(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車輪を有する車両のためのシステムであって、
車両のピッチ角の変化率（ピッチレート）に相当する入力信号を受信するように動作可能であり、
ピッチレートに基づいて、複数の車輪のうちの少なくとも１つの車輪に与えるトルクの大きさを変更するためにブレーキトルクの負荷を指令するように動作可能であり、
車両の前方端部が所定のピッチレートを超えるピッチレートで下向きに縦揺れしたとき、複数の車輪のうちの少なくとも１つの車輪に与えるトルクの大きさの変更を指令するように動作可能であり、
所定のピッチレートは、車両が走行している地形のタイプに基づいて決定されることを特徴とするシステム。
【請求項２】
車両の前方端部が所定のピッチレートを超えるピッチレートで所定期間を超える期間、下向きに縦揺れしたとき、複数の車輪のうちの少なくとも１つの車輪に与えるトルクの大きさの変更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３】
車両の前方端部が所定のピッチレートを超えるピッチレートで所定の距離を超える距離、下向きに縦揺れしたとき、複数の車輪のうちの少なくとも１つの車輪に与えるトルクの大きさの変更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または２のいずれか１に記載のシステム。
【請求項４】
車両の加速を抑制するために、トルクの大きさの変更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１〜３のいずれか１に記載のシステム。
【請求項５】
車両が走行している地形のタイプを示す１つまたはそれ以上の入力信号に基づいて地形のタイプを決定するように動作可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載のシステム。
【請求項６】
車両が走行している地形のタイプに関するユーザ入力信号に基づいて地形のタイプを決定するように動作可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載のシステム。
【請求項７】
所定期間は、地形のタイプを示す１つまたはそれ以上の入力信号に基づいて決定され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８】
所定の距離は、地形のタイプを示す１つまたはそれ以上の入力信号に基づいて決定されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１に記載のシステム。
【請求項９】
それぞれ異なる地形のタイプに対して動作するように構成された１つまたはそれ以上の車両サブシステムが複数の運転モードのうちの１つの運転モードで動作するように車両を制御可能であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１に記載のシステム。
【請求項１０】
車両サスペンションシステムに関する１つまたはそれ以上のパラメータをピッチレートに少なくとも部分的に基づいて変更すること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１〜９のいずれか１に記載のシステム。
【請求項１１】
ピッチレートおよび地形のタイプに少なくとも部分的に基づいて、車両サスペンションシステムに関する１つまたはそれ以上のパラメータの変更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１０に記載のシステム。
【請求項１２】
１つまたはそれ以上のパラメータは、車両サスペンションシステムの硬さを含むことを特徴とする請求項１０または１１に記載のシステム。
【請求項１３】
目標速度値に基づいて車両を自動的に駆動させるように動作可能であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１に記載のシステム。
【請求項１４】
車両の１つまたはそれ以上の車輪に与えるトルクの大きさを制御することにより、目標速度値に基づいて車両を自動的に駆動させるように動作可能であることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
車両の１つまたはそれ以上の車輪にスリップが生じたことを検知したとき、目標速度値に基づいて車両を自動的に駆動させるように動作可能であることを特徴とする請求項１３または１４に記載のシステム。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１に記載のシステムを備えた車両。
【請求項１７】
車両を制御する方法であって、
車両のピッチ角の変化率（ピッチレート）に相当する入力信号を受信するステップと、
車両の前方端部が所定のピッチレートを超えるピッチレートで下向きに縦揺れしたとき、ピッチレートに基づいて、車両の複数の車輪のうちの少なくとも１つの車輪に与えるトルクの大きさを変更するためにブレーキトルクの負荷を指令するステップとを有し、
