(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行路面上で車両に動作を開始させ、走行路面上の車両の動作を維持するための制御システムであって、
制御システムは、
車輪が静止状態に維持されるように、制動トルクおよび駆動トルクを１つまたはそれ以上の車輪に供給することにより動作制御を開始し、
その後、制動トルクを減少させることによって制動トルクを１つまたはそれ以上の車輪に供給し続けながら、静止状態から動作を開始するように動作可能であり、
制御システムはまた、
走行路面上で１つまたはそれ以上の車輪のスリップの値を、駆動トルクおよび制動トルクの制御により自動的に維持するように構成され、
維持されるスリップの値は、所定範囲内にあることを特徴とする制御システム。
【請求項２】
電子プロセッサと、
電子プロセッサに電気的に接続され、指令を記憶する電子メモリデバイスとを備え、
電子プロセッサは、メモリデバイスにアクセスし、メモリデバイス内に記憶された指令を実行するように構成され、
制御システムは、移動制御を開始し、スリップの値を所定の範囲内に自動的に維持するように動作可能であることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
電子プロセッサは、車両が走行している走行路面の１つまたはそれ以上の性状を示す電気信号を受けるための入力部を含み、
電子プロセッサは、走行路面の１つまたはそれ以上の性状を示す信号に基づいてスリップの値を決定するように構成されたることを特徴とする請求項２に記載の制御システム。
【請求項４】
電子プロセッサは、車両速度を示す電気信号を受けるための入力部を含み、
電子プロセッサは、車両速度を示す電気信号に依存するスリップの値に基づいて維持されるスリップの値を決定するように構成されたことを特徴とする請求項２または３に記載の制御システム。
【請求項５】
車両速度が大きいほど、維持されるスリップの値が小さいことを特徴とする請求項４に記載の制御システム。
【請求項６】
電子プロセッサは、車両のエンジン速度を示す電気信号を受けるための入力部を含み、
電子プロセッサは、車両のエンジン速度を示す電気信号および車両速度を示す電気信号を自動的に比較し、車両速度がエンジン速度に対応する速度に近づくほど、維持されたスリップの値が低減されるように構成されることを特徴とする請求項５に記載の制御システム。
【請求項７】
静止状態から移動を開始させるのに十分な駆動トルクを出力するために、制御入力を変更するよう車両ドライバに指示することにより、駆動トルクの供給を指令するように動作可能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
車両のヒューマン・マシン・インターフェースを介して制御入力を変更するよう車両ドライバに指示するように動作可能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
駆動トルクの供給を直接的に指令するように動作可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載のシステム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１に記載のシステムを備える車両。
【請求項１１】
走行路面上で車両に動作を開始させ、走行路面上の車両の動作を維持するための方法であって、
前記方法は、
車輪が静止状態に保持されるように、制動トルクおよび駆動トルクを１つまたはそれ以上の車輪に供給することを指令するステップ１と、
ステップ１の後、制動トルクを１つまたはそれ以上の車輪に供給し続けながら、静止状態から移動を開始させるステップ２を備えており、
前記方法はまた、
走行路面上の１つまたはそれ以上の車両車輪のスリップを、駆動トルクおよび制動トルクの制御により自動的に維持するステップを有し、
維持されるスリップの値は、所定範囲内にあることを特徴とする方法。
【請求項１２】
車両速度が推進装置の速度に対応する速度に近づくほど、維持されるスリップの値が自動的に低減されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
指令を記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、１つまたはそれ以上の電子プロセッサによって実行されたとき、１つまたはそれ以上のプロセッサに、請求項１１または１２に記載の方法が実行されることを特徴とする非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両牽引制御に関し、とりわけ、これに限定するものではないが、たとえば車両を停止状態から移動させ、オフハイウェイ条件において車両進行を維持する際の車両の牽引制御を改良するシステムおよび方法に関する。本発明の態様は、方法、システム、および車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
乾燥したアスファルト表面上のハイウェイ条件において車両を停止状態から移動させることが、よく理解されている。車両タイヤと地面の間の摩擦係数（μまたは「ｍｕ」）が、低減されまたは変わりやすい場合、車両発進に対する従来の手法が、１つまたはそれ以上の車輪の過剰なスリップを生じさせることがある。これは、オフハイウェイ状態にいる未熟ドライバにとって特に問題である。たとえば、砂地では、車輪の無分別なスピンにより、車両は砂を掘り返し、砂地上で進行するのに十分な牽引力を得ることができないことがある。未熟なオフハイウェイドライバは、車両内から１つまたはそれ以上の車輪がスピンしていることを認識しないことがあり、深いトレッドのオフハイウェイタイヤの装備は、その歯様の掘り返し特性によってこの問題を悪化させ得る。さらに、一部の状況では、過剰な車輪スピンの結果、特に、草地などの比較的脆弱な表面の場合、車両が駆動している表面に損傷を生じさせる可能性がある。
【０００３】
車両が滑りやすい条件において動作状態にあるとき、比較的、過剰な車輪スピンを誘発しやすく、したがって、特に車両が進行するにとき、摩擦係数が変動する場合、牽引力を失い易くなり得る。
【０００４】
本発明が、着想されたのはこの背景に対してである。本発明の実施形態は、車両を停止状態から発進させ、および／または前記車両の走行路面上の動きを維持する方法およびシステムを提供する。本発明の他の目的および利点は、以下の説明、特許請求の範囲および図面から明白になるであろう。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の態様は、添付の特許請求の範囲において特許請求される方法、システム、および車両を提供する。
【０００６】
保護を求める本発明の１つの態様によれば、走行路面上で車両に動作を開始させ、および／または走行路面上の車両の移動を維持するための制御システムで実行される方法が提供され、この方法は、
制御システムを用いて、車両が静止状態に維持されるように、制動トルクおよび駆動トルクを１つまたはそれ以上の車輪に供給するように指令するステップと、
制動トルクを供給し続けながら、静止状態から移動を開始させるステップとを有する。
【０００７】
保護を求める本発明の１つの態様によれば、走行路面上で車両に動作を開始させ、走行路面上の車両の移動を維持するための制御システムで実行される方法が提供され、この方法は、
車両が静止状態に維持されるように、制動トルクおよび駆動トルクを１つまたはそれ以上の車輪に供給するように指令するステップと、
制動トルクを供給し続けながら、静止状態から移動を開始させるステップとを有し、
走行路面上の１つまたはそれ以上の車両車輪のスリップの値を自動的に維持するステップとを有し、
維持されるスリップの値は、所定の範囲内である。
【０００８】
１つの実施形態では、維持されるスリップの値は、走行路面の１つまたはそれ以上の性状に基づいて決定してもよい。任意的には、維持されるスリップの値は、さらに車両速度に依存にしてもよい。
【０００９】
いくつかの実施形態では、維持されるスリップの値が小さくてもよい。
【００１０】
いくつかの実施形態では、車両速度が推進装置の速度に対応する速度に近づくほど、維持されるスリップの値が自動的に低減されてもよい。
【００１１】
いくつかの実施形態では、スリップは、５〜２０％の範囲内に維持されてもよい。
【００１２】
理解されるように、１つまたはそれ以上の車輪が車両の実質的な静止状態である停止状態から実質的に始動されるとき、制動トルクは、１つまたはそれ以上の車輪に加えられるが、駆動トルクに対抗するものである。
【００１３】
本発明に係る実施形態は、１つまたはそれ以上の車輪のフレア（過剰な車輪スピン）のリスクを低減できるという利点を有する。上述のように、摩擦係数が比較的に小さい路面上において、車両が停止した状態から移動を開始しようとするとき、動作を開始しようとしている場合、駆動トルクが１つまたはそれ以上の車輪に加えるとき、車輪スリップの大きさ（値）が過剰になりやすい。本発明に係る実施形態によれば、１つまたはそれ以上の被駆動車輪に、その回転に対抗する制動トルクを加えることにより、この問題を解消することができる。車両が停止状態から加速されるときに、制動トルクが加えられる。ブレーキシステムは、駆動トルクが車輪に加えられる前にブレーキを掛けてもよく、駆動トルクが車輪に加えられたとき、車両の移動に対抗するように、ブレーキシステムが与える制動トルクを増大させる。ブレーキシステムは、十分な駆動トルクが１つまたはそれ以上の車輪に加わるまで、車両を実質的に静止状態に維持するように構成されてもよい。その後、１つまたはそれ以上の車輪の回転を開始させるために、制動トルクの大きさを低減してもよい。択一的または追加的に、少なくとも１つまたはそれ以上の車輪の回転が開始されるまで、駆動トルクの大きさを増大してもよい。
【００１４】
本明細書における制動トルクの供給とは、加えられた駆動トルクに対抗する抑制トルクの提供を指し、駆動トルクは、要求される走行方向に車両を進行させるような方向に加えられるトルクである。抑制トルクは、電気マシン、任意的には回生ブレーキシステムの少なくとも一部として動作可能な電気マシンを用いて、摩擦式の基礎ブレーキシステムを用いて、または任意の他の適切な手段により加えることができる。いくつかの実施形態では、電気マシンは、牽引（または推進）モータとして動作可能であってもよい。
【００１５】
理解されるように、制動トルクを加えて、使用して車輪に加えられた駆動トルクの大きさを調節することにより、車両が停止状態から加速されるときの車輪速度を正確に制御することができる。少なくとも部分的にはエンジンの動作構成部品の慣性に起因して、過剰なスリップを防止するのに必要な比較的短時間で、内燃エンジンなどのエンジンにより出力された駆動トルクを調節できないことがある。摩擦ブレーキシステムまたは回生ブレーキシステム等のブレーキシステムと、エンジンが出力するトルクとを組み合わせて利用することにより、より制御された手法で駆動トルクの供給を容易にして、車輪スリップの改良された制御方法を実現する。とりわけ（パワートレイン駆動トルクおよびブレーキシステムの制動トルクの合力である）車輪に供給される正味のトルクは、ブレーキシステムおよびパワートレインが同期式に制御される場合、実質的にゼロの正味トルクから精緻に調節することができる。
【００１６】
この方法は、路面上の１つまたはそれ以上の車両車輪のスリップを５〜２０％の範囲内に自動的に維持するステップを含んでもよい。維持されるスリップの大きさは、車両速度に依存する値を設定するように制御システムが制御してもよい。たとえばスリップの大きさは、車両速度が増すほど小さくてもよい。追加的または択一的に、維持されるスリップの大きさは、凹凸などの走行路面の１つまたはそれ以上の性状、路面上で走行する車両に負荷される荷重、および／または１つまたはそれ以上の他の特性に基づいて決定してもよい。
【００１７】
したがって理解されるように、本発明に係るいくつかの実施形態は、地形上の１つまたはそれ以上の車両車輪の相対的スリップを制御することができ、制御の損失または車両の不安定性を招くことなく、効果的な牽引を実現することができる。地形上の車輪のスリップは、車両パワートレインおよびブレーキシステムを適当な手法で自動的に制御することにより実現することができる。たとえば、エンジンおよび任意的には１つまたはそれ以上のクラッチまたはトルクコンバータは、正の駆動トルクを生成するように制御することができる。１つまたはそれ以上の車輪のスリップは、パワートレイン駆動トルクおよび車輪に掛けられた制動トルクの大きさを制御することにより実現してもよく、このとき過剰なスリップの発生を防止しつつ、十分なトルクによりスリップを起こすことができる。上記説明したように、制動トルクは、少なくとも部分的には電気マシン等のパワートレインの構成部品により提供してもよい。
