JP2016159807A

JP2016159807A - 自動車

Info

Publication number: JP2016159807A
Application number: JP2015041412A
Authority: JP
Inventors: 真中元; Makoto Nakamoto
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2015-03-03
Filing date: 2015-03-03
Publication date: 2016-09-05
Anticipated expiration: 2035-03-03
Also published as: JP6539066B2

Abstract

【課題】駆動系の部品の破損を回避しつつ、消費電力を削減する。
【解決手段】自動車１００は、駆動源から出力された駆動力を前輪１３２および後輪１４０のいずれか一方に伝達するトランスミッション１１６と、トランスミッションから出力された駆動力を前輪および後輪のいずれか他方に伝達する電子制御カップリング１３４と、車外の走行環境を認識する走行環境認識部１６０と、走行環境に基づき、所定の駆動閾値以上の駆動力が事後的に必要となる要駆動力条件を満たすか否か判定する条件判定部１６２と、要駆動力条件を満たすと判定されると４ＷＤ走行を行う駆動切換部１６４と、４ＷＤ走行が行われている間、電子制御カップリング１３４を駆動するカップリング制御部１６６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、２ＷＤ走行と４ＷＤ走行とを切り換えることが可能な自動車に関する。

自動車では、前後輪駆動する４ＷＤ（４輪駆動）走行と、前輪と後輪のいずれか一方を駆動する２ＷＤ（２輪駆動）走行とのいずれの駆動状態も可能とするものがあり、その走行状態に応じ、４ＷＤ走行と２ＷＤ走行とを切り換えることができる（パートタイム４ＷＤ等）。このとき、例えば、自動車が常時４ＷＤ走行し、車両の急旋回走行時には、４ＷＤ走行から２ＷＤ走行に切り換わる技術が開示されている（例えば、特許文献１）。また、２ＷＤ走行している間にスリップが発生すると４ＷＤ走行に切り換わり、加速または定常走行域を脱すると２ＷＤ走行に戻される技術も開示されている（例えば、特許文献２）。また、４ＷＤ走行している間に、速度変化が小さく、かつ、左右輪の速度差が小さいと２ＷＤ走行に切り換わり、速度変化が小さく、かつ、左右輪の速度差が大きくなると４ＷＤ走行に戻される技術も開示されている（特許文献３）。

また、４ＷＤ走行と２ＷＤ走行との切り換えを、電子制御カップリングを用いて実現している場合、４ＷＤ走行している間、常に電子制御カップリングで駆動電力が消費されることとなる。そこで、４ＷＤ走行している間、電子制御カップリングに時分割（デューティー）で駆動電力を供給することで消費電力を軽減する技術が開示されている（例えば、特許文献４）。また、ＥＶスイッチがオン状態のとき、ＥＶスイッチがオフ状態の場合と比べて４ＷＤ駆動で動作する領域が縮小するように設定される技術も開示されている（例えば、特許文献５）。

特公平５−３７８５４号公報特公昭６２−８３３４号公報特許第３５８２３７５号公報特開２００２−２２５５８３号公報特許第４２２５３１４号公報

上述したような２ＷＤ走行と４ＷＤ走行とを切り換えて走行する自動車において、２ＷＤ走行している間に大きな駆動力をかけると、２ＷＤ走行に関わる駆動輪にのみ負荷がかかり、駆動系の部品（例えば、デファレンシャルギアやドライブシャフト）の破損が生じるおそれがある。そこで、常時４ＷＤ走行を行うことで、駆動力を分散し、駆動系の部品の破損を防止することが考えられる。

しかし、上述したように、４ＷＤ走行している間は常に電子制御カップリングで駆動電力が消費されることとなり、例えば、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド車においては、バッテリの消費により、走行に利用可能な電力が減少し、走行距離に影響を及ぼすこととなる。

本発明は、このような課題に鑑み、駆動系の部品の破損を回避しつつ、消費電力を削減することが可能な自動車を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の自動車は、駆動源から出力された駆動力を前輪および後輪のいずれか一方に伝達するトランスミッションと、トランスミッションから出力された駆動力を前輪および後輪のいずれか他方に伝達する電子制御カップリングと、車外の走行環境を認識する走行環境認識部と、走行環境に基づき、所定の駆動閾値以上の駆動力が事後的に必要となる要駆動力条件を満たすか否か判定する条件判定部と、要駆動力条件を満たすと判定されると４ＷＤ走行を行う駆動切換部と、４ＷＤ走行が行われている間、電子制御カップリングを駆動するカップリング制御部と、を備えることを特徴とする。

