(57)【要約】【課題】四輪駆動車などの全輪駆動車両のトラクションコントロールに於いて、全輪スリップ兆候の検出に応答して車両の駆動出力の低減の実行を判断する際、車両の走行する路面状況を識別して、駆動出力の低減の必要性を考慮し、不要な駆動出力の低減の実行を回避すること。【解決手段】本発明の全輪駆動車両のトラクションコントロール装置は、駆動輪の全輪がスリップ状態にある兆候を検出する全輪スリップ兆候検出手段と、路面の状況を識別するために車両の走行中の駆動力の損失を推定する駆動力損失推定手段と、車両の駆動輪に於ける駆動力を制御する駆動力制御手段とを含み、全輪がスリップ状態にある兆候が検出されたときには、それまでの駆動力の損失が所定値以下であるときに駆動力を低減する。【選択図】        図３
2008261303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全輪が駆動輪である車両のトラクションコントロール装置であって、全輪駆動時に前記駆動輪の全てがスリップ状態にある兆候を検出する全輪スリップ兆候検出手段と、前記車両の走行中の駆動力の損失を推定する駆動力損失推定手段と、前記車両の駆動輪に於ける駆動力を制御する駆動力制御手段とを含み、前記全輪スリップ兆候手段により前記駆動輪の全てがスリップ状態にある兆候が検出されたときには、それまでの前記駆動力損失推定手段により推定された前記駆動力の損失が所定値以下であるときに前記駆動力制御手段が前記車両の駆動輪に於ける駆動力を低減することを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１の装置であって、前記全輪スリップ兆候検出手段が、前記車両の前後加速度値に基づいて前記車両に於いて発生し得る車速の上限値を推定する車速上限値推定手段を含み、前記駆動輪の全ての車輪速が前記車速の上限値よりも所定値以上大きいときに前記駆動輪の全てがスリップ状態にある兆候があると判定することを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項２の装置であって、前記車速の上限値が、現在の前記車両の前後加速度値に基づいて決定される前記車両に於いて発生し得る加速度の上限値と前記前後加速度の計測前の前記車両の車速とに基づいて決定されることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１の装置であって、前記駆動力損失推定手段が、前記車両の駆動装置が発生した駆動力と前記車両の前後加速度とに基づいて前記車両の走行中の駆動力の損失を算定することを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項４の装置であって、前記車両の走行中の駆動力の損失が、前記車両の駆動装置が発生した駆動力から前記車両の前後加速度に前記車両の重量を乗じた値と前記車両の走行抵抗による損失とを差し引いた量であることを特徴であることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１の装置であって、前記全輪スリップ兆候検出手段により前記駆動輪の全てがスリップ状態である兆候が検出され且それまでの前記駆動力損失推定手段により推定された前記駆動力の損失が所定値以下である状態が所定期間継続した後に前記駆動力制御手段が前記車両の駆動輪に於ける駆動力を低減することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１の装置であって、前記駆動力制御手段が前記車両の駆動装置の出力を低減することにより、前記車両の駆動輪に於ける駆動力を低減することを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７の装置であって、前記車両の駆動輪の駆動力の総和が前記車両の走行する路面の最大摩擦係数に前記車両の垂直荷重を乗じた値となるよう前記車両の駆動輪に於ける駆動力を低減することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両の駆動力制御装置に係り、より詳細には、車両の駆動輪のスリップが過大になることを回避するトラクションコントロール（ＴＲＣ）を実行する駆動力制御装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の駆動時に於いて、駆動輪のタイヤ力が路面の摩擦係数と接地荷重で決定される限界（最大摩擦円）を越えるほど駆動輪のスリップ率又はスリップ量（以下、「駆動スリップ」とする。）が過大となると、駆動輪は、路面に対するグリップ力を失い、スリップ状態に陥ることとなる（下記の注参照）。そこで、駆動輪がそのようなスリップ状態に陥ることを回避するための走行制御として、駆動スリップを調節するトラクションコントロール（ＴＲＣ）が実行される場合がある。ＴＲＣでは、駆動輪の車輪速が車速（車体速度）に比べて過剰に高くなった場合に、駆動輪がスリップ状態となったと判定して、エンジン又は電動機等の駆動装置から駆動輪に伝達される駆動トルクを低減し或いは制動装置を作動して、駆動輪の回転が低減される。そして、かかる駆動輪の回転の低減により、駆動スリップが抑制され、タイヤのグリップ力が（最大摩擦円を越えないように）保持されることとなる。かかるＴＲＣの作動によれば、よく知られているように、低摩擦係数の（比較的滑り易い）路面、例えば、凍結路面や雪道などの上に於いても、車両が滑ることなく、車両の発進・加速性能が向上され、車両の走行挙動を安定化することが可能となる。また、ＴＲＣによって、車輪が無駄に回転することが抑制され、駆動エネルギーが効率的に車両の駆動に利用されることとなるので、エネルギー効率も向上する。
