JP6533837B2 - ドライブライン制御の制御システム及び方法 - Google Patents

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同時係属の英国特許出願公開第１２０２４２７．９号（公開番号２４９９２５２号）、英国特許第２３２５７１６号、２３０８４１５号、２３４１４３０号、２３８２１５８号、２４９２７４８号、２４９２６５５号、及び２３８１５９７号、及び米国特許出願公開第２００３／０２０００１６号、の内容がここに参照されて援用される。

本願開示は、ドライブラインを制御する制御システム及び方法に関し、特に車両ドライブライン、もしくはトランスミッション等のドライブライン部品を制御するためのコントローラ及び方法に関するが、それに限定されない。本願発明の態様は、コントローラ、トランスミッション、車両、及び方法に関する。

車両の２組の車輪それぞれに駆動力が供給される四輪駆動動作モードを有する動力車両を提供することが知られている。それぞれの車輪の組は、車軸の一部を形成すると考えられ、車両は前車軸及び後ろ車軸を有する。駆動力は、ドライブラインによって、車輪に供給される。

駆動力が常に両方の車軸に供給されるように構成された車両も知られている。駆動力が選択的に片方の車軸又は両方の車軸に供給されるように構成された車両もある。運転者が操作するセレクタが提供されてもよく、運転者が二輪駆動（一車軸）及び四輪駆動（二車軸）から選択できる。

ドライブラインシステムによっては、二輪駆動と四輪駆動モードとの間の移行の際は、車両が静止状態である必要があるものもある。そのようなシステムは、静的分離／再連結システムと呼ばれることがある。

英国特許第２４０７８０４号は、ある車軸の車輪を分離したのち、その車軸をドライブラインに再連結することが車両走行中に可能であるような、動的ドライブライン再連結構成を開示している。そのようなシステムは、動的ドライブライン再連結システムと呼ばれる。英国特許第２４０７８０４号で開示されているシステムは、動的ドライブライン再連結を可能とするために、クラッチ機構を採用している。

いくつかの動的ドライブライン再連結システムにおいては、所定の条件が満たされたとき、車両が車輪のうちの２つをドライブラインから自動的に分離して、二輪駆動モードで動作するものが知られている。所定の条件が満たされなくなったとき、システムは自動的にドライブラインを再連結し、四輪駆動による動作を可能にする。

周知の動的ドライブライン再連結システムの不利な点を少なくとも部分的に軽減することが本願発明の実施形態の目的である。

本願発明の実施形態は、後述の請求項を参照して理解されるべきである。

本願発明の態様として、制御システム、ドライブライン、パワートレイン、動力車両、方法、キャリヤ媒体、コンピュータプログラム製品、コンピュータ可読媒体、及びプロセッサを提供する。

保護を求める本願発明の一態様では、車両の制御システムが提供される。制御システムは、ブレーキシステムに要求されるブレーキ力の大きさを示すブレーキ信号を受信するように構成され、ブレーキ信号に依存して車両のドライブラインを第二の構成における動作から第一の構成における動作に変換するように構成される。第二の構成において、１つ以上の車輪の第二のグループではなく、１つ以上の車輪の第一のグループがドライブラインにより駆動される。第一の構成において、１つ以上の車輪の第一のグループに加えて１つ以上の車輪の第二のグループがドライブラインにより駆動される。

制御システムは、１つ以上の車輪の第一のグループ及び１つ以上の車輪の第二のグループがドライブラインにより駆動され、ドライブラインが第一の構成において動作している場合、ブレーキ力を１つ以上の車輪の第一のグループ及び１つ以上の車輪の第二のグループに加えることにより、少なくともブレーキ力要求のいくらかを提供するためにドライブラインに連結された電気機械を制御するように構成される。ブレーキ制御信号は少なくとも部分的にはブレーキシステムに要求されるブレーキ力の大きさを示し、ブレーキ信号が、要求されたブレーキ力の量が要求ブレーキ力所定量を超えたことを示す場合、制御システムはドライブラインを第一の構成で動作させるように構成される。要求ブレーキ力所定量は少なくとも部分的に車両が遭遇する縦方向の加速量に依存して決定される。

この特徴は、ドライブラインが、少なくとも１つのメトリックに関する車両動作のために有利な構成に設置され得るという有利な点を有する。例えば、いくつかの実施形態において、この構成がブレーキ中の車両性能の向上に有利であり得る。

車両は、それぞれ２つの車輪の２つのグループを駆動するように構成されたドライブラインを有してもよく、第一の構成は四輪駆動動作モードに対応し、第二の構成は二輪駆動動作モードに対応する。

この特徴は、例えば、運転者が車両速度を低下させるために車両のアクセルペダルを解放し、ブレーキペダルを押すというような状況においては、ドライブラインが、１つ以上の車輪の第二のグループにブレーキ力の増加を提供させることができるという有利な点を有する。制御システムは、例えばドライブラインに、エンジンブレーキ又はドライブラインに連結された電気機械によるブレーキ等のドライブラインブレーキを提供させることができる。いくつかの実施形態において、回生ブレーキが採用され得て、ドライブラインに連結された車輪が、ドライブラインに連結した一つ以上の電気機械に電流発生を起こさせ、バッテリ又はキャパシタ蓄電装置等の電力保存装置に保存する。

ドライブラインが第二の構成で動作中、第二のグループの１つ以上の車輪のドライブラインブレーキは効かないことは明らかである。したがって、もしも可能であれば、代わりのブレーキシステムが、１つ以上の車輪にブレーキ力を提供させるために使われなければならない。通常、摩擦に基づく基礎ブレーキシステムは第一及び第二の車輪にブレーキを加えることができる。しかし、１つ以上の車輪の第二のグループを第一のグループに加えてドライブラインに連結し、１つ以上の車輪の第二のグループが第一のグループに加えてドライブラインブレーキを受けることにより、車輪のブレーキ総量が向上する、及び／又は、基礎ブレーキシステムに要求されるブレーキ量が軽減される。

いくつかの車両においては、前後輪のブレーキ力の分配は、前輪により大きい７対３又は６対４の比率が通常採用される。この現象は、フロントブレーキバイアス（前輪偏重制動）と呼ばれ得る。いくつかの実施形態において、ドライブラインが第二の構成であり、運転者が例えばブレーキペダルを踏むことでブレーキを起動させた場合、制御システムはドライブラインに第一の構成をとらせ、ドライブラインに連結した電気機械を発電機として動作させ、蓄電させ、車両走行中にドライブラインに負のトルクをかけ得ることにより、ドライブラインに連結した車両の車輪によりブレーキ力を発生させ得る。したがって、ドライブラインに第一の構成をとらせてドライブラインブレーキを起動すること、及び蓄電可能な電気チャージを生成することにより、おかれた状況において十分なブレーキ力を提供するために摩擦ブレーキシステムが発生させる必要があるブレーキ量を低減することができる。

好都合に、ブレーキ信号は、運転者によりブレーキ制御にかけられる圧力の量及びドライバー起動によるブレーキ制御装置の位置、の内から選択されるものの少なくとも１つを示し得る。

ブレーキ信号が、運転者によるブレーキ制御の実際の起動に応答して生成され得ることは明らかである。代わりに、ブレーキ信号は、ハイウェイクルーズコントロールシステムなどの速度制御システムによって生成され得て、この場合、運転者が起動するブレーキ制御に応答して生成されるのではないが、ブレーキペダルを踏むことなどの運転者が起動するブレーキ制御と同等であるため、仮想ブレーキ信号と呼ばれる。「アダプティブ」又は「アクティブ」クルーズコントロールシステムが、ブレーキシステムを順に起動させるように構成され得ることは明らかである。

ブレーキ信号が、ブレーキ制御にかけられる圧力の量が所定の圧力量を超えたことを示す場合、又はブレーキ制御の位置が、可動範囲に対するブレーキ制御の移動量が所定の移動量を超えたことを示す場合、制御システムは、ドライブラインを第一の構成で動作させるように構成され得る。

ブレーキ信号がスピード制御又はその他のシステムによって発生した場合において、もしもブレーキ信号がブレーキ制御にかけられる圧力の実際的な量が所定量を超えたことを指示すれば、又はブレーキ制御の実際の位置が可動範囲に対して所定の移動量を超えたことを指示すれば、制御システムはドライブラインを第一の構成で動作させるように構成されることは明らかである。

いくつかの実施形態によれば、要求ブレーキ力所定量は少なくとも部分的に車両が所定の期間にわたって遭遇する縦方向の加速度の平均値に依存して決定され得る。代わりに、要求ブレーキ力所定量は少なくとも部分的に車両が瞬間的に遭遇する縦方向の加速度、すなわちある特定の時点における支配的な縦方向の加速度に依存して決定され得る。

選択的に、要求ブレーキ力所定量は少なくとも部分的に走行路面の傾斜に依存して決定される。

いくつかの実施形態において、要求ブレーキ力所定量は、車両が下り坂を走行するときに比較して、車両が上り坂又は実質的に平らな路面を走行する際により高くなる。１つ以上の車輪の第二のグループが先行車輪であるとき、要求ブレーキ力所定量は、車両が下り坂を走行するときに比較して、車両が上り坂又は実質的に平らな路面を走行する際により高くなる。これは、少なくとも部分的には、車両が下り坂を走行中、後続車輪よりも傾斜の下に位置する先行車輪に車両重量の分布が増大する傾向があるという理由からである。したがって、ブレーキシステムが提供することを要求される摩擦ブレーキの量を軽減するために、車輪にかかるドライブラインブレーキ量を増やすことが望ましい。