所定のピッチレートは、車両が走行している地形のタイプに基づいて決定されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の速度を制御するためのシステムに関する。とりわけ、これに限定するものではないが、本発明は、数多くのさまざまな特有の（異なる極端な）地形上で走行することができる陸上車両の速度を制御するためのシステムに関する。本発明の態様は、システム、方法および車両に関する
【背景技術】
【０００２】
凹凸路面またはオフロード条件で車両を走行させるとき、走行路面の勾配の比較的に激しい変化を示す地形的な特徴構造物（地形特徴物）に直面することがある。たとえば、車両がポットホール（深い穴）、クレータ（凹み）、トレンチ（深くて細長い溝）、または段差等の地形特徴物上を走行しているとき、下方急勾配に直面することがある。こうした地形特徴物に直面すると、一方または両方の先頭車輪（前輪）勾配を下り始めるとき、車両は比較的に突然に大きな加速度を受けることがある。車両が下り坂を走行し終えるまでに、加速度が急激に増大した後に、加速度が急激に減少することがある。ポットホールまたはトレンチ等の場合、車両は、比較的に急峻な上り坂に直面し、地形特徴物から脱出するように切り抜ける必要がある。こうした地形特徴物に直面するとき、車両の安定性に悪影響を与え、乗員に不快感をもたらすことがある。
【０００３】
クルーズコントロールシステムと一般に呼ばれる車両速度制御システムが提供されていることが知られている。こうしたシステムにおいて、ユーザの運転体感を改善するために、ユーザがさらに操作しなければ、ユーザが設定した車両速度を維持するものである。
【０００４】
ユーザは維持すべき車両速度を選択し、ブレーキ、またはいくつかのシステムではクラッチを操作しない限り、車両はその速度を維持する。クルーズコントロールシステムは、ドライブシャフトまたは車輪に設けた速度センサからの速度信号を用いる。ブレーキーペダルまたはクラッチペダルが踏み込まれると、クルーズコントロールシステムは動作しなくなり、システムからの抵抗を受けることなく、ユーザは車両速度を変更することができる。ユーザがアクセルペダルを踏み込むと、車両速度は増大するが、ユーザの足がアクセルペダルから離れると、車両速度は事前設定されたクルーズ速度に戻る。より洗練されたクルーズコントロールシステムは、エンジン制御システムに組み込まれ、レーダ搭載システムを用いて前方にある車両までの距離を考慮した適応機能を有するものであってもよい。車両は、ユーザが入力する必要なく、前方にある車両の速度および距離を検知して、安全な後続速度および車間距離を自動的に維持するために、たとえば前向きレーダ検知システムを有してもよい。前方車両が減速した場合、またはレーダ検知システムが別の対象物を検知した場合、このシステムは、これに応じて、エンジンまたはブレーキシステムに減速するように信号を送信する。
【０００５】
こうしたシステムは、通常、車両速度が典型的には１５マイル／時以上の所定速度より大きく、安定した交通状況（特に、高速道路や自動車道路）で走行する理想的な環境にある場合にのみ動作可能である。しかしながら、交通渋滞状況においては、車両速度は大きく変動する傾向があり、とりわけ最低速度条件を満たさないため、クルーズコントロールシステムは機能しない。たとえば駐車時、低速追突の可能性を低減するために、クルーズコントロールシステムには最低速度条件が適用される場合が多い。したがって、こうしたクルーズコントロールシステムは、特定の運転状況において動作せず、ユーザが好ましいとは考えない状況でも自動的に動作不能に制御される。
【０００６】
１つまたはそれ以上の車両サブシステムを制御するための動力車両用制御システムが提供されることが知られている。ここに一体のものとして参考に統合される米国特許第7,349,776号には、車両制御システムが開示され、この車両制御システムは、エンジン制御システムを含む複数のサブシステムコントローラ、トランスミッションコントローラ、ステアリングコントローラ、ブレーキコントローラ、およびサスペンションコントローラを備える。サブシステムコントローラのそれぞれは、複数のサブシステム機能モードで動作可能である。サブシステムコントローラは、車両のための数多くの運転モードを提供するために必要な機能モードを実現するようにサブシステムコントローラを制御する車両モードコントローラに接続されている。各運転モードは、１つまたは一連の特定の運転状況に対応し、各運転モードにおいて、サブシステムは、こうした運転状況に最も適した機能モードに設定される。こうした運転状況は、車両が「特別プログラムオフモード（ＳＰオフモード）」として知られる草／砂利／雪モード、泥／轍モード、岩徐行モード、砂モード、高速道路モードで走行する地形タイプに関連する。車両モードコントローラは、「テレイン・レスポンス（登録商標、ＴＲ、地形応答）」システムまたはコントローラとも呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第7,349,776号明細書
【発明の概要】
【０００８】
本発明の実施形態は、添付クレームを参照して理解することができる。本発明の態様は、システム、車両、および方法に関する。
【０００９】
