると判定する。
【００３８】
この所定の閾値は、四輪駆動車１００が実質的に直進走行している場合に発生し得る左後輪１０５Ｌと右後輪１０５Ｒとの回転速度差に対応して設定されている。例えば左後輪１０５Ｌ及び右後輪１０５Ｒの回転速度の平均値に対する回転速度差（左後輪１０５Ｌの回転速度と右後輪１０５Ｒの回転速度の差の絶対値）の割合に基づいて直進走行中であるか否かを判定する場合、所定の閾値を例えば１〜３％とすることができる。また、左後輪１０５Ｌの回転速度と右後輪１０５Ｒの回転速度との差の絶対値が所定の閾値以下である場合に直進走行中であると判定してもよい。
【００３９】
（第２の直進判定手段３２２の機能）
第２の直進判定手段３２２は、操舵角センサ３００の検出信号に基づいて、四輪駆動車１００が直進走行中であるか否かを判定する。この操舵角センサ３００は、ステアリングホイール１２０の回転方向及び回転速度を検出することが可能な相対角センサであり、ステアリングホイール１２０の回転に伴って所定の角度（例えば２°）ごとにパルス信号を発生するように構成されている。従って、第２の直進判定手段３２２は、直進走行時におけるステアリングホイール１２０の角度位置に相当する中立位置を基準とし、この中立位置からの正方向への回転時にはパルス数を加算し、逆方向への回転時にはパルス数を減算することで、操舵角を検出することが可能である。なお、操舵装置４から操舵角の情報を取得してもよい。
【００４０】
そして、第２の直進判定手段３２２は、操舵角が中立位置を含む所定の範囲内であるときに、四輪駆動車１００が直進走行中であると判定する。この所定の範囲は、例えばステアリングホイール１２０の中立位置からの回転角度が±２°以内となる範囲に設定することができる。
【００４１】
（選択手段３２３の機能）
選択手段３２３は、第１の直進判定手段３２１及び第２の直進判定手段３２２のうち、何れの判定結果を採用するかを選択する。この選択は、第１の直進判定手段３２１及び第２の直進判定手段３２２の何れか一方を選択して動作させ、当該選択された直進判定手段（第１の直進判定手段３２１又は第２の直進判定手段３２２）による判定結果を採用するものでもよく、第１の直進判定手段３２１及び第２の直進判定手段３２２のそれぞれの判定結果のうち、何れか一方を採用するものでもよい。
【００４２】
本実施の形態では、操舵角の中立位置が確定していないときは第１の直進判定手段３２１の判定結果を採用し、操舵角の中立位置が確定した後は第２の直進判定手段３２２の判定結果を採用する。
【００４３】
この中立位置の確定は、例えば四輪駆動車１００の走行中に操舵角が所定時間以上変化しない場合に、そのステアリングホイール１２０の角度位置を操舵角の中立位置とすることにより行うことができる。また、四輪駆動車１００の走行中に、横加速度センサ３１１によって検出した横方向の加速度が直進走行を示す値（ゼロ付近）となったときのステアリングホイール１２０の回転位置を操舵角の中立位置として確定してもよい。
【００４４】
あるいは、操舵装置４から取得した情報に基づいて中立位置が確定しているか否かを判定し、操舵角の中立位置が確定していないときは第１の直進判定手段３２１の判定結果を採用し、操舵角の中立位置が確定した後は第２の直進判定手段３２２の判定結果を採用してもよい。
【００４５】
（摩擦係数推定手段３２４の機能）
摩擦係数推定手段３２４は、選択手段３２３により選択された第１の直進判定手段３２１又は第２の直進判定手段３２２が直進走行中であると判定したとき、四輪駆動車１００が走行している走行路面の摩擦係数μを推定する。この摩擦係数μの推定は、例えば左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ及び左右後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに伝達されるトルクの総和（駆動トルク）と、左右後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに伝達されるトルクと、左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒの荷重センサ３３１，３３２の検出信号から検出される主駆動輪の荷重と、左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒのタイヤ径と、に基づいて行うことができる。左右後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに伝達されるトルクは、駆動力伝達装置２の動作状態等に基づいて演算してもよく、トルクセンサによって検出してもよい。左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒのタイヤ径は、例えば予め設定された値を用いることができる。
【００４６】