要駆動力条件は、走行環境認識部が特定した先行車両と自車両との相対距離を所定の距離に保ちつつ先行車両に追従する追従クルーズコントロールが実行されている状態で、先行車両との相対距離が所定の距離閾値以上である、または、先行車両との相対速度が所定の第１速度閾値以上であるとしてもよい。

要駆動力条件は、車速を所定の目標速度に維持しながら走行する定速クルーズコントロールが実行されている状態で、目標速度と車速との差分が所定の第２速度閾値以上であるとしてもよい。

要駆動力条件は、走行環境認識部が特定した道路の勾配が所定の第１角度閾値以上、かつ、車速が所定の第３速度閾値以上であるとしてもよい。

要駆動力条件は、走行環境認識部が特定した道路の曲率半径が所定の長さ閾値未満であり、かつ、車速が所定の第４速度閾値以上であるとしてもよい。

駆動切換部は、要駆動力条件を満たして４ＷＤ走行を行った後、車速の変化が、所定の時間閾値の間、所定の速度範囲内に維持されれば、２ＷＤ走行を行ってもよい。

駆動源としてエンジンおよびモータを備え、走行時にはエンジンおよびモータの一方または双方を駆動し、モータに電力を供給するバッテリに外部から直接充電可能なプラグインハイブリッド車であってもよい。

本発明によれば、駆動系の部品の破損を回避しつつ、消費電力を削減することが可能となる。

自動車の構成を示す図である。制御部による走行処理を説明するためのフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、自動車１００の構成を示す図である。自動車１００は、前後輪駆動する４ＷＤ（４輪駆動）走行と、前輪のみを駆動する２ＷＤ（２輪駆動）走行とのいずれの駆動状態も可能とし、エンジン１１０、燃料タンク１１２、クラッチ１１４、トランスミッション１１６、エレクトロニックコントロールユニット（以下、単にＥＣＵと言う）１１８、モータ１２０、インバータ１２２、バッテリ１２４、プロペラシャフト１２６、フロントデファレンシャルギア１２８、フロントドライブシャフト１３０、前輪１３２、電子制御カップリング１３４、リアデファレンシャルギア１３６、リアドライブシャフト１３８、後輪１４０、制御部１４２、車速センサ１４４、撮像装置１４６を含んで構成される。

本実施形態では、自動車１００として、特に、電気エネルギーを外部の商用のコンセントから直接充電可能であり、かつ、２ＷＤ走行と４ＷＤ走行とを切り換えて走行可能なプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）について説明する。ただし、２ＷＤ走行と４ＷＤ走行とを切り換えて走行可能な自動車であれば、駆動源が、エンジンおよびモータの一方または双方のいずれであってもよく、電気自動車（ＥＶ）、エンジン車、非プラグインハイブリッド車（ハイブリッド車）等、様々な車種を採用することができる。ここでは、本実施形態の特徴に関係する構成について詳細に説明し、本実施形態の特徴と無関係の構成については説明を省略する。

エンジン１１０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンで構成され、燃料タンク１１２から供給される燃料（ガソリン、ディーゼル等）を燃焼させることで駆動力を得て、得られた駆動力を、クラッチ１１４を介してトランスミッション１１６に伝達する。また、エンジン１１０は、ＥＣＵ１１８と接続され、ＥＣＵ１１８の制御指令に基づいて駆動力が調整される。

モータ１２０は、エンジン１１０と同軸に配され、インバータ１２２を介してバッテリ１２４から供給される電力により駆動力を得て、得られた駆動力をトランスミッション１１６に伝達する。また、モータ１２０は、電力の供給を受けていないタイミングで、発電機としても機能し、発電された電力は、インバータ１２２を介してバッテリ１２４に蓄積される。また、インバータ１２２は、ＥＣＵ１１８と接続され、ＥＣＵ１１８の制御指令に基づいて供給電力（モータ１２０の駆動力）が調整される。