保護を求める本発明の１つの態様によれば、複数の車輪を有する車両のための車両制御システムが提供され、この車両制御システムは、車両のピッチ角の変化率（ピッチレート）に相当する入力信号を受信するように動作可能であり、ピッチレートに基づいて、複数の車輪のうちの少なくとも１つの車輪に与えるトルクの大きさを変更するためにブレーキトルクの負荷を指令するように動作可能であり、さらに車両の前方端部が所定のピッチレートを超えるピッチレートで下向きに縦揺れしたとき、複数の車輪のうちの少なくとも１つの車輪に与えるトルクの大きさの変更を指令するように動作可能である。
【００１０】
本発明に係る実施形態は、車両安定性および乗員快適性を改善するような手法で車両を制御することができるといった利点を有する。
【００１１】
本発明は、たとえば車両が急峻な勾配を急激に下降し始めたことを示す所定のピッチレートを超えるとシステムが判断したとき、このシステムが１つまたはそれ以上の車輪に与えるトルクの大きさを低減できるといった利点を有する。これにより、車両が勾配を下降するときのピッチレートを低減する効果が得られる。こうして車両安定性および乗員快適性を改善することができ、いくつかの状況において、車両に対する損傷を低減または回避することができる。たとえば、車両がポットホール、ピット、トレンチ、またはその他の走行路面にある比較的に突然の凹みを横断し始めるとき、制御システムは、車両を減速して、車両が凹みに入るピッチレートを低減することができる。
【００１２】
ピッチレートに関する信号は、縦方向加速度、車輪速度、および／または運転路面勾配に関する１つまたはそれ以上の信号に加えて生成された信号であってもよい。本発明の実施形態は、車両が前方または後方に移動しているときに動作するように構成してもよい。
【００１３】
この制御システムは、車両の前方端部が所定のピッチレートを超えるピッチレートで所定期間を超える期間、下向きに縦揺れしたとき、複数の車輪のうちの少なくとも１つの車輪に与えるトルクの大きさの変更を指令するように動作可能であってもよい。
【００１４】
この制御システムは、車両の前方端部が所定のピッチレートを超えるピッチレートで所定の距離を超える距離、下向きに縦揺れしたとき、複数の車輪のうちの少なくとも１つの車輪に与えるトルクの大きさの変更を指令するように動作可能であってもよい。
【００１５】
この制御システムは、車両の加速を抑制するために、トルクの大きさの変更を指令するように動作可能であってもよい。
【００１６】
車両の加速を抑制するようにトルクの大きさを変更することとは、意図した移動方向に車両を推進するために与えたトルクの大きさを低減するということを意味し、車両の走行方向とは反対の方向のトルクが与えられるように反転させるということを意味する。
【００１７】
すなわち車両のパワートレインが車両を走行させるために１つまたはそれ以上の車輪に正のトルクを与えた場合、正のトルクの大きさをより小さい正の値、実質的にはゼロ、または負の値に低減してもよい。たとえばエンジン圧縮ブレーキ、またはたとえば発電機として機能するときの電気マシンを用いて、負のトルクを与えてもよい。
【００１８】
理解されるように、内燃機関としてのエンジンで動力を得る車両と同様、ハイブリッド電気車両および電気車両において、本発明に係る実施形態は有用である。
【００１９】
追加的または択一的に、摩擦ブレーキシステム等の基礎ブレーキシステムを用いて、負のトルクを加えてもよい。典型的には、たとえばエンジン圧縮ブレーキによるパワートレインを介して負のトルクを与える場合に比べた場合、エンジン等のパワートレイン構成部品の慣性に部分的に起因するが、基礎ブレーキシステムを用いて負のトルクを迅速に加えることができるといった利点がある。
【００２０】
このシステムがトルクの大きさの変更を指令するときに、すでにパワートレインが負のトルクを与えている場合、パワートレインにより与えられる負のトルクの大きさ（絶対値）が負の方向により大きくしてもよい。
【００２１】
パワートレインのトルク変更に加え、またはこれに代えて、ブレーキシステムは、１つまたはそれ以上の車輪に負のトルクを与えるように指令されてもよい。
【００２２】
たとえば車両が坂道を下っており、速度制御システムがブレーキシステムを用いて車両を減速させる場合、ブレーキシステムにより加えられるブレーキトルクの大きさは、車両のピッチレートに基づいて増大させてもよい。たとえばピットホールまたは轍等により車両が急峻な下方勾配に直面して、勾配を下るとき、負のトルクを増大させることにより、車両の急激な加速を実質的に防止または低減することができる。所定のピッチレートは、車両が走行している地形のタイプに基づいて決定してもよい。
【００２３】
この制御システムは、車両が走行している地形のタイプを示す１つまたはそれ以上の入力信号に基づいて地形のタイプを決定するように動作可能であってもよい。
【００２４】
この制御システムは、車両が走行している地形のタイプに関するユーザ入力信号に基づいて地形のタイプを決定するように動作可能であってもよい。
【００２５】
