KR20240105392A - 중장비 차량의 가속 및 감속을 위한 휠 슬립 기반 제어 - Google Patents

Abstract

중장비 차량(100)에 의한 모션을 제어하기 위한 방법으로서, 차량은 차량 상의 적어도 하나의 피동 휠(102)의 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))에 기초하여 제어되도록 배열되며, 본 방법은 차량(100)의 부호 있는 가속도(v′_x(k))를 모니터링하는 단계, 적어도 하나의 피동 휠(102)의 부호 있는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))을 모니터링하는 단계, 및 모니터링되는 가속도와 현재 종방향 휠 슬립이 동일한 부호를 갖는다면, 차량(100)의 모니터링되는 가속도(v′_x(k))의 크기가 감소하면서 모니터링되는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))의 크기가 감소하지 않는 경우에 적어도 하나의 피동 휠(102)의 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))의 크기를 감소시키는 단계, 및 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))에 기초하여 적어도 하나의 피동 휠(102)의 휠 슬립을 제어하는 단계를 포함한다.

Description

중장비 차량의 가속 및 감속을 위한 휠 슬립 기반 제어

본 개시는 중장비 차량을 위한 차량 모션 관리, 즉 서비스 브레이크, 추진 디바이스 및 파워 스티어링과 같은 모션 지지 디바이스의 조율되는 제어에 관한 것이다. 본 발명은 트럭, 버스 및 건설 기계와 같은 중장비 차량에 적용될 수 있다. 본 발명은 주로 세미 트레일러 차량 및 트럭과 같은 화물 수송 차량에 대해 설명될 것이지만, 본 발명은 이러한 특정 유형의 차량에 한정되는 것이 아니라, 자동차와 같은 다른 유형의 차량에도 사용될 수 있다.

차량들은 역학, 공압, 유압학, 전자공학, 및 소프트웨어 측면에서, 점점 더 복잡해지고 있다. 현대의 중장비 차량은 연소 기관, 전기 기계, 마찰 브레이크, 회생 브레이크, 충격 흡수기, 에어 벨로우즈, 및 파워 스티어링 펌프와 같은 광범위한 상이한 물리적 디바이스들을 포함할 수 있다. 이러한 물리적 디바이스들은 통상적으로 모션 지원 디바이스(MSD)들로서 알려져 있다. MSD들은 예를 들어, 마찰 브레이크가 하나의 휠, 즉, 음의 토크로 적용될 수 있는 한편, 차량 상의 또 다른 휠은 아마도 동일한 휠 액슬 상에서도, 전기 기계에 의해 양의 토크를 생성하기 위해 동시에 사용될 수 있도록, 개별적으로 제어가능할 수 있다.

예를 들어, 중앙 차량 제어 유닛(vehicle control unit, VCU) 상에서 실행되거나 전자 제어 유닛(electronic control unit, ECU)들의 네트워크를 통해 분산되는 최근에 제안된 차량 모션 및 전력 관리(vehicle motion and power management, VMPM) 기능은 차량 안정성, 비용 효율 및 안전을 유지하는 동시에 원하는 모션 효과를 얻기 위해 차량을 동작시키기 위해 MSD들의 조합에 의존한다. WO2019072379 A1은 휠 브레이크가 중장비 차량에 의한 회전 동작을 지원하기 위해 선택적으로 사용되는 하나의 이러한 예를 개시한다. VMPM 제어는 바람직하게는, VMPM으로부터, 요청된 휠 슬립(wheel slip) 또는 휠 속도 값들에 가능한 가까운 휠 거동을 유지 시 타겟이 되는 저지연 - 고대역폭 제어 루프들에 의해 다양한 MSD들을 제어하는 MSD 제어 유닛들로 송신되는 휠 속도 요청들 또는 휠 슬립 요청에 기초할 수 있다. VMPM 제어는 또한, VMPM으로부터 MSD 제어 유닛들로 송신되는 보다 전통적인 토크 기반 요청들을 포함할 수 있다.

휠 슬립 기반 제어 전략들은 통상, 타이어 힘과 휠 슬립 간의 관계의 일부 모델에 의존한다. 이러한 모델들의 고정확도를 얻는 것은 전형적으로, 도전적인 과제이다. 예를 들어, 모델은 루트를 따라 변할 수 있고 보통 센서들로부터 정확하게 추론하기 어려운, 표면 특성들에 의존할 수 있다. 이에 따라, 휠 슬립 한계를 부과하는 것과 같은 휠 슬립 기반 제어는 대부분의 경우에 최적이 아닌, 일부 평균 시나리오의 모델들을 사용하는 경향이 있다. 개선된 휠 슬립 기반 제어 방법들 및 제어 아키텍처들에 대한 필요성이 존재한다.

본 개시의 목적은 개선된 차량 제어를 위한 방법들 및 제어 유닛들을 제공하는 것이다. 이러한 목적은 적어도 부분적으로, 차량 상의 적어도 하나의 피동 휠(driven wheel)의 차량 속도에 관한 타겟 종방향 휠 슬립 또는 휠 속도에 기초하여 제어되도록 배열된 중장비 차량에 의한 모션을 제어하기 위한 방법에 의해 달성된다. 본 방법은 차량의 부호 있는(signed) 가속도, 뿐만 아니라 적어도 하나의 피동 휠의 부호 있는 현재 종방향 휠 슬립, 즉, 양의 값과 음의 값 둘 다를 가정할 수 있는 가속도 값 및 휠 슬립 값(여기서, 부호 규칙은 차량의 기준 방향에 관해 정의됨)을 모니터링하는 단계를 포함한다. 모니터링되는 가속도와 현재 종방향 휠 슬립이 동일한 부호를 갖는 경우들에서, 본 방법은 차량의 모니터링되는 가속도의 크기가 감소하면서 모니터링되는 현재 종방향 휠 슬립의 크기가 감소하지 않는 경우에 적어도 하나의 피동 휠의 타겟 종방향 휠 슬립의 크기를 감소시키는 단계, 또는 타겟 종방향 휠 슬립에 기초하여 적어도 하나의 피동 휠의 휠 슬립을 증가 및 제어하는 단계를 포함한다.

본 개시 방법은 전진 방향뿐만 아니라 후진 방향으로 주행하는 차량들에 대해 추진(양의 가속도)과 감속(제동) 둘 다에 적용가능하다. 본 방법은 차량 추진 동작(전진 또는 후진 방향 중 어느 하나)에 대응하여, 예를 들어, 차량의 부호 있는 가속도가 양의 가속도이고 부호 있는 현재 종방향 휠 슬립이 양의 휠 슬립일 때 수행될 수 있다. 그런 다음, 본 방법은 차량의 모니터링되는 가속도가 감소하면서 모니터링되는 현재 종방향 휠 슬립이 감소하지 않거나 증가하는 경우에 적어도 하나의 피동 휠의 타겟 종방향 휠 슬립의 크기를 감소시키는 단계를 규정한다.

타겟 종방향 휠 슬립의 감소는 (예를 들어, 타이어 모델로부터 계산되는) 이러한 것들에 수반되는 불확실성에 대처하기 위해 베이스 타겟 슬립 계산 위에 안전망으로서 작용하도록 의도된 개입일 수 있다. 달리 말하면, 본 개시 방법은 특정 상황에서 최적이 아닌 베이스 슬립 타겟을 차량 제어에 더 적합한 값으로 조정할 수 있다. 본 개시는 휠 슬립 타겟을 동적으로 업데이트할 수 있다. 이는 예를 들어, 최적이 아닌 베이스 타겟 슬립으로 인한 차량 스톨링을 회피할 기회를 증가시킨다. 본 개시 방법에서, 타겟 슬립은 순수하게 측정 기반일 수 있고, 다른 휠 슬립 기반 제어 방법들에서 통상적으로 요구되는, 표면, 차량, 타이어, 또는 마찰과 상관되는 것으로서 알려진 임의의 다른 환경 조건에 대한 지식을 요구하지 않으며, 이는 장점이다.

종방향 휠 슬립이 증가하거나 유지되는 것과 동시에 가속도가 감소하는 시나리오에 있는 것은 보통 바람직하지 않은데, 이는 타이어 힘이 종방향 휠 슬립과 타이어 힘 간의 관계에서 비선형 영역에 진입했다는 것을 나타낼 수 있기 때문이다. 이에 따라, 본 개시 방법은 슬립이 일정하게 유지되거나 증가되면서 차량이 가속도를 잃고 있다는 것을 깨닫는 즉시, 타겟 슬립을 감소시킴으로써 개입할 알고리즘을 사용하여 휠 슬립을 제어한다. 이는 차량을 위한 간단하지만 효과적인 제어 방식을 제공한다. 예를 들어, 차량이 오르막 자갈길 상에서 주행되거나 시동되는 경우, 베이스 타겟 슬립은 너무 높게 설정될 수 있고, 차량이 과도하게 슬립하여, 가속도를 잃게 할 수 있다. 차량의 모니터링되는 가속도가 과도한 휠 슬립으로 인해 감소하면서, 모니터링되는 현재 종방향 휠 슬립이 감소하지 않으므로, 타겟 휠 슬립은 자갈길을 따라 주행하기에 더 적합한 값으로 감소될 것이다.