車両によっては、走行路面の傾斜にかかわらず、車両が減速する際は通常車両前方に重量がシフトするため、後輪に比較して前輪にブレーキ力が大きくかかるように摩擦ブレーキが偏重されることがある。車輪の第二のグループが先行車輪に相当し、ブレーキ時にパワートレイン（又はドライブライン）ブレーキを利用できる場合、車両ドライブラインの第一の構成を採ることが特に役立ち得る。

要求ブレーキ力所定量は、下り坂勾配の増加の関数として減少する、及び／又は上り坂勾配の増加の関数として増大するように構成されてもよい。

選択的に、要求ブレーキ力所定量は、下り坂勾配の増加の関数として増大する、及び／又は上り坂勾配の増加の関数として減少するように構成される。

選択的に、要求ブレーキ力所定量は、少なくとも部分的に１つ以上の車輪と走行路面との間の表面摩擦係数を示すパラメータに依存して決定される。

選択的に、要求ブレーキ力所定量は、表面摩擦係数値の増加の関数として増大するように構成される。

したがって、第一の構成への移行を生じさせる要求ブレーキ力所定量は、より低い表面摩擦係数値には低く、より高い表面摩擦係数値には高く構成されてもよい。

選択的に、要求ブレーキ力所定量は、少なくとも部分的に、車両が走行する選択された運転モードを示す信号に依存して決定され、運転モードは複数の運転モードの内から選ばれる。

選択的に、車両が走行する選択された運転モードを示す信号は、手動の運転モード選択入力装置の状態に対応した、又は運転モード自動選択手段により自動的に選択された運転モードを示した信号である。

運転モード自動選択手段は、不特定の時点における最適な運転モードを自動的に決定するように構成されたコントローラを含み得る。

運転モードは、車両の様々な運転条件それぞれに対応し得る。

制御システムは、少なくとも１つの車両サブシステムの制御を複数のサブシステムの構成モードの内の選択された１つの中において開始するサブシステムコントローラを含み得て、サブシステムの構成モードは、選択された運転モードに依存して選択される。

選択的に、各運転モードにおいて、システムは、少なくとも１つの車両サブシステムを、運転条件に適したサブシステム構成モードにおいて動作させるように構成され得る。

選択的に、各運転モードは、対応する少なくとも１つの車両サブシステムの構成モードを有し、車両サブシステムは、エンジン管理システム、変速システム、操舵システム、ブレーキシステム、及びサスペンションシステムの内から選択される。

少なくとも１つの運転モードのサブシステム構成モードは、次に記載のものから選択される。
サスペンションシステムのサブシステム構成モードであって、複数のサスペンションシステムのサブシステム構成モードは、複数の車高を含む。
車両の反対側の車輪のサスペンションの間で流体の相互接続があり得る流体サスペンションシステムのサブシステム構成モードであって、複数の流体サスペンションシステムのサブシステム構成モードは、様々なレベルの前記相互接続を提供する。
操舵補助を提供し得る操舵システムのサブシステム構成モードであって、複数の操舵システムのサブシステム構成モードは、様々なレベルの前記操舵補助を提供する。
ブレーキ補助を提供し得るブレーキシステムのサブシステム構成モードであって、複数のブレーキシステムのサブシステム構成モードは、様々なレベルの前記ブレーキ補助を提供する。
車輪スリップを制御するアンチロック機能を提供し得るブレーキ制御システムのサブシステム構成モードであって、複数のブレーキ制御システムのサブシステム構成モードは、前記車輪スリップの様々なレベルを許容する。
パワートレイン制御手段及びアクセル又はスロットルペダルを含むパワートレインシステムのサブシステム構成モードであって、複数のパワートレインシステムのサブシステム構成モードは、アクセル又はスロットルペダルの動きに対し様々なレベルのパワートレイン制御手段応答性能を提供する。
車輪スピンを制御するように構成される駆動力制御（traction control）システムのサブシステム構成モードであって、複数の駆動力制御システムのサブシステム構成モードは、様々なレベルの前記車輪スピンを許容する。
車両のヨー（yaw）を制御するように構成されるヨー制御システムのサブシステム構成モードであって、複数のヨー制御システムのサブシステム構成モードは、前記車両のヨーの予測されるヨーからの様々なレベルの逸脱を許容する。
丘陵地対応変速器（range change transmission）サブシステム構成モードであって、丘陵地対応変速サブシステム構成モードは、前記変速器の高い丘陵地モードと低い丘陵地モードを含む。
複数の変速比で動作可能であり、少なくとも１つの車両パラメータをモニタして、それに応じて変速比を選択するように構成された変速器制御手段を含む変速器システムのサブシステム構成モードであって、変速器システムのサブシステム構成モードは、前記少なくとも１つのパラメータに応じて異なる変速比が選択される複数の変速器構成モードを含む。

パワートレイン制御手段は、パワートレインコントローラを含み得る。変速器制御手段は、変速器コントローラを含み得る。

選択的に、要求ブレーキ力所定量は、少なくとも部分的に電気エネルギー保存装置の充電状態を示すパラメータに依存して決定され、保存装置は充電システムにより充電されるように構成され、充電システムは回生ブレーキ機能を提供するようにドライブラインにより駆動されるように構成される。

したがって、いくつかの実施形態において、ドライブラインが第一の構成にあるとき、１つ以上の車輪の第一及び第二のグループの両方の制動は、ドライブラインに連結された充電システムによって動作し得ること、そして第二の構成にあるとき、１つ以上の車輪の第一のグループのみの制動が、充電システムによって動作し得ることが明らかである。充電システムは、例えば発電機として動作する１つ以上の電気機械を含み得る。１つ以上の電気機械は車両エンジンに実質的に直接連結するように構成されてもよく、ＣＩＭＧ（crankshaft-integrated motor generator、クランク軸一体型発電機）を含んでもよい。

エネルギー保存装置は、電池、燃料電池、及び水素燃料電池のうちの１つ以上を含み得る。

保護を求める本願発明の一態様によれば、上記の態様に係るシステムとの組み合わせによるドライブラインが提供される。

保護を求める本願発明の一態様によれば、上記のドライブライン及び態様に係るシステムを含むパワートレインが提供される。

保護を求める本願発明の別の態様によれば、上記のドライブライン及び態様に係るシステムを含む動力車両が提供される。

保護を求める本願発明の一態様によれば、車体、複数の車輪、車輪を駆動するパワートレインを含む動力車両が提供され、パワートレインは上記のドライブライン及び車輪を制動するブレーキシステム、及び態様に係るシステムを含む。

制御システムは１つ以上の電子コントローラを含み得る。

ここで説明されるコントローラとは、１つ以上の電子プロセッサを有する制御ユニット又は計算装置を含み得ることは明らかである。システムは、単一の制御ユニットもしくは電子コントローラ、又は代わりに、コントローラの別の機能が別の制御ユニットもしくはコントローラに組み込まれる、もしくは受容され得る。ここで使用される「制御ユニット」という用語が、集団として動作して指定の制御機能を提供する、単一の制御ユニットもしくはコントローラ、及び複数の制御ユニット群もしくはコントローラ群の両方を含むことは明らかである。一旦実施されると、前述の計算装置に、ここで説明される制御技術を実行させるような１セットの命令が提供されて得る。１セットの命令は、前述の１つ以上の電子プロセッサに組み込まれ得る。代わりに、１セットの命令は、前述の計算装置で実行されるソフトウェアとして提供され得る。コントローラは、１つ以上のプロセッサで実施されるソフトウェア内において実行され得る。１つ以上の別のコントローラが、選択的に前述のコントローラと同じ１つ以上のプロセッサで実施されるソフトウェア内において実行され得る。いくつかの実施形態において、他の構成も有効である。

保護を求める本願発明の別の態様によれば、動力車両のドライブラインを制御して、制御システムを使って実行される複数の構成の内から選択された１つの構成で動作させる方法が提供される。その方法は、ブレーキシステムの適用に応答したブレーキ信号を受信するステップと、ドライブラインに少なくとも部分的にはブレーキ信号に依存して、第一の構成ではなく、第二の構成で動作させるステップとの内の１つ以上を含み得て、第一の構成では、１つ以上の車輪の第一のグループに加えて１つ以上の車輪の第二のグループがドライブラインによって駆動されるように構成され、第二の構成では、第二のグループではなく、１つ以上の車輪の第一のグループがドライブラインによって駆動されるように構成される。

選択的に、ブレーキシステムの適用に応答したブレーキ信号を受信するステップは、ブレーキシステムに要求されるブレーキ力の量を示すブレーキ信号を受信するステップを含む。

