JP2023040053A - 車両を制御するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】坂の上のオフハイウェイ採鉱車両「ＯＨＶ」などの車両に対し、現存するシステムと方法とは異なる、車両を制御するためのシステムと方法を提供する。【解決手段】車両システムは、車両が登っている坂で車両の後退を防ぐために車両の減速に関して０でない上限を決定する。減速に関する０でない上限は、車両によって搬送されたペイロード、車両の速度、および車両が移動したルートの坂に基づいて制御装置によって決定される。制御装置は、車両の減速をモニタリングし、かつ車両のブレーキあるいはモーターの１つ以上を制御することによって車両の減速が０でない上限を越えるのを自動的に防ぐように構成される。制御装置はさらに、車両が０でない速度で坂を上方に移動している間に車両の後退を防ぐために車両のブレーキを作動させること、または車両のモーターに電流を供給することの１つ以上を行うように構成される。【選択図】図４

Description

関連文献の相互参照
本出願は、２０１７年４月３日に出願された米国仮出願第６２／４８０，５９０号の優先権を主張する。本出願はさらに、２０１６年１１月１日に出願された米国仮出願第６２／４１５，５５９号の優先権を主張する。

本明細書に記載された本発明の主題の実施形態は車両の制御に関する。他の実施形態は、後退（ｒｏｌｌｂａｃｋ）を防ぐように車両を制御することに関する。

地下鉱山から重いペイロードを採掘して引っ張るために使用されるオフハイウェイ採鉱車両「ＯＨＶ」およびロードホールダンプ車両「ＬＨＤ」などの車両が周知である。ＬＨＤや他の車両は、ディーゼルバージョンや電気バージョンの両方で一般に利用可能であり、エネルギーに効率的なやり方で車両を進ませるか減速させるための電動ホイールをしばしば使用する。この効率は典型的に、交流発電機、主牽引用インバーター、および車両のタイヤ内に収容されたホイール駆動アセンブリと協働する大馬力ディーゼルエンジンを採用することにより達成される。ディーゼルエンジンは、交流発電機を駆動させるように、交流発電機に直接連結される。交流発電機は主牽引用インバーターに動力を供給し、これは、ホイール駆動アセンブリの電気駆動モーターに対して制御された電圧と周波数を有する電力を供給する。各々のホイール駆動アセンブリは、連結された駆動モーターのエネルギーの回転を、ホイールに供給される高トルク低速速度回転エネルギー出力に変換するプラネタリギヤ変速機を収容する。

主牽引用インバーターと、ゆえに車両を前進させるための電気駆動モーターに動力を供給することに加えて、交流発電機はさらに、バケット動作や常用ブレーキとサイドブレーキの適用などのための様々な予備車両システムによって使用される水圧ポンプと油圧モーターに動力を供給する。

そのような車両の重量、運ばれたペイロード、およびそのような車両が利用される環境により、坂の上のこうした車両を操作することは、とりわけ経験のない運転手に、難題を突きつけることになりかねない。これに応じて、現存するシステムと方法とは異なる、車両を制御するためのシステムと方法を提供することが望まれ得る。

一実施形態において、車両を制御するための方法が提供される。上記方法は、選択された移動方向に坂を移動する間に、車両の制御された減速をもたらすために車両の少なくとも１つのトラクションモーターを制御するステップと、車両が選択された移動方向に移動している間に、車両の常用ブレーキを自動的にかけるステップとを含む。

別の実施形態では、システムが提供される。システムは、車両の駆動システムに電気的に接続されるように構成された制御ユニットを含み、上記駆動システムは、車両に動力を提供するための少なくとも１つのトラクションモーターと、車両の少なくとも１つのホイールに連結された常用ブレーキとを含む。選択された移動方向に動力を提供するコマンドがない場合には、制御ユニットは、車両が車両の後退を防ぐために選択された移動方向で動いている間に、常用ブレーキを自動的にかけるように構成される。

一実施形態において、車両を制御するための方法が提供される。方法は、車両の選択された移動方向を決定するステップ、車両のモーターの作用の方向をモニタリングするステップ、モーターの速度をモニタリングするステップ、後退状態が車両の後退を防ぐために検出される場合に車両の常用ブレーキを自動的にかけるステップを含む。

別の実施形態では、システムが提供される。システムは、車両の駆動システムに電気的に接続されるように構成された制御ユニットを含み、上記駆動システムは、車両に動力を提供するための少なくとも１つのトラクションモーターと、車両の少なくとも１つのホイールに連結された常用ブレーキとを含む。制御ユニットは後退状態が車両の後退を防ぐために検出される場合に、常用ブレーキを自動的にかけるように構成される。

さらに別の実施形態では、車両が提供される。車両は駆動システムを含み、駆動システムは、車両のホイールと駆動関係で接続されたトラクションモーターであって、操作の前進モードで選択された移動方向に車両を前進させるための動力を提供するように構成された、トラクションモーターと、駆動システムに電気的に接続された制御装置と、車両の少なくとも１つのホイールに連結された摩擦ブレーキとを含む。制御装置は後退状態が車両の後退を防ぐために検出される場合に、摩擦ブレーキを自動的にかけるように構成される。

一実施形態では、車両用の制御システム（例えば、ブレーキ制御システム）は、車両の少なくとも第１のセット連結された電気駆動システムと、車両を前進させるために車両の少なくとも第１のセットに電気的な動力を選択的に供給し、かつ、車両の速度を落とすべく電気的な減速を選択的にもたらすために電気駆動システムを制御するように構成された駆動システム制御ユニットとを含む。上記制御システムはさらに、車両のホイールの第１のセットとホイールの第２のセットの少なくとも１つに連結された摩擦ブレーキシステムと、車両のホイールの第１のセットとホイールの第２のセットの少なくとも１つに対する摩擦ブレーキの適用のための摩擦ブレーキシステムを制御するように構成された摩擦ブレーキ制御ユニットとを含む。駆動システム制御ユニットはさらに、車両の停止および移動中に摩擦ブレーキ適用量を制御するために、摩擦ブレーキ制御ユニットと通信するように構成される。例えば、駆動システム制御ユニットは、車両が位置している傾斜のある坂における車両の停止および移動中に、摩擦ブレーキ適用量を少なくとも部分的に自動的に制御するために、摩擦ブレーキ制御ユニットと通信するように構成されてもよい。

別の実施形態において、車両を制御する方法は、車両の駆動システム制御ユニットにおいて、車両を前進させるためにホイールの少なくとも第１のセットに電気的な動力を選択的に供給し、かつ、車両の速度を落とすべく電気的な減速を選択的にもたらすために、車両のホイールの少なくとも第１のセットに連結された電気駆動システムを制御する工程を含む。上記方法はさらに、車両を停止位置から傾斜のある坂を上方に移動させるために必要とされるトルクレベルであって、および、車両が傾斜のある坂を上方へ移動するためにオペレータ制御からの入力に応答してトルクレベルを決定する工程と、停止した車両を保持する摩擦ブレーキ適用を取り除くために車両の摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程と、実質的に後退することなく車両が傾斜のある坂を上方に移動するように、決定されるトルクレベルに従って電気的な動力を供給するために車両の電気駆動システムを同時に制御する工程とを含む。

別の実施形態において、車両を制御する方法は、車両の駆動システム制御ユニットにおいて、車両を前進させるために車両の少なくとも第１のセットに電気的な動力を選択的に供給し、かつ、車両の速度を落とすべく電気的な減速を選択的にもたらすために、ホイールの少なくとも第１のセットに連結された電気駆動システムを制御する工程を含む。上記方法はさらに、車両が位置している傾斜のある坂上で車両を保持するために必要とされる力を決定する工程と、傾斜のある坂上で車両を保持するために決定される力に応じて、車両のホイールの第１のセットとホイールの第２のセットの少なくとも１つに適用される摩擦ブレーキ適用量を増減させるために、車両の摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程とを含む。

一実施形態では、車両制御システムは、車両の減速に関する０でない上限を決定するように構成された制御装置を含む。制御装置は、車両が登っている坂で車両の後退を防ぐために０でない上限を決定するように構成される。減速に関する０でない上限は、車両によって搬送されたペイロード、車両の速度、車両が移動したルートの坂に基づいて制御装置によって決定される。制御装置は、車両の減速をモニタリングし、かつ車両のブレーキあるいはモーターの１つ以上を制御することによって車両の減速が０でない上限を越えるのを自動的に防ぐように構成される。制御装置はさらに、車両が０でない速度で坂を上方に移動している間に車両の後退を防ぐために車両のブレーキを作動させること、または車両のモーターに電流を供給することの１つ以上を行うように構成される。

一実施形態では、方法は、車両が登っている坂での車両の後退を防ぐために車両の減速に関する０でない上限を決定する工程を含む。減速に関する０でない上限は、車両によって搬送されたペイロード、車両の速度、車両が移動している坂に基づいて決定される。上記方法はさらに、車両の減速をモニタリング工程と、車両のブレーキあるいはモーターの１つ以上を制御することによって車両の減速が０でない上限を越えるのを自動的に防ぐ工程とを含む。車両の減速は、車両が０でない速度で坂を上方に移動している間に車両の後退を防ぐために車両のブレーキを作動させること、または車両のモーターに電流を供給することの１つ以上を行うことによって０でない上限を超えないようにされる。

一実施形態では、車両制御システムは、車両の選択された移動方向、車両のモーターの動作方向、およびモーターの動作速度を決定するように構成された制御装置を含む。制御装置は、車両の選択された移動方向とは異なる車両のモーターの動作方向に応答して車両の後退状態を識別するように構成される。制御装置はさらに、識別される後退状態、および指定された０でない速度閾値を越えるモーターの動作速度に応答して車両のブレーキを自動的に作動させることにより、車両の移動を自動的に遅らせるか停止させるように構成される。

一実施形態では、車両制御システムは、車両の速度に関する下限を決定するように構成された制御装置を含む。制御装置は、車両が登っている坂で車両の後退を防ぐために下限を決定するように構成される。下限は、車両によって搬送されたペイロード、および車両が移動しているルートの坂に基づいて制御装置によって決定される。制御装置は、車両の速度をモニタリングするように、かつ車両のブレーキを作動させることによって車両の速度が下限以下に落ちるのを自動的に防ぐように構成される。制御装置は、車両の速度に基づいて、および車両の加速とは無関係に、ブレーキを作動させるように構成される。制御装置はさらに、車両が０でない速度で坂を上方に移動している間に車両の後退を防ぐために車両のブレーキを作動させるように構成される。

一実施形態では、方法は、車両のブレーキがかけられている間に、車両のスロットル設定の運転手の要求する増加を表すスロットルコマンドを受け取る工程と、スロットルコマンドの受け取りに応答して車両の１つ以上のモーターによって生成されたトルクを増加させる工程と、最大の利用可能なトルクに到達する１つ以上のモーターによって生成されたトルク、目標解除加速に到達する１つ以上のモーターによって生成されたトルク、あるいはあらかじめ定められた０でない持続時間の終了の１つ以上に応答して車両のブレーキを解除する工程を含む。

一実施形態では、方法は、車両がルートの坂で停止状態にある間に、車両のブレーキが解除されるかどうかを判定する工程、ブレーキが解除されるとの判定に応答して、指定された０でない閾値距離だけ坂を下方に後退させる工程、あるいは、車両の１つ以上のモーターによって生成されたトルクを使用して車両を迅速に加速させる工程の１以上、および、車両に坂を下りさせること、あるいは車両を迅速に加速させることの１以上の後に、１つ以上のモーターによって生成されたトルクを調節することにより、坂を登る車両の動きをスムーズに移行する工程とを含む。

一実施形態では、方法は、（坂上の静止位置にある車両の１つ以上のブレーキがかけられている間に）、１つ以上のブレーキを解除するための運転手の入力がブラキング間隔中に受け取られるかどうかを繰り返し判定する工程と、ブランキング間隔中に１つ以上のブレーキを解除するという運転手の入力を受け取らないことに応答して車両の１つ以上のブレーキを解除する工程と、車両に坂を前進させるために車両の１つ以上のモーターでトルクを自動的に生成する工程とを含む。

ここで、添付の図面を簡単に参照する。

本発明の主題の実施形態にかかる、車両の後退を防ぐためのシステムが装備されたロードホールダンプ車両の側面図である。 本発明の主題の実施形態にかかる、車両の後退を防ぐためのシステムが装備された別の車両の斜視図である。 本発明の主題の実施形態にかかる、車両の後退を防ぐためのシステムと駆動システムの概略図である。 本発明の主題の実施形態にかかる、車両の後退を防ぐための制御ルーチンを描く図である。 本発明の主題の別の実施形態にかかる、車両の後退を防ぐための制御ルーチンを描く図である。 本発明の主題の別の実施形態にかかる、車両の後退を防ぐための制御ルーチンを描く図である。 本発明の主題の別の実施形態にかかる、車両の後退を防ぐための制御ルーチンを描く図である。 本発明の主題のさらに別の実施形態にかかる、車両の後退を防ぐための制御ルーチンを描く図である。 本発明の主題の実施形態にかかる、車両の後退を防ぐための制御ルーチンを描く図である。 本発明の主題の実施形態にかかる、車両の後退を防ぐためのシステムの操作を描くグラフである。 実施形態にかかる電気駆動および減速システムの概略図である。 実施形態にかかる、水圧摩擦ブレーキおよび電気式リターダーを含む制御システムを例示するブロック図である。 は、坂上の停止位置からの車両の移動を制御するための方法の一実施形態のフローチャートを例示する。 車両の運転手から入力が提供されないときに、坂上の車両の移動の自動的な制御のための方法の一実施形態のフローチャートを例示する。

本発明の主題の例証的な実施形態に対する詳細な言及が以下でなされ、その例が添付図面で示されている。可能な場合には、図面全体にわたって使用される同じ符号は同じまたは似た部分を指す。本発明の主題の例証的な実施形態は、地下採鉱産業で利用されるディーゼルエンジンを有するロードホールダンプ車両に関して記載されており、本発明の主題の実施形態はさらに、内燃機関と、一般にそうした内燃機関と使用する車両との使用に対応可能である。例えば、車両は、採鉱、構築、農業等の特定の産業に関連する操作を行なうように設計されたオフハイウェイ車両であってもよく、運搬トラック、クレーン、土木機械、掘削機械、農業機器、トラクター、資材運搬機器、土木機器などを含み得る。代替的に、あるいは、加えて、車両は、トラクター－トレーラーリグ、オンロードダンプカーなどのオンロード車両であってもよい。さらに、本発明の主題の他の実施形態は、電池式車両などの純粋な電気自動車および機構に適用可能である。本明細書で使用されるように、「電気通信」あるいは「電気的に結合された」は、特定のコンポーネントが、直接または間接の電気接続によって直接または間接の信号伝達を介して互いに通信するように構成されることを意味する。さらに本明細書で使用されるように、「ゼロ速度」とは、車両が停止／静止したときの車両の状態を指す。「ゼロに近い」速度とは、ある実施形態では、ほとんど停止したこと（例えば、５ｍｐｈ／８ｋｐｈだけ移動し、あるいは、別の実施形態では、１ｍｐｈ／１．６ｋｐｈだけ移動する）ことを意味する。

