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1. (WO2010079705) VEHICLE SPEED ESTIMATOR AND TRACTION CONTROL DEVICE
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明 細 書

発明の名称 車両速度推定装置及びトラクションコントロール装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019  

図面の簡単な説明

0020  

発明を実施するための形態

0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081  

産業上の利用可能性

0082  

符号の説明

0083  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14  

明 細 書

発明の名称 : 車両速度推定装置及びトラクションコントロール装置

技術分野

[0001]
 本発明は、車両速度推定装置及びトラクションコントロール装置に関する。

背景技術

[0002]
 従来、駆動スリップを抑えるために、自動車等の車両には、トラクションコントロール装置等が搭載されることがあり、このトラクションコントロール装置によれば、加速操作や低μ路走行等で駆動スリップが生じると、ブレーキの制動制御やエンジンの駆動力制御を行って、車輪に適切なトラクションを生じさせてスリップが生じるのを防止できることが知られている。
 ここで、二輪で回転駆動する方式の自動車にトラクションコントロール装置を搭載した場合には、駆動輪ではない従動輪の回転速度をセンサ等で検出することにより、容易に車両速度の推定を行うことができる。
 しかし、四輪駆動車等の全輪駆動の車両では、すべての車輪が駆動輪とされているため、すべての車輪で駆動スリップが生じる場合があり、車輪の回転速度を検出するだけでは、車両速度の推定を正確に行うことが困難であるという問題がある。
[0003]
 そこで、このような全輪駆動の車両において、車輪の回転速度センサと、加速度センサとを搭載し、回転速度センサによる各車輪の回転速度に基づいて、参照すべきセレクト車輪を選択し、このセレクト車輪の回転速度と、加速度センサの出力に基づいて、車両速度の推定を行っている(例えば、特許文献1参照)。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2001-82199号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 前記特許文献1に記載の技術は、スリップの収束を前提としており、その収束の条件は、目標とする車輪速度に各車輪の車輪速度が一定の偏差内に収まることとしている。
 しかしながら、ダンプトラックのような建設車両にあっては、不整地での走行を前提とし、路面状態は絶えず変化し、どの車輪が滑っている、又は滑りやすい状態にあるかも時々刻々と変化するため、外乱要素が大きく高精度に車両速度の推定を行うことができない。
 従って、スリップの収束の状態を持続も長くはなく、この条件で収束していたとしても、一定の偏差内でセレクト車輪が前後左右で入れ替わったりすると、セレクト車輪の回転速度が大きく変化してしまうので、車両速度の推定を行うことができないという問題がある。
[0006]
 本発明の目的は、全輪駆動の建設車両が走行する路面状況が動的に変化する状況にあっても、高精度に車両速度を推定することのできる車両速度推定装置及びトラクションコントロール装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0007]
 本発明に係る車両速度推定装置は、
 全輪駆動の建設車両の車両速度を推定する車両速度推定装置であって、
 各車輪の回転速度を所定の時間毎に検出する回転速度検出手段と、
 前記回転速度検出手段で検出された各車輪の回転速度のうち、最も小さい回転速度を選択し、前記建設車両の参照車輪速度を所定の時間毎に算出して出力する参照車輪速度算出手段とを備え、
 前記参照車輪速度算出手段は、
 前記回転速度検出手段で検出された回転速度から最小車輪速度を所定の時間毎に算出する最小車輪速度算出部と、
 前記最小車輪速度算出部で算出された最小車輪速度に低域濾波フィルタ処理を行う時定数可変の可変フィルタ処理部と、
 前記建設車両の走行状態に応じて、前記可変フィルタ処理部の時定数を変更する時定数変更部とを備えていることを特徴とする。
[0008]
 本発明では、
 前記参照車輪速度算出手段で算出された参照車輪速度に基づいて、前記建設車両の車両速度を推定して出力する車両速度推定手段を備えているのが好ましい。
[0009]
 この発明によれば、時定数変更部を備えていることにより、建設車両の走行状態に応じて可変フィルタ処理部の時定数を変更することができるので、最小車輪速度算出部で所定の時間毎に算出される最小車輪速度の出力のタイミングを建設車両の走行状態に応じて変化させることができ、車両速度の推定を高精度に行うことができる。
[0010]
 本発明では、
 前記時定数変更部は、
 前記回転速度検出手段で検出された最も小さい回転速度の車輪の回転速度から求められる最小車輪速度が減速方向にあるときに、前記可変フィルタ処理部による低域濾波フィルタ処理の時定数を所定の値よりも小さく設定し、前記最小車輪速度が加速方向にあるときに、前記可変フィルタ処理部による低域濾波フィルタの時定数を所定の値よりも大きくする加減速時定数変更部を備えているのが好ましい。
[0011]
 この発明によれば、加減速時定数変更部を備えていることにより、最小車輪速度が減速方向にある場合、最小車輪速度が建設車両の実際の車両速度に近づく傾向にあると予測されるので、可変フィルタ処理部による低域濾波フィルタ処理の時定数を、減速を検出した際の所定の値よりも小さくすることにより、応答性を上げて参照車輪速度を最小車輪速度に追従させやすくして、建設車両の車両速度を高精度に推定することができる。
 一方、最小車輪速度が加速方向にある場合、最小車輪速度が建設車両の実際の車両速度から離れる傾向にあると予測されるので、可変フィルタ処理部による低域濾波フィルタ処理の時定数を、加速を検出した際の所定の値よりも大きくすることにより、参照車輪速度が大きく変化することを防止して、車両速度推定手段で推定される車両速度の誤差を少なくすることができる。
 尚、低域濾波フィルタ処理の時定数を大きく設定するとは、フィルタ処理の結果の参照車輪速度を変更しない場合も含む概念である。
[0012]
 本発明では、
 前記回転速度検出手段で検出される各車輪の回転速度から各車輪の最大車輪速度及び最小車輪速度を求め、前記最大車輪速度及び最小車輪速度の差分をとって各車輪の車輪速度の分布を所定の時間毎に算出する車輪速度分布算出部を備え、
 前記時定数変更部は、
 前記車輪速度分布算出部で算出された車輪速度の分布が所定の閾値以上であると判定されたら、前記可変フィルタ処理部の時定数を変更する車輪速度分布時定数変更部を備えているのが好ましい。
[0013]
 この発明によれば、回転速度分布時定数変更部を備えることにより、各車輪の回転速度の分布(バラツキ)が大きい場合、不均一な路面を走行しているか、各車輪に不均一な荷重が作用し、最大車輪速度となっている車輪がスリップし、最小車輪速度となっている車輪の車輪速度が建設車両の実際の車両速度に近いと予測されるので、低域濾波フィルタ処理の時定数を変更することにより、参照車輪速度を最小車輪速度に速やかに追従させて、建設車両の車両速度を高精度に推定することができる。
[0014]
 本発明では、
 前記建設車両の変速機の状態を判定する変速状態判定部を備え、
 前記時定数変更部は、
 前記変速機状態判定部で前記変速機が変速中であると判定されると、前記可変フィルタ処理部の時定数を現在よりも大きくする変速状態時定数変更部を備えているのが好ましい。
[0015]
 この発明によれば、変速状態判定部及び変速状態時定数変更部を備えていることにより、建設車両の変速機が変速されているときは、変速機のギヤ比が変わるため、変速機の出力トルクが変速の前後で変化すると予測されるので、次のように作用する。
 すなわち、変速開始後は、エンジンからの駆動トルクが抜けて最小車輪速度が急速に減少し、その後、変速後の変速ギヤがエンジン出力軸と係合状態となると、駆動トルクが発生して、最小車輪速度は再び増加する。最小車輪速度が減速する際、建設車両の実際の車両速度に近づいていると予測される。従って、本来であれば、時定数を小さくして参照車輪速度を最小車輪速度に追従させる制御を行いたいところだが、本発明の車両速度推定装置がトラクションコントロール装置に用いられている場合、このように参照車輪速度を最小車輪速度に追従させすぎると、駆動トルクの発生により最小車輪速度が増加した際に、ブレーキをかけすぎてしまう。
 このため、この発明によれば、時定数を大きくすることにより、参照車輪速度を最小車輪速度に追従させすぎないようにすることで、トラクションコントロール装置におけるブレーキのかけすぎを防止することができる。
[0016]
 本発明では、
 前記建設車両の変速機の状態を判定する変速状態判定部を備え、
 前記時定数変更部は、
 前記変速機においてロックアップの解除指令が出力されてから一定時間経過していない状態にあると前記変速状態判定手段で判定されたら、前記可変フィルタ処理部の時定数を変更するロックアップ切換時定数変更部を備えているのが好ましい。
[0017]
 この発明によれば、変速状態判定部及びロックアップ切換時定数変更部を備えていることにより、前記と同様に、次のように作用する。
 すなわち、変速機がロックアップ状態からトルクコンバータに切り換わった直後は、エンジンからの駆動トルクが抜けて最小車輪速度が急速に減少し、その後、駆動トルクが発生して、最小車輪速度は再び増加する。最小車輪速度が減速する際、建設車両の実際の車両速度に近づいていると予測される。従って、本来であれば、時定数を小さくして参照車輪速度を最小車輪速度に追従させる制御を行いたいところだが、本発明の車両速度推定装置がトラクションコントロール装置に用いられている場合、このように参照車輪速度を最小車輪速度に追従させすぎると、駆動トルクの発生により最小車輪速度が増加した際に、ブレーキをかけすぎてしまう。
 このため、この発明によれば、時定数を大きくすることにより、参照車輪速度を最小車輪速度に追従させすぎないようにすることで、トラクションコントロール装置におけるブレーキのかけすぎを防止することができる。
[0018]
 本発明に係るトラクションコントロール装置は、
 各車輪に設けられる制動機構と、前後車輪間の差動を調整する差動調整機構とを備えた全輪駆動の建設車両の前記制動機構及び差動調整機構を制御するトラクションコントロール装置であって、
 前述したいずれかの車両速度推定装置と、
 前記車両速度推定装置で推定された前記建設車両の車両速度の推定値に基づいて、前記制動機構を制御する制動機構制御手段と、
 前記車両速度推定装置で推定された前記建設車両の車両速度の推定値に基づいて、前記差動調整機構を制御する差動調整機構制御手段とを備えていることを特徴とする。
[0019]
 この発明によれば、トラクションコントロール装置が前述した車両速度推定装置を備えていることにより、建設車両の車両速度を高精度に推定することができるので、トラクションコントロールによる制御を適切に行うことができる。

