(57)【要約】【課題】勾配検出専用のセンサが搭載されていない場合でも、登坂路走行時に後輪に適切な駆動力を配分することが可能な４輪駆動車及びその制御方法を提供する。【解決手段】走行状態に応じてエンジン１１の駆動力を前輪１８１，１８２及び後輪１９１，１９２に配分する４輪駆動車１は、後輪１９１，１９２にエンジン１１の駆動力を調節可能に伝達する駆動力伝達装置２と、駆動力伝達装置２を制御する制御装置６と、車車間通信により進行方向前方の他車両９の車速及び前後加速度を含む他車両情報を取得する通信装置７２とを備える。制御装置６は、他車両９の車速がゼロでかつ前後加速度の大きさが閾値以上の登坂路停止状態である場合に、後輪１９１，１９２への駆動力の配分割合を高める。【選択図】図４
2019142254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行状態に応じて駆動源の駆動力を前輪及び後輪に配分する４輪駆動車であって、
前記後輪に前記駆動源の駆動力を調節可能に伝達する駆動力伝達装置と、前記駆動力伝達装置を制御する制御装置と、車車間通信により進行方向前方の他車両の車速及び前後加速度を含む他車両情報を取得する通信装置とを備え、
前記制御装置は、前記他車両の車速がゼロでかつ前後加速度の大きさが閾値以上の登坂路停止状態である場合に、前記後輪への駆動力の配分割合を高める、
４輪駆動車。
【請求項２】
自車両の直前を走行する先行車両に所定の車間距離を保持して追従するように車速を制御する追従走行制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記先行車両に追従する追従走行中であり、前記先行車両よりも進行方向前方の前記他車両が前記登坂停止状態であって、かつ前記先行車両が減速中又は所定車速以下での低速走行中である場合に、前記後輪への駆動力の配分割合を高める、
請求項１に記載の４輪駆動車。
【請求項３】
前記制御装置は、前記他車両から取得した前記他車両情報の前後加速度が大きいほど前記後輪への駆動力の配分割合を高める、
請求項１又は２に記載の４輪駆動車。
【請求項４】
前輪及び後輪に駆動源の駆動力を配分可能な４輪駆動車の前記後輪に駆動力を調節可能に伝達する駆動力伝達装置と、車車間通信により進行方向前方の他車両の車速及び前後加速度を含む他車両情報を取得する通信装置とを備えた４輪駆動車の制御方法であって、
前記他車両の車速がゼロでかつ前後加速度が閾値以上の登坂路停止状態である場合に、前記後輪への駆動力の配分割合を高める、
４輪駆動車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前後輪への駆動力配分割合を走行状態に応じて変更可能な４輪駆動車及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動源の駆動力を前輪及び後輪に配分する４輪駆動車には、前後輪への駆動力の配分割合を走行状態に応じて変更可能なものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の４輪駆動車は、登坂路を前進走行する際、後輪が前輪よりも大きな荷重を受けることに鑑み、後輪に伝達する後輪駆動トルクを平坦路を走行する際よりも増加させる。これにより、前後輪への駆動力の配分比が荷重に応じたものとなり、前後輪のスリップが抑制されて駆動性能が向上する。また、特許文献１では、走行路面の勾配を勾配検出専用のセンサを用いて求めてもよいが、加速度センサを代用して求めてもよいとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７６６４１号公報（段落［００４８］，［００８４］参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