摩擦係数μの計算は例えば次のように行う。まず、摩擦係数推定手段３２４は、駆動トルクから補助駆動輪である後輪１０５Ｌ，１０５Ｒのトルクを減算し、主駆動輪である前輪１０４Ｌ，１０４Ｒのトルクを求める。そして、摩擦係数推定手段３２４は、主駆動輪のトルクをタイヤ径で除算し、さらに主駆動輪の荷重で除算することで、タイヤに対する走行路面の摩擦係数μを演算する。
【００４７】
そして、演算された摩擦係数μは閾値と比較され、出力された摩擦係数μが閾値よりも大きい場合には走行路面が高μ路であると判定でき、出力された摩擦係数μが閾値以下の場合には走行路面がウエット路や凍結路等の低μ路であると判定することができる。
【００４８】
なお、摩擦係数推定手段３２４は、さらに例えば外気温センサ３０９によって検出した外気温を加味して路面の摩擦係数を推定してもよい。つまり、路面凍結や積雪が発生し得る低温時には、路面の摩擦係数を低めに推定してもよい。
【００４９】
（駆動力演算手段３２５の機能）
駆動力演算手段３２５は、摩擦係数推定手段３２４によって推定された路面の摩擦係数μに基づいて後輪１０５側に伝達すべき駆動力を演算により求める。以下、駆動力演算手段３２５が演算する後輪１０５側に伝達すべき駆動力を「指令トルクｔｃ」という。
【００５０】
より具体的には、駆動力演算手段３２５は、前輪１０４と後輪１０５の回転速度差、駆動トルク、及び操舵角に基づいて指令トルクｔｃを演算する通常制御機能と、摩擦係数推定手段３２４によって推定された路面の摩擦係数μに基づいて通常制御機能により演算した指令トルクｔｃを補正する補正機能とを有している。次に、通常制御機能と補正機能の具体例について説明する。
【００５１】
（通常制御機能）
制御装置３の制御部３２は、前輪１０４と後輪１０５の回転速度差に基づく第１トルクｔ１と、エンジン１０１の出力トルクや選択されたトランスミッション１０３のギヤ段等に基づく第２トルクｔ２と、操舵角に基づく第３トルクｔ３と、の和により指令トルクｔｃを演算する。
【００５２】
第１トルクｔ１の演算では、左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒに対応して設けられた車輪速センサ３０２，３０３の検出信号に基づいて前輪１０４の回転速度Ｖｆ（左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒの平均回転速度）を算出し、左右後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに対応して設けられた車輪速センサ３０４，３０５の検出信号に基づいて後輪１０５の回転速度Ｖｒ（左右後輪１０５Ｌ，１０５Ｒの平均回転速度）を算出し、前輪１０４の回転速度Ｖｆから後輪１０５の回転速度Ｖｒを減算して前後輪の回転速差ΔＶ（ΔＶ＝Ｖｆ−Ｖｒ）を得る。
【００５３】
そして、記憶部３１に記憶された回転速差ΔＶと第１トルクｔ１との関係を示す第１トルクマップ３１１を参照して第１トルクｔ１を求める。この第１トルクマップ３１１は、回転速差ΔＶが大きいほど第１トルクｔ１が大きくなるように設定されている。これにより、例えば左前輪１０４Ｌ又は右前輪１０４Ｒにスリップが発生した場合に、エンジン１０１の駆動力を後輪１０５側により多くの割合で配分し、スリップを抑制することが可能となる。なお、第１トルクｔ１はさらに車速Ｓによって変更してもよい。車速Ｓは、例えば前輪１０４の回転速度Ｖｆと後輪１０５の回転速度Ｖｒの和に所定の係数を乗じて得ることができる。
【００５４】
第２トルクｔ２の演算では、左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ及び左右後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに伝達されるトルクの総和（駆動トルク）と第２トルクｔ２との関係を示す、記憶部３１に記憶された第２トルクマップ３１２を参照して第２トルクｔ２を求める。駆動トルクは、例えばエンジン１０１の出力トルク，選択されたトランスミッション１０３のギヤ段，及び駆動力伝達系１１０における最終減速比に基づいて演算により求めることができる。
【００５５】
第２トルクマップ３１２は、駆動トルクが所定値未満の場合には、駆動トルクの増大に応じて第２トルクｔ２が増加又は一定の値となり、駆動トルクが上記所定値以上の場合には、駆動トルクが上記所定値未満の場合よりも大きな増加割合で、駆動トルクの増大に応じて第２トルクｔ２が増加するように設定されている。この所定値は、左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒのグリップ限界トルクに対応して設定された値である。
【００５６】
これにより、例えば急加速時におけるエンジン１０１の大きな駆動力を前輪１０４側及び後輪１０５側に均等に配分し、主駆動輪である左右前輪１０４Ｌ，１０４Ｒに駆動力が集中した場合に生じ得る左前輪１０４Ｌ又は右前輪１０４Ｒのスリップを回避することが可能となる。なお、第２トルクｔ２はさらに車速Ｓによって変更してもよい。
【００５７】
