JP2023004904A - 大型車の推進を制御するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大型車の推進を制御するための方法を提供する。
【解決手段】被駆動車軸によって生成される所望の縦車輪力に依存して駆動シャフトの公称シャフトスリップを設定することであって、シャフトスリップは、現車両速度と駆動シャフトの回転速度に対応する車両速度との間の差分を表す、ことと、被駆動車軸の現シャフトスリップの関数として左車輪の回転速度及び右車輪の回転速度を取得することと、現シャフトスリップ及び左右車輪の対応する取得速度に基づき、被駆動車軸のオープン式差動ピーク縦力に関連するピークシャフトスリップ値を評価することと、評価されたピークシャフトスリップ値に依存して調整された設定された公称シャフトスリップに基づき、駆動シャフトの現シャフトスリップを設定することによって、大型車両ユニットの推進を制御する。
【選択図】図１

Description

本開示は、大型車の安全かつ効率的な車両運動管理を確実にするための方法及び制御ユニットに関する。本方法は、貨物輸送車、例えば、トラック及びセミトレーラーでの使用に特に適している。しかしながら、本発明は、他の形式の大型車、例えば、建設機械及び鉱山車、並びに乗用車に適用されてもよい。

大型車、例えば、トラック及びセミトレーラーは、重量物を運ぶように設計されている。重載車は、上り坂の条件下にあっても停止状態から始動し、様々な種類の路面上を確実に加速しなければならない。

過度の車輪スリップは、現在の路面摩擦と車輪の垂直負荷とによって維持されるトルクと比べて過度に大きいトルクが車軸又は車輪に加えられた時に生じる。過度の車輪スリップは、予測不能な車両挙動、タイヤ摩耗の増大、牽引力の損失、及びエネルギー効率の悪い運転を生じるので、望ましくない。

差動駆動装置は、単一の動力源、例えば、内燃エンジン又は電気機械が動力を被駆動車軸の両方の車輪に供給することを可能にする。オープン差動駆動装置は、トルクを被駆動車軸の全体に均等に分配する。しかしながら、例えば、変化する摩擦条件に起因して一方の車輪が他方の車輪よりも速く回転し始める状況では、両方の車輪に伝達される動力が異なることとなる。この問題は、所謂、スプリット摩擦条件下において特に顕著に現れ、この場合、決して最適とは言えない推進をもたらす可能性がある。

特許文献１は、大型車の運動を制御するための方法であって、大型車は、オープン差動装置を介する被駆動車軸を備え、車輪力が目標車輪スリップに基いて制御される方法を開示している。

特許文献２は、大きな車輪速度差に応じて目標スリップ値を低下させる技術を検討している。

欧州特許第１３９６４０２号明細書 米国特許出願公開第２０１８／１３４１５６号明細書

しかしながら、現在までの進展にもかかわらず、大型車、特にオープン差動駆動装置を備える車両に対する車両運動管理の更なる改良が、引き続き必要とされている。

本開示の目的は、前述の課題の少なくともいくつかを軽減又は解消する技術を提供することにある。この目的は、大型車の推進を制御するための方法であって、大型車は、トルクを被駆動車軸の左車輪と右車輪との間に均等に分配するように構成された差動駆動装置に接続された駆動シャフトを備える方法によって少なくとも部分的に達成される。本方法は、被駆動車軸によって生じる所望の縦車輪力に依存して駆動シャフトの公称シャフトスリップを設定することであって、シャフトスリップは、現車両速度と駆動シャフトの回転速度に対応する車両速度との間の差分を表すことを含む。本方法は、被駆動車軸の現シャフトスリップの関数として左車輪の回転速度及び右車輪の回転速度を取得すること、及び現シャフトスリップ及び左右車輪の対応する取得速度に基づき、被駆動車軸のオープン差動ピーク縦力に関連するピークシャフトスリップ値を評価することも含む。本方法は、評価されたピークシャフトスリップ値に依存して調整された設定された公称シャフトスリップに基づき、駆動シャフトの現シャフトスリップを設定することによって、大型車両ユニットの推進を制御することを更に含む。

このようにして、例えば、被駆動車軸の車輪に作用する垂直抗力の変動又は２つの車輪に及ぼす摩擦条件の変動が、シャフトスリップを調整することによって迅速に適合可能になる。シャフトスリップの調整が迅速に行われるので、反応が遅くかつ閾値が高い従来型のトラクションコントロールシステムと比較して、車両制御の応答性がより高められることとなる。本明細書に開示される方法は、従来型のトラクションコントロールシステムと両立し、トラクションコントロールシステムを良好に補完することができる。

態様によれば、シャフトスリップと縦車輪力との間の関係は、逆タイヤモデルによって与えられる。従って、本方法は、この逆タイヤモデルを最初に取得することを含んでもよい。逆タイヤモデルは、被駆動車軸におけるシャフトスリップと生じた縦車輪力との機能的関係を表すものである。この逆タイヤモデルは、事前設定されてもよいし、又は走行時に更新されてもよい。このモデルは、線形関係及びピーク点のみを含む複雑でないモデルであってもよいし、より正確なモデルであってもよい。モデルの正確さを高めるために、追加的な入力パラメータ、例えば、車種、タイヤ特性、タイヤ摩耗、温度等に関連するパラメータが用いられてもよい。本明細書に記載される方法は、有利には、様々な複雑さを有する広範囲の種々のタイヤモデルに対して適用可能である。

態様によれば、左車輪の速度及び右車輪の速度は、それぞれの車輪軸速度センサから取得される。車輪軸速度センサは、比較的低コストであり、頑強でもある。車輪速度センサは、種々の物理的原理を利用するもの、例えば、ホール効果センサであってもよいし、磁気マーカーを利用するものであってもよい。音響センサが、車輪速度を測定するために用いられてもよい。

態様によれば、ピークシャフトスリップ値は、左車輪の速度と右車輪の速度との間の差分の大きさが事前設定された第１の閾値を超えた場合に、シャフトスリップ値として評価される。取得可能なピークシャフトスリップを決定する確実な方法は、（任意選択的に車両曲率又は操舵角に対して補償される）車軸における車輪速度差を監視することであることが分かってきている。ピークシャフトスリップ値は、両方の車輪速度が著しく分岐し始めた場合にシャフトスリップ値として特定されてもよい。

態様によれば、ピークシャフトスリップ値は、シャフトスリップの変化を左車輪及び右車輪の最も遅く回転する車輪の対応する車輪速度の変化と関係付けることに基いて評価される。ピークシャフトスリップ値は、シャフト速度の変化と車輪速度の変化との間の相互関係が正から負に変化した場合にシャフトスリップ値として評価されてもよい。以下に説明するように、ピークシャフトスリップ値は、通常、シャフトスリップの増大に伴って２つの車輪の遅く回転する方の車輪速度又は車輪スリップが減少し始める作用点にある。換言すれば、遅く回転する車輪の速度がシャフトスリップの増大に応じてもはや増大しない時、ピークシャフトスリップ作用点をすでに超えている可能性がある。換言すれば、ピークシャフトスリップ値は、有利には、左車輪の取得速度及び右車輪の取得速度のより小さい方を最大にするシャフトスリップ値として評価されてもよい。

態様によれば、本方法は、駆動シャフトの公称シャフトスリップがピークシャフトスリップを超えた場合、公称シャフトスリップをピークシャフトスリップ値未満の値に低下させることによって、駆動シャフトのシャフトスリップを制御することも含む。この制御手法は、牽引状態が突然変化した場合に牽引を維持することができる。従って、車両は、有利には、例えば、坂道を駆動する状況において推進力を維持することができる。シャフトスリップに基づくこの制御手法は、応答が遅くて起動前に余分の時間を必要とする従来型のトラクションコントロールシステムと比較して、待ち時間の少ない制御手法として実施されるとよい。