本発明の主題の実施形態は、車両を制御するための制御システム（および関連する方法）に関し、これは、車両が坂で後退するのを防ぐ。「坂」とは、０度よりも大きいか０度よりも小さな坂を有する非平面を指す。「常用ブレーキ」は、機械的な摩擦ブレーキ、例えば、典型的には、ホイールまたは軸に接続されるローターまたはディスクを作動させるために大気／空気圧あるいは油圧系統によってブレーキパットが作動し、かつ、一般的に推進システムから離れているタイプを指す。

図１は本発明の主題の制御システムが組み入れられ得るロードホールダンプ車両（１０）を例示する。ＬＨＤ車両は、連結式のジョイント（１６）によってリアシャーシ（１４）に接続されたフロントシャーシ（１２）を含む。車両（１０）はさらに、過度に積み過ぎた堆積物を入れるための、および／または、堆積物ならびに／あるいは掘削物質を移動させるためのバケット（１８）を前部に備える。バケット（１１８）は水圧式リフトアセンブリ（図示せず）によって操作可能である。車両（１００）の後部にはコンパートメント（２０）が設けられ、その内部には、ディーゼルエンジン（ディーゼルエンジン駆動式車両の場合）、あるいは車両（１０）に動力を提供するためのバッテリー（電気駆動車両の場合）とその付属物が収容される。

図２に関して、車両は運搬トラック（３０）であってもよい。運搬トラック（３０）は、高生産採鉱と高荷重な工事環境で使用するために特別に設計されたダンプカーである。運搬トラックの駆動システムは、運搬トラックに動力を供給するディーゼル－電力／牽引システムに接続された駆動輪（３２）を含む。（一実施形態では、本発明の主題のシステムおよび／または方法は、具体的には運搬トラックあるいは地下採鉱車両に実装されるが、運搬トラックと地下採鉱車両は一般に車両の例証となる。）

図３は、ＬＨＤ車両（１０）あるいは運搬トラック（３０）などの電気駆動機械用の駆動システム（１００）の例を概略的に例示する。駆動システム（１００）は、エンジン（１０２）（例えば、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、多燃料機関など）などの一次電源と、エンジン（１０２）に機械的に接続された、またはエンジン（１０２）によって駆動される牽引交流発電機／ジェネレーター（１０４）とを含む。図３に例示されるように、牽引交流発電機（１０４）は牽引バス（１０６）に電気的に接続されている。牽引交流発電機（１０４）は、牽引バス（１０６）によって１つ以上のコンバータ、例えば、第１と第２のインバーター（１１０）、（１１２）に電気的に接続された１つ以上の整流器（１０８）に、ＡＣ電力を供給するように構成される。インバーター（１１０）（１１２）は、車両の第１と第２のホイール、例えば、車両（１０）の後輪（１２）（第１の後輪（１１８）と第２の後輪（１２０）とを含む）にそれぞれ連結された第１と第２のトラクションモーター（１１４）、（１１６）などの１つ以上のモーターに接続される。随意に、車両は単一のモーターあるいは２つを超えるモーターを有することもある。２つのインバーターと２つのモーターが図３に示されているが、本明細書に記載された本発明の主題の１つ以上の実施形態は、車両中に単一のインバーターおよび単一のモーター、あるいは２つを超えるインバーターおよび２つを超えるモーターに関連して使用されてもよい。整流器（１０８）は交流発電機（１０４）から受け取ったＡＣ電力をＤＣ出力へ変換するように構成され、ＤＣ出力はその後、牽引バス（１０６）によってインバーター（１１０）、（１１２）へと供給される。インバーター（１１０）、（１１２）は、車両（１０）の第１の後輪（１１８）と第２の後輪（１２０）に連結された第１と第２のトラクションモーター（１１４）、（１１６）に、三相の周波数可変ＡＣ電力を供給するように構成される。

さらに図３に示されるように、一実施形態では、スターターモーター（１２２）は、当該技術分野で知られているように、操作を開始するべく、エンジン（１０２）を回転させるためにエンジン（１０２）に連結されることもある。加えて、車両は、三次巻線（１２６）と界磁巻線（１２８）によって交流発電機（１０４）に電気的に接続されたバッテリー（１２４）（例えば、２４Ｖのバッテリーを含み得る。バッテリー（１２４）は車両（１０）の電気駆動システム（１００）の操作を開始するために交流発電機界静止励磁器（ａｌｔｅｒｎａｔｏｒ ｆｉｅｌｄ ｓｔａｔｉｃ ｅｘｃｉｔｏｒ）として機能するように構成される。

トラクションモーター（１１４）、（１１６）は、車両を移動させるためにけん引力を提供し、ＡＣまたはＤＣの電気モーターであってもよい。ＤＣトラクションモーターを使用する場合、交流発電機の出力は典型的に適切なＤＣパワーを提供するために整流される。ＡＣトラクションモーターを使用する場合、交流発電機の出力は典型的にＤＣへ整流され、その後、トラクションモーター（１１４）、（１１６）に供給される前に三相交流に反転される。操作の前進モードの間、力は、動作を達成するために、エンジン（１０２）からトラクションモーター（１１４）、（１１６）、ゆえに、車両（１０）のホイール（１１８）、（１２０）まで伝えられることもある。

動力を供給することに加えて、トラクションモーター（１１４）、（１１６）はさらに、駆動システム（１００）が配備される車両（１０）の速度を制御するために制動力またはブレーキ力を提供することもある。これは一般には発電制動と呼ばれる。車両の動きが減速されることになっているときなどの操作の発電制動モード中に、駆動輪の機械的な回転によって力が生成され、減速グリッド（１３０）の方へ向けられることもある。とりわけ、車両（１０）の運動エネルギーは駆動輪（１１８）、（１２０）で回転力に変換されることもある。駆動輪の回転はさらに、例えば、ＡＣ電力の形態で電力を生成するために、モーター（１１４）、（１１６）を回転させることもある。インバーター（１１０）、（１１２）は、モーター（１１４）、（１１６）によって供給される力をＤＣ電力へと変換するためのブリッジとして役立つこともある。モーター（１１４）、（１１６）によって生成されたＤＣ電力の散逸は、車両（１０）を減速させるために駆動輪（１１８）、（１２０）で反回転トルクを生成することもある。こうした散逸は、示されるように、発電制動グリッド（１３０）または減速グリッドなどの抵抗器を介してインバーター（１１０）、（１１２）によって提供される生成電流を流すことにより遂行されてもよい。

図３においてさらに例示されるように、駆動システム（１００）は、エンジン（１０２）を冷却するためにエンジン（１０２）によって駆動されるエンジンラジエーターファン（１３２）をさらに含む。駆動システム（１００）はさらに、１つ以上の制御部と、交流発電機（１０４）に機械的に接続された電動冷却ファン（１３４）を含む。冷却ファン（１３４）は、インバーター（１１０）、（１１２）、電車電動機（１１４）、（１１６）などのトラクション駆動システムのすべてのコンポーネントの冷却をもたらすように構成される。

交流発電機（１０４）も、車両の付属物あるいは他のコンポーネントによって使用される水圧を提供する水圧ポンプ（１３６）に接続されてもよい。例えば、水圧ポンプ（１３６）は、バケットアーム（１８）、および／または、車両（１０）の１つ以上のホイールに連結された（例えば、ホイール（１１８および１２０）に連結されているものとして図３に図示されている）１つ以上の水圧常用ブレーキ（１３８および１４０）などのブレーキ装置によって使用される水圧を提供するように構成されてもよい。図３では２つのブレーキが示されているが、随意に、車両は１つのブレーキまたは２つを超えるブレーキを含み得る。水圧常用ブレーキ（１３８および１４０）は、車両を停止させるか、減速させるために、車両（１０）のホイール（１１８および１２０）に摩擦の制動力またはブレーキ力を与えるように操作可能であり、操作の発電制動モードで操作する際に、トラクションモーター（１１４および１１６）によって提供されるブレーキ力を補足するために、または上記ブレーキ力の代わりに、利用されることもある。一実施形態では、水圧常用ブレーキ（１３８および１４０）は、水圧ポンプ（１３６）に流体接続され、１つ以上の電気水圧比例バルブ（１４４）を含み、その位置は、ブレーキ（１３８および１４０）によって提供されるブレーキ力の量を制御するために、以下に議論されるように、制御装置によって制御されてもよい。他のタイプのバルブが利用されることもある。

本明細書に記載された車両（１０）は、水圧常用ブレーキの形態のブレーキ装置を含むものとして開示されているが、本発明の主題のより広い態様から逸脱することなく、他のタイプの常用ブレーキも車両に搭載されて利用されてもよい。例えば、常用ブレーキは、車両を減速または停止させるための摩擦によってホイールの回転を減速または停止させるために車両のホイールの回転または移動コンポーネントに（例えば、クランプすることによって、または押圧することによって）接触する摩耗表面を利用する当該技術分野で知られている任意のタイプの摩擦ブレーキであってもよい。ホイール（例えばディスク、ドラムなど）の一部に対して摩擦ブレーキの摩耗表面を押し付けることは、機械的に、水力で、空気的に、あるいは電磁石によって達成されてもよい。本明細書で使用されるように、「常用ブレーキ」とは、車両のサイドブレーキおよび／またはホイールブレーキロックを包含することもある。随意に、適用されるブレーキは、（例えば、選択された、または、以前の移動方向に対して）後方方向に回転しないように噛み合う１つ以上のトラクションモーターであってもよい。

利用される特定のタイプの常用ブレーキにかかわらず、ブレーキ装置（１３８および１４０）は、例えば、運転室内のブレーキペダルを押し下げたり、あるいはユーザーインタフェース上のボタンを押したりすることなどによって、車両の運転手によって手動で配備または作動されてもよく、回転ホイールコンポーネントでブレーキの摩擦接触を開始させる他の手段が利用されることもある。一実施形態では、常用ブレーキ（１３８および１４０）の適用も、車両の制御装置または制御ユニットによって自動的に制御されてもよい。とりわけ、図３でさらに例示されるように、ブレーキ装置（１３８および１４０）を含む駆動システム（１００）とその様々なコンポーネントは、電気的に接続（さもなければ通信）されてもよく、および、制御装置（１４２）によって制御されてもよい。制御装置（１４２）は、１つ以上のプロセッサー（例えば、１以上のマイクロプロセッサー、フィールドプログラマブルゲートアレイ、および／または集積回路）を含み、および／または上記１つ以上のプロセッサーに接続された、ハードウェア回路を表わすことができる。特に、制御装置（１４２）は、トラクションモーターシステム（１００）とその様々なコンポーネント、および、トラクションモーターシステム間で供給される電気を制御するように構成される。

以下に議論されるように、制御装置（１４２）はさらに、常用ブレーキ（１３８、１４０）と駆動システム（１００）の協調制御を介して坂で車両の後退を自動的に防ぐように操作可能である。特に、制御ユニットまたは制御装置（１４２）は、自動的に常用ブレーキ（１３８と１４０）をかけるか、および／または、不注意な後退を防ぐために車両の運転手からの入力なく、様々な操作条件下において坂の上でゼロ速度あるいはほぼゼロ速度で車両（１０）を保持するために、ホイールモータ（１１４および１１６）のトルク出力を制御するように構成される。本明細書で使用されるように、「自動的に」とは、車両の運転手からの入力あるいは介入がないことを意味する。本明細書で使用されるように、「後退状態」とは、選択されたまたは望ましい移動方向とは反対の方向または異なる方向への車両の移動が、ブレーキをかけていないか、車両の加速ペダルを押し下げていない状態で起こりうるという状態または条件を指す。

例えば、車両が坂を移動中で、運転手が車両を停止させようとするときに、後退状態が起こりうる。運転手または制御システムが加速ペダル（あるいは、さもなければ、移動方向への加速を自動的に止める）などの車両の加速度入力デバイスを解除するため、車両は車両が移動している坂のせいですぐに減速し、車両は０の速度に近づく。加えて、運転手がルートの坂のせいで加速度入力デバイスを作動させ（例えば、ペダルを押し下げる）続けても、車両は減速することもある。０の速度閾値に到達すると、車両は、常用ブレーキまたはサイドブレーキをかけない状態で後退することがある。この後退を防ぐために、１つ以上のブレーキが自動的に作動することもあれば、および／または、１つ以上のモーターが正反対方向にトルクを生成するために自動的に動作することもある。この結果、車両は、ルート（例えば、後退しないで）位置を維持するか、あるいは、制御された速度でわずかに後方へ移動する。

１つ以上の方向への車両の移動は、１つ以上のセンサー（３００）を使用して決定可能である。これらのセンサー（３００）は、全地球測位システム受信機、反射型センサー、遮断センサー、光学式エンコーダ、可変磁気抵抗センサー、ウィーガントセンサー、ホール効果センサーなどを含むことができる。制御装置（１４２）は、センサー（３００）からの出力に基づいて車両（１０）の移動方向を決定することができる。

図４は、車両の後退を防ぐための方法（４００）の一実施形態のフローチャートを例示する。フローチャートは、運転手が坂で車両を停止させたいときに車両の後退を防ぐための制御装置（１４２）によって行われた制御ルーチンの監督下で行なわれた操作を表わすことができる。ここで示されるように、運転手が（４１０）で加速ペダルを解除するとき、制御装置（１４２）は（４１２）でペイロード、車両の速度、および／または推定される傾斜に基づいて目標最大減速度を決定するように構成され、および、（４１４）で、最大減速度未満に車両の減速を維持し、かつ車両を減速させるために必要とされるトルクを制御するように構成される。

ペイロードの重量は、運転手、積荷目録、センサー（例えば、ペイロードが置かれるはかり）から制御装置（１４２）に与えられる入力に基づいて決定され得る。車両の速度は、全地球測位システム受信機、タコメーターなどのセンサー（３００）の１つ以上によって決定され得る。推定された傾斜は、運転手によって、あるいは様々な位置のルートの坂を含むデータベースを参照することによって、提供される入力から決定され得る。随意に、センサー（３００）の１つ以上は、ルートの坂または推定される傾斜を示すデータを出力することができる傾斜計、加速度計などを含み得る。目標最大減速度（あるいは減速上限）は、ペイロードが重ければ減少し、（あるいは、ペイロードが軽ければ増加し）、選択されたまたは以前の移動方向とは反対側の方向への車両の速度が遅ければ減少し、（あるいは車両の速度が速ければ増加し）、および／または、坂が急でなければ（例えば、より平坦な坂）減少し、あるいは坂の傾斜が急であれば（例えば、より傾きが急である坂）増加する可能性がある。