第３トルクｔ３の演算では、操舵角センサ３００の検出信号からステアリングシャフト１２０ａの操舵角を検出し、記憶部３１に記憶された操舵角と第３トルクｔ３との関係を示す第３トルクマップ３１３を参照して第３トルクｔ３を求める。この第３トルクマップ３１３は、操舵角が大きいほど第３トルクｔ３が大きくなるように設定されている。
【００５８】
これにより、操舵角が大きい旋回時の四輪駆動車１００の車両挙動を安定させるとともに、操舵角が小さい旋回時や直進時の補助駆動輪である後輪への指令トルクｔｃを小さくすることで燃費が増大することを抑制できる。なお、第３トルクｔ３はさらに車速Ｓによって変更してもよい。
【００５９】
（補正機能）
制御部３２はまた、上記のように求めた指令トルクｔｃを、摩擦係数推定手段３２４によって推定した路面の摩擦係数μに基づいて、摩擦係数μが低いほど指令トルクｔｃが大きくなるように補正する。この補正は、例えば摩擦係数μが低いほど大きくなるように変化する変数の値を補正前の指令トルクｔｃに加算して補正後の指令トルクｔｃとするものでもよく、あるいは補正前の指令トルクｔｃに所定の係数ｋ（ｋ＞１）を乗じて補正後の指令トルクｔｃとするものでもよい。また、摩擦係数μが所定の閾値よりも低い場合に、補正前の指令トルクｔｃに所定の値を加算して補正後の指令トルクｔｃとするものでもよい。これにより、スリップが発生しやすい低μ路の走行時に駆動力配分を四輪駆動傾向とすることができ、スリップの発生を抑制することが可能となる。
【００６０】
また、制御部３２が、タイトコーナーブレーキング現象の発生を抑制すべく、小さな旋回半径での旋回時に指令トルクｔｃを低減するタイトコーナーブレーキング現象抑制機能を有している場合には、摩擦係数μが所定の閾値よりも低いときに、指令トルクｔｃの低減量を小さくする補正を行うようにしてもよい。これにより、低μ路における小さな旋回半径での旋回時に、後輪１０５側に適切な駆動力を配分することができ、スリップの発生を抑制することが可能となる。
【００６１】
そして、制御装置３は、制御部３２が電流出力回路３３を制御して、補正後の指令トルクｔｃに応じた電流を励磁電流として駆動力伝達装置２の電磁コイル２４に供給する。
【００６２】
（制御装置の処理手順）
図３は、制御装置３の制御部３２が第１の直進判定手段３２１，第２の直進判定手段３２２，選択手段３２３，摩擦係数推定手段３２４，及び駆動力演算手段３２５として実行する処理の一例を示すフローチャートである。制御部３２は、このフローチャートに示す処理を所定の制御周期（例えば１００ｍｓ）ごとに繰り返し実行する。
【００６３】
まず、駆動力演算手段３２５は、前述の通常制御機能により、第１トルクマップ３１１を参照して回転速差ΔＶに応じた第１トルクｔ１を演算し、第２トルクマップ３１２を参照して駆動トルクに応じた第２トルクｔ２を演算し、第３トルクマップ３１３を参照して操舵角に応じた第３トルクｔ３を演算する。またさらに、駆動力演算手段３２５は、第１トルクｔ１に第２トルクｔ２と第３トルクｔ３とを加算して指令トルクｔｃを求める（ステップＳ１００）。
【００６４】
次に、選択手段３２３は、操舵角の中立位置が確定しているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。
【００６５】
操舵角の中立位置が確定していない場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、第１の直進判定手段３２１は、左後輪１０５Ｌの回転速度と右後輪１０５Ｒの回転速度の差に基づいて、直進走行状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。また、操舵角の中立位置が確定している場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、第２の直進判定手段３２２は、操舵角センサ３００の検出信号によって算出した操舵角に基づいて、直進走行状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【００６６】
第１の直進判定手段３２１が直進走行状態であると判定した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、又は第２の直進判定手段３２２が直進走行状態であると判定した場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）には、摩擦係数推定手段３２４が路面の摩擦係数μを推定する（ステップＳ１０６）。
【００６７】
一方、第１の直進判定手段３２１が直進走行状態でないと判定した場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、又は第２の直進判定手段３２２が直進走行状態でないと判定した場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）には、摩擦係数推定手段３２４による路面の摩擦係数μの推定を行わない。この場合、摩擦係数μは、前回の制御周期における摩擦係数μから更新されないこととなる。