エンジン１１０やモータ１２０といった駆動源から出力された駆動力は、トランスミッション１１６により、トルク、回転数、回転方向が調整されてプロペラシャフト１２６に伝達され、さらにフロントデファレンシャルギア１２８、フロントドライブシャフト１３０を介して前輪１３２に伝達される。また、４ＷＤ走行時には、トランスミッション１１６から出力された駆動力が、電子制御カップリング１３４、リアデファレンシャルギア１３６、および、リアドライブシャフト１３８を介して後輪１４０にも伝達される。ここでは、前輪１３２は、トランスミッション１１６から直接駆動力を得て、後輪１４０は、電子制御カップリング１３４を介して駆動力を得ているが、後輪１４０に、トランスミッション１１６から直接駆動力を伝達し、前輪１３２に、電子制御カップリング１３４を介して駆動力を伝達するとしてもよい。

制御部１４２は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成され、自動車１００全体を統括制御する。また、本実施形態において、制御部１４２は、走行環境認識部１６０、条件判定部１６２、駆動切換部１６４、カップリング制御部１６６、走行モード切換部１６８としても機能する。また、制御部１４２には、車速センサ１４４や撮像装置１４６も接続されている。車速センサ１４４は、当該自動車１００の速度を検出する。撮像装置１４６は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の撮像素子を含んで構成され、自動車１００の前方を撮像し、モノクロ画像またはカラー画像を生成することができる。かかる撮像装置１４６は、２つ対になっており、自動車１００の進行方向側においてそれぞれの光軸が略平行になるように、略水平方向に離隔して配置される。また、制御部１４２は、ＥＣＵ１１８を介して、エンジン１１０やモータ１２０の駆動力を制御する。

（制御部１４２の動作）
自動車１００においては、上述したように２ＷＤ走行と４ＷＤ走行とを切り換えて走行するように設定することができる。ただし、２ＷＤ走行している間に、大きな駆動力をかけると（要求すると）、２ＷＤ走行に関わる駆動輪にのみ負荷がかかり、駆動系の部品の破損が生じるおそれがある。これに対し、駆動力を分散するために常時４ＷＤ走行を行うとすると、その走行の間は常に電子制御カップリング１３４で駆動電力が消費され、バッテリ１２４の消費により、走行に利用可能な電力が減少して、走行距離に影響を及ぼす。そこで、本実施形態では、事後的に駆動力が必要とされる状況か否か予め判定し、その判定結果に応じて、２ＷＤ走行と４ＷＤ走行とを効率的に切り換えることで、駆動系の部品の破損を回避しつつ、消費電力を削減することを目的としている。

また、本実施形態の自動車１００では、撮像装置１４６によって自動車１００の前方を撮像し、撮像した画像内における色情報や位置情報に基づいて車外の走行環境を認識する。ここで、走行環境は、自動車１００の走行に伴った自動車１００の前方における、道路の状態、道路の外側に位置する建物の状態、その道路を走行または横切る自動車の走行状態、歩行者等の移動状態等を含む、総合的な環境情報を示す。このような走行環境に基づいて、例えば、画像内の先行車両等を特定し、先行車両との相対距離（車間距離）を所定の距離に保ちつつ（衝突を回避しつつ）、先行車両に追従する、所謂、追従クルーズコントロールや、自動車１００の速度を所定の目標速度に維持しながら走行する、所謂、定速クルーズコントロールを実現している。ここでは、かかる追従クルーズコントロールや定速クルーズコントロールに用いられている機能を利用して走行環境を認識し、特に、先行車両や、自車両（自動車１００）が走行する道路を特定し、先行車両や道路が含まれる走行環境に基づいて、事後的に駆動力が必要とされる状況を判定することとする。

まず、走行環境認識部１６０は、２つの撮像装置１４６それぞれから画像データを取得し、２つの画像の一方から任意に抽出したブロック（例えば水平４画素×垂直４画素の配列）に対応するブロックを他方の画像から検索する、所謂パターンマッチングを用いて視差を導き出す。ここで、「水平」は、撮像した画像の画面横方向を示し、「垂直」は、撮像した画像の画面縦方向を示す。走行環境認識部１６０は、このようなブロック単位の視差導出処理を検出領域（例えば水平６００画素×垂直１８０画素）に映し出されている全てのブロックについて行う。ここでは、ブロックを水平４画素×垂直４画素としているが、ブロック内の画素数は任意に設定することができる。