すなわち、いくつかの実施形態では、特定の地形タイプを指定するために、たとえばコントロールダイヤルまたはコントロールボタンを介してユーザから信号が入力されてもよい。択一的には、たとえば表面摩擦係数、路面上の凹凸、および／または１つまたはそれ以上のパラメータに関するデータに呼応して、制御システムが地形タイプを自動的に判断してもよい。このデータは、システムに付随する１つまたはそれ以上のセンサから受信してもよい。択一的には、このデータは、たとえばコントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）バス等を介して１つまたはそれ以上の車両システムから受信してもよい。他の構成も同様に有用である。
【００２６】
すなわち制御システムは、ピッチレートが所定のピッチレートを超えてことに呼応してトルクの大きさの変更を指令するように動作可能であってもよく、所定のピッチレートは、地形タイプに基づいて設定される。
【００２７】
所定の期間は、地形タイプを示す１つまたはそれ以上の入力信号に基づいて決定してもよい。
【００２８】
所定の距離は、地形のタイプを示す１つまたはそれ以上の入力信号に基づいて決定してもよい。
【００２９】
制御システムは、それぞれ異なる地形のタイプに対して動作するように構成された１つまたはそれ以上の車両サブシステムが複数の運転モードのうちの１つの運転モードで動作するように車両を制御可能であってもよく、運転モードは地形タイプに基づいて選択される。
【００３０】
すなわち、草、砂利、または雪のタイプに対して特定される地形上で車両を駆動するために「草／砂利／雪」運転モードを選択してもよい。砂のタイプに対して特定される地形上で車両を駆動するために「砂」運転モードを選択してもよい。
【００３１】
理解されるように、運転モードおよび所定のピッチ変化率（縦揺れ変化率）はともに、地形タイプに基づいて決定してもよい。上述のように、いくつかの実施形態では、地形タイプはユーザが設定してもよい。いくつかの実施形態では、追加的または択一的に、このシステムは、動作可能であってもよい。車両が地形タイプを自動的に検知し、これに応じて運転モードおよびピッチ変化率を自動的に決定してもよい。
【００３２】
制御システムは、車両サスペンションシステムに関する１つまたはそれ以上のパラメータをピッチレートに少なくとも部分的に基づいて変更することを指令するように動作可能であってもよい。
【００３３】
制御システムは、ピッチレートおよび地形のタイプに少なくとも部分的に基づいて、車両サスペンションシステムに関する１つまたはそれ以上のパラメータの変更を指令するように動作可能であってもよい。
【００３４】
１つまたはそれ以上のパラメータは、車両サスペンションシステムの硬さを含む。
【００３５】
制御システムは、目標速度値に基づいて車両を自動的に駆動させるように動作可能であってもよい。すなわち制御システムは、速度制御を実行するように動作可能であってもよい。すなわち、いくつかの実施形態では、制御システムが車両速度を制御するとき、車両のピッチ変化率（ピッチレート）が所定値を超えると、制御システムは、ピッチレートに基づいたトルク変更を指令してもよい。
【００３６】
目標速度値は、設定速度値ともいう。
【００３７】
制御システムは、目標速度値に実質的に等しい速度で車両を走行させるように動作可能であってもよい。いくつかの実施形態では、制御システムは、地形タイプ、検出された路面凹凸、または他の任意の適当なパラメータ等の１つまたはそれ以上のパラメータに基づいて車両速度の最大許容値に対する上限値を設定してもよい。すなわち制御システムは、車両速度の上限値で走行させるように車両を駆動する場合、車両速度の上限値が目標速度値以上であれば、目標速度値で車両を駆動させてもよい。
【００３８】
制御システムは、車両の１つまたはそれ以上の車輪に与えるトルクの大きさを制御することにより、目標速度値に基づいて車両を駆動させるように動作可能であってもよい。
【００３９】
制御システムは、車両の１つまたはそれ以上の車輪にスリップが生じたことを検知したとき、目標速度値に基づいて車両を継続的に駆動させるように動作可能であってもよい。
【００４０】
すなわち制御システムは、１つまたはそれ以上の車輪にスリップが生じた場合でも車両速度の制御を停止（中止）しない。むしろ制御システムは、１つまたはそれ以上の車輪に生じたスリップを積極的に制御するように構成してもよい。これは、１つまたはそれ以上の車輪のスリップを検知したときに車両速度制御を自動的に中止する既知のクルーズコントロールシステムとは対照的なものである。たとえば電子的安定性制御システム（ＥＳＣ）、動的安定性制御システム（ＤＳＣ）、または牽引制御システム（ＴＣＳ）を用いて、スリップを検知し、クルーズコントロールシステムによる車両速度制御を中止する。
【００４１】
保護を求める本発明の別の態様によれば、上記態様に係る制御システムを備えた車両が提供される。
【００４２】
保護を求める本発明のさらに別の態様によれば、制御システムを用いて車両を制御する方法が提供され、この方法は、車両のピッチ角の変化率に相当する入力信号を受信するステップと、車両の前方端部が所定のピッチレートを超えるピッチレートで下向きに縦揺れしたとき、車両の複数の車輪のうちの少なくとも１つの車輪に与えるトルクの大きさを変更するためにブレーキトルクの負荷を指令するステップとを有する。
【００４３】
クレームの範疇において、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】
【００４４】