勾配検出専用のセンサは、全ての車種に搭載されているわけではないため、勾配検出専用のセンサが搭載されていない車両に新たに勾配検出専用のセンサを搭載するとすれば、コストの上昇を招来してしまう。また、車両前後方向の加速度を検出する加速度センサの検出値に基づいて車輪が接地している路面の勾配を測定する場合には、車両走行中は測定誤差が大きいため、停車中でなければ正確な測定ができない。このため、平坦路から登坂路に入っても、走行路面の勾配に応じた後輪への駆動力配分を適切に行えないおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、勾配検出専用のセンサが搭載されていない場合でも、登坂路走行時に後輪に適切な駆動力を配分することが可能な４輪駆動車及びその制御方法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】
【０００７】
本発明は、上記の目的を達成するため、走行状態に応じて駆動源の駆動力を前輪及び後輪に配分する４輪駆動車であって、前記後輪に前記駆動源の駆動力を調節可能に伝達する駆動力伝達装置と、前記駆動力伝達装置を制御する制御装置と、車車間通信により進行方向前方の他車両の車速及び前後加速度を含む他車両情報を取得する通信装置とを備え、前記制御装置は、前記他車両の車速がゼロでかつ前後加速度の大きさが閾値以上の登坂路停止状態である場合に、前記後輪への駆動力の配分割合を高める、４輪駆動車を提供する。
【０００８】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、前輪及び後輪に駆動源の駆動力を配分可能な４輪駆動車の前記後輪に駆動力を調節可能に伝達する駆動力伝達装置と、車車間通信により進行方向前方の他車両の車速及び前後加速度を含む他車両情報を取得する通信装置とを備えた４輪駆動車の制御方法であって、前記他車両の車速がゼロでかつ前後加速度が閾値以上の登坂路停止状態である場合に、前記後輪への駆動力の配分割合を高める、４輪駆動車の制御方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る４輪駆動車及びその制御方法によれば、勾配検出専用のセンサが搭載されていない場合でも、登坂路走行時に後輪に適切な駆動力を配分し、スリップを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る４輪駆動車の概略の構成例を示す構成図である。
【図２】自車両と先行車両との位置関係を示す模式図である。
【図３】自車両が登坂路に差し掛かる際の状況を示す模式図である。
【図４】制御装置が実行する制御処理の具体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】
【００１１】
［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
【００１２】
（４輪駆動車の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る４輪駆動車の概略の構成例を示す構成図である。図２は、自車両（図１に示す４輪駆動車１）と、自車両の前方を走行する先行車両８との位置関係を示す模式図である。図３は、自車両が登坂路に差し掛かる際の状況を示す模式図である。
【００１３】
図１に示すように、４輪駆動車１は、走行のための駆動力を発生する駆動源としてのエンジン１１と、エンジン１１の出力を変速するトランスミッション１２と、トランスミッション１２で変速されたエンジン１１の駆動力が常に伝達される左右の前輪１８１，１８２と、走行状態に応じてエンジン１１の駆動力が配分される左右の後輪１９１，１９２とを備えている。
【００１４】
また、４輪駆動車１は、フロントディファレンシャル１３と、プロペラシャフト１４と、リヤディファレンシャル１５と、左右の前輪側のドライブシャフト１６１，１６２と、左右の後輪側のドライブシャフト１７１，１７２と、プロペラシャフト１４とリヤディファレンシャル１５との間に配置された駆動力伝達装置２と、駆動力伝達装置２を制御する制御装置６と、自車両の直前を走行する先行車両８に所定の車間距離を保持して追従するように車速を制御する追従走行制御装置７１と、他車両９との車車間通信を行う通信装置７２とを備えている。
【００１５】
制御装置６は、左右の前輪１８１，１８２及び左右の後輪１９１，１９２の回転速度を検出する回転速センサ１０１〜１０４、アクセルペダル１１０の踏み込み量であるスロットル開度を検出するためのアクセルペダルセンサ１０５、及び車両前後方向の加速度である前後加速度を検出する加速度センサ１０６の検出値を含む各種の走行状態に関する情報を取得可能である。