본 명세서에서 개시되는 방법은 또한, 차량 제동 동작(전진 방향으로 또는 후진할 때 중 어느 하나)에 대응하여, 차량의 부호 있는 가속도가 음의 가속도이고 부호 있는 현재 종방향 휠 슬립이 음의 휠 슬립일 때에도 수행될 수 있다. 이러한 경우에서, 본 방법은 모니터링되는 현재 종방향 휠 슬립이 증가하지 않거나 감소하면서(더 음이 됨), 차량의 모니터링되는 가속도가 증가하는 경우에(덜 음이 됨), 적어도 하나의 피동 휠의 타겟 종방향 휠 슬립을 증가시키는 것을 규정한다. 차량에 의한 이러한 거동은 추진 성능이 양의 가속 동안 개선되는 것과 동일한 방식으로 제동 성능을 개선한다. 중장비 차량을 제동하는 것이 바람직하고, 가속도가 덜 음이 됨(크기가 감소함)과 동시에 휠 슬립이 더 음이 되는 것(크기가 증가하는 것)으로 결정되는 경우라면, 제동 동작을 위한 타겟 종방향 휠 슬립은 제동 휠 힘을 개선하기 위해 증가된다. 이는 제동 동안 타이어 힘을 휠 슬립에 매핑하는 잘못된 역 타이어 모델들과 관련된 이슈들을 완화시켜, 제동 동작을 모델링 오류에 대해 더 탄력적으로 만들며, 이는 장점이다.

위에서 언급된 바와 같이, 모니터링되는 가속도의 부호 및 현재 종방향 휠 슬립의 부호는 기준 차량 속도 방향에 대해 정의된다. 이에 따라, 차량이 전진 방향으로 이동하는 경우, 양의 휠 슬립은 전진 방향으로 양의 휠 힘을 제공하는 휠 슬립인 한편, 음의 휠 힘은 차량을 제동하는 것이다. 후진 차량에 대해서도 동일하며, 즉, 양의 휠 슬립은 후진 방향으로 양의 휠 힘을 생성하는 것이고, 음의 휠 슬립은 후진 기동 동안 차량을 감속시킨다.

모니터링되는 가속도 및 현재 종방향 휠 슬립이 상이한 부호를 갖는 경우라면, 원치 않는 이벤트가 발생할 가능성이 있고, 본 방법은 이러한 상황이 발생할 경우에 비상 루틴을 트리거하는 단계를 선택적으로 포함한다. 예를 들어, 중장비 차량은 휠들이 후진 방향으로 회전하면서 언덕 아래로 전진 방향으로 슬립할 수 있거나, 또는 중장비 차량은 휠들이 전진 방향으로 회전하면서 경사면 아래로 후방으로 슬립할 수 있다. 비상 루틴은 예를 들어, 트랙션 제어 시스템, 및 비상 정지 시스템, 또는 일부 다른 상황 회피 기동을 트리거하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 비상 루틴들은 본 개시의 범위를 벗어난다.

크기 감소 후의 타겟 종방향 휠 슬립은 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 예를 들어, 현재 종방향 휠 슬립에 기초하거나 또는 이전 타겟 종방향 휠 슬립에 기초하여, 상이한 방식들로 결정될 수 있다.

본 방법은 차량의 모니터링되는 가속도의 크기가 감소하지 않으면서 모니터링되는 현재 종방향 휠 슬립의 크기가 감소하지 않는 경우에 적어도 하나의 피동 휠의 타겟 종방향 휠 슬립의 크기를 증가시키는 단계를 또한 포함할 수 있다. 이러한 메커니즘은 허용가능한 휠 슬립 크기가 증가된 휠 힘 능력을 야기하는 것으로 간주될 때 증가되도록 허용되므로, 어려운 상황들에서 중장비 차량에 의해 휠 힘을 생성할 수 있는 능력을 개선할 수 있다. 전체적으로, 이는 현재 동작 조건들에 따라 그 동작을 바람직한 방식으로 조절할 수 있는 적응형 차량 제어 시스템을 제공한다.

본 방법은 차량의 모니터링되는 가속도의 크기가 증가하면서 모니터링되는 현재 종방향 휠 슬립의 크기가 감소하는 경우에 적어도 하나의 피동 휠의 타겟 종방향 휠 슬립의 크기를 감소시키는 단계를 또한 포함할 수 있다. 다시 , 중장비 차량에 의한 이러한 거동은 중장비 차량의 휠 힘 생성 능력을 증가시킬 수 있으며, 이는 장점이다. 그 특징은 또한, 중장비 차량의 다양한 동작 조건들에 맞게 조절할 수 있는 보다 적응형 제어 시스템을 제공한다.

양태들에 따르면, 타겟 휠 슬립은 차량에 의한 가속도의 변화에 기초하여 및/또는 현재 종방향 휠 슬립의 변화에 기초하여 결정된다. 타겟 휠 슬립을 가속도 및/또는 현재 휠 슬립의 변화의 크기(들)에 기초하는 것은 원하는 최적의 현재 휠 슬립에 더 빨리 도달하는 좋은 방법이 될 수 있다.

양태들에 따르면, 타겟 휠 슬립은 가속도의 변화와 현재 종방향 휠 슬립의 변화의 가중 조합에 기초하여 결정된다. 이러한 방식으로, 가중화/정규화 팩터들은 타겟 휠 슬립에 대해 가속도 변화와 휠 슬립 변화가 갖는 상대적 중요도를 조절하기 위해 선택될 수 있다. 팩터들은 가중화 및/또는 정규화를 포함할 수 있고, 현재 수송 임무, 현재 동작 환경, 및/또는 현재 차량 유형 또는 하중에 의존하여 설정될 수 있다.

양태들에 따르면, 타겟 휠 슬립은 루프 게인 팩터와 함께 가속도의 변화 및 현재 종방향 휠 슬립의 변화에 기초하여 결정된다. 이러한 방식으로, 타겟 휠 슬립의 변화율은 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 더 효율적으로 제어될 수 있다. 루프 게인 팩터는 모니터링되는 현재 종방향 휠 슬립이 감소하지 않는 동안, 차량의 모니터링되는 가속도가 감소하는지 여부에 따라, 상이하게 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 타겟 휠 슬립은 특정 값 주위에서 안정화될 수 있으며, 이는 불가능한 정상 상태 상황에서, 슬립 타겟이 점근적으로 안정화됨을 의미한다.

루프 게인 팩터 및/또는 가중 조합에서의 팩터들은 주행 시나리오에 기초하여 동적으로 업데이트된다. 휠 슬립 변화에 비한 가속도의 변화의 상대적 중요도는 상이한 마찰을 갖는 상이한 지상 조건들과 같은 상이한 시나리오들에 대해 상이할 수 있다. 유사하게, 상이한 시나리오들에 대해 변화율(즉, 루프 게인)을 조절하는 것이 바람직할 수 있다.

현재 종방향 휠 슬립은 피동 휠과 비피동 휠 간의 속도차로부터 결정된다. 이는 휠 슬립을 얻는 간단하지만 정확한 방법이다.

양태들에 따르면, 가속도는 가속도계로부터 얻어진다. 이는 정확한 가속도 값들을 얻는 비용 효율적인 방법을 제공한다. 대안적으로, 또는 이의 조합으로, 가속도는 차량의 속도로부터 얻어진다. 물론, 레이더 또는 라이더 센서와 같은 센서들이 정확한 방식으로 차량 가속도를 결정하기 위해 또한 사용될 수 있다.

양태들에 따르면, 가속도는 피동 휠의 종방향 가속도이다. 이러한 방식으로, 가속도는 타이어 모델을 통한 휠 슬립과 관련될 수 있다.

또한, 위에서 논의된 장점들과 연관되는 컴퓨터 프로그램, 컴퓨터 판독 가능 매체, 컴퓨터 프로그램 제품, 제어 유닛. 및 차량이 본 명세서에서 개시된다.

일반적으로, 청구항들에서 사용되는 모든 용어들은 본 명세서에서 달리 명시적으로 정의되지 않는 한, 당해 기술 분야에서 이들의 통상적인 의미에 따라 해석되어야 한다. "단수 요소, 장치, 구성요소, 수단, 단계 등"의 모든 지칭은 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 요소, 장치, 구성요소, 수단, 단계 등 중 적어도 하나의 인스턴스를 지칭하는 것으로서 개방적으로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 개시되는 임의의 방법의 단계들은 명시적으로 언급되지 않는 한, 개시되는 정확한 순서로 수행될 필요는 없다. 본 발명의 다른 특징들 및 이에 따른 장점들은 첨부된 청구범위 및 이하의 설명을 연구할 때 명백해질 것이다. 당업자는 본 발명의 상이한 특징들이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고, 이하에 설명되는 것 이외의 실시예들을 생성하기 위해 조합될 수 있다는 것을 인식한다.

첨부된 도면들을 참조하여, 예들로서 인용되는 본 발명의 실시예들에 대한 더 상세한 설명이 아래에서 이어진다. 도면들에서:
도 1은 예시적인 중장비 차량을 예시하는 횡측면도이다;
도 2는 예시적인 모션 지지 디바이스 제어 배열체를 도시한다;
도 3a 및 도 3b는 휠 슬립에 대한 예시적인 타이어 힘을 도시한 그래프이다;
도 4a 및 도 4b는 휠 슬립 제어 규칙들을 개략적으로 예시한다;
도 5는 예시적인 차량 제어 기능 아키텍처를 예시한다.
도 6은 제어 유닛을 개략적으로 예시한다;
도 7은 예시적인 컴퓨터 프로그램 제품을 도시한다; 그리고
도 8은 방법들을 예시하는 흐름도이다.