図面の簡単な説明

[0020]
[図1] 本発明の一実施形態に係る建設車両の構成を示す模式図。
[図2] 前記実施形態における建設車両の油圧回路図。
[図3] 前記実施形態におけるTCSコントローラの機能ブロック図
[図4] 前記実施形態における車両速度推定装置の機能ブロック図。
[図5] 前記実施形態における参照車輪速度算出手段の機能ブロック図。
[図6] 前記実施形態の作用を説明するためのフローチャート。
[図7] 前記実施形態における参照車輪速度算出処理の手順を表すフローチャート。
[図8] 前記実施形態における参照車輪速度算出処理の手順を表すフローチャート。
[図9] 前記実施形態における参照車輪速度算出処理の手順を表すフローチャート。
[図10] 前記実施形態における参照車輪速度算出処理の手順を表すフローチャート。
[図11] 前記実施形態における参照車輪速度算出処理の手順を表すフローチャート。
[図12] 前記実施形態における参照車輪速度算出処理の作用を表す模式図。
[図13] 前記実施形態における加速度加減速成分の積分処理の手順を表すフローチャート。
[図14] 前記実施形態における車両速度推定手段による車両速度の推定の処理を説明するためのフローチャート。

発明を実施するための形態

[0021]
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔1〕ダンプトラック1の構成
 図1には、本発明の実施形態に係るダンプトラック1が示されている。ダンプトラック1は、前後に独立した車体フレームを有するアーティキュレート式であり、ダンプトラック1を構成する車両本体は、エンジン1A、変速機1B、差動機構1C~1F、および差動調整機構1CAを備えている。エンジン1Aの出力は、エンジンコントローラ2により制御され、変速機1Bに伝達される。変速機1Bは、図示しないトルクコンバータを備えて構成され、変速機コントローラ3により変速機1Bの変速制御が行われる。
 そして、エンジン1Aから変速機1Bに伝えられた回転駆動力は、差動機構1C~1Fを経て全車輪4を回転させ、路面に伝達される。
[0022]
 ここで、差動機構1Cは、差動調整機構1CAを備えており、差動機構1Cにおける差動は、差動調整機構1CAにより拘束できるようになっている。また、差動機構1D、1Eは、左右輪の差動のみを許容するように構成されており、このため、差動機構1Eは、前後輪の差動は許容されないいわゆる直結状態となっている。
[0023]
 このような車両本体の車輪4の部分には、フロントブレーキ41及びセンタブレーキ42が設けられ、フロントブレーキ41およびセンタブレーキ42は、ブレーキ油圧回路5およびTCS制御用油圧回路6に油圧接続されている(図2参照)。
 そして、制動機構は、フロントブレーキ41、センタブレーキ42、ブレーキ油圧回路5、およびTCS制御用油圧回路6を備えて構成される(図2参照)。
[0024]
 また、詳しくは後述するが、各車輪4には、車輪4の回転速度を検出するための回転速度センサ(回転速度検出手段)43FL,43FR,43CL,43CRが設けられている。各回転速度センサ43FL,43FR,43CL,43CRで検出された回転速度信号は、TCSコントローラ7に電気信号として出力される。
 さらに、このTCSコントローラ7には、ダンプトラック1のアーティキュレート角(屈折角)を検出するアーティキュレート角センサ7Aと、ダンプトラック1の前後方向に作用する加速度を検出する加速度センサ(加速度検出手段)7Dが設けられており、アーティキュレート角センサ7Aで検出されたアーティキュレート角、および加速度センサ7Dで検出された加速度は、TCSコントローラ7に電気信号として出力される。
 また、TCSコントローラ7には、TCS制御をキャンセルするためのTCSシステムスイッチ7Bが電気的に接続されている。
[0025]
 TCSコントローラ7は、油圧回路5,6を介してフロントブレーキ41およびセンタブレーキ42のブレーキトルクを制御するとともに、差動調整機構1CAの差動拘束力を調整するインタアクスルデフ制御を行う。また、TCSコントローラ7は、リターダ制御用のコントローラも兼ねており、リターダ速度設定用のリターダ操作レバー7Cからの操作信号に基づいて、リターダ制御を行う。
[0026]
〔2〕ブレーキ油圧回路5の構成
 図2には、ダンプトラック1のブレーキ油圧回路5が示されている。ここで、フロントブレーキ41およびセンタブレーキ42は、多板ブレーキ411,421およびスラックアジャスタ412,422を備えて構成され、スラックアジャスタ412,422が、ブレーキ油圧回路5およびTCS制御用油圧回路6に油圧接続されている。
 フロントブレーキ41及びセンタブレーキ42は、全て油圧によって制御され、ブレーキ油圧回路5から圧油が出力されると、TCS制御用油圧回路6を介してフロントブレーキ41及びセンタブレーキ42の各部位に圧油が供給され、各部位は油圧によって動作する。
 また、スラックアジャスタ412,422は、フロントブレーキ41及びセンタブレーキ42の摩耗により生じた隙間を自動的に調整する装置である。
[0027]
 このブレーキ油圧回路5は、油圧供給系51、フート式ブレーキ弁52、駐車ブレーキ弁53を備えて構成される。
 油圧供給系51は、油圧源として複数の油圧アキュムレータ511,512,513、油圧ポンプ514、及びタンク515を備え、これら油圧アキュムレータ511,512,513の圧油がTCS制御用油圧回路6を経て、フロントブレーキ41およびセンタブレーキ42に送られてそれぞれ車輪4を制動している。
 油圧アキュムレータ511,512,513は、駆動源となるエンジン1Aによって駆動される油圧ポンプ514でタンク515内の作動油を昇圧し、この油圧ポンプ514の圧油を受けて所定の圧力を蓄圧する。そして、所定の圧力に到達すると、油圧ポンプ514及び油圧アキュムレータ513の間に設けられるアンロード装置516で油圧ポンプ514からの圧油をアンロードする。
[0028]
 フート式ブレーキ弁52は、前輪用ブレーキ弁521と中央輪用ブレーキ弁522で構成され、ブレーキペダル523が操作されると、前輪用ブレーキ弁521がフロントブレーキ41に、中央輪用ブレーキ弁522がセンタブレーキ42に、それぞれ油圧アキュムレータ511,512の圧油を送って制動している。
 具体的には、ブレーキペダル523が操作されて前輪用ブレーキ弁521のスプールのポジションが変更され、油圧アキュムレータ511の圧油が前輪用ブレーキ弁521から出力される。この圧油は、TCS制御用油圧回路6の前輪用油圧回路61を介してフロントブレーキ41に供給され、フロントブレーキ41による制動が行われる。
 さらに詳細には、前輪用ブレーキ弁521から出力される圧油は、シャトル弁614,615を介して左右のフロントブレーキ41にほぼ左右同じ圧力で作用することとなり、左右同じ制動を行う。
 また、中央輪用ブレーキ弁522から出力される圧油は、シャトル弁624,625を介して左右のセンタブレーキ42にほぼ左右同じ圧力で作用することとなり、左右同じ制動を行う。
 この際、中央輪用ブレーキ弁522のスプールのポジションも同時に変更され、油圧アキュムレータ512の圧油が中央輪用ブレーキ弁522から出力さる。この圧油は、中央輪用油圧回路62を介してセンタブレーキ42に供給され、センタブレーキ42による制動が行われる。
[0029]
 駐車ブレーキ弁53は、パーキングブレーキ54を操作する弁であり、ソレノイド531及びばね部532を備えて構成される。この駐車ブレーキ弁53は、図示を略した運転室内の駐車用スイッチが駐車位置に切り替えられると、ソレノイド531によってポジションが切り替えられ、油圧アキュムレータ513の圧油を、パーキングブレーキ54のシリンダ室541に供給し、駐車制動圧を高くしている。これにより、駐車時には制動状態を保持させる。
 尚、パーキングブレーキ54は、図2において左上方に設けられているが、実際にはフロントブレーキ41又はセンタブレーキ42と並列に、又は駆動力を伝達するドライブシャフトに併設するブレーキ装置に設けられる。
[0030]
 走行時、この駐車ブレーキ弁53は、図示しない駐車用スイッチが走行位置に切換えられることにより、油圧アキュムレータ513からの圧油を遮断するポジションに移動し、パーキングブレーキ54内のシリンダ室541の圧油を、油圧供給系51のタンク515に戻して駐車制動圧をゼロにしている。これにより走行時には、車両は走行可能な状態となる。