保護を求める本願発明の一態様によれば、動力車両のドライブラインを制御して、制御システムを使って実行される複数の構成の内から選択された１つの構成で動作させる方法が提供され、その方法は、ブレーキシステムに要求されるブレーキ力の量を示すブレーキ信号を受信するステップと、ドライブラインを少なくとも部分的にはブレーキシステムに要求されるブレーキ力の量を示す信号に依存して選択される構成で動作させるステップと、
前記ドライブラインを、１つ以上の車輪の第一のグループ及び加えて１つ以上の車輪の第二のグループが駆動されるように構成された第一の構成において、又は、
１つ以上の車輪の第二のグループではなく、１つ以上の車輪の第一のグループがドライブラインにより駆動されるように構成された第二の構成において、動作させるステップと、
ドライブラインに少なくとも部分的には、ブレーキ信号によって示されるブレーキシステムに要求されるブレーキ力の量に依存して構成を選択するステップを含み、
前記制御システムは、前記１つ以上の車輪の第一のグループ及び前記１つ以上の車輪の第二のグループが前記ドライブラインにより駆動され、前記ドライブラインが前記第一の構成において動作している場合、ブレーキ力を前記１つ以上の車輪の第一のグループ及び前記１つ以上の車輪の第二のグループに加えることにより、少なくとも前記ブレーキ力要求のいくらかを提供するために前記ドライブラインに連結された電気機械を制御するように構成された、方法。

その方法は、要求されたブレーキ力の量を示す信号が、要求ブレーキ力の量が所定の量を超えたことを指示した場合、ドライブラインを第一の構成で動作させるステップを含み得る。

保護を求める本願発明の一態様によれば、車両を制御して別の態様の方法を実行させるコンピュータ可読のコードを搭載するキャリヤ媒体が提供される。

保護を求める本願発明のさらなる態様によれば、別の態様の方法を実行するようにプロセッサ上で実行可能なコンピュータプログラム製品が提供される。

保護を求める本願発明の一態様によれば、別の態様のコンピュータプログラム製品が搭載されたコンピュータ可読の媒体が提供される。

保護を求める本願発明の別の態様によれば、別の態様の方法、又は別の態様のコンピュータプログラム製品を実行するように構成されたプロセッサが提供される。

保護を求める本願発明のさらなる態様によれば、車両を制御して別の態様の方法を実行させるコンピュータ可読のコードを搭載するキャリヤ媒体が提供される。

保護を求める本願発明のさらに別の態様によれば、別の態様の方法を実行するようにプロセッサ上で実行可能なコンピュータプログラム製品が提供される。

保護を求める本願発明の別の態様によれば、別の態様のコンピュータプログラム製品が搭載されたコンピュータ可読の媒体が提供される

保護を求める本願発明の一態様によれば、別の態様の方法を実行するように構成されたプロセッサが提供される。

本願発明のいくつかの実施形態は、動力車両のドライブラインを複数の構成の内から選択された１つの構成で動作するように制御するように構成された制御システムを提供する。システムは、ブレーキシステムの適用に応答したブレーキ信号を受信するように構成されてもよい。ブレーキ信号は要求されたブレーキ力の量を指し示すものでもよい。システムは、ドライブラインを、少なくとも部分的にはブレーキ信号に依存して、選択的にブレーキ信号が要求ブレーキ力の量が所定の量を超えたことを示した場合、二輪駆動構成ではなく、四輪駆動構成で動作させるように構成されてもよい。この特徴は、ドライブラインブレーキが二輪だけではなく四輪で働くため、車両により効果的なドライブラインブレーキ使用をさせるという有利な点を有する。したがって、摩擦基礎ブレーキは動作しなくてもよい可能性がある、又は少ないブレーキ量を発生させるだけでもよい可能性があり、その結果消耗が減る。加えて、回生ブレーキ能力を有して構成されたドライブラインを有する車両においては、回生ブレーキ能力を車両にブレーキを加えること及びエネルギー、例えば電気回生ブレーキシステムの場合の電気エネルギー、を作り出させることに利用可能である。

本件特許出願の範囲において上記の段落、請求項、及び／又は下記の説明及び図面に示す種々の態様、実施形態、例、及び代替案、そして特にそれらの個々の特徴は、独自に又は任意の組み合わせで解釈され得ることが明白に意図されている。すなわち、全ての実施形態、及び／又はいずれかの実施形態の特徴は、その特徴が非互換性ではない限り、あらゆる方法、及び／又は組み合わせで結合可能である。出願人は最初に提出した任意の請求項の変更又は任意の新規請求項の提出の権利をも保有し、最初に提出した任意の請求項も変更し、最初にそのように請求されていなくても、任意の他の請求項の任意の特徴にも従属、及び／又は組み込ませる権利も含む。

本願発明の１つ又はそれ以上の実施形態を、例示の目的のみで、図を参照しながら説明する。

図１は、本願発明の一実施形態に係る車両の模式図である。 図２は、本願発明の別の実施形態に係る車両の模式図である。 図３ａは、本願発明のさらに別の実施形態に係る車両の模式図である。 図３ｂは、図３ａに示されている車両の部分拡大図である。 図４ａは、本願発明の一実施形態に係る車両の模式図である。 図４ｂは、図４ａに示されている車両の部分拡大図である。

本願発明の一実施形態に係る動力車両１のドライブライン５が、図１に模式的に示されている。ドライブライン５は、ギヤボックス１８を使って２つの原動力装置に連結されている。２つの原動力装置は、ＣＩＭＧ１６（クランク軸一体型発電機）及び内燃エンジン１１である。内燃エンジン１１は、クラッチ装置１７によってＣＩＭＧ１６に連結されている。ＣＩＭＧ１６は、順にギヤボックス１８の入力シャフトに実質的に永久的に連結されているが、いくつかの実施形態においてはＣＩＭＧ１６はクラッチ装置によってギヤボックス１８に連結され得る。ギヤボックス１８の出力シャフトはドライブライン５に連結されている。

ドライブライン５は、一対の前輪１２、１３、補助部１０、及び一対の後輪１４、１５を有する。

ドライブライン５は、ギヤボックス１８によって内燃エンジン１１、及び／又は、ＣＩＭＧ１６から供給された駆動力を選択的に前輪１２、１３だけに伝達する（二輪駆動動作モード）、又は前輪１２、１３及び後輪１４、１５に同時に伝達する（四輪駆動動作モード）。

駆動力は内燃エンジン１１、及び／又は、ＣＩＭＧ１６からクラッチ１７、ギヤボックス１８、及び一対の前輪ドライブシャフト１９によって前輪１２、１３に伝達される。

駆動力は、ドライブライン５の補助部１０によって後輪１４、１５に伝達される。補助部１０は、補助部１０の主駆動シャフト又はプロップシャフト（prop shaft、推進シャフト）２３をギヤボックス１８に連結するように動作可能なＰＴＣ（power transfer clutch、駆動力伝達クラッチ）２２を有するＰＴＵ（power transfer unit、駆動力伝達ユニット）２４を有する。プロップシャフト２３は順に、プロップシャフト２３を後輪ドライブシャフト２６に連結するように動作可能なＲＤＵ（rear drive unit、後輪駆動ユニット）３０に連結されている。

ＲＤＵ３０は、スプールシャフト３０Ｓに駆動される入力部を有する一対のクラッチ２７を有する。スプールシャフト３０Ｓは、プロップシャフト２３によって駆動される傘歯車３０Ｂによって駆動される冠歯車３０Ｃによって順に駆動される。四輪駆動モードの動作が必要な場合、ＲＤＵ３０がプロップシャフト２３を後輪ドライブシャフト２６に連結させることがクラッチ２７により可能となる。

ドライブライン５は、ＰＴＵ２４及びクラッチ２７の動作を制御するように構成されたコントローラ４０を有する。四輪駆動モードの動作が必要な場合、コントローラ４０は、ＰＴＣ２２を閉じるように、そしてＲＤＵ３０のクラッチ２７を閉じるように構成されている。ドライブライン５は、エンジン１１及びギヤボックス１８を含むパワートレインの一部を形成するため、いくつかの実施形態においてはドライブライン５に加えてコントローラ４０がエンジン１１及び選択的にギヤボックス１８を制御し、パワートレインコントローラと呼ばれる。いくつかの実施形態において、コントローラ４０は、エンジン１１に必要量のトルクを発生させる、及び／又は、必要な速度で回転させるように試みるように構成され得る。

図１の実施形態においては、ＰＴＣ２２及びＲＤＵクラッチ２７それぞれがＰＴＣ２２及びクラッチ２７を複数の異なるレートの内から選択されたレートで閉じることができる動作装置を有する。これにより、二輪駆動動作モードから四輪駆動動作モードへの移行を対応する複数の異なるレートの内の１つのレートで行うことができる。摩擦クラッチの場合、クラッチが閉じるにつれて、クラッチが入力部から出力部に伝達可能な最大トルク量は、完全に閉じた状態に関連する最大伝達トルク量まで増加することは明らかである。湿式多板クラッチの場合、クラッチが伝達可能な最大トルク量は、少なくとも部分的にクラッチ板にかけられる圧力の量に依存する。

本願の目的においては、ドライブライン５が二輪駆動動作モードもしくは構成の場合の値よりも大きな値である所定値を、クラッチ２７の１つ又は両方の板にかけられる（ゼロではない）圧力値が超えた場合、ドライブライン５は、四輪駆動動作モードもしくは構成にあると考えられる。所定値は、所定の（ゼロではない）トルク値以下のトルクがクラッチ２７により伝達可能となるような値であると決定され得る。