続いて、走行環境認識部１６０は、検出領域内のブロック毎の視差に基づいて、所謂ステレオ法を用いて、水平距離、高さおよび相対距離を含む３次元の位置情報を導出する。ここで、ステレオ法は、三角測量法を用いることで、ブロックの視差からそのブロックの撮像装置１４６に対する相対距離を導出する方法である。このとき、走行環境認識部１６０は、ブロックの相対距離と、ブロックと同相対距離にある道路表面上の点からブロックまでの検出領域上の距離とに基づいて、ブロックの道路表面からの高さを導出する。

次に、走行環境認識部１６０は、任意のブロックを基点として、そのブロックと、水平距離の差分、高さの差分および相対距離の差分が予め定められた範囲（例えば０．１ｍ）内にあるブロックとを、同一の立体物に対応すると仮定してグループ化する。こうして、仮想的なブロック群である立体物が生成される。上記の範囲は実空間上の距離で表され、製造者や搭乗者によって任意の値に設定することができる。また、走行環境認識部１６０は、グループ化により新たに追加されたブロックに関しても、そのブロックを基点として、水平距離の差分、高さの差分および相対距離の差分が所定範囲内にあるブロックをさらにグループ化する。結果的に、同一の特定物と仮定可能なブロック全てがグループ化されることとなる。

続いて、走行環境認識部１６０は、グループ化した立体物が、予め定められた車両に相当する所定の条件を満たしていれば（例えば、立体物が道路上に位置し、立体物全体の大きさが特定物「車両」の大きさに相当すれば）、その立体物を特定物「車両」と特定する。そして、走行環境認識部１６０は、特定物「車両」のうち、自動車１００との位置関係および相対速度に基づいて自動車１００と進行方向が等しい車両を特定して先行車両とする。このように特定された先行車両は、追従クルーズコントロールにおいて、追従の対象となる。

また、走行環境認識部１６０は、立体物が、予め定められた道路に相当する所定の条件を満たしていれば（例えば、白線、先行車両、ガードレール等の路側用立体物との位置関係が特定物「道路」に相当すれば）、その立体物を特定物「道路」と特定する。以上説明した、走行環境認識部１６０による特定物の特定処理は、特許第５５８０２３３号等、既存の様々な技術を採用することができるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。

条件判定部１６２は、走行環境、特に、先行車両の走行状態に基づき、所定の駆動閾値以上の駆動力が事後的に必要となる（または、必要となる可能性が高い）要駆動力条件を満たすか否か判定する。かかる構成により、事後的に高い駆動力が必要となる状況であることを予め把握し、２ＷＤ走行と４ＷＤ走行とを効率的に切り換えることが可能となる。

ここで、所定の駆動閾値以上の駆動力が事後的に必要となる状況としては、例えば、追従クルーズコントロールにおける加速時（先行車両の加速に伴う自車両の加速時）や、定速クルーズコントロールにおける加速時（定速に到達するまでの自車両の加速時）が考えられる。

かかる追従クルーズコントロールにおける加速時であることを判定するには、要駆動力条件として、追従クルーズコントロールが実行されている状態で、走行環境認識部１６０が特定した先行車両と自車両との相対距離が所定の距離閾値（例えば、１０ｍ）以上である、または、その先行車両との相対速度が所定の第１速度閾値（１０ｋｍ／ｈ）以上であることが満たされればよい。

また、定速クルーズコントロールにおける加速時であることを判定するには、要駆動力条件として、所定の目標速度で定速クルーズコントロールが実行されている状態で、目標速度と、車速センサ１４４が検出した自動車１００の速度（車速）との差分が所定の第２速度閾値（５ｋｍ／ｈ）以上であることが満たされればよい。

このように、追従クルーズコントロールにおける加速時や、定速クルーズコントロールにおける加速時を的確に判定することで、事後的に高い駆動力が必要となるタイミングを適切に把握することが可能となる。