態様によれば、本方法は、駆動シャフトのシャフトスリップをピークシャフトスリップ値と等しくするように制御することも含む。この制御手法は、ある意味では、最適な牽引をもたらす。この制御手法は、発進中において及びブレーキ介入のない最大牽引力が望ましい状況において、有利に用いられる。

態様によれば、駆動シャフトスリップは、帯域幅制限に従って制御され、帯域幅制限は、駆動シャフトスリップが増大する場合と比較して制御されたシャフトスリップが減少する場合に小さくなる。これは、シャフトスリップが速く減少し、かつ遅く増大し、これによって、大型車の応答性の良好なロバスト制御をもたらすことを意味する。

態様によれば、本方法は、左車輪の速度と右車輪の速度との間の差分の大きさが所定の第２の閾値を越えた場合、常用ブレーキによるトラクションコントロール介入処置を起動させることを更に含む。換言すれば、本明細書に開示される方法は、有利には、摩擦ブレーキ加入に基づく従来型のトラクションコントロールシステムと組み合わされる。

本明細書には、前述の利点に関連する制御ユニット、車両ユニット、コンピュータプログラム、コンピュータ可読媒体、及びコンピュータプログラムプロダクトも開示される。

一般的に、請求項に用いられる全ての用語は、明示的に別段の定めがない限り、技術分野におけるそれらの通常の意味に従って解釈されるとよい。「要素、装置、構成部品、手段、ステップ、等」への全ての言及は、明示的に別段の定めがない限り、要素、装置、構成部品、手段、ステップ、等の少なくとも一例への言及として公然と解釈されるべきである。本明細書に開示されるどのような方法のステップも、明示的に定めがない限り、必ずしも開示される正確な順序に従って行われる必要がない。本発明の更なる特徴及び利点は、添付の請求項及び以下の説明を検討すれば明らかになるだろう。当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の互いに異なる特徴を組み合わせて以下に記載される実施形態以外の実施形態を考案し得ることを理解するだろう。

以下、添付の図面を参照して、本発明の例示的な実施形態を更に詳細に説明する。

貨物輸送用車両を概略的に示す図である。 オープン差動駆動装置と共に被駆動車軸を示す図である。 タイヤモデルの例を示すグラフである。 変動する摩擦状態にある車両制御を示す図である。 変動する摩擦状態にある車両制御を示す図である。 変動する摩擦状態にある車両制御を示す図である。 大型車を制御するための制御手法を示す図である。 種々のスプリット摩擦の操作状況を示す図である。 種々のスプリット摩擦の操作状況を示す図である。 例示的な方法を示すフローチャートである。 例示的な方法を示すフローチャートである。 センサユニット及び／又は制御ユニットを概略的に示す図である。 例示的なコンピュータプログラムプロダクトを示す図である。

以下、本発明のいくつかの態様が示される添付の図面を参照して、本発明を更に十分に説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で実施されてもよく、本明細書に記載される実施形態及び態様に制限されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が十分かつ完全であり、本発明の範囲を当業者に十分に知らしめるために例を挙げて提示されるものである。明細書の全体を通して、同様の番号は、同様の要素を指すものとする。

本発明が本明細書に記載されかつ図示される実施形態に制限されないことを理解されたい。むしろ、当業者であれば、添付の請求項の範囲内において多くの変更及び修正がなされ得ることを認識するだろう。

図１は、大型車１００を示す。この特定例は、トレーラーユニット１２０を牽引するように構成されたトラクターユニット１１０を備える。トラクター１１０は、車両１００の種々の機能を制御するように構成された車両電子制御ユニット（ＥＣＵ）１３０を備える。例えば、ＥＣＵは、車輪スリップ、車両ユニット安定性、等の制御を含む車両運動管理（ＶＭＭ）機能を行うように構成され得る。また、トレーラーユニット１２０は、任意選択的に、トレーラー１２０の１つ又は複数の機能を制御するＥＵＣ１４０を備え得る。１つ又は複数のＥＣＵは、例えば、無線リンクを介してリモートサーバ１５０に通信可能に接続されるとよい。このリモートサーバは、ＥＣＵの構成を行い、かつ種々の形態のデータをＥＣＵ１３０に供給するように構成され得る。例えば、リモートサーバは、車両１００に取り付けられたタイヤの製造元及び型式に関するデータ、及び図３に関連して以下に更に詳細に検討する生成された車輪力と車輪スリップとの間の関係、すなわち、逆タイヤモデルに関する情報をＥＣＵ１３０に供給し得る。

連結車１００は、勿論、追加的な車両ユニット、例えば、１つ又は複数のドーリーユニット及び２つ以上のトレーラーユニットを備えてもよい。本明細書に開示される技術は、リジッドトラック及び乗用車にも適用可能である。しかしながら、提案される技術の主な利得は、貨物輸送用の大型車両と共に用いられる時に得られる。

トレーラー１２０（及びドーリーユニット）は、動力源内蔵式であってもよい。すなわち、トレーラー１２０は、トレーラーＥＣＵ１４０及び／又はトラクターＥＣＵ１３０によって生成される制御信号に基づいて推進トルクを生成するための車載動力源を備えてもよい。本明細書に開示される技術は、トラクター１１０によって独自に実施されてもよいし、トレーラー１２０（又はドーリー）によって独自に実施されてもよいし、又はトラクター１１０及びトレーラー１２０の組合せによって実施されてもよい。

図２は、いくつかの例では運動支援装置（ＭＳＤ）によって被駆動車軸２４６の左車輪２７０及び右車輪２８０を制御するための機能２００を概略的に示す。運動支援装置（ＭＳＤ）は、ここでは、（ディスクブレーキ又はドラムブレーキのような）摩擦ブレーキ２５５，２６５及び電気機械（ＥＭ）又は内燃エンジン（ＣＥ）のような推進装置２４０を含む。摩擦ブレーキ２５５，２６５及び推進装置２４０は、車輪トルク生成装置の例である。車輪トルク生成装置は、アクチュエータと呼ばれることもあり、１つ又は複数の運動支援装置制御ユニット２５０，２６０によって制御可能である。この例では、常用ブレーキＳＢ１，ＳＢ２は、それぞれの車輪端モジュール（ＷＥＭ）制御装置２５０，２６０によって制御されることが想定され、推進装置２４０は、図２に示されない一体化制御ユニットを備える。

推進装置２４０は、差動駆動装置２４５を介して被駆動車軸２４６に接続される。この差動駆動装置は、例えば、トルクを２つの車輪に均等に分配するオープン差動式であるとよい。オープン差動駆動装置では、駆動シャフト速度ω_０は、（介在するギア比を考慮しないなら）車輪軸速度ω_１，ω_２の平均値である。もし車輪２７０，２８０の一方が突然摩擦の低下又はその車輪に作用する垂直抗力Ｆ_ｚの低下を被ったなら、その車輪の車輪速度が増大し、他方の車輪の車輪速度が減少する。多くの場合、これは、全体の推進力が低下することを意味する。何故なら、いずれの車輪も車輪速度に関してその望ましい作用点で作動していないからである（すなわち、一方の車輪は、過度に速く回転し、他方の車輪は、最適点未満の車輪速度で回転するからである）。従って、多くの最新型の大型車は、摩擦ブレーキ２５５，２６５を用いてトルクを低摩擦側で回転する車輪から高摩擦側で回転する車輪に伝達するトラクションコントロールシステムを組み込んでいる。しかしながら、この種の制御介入は、通常、かなりの待ち時間を伴い、これによって、車両は、推進力を失い、坂道を運転する状況において立ち往生する可能性がある。また、摩擦ブレーキの介入は、例えば、エネルギー消費の増大、ブレーキ部品の摩耗の増大、及び摩擦ブレーキの温度上昇をもたらすので、望ましくない。