単なる具体例として以下の図面を参照しながら、本発明に係る１つまたはそれ以上の実施形態を以下説明する。
【図１】本発明の実施形態に係る車両の概略的な平面図である。
【図２】図１の車両の側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車両速度制御システムを相当に概略的に示し、このシステムは、クルーズコントロールシステムおよび低速推進コントロールシステムを含むものである。
【図４】図３のクルーズコントロールシステムのさらなる特徴を示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態に係る車両の操舵ハンドル（ステアリングホイール）およびブレークペダルならびにアクセルペダルを示す。
【図６】時間の関数としてのピッチレートと、ピッチレートの変化に応じて要求された対応ブレーキトルクとを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本願明細書において、機能ブロック等のブロックは、１つまたはそれ以上の入力に応答して得られる１つの出力で特定される機能または動作を実行するソフトウェアコードを含むものと理解すべきである。ソフトウェアコードは、メインコンピュータプログラムで呼び出されるソフトウェアルーチンまたはソフトウェア機能の形態を有するか、または独立したソフトウェアルーチンまたはソフトウェア機能ではないソフトウェアコードのフローの一部を構成するコードであってもよい。本発明の実施形態の動作方法の説明を容易にするために、機能ブロックを参照する。
【００４６】
図１は、本発明の１つの実施形態に係る車両１００を示す。車両１００はパワートレイン１２９を備え、パワートレインは、オートマ（自動）トランスミッション１２４を有するドライブライン１３０に接続されるエンジン１２１を有する。また理解されるように、本発明の実施形態は、マニュアルトランスミッション、無段変速可能トランスミッション、または任意の他の適当なトランスミッションを備えた車両に利用されるのに適したものである。
【００４７】
ドライブライン１３０は、フロント（前輪）ディファレンシャル（差動装置）１３７および一対のフロント（前輪）ドライブシャフト１１８を用いて、一対の車両前輪１１１，１１２を駆動するように構成されている。ドライブライン１３０は、補助ドライブシャフトすなわちプロペラシャフト１３２、リア（後輪）ディファレンシャル１３５、および一対のリアドライブシャフト１３９を用いて、一対の後輪１１４，１１５を駆動するように構成されたドライブライン補助部１３１を備える。本発明の実施形態は、（前輪駆動車もしくは後輪駆動車）一対の前輪または一対の後輪のみを駆動する車両、または二輪／四輪駆動を選択できる車両に利用される上で適したものである。図１の実施形態において、トランスミッション１２４は、パワートランスファーユニット（ＰＴＵ：動力伝達装置）１３１Ｐを介して、ドライブライン補助部１３１に離脱可能に接続することができる。本発明の実施形態は、４つ以上の車輪を有する車両、たとえば三輪車両または四輪車両の２つの車輪だけが駆動される車両、または４つ以上の車輪を有する車両に適したものであってもよい。
【００４８】
車両エンジン１２１のための制御システムは、車両制御ユニット（ＶＣＵ）１０と呼ばれる中央コントローラと、パワートレインコントローラ１１、ブレーキコントローラ１３、およびステアリングコントローラ１７０Ｃを有する。ブレーキコントローラ１３は、ブレーキシステム２２（図３）の一部を構成する。車両制御ユニット１０は、車両に搭載されたさまざまなセンサおよびサブシステム（図示せず）の間で複数の信号を送受信する。車両制御ユニット１０は、図３に示す低速前進（ＬＳＰ）コントロールシステム１２と、スタビリティコントロールシステム（ＳＣＳ：安定化制御システム）１４を備える。スタビリティコントロールシステム１４は、牽引力（車輪と走行面との間の静止摩擦力）の損失を検知し、調整することにより、車両１００の安全性を改善するものである。牽引力の低減または操舵制御の低下が検知されると、スタビリティコントロールシステム１４は、ブレーキコントローラ１３に自動的に要求して、車両の１つまたはそれ以上のブレーキをかけ、ユーザが運転したい方向に車両１００を操縦しやすくするように動作することができる。図示された実施形態では、スタビリティコントロールシステム１４は、車両制御ユニット１０により実現されている。いくつかの択一的な実施形態では、スタビリティコントロールシステム１４は、ブレーキコントローラ１３により実現されている。さらに択一的には、スタビリティコントロールシステム１４は、別体のコントローラにより実現してもよい。
【００４９】
図３には詳細には図示されていないが、車両制御ユニット１０は、ダイナミックスタビリティコントロール（ＤＳＣ：動的安定化制御）機能ブロック、トラクションコントロール（ＴＣ：牽引力制御）機能ブロック、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）機能ブロック、およびヒルディセントコントロール（ＨＤＣ）機能ブロックを有する。これらの機能ブロックは、車両制御ユニット１０のコンピュータデバイスにより実行されるソフトウェアコードとして実現され、たとえば車輪スリップ事象が生じた場合、ＤＳＣアクティビティ（ＤＳＣ起動状態）、ＴＣアクティビティ、ＡＢＳアクティビティ、各車輪に対するブレーキ動作、およびエンジントルクリクエスト（エンジントルク出力要求）を示す信号を、車両制御ユニット１０からエンジン１２１に出力する。上記アクティビティを示す信号のそれぞれが、車輪スリップ事象が生じたことを示す。ロールスタビリティコントロールシステム（ロール安定化制御システム）等の他の車両サブシステムも同様に有用である。