【００１８】
いくつかの実施形態では、制御システムは、正の駆動トルクおよび制動トルク（負のトルク）を、１つまたはそれ以上の（非駆動）車輪に供給するのではなく、１つの車輪または前車軸もしくは後車軸の車輪などの車輪の対に供給するように動作可能である。このシステムは、非駆動車輪の回転をモニタして車両速度を決定し、ひいては駆動車輪に過剰なスリップが生じているか否かを判断する。
【００１９】
いくつかの実施形態では、車軸の左側および右側の被駆動車輪に加えられたトルクの相対量を、停止状態からの発進を補助するために変更することができる。同様に、前方および後方車輪が駆動される場合、たとえば、４輪駆動車両において、前輪および後輪に印加されたトルクの相対量を、停止状態からの車両発進を補助するために独立的に変更することができる。
【００２０】
推進装置は、内燃エンジン、電気モータ、または原動力の別の供給源であってもよい。車両は、１つまたはそれ以上の推進装置および／またはエンジンを有してもよい。ハイブリッド電気車両等のいくつかの実施形態では、車両は、エンジンおよび１つまたはそれ以上の電気モータを含むものであってもよい。
【００２１】
本発明に係る１つの実施形態では、車両速度が推進装置の速度に実質的に匹敵して（ほぼ対応して）、車両の進行を維持するための十分な牽引力が利用可能であることを示すときに、移動制御は自動的に中止される。
【００２２】
本発明に係る１つの実施形態では、車両が車両ドライバの意思に従って進行しているか否かに応じて、移動制御を自動的に機能させ、機能解除させてもよい。
【００２３】
したがって、１つの実施形態では、車両システムは、たとえばアクセルペダルの踏込等のアクセルペダルの入力のドライバの要求を、たとえば車両の加速度等のレスポンス（応答）と自動的に比較してもよい。車両のレスポンスが、過剰な車輪スリップを示すものである場合、本発明の実施形態による方法が、自動的に発動される。たとえばドライバがアクセルペダルを踏み込むが、車両速度が予想するほど大きくない場合、システムは過剰な車輪スリップが起こっていると判断し、本発明に係る実施形態による方法を発動してもよい。この方法は、「牽引補助」または移動制御ともいう。停止状態からの発進を支援するために、牽引補助が作動される場合、本発明に係る実施形態による方法は、発進支援ともいう。
【００２４】
自動システムの場合、この方法は、目標速度を利用し、車両が目標速度に到達したときにスタンバイ（待機）モードをとるまたはこれに復帰することができる。すなわち、牽引補助は、そのような状況において停止させることができる。車両が目標速度から所定の量だけ逸脱する場合、たとえば車両速度が所定の量だけ目標速度より遅くなった場合、速度の増大が再度要求されたときに、牽引補助を自動的に再実行するようにしてもよい。たとえばドライバがアクセルペダルを十分な量だけ踏み込む場合、または自動速度制御システムがアクティブであり、車両速度における増大を指令する場合に、速度の増大を要求してもよい。
【００２５】
追加的または択一的に、この方法は、終了ストラテジを含んでもよく、ここでは自動的な移動制御は、所定の時間が経過後、時間切れ（タイムアウト）となり、所定の時間は、車両の使用条件によって決定してもよい。本発明に係る実施形態による方法を用いて発進を支援する状況において、時間切れを通知してもよい。択一的には、システムが発進支援または牽引補助を実施するために必要と判断したトルクを超える駆動トルクを車両ドライバが要求する場合、またはドライバがブレーキペダル等を踏み込んだことによりブレーキシステムを作動させる場合、システムは移動制御を取り消してもよい（たとえば選択解除してもよい）。
【００２６】
既知の車輪速度比較技術を用いて、スリップしていない車輪に対する被駆動車輪のスリップを決定してもよい。択一的には、車輪と車両の動きを関連付けるために、被駆動車輪の回転速度を車両位置検知デバイスと比較してもよい。本発明のいくつかの実施形態によれば、関連する車輪にブレーキをかけることにより、モータトルクを低減することにより、および／または制御可能な制限付きスリップ・デフ等のデバイスによるモータトルクの再分配（トルクベクタリング）により、許容される過剰な値のスリップを制御してもよい。
【００２７】
カメラ認識技術を用いて、１つまたはそれ以上の車両車輪を見て、車輪スリップを検出することによって車両移動を判断してもよいし、または地形表面を見て、トランスミッション出力速度、エンジン速度、および／または車輪速度に相当する速度で車両が移動しているか否かを判断してもよい。
【００２８】
車輪（および付随するタイヤ）の許容されるスリップの値は、地形のタイプに基づいて選択してもよい。地形のタイプは、車両ドライバが選択してもよく、または適切な車両のセンサシステムを用いて自動的に検出してもよい。したがって比較的に硬質の路面上では、任意の被駆動車輪の許容されるスリップは、５％近くであってもよく、牽引力を得るためには、軟質の路面上のものに比して大きくてもよい。許容されるスリップの大きさは、車輪速度に基づいて決定してもよい。
【００２９】
１つの実施形態では、この方法は、車両および推進装置の速度が一致するように近づくにつれて、許容されるスリップを自動的に低減するステップを含み、その結果、比較的にスリップの大きい状態から徐々に小さいスリップまたは実質的にゼロのスリップに滑らかに移行する。したがって、硬質表面上では、推進装置および車両速度が釣り合うようになるにつれて、許容されるスリップが比較的低い値に向かって滑らかに移行することができる。砂地等の軟質表面上では、常に、ある程度のスリップを維持することにより、比較的に大きいスリップは、車両速度および車輪速度が一致するように近づくにつれて、より低いスリップの値に滑らかに移行することが望ましい。択一的には、推進装置の代わりに、パワートレインのトランスミッションの回転部品または別の部分に対して、車両速度を比較してもよい。
【００３０】
本発明に係る１つの実施形態では、移動制御中、前方方向の車両加速度を、たとえば１．２５ｍ／ｓ２の所定値以下に制限することにより、車両の円滑かつ漸進的な移動を実現することができる。許容される最大前方加速度は、選択された地形タイプに基づいて決定してもよい。車両加速度が所定の値に近づく場合、許容される車輪スリップの程度は、低減される。車両加速度が許容される値に達しない場合、許容される車輪スリップの程度は、車両が走行する地形に対する最大許容可能値まで増大してもよい。
【００３１】
いくつかの実施形態では、本発明に係る実施形態による方法を用いて、車両を停止状態から効率的に発進させることができ、１〜５車両分の長さにおいて実質的に止めることができる。同様に、この方法によれば、砂地等の軟質路面上での推進を維持することができる。
【００３２】
この方法は、走行路面上の車両速度が所定値を超えると、移動制御を自動的に終了するステップを含んでもよい。
【００３３】
すなわち、いくつかの実施形態では、車両が所定の速度に達すると、移動制御を終了する。
【００３４】
択一的または追加的に、この方法は、所定時間が経過すると、移動制御を自動的に終了するステップを含んでもよい。
【００３５】
この方法は、車両と走行路面の間の表面摩擦係数の値が所定値を超えると、移動制御を自動的に終了するステップを含んでもよい。
【００３６】
すなわち、いくつかの実施形態では、走行路面の表面摩擦係数の値は、実質的に連続的または断続的にモニタ（監視）される。摩擦係数の値が所定値を超えた場合、移動制御を自動的に終了する。これは、いくつかの状況では、移動制御が実行される時間または距離を低減することができるという利点を有する。したがって、車両が比較的低い表面摩擦係数のスリップしやすい草地路面から比較的に表面摩擦係数の大きいアスファルト路面に比較的に短い距離を移動する場合、制御手段が走行路面の変化を認識できると、移動制御を直ちに終了することができる。いくつかの実施形態では、車両安定性を改善するために、移動制御を徐々に終了させてもよい。
【００３７】
いくつかの実施形態では、車両の移動制御は、１つの車輪に対して終了させた後、段階的に別の車輪に対して終了させてもよい。たとえば、第１の組の１つまたはそれ以上の車輪が、第２の組の１つまたはそれ以上の車輪の前に摩擦係数の比較的に低い路面を離れる場合、移動制御は、第２の組の前に第１の組に対して段階的に終了させてもよい。したがって、個々の被駆動車輪または被駆動車輪の対などの被駆動車輪のグループなどのそれぞれの車輪の移動制御は、互いに対して独立的に終了させてもよい。
【００３８】
この方法は、たとえば車両発進支援セレクタ制御部等のユーザにより操作可能な移動制御入力手段の状態に基づいて、移動制御を開始するステップを含んでもよい。
【００３９】
すなわち、いくつかの実施形態では、移動制御を自動的に開始することをユーザに許容する制御ボタンを設けてもよい。制御ボタンは、たとえば、可動式スイッチデバイス、または接触感知性ボタンまたはタッチスクリーン装置等の接触感知性デバイスを含むものであってもよい。音声制御式の入力手段または任意の他の適当な入力手段等の他の入力手段も同様に有用である。いくつかの実施形態では、移動制御は、たとえばメニュー形式のユーザインターフェイスを介して移動制御を選択した後、アクセルペダル入力により開始してもよい。
【００４０】
択一的または追加的に、この方法は、走行路面の１つまたはそれ以上の性状に基づいて移動制御を自動的に開始するステップを含んでもよい。
【００４１】
この方法は、１つまたはそれ以上の車輪と走行路面の間の表面摩擦係数の値に基づいて移動制御を自動的に開始するステップを含んでもよい。
【００４２】
この方法は、１つまたはそれ以上の車両の値、または周囲温度もしくは車両の１つまたはそれ以上の構成要部品の温度等の環境パラメータに基づいて移動制御を自動的に開始するステップを含んでもよい。
【００４３】
すなわち、いくつかの実施形態では、表面摩擦係数の値が適正であると制御手段が判断したとき、移動制御を自動的に開始してもよい。たとえば、制御手段が、表面摩擦係数の値が所定値を下回ると制御手段が判断したとき、移動制御を自動的に開始してもよい。
【００４４】
この方法は、車両が最後に移動した後に降雨があったか否かの判断、および車両が最後に移動した後の１つまたはそれ以上の測定された周囲温度の値から選択された少なくとも一方に基づいて、表面摩擦係数の現在値を推定するステップを含んでもよい。すなわち、この方法は、停止状態からの車両が最初に発進する前に、表面摩擦係数の現在値を推定するステップと、移動制御を実行すべきか否かを自動的に判断するステップとを含んでもよい。
【００４５】
理解されるように、降雨があった場合、車両と走行路面の間の表面摩擦係数の値は小さくなる。すなわち、乾燥した草地またはアスファルト等の路面上に雨または雪が降る場合、表面摩擦係数の値は、車両の発進時に過剰な車輪スリップが生じる値まで小さくなり得る。いくつかの場合には、過剰な車輪スリップは、車両の積載量または車両が牽引している荷重に起因して生じることがある。
【００４６】
これに伴い、この方法は、降雨を検出するステップと、降雨の検出に応じて表面摩擦係数の値の推定値を修正するステップとを含んでもよい。この方法は、表面摩擦係数を推定する際に周囲温度を考慮に入れるステップを含んでもよい。この温度が、実質的に０℃の所定値を下回り、降雨が検出された場合、任意的には、さらに１つまたはそれ以上の別のパラメータに基づいて、移動制御を自動的に開始してもよい。表面摩擦係数の所定値は、トレイン負荷の推定に応じて決定してもよい。トレイン負荷の推定に際して、トレーラが車両に連結されているか否か、走行路面の勾配、および車両が坂道を上っているかまたは下っているかを考慮に入れることができる。他のパラメータ／要因もまた考慮に入れることができる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、この方法は、各々それぞれの被駆動車輪が負担している重量の量または相対量を決定するステップと、１つまたはそれ以上の車輪が負担する重量の量に応じて表面摩擦係数の所定値を設定するステップとを含むものであってもよい。この方法は、車両姿勢、車輪アーティキュレーション、および／または追加的もしくは択一的な任意の他のデータを参照して、所与の車輪上の重量の相対量を決定するステップを含んでもよい。車両が、１つまたはそれ以上の車輪が完全に「沈降」状態である、すなわち下方向の変位の下限値にあると判断した場合、この方法は、表面摩擦係数の所定値以下で移動制御が開始されるが、この所定値を増大させるステップを含んでもよい。
【００４８】
いくつかの構成では、所与の車輪上の重量が、所定値を下回って降下する場合、または重量の相対量が、所定値を下回って降下する場合、移動制御は、表面摩擦係数の値に関係なく自動的に開始してもよい。