それぞれの作動装置がそれぞれのクラッチ構成を作動させるレートは、クラッチの、及び潜在的にドライブライン５の１つ以上の他の構成要素の摩耗レートに影響し得ることは明らかである。動作のレートはまた、車両の運転者又は乗員が体験するＮＶＨ（noise, vibration, harshness、騒音、振動、粗さ）のレベルにも影響を与え得る。

この認識により、状況によっては、後輪１４、１５、及び／又は、ギヤボックスがプロップシャフト２３に連結されるレートを下げるために、ＲＤＵ３０のクラッチ２７、及び／又は、ＰＴＣ２２を低いレートで動作させることが望ましいことを本願発明の発明者は、認識する。これは、ドライブライン５の部品の摩耗を軽減させ得て、第一のモードから第二のモードへの移行に関連したＮＶＨを軽減させ得る。

ドライブライン５のコントローラ４０は、ドライブライン５の四輪駆動動作モードを開始する必要性があまり切迫していない場合、ＰＴＣ２２及びクラッチ２７のより遅い動作レートが採用されるように、そして四輪駆動動作モードを開始する必要性がより切迫している場合、より高い動作レートが採用されるように、補助部ドライブライン１０を制御するように構成される。

車両１は、スリップを防ぐために必要となった場合にブレーキアクションの量を軽減するために車両の１つ以上の車輪のブレーキを制御するように構成されたＡＢＳ（アンチロックブレーキ）モジュール５０を備えている。車両１はまた、車輪のスリップを防ぐために車両の１つ以上の車輪に供給されるトルク量を制御するように構成されたＤＳＣシステム（dynamic stability control system、動的安定性制御システム）６０を有する。

さらに、車両１は、車両１の車輪をモニタし、車輪が実質的に車輪スリップが起こっていない時に必要とされる速度よりも高い速度で回転していると判断された場合ブレーキをかけるように構成されたＴＣＳ（traction control system、牽引力制御システム）７０を有する。

車両は、数多くの車両制御機能を実施するＶＣＵ（vehicle control unit、車両制御ユニット）１Ｃを備える。ＶＣＵ１Ｃは、数多くの車両センサからの入力信号を受信する。センサ（図示なし）は、車輪速度センサ、外気温度センサ、気圧センサ、タイヤ圧センサ、車両のヨー、ロール、及びピッチ運動を検出するヨーセンサ、車両速度センサ、縦加速センサ、エンジントルクセンサ（エンジントルク推測装置）、操舵角度センサ、操舵ハンドル速度センサ、傾斜センサ（傾斜推測装置）、横加速センサ（ＳＣＳ（車両安定性制御システム、stability control system）の一部）、ブレーキペダル位置センサ、アクセルペダル位置センサ、及び縦、横、及び垂直方向動作センサ、などの継続的にＶＣＵにセンサ出力を供給するセンサを含む。

いくつかの別の実施形態においては、上述のセンサの内から選択されたものだけが使用される。

車両１はまた、トランスファーボックス、もしくはＰＴＵ状態信号（ＰＴＵ２４のギヤ比がＨＩレンジに設定されているか、ＬＯレンジに設定されているか）、ＴＣＳ信号、及びＤＳＣ信号を含む別々のセンサ出力をＶＣＵ１Ｃに提供する複数のセンサを備えている。ＴＣＳ及びＤＳＣ信号がそれぞれ適宜ＴＣＳ又はＤＳＣシステム７０、６０が現時点でブレーキトルク、及び／又は１つ以上の車輪へのパワートレイントルクの制御アプリケーションに介入しているかどうかの指示を提供して車両の安定性を向上させることは明らかである。

車両１は、ＶＣＵ１Ｃにライブ動画映像を送るように構成された前向きのビデオカメラ８５Ｃを含むカメラモジュール８５を有する。１つ以上の後ろ向きカメラが提供され得るいくつかの実施形態においては、車両１はまた、３つの前向きレーダー送信／受信モジュール８７Ｆ及び３つの後ろ向きレーダー送信／受信モジュール８７Ｒを有する。前向き及び後ろ向きレーダーモジュール８７Ｆ、８７Ｒは、レーダー波を送信し、車両１の前方及び後方の物体により反射された発信波をそれぞれ検出するように構成される。モジュール８７Ｆ、８７Ｒによって発信された信号は車両制御エリアネットワーク（ＣＡＮ）バス１ＣＡＮを介してレーダー制御モジュール８７Ｃに送られる。レーダー制御モジュール８７Ｃは、受信した信号を処理し、検出された物体の車両からの距離及び車両に対する相対的な方向を示す出力をＶＣＵ１Ｃへ提供するように構成される。いくつかの実施形態においては、別の数の前方、及び／又は後方レーダーモジュール８７Ｆ、８７Ｒが採用可能であることは明らかである。いくつかの実施形態においては、１つ以上の前向きモジュール８７Ｆ、又は１つ以上の後ろ向きモジュール８７Ｒだけが提供され得る。

車両１はまた、ライブ交通データを交通データサービスから、及びライブ天候データを天候データサービスから受信するように構成されたラジオモジュール８３を備える。モジュール８３は、データを処理し、データをＶＣＵ１Ｃに出力する。ＧＰＳモジュール８４の形態をとる位置認識システムもまた、ＧＰＳ衛星信号を参照して車両１の地理的位置を判断するように構成されて提供される。いくつかの実施形態においては、ＧＰＲＳ（汎用パケット無線サービス、general packet radio service）などの別の位置認識システムが採用されてもよい。ＶＣＵ１Ｃは、ナビゲーション援助機能を備える。ＶＣＵ１Ｃは、利用者が車両の目的地を入力できるように構成され、ＶＣＵ１Ｃは、目的地に応じて最適な道順を計算し、使用者が最適な道順をたどれるようにナビゲーション指示を提供する。

車両１は、車両が複数の異なる走行モードの内から所定の１つで動作できるように異なる車両性能特性を提供するためにＶＣＵ１Ｃによって複数の異なるサブシステム構成モードの中の１つで動作させられ得る５つのサブシステムを有する。したがって、ＶＣＵ１Ｃは複数の車両サブシステム８１ａ−ｄ、５０のそれぞれに、選択された走行モードに適切なサブシステム構成で動作させる。本実施形態において、サブシステム８１ａ−ｄ、５０はエンジン管理システム８１ａ、トランスミッション制御システム８１ｂ、電気操舵アシストユニット８１ｃ（ｅＰＡＳユニット）、ＡＢＳモジュール５０、及びサスペンション制御システム８１ｄである。

本実施形態において、ＶＣＵ１Ｃは、運転中に運転者がアクセス可能なスイッチパック６７に提供されたセレクタダイヤルを使って使用者によって手動で、又は、少なくとも部分的には、車両１の様々なセンサから受信した信号に応答してＶＣＵ１Ｃによって自動的に選択された走行モードにしたがってサブシステムを動作させるように構成される。上で参照された英国特許第２４９２６５５号に記述されるとおり、走行モード選択の自動モードにおいては、ＶＣＵ１Ｃは少なくとも部分的にはセンサから受信した信号を参照して判断された車両１が走行中の路面のタイプにしたがって走行モードを選択する。

走行モードは、草、砂利もしくは雪のテレイン（路面、terrain）の走行に適した「草、砂利、雪」運転モード（ＧＧＳモード、grass, gravel or snow）、泥まみれのテレインの走行に適した「泥と轍」運転モード（ＭＲ、mud and ruts）。岩場や巨礫の低速走行に適した「岩場、巨礫」運転モード（ＲＢ、rock crawl, boulder）、砂（又は深く柔らかい積雪）のテレインの走行に適した「砂」運転モード、特に高速自動車道路及び通常舗装道路など及び全てのテレイン状態に適した折衷モード又は一般モードである非特別モード（ＳＰ ＯＦＦモード、special program OFF mode）を含む。非特別モードはまた、「オンロード」又は「オンハイウェイ」走行モードと呼ばれ得る。他の多くの運転モードも想定される。

異なるテレインタイプは、テレインの摩擦及びテレインの荒さにしたがってグループ分けされる。例えば、低い摩擦や滑らかな路面を提供するテレインである草、砂利もしくは雪を１つのグループとするのが適当であり、高い摩擦や非常に高い荒さのテレインである岩場、巨礫を１つのグループとするのが適当である。

サブシステム８１ａ−ｄ、５０を異なるそれぞれの走行モードで動作させるようにＶＣＵ１Ｃが構成される方法は、上で参照された英国特許第２４９２６５５号において、より詳細に開示されている。

