JP2005300538A - システム、方法、車両、ｅｃｕ、コンピュータ・プログラムおよびコンピュータ・プログラム製品 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、車両速度が正確に推定されているかチェックする車両速度推定システムを提供する。
【解決手段】車両（１）の速度を推定し、駆動輪など、車両の第１組の車輪（５）の回転速度に基づいて、第１パラメータを決定する手段と、前記第１パラメータを使用して、車両の速度を推定する（ｖ_estimate）手段とを有するシステム。システムは、車両の第２組の車輪（４）の回転速度に基づいて、第２パラメータを決定する手段と、第１、第２パラメータ間に差がある場合に、それを識別する手段とも有する。
【選択図】図２

Description

本発明は車両の速度を推定するシステムで、駆動輪など、車両の第１組の車輪の回転速度に基づいて第１パラメータを決定する手段と、前記第１パラメータを使用して、車両の速度を推定する手段とを有するシステムに関する。本発明は、車両の速度を推定する方法、車両、電子制御ユニット（ＥＣＵ）、コンピュータ・プログラムおよびコンピュータ・プログラム製品にも関する。

車両の速度は通常、車両ギアボックスの出力シャフトなど、車両の駆動シャフトの何らかの部分の回転速度を測定して推定する。車両の駆動輪の回転速度は、この情報、および車両ギアボックスの出力シャフトと駆動輪との間の歯車装置に関する知識を使用して決定する。これで、駆動輪の回転速度と、１回転当たりの駆動輪の回転距離に関する知識とを使用して、車両の速度を推定することができる。１回転当たりの駆動輪の回転距離は、駆動輪の回転半径、つまり駆動輪の回転軸と車両が地面に接触する表面との間の距離に比例する。

車両速度を推定する従来通りのシステムは、車両が無負荷状態である場合に校正する。しかし、大型輸送車の重量は、無負荷状態である場合と比較して、最大負荷を搬送している場合に大幅に増加する。したがって、大型輸送車の車輪は、車両が最大負荷を搬送している場合に、車両が無負荷状態である場合と比較して、はるかに大きい負荷を受ける。車輪にかかる負荷は、車両が搬送する負荷の重量に応じて変動する。

負荷を搬送している場合、車両の車輪は、車輪にかかる負荷に応じた量だけ半径方向内側に圧縮される。大型輸送車の車輪の回転半径は、車両が最大負荷を搬送している場合、車両が無負荷状態にある場合と比較して、約２０ｍｍ変動することがある。車輪の回転半径、したがってその１回転当たりの回転距離は、車輪が最大負荷を搬送している場合、車両が無負荷状態にある場合と比較して、約４％減少する。つまり、負荷がかかった車両の実際の速度は、速度計に表示される速度より低くなる。

大型輸送車は、往々にして、車両が最高許容速度を超えるのを防止するために使用する速度制限装置を有する。しかし、車両速度を推定するために従来通りのシステムから車両速度の推定値を受信する速度制限装置は、車両が重い負荷を搬送している場合、最大許容速度より低い速度に車両速度を制限してしまう。したがって、重い負荷を受ける車両は、２つの位置の間の行程で、無意識に遅れてしまうことがある。

本発明の目的は、車両速度が正確に推定されているかチェックする車両速度推定システムを提供することである。

この目的は、請求項１の特徴を有するシステム、つまり駆動輪など、車両の第１組の車輪の回転速度に基づいて第１パラメータを決定する手段と、前記第１パラメータを使用して、車両の速度を推定する手段とを有するシステムで達成される。システムは、車両の第２組の車輪の第２パラメータを決定する手段、および前記第１、第２パラメータ間に差がある場合、それを識別する手段も有する。本発明の実施形態によると、前記第１および第２パラメータは、回転速度または車両速度である。つまり２つの回転速度を測定して、比較するか、２つの回転速度を測定し、そこから車両の速度推定値を計算して、比較する。

車両の２組の車輪の回転速度間に差が生じるのは、各組の車輪が異なる負荷を受ける場合である。車両の組にかかる負荷が増加すると、その車輪の半径が減少するからである。半径が小さい方の車輪は、単位時間当たり同じ距離を走行するために、半径が大きい方の車輪より高速で回転しなければならない。

空気を充填したタイヤを有する２組の車輪の回転速度の差は、各組の車輪の体や圧が同じではない場合にも生じる。車輪のタイヤ圧が低すぎる場合、車輪は地面に接触すると弾性変形を経験し、その結果、タイヤ圧が適正であった場合より車輪の半径が小さくなる。