【００５０】
上述のように、車両１００はクルーズコントロールシステム１６を備え、このシステムは、車両が２５ｋｍ／時を超える速度で走行しているとき、選択された速度に車両速度を自動的に維持するように動作可能である。クルーズコントロールシステム１６にはクルーズコントロール用ヒューマンマシンインターフェイス（ＨＭＩ）が設けられ、これを用いてユーザは既知の手法で目標車両速度をクルーズコントロールシステム１６に入力する。本発明の１つの実施形態では、クルーズコントロールシステムの入力制御部は、操舵ハンドル１７１に取り付けられている（図５）。クルーズコントロールシステム選択ボタン１７６を押すことにより、クルーズコントロールシステム１６を作動させることができる。クルーズコントロールシステム１６を作動させた後、「設定速度」制御部１７３を押すと、クルーズコントロール設定速度パラメータ（cruise_set-speed）の値を、現時点での車両速度に設定する。「＋」ボタン１７４を押すと、クルーズコントロール設定速度パラメータ（cruise_set-speed）の値を増大させ、「−」ボタン１７５を押すと、クルーズコントロール設定速度パラメータ（cruise_set-speed）の値を低減させることができる。再開ボタン１７３Ｒは、ドライバがクルーズコントロールを解除した直後の瞬間の値で速度制御再開するようにクルーズコントロールシステム１６を制御するように動作可能である。理解されるように、このシステム１６を含むハイウェイ用クルーズコントロールシステムは、ユーザがブレーキを踏み込んだとき、またはマニュアルトランスミッションを用いた場合にはユーザがクラッチを踏み込んだとき、クルーズコントロール機能は解除され、車両１００は、マニュアル動作モードに戻り、マニュアル動作モードで車両速度を維持するためには、ユーザがアクセルペダルを踏み込んでいることが必要となる。さらに、車輪スリップ事象が牽引力の損失等により検知されると、クルーズコントロール機能は解除される。再開ボタン１７３Ｒを押し続けると、クルーズコントロールシステム１６による速度制御が再開される。
【００５１】
クルーズコントロールシステム１６は、車両速度をモニタして、目標車両速度から逸脱すると、車両速度が（典型的には、２５ｋｍ／時を超える）実質的に一定の速度となるように、車両速度を自動的に調整する。換言すると、クルーズコントロールシステムは、２５ｋｍ／時以下の速度では機能しない。クルーズコントロール用ＨＭＩ１８は、クルーズコントロールシステム１６の状況について、ＨＭＩ１８の画像ディスプレイを介してユーザに警告を与えてもよい。本実施形態では、クルーズコントロールシステム１６は、クルーズコントロール設定速度パラメータ（cruise_set-speed）の値を２５ｋｍ／時〜１５０ｋｍ／時の範囲の任意の値に設定できるように構成されている。
【００５２】
低速前進（ＬＳＰ）コントロールシステム１２は、ユーザが要求するペダル入力がなくても、車両が前進できるような極めて遅い目標速度をユーザが選択できるような速度依存式の制御システムを提供する。この低速の速度制御（すなわち低速前進制御）の機能は、速度が２５ｋｍ／時を超えるときのみ動作するハイウェイ用クルーズコントロールシステム１６により提供されるものではない。
【００５３】
低速前進（ＬＳＰ）コントロールシステム１２は、操舵ハンドル１７１上に取り付けられたＬＳＰコントロールシステム選択ボタン１７２を用いて起動される。このシステム１２は、車両１００を所望速度に維持するために、車両１００の１つまたはそれ以上の車両の車輪に対して全体的または個別的に、パワートレイン制御、トラクション制御、およびブレーキ動作を選択的に行う。
【００５４】
低速前進（ＬＳＰ）コントロールシステム１２は、ユーザが、ＬＳＰコントロール用ＨＭＩ（ＬＳＰ  ＨＭＩ、図１および図３）２０を用いて、所望のクルーズコントロール設定速度パラメータ（cruise_set-speed）の値を入力できるように構成されており、ＬＳＰコントロール用ＨＭＩ２０は、クルーズコントロールシステム１６およびヒルディセントコントロール（ＨＤＣ）１２ＨＤと、特定の入力ボタン１７３〜１７５を共用する。車両速度は、低速前進コントロールシステムの動作可能範囲（他の範囲も有用であるが、本実施形態では２ｋｍ／時〜３０ｋｍ／時の範囲）にあって、低速前進コントロールシステム１２は、クルーズコントロール設定速度パラメータ（cruise_set-speed）の値に基づいて車両速度を制御する。ハイウェイ用クルーズコントロールシステム１６とは異なり、低速前進コントロールシステム１２は、牽引力事象とは関係なく動作するように構成され、すなわちシステム１２は、車輪スリップが検知されても速度制御を中止しない。むしろ、低速前進コントロールシステム１２は、車輪スリップが検知されたときの車両の挙動を積極的に調整するものである。