【００１６】
また、制御装置６は、これらの各センサ１０１〜１０６によって検出される４輪駆動車１の走行状態に応じて駆動力伝達装置２に電流を供給し、駆動力伝達装置２を制御する。駆動力伝達装置２は、制御装置６から供給される電流に応じて、後輪１９１，１９２にエンジン１１の駆動力を調節可能に伝達する。
【００１７】
駆動力伝達装置２は、有底筒状のハウジング２１と、ハウジング２１と同軸上で相対回転可能に支持された軸状のインナシャフト２２と、ハウジング２１とインナシャフト２２との間で駆動力を伝達するメインクラッチ２３と、メインクラッチ２３を押圧する押圧力を発生させるカム機構２４と、ハウジング２１の回転力を受けてカム機構２４を作動させる電磁クラッチ２５と、電磁クラッチ２５を作動させる磁力を発生する電磁コイル２６とを有して構成されている。
【００１８】
電磁クラッチ２５は、例えば軟磁性体からなる複数のクラッチプレートが電磁コイル２６の磁力を受けて動作するアーマチャによって摩擦接触するように構成されている。電磁コイル２６に電流が供給されると、供給された電流量に応じて電磁クラッチ２５を介してハウジング２１の回転力がカム機構２４に伝達され、カム機構２４が軸方向の押圧力を発生させる。メインクラッチ２３は、この押圧力によって複数の摩擦板の間に摩擦力が発生し、ハウジング２１からインナシャフト２２に駆動力が伝達される。
【００１９】
制御装置６は、４輪駆動車１の走行状態に応じて駆動力伝達装置２の電磁コイル２６に供給する電流を調節することにより、後輪１９１，１９２に伝達される駆動力を制御可能である。なお、駆動力伝達装置２としては、制御装置６から供給される電流に応じて後輪１９１，１９２側に伝達される駆動力を連続的に増減させることが可能なものであればよく、例えば電動モータのトルクをカム機構等によって軸方向の押圧力に変換し、複数の摩擦板を押接させる構成のものであってもよい。あるいは、電動モータにより駆動されるポンプの油圧によって複数の摩擦板を押接させる構成のものであってもよい。
【００２０】
前輪１８１，１８２には、エンジン１１の駆動力が、トランスミッション１２、フロントディファレンシャル１３、及び左右の前輪側のドライブシャフト１６１，１６２を介して伝達される。フロントディファレンシャル１３は、左右の前輪側のドライブシャフト１６１，１６２にそれぞれ相対回転不能に連結された一対のサイドギヤ１３１，１３１と、一対のサイドギヤ１３１，１３１にギヤ軸を直交させて噛合する一対のピニオンギヤ１３２，１３２と、一対のピニオンギヤ１３２，１３２を支持するピニオンピン１３３と、これらを収容するフロントデフケース１３４とを有している。
【００２１】
フロントデフケース１３４にはリングギヤ１３５が固定されており、このリングギヤ１３５がプロペラシャフト１４の車両前方側の端部に設けられたピニオンギヤ１４１に噛み合っている。プロペラシャフト１４の車両後方側の端部は、駆動力伝達装置２のハウジング２１に連結されている。この構成により、フロントデフケース１３４の回転力がプロペラシャフト１４を介して駆動力伝達装置２のハウジング２１に伝達される。
【００２２】
リヤディファレンシャル１５は、左右の後輪側のドライブシャフト１７１，１７２にそれぞれ相対回転不能に連結された一対のサイドギヤ１５１，１５１と、一対のサイドギヤ１５１，１５１にギヤ軸を直交させて噛合する一対のピニオンギヤ１５２，１５２と、一対のピニオンギヤ１５２，１５２を支持するピニオンピン１５３と、これらを収容するリヤデフケース１５４と、リヤデフケース１５４に固定されたリングギヤ１５５とを有している。リングギヤ１５５には、駆動力伝達装置２のインナシャフト２２に相対回転不能に連結されたピニオンギヤシャフト１５０が噛み合っている。
【００２３】
追従走行制御装置７１は、図２に示すように、ミリ波レーダーにより先行車両８との車間距離を検知し、エンジン１１の回転数やブレーキによる制動力を調整することで、先行車両８との間に車速に応じた所定の車間距離を保ちながら、自車両である４輪駆動車１を先行車両８に追従走行させる。制御装置６は、追従走行制御装置７１の作動状態に関する情報を取得可能である。