駆動システム（１００）は、（単純に重力に任せるのではなく）車両の制御された降下／減速をもたらすために利用される。例えば、駆動システム（１００）のモーターによって生成されたトルクは、車両の目標減速度を達成し、かつ車両の速度を、非常に低いが０でない速度に落とすように（例えば自動的に）制御可能である。車両および車両のモーターは選択された移動方向に動作し続けることもある。すなわち、車両は坂を後退し始めたり、移動を０の速度に停止させたりしないこともある。（４１６）で示されるように、一実施形態では、運転手はその後、０の速度で、あるいは、非常に低い、ほぼ０の（ゼロより大きな）速度で、手動で常用ブレーキ（１３８および１４０）をかけることができる。これにより、駆動システム（１００）は、車両のブレーキをかけることなく、車両の後退を防ぐことができる。例えば、車両の坂の後方への移動は、選択された移動方向（例えば、坂の上に）に車両を前進させないが、車両が坂を下方に後退するのを防ぐ、車両のモーターによりトルクを適用することによって、防ぐことができる。

図４でさらに示されるように、一実施形態では、制御装置（１４２）は、車両が制御された減速下で０の速度に近づくものの、車両が選択されたまたは望ましい移動方向に依然として動いている間に、常用ブレーキ（１３８および１４０）を自動的にかけるに構成されてもよい。とりわけ、制御装置（１４２）は、（４１８）において、ブレーキペダル入力／減速コマンドが存在するか（運転手による入力など）、あるいは、加速ペダルのフィードバックが閾値を越えるかどうかを判断する。減速／ブレーキがＯＮであるかどうか、あるいは、加速ペダルのフィードバックが閾値を超え、および、車両の速度が閾値速度未満である（つまり、車両が０の速度に近づくとき）場合には、制御装置（１４２）は、（４２０）において、制御された減速あるいは異常な０のトルク減速にかかわらず、常用ブレーキ（１３８および１４０）をかける。しかしながら、いかなる加速ペダルまたはブレーキのフィードバックも受信／検出されず、かつ、車両の速度が閾値速度未満である（つまり、車両が０の速度に近づくとき）場合には、制御装置（１４２）は、（４２２）において、ブレーキ遅延時間（つまり、ブレーキを噛み合わせ、かつ、車両を減速／停止させるためにかかる時間）、および車両の減速に基づいて、０の速度またはほぼ０の速度（ただし、ゼロよりも大きい速度）の学習した速度閾値で常用ブレーキ（１３８および１４０）を自動的にかける。

さらに、あらかじめ定められた時間が経過した後に、いかなる加速ペダルまたはブレーキの入力（例えば、運転手がブレーキを手動でかけること）が受信されない場合、ブレーキ（１３８および１４０）は４２４において解除される。いずれかの実施形態では、ブレーキは、ブレーキ遅延時間（つまり、ブレーキをかけて車両を減速／停止させるのにかかる時間）および車両の減速に基づいて、０の速度あるいはほぼ０（ただし、ゼロよりも大きい速度）の学習された速度閾値で自動的にかけられてもよい。例えば、制御装置（１４２）は、高速で減速しているときには早めに、低速で減速しているときには遅めにブレーキをかけるように構成されてもよい。本明細書に記載される本発明の主題は、坂で車両を停止させる際に車両の後退を防ぐための手段と、車両の移動から停止までの滑らかな移行をもたらす。

車両の後退が生じ得る別の状況は坂で車両を発進させることである。車両が坂で停止したとき、典型的には駆動システムはブレーキをかけたままにする。いったん車両が止められると、ブレーキはかけられていたかもしれず、あるいは、上に議論されるように、減速中に自動的にかけられていたかもしれない。図５は、坂で移動を始めるときに車両の後退を防ぐ方法（５００）の一実施形態のフローチャートを例示する。フローチャートは、坂で車両を発進させるときに、車両の後退を防ぐために制御装置（１４２）によって実行または実施された操作を表すことができる。（５１０）で示されるように、当初、車両は停止して、駆動システムは（トラクションモーターの減速動作を介して、あるいは、常用ブレーキ（例えば、サイドブレーキ）をかけることを介して）静止位置で車両を保持する。一実施形態では、（５１２）において、運転手は、車両位置を維持するためにブレーキ制動／減速力を加え、動き始めるべくトルクを増やすために加速ペダルを押す。例えば、運転手は（例えば、１つ以上の入力装置によって制御システムへ入力を提供することによって）移動方向を選択し、車両の移動を命じるためにスロットルを適用することもある。トラクションモーターで利用可能なトルクが後退を防ぐのに十分な閾値を超過する場合（つまり、平衡トルク）、ブレーキは（５１４）で解除され、車両は、選択された移動方向で動くことを許される。さもなければ、トルクが閾値を越えるまで、ブレーキは（５１６）において制御装置（１４２）によって維持され続ける。一実施形態では、トルク閾値は推定された傾斜に依存して選択されることもある。

図５でさらに示されるように、特定の故障状態は他の行動を取るように要求することもある。例えば、駆動システムトルク制御および駆動システムブレーキ制御は可能ではないか、利用可能ではないこともある。そのような故障状態が存在する場合、制御装置（１４２）は運転手の動作を促すために（５１８）においてブレーキ（１３８および１４０）を解除するように構成される。（５２０）において、故障状態が解決すると、制御装置（１４２）は、正常なものとして運転手／ペダル入力に応答するように駆動システム（１００）を制御する。別の実施形態では、駆動システムブレーキ制御は利用可能で機能していることもあるが、駆動システムトルク制御がそうではないこともある。この場合、制御装置（１４２）は、（５２２）において、そのような故障状態の間にブレーキ（１３８および１４０）を保持するように構成される。故障が解決すると、制御ルーチンは初期条件（５１０）に移る。しかしながら、故障があらかじめ定められた時間の後も解決しない場合、制御装置（１４２）はブレーキ（１３８および１４０）を解除するが、（５２４）において運転手に行動（例えば、常用ブレーキをかけ、オーバーライドスイッチを押し、移動を制御するなど）を起こすように促すため、故障は進行中である。

またさらに図５を参照すると、一実施形態において、運転手は制動あるいは加速度入力／スロットルコマンドを適用しないこともあれば、あるいは、運転手は（５２６）において、ブレーキを解除する（あるいは、命じられた減速力を取り除く）こともある。そのような場合、制御装置（１４２）は、（５２８）において、ペダル入力（例えば、減速／ブレーキ／スロットルフィードバック）をあらかじめ定められた時間、待つ。ペダル入力があらかじめ定められた時間／ウィンドウ内で受け取られた場合、制御ルーチンは工程（５１２）に移る。しかしながら、いかなるペダル入力もウィンドウ内で受信されない場合、制御装置（１４２）は、（５２０）において、ブレーキ（１３８および１４０）を解除するか、あるいは、いかなる減速力も取り除くために、駆動システム（１００）を制御する。そのような場合、駆動システム（１００）は、制御装置（１４２）の制御下で、非常に遅い正または負の速度を許可するために、（５３２）においてトルクを適用するか、あるいは、あらかじめ定められた速度限界までの加速を許可する。すなわち、駆動システム（１００）は重力方向への非常に遅い速度を可能にするために利用される（つまり、前進速度を制限し、処置を講ずるように運転手に促す）。（５３４）において、運転手が加速トルクを命じるか、あるいは運転手がブレーキ／減速ペダルを使って車両を停止させるまで、非常に遅い正または負の速度が継続する。

ここで、図６に目を向けると、後退状態中に車両を制御するための方法（６００）の一実施形態のフローチャートが例示されている。フローチャートは、後退状態中に制御装置（１４２）によって実行または実施された操作を表すことができる。運転手が選択された移動方向を変えるか、あるいは、車両があまりにも速く減速し、０速度を超えて、ブレーキをかけることができるようになるよりも先に、正反対の方向に進行し始めと、後退状態は、例えば、駆動システムの故障（例えば、推進力がない）の結果、生じることもある。図６で示されるように、（６１０）は後退状態の存在を示す。一実施形態では、車両の速度がメモリに保存された閾値速度（つまり、後退を示す負の速度）を超え、車両の動きが選択された移動方向とは反対側の方向で検出される場合、制御装置（１４２）は（６１２）で例示されるように、車両を減速させるための減速力を提供するためにトラクションモーター（１１４および１１６）を自動的に制御するように構成される。１つ以上の方向への車両の移動は、図３に示されるセンサー（３００）の１つ以上を使用して決定可能である。一実施形態では、閾値速度はおよそ６ｍｐｈであってもよい。一実施形態では、制御装置（１４２）は、およそ３ｍｐｈで車両の速度を保持する駆動システム（１００）を制御するように構成される。

図６でも示されるように、車両の速度がメモリに保存された閾値速度（つまり、後退を示す負の速度）を超え、セレクターがニュートラルである場合、制御装置（１４２）は（６１４）で例示されるように、車両を減速させるための減速力を提供するためにトラクションモーター（１１４および１１６）を自動的に制御するように構成される。一実施形態では、閾値速度はおよそ５ｍｐｈであってもよい。一実施形態では、制御装置（１４２）は、およそ３ｍｐｈで車両の速度を保持する駆動システム（１００）を制御するように構成される。

一実施形態では、車両の速度が閾値速度を超えないが、依然として後退状態を経験している場合、制御装置（１４２）は（６１６）においてブレーキ（１３８および１４０）を自動的にかけることもある。例えば、これは、車両が負の速度状態下で停止する場合に生じることがある。代替的に、後退状態が生じることなく、あるいは、後退状態が検出されることなく、車両の速度に応答するが閾値速度（さらに速度上の最大寸法と呼ばれた）を超えない状態で（６１６）において、ブレーキが自動的にかけられるか、あるいは他の方法で作動することがある。例えば、車両が坂の上でほとんど平衡が保たれ、意図したまたは選択された移動方向に加速度が低い（例えば、０の速度に向かって）場合、加速度が０またはほぼ０であるかどうかにかかわらず、速度上限（例えば、モーターの毎分３０回転）を超えない非常に低速な速度でブレーキをかけることができる。これにより、車両を坂で後退させることなく、あるいは、坂を下方に後退する（例えば、後退状態）車両を検出することなく、ブレーキをかけることが可能となる。（６１８）で示されるように、制御装置（１４２）は自動的にブレーキを解除し、設定された時間の後に低速での徐行を可能にするトルクを提供するために、トラクションモーター（１１４および１１６）を制御することもある。一実施形態では、後退状態中にブレーキをセットする場合、運転手は車両が動き出す前にブレーキをかけて解除することを要求されることもある。

図７は、車両の動きを制御するための方法（７００）の一実施形態のフローチャートを例示する。フローチャートは、駆動システム（１００）あるいは制御装置（１４２）によって実行または実施された操作を表すことができる。一実施形態では、駆動システム（１００）は、車両が坂で停止し、駆動システムがブレーキをかけ続けている場合、初期状態から制御されることもある。方法（７００）は、運転手が少なくとも５０％のスロットルをかけることによって移動を命じる移動コマンド（７１０）から始まる。移動コマンド（７１０）に応答して、駆動システム（１００）は、命じられたトルクまでのトルクを増大させるか、あるいは（坂で静止した車両を保持するためだけの平衡トルクに対立するものとして）十分なトルクになるまで増やす。例えば、制御装置（１４２）は、所望の加速（例えば、運転手が選択したスロットル設定に基づいて）を達成するために必要とされるトルクの量であるトルク閾値を決定することができる。このトルク閾値は、車両の重量、車両によって搬送されるペイロードの重量、車両が停止している坂などに基づき得る。その後、駆動システム（１００）は、運転手によって示されたトルクまで、あるいはモーターが生成することができる最大トルクまで、車両のモーターによって生成されたトルクを増加させることが可能である。一実施形態では、（７１２）で示されるように、制御装置（１４２）は、利用可能なトルクの最大量を提供し、かつ最大トルク（所望の速度のための閾値トルクではなく）でブレーキを自動的に解除するために、駆動システム（１００）を制御することがある。別の実施形態において、制御装置（１４２）は、加速ペダルを適用した後にあらかじめ定められた（例えば、０でない）持続時間にわたってブレーキを掛け続けて、その後、ブレーキを解除することもある。本実施形態において、制御装置（１４２）はブレーキを解除する前に時間遅延を利用する。別の実施形態において、（７１６）で例示されるように、制御装置（１４２）はブレーキを解除するように運転手に促すこともある。特に、制御装置（１４２）は、閾値トルクが利用可能であること、および、システムがブレーキを解除する準備ができていることを示す、音声による警告または視覚的な表示などによって運転手に示すこともある。さらに別の実施形態では、運転手は、制動機能の制御を引き継ぐこともある。例えば、（７１８）において、制御装置（１４２）は、常用ブレーキ（１３８、１４０）をかけることを運転手に要求することもあり、その後、加速ペダルが押されると、ブレーキは自動的に解除されることもある。０あるいはわずかに正の速度を保持するために平衡トルクを適用することができ、加速ペダルによって要求されるようにトルクを増加させることができる。

図１３は、坂上の停止位置からの車両の移動を制御するための方法（１３００）の一実施形態のフローチャートを例示する。方法（１３００）に関連して記載された操作は、制御装置（１４２）および／または駆動システム（１００）によって実行または実施可能である。方法（１３００）は、車両が坂の上にある間にブレーキの解除後に車両の加速を制御するための閉ループプロセスを提供することができる。（１３０２）において、車両の１つ以上のブレーキはかけられることで、車両を坂の位置で保持する。ブレーキは、本明細書に記載された本発明の主題の１つ以上の実施形態によってかけることができるか、あるいは別のプロセスによってかけられてもよい。（１３０４）において、ブレーキが解除されるかどうかについての決定がなされる。例えば、制御装置（１４２）は運転手の入力の受け取りに応答してブレーキを解除することができる。ブレーキが解除されると、方法（１３００）のフローは（１３０６）の方へ進むことができる。さもなければ、方法（１３００）のフローは（１３０４）方へ戻ることができる。

（１３０６）において、車両は、坂を下方にわずかに後退すること、および／または、ブレーキの解除後、および、ブレーキの解除に応答して速やかに加速することを許可される。例えば、制御装置（１４２）は、車両に坂を前進させるべくトルクを生成するようにモーターに指示をする前に、ルートの長さに沿って、１メートル（あるいは別の距離）の指定された閾値距離未満などのごくわずかな距離だけ車両を坂で下方に後退させることを許可するために、モータートルクを生成することなく、あるいは、ある程度のモータートルクを生成することによって、駆動システム（１００）にブレーキを解除させることができる。別の例として、制御装置（１４２）は、モーターを使用して速やかに加速するように駆動システム（１００）に指示をすることができる。制御装置（１４２）は、駆動システム（１００）が運転手により選択された、または、自動的に実施されたスロットル位置に到達するために（例えば、停止した位置から坂を上がる移動を始めないときに）加速することになるよりももっと速く加速するように駆動システム（１００）に指示をすることができる。（１３０８）において、駆動システム（１００）のモーターによって生成されたトルクは、停止した車両の位置から、運転手により選択された、または、自動的に実施されたスロットル位置に従った移動までスムーズに移行するように迅速に調節される。例えば、駆動システム（１００）によって実行される迅速な加速は、車両を急に動かすことなく減少することもあれば、そうでなければ停止位置からまだ車両を坂で上方へ移動させている間に、車両を突然移動させることなく減少することもある。