各車輪２７０，２８０には、それぞれの車輪の現回転速度ω_１，ω_２を連続的に測定する車輪速度センサ２７５，２８５が付随して設けられる。また、駆動シャフトの回転速度ω_０を決定するセンサも設けられる。駆動シャフトの速度センサは、電気機械に一体化されてもよいし、又は推進ユニット２４０から切り離されて、例えば、ホールセンサ等の形態でシャフト２４１に接続されてもよい。この車輪速度及びシャフト速度の情報２７６，２８６は、種々の制御ユニット、例えば、ＥＭ／ＣＥの制御ユニット、及び摩擦ブレーキの制御ユニット２５０，２６０にフィードバックされる。また、車輪速度及びシャフト速度のデータは、ＶＭＭモジュール２２０にフィードバックされてもよい。車両速度（任意選択的に所与の車輪の座標系の速度に変換された車両速度）及び車輪速度のデータにアクセス可能な制御ユニット又は制御モジュールは、車輪スリップを極めて正確にかつ迅速な更新率で決定することができる。これによって、種々のアクチュエータは、極めて高感度かつ精緻なスリップ制御を、車両が突然車輪２７０，２８０の一方又は両方又は被駆動車軸２４６における摩擦条件の変化を受けた場合に応答するのに十分速く行うことが可能になる。

車両１００のような大型車の推進力は、伝統的に、制御ユニット１３０から種々のアクチュエータへのトルク要求に基づく制御ループを用いて扱われてきている。しかしながら、大型車のトルクに基づく制御ループは、通常、１０ｍｓ程度の時定数に関連付けられている。これは、所与のトルクが設定されてから車両運動センサによって（要求を発した）制御ユニットにフィードバックされるまでに著しい遅れが生じることを意味する。状況によっては、この時定数は、特に路面摩擦が両車輪において不均等な時に、全車両制御帯域幅を、大型車の安定性及び全車両運動管理に悪影響を及ぼす点まで低下させることを意味する。

例えば、車両発進中の制御を改良するために、本明細書では、推進制御をトルク要求に基かせることに代わって駆動軸スリップ要求（換言すれば、車両速度に対する駆動軸回転速度の要求）に基づかせることが提案される。これは、車両１００の推進装置が車両の接地速度に対してある特定の被駆動軸回転速度ω_０を維持するようにＥＣＵ１３０又は１４０によって要求されることを意味する。例えば、もしも目標駆動軸スリップが０．１に設定されたなら、被駆動軸の回転速度は、対応する車両速度を０．１の相対差で上回るように連続的に設定され、これによって、車両の両車輪は、少なくともスリップが被駆動車軸に平均されている時、常に設定量だけスリップしていることになる。特に、この制御手法は、車輪スリップ限界のみを適用して車輪スリップが設定された車輪スリップ限界未満にとどまる限りトルクに基く推進制御を行う手法と異なっている。

ＴＳＭ（traffic situation management：交通状況管理）機能２１０は、例えば、１―１０秒程度の時間間隔で運転操作を計画する。この時間枠は、例えば、車両１００がカーブを通り抜けるのに掛かる時間に対応する。ＴＳＭによって計画かつ実行される車両操縦は、所与の操縦に対する所望の車両速度及び車両旋回を表す加速度プロファイル及び曲率プロファイルに関連付けられてもよい。ＴＳＭは、所望の加速度プロファイルａ_ｒｅｑ及び曲率プロファイルｃ_ｒｅｑを連続的にＶＭＭ機能２２０から要求し、ＶＭＭ機能２２０は、ＴＳＭからの要求を満たすための力配分を少なくとも部分的に種々のＭＳＤ制御ユニットから受信したＣＡＰ（capability report：性能レポート）に基づいて安全かつ確実に行うようになっている。

所望の加速度プロファイル及び曲率プロファイルは、任意選択的に大型車のヒューマンマシンインターフェイスを介して、例えば、ハンドル、アクセルペダル、及びブレーキペダルのような通常の制御入力装置を介して、ドライバーによる入力に基いて決定されるとよい。しかしながら、本明細書に開示される技術は、自律車又は半自律車によっても同様に適用可能である。加速度プロファイル及び曲率プロファイルを決定するために用いられる方法は、本開示の範囲内に含まれないので、更に詳細に検討しないこととする。

摩擦ブレーキ２５５，２６５及び推進装置２４０は、いずれも車輪２７０，２８０のタイヤを介して路面と相互作用する。従って、タイヤの性質及び挙動特性は、摩擦ブレーキ及び推進装置による種々の制御動作がいかに車両運動を生じるかに影響を与えることとなる。タイヤは、縦力Ｆ_ｘ、横力Ｆ_ｙ、及び垂直抗力Ｆ_ｚを受ける。垂直抗力Ｆ_ｚは、いくつかの重要な車両特性を決定するキーである。例えば、垂直抗力は、車輪によって生じ得る縦タイヤ力Ｆ_ｘの大部分を決定する。何故なら、通常、次の式が成立するからである。

ここで、μは、道路摩擦条件に関連する摩擦係数である。車輪力及び車輪スリップに関するこの及び他の重要な関係は、例えば、「Tyre and vehicle dynamics」、Elsevier Ltd. 2012, ISBN 978-0-08-097016-5, by Hans Pacejkaに記載されている。

ソフトウエアベースのタイヤモデルは、任意選択的にシステム内に含まれる。このタイヤモデルは、車輪に現在取り付けられているタイヤ、その性質、及びその挙動特性に関する情報を提供する。タイヤモデルは、前述したように、ルックアップテーブル又は他の形式の関数として具体化されてもよい。タイヤモデルは、パラメータ化され、すなわち、１つ又は複数のタイヤパラメータによって規定される。これは、タイヤの機能がそのタイヤの性質に依存して変化することを意味する。タイヤモデルを用いて、種々の関係、例えば、車輪スリップと生成される車輪力との間の関係又はマッピング、及び／又はタイヤ摩耗率と車両状態、例えば、タイヤの垂直負荷、車両速度、及び車輪スリップとの間のマッピングをモデル化することができる。本開示は、タイヤモデル構造のどのような特定の形態にも制限されないことを理解されたい。むしろ、多くの異なる種類の数学及び／又は実験に基づく関数及びマッピングがタイヤモデルとして用いられてもよいことを理解されたい。

タイヤモデルを用いて、所与の車輪の縦タイヤ力Ｆ_ｘと該車輪の等価の縦車輪スリップとの間の関係を規定することができる。縦車輪スリップλ_ｘは、車輪回転速度と接地速度との間の差分に関連する。縦車輪スリップλ_ｘについては、以下に更に詳細に検討する。車輪、車軸、又はシャフトの回転速度ωは、例えば、回転数／分（rpm）の単位で表される回転速度又はラジアン／秒（rad／s）又は度／秒（deg／ｓ）の単位で表される角速度である。車輪スリップの関数として縦方向（転がり方向）及び／又は（縦方向と直交する）横方向に生じる車輪力に関する車輪挙動は、「Tyre and vehicle dynamics、Elsevier Ltd. 2012, ISBN 978-0-08-097016-5, by Hans Pacejka」において検討されている。例えば、車輪スリップと縦力との間の関係が検討される７章を参照されたい。

SAE J670（SAE Vehicle Dynamics Standards Committee January 24, 2008）によれば、縦車輪スリップλ_ｘは、以下のように定義されている。

上式において、Ｒは、ｍ単位の有効車輪径であり、ω_ｘは、車輪の角速度であり、ｖ_ｘは、（車輪の座標系における）車輪の縦速度である。従って、λ_ｘは、－１と＋１との間に限定され、いかに車輪が路面に対してスリップしているかを数値化する。車輪スリップは、本質的に、車輪と車両との間で測定された速度差である。従って、本明細書に開示される技術は、どのような種類の車輪スリップ定義に対しても適合可能である。また、車輪スリップ値は、もし路面に対する車輪の速度が車輪の座標系で表されるなら、車輪速度値に相当することも理解されたい。

