CN111348040A - 车辆的行驶控制方法和行驶控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供车辆的行驶控制方法和行驶控制装置。可准确地预测主驱动轮的轮胎的弹性滑动极限，防止直行时的动力传递效率的急剧降低及性能的不稳定化，且使转弯时的实际行驶轨道相对于目标行驶轨道的追随性提高。车辆具备被传递来自驱动源的动力的主驱动轮和副驱动轮，能够实现仅向主驱动轮传递动力的驱动状态及向主驱动轮和副驱动轮传递动力的驱动状态，该车辆的行驶控制方法进行如下的控制：在行驶中的车辆的主驱动轮的轮胎超过弹性滑动极限之前，设为仅向主驱动轮传递动力的驱动状态，当行驶中的车辆的主驱动轮的轮胎超过弹性滑动极限时，设为向主驱动轮和副驱动轮传递动力的驱动状态。

Description

车辆的行驶控制方法和行驶控制装置

技术领域

本发明涉及具备可传递来自驱动源的驱动力的主驱动轮和副驱动轮、并能够实现仅向主驱动轮传递驱动力的驱动状态和向主驱动轮和副驱动轮传递驱动力的驱动状态的车辆的行驶控制方法和行驶控制装置。

背景技术

例如，在专利文献1中提出了一种车辆的牵引力控制装置，其对发动机等驱动源的输出进行控制而使驱动轮的打滑追随基准打滑，使得二轮机动车等车辆的驱动轮产生最适合的牵引力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5945571号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在以往的车辆的牵引力控制中，很难准确地预测驱动轮的打滑极限。此外，关于基准打滑，虽然计算已经细分化，但由于是校准的范畴，因此，应对不了驱动轮的轮胎的个体差及老化、路面状况的变化等，为了在不可预期的状况下保障控制的安全性，基准打滑中需要设置预先将误差估计在内的一种安全率。

因此，若能够准确地预测驱动轮的轮胎的弹性滑动极限(抓地力极限)，则能够容易且恰当地设定牵引力控制中的目标打滑，实现精度高的牵引力控制。

另外，在四轮汽车等车辆中，有的能够选择仅向主驱动轮传递驱动力的两轮驱动(2WD)和向主驱动轮和副驱动轮传递驱动力的四轮驱动(4WD)作为驱动方式来行驶，在这样的车辆中，由于不能准确地预测主驱动轮的轮胎的弹性滑动极限(抓地力极限)，因此，在以即使该主驱动轮的轮胎超过弹性滑动极限也仅向主驱动轮传递驱动力的两轮驱动(2WD)状态直行行驶的情况下，发生如下问题：有可能招致车辆的动力传递效率的急剧降低及性能的不稳定化。

此外，还存在这样的问题：在主驱动轮的轮胎超过弹性滑动极限的状态下通过转向操作转弯的情况下，由于主驱动轮打滑，因此，实际行驶轨道有可能大幅度地脱离目标行驶轨道。

本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种车辆的行驶控制方法和行驶控制装置，其能够准确地预测主驱动轮的轮胎的弹性滑动极限，防止直行时的动力传递效率的急剧降低及性能的不稳定化，并且使转弯时的实际行驶轨道相对于目标行驶轨道的追随性提高。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明为车辆(1)的行驶控制方法，所述车辆具备被传递来自驱动源(E)的动力的主驱动轮(Wf)和副驱动轮(Wr)，且能够实现仅向所述主驱动轮(Wf)传递动力的驱动状态和向所述主驱动轮(Wf)和所述副驱动轮(Wr)传递动力的驱动状态，所述车辆(1)的行驶控制方法的特征在于，进行如下的动力传递切换控制：在行驶中的车辆(1)的所述主驱动轮(Wf)的轮胎(T)超过弹性滑动极限之前，设为仅向所述主驱动轮(Wf)传递动力的驱动状态，当行驶中的车辆(1)的所述主驱动轮(Wf)的轮胎(T)超过弹性滑动极限时，设为向所述主驱动轮(Wf)和所述副驱动轮(Wr)传递动力的驱动状态。

此外，在所述动力传递切换控制中，也可以这样：通过将所述主驱动轮(Wf)的轮胎(T)超过弹性滑动极限的部分的动力分配给所述副驱动轮(Wr)，从而执行向所述主驱动轮(Wf)和所述副驱动轮(Wr)传递动力的驱动状态。即，可以这样：通过将主驱动轮(Wf)的轮胎(T)不超过弹性滑动极限的部分的动力分配给主驱动轮，仅将剩余的超过弹性滑动极限的部分的动力分配给副驱动轮来执行。

这里，也可以这样：所述车辆(1)具备将来自驱动源(E)的动力向所述主驱动轮(Wf)传递的动力传递单元(Df)，检测所述动力传递单元(Df)的旋转变动和所述主驱动轮(Wf)的轮圈(W)的旋转变动，根据下述的[1]和[2]中的至少一方判定为所述轮胎(T)超过了所述弹性滑动极限：

[1]所述轮圈(W)的旋转变动振幅与所述动力传递单元(Df)的旋转变动振幅的比率(m)急剧增大；

[2]所述轮圈(W)的旋转变动相对于所述动力传递单元(Df)的旋转变动的相位延迟(Ψ₁)接近90度。

更具体而言，也可以这样：根据所述轮圈(W)的旋转变动振幅与所述动力传递单元(Df)的旋转变动振幅的比率(m)和所述轮圈(W)的旋转变动相对于所述动力传递单元(Df)的旋转变动的相位延迟(Ψ₁)，计算所述轮胎(T)的滑动状态的指标即滑动识别量(ζ₂)，以所述轮胎(T)的弹性滑动极限的基准值(ζ_S)与该滑动识别量(ζ₂)的比率即滑动状态识别符(ID_slip)＝1作为所述轮胎(T)的弹性滑动极限。

此外，本发明的车辆的行驶控制装置的特征在于，所述车辆的行驶控制装置具备：动力传递单元(Df)，其将来自驱动源(E)的动力向主驱动轮(Wf)和副驱动轮(Wr)传递；动力分配单元(C)，其能够通过对所述动力传递单元(Df)的从所述驱动源(E)到所述主驱动轮(Wf)和所述副驱动轮(Wr)的动力传递的分配进行控制，来实现仅向所述主驱动轮(Wf)传递动力的驱动状态及向所述主驱动轮(Wf)和所述副驱动轮(Wr)传递动力的驱动状态；弹性滑动极限判断单元，其判断所述主驱动轮(Wf)的轮胎(T)是否超过弹性滑动极限；和控制单元(100)，其根据所述弹性滑动极限判断单元的判断对所述动力分配单元(C)进行控制，所述控制单元(100)进行如下的动力传递切换控制：在行驶中的车辆(1)的所述主驱动轮(Wf)的轮胎(T)超过弹性滑动极限之前，设为仅向所述主驱动轮(Wf)传递动力的驱动状态，当行驶中的车辆(1)的所述主驱动轮(Wf)的轮胎(T)超过弹性滑动极限时，设为向所述主驱动轮(Wf)和所述副驱动轮(Wr)传递动力的驱动状态。