이제 본 발명은 본 발명의 특정 양태들이 도시되는 첨부 도면들을 참조하여, 아래에서 더 충분히 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 많은 상이한 형태로 실시될 수 있으며, 그리고 본 명세서에 기술된 실시예들 및 양태들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 되며; 오히려, 이러한 실시예들은 본 개시가 철저하고 완전할 것이고, 본 발명의 범위를 당업자에게 완전히 전달할 수 있도록, 예로서 제공된다. 유사 번호는 설명 전반에 걸쳐 유사 요소를 지칭한다.

본 발명은 본 명세서에 설명되고 도면에 예시되는 실시예에 제한되지 않으며; 오히려, 당업자는 첨부된 청구항의 범위 내에서 많은 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다.

도 1을 참조하면, 트럭 형태의 차량(100)이 도시되어 있다. 차량은 복수의 휠들(102)을 포함하되, 휠들(102) 각각은 각각의 모션 지지 디바이스(motion support device, MSD)(104)를 포함한다. 도 1에 도시된 실시예는 휠들(102) 각각에 대한 MSD를 예시하지만, 예를 들어, 한 쌍의 휠들(102)이 이러한 MSD(104) 없이 배열될 수 있다는 것으로 쉽게 이해되어야 한다. 또한, MSD는 예를 들어, 차동 배열체를 통해, 하나보다 많은 휠들에 연결되어 배열될 수 있다. 또한, MSD들(104)은 바람직하게는, 차량의 각 휠 상에 또는 액슬의 양쪽 휠 모두에 대해 토크를 생성하기 위한 MSD들이다. MSD는 예를 들어, 차량(100)의 휠(들)에 종방향 휠 힘을 제공하도록 배열되는, 전기 기계(106)와 같은 추진 디바이스일 수 있다. 이에 따라, 이러한 전기 기계는 추진 토크를 생성할 뿐만 아니라 차량(100)의 배터리(도시되지 않음) 또는 다른 에너지 저장 시스템(들)을 전기적으로 충전하기 위한 회생 제동 모드로 배열되도록 구성될 수 있다. 전기 기계들은 또한, 에너지를 저장하지 않고 제동 토크를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제동 동안 전기 기계들로부터의 과잉 에너지를 소산시키기 위해 브레이크 저항기 등이 사용될 수 있다.

차량은 속도(v_x)로 이동할 수 있는, 연관된 전진 방향을 갖는다. 그러나, 차량(100)은 또한, 후진할 때 반대 방향으로 이동할 수 있다. 차량의 모션의 방향은 모션의 기준 방향으로서의 역할을 할 수 있다. 이러한 기준 방향은 종방향 휠 슬립을 논의할 때 아래에서 더 상세히 논의될 것이다.

MSD들(104)의 적어도 서브세트가 MSD(104)의 동작을 제어하도록 배열된 각각의 MSD 제어 시스템(230)에 연결된다. MSD 제어 시스템(230)은 바람직하게는, 분산형 모션 지지 시스템(230)이지만, 중앙 집중식 구현도 또한 가능하다. 또한, MSD 제어 시스템의 일부 부분들이 무선 링크를 통해 차량으로부터 액세스가능한 원격 서버(120)와 같은, 차량으로부터 원격의 프로세싱 회로부 상에서 구현될 수 있는 것으로 또한 이해된다. 또한, 각 MSD 제어 시스템(230)은 유선, 무선, 또는 유선과 무선 둘 다일 수 있는 데이터 버스 통신 배열체(114)를 통해, 차량(100)의 차량 모션 관리(vehicle motion management, VMM) 시스템 또는 기능부(260)에 연결된다. 이에 의해, 차량 모션 관리 시스템(260)과 MSD 제어 시스템(230) 간에서 제어 신호들이 송신될 수 있다. 차량 모션 관리 시스템(260) 및 MSD 제어 시스템(230)은 도 2 및 도 5를 참조하여 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.

일반적으로, 차량(100) 상의 MSD는 또한, 예를 들어, 마찰 브레이크, 파워 스티어링 디바이스, 액티브 서스펜션 등으로서 실현될 수 있다. 특히, 이러한 MSD들은 보통, 차량에 의해 원하는 모션을 얻기 위해 조정된다. 예를 들어, 원하는 추진 토크 또는 제동 토크를 생성하기 위해 두 개 이상의 MSD들이 공동으로 사용될 수 있다.

본 명세서에서 개시된 방법들 및 제어 유닛들은 견인바 연결부를 갖는 트럭, 건설 장비, 버스 등과 같은, 다른 유형의 중장비 차량에도 유리하게 적용될 수 있는 것으로 이해된다. 차량(100)은 또한, 둘보다 많은 차량 유닛들을 포함할 수 있으며, 즉, 하나보다 많은 트레일러를 견인하기 위해 돌리 차량 유닛이 사용될 수 있다.

MSD 제어 시스템(230)뿐만 아니라 VMM 기능부(260)은 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 프로그램가능 디지털 신호 프로세서 또는 다른 프로그램가능 디바이스를 포함할 수 있다. 시스템은 또한, 또는 대신에, 주문형 직접 회로, 프로그램가능 게이트 어레이 또는 프로그램가능 어레이 로직, 프로그램가능 로직 디바이스, 또는 디지털 신호 프로세서를 포함할 수 있다. 시스템(들)이 위에서 언급된 마이크로프로세서, 마이크로제어기 또는 프로그램가능한 디지털 신호 프로세서와 같은 프로그램가능 디바이스를 포함하는 경우, 프로세서는 프로그램가능 디바이스의 동작을 제어하는 컴퓨터 실행가능 코드를 더 포함할 수 있다. 상이한 차량 유닛 프로세싱 회로부들의 구현 양태들이 도 6과 관련하여 아래에서 더 상세히 논의될 것이다.

도 2는 예를 들어, 중장비 차량(100)에서의 사용을 위한 예시적인 MSD 제어 배열체를 도시한다. 제어 아키텍처는 일부 기능이 더 높은 계층에서의 트래픽 상황 관리(traffic situation management, TSM) 기능부(270)이 포함되고, 일부 다른 기능은 더 낮은 기능 계층에 상주하는 VMM 기능부(260)에 포함되는 계층화된 기능 아키텍처이다. 도 2는 여기서 마찰 브레이크(220)(이를테면 디스크 브레이크 또는 드럼 브레이크), 추진 디바이스(240) 및 스티어링 배열체(280)를 포함하는 일부 예시적인 MSD에 의해 차량(100) 상의 예시적인 휠(210)을 제어하기 위한 기능부(200)을 개략적으로 예시한다. 마찰 브레이크(220) 및 추진 디바이스는 하나 이상의 모션 지지 디바이스 제어 유닛들(230)에 의해 제어될 수 있는 휠 토크 생성 디바이스들의 예들이다. 제어는 예를 들어, 휠 속도 센서(250) 및 다른 차량 상태 센서, 이를테면 레이더 센서, 라이더 센서, 그리고 또한 카메라 센서 및 적외선 검출기와 같은 비전 기반 센서로부터 얻어지는 측정 데이터에 기초한다. MSD 제어 기능부(230)는 하나 이상의 액추에이터들을 제어하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, MSD 제어 시스템(330)이 액슬 상에서 양쪽 휠을 제어하도록 배열되는 것은 통상적이지 않다.

TSM 기능부(270)는 10초 정도의 시간대로 주행 동작을 계획한다. 이러한 시간 프레임은 예를 들어, 차량(100)이 곡선 등을 협의하는 데 걸리는 시간에 대응한다. TSM 기능부에 의해 계획되고 실행되는 차량 기동은 차량 전진 방향에서 원하는 타겟 차량 속도를 기술하고 주어진 기동 동안 유지되도록 선회하는 가속도 프로파일 및 곡률 프로파일과 연관될 수 있다. TSM 기능부는 안전하고 견고한 방식으로 TSM 기능부로부터의 요청을 충족시키기 위해 힘 할당을 수행하는 VMM 기능부(260)로부터의 원하는 가속도 프로파일(a_req) 및 스티어링 각도(또는 곡률 프로파일(c_req))를 지속적으로 요청한다. VMM 기능부(260)는 1초 미만 정도의 시간 스케일로 동작하고, 아래에서 더 상세히 논의될 것이다.

휠(210), 예를 들어, 차량(100)의 휠들(102) 중 하나는 종방향 속도 성분(v_x) 및 횡방향 속도 성분(v_y)을 갖는다. 종방향 휠 힘(F_x) 및 횡방향 휠 힘(F_y), 그리고 또한 휠(도 2에 도시되지 않음) 상에 작용하는 수직 힘(F_z)이 있다. 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 휠 힘은 휠의 좌표계에서 정의되며, 즉 종방향 힘은 휠의 롤링면 내에서 지향되는 한편, 횡방향 휠 힘은 휠의 롤링면에 수직으로 지향된다. 휠은 회전 속도(w_x) 및 반경(R)을 갖는다.