【００６８】
次に、駆動力演算手段３２５は、前述の補正機能により、摩擦係数μに基づいて、ステップＳ１００で算出した指令トルクｔｃを補正する（ステップＳ１０７）。
【００６９】
そして、駆動力演算手段３２５は、補正後の指令トルクｔｃの信号を電流出力回路３３に出力し（ステップＳ１０８）、処理を終了する。
【００７０】
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、操舵角の中立位置が確定していないときには左後輪１０５Ｌと右後輪１０５Ｒとの回転速差に基づいて直進判定を行うので、中立位置の未確定により操舵角による直進走行判定が行えない状況であっても、四輪駆動車１００が直進走行状態であるか否かを判定することができる。そして、直進走行状態であると判定された場合には、前輪１０４と後輪１０５との回転速差に基づいて、路面の摩擦係数μを適切に推定することができる。これにより、四輪駆動車１００のイグニッションをオンして走行を開始した後、操舵角の中立位置が確定する前であっても路面の摩擦係数μに基づく指令トルクｔｃの補正を行うことが可能となり、四輪駆動車１００の走行を安定化させることができる。
【００７１】
［他の実施の形態］
以上、本発明の駆動力配分制御装置、及び四輪駆動車を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。
【００７２】
例えば、上記実施の形態では、摩擦係数推定手段３２４が推定した摩擦係数μを、制御装置３の内部で、制御部３２による駆動力配分制御のために用いる場合について説明したが、他の制御装置等に摩擦係数μの情報を出力するようにしてもよい。例えば、摩擦係数μの情報を操舵装置４に出力し、操舵装置４がこの摩擦係数μの情報に基づいて操舵アシスト力の調整等を行うようにしてもよい。この場合、制御装置３は、路面摩擦係数推定装置として機能する。
【００７３】
また、上記実施の形態では、第１の直進判定手段３２１，第２の直進判定手段３２２，選択手段３２３，摩擦係数推定手段３２４，及び駆動力演算手段３２５の各機能をプログラム３１０に従った制御部３２の動作により実現する場合について説明したが、第１の直進判定手段３２１，第２の直進判定手段３２２，選択手段３２３，摩擦係数推定手段３２４，及び駆動力演算手段３２５の機能をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向け集積回路）等のハードウェアによって実現してもよい。
【００７４】
また、上記実施の形態では、前輪１０４を主駆動輪とし、後輪１０５を補助駆動輪とした場合について説明したが、これに限らず、前輪１０４を補助駆動輪とし、後輪１０５を主駆動輪とする四輪駆動車にも本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１…駆動力配分制御装置、２…駆動力伝達装置、３…制御装置（路面摩擦係数推定装置）、４…操舵装置、２１…アウタハウジング、２２…インナシャフト、２３…メインクラッチ、２３ａ…アウタクラッチプレート、２３ｂ…インナクラッチプレート、２４…電磁コイル、２５…パイロットクラッチ、２６…カム機構、３１…記憶部、３２…制御部、３３…電流出力回路、１００…四輪駆動車、１０１…エンジン、１０１ａ…出力軸、１０２…クラッチ、１０２ａ…第１ディスク、１０２ｂ…第２ディスク、１０３…トランスミッション、１０３ａ…入力軸、１０４…前輪、１０４Ｌ…左前輪、１０４Ｒ…右前輪、１０５…後輪、１０５Ｌ…左後輪、１０５Ｒ…右後輪、１１０…駆動力伝達系、１１１…ギヤ機構、１１２…フロントデファレンシャル装置、１１２Ｌ，１１２Ｒ…ライブシャフト、１１２ａ…デフケース、１１３…トランスファ、１１３ａ…入力ギヤ、１１３ｂ…出力ギヤ、１１４…プロペラシャフト、１１５…ピニオンギヤシャフト、１１５ａ…ギヤ部、１１６…リヤデファレンシャル装置、１１６Ｌ，１１６Ｒ…ドライブシャフト、１１６ａ…デフケース、１１６ｂ…リングギヤ、１２０…ステアリングホイール、１２０ａ…ステアリングシャフト、１２１…アクセルペダル、１２２…ブレーキペダル、１２３…クラッチペダル、１２４…シフトレバー、３００…操舵角センサ、３０１…アクセル開度センサ、３０２〜３０５…車輪速センサ、３０６…前後加速度センサ、３０７…横加速度センサ、３０８…ヨーレートセンサ、３０９…外気温センサ、３１０…プログラム、３１１…第１トルクマップ、３１２…第２トルクマップ、３２１…第１の直進判定手段、３２２…第２の直進判定手段、３２３…選択手段、３２４…摩擦係数推定手段、３２５…駆動力演算手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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