此外，在所述行驶控制装置中，向所述主驱动轮(Wf)和所述副驱动轮(Wr)传递动力的驱动状态可以通过将所述主驱动轮(Wf)的轮胎(T)超过弹性滑动极限的部分的动力分配给所述副驱动轮(Wr)来执行。

此外，在该车辆的行驶控制装置中，也可以这样：所述控制单元(100)具有自动驾驶控制部(110)，该自动驾驶控制部(110)进行自动地控制所述车辆(1)的至少加减速的自动驾驶控制，在所述自动驾驶控制部(110)实施所述自动驾驶控制时，所述控制单元(100)进行所述动力传递切换控制。

发明效果

根据本发明，由于准确地预测车辆的主驱动轮的轮胎的弹性滑动极限，并从主驱动轮达到弹性滑动极限之前仅向主驱动轮传递动力的驱动状态切换到向主驱动轮和副驱动轮传递动力的驱动状态，因此，能够防止车辆直行行驶时动力传递效率的急剧降低及性能的不稳定化，此外，能够使车辆转弯时的实际行驶轨道相对于目标行驶轨道的追随性提高。

附图说明

图1是示意性地示出实施本发明的行驶控制方法的车辆的基本结构的平面图。

图2是示出车辆的控制装置的系统结构的方框图。

图3是示出模型化的车轮的图。

图4是说明轮胎的伴随滚动的弹性滑动的图。

图5是示出轮胎的静扭转特性的图。

图6是示出驱动扭矩与轮胎的滑动率之间的关系的图。

图7是示出弹性滑动与移动滑动中的驱动扭矩与轮胎的滑动率之间的关系的图。

图8是示出轮胎与路面之间的摩擦系数与轮胎的滑动率之间的关系的图。

图9是示出驱动轮的力学模型的图。

图10是示出差动装置与驱动轮之间的旋转变动传递特性的图。

图11是示出轮胎的滑动状态与振动模式之间的关系的图。

图12是示出弹性滑动模式与移动滑动模式的根轨迹的图。

图13是示出本发明的车辆的行驶控制步骤的流程图。

图14是示出直行行驶的车辆的滑动状态识别符和效率相对于驱动扭矩的变化的图。

图15是示出转弯行驶的车辆的相对于前轮转向角的滑动状态识别符与打滑角的关系的图。

标号说明

1 车辆

59 2WD/4WD切换指令部

94 制动装置

100 控制装置(控制单元)

120 行驶控制部

C 离合器(动力分配单元)

Df 差动装置(动力传递单元)

E 发动机(驱动源)

T 轮胎

W 轮圈

Wf 前轮(驱动轮、主驱动轮)

Wr 后轮(副驱动轮)

ID_slip 滑动状态识别符

ζ₂ 滑动识别量

ζ_S 弹性滑动极限的基准值

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

[车辆的基本结构]

首先，下面，根据图1对实施本发明的行驶控制方法的车辆的基本结构进行说明。

即，图1是示意性地示出车辆的基本结构的平面图，图示的车辆1采用能够自动驾驶的前发动机/前驱动(发动机前置/前轮驱动)方式(FF方式))。该车辆1可以选择仅向主驱动轮即前轮传递动力的两轮驱动(2WD)和向主驱动轮即前轮和副驱动轮即后轮传递动力的四轮驱动(4WD)作为驱动方式，在其前部配置有作为驱动源的发动机E。

在所述发动机E的旁边一体地设置有变速器M，发动机E的未图示的输出轴经变速器M以及作为动力传递单元的前侧的差动装置Df和左右的前车轴Sf与作为主驱动轮(或者本发明的驱动轮)的左右的前轮Wf连结。此外，发动机E的输出轴经变速器M、差动装置Df、传动轴PS、离合器C、后侧的差动装置Dr和左右的后车轴Sr与作为副驱动轮的左右的后轮Wr连结。

所述离合器C是用于将从传动轴PS到差动装置Dr的驱动力传递路径断开/接通的前后扭矩分配用离合器，在该离合器C处连接有控制装置100，所述控制装置100用于对从未图示的液压回路向该离合器C提供的液压进行控制。

所述控制装置100通过控制向离合器C供给的液压，从而利用该离合器C对向左右的后轮Wr分配的驱动力进行控制。即，在离合器C被断开(OFF)时，传动轴PS的旋转不被传递至差动装置Dr侧，通过发动机E的所有扭矩被传递至左右的前轮Wf，从而可选择前轮驱动(2WD)作为车辆1的驱动方式。相对于此，在离合器C被连接(ON(接通))时，传动轴PS的旋转被传递至差动装置Dr侧，因此，发动机E的扭矩被分配而传递至左右的前轮Wf和后轮Wr这双方，可选择四轮驱动(4WD)作为车辆1的驱动方式。

此外，在车辆1的左右的前轮Wf和后轮Wr，分别设置有制动装置94，这些制动装置94的动作由控制装置100分别地控制。并且，在控制装置100处，分别连接有检测前侧的差动装置Df的转速的转速传感器S1、用于检测左右的前轮Wf的车轮速的车轮速传感器S2和用于检测左右的后轮Wr的车轮速的车轮速传感器S3。

[控制装置的系统结构]

下面，根据图2对设置于图1所示的车辆1的控制装置100的系统结构进行说明。

即，图2是示出控制装置的系统结构的方框图，图示的控制装置100具备外部状况取得部12、路径信息取得部13、行驶状态取得部14等用于从车辆1(参照图1)的外部收取各种信息的单元。

此外，控制装置100具备：油门踏板70、制动踏板72、转向盘(方向盘)74、切换开关80等操作装置；油门开度传感器71、制动踏量传感器(制动开关)73、转向角传感器(转向扭矩传感器)75等操作检测传感器；报知装置(输出部)82；和乘务员识别部(车内摄像头)15。

并且，作为用于进行车辆1的驱动和驱动力分配及转向等的装置，控制装置100具备行驶驱动力输出装置(驱动装置)90、转向装置92、制动装置94和所述离合器C(参照图1)。这些装置及设备通过CAN(Controller Area Network：控域网)通信线等多重通信线及串联通信线、无线通信网等被彼此连接。另外，例示的操作装置只是一例，按钮、拨号盘式开关、GUI(Graphical User Interface：图形用户界面)开关等也可以被安装于车辆1。

这里，对各种构成要素进行说明。

(外部状况取得部)

所述外部信息取得部12取得车辆1的外部状况、例如行驶路的车道及周边的物体等车辆1的周边的环境信息，例如，具备各种摄像头(单眼摄像头、立体摄像头、红外线摄像头等)及各种雷达(毫米波雷达、微波雷达、激光雷达等)等。这里，也可以使用将通过摄像头得到的信息和通过雷达得到的信息合并起来的合成传感器。

(路径信息取得部)

路径信息取得部13包括导航装置，导航装置具备GNSS(Global NavigationSatellite System：全球导航卫星系统)接收机及地图信息(导航地图)、作为用户界面发挥作用的触摸面板式显示装置、扬声器、话筒等。这里，导航装置通过GNSS接收机确定车辆1的位置，并将从该确定的位置到用户指定的目的地的路径导出。并且，通过导航装置导出的路径作为路径信息144被存储到存储部140中。另外，车辆1的位置也可以通过使用了行驶状态取得部14的输出的INS(Inertial Navigation System：惯性导航系统)确定或补充。