도 3a는 종방향 휠 슬립의 함수로서 달성가능한 타이어 힘의 예(300)를 도시한 그래프이다. 종방향 휠 슬립(λ_x)은 SAE J670(SAE Vehicle Dynamics Standards Committee January 24, 2008)에 따라, 다음과 같이 정의될 수 있으며

여기서 R은 미터 단위의 유효 휠 반경이고, ω_x는 휠의 각속도이며, v_x는 차량(100)의 모션 방향에서의 (휠의 좌표계에서의) 휠의 종방향 속도이다. 이러한 방향은 차량이 전진 이동하고 있다면 차량의 전진 방향일 수 있거나, 차량이 후진하고 있다면 전진 방향과 반대되는 후진 방향일 수 있다. 휠 슬립(λ_x)은 -1과 1 간에서 경계가 지어지고 휠이 노면에 대해 얼마나 많이 슬립하는지를 나타내는 부호 있는 양이다. 휠 슬립은 본질적으로, 휠과 차량 간에서 측정되는 속도차이다. 이에 따라, 본 명세서에서 개시되는 기법들은 임의의 유형의 휠 슬립 정의와 함께 사용하도록 적응될 수 있다. 휠 슬립 값은 휠의 좌표계에서, 표면 위에서의 휠의 속도를 고려해 볼 때 휠 속도 값과 동등한 것으로 또한 이해된다. VMM(260) 및 선택적으로 MSD 제어 시스템(230)은 (휠의 기준 프레임에서의) v_x에 대한 정보를 유지하는 한편, 휠 속도 센서 등이 ω_x(휠의 회전 속도)를 결정하는 데 사용될 수 있다. v_x는 차량이 앞으로 주행한다면 도 1에서와 같이 전진 방향을 가리키는 한편, 차량이 후진하고 있다면 차량이 반대 방향을 가리킨다는 것에 유의한다.

휠(또는 타이어)이 휠 힘을 생성하기 위해서는, 슬립이 발생해야만 한다. 슬립 값이 작을수록 슬립과 생성되는 힘 간의 관계는 대략 선형이며, 여기서 비례 상수는 보통 타이어의 슬립 강성으로서 표기된다. 타이어는 종방향 힘(F_x), 횡방향 힘(F_y), 및 수직 힘(F_z)을 받는다. 수직 힘(F_z)은 일부 중요한 차량 속성을 결정하는 데 키이다. 예를 들어, 큰 정도의 수직 힘은 통상적으로 F_x μF_z(여기서 μ는 도로 마찰 조건과 연관된 마찰 계수임)이기 때문에 휠에 의한 달성가능한 횡방향 타이어 힘(F_y)을 결정한다. 주어진 횡방향 슬립에 이용가능한 최대치는 Hans Pacejka 저, “Tyre and vehicle dynamics”, Elsevier Ltd. 2012, ISBN 978-0-08-097016-5에서 설명된 바와 같은 소위 마법 공식에 의해 설명될 수 있다.

종방향 타이어 힘(F_x)은 작은 휠 슬립에 대해 거의 선형으로 증가하는 부분(310)에 이어서, 더 큰 휠 슬립에 대해 더 비선형적인 거동을 갖는 부분(320)을 보여준다. 달성가능한 타이어 힘은 에 따라 떨어지고, 피크 값(330)은 통상적으로 주행 조건들에 의존하여 시프트한다는 것에 유의한다.

도 3a는 또한, 비교적 작은 종방향 휠 슬립에서도 급속하게 감소하는 획득가능한 횡방향 타이어 힘(F_y)을 도시한다. 선형 영역(310)에서 또한 차량 동작을 유지하는 것이 바람직한데, 이는 필요하다면 거기서 충분한 횡방향 타이어 힘이 생성될 수 있기 때문이다. 현재 휠 슬립이 피크(330)를 너무 지나치게 넘어서면, 횡방향 힘이 생성되는 것이 거의 가능하지 않으며, 이는 차량이 도로에서 미끄러지거나 코너링 기동을 수행하지 못하게 할 수 있다. 적용된 브레이크 명령에 응답하여 획득가능한 종방향 힘이 선형 영역(310)에서 예측하기가 더 쉬우므로 이러한 영역에서 차량 동작을 유지하는 것이 또한 바람직하다. 이러한 영역에서의 동작을 보장하기 위해, 예를 들어, +0.1 정도의 휠 슬립 한계(λ_lim+ )가 주어진 휠 상에 부과될 수 있다. 휠 슬립이 클수록, 예를 들어, +0.1을 초과하면, 보다 더 비선형 영역(320)이 보인다. 이러한 영역에서의 차량의 제어는 어려울 수 있고, 이에 따라 보통 회피된다. 이는 온로드 동작에 대해서는 아니지만, 트랙션 제어를 위한 더 큰 슬립 한계가 바람직할 수 있는 오프로드 조건들 등에서의 트랙션에 대해서는 흥미로울 수 있다.

차량의 휠들에 스티어링 및 선택적으로 또한 토크를 전달가능 것이 가능한 VMM과 MSD들 간의 인터페이스는 전통적으로, 휠 슬립을 전혀 고려하지 않고 VMM으로부터의 각 MSD에 대한 토크 기반 요청들에 초점을 맞추었다. 그러나, 이러한 접근법은 상당한 성능 제한을 갖는다. 안전이 중요하거나 과도한 슬립 상황이 발생하는 경우에, 별개의 제어 유닛 상에서 동작되는 관련 안전 기능부(트랙션 제어, 잠금 방지 브레이크 등)이 통상적으로 개입하고 슬립을 다시 제어하기 위해 토크 오버라이드를 요청한다. 이러한 접근법의 문제는 액추에이터의 일차적 제어와 액추에이터의 슬립 제어가 상이한 전자 제어 유닛(ECU)들에 할당되므로, 이들 간의 통신에 수반되는 지연이 슬립 제어 성능을 상당히 제한한다는 것이다. 또한, 실제 슬립 제어를 달성하기 위해 사용되는 두 개의 ECU들에서 이루어지는 관련 액추에이터 및 슬립 가정은 일관적이지 않을 수 있고, 이는 결국, 최적이 아닌 성능으로 이어질 수 있다. 대신에 VMM(260)과 MSD 제어기 또는 제어기들(230) 간의 인터페이스 상의 휠 속도 또는 휠 슬립 기반 요청을 사용함으로써, 어려운 액추에이터 속도 제어 루프를, 일반적으로 VMM 기능부에 비해 훨씬 더 짧은 샘플 시간으로 동작하는 MSD 제어기들로 시프트시킴으로써, 상당한 이점들이 달성될 수 있다. 이러한 아키텍처는 토크 기반 제어 인터페이스에 비해 훨씬 더 양호한 교란 제거를 제공할 수 있고, 이에 따라 타이어 도로 접촉 패치에서 생성되는 힘의 예측가능성을 개선한다.

도 3b는 제동 동안, 즉, 음의 휠 슬립이 휠(210)에 가해질 때, 휠 슬립에 의존하는 타이어 힘의 예(350)를 예시한다. 이 곡선은 본질적으로, 예시적인 곡선(300)의 역이다. 감속 타이어 모델은 상이할 수 있지만, 이 곡선은 본 명세서에서 제안하는 기법들을 설명하는 목적에 기여하는 좋은 예이다. 이 곡선은 또한, 보다 더 음의 휠 슬립에 대해 보여지는 비선형성 및 횡방향 힘 능력의 손실을 회피하기 위해, 차량을 제어하는 것이 요구되는 선형 영역을 보인다.

이제 도 5를 참조하면, 전체 차량 제어 시스템(500)이 하나 이상의 차량 유닛 컴퓨터(vehicle unit computer, VUC)들 상에서 구현될 수 있다. VUC는 위에서 논의된 바와 같은 계층화된 기능 아키텍처에 따라 편성되는 차량 제어 방법들을 실행하도록 구성될 수 있다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 타이어 모델들(300, 350)의 유형은 일부 휠에서 원하는 타이어 힘을 생성하기 위해 VMM 기능부(260)에 의해 사용될 수 있다. VMM은 원하는 타이어 힘에 대응하는 토크를 요청하는 대신에, 원하는 타이어 힘을 동등한 휠 슬립(또는 동등하게, 지면 위에서의 속도에 대한 휠 속도)으로 변환하고, 대신에 이러한 슬립 또는 속도를 요구할 수 있다. 주된 장점은 MSD 제어 디바이스(230)가 예를 들어, 휠 속도 센서(250)로부터, 획득되는 차량 속도() 및 휠 회전 속도()를 사용하여, 원하는 휠 슬립에서의 동작을 유지함으로써, 요구되는 토크를 훨씬 더 높은 대역폭으로 전달할 수 있을 것이라는 것이다. 종방향 휠 슬립은 또한, 피동 휠(102)과 비피동 휠 간의 속도차로부터 결정될 수 있다. 여기서, 피동 휠은 임의의 MSD에 영향을 받는 휠이고, 비피동 휠은 임의의 MSD에 영향을 받지 않는, 즉, 휠이 자유롭게 롤링하는 휠이다. 차량 속도()는 GPS(global positioning system) 수신기 등과 조합된, 레이더, 라이더, 및 비전 기반 센서와 같은 다양한 차량 센서들로부터 얻어질 수 있다. 이에 따라, 휠 슬립은 다수의 상이한 방식들로 결정될 수 있고, 차량은 안전성 증가를 위해 이들의 여러 가지를 리던던트 시스템에서 구현할 수 있다는 것이 이해된다.

TSM 기능부(270)는 차량 모션 요청들(275)을 생성하며, 이들은 차량이 따르도록 원하는 스티어링 각도(δ) 또는 동등한 곡률(c_req)을 포함할 수 있고, 또한 원하는 차량 유닛 가속도(a_req) 그리고 또한, 원하는 속도 프로파일에서 원하는 경로를 따라 차량에 의한 원하는 모션을 함께 기술하는, 다른 유형의 차량 모션 요청들을 포함할 수 있다. 모션 요청들은 기동을 성공적으로 완료하기 위해 생성되어야 하는 종방향 및 횡방향 힘의 요구된 양을 결정하거나 예측하기 위한 베이스로서 사용될 수 있는 것으로 이해된다.