横車輪スリップλ_ｙは、以下のように定義することができる。

代替的に、横車輪スリップλ_ｙは、以下のように定義されてもよい。

上式において、ｖ_ｙは、縦速度ｖ_ｘの方向と直交する方向において測定された（車輪の座標系における）車輪の横速度である。本開示は、主に縦車輪スリップに関するものであるが、２つのスリップは、互いに関係することを理解されたい。何故なら、主として横車輪力を生じる能力は、縦車輪スリップに大きく依存するからである。

また、シャフトスリップλを以下のように定義することもできる。

上式において、Ｋは、（介在するギア比等を含む）車軸速度ω_０と車両速度ｖ_ｘとの間の変換因子を表す。従って、両車輪スリップがゼロであって両車輪速度が等しい場合、Kω_０＝ｖ_ｘである。シャフトスリップは、ギア比、車輪径、等の因子を考慮した上での駆動シャフト２４１の回転速度と車両の接地速度との間の差分の測定値である。従って、正のシャフトスリップは、少なくともいくらかの縦力が生じていることを意味する。

車輪（又はタイヤ）が車輪力を生成するために、スリップが生じなければならない。スリップ値が小さい場合、スリップと生成される力との間の関係は略線形であり、その比例定数は、タイヤのスリップ剛性と呼ばれることが多い。図３は、オープン差動被駆動車軸の２つの車輪に対する生じ得る縦タイヤ力Ｆ_ｘ１，Ｆ_ｘ２の例を車輪スリップの関数として示すグラフ３００である。縦タイヤ力は、より小さい車輪スリップに対する略線形に増大する部分３１０と、それに続くより大きな車輪スリップに対するより非線形挙動の部分３２０とを示す。車両の運転を線形領域３１０内に、すなわち、印加されたブレーキ指令又は推進指令に応じて生じ得る縦力が容易に予測される領域内に維持することが望ましい。

この場合、左車輪２７０に対する路面摩擦係数と垂直抗力との積は、右車輪２８０に対するものと比較して大きい。すなわち、左車輪２７０に生じるピーク力μ_１Ｆ_ｚ１は、右車輪２８０に生じるピーク力μ_２Ｆ_ｚ２よりもかなり大きい。設定された公称シャフトスリップλ_０に依存して、２つの車輪速度ω_１、ω_２が可変量だけ互いに異なっている可能性が高い。シャフトスリップ値λ_０１を考慮されたい。約０．０２のこの比較的低いシャフトスリップは、両方のタイヤに対して線形作用範囲３１０内に十分に収まっており、それ故、シャフトスリップλ_０１によって生じる車輪スリップ３３０も同様に線形作用範囲３１０内に十分に収まっている。もしシャフトスリップがλ_０２に増大したなら、左車輪スリップ３４０は、依然として十分な縦力に達していないが、右車輪スリップ３５０は、そのピーク力点を超えることとなる。シャフトに加えられる力は、この点を著しく超えて増大することができない。何故なら、その力は、右車輪の車輪スリップを増大させるにすぎず、左車輪の車輪スリップ（及び生成される縦力）を減少させ始めるからである。例えば、もしシャフトスリップλ_０３が設定されたなら、両方の車輪によって生成される力は、シャフトスリップλ_０２の場合と比較して減少する。何故なら、左車輪の車輪スリップ３６０は、著しく最適ではなく、右車輪の車輪スリップ３７０も同様だからである。更に右車輪２８０は、制御不能に回転しようとする状態にある。

図３の曲線は、単なる例示にすぎず、スリップと力との実際の関係は、より複雑であることを理解されたい。特に、非線形領域３２０におけるタイヤ曲線の外観は、多数の異なるパラメータに依存して変化する。これが、両方の車輪を線形領域３１０内に維持すること又は少なくとも非線形領域３２０内に大きく入り込まないように維持することが望まれる一つの理由である。

一方の車輪が急速に回転し、他方の車輪が殆ど又は全く回転しないような種類の状況を回避するために、摩擦ブレーキを適用して駆動トルクを被駆動車軸の高摩擦側に伝達する従来型のトラクションコントロールシステムを用いることができる。しかしながら、これらのトラクションコントロールシステムは、通常、起動する前にかなり大きい車輪速度差を必要とし、反応も比較的遅い。これは、大型車が推進力を失って動けなくなるので望ましくない。

摩擦及び／又は通常のタイヤの負荷が被駆動車軸の全体にわたってわずかしか異なっていない状況、従って、トラクションコントロールシステムを必ずしも作動させる必要がない状況においてオープン差動装置を有する大型車の牽引制御を改良するために、本明細書では、被駆動車軸における被駆動軸ピーク縦力に対応するシャフトスリップ値を評価し、シャフト速度をこのシャフトスリップ値に関して制御することが提案される。駆動シャフトの速度制御又はスリップ制御は、極めてわずかな待ち時間で行うことができる。すなわち、このシステムは、オープン差動駆動装置の２つの側の摩擦状態の変化に迅速に対応するのに十分に急速に応答することができる。場合によっては、提案される方法によってもたらされる牽引制御は、摩擦ブレーキを用いてトルクを伝達する従来型のシステムよりも優れている。場合によっては、提案される制御方法は、牽引状態の変化に迅速に応答し、例えば、坂道において車両が停止するのを防ぐことができる。坂道における停止は、再始動するのが困難である。従って、本明細書に開示される技術は、従来型のトラクションコントロールシステムに対する価値のある補完技術をもたらすこと、及び差動駆動装置の一方の側から他方の側にトルクを伝達するために摩擦ブレ―キを用いるトラクションコントロールの代替技術と見なされるべきではないことを理解されたい。

ピークシャフトスリップ値を評価することを目的とし、いかに両速度が設定されたシャフトスリップの変化に応答して変化するかを判断するために、両車輪速度が監視される。第１の評価原理によれば、車輪速度差が監視され、大きな車輪速度差がピークシャフトスリップ値を超えたことを示す示度と見なされる。第２の評価原理によれば、シャフトスリップの変化と車輪速度の変化との間の相関関係が用いられる。勿論、これらの２つの評価原理は、確実性を高めるために併用されてもよい。また、ピークシャフトスリップ値を評価するためのこれらの２つのアプローチは、一緒に用いられてもよい。例えば、２つのアプローチは、２つの評価を一緒に重み付けをすることによって組み合わされてもよい

シャフトスリップ限界値又はシャフトスリップ設定が急激に増大した場合、トラクションコントロールシステムが起動されてもよい。もしも垂直抗力又は摩擦係数の差が表れたなら、大きな車軸スリップ設定によって大きな車輪速度差が生じるが、この場合にトラクションコントロールが介入されるとよい。

図８Ａのフローチャートは、提案される制御方法をまとめたものである。本明細書において、大型車１００，１１０，１２０の推進力を制御するための方法であって、大型車１００，１１０，１２０は、トルクを被駆動車軸２４６の左車輪２７０と右車輪２８０との間に均等に分配するように構成された差動駆動装置２４５に接続された駆動シャフト２４１を備える方法が開示される。この方法は、被駆動車軸２４６によって生成される所望の縦車輪力Ｆ_ｘに依存して駆動シャフト２４１の公称シャフトスリップλ_０を設定すること（Ｓ１）を含む。これは、例えば、ドライバーから又は自律処理ユニット又は半自律処理ユニットからの運動要求が、所望の縦力に変換され、図３に関連して検討されたような逆タイヤモデル又はより簡単な形態のルックアップテーブル等を用いて、対応するシャフトスリップにマッピングされることを意味する。本明細書に提案される方法を用いる全制御システムの例については、以下、図５に関連して検討する。ここでは、シャフトスリップλは、前述したように、現車両速度ｖ_ｘと駆動シャフト２４１の回転速度ω_０に対応する車両速度との間の差分を表す。シャフトスリップλは、前述したように、公式に以下のように定義される（Ｓ１１）。