また、条件判定部１６２は、走行環境、特に、道路の状態に基づき、所定の駆動閾値以上の駆動力が事後的に必要となる要駆動力条件を満たすか否か判定することもできる。かかる構成により、先行車両の走行状態に基づく場合と同様に、事後的に高い駆動力が必要となる状況であることを予め把握し、２ＷＤ走行と４ＷＤ走行とを効率的に切り換えることが可能となる。また、ここでは、走行環境認識部１６０が特定した道路に基づいて道路の状態を判定しているが、かかる場合に限らず、例えば、道路地図中の走行位置をＧＰＳ（Global Positioning System）等によって特定することで道路の状態を判定してもよい。

ここで、所定の駆動閾値以上の駆動力が事後的に必要となる状況としては、例えば、道路の勾配が大きい（上り坂）場合や、道路の曲率半径が短い（カーブ）場合が考えられる。

道路の勾配が大きいことを判定するには、要駆動力条件として、走行環境認識部１６０が特定した道路の勾配が所定の第１角度閾値以上、かつ、車速センサ１４４が検出した自動車１００の速度が、所定の第３速度閾値（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上であること（走行していること）が満たされればよい。

また、道路の曲率半径が短いことを判定するには、要駆動力条件として、道路の曲率半径が所定の長さ閾値未満であり、かつ、車速センサ１４４が検出した自動車１００の速度が、所定の第４速度閾値（例えば、３０ｋｍ／ｈ）以上であることが満たされればよい。

このように、道路の勾配が大きい場合や、道路の曲率半径が短い場合を的確に判定することで、事後的に高い駆動力が必要となるタイミングを適切に把握することが可能となる。

駆動切換部１６４は、２ＷＤ走行と４ＷＤ走行とを切り換えることができ、条件判定部１６２が要駆動力条件を満たすと判定すると、その時点で２ＷＤ走行および４ＷＤ走行のいずれを行っているかに拘わらず、４ＷＤ走行を行う。また、駆動切換部１６４は、要駆動力条件を満たして４ＷＤ走行を行った後、車速センサ１４４が検出した自動車１００の速度の変化が所定の時間閾値（例えば、５秒）の間、所定の速度範囲（例えば、±５ｋｍ／ｈ）内に維持されれば、すなわち、車速が安定すると、２ＷＤ走行に戻す（ヒステリシス特性）。なお、駆動切換部１６４は、運転者のアクセルペダルやブレーキペダル等の操作により、結果的に、高い駆動力（所定の駆動閾値以上の駆動力）が要求された場合にも４ＷＤ走行を行うとしてもよい。

カップリング制御部１６６は、４ＷＤ走行が行われている間、電子制御カップリング１３４の駆動ソレノイドを駆動し、走行状態に応じ、前輪１３２と後輪１４０のデューティーを調整して後輪１４０への最適な駆動力伝達を行う。

ここでは、条件判定部１６２が要駆動力条件を満たすと判定した場合、例えば、追従クルーズコントロールにおける加速時、定速クルーズコントロールにおける加速時、道路の勾配が大きい場合、道路の曲率半径が短い場合、すなわち、事後的に高い駆動力が必要となる状況において、４ＷＤ走行に切り換えることで、その後の急加速によって実際に生じ得る高い駆動力を分散することができるため、駆動系の部品の破損を回避する（部品保護）ことが可能となる。また、要駆動力条件を満たしていない間、もしくは、要駆動力条件を満たした後に、車速の変化が所定の時間閾値の間、所定の速度範囲内に維持されるようになった場合に、２ＷＤ走行を行うことで、電子制御カップリング１３４を駆動しないで済むので、その分、消費電力を削減することが可能となる。

また、ここでは、実際に駆動力が要求される状況になってからはじめて４ＷＤ走行に切り換えるのではなく、そのような状況になることを予め推測し、事前に４ＷＤ走行に切り換えているので、駆動状態切換の応答性を向上し、要求された高い駆動力を効果的に分散することが可能となる。