［注］「スリップ状態」とは、車輪が路面上を「滑る」状態を意味し、「駆動スリップ」という場合の車速と車輪速とのずれを意味する“スリップ”とは異なる。
【０００３】
ＴＲＣでは、上記の如く、駆動輪のスリップ状態は、車速に比べて駆動輪の車輪速が過剰に高くなったことを判定することにより検出される。従って、ＴＲＣを実行するためには、車速値をリアルタイムに検出又は取得する必要がある。この点に関し、通常の車両では、車速を直接的に検出することのできる対地速度センサが設けられることは多くないので、（駆動スリップの発生していない）従動輪を有する二輪駆動車両の場合には、車速として、従動輪の車輪速が参照される。しかしながら、四輪駆動車などの全輪が駆動輪として作動する車両（全輪駆動車両）の場合、全輪駆動時では、いずれの車輪に於いても駆動スリップが過剰になる可能性があるので、いずれかの車輪速をそのまま車速として参照することができない。そこで、そのような全輪駆動車両に於いて、車両の加速時に（車両の全輪に駆動トルクが与えられている状態で）車速値を取得する際には、例えば、回転速が最低又は二番目に低い車輪の車輪速を車速の近似値として選択したり、Ｇセンサ（前後加速度センサ）の値又はその値を用いて推定される路面の摩擦係数などに基づいて、車両に於いて発生可能な加速度を算定し、その加速度を参照して現在の車速値を適当に推定する、といったことが行われる（例えば、特許文献１参照）。特に後者の場合、加速度上限値、即ち、現在の路面状況で車両に於いて発生可能な加速度の限界と、直前までの車速とから、現在に於いて発生し得る車速の上限値が、［直前の車速］＋［加速度上限値］×［時間］により概算され（直前の車速は、駆動スリップを発生していないときの車輪速から累積的に決定される。）、実際の車速は、前記の車速の上限値より低いはずであるという仮定の下、全車輪のうちから適当な車輪速が、車速（の近似値）として選択される。
【０００４】
前記の如き全輪駆動車両のＴＲＣに於いて、全駆動輪がスリップ状態に陥った場合（全輪スリップ状態）には、現在の車速値を正確に推定することは更に困難となる。しかしながら、既に述べた如き、Ｇセンサによる前後加速度又は路面摩擦係数に基づいて算定される加速度上限値から車速の上限値を見積もる手法によれば、全駆動輪がスリップ状態に陥ったこと或いは全輪が同時にスリップ状態に陥った可能性があること（全輪がスリップ状態にあるとの兆候、全輪スリップ兆候）を検知することは可能である。即ち、或る駆動輪の車輪速が、上記の如き車速の上限値に比して高ければ、そのときは、実際の車速値自体が正確に分からなくても、その駆動輪が実際の車速に比して過剰に高回転している（空回りしている）ことは推定できる。そして、車両の駆動輪のいずれの車輪速もが車速の上限値に比して前記の如く過大であれば、車両の全輪がスリップ状態にある或いはその可能性があると推定できることとなる。全輪スリップ状態であると推定される場合、換言すれば、全輪スリップ兆候が検出された場合には、駆動装置の出力を低減し、これにより、駆動スリップの増大を抑制して、駆動輪のグリップ力を回復又は保持することができることとなる。
【特許文献１】特開２００２−１２７８８１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の如き、精度よく車速値が検出又は推定できなくても、全輪スリップ兆候の検出が可能な制御手法によれば、凍結路面や雪道など、比較的滑り易く、路面摩擦係数が低く、全輪スリップ状態に陥り易い路面上でも安定且安全な車両の走行を提供することができる。しかしながら、本発明の発明者の研究によれば、前記の如き手法により全輪スリップ兆候が検出された場合であっても、路面状況によっては、駆動装置の出力若しくは駆動輪に与えられる駆動力の低減をする必要性が低い場合があることが見出された。
【０００６】
例えば、均一な凍結路面又はぬれた路面など、平滑又は均一であり且路面摩擦係数が低い路面の場合には、車両の走行中に全輪が同時にグリップ状態からスリップ状態に陥ると、車両の加速性は著しく低下するので、全輪スリップ兆候の検出がされ、全輪スリップ状態の可能性が推定される場合には、駆動装置の出力の低減が実行されることが好ましい。しかしながら、雪道、雪と氷が混在する路面、車両が走行する際に雪又は氷が粉砕される路面（ザクザク感のある路面）など、路面摩擦係数自体は低いが不均一な表面を有する路面の場合には、車両に於いて一時的に又は過渡的に全輪スリップ兆候が検出されても、車両は、比較的安定的に加速走行できる場合がある。かかる状況に於いて、全輪スリップ兆候の検出に応答して、駆動力の低減を実行すると、運転者が、「車が走らない」という印象、即ち、車両の加速に不足感を覚える場合がある。そのような場合、駆動力の低減をする必要性は低いといえる。
【０００７】
上記のような必要性の低い出力低減処理の実行を防止するため、或いは、車両の加速の不足感を解消するためには、路面の摩擦状態だけでなく、路面状況の更なる違いを識別し、駆動輪に与えられる駆動力若しくは駆動トルク或いは駆動装置の出力の低減の制御態様に反映させる必要があろう。しかしながら、従来のＴＲＣに於いて、上記の如き路面状況の違いを考慮した制御手法は提案されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、四輪駆動車などの全輪が駆動輪として作動する全輪駆動車両のＴＲＣに於いて、全輪スリップ状態となった可能性、即ち、全輪スリップ兆候が検出されることに応答して駆動力を低減する場合に、新規な手法により車両の走行する路面状況を識別して、駆動力の低減の必要性を考慮し、これにより、よりきめ細やかな走行制御が実行されるよう構成された車両のＴＲＣ装置が提供される。