약 1초 정도의 시간대로 동작하는 VMM 기능부(260)는 TSM 기능부로부터의 가속도 프로파일들(a_req) 및 곡률 프로파일들(c_req)을, VMM에 다시 능력을 보고하며, 결과적으로 차량 제어에 있어서의 제약으로서 차량(100)의 상이한 MSD들에 의해 구동되는, 차량 모션 기능들을 제어하기 위한 제어 명령들로 지속적으로 변환한다. VMM 기능부(260)는 차량 상태 또는 모션 추정(510)을 수행하며, 즉, VMM 기능부(260)는 항상 MSD들에 연결되는 것은 아니지만 보통 연결되는, 차량(100) 상에 배열되는 다양한 센서들을 사용하여 동작들을 모니터링함으로써 위치, 속도, 가속도, 그리고 차량 조합에 있어서 상이한 유닛들의 관절 각도들을 포함하는 차량 상태(s)를 지속적으로 결정한다.

모션 추정(510)의 결과, 즉, 추정된 차량 상태(s)는 상이한 차량 유닛들이 차량(100)으로 하여금 요청된 가속도 및 곡률 프로파일들(a_req, c_req)에 따라 이동하게 하고, 원하는 차량 거동에 따라 거동하게 하기 위해 요구되는 전역적 힘(V=[V₁, V₂])을 결정하는 힘 생성 모듈(520)에 입력된다. 요구되는 전역적 힘 벡터(V)는 휠 힘을 할당하고 스티어링 및 서스펜션과 같은 다른 MSD들을 조정하는 MSD 조정 기능부(530)에 입력된다. MSD 조정 기능은 토크(T_i), 종방향 휠 슬립(λ_i), 휠 회전 속도(ω_i), 및/또는 휠 스티어링 각도(δ_i) 중 임의의 것을 포함할 수 있는 제i 휠에 대한 MSD 제어 할당을 출력한다. 그런 다음, 조정된 MSD들은 차량 조합(100)에 의해 원하는 모션을 얻기 위해 요구되는 모멘트(Mz)뿐만 아니라, 차량 유닛 상의 원하는 횡방향 힘(Fy) 및 종방향 힘(Fx)을 함께 제공한다.

예를 들어, 글로벌 포지셔닝 시스템, 비전 기반 센서, 휠 속도 센서, 레이더 센서, 스티어링 각도 센서 및/또는 라이더 센서를 사용하여 차량 유닛을 결정하고, 이 차량 유닛 모션을 (예를 들어, 종방향 및 횡방향 속도 성분들의 관점에서의) 주어진 휠(210)의 국부적 좌표계로 변환함으로써, 휠 기준 좌표계에서의 차량 유닛 모션을 위에서 논의된 바와 같이 휠(210)에 연결하여 배열되는 휠 속도 센서(350)로부터 얻어지는 데이터와 비교함으로써 휠 슬립을 실시간으로 정확하게 추정하는 것이 가능해진다. 도 3a 및 도 3b와 관련하여 위에서 논의된 타이어 모델은 주어진 휠(i)에 대한 원하는 종방향 타이어 힘(Fx_i)과 휠에 대한 동등한 종방향 휠 슬립(λ_i) 간에서 변환하는 데 사용될 수 있다.

이에 따라, 본 개시의 일부 양태들에 따르면, VMM 기능부(260)는 힘 생성과 MSD 조정을 둘 다 관리하며, 즉, TSM 기능부(270)로부터의 요청들을 이행하기 위해, 예를 들어, TSM에 의해 요구되는 가속도 프로파일에 따라 차량을 가속하기 위해 그리고/또는 TSM에 의해 또한 요구되는 특정 곡률 모션을 차량에 의해 생성하기 위해, 또는 차량을 제동하기 위해, 차량 유닛들에서 요구되는 힘을 결정한다. 힘은 예를 들어, 요 모멘트(yaw moment)(Mz), 종방향 힘(Fx) 및 횡방향 힘(Fy)을 포함할 수 있을 뿐만 아니라, 상이한 휠들에 가해질 상이한 유형의 토크도 포함할 수 있다. 힘은 이를테면 TSM 기능부(270)에 의해 생성되는 제어 입력들에 응답하여 TSM 기능부에 의해 예상되는 차량 거동을 생성하기 위해 결정된다.

언급한 바와 같이, 정확한 타이어 모델을 얻는 것은 보통 어렵고, 차량 제어 시스템에 표면 특성과 같은 정확한 데이터를 제공하는 것은 보통 어렵다. 이는 휠 슬립 한계가 부과되는 경우에 또는 특정 휠 슬립이 속도 제어 동작 모드 또는 휠 슬립 제어 동작 모드에서 MSD로부터 직접 요구되는 경우 둘 다에 있어서 최적이 아닌 제어를 초래한다.

이에 따라, 본 개시는 슬립 타겟을 동적으로 업데이트하는 것을 제안한다. 이는 최적이 아닌 베이스 타겟 슬립으로 인한 차량 스톨링을 회피할 기회를 증가시킨다. 타겟 슬립은 순수하게 측정 기반일 수 있고, 표면, 차량, 타이어, 또는 마찰과 상관되는 것으로서 알려진 임의의 다른 환경 조건에 대한 지식을 요구하지 않는다. 휠 슬립과 휠 속도는 위에서 논의된 바와 같은 차량 속도()를 통해 서로 직접적으로 관련되므로 슬립 타겟은 여러 면에서 휠 속도 타겟과 동등한 것으로 이해된다.

도 3a 및 도 3b를 다시 참조하면, 선형 영역(310, 360(보통 약간의 마진 있음)에 있는 것이 바람직하고, 비선형 영역(320, 370)에 있는 것은 바람직하지 않다. 이는 종방향 휠 슬립의 크기가 증가하거나 유지됨과 동시에 가속도의 크기(타이어 힘에 대략 비례함)가 감소하는 시나리오에서 특히 바람직하지 않은 것으로 인식되었다. 이는 정확한 형상 타이어 모델 곡선이 알려지지 않은 경우에도 그러하다. 이러한 시나리오는 아래쪽 그리고 오른쪽으로, 즉, 도 3a의 방향 d1에서, 곡선 F_x를 따라 그리고 위쪽 그리고 왼쪽으로, 도 3b의 방향 d2를 따라, 곡선 F_x를 따라 이동하는 것에 대응한다. 이에 따라, 본 개시 방법은 슬립 크기가 일정하게 유지되거나 증가되면서 차량이 가속도 크기를 잃고 있다는 것을 깨닫는 즉시, 타겟 슬립의 크기를 감소시킴으로써(슬립을 제로에 더 가깝게 함) 개입할 알고리즘을 사용하여 휠 슬립을 제어한다. 어떤 의미에서, 본 명세서에서 개시된 방법은 타겟 휠 슬립을 이러한 방식으로 조절함으로써 타이어 힘 곡선의 피크 위치(330, 380)가 어디에 있는지를 검출하려고 한다. 어떤 면에서는, 제어 유닛이 차량이 방향들(d1 또는 d2)을 나타내는 거동을 보이는 것을 검출하는 즉시, 제어 유닛은 휠 슬립을 자유 롤링 휠 상태(제로 크기 종방향 휠 슬립)로 되돌리기 위한 단계들을 취한다.

본 명세서에서 논의되는 방법들은 종방향 휠 슬립의 부호가 가속도의 부호와 동일한 경우, 즉, 차량이 (전진 또는 후진 방향으로) 양의 가속도를 갖고 휠 슬립이 가속도와 동일한 양의 부호를 갖는 경우, 또는 차량이 제동(음의 가속)하고 있고 휠 슬립도 또한 음인 경우에 주로 적용가능하다. 본 명세서에서 개시되는 방법들은 모니터링되는 가속도 및 현재 종방향 휠 슬립이 상이한 부호를 갖는다면 비상 루틴을 트리거하는 단계를 포함할 수 있다. 이는 예를 들어, 차량이 경사면을 따라 미끄러지고 휠들이 후진 방향으로 회전하는 경우에 발생할 수 있다. 이러한 비상 루틴들은 본 개시의 범위를 벗어난다.

도 8의 흐름도를 참조하면, 중장비 차량(100)에 의한 모션을 제어하기 위한 방법으로서, 차량은 차량 상의 적어도 하나의 피동 휠(102)의 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))에 기초하여 제어되도록 배열된 것인, 방법이 개시된다. 본 방법은 차량(100)의 부호 있는 가속도(v′_x(k))를 모니터링하는 단계(S1), 그리고 또한 적어도 하나의 피동 휠(102)의 부호 있는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))을 모니터링하는 단계(S2)를 포함한다. 모니터링되는 가속도와 현재 종방향 휠 슬립이 동일한 부호를 갖는 경우, 본 방법은 차량(100)의 모니터링되는 가속도(v′_x(k))의 크기가 감소하면서 모니터링되는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))의 크기가 감소하지 않는 경우에 적어도 하나의 피동 휠(102)의 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))의 크기를 감소시키는 단계(S3), 및 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))(여기서, k는 시간 인덱스임)에 기초하여 적어도 하나의 피동 휠(102)의 휠 슬립을 제어하는 단계(S4)를 수반한다.