５つのサブシステム８１ａ−ｄ、５０が、ＶＣＵ１Ｃの制御下にあると説明されているが、実際はより多くの数のサブシステム８１ａ−ｄ、５０が車両１上に含まれ得て、ＶＣＵ１Ｃの制御下にあり得る。ＶＣＵ１Ｃは、制御信号を車両サブシステム８１ａ−ｄ、５０それぞれに提供し、それぞれのサブシステム８１ａ−ｄ、５０を選択された走行モードに応じたサブシステム構成で動作させるサブシステム制御モジュールを含む。したがって、それぞれのサブシステム８１ａ−ｄ、５０は、例えば車両１が走行中のテレインや路面などの走行条件（テレイン条件と呼ばれる）に適切な方法で動作させられる。サブシステム８１ａ−ｄ、５０はまた、ＶＣＵ１Ｃのサブシステム制御モジュールと通信してサブシステムの状態の情報をフィードバックする。

本実施形態において、コントローラ４０がドライブライン５を制御して、ＶＣＵ１Ｃが車両１を動作させている走行モードに依存して四輪駆動モードを採用するように動作可能であることは明らかである。本実施形態において、ＶＣＵ１Ｃがオンハイウェイ走行モード以外の走行モードで動作しているときにコントローラ４０がドライブライン５に四輪駆動モードを採用させ得る。ＶＣＵ１Ｃがオンハイウェイ走行モードで動作しているとき、ＶＣＵ１Ｃがコントローラ４０に指示をして、能動的ドライブライン制御方策にしたがってドライブラインを二輪駆動又は四輪駆動モードで動作させる。

本実施形態において、オンハイウェイ走行モードで動作しているとき、コントローラ４０は、ドライブライン５を四輪駆動動作用の所定速度上限閾値、ｖ＿Ｕ４ＷＤ、以上の速度で二輪駆動モードにおいて動作させるように構成される。ドライブライン５が四輪駆動モードにあって速度がｖ＿Ｕ４ＷＤを超えた場合、コントローラ４０はドライブライン５に二輪駆動モードを採用させる。この特徴は、ｖ＿Ｕ４ＷＤ以上で四輪駆動モードにおいて走行続行する場合と比較して車両１が通常より少ない燃料消費量となり、さらに望ましくない燃焼副産物がより少ない放出量となるという有利な点を有する。本実施形態において、ｖ＿Ｕ４ＷＤの値は毎時３５キロメートルに設定されるが、いくつかの実施形態においては３０キロ、４０キロ、又はその他の適当な値も有効であり得る。

ドライブライン５が二輪駆動モードにあって、車両の速度が四輪駆動動作用の所定速度下限閾値、ｖ＿Ｌ４ＷＤ、以下に下がったとき、コントローラ４０はドライブライン５を二輪駆動モードから四輪駆動モードに変換させる。本実施形態において、ｖ＿Ｌ４ＷＤの値は毎時１２キロメートルに設定されるが、いくつかの実施形態においては１０キロ、１５キロ、２０キロ、２５キロ、又はその他の適当な値も有効であり得る。ｖ＿Ｌ４ＷＤ値よりもｖ＿Ｕ４ＷＤ値のほうが大きいため、二輪及び四輪駆動モード間の変換が起こるときの速度に関してヒステリシスが存在することは明らかである。この特徴は、もしもｖ＿Ｌ４ＷＤがｖ＿Ｕ４ＷＤと実質的に等しい場合、車両速度がｖ＿Ｌ４ＷＤ値の上下で比較的短時間で連続的に往復することにより発生し得るモードチャタリングの危険性を軽減させるという有利な点を有する。

本実施形態において、エンジン管理システム８１ａは、運転サイクル中に車両により排出される二酸化炭素量を減らす目的のパワートレイン制御方策にしたがってエンジン１１及びＣＩＭＧ１６によるドライブライン５への駆動トルクの支給を制御するように構成される。エンジン管理システム８１ａは、ＣＩＭＧ１６をモータとして動作させドライブライン５に正の駆動トルクを提供させる、又は、発電機として動作させドライブライン５に負の駆動トルクを提供させる、そして加えてエンジン１１をＶＣＵ１Ｃの制御下でオンオフさせる。ＶＣＵ１Ｃは、パワートレイン制御方策にしたがって、ＣＩＭＧ１６をモータ又は発電機のいずれか（又はいずれでもなく）で動作させるか、及びエンジンのオン又はオフ状態を継続させるか、を判断する。

車両１は、モータとして動作する必要があるときにＣＩＭＧ１６を駆動する電力を供給するように、及び発電機として動作するときにＣＩＭＧ１６によって発生した電力を受け取るようにＣＩＭＧ１６に電気的に接続されたインバータを含むバッテリモジュール１Ｂを有する。パワートレイン制御方策下において、常にＶＣＵ１Ｃは下記のパワートレインモードのうちのいずれで車両が動作するべきかの判断をする。
（ａ）並行推進ハイブリッド・モード（parallel boost hybrid mode）：パワートレイントルク要求に応じてＣＩＭＧ１６及びエンジン１１がドライブライン５に実質的に同時に正の駆動トルクを提供する。
（ｂ）並行充電ハイブリッド・モード（parallel recharge hybrid mode）：ＣＩＭＧ１６が発電機として駆動され、エンジン１１がパワートレイントルク要求に応じてエンジン１１がドライブライン５に正の駆動トルクを提供し、バッテリモジュール１ＢがＣＩＭＧ１６により充電され得る。
（ｃ）電気自動車（ＥＶ）モード（electric vehicle mode）：エンジン１１のスイッチが切られ、パワートレイントルク要求に応じてＣＩＭＧ１６が単独でドライブライン５に正の駆動トルクを提供する。
（ｄ）ハイブリッド抑止モード（hybrid inhibit mode）：ＣＩＭＧ１６がモータとしても発電機としても動作せず、エンジン１１が運転サイクル中動作を続け必要な正の駆動トルクを提供する。

ドライブライン５が二輪駆動モードで動作しているとき、ＶＣＵ１ＣはＡＢＳモジュール５０において発生しブレーキシステムに要求されるブレーキトルク量を示す信号を常にモニタするように構成される。運転者がブレーキペダル６１を踏むことに応じて、又はブレーキシステムを起動させることが可能なアダプティブ又はアクティブ速度制御システムに応じてブレーキシステムにブレーキトルクが要求され得ることは明らかである。車両１は例えばオンハイウェイ・アクティブクルーズコントロールシステム、及び／又は、オフロードコントロールシステムを備えてもよく、いずれのシステムも正のパワートレイントルク及び負のブレーキトルクを必要に応じて供給できるように構成され得る。加えて、又は代わりに、いくつかの実施形態において、１つ以上の他の車両システムが、ＡＢＳモジュール５０と通信し１つ以上の車輪にブレーキをかけることを要求するように構成され得る。

コントローラ４０は、ドライブライン５を二輪駆動モードで動作させる場合、ＶＣＵ１Ｃは四輪駆動モードへ変換されるべきか否か繰り返し判断するように構成される。四輪駆動モードへの変換は、ドライブライン５により発電機として駆動されるときにＣＩＭＧ１６により生まれ得る充電量の増加を可能にし、車両１の回生ブレーキを有効にするという有利な点を有し得る。これはまた、ブレーキシステムに関する車両の摩擦ブレーキの摩耗の軽減という恩恵をもたらし得る。

ＶＣＵ１Ｃは、下記のパラメータを参照して、ブレーキシステムに要求されるブレーキトルク量を示す信号に応じてドライブライン５に二輪駆動モードをとらせるか否かを判断するように構成される。
（ａ）要求されるブレーキトルク量、
（ｂ）車両速度、
（ｃ）車両の縦加速度、
（ｄ）路面傾斜、
（ｅ）車両の車輪と走行路面の間の表面摩擦係数、
（ｆ）車両が動作中の走行モード、
（ｇ）車両が動作中のパワートレインモード、
（ｈ）車両のバッテリ１Ｂの充電状態（ＳＯＣ、state of charge）、
（ｉ）車両が停止に向かって又は比較的低速走行に向かって減速している確率を常に示す信号。

本実施形態において、ＶＣＵ１Ｃが車両をハイブリッド抑止パワートレインモードにおいて動作させている場合、又はバッテリ１ＢのＳＯＣが所定量を超えている場合、ブレーキトルク要求に応じて四輪駆動モードに変換することは禁止される。本実施形態において、所定のＳＯＣとは車両１の通常使用における最大許容ＳＯＣの１００％値である。いくつかの実施形態においては９５％、９０％、又はその他の適当な値も有効であり得る。バッテリ１Ｂの耐用期間を延ばすために、通常使用における最大許容ＳＯＣはバッテリ１Ｂの実際の最大容量よりも少なくてもよい。同様にバッテリ１Ｂの耐用期間を延ばすために、通常使用における最小許容ＳＯＣはバッテリ１Ｂが実際にとりうる絶対的最小ＳＯＣよりも大きくてもよい。

同様に、例えば四輪駆動モードへの変換に関連して起こる騒音、振動、粗さ（ＮＶＨ）を回避、低減、又は防止するために、いくつかの走行モードにおいて、ブレーキトルク要求に基づく四輪駆動モードへの変換は、禁止され得る。

本実施形態において、ブレーキトルク要求が所定量ｂｒｋ＿ｔｑ＿ｃｒｉｔを超え、加えて車両参照速度ｖ＿ｒｅｆが所定値ｖ＿ｒｅｆ＿ｃｒｉｔを超えたとき、ＶＣＵ１Ｃは四輪駆動モードへの変換を命令するように構成される。