【０００９】
上記の如き本発明の、全輪が駆動輪である車両のトラクションコントロール装置は、全輪駆動時に駆動輪の全てがスリップ状態にある兆候を検出する全輪スリップ兆候検出手段と、車両の走行中の駆動力の損失を推定する駆動力損失推定手段と、車両の駆動輪に於ける駆動力を制御する駆動力制御手段とを含み、駆動力制御手段は、基本的には、従前の装置と同様に、全輪スリップ状態推定手段により駆動輪の全てがスリップ状態にある兆候が検出されたときには、車両の駆動輪に於ける駆動力を低減するのであるが、かかる駆動力の低減は、全輪スリップ兆候の検出が為された状態で、更に、それまでの駆動力損失推定手段により推定された駆動力の損失が所定値以下であるときに実行されることを特徴とする。なお、ここで、「駆動輪の全てがスリップ状態にある兆候」とは、全輪スリップ状態であるか否かは正確に判定できないが、その可能性がある状態のことを意味する。また、「駆動力の損失」とは、要すれば、車両に与えた駆動力又は駆動出力のうち、車両の加速度に反映されなかった量である。
【００１０】
上記の本発明の構成に於いて駆動力の低減を実行するか否かの判断に際して、全輪がスリップ状態にある兆候を検出することに加えて、それまでの駆動力損失推定手段により推定された駆動力の損失を参照するのは、車両の走行する路面の状態を識別するためである。路面の表面が比較的均一である場合、駆動輪の各々がグリップ力を保持している間は、車両の駆動装置から出力される駆動力は、効率良く、車両の駆動に反映されるので、駆動力の損失は小さい。一方、路面の表面が比較的不均一である場合、例えば、雪道、雪と氷が混ざったような道（車両の走行中に運転者がザクザク感を覚えるような道）の場合、駆動輪の各々がグリップ力を保持していたとしても、車両の駆動装置から出力される駆動力から路面への力の伝達効率は低く、駆動力の損失は大きくなる（過渡的に、駆動輪が個別にスリップ状態となり得る。）。従って、駆動力の損失の大小を参照することにより、走行中の路面が、均一路なのか不均一路なのかを識別することが可能となる。そして、路面の表面が比較的不均一である場合、即ち、駆動力の損失が大きい場合には、既に述べた如く、全輪スリップ状態であるとの兆候が検出された状態であっても、車両は比較的安定的に走行することが可能であるので、その場合には、駆動力の低減の必要性は低い。
【００１１】
従って、上記の本発明の装置の作動に於いては、全輪スリップ兆候が検出されても、それまでの駆動力の損失（全輪スリップ兆候が検出された瞬間の損失ではない。）を参照し、駆動力の損失が大きく、所定値を越えていれば、路面が不均一路であると判定され、この場合には、駆動力の低減は実行せず、そのままの状態が維持される（路面は不均一なので、過渡的に全輪スリップ状態となったとしても、直ぐに全輪スリップ状態から脱する可能性が高い。）。かくして、雪道、雪と氷が混ざったような道の如く、全輪スリップ兆候が検出されても車両が比較的安定に走行できる場合には、駆動力の低減が実行されないので、運転者の「車が走らない」といった加速性の不足感を軽減することが可能となる。他方、全輪スリップ兆候が検出されたときに、駆動力の損失が小さく、所定値以下であれば、路面が均一路であると判定又は推定され、この場合には、駆動力の低減を実行し、これにより、駆動輪に於いてグリップ力が保持されるよう駆動輪に於いて駆動スリップ、即ち、駆動輪の車輪速が制御されることとなる。
【００１２】
上記の本発明の装置の構成に於いて、駆動力の損失は、上記の如く、車両の加速度に反映されなかった量である。従って、駆動力の損失を推定する際、駆動力損失推定手段は、好適には、車両の駆動装置が発生した駆動力と車両の前後加速度とに基づいて車両の走行中の駆動力の損失を算定するようになっていてよい。車両の駆動装置が発生した駆動力は、当業者にとって任意の方法で推定又は検出されてよい。特に、ハイブリッド車又は電気自動車の場合には、出力トルクが相当な精度をもって算定されるので、それらの値が有利に用いられる。車両の前後加速度は、Ｇセンサの出力値が用いられてよい。また、車両の走行中の駆動力の損失には、路面の表面の均一・不均一の程度とは別の要因で損失される成分、即ち、所謂、走行抵抗による損失も含まれる。そこで、更に好適には、駆動力の損失は、車両の駆動装置が発生した駆動力から車両の前後加速度に車両の重量を乗じた値（車体に発生している加速力）と車両の走行抵抗による損失とを差し引いた量であってよい。なお、本発明の装置の制御に於いて駆動力の損失を参照するのは、車両の走行している路面が均一か不均一かを識別するためであるので、全輪スリップ兆候が検出された時の瞬間値ではなく、それよりも前の値が参照される。路面の状態は、少なくともその長さ方向の拡がる範囲に於いて判断されるべきものであるので、駆動力の損失の値は、瞬間値ではなく、或る程度の時間幅に於ける値、例えば、駆動力の損失の一次遅れ量、平均値、積算値、なまし値などが採用される。
【００１３】
また、上記の構成の全輪スリップ兆候の検出について、典型的には、全輪スリップ兆候検出手段は、車両の前後加速度値に基づいて車両に於いて発生し得る車速の上限値を推定する車速上限値推定手段を含み、駆動輪の全ての車輪速が車速の上限値よりも所定値以上大きいときに駆動輪の全てがスリップ状態であるとの兆候があると判定するようになっていてよい。即ち、全輪駆動時に現在の車速が正確に計測又は推定されていなくてもよい。また、この場合の車速の上限値は、好適には、現在の車両の前後加速度値に基づいて決定される車両に於いて発生し得る加速度の上限値と前後加速度の計測前の車両の車速とに基づいて決定されるようになっていてよい。従って、車両の車輪のうちの少なくとも一つの、駆動力を与えられていないときの車輪速の値が得られていれば、全輪駆動時の車速の上限値が算定され、従って、全輪スリップ兆候の検出若しくは全輪スリップ状態の推定が可能となる。