此外，导航装置在控制装置100执行手动驾驶模式时，针对到达目的地的路径，通过声音及导航显示进行引导。另外，用于确定车辆1的位置的结构也可以与导航装置独立地设置。此外，导航装置也可以由例如用户持有的智能电话或平板电脑终端等终端装置的一个功能构成。在该情况下，可在终端装置与控制装置100之间通过无线或有线的通信进行信息的收发。

(行驶状态取得部)

行驶状态取得部14取得车辆1的当前的行驶状态，具备行驶位置取得部26、车速取得部28、偏航率取得部30、转向角取得部32和行驶轨道取得部34。

<行驶位置取得部>

行驶位置取得部26取得作为行驶状态之一的车辆1的行驶位置和行驶姿态(行进方向)，具备各种测位装置、例如接收卫星或路上装置发送的电磁波而取得位置信息(纬度、经度、高度、坐标等)的装置(GPS接收机、GNSS接收机、信标接收机等)、陀螺传感器、加速度传感器等。另外，车辆1的行驶位置以该车辆1的特定部位为基准来测定。

<车速取得部>

车速取得部28取得作为车辆1的行驶状态之一的车速，在前轮Wf和后轮Wr(参照图1)分别具备车轮速传感器S2、S3(参照图1)等。

<偏航率取得部>

偏航率取得部30取得作为行驶状态之一的车辆1的偏航率，例如，具备偏航率传感器等。

<转向角取得部>

转向角取得部32取得作为车辆1的行驶状态之一的转向角，例如，具备被设置于转向轴的转向角传感器75等。另外，根据转向角传感器75取得的转向角，还可取得转向角速度和转向角加速度。

<行驶轨道取得部>

行驶轨道取得部34取得作为行驶状态之一的车辆1的实际行驶轨道的信息(实际行驶轨道)，具备存储器，存储器存储实际行驶轨道中包括的一系列的点序列的位置信息。这里，实际行驶轨道包括实际上车辆1行驶的轨道(轨迹)，也可以包括从现在起行驶的预定的轨道、例如行驶的轨道(轨迹)的行进方向前侧的延长线。在该情况下，延长线可通过计算机等预测。

(油门开度传感器、制动踏量传感器和转向角传感器)

另外，操作检测传感器即油门开度传感器71、制动踏量传感器73、转向角传感器75将作为检测结果的油门开度、制动踏量和转向角分别向控制装置100输出。

(切换开关)

切换开关80是由车辆1的乘务员操作的开关，其接受乘务员的操作，根据接受的操作内容进行驾驶模式(例如，自动驾驶模式与手动驾驶模式)的切换。例如，切换开关80根据乘务员的操作内容生成指定车辆1的驾驶模式的驾驶模式指定信号，并将该驾驶模式指定信号向控制装置100输出。

(变速装置)

变速装置60由驾驶员通过未图示的变速杆操作，该变速装置60的变速杆的位置有P(驻车挡)、R(后退行驶挡)、N(空挡)、D(自动变速模式(常规模式)下的前进行驶挡)、S(运动模式下的前进行驶挡)等。并且，在变速装置60的附近设置有挡位传感器205，该挡位传感器205检测由驾驶员操作的变速杆的位置(挡位)。

(闸门式开关)

闸门式开关65被设置于方向盘74的附近，具备用于在手动驾驶时(手动驾驶模式)的手动变速模式下指示降挡的负开关(负按钮)66和在手动变速模式下指示升挡的正开关(正按钮)67。

在手动驾驶模式中的手动变速模式(常规模式)下，负开关66和正开关67的操作信号向控制装置100输出，根据车辆1的行驶状态进行在变速器M(参照图1)中设定的变速挡的升挡或降挡。

(报知装置)

报知装置82是能够输出信息的各种装置，例如，向车辆1的乘务员输出用于催促从自动驾驶模式转移到手动驾驶模式的信息。作为该报知装置82，例如，可使用扬声器、振动器、显示装置、发光装置等中的至少一个。

(乘务员识别部)

乘务员识别部15具备例如可对车辆1的车厢内进行拍摄的车内摄像头，作为该车内摄像头，可使用例如使用了CCD(电荷耦合器件)、CMOS(互补金属氧化物半导体)等个体摄像元件的数码摄像头或与近红外光源组合而成的近红外摄像头等。控制装置100取得通过车内摄像头拍摄的图像，并根据该图像中包括的驾驶员的脸的图像识别当前的车辆1的驾驶员。

(行驶驱动力输出装置)

行驶驱动力输出装置(驱动装置)90构成为具备发动机E(参照图1)和控制该发动机E的未图示的FI-ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)、以及变速器M(参照图1)和控制该变速器M的AT-ECU。另外，除此以外，作为行驶驱动力输出装置90，在车辆1为以电动机为驱动源的电动汽车的情况下，使用由行驶用马达和控制该行驶用马达的马达ECU构成的装置。此外，在车辆1为混合动力汽车的情况下，行驶驱动力输出装置90可使用由发动机E和发动机ECU以及行驶用马达和马达ECU构成的装置。

如本实施方式这样，在行驶驱动力输出装置90构成为具备发动机E和变速器M的情况下，FI-ECU和AT-ECU根据从后述的行驶控制部120输入的信息对发动机E的节气门开度及变速器M的变速挡等进行控制，并输出用于供车辆1行驶的行驶驱动力(扭矩)。并且，在行驶驱动力输出装置90仅包括行驶用马达的情况下，马达ECU根据从行驶控制部120输入的信息对给予行驶用马达的PWM信号的占空比进行调整，并输出用于供车辆1行驶的行驶驱动力(扭矩)。此外，在行驶驱动力输出装置90包括发动机E和行驶用马达的情况下，FI-ECU和马达ECU双方根据从行驶控制部120输入的信息彼此协作地输出用于供车辆1行驶的行驶驱动力(扭矩)。

(转向装置)

转向装置(EPS)92例如具备电动马达作为驱动源，电动马达例如使力作用于齿轮齿条副机构而使转向轮即左右的前轮Wf(参照图1)转向。即，转向装置92根据从行驶控制部120输入的信息驱动电动马达而使左右的前轮Wf转向。

(制动装置)

制动装置94是例如具备制动钳、向该制动钳提供液压的液压缸、使该液压缸产生液压的电动马达和制动控制部的电动伺服制动装置。该电动伺服制动装置的制动控制部根据从行驶控制部120输入的信息对电动马达进行控制，将与制动操作相应的制动力向左右的前轮Wf和后轮Wr分别输出。

电动伺服制动装置也可以具备将通过制动踏板72的操作产生的液压通过主缸向液压缸提供的机构作为备用设备。另外，制动装置94不限于以上说明的电动伺服制动装置，也可以是电子控制式液压制动装置。该电子控制式液压制动装置根据从行驶控制部120输入的信息来控制致动器，将在主缸产生的液压向液压缸传递。此外，在行驶驱动力输出装置90具备行驶用马达的情况下，制动装置94也可以包括基于该行驶用马达的再生制动器。

[控制装置]

下面，对控制装置100进行说明。该控制装置100具备自动驾驶控制部110、行驶控制部120及存储部140。

(自动驾驶控制部)

