WO2010079705A1 - 車両速度推定装置及びトラクションコントロール装置 - Google Patents

Abstract

　車両速度推定装置は、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する手段（８０１）を備え、手段（８０１）は、最も小さい回転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（８１４）と、車両の走行状態に応じて処理部（８１４）の時定数を変更する時定数変更部（８１０）とを備えている。

Description

車両速度推定装置及びトラクションコントロール装置

　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。

　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。

　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）。

特開２００１－８２１９９号公報

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

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。 前記実施形態における建設車両の油圧回路図。 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 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。 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。 前記実施形態の作用を説明するためのフローチャート。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。

　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。

　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。

　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）。

　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。

　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。

〔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。

　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。

　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。

　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。

　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。

〔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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

〔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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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）

　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。

　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。

〔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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

 

〔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。

(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。

(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）。

　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）。

　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）。

　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）。

　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）。

　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）。

　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）。

　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）。

　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）。

　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）。

　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。

　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）。

　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。

(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。

(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。

　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。

　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。

(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。

(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）。

　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）。

　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^２未満であるかを判定する（処理Ｓ８７）。

　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）。

　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。

　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。

　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
 

Claims (7)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
    

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