【００１４】
上記の本発明の実施の態様に於いて、駆動力制御手段による車両の駆動輪に於ける駆動力の低減処理は、全輪スリップ兆候検出手段により駆動輪の全てがスリップ状態であることの兆候が検出され且それまでの駆動力損失推定手段により推定された駆動力の損失が所定値以下である状態が所定期間継続した後に実行されるようになっていてよい。路面が均一か不均一かは、上記の如く、駆動力の損失により識別できるが、駆動力の損失が小さくても、過渡的に全輪スリップ兆候が検出される場合がある。そのような場合に、全輪スリップ兆候が検出された度に、駆動力の低減を実行してしまうと、やはり、加速性の不足感或いはその後の駆動力の変動に運転者が違和感を覚える可能性がある。また、逆に、全輪スリップ兆候が所定時間続いたとすれば、実際に全輪スリップ状態となっている可能性は高いであろう。従って、駆動力の低減は、全輪スリップ兆候が所定時間続いた後に実行するようにして、不要に駆動出力を絞ってしまうことを防ぐようになっていてよい。
【００１５】
また、上記の本発明の装置の構成に於ける駆動力の低減処理に際して、駆動力制御手段は、典型的には、車両の駆動装置の出力を低減することにより、車両の駆動輪に於ける駆動力を低減する。過大な駆動スリップの抑制のために制動装置が用いられてもよいが、その場合には、前記の「駆動力の損失」の推定に於いて制動装置による損失を考慮する必要があり、また、駆動装置の出力エネルギーの利用効率も悪くなる。従って、前記の如く、車両の駆動輪に於ける駆動力の低減は、駆動装置の出力の低減により行われることが好ましい（しかしながら、駆動装置の出力応答が遅い場合には、制動装置が併用されてもよいであろう。）。
【００１６】
更に、上記の駆動力の低減の実行時に於いて、好適には、車両の駆動輪の駆動力の総和が車両の走行する路面の最大摩擦係数に車両の垂直荷重を乗じた値となるように、車両の駆動輪に於ける駆動力が低減される。車両の駆動のメカニズムを考えれば理解される如く、車両の発進時又は加速時に於いて、車両の加速に寄与する総駆動力の限界値は、各輪のタイヤ力が最大摩擦円に達しているときのタイヤ力の総和である。従って、全輪スリップ兆候が検出され（この場合、運転者は、現在の路面に於いて発生可能な加速度以上の加速度を要求していると想定される。）、駆動力の低減を実行する場合には、各輪のタイヤ力が最大摩擦円に達している状態まで低減すれば、各輪のタイヤがグリップ力を最大限にて保持した状態とすることができる。最大摩擦円の大きさは、路面の最大摩擦係数に各輪の接地荷重を乗じた値で与えられるから、車両の駆動輪の駆動力の総和が路面の最大摩擦係数に車両の垂直荷重を乗じた値とすることにより、車両の加速性が最大限に高い状態に保持されることとなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、四輪駆動車など、全車輪に於いて駆動スリップが発生し車速を正確に決定することが困難である全輪駆動車両に於いて、全輪スリップ状態を回避するためのＴＲＣを実行する際に、各輪のタイヤの駆動スリップ又は車輪速を監視するだけでなく、車両の駆動力損失を監視することにより、車両の走行している路面の状況をより詳細に把握して、ＴＲＣによる駆動力の低減処理がより的確に行われるようにするものである、ということができる。上記の説明から理解される如く、本発明の制御構成によれば、不要に駆動力の低減を実行する頻度が低減され、比較的安定的に走行できる路面状況に於ける車両の加速性を損なうことが防止される。そして、かかる制御の結果、運転者が「車両が走らない」という感覚を覚える機会が低減され、従って、運転者の操作負担が軽減されることとなる。
【００１８】
上記の本発明の構成に於ける一つの特徴に於いて、路面の状況を判定するために参照される（推定される）駆動力の損失として、全輪スリップ兆候が現れた瞬間の時の駆動力の損失の瞬間値ではなく、全輪スリップ兆候が検出される時よりも以前の駆動力の損失の値が参照されるという点は理解されるべきである。従前のＴＲＣに於いては、基本的には、現在の車輪速値と車速値との関係に基づいて、駆動力の制御が実行される（車速を推定するために、推定時以前の種々の値を参照する場合があるが、現在の車速値を算出するためであって、値が推定時以前のものであることは本質的ではない。）。これに対し、本発明の場合では、路面の均一性又は平滑性の程度という長さ方向に広がりのある要因を制御に反映させようとしているので、駆動力損失の一次遅れ量などの、本質的に推定時以前の駆動力の損失が参照されることとなっている。このような理由で、現在時点以前の値を参照して制御を実行するＴＲＣは、従前に於いて殆ど見られないであろう。
【００１９】
本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。図中、同一の符号は、同一の部位を示す。
【００２１】
装置の構成