【００４９】
いくつかの構成では、移動制御は、車両荷重または車両荷重の変化に応じて開始してもよい。たとえば車両が静止しているときに貨物の荷降ろしによって、車両の重量が低減した場合、移動制御は、車両が比較的に低い摩擦係数の路面上で発進する、または発進する可能性があると判断される場合に開始してもよい。たとえば配達トラックの場合、貨物重量が大きく変動し得るため、この特徴は配達トラックに対して特に有用になり得る。１つの具体的なシナリオでは、トラックは、地下荷降ろし倉庫内で貨物を荷降ろした後、スリップしやすい路面上の登り坂を走行して荷降ろし倉庫から出る必要がある。本発明に係る実施形態による制御システムは、こうした車両に有用に装備されて、車両が移動を開始するときの滑りやすい路面上の走行を優位にすることができる。
【００５０】
任意的ではあるが、このシステムは、周囲温度および降雨の有無等の１つまたはそれ以上の周囲環境条件に関するデータを記憶することができる。このシステムはまた、表面摩擦係数の現在値、および任意的には車両に関連付けられた１つまたはそれ以上の他のパラメータを記憶することもできる。停止状態からの移動を開始した後、この制御システムは、車両が停止状態から加速している間、記憶されたデータに基づいて、移動制御すなわち１つまたはそれ以上の車輪に対する制動トルクの供給を自動的に起動させることができる。上記説明したように、制動トルクの供給は、車輪ブレーキを掛けること、またはたとえば電気マシンを用いて車両ドライブラインに負のトルクの供給によるものであってもよい。
【００５１】
１つの実施形態では、車両が最後に停止したときの１つまたはそれ以上の被駆動車輪における表面摩擦係数が、車両が最後に停止したときに静止状態から移動を開始させるために移動制御を必要とするようなものであったことを記憶されたデータが示す場合、この制御システムは、ドライバが停止状態からの移動を続けて指令（操作）したとき、移動制御を自動的に実施してもよい。
【００５２】
いくつかの実施形態では、制御システムが、車両が最後に静止したときに雨が降っていたこと、および表面が現時点では所定値を下回る摩擦係数を有すると判断した場合、このシステムは、ドライバが停止状態からの移動を指令したとき、移動制御を自動的に実施してもよい。このシステムは、現在の周囲温度に関するデータに少なくとも部分的に基づいて、表面摩擦係数の現在値を推定してもよい。他の配置構成も同様に有用である。
【００５３】
いくつかの実施形態では、制御システムは、被駆動車輪にのみブレーキを掛けて移動制御を実施したとき、ドライバがブレーキペダルまたは他のブレーキ起動装置を踏み込まない限り、ブレーキライト等の外部ブレーキインジケータ点灯システムの照明を防止してもよい。いくつかの実施形態では、閃光式方向インジケータランプ等のハザード警告点灯システムを作動させてもよい。
【００５４】
この方法は、制御システムによる車両の運転条件をドライバが選択するステップを含んでもよい。
【００５５】
この方法は、車両の運転条件を自動的に選択するステップを含んでもよい。
【００５６】
運転条件は、１つまたはそれ以上の車両サブシステムの所定の構成に対応するものであってもよい。
【００５７】
この方法は、所定の車両運転条件の選択時に移動制御を自動的に開始するステップを含んでもよい。
【００５８】
この方法は、車両の運転条件に基づいて最大の許容されるスリップを決定するステップを含み、この方法は、スリップを最大許容値に制限するステップを含んでもよい。
【００５９】
この方法は、有利には、同じ車軸の駆動車輪の速度差を所定値未満、任意的には１０％未満に維持するステップを含んでもよい。
【００６０】
この方法は、車両のすべての駆動車輪の速度差を所定値未満、任意的には１０％未満に維持するステップを含んでもよい。
【００６１】
任意的には、この方法は、車両の前方加速度を所定値、任意的には１．５ｍ／ｓ２未満に制限するステップを含んでもよい。
【００６２】
この方法は、車両速度およびエンジン速度が近づくにつれて、路面に対する車輪のスリップ割合を自動的に低減するステップを含んでもよい。
【００６３】
有利には、スリップ割合を漸進的に低減してもよい。
【００６４】
任意的には、移動制御は、実際の車両速度が、現時点での推進装置速度での理論的な車両速度に対する所定の比率を上回るときに中止される。所定の比率は、９０％または任意の他の適切な値であってもよい。
【００６５】
この方法は、車両の運転条件に基づいて最大の許容されるスリップを決定するステップを含んでもよい。
【００６６】
この方法は、車両の運転条件をドライバが選択するステップを含んでもよい。
【００６７】
この方法は、車両の運転条件を自動的に選択するステップを含んでもよい。
【００６８】
この方法は、スリップを決定するために、トランスミッション速度と従動車輪の速度を比較するステップを含んでもよい。上記説明したように、いくつかの実施形態では、被駆動車輪の速度は、スリップを決定するために、従動車輪の速度と比較してもよい。
【００６９】
択一的または追加的に、この方法は、スリップを決定するために、トランスミッション速度および対地速度を比較するステップを含んでもよい。
【００７０】
択一的または追加的に、この方法は、スリップを決定するために、被駆動車輪のトルク応答を用いるステップを含んでもよい。すなわち、この方法は、車輪のスリップの値を推定するために、車両で測定されたトルクの量を予想される量、たとえば車両のパワートレインが出力する動力またはトルクの所与の量に対して予想される量と比較するステップを含んでもよい。
【００７１】
移動制御を開始するステップは、車両を加速させるために制動トルクを加え続ける間、１つまたはそれ以上の車輪に加えられる正味のトルクを調整するステップを含んでもよい。
【００７２】
この方法は、車両の前方部分と後方部分の間の車両重量の分布に応じて、所与の車軸の車輪に加わる制動トルクの大きさを選択するステップを含んでもよい。
【００７３】
すなわち（前輪の対または後輪の対などの）所与の車軸の車輪にかけられる制動トルクの大きさは、車両の前車軸および後車軸にかかる重量の相対量に応じて選択してもよい。後車軸にかかる重量の量が、前車軸にかかるものより大きい場合、より大きい量の制動トルクが、後車軸の車輪と比較して前車軸の車輪に加えられてもよい。
【００７４】
同様に、負荷される制動トルクの量は、車輪が被駆動車輪か否かに応じて決定してもよい。従動車輪の場合、移動が停止状態から開始されたときに制動トルクを加えないことにより、被駆動車輪の回転速度を参照することにより車両の速度の測定値を求めてもよい。
【００７５】
前輪駆動車両の場合、移動が停止状態から開始されたとき、制動トルクは、車両が停止状態から駆動されるときに車両の前輪に加えてもよい。ただし、制動トルクは、車両の加速を妨げないように後輪から解放されてよく、車輪速度のより正確な測定値が、スリップし得る後輪の回転速度の測定値と比較されることを可能にする。同様に、後輪駆動車両の場合、制動トルクは、動作が停止状態から開始されるとき、前輪ではなく後輪に加えてもよい。
【００７６】
この方法は、アクセルペダルの踏込量、トランスミッションまたは高／低比セレクタを用いて選択すべきギア、選択すべき地形応答モード制御装置の状態、または任意の他の適当なドライバ制御入力信号等、１つまたはそれ以上のドライバが入力する制御信号に関して、必要とされる状態または条件をユーザに指示するステップを含んでもよい。指示は、ヒューマン・マシン・インターフェース（ＨＭＩ）システムを用いてドライバに提供してもよい。択一的または追加的に、この方法は、音声メッセージ、触覚指示および／または警告トーンによって指示するステップを含んでもよい。こうしてユーザは、この方法を実行するために必要な操作指示が提供される。
【００７７】
保護が求められる本発明の別の態様では、車両の動作を低摩擦走行路面上で維持する方法が提供され、この方法は、車両の牽引力の損失を検出するステップと、制動トルクおよび駆動トルクを１つまたはそれ以上の車両車輪に供給するストラテジを実行するステップと、前記ストラテジの実行中、車両への必要とされる制御入力を車両ドライバにアドバイスするステップとを含む。ドライバが施す制御入力は、たとえば、アクセルペダルの踏込量、トランスミッションまたは高／低比セレクタを用いて選択すべきギア、選択すべき地形応答モード制御装置の状態、または任意の他の適切なドライバが施す制御入力に対するものであってもよい。
【００７８】
保護が求められる本発明の態様では、車両の動作を低摩擦走行路面上で維持する方法が提供され、この方法は、車両の牽引力の損失を検出するステップと、制動トルクおよび駆動トルクを１つまたはそれ以上の車両車輪に加えるストラテジを実行するステップと、走行路面上の１つまたはそれ以上の車輪のスリップを所定の範囲内に維持するのに必要とされる制御入力を決定するステップと、前記ストラテジの実行中、前記スリップを維持するために車両への必要とされる制御入力を車両ドライバにアドバイスするステップとを含む。
【００７９】
この方法は、走行路面上の１つまたはそれ以上の車輪のスリップを５〜２０％の範囲内に維持するステップを含んでもよい。
【００８０】
任意的には、牽引力の損失が起こったという決定は、任意のタイヤ／地面界面速度におけるスリップの量が２％を超えることを必要としてもよい。
【００８１】
この方法は、ダッシュボードメッセージ、音声メッセージ、触覚指示および／または警告トーンによって車両ドライバにアドバイスするステップを含んでもよい。
【００８２】
有利には、ドライバが入力する必要がある車両への制御入力は、アクセルペダル位置の変動を含んでもよい。
【００８３】
任意的には、ストラテジは、車輪スリップが所定の最小値を下回る場合に自動的に中止される。
【００８４】
ストラテジは、車両ドライバにより非動作状態にされるように構成されてもよい。
【００８５】
任意的には、ストラテジは、オフロード条件の選択または検出時に自動的に動作状態にされてもよい。
【００８６】
有利には、ストラテジは、所定の車両速度を超えたとき非動作状態にされてもよい。
【００８７】
保護が求められる本発明の一態様では、制御システムによって実施される、車両を走行路面上で動作状態に設定し、および／または前記車両の走行路面上の移動を維持する方法が提供され、この方法は、移動制御を開始するステップを含み、移動制御を開始するステップは、１つまたはそれ以上の被駆動車輪にブレーキをかけるステップを制御システムによって指令するステップと、車両が静止状態に保持されるように、１つまたはそれ以上の被駆動車輪への駆動トルクの供給を指令するステップと、引き続いて、ブレーキが、印加された駆動トルクに対抗するために１つまたはそれ以上の被駆動車輪に供給され続ける間、停止状態から動作を開始するステップとを含む、方法が提供される。
【００８８】
保護が求められる本発明の１つの態様では、車両を走行路面上で動作状態に設定し、および／または前記車両の走行路面上の動きを維持するための制御システムが提供され、この制御システムは、車両が静止状態に保持されるように、１つまたはそれ以上の車輪への制動トルクおよび駆動トルクの印加を指令することによって移動制御を開始するように動作可能であり、引き続いて、制動トルクが１つまたはそれ以上の車輪に印加され続ける間、停止状態から動作を開始するように動作可能である。
【００８９】
保護が求められる本発明の別の態様では、走行路面上で車両に動作を開始させ、および／または走行路面上の車両の移動を維持するための制御システムが提供され、この制御システムは、車両が静止状態に保持されるように、制動トルクおよび駆動トルクを１つまたはそれ以上の車輪に供給するように指令することによって移動制御を開始し、制動トルクが１つまたはそれ以上の車輪に印加され続ける間、走行路面上の１つまたはそれ以上の車両車輪のスリップを自動的に維持するように動作可能であり、維持されるスリップの値は、所定範囲内にある。
【００９０】
一実施形態では、制御システムは、さらに、
電子プロセッサと、
電子プロセッサに電気的に接続され、指令を記憶する電子メモリデバイスとを備え、
電子プロセッサは、メモリデバイスにアクセスし、メモリデバイス内に記憶された指令を実行するように構成され、
制御システムは、移動制御を開始し、スリップの値を所定の範囲内に自動的に維持するように動作可能であってもよい。
【００９１】
いくつかの実施形態では、電子プロセッサは、車両が走行している走行路面の１つまたはそれ以上の性状を示す電気信号を受けるための入力部を含み、電子プロセッサは、走行路面の１つまたはそれ以上の性状を示す信号に応じてスリップの値を決定するように構成されてもよい。
【００９２】