차량이 전진 또는 후진 방향으로 가속되고 있는 경우, 즉 종방향 휠 슬립이 가속도와 동일한 부호를 갖는 차량 추진 동안, 본 방법은 차량(100)의 가속도(v′_x(k))를 모니터링하는 단계, 적어도 하나의 피동 휠(102)의 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))을 모니터링하는 단계, 차량(100)의 모니터링되는 가속도(v′_x(k))가 감소하면서 모니터링되는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))이 감소하지 않는 경우에 적어도 하나의 피동 휠(102)의 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))을 감소시키는 단계(S311), 및 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))에 기초하여 적어도 하나의 피동 휠(102)의 휠 슬립을 제어하는 단계를 포함한다.

본 방법은 또한, 제동 동안 수행될 수 있으며, 즉, (전진 또는 후진하면서) 차량 제동 동작에 대응하여, 차량(100)의 부호 있는 가속도(v′_x(k))가 음의 가속도이고 부호 있는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))이 음의 휠 슬립일 때 수행될 수 있다. 그런 다음, 본 방법은 차량(100)의 모니터링되는 가속도(v′_x(k))가 증가하면서(덜 음이 됨) 모니터링되는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))이 증가하지 않거나 감소하는(더 음이 됨) 경우에 적어도 하나의 피동 휠(102)의 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))을 증가시키는(이를 덜 음이 되게 함) 단계(S312)를 포함한다.

이에 따라, 본 방법은 현재 휠 슬립과 현재 가속도가 둘 다 원치 않는 방식으로 변하고 있는 것으로 관찰될 때, 즉, 차량(100)의 모니터링되는 가속도(v′_x(k))의 크기가 감소하면서 모니터링되는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))의 크기가 유지되거나 증가하고 있을 때, 새로운 타겟 휠 슬립, 즉, 감소된 크기의 타겟 휠 슬립을 설정한다.

타겟 휠 슬립은 휠 슬립의 제어가 휠 슬립 상한을 부과하는 것을 의미하는 휠 슬립 한계일 수 있다. 대안적으로, 타겟 휠 슬립은 직접적인 휠 슬립 요청에 대한 또는 휠 속도 요청에 대한 값일 수 있다(그런 다음, 차량 속도에 의존하여 구성됨). 어느 경우든, 현재 휠 슬립과 현재 가속도가 둘 다 원치 않는 방식으로 변할 때, 타겟 휠 슬립을 감소시키는 것이 바람직하다.

휠 슬립의 모니터링 및 제어는 차량의 단일 휠에 적용될 수 있다. 대안적으로, 모니터링 및 제어는 복수의 휠들에 적용될 수 있다. 이 경우, 모니터링 및 제어는 각 피동 휠에 대해 개별적일 수 있다. 대안적으로, 또는 이의 조합으로, 모니터링 및 제어는 복수의 휠들에 대해 약간의 평균을 이용할 수 있다. 예를 들어, 평균 휠 슬립이 모니터링될 수 있고, 그런 다음, 복수의 휠들이 단일 타겟 휠 슬립에 기초하여 제어된다.

도 4a 및 도 4b는 추진 시나리오(플롯 400) 및 제동 시나리오(플롯 450)에서 가속도 대 슬립을 도시한 플롯들(400, 450)이다. 여기서, b(k)는 가속도의 변화 및 슬립의 변화를 나타내는 벡터이며, 여기서 k는 시간(단일 시간 인스턴스 또는 일부 시구간)을 나타낸다. 더 구체적으로,

벡터 b(k)는 임의의 방향을 가리킬 수 있다. 원점(410)은 가속도 및 슬립에 대해 제로 값을 나타내지 않으며; 단지 (이전 시간 인스턴스에서의) 시작점일 뿐이라는 것에 유의한다. 벡터는 현재 가속도 및 슬립을 가리킨다. 도 4a 및 도 4b의 특정 예들에서, 벡터는 원점에서 시작하고 북동쪽(위쪽 및 오른쪽)을 가리킨다. 이는 가속도와 슬립 둘 다의 증가에 대응한다. 본 개시 방법에 따르면, 가속도(v′_x(k))의 크기가 감소하면서 휠 슬립(λ_x(k))의 크기가 감소하지 않는 경우 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))은 크기가 감소된다. 이는 (양의 가속도 및 휠 슬립에 대해) 도 4a 420에서 남동쪽 또는 정남쪽을 가리키고 (제동 시나리오에 대해) 도 4b 430의 북서쪽 또는 북쪽을 가리키는 벡터 b(k)에 대응한다.

가속도(v′_x(k)) 및 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k)은 시간에 따라 모니터링되며, 이는 시간에 따른 변화를 관찰하는 것을 가능하게 한다. Δv′_x(k)는 Δλ_x(k)의 변화를 결정하기 위해, 현재 값을 이전 값과 비교하는 것을 의미할 수 있다. 현재 값 및/또는 이전 값은 단일 시간 인스턴스에서의 단일 값이거나, 일정 시구간 동안의 일부 평균 값일 수 있다. 현재 값, 이전 값, 및/또는 그 차이는 예를 들어, 노이즈를 고려하도록 필터링될 수 있다.

도로 상의 곡선에서, 지반 가속도는 피동 휠의 종방향에서의 종방향 가속도와는 약간 상이할 수 있다. 지면 가속도는 트럭의 연장 방향에서, 차량 조합의 일부, 또는 차량 조합의 일부 평균일 수 있다. 바람직하게는, 본 개시 방법은 타이어 모델과 관련될 수 있는, 피동 휠의 종방향의 종방향 가속도를 사용한다. 그러나, 지상 가속도를 대신 사용하는 것은 또한, 개선된 차량 제어의 동일한 기술적 효과를 제공할 것이다. 또한, 상이한 가속도들 간에는 보통 유의한 차이가 없다. 달리 말하면, 가속도(v′_x(k))는 바람직하게는, 피동 휠(102)의 종방향 가속도이다. 복수의 휠들이 모니터링 및 제어되는 경우, 상이한 휠들이 상이한 방향들로 회전될 수 있으므로, 각 휠에 대해 개별적인 가속도 값이 관찰될 수 있다.

가속도(v′_x(k))는 가속도계로부터 얻어질 수 있으며, 이는 피치(경사)와 차량 지반 가속도 둘 다를 포함할 수 있다. 가속도는 차량(100)의 속도로부터뿐만 아니라 다른 방식들로도 얻어질 수 있다. 임의의 이러한 데이터는 GPS(global positioning system) 수신기 등과 조합된, 레이더, 라이더, 및 비전 기반 센서와 같은 다양한 차량 센서들에 의해 얻어질 수 있다.

통상, 측정된 현재 휠 슬립은 휠 슬립이 직접적인 휠 슬립 요청에 의해 제어되는 경우 요청과 거의 정확히 동일한 값이다. 또한, 휠 슬립이 휠 슬립 한계에 의해 제어되는 경우 현재 값은 통상 항상 타겟 값과 동일하거나 이보다 작다. 이에 따라, 통상, 휠 슬립이 어떻게 제어되는지에 상관 없이 λ_x(k) λ_target(k)이다.

양태들에 따르면, 다음 휠 슬립 타겟은 현재 측정된 값 또는 이전 타겟 값 중 어느 하나에 기초한다. 달리 말하면, 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))은 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))에 기초하여 결정될 수 있다(S32). 예를 들어, 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1)) 크기의 감소(S3)는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))으로부터의 감소일 수 있다(즉, λ_target(k+1) = λ_x(k) - 오프셋). 오프셋이 선택될 수 있는 방법에 대한 상이한 예들이 아래에서 논의된다. 현재 종방향 휠 슬립은 시간 인스턴스에서의 단일 값이거나, 일정 시구간 동안의 일부 평균 값일 수 있다. 이 값은 또한, 예를 들어, 노이즈를 고려하도록 필터링될 수 있다.

타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))은 이전 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k))에 기초하여 결정될 수 있다(S33). 예를 들어, 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1)) 크기의 감소(S3)는 이전 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k))으로부터의 감소일 수 있다(즉, λ_target(k+1) = λ_target(k) - 오프셋). 오프셋이 선택될 수 있는 방법에 대한 상이한 예들이 아래에서 논의된다. 이전 타겟 휠 슬립은 이전 시간 인스턴스에서의 이전 값이거나, 일정 시구간 동안의 일부 평균 값을 의미할 수 있다. 이 값은 또한, 예를 들어, 노이즈를 고려하도록 필터링될 수 있다.

언급한 바와 같이, 역 타이어 모델(300, 350)의 비선형 영역들(320, 370)로 이동하는 것은 바람직하지 않다. 그러나, 휠 슬립을 감소시키기보다는 증가시키는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 방식으로, 곡선의 피크, 즉, 일부 표면 조건을 고려해 볼 때 최대 가능한 가속도에 도달하는 것이 가능할 수 있다. 이는 타이어 모델이 부정확하거나 최적이 아닌 경우에 특히 바람직하다. 달리 말하면, 본 방법은 차량(100)의 모니터링되는 가속도(v′_x(k))의 크기가 감소하지 않으면서 모니터링되는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))의 크기가 감소하지 않는 경우에 적어도 하나의 피동 휠(102)의 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))의 크기를 증가시키는 단계(S34)를 포함할 수 있다.