[0031]
〔3〕TCS制御用油圧回路6の構造
 図2に示されるように、ブレーキ油圧回路5からフロントブレーキ41及びセンタブレーキ42に至る油圧回路途中には、TCS制御用油圧回路6が設けられており、このTCS制御用油圧回路6は、前輪用油圧回路61及び中央輪用油圧回路62を備えて構成される。
[0032]
 前輪用油圧回路61は、フロントブレーキ41のTCS制御を行う油圧回路として構成され、前輪用TCS切替弁611、2つの電磁式比例制御弁612,613、2つのシャトル弁614,615および圧力センサ616,617を備えて構成される。
 前輪用TCS切替弁611は、当該切替弁611を構成するソレノイド611Aに、TCSコントローラ7からの電気信号を出力することにより、フロントブレーキ41側のTCSブレーキ制御を実施するか否かを切り替えることができる。
[0033]
 電磁式比例制御弁612,613は、基端が前輪用TCS切替弁611の出力側に接続される配管ライン途中で分岐した配管ラインにそれぞれ設けられ、TCS制御時にフロントブレーキ41のブレーキ圧を制御する制御弁である。尚、電磁式比例制御弁612は、フロントブレーキ41の左側への圧油供給の制御を行う弁であり、電磁式比例制御弁613は、フロントブレーキ41の右側への圧油供給の制御を行う弁である。
 各電磁式比例制御弁612,613は、ソレノイド612A,613Aによって開度調整され、減圧されて排出された作動油の一部は、前述した油圧供給系51のタンク515に戻される。
[0034]
 シャトル弁614,615は、電磁式比例制御弁612,613の出力側に設けられ、一方の入力は、電磁式比例制御弁612,613の出力に接続されているが、他方の入力は、お互いのシャトル弁614,615の入力同士を連絡する配管で接続されている。この配管途中には、前輪用ブレーキ弁521の出力配管が接続されている。
 圧力センサ616,617は、シャトル弁614,615および電磁式比例制御弁612,613間の配管途中に設けられ、フロントブレーキ41のブレーキ圧を検出し、検出された信号を電気信号としてTCSコントローラ7に出力する。尚、圧力センサ616,617は、シャトル弁614,615,624,625及びスラックアジャスタ412、422間の配管途中に設けてもよい。
[0035]
 中央輪用油圧回路62は、センタブレーキ42のTCS制御を行う油圧回路として構成され、前輪用油圧回路61と同様に、中央輪用TCS切替弁621、2つの電磁式比例制御弁622,623、2つのシャトル弁624,625、および圧力センサ626,627を備えている。
 電磁式比例制御弁622,623には、ソレノイド622A,623Aが設けられ、各電磁式比例制御弁622,623は、TCSコントローラ7から出力された電気信号に基づいて開度が調整される。
[0036]
 また、中央輪用TCS切替弁621にもソレノイド621Aが設けられており、中央輪用TCS切替弁621は、同様にTCSコントローラ7から出力された電気信号に基づいて、センタブレーキ42側のTCSの動作可否を切り替える。
[0037]
 このようなTCS制御用油圧回路6は、前述した前輪用油圧回路61、中央輪用油圧回路62を構成する各弁のポジションを変更することにより、TCSとして機能する。
 図2において、前輪用TCS切替弁611のスプールが上側のポジションにある場合、及び、中央輪用TCS切替弁621のスプールが上側のポジションにある場合には、TCS機能は遮断されている。
[0038]
 一方、図2において、前輪用TCS切替弁611のスプールが下側のポジションにある場合、及び、中央輪用TCS切替弁621のスプールが下側のポジションにある場合には、TCS機能が有効に作動する。
 この場合、前輪用油圧回路61では、前輪用TCS切替弁611から出力された圧油は、電磁式比例制御弁612,613に供給され、TCSコントローラ7からの電気信号に応じて電磁式比例制御弁612,613の開度が調整され、電磁式比例制御弁612,613から出力された圧油は、シャトル弁614,615を経由してフロントブレーキ41に供給される。
[0039]
 また、中央輪用油圧回路62では、中央輪用TCS切替弁621から出力された圧油は、電磁式比例制御弁622,623に供給され、電磁式比例制御弁622,623から出力された圧油は、シャトル弁624,625を経由してセンタブレーキ42に供給される。
 この際、詳しくは後述するが、TCSコントローラ7では、回転速度センサ43FL,43FR,43CL,43CRで検出される車輪4の回転速度を監視し、各車輪4のスリップ率の状態に応じて、ソレノイド612A,613A,622A,623Aへの電気信号を出力する。これにより、各電磁式比例制御弁612,613,622,623の開度を調整し、フロントブレーキ41及びセンタブレーキ42の制動力を調整する。このように、TCSコントローラ7は、各車輪4の駆動力を最適な値に調整し、かつ旋回走行時のコーストレース性も確保できるような制御を実行する。
[0040]
 なお、ブレーキペダル523が操作された場合には、フロント側では、前輪用ブレーキ弁521から出力された圧油は、シャトル弁614,615を経て、フロントブレーキ41に供給され、ブレーキペダル523の踏み込み量に応じて制動力が増す通常のブレーキとして動作する。また、リア側も、中央輪用ブレーキ弁522から出力された圧油が、シャトル弁624,625を経てセンタブレーキ42に供給され、同様に通常のブレーキとして機能する。
 そして、電磁式比例制御弁612,613,622,623は、リターダ制御用の制御弁としても用いられ、TCSコントローラ7からのリターダ指令信号に従って、各電磁式比例制御弁612,613,622,623の開度が調整される。
[0041]
〔4〕TCSコントローラ7の構成
 図3には、前述したTCS制御を行うTCSコントローラ7の構成が示されている。
 TCSコントローラ7は、記憶装置としてのメモリ71及び演算処理装置72を備えている。
 メモリ71には、演算処理装置72上で動作するプログラムの他、TCSスライディングモード制御用のマップ等が格納され、演算処理装置72からの要求に応じて読み出されるようになっている。
[0042]
 演算処理装置72の入力側には、回転速度センサ43FL,43FR,43CL,43CR、アーティキュレート角センサ7A、TCSシステムスイッチ7B、リターダ操作レバー7C、加速度センサ7D、および圧力センサ616,617,626,627が接続されている。
 このうち、回転速度センサ43FL,43FR,43CL,43CRおよび加速度センサ7Dは、LPF(Low Pass Filter)73、74を介して演算処理装置72に接続されており、回転速度センサ43FL,43FR,43CL,43CRから出力された回転速度信号、および加速度センサ7Dから出力された加速度信号は、外乱等の高周波成分が取り除かれた状態で、各車輪4の回転速度ωfl,ωfr,ωcl,ωcr、ダンプトラック1の走行方向に作用する加速度として演算処理装置72に入力する。
[0043]
 一方、演算処理装置72の出力側には、TCS切替弁611,621のソレノイド611A,621A、およびTCS制御用油圧回路6の電磁式比例制御弁612,613,622,623のソレノイド612A,613A,622A,623Aが電気的に接続されている。
 また、演算処理装置72は、エンジンコントローラ2および変速機コントローラ3と電気的に接続されており、それぞれが互いの間で情報を交換することができるように構成されている。これにより、演算処理装置72は、エンジンコントローラ2からのエンジンの出力トルク値や、変速機コントローラ3からの変速段情報およびロックアップ情報など、TCS制御やインタアクスルデフ制御に必要な各種情報をエンジンコントローラ2および変速機コントローラ3から取得することができる。
[0044]
 このような演算処理装置72は、車両速度推定装置80、制御許可判定手段81、制御開始判定手段82、制御終了判定手段83、制動機構制御手段84、差動調整機構制御手段85、およびリターダ制御手段86を備えている。
 制御許可判定手段81は、TCS制御が許可される状態にあるか否かを判定する。具体的に、制御許可判定手段81は、TCSシステムスイッチ7Bの操作状況、ブレーキペダル523の操作状況、変速機1Bの変速段情報、リターダ制御の制御状況、および図示しないアクセルペダルの操作状況に基づいて、TCS制御を許可できる状態にあるか否かを判定する。
