车辆的控制装置及车辆的控制方法与流程

本发明涉及车辆的控制装置及车辆的控制方法。

背景技术：

以往，例如在下述的专利文献1，记载了在具备设置于马达与车轮之间的动力传递路径而切断和连接该动力传递路径的离合器的构成中，使马达的旋转速度逐渐上升，并与车轮的旋转速度同步，直到目标的时刻为止。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-134534号公报

技术实现要素：

技术问题

车辆所行驶的路面的状态根据气候等的状况而时刻变化。因此，在预期路面易滑的情况下，期望解除离合器的断开而增加被传递驱动力的车轮的数量。

专利文献1中记载的技术是，设想了在离合器从切断的状态转变为卡合的状态时抑制马达的转速快速上升和/或冲击的产生，但没有设想根据路面的状态等车辆的行驶状态来使离合器卡合的情况。因此，对于专利文献1中记载的技术而言，在车辆的行驶状态根据路面状态等而变差这样的情况下，存在无法预先使马达的转速上升，且在从fwd或者rwd的驾驶状态切换到awd的驾驶状态时产生响应延迟的问题。另外，如果为了避免响应延迟而使马达的转速急剧上升，则存在对于离合器的接合本身无法抑制产生冲击的问题。

因此，本发明鉴于上述问题而完成，本发明的目的在于提供在将空转的车轮与驱动源连结的情况下，能够可靠地避免响应延迟的产生的新型且得到改进的车辆的控制装置及车辆的控制方法。

技术方案

为了解决上述课题，根据本发明的一个观点，提供一种车辆的控制装置，具备：确定部，其基于车辆的行驶状态，确定将空转的车轮与驱动源连结而增加驱动轮的数量；以及，转速控制部，其在上述车轮与上述驱动源被连结之前，根据从车辆外部得到的车辆行为不稳定度的信息，使上述驱动源的转速预先上升。

优选地，具备判定部，所述判定部基于从车辆的外部得到的外部信息来判定上述车辆行为不稳定度，上述判定部基于表示路面的危险度的第一信息和表示上述第一信息的可靠性的第二信息来判定上述车辆行为不稳定度。

另外，优选地，上述第一信息从其他车辆、天气预报、或者设置于道路的现场照相机得到。

另外，优选地，具备：确定部，其基于从车辆的外部得到的外部信息来确定将来将空转的上述车轮与上述驱动源连结的目标地点；车速推定部，其推定在上述目标地点的车速；以及目标转速设定部，其基于推定出的上述车速来设定上述驱动源的目标转速，上述转速控制部控制上述驱动源的转速，以使得在上述目标地点上述驱动源的转速与上述目标转速一致。

另外，优选地，上述转速控制部在上述目标地点的跟前的地点起动上述驱动源，以使得在上述目标地点上述驱动源的转速与上述目标转速一致。

另外，优选地，上述转速控制部在上述目标地点的附近，使上述驱动源的转速上升到根据上述目标转速和上述车辆行为不稳定度确定的转速。

优选地，上述车辆行为不稳定度的信息是表示与车辆所行驶的路面状况相应的车辆行为的不稳定度的信息。

另外，为了解决上述课题，根据本发明的其它的观点，提供一种车辆的控制方法，包括：基于车辆的行驶状态来确定将空转的车轮与驱动源连结而增加驱动轮的数量的步骤；以及在上述车轮与上述驱动源被连结之前，根据从车辆外部得到的车辆行为不稳定度的信息，使上述驱动源的转速预先上升的步骤。