타겟 휠 슬립(λ_target(k+1))은 가속도의 변화(Δv′_x(k))에 기초하여 결정될 수 있다(S36). 예를 들어, 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))의 감소(S3)는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))으로부터 속도의 변화(Δv′_x(k))만큼의 감소일 수 있다(즉, λ_target(k+1) = λ_x(k) - Δv′_x(k)). 이러한 변화를 얻는 다양한 방식들은 위에서 논의된 바와 같다. 가속도의 변화에는 정규화 및/또는 가중화 목적을 위한 일부 팩터, 즉, w₂Δv′_x(k)가 부여될 수 있다. 변화는 바람직하게는, 단위 없는 값을 얻기 위해 정규화된다. 이는 예를 들어, 현재 값(v′_x(k)) 또는 이전 값(Δv′_x(k-1))으로 정규화될 수 있다. 팩터 w₂는 대안적으로, 또는 이의 조합으로, 가속도 변화가 새로운 타겟 휠 슬립(λ_target(k+1))에 미치는 영향을 조절하기 위한 가중치를 포함할 수 있다.

타겟 휠 슬립(λ_target(k+1))은 또한, 현재 종방향 휠 슬립의 변화(Δλ_x(k))에 기초하여 결정될 수도 있다(S37). 예를 들어, 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))의 감소(S3)는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))으로부터 휠 슬립의 변화(Δλ_x(k))만큼의 감소일 수 있다(즉, λ_target(k+1) = λ_x(k) - Δλ_x(k)). 이러한 변화를 얻는 다양한 방식들은 위에서 논의된 바와 같다. 휠 슬립의 변화에는 정규화 및/또는 가중화 목적을 위한 일부 팩터, 즉, w₁Δλ_x(k)가 부여될 수 있다. 팩터 w₁은 휠 슬립 변화가 새로운 타겟 휠 슬립에 미치는 영향을 조절하기 위한 가중치일 수 있다.

타겟 휠 슬립(λ_target(k+1))은 또한, 가속도(Δv′_x(k))의 변화와 현재 종방향 휠 슬립(Δλ_x(k))의 변화의 가중 조합(w₁,w₂)에 기초하여 결정될 수 있다(S38). 예를 들어, 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))의 감소(S3)는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))으로부터 가속도의 변화(Δv′_x(k))와 휠 슬립의 변화(Δλ_x(k)) 둘 모두 만큼의 감소일 수 있다(그리고 즉, λ_target(k+1) = λ_x(k) - |b(k)|, 여기서 b(k) = [w₁Δλ_x(k), w₂Δv′_x(k)]). 이러한 방식으로, 팩터들 w₁, w₂는 새로운 타겟 휠 슬립에 대해 가속도 변화와 휠 슬립 변화가 갖는 상대적 중요도를 조절하기 위해 선택될 수 있다. 언급한 바와 같이, 팩터들 w₁, w₂는 가중화 및/또는 정규화를 포함할 수 있다.

타겟 휠 슬립(λ_target(k+1))은 루프 게인 팩터(k_r,k_d)와 함께 가속도(Δv′_x(k))의 변화 및 현재 종방향 휠 슬립(Δλ_x(k))의 변화에 기초하여 결정될 수 있다(S39). 예를 들어, 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))의 감소(S3)는 λ_target(k+1) = λ_x(k) - k_r|b(k)|일 수 있다. 루프 게인 팩터는 벡터 b(k)의 방향에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 루프 게인 팩터(k_r, k_d)는 차량(100)의 모니터링되는 가속도(v′_x(k))가 감소하면서 모니터링되는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))이 감소하지 않는지 여부에 따라 상이할 수 있다. 달리 말하면, 벡터 b(k)가 남동쪽 또는 남쪽을 가리키는 경우, 이는 값 k_r을 가질 수 있고, 벡터 b(k)가 임의의 다른 방향을 가리키는 경우, 이는 또 다른 값 k_d를 가질 수 있다.

물론, 타겟 휠 슬립을 결정하기 위한 상기한 메커니즘들의 임의의 조합이 또한, 가능하면 가중 방식으로도 사용될 수 있다.

가중 조합의 루프 게인 팩터(k_r, kd) 및/또는 팩터들(w₁,w₂)는 현재 주행 시나리오에 기초하여 동적으로 업데이트될 수 있다. 휠 슬립 변화에 비한 가속도의 변화의 상대적 중요도는 상이한 마찰을 갖는 상이한 지상 조건들과 같은 상이한 시나리오들에 대해 상이할 수 있다. 유사하게, 상이한 시나리오들에 대해 변화율(즉, 루프 게인)을 조절하는 것이 바람직할 수 있다.

본 개시 방법의 예시적인 실시예에 따르면, 추진 케이스에 대한 타겟 종방향 휠 슬립은 다음과 같이 결정되며

여기서, w₁,w₂는 정규화 및/또는 가중화를 위한 팩터들이며, k_d는 강하 루프 게인 팩터이며, k_r은 상승 루프 게인 팩터이다. 또한, k_d >> k_r(예를 들어, 10배 만큼)이다. 이에 따라, 타겟 휠 슬립은 벡터 b(k)의 배향 및 길이에 기초하여 결정된다. 새로운 타겟 휠 슬립은 방향이 남동쪽 또는 남쪽인 경우(즉, 가속도가 감소하면서 현재 휠 슬립이 유지되거나 증가하고 있는 경우) |b(k)|에 비례하여 감소되고; 그렇지 않은 경우, |b(k)|에 비례하여 증가된다. 동일한 메커니즘이 바로 전방으로 적응되는 제동 시나리오에 대해서도 물론 적용될 수 있다.

타겟 휠 슬립의 크기가 감소할 때, 새로운 타겟은 현재 측정된 슬립에 기초하여 계산되는 반면, 그 타겟은 크기가 증가할 때 이전 타겟 휠 슬립에 기초하여 계산된다. 즉각적인 감소와 점진적인 게인의 반복으로 본 방법을 반복하는 것은 특정 값 주위에서 안정화되는 경향이 있으며, 이는 불가능한 정상 상태 상황에서, 슬립 타겟이 점근적으로 안정해진다는 것을 의미한다.

양태들에 따르면, 도 4a의 예에서, 타겟 휠 슬립은 벡터 b(k)가 남쪽/남동쪽을 가리킬 때와 북서쪽을 가리킬 때 둘 다 감소된다. 달리 말하면, 본 방법은 차량(100)의 모니터링되는 가속도(v′_x(k))의 크기가 증가하면서 모니터링되는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))의 크기가 감소하는 경우에 적어도 하나의 피동 휠(102)의 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))의 크기를 감소시키는 단계(S35)를 포함할 수 있다. 일부 시나리오들에서, 이는 차량이 피크 가속도에 더 빠르게 도달하게 한다. 예시적인 실시예에서, 추진 케이스에 대해, 이는 다음과 같이 기술될 수 있다.

도 6은 본 명세서에서의 논의의 실시예에 따른 제어 유닛(230, 260, 270, 600)의 구성요소들을, 다수의 기능 유닛의 면에서, 개략적으로 도시한다. 프로세싱 회로부(610)는 예를 들어, 저장 매체(630)의 형태로, 컴퓨터 프로그램 제품에 저장된 소프트웨어 명령어들을 실행하는 것이 가능한, 적합한 중앙 프로세싱 유닛(CPU), 멀티프로세서, 마이크로제어기, 디지털 신호 프로세서(DSP) 등 중 하나 이상의 임의의 조합을 사용하여 제공된다. 프로세싱 회로부(610)는 또한, 적어도 하나의 주문형 직접 회로(ASIC) 또는 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA)로서 제공될 수 있다.

특히, 프로세싱 회로부(610)는 제어 유닛(230, 260, 270, 600)으로 하여금 도 8과 관련하여 논의된 방법들과 같은 일련의 동작들 또는 단계들을 수행하게 하도록 구성된다. 예를 들어, 저장 매체(630)는 일련의 동작들을 저장할 수 있고, 프로세싱 회로부(610)는 제어 유닛(230, 260, 270, 600)으로 하여금 동작들의 세트를 수행하게 하기 위해 저장 매체(630)로부터 동작들의 세트를 검색하도록 구성될 수 있다. 동작들의 세트는 실행가능한 명령어들의 세트로서 제공될 수 있다. 이에 따라, 프로세싱 회로부(610)는 이에 의해 본 명세서에서 개시된 바와 같은 방법들을 실행하도록 배열된다.

저장 매체(630)는 또한, 예를 들어, 자기 메모리, 광학 메모리, 솔리드 스테이트 메모리 또는 심지어 원격으로 장착되는 메모리의 임의의 단일 또는 조합일 수 있는 영구 스토리지를 포함할 수 있다.

제어 유닛(230, 260, 270, 600)은 적어도 하나의 외부 디바이스와의 통신을 위한 인터페이스(620)를 더 포함할 수 있다. 이와 같이, 인터페이스(620)는 아날로그 및 디지털 구성요소들 및 유선 또는 무선 통신을 위한 적합한 수의 포트를 포함하여, 하나 이상의 송신기 및 수신기를 포함할 수 있다.

프로세싱 회로부(610)는 예를 들어, 인터페이스(620) 및 저장 매체(630)로 데이터 및 제어 신호들을 보냄으로써, 인터페이스(620)로부터 데이터 및 보고를 수신함으로써, 그리고 저장 매체(630)로부터 데이터 및 명령어들을 검색함으로써, 제어 유닛(230, 260, 270, 600)의 일반적인 동작을 제어한다. 제어 노드의 다른 구성요소들, 뿐만 아니라 관련 기능들은 본 명세서에 제시된 개념들을 모호하게 하지 않기 위해 생략된다.