[0045]
 制御開始判定手段82は、TCSのブレーキ制御の開始条件が満たされたか否かを判断する部分であり、開始条件の判断は、回転速度センサ43FL,43FR,43CL,43CRで検出された各車輪4の回転速度信号に基づいて行われる。具体的には、制御開始判定手段82は、左右の車輪の回転速度差、前後の車輪の回転速度差が、メモリ71内に記憶された所定の閾値以上となった場合に、TCS制御およびインタアクスルデフ制御の少なくともいずれかを開始する判断を行う。
 制御終了判定手段83は、TCS制御およびインタアクスルデフ制御の終了を判定する部分である。本実施形態において、制御終了判定手段83は、制動機構制御手段84で求められる各車輪4の制御偏差を参照して、前輪4のブレーキ制御、中央輪4のブレーキ制御、およびインタアクスルデフ制御の終了判定を行う。
[0046]
 制動機構制御手段84は、TCSの制御指令の生成および出力を行う部分である。制御指令の生成は、後述する車両速度推定装置80で推定されたダンプトラック1の車両速度Vと、車輪4の半径r、各車輪4の回転速度ωfl,ωfr,ωcl,ωcrに基づいて、以下の式(1)により、各車輪4の実スリップ率λを算出する。
 λ=(rω-V)/rω …(1)
 次に、制動機構制御手段84では、メモリ71内に記憶された車輪4ごとの基準目標スリップ率ηsと、アーティキュレート角センサ7Aで検出されるアーティキュレート角に応じて設定された補正目標スリップ率ηaを用いて、以下の式(2)に基づいて、目標スリップ率ηを算出する。
 η=ηs+ηa …(2)
[0047]
 そして、制動機構制御手段84は、算出された実スリップ率λ、目標スリップ率ηから、以下の式(3)に基づいて、制御偏差Sを算出する。
 S=λ-η …(3)
 次に、制動機構制御手段84は、エンジンコントローラ2から送信されるエンジンの出力トルク、変速機コントローラ3から送信される変速段情報、およびメモリ71に予め記憶されているダンプトラック1の諸元データに基づいて、車輪4から路面に伝達される力であるトラクションフォースを推定する。
 そして、制動機構制御手段84は、算出される制御偏差Sと、推定されるトラクションフォースとから、ダンプトラック1の車両モデルに、スライディングモード制御の制御則を適用することで、TCS制御用油圧回路6のソレノイド611A,612A,613A,621A,622A,623Aに対する制御信号を生成出力することにより、各車輪4の制動力の制御を行う。
[0048]
 差動調整機構制御手段85は、差動機構1Cの差動拘束力を制御するための制御指令を生成し、生成した制御指令を差動調整機構1CAに出力する。すなわち、差動調整機構制御手段85は、制御開始判定手段82によりインタアクスルデフ制御を行うと判定された場合は、差動機構1Cの差動を拘束する制御指令を生成し、差動調整機構1CAに出力する。
 リターダ制御手段86は、ダンプトラック1のペイロード、加速度センサ7Dで検出される勾配条件等の情報に基づいて、定速走行制御を実現する部分であり、リターダ操作レバー7Cがオンになっている場合には、ソレノイド611A,612A,613A,621A,622A,623Aへの制御指令を生成出力し、フロントブレーキ41及びセンタブレーキ42の制動制御を行うことにより、定速走行制御を行う。
[0049]
〔5〕車両速度推定装置80の構成
 図4には、車両速度推定装置80の詳細構成が示されている。この車両速度推定装置80は、参照車輪速度算出手段801と、参照速度算出手段802と、車両速度推定手段805とを備えている。
[0050]
 参照車輪速度算出手段801は、図5に示されるように、最小車輪速度算出部806と、車輪速度分布算出部807と、変速状態判定部808と、時定数変更部809と、可変フィルタ処理部としての可変LPF814とを備えている。この参照車輪速度算出手段801は、回転速度センサ43FL,43FR,43CL,43CRで検出された各車輪4の回転速度ωfl,ωfr,ωcl,ωcrから最も回転速度の小さな車輪4の回転速度ωminを選択し、参照車輪速度を算出するとともに、ダンプトラック1の走行状態に応じての可変LPF814の時定数を変更する部分である。
 時定数変更部809は、加減速時定数変更部810、車輪速度分布時定数変更部811、変速状態時定数変更部812、及びロックアップ切換時定数変更部813に機能的に区別される。
[0051]
 最小車輪速度算出部806は、回転速度センサ43FL,43FR,43CL,43CRで検出された各車輪4の回転速度ω(ωfl,ωfr,ωcl,ωcr)の信号を、車輪4の半径rを用いて、下記式(4)に基づいて、車輪速度を算出する部分である。
 V=r×ω …(4)
 そして、この最小車輪速度算出部806は、最も小さな回転速度ωminに基づいて、最小車輪速度Vminを算出する。
 最小車輪速度算出部806で算出された最小車輪速度Vminは、可変LPF814によりダンプトラック1の走行状態に応じた低域濾波フィルタ処理が行われて、参照車輪速度Vre1として車両速度推定手段805に出力される。
 最も回転速度の小さな車輪4の回転速度ωを選択するのは、当該車輪4がダンプトラック1のすべての車輪4の中で最もスリップの少ない状態にあると考えられるからである。
[0052]
 車輪速度分布算出部807は、すべての車輪4の車輪速度のうち、最大車輪速度と、最小車輪速度を求め、最大車輪速度及び最小車輪速度の差分をとって各車輪4の車輪速度の分布(バラツキ)を所定時間毎に算出する部分であり、算出された車輪速度の分布は、車輪速度分布時定数変更部811に出力される。
 変速状態判定部808は、変速機1Bの変速の状態を判定する部分であり、ダンプトラック1が変速中であると判定されると、その旨を変速状態時定数変更部812に出力し、ロックアップの解除指令が出力されてから一定時間経過していない状態であると判定されると、その旨をロックアップ切換時定数変更部813に出力する。
[0053]
 加減速時定数変更部810は、最小車輪速度算出部806で算出された最も小さな回転速度ωminから算出される最小車輪速度Vmin(=r×ωmin)が減速方向にあるのか、加速方向にあるのかに基づいて、可変LPF814の低域濾波フィルタ処理の時定数を変更する部分である。
 車輪速度分布時定数変更部811は、車輪速度分布算出部807で算出された各車輪4の車輪速度の分布が所定の閾値以上であったときに可変LPF814の低域濾波フィルタ処理の時定数を変更する部分である。
 変速状態時定数変更部812は、変速状態判定部808で変速機1Bが変速中であると判定されたら、可変LPF814の低域濾波フィルタ処理の時定数を変更する部分である。
 ロックアップ切換時定数変更部813は、変速状態判定部808で変速機1Bにおいて、ロックアップの解除指令が出力された後、一定時間経過していない状態にあると判定されたら、可変LPF814の低域濾波フィルタ処理の時定数を変更する部分である。
[0054]
 図4に戻って、参照速度算出手段802は、LPF74を介して入力される加速度フィルタ値から、参照速度Vre2を算出する部分である。具体的には、参照速度算出手段802は、ダンプトラック1の走行中に入力される加速度フィルタ値を加速度加減速成分として算出し、ダンプトラック1の走行状態に応じて、前回の推定車両速度Vに加速度加減速成分の積分値を加え、新たな推定車両速度の候補となる参照速度Vre2を設定する。尚、詳しくは後述するが、参照速度算出手段802は、加速度加減速成分が0未満であり、変速機1Bがロックアップの解除状態にある条件では、TCS制御によりブレーキ指令が増し、さらに減速することを防止するために、積分処理を行わず、前回の推定車両速度Vを参照速度Vre2として設定する。
[0055]
 車両速度推定手段805は、参照車輪速度算出手段801で算出された参照車輪速度Vre1、および参照速度算出手段802で算出された参照速度Vre2に基づいて、最終的に制動機構制御手段84のTCS制御における式(1)で用いる車両速度Vを推定する部分である。
 車両速度推定手段805は、参照速度算出手段802で算出された参照速度Vre2の過大、過小を判断し、参照速度Vre2が誤っていると判断される場合には、車両速度Vを参照車輪速度Vre1と推定する。詳しくは後述するが、ダンプトラック1の走行状態に応じて車両速度Vは、次の表1に示されるように推定される。
[0056]
[表1]