いくつかの実施形態では、電子プロセッサは、車両速度を示す電気信号を受けるための入力部を含み、電子プロセッサは、車両速度を示す電気信号に依存するスリップの値に応じて維持されるスリップの値を決定するように構成されてもよい。
【００９３】
いくつかの実施形態では、車両速度が大きいほど、維持されるスリップの値が小さくてもよい。
【００９４】
いくつかの実施形態では、電子プロセッサは、車両のエンジン速度を示す電気信号を受けるための入力部を含み、電子プロセッサは、車両のエンジン速度を示す電気信号および車両速度を示す電気信号を自動的に比較し、車両速度がエンジン速度に対応する速度に近づくほど、維持されたスリップの値が低減されるように構成されてもよい。
【００９５】
このシステムは、１つまたはそれ以上の車輪に実質的に連続的な制動トルクの供給を指令し、１つまたはそれ以上の車輪へのドライブトルクの供給を指令するように動作可能であってもよい。駆動トルクが供給されるとき、駆動トルクがブレーキシステムにより供給された制動トルクを超える上で十分に大きくなると、車輪が回転し始めることかでき、制動トルクは、駆動トルクに対抗し、フレアのリスクを低減するように増大すると予想される。
【００９６】
システムは、駆動トルク、任意選択で規定量の駆動トルク、さらに任意選択で規定量以下の駆動トルクを車輪に印加するよう車両のユーザに指令するように動作可能になり得る。指令は、ＨＭＩディスプレイ、声指令、または任意の他の適切な手段を用いて提供され得る。あるいは、制御システムは、駆動トルクを車輪に印加するようパワートレインコントローラに指令するように動作可能になり得る。
【００９７】
制御システムは、ブレーキコントローラなどの車両システムに制動トルクを印加するよう指令することによって、駆動トルクに少なくとも部分的に対抗するために制動トルクの印加を指令するように動作可能になり得る。追加的または択一的に、制御システムは、電気マシン、たとえば発電機として作動される電気マシンを用いて制動トルクを印加するようパワートレインコントローラに指令することができる。
【００９８】
ユーザが、たとえば、アクセルペダルを押し下げることによって駆動トルクを印加するよう指令される実施形態では、制御システムは、ユーザが印加する駆動トルクの量によって決まる、制動トルクの量の印加を指令するように動作可能になり得る。
【００９９】
制御システムは、ドライバが、たとえば圧力をブレーキペダルに印加することによってブレーキ制御入力を提供する場合、移動制御を取り消すように動作可能になり得る。ユーザがアクセル制御入力を施すように指令される実施形態では、システムは、ユーザがアクセル制御入力の印加を止める場合、たとえばユーザがアクセルペダルを解放する場合、移動制御を取り消すように動作可能になり得る。
【０１００】
システムは、１つまたはそれ以上の車両車輪のスリップを５〜２０％の範囲に維持するように自動的に適合され得る。
【０１０１】
システムは、車両を走行路面上で動作状態に設定し、および／または車両の走行路面上の動きを前方または逆行の運転方向に維持するように動作可能になり得ることが理解される。
【０１０２】
本発明のこの態様は、反直感的であると考えられてよく、その理由は、牽引力の損失の検出は、通常、車輪の制御を維持するために車両スリップの低減を必要とするためである。本発明のこの態様では、車輪スリップは、低摩擦表面上の車両の効果的な走行を確実にするために維持される。
【０１０３】
「低摩擦表面」とは、牽引力の大きな損失に遭遇され得る、乾燥したアスファルトまたはコンクリート以外のあらゆる表面、一般的にはたとえば雪、泥または砂地のオフロード表面を意味する。牽引力の損失は、任意のタイヤ／地面界面において２％のスリップを上回るものとして規定され得る。牽引力の損失は、たとえば、車両速度の比較によって、または固定された基準に対する車輪速度および車両速度の比較によって、任意の適切なやり方で検出され得る。乾燥したアスファルト表面は、１の表面摩擦係数を有すると考えられ得る。比較的低い表面摩擦係数は、０．５を下回るまたはこれに等しい値であると考えられ得る。しかし、本発明の実施形態は、０．５より大きい表面摩擦係数を有する表面上の車両の動作を支援するのに有用である。
【０１０４】
本発明の実施形態による車両発進支援または牽引力補助は、車両ドライバに適切な指示が与えられたときに手動で実施されてよく、または車両のシステムによって自動的に実施されてよい。自動的に実施される場合、適切なインジケータが、実施が行われていることを、たとえばダッシュボードメッセージ、警告トーンまたは触覚指示によってドライバに警告することができる。
【０１０５】
車両への必要とされる制御入力の１つは、アクセルペダル位置を含むことができる。したがって、車両ドライバは、エンジントルクを増大させてスリップを５〜２０％の範囲内に維持するために、アクセルペダルを押し下げるように指令され得る。超過のトルクが存在する場合、ドライバは、アクセルペダルが押し下げられる量を低減するように、換言すれば、アクセルペダル「解放」を低減するように指令され得る。システムは、アクセルペダルの押し下げの量を増大させる、または低減するようユーザに案内するプロンプトを提供するように動作可能になり得る。ドライバは、アクセルペダルを軽く押し込み、システムによってその後提供されるプロンプトに従うことによって移動制御を開始することができる。いくつかの実施形態では、システムは、自動トルクキャッピングを実行するように動作可能になり得、自動トルクキャッピングでは、パワートレインは、制御システムの制御の下、ドライバがアクセルペダルを押し下げた量に対応する最大値まで駆動トルクを発生させるように動作可能である。システムは、必要とされる駆動トルクの量を決定し、対応する駆動トルクの量を、瞬間アクセルペダル位置によって指示される最大値まで発生させるようパワートレインに指令するように構成される。必要とされる制御入力を指示する任意の適切な手段が、使用されてよく、声指令、触覚フィードバック、ディスプレメッセージ、表、グラフおよびそのようなものを含む。
【０１０６】
方法は、ブレーキシステムおよび／またはパワートレイントルク低減システムを用いて駆動トルクの超過を補償することを含むことができる。したがって、エンジンおよび／または電気モータなどの作動装置が、実際の瞬間アクセル制御位置に対応する駆動トルクの量を発生させるよう指令される実施形態では、超過のトルクのための補償が、制動トルクの印加によっておよび／またはパワートレイントルク低減システムを用いて行われる。
【０１０７】
パワートレイントルク低減システムは、１つまたはそれ以上のクラッチデバイスを備えることができ、このクラッチデバイスは、パワートレインの１つまたはそれ以上の場所におけるドライブラインのスリップを可能にするように動作可能であり、それによって１つまたはそれ以上の車輪に印加されたパワートレイントルクの量を低減する。ドライブラインスリップの量は、システムによって、たとえばマルチプレート湿潤クラッチデバイスまたは任意の他の適切なデバイスなどのクラッチデバイスのプレート間のクランプ圧力の量を変化させることによって管理される。他の配置構成もまた、有用である。
【０１０８】
本発明のこの態様のストラテジは、車輪スリップが、たとえば２％の所定の最小値を下回って降下する場合に自動的に止められてよく、または車両ドライバによって手動で無効またはディスエーブルにされてよい。ストラテジは、オフロード条件の選択または検出時、または牽引力の損失に遭遇され得る任意の他の状態、たとえば雪の中の運転中、または車両ナビゲーションシステムに関連付けられたマップデータが、車両が、アスファルトまたはコンクリート道路表面などのハイウェイまたは道路表面に対応しない地面上で運転していることを示す場合、自動的にイネーブルにされ得る。ナビゲーションシステムは、衛星ナビゲーションシステムまたは任意の他の適切なナビゲーションシステムになり得る。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、ストラテジは、規定された１つまたはそれ以上の車両動作モードが、ドライバによって、または車両制御システムによって自動的に選択された場合に自動的にイネーブルにされ得る。たとえば、ストラテジは、冬モードまたはそのようなものが選択された場合、または「発進支援」モードの場合イネーブルにされ得る。車両は、１つまたはそれ以上の地形応答（ＴＲ）モードなどの、優勢な運転条件に応答する１つまたはそれ以上の他のモードにおいて動作可能になり得る。ＴＲモードは、草地、砂利、雪または氷などのスリップしやすい表面上の走行に最適化された１つまたはそれ以上のモードを含むことができる。
【０１１０】
参照によってその内容が本明細書に組み込まれる、米国特許第７，３４９，７７６号明細書は、車両制御システムであって、ドライバが、運転条件の幅広い範囲にわたって、特にオフロードを運転するときに遭遇され得るいくつかの異なる地形上で改良された制御を実施することができる、車両制御システムを説明している。地形に関連するドライバ入力指令に応答して、車両制御システムは、いくつかの異なる運転モードまたはＴＲモードの１つにおいて作動するように選択される。各々のモードごとに、さまざまな車両サブシステムが、対応する地形に適切なやり方で作動される。上記で説明されたように、車両は、車両の動作が、停止状態から開始され、１つまたはそれ以上のＴＲモードの規定された組の１つが選択されたとき、本発明の実施形態によって発進支援を実施するように自動的に動作可能になり得る。いくつかの実施形態では、車両は、優勢な運転条件に適したＴＲモードを選択し、車両の動作が停止状態から開始されるときに本発明による移動制御を実施するよう自動的に動作可能になり得る。
【０１１１】
一実施形態では、あるモード（たとえば冬モード）が利用可能であり、ここでは、車両は、過剰な車輪スリップのリスクを低減するために第２または第３のギアなどの第１のギア以外の前方ギアにおいて休止状態から発進するように構成される。異なるモードは、異なるスロットルマップ（所与のスロットルペダル位置に対して発生したエンジントルクの量）、トルク送出（トランスミッションクラッチの係合が起こるように制御される速度と組み合わせ、それによってギアシフトがどれだけ激しく起こるかを決定する、スロットルマップ）および表面摩擦係数の関数とするトランスミッションシフト点を有することができる。たとえば、トランスミッションシフト点が配置されてよく、ここでは、ギアシフトは、別の形で行われ得るより遅い速度で、またより穏やかなやり方で（たとえばより遅い速度で）起こる。
【０１１２】
他の配置構成もまた、有用である。
【０１１３】
この態様のストラテジは、所定の車両速度を上回ってディスエーブルにされてよく、この速度は、車両ドライバによって設定されてよく、または車両システムによって自動的に設定されてよい。
【０１１４】
本発明の実施形態による方法は、通常、たとえば、意図された結果を達成するために、モータとトランスミッションおよび／またはトルクベクタリングシステムとの間の結合を自動的に変化させるように適合された、クラッチ制御システムなどの車両制御システムにおいて具現化される。クラッチは、トルク変換器のロックアップクラッチになり得る。制御システムは、さらに、エンジントルク／速度マップを変更することによってモータトルクを制御することができ、車両ドライバによる適切な制御の選択時に全自動になり得る。
【０１１５】
１つの実施形態では、制御システムは、モータ速度（たとえばエンジン速度または電気推進モータ速度）、トランスミッション速度、トランスミッション比、車輪速度、対地速度、およびそのようなものについての必要とされる情報を与える、ネットワークバスまたはそのようなものからの入力信号を有するクラッチ制御ＥＣＵの一部である。モータトルクなどの他の情報は、モータ速度を参照して、任意選択でドライバ要求トルク、燃料の流量、誘導空気流量および／または１つまたはそれ以上の他のパラメータなどの１つまたはそれ以上の他のパラメータと組み合わせてＥＣＵメモリのルックアップテーブルから導出され得る。
【０１１６】
車両ドライバによって開始された後、車両の移動は、モータとトランスミッションの間の所望の結合が達成されるまで、車両が所望の速度を有するまで、または車輪スリップが規定の閾値を下回るまで、全自動になり得る。閾値は、速度および／または摩擦係数などの１つまたはそれ以上の他のパラメータによって決まり得る。車両速度は、車両ドライバが手動制御を、たとえばアクセルペダルを前進させる（押し下げる）、ブレーキペダルを押し下げることによって手動制御を得るまでまたはこれを得ない限り、または別のシステムが引き継ぐまでまたは引き継がない限り、維持されてよく、後者は、たとえばクルーズ制御モジュールでよく、それによって車両ドライバは、通常の＋および−ボタンの使用によって速度を上下させることができる。
【０１１７】