図１（Ａ）は、本発明のＴＲＣ装置の好ましい実施形態が搭載される四輪駆動車を模式的に示している。同図に於いて、左右前輪１２ＦＬ、１２ＦＲと、左右後輪１２ＲＬ、１２ＲＲを有する車両１０には、通常の態様にて、運転者によるアクセルペダル１４の踏込みに応じて前後輪に駆動力を発生する駆動装置１６が搭載される。駆動装置１６に於いて、図示の例では、エンジンと電動機とが差動歯車装置にて連結されてなるハイブリッド式の駆動ユニット１８からの駆動トルク或いは回転駆動力は、トランスミッション（変速機）２０を経て、センタデフ（又はトランスファ）２２へ伝達され、更に、前輪側デフ２４及び後輪側デフ２６を介して、前輪１２ＦＬ、１２ＦＲ及び後輪１２ＲＬ、１２ＲＲへそれぞれ伝達される。なお、駆動ユニット１８に代えて、電動機単体、或いは、ガソリン又はディーゼルエンジン単体が用いられてもよい。なお、簡単のため図示していないが、車両１０には、通常の車両と同様に各輪に制動力を発生する制動系装置、前輪の舵角を制御するステアリング装置が設けられる。
【００２２】
車両の駆動装置及び制動装置の作動は、電子制御装置５０に於いて制御され、本発明のＴＲＣ装置の構成及び作動は、電子制御装置５０の一部に於いて実現される。電子制御装置５０は、通常の形式の、双方向コモン・バスにより相互に連結されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有するマイクロコンピュータ及び駆動回路を含んでいてよい。電子制御装置５０には、各輪に搭載された車輪速センサ４０ｉ（ｉは、特に断らない限り、ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ、即ち、左前輪、右前輪、左後輪、右後輪の値であることを示す。）からの車輪速を表す信号Ｖｗｉと、駆動ユニット１８の出力状態情報（回転数、トルク等）、アクセルペダル踏込量θａ、Ｇセンサ３０により検出される前後加速度α等の信号が入力される。なお、上記以外に、本実施形態の車両に於いて実行されるべき各種制御に必要な種々のパラメータを得るための各種検出信号、例えば、ヨーレートセンサにより検出されるヨーレート、Ｇセンサにより検出される横加速度、各輪に設けられた荷重センサからの各輪の垂直荷重が入力されてよいことは理解されるべきである。
【００２３】
電子制御装置５０に於いて実現されるＴＲＣ装置５０ａは、より詳細には、図１（Ｂ）に於いて模式的に示されているように、駆動ユニット１８の駆動制御装置５０ｂと、制動装置（図示せず）の作動を制御する制動制御装置５０ｃと通信して、駆動ユニット１８の出力又は制動装置の作動を制御する。駆動制御装置５０ｂは、運転者からの駆動要求を反映するべく、アクセルペダルの踏込み量θａに基づいて、公知の任意の態様にて、駆動ユニット１８の各部の作動を制御して駆動ユニット１８の出力を調節する。一方、制動制御装置５０ｃは、図示の如く、各輪の車輪速センサ４０ｉにより車輪が所定量回転する毎に逐次的に生成されるパルス形式の電気信号から車輪の回転速を算出し、これに車輪半径を乗ずることにより、車輪速値ｒ・ωを算出する。また、制動制御装置５０ｃに於いては、各輪の路面の最大摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定部５０ｄが設けられ、推定された各輪の路面の最大摩擦係数μｉは、制動制御、或いは、後に詳細に説明される本発明のＴＲＣに於いて利用可能となっている。
【００２４】
そして、本発明のＴＲＣ装置５０ａは、概して述べれば、駆動制御装置５０ｂからの駆動ユニット１８の出力値（パワー）、出力トルク値又は発生駆動力値、制動制御装置５０ｃからの各輪に於ける車輪速値ｒ・ωｉ及び路面の最大摩擦係数μｉ（推定値）、Ｇセンサからの車両の前後方向加速度等の信号を用いて、車体速の推定（車体速推定部５２）、全輪（四輪）スリップ兆候（全ての車輪が同時にスリップ状態にある兆候）の検出（四輪スリップ兆候検出部５４）、駆動力損失の推定（駆動力損失推定部５６）を行い、駆動スリップが過大となる場合や全輪スリップ兆候が検出された場合など所定の条件が成立したときに、駆動制御装置５０ｂに対して、駆動ユニット１８の駆動力を低減するよう制御指令を与え（駆動力制御部５８）、駆動スリップを抑制するＴＲＣを実行する。特に、以下に詳細に説明される如く、駆動力制御部５８に於いては、全輪スリップ兆候が検出された場合、車両の走行中の駆動力の損失が小さく、路面が平滑であると推定される場合にのみ、駆動力の低減を指令するよう構成され、これにより、不要に駆動力の低減が実行される頻度が低減されることとなる。なお、駆動制御装置５０ｂと、制動制御装置５０ｃと、ＴＲＣ装置５０ａとは、別体であっても一体であってもよい。この分野の当業者にとって、上記の制御装置の構成及び処理作動は、マイクロコンピュータが、組み込まれたプログラムに従って動作することによって実現されることは、理解されるべきである。以下、本発明の装置に於けるＴＲＣの作動について説明する。
【００２５】
四輪駆動車に於ける通常時のＴＲＣの作動
この分野に於いてよく知られているように、車両の駆動時の各輪のスリップ率
｛（車輪速）−（車速）｝／（車速）      …（１）
が、タイヤと路面との間の摩擦係数が飽和する値、即ち、路面の最大摩擦係数を与える値、を超えて増大すると、タイヤは、グリップ力を失い、スリップ状態となる。そこで、ＴＲＣでは、各輪について、
（車輪速）−（車速）      …（１ａ）
の値を監視し、この値が、所定の制御閾値を越えたときに、車輪速が低減されるよう駆動装置の出力が低減される。（図２（Ａ）参照。なお、かかるＴＲＣの作動は、公知であり、より詳細な説明は、この分野の任意の文献に記載されている。）
【００２６】
従って、上記の如きＴＲＣを実行するためには、車速値を知る必要があるが、「背景技術」の欄に於いて記載されている通り、四輪駆動車の全輪駆動時には、全輪に於いて駆動スリップが発生し、いずれの車輪もスリップ状態となり得るため、そのまま車速として利用することのできる車輪速が存在しない。そこで、四輪駆動車の全輪駆動時の場合、車速値の決定に於いては、Ｇセンサの検出する車両の前後加速度値又は路面の最大摩擦係数の推定値等を用いて算定される走行中の車両に於いて発生可能な加速度の上限値を用いて、発生可能な車速の上限値が算定される。しかる後、かかる車速の上限値と各輪の車輪速とを比較して、適当な車輪速が車速として選択される（車速推定部５２）。