上式において、Ｋは、駆動シャフト速度ω_０と車両速度ｖ_ｘとの間の変換因子であり、両車輪スリップがゼロであって両車輪速度が等しければ、Ｋω_０＝ｖ_ｘである。

シャフトスリップλと縦車輪力Ｆ_ｘとの間の関係は、例えば、図３に関して検討した逆タイヤモデル３００によって与えられ、本方法は、最初にこの逆タイヤモデルを取得すること（Ｓ０）を含むとよい。このタイヤモデルは、例えば、工場で設定されてもよいし、又は車両の形式及び全体的な条件に依存して連続的に更新されてもよい。前述したように、タイヤは、タイヤモデルの形成に重要な部分を演じ、従って、タイヤの現状態は、タイヤモデルを決定する時に考慮されるとよい。タイヤモデルは、現車両状態の更新に応じて、リモートサーバ１５０から取得されるとよい。こうして、車両は、例えば、現負荷、タイヤ状態、他の車両パラメータに関するデータを収集し、これをリモートサーバ１５０に送信し得る。リモートサーバ１５０は、これらのデータを処理し、車輪スリップ又は駆動軸スリップと生成された縦力との現在の関係を正確に表す逆タイヤモデルを決定し得る。また、この処理は、ＥＣＵ１３０又はＥＣＵ１４０によって局所的に行われてもよい。しかしながら、サーバ１５０によって処理を行う利点は、他の車両からのデータをタイヤモデルの設定に用いることができ、これによって、より正確なモデルを得ることができることにある。

いくつかの態様によれば、ＥＣＵ１３０，１４０の一方又は両方は、車輪速度差のデータを無線リンクを介してリモートサーバ１５０に送信するように構成される。これによって、リモートサーバ１５０は、車両が最適下限の牽引を被るおそれのあるスプリット－μ箇所のマップを維持することができる。次いで、リモートサーバ１５０は、このような箇所に向かう他の車両に警告を送信することができる。最適下限の牽引を被る箇所に向かう他の車両は、例えば、速度を調整し、上り坂における停止を避けることができる。

本方法は、左車輪の回転速度ω_１及び右車輪の回転速度ω_２を被駆動車軸２４６の現シャフトスリップλの関数として取得すること（Ｓ２）も含む。車輪速度は、車輪速度センサ２７５、２８５から個別の値として取得されるとよい。しかしながら、本明細書に開示される方法のいくつかの態様では、車輪速度差のみを必要とする。センサ２７５，２８５からのデータは、多くの場合、測定ノイズを抑えるためにフィルター処理によって前処理されるとよい。車輪速度データ又は車輪速度差データは、現車軸スリップと時間的に整合するので、各時点において所与の現車軸スリップによってどの程度の車輪速度が生じたかを検証することができる。このようにして、前述したように、本方法を実施する制御ユニットは、例えば、車輪速度差の増大を検出し、次いで、牽引力を維持するために駆動シャフトスリップを低減させることによって、応じることができる。この応答時間は、特に、もしも本方法がアクチュエータ及び車輪に近いＭＳＤ層２３０において実施されたなら、極めて短くすることができる。

前述したように、本方法は、現シャフトスリップλ及び左右車輪の対応する取得速度ω_１，ω_２に基いて、被駆動車軸２４６のオープン差動ピーク縦力Ｆ_{ｘ，ｍａｘ}に関連するピークシャフトスリップ値λ_ｍａｘを評価すること（Ｓ３）を含む。この評価に対する２つの異なる原理について以下に検討する。これらの基礎となる原理は、オープン差動駆動装置の特性に起因して、２つの車輪速度は、シャフトスリップがピークシャフトスリップ値を超える時に分岐し始めるという事実に基づいている。これが生じると、より遅く回転する車輪の車輪速度（及び車輪スリップ）も低減する傾向にある。何故なら、更に一層の動力が速く回転する車輪に伝達されるからである。

また、本方法は、評価されたピークシャフトスリップ値λ_ｍａｘに依存して調整された設定された公称シャフトスリップλ_０に基づき、駆動シャフト２４１の現シャフトスリップλを設定することによって、大型車両ユニット１００，１１０，１２０の推進を制御すること（Ｓ４）も含む。

いくつかの態様によれば、本方法は、駆動シャフト２４１の公称シャフトスリップλ_０がピークシャフトスリップλ_ｍａｘを超えた場合、公称シャフトスリップλ_０をピークシャフトスリップ値λ_ｍａｘ未満の値に低減させることによって、駆動シャフト２４１のシャフトスリップλを制御すること（Ｓ４１）を含む。これは、ピークシャフトスリップを超えてはならないスリップ限界として用いることと同じである。これは、本質的に、変化する摩擦条件に応じて極めて迅速に調整される動的シャフトスリップ限界が用いられることを意味する。公称シャフトスリップは、ピークシャフトスリップλ_ｍａｘを越えない限り、駆動シャフト速度を制御するために用いられる。また、本方法は、例えば、大型車を停止状態又は低速状態から発進させる時に牽引力を最大限にするために有利に用いることができる。この場合、本方法は、駆動シャフト２４１のシャフトスリップλをピークシャフトスリップ値λ_ｍａｘと等しくなるように制御すること（Ｓ４２）を含んでもよい。すなわち、この場合、ピークシャフトスリップ値が公称シャフトスリップとして用いられることとなる。

ピークシャフトスリップ値λ_ｍａｘは、前述したように、左車輪の速度ω_１と右車輪の速度ω_２との間の差分の大きさが事前設定された第１の閾値Ｔｈ１を超えた場合に、シャフトスリップ値として評価されてもよい（Ｓ３）。これは、図４Ａのグラフ４００に示される。このグラフでは、時間がｘ軸に示され、車輪速度差｜ω_１－ω_２｜及び駆動シャフトスリップλがｙ軸に示される。曲線４１０は、例示的な車輪速度差を表し、曲線４２０は、対応する例示的な設定シャフトスリップを表す。車両は、おそらく、停止状態から加速されている。従って、シャフトスリップは、ある比率で増大する。シャフトスリップが増大すると、おそらく、２つの車輪の摩擦の変動又は異なる垂直負荷に起因して、両車輪速度が分岐し始める。また、２つの車輪は、異なって作用するタイヤを有することもある。時刻Ｔ０において、車輪速度差は、事前設定された第１の閾値Ｔｈ１を超える。この時、シャフトスリップがピークシャフトスリップ値λ_ｍａｘに既に達してかつ超えていることが想定される。その結果、どのような更なるシャフトスリップの増大も被駆動車軸に生成される縦力を低下させるのみである。これは、勿論、望ましくない。従って、シャフトスリップは、車輪速度差が第１の閾値Ｔｈ１を超えたなら、それに応じて、即座に低下される。時刻Ｔ１において、シャフトスリップの低下によって、車輪スリップ差が第１の閾値Ｔｈ１未満に戻される。これは、シャフトスリップを再び注意深く増大させてもよいことを意味する。時刻Ｔ２において、車輪速度差が第１の閾値を再び超え、この時、シャフトスリップが再び低下される。この後、この周期的な挙動が維持され、設定されたシャフトスリップは、ピークシャフトスリップ値の近傍を変動することとなる。

例えば、車両がコーナを曲がる時に、両車輪速度にいくらかの差分が生じることを理解されたい。従って、いくつかの態様では、左車輪の取得速度ω_１及び右車輪の取得速度ω_２は、車両経路曲率Ｃ_ｒｅｑ及び／又は車両操舵角δに基いて調整される（Ｓ３３）。この調整は、車両のモデルに基づくとよい。車両のモデルは、簡単には、車両の操舵角の関数として列挙された調整値のルックアップテーブルであってもよい。