（走行処理）
図２は、制御部１４２による走行処理を説明するためのフローチャートである。まず、走行環境認識部１６０は、自動車１００の前方を撮像した画像に基づいて走行環境を認識し、特に、先行車両や道路といった特定物を特定する（Ｓ２００）。そして、条件判定部１６２は、先行車両の走行状態に基づき、追従クルーズコントロールにおける加速時であるか否か判定する（Ｓ２０２）。具体的に、条件判定部１６２は、追従クルーズコントロールが実行されている状態で、先行車両と自車両との相対距離が所定の距離閾値以上である、または、先行車両との相対速度が所定の第１速度閾値以上であれば、追従クルーズコントロールにおける加速時であると判定する。ここで、条件判定部１６２が、追従クルーズコントロールにおける加速時ではないと判定すると（Ｓ２０２におけるＮＯ）、条件判定部１６２は、自車両の走行状態に基づき、定速クルーズコントロールにおける加速時であるか否か判定する（Ｓ２０４）。具体的に、条件判定部１６２は、所定の目標速度で定速クルーズコントロールが実行されている状態で、目標速度と、車速との差分が所定の第２速度閾値以上であれば、定速クルーズコントロールにおける加速時であると判定する。

また、条件判定部１６２が、定速クルーズコントロールにおける加速時ではないと判定すると（Ｓ２０４におけるＮＯ）、条件判定部１６２は、道路の状態に基づき、道路の勾配が大きいか否か判定する（Ｓ２０６）。具体的に、条件判定部１６２は、道路の勾配が所定の第１角度閾値以上、かつ、車速が、所定の第３速度閾値以上であれば、道路の勾配が大きいと判定する。ここで、条件判定部１６２が、道路の勾配が大きくないと判定すると（Ｓ２０６におけるＮＯ）、条件判定部１６２は、道路の状態に基づき、道路の曲率半径が短いか否か判定する（Ｓ２０８）。具体的に、条件判定部１６２は、道路の曲率半径が所定の長さ閾値未満であり、かつ、車速が、所定の第４速度閾値以上であれば、道路の曲率半径が短いと判定する。

そして、条件判定部１６２が、追従クルーズコントロールにおける加速時であると判定したか（Ｓ２０２におけるＹＥＳ）、定速クルーズコントロールにおける加速時であると判定したか（Ｓ２０４におけるＹＥＳ）、道路の勾配が大きいと判定したか（Ｓ２０６におけるＹＥＳ）、もしくは、道路の曲率半径が短いと判定すると（Ｓ２０８におけるＹＥＳ）、以下の処理が実行される。

すなわち、駆動切換部１６４は、現在の駆動状態が４ＷＤ走行であるか否か判定し（Ｓ２１０）、４ＷＤ走行でなければ（Ｓ２１０におけるＮＯ）、４ＷＤ走行に切り換える（Ｓ２１２）。このときカップリング制御部１６６は、電子制御カップリング１３４を駆動し、走行状態に応じて後輪１４０への最適な駆動力伝達を行う。また、現在の駆動状態が４ＷＤ走行であれば（Ｓ２１０におけるＹＥＳ）、その４ＷＤ走行を維持する。

また、条件判定部１６２が、道路の曲率半径が短くないと判定すると（Ｓ２０８におけるＮＯ）、自動車１００の速度の変化が所定の時間閾値の間、所定の速度範囲内に維持されたか否かを判定し（Ｓ２１４）、速度の変化が所定の時間閾値の間、所定の速度範囲内に維持されていなければ（Ｓ２１４におけるＮＯ）、現在の駆動状態（２ＷＤ走行または４ＷＤ走行）を維持し、速度の変化が所定の時間閾値の間、所定の速度範囲内に維持されていれば（Ｓ２１４におけるＹＥＳ）、以下の処理が実行される。

すなわち、駆動切換部１６４は、現在の駆動状態が２ＷＤ走行であるか否か判定し（Ｓ２１６）、２ＷＤ走行でなければ（Ｓ２１６におけるＮＯ）、２ＷＤ走行に切り換える（Ｓ２１８）。このときカップリング制御部１６６は、電子制御カップリング１３４の駆動を停止する。また、現在の駆動状態が２ＷＤ走行であれば（Ｓ２１６におけるＹＥＳ）、その２ＷＤ走行を維持する。