【００２４】
通信装置７２は、所定の周波数帯の電波により車車間通信を行うことが可能である。この車車間通信は、先行車両８よりもさらに進行方向前方の他車両９との間で可能である他、先行車両８が対応する通信装置を搭載している場合には、先行車両８とも車車間通信が可能である。通信装置７２は、車車間通信により、他車両９の車速及び前後加速度を含む他車両情報を取得可能である。制御装置６は、通信装置７２が取得した他車両情報を例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワーク介して得ることが可能である。
【００２５】
ところで、４輪駆動車１が登坂路を走行する際には、平坦路を走行する場合に比較して、前輪１８１，１８２にかかる荷重が小さくなり、後輪１９１，１９２にかかる荷重が大きくなる。このため、後輪１９１，１９２に配分する駆動力の割合を高めることで、例えば雨天時や積雪時においても前輪１８１，１８２のスリップを抑制することができ、駆動性能が向上する。前輪１８１，１８２が接地している走行路面の傾斜は、４輪駆動車１の停車時において、加速度センサ１０６の検出値に基づいて求めることができる。
【００２６】
つまり、４輪駆動車１の停車時には、平坦路であれば加速度センサ１０６の検出値がゼロとなり、登坂路であれば前進加速時と同じ方向の前後加速度が検出される。また、この前後加速度の大きさは路面の勾配に応じて大きくなるので、加速度センサ１０６の検出値に基づいて路面の傾斜角を求めることが可能である。しかし、４輪駆動車１が走行中である場合には、車速の細かな増減や振動により、登坂路であるか否かの判定や路面の傾斜角の推定を正確に行うことができない。
【００２７】
このため、本実施の形態では、進行方向前方で停車している他車両９が存在し、その他車両９の前後加速度の大きさが閾値以上の登坂路停止状態である場合に、制御装置６が行う制御処理によって後輪１９１，１９２への駆動力の配分割合を高める。また、本実施の形態では、自車両の直前を走行する先行車両８に追従する追従走行中であり、先行車両８よりも進行方向前方の他車両９が登坂停止状態であって、かつ先行車両８が減速中又は所定車速以下での低速走行中である場合に、制御装置６が行う制御処理によって後輪１９１，１９２への駆動力の配分割合を高める。次に、この制御処理の具体的な手順の一例について、図４を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図４は、制御装置６が実行する制御方法の具体例を示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、制御装置６はまず、回転速センサ１０１〜１０４及びアクセルペダルセンサ１０５から得られる走行状態に応じて後輪１９１，１９２に伝達すべき駆動力の目標値を示す指令トルクを演算する（ステップＳ１）。この演算では、アクセルペダル１１０の踏み込み量が大きいほど、また前輪１８１，１８２の平均回転速度と後輪１９１，１９２の平均回転速度との差である前後輪回転速度差が大きいほど、後輪１９１，１９２に大きな駆動力が伝達されるように指令トルクを演算する。
【００２９】
次に、制御装置６は、自車両が追従走行中であるか否かを判定し（ステップＳ２）、追従走行中である場合には、他車両９との車車間通信により得られる他車両情報を通信装置７２から取得する（ステップＳ３）。また、制御装置６は、追従走行制御装置７１の作動状態に関する情報に基づき、追従走行の対象である先行車両８が減速中又は所定の車速（例えば４ｋｍ／ｈ）以下での低速走行中であるか否かを判定し（ステップＳ４）、この判定の結果がＹｅｓであれば、ステップＳ３で得られた他車両情報の車速がゼロ（停車中）で、かつ前後加速度が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。この閾値は、例えば傾斜角１１°に対応する１．２程度の値を用いることができる。なお、前後加速度は、他車両９が登坂路で停車しているときに正の値となるものとする。
【００３０】