本明細書において検討される方法は、勿論、より従来型のトラクションコントロール、すなわち、摩擦ブレーキを用いてトルクを回転する車輪からより摩擦条件下にある車輪に伝達するトラクションコントロールと組み合わされてもよい。また、態様によれば、本明細書に開示される方法は、左車輪の速度ω_１と右車輪の速度ω_２との間の差分の大きさが事前設定された第２の閾値Ｔｈ２を超えた場合、常用ブレーキによるトラクションコントロール介入処置を起動すること（Ｓ５）も含む。これは、図４Ｂのグラフ４３０に示される。図において、車輪速度差は、曲線４４０として示され、シャフトスリップは、曲線４５０として示される。時刻Ｔ３において、車輪速度差は、第２の閾値Ｔｈ２を超え、ここで、遅れｄ１の後ではあるが、トラックションコントロールシステムが起動される。この作動によって、車輪速度差の著しい低下が生じる。トラクションコントロールシステムが起動されると、シャフトスリップ制御は、作動しない。何故なら、追加的なシャフトスリップが加えられるからである。

また、ピークシャフトスリップ値λ_ｍａｘは、シャフトスリップの変化を左車輪２７０及び右車輪２８０の最も遅く回転する車輪の対応する車輪速度の変化と関係付けることに基いて評価されてもよい（Ｓ３２）。具体的には、シャフト速度の変化と車輪速度の変化との間の相互関係が正から負に変化した場合、ピークシャフトスリップ値λ_ｍａｘは、シャフトスリップ値として評価される。勿論、ピークシャフトスリップ値を評価する両方のアプローチが協働して用いられてもよく、可能であれば重み付けの後に、それらの結果が組み合わされてもよい。図４Ｃのグラフ４６０は、第２のアプローチの例示的な操作を示す。曲線４７０は、左車輪２７０及び右車輪２８０のより遅く回転する車輪の例示的な車輪速度を示す。曲線４８０は、駆動シャフト２４１の現シャフトスリップを示す。車両は、最初加速され、これによって、シャフトスリップが増大する。このシャフトスリップの増大によって、より遅く回転する車輪の車輪速度が増大する。シャフトスリップの変化と車輪速度の変化との間の相関関係は、最初、正である。すなわち、シャフトスリップの増大によって、車輪速度が増大し、シャフトスリップの減少に応じて、車輪速度の減少が生じる。勿論、シャフトスリップと車輪スリップとの間の相関関係は、相関解析に用いられてもよい。しかしながら、時刻Ｔ０において、シャフトスリップの変化と車輪速度の変化との間の相関関係が正から負に変化する。すなわち、シャフトスリップが依然として増大しているにも関わらず、車輪速度が減少し始める。前述したように、この挙動は、他の車輪がそのピークを越えたこと及びより速く回転する車輪の車輪速度の増大がより遅く回転する車輪の車輪速度を減少させることを示している。相関挙動の変化が正確に現れることを確実にするのに必要なある検出遅れｄ２の後、シャフトスリップが低下される（これは、時刻Ｔ１に行われる）。このシャフトスリップの減少によって、より遅く回転する車輪の速度が再び増大し始め、車輪速度は、再びその好ましい値の近傍で変動する。

同様に、ピークシャフトスリップ値は、左車輪の取得速度及び右車輪の取得速度の遅い方を最大にするシャフトスリップ値として評価されてもよい。従って、この制御は、シャフトスリップを調整し、シャフトスリップの変化に伴って両車輪速度に何が生じるかを監視することを含む。例えば、もしシャフトスリップが増大したなら、最も遅く回転する車輪のスリップが増大し、速く回転する車輪のスリップも増大し、この場合、シャフトスリップの増大が継続される。何故なら、これによって、より大きい牽引力が生じるからである。しかしながら、もしシャフトスリップが増大し、遅く回転する車輪のスリップが減少したなら、シャフトスリップは、減少されるべきである。何故なら、シャフトスリップの更なる増大は、牽引力を低下させるからである。代わって、もしシャフトスリップが低下し、両方の車輪スリップが減少したなら、シャフトスリップは、更なる牽引力を得るために増大されるべきである。いくつかの態様によれば、この制御は、シャフトスリップに対する縦力の勾配を決定するために、シャフトスリップの増大及び減少の両方を含む厳密なシャフトスリップ制御パターンを適用することを含む。車輪スリップをこの厳密なパターンに応じて監視することによって、シャフトスリップに対する縦力の勾配又は少なくとも勾配の兆候を決定することができる。これによって、制御ユニットは、シャフトスリップの増大が牽引力の増大又減少を導いたかどうかを知ることができる。シャフトスリップのこの厳密なパターンは、予め決められたパターンに従う車輪スリップの増大及び減少を含む正弦波パターン又は鋸波パターンであるとよい。この厳密なパターンは、車輪スリップの分岐の検出に応じて適用されるとよい。また、この厳密なパターンは、車両発進中に定期的に適用されてもよい。

両車輪速度が分岐し始めた時にシャフトスリップを急速に減少させることが望ましく、いったん両車輪速度が再び収斂（一致）し始めたなら、シャフトスリップλを公称シャフトスリップλ０に向かってより緩やかに戻すことが望ましい。例えば、維持されるべき目標シャフトスリップλＴは、以下の式に示されるように、ステップ長ｗを用いて反復して更新されるとよい。

上式において、ｋは、反復指数である。ｗの大きさは、帯域幅制限を決定する。ｗが大きいと、迅速な収斂を可能とし、逆も成立する。ｗの大きさは、車輪速度差の変化率の関数として選択されるとよい。すなわち、もし以下の式が成立したなら、車輪速度差は、増大する。

従って、この場合、ｗは、以下の式に示される場合と比較して、より大きくなるように選択される。

要約すると、いくつかの態様によれば、駆動シャフトスリップは、帯域幅制限に従って制御され（Ｓ４３）、帯域幅制限は、駆動シャフトスリップλが増大する場合と比べて制御されたシャフトスリップλが減少する場合に小さくなる。

本明細書に開示される方法は、大型車を停止状態又は低速状態から発進させる際に用いられると有利であることを理解されたい。図８Ｂは、大型車１００を停止状態から発進させるための方法であって、大型車１００，１１０，１２０は、トルクを被駆動車軸２４６の左車輪２７０と右車輪２８０との間に均等に分配するように構成された差動駆動装置２４５に接続された駆動シャフト２４１を備える方法を示す。この方法は、所定の増加率で駆動シャフト２４１の回転速度ω_０を増大させること（Ｓｂ１）と、左車輪の回転速度ω_１及び右車輪の回転速度ω_２を被駆動車軸２４６の現シャフトスリップλの関数として取得すること（Ｓｂ２）であって、シャフトスリップは、現車両速度ｖｘと駆動シャフト２４１の回転速度ω_０に対応する車両速度との間の差分を示すこと（Ｓｂ２）と、現シャフトスリップλ及び左右車輪の対応する取得速度ω_１，ω_２に基づき、被駆動車軸２４６のオープン差動縦力Ｆ_{ｘ，ｍａｘ}に関連するピークシャフトスリップ値λ_ｍａｘを評価すること（Ｓｂ３）と、駆動シャフト２４１の回転速度ω_０をピークシャフトスリップ値λ_ｍａｘと等しいシャフトスリップλを生成するように維持すること（Ｓｂ４）とを含む。

図５は、提案される技術を有利に実施し得る前述のＴＳＭ２１０機能及びＶＭＭ２２０機能を備える車両制御スタック５００の例を示す。車両環境に関するデータを提供するように構成されたセンサ５１０が、データを全制御スタック５００に入力する。また、リモート処理リソースへの接続部、例えば、図１のリモートサーバ１５０のようなクラウドべース処理リソースも、任意選択的に制御スタック内に含まれる。

前述したように、ＶＭＭ機能２１０は、約０．１－１．５秒程度の時間間隔で作動し、加速度プファイルａ_ｒｅｑ及び曲率プロファイルｃ_ｒｅｑを（車両１００の種々のＭＳＤによって作動される）車両運動機能を制御するための制御指令に連続的に変換する。ＭＳＤは、車両制御の制限として用いられる性能（capabilities）をＶＭＭに報告する。この制御の精度は、前述の先進的タイヤモデル３８０によって改良される。