図１４は、車両の運転手から入力が提供されないときに、坂上の車両の移動の自動的な制御のための方法（１４００）の一実施形態のフローチャートを例示する。方法（１４００）に関連して記載された操作は、制御装置（１４２）および／または駆動システム（１００）によって実行または実施可能である。（１４０２）において、車両の１つ以上のブレーキはかけられることで、車両を坂の位置で保持する。ブレーキは、本明細書に記載された本発明の主題の１つ以上の実施形態によってかけることができるか、あるいは別のプロセスによってかけられてもよい。（１４０４）において、車両の運転手が指定されたブランキング間隔内で入力を提供したかどうかについての決定がなされる。例えば、制御装置（１４２）は、運転手がブレーキペダルを押し下げたか、ボタンを作動させたか、そうでなければブレーキをかけたままにするために制御装置（１４２）に入力を提供するように行動したかどうか判断することができる。制御装置（１４２）は、５秒ごと（あるいは他の時間間隔）などブランキング間隔ごとに少なくとも一回ブレーキをかけたままにするために運転手が入力を提供したかどうかを判断するために、運転手の入力を定期的にチェックすることができる。運転手がブレーキをかけたままにするために入力を提供していれば、方法（１４００）のフローは（１４０２）へ戻ることができる。あるいは、運転手がブランキング間隔内で入力を提供していなければ、方法（１４００）のフローは（１４０６）の方へ進むことができる。

（１４０６）において、車両のブレーキが解除される。（１４０８）において、車両を、坂をゆっくりと徐行しながら上方へと移動させるために、モータートルクが生成される。例えば、同時に、車両のブレーキが解除されると同時に（あるいはその直後に）、制御装置（１４２）は、車両に低速（例えば、時速５キロメートル未満）で坂を上方へ移動させるために少量のトルクを生成し始めるように駆動システム（１００）のモーターに指示をすることができる。

ある実施形態では、図８に示される方法（８００）のフローチャートによって例示されるように、意図しない後退なく、停止状態から、選択された移動方向への移動まで移行するために、運転手と自動制御の両方を利用することができる。例えば、図４に関連して上に議論されるように、運転手が加速ペダルを解除した後、制御装置（１４２）は最大減速度を制限するのに必要とされるようなトルクを提供するために、目標最大減速度を決定し、駆動システム（１００）を制御することもある。これにより、（８１０）で例示されるように、車両を低速速度に減速させ、命じられた移動方向を維持することが可能となる。その後、（８１２）で示されるように、静止した状態で車両を維持するために、運転手は０の速度で常用ブレーキまたはサイドブレーキをかけることもある。この静止した状態から様々な制御戦略が熟考され、これは、静止した状態から選択された移動方向への移動まで移行する際に、あるレベルの運転手の入力を可能にする。

第１の制御戦略（８２０）は、運転手によるホイールロックの設定と、坂の静止した車両を保持するために、（８２２）において、事前にかけておいた常用ブレーキまたはサイドブレーキの解除とを含む。（８２４）で示されるように、その後、手動と自動の両方の制御を用いて、加速装置フィードバックが検出されたときに、停止から選択された移動方向まで車両をスムーズに移行させる。とりわけ、制御装置（１４２）は、ホイールロックがオン（停止状態（８２２から）になり、加速ペダルフィードバックが閾値を上回るときに、常用ブレーキまたはサイドブレーキをまず命じるように構成される。その後、運転手は、ホイールロックを解除するように促されることもある。いったん、ホイールロックは切られると、制御装置（１４２）は、上記の実施形態で議論されるように、利用可能なトルク閾値が満たされると（つまり、後退を防ぐために十分なトルクが利用可能であるとき）、常用ブレーキまたはサイドブレーキを自動的に解除するように構成される。

第２の制御戦略（８３０）は、運転手がブレーキを使って車両を０速度にした後、（８３２）において、常用ブレーキを自動的にかける制御装置（１４２）を含む。上に記載された実施形態で議論されるように、（８３４）において、制御装置（１４２）は、加速ペダルが運転手によって適用され、利用可能なトルクが車両の後退を防ぐのに十分な閾値レベルを超える場合に、ブレーキを自動的に解除するように構成される。この制御により、車両は、静止した状態から、選択された移動方向への滑らかな移動に移行することができる。

第３の制御戦略（８４０）は、同様に、運転手がブレーキを使って車両を０速度にしたあとに、（８４２）において、自動的に常用ブレーキをかける制御装置（１４２）を含む。その後、運転手はブレーキをかけたまま、加速ペダルを適用して車両に坂を移動させ始めてもよい。この状態に関連して、制御装置（１４２）は、（８３４）で示されるように、利用可能なトルクが車両の後退を防ぐのに十分な閾値レベルを超えるときに、自動的にブレーキを解除するように構成される。一実施形態では、平衡トルクが適用されると、ブレーキ圧はゆっくり減少することもある。

一実施形態では、車両を坂で始動させるとき、運転手（手動始動モード）あるいは制御装置（１４２）（自動始動モード）のいずれかが、可変的にかけることができる油圧ブレーキ、あるいはリストリクターバルブを備える油圧ブレーキのいずれかを利用して後退を防ぐために、ブレーキとトルクの両方の平衡を保つこともある。トルクが増加するにつれて、ブレーキは、例えば、ブレーキ圧を減少させることにより、ゆっくり緩められることもある。このように、ブレーキはクラッチに似たように操作され、それにより、トルクとブレーキの適用が平衡を保たれることで、車両の後退を防ぎ、かつ正の動きへとスムーズに移行する。一実施形態では、ブレーキは、トルクが増加するにつれてブレーキ圧が選択的に減少するように、制御装置（１４２）によって制御可能な連結されたリストリクターを有する油圧ブレーキであってもよい。トルク上昇率は、学習されたブレーキ圧対０の速度を維持するブレーキのトルク率に一致するように、調節されてもよい。システムは、ブレーキが完全に解除されるまで、適用されたトルク上昇率とブレーキ圧ブリーディングを調節し続けるように構成されてもよい。いずれの場合（つまり、適用される変数を備えた油圧ブレーキあるいはリストリクターバルブを備えた油圧ブレーキ）も、ブレーキが完全に解除された後のトルクの継続的な適用は車両の移動を引き起こす。故障状態（例えば、速く加速しすぎて）を示す過剰な車両の移動が検出されると、車両の動きを止めるために自動的にブレーキがかけられることもある。

坂で停止するとき、および、坂で始動するときに、確実に車両の後退を防ぐことに加えて、本発明の主題のシステムと方法はさらに、前進する動きから後退する動きまでの移行、およびその逆の移行の制御レベルの強化を可能にする。例えば、運転手は、駆動システムのインバーターがオフのときにニュートラルを命じるよりもむしろ、速度（例えば、前進から後進、あるいは後進から前進）速度でセレクターを正反対方向に切り替えることにより、方向変換を要求することもある。この状況で、制御装置（１４２）は、減速が重力推定および車両加速に基づいて入力されるかどうかを判断するように構成される。一実施形態では、急勾配の坂を下って移動する場合、制御装置（１４２）は、制御された減速を０の速度にするために駆動システム（１００）を制御する。特に、制御装置（１４２）は、車両の速度が閾値を超えていて、要求された方向とは反対の方向に移動している場合に、要求された方向への駆動トルクを拒むように構成される。いったん、車両の速度が制御された減速を利用して閾値よりも下になると、制御装置（１４２）は、新しく選択された移動方向に利用可能なトルクが車両の後退を防ぐのに十分となるまでブレーキが維持されるように、受信したトルクコマンド、坂でのトルク閾値、および車両の速度に基づいて、ブレーキをかけるように構成される。

しかしながら、車両が比較的平らな面を移動している場合、制御装置（１４２）は、車両の速度と加速に基づいて減速モードに切り替えるように駆動システムを制御し、かつ、加速ペダルフィードバックを減速コマンドとして解釈する。駆動システム（１００）は、新しく選択された移動方向に利用可能なトルクが車両の後退を防ぐのに十分となるまでブレーキが維持されるように、受信したトルクコマンド、坂でのトルク閾値、および車両の速度に基づいて、常用ブレーキを利用して、車両を停止させる。前進コマンドが後退を防ぐのに不適切な場合、後退を防ぐためにブレーキがかけられ、維持される。前進コマンドが後退を防ぐのに適切な場合、車両は上に議論された方法でモーターへの移行を許可される。

随意に、本明細書に記載された駆動システム（１００）と付随する方法は、車両の交流電動機に直流を印加することによって、坂での車両の後退を防ぐことができる。制御装置（１４２）は、あらかじめ決定された量から、あるいはペイロード、坂、および／または（坂を上方へ移動する）車両の速度に基づいて、指定された直流を決定することができる。より重いペイロード、より険しい坂、および／または、より速い速度については、制御装置（１４２）はより大きな直流量を計算することができる。より軽いペイロード、より平坦な坂、および／または、よりゆっくりした速度については、制御装置（１４２）はより小さな直流量を計算することができる。

その後、この決定された直流の量は、駆動システム（１００）の１つ以上の交流電動機（１１４および１１６）に印加または供給される。一実施形態では、交流電動機（１１４および１１６）に印加された直流の量は、駆動システム（１００）が交流電動機（１１４および１１６）に供給することできる直流の最大量である。代替的に、交流電動機（１１４および１１６）に印加される直流の量は、駆動システム（１００）が交流電動機（１１４および１１６）に供給することができる直流の最大量未満である。この電流は、車両のブレーキをかけたり、さもなければ作動させたりすることなく、交流電動機（１１４および１１６）に印加される。交流電動機（１１４および１１６）に供給された直流は、（例えば、車両に坂を後退させるために）交流電動機（１１４および１１６）が正反対方向に移動するのを防ぐ。このように、直流によって、交流電動機（１１４および１１６）は、車両のいかなるブレーキもかけることなくブレーキとして動作する。随意に、車両の位置を維持するために、車両の１つ以上のブレーキをさらにかけることもできる。

かけられるブレーキ（あるいは、あらかじめかけられていたブレーキ）は、直流を交流電動機（１１４および１１６）に供給し続けながら、解除可能である。例えば、制御装置（１４２）は、交流電動機（１１４および１１６）への直流の流れを制御するスイッチを作動させるか、他の方法で制御することができる。交流電動機（１１４および１１６）への直流の印加を維持する間に車両のブレーキを解除することで、交流電動機（１１４および１１６）がスリップ制御に移行して、坂で車両を下方へと引っ張る重力を打ち消す保持トルクを生成するなかで、車両が坂で下方に後退するのを防ぐことができる。

随意に、制御装置（１４２）は、車両が坂で停止するか、後退するよりも前に、交流電動機（１１４および１１６）に最大または１００％の交流電流を印加し、その後、車両が完全に停止する前に、車両の１つ以上のブレーキをかけることができる。例えば、車両が坂を上方へ移動している間、制御装置（１４２）は、駆動システム（１００）が（交流電動機（１１４および１１６）を損傷することなく）交流電動機（１１４および１１６）に供給することができる最大量まで、交流電動機（１１４および１１６）に供給される交流電流を増加させることができ、その後、車両が完全に停止するとき（例えば、車両の速度がゼロになるとき）に車両のブレーキをかけることができる。

別の実施形態において、車両が坂を上方へ移動していて、今にも停止しそうなとき、制御装置（１４２）は速度調整機として動作することができる。制御装置（１４２）は、車両が速度を落として低速（例えば、せいぜい時速６キロあるいは別の速度）で移動するときに、交流電動機（１１４および１１６）によって生成されたトルクを制御することができる。制御装置（１４２）は、車両を坂で後退させることなく、交流電動機（１１４および１１６）を制御して車両を坂で停止させるために、交流電動機（１１４および１１６）の基本励起周波数で交流電動機（１１４および１１６）へ電流を供給することができる。

別の実施形態において、本発明の主題は、車両のトラクションモーターによって提供された減速力を用いて、車両速度を０にするためのシステムおよび方法を提供する。例えば、当初は、車両は所望の移動方向に移動してもよく、運転手は、車両を停止させる十分な／最大の減速力を要求してもよい。減速要求が、レバー、または、車両の減速をもたらすためにレバーを勢いよく保持することは運転手に要求しない他の手段を介する場合、トラクションモーターは、車両の速度を低速、ほぼゼロの速度まで遅くして、その低速を維持する。減速要求がスプリングリターンペダルまたは同様の機構を介する場合、トラクションモーターは、車両の速度を低速、ほぼゼロの速度まで遅くして、その後、車両は常用ブレーキを利用して停止させられる。一実施形態では、運転手は、常用ブレーキまたはサイドブレーキを使用して、停止させた車両を保持することもある。一実施形態では、運転手は、必要に応じて、減速ペダルを連続的に押し下げることによって停止させた車両を維持してもよい。そのような場合、運転手が減速ペダルを解除すると、制御装置（１４２）はあらかじめ定められた時間、停止させた状態（０の速度）を維持するようトラクションモーターに命じるように構成される。車両にオーバーライドスイッチが装備されている場合、遅延の後、加速ペダルは押し下げられたときに減速して後退速度を制御することが許可される。車両にオーバーライドスイッチがない場合、車両は反対の運動閾値まで加速することを許可される。運転手が加速ペダルを適用すると、後退を防ぎ、かつ、上に議論されるように所望の移動方向に車両を移動させるのに十分な量のトルクが利用可能となるまで、０の速度状態が保持され続ける。

上記に関連して、一実施形態では、車両は、運転者が先に記載のプログラム制御ルーチンを無効にできるように、制御装置（１４２）にオーバーライド信号を送るように構成されるオーバーライドスイッチを含んでもよい。例えば、車両操作中の様々な時点で、運転者は、制御装置（１４２）に車両加速、減速、停止、および移動を指示させるよりもむしろ、車両を完全に制御することを望む場合もある。特に、運転者は、わずかに傾斜した場所で向きを変える場合等に、選択された移動方向の反対方向に惰走可能であることを望むかもしれない。そのような状況では、運転者は、オーバーライドボタンを押し、またはそうでなければオーバーライドにより前述の自動ブレーキ制御適用機能を無効にし、かつバックで惰走することを可能にすることができる。実施形態では、オーバーライドに起因するバックでの惰走が、速度超過または過度の加速状態をもたらす（つまり速度または加速が安全性の限界を上回る）場合、制御装置（１４２）はまた、車両を減速または停止させるために、自動的にブレーキをかける、または主電動機を利用するように構成されてもよい。