制御装置６は、ステップＳ５の判定の結果がＹｅｓである場合、ステップＳ１で演算した指令トルクを増大補正する（ステップＳ６）。この増大補正は、例えば制御装置６の不揮発性メモリに記憶されたマップを参照して得られる登坂トルクを指令トルクに加算することにより行うことができる。このマップには、他車両９の前後加速度が大きくなるにつれて単調に増加する登坂トルクの特性が記憶されている。これにより、他車両情報の前後加速度が大きいほど指令トルクが大きくなり、後輪１９１，１９２への駆動力の配分割合が高められる。なお、他車両９の前後加速度に所定の係数を乗じて登坂トルクを求めるようにしてもよい。
【００３１】
このステップＳ６の処理の後、制御装置６は、増大補正された指令トルクに応じた駆動力が後輪１９１，１９２に伝達されるように、この指令トルクに応じた大きさの電流を駆動力伝達装置２に供給する（ステップＳ７）。また、制御装置６は、ステップＳ２，Ｓ４，及びＳ５の何れかの判定の結果がＮｏである場合、ステップＳ１で演算した指令トルクを増大補正することなくステップＳ７の処理を実行する。
【００３２】
なお、制御装置６は、ステップＳ２及びＳ４の処理を省略して簡略化した手順によって駆動力伝達装置２を制御してもよい。この場合でも、進行方向前方の他車両９が登坂路停止状態である場合に後輪１９１，１９２への駆動力の配分割合が高まるので、駆動性能を向上させることができる。ただし、ステップＳ２及びＳ４の処理を含めることで、追従走行中により適切なタイミングで後輪１９１，１９２への駆動力の配分割合を高めることが可能になる。
【００３３】
つまり、他車両９が登坂路において渋滞や信号待ち等により停車している場合、先行車両８は、この他車両９に近づくと減速して低速で走行する。このタイミングでは、自車両が走行している路面の登り勾配が、他車両９が停車している地点の勾配と略同じである可能性が高いので、他車両情報に含まれる前後加速度に基づいてステップＳ６において適切に指令トルクを増大補正することができる。これにより、後輪１９１，１９２に自車両が走行中の路面勾配に応じた駆動力を配分することができ、スリップをより確実に抑制することが可能となる。
【００３４】
なお、例えば渋滞によって停車している複数の他車両９から他車両情報を取得可能であり、かつそれぞれの他車両９の位置を特定できる場合には、これら複数の他車両９から得られる前後加速度に基づいて、それぞれの地点での路面勾配に応じた登坂トルクを求めることができる。これにより、路面勾配が変化する場合でも、適切な駆動力を後輪１９１，１９２に配分することが可能となる。
【００３５】
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した本実施の形態によれば、進行方向前方の他車両９から得られた車速及び前後加速度に基づいて、この他車両９が登坂路停止状態である場合に後輪１９１，１９２への駆動力の配分割合が高められるので、例えば勾配検出専用のセンサを用いなくとも登坂路走行時に適切な駆動力を後輪１９１，１９２に配分することが可能となり、駆動性能を向上させることができる。
【００３６】
（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００３７】
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、４輪駆動車１の構成は、図１に例示したものに限らず、前後輪への駆動力配分割合を走行状態に応じて変更可能なものであれば、適宜の構成を採用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１…４輪駆動車                        １１…エンジン（駆動源）
１８１，１８２…前輪                  １９１，１９２…後輪
２…駆動力伝達装置                    ６…制御装置
７１…追従走行制御装置                ７２…通信装置
８…先行車両                          ９…他車両
【図１】
2019142254.tif 000003
【図２】
2019142254.tif 000004
【図３】
2019142254.tif 000005
【図４】
2019142254.tif 000006