システムは、車両の被駆動車輪間にエンジン出力を選択的に分配するためのトルク制御装置を含むことができる。
【０１１８】
制御装置は、それぞれの車輪ブレーキをかけることによって被駆動車輪の回転速度を制御するように適合され得る。
【０１１９】
システムは、複数の車両車輪に関してトルクベクタリングを実行するように動作可能になり得る。
【０１２０】
システムは、さらに、車両速度に対する対地速度を感知するための手段を含むことができる。
【０１２１】
たとえば、車両には、レーダベース技術、カメラベース技術、全地球測位システム衛星（ＧＰＳ）システムベース技術、または任意の他の適切な技術などの地面上の走行の実際の速度を測定するための手段が設けられてよい。車両速度とは、車両速度の知識を必要とする１つまたはそれ以上の車両システムによって使用される参照車両速度を意味する。参照車両速度は、車両速度の測定によって決定されてよく、１つまたはそれ以上の車輪のスリップ発生時に間違った値になりやすくなり得る。参照速度は、特に、車両のすべての車輪が、駆動され、すべての被駆動車輪のスリップが起こったときに間違った値になりやすくなり得る。
【０１２２】
システムは、車両の作動条件にしたがって最大に許容されるスリップを決定するように適合され得る。
【０１２３】
任意選択で、システムは、ブレーキおよび／またはアクセルペダルなどのドライバ制御される入力を変更するよう車両ドライバに指示するための指示デバイスを含む。
【０１２４】
システムは、アクセルペダルなどの制御入力を変更するよう車両ドライバに指令することによって駆動トルクの印加を指令するように動作可能になり得、それによって十分な駆動トルクを停止状態からの動作を開始するために発生させることを可能にする。
【０１２５】
システムは、車両ＨＭＩによって制御入力を変更するよう車両ドライバに指示するように動作可能になり得る。
【０１２６】
有利には、システムは、駆動トルクの印加を直接的に指令するように動作可能になり得る。
【０１２７】
したがって、システムは、パワートレインコントローラまたはエンジン制御装置などの、駆動トルクを印加するための車両システムと直接的に通信するように動作可能になり得る。
【０１２８】
本発明の実施形態は、自動トランスミッションを備えた車両において使用されてよく、また、手動トランスミッションを有する車両との使用に適合されてよい。手動トランスミッションを有する車両との使用のための実施形態では、システムは、車両が、トランスミッションギアセレクタに加えて高／低比セレクタを有した場合、適切なギアまたはギア構成を選択するようドライバを案内するように動作可能になり得る。ギア構成とは、高または低比のトランスミッションギアの特定の組み合わせ、任意選択で２つまたはそれ以上の組み合わせの選択を意味する。制御システムは、次いで、ドライバに、アクセルペダルが押し下げられなければならない量の指示を提供し、任意選択でこれに加えて、トランスミッションと係合するために車両のクラッチを解放するようドライバを案内する。制御システムは、クラッチを適切な量だけ、また、任意選択で車両のストール作用を防止するのに適した速度で解放するようドライバを案内することができる。制御システムは、さらに、車輪にブレーキをかけるようブレーキコントローラに直接的に指令することができ、これにより制動トルクは、車輪が回転し始めるときの１つまたはそれ以上の被駆動車輪のフレアを防止するために発生する。制動トルクが、電気マシンを用いて印加される場合、制御システムは、電気マシンによる制動トルクの印加を指令することができる。本発明の一実施形態では、緑色インジケータランプは、アクセルペダルがドライバによって十分に押し下げられたときに明るくなることができる。赤色ランプは、クラッチがあまりにも速い速度で解放された場合に明るくなることができる。他の配置構成もまた、有用である。
【０１２９】
保護が求められる本発明の１つの態様では、車両を走行路面上で動作状態に設定し、および／または前記車両の走行路面上の動きを維持するための制御システムであって、１つまたはそれ以上の被駆動車輪にブレーキをかけることを指令することによって移動制御を開始するように動作可能であり、さらに、１つまたはそれ以上の車輪にかけられたブレーキによって車両が静止状態に保持されるように、１つまたはそれ以上の被駆動車輪への駆動トルクの印加を指令するように動作可能であり、引き続いて、印加された駆動トルクに対抗するために１つまたはそれ以上の被駆動車輪にブレーキがかけられ続ける間、停止状態から動作を開始するように動作可能である、制御システムが提供される。
【０１３０】
動作は、１つまたはそれ以上の車輪にかけられたブレーキによって発生した制動トルクの量を低減することによって、および／または１つまたはそれ以上の車輪にかけられた駆動トルクの量を増大させることによって、停止状態から開始され得る。
【０１３１】
各々の車輪には、それぞれの１つまたはそれ以上のブレーキが設けられ得ることを理解されたい。あるいは、ブレーキは、駆動トルクに対抗し、過剰な車輪スピンを防止するために、ドライブラインの所望の場所にかけられてよい。
【０１３２】
保護が求められる本発明の別の態様では、先行する態様によるシステムを備える車両が、提供される。
【０１３３】
本発明の１つの態様では、複数の選択可能な作動条件と、先行する態様の１つによるシステムとを有する車両が、提供される。
【０１３４】
保護が求められる本発明の１つの態様では、ブレーキコントローラなどのブレーキ制御手段およびパワートレインコントローラなどのパワートレイン制御手段を備える車両速度制御システムが、提供される。ブレーキ制御手段およびパワートレイン制御手段は、被駆動車軸に印加されたトルクの正味量を制御するように動作可能である。作動においては、制御システムは、車両が、表面上にブレーキ制御手段が施されない状態でパワートレイン制御手段によって達成可能であるもの未満の速度で停止状態から加速することを可能にし、この場合、タイヤと地面の間の摩擦係数は、ほぼ１に等しく、すなわちこれは、比較的高い把持を提供する表面に等しい。これは、ブレーキ制御手段が、車両が加速されるときに抑制（ブレーキ）トルクを被駆動車輪にかけ、パワートレイン駆動トルクに対して作用するためである。これは、車両が比較的低い表面摩擦係数の表面上で加速しようとする場合、加速速度は、ドライバによって実際に達成可能であるものを上回ることができるという利点を有し、その理由は、ブレーキシステムを施すことで、正のパワートレイン駆動トルクが印加されたときの過剰な車輪スリップ（フレア）が防止されるためである。
【０１３５】
保護が求められる本発明の１つの態様では、制御システムによって実施される、車両を走行路面上で動作状態に設定し、および／または前記車両の走行路面上の動きを維持する方法が、提供される。方法は、移動制御を開始することを含むことができ、移動制御を開始することは、車両が静止状態に保持されるように、１つまたはそれ以上の車輪への制動トルクおよび駆動トルクの印加を制御システムによって指令することと、引き続いて、制動トルクが１つまたはそれ以上の車輪にかけられ続ける間、停止状態から動作を開始することとを含む。ストラテジはまた、低摩擦表面上で車両進行を維持するために実施され得る。車両ドライバは、進行の維持を容易にするために、アクセルペダル位置などの制御入力を変更するよう指令され得る。
【０１３６】
保護が求められる本発明の別の態様では、指令をその上に記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、１つまたはそれ以上の電子プロセッサによって実行されたとき、１つまたはそれ以上のプロセッサに上記で説明された方法を実施させる、コンピュータ可読記憶媒体が、提供される。
【０１３７】
保護が求められる本発明の一態様では、車両を走行路面上で動作状態に設定し、前記車両の走行路面上の動きを維持するための制御システムであって、車両が静止状態に保持されるように、１つまたはそれ以上の車輪への制動トルクおよび駆動トルクの印加によって移動制御を開始し、引き続いて、制動トルクが１つまたはそれ以上の車輪に印加され続ける間、停止状態から動作を開始するように動作可能であり、システムは、さらに、
走行路面上の１つまたはそれ以上の車両車輪のスリップの値を所定の範囲内に維持するために必要とされる、所要のドライバ制御入力を自動的に決定し、
前記スリップを維持するために車両への前記所要の制御入力に関する車両ドライバへの指示を与えるように構成される、制御システムが、提供される。
【０１３８】
一実施形態では、制御システムは、
電子プロセッサと、
電子プロセッサに電気的に接続され、指令を記憶する電子メモリデバイスとを備え、
電子プロセッサは、メモリデバイスにアクセスし、メモリデバイス内に記憶された指令を実行するように構成され、
制御システムは、必要とされるドライバ制御入力を自動的に決定し、車両ドライバに指示を与えるように動作可能である。
【０１３９】
本願の範疇において、上記段落、クレーム、および／または以下の明細書および図面に記載された、さまざまな態様、実施形態、実施例、および択一例、特に個々の特徴物は、独立してまたは組み合わせて採用することができる。たとえば１つの実施形態に関連して説明された特徴物は、その特徴物が矛盾するものでなければ、すべての実施形態に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
以下の図面を参照しながら、単なる具体例として、本発明に係る実施形態を以下説明する。
【図１】本発明に係る一実施形態による車両を示す。
【図２】アクセルペダル位置をエンジントルク出力に関連付けるペダル進捗マップを示す。
【図３】本発明に係る実施形態の効果を示すグラフである。
【図４】図３に対応し、増大する車両速度を示す図である。
【図５】図３に対応し、相対的な車輪スリップを示す。
【図６】本発明に係る実施形態による車両制御ユニットの操作を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態による制御システムで制御されたときの車両発進時における時間の関数とするパワートレイントルクおよび制動トルクのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０１４１】
図１は、本発明の一実施形態による車両１０の概略図である。車両１０は、内燃エンジンの形態を有する原動機または推進装置１１を有する。エンジン１１は、連結装置１３を介してトランスミッション１２に連結される。連結装置１３は、車両１０が停止状態から加速されるとき、トランスミッション１２が推進装置の速度に一致する速度まで漸進的に達することができるように構成されている。連結装置１３は、通常、摩擦クラッチ、トルクコンバータ等である。アクセルペダル１は、パワートレインコントローラ１７により制御されて、推進装置１１が出力するトルクの大きさを、ドライバが制御すること可能にする一方、ブレーキペダル２は、ドライバがブレーキコントローラ１６により制御されて、ドライバがブレーキシステムを操作することを可能にする。
【０１４２】
車両１０は、所望の車両動作モードを選択するためにドライバにより操作可能なモードセレクタ１４を含む。これらのモードは、たとえば、効果的な車両性能およびその機能を完全に発揮させるために、さまざま地形条件に適したサスペンションおよびパワートレインの設定を含むものであってもよい。これらのモードは、上記および米国特許第7,349,776号明細書に記載された「地形応答（テレイン・レスポンス）」モードまたはＴＲモードと呼ばれる。モードセレクタ１４を用いて、ドライバは、砂地、砂利、または岩肌上の走行に車両を最適にするように操作することができる。いくつかの実施形態では、車両１０は、１つまたはそれ以上の走行状態を検知するように構成された適当な車両搭載センサを用いて、動作モードを自動選択できるように構成してもよい。
【０１４３】
オフハイフェイ時（ハイウェイ以外の走行時）の停止状態からの車両の始動は、不適当な車両応答を回避するために注意を要する。図２は、草地、砂利または雪（ＧＧＳ）２１、砂地２２、および岩肌２３上を走行するときの典型的なペダル進捗マップを示し、ここでは、車両推進装置のトルク出力Ｔは、加速ペダル位置Ｐに基づいて制御される。すなわち砂地モードが選択されたとき、低い百分率（％）のペダル位置からアクセルペダルをわずかに踏み込むことにより、大きいトルクを出力することができる。対照的に、ＧＧＳモードでは、車輪のスピンを回避するために、低い５％のペダル位置に対するトルク出力は、あまり強いものではない。こうした場合、とりわけドライバが地形タイプを正しく判断しないとき、停止状態から車両を発進させる上で未熟なドライバを支援するための制御ストラテジ（制御手法）が必要とされる。
【０１４４】
本発明に係る実施形態は、停止状態から車両を発進させるようにドライバを支援するための発進支援機能を提供する。