一実施形態では、本発明の主題のシステムはまた、駆動システムの故障または欠陥という事象において自動的に実行される余分なブレーキまたは通知機能を含む。例えば、車両が坂にある間に駆動システムカードが突然、故障し、またはパワーダウンした場合、システムがブレーキをかけなければ後退が生じるだろう。そのようなシナリオでは、運転者は注意を払っておらず、上記で論じられた自動制御に従って後退を防ぐためにブレーキが自動的にかけられるだろうと考えるかもしれない。したがってシステムは、駆動システムの故障が検出された時、および後退の前または後に車両の速度が閾値を超過している場合、自動的に実行される余分なブレーキ機能を装備してもよい。一実施形態では、０速度へと減速を制御するためにブレーキがかけられてもよい。一実施形態では、システムはさらに、本明細書に記載の後退に対する制御が機能していないことを運転者に知らせる聴覚的または視覚的な警告を運転者に出すように構成されてもよい。これは、駆動システムがブレーキをかけることができないこと、および後退状態を防ぐために手動操作が必要であることのアラートを運転者に提供する。この予防措置は、運転者に確実に注意を払わせ、かつ後退に対する自動機能が無効になっていることを運転者に知らせる。

一実施形態では、本発明の主題の制御システムは、前述の機能を利用することによって、停止しようとしている車両の後退を防ぐために、望ましい移動方向に車両がまだ動いている間に、車両の制御された減速と常用ブレーキの自動的な作動を提供するように構成される。すなわち常用ブレーキは、０速度を超える前に、車両の加速／減速に応じて適用される。本発明の主題のシステムはさらに、望ましい加速（速度ではなく）を達成するためにトルク閾値を決定することによって、または閾値トルク始動の代わりに、最大のまたはあらかじめ決められた目標トルク始動を行なうことによって、坂で停止状態から車両を発進させる場合に後退を防ぐように構成される。本明細書に示される制御戦略の結果として、本発明の主題の制御システムを使用する車両は、よりユーザーフレンドリーであり、および操作に求められる技能はより少ない。加えて、本発明の主題の制御システムは、制御ソフトウェアの修正によって、およびハードウェアの大きなアップデートまたは修正なしで、既存の車両へと追加導入されてもよい。

一実施形態では、車両を制御する方法が提供される。該方法は、選択された移動方向に坂を移動する間に、車両の制御された減速を提供するために車両の少なくとも１つの主電動機を制御する工程、および車両が選択された移動方向に移動している間に車両の常用ブレーキを自動的に適用する工程を含む。

別の実施形態では、システムが提供される。システムは、車両の駆動システムに電気的に連結されるように構成された制御ユニットであって、駆動システムが、車両に原動力を提供するために少なくとも１つの主電動機を含む、制御ユニット、および車両の少なくとも１つのホイールに連結されている常用ブレーキを含む。選択された移動方向に原動力を提供するコマンドのない状態で、制御ユニットは、車両が選択された移動方向に移動している間に、車両の後退を防ぐために自動的に常用ブレーキをかけるように構成される。

一実施形態では、制御装置（１４２）はさらに、車両の後退を防ぐための常用ブレーキ（１３８）（１４０）の自動適用を通じて、坂にある時、または過度に積載されている場合に、車両の後退を防ぐために操作可能である。既存のＬＨＤ車両（１０）では、過度の積載物を載せている場合、例えば運転者が加速ペダルを解除した後、および彼／彼女が手動で常用ブレーキをかける前に、バケットアーム（１８）内のばね張力と過度の積載物の車両が位置している傾斜は、車両を不意に後方へ数フィート、進ませ得る。しかしながら、本明細書に記載の本発明の主題の実施形態によれば、制御ユニットまたは制御装置（１４２）は、坂の上で、または後退状態が検出された時に過度の積載物／荷重堆積物に押し込まれる時に、車両の運転者からの入力なしに、そのような不注意による後退を防ぐために、０速度または約０速度で車両（１０）を保持するために常用ブレーキ（１３８）（１４０）を自動的に適用するように構成される。本明細書で使用されるように、「自動的に」は、車両の運転者からの入力または介入がないことを意味する。本明細書で使用されるように、「後退状態」は、選択された、または望ましい移動方向とは逆または異なる方向の車両移動が、ブレーキまたは車両の加速ペダルの押し下げがない状況で可能である状態または条件を意味する。

例えば、一実施形態では、制御装置（１４２）は、車両の選択された移動方向（つまり前またはバック）およびモーター（つまり１つ以上の主電動機）の速度を連続的または断続的にモニタリングまたは検出し、および後退状態が検出されると、車両（１０）のホイール（１１８）（１２０）に関連する常用ブレーキ（１３８）（１４０）をかけることを直ちに命じるように構成される。実施形態では、「後退状態」は、モーター速度が選択された移動方向と逆または異なる方向で、所定の閾値を超過するときに存在する。本明細書で使用されるように、「選択された移動方向とは逆または異なる」は、例えば、選択された移動方向への車両の移動を達成するのに求められるのとは逆方向に、または選択された移動方向に車両を前進させるのに求められる以外のモード（例えば回生制動モード）で、モーターが回転していることを意味する。

一実施形態では、後退を防ぐために常用ブレーキを自動的に適用するよう促す、移動方向とは逆または異なる閾値モーター速度は、約０ｒｐｍから約１００ｒｐｍであり得る。他の実施形態では、閾値モーター速度は、約１０ｒｐｍから約９０ｒｐｍであり得る。他の実施形態では、閾値モーター速度は、約２０ｒｐｍから約８０ｒｐｍであり得る。他の実施形態では、閾値モーター速度は、約３０ｒｐｍから約７０ｒｐｍであり得る。他の実施形態では、閾値モーター速度は、約４０ｒｐｍから約６０ｒｐｍであり得る。さらに他の実施形態では、閾値モーター速度は、車両移動の選択された方向とは反対の方向に、約５０ｒｐｍであり得る。

一実施形態では、車両（１０）はおよそ９０：１の固定ギヤ比率を有し、そうすると、常用ブレーキをかけるための５０ｒｐｍの閾値（選択された移動方向とは逆方向）は、観察者または運転者が動きとして知覚可能なものではないだろう。一実施形態では、制御装置（１４２）は、およそ１００ミリセカンド以内で車両の後退状態を検出し、後退を防ぐために常用ブレーキ（１３８）（１４０）を適用するように構成される。一実施形態では、選択された移動方向がモーターの方向に一致するように運転者によって変更されるまで、および／または加速ペダルが運転者によって押し下げられ、または加速されるまで、ブレーキ（１３８）（１４０）は、制御装置（１４２）によって完全な動作状態またはかかっている状態に維持されてもよい。

ここで図９を参照すると、本発明の実施形態に係る、車両後退を防ぐために車両を制御する方法（２００）が例示される。そこに示されるように、（２０２）において、車両の選択された移動方向が制御装置（１４２）によって検出され、記録される。少なくとも１つの主電動機（例えば、車両（１０）のモーター（１１４）（１１６））の速度と方向もまた、モニタリングされる。（２０４）において、制御装置（１４２）は、モーターの方向が、選択された移動方向に相対するかどうかを決定する。否の場合、常用ブレーキの適用に関する自動操作は講じられない。モーター方向が選択された移動方向の逆である場合、制御装置（１４２）は次に（または同時に）、モーター速度が閾値速度を超過するかどうかを（２０６）において判定する。否の場合、常用ブレーキの適用に関する自動操作は講じられない。しかしながら、選択された移動方向と反対の方向でのモーターの検出速度が閾値速度を超過する場合、制御装置（１４２）は、車両の後退を防ぐために工程（２０８）において常用ブレーキを自動的にかける。上記で論じられたように、車両の運転者がモーターの方向に一致するように選択された移動方向を変更し、および／または加速ペダルが運転者によって押し下げられるまで、常用ブレーキはかけられ続ける。

図１０は、車両後退防止システムの操作を例示するグラフ（１０００）を示し、ここでライン（１００２）はモーターの速度を表し、ライン（１００４）はブレーキパーセントオン（ＯＮ）を表し、ライン（１００６）は選択された移動方向から「ＲＥＶＥＲＳＥ（バック）」を表し、ライン（１００８）は選択された移動方向に「ＦＯＲＷＡＲＤ（前進）」を表し、ライン（１０１０）は加速ペダルの押し下げを表す。（１０１２）において、前進モーター速度は５０ｒｐｍの閾値モーター速度を超過し、他方で車両は選択された逆の移動方向に動作している。（１０１４）において、車両の後退を防ぐために、次に常用ブレーキが制御装置によって１００％かかる／起動するように自動的に作動する。（１０１６）において、運転者は（または制御装置が自動的に）、バックから前進に車両をシフトし、および（１０１８）において、車両を前進させるために加速ペダルが押し下げられる。（１０２０）において、制御装置は次に常用ブレーキを解除する。

一実施形態では、本発明の制御システムまたは制御装置は、前記の機能の利用によって、後退状態が検出された時はいつでも自動的に常用ブレーキをかけるように構成される。これは、運転者による入力または操作の必要なく、坂で、または過度の積載物を積んでいる時などに、車両が後退するのを防ぎ、および車両が前進またはバックしている時に、選択された方向以外の方向への車両の移動が不可能であることを保証する。このように車両移動を管理することによって、本発明の主題の制御システムは、選択された方向以外の方向への後退または車両移動を防ぐことを保証する。結果として、本発明の主題の制御システムを使用する車両は、よりユーザーフレンドリーであり、および操作に求められる技能はより少ない。加えて、本発明の主題の制御システムは、（例えば、本明細書に記載されるように、制御装置に命令して操作するために）制御ソフトウェアの修正によって、およびハードウェアの大幅な改良または修正なしに、既存の車両へと追加導入（例えば、追加）されてもよい。

一実施形態では、車両を制御する方法が提供される。該方法は、車両の選択された移動方向を決定する工程、車両のモーターの動作方向をモニタリングする工程、モーターの速度をモニタリングする工程、後退状態が検出された時に車両の後退を防ぐために自動的に車両の常用ブレーキをかける工程を含む。一実施形態では、モーターの動作方向が選択された移動方向と異なる場合に、後退状態が存在する。一実施形態では、モーターの速度が閾値速度を超過している場合に、後退状態が存在する。一実施形態では、車両はロードホールダンプ車である。一実施形態では、常用ブレーキは、水圧または空気の常用ブレーキである。一実施形態では、該方法はまた、選択された移動方向がモーターの動作方向と一致しており、かつ車両の加速ペダルが押し下げられている時に、常用ブレーキを解除する工程を含んでもよい。一実施形態では、閾値速度は約０ｒｐｍから約１００ｒｐｍである。さらに他の実施形態では、閾値速度は約４０ｒｐｍから約６０ｒｐｍである。さらに他の実施形態では、閾値速度は約５０ｒｐｍである。一実施形態では、車両は、およそ９０：１の固定ギヤ比率を有する。

別の実施形態では、システムが提供される。システムは、車両の駆動システムに電気的に連結されるように構成された制御ユニットであって、駆動システムが、車両に原動力を提供するために少なくとも１つの主電動機を含む、制御ユニット、および車両の少なくとも１つのホイールに連結されている常用ブレーキを含む。制御ユニットは、後退状態が検出された時に車両の後退を防ぐために自動的に常用ブレーキをかけるように構成される。一実施形態では、制御ユニットは、少なくとも１つの主電動機の動作方向と少なくとも１つの主電動機の速度をモニタリングするように構成される。一実施形態では、少なくとも１つの主電動機の動作方向が、車両の選択された移動方向に対応するモーターの動作方向とは異なる場合に、および少なくとも１つの主電動機の速度が閾値速度を上回る場合に、後退状態が存在する。一実施形態では、制御ユニットは、選択された移動方向が少なくとも１つの主電動機の動作方向と一致しており、かつ車両の加速ペダルが押し下げられている時に、常用ブレーキを解除するように構成される。一実施形態では、常用ブレーキはエア式ブレーキまたは液圧ブレーキである。一実施形態では、閾値速度は約５０ｒｐｍである。一実施形態では、車両は、およそ９０：１の固定ギヤ比率を有する。

さらに別の実施形態では、車両が提供される。車両は、車両のホイールに駆動関係で連結された主電動機を含む駆動システムであって、主電動機が、動作の前進モードで選択された移動方向に車両を前進させるために原動力を提供するように構成されている、駆動システムに電気的に連結される制御装置、および車両の少なくとも１つのホイールに連結されている摩擦ブレーキを含む。制御装置は、後退状態が検出された時に車両の後退を防ぐために自動的に摩擦ブレーキをかけるように構成される。一実施形態では、制御装置は、モーターの動作方向とモーターの速度をモニタリングするように構成される。一実施形態では、モーターの動作方向が車両の選択された移動方向と異なり、かつ少なくとも１つの主電動機の速度が閾値速度を上回る場合に、後退状態が存在する。一実施形態では、閾値速度は約５０ｒｐｍであり、および車両はおよそ９０：１の固定ギヤ比率を有する。一実施形態では、車両はロードホールダンプ車である。

本発明の主題のさらなる実施形態は、傾斜した（０度より大きい）坂にある時の発進と停止のための車両の操作を自動化するために、車両における摩擦ブレーキから電気的力への（逆もまた同じ）移行を制御するための制御システムと方法（例えばブレーキ制御）に関する。一態様によれば、例えば、制御システム（および関連方法）は、車両が傾斜した坂で停止状態から動きだすために操作される時の後退を防ぐために、車両の電動駆動システムと摩擦ブレーキシステムを同時に制御するために構成される。他の態様によれば、制御システム（および関連方法）は、傾斜した坂を移動している間に、車両を停止させ、車両を停止したままにしておくために、車両の電動駆動システムと摩擦ブレーキシステムを同時に制御するために構成される。

電動駆動システム（１００）の他の実施形態が図１１に示される。電動駆動システム（１００）は、少なくとも部分的に車両（１０）（３０）内に収容され、およびエンジン（１１０６）（例えばディーゼルエンジン）によって機械的に駆動されるように連結された三相交流（ＡＣ）発生器／オルタネータ（１１０８）を含む。発生器（１１０８）のＡＣ出力は、１つ以上の整流器（１１１０）に供給され、これは発生器／オルタネータ（１１０８）のＡＣ出力を直流（ＤＣ）出力に変換するように構成される。整流器（１１１０）のＤＣ出力は、ＤＣバスに供給され、これは（他の負荷のうちで）１セットのインバーター（１１１２）（１１１４）に供給される。インバーター（１１１２）（１１１４）は、ＤＣバスからの直流電源を、制御された三相の周波数可変交流電源に変換するように構成される。インバーター（１１１２）（１１１４）の出力は、それぞれ電気モーター（１１０２）（１１０４）に電気的に連結され、およびインバーター（１１１２）（１１１４）による交流電源出力は、電気モーター（１１０２）（１１０４）を駆動するのに適した波形を有する。電気モーター（１１０２）（１１０４）は、車両のホイールの第１のセットの駆動ホイール（例えば後車輪）に動作可能に連結される。例えば、モーター（１１０２）（１１０４）は三相のＡＣ誘導ホイールモーターであってもよい。車両のホイールの第２のセットが駆動ホイールである場合、電動駆動システム（１００）は、図１１のインバーター（１１１２）（１１１４）とモーター（１１０２）（１１０４）と同様に連結された、追加のインバーターと電気モーターを含むことができる。