发明效果

如上所述，根据本发明，在将空转的车轮与驱动源连结的情况下，能够可靠地避免响应延迟的产生。

附图说明

图1是表示本发明的各实施方式的车辆的构成的示意图。

图2是表示控制装置和通信装置及其周边的构成的示意图。

图3是表示车辆和车辆以后行驶的道路的示意图。

图4是表示从车辆到地点a为止的距离(横轴)与前轮侧的马达的转速(纵轴)之间的关系的特性图。

图5表示根据外部信息得到的、基于在地点a的附近的危险度和可靠性的车辆行为不稳定度的示意图。

图6是表示将图5所示的车辆行为不稳定度应用到图3的道路的图而得到的状态的示意图。

图7是将图5所示的车辆行为不稳定度应用到图4而得到的特性图。

图8是表示根据外部信息计算车辆行为不稳定度的方法的示意图。

图9是用于对第一实施方式中利用控制装置实施的处理进行说明的流程图。

图10是用于对第二实施方式中利用控制装置实施的处理进行说明的流程图。

符号说明

200：控制装置

213：离合器接合确定部

216：目标转速设定部

218：马达转速控制部

224：车辆行为不稳定度判定部

1000：车辆

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。应予说明，在本说明书和附图中，对于实际上具有相同的功能构成的构成要素，通过标记相同的符号而省略重复说明。

1.第一实施方式

首先，基于附图对本发明的第一实施方式进行说明。图1是表示本发明的各实施方式的车辆1000的构成的示意图。如图1所示，该车辆1000具备：前轮100、102，后轮104、106，驱动前轮100、102的马达110，驱动后轮的马达130。另外，车辆1000具备前轮侧的差速器112，前轮侧的驱动轴114、116，前轮侧的离合器150、152。另外，车辆1000具备后轮侧的差速器132，后轮侧的驱动轴134、136，后轮侧的离合器160、162。

前轮侧的马达110的驱动力从差速器112传递到驱动轴114、116，利用驱动轴114、116驱动前轮100、102。同样地，后轮侧的马达130的驱动力从差速器132传递到驱动轴134、136，利用驱动轴134、136驱动后轮104、106。应予说明，可以在马达110与差速器112之间设置减速机构。同样地，可以在马达130与差速器132之间设置减速机构。

在前轮侧，在驱动轴114设置有离合器150，在驱动轴116设置有离合器152。同样地，在后轮侧，在驱动轴134设置有离合器160，在驱动轴136设置有离合器162。应予说明，图1中示出了前后独立驱动的电动车辆，但电动车辆的驱动方式也可以是各车轮独立驱动。

在车辆1000以awd(allwheeldrive：全轮驱动)进行驱动的情况下，前轮侧的马达110与后轮侧的马达130这两者产生驱动力。并且，前轮侧的离合器150、152接合，并且后轮侧的离合器160、162接合。由此，前轮侧的马达110的驱动力经由差速器112以及驱动轴114、116而传递到前轮100、102。另外，后轮侧的马达130的驱动力经由差速器132和驱动轴134、136而传递到后轮104、106。因此，能够实现基于awd的车辆1000的驾驶。

另一方面，在车辆1000以前轮驱动进行驱动的情况下，前轮侧的马达110产生驱动力，后轮侧的马达130停止。另外，前轮侧的离合器150、152接合，而后轮侧的离合器160、162开放。由此，仅前轮侧的马达110的驱动力传递到前轮100、102，实现基于前轮驱动的车辆1000的驾驶。这里，如果后轮侧的马达130通过因路面使后轮104、106空转而产生的驱动力而旋转，则因马达130旋转时的阻力，前轮侧的马达110的驱动力产生损失。然而，由于后轮侧的离合器160、162开放，所以因路面使后轮104、106空转而产生的驱动力不会传递到后轮侧的马达130。因此，前轮侧的马达110的驱动力不会产生损失，能够抑制效率的降低。

另外，在车辆1000以后轮驱动进行驱动的情况下，后轮侧的马达130产生驱动力，前轮侧的马达110停止。另外，后轮侧的离合器160、162接合，而前轮侧的离合器150、152开放。由此，仅后轮侧的马达130的驱动力传递到后轮104、106，实现基于后轮驱动的车辆1000的驾驶。这里，如果前轮侧的马达110通过因路面使前轮100、102空转而产生的驱动力而旋转，则因马达110旋转时的阻力，后轮侧的马达130的驱动力会产生损失。然而，由于前轮侧的离合器150、152开放，所以因路面使前轮100、102空转而产生的驱动力不会传递到前轮侧的马达110。因此，后轮侧的马达130的驱动力不产生损失，能够抑制效率的降低。