ｂｒｋ＿ｔｑ＿ｃｒｉｔの値は、車両の縦加速度を示すパラメータｌｏｎｇ＿ａｃｃ値、走行路面傾斜を示すパラメータｓｕｒｆａｃｅ＿ｉｎｃｌ値、及び車両の車輪と走行路面の間の摩擦係数を示すパラメータｓｕｒｆａｃｅ＿ｍｕ値を参照して決められる。

ｂｒｋ＿ｔｑ＿ｃｒｉｔの値は、ｌｏｎｇ＿ａｃｃ値に依存して変化するように構成されることは明らかである。本実施形態においてｂｒｋ＿ｔｑ＿ｃｒｉｔは、車両１が低いレートで減速中よりも高いレートで減速中のほうが低い値となる。これは、高いレートで減速するときに、車両の前輪へのより大きな重量シフトを有利に活用するためである。

Ｓｕｒｆａｃｅ＿ｉｎｃｌ値は、より急な上り勾配でより高く、より急な下り勾配でより低い。本実施形態において、車両が下り坂を走行中よりも、車両が上り坂を走行中、すなわち高いｓｕｒｆａｃｅ＿ｉｎｃｌ値のとき、及び実質的に平らなテレインを走行中にｂｒｋ＿ｔｑ＿ｃｒｉｔの値が、より低いように構成される。ｂｒｋ＿ｔｑ＿ｃｒｉｔの値は走行路面の正の傾斜が高くなるにつれて、すなわちより急な上り勾配において、低くなるように、そしてより急な下り勾配において高くなるように構成される。いくつかの別の実施形態において、車両が下り坂を走行中よりも、車両が上り勾配を走行するとき、すなわちより高いｓｕｒｆａｃｅ＿ｉｎｃｌ値のとき、及び実質的に平らなテレインを走行中にｂｒｋ＿ｔｑ＿ｃｒｉｔの値が、より高いように構成される。ｂｒｋ＿ｔｑ＿ｃｒｉｔの値は、走行路面の正の勾配が大きくなるにつれて、すなわちより急な上り勾配において大きくなるように、そしてより急な下り勾配において小さくなるように構成され得る。いくつかの実施形態においては、別の構成も有効である。

Ｓｕｒｆａｃｅ＿ｍｕの値は、実質的に、濡れた氷にあたる比較的に滑りやすい表面を示すゼロの値から乾いたアスファルトのような比較的高いグリップの表面を示す１の値の間で変化するように構成される。ｂｒｋ＿ｔｑ＿ｃｒｉｔの値は、より低いｓｕｒｆａｃｅ＿ｍｕの値を有する表面においてより低いように構成され、これは高いｓｕｒｆａｃｅ＿ｍｕの値を有する表面に比較して車軸の１つ以上の車輪が過剰にスリップすることなく任意の車軸にかけ得るブレーキトルク量が低いという理由からである。

本実施形態においては、ＶＣＵ１Ｃはまた、車両前方の交通渋滞状態又は交通信号状態を鑑みて車両１が減速して停止する、又は少なくとも比較的低速度になる確率に対応するパラメータｐｒｏｂ＿ｈａｌｔの値を示す確率信号を発信するように構成される。ＶＣＵ１Ｃは、ｂｒｋ＿ｔｑ＿ｃｒｉｔの値を決定するとき、ｐｒｏｂ＿ｈａｌｔの値を考慮する。

本実施形態において、ｐｒｏｂ＿ｈａｌｔの値が車両１が減速して停止する、又は少なくとも比較的低速度になるであろうことを示す場合、ＶＣＵ１Ｃは、ｂｒｋ＿ｔｑ＿ｃｒｉｔの値をそうでない場合の値と比較して高くする。いくつかの実施形態においては、このような状況において、車両１が前方の交通渋滞、及び／又は交通信号に接近し続けるとき、ブレーキトルク要求量が減るのではなく増える見込みであるためＶＣＵ１Ｃは、ｂｒｋ＿ｔｑ＿ｃｒｉｔの値をそうでない場合の値と比較して低くし得る。

ｐｒｏｂ＿ｈａｌｔの値を決めるために、ＶＣＵ１Ｃは、カメラモジュール８５Ｃ及び前方レーダー送信／受信モジュール８７Ｆを使って車両１の前方の環境をモニタするように構成される。カメラモジュール８５Ｃは、車両１の前方の車両及び交通信号の存在を識別するために画像認識技術によって処理されるビデオストリームデータを作り、レーダーモジュール８７Ｆは、「目標物」と呼ぶ車両前方の物体を検出する。ＶＣＵ１Ｃのレーダーモジュール制御部は、レーダーモジュール８７Ｆによって作られたデータを処理して、レーダーモジュール８７Ｆによって判断される車両１と相対的な目標物の位置と速度を示すデータを作る。

ＶＣＵ１Ｃは、レーダー制御部によって作られたデータをビデオストリームデータと組み合わせて利用し、車両１が静止又は低速交通に近づいているか否かを判断する。本実施形態において、ＶＣＵ１Ｃは、ビデオフレームデータに基づいて、車両１の前方の車両のブレーキランプが点灯しており、交通が停滞、低速、又は減速していることを示すか否かを判断し、この情報を考慮して、車両が停止に向かって減速する、又は低速運転に向かっている可能性を判断するように構成される。したがって、本実施形態において、ＶＣＵ１Ｃは、車両１の前方の車両のブレーキランプ点灯の存在は車両１が減速して停止する、又は少なくとも比較的低速度になる見込みが増えたことを示していると判断する。

加えて、画像認識技術が、取り込んだビデオ画像から交通信号を識別して、識別された交通信号が信号に接近する車両が停止しなければならないことを指し示すか否かを判断するために採用される。識別された交通信号が信号に接近する車両が停止しなければならないことを指し示す場合、そのような指示がない場合に比較して、ＶＣＵ１Ｃは、車両１が停止に向かって減速する、又は低速運転に向かっている可能性がより高いと判断する。

いくつかの実施形態において、ＶＣＵ１Ｃは、ＧＰＳモジュール８４から提供される車両位置情報に基づいて車両前方の分岐点、及び／又は交通信号の存在を判断するためにＶＣＵ１Ｃのナビゲーション機能と関連した地図データを採用し得る。ＶＣＵ１Ｃは、地図データを、上述のカメラモジュール８５Ｃ及びレーダーモジュール８７Ｆから得られる交通渋滞及び交通信号に関連付けて、より高い信頼性で車両１が停止に向かって減速する、又は低速運転に向かっている可能性を判断する。例えば、いくつかの実施形態において、地図データはＶＣＵ１Ｃがカメラモジュール８５Ｃ又はレーダーモジュール８７Ｆを使って車両１前方に検知された交通が車両進路上にあるか否かを道路設計及び選択的に例えば車両目的地情報に応じて作成されるナビゲーション案内情報に基づく車両の予測進路に基づいて判断可能にするため有効であり得ることは明らかである。同様に、地図データは、カメラモジュール８５Ｃによって検出された交通信号を車両１が従う必要の有無を判断するために有効であり得る。これはカメラモジュール８５Ｃによって作成された画像中に異なる進路にそった交通を制御する交通信号が検出されるような比較的複雑な分岐点において特に有効であり得る。

加えて又は代わりに、いくつかの実施形態においてＶＣＵ１Ｃは、ＶＣＵ１Ｃの一部を形成するデータベースから、又は、無線モジュール８３などの無線通信リンクを例えば介して車両外からデータベースの交通信号変更順序情報を受信し得る。変更順序情報はＶＣＵ１Ｃに採用されて、例えば、信号が、交通信号により制御されている地点であるコントロールポイントを超えて車両が走行継続であるか、それとも車両がコントロールポイントで停止が必要かなどの車両１前方の交通信号の状況を判断する。いくつかの実施形態において、交通コントロールポイントから車両１までの距離に基づいて、そして選択的に車両１前方の交通に関連付けて、車両１が停止に向かって減速する、又は低速運転に向かう必要があることをＶＣＵ１Ｃが予測する。

ＶＣＵ１Ｃが、インターネット上の交通情報データリンク、交通メッセージチャンネル（ＴＭＣ、traffic message channel）、又はその他の適当な交通情報源などの無線交通情報データリンクを介して受信した交通情報を考慮し得ることは明らかである。交通情報は、特定の地理的位置の交通密度及び速度に関連した情報を含み得る。ＶＣＵ１Ｃは、例えば可能性信号が、交通密度が高まるにつれて車両１が停止に向かって減速する、又は低速運転に向かっている可能性が増加することを示すように調整することにより、交通密度値がより高いとき、ｂｒｋ＿ｔｑ＿ｃｒｉｔの値を減らすように構成され得る。

本願発明のいくつかの実施形態が、車両の後輪が常時駆動され前輪は四輪駆動モードをとるときにだけ駆動されるドライブライン、及び図１の実施形態のドライブライン５の場合がそうであるような車両の前輪が常時駆動され後輪は四輪駆動モードをとるときにだけ駆動されるドライブラインを含む異なるタイプの多くのドライブラインに関して使用可能であることは明らかである。