図１１にさらに示されるように、駆動システム制御ユニットまたは制御装置（１１１６）は、電動駆動システム（１００）に電気的に連結される。例えば、駆動システム制御ユニットは、インバーター（１１１２）（１１１４）に連結されてもよい。駆動システム制御ユニット（１１１６）は、他のタスクのうちでも、望ましいトルク要求信号を決定し、インバーター（１１１２）（１１１４）へ送るように構成される。トルク要求信号は、望ましいトルク出力の大きさへと、車両移動の意図した方向に対応する望ましい回転方向でモーター（１１０２）（１１０４）を駆動するために、インバーター（１１１２）（１１１４）のための制御ユニットによって処理される。制御ユニットはまた、車両の速度を落とす、または停止させるために、ホイール（例えば後車輪）に制動牽引力を提供するためにモーター（１１０２）（１１０４）を制御するように構成される。特に、電気減速としても知られる電気制動モードで操作されている時、電気モーター（１１０２）（１１０４）は発生器として作動するように転換され、および車両の駆動ホイールは電気モーター（１１０２）（１１０４）を駆動する。モーター（１１０２）（１１０４）の駆動は、駆動ホイールにトルクを据え、それらを遅らせ、そうして車両にブレーキをかける。一実施形態では、制御ユニット（１１１６）は、以下に詳細にまたは本明細書の他所で論じられるように、車両制御のために提供される１セットの保存された命令に従って動作する１つ以上のマイクロプロセッサーを含む。

図１２は、制御システム（例えばブレーキ制御システム）または制御ユニット（１１１６）の実施形態をより詳細に示す。制御システム（１１１６）は摩擦ブレーキシステム（１２２２）を含み、この摩擦ブレーキシステム（１２２２）は、車両のホイール（１２１２）（例えば後車輪）の第１のセットに関連する第１の（例えばリア）摩擦ブレーキユニット（１２２０）（例えば摩擦ブレーキ作動ユニット）、および車両のホイール（１２１４）（例えば前車輪）の第２のセットに関連する第２の（例えばフロント）摩擦ブレーキユニット（１２１８）（例えば摩擦ブレーキ作動ユニット）を含む。一実施形態では、摩擦ブレーキシステム（１２１６）は液圧ブレーキシステムであって、第１の摩擦ブレーキユニット（１２２０）への作動油の圧力を制御するのに制御可能な第１の（例えばリア）ブレーキソレノイドバルブ（１２２６）と、第２の摩擦ブレーキユニット（１２１８）への作動油の圧力を制御するのに制御可能な第２の（例えばフロント）ブレーキソレノイドバルブ（１２２４）をさらに含む。他の実施形態において、第１および第２の摩擦ブレーキユニット（１２１８）（１２２０）を作動させるための他の手段もまた、本発明の主題のより広い態様から逸脱することなく利用され得る。いずれか（または任意の）実施形態では、各摩擦ブレーキユニットは、例えば、ホイール（１２１２）（１２１４）に関連する可動部、例えば車軸またはブレーキディスク／ローターに動作可能に連結されたブレーキパット、ディスク／ローターに対してブレーキパットに力を加えるための水力作動カリパスなどに、摩擦負荷を制御可能に適用するための、それぞれのコンポーネントを含んでもよい。制御システム（１１１６）はさらに、ブレーキペダルの押し下げ等の運転者入力に少なくとも部分的に反応して、第１と第２の（つまりリアとフロント）摩擦ブレーキユニット（１２２０）（１２１８）の適用を制御するように構成される摩擦ブレーキ制御ユニット（１２２７）を含む。

一実施形態では、駆動システム制御ユニット（１１１６）と摩擦ブレーキ制御ユニット（１２２７）は、互いに電気的に連結され、概して１つ以上の制御装置（１２２９）と呼ばれる場合もある。駆動システム制御ユニット（１１１６）と摩擦ブレーキ制御ユニット（１２２７）は、図１２において別個のコンポーネントとして例示されるが、両制御ユニット（１１１６）（１２２７）は、本発明の主題のより広い態様から逸脱することなく、単一の制御ユニット／制御装置／プロセッサーに統合され得る。

図１２にさらに示されるように、駆動システム制御ユニット（１１１６）は、車両（１０）の駆動列（１２２８）に電気的に連結され、これは、電動駆動システム（１００）、例えばエンジン（１１０６）、発生器（１１０８）、整流器（１１１０）、インバーター（１１１２）（１１１４）、および駆動モーター（１１０２）（１１０４）（またはそうでなければ、図１１に示されるようなＡＣ誘導ホイールモーター）を含む。電気的制動ブレーキモードで車両（１０）にブレーキをかける場合、制御ユニット（１１１６）は、ホイールに要求された望ましい車両制動トルクを提供することを、電動駆動システム（１００）に命じる（インバーター（１１１２）（１１１４）およびモーター（１１０２）（１１０４）を含む電気的制動システムとして有効に作動する）。

さらに図１２に示されるように、駆動システム制御ユニット（１１１６）および／または摩擦ブレーキ制御ユニット（１２２７）の一方または両方は、運転者制御（１２３３）、例えば、車両（１０）を駆動し、かつブレーキをかけるための電気モーター（１１０２）（１１０４）の操作のために、イグニションスイッチ（１２３４）、アクセル開度トランスデューサー（１２３６）、ブレーキペダル位置トランスデューサー（１２３８）、および／またはギヤセレクタ（１２４０）から、入力を受信するように構成されてもよい。イグニションスイッチ（１２３４）は、車両のオン／オフのために操作可能である。アクセル開度トランスデューサー（１２３６）は、加速ペダルまたは他のアクチュエーターの位置を検出するように構成される。ブレーキペダル位置トランスデューサー（１２３８）は、ブレーキペダルまたは他のアクチュエーターの位置を検出するように構成される。ギヤセレクター（１２４０）は、車両移動の意図された、または望ましい方向、前進またはバック等を運転者が選択できるようにするための手段を提供する。加えて、または代替的に、運転者制御は、他のタイプの入力インターフェース（１２４２）、例えばステアリングホイールまたは他のステアリング制御、タッチスクリーンまたは他のコンピュータインタフェース、制御システムまたは自律制御装置からの制御入力等を含んでもよい。図１２にさらに示されるように、ディスプレイ（１２４４）は、車両（１０）の運転者が様々な車両システムに関する状況情報を見ることができるようにする駆動システム制御ユニット（１１１６）に、電気的に連結されてもよい。ディスプレイ（１２４４）と運転者制御（１２３３）は総体としてＩ／Ｏ（入出力）システム（１２４５）を形成する。

さらに図１２を参照すると、制御システム（１１１６）は、傾斜上において発進および停止するときの車両の操作を自動化するように構成される。操作において、車両の運転者（運転者はヒトまたは自律制御装置であってもよい）が、車両の停止または特定方向への車両の移動を要求する場合（例えば、いずれの場合においても、運転者制御の起動による）、駆動システム制御ユニット（１１１６）は、摩擦ブレーキから電気的力／推進力の移行を、またはその逆を制御するために、摩擦ブレーキ制御ユニット（１２２７）と通信する。特に、制御システムは、駆動システム制御ユニット（１１１６）が（例えば電動駆動システム（１００）からのフィードバックまたは他の情報に応じて）摩擦ブレーキ制御ユニット（１２２７）からの特定の制動力を要求できるようにする、駆動システム制御ユニット（１１１６）と摩擦ブレーキ制御ユニット（１２２７）との間のインターフェースを含む。このインターフェースはまた、駆動システム制御ユニット（１１１６）が、摩擦制動力が加えられ、または取り除かれる（すなわち、増加または減少する）ように、摩擦ブレーキ制御ユニット（１２２７）から要求することを可能にする。したがって、実施形態では、駆動システム制御ユニット（１１１６）は、車両が停止中または発進中に、摩擦ブレーキの適用量を制御するために、摩擦ブレーキ制御ユニット（１２２７）と通信するように構成される。例えば、駆動システム制御ユニット（１１１６）は、車両が位置づけられている傾斜した坂で車両が停止中または発進中に、摩擦ブレーキの適用量を少なくとも部分的に自動的に制御するために、摩擦ブレーキ制御ユニットと通信するよう構成されてもよい（少なくとも部分的な自動制御は、完全な自動制御、または運転者入力、例えばブレーキペダルまたは加速ペダルの位置の変化の度合いに応じた、およびそれらに比例する、ブレーキまたは加速の度合いまたは速度に応じた、および部分的に基づく、自動制御を意味する）。

上記に関して、駆動システム制御ユニット（１１１６）は、所与の傾斜した坂で車両（１０）を保持するために必要とされる力を算出するためにシステムパラメータを利用するように構成される。駆動システム制御ユニット（１１１６）は次に、この決定された力に基づいて、摩擦ブレーキの解除、またはさらなる摩擦制動力の付加をいつ要求するかを決定する。力は、２０１４年８月２０日に出願された前述の米国特許出願第１４／４６４，２２６号に概説されるような様々な方法に基づいて決定され得る。代替的にまたは付加的に、制御ユニット（１１１６）は、内蔵の慣性計測装置によって生成されるような傾斜した坂の情報、車両質量に関する情報（例えば、重量測定ステーション、または既知の状態下での車両加速に関するセンサーデータからの内蔵の、物理学に基づく計算から決定される）、他の車両／システムパラメータ（例えば車両ホイール半径）等に基づいて決定される力のために構成されてもよい。

実施形態では、制御システム（１１１６）はまた、後退に対抗する性能を提供するように構成される。特に、駆動システム制御ユニット（１１１６）は、停止状態から傾斜した坂を上るように車両を動かすのに必要なトルクレベルを決定するように構成される（つまり、車両は傾斜した坂で停止しており、次に傾斜した坂を上るように制御される）。トルクレベルは力に基づいて決定されてもよく、例えばトルクレベルは、少なくともちょうど力を超えるレベルであるだろう。必要とされるトルクを算出する際（またはトルクの算出後のある時点）、駆動システム制御ユニット（１１１６）は、実質的な後退なく、望ましい方向に車両を動かし始めるために、摩擦ブレーキの適用を取り除くよう要求するために（つまり、摩擦ブレーキの適用量＝０）摩擦ブレーキ制御ユニット（１２２７）と通信する。したがって、実施形態では、駆動システム制御ユニット（１１１６）はさらに、運転者制御からの入力（傾斜した坂を車両が上り下りすること）に反応して、摩擦ブレーキの適用を取り除くために摩擦ブレーキ制御ユニット（１２２７）と通信し、同時に、車両の実質的な後退なく、車両が停止状態から傾斜した坂を上る（または下る）ように移動できるように、決定されたトルクレベルに従って電気的原動力を提供するために電動駆動システム（１００）を制御するよう構成される。

駆動システム制御ユニット（１１１６）は、（摩擦ブレーキシステムを制御する摩擦ブレーキ制御ユニットによって）摩擦ブレーキの適用が取り除かれる際の量と速度が、（駆動システム制御ユニットによって制御される電気駆動システムによって）追加トルクが提供される際の量と速度に比例する、または等しくなるよう自動的に制御されるように、電気駆動システムと摩擦ブレーキ制御ユニットと通信するために構成されてもよい。例えば、摩擦ブレーキの適用が特定の量まで縮小されると、摩擦ブレーキの適用が完全に取り除かれるまで、車両の後退を防ぐために摩擦ブレーキの適用の低下をオフセットするのに少なくとも十分な量まで、トルクは同時に増加され、この時に追加のトルクが車両の前進のために生成される（車両の「実質的な」後退なくというのは、車両の後退がないこと、および指定の安全指針を依然として満たしていると見なされる、閾値を下回る車両の後退、例えば、特定の運搬トラックに適用するならばわずか０．３メートルの後退を含む）。

他の実施形態において、制御システムは代替的にまたは付加的に、車両（１０）が坂で操作されている時等に、制御された停止性能を提供するように構成される。特に、駆動システム制御ユニット（１１１６）は、車両（１０）を停止させ、かつ坂で車両を停止したままにするために、決定された力に少なくとも部分的に基づいて、任意の傾斜した坂で車両を保持するために必要とされる力を計算し、および、坂で移動している間に車両を停止させるための運転者制御からの入力に応じて、摩擦ブレーキの適用量を増加させるために摩擦ブレーキ制御ユニット（１２２７）と通信するよう構成される。駆動システム制御ユニット（１１１６）はさらに、第１の場所で車両を停止させるのに必要とされる力を算出し、および同時に、車両を停止させて傾斜した坂で保持するための摩擦ブレーキの適用量（および速度）を要求するために、摩擦制動制御ユニット（１２２７）と通信するよう構成されてもよい。一般に、そのような計算は、車両質量、移動の現時点での速度／速さ、坂の傾斜度等を考慮に入れてもよい。例えば、坂を上っている間に車両を停止させるのに求められる制動力は、回転摩擦／抵抗による因子よりも、坂での重力による因子よりも、車両質量と減速の速度（任意の距離にわたる、現在の速度から０への速度変化）に依存するだろう。坂で停止した車両を保持するのに次に求められるブレーキ力は、上記で論じられるように、車両質量、勾配等に依存するだろう。

実施形態では、車両を停止させ、および傾斜した坂で車両を停止させたままにしておくための摩擦ブレーキシステムの適用は、電気制動の縮小と同時である。ここで、駆動システム制御ユニット（１１１６）は、車両を停止させ、かつ坂で車両を停止したままにするために、決定された力に少なくとも部分的に基づいて、任意の傾斜した坂で車両（１０）を保持するために必要とされる力を計算し、および電気的制動の縮小と同時に、摩擦ブレーキの適用量を増加させるために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信するよう構成される。したがって、車両が傾斜した坂を上るにつれて、車両を停止させるための運転者制御からの入力に反応して、駆動システム制御ユニット（１１１６）は、まず電気的制動を始動させ、および電気駆動システムによる制動力を、車両の減速に伴って縮小し、同時に摩擦ブレーキの適用量を増加させるために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信するよう構成されてもよい。車両が完全に停止した後、電気的制動の量は０になってもよく、そのような場合、摩擦ブレーキの適用量は、傾斜した坂に車両を停止させておくのに十分である。駆動システム制御ユニット（１１１６）は、電気的制動の縮小と同時に摩擦ブレーキの適用を増加させるための量と速度を自動的に制御するように構成されてもよく、そうすると、（ｉ）車両の全体的な減速プロフィール（現時点での０でない速度から０速度への、速度の経時的変化）は直線的であり（したがって人間の運転者にとって平坦に見える）、および（ｉｉ）速度の観点において、運転者制御からの１つ以上の入力に比例し、例えば、駆動システム制御ユニットは、ブレーキのより高い度／速度に対する運転者制御からの入力 対 ブレーキのより低い度／速度に対する運転者制御からの入力に反応して、より素早い減速を提供するために電気制動の縮小を制御し、同時に摩擦ブレーキを強める。