以上、説明したように、本実施形態の自動車１００では、追従クルーズコントロールにおける加速時、定速クルーズコントロールにおける加速時、道路の勾配が大きい場合、道路の曲率半径が短い場合等、事後的に高い駆動力が必要となる状況において、４ＷＤ走行に切り換えることで、その後の急加速によって実際に生じ得る高い駆動力を分散することができるため、駆動系の部品の破損を回避する（部品保護）ことができる。また、要駆動力条件を満たしていない間、もしくは、要駆動力条件を満たした後に車速の変化が所定の時間閾値の間、所定の速度範囲内に維持された場合に、２ＷＤ走行を行うことで、電子制御カップリング１３４を駆動しないで済むので、その分、消費電力を削減することが可能となる。要するに、４ＷＤ走行により駆動系の部品の破損を回避しつつ、２ＷＤ走行で消費電力を削減することができる。特にＰＨＥＶでは、モータのみでの航続距離を少しでも長くしたいというニーズがある。本実施形態の自動車１００では、４ＷＤのメリットを享受しつつ、消費電力の低減によりモータ走行の航続距離を伸ばすことができる。また、ここでは、そのような状況になることを予め推測し、事前に４ＷＤ走行に切り換えているので、駆動状態切換の応答性を向上し、要求された高い駆動力を効果的に分散することが可能となる。

また、消費電力の許す範囲で、全体走行における４ＷＤ走行の時間占有比率を高めることができれば、すなわち、所定の閾値を下げることができれば、運転者が要求する駆動力が低いうちから４ＷＤ走行に切り換えることが可能となるので、自動車１００自体の駆動力に対する耐久性を上げなくて済み、製造コストの削減を図ることが可能となる。

また、コンピュータを制御部１４２として機能させるプログラム、および、当該プログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能なフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の記憶媒体も提供される。ここで、プログラムは、任意の言語や記述方法にて記述されたデータ処理手段をいう。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態では、駆動閾値、距離閾値、第１速度閾値、第２速度閾値、第３速度閾値、第４速度閾値、第１角度閾値、長さ閾値、時間閾値、速度範囲として数値を例示している場合があるが、かかる場合に限らず、実験や実走行に応じて任意の値を設定することができる。

なお、本明細書の走行処理の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。

本発明は、２ＷＤ走行と４ＷＤ走行とを切り換えることが可能な自動車に利用できる。

１００自動車
１１６トランスミッション
１３４電子制御カップリング
１４６撮像装置
１６０走行環境認識部
１６２条件判定部
１６４駆動切換部
１６６カップリング制御部

Claims

駆動源から出力された駆動力を前輪および後輪のいずれか一方に伝達するトランスミッションと、
前記トランスミッションから出力された駆動力を前記前輪および前記後輪のいずれか他方に伝達する電子制御カップリングと、
車外の走行環境を認識する走行環境認識部と、
前記走行環境に基づき、所定の駆動閾値以上の駆動力が事後的に必要となる要駆動力条件を満たすか否か判定する条件判定部と、
前記要駆動力条件を満たすと判定されると４ＷＤ走行を行う駆動切換部と、
前記４ＷＤ走行が行われている間、前記電子制御カップリングを駆動するカップリング制御部と、
を備えることを特徴とする自動車。
前記要駆動力条件は、前記走行環境認識部が特定した先行車両と自車両との相対距離を所定の距離に保ちつつ該先行車両に追従する追従クルーズコントロールが実行されている状態で、該先行車両との相対距離が所定の距離閾値以上である、または、該先行車両との相対速度が所定の第１速度閾値以上であることを特徴とする請求項１に記載の自動車。
前記要駆動力条件は、車速を所定の目標速度に維持しながら走行する定速クルーズコントロールが実行されている状態で、該目標速度と該車速との差分が所定の第２速度閾値以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車。
前記要駆動力条件は、前記走行環境認識部が特定した道路の勾配が所定の第１角度閾値以上、かつ、車速が所定の第３速度閾値以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の自動車。
前記要駆動力条件は、前記走行環境認識部が特定した道路の曲率半径が所定の長さ閾値未満であり、かつ、車速が所定の第４速度閾値以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の自動車。
前記駆動切換部は、前記要駆動力条件を満たして４ＷＤ走行を行った後、車速の変化が、所定の時間閾値の間、所定の速度範囲内に維持されれば、２ＷＤ走行を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の自動車。
前記駆動源としてエンジンおよびモータを備え、走行時には該エンジンおよび該モータの一方または双方を駆動し、該モータに電力を供給するバッテリに外部から直接充電可能なプラグインハイブリッド車であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の自動車。