[0057]
〔6〕車両速度推定装置80の作用及び効果
 次に、前述した車両速度推定装置80の作用を図6乃至図14に基づいて説明する。
 前述した車両速度推定装置80では、図6に示されるように、種々のデータを入力する入力処理S1、参照車輪速度算出処理S2、加速度信号フィルタ処理S3、車両状態判定処理S4、加速度加減速成分積分処理S6、及び参照速度修正処理S8を経て、ダンプトラック1の車両速度の推定を行っている。各処理S1~S8について詳述する。尚、処理S1~S8は、所定の周期で繰り返される。
[0058]
(6-1)入力処理S1
 車両速度推定装置80で車両速度を推定するために、ダンプトラック1の種々の状態データを車両速度推定装置80に入力する処理である。具体的には車両速度推定装置80には、回転速度センサ43FL,43FR,43CL,43CRからの回転速度、TCS制御が制御中であるか否かのフラグ情報、ロックアップ切換がされているか否かのフラグ情報、アクセル操作がオンであるかオフであるかのフラグ情報、および左右輪の回転偏差が生じているか否かのフラグ情報が入力される。
[0059]
(6-2)参照車輪速度算出処理S2
 参照車輪速度算出処理S2は、参照車輪速度算出手段801により実施され、具体的には、図7乃至図11のフローチャートに示される処理を行う。
 まず、時定数変更部809は、可変LPF814のカットオフ周波数fが2.0Hz(f=1/2πτ τ:時定数)となるように、時定数を設定して第1段目のフィルタ処理を行う(処理S201)。
 最小車輪速度算出部806は、TCS制御中であり、かつLPF73を介して入力される回転速度信号ωfl,ωfr,ωcl,ωcrから、最小の回転速度の車輪速度となる最小車輪速度Vminを求め、最小車輪速度Vminを加減速時定数変更部810に出力し、時定数変更部809では、この最小車輪速度Vminが、前回の参照車輪速度Vre1よりも大きいか否かを判定する(処理S202)。
 最小車輪速度Vminが参照車輪速度Vre1よりも大きいと判定されたら、時定数変更部809は、所定の時間毎に入力される最小車輪速度Vminに基づいて、最小車輪速度Vminが減速中であるか否かを判定する(処理S203)。
[0060]
 最小車輪速度Vminが減速中であると判定されたら、時定数変更部809の加減速時定数変更部810は、時定数大にて2段目フィルタ処理(処理S204)、及び3段目フィルタ処理(処理S205)を実施する。時定数が大きいため、低域濾波フィルタ処理された信号は変化が緩やかになる。あるいは、処理S204、処理S205を行わずに前回の参照車輪速度Vre1(3段目フィルタ出力値)を出力する。可変LPF814は、3段目のフィルタ値を参照車輪速度Vre1と設定して、参照車輪速度Vre1を車両速度推定手段805に出力する(処理S206)。
 尚、参照車輪速度算出手段801は、回転速度センサ43FL,43FR,43CL,43CRから入力する各車輪4の回転速度ωfl,ωfr,ωcl,ωcrから、最大の回転速度ωmax、最小の回転速度ωminを選択し、前記式(4)に基づいて、最大車輪速度Vmax、最小車輪速度Vminを算出する。
 一方、最小車輪速度Vminが減速中でないと判定されたら、時定数変更部809の変速状態時定数変更部812は、変速状態判定部808から出力されるダンプトラック1の変速機1Bの変速状態に基づいて、ダンプトラック1が滑りやすい路面を走行中であるか、変速機1Bが変速中であるか、及び勾配変化が少ないかのすべてを満たすか否かを判定する(処理S207)。
[0061]
 すべての条件を満たすと判定されたら、時定数変更部809の変速状態時定数変更部812は、カットオフ周波数fが0.4Hzとなるように可変LPF814の時定数を変更して2段目のフィルタ処理を行い(処理S208)、さらにカットオフ周波数fが10Hzとなるように可変LPF814の時定数を変更して3段目のフィルタ処理を行う(処理S209)。
 可変LPF814は、3段目のフィルタ処理後のフィルタ値を参照車輪速度Vre1と設定して、参照車輪速度Vre1を車両速度推定手段805に出力する(処理S206)。
 処理S207において、いずれかの条件が満たされていないと判定されたら、時定数変更部809は、ダンプトラック1の速度が低速(例えば、0.5m/s以下)であるか否かを判定する(処理S210)。
[0062]
 低速であると判定された場合、時定数変更部809は、カットオフ周波数fが0.6Hzとなるように可変LPF814の時定数を変更して2段目のフィルタ処理を行い(処理S211)、さらに、3段目をフィルタなしの状態(フィルタ処理を行わないで入力をそのままスルーして出力すること)で3段目のフィルタ処理を行う(処理S212)。
 可変LPF814は、3段目のフィルタ処理後のフィルタ値を参照車輪速度Vre1と設定して、参照車輪速度Vre1を車両速度推定手段805に出力する(処理S206)。
 低速ではないと判定されたら、車輪速度分布時定数変更部811は、車輪速度分布算出部807で算出された車輪速度の分布に基づいて、車輪速度の分布が所定の閾値よりも小さく、車輪速度の分布が小さいか否かを判定する(処理S213)。
[0063]
 車輪速度の分布が小さいと判定されたら、車輪速度分布時定数変更部811は、カットオフ周波数fが0.3Hzとなるように可変LPF814の時定数を変更して2段目のフィルタ処理を行う(処理S214)。
 時定数変更部809は、さらに車輪速度が所定の閾値よりも大きく、高速であるかを判定し(処理S215)、高速であると判定されたらさらにスリップが大きく生じているか否かを判定する(処理S216)。
[0064]
 スリップが大きく生じていると判定されたら、時定数変更部809は、カットオフ周波数が0.7Hzとなるように可変LPF814の時定数を変更して3段目のフィルタ処理を行う(処理S217)。
 可変LPF814は、3段目のフィルタ処理後のフィルタ値を参照車輪速度Vre1と設定して、参照車輪速度Vre1を車両速度推定手段805に出力する(処理S206)。