したがって、本発明のシステムは、第１組の車輪の回転速度に基づく少なくとも１つのパラメータを使用して推定した車両速度が正確か否かを、第２組の車輪の回転速度に基づく前記第２パラメータとそれを比較することによってチェックする。前記第１、第２パラメータ間の差が大きいほど、車両速度の推定値は不正確になる。したがって、本発明のシステムは警告システムとして作用し、これは例えば、車両の実際の速度が車両の速度計に表示された速度とは異なることを運転者に警告するのに使用することができる。

本発明の実施形態によると、車両の前輪組は、車両が搬送する負荷の変動から受ける影響が最も少ないので、第２組の車輪は車両の前輪組である。しかし、第２組の車輪は、車両の他の車輪組でもよく、好ましくは車両が負荷を搬送している場合に第１組の車輪が受ける負荷と同じではない負荷を受ける車輪の組である。

本発明の実施形態によると、システムは、車両の実際の速度を獲得するように、２組の車輪の回転速度に基づいて前記第１、第２パラメータ間の差の大きさに依存する大きさの量によって、車両速度の推定値を補正する手段を有する。車両速度の推定値を補正しなければならない量は、システムによって測定される前記少なくとも２つのパラメータ間の差の関数として、実際の車両速度がいかに変化するかに関して、経験的または理論的に獲得したデータを使用して推定する。補正の大きさは通常、前記差の大きさとともに線形変動する。したがって、本発明のシステムによって、車両が搬送中の負荷に関係なく、車両の実際の速度を獲得することができる。

本発明の実施形態によると、車両の実際の速度、つまり補正した車両速度推定値は、例えば車両の計器盤などに配置された車両の速度計のような表示手段に表示され、したがって運転者は、重い負荷を受けていても、車両が走行する速度が正確に分かる。車両の実際の速度は、常に、または要求に応じて表示してよい。実際の速度が要求時にのみ提供される場合、これは可聴信号によって提供してもよい。

本発明の実施形態によると、車両速度推定値を補正する手段を配置して、所定の閾値を超える差の識別に基づいて車両速度測定値の補正を開始する。この閾値はゼロに設定しても良く、すなわち、例えば車両の速度計に車両の実際の速度のみ示すように、車両速度推定値を常時補正するものとする。あるいは、閾値を前記第１、第２パラメータの１０％の差を識別した場合など、これより高い値に設定してよい。無負荷状態、または車両が小さい負荷を搬送している場合は、車両速度推定値に何らかの補正を実行する必要がないからである。

本発明は、上述した実施形態にいずれかによるシステムを有する、負荷を搬送する車両にも関する。本発明の実施形態によると、車両は、車両の実際の速度、つまり補正された車両速度推定値が提供されて、車両の実際の速度が最大許容値を超えていないことを保証する速度制限手段を有する。したがって、速度制限手段は、車両が重い負荷を受けている場合でも、車両の速度を最大許容値に制限し、したがって車両がいずれの道程も予想された走行時間内で終了することを保証する。

本発明は、車両の速度を推定する方法で、駆動輪など、車両の第１組の車輪の回転速度に基づいて第１パラメータを決定するステップと、前記第１パラメータを使用して、車両の速度を推定するステップとを含む方法にも関する。方法は、車両の前輪組など、車両の第２組の車輪の回転速度に基づいて第２パラメータを決定するステップと、前記第１、第２パラメータの差を識別するステップも含む。

本発明の実施形態によると、前記第１および第２パラメータは以下のいずれかである。つまり、回転速度または車両速度。つまり、２つの回転速度を測定して、比較するか、２つの回転速度を測定し、そこから車両の速度推定値を計算し、比較する。

本発明の実施形態によると、方法は、車両の実際の速度を獲得するように、２組の車輪の回転速度に基づいて前記第１、第２パラメータ間の差の大きさに依存する大きさの量によって、車両速度の推定値を補正するステップを含む。

本発明の別の実施形態によると、方法は、車両の速度計などの表示手段に車両の実際の速度を表示するステップを含む。

本発明のさらなる実施形態によると、方法は、所定の閾値を超える差を識別すると、車両速度測定値を補正する手段をトリガするステップを含む。この閾値は、車両が使用中である時間の全てで補正手段が有効であることが望ましい場合、０に設定することができる。