【０１４５】
図１に示す実施形態では、停止状態からの車両の発進は、タイヤ／地形界面（地形路面）の間の最大牽引力を得るために、所定範囲内で意図的に車輪をスリップさせることによって実現することができる。意図的にスリップは、車両の少なくとも１つの車軸の被駆動車輪で起こしてもよいが、すべての従動軸で起こしてもよい。
【０１４６】
許容されるスリップの量（割合）は、車両タイプおよび地形のタイプ（分類）に応じて実験的に決定され、岩肌などの硬い路面に対しては５％程度に小さく、砂地などの柔らかい粒状路面に対しては２０％程度まで大きくすることができる。スリップの量（割合）は、車両速度の関数としてもよい。いくつかの実施形態では、車両は、最大約５０％のスリップを許容するように動作可能であってもよい。同様に、さまざまな地形条件に対して、他の車輪スリップの値が有用である。
【０１４７】
スリップの量（割合）という用語は、車輪速度が車両速度を超える量（割合）を意味するものと理解されたい。
【０１４８】
車両推進装置は、通常、車両が停止状態にあるとき、そのように指令される場合に駆動車輪の過剰な回転またはフレア（突発的な回転）を引き起こすのに十分なトルクを発生させることができる。従来式の差動ギアは、通常、１つの被駆動車輪を制御することなくスピンさせることがあるため、本発明のいくつかの実施形態は、過剰な車輪スピンを防止するように構成される。
【０１４９】
図１の実施形態の車両は、発進支援機能を実現するように動作可能な車両制御ユニット（ＶＣＵ）１５を有する。発進支援機能がアクティブである（動作中である）とき、ＶＣＵ１５は、車両が静止状態にあって、エンジン駆動トルクが１つまたはそれ以上の被駆動車輪に加えられたとき、その１つまたはそれ以上の被駆動車輪の加速に対抗するために、その１つまたはそれ以上の被駆動車輪に対して（圧力作動式ブレーキシステムの場合はブレーキ圧力等の）制動トルクの供給をブレーキコントローラ１６に指令するように動作可能である。この制動トルクは、駆動トルクが加えられたときに車輪が突発的に回転するリスクを低減し、各車輪の正味トルクの増大速度が、パワートレインコントローラ１７単体により実現される増大速度を下回るよう制御される。
【０１５０】
いくつかの構成では、制動トルクは、被従動軸の各車輪に加えられる。これは、地面と車軸の対向する車輪との間の表面摩擦係数の値が実質的に異なる状況では、一方の車輪が他方の車輪に対してスリップすることに実質的に起因して車両の進行が阻害されるリスクを低減することができる。いくつかの実施形態では、この問題を軽減するために、制御可能な制限スリップ機能付き差動ギアおよび／またはトルク誘導システムを用いることにより、車両トランスミッション１２は、要求に応じて、個々の被駆動車輪にトルクを配分して与えてもよい。
【０１５１】
１つまたはそれ以上の車軸の被駆動車輪間に差動ギアボックスを有する実施形態では、１つの車輪が受ける表面摩擦係数が、他の車輪が受ける表面摩擦係数より低い場合、被駆動車輪に制動トルクを加えることにより、差動ギアの両側におけるトルクを好ましい手法で分配することができる。すなわち、より高い表面摩擦係数の表面に面した車輪に、より大きなトルクを加えるように、トルクを再分配することができる。
【０１５２】
理解されるように、これまでの知見によれば、車両が比較的に小さい程度を超えてスピンすることは、一般的に好ましくないと考えられ、先行技術にかかるシステムは、車輪スリップをできるだけ小さい値に維持しようとするものである。しかしながら本発明に係る実施形態によれば、要求される範囲内で意図的に制御されたスリップを起こすために、過剰なトルクを車両エンジン１１から出力させる。特に車両１０が停止状態から発進するとき、１つまたはそれ以上の被駆動車輪に制動トルクを供給することにより、スリップを制御することを支援することができる。
【０１５３】
被駆動車輪を制御されたスリップ状態に維持するために、スリップを判断する手段が必要である。適当なデバイスは、個々の車輪速度インジケータを含み、これらの車輪速度インジケータは、車両速度のインジケータと連動して、アンチロックブレーキセンサから得られるものでもよい。後者のインジケータは、従動車輪から、ＧＰＳシステムから、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）から、または任意の他の適当な手法で得ることができる。個々の車輪回転速度を測定し、または車両に対する地形の相対移動を検出するためにカメラシステムを設けることができる。電磁ビームを発信し、受信するレーダシステム等を用いて、地形上の車両速度の指示を与えることができる。
【０１５４】
車輪速度、車両速度、エンジン出力トルク、および他のパラメータの信号は、この実施形態では、コントローラーエリアネットワーク（ＣＡＮ）バス１９である車両ネットワークバス上で利用可能である。信号は、たとえば１０Ｈｚを超える適切な更新レートで更新される。
【０１５５】
実験的に開発された適切なアルゴリズムまたは参照テーブルを用いて、適当なスリップの範囲が選択された地形条件に基づいて付与される。選択された地形条件は、上記で説明されたようなセレクタ１４を用いてドライバによって設定され、またはＶＣＵ１５によって自動的に認識されるようにしてもよい。また付与されたスリップの範囲（程度）は、選択されたトランスミッション比、停止状態にある車両のピッチ角またはロール角等の他の要因を考慮に入れることができる。（雨センサ、またはフロントガラスワイパが「オン」に設定されているか否かを参照して）雨が降っているか否か等の環境要因も考慮に入れてよく、および／または車両が牽引しているか否か、サスペンションの荷重、周囲温度（周囲温度が実質的に０℃であるか否か等）の他の要因、および任意の他の適切な要因も考慮に入れてもよい。これらの要因の適当な信号は、通常、ＣＡＮバス１９上で利用可能である。
【０１５６】
図３は、砂地上で停止状態から発進するための一般的な特性を示す。車両ドライバは、ＨＭＩディスプレイ１８上に表示されたメニュから車両発進支援（ＶＬＡ）を選択することによってＶＬＡ機能を初期化することができる。本発明に係る実施形態では、この機能は、完全自動発進（フルオート発進）を実現するように動作可能である。たとえばドライバが支援を受けずに坂道を上ろうと奮闘しているとき、ドライバは、車両を停止させ、メニュから車両発進支援（ＶＬＡ）を選択することができる。
【０１５７】
車両発進支援（ＶＬＡ）機能が選択された後、車両制御ユニット（ＶＣＵ）１５は、駆動される各車輪に制動トルクを加える（または維持する）ようにブレーキコントローラ１６に指令し、この制動トルクの大きさは、被駆動車輪と走行表面との間の表面摩擦係数の推定値に基づいて決定される。いくつかの実施形態では、車両が停止状態にあるときに当初加えられる、または維持される制動トルクの大きさは、表面摩擦係数から独立した固定値である。制動トルクの大きさは、いくつかの実施形態では、車両の後退（ロールバック）等の好ましくない移動を回避するために、車両姿勢（車両高さ）および選択ギア比に少なくとも部分的に基づいて決定することができる。
【０１５８】
車両制御ユニット（ＶＣＵ）１５は、次いで、当初の車輪スリップがＳ％であったものを約２０％にするために十分なエンジントルクを生成するようパワートレインコントローラ１７に指令する。ドライバがアクセルペダル１を踏み込んで要求することなく、パワートレインは、このパワーを出力する。理解されるように、いくつかの実施形態では、正のパワートレイントルクは、実質的に一定の制動トルクを超えるように指令されてもよく、および／または制動トルクは、正味の車輪トルクを管理するために徐々に低減してもよい。車両が牽引力および速度Ｖ（図４）を得たとき、スリップの許容される割合は５％まで徐々に低減され、これは特定の砂地状態では望ましいものである。より大きい速度であるとき、または異なる地形上にあるとき、相対的なスリップ値をさらに低減してもよい。約１０ｋｍ／時の定常速度に達成するまでの時間は、１〜３秒の範囲となり、その時点で、車両ドライバは、アクセルペダル１を踏み込むことにより、またはクルーズコントロール等のいくつかの他の車両システムを作動させることにより引き継ぐことができる。定常速度は、発進支援機能がアクティブである間、使用条件に基づいて変更または選択することができる。
【０１５９】
本発明に係る１つの実施形態では、発進支援機能が動作可能状態（イネーブル状態）になった後、ＶＣＵ１５は、車両ドライバからの任意の制御入力が、アクセルペダル１、ブレーキペダル２、パーキングブレーキスイッチ１６ＰＢ、トランスミッション制御入力、または（設けられる場合）手動ギアボックスクラッチの操作により検出された場合に発進支援機能を直ちに非動作可能状態（ディスエーブル状態）にする。
【０１６０】
図４は、牽引力が得られ、速度が定常状態まで増大するときの時刻ｔにおける車両速度Ｖの典型的な増大を示す。この定常状態速度は、当然ながら、地形および他の状態に応じて参照テーブル内に記憶された事前設定値に基づいて、またはアルゴリズムに基づいて変えることができる。
【０１６１】
図５は、車両速度Ｖが増大するときの典型的な車輪スリップＳを示す。最初、スリップは、実質的にゼロ（車輪静止状態）であるが、２０％まで急速に増大した後、５％の定常状態値に低減する。車輪速度の小さい変動は、制御システムの更新レートにより補正することができ、更新レートは１０Ｈｚ以上であってもよい。
【０１６２】
次に図６のフローチャートを参照して、本発明に係る１つの実施形態を説明する。
【０１６３】
ステップＳ１０１において、車両１０は、速度Ｖ＝０ｋｍ／時で静止しており、エンジン１１は回転している状態にある。車両のドライバは、ＨＭＩディスプレイ１８を用いて車両発進支援機能を選択する。
【０１６４】
ステップＳ１０３において、車両制御ユニット（ＶＣＵ）１５は、パーキングブレーキスイッチ１６ＰＢにより、パーキングブレーキが掛けられている（オン設定されている）か否か、トランスミッション１２がドライブモードに設定されているか否か、およびドライバが現在、ブレーキペダル２を踏み込んでいるか否かについてチェック（確認）する。いくつかの実施形態では、ＶＣＵ１５は、ブレーキペダル２を踏み込んでいることを必要としない。また他の構成も有用である。
【０１６５】
これらの条件を満たす場合、ステップＳ１０５において、発進支援は「作動し」、すなわちＶＣＵ１５は、発進支援機能を発揮するコンピュータプログラムコードを実行し始める。その後ドライバが、車両ＨＭＩディプレイ１８による指示に従ってペダル１を踏み込んだ後、ＨＭＩディスプレイ１８上に表示された「取消」ボタンを押し、アクセルペダル１から足を離すことにより発進支援機能を取り消す場合、またはドライバが、車両ＨＭＩディスプレイ１８によりブレーキペダル２から足を離すように指示された後に、ブレーキペダル２を踏み込んだ場合、ＶＣＵ１５は、直ちにステップＳ１３１に進み、ステップＳ１３１では、発進支援は取り消され、ＶＣＵ１５は、発進支援機能を実施するコードの実行を終結する。
【０１６６】
ステップＳ１０７において、ＶＣＵ１５はドライバに（ＨＭＩディスプレイ１８を介して）、ブレーキペダル２から足を離し、アクセルペダル１を用いて、指示された踏込量だけ部分的にスロットルを開くように指示する。
【０１６７】
ステップＳ１０９において、ＶＣＵ１５は、車両１０を静止状態に維持するために制動トルクの供給を指令し続けるとともに、所定の制動トルクの大きさに対抗して車両を発進させることができるのに十分な正のトルクが利用可能であるか否かについて判断する。この判断は、パワートレイントルク要求信号、実際に出力されたパワートレイントルクを示す信号を参照することによって、または任意の他の適切な手段によって行うことができる。ＶＣＵ１５が、十分なトルクが利用可能でないと判断した場合、ＶＣＵ１５は、ステップＳ１０７に戻る。
【０１６８】
十分なトルクが利用可能である場合、ステップＳ１１１において、ＶＣＵ１５は、パーキングブレーキスイッチ１６ＰＢを用いてパーキングブレーキを解放するように、ＨＭＩディスプレイ１８を介してドライバに指示する。
【０１６９】
ステップＳ１１３において、ＶＣＵ１５は、所定の時間期間内においてパーキングブレーキを解放するようにパーキングブレーキスイッチ１６ＰＢが起動されたか否かを判断する。この実施形態では、この所定期間は１０秒であるが、他の値もまた有用である。ドライバが、所定期間内でのスイッチ１６ＰＢを用いてパーキングブレーキの解放を入力しない場合、ＶＣＵ１５はステップＳ１３１に進む。
【０１７０】