달리 말하면, 본 명세서에서 중장비 차량(100)에 의한 모션을 제어하기 위한 제어 유닛(230, 260, 270, 600)이 개시되며, 차량은 차량 상의 적어도 하나의 피동 휠(102)의 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))에 기초하여 제어되도록 배열되되, 제어 유닛은: 프로세싱 회로부(610); 프로세싱 회로부(610)에 결합되는 네트워크 인터페이스(620); 및 프로세싱 회로부(610)에 결합되는 메모리(630)를 포함하며, 메모리는 프로세싱 회로부에 의해 실행될 때, 제어 유닛(230, 260, 270, 600)으로 하여금,

차량(100)의 부호 있는 가속도(v′_x(k))를 모니터링하고,

적어도 하나의 피동 휠(102)의 부호 있는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))을 모니터링하고,

차량(100)의 모니터링되는 가속도(v′_x(k))의 크기가 감소하면서 모니터링되는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))의 크기가 감소하지 않는 경우에 적어도 하나의 피동 휠(102)의 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))의 크기를 감소시키며,

타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))에 기초하여 적어도 하나의 피동 휠(102)의 휠 슬립을 제어하게 하는 기계 판독가능 컴퓨터 프로그램 명령어들을 포함한다.

도 7은 제어 유닛(230,260,270, 600)에 의해 실행가능한 일련의 동작들의 세트(720)를 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품(700)을 개략적으로 예시한다. 동작들의 세트(720)는 제어 유닛 내의 저장 매체(630)로 로딩될 수 있다. 동작들의 세트는 도 8과 관련하여 위에서 논의된 방법들에 대응할 수 있다.

도 7의 예에서, 컴퓨터 프로그램 제품(700)은 CD(컴팩트 디스크) 또는 DVD(디지털 다목적 디스크) 또는 블루레이 디스크와 같은 광학 디스크(710)로서 예시된다. 컴퓨터 프로그램 제품은 또한, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 소거가능 프로그램가능 판독 전용 메모리(EPROM), 또는 전기적으로 소거가능 프로그램가능 판독 전용 메모리(EEPROM), 그리고 더 구체적으로는, USB(Universal Serial Bus) 메모리 또는 컴팩트 플래시 메모리와 같은 플래시 메모리와 같은 외부 메모리 내의 장치의 비휘발성 저장 매체로서 구현될 수도 있다. 따라서, 컴퓨터 프로그램은 여기서, 도시된 광학 디스크 상의 트랙으로서 개략적으로 도시되지만, 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 프로그램 제품에 적합한 임의의 방식으로 저장될 수 있다.

Claims (20)

1. 중장비 차량(100)에 의한 모션을 제어하기 위한 방법으로서, 상기 차량은 상기 차량 상의 적어도 하나의 피동 휠(driven wheel)(102)의 타겟 종방향 휠 슬립(wheel slip)(λ_target(k+1))에 기초하여 제어되도록 배열되며, 상기 방법은
   상기 차량(100)의 부호 있는(signed) 가속도(v′_x(k))를 모니터링하는 단계(S1),
   상기 적어도 하나의 피동 휠(102)의 부호 있는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))을 모니터링하는 단계(S2), 및
   모니터링되는 상기 가속도와 상기 현재 종방향 휠 슬립이 동일한 부호를 갖는다면,
   상기 차량(100)의 모니터링되는 상기 가속도(v′_x(k))의 크기가 감소하면서 모니터링되는 상기 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))의 크기가 감소하지 않는 경우에 상기 적어도 하나의 피동 휠(102)의 상기 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))의 크기를 감소시키는 단계(S3), 및
   상기 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))에 기초하여 상기 적어도 하나의 피동 휠(102)의 휠 슬립을 제어하는 단계(S4)를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서, 차량 추진 동작에 대응하여, 상기 차량(100)의 상기 부호 있는 가속도(v′_x(k))가 양의 가속도이고 상기 부호 있는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))이 양의 휠 슬립일 때 수행되는, 상기 방법은
   상기 차량(100)의 모니터링되는 상기 가속도(v′_x(k))가 감소하면서 모니터링되는 상기 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))이 감소하지 않는 경우에 상기 적어도 하나의 피동 휠(102)의 상기 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))을 감소시키는 단계(S311)를 포함하는, 방법.
3. 제1항에 있어서, 차량 제동 동작에 대응하여, 상기 차량(100)의 상기 부호 있는 가속도(v′_x(k))가 음의 가속도이고 상기 부호 있는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))이 음의 휠 슬립일 때 수행되는, 상기 방법은
   상기 차량(100)의 모니터링되는 상기 가속도(v′_x(k))가 증가하면서 모니터링되는 상기 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))이 증가하지 않는 경우에 상기 적어도 하나의 피동 휠(102)의 상기 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))을 증가시키는 단계(S312)를 포함하는, 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 모니터링되는 상기 가속도의 부호 및 상기 현재 종방향 휠 슬립의 부호는 기준 차량 속도 방향에 대해 정의되는 것인, 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 감소 후의 상기 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))이 상기 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))에 기초하여 결정되는 것인(S32), 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 감소 후의 상기 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))이 이전 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k))에 기초하여 결정되는 것인(S33), 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차량(100)의 모니터링되는 상기 가속도(v′_x(k))의 크기가 감소하지 않으면서 모니터링되는 상기 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))의 크기가 감소하지 않는 경우에 상기 적어도 하나의 피동 휠(102)의 상기 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))의 크기를 증가시키는 단계(S34)를 포함하는, 방법.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차량(100)의 모니터링되는 상기 가속도(v′_x(k))의 크기가 증가하면서 모니터링되는 상기 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))의 크기가 감소하는 경우에 상기 적어도 하나의 피동 휠(102)의 상기 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))의 크기를 감소시키는 단계(S35)를 포함하는, 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 타겟 휠 슬립(λ_target(k+1))이 가속도(Δv′_x(k))의 변화에 기초하여 결정되는 것인(S36), 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 타겟 휠 슬립(λ_target(k+1))이 현재 종방향 휠 슬립(Δλ_x(k))의 변화에 기초하여 결정되는 것인(S37), 방법.
11. 제9항 및 제10항에 있어서, 상기 타겟 휠 슬립(λ_target(k+1))은 상기 가속도(Δv′_x(k))의 변화와 상기 현재 종방향 휠 슬립(Δλ_x(k))의 변화의 가중 조합(w₁,w₂)에 기초하여 결정되는 것인(S38), 방법.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 타겟 휠 슬립(λ_target(k+1))은 루프 게인 팩터(k_r,k_d)와 함께 상기 가속도(Δv′_x(k))의 변화 및 상기 현재 종방향 휠 슬립(Δλ_x(k))의 변화에 기초하여 결정되는 것인(S39), 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 루프 게인 팩터(k_r,k_d)는 상기 차량(100)의 모니터링되는 상기 가속도(v′_x(k))의 크기가 감소하면서 모니터링되는 상기 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))의 크기가 감소하지 않는지 여부에 따라 상이한 것인, 방법.
14. 제12항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 루프 게인 팩터(k_r,k_d) 및/또는 상기 가중 조합에서의 팩터들(w₁,w₂)은 주행 시나리오에 기초하여 동적으로 업데이트되는 것인, 방법.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))은 피동 휠(102)과 비피동 휠 간의 속도차로부터 결정되는 것인, 방법.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가속도(v′_x(k))는 가속도계로부터 얻어지는 것인, 방법.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가속도(v′_x(k))는 상기 차량(100)의 속도로부터 얻어지는 것인, 방법.
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가속도(v′_x(k))는 상기 피동 휠(102)의 종방향 가속도인 것인, 방법.
19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 모니터링되는 상기 가속도 및 상기 현재 종방향 휠 슬립이 상이한 부호를 갖는다면 비상 루틴을 트리거하는 단계를 포함하는, 방법.
20. 중장비 차량(100)에 의한 모션을 제어하기 위한 제어 유닛(230,260,270,600)으로서, 상기 차량은 상기 차량 상의 적어도 하나의 피동 휠(102)의 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))에 기초하여 제어되도록 배열되며, 상기 제어 유닛은: 프로세싱 회로부(610); 상기 프로세싱 회로부(610)에 결합되는 네트워크 인터페이스(620); 및 상기 프로세싱 회로부(610)에 결합되는 메모리(630)를 포함하며, 상기 메모리는 상기 프로세싱 회로부에 의해 실행될 때, 상기 제어 유닛(230,260,400)으로 하여금,
    상기 차량(100)의 부호 있는 가속도(v′_x(k))를 모니터링하고,
    상기 적어도 하나의 피동 휠(102)의 부호 있는 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))을 모니터링하고,
    상기 차량(100)의 모니터링되는 상기 가속도(v′_x(k))의 크기가 감소하면서 모니터링되는 상기 현재 종방향 휠 슬립(λ_x(k))의 크기가 감소하지 않는 경우에 상기 적어도 하나의 피동 휠(102)의 상기 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))의 크기를 감소시키며,
    상기 타겟 종방향 휠 슬립(λ_target(k+1))에 기초하여 상기 적어도 하나의 피동 휠(102)의 휠 슬립을 제어하게 하는 기계 판독가능 컴퓨터 프로그램 명령어들을 포함하는 것인, 제어 유닛.

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