本発明のさらなる実施形態によると、方法はさらに、速度制限手段の入力値として、車両の実際の速度を使用するステップを含む。

本発明は、車両速度を推定するコンピュータ・プログラムで、コンピュータ上で実行すると、コンピュータに、車両速度推定値を獲得できるようにするために、駆動輪など、車両の第１組の車輪の回転速度に基づいて第１パラメータを推定させるコンピュータ読み取り可能プログラム・コード手段を有するコンピュータ・プログラムに関する。コンピュータ・プログラムは、コンピュータ上で実行すると、コンピュータに、車両の第２組の車輪の回転速度に基づいて、第２パラメータを推定させ、前記第１、第２パラメータ間に差がある場合はそれを識別させるコンピュータ読み取り可能プログラム・コード手段も有する。

本発明の実施形態によると、前記第１および第２パラメータは、以下のうち１つである。つまり回転速度または車両速度推定値である。つまり、２つの回転速度を測定して、比較するか、２つの回転速度を測定し、そこから車両速度推定値を計算して、比較する。

本発明の別の実施形態によると、コンピュータ・プログラムは、コンピュータ上で実行すると、コンピュータに、車両の実際の速度を獲得するように、第１、第２パラメータの差に応じた大きさの量だけ、車両速度の推定値を補正させるコンピュータ読み取り可能プログラム・コード手段を有する。

本発明のさらなる実施形態によると、コンピュータ・プログラムは、コンピュータ上で実行すると、コンピュータに、所定の閾値を超える差を識別したら、車両速度推定値を補正する手段をトリガさせるコンピュータ読み取り可能プログラム・コード手段を有する。

さらに、本発明は、コンピュータまたはプロセッサに、上述した実施形態のいずれかに従いコンピュータ・プログラムを実行させるように配置構成されたコンピュータ読み取り可能媒体によって記憶されるコンピュータ・プログラムを有するコンピュータ・プログラム製品に関する。

本発明は、実行手段、メモリおよびデータ記憶手段を有し、それによって請求の範囲に記載された方法のステップの少なくとも１つをコンピュータまたはプロセッサに実行させるコンピュータ・プログラムを、前記データ記憶手段に保存する電子制御ユニット（ＥＣＵ）にも関する。

本発明のさらなる利点、さらに有利な特徴は、以下の説明および他の従属請求項から明白になる。

以下の説明および図面は、本発明を開示された実施形態に制限するものではない。開示された実施形態は、単に本発明の原理を例示するものである。

図１は、運転室２および積荷スペース３を有する大型輸送車１を示す。車両１は、２つの操舵可能な前輪４の組、４つの駆動輪５の組、および２つの後輪６の組を有する。駆動輪５の一方の回転半径７が図１に図示されている。車両が負荷を搬送している場合、その駆動輪５および後輪６は、前輪４より大きい負荷を受ける。

車両１は、図２で示すように出力シャフト１０を有するギアボックス９によって、駆動輪５を駆動するモータ８によって駆動される。

車両は、その速度を推定するシステムを有する。システムは、ギアボックスの出力シャフト１０の回転速度をほぼ常に測定するように配置構成された第１回転速度センサと、前輪車軸１３の回転速度をほぼ常に測定する第２回転速度センサ１２とを有する。センサ１１、１２は、ＥＣＵ１４の形態の計算ユニットに接続され、これは第１センサ１１と、ギアボックスの出力シャフト１０と駆動輪５との間の歯車装置に関する記憶情報を使用して、駆動輪５の回転速度を判断する。複数のセンサを使用して、前記出力シャフト１０および前輪車軸１３の平均回転速度を測定することができる。回転速度は、車両の駆動シャフトの他の部分または車両の他の車輪組のいずれかを測定して判断することもできる。

車両の速度を推定するために、ＥＣＵ１４は、回転半径７に関する、したがって駆動輪５が最適タイヤ圧まで膨張し、無負荷状態で車両の駆動輪５の１回転当たりの回転距離（２×π×回転半径）に関する情報を含むデータ記憶手段を有する。回転半径７および駆動輪５の１回転当たりの回転距離は、車両の推定計算において一定であると仮定する。

ＥＣＵ１４は、前輪４と駆動輪５との回転速度の差、つまり無負荷状態の車両にあるべき差には対応しない差を識別する手段を有する。実際には、車両の前輪と駆動輪の回転速度の差は、車両の全ての車輪が同じ半径で、同じタイヤ圧まで膨張した場合でも、０にならないことがある。前輪と駆動輪が、車両の異なる部品の異なる重量のせいで、異なる負荷を受けるからである。