应予说明，车辆1000可以仅具备前轮侧的离合器150、152，不具备后轮侧的离合器160、162。另外，车辆1000也可以仅具备后轮侧的离合器160、162，不具备前轮侧的离合器150、152。仅具备前轮侧的离合器150、152的情况相当于后轮侧的离合器160、162始终接合的情况，能够利用awd或者后轮驱动来驾驶车辆1000。另外，仅具备后轮侧的离合器160、162的情况相当于前轮侧的离合器150、152始终接合的情况，能够利用awd或者前轮驱动来驾驶车辆1000。

在车辆1000以前轮驱动或者后轮驱动行驶的情况下，如果路面状况向车辆行为变得不稳定的方向变化，则通过使开放的离合器接合而进行向awd的切换。此时，为了抑制离合器接合时的冲击的产生，在使停止了的一侧的马达的转速与车轮的转速同步的基础上，使开放的离合器接合。举例说明从前轮驱动切换到awd的情况，在使停止了的后轮侧的马达130的转速与后轮104、106的转速匹配的基础上，使后轮侧的离合器160、162接合。更详细而言，由于差速器132具有预定的速比，所以在使后轮侧的马达130的转速与后轮104、106的转速按差速器132的速比的量变化而得到的转速匹配的基础上，使离合器160、162接合。另外，在差速器132与马达130之间具备减速机构的情况下，在使后轮侧的马达130的转速与后轮104、106的转速按差速器132和减速机构的速比的量变化而得到的转速匹配的基础上，使离合器160、162接合。以下，将在离合器接合前使马达转速与车轮转速匹配的控制称为转速同步控制。

通过进行转速同步控制，能够抑制离合器接合时的冲击的产生。然而，如果在检测到打滑发生等车辆行为的错乱之后进行转速同步控制，则直到向awd的转变结束为止会产生延迟，难以立刻对车辆行为的错乱做出应对。

因此，在本实施方式中，在车辆1000以前轮驱动或者后轮驱动行驶时，获取与以后行驶的道路的状况相关的信息，并基于该信息进行车辆1000的行为稳定性的判断，在预测到车辆1000的行为变得不稳定的情况下，预先实施转速同步控制。应予说明，为了便于说明，以下的说明中，对从后轮驱动向awd转变的情况进行说明，从前轮驱动向awd转变的情况也可以同样地进行。

如图1所示，车辆1000具备控制装置200、通信装置300、位置检测装置(gps；globalpositioningsystem：全球定位系统)400。图2是表示控制装置200和通信装置300及其周边的构成的示意图。控制装置200具有外部信息获取部210、道路状况判定部212、离合器接合确定部213、车速推定部214、目标转速设定部216、马达转速控制部(转速同步部)218、离合器控制部220、打滑判定部222、车辆行为不稳定度判定部224。应予说明，图1所示的控制装置200的各构成要素可以由电路(硬件)、或者cpu等中央运算处理装置以及用于使其发挥功能的程序(软件)构成。

通信装置300与外部的车辆(其他车辆)500、提供各种信息的服务器550等进行无线通信。通信装置300也可以经由互联网等网络600与车辆500、服务器550进行通信。

通信装置300从外部的车辆500、提供各种信息的服务器550等接收外部信息。控制装置200的外部信息获取部210获取通信装置300所接收到的外部信息。道路状况判定部212基于通信装置300所接收到的外部信息而判定道路状况。

图3是表示车辆1000和车辆1000以后行驶的道路700的示意图。在图3所示的时刻，车辆1000在地点c行驶。道路状况判定部212基于外部信息来判断道路状况。作为一个例子，道路状况判定部212基于外部信息而判断在图3所示的地点a路面易滑。离合器接合确定部213确定接合前轮侧的离合器150、152而从后轮驱动转变到awd的地点。在利用道路状况判定部212判断出在地点a路面易滑之后，离合器接合确定部213将图3所示的地点a确定为离合器接合地点。

图4是表示从车辆1000到地点a的距离(横轴)与前轮侧的马达110的转速(纵轴)之间的关系的特性图。车速推定部214推定在地点a的车速。车速推定部214根据外部信息获取部210作为外部信息而获得的在地点a的地图信息、限制速度信息、前行车辆或者对向车辆的位置和/或速度来推定在地点a的车速。车速的推定值可以考虑当前的车速和/或驾驶员的操作而随时变更。目标转速设定部216基于在地点a的车速来设定转速同步控制的目标转速r。目标转速r是将地点a的车速变换为马达转速而得到的值，其基于地点a的车速、前轮100、102的轮胎半径、前轮侧的差速器112的速比、在马达110与差速器112之间具有减速机构的情况下的其速比等而设定。