自动驾驶控制部110具备本车位置识别部112、外界识别部114、行动计划生成部116和目标行驶状态设定部118。这里，自动驾驶控制部110的各部、行驶控制部120的一部分或全部通过CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等处理器执行程序而实现。此外，这些中的一部分或全部也可以通过LSI(Large Scale Integration：大规模集成)及ASIC(Application Specific Circuit：专用集成电路)等硬件来实现。

自动驾驶控制部110根据来自切换开关80的信号的输入切换驾驶模式而进行控制。这里，作为驾驶模式，有对车辆1的加速度和转向自动地进行控制的自动驾驶模式、根据对油门踏板70及制动踏板72等操作装置的操作来控制车辆1的加速度并根据对方向盘74等操作装置的操作控制转向的手动驾驶模式，但这些不限于此。作为其它驾驶模式，也可以设置例如对车辆1的加减速和转向中的一项自动地进行控制并根据对操作装置的操作而对另一方进行控制的半自动驾驶模式。

<本车位置识别部>

自动驾驶控制部110的本车位置识别部112发挥如下的功能：根据从被存储在存储部140中的地图信息142、外部状况取得部12、路径信息取得部13或行驶状态取得部14输入的信息识别车辆1行驶的车道(行驶车道)和车辆1相对于行驶车道的相对位置。

本车位置识别部112例如将车辆1的基准点(重心等)与行驶车道中央的背离和相对于将车辆1的行进方向上的行驶车道中央连接起来的线而形成的角度识别为车辆1相对于行驶车道的相对位置。另外，取而代之地，本车位置识别部112也可以将车辆1的基准点相对于行驶车道中的任一侧端部的位置等识别作为车辆1相对于行驶车道的相对位置。

<外界识别部>

外界识别部114发挥如下的功能：根据从外部状况取得部12等输入的信息识别周边车辆的位置及速度、加速度等状态。本实施方式的周边车辆是在车辆1的周边行驶的其它车辆，并且是在与车辆1相同方向上行驶的车辆。周边车辆的位置既可以利用车辆1的重心或拐角等代表点表示，也可以利用由车辆1的轮廓表现出的区域表示。这里，“周边车辆的状态”也包括是否根据所述各种设备的信息进行周边车辆的加速度、车道变更(或者是否要进行车道变更)。此外，外界识别部114除了识别周边车辆以外，也识别护栏及电线杆、驻车车辆、步行者、其它物体的位置。

<行动计划生成部>

行动计划生成部116发挥如下的功能：设定自动驾驶的开始地点、自动驾驶的结束预定地点、和/或自动驾驶的目的地。这里，自动驾驶的开始地点既可以是车辆1的当前位置，也可以是由车辆1的乘务员进行了指示自动驾驶的操作的地点。

行动计划生成部116在自动驾驶的开始地点与结束预定地点之间的区间、开始地点与自动驾驶的目的地之间的区间生成行动计划。另外，不限于此，行动计划生成部116也可以在任意的区间生成行动计划。

行动计划例如由依次执行的多个活动构成。这里，活动中包括：例如，使车辆1减速的减速活动；使车辆1加速的加速活动；使车辆1以不脱离行驶车道的方式行驶的车道保持活动；使行驶车道变更的车道变更活动；使车辆1赶超前行车辆的赶超活动；在分支点变更为所希望的车道、或以不脱离当前的行驶车道的方式使车辆1行驶的分支活动；在用于汇合到主道的汇合车道使车辆1加减速并使行驶车道变更的汇合活动等。例如，在收费道路(高速路等)存在立交枢纽分支点的情况下，控制装置100使车辆1变更车道或维持车道以向目的地方向行进。因此，在行动计划生成部116参照地图信息142而判明为路径上存在立交枢纽的情况下，在当前的车辆1的位置(坐标)到该立交枢纽的位置(坐标)之间设定用于将车道变更到能够向目的地方向行进的所希望的车道的车道变更活动。另外，表示行动计划生成部116生成的行动计划的信息作为行动计划信息146被存储到存储部140中。

(目标行驶状态设定部)

目标行驶状态设定部118发挥如下的功能：根据行动计划生成部116生成的行动计划和通过外部状况取得部12、路径信息取得部13和行驶状态取得部14取得的各种信息设定作为车辆1的目标的行驶状态即目标行驶状态。该目标行驶状态设定部118具备目标值设定部52、目标轨道设定部54、偏差取得部42和校正部44。

<目标值设定部>

目标值设定部52构成为设定车辆1作为目标的行驶位置(纬度、经度、高度、坐标等)的信息(也简称为“目标位置”)、车速的目标值信息(也简称为“目标车速”)、偏航率的目标值信息(也简称为“目标偏航率”)。

<目标轨道设定部>

目标轨道设定部54构成为：根据外部状况取得部12取得的外部状况和路径信息取得部13取得的行驶路径信息设定车辆1的目标轨道的信息(也简称为“目标轨道”)。这里，目标轨道包括每单位时间的目标位置的信息。并且，在各目标位置上对应有车辆1的姿态信息(行进方向)。此外，也可以在各目标位置上对应有车速、加速度、偏航率、横G、转向角、转向角速度、转向角加速度等目标值信息。另外，上述的目标位置、目标车速、目标偏航率和目标轨道是表示车辆1的目标行驶状态的信息。

<偏差取得部>

偏差取得部42发挥如下的功能：根据目标行驶状态设定部118设定的车辆1的目标行驶状态和行驶状态取得部14取得的车辆1的实际行驶状态，取得车辆1的实际行驶状态相对于目标行驶状态的偏差。

<校正部>

校正部44发挥如下的功能：根据偏差取得部42取得的偏差对车辆1的目标行驶状态进行校正。

(行驶控制部)

行驶控制部120发挥对车辆1的行驶进行控制的功能，具备加减速指令部56、转向指令部58和2WD/4WD切换指令部59，输出行驶控制的指令值，使得车辆1的行驶状态与由目标行驶状态设定部118设定的车辆1的目标行驶状态或者由校正部44设定的新的目标行驶状态一致或接近。

<加减速指令部>

加减速指令部56构成为进行车辆1的行驶控制中的加减速控制。具体而言，加减速指令部56根据目标行驶状态设定部118或校正部44设定的目标行驶状态(目标加减速度)和实际行驶状态(实际加减速度)对用于使车辆1的行驶状态与目标行驶状态一致的加减速度指令值进行运算。

<转向指令部>

转向指令部58构成为进行车辆1的行驶控制中的转向控制。具体而言，转向指令部58根据目标行驶状态设定部118或校正部44设定的目标行驶状态和实际行驶状态对用于使车辆1的行驶状态与目标行驶状态一致的转向角速度指令值进行运算。

<2WD/4WD切换指令部>

2WD/4WD切换指令部59输出将驱动方式从两轮驱动(2WD)向四轮驱动(4WD)切换、或者从四轮驱动(4WD)向两轮驱动(2WD)切换的指令。具体而言，2WD/4WD切换指令部59输出如下的指令：在前轮Wf的轮胎T(参照图3)超过弹性滑动极限之前通过两轮驱动(2WD)行驶，当前轮Wf的轮胎T(参照图3)超过弹性滑动极限时，将驱动方式切换为四轮驱动(4WD)。关于其详细情况，在后面进行说明。