いくつかの実施形態において、ｂｒｋ＿ｔｑ＿ｃｒｉｔの値は、二輪駆動モードのとき後輪のみが駆動される車両においてより低いことは明らかである。これは前進中に車両にブレーキがかけられると重量の前方へのシフトが起こり、前輪のブレーキ効果が増え、後輪のブレーキ効果が減るという結果となるからである。

図２は、本願発明のさらなる実施形態に係る車両１００の部分図である。図２の実施形態において図１の実施形態と同等の部品は、１００番違いの部品番号により示されている。

車両１００は、プロップシャフト１２３をギヤボックス１１８に接続させるＰＴＣ（図示なし）を含むＰＴＵ１２４を有するドライブライン１０５を備える。プロップシャフト１２３の逆端には湿式多板クラッチの形態をとるクラッチ１２７を含む後ろ駆動ユニット（ＲＤＵ）１３０が提供される。ＲＤＵ１３０はまた、左後輪及び右後輪のシャフト１２６それぞれを駆動するための差動ギヤ機構１３１を含む。クラッチ１２７は、プロップシャフト１２３を差動ギヤ機構１３１の入力部に接続するように構成される。コントローラ１４０が、ＰＴＵ１２４を制御してプロップシャフト１２３をギヤボックス１１８から切り離し、ＲＤＵ１３０のクラッチ１２７を制御してプロップシャフト１２３を差動器１３１から切り離すことにより車両１００を二輪駆動で動作させるように構成されることは明らかである。コントローラ１４０はまた、ＰＴＵ１２４を制御してプロップシャフト１２３をギヤボックス１１８に連結し、ＲＤＵ１３０のクラッチ１２７を制御してプロップシャフト１２３を差動器１３１に連結することにより車両１００を四輪駆動で動作させるように構成される。図２の実施形態において、ＰＴＵ１２４は、湿式多板クラッチの形態をとるＰＴＣを備える。別の実施形態において、ＰＴＣはドッグクラッチの形態をとり得て、ＰＴＵ１２４はまたドッグクラッチを閉じる必要があるときＰＴＣの入力部及び出力部の回転速度を同期させるための同期装置を有する。

図２の実施形態のドライブライン１０５は、ドライブライン１０５の後輪１１４、１１５の間に車軸間ロックをかけられるように構成されない。しかし、いくつかの別の実施形態において、後ろ駆動シャフト１２６を互いにロックして相対的な回転を実質的に防止するための手段が提供され得る。例えば、いくつかの実施形態において、後ろ駆動シャフト１２６はクラッチ機構を使って互いにロックされるように構成され得る。

図３（ａ）は、本願発明のさらなる実施形態に係る車両２００の部分図である。図３（ｂ）は、図（ａ）に示された車両２００のドライブライン２０５の部分拡大図であり、ＰＴＵ２２４に関連した詳細を示す。図３の実施形態において図１の実施形態と同等の部品は、２００番違いの部品番号により示されている。

ドライブライン２０５は、ギヤボックス２１８に常時接続されたＰＴＵ入力シャフト２２３Ａ（図３（ｂ））、ＰＴＣ（動力伝達クラッチ）２２２を介してＰＴＵ入力シャフト２２３Ａに接続可能な前プロップシャフト２２３Ｆ、及びＰＴＵ入力シャフト２２３Ａに差動ギヤ機構（又は差動器）２２５を使って接続される後ろプロップシャフト２２３Ｒを有する。この実施形態において、差動器２２５は「中央差動器」又は「中央デフ」と呼ばれ得て、ＰＴＵ２２４の一部を形成する。差動器２２５は、前及び後ろプロップシャフト２２３Ｆ、２２３Ｒが異なる速度で回転することを可能にする。

後ろプロップシャフト２２３Ｒは、後ろプロップシャフト２２３Ｒを後輪２１４、２１５に連結及び切り離し可能にするように構成されたＲＤＵ２３０に接続される。図３の実施形態において、ＲＤＵ２３０は図２の実施形態のＲＤＵ１３０と類似しているが、例えば図１の実施形態のＲＤＵ３０などの他のタイプのＲＤＵも有効である。

ＰＴＣ２２２は、前プロップシャフト２２３Ｆが切り離し可能な状態でＰＴＵ入力シャフト２２３Ａにチェーンドライブ２２４Ｃを介して連結できるようにする。図３の実施形態において、ＰＴＣ２２２は、湿式多板クラッチであるが、ドッグクラッチなどの他のタイプのクラッチもいくつかの実施形態において有効であり得る。前プロップシャフト２２３Ｆは、順に前差動器ユニット２１９Ｄを介して一対の前駆動シャフト２１９を駆動するように構成される。前差動器ユニット２１９Ｄは、駆動シャフト群２１９がそれぞれ異なる速度で回転できるようにする差動ギヤ機構を有する。

いくつかの実施形態において、ＰＴＵ２２４は、差動器２２５を伴わずに提供され得る。図４はそのようなＰＴＵを備えたドライブライン３０５の部分図である。図４の実施形態において図１の実施形態と同等の部品は、３００番違いの部品番号により示されている。

図４の構成において、単一プロップシャフト３２３がＰＴＵ３２４を介してギヤボックス３１８をＲＤＵ（図示なし）に連結させる。ＰＴＵ３２４は、前差動器ユニット３１９Ｄを回転させるように構成された前プロップシャフト３２３Ｆにプロップシャフト３２３が連結できるように構成された湿式多板クラッチ３２２（図４（ｂ））の形態をとるＰＴＣ３２２を有する。ＰＴＣ３２２はチェーンドライブ３２４Ｃを介して前プロップシャフト３２３Ｆを駆動するように構成される。

本件特許出願の説明及び主張全体にわたり、単語「含む」及びその派生語は「含むが、それに限定されない」という意味であって、その他の部品、完全体、手順を排除するものではない。

本件特許出願の説明及び主張全体にわたり、さらに、文脈で別途必然である場合を除き単数形は複数形も含む。

本発明の特定の態様、実施形態、もしくは例と合わせて説明される特徴、完全体、特徴、混合物、化学的部分もしくはグループは、非互換性でない限りここに説明されるあらゆる他の態様、実施形態、もしくは例にも適用可能と理解されたい。

Claims (28)