马达转速控制部218控制马达110以使在地点a马达110的转速成为目标转速r。如图4所示，马达转速控制部218为了在地点a使马达110的转速成为目标转速r，在车辆1000到达地点b的时刻起动马达110，并在车辆1000到达地点a的时刻控制马达110以便马达110的转速成为目标转速r。马达转速控制部218以使马达110的转速的上升速度成为最大的状态，在车辆1000到达地点b的时刻起动马达110，该地点b是能够到地点a达到目标转速r的地点。更详细而言，马达转速控制部218针对地点a，根据目标转速、当前的转速以及在离合器接合时不产生冲击的情况下能够进行转速同步的转速坡度等，计算开始转速同步的地点b，并从通过该地点b的时刻起开始转速同步控制。开始转速同步的时机可以按时间设定。

应予说明，如果预先获得马达110的转速的上升速度的最大值，则从地点b到地点a的距离可以根据从马达110的起动起到达到目标转速为止的时间和地点b～地点a之间的车速来求得。此时，车速推定部214基于外部信息推定从地点b到地点a的车速。并且，通过将地点a、地点b应用于从服务器550作为外部信息所获取的地图信息，从而能够在利用位置检测部400检测到车辆1000到达地点b的时刻起动马达110。

以上，通过在从后轮驱动切换到awd的地点a进行马达110的转速同步控制以使马达110的转速成为目标转速r，从而在地点a，马达110的转速与前轮100、102的转速一致。离合器控制部220在马达110的转速与前轮100、102的转速一致的状态下接合前轮侧的离合器150、152。由此，能够可靠地抑制离合器接合时的冲击的产生。另外，由于在地点a向awd的切换结束，所以与在地点a在检测打滑之后向awd进行切换的情况相比，能够在更早的阶段向awd进行切换，能够使车辆1000的行为稳定。

在假定使车辆1000减速而到达地点a的情况下，也可以不起动马达110来使转速同步，而是接合离合器150、152而利用前轮100、102的旋转使马达110旋转，来使马达110的转速与前轮100、102的转速同步。在该情况下，如果快速接合离合器150、152，则接合时会产生冲击，因而优选使用半离合器而接合离合器150、152。由此，能够利用因车辆1000的减速而产生的前轮100、102的旋转转矩来进行马达110的转速同步。进而，也能够通过并用离合器160、162接合的后轮侧的马达130的转矩控制，来产生更大的减速度。由此，能够与起动马达110的情况相比更高效地进行减速中的转速同步控制。

接下来，基于图9的流程图，对在第一实施方式中利用控制装置200实施的处理进行说明。首先，在步骤s10中，外部信息获取部210获取外部信息。在接着的步骤s12中，离合器接合确定部213确定接合离合器150、152的地点a。

在接着的步骤s14中，车速推定部214推定在地点a的车速。基于步骤s14中的车速的推定结果，确定目标转速r。在接着的步骤s20中，确定为了在地点a达到目标转速r而起动马达110的地点b。

在接着的步骤s25中，判定是否通过了地点b，在通过了地点b的情况下进入步骤s26并实施转速同步控制。在步骤s26的转速同步控制中，在车辆1000到达地点b的时刻起动马达110，在车辆1000到达地点a的时刻控制马达110以使马达110的转速成为目标转速r。由此，马达110的转速在地点a上升至目标转速r，在接着的步骤s30中，在地点a，离合器150、152接合。在步骤s30后，结束处理(结束)。另一方面，在步骤s25中未通过地点b的情况下，在步骤s25中等待。

以上，通过从地点b起使马达转速预先上升，从而在地点a，马达110的转速成为目标转速r，马达110的转速与前轮100、102的转速一致。由此，能够可靠地抑制离合器接合时的冲击的产生。另外，由于在地点a向awd的切换结束，所以与在地点a在检测打滑后向awd进行切换的情况相比，能够可靠地稳定车辆1000的行为。