(存储部)

存储部140由ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、闪存等构成，其中存储有地图信息142、路径信息144和行动计划信息146。另外，处理器执行的程序既可以预先存储在存储部140中，也可以通过车载互联网设备等从外部装置下载。此外，程序也可以通过存储有该程序的可搬型存储介质被安装于未图示的驱动装置而被安装到存储部140中。

这里，地图信息142例如是路径信息取得部13具有的比导航地图更高精度的地图信息，包括车道的中央的信息或者车道的边界的信息等。更具体而言，在地图信息142中包括道路信息及交通管制信息、地址信息(地址/邮政编码)、设施信息、电话号码信息等。道路信息中包括表示高速路、收费道路、国道、都道府县道这样的道路的类别的信息、道路的车道数量、各斜道的宽度、道路的坡度、道路的位置(包括经度、纬度、高度的三维坐标)、车道的转弯处的曲率、车道的汇合和分支点的位置、道路上设置的标识等信息。此外，交通管制信息中包括车道由于施工及交通事故、拥堵等而被封这样的信息。

下面，对本发明的车辆的行驶控制方法进行说明。

[车辆的行驶控制方法]

本发明的车辆1的行驶控制方法的特征在于，在行驶中的车辆1的前轮(主驱动轮)Wf的轮胎T(参照图3)超过弹性滑动极限之前，设为仅向前轮Wf传递动力的两轮驱动(2WD)，当行驶中的车辆1的前轮Wf的轮胎T超过弹性滑动极限时，设为向前轮Wf和后轮Wr传递动力的四轮驱动(4WD)。此外，通过将前轮Wf的轮胎T超过弹性滑动极限的部分的动力分配给后轮Wr，从而进行向这里的前轮Wf和后轮Wr传递动力的四轮驱动(4WD)。这里，对求出前轮Wf的轮胎T的弹性滑动极限的方法进行说明。

(轮胎的摩擦特性)

首先，对图3所示的模型化的车轮的轮胎T的摩擦特性进行说明。

通常，车轮的轮圈W是铝或钢等金属制的，由于具有圆环结构，因此，其刚性(弹簧常数)相对于橡胶制的轮胎T的刚性而示出较高的值。因此，若驱动扭矩被施加给轮圈W，则轮胎T的侧壁部和胎面部发生弹性变形。为了表现该轮胎T的弹性变形，将轮圈W和轮胎T的胎面表面(由接地面构成的圆环)分别置换成刚性质量，对弹力在抑制两者的扭曲的方向上起作用的状态进行研究。

在轮胎T与路面的接地部中，由于车辆1的重量，轮胎T发生变形，轮胎T与路面成为以某固定宽度(接地宽度)接触的状态，下面的算式所示的摩擦力F作用于接地面。

F＝μ·N…(1)

这里，μ是轮胎T与路面之间的摩擦系数(由于轮胎T的老化及路面、环境条件等而发生变化)，N是轮胎T的接地负载。摩擦力F是为使车辆1克服行驶阻力而行驶(加速、减速、等速行驶)所需的力。

下面，根据图4的(A)～(D)对向轮W施加驱动扭矩而使轮胎T滚动、使车辆1行驶的状态进行说明。

即，图4的(A)～(D)是说明轮胎T的伴随滚动的弹性滑动的图，在向轮圈W施加驱动扭矩的瞬间，扭矩未被传递至轮胎T，轮胎T尚不滚动。此时，轮胎T发生弹性变形，在轮圈W与轮胎T之间产生扭转角(参照图4的(A))。在该状态下，轮胎T处于静扭转状态，所述静扭转状态产生与施加给轮圈W的驱动扭矩的大小成比例的扭转角，示出了图5所示的特性。这里，图5是示出轮胎T的静扭转特性(驱动扭矩与扭转角之间的关系)的图。另外，这里，为了简化而忽略了粘弹性等非线形性。

当轮胎T发生扭转时，作为其反作用力而向该轮胎T传递扭矩，轮胎T借助于该扭矩而开始滚动(参照图4的(B))。当轮胎T这样滚动时，发生弹性变形的轮胎T的1个要素离开接地面，并且其中积蓄着的弹性应变被释放。此时，与被释放的弹性应变对应的反作用力的大小相对于传递轮圈W的驱动扭矩所需的大小而不足，因此，轮胎T的滚动会暂时停止。

但是，替换离开接地面的轮胎T的1个要素，新的要素在路面接地，由于发生弹性应变而失去的反作用力恢复，因此，轮胎T借助于该反作用力而再次滚动。这样，轮胎T的各个要素的边界条件并非各要素固有的，将随着要素的运动而移动的情况特别地称为“移动边界”。

在实际的轮胎T持续滚动时，由于上述那样的现象连续发生(参照图4的(C))，因此，相对于轮圈W的旋转角，轮胎T的滚动角按固定的比例减小。每单位时间的轮圈W的旋转角与转速(旋转角速度)成比例，因此，轮胎T的滚动角也与轮圈W的转速成比例地减小，产生固定的旋转传递损失(参照图4的(D))。由于因轮胎T的弹性变形而在轮圈W与路面之间发生外观上的滑动，因此，该现象被称为“弹性滑动”。

另外，由于弹性滑动量相对于轮圈W的转速而按固定的比例产生，因此，利用滑动产生的转速损失Δω与轮圈W的转速ω_wheel之比Sr＝Δω/ω_wheel来表示较方便，将该比Sr称为“滑动率”。该滑动率Sr通过下式表示。

Sr＝Δω/ω_wheel…(2)

若图示轮胎T的弹性滑动的特性，则如图6所示。这里，图6是示出驱动扭矩与轮胎T的滑动率之间的关系的图，特别是，表示了轮胎T与路面之间的摩擦系数足够高(或者轮胎T的接地负载足够大)的情况的特性。

当然，由于轮胎T与路面之间的摩擦力也有极限，因此，当轮圈W的驱动扭矩增大下去时，最终轮胎T的接地面开始在路面上滑动。将该现象与“弹性滑动”区别开而称为“移动滑动”。即，若继续增加轮圈W的驱动扭矩，则如图7所示，起初进行弹性滑动，最终至移动滑动，驱动轮失去其抓地力。

采用式(1)将图7所示的驱动扭矩无量纲化而得到的摩擦系数通常作为轮胎T的摩擦特性来使用(参照图8中的虚线)。另外，这些是理想状态下的特性，除了考虑轮胎T的结构及橡胶的粘弹性引起的弹性变形的非线形性外，若还考虑当接地面为滑动摩擦状态时通常摩擦系数减小，则实际的摩擦特性如图8中实线所示。但是，由弹性滑动到移动滑动的状态变化(称为“滑动状态”)引起的摩擦机理和物理特性同样。

根据以上所述，为了得到轮胎T的最大抓地力，优选的是，维持弹性滑动状态与移动滑动状态的边界的滑动状态。此外，由于在弹性滑动状态内接地面不发生滑动，因此，从提高耐磨损性的角度而言，也优选的是，在弹性滑动状态的极限(与移动滑动状态的边界)内维持滑动状态。