【００５５】
ＬＳＰコントロール用ＨＭＩ２０は、ユーザが容易に操作できるように、車両キャビン内に設けられている。車両１００のユーザは、ＬＳＰコントロール用ＨＭＩ２０を介して、ハイウェイ用クルーズコントロールシステム１６と同様の手法により「設定速度」ボタン１７３および「＋」ボタン１７４ならびに「−」ボタン１７５を用いて、ユーザが所望する車両の走行速度（「目標速度」という。）を示す信号を低速前進コントロールシステム１２に入力することができる。ＬＳＰコントロール用ＨＭＩ２０は、画像ディスプレイを有し、低速前進コントロールシステム１２の状態に関する情報およびガイダンス（案内）を画像ディスプレイ上で表示することができる。
【００５６】
低速前進コントロールシステム１２は、ユーザがブレーキペダル１６３を用いてブレーキをかけた程度（度合）を示す入力信号を、車両のブレーキシステム２２から受信する。また低速前進コントロールシステム１２は、ユーザがアクセルペダル１６１を踏み込んだ程度（度合）を示す入力信号を、アクセルペダル１６１から受信する。同様に、トランスミッションまたはギアボックス１２４からの入力信号が低速前進コントロールシステム１２に入力される。この入力信号は、たとえばギアボックス１２４の出力シャフトの速度、トルクコンバータのスリップ、およびギア比リクエストを示す信号が含まれる。低速前進コントロールシステム１２に対する他の入力信号は、クルーズコントロール用ＨＭＩ１８から入力されるクルーズコントロールシステム１６の（ＯＮ／ＯＦＦ）の状態を示す入力信号、およびＬＳＰコントロール用ＨＭＩ２０から入力される入力信号を含む。
【００５７】
車両制御ユニット（ＶＣＵ）１０のヒルディセントコントロール（ＨＤＣ）機能ブロックは、ヒルディセントコントロール（ＨＤＣ）システム１２ＨＤの一部を構成する。ヒルディセントコントロールシステム１２ＨＤは、動作中、ユーザにより設定可能なＨＤＣ設定速度パラメータ（HDC_set-speed）の値に相当する速度に車両速度を制限するために、（ＡＢＳ機能ブロックの一部を構成する）ブレーキシステム２２を制御する。ＨＤＣ設定速度パラメータ（HDC_set-speed）は、ＨＤＣ目標速度ともいう。ヒルディセントコントロール（ＨＤＣ）システムの動作中、ユーザがアクセルペダルを踏み込むことにより、ＨＤＣシステムを解除しなかった場合、ヒルディセントコントロールシステム１２ＨＤは、車両速度がＨＤＣ設定速度（HDC_set-speed）を超えないように制御する。本実施形態では、ヒルディセントコントロールシステム１２ＨＤは、正の駆動トルクを与えるように動作することはできない。むしろヒルディセントコントロールシステム１２ＨＤは、負のブレーキトルクを与えるように動作することしかできない。
【００５８】
ヒルディセントコントロール（ＨＤＣ）用ＨＭＩ２０ＨＤには、ユーザがヒルディセントコントロールシステム１２ＨＤを制御する（ＨＤＣ設定速度（HDC_set-speed）の値の設定を含む）ための手段が設けられている。ＨＤＣシステム選択ボタン１７７が操舵ハンドル１７１上に取り付けられ、ユーザは、ＨＤＣシステム選択ボタンを用いてＨＤＣシステム１２ＨＤを起動して車両速度を制御することができる。
【００５９】
上述のように、ＨＤＣシステム１２ＨＤは、ユーザがクルーズコントロールシステム１６および低速前進コントロールシステム１２と同一の制御部を用いて、ＨＤＣ設定速度パラメータ（HDC_set-speed）の値を設定し、調節することができるように動作可能である。すなわち本実施形態では、ＨＤＣシステム１２ＨＤが車両速度を制御するとき、ＨＤＣ設定速度を増減させ、あるいはクルーズコントロールシステム１６および低速前進コントロールシステム１２の設定速度と同様、同一の制御ボタン１７３，１７３Ｒ，１７４，１７５を用いて、車両の瞬間的な速度に設定することができる。ＨＤＣシステム１２ＨＤは、ＨＤＣ設定速度パラメータ（HDC_set-speed）の値を２ｋｍ／時〜３０ｋｍ／時の範囲の任意の値に設定できるように動作可能である。
【００６０】
車両１００が５０ｋｍ／時以下で走行しているときにＨＤＣシステム１２ＨＤが選択され、その他の速度制御システムが動作していない場合、ＨＤＣシステム１２ＨＤは、参照テーブルから選択された値を、ＨＤＣ設定速度パラメータ（HDC_set-speed）の値に設定する。参照テーブルから出力された値は、現時点で選択されたトランスミッションギア、現時点で選択されたパワートランスファーユニット（ＰＴＵ）のギア比（Ｈｉ／Ｌｏ）、および現時点で選択された運転モードに応じて決定される。そしてユーザがアクセルペダルを踏み込むことにより、ＨＤＣシステム１２ＨＤを解除しなかった場合、ＨＤＣシステム１２ＨＤは、車両１００を減速させるように、パワートレイン１２９および／またはブレーキシステム２２を制御する。ＨＤＣシステム１２ＨＤは、最大許容可能レートを超えない減速度で設定速度値まで車両を減速させるように構成されている。本実施形態では、減速度は１．２５ｍ／ｓ２に設定されるが、他の値も同様に有用である。ユーザが「設定速度」ボタン１７３を連続的に押した場合、現時点の車両速度が３０ｋｍ／時以下であるならば、ＨＤＣシステム１２ＨＤは、ＨＤＣ設定速度の値を現時点の車両速度に設定する。車両１００が５０ｋｍ／時を超える速度で走行しているときにＨＤＣシステム１２ＨＤが選択された場合、ＨＤＣシステム１２ＨＤは、リクエスト（ＨＤＣシステムを選択する要求）を却下し、そのリクエストが却下されたことをユーザに提示する。