ドライバが、所定期間内でパーキングブレーキの解放を入力した場合、ＶＣＵ１５は、ステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１５において、ＶＣＵ１５は、ＨＭＩ１８を介して、発進支援機能がアクティブである（動作状態にある）旨を表示し、ドライバにアクセルペダル位置に関してガイダンス（案内）を与える。とりわけＶＣＵ１５は、エンジン１１が車両を発進させるのに十分なトルクを出力させるために、どの程度アクセルペダル１を踏み込む必要があるか、ＨＭＩ１８を介してドライバに指示する。
【０１７１】
十分なトルクを出力しているとＶＣＵ１５が判断した後、ステップＳ１１７において、ＶＣＵ１５は、車両１０の被駆動車輪に負荷される制動トルクの低減を指令するようにブレーキコントローラ１６に制御する。ＶＣＵ１５が決定した所定の大きさの制動トルクは、被駆動車輪に継続的に負荷される。車両１０の必ずしもすべての車輪が駆動されない状況（２輪駆動車両、または２輪駆動構成で動作する４輪駆動車両等）では、ＶＣＵ１５は、従動車輪に対する制動トルクを実質的に完全な解放するように指示することにより、車輪は、制動トルクが実質的に負荷されない状態で自由に回転することができる。このとき従動車輪は、有用な車両参照速度を提供することができる。
【０１７２】
そしてＶＣＵ１５は、エンジン１１により出力され、必要に応じて被駆動車輪に加えられるトルクの増減を指令することができることを理解されたい。いくつかの実施形態では、ＶＣＵ１５が要求する大きさの駆動トルクを出力するために、エンジントルクを調節する代わりに、パワートレインコントローラ１７が、クラッチ、トルクコンバータを用いて、または任意の他の適当な手段を用いて被駆動車輪に出力される駆動トルクの大きさを調節するように動作可能であってもよい。
【０１７３】
ステップＳ１１９において、ＶＣＵ１５は、ドライバがアクセルペダル１を解放したか（アクセルペダルから足を離したか）否か、またはブレーキペダル２を踏み込んだか否かを判断する。そのような事象が起こった場合、ＶＣＵ１５は、ステップＳ１３１に進み、車両発進支援機能は非アクティブ（非動作状態）にされる。
【０１７４】
このような事象が起こっていない場合、ステップＳ１２１において、ＶＣＵ１５は、パワートレイン駆動トルクおよび制動トルクを同時に／同期させて制御することにより、車輪スリップ量（割合）を所定範囲内に維持し続ける。
【０１７５】
ステップＳ１２３において、ＶＣＵ１５は、車両速度Ｖおよび車両加速度を参照することにより車両走行をチェック（確認）する。ＶＣＵ１５は、ステップＳ１２１と同様に、車輪スリップ量を所定範囲内に維持し続ける。
【０１７６】
ステップＳ１２５において、ＶＣＵ１５は、所定の車両速度（１０ｋｍ／時または任意の他の適当な速度等）に達したか否か、または発進支援が作動した後、所定の時間期間が経過したか否かを判断する。いずれかの条件を満たす場合、ＶＣＵ１５はステップＳ１３１に進み、発進支援が中止される（取り消される）。いずれの条件も満たさない場合、ＶＣＵ１５はステップＳ１１９に進む。
【０１７７】
ここで図７を参照して、本発明に係る１つの実施形態によるＶＣＵ１５を有する制御システムの動作について説明する。
【０１７８】
図７は、車両１０がＶＣＵ１５により制御されて停止状態から発進する際の時間関数としてのパワートレイントルクＴｑ（トレースＡ）およびブレーキ圧力Ｐ（トレースＢ）のプロットである。車両１０の被駆動車輪に加えられた正味の大きさのトルクＴｑＮＥＴをトレースＣで示す。時間の関数としてのブレーキペダル位置信号の値をトレースＤで示し、ゼロの値は、解放されたブレーキペダル２に対応し、１の値は、ほぼ完全に踏み込まれたブレーキペダル２に対応する。
【０１７９】
図７のプロットの目的において、車両１０は、駆動トルクが車両の後輪１０ＲＷの対ではなく、前輪１０ＦＷの対に加えられる前輪駆動モードで動作するものと考えられる。後輪１０ＲＷの回転速度の測定値は、車両速度を決定するために使用される。また車両１０は、前輪１０ＦＷおよび後輪１０ＲＷが駆動される４輪駆動モードでも動作可能である。
【０１８０】
時刻ｔ＝０において、車両１０は、パーキングブレーキセレクタ１６ＰＢを介して選択されたパーキングブレーキを用いて静止状態に維持される。パーキングブレーキが掛けられたとき、ブレーキコントローラ１６により制御されて、値Ｐ１のブレーキ圧力がブレーキシステムに負荷される。エンジン１１は、駆動トルクＴｑ１を出力するアイドリング速度で回転するように制御される。
【０１８１】
そしてドライバは、ＨＭＩディスプレイ１８を介して車両発進支援機能を選択する。ＶＣＵ１５は、パーキングブレーキが動作中であり、車両が静止状態にあると判断すると、ＨＭＩディスプレイ１８を介してブレーキペダル２を踏み込み、トランスミッション１２をドライブモード「Ｄ」を選択（設定）するようにドライバに指示を与える。ドライバが時刻ｔ１においてそのようにするとき、ブレーキ圧力の大きさはＰ２まで増大する。
【０１８２】
時刻ｔ２において、ドライバがブレーキペダル２を踏み込み、トランスミッション１２をドライブモードに設定してから所定の期間後、ＶＣＵ１５は、ブレーキペダル２を解放し、アクセルペダル１を指示された程度だけ踏み込むことによりスロットルを部分的に開くようにドライバに指示を与える。
【０１８３】
時刻ｔ２において、ドライバは、アクセルペダル１を踏み込み、時刻ｔ３において、エンジン１１が出力するトルクの大きさはＴｑ２に達する。ＶＣＵ１５は、この大きさのトルクが車両を発進させるのに十分であると判断し、セレクタ１６ＰＢを用いてパーキングブレーキを解放するようドライバに指示を与える。
【０１８４】
時刻ｔ４において、ドライバは、セレクタ１６ＰＢを用いてパーキングブレーキを解放するように選択する。ドライバが、そのような指示を受けた瞬間から１０秒のタイムアウト期限内にパーキングブレーキを解放しない場合、発進支援機能は取り消される。ドライバが、この期間内にパーキングブレーキを解放する場合、ＶＣＵ１５は、前輪１０ＦＷに加えられたブレーキ圧力を値Ｐ２から値Ｐ３まで徐々に低減するようにブレーキコントローラ１６に指令する。このとき、従動後輪１０ＲＷに加えられたブレーキ圧力は、本質的にゼロまで低減される。
【０１８５】
前輪１０ＦＷに対するブレーキ圧力が低減されるにつれて、前輪１０ＦＷに加わる正味の正の駆動トルクは、トレースＣで示すように増大する。こうして車両１０は静止状態から加速し始める。
【０１８６】
ＶＣＵ１５は、被駆動車輪１０ＦＷの回転速度と従動後輪１０ＲＷの回転速度と比較することにより、スリップをモニタする。ＶＣＵ１５は、車輪スリップの所定値を維持するために、ブレーキ圧力Ｐを必要に応じて調節する。車輪スリップの所定値は、車輪と地面の間の摩擦係数および車両１０の速度Ｖの関数である。また所定値の車輪スリップは、モードセレクタ１４で示す選択車両モードに応じたものである。
【０１８７】
時刻ｔ５において、ＶＣＵ１５は、車両１０が加速しており、加速度が車輪スリップとの期待された相関関係を有し、満足できる推進（走行）が実現されていると判断する。理解されるように、加速度が所定値の車輪スリップに対して期待されるものより小さいとき、車両１０は、車輪スリップを低減し、加速度を増大させるために、ブレーキ圧力Ｐを増大させてもよい。またＶＣＵ１５は、エンジン１１のエンストを防止するために、エンジン１１が出力するパワートレイントルクを調整してもよい。
【０１８８】
あるいは、ＶＣＵ１５は、車輪速度を増大させるためにブレーキ圧力Ｐを低減して、車両１０が走行している路面の性状に応じて加速度を増大させるために車輪スリップを低減してもよい。ＶＣＵ１５が行う一連の動作は、車輪と路面との間の表面摩擦係数、（たとえば選択されたＴＲモードを参照することにより決定された）地形のタイプ、走行路面の凹凸、車輪アーティキュレーション、車両姿勢（車両高さ）、周囲温度、および／または降雨の有無の判断等を含む、１つまたはそれ以上の要因によって依存するものであってもよい。
【０１８９】
満足できる推進（走行）が実現されていると判断した結果として、時刻ｔ５において、ＶＣＵ１５は、推進（走行）を維持するために、Ｔｑ２より大きいＴｑ３の値までのエンジントルクの増大を指令する。その後、時刻ｔ６において、ＶＣＵ１５は、車両１０の速度が、所定値（この実施形態では、Ｖ＝１０ｋｍ／時）に近づいていると判断する。したがってＶＣＵ１５は、時刻ｔ６と時刻ｔ７の間において前輪に負荷されたブレーキ圧力Ｐを実質的にゼロになるまで低減する。エンジン１１が出力したトルクの大きさは、制動トルクの対応する低減を補償するために、ブレーキが解放されるときに調整してもよい。時刻ｔ７において、車両は、所定期間（この実施形態では、５秒間）、１０ｋｍ／時の速度を維持するように制御され、ＶＣＵ１５は、車両発進支援機能が完了したことをドライバに知らせる。理解されるように、ＶＣＵ１５は、ドライバがアクセルペダル１またはブレーキペダル２を踏み込んだ場合、所定期間が経過する前に発進支援機能を終了するように動作可能である。
【０１９０】
本発明の実施形態に関する明細書は、停止状態からの車両の始動に関する。追加的または択一的に、本発明に係るいくつかの実施形態によるシステムおよび方法を用いて、摩擦係数が小さい路面または摩擦係数が変動する路面の上での車両の推進（走行）を維持することができる。すなわち、たとえばアクセルペダル位置が一定であるのに、車両が減速することにより示唆される推進不具合を検出したとき、ＶＣＵ１５は、本発明による牽引支援機能を自動的に実行するように動作可能であってもよく、このとき駆動トルクに対抗するような制動トルクが１つまたはそれ以上の被駆動車輪に加えられる。そして車両１０が適当な手法で地形上の走行速度を増大し、または少なくとも維持できる範囲内でスリップを維持するように車両車輪スリップが制御される。理解されるように、パワートレイン駆動トルクに対抗する制動トルクが存在するため、過剰な車輪スリップを低減し、車輪スリップをより正確に制御することができる。
【０１９１】
こうした構成は、状況に応じて、車両ドライバが操作することなく、１つまたはそれ以上の車輪に自動的にブレーキ力を加え、解放することを伴うものであってもよい。ＨＭＩディスプレイ１８または触覚インジケータ上で適当に指示することにより、牽引補助機能の起動をドライバに警告してもよい。必要ならば、牽引補助機能を禁止するための手段を車両ドライバのために設けてもよい。
【０１９２】
択一的または追加的な方法において、ドライバが発進支援機能とは無関係に停止状態から路面上を始動させようとしたとき、所定値を超える車輪スリップが牽引力損失を示すものとして検出される。ＶＣＵ１５は、発進支援機能を自動的に実行することにより、この状況に応答する。こうしてＶＣＵ１５は、車両１０を路面上で効率よく推進させるために、被制御スリップ（制御されたスリップ）を維持するストラテジを実行する。被駆動車輪にフレア（突発的な回転）が生じるリスクを低減するために、制動トルクを自動的に供給する。車両を始動させるのに十分な駆動トレイントルクを維持するために、主にアクセルペダル位置を変更することにより入力信号を制御するように、車両システムがドライバに指示を与える。このようにして、適度に過剰で、かつ適当な最大トルクを得ることができる。制動トルクを増大させることにより、または任意の他の適当な手段により、任意の瞬間に供給される過剰トルクに対抗することができる。車両ドライバへの指示は、任意の適当な方法を用いてもよく、これは、音声指示、触覚フィードバック、ＨＭＩディスプレイ１８を介したメッセージまたは必要とされるアクセルペダルの踏込量をドライバに案内するために、実際の必要とされるパワートレイントルクを示す表もしくはグラフの表示を含むものであってもよい。適当な電子制御ユニットは、車両が所望のスリップの割合を自動的に維持することができるように、車輪スリップの測定、推定、または検出に応答してドライバに指示してもよい。
【０１９３】
いくつかの実施形態では、パワートレインが出力した正の駆動トルクの大きさは、エンジンアイドリング速度を制御することにより調節することができる。アイドリング速度は、制動トルクを自動的に供給することによるエンストを防止するように制御することができる。
【０１９４】
本発明の実施形態は、オフロード運転に最適化されない車両においても有用であることが理解される。本発明に係る実施形態は、車両の前輪または後輪のみ駆動される車両に用いられるのに適している。こうした車両は、表面摩擦係数が比較的に小さい路面（たとえば湿った草地、雪、またや氷の上）で走行する場合がある。車両は、限定的な牽引力および過剰な車輪スリップにより、路面上の推進が困難となる状況に直面することがある。本発明に係る実施形態は、そのような路面上を走行するとき、こうした車両が実質的に改善された牽引能力を実現するという利点を有する。改善された牽引能力によれば、とりわけオフロード運転経験を有さないドライバにとっては、そのような推進（走行）を実現できないときでも、車両を上記路面で推進させることができる。本発明に係る実施形態は、トラック、およびバス等の最大積載状態と空荷状態との間で運転特性が実質的に変化する車両において有用に適用することができる。