実施形態では、制御システムは、傾斜した坂での車両の制御された停止、および車両が停止位置から前に（例えば坂を上って）移動するように制御される後退への抵抗の両方のために構成される。ここで、坂を移動している車両を停止させるための運転者制御からの第１の入力に反応する駆動システム制御ユニットは、（坂で車両を停止したままにするための）力を決定し、および（例えば電気的制動の縮小と同時に）、決定された力に少なくとも部分的に基づいて、車両を停止させ、かつ坂で車両を停止したままにしておくために、摩擦ブレーキの適用量を増加させるための摩擦ブレーキ制御ユニットと通信するように構成される。駆動システム制御ユニットはさらに、停止状態から車両が坂を上るように移動させるために必要なトルクレベルを決定するよう構成される。坂を上るために、車両に対する運転者制御における第２の入力に反応する駆動システム制御ユニットは：摩擦ブレーキの適用を取り除くために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信し；および、車両の実質的な後退なく、車両が停止位置から傾斜した坂を上に向かって移動できるように、決定されたトルクレベルに従って電気的原動力を提供するために、同時に電動駆動システムを制御するように構成される。

他の実施形態では、車両を制御するための方法は、車両を前進させるためにホイールの少なくとも第１のセットに電気的原動力を、かつ車両を減速させるために電気的制動を、選択的に提供するために、車両の駆動システム制御ユニットにおいて、車両のホイールの少なくとも第１のセットに連結された電動駆動システムを制御する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、停止状態から傾斜した坂を上るように車両を移動させるために必要とされるトルクレベルを決定する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、坂を上に向かって移動するための車両に対する運転者制御からの入力に反応して、車両を停止したままにしておく摩擦ブレーキの適用を取り除くために車両の摩擦ブレーキ制御ユニットと通信し、および実質的な車両の後退なく、車両が停止位置から傾斜した坂を上ることができるように、決定されたトルクレベルに従って電気的原動力を提供するために車両の電動駆動システムを同時に制御する工程、を含む。

他の実施形態では、車両を制御するための方法は、車両を前進させるためにホイールの少なくとも第１のセットに電気的原動力を、かつ車両を減速させるために電気的制動を、選択的に提供するために、車両の駆動システム制御ユニットにおいて、車両のホイールの少なくとも第１のセットに連結された電動駆動システムを制御する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両が位置づけられている傾斜した坂で車両を保持するのに必要とされる力を決定する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両を傾斜した坂で保持するために決定された力に少なくとも部分的に基づいて、車両のホイールの第１のセットまたはホイールの第２のセットの少なくとも１つに適用される摩擦ブレーキの適用量を増加または減少させるために、車両の摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程を含む。

他の実施形態では、車両を制御するための方法は、車両を前進させるためにホイールの少なくとも第１のセットに電気的原動力を、かつ車両を減速させるために電気的制動を、選択的に提供するために、車両の駆動システム制御ユニットにおいて、車両のホイールの少なくとも第１のセットに連結された電動駆動システムを制御する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両が位置づけられている傾斜した坂で車両を保持するのに必要とされる力を決定する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両を傾斜した坂で保持するために決定された力に少なくとも部分的に基づいて、車両のホイールの第１のセットまたはホイールの第２のセットの少なくとも１つに適用される摩擦ブレーキの適用量を増加または減少させるために、車両の摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、坂を移動している車両を停止させるための運転者制御からの入力を受信する工程を含む。力は、受信された入力に応じて決定される。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両を停止させ、かつ坂で車両を停止したままにしておくために、決定された力に少なくとも部分的に基づいて、摩擦ブレーキの適用量を増加させるために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程を含む。

他の実施形態では、車両を制御するための方法は、車両を前進させるためにホイールの少なくとも第１のセットに電気的原動力を、かつ車両を減速させるために電気的制動を、選択的に提供するために、車両の駆動システム制御ユニットにおいて、車両のホイールの少なくとも第１のセットに連結された電動駆動システムを制御する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両が位置づけられている傾斜した坂で車両を保持するのに必要とされる力を決定する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両を傾斜した坂で保持するために決定された力に少なくとも部分的に基づいて、車両のホイールの第１のセットまたはホイールの第２のセットの少なくとも１つに適用される摩擦ブレーキの適用量を増加または減少させるために、車両の摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、坂を移動している車両を停止させるための運転者制御からの入力を受信する工程を含み、ここで力は受信された入力に応じて決定される。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両を停止させ、かつ坂で車両を停止したままにしておくために、決定された力に少なくとも部分的に基づいて、電気的制動の縮小と同時に、摩擦ブレーキの適用量を増加させるために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程を含む。

他の実施形態では、車両を制御するための方法は、車両を前進させるためにホイールの少なくとも第１のセットに電気的原動力を、かつ車両を減速させるために電気的制動を、選択的に提供するために、車両の駆動システム制御ユニットにおいて、車両のホイールの少なくとも第１のセットに連結された電動駆動システムを制御する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両が位置づけられている傾斜した坂で車両を保持するのに必要とされる力を決定する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両を傾斜した坂で保持するために決定された力に少なくとも部分的に基づいて、車両のホイールの第１のセットまたはホイールの第２のセットの少なくとも１つに適用される摩擦ブレーキの適用量を増加または減少させるために、車両の摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて：坂を移動している車両を停止させるための運転者制御からの第１の入力を受信する工程（力は受信された入力に応じて決定される）；車両を停止させ、かつ坂で車両を停止したままにしておくために、決定された力に少なくとも部分的に基づいて、摩擦ブレーキの適用量を増加させるために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程；停止状態から坂を上るように車両を動かすために必要とされるトルクレベルを決定する工程；車両が坂を上るために、運転者制御からの第２の入力を受信する工程；および、第２の入力の受信に反応して、摩擦ブレーキの適用を取り除くために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信し、車両の実質的な後退なく、車両が停止状態から傾斜した坂を上方に移動するために、決定されたトルクレベルに従って電気的原動力を提供するために電動駆動システムを同時に制御する工程、を含む。

他の実施形態では、車両を制御するための方法は、車両を前進させるためにホイールの少なくとも第１のセットに電気的原動力を、かつ車両を減速させるために電気的制動を、選択的に提供するために、車両の駆動システム制御ユニットにおいて、車両のホイールの少なくとも第１のセットに連結された電動駆動システムを制御する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両が位置づけられている傾斜した坂で車両を保持するのに必要とされる力を決定する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両を傾斜した坂で保持するために決定された力に少なくとも部分的に基づいて、車両のホイールの第１のセットまたはホイールの第２のセットの少なくとも１つに適用される摩擦ブレーキの適用量を増加または減少させるために、車両の摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて：坂を移動している車両を停止させるための運転者制御からの第１の入力を受信する工程（力は受信された入力に応じて決定される）；電気的制動の縮小と同時に、車両を停止させ、かつ坂で車両を停止したままにしておくために、決定された力に少なくとも部分的に基づいて、摩擦ブレーキの適用量を増加させるために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程；停止状態から坂を上るように車両を動かすのに必要とされるトルクレベルを決定する工程；車両が坂を上るために、運転者制御からの第２の入力を受信する工程；および、第２の入力の受信に反応して、摩擦ブレーキの適用を取り除くために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信し、車両の実質的な後退なく、車両が停止状態から傾斜した坂を上方に移動するために、決定されたトルクレベルに従って電気的原動力を提供するために電動駆動システムを同時に制御する工程、を含む。

したがって、理解すべきは、本発明の制御システムが、坂での車両発進と制御された車両停止に関する多数の問題を解く助けとなることである。特に、制御システムの実施形態は、車両操作を始める時に、坂で無意識に後方へ進む等の、坂道発進中の可能性のある安全ではない車両移動を緩和し得る。さらに、本発明の主題の実施形態は、運転者の運転プロセスを単純化し得る。典型的な車両は、坂で安全かつスムーズに発進と停車を行うために３つのペダルを制御することを運転者に要求するが、本発明の主題の制御システムとブレーキシステムを組み込んだ車両は、電気駆動システムと摩擦ブレーキシステムとの間の通信と提携を介して制御システムにより発進と停車のプロセスを自動化することで、運転者が１つのペダル（またはおそらくはブレーキペダルと加速ペダル）を制御することを要求するのみである。

本発明の主題の実施形態はまた、可能性として機器損傷をもたらし得る荒っぽい停止を避け、および、坂で車両を保持するために電気制動ブレーキから摩擦ブレーキへの移行を自動的に制御することによって車両の制御された停止を助けるために、機能する。その結果、システムを組み込んだ車両は、駆動がより容易であり、かつ操作のために求められる専門技術はより少ない。さらに、より操作の容易な車両は、より円滑な車両操作とコンポーネントのより少ない摩耗を説明する。

本発明の主題の実施形態は、上記のように、比較的大きな車両、例えば少なくとも２５０メートルトンの総車両運転重量を有する運搬トラックおよび他の車両に適用可能である。しかしながら本発明の主題は、ＯＨＶ、およびこの種の他の大きな車両を特に参照して記載される一方で、本発明の主題はこの点に関してそのように制限されることを意図しない。特に、本発明の主題が、限定されないがオフハイウェイ電気自動車（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｏｆｆ－ｈｉｇｈｗａｙ ｖｅｈｉｃｌｅｓ）、オートモビール等を一般的に含む電気自動車に等しく適用可能であることが熟慮される。

上記のように、車両の運転者はヒトまたは自律制御装置であってもよい。このように、「運転者制御」は、ヒトが操作しやすい制御と、制御システム／自律制御装置に関連した制御（例えば制御信号／入力）の両方を含む。

一実施形態では、車両制御システムは、車両の減速に対する０でない上限を決定するように構成された制御装置を含む。制御装置は、坂を上ろうとしている車両の後退を防ぐための０でない上限を決定するように構成される。減速に対する０でない上限は、車両によって運ばれるペイロード、車両の速度、および車両が移動しているルートの勾配に基づいて、制御装置によって決定される。制御装置は、車両の減速をモニタリングし、かつ車両のブレーキまたはモーターの１つ以上の制御によって、車両の減速が０でない上限を超えるのを自動的に防ぐように構成される。制御装置はまた、車両が０でない速度で坂を上っている間の車両の後退を防ぐために、ブレーキを始動させること、または車両のモーターに電流を供給することの１つ以上のために構成される。

随意に、制御装置は、車両の運転者が加速度入力デバイスを始動させ続けている間の、車両の後退を防ぐために、ブレーキを始動させること、またはモーターに電流を供給することの１つ以上のために構成される。

随意に、制御装置は、車両の加速度入力デバイスが運転者によって解除された後の車両の後退を防ぐために、ブレーキの始動またはモーターへの電流の供給の１つ以上のために構成される。

随意に、制御装置は、車両が選択された移動方向に移動している間に車両の減速をモニタリングするように構成される。制御装置はまた、車両が選択された方向に坂を上っている間に、車両のモーターまたはブレーキの始動によって生成された１つ以上のトルクを自動的に制御することによって、車両の減速が０でない上限を超えるのを自動的に防ぐように構成される。

随意に、制御装置は、坂のルートの０でない傾斜を車両が上っていくのに応じて、車両の減速をモニタリングし、かつ車両の減速が０でない上限を超えるのを自動的に防ぐように構成される。

随意に、制御装置は、車両が０速度状態に達したのに応じて、かつ車両が坂を下りながら後退し始める前に、車両の減速が０でない上限を超えるのを自動的に防ぐように構成される。

随意に、制御装置は、車両のブレーキを始動させることによって車両の減速が０でない上限を超えるのを自動的に防ぐように構成される。制御装置はまた、その後にブレーキを解除し、かつ坂で車両の位置を維持し、車両のモーターの制御によって車両が坂を下って後退することのないように、構成することができる。

随意に、車両のモーターは、交流によって車両を前進させるために力を供給され、および制御装置は、モーターに直流を適用することによって車両の後退を防ぐように構成することができる。

随意に、制御装置は、モーターに直流を適用し、かつ車両のブレーキをかけないことによって、車両の後退を防ぐように構成される。

随意に、制御装置は、モーターに直流を適用し、さらに車両のブレーキをかけることによって、車両の後退を防ぐように構成される。

随意に、制御装置は、車両のモーターによって生成されたトルクをモニタリングし、および車両の後退を防ぐために必要とされる閾値トルクを超えるモーターによって生成されたトルクに反応してブレーキを解除するように構成される。

随意に、制御装置は、車両の加速の減少に反応して０でない上限を決定するように構成される。

随意に、制御装置は、０でない上限が車両のより重いペイロード、車両のより遅い速度、またはより急な勾配のルートでは減少し、および０でない上限が車両のより軽いペイロード、車両のより速い速度、またはより平坦な勾配のルートでは増加するように、０でない上限を決定するように構成される。

一実施形態では、方法は、車両が上っている坂を車両が下に後退するのを防ぐために、車両の減速に対する０でない上限を決定する工程を含む。減速に対する０でない上限は、車両によって運ばれるペイロード、車両の速度、および車両が移動しているルートの勾配に基づいて決定される。該方法はさらに、車両の減速をモニタリングし、かつ車両のブレーキまたはモーターの１つ以上の制御によって、車両の減速が０でない上限を超えるのを自動的に防ぐ工程を含む。車両が０でない速度で坂を上方に移動している間、車両の後退を防ぐために、ブレーキの始動または車両のモーターへの電流の供給の１つ以上によって、車両の減速が０でない上限を超えることを防ぐ。

随意に、車両が選択された移動方向に動いている間、車両の減速がモニタリングされる。車両が選択された方向に坂を上っている間に、車両のモーターまたはブレーキの始動によって生成された１つ以上のトルクを自動的に制御することによって、車両の減速が０でない上限を超えるのを自動的に防ぐことが可能である。

随意に、車両の減速をモニタリングし、かつ車両の減速が０でない上限を超えるのを自動的に防ぐ工程は、０でない勾配のルートの傾斜を車両が上へと移動するのに応じて行われる。

随意に、車両の減速が０でない上限を超えるのを自動的に防ぐ工程は、車両が０速度状態に達したのに応じて、および車両が坂を下りながら後退し始める前に行われる。

随意に、車両の減速が０でない上限を超えるのを自動的に防ぐ工程は、車両のブレーキを始動させることによって行われる。該方法はまた、その後にブレーキを解除する工程を含み、かつ坂で車両の位置を維持し、車両のモーターの制御によって車両が坂を下って後退することのないようにすることができる。

随意に、車両の後退は、交流電動機であるモーターに直流を適用することによって防がれる。

一実施形態では、車両制御システムは、車両の選択された移動方向、車両のモーターの動作方向、およびモーターの動作速度を決定するように構成された制御装置を含む。制御装置は、車両の選択された移動方向とは異なる車両のモーターの動作方向に反応して、車両の後退状態を特定するように構成される。制御装置はまた、特定された後退状態と、指定された０でない速度閾値を上回るモーターの動作速度に反応して、車両のブレーキを自動的に始動させることにより、自動的に車両の動きを遅くし、または停止させるように構成される。