【００２７】
具体的には、まず、Ｇセンサの検出する車両の前後加速度値αを用いて、加速度の上限値αｕｐが
αｕｐ＝α＋Δα      …（２）
と与えられる。Δαは、車両に於いて発生可能である加速度の上限値αｕｐが与えられるよう定められる実験的に又は理論的に決定される所定値又は現在の車両の走行条件等を任意の方法により決定される値である。しかる後、車速の上限値Ｖｘｕｐが、加速度値αが取得される前の車速値（前回値）Ｖｘｆを用いて、
Ｖｘｕｐ＝Ｖｘｆ＋αｕｐ・Δｔ      …（３）
により与えられる（図２（Ｂ）参照）。ここで、Δｔは、Ｖｘｆが与えられた時点から現時点までの時間である（Ｖｘｆは、更に以前の車速値から与えられることは理解されるべきである。かかる車速の推定の最初の演算では、例えば、駆動輪に駆動トルクが与えられていないときの車輪速値が前回値として参照される。）。そして、各輪の車輪速ｒ・ωｉとＶｘｕｐとからなる群のうちの最低値又は二番目に低い値が現在の車速Ｖｘとして設定される。なお、実際の装置に於いては、推定演算の下側のガードとして、車両に於いて発生可能である加速度の下限値αdownが
αdown＝α−Δα      …（２ａ）
により設定され、車速の下限値Ｖｘdownが、
Ｖｘdown＝Ｖｘｆ＋αdown・Δｔ      …（３ａ）
により与えられ、車速値Ｖｘは、
Ｖｘ＝ＭＩＤ｛Ｖｘｕｐ，ｒ・ωｉ，Ｖｘdown｝      …（３ｂ）
により、決定される。ＭＩＤは、｛｝内の値の中間の値を選択する演算子である。
【００２８】
上記の車速の推定演算によれば、駆動輪のいずれかがグリップ力を保持していれば、そのグリップ力を保持している車輪の車輪速のいずれかが車速として選択される。そして、その車速値を用いて、各輪について、式（１ａ）の（車輪速）−（車速）の値を参照し、いずれかの車輪について、（車輪速）−（車速）の値が制御閾値を越えている場合には、通常のＴＲＣの作動態様に従い、駆動装置の出力が低減される（駆動力制御部５８）。
【００２９】
全輪（四輪）スリップ兆候検出時のＴＲＣの作動
上記の車速の推定演算に於いて、各輪の車輪速が車速の上限値Ｖｘｕｐより大きいとき（図２（Ｃ）参照）、駆動輪の車輪速の全てが予想される車速の上限値を上回ることとなるので、全輪がスリップ状態となっている可能性が高いということとなる。従って、四輪のうち、車輪速の最小値がＶｘｕｐより大きいときは、全輪スリップ状態と判定してもよい。しかしながら、この点に関し、車輪が実際にスリップ状態となっているか否かは、（車輪速ｒ・ωｉ）−（車速Ｖｘ）の値が制御閾値を越えているか否かで判定されるところ、各輪の車輪速が車速の上限値Ｖｘｕｐより大きく、車速の上限値が車速として選択される状況では、その選択された車速の信頼性が著しく低いので、（車輪速ｒ・ωｉ）−（車速Ｖｘ）の値が制御閾値を越えているか否かの判定によっては、各輪がスリップ状態にあるか否かを正確には判定できない。従って、全輪の車輪速が車速の上限値Ｖｘｕｐより大きいときは、全輪がスリップ状態となっている可能性がある、即ち、全輪がスリップ状態にある兆候があるということとなる。
【００３０】
全輪がスリップ状態にある場合には、基本的には、直ちに全輪の駆動スリップを低減して、タイヤのグリップ力の回復及び保持を図るべく、駆動ユニット１８の出力の低減が指令される。しかしながら、「発明の開示」の欄に於いて既に述べた如く、上記のような全輪がスリップ状態にある兆候が検出される場合、凍結路面のように平滑で均一な路面ではなく、雪道、雪と氷が混在する路面又は車両が走行する際に雪又は氷が粉砕される路面（ザクザク感のある路面）など、路面摩擦係数自体は低いが不均一な表面を有する路面に於いては、車両が比較的安定的に加速走行することが可能であり、その場合、駆動力の低減を実行すると、かえって運転者が加速性の不足を感じることが見出された。また、“車輪速ｒ・ωｉが車速上限値Ｖｘｕｐよりも大きい”ということから判断される全輪スリップ兆候は、全輪がスリップ状態となっている可能性が高いことを示すだけであり、全輪がスリップ状態にあるということを確実に示しているわけではない。そこで、本発明による装置の制御処理は、上記の如き路面の状況を識別し、或いは又、全輪スリップ兆候の不確実性を考慮し、車両が比較的安定的に加速走行することが可能な場合には、駆動力の低減が実行されないよう構成される。
【００３１】
（ｉ）路面状況の識別
本発明の装置では、既に述べた如く、不要に駆動力の低減処理が実行されないようにするために、凍結路面のように平滑で均一な路面と、雪道、雪と氷が混在する路面又は車両が走行する際に雪又は氷が粉砕される路面（ザクザク感のある路面）などのように不均一な路面との識別が試みられる。かかる路面の特性の識別は、走行中の車両に於ける駆動力の損失、即ち、車両に与えた駆動力のうち車両の加速度に反映されなかった量の大小を参照することにより行われる。
【００３２】
図３（Ａ）に模式的に示されている如く、車両が平滑で均一な路面上を走行している場合、車輪がグリップ状態を保持していれば、車両の駆動装置が駆動輪に与える駆動力又は駆動トルクは、効率的に路面との作用に使用され、車両の加速度に反映される。従って、駆動力の損失は比較的小さい。一方、図３（Ｂ）に示されている如く、車両の走行する路面が雪道などの運転者がザクザク感を感じる粗く不均一な表面を有している場合には、車両の駆動装置から駆動輪に与えられる駆動力又は駆動トルクの路面への伝達効率は比較的低く（駆動トルクが雪の変形や氷の粉砕にも費やされる）、車両の加速度の増大は、路面が平滑で均一な場合に比して小さいので、駆動力の損失は相対的に大きくなる。