ＥＣＵ１４は、２つの回転速度間で識別された差の大きさに依存する大きさの量だけ、車両速度推定値を補正する手段を有する。車両速度推定値を補正しなければならない量は、システムに記憶された２つの回転速度間の差の関数として、実際の車両速度がいかに変動するかに関するデータを使用して評価する。

補正した車両速度推定値、つまり車両の実際の速度を、次に速度制限手段１５に送信し、車両の速度計１５に表示する。速度制限手段は、車両の速度を例えば８９ｋｍ／ｈに制限するように配置構成される。本発明のシステムを使用すると、車両が、速度を推定するための従来通りのシステムを有する車両のゆえ、車両が実際には最大許容速度より低い速度で走行してしまう車両とは異なり、確実に８９ｋｍ／ｈという最高速度で走行できる車両が得られることになる。

図３は、本発明の実施形態により、車両の速度を推定する方法を詳述する流れ図である。車両１の駆動輪５の回転速度ω₅を決定し、次にこの情報と、駆動輪の１回転当たりの回転距離に関する知識とを使用して、車両の速度を推定する。車両の前輪４の回転速度ω₄を測定し、ＥＣＵ１４に含まれるソフトウェア手段１６が、回転速度ω₅とω₄との間に差があるか識別する。

車両速度推定値ｖ_estimate、および差の大きさに関する情報が、ソフトウェア手段１６によって認識されると、ＥＣＵ１４が、車両の実際の速度ｖ_actualを得るために、必要／所望に応じて車両速度推定値ｖ_estimateを補正する。次に、車両の実際の速度は、ＥＣＵ１４によって制限され、車両の速度計１５に表示される。上述した実施形態では、ＥＣＵに含まれるソフトウェア手段を使用して、車両の速度を計算し、補正して、制限するが、これらの機能は、１つまたは複数のハードウェア・ユニットによって実行するか、ハードウェアとソフトウェア手段の組み合わせ、例えばＥＣＵ１４を、別個のハードウェア・ユニットによって計算されている車両速度推定値ｖ_estimateを受信するように配置構成することができる。

ω₅とω₄との差の大きさは、車両が搬送する負荷に比例するので、この差を使用して、車両が搬送する負荷の重量を推定することもできる。

本発明は、言うまでもなく上述したその実施形態に決して制限されず、請求の範囲で定義されている通りの本発明の基本的概念から逸脱することなく、当業者にはその変形の多くの可能性が明白である。

本明細書で使用する「２組の車輪の回転速度の差」という表現は、車両が無負荷状態にある場合にあるべき差には対応しない２組の車輪の回転速度の差を意味するものとする。例えば、各組の車輪の寸法が同じではない場合、例えば車両の駆動輪と後輪が車両の前輪より小さい、または車両の車輪の異なる組が、車両の異なる部品の異なる重量のせいで、異なる負荷を受けている場合は、車両が無負荷状態にある場合でも、駆動輪車軸と前輪車軸との回転速度に差がある。したがって、本発明のシステムは、車両が無負荷状態である場合に存在する差とは別の２組の車輪の回転速度間の差を識別する手段を有する。

本発明の実施形態により速度を推定するシステムを有する大型輸送車を概略的に示す。 上から見た図１の大型輸送車の断面図を示す。 本発明の実施形態による方法を詳述する流れ図である。

符号の説明

１ 大型輸送車
２ 運転室
３ 積荷スペース
４ 前輪
５ 駆動輪
６ 後輪
７ 回転半径
８ モータ
９ ギアボックス
１０ 出力シャフト
１１ 第１回転速度センサ
１２ 第２回転速度センサ
１３ 前輪車軸
１４ ＥＣＵ
１５ 速度制限手段
１６ ソフトウェア手段

Claims (21)