 スリップが大きく生じていないと判定されたら、時定数変更部809はフィルタなしの状態(フィルタ処理を行わないで入力をそのままスルーして出力すること)で3段目のフィルタ処理を行う(処理S218)。
 可変LPF814は、3段目のフィルタ処理後のフィルタ値を参照車輪速度Vre1と設定して、参照車輪速度Vre1を車両速度推定手段805に出力する(処理S206)。
[0065]
 処理S215において、車輪速度が高速でないと判定されたら、時定数変更部809は、カットオフ周波数fが1.0Hzとなるように可変LPF814の時定数を変更して、3段目のフィルタ処理を行う(処理S219)。
 可変LPF814は、3段目のフィルタ処理後のフィルタ値を参照車輪速度Vre1と設定して、参照車輪速度Vre1を車両速度推定手段805に出力する(処理S206)。
[0066]
 処理S213において、車輪速度の分布が大きいと判定されたら、時定数変更部809は、カットオフ周波数fが0.5Hzとなるように可変LPF814の時定数を変更して2段目のフィルタ処理を行い(処理S220)、さらに、カットオフ周波数が10Hzとなるように可変LPF814の時定数を変更して3段目のフィルタ処理を行う(処理S221)。
 可変LPF814は、3段目のフィルタ処理後のフィルタ値を参照車輪速度Vre1と設定して、参照車輪速度Vre1を車両速度推定手段805に出力する(処理S206)。
[0067]
 処理S202において、最小車輪速度Vminが、前回の参照車輪速度Vre1よりも小さいと判定されたら、時定数変更部809のロックアップ切換時定数変更部813は、変速状態判定部808からの出力に基づいて、ロックアップ切換フラグがオンとなっているか否かを判定する(処理S222)。
 ロックアップ切換フラグがオンであると判定されたら、ロックアップ切換時定数変更部813は、カットオフ周波数が0.8Hzとなるように可変LPF814の時定数を変更して2段目のフィルタ処理を行い(処理S223)、フィルタなしの状態(フィルタ処理を行わないで入力をそのままスルーして出力すること)で3段目のフィルタ処理を行う(処理S224)。
 可変LPF814は、3段目のフィルタ処理後のフィルタ値を参照車輪速度Vre1と設定して、参照車輪速度Vre1を車両速度推定手段805に出力する(処理S206)。
[0068]
 ロックアップ切換フラグがオフであると判定されたら、ロックアップ切換時定数変更部813は、カットオフ周波数が1.0Hzとなるように可変LPF814の時定数を変更して2段目のフィルタ処理を行い(処理S225)、フィルタなしの状態(フィルタ処理を行わないで入力をそのままスルーして出力すること)で3段目のフィルタ処理を行う(処理S224)。
 可変LPF814は、3段目のフィルタ処理後のフィルタ値を参照車輪速度Vre1と設定して、参照車輪速度Vre1を車両速度推定手段805に出力する(処理S206)。
[0069]
 参照車輪速度算出手段801が時定数変更部809を備え、時定数変更部809が加減速時定数変更部810、車輪速度分布時定数変更部811、変速状態時定数変更部812、及びロックアップ切換時定数変更部813を備えることにより、図12に示されるように、不均一なμ路においては、「状態1」のように、最小車輪速度Vminが減速方向に変化している時には、最小車輪速度Vminが実際の建設車両速度に近づく傾向があると予測されるので、参照車輪速度Vre1を最小車輪速度Vminに追従させやすくするために、低域濾波フィルタ処理の時定数を小さくして、ダンプトラック1の車両速度を高精度に推定することが可能となる。
 但し、「状態5」のように、Vmin>Vre1のときは、時定数を大きくしてVmin<Vre1となるまでVre1を保持する。
 一方、「状態2」のように、最小車輪速度Vminが加速方向に変化しているときには、最小車輪速度Vminダンプトラッック1の実際の車両速度から離れる傾向にあると予測されるため、低域濾波フィルタ処理の時定数を大きくして、参照車輪速度Vre1が大きく変化することを防止することが可能となる。
[0070]
 また、「状態3」のように、車輪速度の最大最小差となる分布が所定の閾値よりも大きい場合、不均一な路面を走行しているか、各車輪4に不均一な荷重が作用し、最大車輪速度Vmaxとなっている車輪4がスリップし、最小車輪速度Vminとなっている車輪4の車輪速度がダンプトラック1の実際の車両速度に近い状態となっていると予測されるので、低域濾波フィルタ処理の時定数を小さくすることにより、参照車輪速度Vre1を最小車輪速度Vminに速やかに追従させて、ダンプトラック1の車両速度を高精度に推定することができる。
 さらに、「状態6」のように、分布が所定の閾値よりも小さいときは、均一な路面を走行していると判断して時定数を大きくする(「状態3」の逆)。
[0071]
 さらに、「状態4」の場合のように、変速機1Bがロックアップ状態からトルクコンバータに切り換わった直後は、エンジン1Aからの駆動トルクが抜けて最小車輪速度Vminが急激に減少し、その後駆動トルクが発生して、最小車輪速度Vminは再び増加する。車両速度が減速する際、実際のダンプトラック1の車両速度に近づいていると予測される。従って、本来であれば、時定数を小さくして、参照車輪速度Vre1を最小車輪速度Vminに追従させる制御を行いたいところだが、本実施形態のように、TCS制御を行っている場合、このように参照車輪速度Vre1を最小車輪速度Vminに追従させすぎると、駆動トルクの発生により最小車輪速度Vminが増加した際に、TCS制御によってブレーキ41、42をかけすぎてしまう可能性があるので、時定数を大きくすることで参照車輪速度Vre1を最小車輪速度Vminに追従させにくくすることでTCS制御によるブレーキ41、42のかけすぎを防止している。
[0072]
(6-3)加速度信号フィルタ処理S3
 図6に戻って、加速度信号フィルタ処理S3は、加速度センサ7Dから出力された加速度信号にLPF74でフィルタ処理を行って、ノイズ、車両の揺れ成分等を取り除いた後、フィルタ処理がされた加速度フィルタ値を車両速度推定装置80に出力する。