随意に、制御装置は、選択された移動方向での車両の加速の中止を識別するように構成され、および制御装置は、識別された後退状態、速度閾値を超えるモーターの動作速度、識別された車両の加速の中止に反応して、車両の動きを自動的に遅くし、または停止させるように構成される。

一実施形態では、車両制御システムは、車両の速度に対する下限を決定するように構成された制御装置を含む。制御装置は、坂を上に移動しようとしている車両が下方へ後退するのを防ぐための下限を決定するように構成される。下限は、車両によって運ばれるペイロードと、車両が移動しているルートの勾配に基づいて、制御装置によって決定される。制御装置は、車両の速度をモニタリングし、かつ車両のブレーキを始動させることによって車両の速度が下限を下回るのを自動的に防ぐように構成される。制御装置は、車両の速度に基づいて、かつ車両の加速とは無関係に、ブレーキを始動させるように構成される。制御装置はまた、車両が０でない速度で坂を上っている間の車両の後退を防ぐために、車両のブレーキを始動させるように構成される。

随意に、制御装置は、車両の加速度入力デバイスの解除後に車両の速度をモニタリングし、かつ車両の速度が加速度入力デバイスの解除後に下限を下回るのを自動的に防ぐように構成される。

随意に、制御装置は、運転者が車両の加速度入力デバイスを始動させ、または押し下げ続けている間に車両の速度をモニタリングし、かつ運転者が加速度入力デバイスを始動させ、または押し下げ続けている間に車両の速度が下限を下回るのを自動的に防ぐように構成される。

一実施形態では、方法は、車両のブレーキがかかっている間に、車両のスロットル設定の運転者により要求された増加を表すスロットルコマンドを受信する工程、スロットルコマンドの受信に応じて車両の１つ以上のモーターによって生成されたトルクを増加させる工程、および、利用可能な最大トルクに達している１つ以上のモーターによって生成された１つ以上のトルク、目標解除加速に達する１つ以上のモーターによって生成されたトルク、またはあらかじめ決められた０でない持続時間の満了に反応して車両のブレーキを解除する工程を含む。

一実施形態では、方法は、車両がルートの坂で停止状態の間に車両のブレーキが解除されるかどうかを決定する工程、ブレーキが解除されることの決定に応じて、指定の０でない閾値距離以下まで車両が坂を下って後退することを可能にする工程、または車両の１つ以上のモーターによって生成されたトルクを使用して車両を急速に加速させる工程の１つ以上、および、車両が坂を下って後退することを可能にする工程または急速に車両を加速させる工程の１つ以上に続いて、１つ以上のモーターによって生成されたトルクを調節することによって、坂を上る車両の動きをスムーズに移行させる工程、を含む。

一実施形態では、方法は、（坂で静止位置にある車両の１つ以上のブレーキをかける間に）１つ以上のブレーキを解除するための運転者入力が空白期間中に受信されたかどうかを繰り返し判定する工程、空白期間中に１つ以上のブレーキを解除するために運転者入力の受信がないことに反応して車両の１つ以上のブレーキを解除する工程、および坂を上るように車両を前進させるために車両の１つ以上のモーターでトルクを自動的に生成する工程を含む。

上記の説明は例示を意図しているが、限定を意図していないことを理解すべきである。例えば、上記実施形態（および／またはその態様）は互いに組み合わせて使用されてもよい。さらに、多くの修正が、その範囲から逸脱することなく、本発明の主題の教示に特定の状況または物質を適応させるためになされてもよい。本明細書に記載の物質の寸法および型は、本発明の主題のパラメーターを定義するように意図されているが、それらは決して限定的ではなく、典型的な実施形態である。他の多くの実施形態が、上記の記載を検討することで当業者に明らかになるだろう。本明細書で使用されるように、用語「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「そこにおいて（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」は、用語「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「ここで（ｗｈｅｒｅｉｎ）」それぞれの英語の平易な相当物として使用される。さらに、「第１の」、「第２の」、「第３の」、「上の」、「下の」、「一番下の」、「一番上の」等の用語は、単にレッテルとして使用され、それらの対象に数的または位置的な要件を課すことを意図してはいない。

この記述は、最良の様式を含む本発明の主題のいくつかの実施形態を開示し、さらにデバイスまたはシステムを作り使用すること、および組み込まれた方法を実施することを含む、本発明の主題の実施形態の実施が当業者にとって可能なように、例を用いる。

本明細書において使用されるように、単数で列挙され、および「ａ」または「ａｎ」が前についている要素または工程は、排除することを明確に述べていない限り、複数の前記要素または工程を排除しないものとして理解されるべきである。さらに、本発明の主題の「一実施形態」への言及は、列挙された機能をさらに組み込む追加の実施形態の存在を除外するものとして解されることを意図しない。さらに、明確に否定されていなければ、特定の特性を有する１つの要素または複数の要素を「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その特性を持たない追加のそのような要素を含み得る。

本明細書に含まれる本発明の主題の精神と範囲から逸脱することなく上記のシステムと方法に特定の変更がなされ得るため、上記または添付の図面で示される主題の全ては、本明細書の発明概念を例示する単なる例として解釈され、本発明の主題を制限するものとして解釈されないことが意図される。

Claims (27)

1. 車両制御システムであって、
   車両の減速に関する０でない上限を決定するように構成された制御装置を備え、
   制御装置は、車両が登っている坂で車両の後退を防ぐために０でない上限を決定するように構成され、
   減速に関する０でない上限は、車両によって搬送されたペイロード、車両の速度、車両が移動したルートの坂に基づいて制御装置によって決定され、
   ここで、制御装置は、車両の減速をモニタリングするように構成され、制御装置は、車両のブレーキあるいはモーターの１つ以上を制御することによって車両の減速が０でない上限を越えるのを自動的に防ぐように構成され、
   ここで、制御装置は、車両が０でない速度で坂を上方に移動している間に車両の後退を防ぐために車両のブレーキを作動させること、または車両のモーターに電流を供給することの１つ以上を行うように構成される、車両制御システム。
2. 制御装置は、車両の運転手が加速度入力デバイスを始動させ続ける間、車両の後退を防ぐためにブレーキを作動させること、またはモーターに電流を供給することの１つ以上を行うように構成される、請求項１に記載の車両制御システム。
3. 制御装置は、運転手による車両の加速度入力デバイスの解除後に、車両の後退を防ぐためにブレーキを作動させること、またはモーターに電流を供給することの１つ以上を行うように構成される、請求項１に記載の車両制御システム。
4. 制御装置は、車両が選択された移動方向に移動している間、車両の減速をモニタリングするように構成され、制御装置はさらに、車両が坂を上方へ選択された移動方向に移動している間に、モーターによって生成されたトルクまたは車両のブレーキの作動の１つ以上を自動的に制御することによって車両の減速が０でない上限を越えるのを自動的に防ぐように構成される、請求項１に記載の車両制御システム。
5. 制御装置は、車両の減速をモニタリングするように、かつ、車両が０でない坂であるルートの坂を上方へ移動するのに応答して車両の減速が０でない上限を越えるのを自動的に防ぐように構成される、請求項１に記載の車両制御システム。
6. 制御装置は、車両が０の速度状態に達するのに応答して、および、および車両が坂を下方に下って後退し始めるよりも前に、車両の減速が０でない上限を越えるのを自動的に防ぐように構成される、請求項１に記載の車両制御システム。
7. 制御装置は、車両のブレーキを作動させることによって車両の減速が０でない上限を越えるのを自動的に防ぐように構成され、および、制御装置はその後、ブレーキを解除するように、かつ、車両のモーターを制御することにより車両が坂を下方に後退することなく坂での車両の位置を維持するように構成される、請求項１に記載の車両制御システム。
8. 交流電流によって車両を前進させるために、車両のモーターに動力が供給され、および、制御装置はモーターに直流を印加することによって車両の後退を防ぐように構成される、請求項１に記載の車両制御システム。
9. 制御装置は、モーターに直流を印加することによって、および、車両のブレーキをかけないことによって、車両の後退を防ぐように構成される、請求項６に記載の車両制御システム。
10. 制御装置は、モーターに直流を印加することによって、および、車両のブレーキをかけることによって、車両の後退を防ぐように構成される、請求項６に記載の車両制御システム。
11. 制御装置は、車両のモーターによって生成されたトルクをモニタリングするように、かつ、モーターによって生成されたトルクが車両の後退を防ぐのに必要とされる閾値トルクを超えるのに応答してブレーキを解除するように構成される、請求項１に記載の車両制御システム。
12. 制御装置は車両の加速の減少に応答して０でない上限を決定するように構成される、請求項１に記載の車両制御システム。
13. 制御装置は、０でない上限が車両のペイロードが重ければ減少し、車両の速度が遅ければ減少し、または、ルートの坂が急であれば減少するように、および、０でない上限が車両のペイロードが軽ければ増加し、車両の速度が速ければ増加し、または、ルートの坂がより平坦であれば増加するように、０でない上限を決定するように構成される、請求項１に記載の車両制御システム。
14. 方法であって、
    車両が登っている坂で車両の後退を防ぐために車両の減速に関して０でない上限を決定する工程であって、減速に関する０でない上限は、車両によって搬送されたペイロード、車両の速度、車両が移動している坂に基づいて決定される、工程と、
    車両の減速をモニタリングする工程と、
    車両のブレーキあるいはモーターの１つ以上を制御することによって車両の減速が０でない上限を越えるのを自動的に防ぐ工程を含み、
    ここで、車両の減速は、車両が０でない速度で坂を上方に移動している間に車両の後退を防ぐために車両のブレーキを作動させること、または車両のモーターに電流を供給することの１つ以上を行うことによって０でない上限を超えるのを防止される、方法。
15. 車両が選択された移動方向に移動している間、車両の減速はモニタリングされ、および、車両が坂を上方へ選択された移動方向に移動している間に、モーターによって生成されたトルクまたは車両のブレーキの作動の１つ以上を自動的に制御することによって、車両の減速は０でない上限を超えるのを自動的に防止される、請求項１４に記載の方法。
16. 車両の減速をモニタリングする工程と、車両の減速が０でない上限を越えるのを自動的に防ぐ工程は、車両が０でない坂であるルートの坂を上方へ移動するのに応答して生じる、請求項１４に記載の方法。
17. 車両の減速が０でない上限を越えるのを自動的に防ぐ工程は、車両が０の速度状態に達するのに応答して生じ、および車両が坂を下方に後退し始めるよりも前に始まる、請求項１４に記載の方法。
18. 車両の減速が０でない上限を越えるのを自動的に防ぐ工程は、車両のブレーキを作動させることによって生じ、および、
    その後、ブレーキを解除し、かつ、車両のモーターを制御することにより車両が坂を下方に後退することなく坂での車両の位置を維持する工程をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
19. 車両の後退は、交流電動機であるモーターに直流を印加することによって防がれる、請求項１４に記載の方法。
20. 車両制御システムであって、
    車両の選択された移動方向、車両のモーターの動作方向、およびモーターの動作速度を決定するように構成された制御装置を備え、
    制御装置は、車両の選択された移動方向とは異なる車両のモーターの動作方向に応答して車両の後退状態を識別するように構成され、
    ここで、制御装置はさらに、識別された後退状態と、指定された０でない速度閾値を越えるモーターの動作速度に応答して、車両のブレーキを自動的に作動させることにより車両の動きを自動的に遅延または停止させるように構成される、車両制御システム。
21. 制御装置は、選択された移動方向における車両の加速の停止を識別するように構成され、および、制御装置は、識別された後退状態と、速度閾値を越えるモーターの動作速度と、識別された車両の加速の停止とに応答して、車両の移動を自動的に遅延または停止させるように構成される、請求項２０に記載の車両制御システム。
22. 車両制御システムであって、
    車両速度に関する下限を決定するように構成された制御装置を備え、
    制御装置は、車両が登っている坂で車両の後退を防ぐために下限を決定するように構成され、
    下限は、車両によって搬送されたペイロード、および車両が移動しているルートの坂に基づいて制御装置によって決定され、
    ここで、制御装置は、車両の速度をモニタリングするように、かつ車両のブレーキを作動させることによって車両の速度が下限未満に落ちるのを自動的に防ぐように構成され、
    制御装置は、車両の速度に基づいて、および車両の加速とは無関係に、ブレーキを作動させるように構成され、
    および、制御装置は、車両が０でない速度で坂を上方に移動している間に車両の後退を防ぐために車両のブレーキを作動させるように構成される、車両制御システム。
23. 制御装置は、車両の加速度入力デバイスの解除後に車両の速度をモニタリングするように、かつ、加速度入力デバイスの解除後に車両の速度が下限未満に落ちるのを自動的に防ぐように構成される、請求項２２に記載の車両制御システム。
24. 制御装置は、運転手が車両の加速度入力デバイスを始動させるか、押し下げ続ける間、車両の速度をモニタリングするように、かつ、運転手が加速度入力デバイスを始動させるか、押し下げ続ける間、車両の速度が下限未満に落ちるのを自動的に防ぐように、構成される、請求項２２に記載の車両制御システム。
25. 方法であって、
    車両のブレーキがかけられている間に、車両のスロットル設定の運転手の要求する増加を表すスロットルコマンドを受け取る工程と、
    スロットルコマンドの受け取りに応答して車両の１つ以上のモーターによって生成されたトルクを増加させる工程と、
    １つ以上のモーターによって生成されたトルクが最大の利用可能なトルクに到達すること、１つ以上のモーターによって生成されたトルクが目標解除加速に到達すること、あるいはあらかじめ定められた０でない持続時間の終了の１つ以上に応答して、車両のブレーキを解除する工程とを含む、方法。
26. 方法であって、
    車両がルートの坂で停止状態にある間に、車両のブレーキが解除されるかどうかを判定する工程と、
    ブレーキが解除されるとの判定に応答して、指定された０でない閾値距離だけ坂を下方に後退させる工程、あるいは、車両の１つ以上のモーターによって生成されたトルクを使用して車両を迅速に加速させる工程の１以上、
    および、車両に坂を下りさせること、あるいは車両を迅速に加速させることの１以上の後に、１つ以上のモーターによって生成されたトルクを調節することにより、坂を登る車両の動きをスムーズに移行する工程とを含む、方法。
27. 方法であって、
    坂の上の静止位置にある車両の１つ以上のブレーキがかけられている間に、１つ以上のブレーキを解除するための運転手の入力がブラキング間隔中に受け取られるかどうかを繰り返し判定する工程と、
    ブランキング間隔中に１つ以上のブレーキを解除するという運転手の入力を受け取らないことに応答して車両の１つ以上のブレーキを解除する工程と、
    車両に坂を前進させるために車両の１つ以上のモーターでトルクを自動的に生成する工程とを含む、方法。

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