1. 車両用の制御システムであって、
   前記車両のブレーキシステムへのブレーキ力要求を示すブレーキ信号を受信し、それに依存して前記車両のドライブラインを、１つ以上の車輪の第二のグループではなく、１つ以上の車輪の第一のグループが前記ドライブラインによって駆動される第二の構成における動作から、前記１つ以上の車輪の第二のグループに加えて、前記１つ以上の車輪の第一のグループが前記ドライブラインによって駆動される第一の構成における動作に変換するように構成され、
   前記制御システムは、前記１つ以上の車輪の第一のグループ及び前記１つ以上の車輪の第二のグループが前記ドライブラインにより駆動され、
   前記ドライブラインが前記第一の構成において動作している場合、ブレーキ力を前記１つ以上の車輪の第一のグループ及び前記１つ以上の車輪の第二のグループに加えることにより、少なくとも前記ブレーキ力要求のいくらかを提供するために前記ドライブラインに連結された電気機械を制御するように構成され、
   前記ブレーキ信号は少なくとも部分的には前記ブレーキシステムに要求されるブレーキ力の量を示し、前記制御システムは、前記ブレーキ信号が要求されたブレーキ力の量が、要求ブレーキ力所定量を超えたことを示す場合、前記ドライブラインを前記第一の構成で動作させ、
   前記要求ブレーキ力所定量は少なくとも部分的に前記車両が遭遇する縦方向の加速度に依存して決定される、
   制御システム。
2. 前記ブレーキ信号が、運転者によってブレーキ制御にかけられる圧力量及び運転者が作動させたブレーキ制御の位置の内から選択された少なくとも１つを示す、請求項１に記載の制御システム。
3. 前記ブレーキ信号が、前記ブレーキ制御にかけられる圧力の量が所定の圧力量を超えたことを示す場合、又は前記ブレーキ制御の位置が、可動範囲に対する前記ブレーキ制御の移動量が所定の移動量を超えたことを示す場合、前記ドライブラインを前記第一の構成で動作させるよう構成される、請求項２に記載の制御システム。
4. 前記要求ブレーキ力所定量は少なくとも部分的に走行路面の傾斜に依存して決定される、請求項１〜３のいずれか１つに記載の制御システム。
5. 前記要求ブレーキ力所定量は、下り坂勾配の増加の関数として減少する、及び／又は上り坂勾配の増加の関数として増大するように構成される、請求項４に記載の制御システム。
6. 前記要求ブレーキ力所定量は、下り坂勾配の増加の関数として増大する、及び／又は上り坂勾配の増加の関数として減少するように構成される、請求項４に記載の制御システム。
7. 前記要求ブレーキ力所定量は、少なくとも部分的に１つ以上の車輪と走行路面との間の表面摩擦係数を示すパラメータに依存して決定される、請求項１〜６のいずれか１つに記載の制御システム。
8. 前記要求ブレーキ力所定量は、表面摩擦係数値の増加の関数として増大するように構成される、請求項７に記載の制御システム。
9. 前記要求ブレーキ力所定量は、少なくとも部分的に、前記車両が走行する選択された運転モードを示す信号に依存して決定され、前記運転モードは複数の運転モードの内から選ばれる、請求項１〜６のいずれか１つに記載の制御システム。
10. 前記車両が走行する選択された運転モードを示す前記信号は、手動の運転モード選択入力装置の状態に対応する、又は運転モード自動選択手段により自動的に選択された運転モードを示す信号である、請求項９に記載の制御システム。
11. 前記運転モードは、車両の様々な運転条件それぞれに対応する、請求項９又は１０に記載の制御システム。
12. 複数のサブシステム構成モードから選択された１つにおいて少なくとも１つの車両サブシステムの制御を開始するサブシステムコントローラを含み、前記サブシステム構成モードは、選択された前記運転モードに依存して選択される、請求項９〜１１のいずれか１つに記載の制御システム。
13. 各運転モードにおいて、前記システムが、前記少なくとも１つの車両サブシステムを、前記運転条件に適したサブシステム構成モードにおいて動作させるように構成される、請求項１１に従属する請求項１２に記載の制御システム。
14. 各運転モードは、対応する少なくとも１つの車両サブシステムの構成モードを有し、車両サブシステムは、エンジン管理システム、変速システム、操舵システム、ブレーキシステム、及びサスペンションシステムの内から選択される、請求項１２又は１３に記載の制御システム。
15. 少なくとも１つの運転モードのサブシステム構成モードは、
    サスペンションシステムのサブシステム構成モードであって、複数のサスペンションシステムのサブシステム構成モードは、複数の車高を含むもの、
    車両の反対側の車輪のサスペンションの間で流体の相互接続があり得る流体サスペンションシステムのサブシステム構成モードであって、複数の流体サスペンションシステムのサブシステム構成モードは、様々なレベルの前記相互接続を提供するもの、
    操舵補助を提供し得る操舵システムのサブシステム構成モードであって、複数の操舵システムのサブシステム構成モードは、様々なレベルの前記操舵補助を提供するもの、
    ブレーキ補助を提供し得るブレーキシステムのサブシステム構成モードであって、複数のブレーキシステムのサブシステム構成モードは、様々なレベルの前記ブレーキ補助を提供するもの、
    車輪スリップを制御するアンチロック機能を提供し得るブレーキ制御システムのサブシステム構成モードであって、複数のブレーキ制御システムのサブシステム構成モードは、様々なレベルの前記車輪スリップを許容するもの、
    パワートレイン制御手段及びアクセル又はスロットルペダルを含むパワートレインシステムのサブシステム構成モードであって、複数のパワートレインシステムのサブシステム構成モードは、アクセル又はスロットルペダルの動きに対し様々なレベルのパワートレイン制御手段応答性能を提供するもの、
    車輪スピンを制御するように構成される駆動力制御システムのサブシステム構成モードであって、複数の駆動力制御システムのサブシステム構成モードは、様々なレベルの前記車輪スピンを許容するもの、
    車両のヨーを制御するように構成されるヨー制御システムのサブシステム構成モードであって、複数のヨー制御システムのサブシステム構成モードは、前記車両のヨーの予測されるヨーからの様々なレベルの逸脱を許容するもの、
    丘陵地対応変速器サブシステム構成モードであって、丘陵地対応変速サブシステム構成モードは、前記変速器の高い丘陵地モードと低い丘陵地モードを含むもの、
    複数の変速比で動作可能であり、少なくとも１つの車両パラメータをモニタして、それに応じて変速比を選択するように構成された変速器制御手段を含む変速器システムのサブシステム構成モードであって、変速器システムのサブシステム構成モードは、前記少なくとも１つのパラメータに応じて異なる変速比が選択される複数の変速器構成モードを含むもの、
    の内から選択される、請求項１２〜１４のいずれか１つに記載の制御システム。
16. 前記要求ブレーキ力所定量は、少なくとも部分的に電気エネルギー保存装置の充電状態を示すパラメータに依存して決定され、前記保存装置は充電システムにより充電されるように構成され、前記充電システムは前記電気機械を含み、前記充電システムは回生ブレーキ機能を提供するように前記ドライブラインにより駆動されるように構成される、請求項１〜３のいずれか１つに記載の制御システム。
17. 前記制御システムが、前記ドライブラインが前記第二の構成から前記第一の構成に変換するとき要求されるブレーキ力のうち、車両の摩擦ブレーキによって提供されるブレーキ力の比率を減らすように構成されている、請求項１〜１６のいずれか１つに記載のシステム。
18. 請求項１〜１７のいずれか１つに記載のシステムとの組み合わせによるドライブライン。
19. 請求項１〜１７のいずれか１つに記載のドライブライン及びシステムを含むパワートレイン。
20. 請求項１〜１７のいずれか１つに記載のドライブライン及びシステムを含む動力車両。
21. 車体、複数の車輪、及び前記車輪を駆動するパワートレインを含む動力車両であって、前記パワートレインが、ドライブラインと前記車輪にブレーキをかけるブレーキシステム、及び請求項１〜１７のいずれか１つに記載のシステムを含む動力車両。
22. 動力車両のドライブラインを制御して、制御システムを使って実行される複数の構成の内から選択された１つの構成で動作させる方法であって、
    その方法は、
    ブレーキシステムに要求されるブレーキ力の量を示すブレーキ信号を受信するステップと、
    少なくとも部分的にはブレーキ信号に依存して第二の構成ではなく、第一の構成でドライブラインを動作させるステップを含み、
    第一の構成において、１つ以上の車輪の第一のグループ及び加えて１つ以上の車輪の第二のグループがドライブラインにより駆動されるように構成され、
    第二の構成において、１つ以上の車輪の第二のグループではなく、１つ以上の車輪の第一のグループがドライブラインにより駆動されるように構成され、
    前記制御システムは、前記１つ以上の車輪の第一のグループ及び前記１つ以上の車輪の第二のグループが前記ドライブラインにより駆動され、
    前記ドライブラインが前記第一の構成において動作している場合、ブレーキ力を前記１つ以上の車輪の第一のグループ及び前記１つ以上の車輪の第二のグループに加えることにより、少なくとも前記ブレーキ力要求のいくらかを提供するために前記ドライブラインに連結された電気機械を制御するように構成され、
    前記ブレーキ信号は少なくとも部分的には前記ブレーキシステムに要求されるブレーキ力の量を示し、前記制御システムは、前記ブレーキ信号が要求されたブレーキ力の量が、要求ブレーキ力所定量を超えたことを示す場合、前記ドライブラインを前記第一の構成で動作させ、
    前記要求ブレーキ力所定量は少なくとも部分的に前記車両が遭遇する縦方向の加速度に依存して決定される、
    方法。
23. 動力車両のドライブラインを制御して、制御システムを使って実施される複数の構成の内から選択された１つの構成で動作させる方法であって、
    前記方法は、
    ブレーキシステムに要求されるブレーキ力の量を示すブレーキ信号を受信するステップと、
    前記ドライブラインに少なくとも部分的には、前記ブレーキ信号によって示される前記ブレーキシステムに要求されるブレーキ力の量に依存して選択される構成で動作させるステップと、
    前記ドライブラインを、１つ以上の車輪の第一のグループ及び加えて１つ以上の車輪の第二のグループが駆動されるように構成された第一の構成において、又は、
    １つ以上の車輪の第二のグループではなく、１つ以上の車輪の第一のグループがドライブラインにより駆動されるように構成された第二の構成において、動作させるステップと、
    ドライブラインに少なくとも部分的には、ブレーキ信号によって示されるブレーキシステムに要求されるブレーキ力の量に依存して構成を選択するステップを含み、
    前記制御システムは、前記１つ以上の車輪の第一のグループ及び前記１つ以上の車輪の第二のグループが前記ドライブラインにより駆動され、前記ドライブラインが前記第一の構成において動作している場合、ブレーキ力を前記１つ以上の車輪の第一のグループ及び前記１つ以上の車輪の第二のグループに加えることにより、少なくとも前記ブレーキ力要求のいくらかを提供するために前記ドライブラインに連結された電気機械を制御するように構成され、
    前記制御システムは、前記ブレーキ信号が要求されたブレーキ力の量が、要求ブレーキ力所定量を超えたことを示す場合、前記ドライブラインを前記第一の構成で動作させ、
    前記要求ブレーキ力所定量は少なくとも部分的に前記車両が遭遇する縦方向の加速度に依存して決定される、
    方法。
24. 要求されたブレーキ力の量を示す信号が、要求ブレーキ力が所定の量を超えたことを示した場合、ドライブラインを第一の構成で動作させるステップを含む、請求項２３に記載の方法。
25. 車両を制御して請求項２２〜２４のいずれか１つに記載の方法を実行させるためのコンピュータ可読コードを搭載したキャリヤ媒体。
26. プロセッサ上で実行されると請求項２２〜２４のいずれか１つに記載の方法を実施するコンピュータプログラム製品。
27. 請求項２６に記載のコンピュータプログラム製品を搭載したコンピュータ可読媒体。
28. 請求項２２〜２４のいずれか１つに記載の方法又は請求項２６に記載のコンピュータプログラム製品のいずれかを実行するように構成されたプロセッサ。

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