[0073]
(6-4)車両状態判定処理S4
 車両状態判定処理S4は、図示を略したが、演算処理装置72内の車両状態判定手段によって行われ、ダンプトラック1の停車、後進時の判定、車速誤推定判定、ロックアップ判定、変速判定、前後回転速度差判定を行う処理である。
 停車時判定は、最大の参照車輪速度が0以下で、アクセル操作がオフの場合停車であると判定する。
[0074]
 後進時判定は、本実施形態における車速推定がダンプトラック1の前進方向を正に設定しているため、ダンプトラック1の速度段がR1又はR2に設定されている場合には、後進であると判定し、加速度計フィルタ値の正負を逆転させる。
 車速誤推定判定は、制御偏差Sが高めの状態にあって、かつ一定の時間以上、一定の範囲内に止まっていることは、車速推定とブレーキ制御とが誤った状態でバランスしているものと考えられるので、この状態を表す第1車速誤推定フラグをオンとして記憶保存する。
 また、制御偏差Sが小さく、ブレーキ制御が大きい状態で一定時間継続しているのも、同様に車速推定が誤っていると判定されるので、この状態を表す第2車速誤推定フラグをオンとして記憶保存する。
[0075]
 ロックアップ判定は、速度段指令がニュートラル以外の時に、ロックアップの状態を判定する処理であり、ロックアップの解除の指令が出力されてから一定時間は、切換フラグ情報をオンの状態とし、それ以外の場合をオフであると判定する。
 変速判定は、変速機1Bが変速中であるか否かを判定する処理であり、変速機コントローラ3の変速信号に基づいて、変速機1Bの変速状態を判定する。
[0076]
(6-5)加速度加減速成分積分処理S6
 図13のフローチャートに示されるように、参照速度算出手段802で処理された加速度フィルタ値を加速度加減速成分として算出する(処理S61)。
 参照速度算出手段802は、算出された加速度加減速成分が0未満でかつロックアップ切換のフラグ情報がオンにあるか否かを判定する(処理S62)。
 参照速度算出手段802は、加速度加減速成分が0未満でかつロックアップ切換のフラグ情報がオンにあると判定したら、前回の推定車両速度Vを、参照速度Vre2と設定する(処理S63)。
 一方、処理S62における条件のいずれかが当てはまらない場合、参照速度算出手段802は、前回の推定車両速度Vに加速度加減速成分の積分値を加える(処理S64)。尚、加速度加減速成分の積分は、所定サンプリング周期で算出される加速度加減速成分の値にサンプリング時間を乗じれば算出することができる。
[0077]
(6-6)参照速度修正処理S8
 参照速度修正処理S8は、車両速度推定手段805により実施され、具体的には図14のフローチャートに示されるように処理が行われる。
 まず、車両速度推定手段805は、アクセルがオフとされているか、または参照車輪速度Vre1が0.3m/sec未満であるかを判定する(処理S81)。
 処理S81の条件を満たす場合、車両速度推定手段805は、スリップ状態にはないと判断し、推定車両速度Vを参照車輪速度Vre1に設定し、参照速度Vre2から参照車輪速度Vre1を減じた量を積分値修正量として設定する(処理S82)。
 処理S81の条件を満たさない場合、車両速度推定手段805は、参照速度Vre2が参照車輪速度Vre1の所定値未満、例えば1/2未満であるかを判定する(処理S83)。
[0078]
 処理S83の条件を満たす場合、車両速度推定手段805は、推定車両速度Vが小さくなりすぎると、TCSによるブレーキ制御において、ブレーキをかけすぎる場合があると判断し、例えば、推定車両速度Vを参照車輪速度Vre1の1/2と設定し、参照速度Vre2から参照車輪速度Vre1の1/2を減じた量を積分値修正量として設定する(処理S84)。
 処理S83の条件を満たさない場合、車両速度推定手段805は、参照速度Vre2が参照車輪速度Vre1よりも大きいかを判定する(処理S85)。
[0079]
 処理S85の条件を満たす場合は、車両速度推定手段805は、推定車両速度Vが参照車輪速度Vre1を超えることはないと判断し、推定車両速度VをVre1に設定し、参照速度Vre2から参照車輪速度Vre1を減じた量を積分値修正量として設定する(処理S86)。
 処理S85の条件を満たさない場合、車両速度推定手段805は、制動機構制御手段84において式(3)で算出される全輪の制御偏差Sが0.1未満であり、かつ加速度加減速成分が-0.1m/sec 未満であるかを判定する(処理S87)。
[0080]
 処理S87の条件を満たす場合、車両速度推定手段805は、制御偏差Sが適切な範囲にあるはずなのに減速していると、制御偏差Sはさらに大きくなって、制動機構の制御によるブレーキ力が大きくなり、減速がさらに大きくなってしまうと判断し、推定車両速度Vを前回の推定車両速度Vに設定し、参照速度Vre2から前回の推定車両速度Vを減じた量を積分値修正量として設定する(処理S88)。
 処理S87の条件を満たさない場合、参照速度算出手段802で算出された参照速度Vre2をそのまま推定車両速度Vとして設定する(処理S89)。
[0081]
 尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような場合にも適用することができる。
 すなわち、前述した車両速度推定装置80は、アーティキュレート式のダンプトラック1に適用していたが本発明はこれに限られない。すなわち、リジッド式のダンプトラックにおいても本発明を適用することができるし、ダンプトラックに限らず、ホイールローダのような車輪を備えた建設車両にも適用することができる。
 また、前記実施形態では、車両速度推定装置80は、TCS制御の車両速度の推定に用いていたが本発明はこれに限らず、全輪駆動の建設車両のABS制御における車両速度の推定に用いてもよい。
 その他、本発明の実施の際の具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。