ＶＭＭ機能２１０は、車両状態又は運動の評価５２０を実行する。すなわち、ＶＭＭ機能２１０は、連結車の種々のユニットの位置、速度、加速度、ヨー運動、垂直抗力、及び関節角度を含む車両状態（多くの場合、ベクトル変数）を、車両１００に配置された（多くの場合、必ずしもＭＳＤに接続されていない）種々のセンサ５１０を用いて車両状態及び挙動を監視することによって、連続的に決定する。

運動評価５２０の結果，すなわち、評価された車両状態ｓの結果は、包括的力生成モジュール５３０に入力される。包括的力生成モジュール５３０は、ＴＳＭ２１０から要求された運動を満たすために生成される必要のある車両ユニットの包括的な力を決定する。ＭＳＤ協調機能５４０は、例えば、車輪力を分配し、操舵及び懸垂のような他のＭＳＤと協調する。協調されたＭＳＤは、連結車１００によって望まれる運動を取得するために、車両ユニットに所望の横力Ｆｙ及び縦力Ｆｘ並びに要求されたモーメントＭｚを一緒に供給する。図５に示されるように、ＭＳＤ協調機能５４０は、車両スリップλ_ｉ、車輪回転速度ω、及び／又は操舵角δ_１のいずれかを種々のＭＳＤに出力するとよい。

車輪速度を監視するために及び本明細書において検討される種々の方法のいくつか又は全てを実行するために、ピークスリップ検出器モジュール５５０が配置される。ピークスリップ検出器は、両車輪速度が分岐する場合及び／又は両車輪速度がシャフトスリップと逆比例の関係を示し始めた場合に介入するように構成されてもよい。これが生じると、制御信号がＭＳＤ協調モジュール５４０に送信され、ＭＳＤ協調モジュール５４０が、制御信号５６０に応じて設定されたシャフトスリップを低下させることになる。

図６は、例示的なスプリット－μ状況６００を示す。この状況において、大型車１００は、道路６１０上を車両速度ｖｘ６２０で前方向に直進している。車両１００の右車輪が低摩擦領域６３０に入っている。これが生じると、右車輪は、左車輪よりも速く回転し始め、図３に示される最適下限の運転点をもたらす。すなわち、この場合、一方の車輪が所望の公称スリップの右側にあり、他方の車輪が所望の運転点の左側にある。ここで、本明細書に提案される技術が迅速に介入し、回転している車輪の速度が低下するレベルまでシャフトスリップを減少させ、これによって、牽引力の全体を極めて急速に、具体的には、常用ブレーキの遅いトルクベース制御に基づく従来型のトラクションコントロールシステムを用いる場合よりも著しく迅速に、改良することとなる。また、本明細書に提案される方法は、より連続的に動作し、わずかな車両速度差に対しても作動するように構成することが可能である。多くの場合、トラクションコントロールシステムは、頑強性の理由から、介入する前に大きな車輪速度差を必要とする。

図７は、他の例示的な状況７００を示す。但し、ここでは、車両は、カーブを曲がっている。すなわち、車両は、曲率に関連付けられた経路を辿っている。この経路の曲率自体が車輪速度差を生じる。この車輪速度差は、好ましくは、この方法において予め見込まれている。すなわち、予定されたカーブを曲がることに起因するこのような車輪速度差は、修正されるシャフトスリップから任意に除外することができる。しかしながら、車両１００が低摩擦領域６３０に入ると、曲率から予期される車輪速度差から逸脱する車輪速度差が生じ、この場合、推進装置に対するシャフトスリップ要求を低下させることとなる。

図９は、多数の機能ユニット、すなわち、本明細書において検討される実施形態による制御ユニット９００、例えば、ＶＵＣ１３０，１４０のいずれかの構成要素を概略的に示す。この制御ユニット９００は、連結式車両１００内に含まれるとよい。例えば、記憶媒体９３０の形態にあるコンピュータプログラムプロダクトに記憶されたソフトウエア指令を実行することができる適切な中央処理ユニットＣＰＵ、マルチプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサＤＳＰ、等の１つ又は複数の任意の組合せを用いる処理回路９１０が設けられる。更に、処理回路９１０は、少なくとも１つの特定用途向け集積回路ＡＳＩＣ又はフィールドプログラマブルゲートアレイＦＰＧＡとして設けられてもよい。

特に、処理回路９１０は、制御ユニット９００が一組の操作又はステップ、例えば、図８Ａ，８Ｂに関連して検討した方法を実行するように構成される。例えば、記憶媒体９３０は、一組の操作を記憶するとよく、処理回路９１０は、制御ユニット７００が一組の操作を実行するために記憶媒体９３０から一組の操作を取得するように構成されるとよい。一組の操作は、一組の実行可能な指令として提供されるとよい。これによって、処理回路９１０は、本明細書に開示された方法を実行するように構成されることとなる。

従って、本明細書において、大型車１００の推進を制御するように構成された制御ユニット１３０であって、大型車１００は、左車輪２７０及び右車輪２８０を有する被駆動車軸２４６に関連して配置された差動駆動装置２４５を備える、制御ユニット１３０も開示される。

記憶媒体９３０は、持続記憶装置を備えてもよい。持続記憶装置は、例えば、磁気メモリ、光学メモリ、固体メモリ、又はリモートメモリのどのような１つ又は組合せであってもよい。

制御ユニット７００は、少なくとも1つの外部装置と通信するためのインターフェイス９２０を更に備えるとよい。このようなインターフェイス９２０は、アナログ要素及びデジタル要素及び有線又は無線通信のための適切な数のポートを備える１つ又は複数の送信機及び受信機を備えるとよい。

処理回路９１０は、例えば、データ及び制御信号をインターフェイス９２０及び記憶媒体９３０に送信することによって、データ及びレポートをインターフェイス９２０から受信することによって、及びデータ及び指令を記憶媒体９３０から取得することによって、制御ユニット７００の一般動作を制御する。制御ノードの他の構成要素及び関連する機構性は、本明細書の概念を妨げないために省略する。

図１０は、コンピュータ可読媒体１０１０であって、プログラムプロダクトがコンピュータ上で実行される時に図８Ａ－Ｂに示される方法を実施するためのプログラムコード手段を含むコンピュータプログラム１０２０を保有する、コンピュータ可読媒体１０１０を示す。コンピュータ可読媒体及びコード手段は、一緒にコンピュータプログラムプロダクト１０００を形成するとよい。

Claims (17)

1. 大型車（１００，１１０，１２０）の推進を制御するための方法であって、前記大型車（１００，１１０，１２０）は、トルクを被駆動車軸（２４６）の左車輪（２７０）と右車輪（２８０）との間に均等に分配するように構成された差動駆動装置（２４５）に接続された駆動シャフト（２４１）を備え、
   前記被駆動車軸（２４６）によって生成される所望の縦車輪力（Ｆ_ｘ）に依存して前記駆動シャフト（２４１）の公称シャフトスリップ（λ_０）を設定すること（Ｓ１）であって、シャフトスリップ（λ）は、現車両速度（ｖ_ｘ）と前記駆動シャフト（２４１）の回転速度（ω_０）に対応する車両速度との間の差分を表すことと、
   前記被駆動車軸（２４６）の現シャフトスリップ（λ）の関数として前記左車輪の回転速度（ω_１）及び前記右車輪の回転速度（ω_２）を取得すること（Ｓ２）と、
   前記現シャフトスリップ（λ）及び前記左右車輪の前記対応する取得速度（ω_１，ω_２）に基づき、前記被駆動車軸（２４６）のオープン差動ピーク縦力（Ｆ_{ｘ．ｍａｘ}）に関連するピークシャフトスリップ値（λ_ｍａｘ）を評価すること（Ｓ３）と、
   前記評価されたピークシャフトスリップ値（λ_ｍａｘ）に依存して調整された前記設定された公称シャフトスリップ（λ_０）に基づき、前記駆動シャフト（２４１）の前記現シャフトスリップ（λ）を設定することによって、前記大型車両ユニット（１００，１１０，１２０）の推進を制御すること（Ｓ４）と
   を含む方法。
2. シャフトスリップ（λ）と縦車輪力（Ｆ_ｘ）との間の関係は、逆タイヤモデル（３００）によって与えられ、前記方法は、この逆タイヤモデルを最初に取得すること（Ｓ０）を含む、請求項１に記載の方法。
3. シャフトスリップ（λ）は、以下の式、
   