但是，由于轮胎T的个体差和老化、路面等环境条件的变化，图8中实线所示的特性(滑动率及摩擦系数)发生变化，因此，根据检测滑动率的以往的方法，即使掌握滑动率的进展，也无法判断其边界(弹性滑动极限)，只能判断明显的移动滑动状态。因此，为了解决这样的课题，需要滑动状态的检测方法。

(滑动状态的检测原理)

下面，对检测滑动状态的原理进行说明。

考虑图4的(A)所示那样的弹性滑动状态中的如下状态：由于弹性变形而在轮圈W与轮胎T之间产生扭转角φ_E，并且接地面移动了接地长度(轮胎T滚动了接地长度的状态、接地面正好交替的状态)。此时，在轮胎T的滚动前的接地面处积蓄有由弹性变形产生的应变能量(k_T·φ_E ²/2：k_T为轮胎刚性)，通过该轮胎T的滚动，该应变能量被释放。由于该应变能量对于车辆1的行驶不做功，因此，可以认为是在应变的生成和释放这样的循环中使从轮圈W给予该轮胎T的驱动能量散失的状态。若领会到这样的能量的散失是通过外观上的滑动(弹性滑动)而发生，则作用于接地面的摩擦力F可通过下面的算式表示，可以将能量的散失置换成摩擦力与外观上的滑动产生的假想功。

k_T·φ_E ²/2＝F·R·φ_E＝T_F·φ_E…(3)

这里，R：轮胎T的滚动半径

T_F：接地面产生的摩擦扭矩

另一方面，在轮胎T与扭转角φ_E对应地滚动时，当包括扭转角φ_E在内，轮圈W的旋转角为φ_wheel时，滑动率S_r根据几何学关系通过下面的算式表示。

S_r＝φ_E/φ_wheel…(4)

根据式(2)和式(4)，

φ_E＝(φ_wheel/ω_wheel)Δω (5)

将其代入到式(3)中，则

T_f＝(k_T·φ_wheel/2ω_wheel)Δω＝c_T·Δω…(6)

摩擦扭矩T_f作为跟轮圈W与路面之间产生的滑动(旋转损失)Δω成比例的粘性阻力来表示。这里，c_T相当于粘性系数，其与轮胎刚性k_T成比例。因此，可以如图9所示，示出至从差动装置Df观察的轮胎接触面为止的力学模型。

这里，在从差动装置Df起使左右的车轴Sf按固定的转速被驱动旋转而左右的前轮Wf的各轮胎T的驱动力处于平衡的状态时，设相当于差动装置Df、前轮Wf的轮圈W和轮胎T的刚体质点相对于平衡点的移位角分别为θ1、θ2、θ3，并设轮圈W与轮胎T的惯性力矩分别为I₂、I₃，则下面的状态方程式成立。

这里，将式(7)通过

x₁＝θ₁，x₂＝θ₂，x₃＝θ₃

的变量转换而无量纲化，将状态变量(矢量)表示为

则可如下地表示式(7)的状态方程式：

这里，若根据式(8)求轮圈W的转速相对于差动装置Df的转速变动的频率响应，则如图10所示。

图10的(A)示出轮圈W的转速变动振幅与差动装置Df的旋转变动振幅的比率(振幅比)m的变化，图10的(B)示出轮圈W的旋转变动相对于差动装置Df的旋转变动的相位延迟Ψ₁的变化。

根据式(6)可知，摩擦粘性系数c_T的值越小，滑动状态越接近移动滑动。在图10中，(a)表示弹性滑动状态的响应，(c)表示移动滑动状态的响应。此外，(b)表示两个滑动状态的边界(弹性滑动极限)处的响应。

比较图10中的(a)和(c)可知，随着成为移动滑动状态，响应的峰值(振幅比)过渡到低频率侧。将此时的响应为峰值的振动模式称为“弹性滑动模式(a)”、“移动滑动模式(c)”，在图11中示出了各振动模式的不同。

在弹性滑动模式中，由于通过轮胎T的弹性变形将驱动力传递至路面，因此，由轮胎刚性k_T产生的弹性力作为反作用力还作用于轮圈W。因此，轮圈W受到由前车轴Sf的刚性k₁和轮胎刚性k_T产生的弹性力的合力而振动。

另一方面，在移动滑动模式中，由于轮胎T与路面动态地滑动，因此，由轮胎刚性k_T产生的弹性力通过滑动而被释放，作用于轮圈W的反作用力也消失。因此，轮圈W与轮胎T成为一体，仅受到由前车轴Sf的刚性k₁产生的弹性力而以同相位进行振动。

根据以上所述，随着从弹性滑动向移动滑动过渡，弹性滑动模式消失，显现移动滑动模式。因此，通过对与该移动滑动模式对应的频带的差动装置Df的旋转变动和轮圈W的旋转变动进行监视，从而可判定移动滑动状态。在移动滑动模式中，振幅比m急剧地增大，此外，根据图10可知，相位延迟从0度(deg)接近90度。

因此，能够根据下述(1)和(2)中的至少一方判定轮胎T的移动滑动状态：

(1)轮圈W的旋转变动振幅与差动装置Df的旋转变动振幅的比率(振幅比)m急剧增大；

(2)轮圈W的旋转变动相对于差动装置Df的旋转变动的相位延迟Ψ₁接近90度。

与移动滑动模式对应的频率由图9所示的模型的设计规格、即车轴刚性k₁、轮胎刚性k_T、轮圈W的惯性力矩I₂和轮胎T的惯性力矩I₃确定，可通过对式(8)所示的雅可比矩阵A的固有值和固有矢量进行计算来求。

另外，车辆1的作为驱动源的发动机E通常产生扭矩变动，该扭矩变动从差动装置Df还被传递至左右的前轮Wf的各轮胎T。作为扭矩变动的主要原因，可列举发动机E的缸内压的变动，但差动装置Df产生由被输入的扭矩变动引起的旋转变动。此时，若差动装置Df的旋转变动通过

表示，则式(8)可领会为边界条件下的强制振动。式(8)中的A₁是差动装置Df的旋转变动振幅，Ω是激振力(发动机E的扭矩变动)的角频率，t是时间。在这样的强制激振状态下，式(8)所示的状态方程式变为如下这样。

在式(9)中，B表示外力(激振输入)，原先的系统具有的固有的振动模式(下面，称为“固有模式”)根据雅可比矩阵A确定。确定雅可比矩阵A的参数是ρ、ω₁、ω₂、ζ₂，但由于这些参数中ρ、ω₁、ω₂是设计规格(已知量)，因此，结果是，固有模式由与滑动识别量对应的无量纲量ζ₂确定(固有模式中哪个模式被激发，这根据激振输入B而不同)。因此，若能够通过什么方法知道无量纲量ζ₂，则应能够将滑动状态指标化。这里，如下地假定式(9)的周期解。

τ＝Ωt

将该周期解代入到式(9)中，若根据盖勒金法进行系数确定，则可得到如下的关系式：

在上式(10)中，m是轮圈W的旋转变动振幅与差动装置Df的旋转变动振幅的比率(振幅比)，Ψ₁是轮圈W的旋转变动相对于差动装置Df的旋转变动的相位延迟，因此，通过计测差动装置Df的旋转变动和轮圈W的旋转变动，可根据式(10)求出无量纲量ζ₂。