2.第二实施方式

接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。在第一实施方式中，虽然根据地点a的道路状况对马达110的转速进行了控制，但有时期望根据比地点a更靠跟前的道路状况使马达110的转速上升。在第二实施方式中，在第一实施方式的控制的基础上，对根据以后行驶的道路的状况预先使马达转速上升的例子进行说明。应予说明，在第二实施方式中，也举例说明从后轮驱动向awd转变的情况。

如图2所示，控制装置200具备打滑判定部222。打滑判定部222基于驱动轮的马达转矩、驱动轮的马达转速等而判定车辆1000的打滑。例如，打滑判定部222在马达转矩急剧降低或马达转速急剧上升的情况下判定为正在发生打滑。

如果利用打滑判定部222判定车辆1000正在打滑，则利用离合器接合确定部213确定接合离合器150、152，利用离合器控制部220接合前轮侧的离合器150、152。在这样的基于打滑判定而进行离合器接合的反馈控制的情况下，如果打滑判定时前轮侧的马达110停止，则马达转速的上升耗时，因而直到离合器接合为止需要时间。因此，在第二实施方式中，基于表示车辆的不稳定性的指标(车辆行为不稳定度)，使马达转速预先上升，将进行了打滑判定的时刻下的马达转速的控制量抑制为最小限值，能够在打滑判定时立刻进行离合器接合。

图5是表示根据外部信息得到的、在地点a附近的车辆行为不稳定度的示意图。图5中，横轴表示从地点a起的距离，纵轴表示车辆行为不稳定度(％)。车辆行为不稳定度值越大，表示车辆变得越不稳定，如果车辆行为不稳定度达到100％则需要向awd进行切换。例如，当在地点a正在下雪时，在地点a附近的车辆行为不稳定度如图5所示，表示出以地点a为最大而距离地点a越远降得越低的特性。

图6是表示将图5所示的车辆行为不稳定度应用到图3的道路700的图的状态的示意图。如图6所示，在比地点b更靠跟前的位置，车辆行为不稳定度不为0。在第二实施方式中，通过基于车辆行为不稳定度而使马达110的转速上升，结果从比地点b更靠跟前的位置开始起动马达110。通过根据车辆行为不稳定度的值而使马达110的转速预先上升，从而在车辆1000的行为在到达地点a之前便变得不稳定的情况下，能够以更短的时间使马达转速达到目标转速，能够迅速地向awd进行切换。

具体而言，以在需要向awd进行切换的地点a的目标转速r为基准，在车辆1000到达了某地点的情况下，使马达110的转速上升到将该地点的车辆行为不稳定度乘以目标转速r而得到的目标转速。转速的控制通过马达转速控制部218而进行。应予说明，在根据车辆1000的行驶使马达转速110上升到图7中所示的地点a附近的目标转速时，也可以使其如图7中虚线所示以阶梯状上升。

图7是将图5所示的车辆行为不稳定度应用到图4而得到的特性图。如图7所示，在第二实施方式中，根据车辆1000所在的地点的车辆行为不稳定度，确定“地点a附近的目标转速”。“地点a附近的目标转速”是将与车辆1000的位置相应的车辆行为不稳定度(％)乘以目标转速r而得到的值。

在离合器接合前，马达110的转速上升到“地点a附近的目标转速”。由此，以越接近地点a则使马达110的转速越高的方式进行转速同步控制。例如，在车辆1000到达图7所示的地点d的时刻，以使马达110的目标转速达到rd的方式进行控制。因此，在到达地点a之前车辆行为变得不稳定且在地点d进行了打滑判定的情况下，在地点d转速上升至目标转速rd，因此如果在此时刻的车速为相当于目标转速r的车速，则只要使马达110的转速上升图7所示的δr量，便达到目标转速r。因此，能够预先减小转速同步控制的控制量(＝δr)，与在地点d马达转速为0的情况相比，能够以更短的时间达到目标转速r，能够大幅度提高向awd切换的响应性。在地点d的车速与目标转速r不同的情况下，只要使马达110的转速上升至与在地点d的车速相应的转速即可。