【００３３】
上記の駆動力の損失は、車両に与えた駆動力のうち車両の加速度αに反映されなかった量であるから、
（駆動力の損失ΔＦ）＝Ｆｒ−Ｍ・α−Ｒｒ      …（４）
により与えられる。ここで、Ｆｒは、駆動装置の出力トルクＴｒを駆動力の単位に換算した値、Ｍは、車両の重量である。Ｒｒは、路面の特性の違い以外の要因により生ずる駆動力の損失、所謂走行抵抗成分である。走行抵抗成分Ｒｒは、この分野に於いて知られている任意の手法により、例えば、車両の種々の走行条件をパラメータとする予め準備されたマップを用いて決定されてよい。
【００３４】
ところで、上記の式（４）は、或る時点の若しくは瞬間の、即ち、路面上の或る地点に於ける駆動力の損失を与えるが、識別されるべき路面の状況は、車両の走行方向に広がる区間（長さ）に於ける状態を参照して判断されるべきである。従って、全輪スリップ兆候が検出されたとき又は後で駆動力の低減処理を実行するか否かを判定する際、路面の状況（又は特性）を識別するには、それまでの駆動力の損失の状況又は経緯を参照する必要がある。そこで、本発明の制御処理に於いて駆動力の低減処理を実行するかしないかの判断の際、路面の状況は、例えば、式（４）にて与えられる駆動力の損失の一次遅れ量ΔＦｒｔ、
ΔＦｒｔ＝∫ｅａ（ｔ−τ）・ｂΔＦ（τ）・ｄτ      …（５）
の大小を参照して判定される。ここで、ａ、ｂは、適宜設定される定数であり、積分区間は、０〜ｔ（現在時間）である。一次遅れの時定数は、実験的に又は理論的に設定されてよい（例えば、１秒〜数秒程度であってよい。）なお、一次遅れ量ΔＦｒｔに代えて、現在時点前の所定区間の平均値、積算値又はなまし平均値等が採用されてもよい。また、本実施形態では、路面状況の識別のために、駆動力の損失を参照しているが、これに代えて、駆動出力（パワー）又は駆動トルクの損失を参照するようになっていてもよいことは理解されるべきである（その場合、式（４）は、適宜、単位の変換が為される。）。
【００３５】
上記の駆動力の損失及びその一次遅れ量等は、駆動力損失推定部５６に於いて、車両の走行中に常に算出されるようになっていてよい。路面の状況が、粗い不均一路であるか又は平滑な均一路であるかは、駆動力の損失の一次遅れ量等が実験的又は理論的に設定される所定値より大きいか否かにより判定されてよい。
【００３６】
(ii)全輪スリップ兆候検出時の制御処理
図４は、本発明の装置（駆動力制御部５８）に於いて、全輪スリップ兆候が検出された場合に上記の駆動力損失（の一次遅れ量）を判定基準の一つとして参照して駆動力の低減処理の実行を決定するための、車両の運転中に所定のサイクル周期にて繰り返し実行される処理過程をフローチャートの形式で表したものである。同図を参照して、制御処理に於いては、まず、全輪スリップ兆候の有無が判定される（ステップ１０）。かかる判定に於いては、車輪速の全てが、前記の式（３）により得られる車速の上限値Ｖｘｕｐよりも所定値Ａ以上大きいとき、即ち、全輪について、
ｒ・ωｉ−Ｖｘｕｐ＞Ａ      …（６）
が成立するとき、全輪スリップ兆候有りと判定されてよい（全輪スリップ兆候検出部５４から駆動力制御部５８へ情報が渡される。）。所定値Ａは、０又は正の定数であってよい。全輪スリップ兆候が検出されると、駆動力損失推定部５６にて算出されている、上記の駆動力の損失の一次遅れ量が参照され、その値が所定値より小さいか否かが判定される（ステップ２０）。
【００３７】
ここで、もし駆動力の損失の一次遅れ量が所定値以上であれば、走行中の路面は、雪道、雪と氷が混在する路面、ザクザク感のある路面などの路面摩擦係数自体は低いが不均一な表面を有する路面であると判定され、ＴＲＣによる駆動力の低減処理は、実行されず、今回の処理サイクルが終了する。一方、駆動力の損失の一次遅れ量が所定値より小さければ、路面は、平滑又は均一路であると考えられるので、全輪スリップ兆候が発生してから所定時間経過したか否かが判定される（ステップ３０）。
【００３８】
ステップ３０に於いて、全輪スリップ兆候が発生してから所定時間経過したか否かが判定されるのは、全輪スリップ状態にある可能性が相当に高いか否かを判定するためである。既に述べた如く、全輪スリップ兆候は、全輪スリップ状態の発生を確実に示すものではない。実際、全輪スリップ兆候は、路面が平滑又は均一路である場合にも、瞬間的に或いは過渡的に検出されることも有り得る。そこで、図示の実施形態では、全輪スリップ兆候が最初に検出されてから、（駆動力の損失が所定値以下である状態で）所定時間経過するまで待って、即ち、全輪スリップ状態にある可能性が相当に高くなるまで待ってから（全輪スリップ兆候の継続時間が長ければ長いほど、全輪スリップ状態である蓋然性は、高くなるであろう。）、駆動力の低減処理が実行されるよう構成される。従って、全輪スリップ兆候が発生してから所定時間経過するまでは、駆動力の低減処理（ステップ４０）の実行をせずに、今回の処理サイクルが終了される（リターン）。一方、処理サイクルが繰り返し実行される間に、全輪スリップ兆候が検出され且駆動力損失が所定値を下回る状態が所定時間（例えば、５０ｍ秒）経過した場合、全輪スリップ状態であると判定して、駆動力の低減処理が実行される（ステップ４０）。
【００３９】