这里，由于式(10)所示的关系式是两个，因此，能够求最大的两个未知数。因此，除了能够求无量纲量ζ₂以外，还能够同时求ω₂，即使轮胎刚性k_T及摩擦系数μ因个体差及老化、路面状况等发生变化，也能够求出适合于现状的值。

下面，对无量纲量ζ₂与固有模式之间的关系进行说明。

通过求雅可比矩阵A的固有值λ，从而能够记述固有模式的反应。这里，在图12中示出了与移动滑动模式对应的固有值λ的反应(根轨迹)。图12的(a)～(c)对应于图10中的(a)～(c)和图11中的(a)、(c)。

图12中的横轴是实轴，纵轴是虚轴，虚数部表示振动解。在弹性滑动状态(参照图12中的(a))中，根在实轴上，表示不存在振动解。相对于此，在移动滑动状态(参照图12的(c))中，根具有虚数部，表示产生振动。即，可知在无量纲量ζ₂<0.86(参照图12中的(b))时显现移动滑动模式。

这里，在显现移动滑动模式时，即，设弹性滑动极限中的无量纲量(下面，称为“滑动识别量”)ζ₂为弹性滑动极限的基准值ζ_S(＝0.86)、设该弹性滑动极限的基准值ζ_S与滑动识别量ζ₂的比率为滑动状态识别符ID_slip，如下式那样定义。

ID_slip＝ζ_S/ζ₂…(11)

因此，可以根据通过上式(11)求出的滑动状态识别符ID_slip的值如下所述地判定滑动状态。

在ID_slip<1时，弹性滑动状态

在ID_slip＝1时，弹性滑动极限(抓地力极限)

在IDslip>1时，移动滑动状态

另外，弹性滑动极限的基准值ζ_S表示根据设计规格而不同的值，在本实施方式中ζ_S＝0.86。

根据以上所述，可计测差动装置Df的旋转变动和轮圈W的旋转变动而求滑动识别量ζ₂，计算根据设计规格确定的弹性滑动极限的基准值ζ_S与滑动识别量ζ₂的比率ID_slip，并根据通过式(11)求出的滑动状态识别符ID_slip的值判定左右的前轮Wf的滑动状态。

(车辆的行驶控制方法)

如前面所述，本发明的车辆的行驶控制方法的特征在于，在行驶中的车辆1的前轮(主驱动轮)Wf的轮胎T超过弹性滑动极限之前，设为仅向前轮Wf传递动力的两轮驱动(2WD)，当前轮Wf的轮胎T超过弹性滑动极限而为移动滑动状态时，设为向前轮Wf和后轮Wr传递动力的四轮驱动(4WD)。这里，检测车辆1以仅向前轮Wf传递动力的两轮驱动(2WD)行驶时的差动装置Df的旋转变动和前轮Wf的轮圈W的旋转变动，根据下述的(1)和(2)中的至少一方判定前轮Wf的轮胎T的移动滑动状态：

(1)轮圈W的旋转变动振幅与差动装置Df的旋转变动振幅的比率(振幅比)m急剧增大；

(2)轮圈W的旋转变动相对于差动装置Df的旋转变动的相位延迟Ψ₁接近90度。

更具体而言，根据前轮Wf的轮圈W的旋转变动振幅与差动装置Df的旋转变动振幅的比率(振幅比)m和前轮Wf的轮圈W的旋转变动相对于差动装置Df的旋转变动的相位延迟Ψ₁，计算轮胎T的滑动状态的指标即滑动识别量ζ₂，以对应于轮胎T的弹性滑动极限的基准值ζ_S与该滑动识别量ζ₂的比率(＝ζ_S/ζ₂)即滑动状态识别符ID_slip＝1作为轮胎T的弹性滑动极限。

下面，根据图13至图15对本发明的车辆的行驶控制方法更具体地进行说明。

图13是示出本发明的车辆的行驶控制步骤的流程图，图14是示出车辆直行行驶时的相对于驱动扭矩的滑动状态识别符ID_slip与效率的变化的图，图15是示出车辆转弯(左转弯)行驶时的相对于左前轮的转向角的滑动状态识别符ID_slip与打滑角之间的关系的图。

如图13的流程图所示，当开始图2所示的控制装置100的控制时，首先，判定车辆1是否是行驶中(步骤S1)。在车辆为行驶中的情况下(步骤S1：是)，通过前述的方法计算滑动状态识别符ID_slip(步骤S2)，判定该计算出的滑动状态识别符ID_slip是否超过1、即左右的前轮Wf的轮胎T是否处于移动滑动状态(步骤S3)。该判定的结果是，在判定为滑动状态识别符ID_slip超过1而前轮Wf的轮胎T处于移动滑动状态的情况下(步骤S3：是)，通过从仅向前轮Wf传递动力的状态设为向前轮Wf和后轮Wr传递动力的状态，从而将车辆1的驱动方式设为四轮驱动(4WD)(步骤S4)。将这里的车辆1的驱动方式设为四轮驱动(4WD)是通过(仅)将前轮Wf的轮胎T超过弹性滑动极限的部分的动力分配至后轮Wr来进行的。即，前轮Wf的轮胎T不超过弹性滑动极限的部分的动力直接分配至前轮Wf，仅将剩余的超过弹性滑动极限的部分的动力分配至后轮Wr。由此，车辆1为四轮驱动(4WD)状态，其受到来自左右的前轮Wf和后轮Wr这四个轮的旋转驱动力而行驶。

即，在图2所示的控制装置100中，从设置于行驶控制部120的2WD/4WD切换指令部59向离合器C(参照图1)输出切换指令。由此，从发动机E向变速器M传递的动力的一部分通过差动装置Df被分配而传递至左右的前车轴Sf，左右的前轮Wf被驱动旋转。如上所述，该向左右的前车轴Sf分配、传递的动力是前轮Wf的轮胎T不超过弹性滑动极限的部分的动力。并且，来自发动机的剩余的动力从传动轴PS经离合器C向差动装置Dr传递，并通过差动装置Dr被分配、传递至左右的后车轴Sr，左右的后轮Wr也同时地被驱动旋转。该向左右的后车轴Sr分配、传递的动力是前轮Wf的轮胎T超过弹性滑动极限的部分的(剩余的)动力。因此，车辆1受到来自左右的前轮Wf和后轮Wr这四个轮的旋转驱动力而行驶。

另一方面，步骤S3中的判定的结果是在滑动状态识别符ID_slip为1以下(ID_slip≦1)的情况下(步骤S3：否)，即，在前轮Wf的轮胎处于弹性滑动状态的情况下，不进行从仅向前轮Wf传递动力的状态向朝前轮Wf和后轮Wr传递动力的状态的转移，即不进行从车辆1的驱动方式的两轮驱动(2WD)向四轮驱动(4WD)的切换，车辆1仍以两轮驱动(2WD)行驶(步骤S5)。这样，在前轮Wf的轮胎T处于弹性滑动状态时，通过将车辆1的驱动方式设为两轮驱动(2WD)，从而能够将后轮Wr的驱动损失抑制得较小而实现燃料效率的提高。