图8是表示车辆行为不稳定度判定部224根据外部信息判定车辆行为不稳定度的方法的示意图。车辆行为不稳定度根据危险度的信息和可靠性的信息来计算。如图8所示，危险度的信息例如对于道路700上的任意的地点a～d，是“地点a的天气预报为有雪”、“在地点b行驶的前行车辆发生了打滑”、“地点c的现场照相机的信息为有雪”、“地点d的现场照相机的信息为有雨”之类的信息。例如，在天气预报的信息的情况下，“雪”比“雨”的危险度高。

可靠性的信息表示危险度的信息的可靠性。“地点a的天气预报为有雪”这样的危险度的信息是根据天气预报得到的信息，由于天气预报有时也可能失误，所以可靠性较低，为50％。“在地点b行驶的前行车辆发生了打滑”这样的危险度的信息实际上是从在地点a行驶的前行车辆得到的信息，所以可靠性高，为80％。“地点c的现场照相机的信息为有雪”和“地点d的现场照相机的信息为有雨”这样的危险度的信息是从设置于地点c、地点d的现场照相机得到的信息，所以可靠性较高，为70％。

图8中，对于天气预报的信息而言，能够通过通信装置300与发布天气预报的信息的服务器550进行通信，由外部信息获取部210作为外部信息而获取。另外，对于前行车辆发生了打滑的内容的信息而言，能够通过通信装置300与外部的车辆500进行通信，由外部信息获取部210作为外部信息而获取。应予说明，外部信息获取部将前行车辆的位置信息与前行车辆发生了打滑的内容的信息一起作为外部信息而获取。因此，离合器接合确定部213能够将前行车辆发生了打滑的位置确定为离合器接合位置。对于现场照相机的信息而言，能够通过通信装置300与发布现场照相机的信息的服务器550进行通信，由外部信息获取部210作为外部信息而获取。

并且，能够根据危险度将危险度的信息数值化，并将危险度的信息与可靠性的信息相乘，由此来计算车辆行为不稳定度。

接下来，基于图10的流程图，对在第二实施方式中利用控制装置200实施的处理进行说明。首先，在步骤s10中，外部信息获取部210获取外部信息。在接着的步骤s12中，离合器接合确定部213确定接合离合器150、152的地点a。

在接着的步骤s14中，车速推定部214推定在地点a的车速。在接着的步骤s16中，车辆行为不稳定度判定部224获取在地点a附近的车辆行为不稳定度。由此，获取如图5所示这样的车辆行为不稳定度的分布。

在接着的步骤s18中，目标转速设定部216设定在地点a附近的目标转速。基于步骤s14的车速的推定结果，确定目标转速r。另外，根据在地点a附近的车辆行为不稳定度的分布，设定在地点a附近的目标转速。

在接着的步骤s22中，开始使马达110的转速上升的控制。由此，根据车辆1000所在的地点，预先使马达110的转速上升至图7所示的在地点a附近的目标转速。

在接着的步骤s24中，打滑判定部222判定车辆是否发生打滑，即车辆行为是否不稳定。在车辆行为不稳定的情况下，进入步骤s26，实施转速同步控制。由此，马达110的转速上升至与车辆行为不稳定度相应的目标转速。在接着的步骤s30中，在马达110的转速上升到了目标转速的状态下，进行离合器150、152的接合。

另外，在步骤s24中判定为车辆行为不稳定的情况下，在步骤s24中等待。

根据步骤s24、步骤s26的处理，在车辆行为变得不稳定的情况下实施转速同步控制。因此，在第一实施方式中，如果不通过地点b则不进行转速同步控制，但在第二实施方式中，在发生打滑等车辆行为变得不稳定的情况下也进行转速同步控制，能够在更早的阶段转变到awd。因此，能够可靠地使车辆行为稳定。

以上，通过根据车辆行为不稳定度而使马达转速预先上升，从而在进行了打滑判定的情况等车辆行为变得不稳定的情况下，能够使马达转速以短时间与车轮100、102的转速一致。因此，能够以短时间进行向awd的切换。

以上，参照附图对本发明的优选的实施方式详细进行了说明，但本发明并不限于上述例子。具有本发明所属的技术领域的一般知识的技术人员能够在专利请求的范围内记载的技术构思的范围内想到各种的变更例或者修正例是显而易见的，这些也当然属于本发明的技术范围。