   

   によって定義され（Ｓ１１）、上式において、Ｋは、駆動シャフト速度ω_０と車両速度ｖ_ｘとの間の変換因子であり、両車輪の車輪スリップがゼロであり、かつ両車輪の速度が等しい場合、Ｋω_０＝ｖ_ｘである、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記左車輪の前記速度（ω_１）及び前記右車輪の前記速度（ω_２）は、それぞれの車輪軸速度センサ（２７５，２８５）から取得される（Ｓ２１）、請求項１～３のいずれかに記載の方法。
5. 前記ピークシャフトスリップ値（λ_ｍａｘ）は、前記左車輪の前記速度（ω_１）と前記右車輪の前記速度（ω_２）との間の差分の大きさが所定の第１の閾値（Ｔｈ１）を超えた場合に、シャフトスリップ値として評価される（Ｓ３１）、請求項１～４のいずれかに記載の方法。
6. 前記ピークシャフトスリップ値（λ_ｍａｘ）は、シャフトスリップの変化を前記左車輪（２７０）及び前記右車輪（２８０）の最も遅く回転する車輪の対応する車輪速度の変化と関係付けることに基いて評価され（Ｓ３２）、前記ピークシャフトスリップ値（λ_ｍａｘ）は、シャフト速度の変化と車輪速度の変化との間の相互関係が正から負に変化した場合にシャフトスリップ値として評価される、請求項１～５のいずれかに記載の方法。
7. 前記左車輪の前記取得速度（ω_１）及び前記右車輪の前記取得速度（ω_２）は、車両経路曲率（Ｃ_ｒｅｑ）及び／又は車両操舵角（δ）に基いて調整される（Ｓ３３）、請求項１～６のいずれかに記載の方法。
8. 前記ピークシャフトスリップ値（λ_ｍａｘ）は、前記左車輪の前記取得速度（ω_１）及び前記右車輪の前記取得速度（ω_２）の小さい方を最大にするシャフトスリップ値として評価される（Ｓ３４）、請求項１～７のいずれかに記載の方法。
9. 前記駆動シャフト（２４１）の公称シャフトスリップ（λ_０）が前記ピークシャフトスリップ（λ_ｍａｘ）を超えた場合、前記公称シャフトスリップ（λ_０）を前記ピークシャフトスリップ値（λ_ｍａｘ）未満の値に低減させることによって、前記駆動シャフト（２４１）の前記シャフトスリップ（λ）を制御すること（Ｓ４１）を含む、請求項１～８のいずれかに記載の方法。
10. 前記駆動シャフト（２４１）の前記シャフトスリップ（λ）を前記ピークシャフトスリップ値（λ_ｍａｘ）と等しくするように制御すること（Ｓ４２）を含む、請求項１～９のいずれかに記載の方法。
11. 前記駆動シャフトスリップ（λ）は、帯域幅制限に従って制御され（Ｓ４３）、前記帯域幅制限は、駆動シャフトスリップ（λ）が増大する場合と比較して制御されたシャフトスリップが減少する場合に小さくなる、請求項１～１０のいずれかに記載の方法。
12. 前記左車輪の前記速度（ω_１）と前記右車輪の前記速度（ω_２）との間の前記差分の大きさが所定の第２の閾値（Ｔｈ２）を超えた場合、常用ブレーキによるトラクションコントロール介入処置を起動させること（Ｓ５）を含む、請求項１～１１のいずれかに記載の方法。
13. コンピュータプログラム（１０２０）であって、コンピュータ又は制御ユニット（１３０）の処理回路（１０１０）上で実行される時に請求項１～１２のいずれかに記載のステップを実施するためのプログラムコード手段を含む、コンピュータプログラム（１０２０）。
14. コンピュータプログラム（１０２０）を保有するコンピュータ可読媒体（１０１０）であって、前記コンピュータプログラムは、前記プログラムプロダクトがコンピュータ上又は制御ユニット（１３０）の処理回路（１０１０）上で実行される時に請求項１～１２のいずれかに記載のステップを実施するためのプログラムコード手段を含む、コンピュータ可読媒体（１０１０）。
15. 大型車（１００，１１０，１２０）の推進を制御するように構成された制御ユニット（１３０，１４０，９００）であって、前記大型車（１００，１１０，１２０）は、トルクを被駆動車軸（２４６）の左車輪（２７０）と右車輪（２８０）との間に均等に分配するように構成された差動駆動装置（２４５）に接続された駆動シャフト（２４１）を備え、前記制御ユニットが備える処理回路（９１０）が、
    前記被駆動車軸（２４６）によって生成される所望の縦車輪力（Ｆ_ｘ）に依存して前記駆動シャフト（２４１）の公称シャフトスリップ（λ_０）を設定し、シャフトスリップ（λ）は、現車両速度（ｖ_ｘ）と前記駆動シャフト（２４１）の回転速度（ω_０）に対応する車両速度との間の差分を表し、
    前記被駆動車軸（２４６）の現シャフトスリップ（λ）の関数として前記左車輪の回転速度（ω_１）及び前記右車輪の回転速度（ω_２）を取得し、
    前記現シャフトスリップ（λ）及び前記左右車輪の前記対応する取得速度（ω_１，ω_２）に基づき、前記被駆動車軸（２４６）のオープン差動ピーク縦力（Ｆ_{ｘ．ｍａｘ}）に関連するピークシャフトスリップ値（λ_ｍａｘ）を評価し、
    前記評価されたピークシャフトスリップ値（λ_ｍａｘ）に依存して調整された前記設定された公称シャフトスリップ（λ_０）に基づき、前記駆動シャフト（２４１）の前記現シャフトスリップ（λ）を設定することによって、前記大型車両ユニット（１００，１１０，１２０）の推進を制御する、
    ように構成される、制御ユニット（１３０，１４０，９００）。
16. 請求項１５に記載の制御ユニット（８００）を備える車両ユニット（１００，１１０，１２０）。
17. 大型車（１００）を停止状態から発進させるための方法であって、前記大型車（１００，１１０，１２０）は、トルクを被駆動車軸（２４６）の左車輪（２７０）と右車輪（２８０）との間に均等に分配するように構成された差動駆動装置（２４５）に接続された駆動シャフト（２４１）を備える方法において、
    前記駆動シャフト（２４１）の回転速度（ω_０）を事前設定された増大率で増大させること（Ｓｂ１）と、
    前記被駆動車軸（２４６）の現シャフトスリップ（λ）の関数として前記左車輪の回転速度（ω_１）及び前記右車輪の回転速度（ω_２）を取得すること（Ｓｂ２）であって、シャフトスリップは、現車両速度（ｖ_ｘ）と前記駆動シャフト（２４１）の前記回転速度（ω_０）に対応する車両速度との間の差分を表すこと（Ｓｂ２）と、
    前記現シャフトスリップ（λ）及び前記左右車輪の前記対応する取得速度（ω_１，ω_２）に基づき、前記被駆動車軸（２４６）のオープン差動ピーク縦力（Ｆ_{ｘ，ｍａｘ}）に関連するピークシャフトスリップ値（λ_ｍａｘ）を評価すること（Ｓｂ３）と、
    前記駆動シャフト（２４１）の回転速度（ω_０）を前記ピークシャフトスリップ値（λ_ｍａｘ）と等しいシャフトスリップ（λ）を生成するように維持すること（Ｓｂ４）と
    を含む方法。

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