以上的一系列的行驶控制在车辆1行驶的期间始终进行，但当车辆1停止时(步骤S1：否)，对车辆1的行驶控制结束(步骤S6)。

如图14所示，在车辆直行行驶时，以仅向前轮Wf传递动力的两轮驱动(2WD)行驶的车辆1的效率如图14的(A)、(B)所示，在滑动状态识别符ID_slip超过1的阶段大幅地降低。另外，图14的(A)示出了车辆1在摩擦系数μ＝1.0的干燥的柏油路上行驶的情况下的值，图14的(B)示出了车辆1在摩擦系数μ＝0.3的雪道上行驶的情况下的值。

在本发明的行驶控制方法中，当判定为滑动状态识别符ID_slip超过1(ID_slip>1)而前轮Wf的轮胎T处于移动滑动状态时，通过将前轮Wf的轮胎T超过弹性滑动极限的部分的动力向后轮Wr分配，从而从仅向前轮Wf传递动力的两轮驱动(2WD)向朝前轮Wf和后轮Wr传递动力的四轮驱动(4WD)转移，因此，能够在前轮Wf发生移动滑动前向后轮Wr分配动力。因此，如图14的(A)、(B)所示，在车辆直行行驶时滑动状态识别符ID_slip不会大幅地超过1，维持效率最大点，并且可有效地防止车辆1伴随前轮Wf的移动滑动的动作的紊乱。

此外，即使在进行转向操作而使车辆1转弯的状态下，若判定为滑动状态识别符ID_slip超过1(ID_slip>1)而前轮Wf的轮胎T处于移动滑动状态，则通过将前轮Wf的轮胎T超过弹性滑动极限的部分的动力向后轮Wr分配，从而从仅向前轮Wf传递动力的两轮驱动(2WD)向朝前轮Wf和后轮Wr传递动力的四轮驱动(4WD)转移。由此，能够将转向轮即前轮Wf保持为弹性滑动状态，由于能够如图15所示地维持空挡特性，因此，能够防止转向不足而提高车辆1的实际行驶轨道相对于目标行驶轨道的追随性。

由以上说明可知，根据本发明的车辆1的行驶控制方法，在车辆1直行行驶时，在车辆1的前轮Wf的轮胎T超过弹性滑动极限之前，以两轮驱动(2WD)行驶，当车辆1的前轮Wf的轮胎T超过弹性滑动极限时以四轮驱动(4WD)行驶，从而可得到能够防止动力传递效率的急剧降低及性能的不稳定化这样的效果。

此外，在车辆1转弯行驶时，在车辆1的前轮Wf的轮胎T超过弹性滑动极限之前，以两轮驱动(2WD)行驶，当车辆1的前轮Wf的轮胎T超过弹性滑动极限时以四轮驱动(4WD)行驶，从而可得到能够防止转向不足的发生而提高实际行驶轨道相对于目标行驶轨道的追随性这样的效果。

另外，以上对本发明的以发动机作为驱动源的车辆的行驶控制方法进行了说明，但本发明同样地也可以应用于以电动机作为驱动源的电动汽车或以发动机和电动机作为驱动源的混合动力汽车的行驶控制方法。

本发明的应用不限于以上说明的实施方式，可以在权利要求书和说明书及附图中所述的技术思想的范围内进行各种变形。例如，在上述实施方式中，示出了车辆1的前轮Wf是本发明的主驱动轮、后轮Wr是本发明的副驱动轮的情况，但除此以外，虽然省略图示和详细的说明，但本发明也可以应用于以后轮作为主驱动轮、以前轮作为副驱动轮的车辆。此时，车辆转弯时的本发明的动力传递切换控制防止由后轮的打滑导致的转向过度的发生而提高实际行驶轨道相对于目标行驶轨道的追随性。

Claims (7)

1.一种车辆的行驶控制方法，该车辆具备被传递来自驱动源的动力的主驱动轮和副驱动轮，且能够实现仅向所述主驱动轮传递动力的驱动状态及向所述主驱动轮和所述副驱动轮传递动力的驱动状态，所述车辆的行驶控制方法的特征在于，

进行如下的控制：

在行驶中的车辆的所述主驱动轮的轮胎超过弹性滑动极限之前，设为仅向所述主驱动轮传递动力的驱动状态，

当行驶中的车辆的所述主驱动轮的轮胎超过弹性滑动极限时，设为向所述主驱动轮和所述副驱动轮传递动力的驱动状态。

2.根据权利要求1所述的车辆的行驶控制方法，其特征在于，

通过将所述主驱动轮的轮胎超过弹性滑动极限的部分的动力分配给所述副驱动轮，从而执行向所述主驱动轮和所述副驱动轮传递动力的驱动状态。

3.根据权利要求1或2所述的车辆的行驶控制方法，其特征在于，

所述车辆具备将来自驱动源的动力向所述主驱动轮传递的动力传递单元，

检测所述动力传递单元的旋转变动和所述主驱动轮的轮圈的旋转变动，根据下述[1]和[2]中的至少一方判定为所述轮胎超过了所述弹性滑动极限：

[1]所述轮圈的旋转变动振幅与所述动力传递单元的旋转变动振幅的比率急剧增大；

[2]所述轮圈的旋转变动相对于所述动力传递单元的旋转变动的相位延迟接近90度。

4.根据权利要求3所述的车辆的行驶控制方法，其特征在于，

根据所述轮圈的旋转变动振幅与所述动力传递单元的旋转变动振幅的比率和所述轮圈的旋转变动相对于所述动力传递单元的旋转变动的相位延迟，计算所述轮胎的作为滑动状态的指标的滑动识别量，

以滑动状态识别符＝1作为所述轮胎的弹性滑动极限，所述滑动状态识别符是所述轮胎的弹性滑动极限的基准值与该滑动识别量的比率。

5.一种车辆的行驶控制装置，其特征在于，

所述车辆的行驶控制装置具备：

动力传递单元，其将来自驱动源的动力向主驱动轮和副驱动轮传递；

动力分配单元，其能够通过对所述动力传递单元的从所述驱动源到所述主驱动轮和所述副驱动轮的动力传递的分配进行控制，来实现仅向所述主驱动轮传递动力的驱动状态及向所述主驱动轮和所述副驱动轮传递动力的驱动状态；

弹性滑动极限判断单元，其判断所述主驱动轮的轮胎是否超过弹性滑动极限；和

控制单元，其根据所述弹性滑动极限判断单元的判断对所述动力分配单元进行控制，

所述控制单元进行如下的动力传递切换控制：

在行驶中的车辆的所述主驱动轮的轮胎超过弹性滑动极限之前，设为仅向所述主驱动轮传递动力的驱动状态，

当行驶中的车辆的所述主驱动轮的轮胎超过弹性滑动极限时，设为向所述主驱动轮和所述副驱动轮传递动力的驱动状态。

6.根据权利要求5所述的车辆的行驶控制装置，其特征在于，

向所述主驱动轮和所述副驱动轮传递动力的驱动状态是通过将所述主驱动轮的轮胎超过弹性滑动极限的部分的动力分配给所述副驱动轮来执行的。

7.根据权利要求6所述的车辆的行驶控制装置，其特征在于，

所述控制单元具有自动驾驶控制部，该自动驾驶控制部进行自动地控制所述车辆的至少加减速的自动驾驶控制，

在所述自动驾驶控制部实施所述自动驾驶控制时，所述控制单元进行所述动力传递切换控制。

Images