駆動力の低減処理に於いては、好適には、駆動装置から駆動輪に伝達される駆動力の総和が、現在の路面の最大摩擦係数に車両の垂直荷重を乗じた値に設定される。通常のＴＲＣであれば、車速が精度よく検出又は推定されているとの前提から、前記の如く、駆動輪の車輪速と車速との差が過剰にならないよう駆動輪の回転が低減される。しかしながら、全輪スリップ兆候が検出されている状況では、選択されている車速は、前記の式（３）により与えられる車速の上限値Ｖｘｕｐとなっているから、その信頼性は低い。一方、全輪スリップ兆候が所定時間継続して検出され、全輪スリップ状態である蓋然性が相当に高い場合にあっては、運転者が要求する又は車両に要求されている駆動力は、現在の車両に於いて発生可能な駆動力、即ち、車両のタイヤのグリップ力の最大限界値（最大摩擦円）を超えていると考えることができる。そこで、本発明の装置では、車両に発生させる駆動力を、車両のタイヤのグリップ力の最大限界値、即ち、路面の最大摩擦係数に車両の垂直荷重を乗じた値となるよう低減し、これにより、現在の車両の走行条件に於いてタイヤのグリップ力が最大限に発揮された状態、即ち、加速性能を最大限に向上することが図られる。
【００４０】
具体的には、駆動力の低減処理時に設定される駆動輪に於ける総駆動力は、
（総駆動力）＝（路面の最大摩擦係数）×Ｍ・ｇ      …（７）
に設定される（ｇは、重力加速度）。なお、ここでの路面の最大摩擦係数は、各輪について求められている路面の最大摩擦係数μｉの平均値又は最低値等であってもよい。しかしながら、全輪スリップ状態に於いては、車両は、最大加速度にて走行していると仮定することができるので、式（７）の（路面の最大摩擦係数）×ｇの値は、そのときのＧセンサで検出される前後加速度値であってもよい。かくして、駆動力の低減処理が実行される場合には、ＴＲＣ装置の駆動力制御部５８から駆動制御装置１８ａへ駆動力低減指令が発せられる。
【００４１】
上記の如く駆動力の低減処理が実行されると、駆動輪に於いて、タイヤグリップ力が回復又は保持されることとなる。この点に関し、理解されるべきことは、タイヤグリップ力が保持されていれば、駆動力は、路面に効率的に伝達されることとなるので、駆動力の損失は増大しないということである。従って、上記の本発明の装置が、有効に機能していれば、走行路が平滑で均一路の場合、駆動力の損失は、低い値に維持されることとなる（路面が粗く又は不均一である場合、駆動力の低減は実行されないので、駆動力の損失は、大きい状態のままである。）。
【００４２】
なお、上記の駆動力の低減処理は、車両の左右輪の接地路面の摩擦状態が実質的に同一の場合にのみ実行されるようになってよい。左右輪の摩擦状態が異なる路面、即ち、またぎ路面の場合には、通常、任意の別の態様の駆動力又は車輪速の低減処理が実行される。そこで、図４の制御処理に於いて、またぎ路面であるか否かの判定処理（ステップ１５）が組み込まれていてよく、またぎ路面である場合には、処理サイクルが終了される。またぎ路面であるか否かは、例えば、各輪について推定された路面摩擦係数を参照して、左右輪の路面摩擦係数の差が所定値以上のとき、またぎ路面であると判定される。
【００４３】
以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の装置に適用されることは明らかであろう。
【００４４】
例えば、本発明の原理は、各輪に駆動用モータ（インホイールモータ）が備えられ駆動力が各輪にて制御される場合に適用可能であり、そのような場合も本発明の範囲に属する。また、本発明に於ける駆動力の低減処理の態様、即ち、タイヤ力の総和を路面の最大摩擦係数に車両の荷重を乗じた値の大きさに設定するという手法は、全輪駆動車両に於いてＡＢＳ制御を実行する場合にも適用することができる（その場合は、駆動力の損失の判定は行われなくもよい。）。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１（Ａ）は、本発明によるＴＲＣ装置の好ましい実施形態が実現される自動車の模式図を示している。図１（Ｂ）は、本発明のＴＲＣ装置、駆動制御装置、制動制御装置の構成を制御ブロック図の形式で表したものである。
【図２】図２（Ａ）は、通常のＴＲＣによる車輪速と車速との関係を示す図である。車輪速は、車速からの乖離が過剰になり制御開始閾値を越えると、制御終了閾値まで低減される。図２（Ｂ）は、現在時点の全輪（四輪）駆動車両の車速を、車速の前回値Ｖｘｆと加速度の上限値から決定される車速の上限値Ｖｘｕｐと車輪速ｒωｉとの群から選択する処理を模式的に表した図である。図２（Ｃ）は、（Ｂ）と同様の図であるが、全輪スリップ兆候が検出される状態を表している。
【図３】図３は、車両の走行する路面の状況によって、駆動力の損失が異なることを説明する図である。（Ａ）は、凍結路面等の平滑で均一な路面の場合であり、（Ｂ）は、雪と氷とが混ざった路面の場合である。
【図４】図４は、本発明のＴＲＣに於ける全輪スリップ兆候が検出される場合の駆動力の低減処理の実行の判定を行う制御処理をフローチャートの形式で表したものである。
【符号の説明】
【００４６】
１０…車体
１２ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ…車輪
１４…アクセルペダル
１６…駆動装置
１８…駆動ユニット
２０…変速機
２２…センタデフ
２４…前輪デフ
２６…後輪デフ
３０…Ｇセンサ
４０ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ…車輪速センサ
５０…電子制御装置
【図１】
2008261303.tif 000003
【図２】
2008261303.tif 000004
【図３】
2008261303.tif 000005
【図４】
2008261303.tif 000006