産業上の利用可能性

[0082]
 本発明は、全輪駆動の建設車両の車両速度推定装置、及びこの車両速度推定装置を用いたトラクションコントロール装置に利用することができる。

符号の説明

[0083]
 1…建設車両(ダンプトラック)、4…車輪、7D…加速度検出手段(加速度センサ)、43FL,43FR,43CL,43CR…回転速度検出手段(回転速度センサ)、80…車両速度推定装置、801…参照車輪速度算出手段、802…参照速度算出手段、805…車両速度推定手段、806…最小車輪速度算出部、807…車輪速度分布算出部、808…変速状態判定部、809…時定数変更部、810…加減速時定数変更部、811…車輪速度分布時定数変更部、812…変速状態時定数変更部、813…ロックアップ切換時定数変更部、814…可変LPF

請求の範囲

[請求項1]
 全輪駆動の建設車両の車両速度を推定する車両速度推定装置であって、
 各車輪の回転速度を所定の時間毎に検出する回転速度検出手段と、
 前記回転速度検出手段で検出された各車輪の回転速度のうち、最も小さい回転速度を選択し、前記建設車両の参照車輪速度を所定の時間毎に算出して出力する参照車輪速度算出手段とを備え、
 前記参照車輪速度算出手段は、
 前記回転速度検出手段で検出された回転速度から最小車輪速度を所定の時間毎に算出する最小車輪速度算出部と、
 前記最小車輪速度算出部で算出された最小車輪速度に低域濾波フィルタ処理を行う時定数可変の可変フィルタ処理部と、
 前記建設車両の走行状態に応じて、前記可変フィルタ処理部の時定数を変更する時定数変更部とを備えていることを特徴とする車両速度推定装置。
[請求項2]
 前記参照車輪速度算出手段で算出された参照車輪速度に基づいて、前記建設車両の車両速度を推定して出力する車両速度推定手段を備えていることを特徴とする車両速度推定装置。
[請求項3]
 請求項1又は請求項2に記載の車両速度推定装置において、
 前記時定数変更部は、
 前記回転速度検出手段で検出された最も小さい回転速度の車輪の回転速度から求められる最小車輪速度が減速方向にあるときに、前記可変フィルタ処理部による低域濾波フィルタ処理の時定数を所定の値よりも小さく設定し、前記最小車輪速度が加速方向にあるときに、前記可変フィルタ処理部による低域濾波フィルタの時定数を所定の値よりも大きくする加減速時定数変更部を備えていることを特徴とする車両速度推定装置。
[請求項4]
 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の車両速度推定装置において、
 前記回転速度検出手段で検出される各車輪の回転速度から各車輪の最大車輪速度及び最小車輪速度を求め、前記最大車輪速度及び最小車輪速度の差分をとって各車輪の車輪速度の分布を所定の時間毎に算出する車輪速度分布算出部を備え、
 前記時定数変更部は、
 前記車輪速度分布算出部で算出された車輪速度の分布が所定の閾値以上であると判定されたら、前記可変フィルタ処理部の時定数を変更する車輪速度分布時定数変更部を備えていることを特徴とする車両速度推定装置。
[請求項5]
 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の車両速度推定装置において、
 前記建設車両の変速機の状態を判定する変速状態判定部を備え、
 前記時定数変更部は、
 前記変速機状態判定部で前記変速機が変速中であると判定されると、前記可変フィルタ処理部の時定数を現在よりも大きくする変速状態時定数変更部を備えていることを特徴とする車両速度推定装置。
[請求項6]
 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の車両速度推定装置において、
 前記建設車両の変速機の状態を判定する変速状態判定部を備え、
 前記時定数変更部は、
 前記変速機においてロックアップの解除指令が出力されてから一定時間経過していない状態にあると前記変速状態判定手段で判定されたら、前記可変フィルタ処理部の時定数を変更するロックアップ切換時定数変更部を備えていることを特徴とする車両速度推定装置。
[請求項7]
 各車輪に設けられる制動機構と、前後車輪間の差動を調整する差動調整機構とを備えた全輪駆動の建設車両の前記制動機構及び差動調整機構を制御するトラクションコントロール装置であって、
 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の車両速度推定装置と、
 前記車両速度推定装置で推定された前記建設車両の車両速度の推定値に基づいて、前記制動機構を制御する制動機構制御手段と、
 前記車両速度推定装置で推定された前記建設車両の車両速度の推定値に基づいて、前記差動調整機構を制御する差動調整機構制御手段とを備えていることを特徴とするトラクションコントロール装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]