【０１９５】
以下の番号付けされた段落を参照すると、本発明に係る実施形態を理解することができる。
【０１９６】
段落１：
走行路面上で車両に動作を開始させ、走行路面上の車両の移動を維持するための制御システムで実行される方法であって、
制御システムを用いて、車両が静止状態に維持されるように、制動トルクおよび駆動トルクを１つまたはそれ以上の車輪に供給するように指令するステップと、
制動トルクを供給し続けながら、静止状態から移動を開始させるステップと、
走行路面上の１つまたはそれ以上の車両車輪のスリップを自動的に維持するステップとを有し、
維持されるスリップの値は、所定の範囲内であることを特徴とする方法。
【０１９７】
段落２：
維持されるスリップの値が、走行路面の１つまたはそれ以上の性状に基づいて決定される、段落１に記載の方法。
【０１９８】
段落３：
維持されるスリップの値が、車両速度に依存する、段落１に記載の方法。
【０１９９】
段落４：
車両速度が大きいほど、維持されるスリップの値が小さい、段落３に記載の方法。
【０２００】
段落５：
車両速度が推進装置の速度に対応する速度に近づくほど、維持されるスリップの値が自動的に低減される、段落１に記載の方法。
【０２０１】
段落６：
スリップが、５〜２０％の範囲内に維持される、段落１に記載の方法。
【０２０２】
段落７：
走行路面上の車両速度が所定値を超えると、移動制御を自動的に終了するステップを含む、段落１に記載の方法。
【０２０３】
段落８：
所定時間が経過すると、移動制御を自動的に終了するステップを含む、段落１に記載の方法。
【０２０４】
段落９：
車両と走行路面の間の表面摩擦係数の値が所定値を超えると、移動制御を自動的に終了するステップを含む、段落１に記載の方法。
【０２０５】
段落１０：
ユーザ操作可能な移動制御入力デバイスの状態に基づいて移動制御を開始するステップを含む、段落１に記載の方法。
【０２０６】
段落１１：
走行路面の１つまたはそれ以上の性状に基づいて移動制御を自動的に開始するステップを含む、段落１に記載の方法。
【０２０７】
段落１２：
１つまたはそれ以上の車輪と走行路面の間の表面摩擦係数の値に基づいて移動制御を自動的に開始するステップを含む、段落１１に記載の方法。
【０２０８】
段落１３：
車両が最後に移動した後に降雨があったか否かの判断、および車両が最後に移動した後の１つまたはそれ以上の測定された周囲温度の値から選択された少なくとも一方に基づいて、表面摩擦係数の現在値を推定するステップを含む、段落１２に記載の方法。
【０２０９】
段落１４：
ドライバによる車両の運転条件の選択を含む、段落１に記載の方法。
【０２１０】
段落１５：
制御システムによる車両の運転条件の自動選択を含む、段落１に記載の方法。
【０２１１】
段落１６：
運転条件が、１つまたはそれ以上の車両サブシステムの所定の構成に対応する、段落１４に記載の方法。
【０２１２】
段落１７：
所定の車両運転条件の選択時に移動制御を自動的に開始するステップを含む、段落１４に記載の方法。
【０２１３】
段落１８：
車両の運転条件に基づいて最大の許容されるスリップを決定するステップを含み、スリップを最大許容される値に制限するステップを含む、段落１４に記載の方法。
【０２１４】
段落１９：
車両の前方加速度を１．５ｍ／ｓ２未満に制限するステップを含む、段落１に記載の方法。
【０２１５】
段落２０：
実際の車両速度が、現時点のエンジン速度に対する理論的な車両速度の９０％より大きい場合、移動制御を中止する、段落１に記載の方法。
【０２１６】
段落２１：
スリップを判断するために、トランスミッション速度と従動車輪の速度とを比較するステップを含む、段落１に記載の方法。
【０２１７】
段落２２：
スリップを判断するために、トランスミッション速度と対地速度を比較するステップを含む、段落１に記載の方法。
【０２１８】
段落２３：
スリップを判断するために、被駆動車輪のトルク応答を用いるステップを含む、段落１に記載の方法。
【０２１９】
段落２４：
移動制御を開始するステップは、車両を加速させるために制動トルクを加え続ける間、１つまたはそれ以上の車輪に加えられる正味のトルクを調整するステップを含む、段落１に記載の方法。
【０２２０】
段落２５：
車両の前方部分と後方部分の間の車両重量の分布に応じて、所与の車軸の車輪に加わる制動トルクの大きさを選択するステップを含む、段落１に記載の方法。
【０２２１】
段落２６：
車両に必要な制御入力を車両ドライバに通知するステップを含む、段落１に記載の方法。
【０２２２】
段落２７：
１つまたはそれ以上の車輪に十分な駆動トルクを加えて移動制御を開始するために、所定値のアクセル制御を実行するように車両ドライバに通知するステップを含む、段落２６に記載の方法。
【０２２３】
段落２８：
アクセル制御の現時点の位置に対応する大きさの駆動トルクを加えることを指令するステップを含む、段落２７に記載の方法。
【０２２４】
段落２９：
ブレーキシステムおよび／またはパワートレイントルク低減システムを用いて過剰な駆動トルクを補償するステップを含む、段落２７に記載の方法。
【０２２５】
段落３０：
低摩擦走行路面上にある車両の移動を維持する方法であって、
車両の牽引力の損失を検出するステップと、
制動トルクおよび駆動トルクを１つまたはそれ以上の車両車輪に供給するストラテジを実行するステップと、
走行路面上の１つまたはそれ以上の車輪のスリップを所定の範囲内に維持するのに必要な制御入力を決定するステップと、
前記ストラテジを実行しているとき、スリップを維持するために車両に必要な制御入力を車両ドライバに通知するステップとを含む、方法。
【０２２６】
段落３１：
所定の範囲が５〜２０％である、段落３０に記載の方法。
【０２２７】
段落３２：
牽引力の損失が、任意のタイヤ／路面界面において２％を上回るスリップを含む、段落３０に記載の方法。
【０２２８】
段落３３：
ダッシュボードメッセージ、音声メッセージ、および／または警告トーンによって車両ドライバに通知するステップを含む、段落３０に記載の方法。
【０２２９】
段落３４：
車両への制御入力が、アクセルペダル位置の変動を含む、段落３０に記載の方法。
【０２３０】
段落３５：
ストラテジは、車輪スリップが所定の最小値を下回る場合に自動的に中止される、段落３０に記載の方法。
【０２３１】
段落３６：
ストラテジは、車両ドライバにより非動作状態にされるように構成された、段落３０に記載の方法。
【０２３２】
段落３７：
ストラテジは、オフロード条件の選択または検出時に自動的に動作状態にされる、段落３０に記載の方法。
【０２３３】
段落３８：
ストラテジは、所定の車両速度を超えたとき非動作状態にされる、段落３０に記載の方法。
【０２３４】
段落３９：
命令を記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、１つまたはそれ以上の電子プロセッサによって実行されたとき、１つまたはそれ以上のプロセッサに、前記段落のいずれか１つの方法を実施させる、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【０２３５】
段落４０：
走行路面上で車両に動作を開始させ、走行路面上の車両の移動を維持するための制御システムであって、
車両が静止状態に維持されるように、制動トルクおよび駆動トルクを１つまたはそれ以上の車輪に供給するように指令するように動作可能であり、
制動トルクを１つまたはそれ以上の車輪に供給し続けながら、静止状態から移動を開始させるように動作可能であり、さらに
走行路面上の１つまたはそれ以上の車両車輪のスリップを自動的に維持するように構成され、
維持されるスリップの値は、所定範囲内にある、制御システム。
【０２３６】
段落４１：
電子プロセッサと、
電子プロセッサに電気的に接続され、指令を記憶する電子メモリデバイスとを備え、
電子プロセッサは、メモリデバイスにアクセスし、メモリデバイス内に記憶された指令を実行するように構成され、
制御システムは、移動制御を開始し、スリップの値を所定の範囲内に自動的に維持するように動作可能である、段落４０に記載の制御システム。
【０２３７】
段落４２：
電子プロセッサは、車両が走行している走行路面の１つまたはそれ以上の性状を示す電気信号を受けるための入力部を含み、
電子プロセッサは、走行路面の１つまたはそれ以上の性状を示す信号に基づいてスリップの値を決定するように構成される、段落４１に記載の制御システム。
【０２３８】
段落４３：
電子プロセッサは、車両速度を示す電気信号を受けるための入力部を含み、
電子プロセッサは、車両速度を示す電気信号に依存するスリップの値に基づいて維持されるスリップの値を決定するように構成される、段落４１に記載の制御システム。
【０２３９】
段落４４：
車両速度が大きいほど、維持されるスリップの値が小さい、段落４３に記載の制御システム。
【０２４０】
段落４５：
電子プロセッサは、車両のエンジン速度を示す電気信号を受けるための入力部を含み、
電子プロセッサは、車両のエンジン速度を示す電気信号および車両速度を示す電気信号を自動的に比較し、車両速度がエンジン速度に対応する速度に近づくほど、維持されたスリップの値が低減されるように構成される、段落４４に記載の制御システム。
【０２４１】
段落４６：
静止状態から移動を開始させるのに十分な駆動トルクを出力するために、制御入力を変更するよう車両ドライバに指示することにより、駆動トルクの供給を指令するように動作可能である、段落３９に記載のシステム。
【０２４２】
段落４７：
車両のヒューマン・マシン・インターフェースを介して制御入力を変更するよう車両ドライバに指示するように動作可能である、段落４６に記載のシステム。
【０２４３】
段落４８：
駆動トルクの供給を直接的に指令するように動作可能である、段落３９に記載のシステム。
【０２４４】
走行路面上で車両に動作を開始させ、走行路面上の車両の移動を維持するための制御システムであって、
車両が静止状態に保持されるように、制動トルクおよび駆動トルクを１つまたはそれ以上の車輪に供給することにより移動制御を開始するように動作可能であり、
１つまたはそれ以上の車輪に制動トルクを供給し続けながら、静止状態から移動を開始させるように動作可能であり、さらに
走行路面上の１つまたはそれ以上の車両車輪のスリップの値を所定の範囲内に維持するために必要とされる、所要のドライバ制御入力を自動的に決定し、
スリップを維持するために、車両への所要のドライバ制御入力を車両ドライバに指示するように構成された、制御システム。
【０２４５】
段落５０：
電子プロセッサと、
電子プロセッサに電気的に接続され、指令を記憶する電子メモリデバイスとを備え、
電子プロセッサは、メモリデバイスにアクセスし、メモリデバイス内に記憶された指令を実行するように構成され、
制御システムは、必要とされるドライバ制御入力を自動的に決定し、車両ドライバに指示を与えるように動作可能である、段落４９に記載の制御システム。
【０２４６】
段落５１：
段落３９に記載のシステムを備える車両。
【０２４７】
本願明細書の発明の詳細な説明及びクレームを通して、「備える（comprise）」および「含む（contain）」の用語、およびこれらの用語から派生した「備えた（comprising）」および「備え（comprises）」の用語は、「これらに限定することなく有する」という意味であり、その他の部分、付随物、成分、整数、またはステップを排除することを意図したものではない。
【０２４８】
本願明細書の発明の詳細な説明及びクレームを通して、単数形は、文脈上要求されるものでなければ、複数形のものを含む。特に、不定冠詞を用いた場合には、文脈上要求されるものでなければ、単数形のみならず、複数形のものを含むものと理解すべきである。
【０２４９】
本発明に係る特定の態様、実施形態、または実施例に関連して説明した特徴物、整数、特性、成分、化学成分、または化学塩基は、矛盾するものでなければ、任意の他の態様、実施形態、または実施例に適用可能であるものと理解すべきである。
【符号の説明】
【０２５０】
１…アクセルペダル、２…ブレーキペダル、１０…車両、１１…推進装置（エンジン）、１３…連結装置（トランスミッション）、１４…モードセレクタ、１５…車両制御ユニット（ＶＣＵ）、１６…ブレーキコントローラ、１６ＰＢ…パーキングブレーキスイッチ、１７…パワートレインコントローラ、１８…ＨＭＩディスプレイ、１９…コントローラーエリアネットワーク（ＣＡＮ）バス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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