1. 車両（１）の速度を推定するために、駆動輪などの車両の第１組の車輪（５）の回転速度に基づいて、第１パラメータを決定する手段（１１）と、前記第１パラメータを使用して、車両の速度を推定する（ｖ_estimate）手段（１４）とを有するシステムであって、車両の第２組の車輪（４）の回転速度に基づいて、第２パラメータを決定する手段（１２）と、前記第１、第２パラメータ間に差がある場合に、それを識別する手段（１６）も有することを特徴とするシステム。
2. 前記第１および第２パラメータが、以下のうちの１つ、つまり回転速度または車両速度であることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
3. 第２組の車輪が、車両の前車輪（４）の組であることを特徴とする、請求項１または２に記載のシステム。
4. 車両の実際の速度（ｖ_actual）を得るように前記第１、第２パラメータ間の差の大きさに依存する大きさの量だけ、車両速度推定値（ｖ_estimate）を補正する手段（１７）を有することを特徴とする、請求項１から３いずれか１項に記載のシステム。
5. 車両の実際の速度（ｖ_actual）が、車両の速度計などの表示手段（１５）に表示されることを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
6. 車両速度推定値（ｖ_estimate）を補正する手段（１８）が、所定の閾値を超える前記第１、第２パラメータ間の差を識別したら、車両速度推定値（ｖ_estimate）の補正を開始するように配置構成されることを特徴とする、請求項４または５に記載のシステム。
7. 請求項１から６いずれか１項に記載のシステムを有することを特徴とする、負荷を搬送する車両。
8. 車両の実際の速度が最大許容値を超えないことを保証するために、前記システムを使用して得られた車両の実際の速度（ｖ_actual）が入力された速度制限手段（１５）を有することを特徴とする、請求項７に記載の車両。
9. 車両の速度を推定するために、駆動輪など、車両の第１組の車輪（５）の回転速度に基づいて、第１パラメータを決定するステップと、前記第１パラメータを使用して車両の速度を推定する（ｖ_estimate）ステップとを含む方法であって、車両の第２組の車輪（４）の回転速度に基づいて、第２パラメータを決定するステップ、および前記第１、第２パラメータ間に差がある場合は、それを認識するステップも含むことを特徴とする方法。
10. 前記第１および第２パラメータが、以下のうちの１つ、つまり回転速度または車両速度であることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 第２組の車輪が、車両の前車輪（４）の組であることを特徴とする、請求項９または１０に記載の方法。
12. 車両の実際の速度（ｖ_actual）を得るために前記第１、第２パラメータ間の差の大きさに依存する大きさの量だけ、車両速度推定値（ｖ_estimate）を補正するステップを含むことを特徴とする、請求項９から１１いずれか１項に記載の方法。
13. 車両の実際の速度（ｖ_actual）を、車両の速度計などの表示手段（１５）に表示するステップを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. 所定の閾値を超える差を認識したら、車両速度推定値（ｖ_estimate）を補正する手段（１８）をトリガするステップを含むことを特徴とする、請求項１２または１３に記載の方法。
15. さらに、車両の実際の速度（ｖ_actual）を速度制限手段（１５）の入力として使用するステップを含むことを特徴とする、請求項１２から１４いずれか１項に記載の方法。
16. 車両の速度を推定するために、コンピュータ上で実行されると、車両速度推定値（ｖ_estimate）を得られるように、コンピュータに、駆動輪など、第１組の車輪の回転速度に基づいて第１パラメータを推定させるコンピュータ読み取り可能プログラム・コード手段を有するコンピュータ・プログラムであって、コンピュータ上で実行されると、コンピュータに、車両の第２組の車輪の回転速度に基づいて第２パラメータを推定させ、前記第１、第２パラメータ間に差がある場合、それを認識させるコンピュータ読み取り可能プログラム・コード手段を特徴とするコンピュータ・プログラム。
17. 前記第１および第２パラメータが、以下のうちの１つ、つまり回転速度または車両速度であることを特徴とする、請求項１６に記載のコンピュータ・プログラム。
18. コンピュータ上で実行されると、車両の実際の速度（ｖ_actual）を得るために、コンピュータに、前記第１、第２パラメータ間の差の大きさに依存する大きさの量だけ、車両速度推定値（ｖ_estimate）を補正させるコンピュータ読み取り可能プログラム・コード手段を特徴とする、請求項１６または１７に記載のコンピュータ・プログラム。
19. コンピュータ上で実行されると、コンピュータに、所定の閾値を超える差を認識したら、車両速度推定値（ｖ_estimate）を補正する手段（１８）をトリガさせるコンピュータ読み取り可能プログラム・コード手段を特徴とする、請求項１８に記載のコンピュータ・プログラム。
20. コンピュータまたはプロセッサに、請求項１６から１９いずれか１項にある特徴部分に記載のステップの少なくとも１つを実行させるように配置構成されたコンピュータ読み取り可能媒体によって記憶されたコンピュータ・プログラムを有するコンピュータ・プログラム製品。
21. 実行手段、メモリおよびデータ記憶手段を有し、それによって前記データ記憶手段に、請求項１６から１９いずれか１項に記載のコンピュータ・プログラムを記憶することを特徴とする、電子制御ユニット（ＥＣＵ）。

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