【００６１】
理解されるように、車両制御ユニット（ＶＣＵ）１０は、上記説明したような既知のテレイン・レスポンス（登録商標、ＴＲ、地形応答）システムを実現するように構成され、車両制御ユニット１０は、選択された運転モードに依存して、１つまたはそれ以上の車両システムまたはパワートレインコントローラ１１等のサブシステムの設定値を制御する。運転モードは、運転モードセレクタ１４１Ｓ（図１）を用いて選択することができる。運転モードとは、地形モード、地形応答モード、または制御モードとも呼ばれる。図１の実施形態において、比較的に硬く、路面と車両車輪との間の摩擦係数が比較的に大きく、滑らかな運転路面上の走行に適した「ハイウェイ」運転モードと、砂地地形上の運転に適した「砂地」運転モードと、草、砂利、または雪の上の走行に適した「草、砂利、または雪」運転モードと、岩石の多い表面上をゆっくりとした走行に適した「岩徐行」運転モードと、泥まみれで轍の多い地形上を徐行走行するのに適した「泥または轍」運転モードとを含む５つの運転モードが提供される。追加的または択一的な他の運転モードが提供されてもよい。
【００６２】
いくつかの実施形態において、低速前進（ＬＳＰ）コントロールシステム１２は、動作状態、スタンバイ状態、および「非動作」状態のいずれかの状態にある。ＬＳＰコントロールシステム１２は、動作状態にあるとき、パワートレインのトルクおよびブレーキシステムのトルクを制御することにより車両速度を積極的に制御する。ＬＳＰコントロールシステム１２は、スタンバイ状態にあるとき、ユーザが再開ボタン１７３Ｒまたは「設定速度」ボタン１７３を押すまで車両速度を制御しない。ＬＳＰコントロールシステム１２は、非動作状態にあるとき、ＬＳＰコントロールシステムセレクタボタン１７２が押されるまで、制御部に対する入力信号に応答しない。
【００６３】
また本実施形態では、ＬＳＰコントロールシステム１２は、動作モードの状態と同様での中間的な状態を実行するように動作可能である。ただし、この中間的な状態では、車両１００の１つまたはそれ以上の車輪にパワートレイン１２９から正の駆動トルクを加えるようにＬＳＰコントロールシステム１２による命令が阻止される。すなわち、ブレーキシステム２２および／またはパワートレイン１２９を用いて、ブレーキトルクのみが与えられる。他の構成も同様に有用である。
【００６４】
ＬＳＰコントロールシステム１２が動作状態にあるとき、ユーザは「＋」ボタン１７４および「−」ボタン１７５を用いて車両の設定速度を増減させることができる。さらにユーザは、アクセルペダル１６１またはブレーキペダル１６３を軽く踏むことにより、車両の設定速度を増減させることができる。いくつかの実施形態では、ＬＳＰ設定速度（LSP_set-speed）の値をアクセルペダル１６１またはブレーキペダル１６３のみを用いて調節することができるように、「＋」ボタン１７４および「−」ボタン１７５は動作不能である。動作不能とする上記特徴により、たとえば「＋」ボタン１７４および「−」ボタン１７５を偶発的に押したことにより、設定速度が意図せず変更されることを防止することができる。偶発的なボタンの押下は、操縦困難な地形路面上を運転していて、操舵ハンドルの角度を比較的に大きく頻繁に変える必要がある場合に生じる。他の構成も同様に有用である。
【００６５】
理解されるように、本実施形態に係るＬＳＰコントロールシステム１２は、他の値も同様に有用ではあるが、クルーズコントロールシステムが２５ｋｍ／時〜１５０ｋｍ／時の範囲の設定速度値に従って車両を走行させるように動作可能である一方、ＬＳＰコントロールシステム１２が２ｋｍ／時〜３０ｋｍ／時の範囲の設定速度値に従って車両を走行させるように動作可能である。車両速度が３０ｋｍ／時を超えるが、実質的に５０ｋｍ／時以下であるときにＬＳＰコントロールシステム１２が選択された場合、ＬＳＰコントロールシステム１２は中間的なモードを実行する。中間的なモードでは、車両速度が３０ｋｍ／時を超えるときに、ドライバがアクセルペダル１６１から足を離した場合、ＬＳＰコントロールシステム１２は、ＬＳＰ設定速度パラメータ（LSP_set-speed）の値に相当する設定速度値まで車両１００を減速させるようにブレーキシステム２２を制御する。車両速度が３０ｋｍ／時以下となったとき、ＬＳＰコントロールシステム１２は、ＬＳＰ設定速度パラメータ（LSP_set-speed）の値に従って車両を制御するように、パワートレイン１２９を介して正の駆動トルクを加えるとともに、パワートレイン１２９を用いて（エンジンブレーキを用いて）およびブレーキシステム２２を用いて制動トルクを与えるように動作可能な動作状態に移行する。ＬＳＰ設定速度パラメータ（LSP_set-speed）の値が設定されなければ、ＬＳＰコントロールシステム１２は、スタンバイモードに移行する。
【００６６】
理解されるように、ＬＳＰコントロールシステム１２が動作モードにあるとき、クルーズコントロールシステム１６の動作が禁止（抑制）される。したがって、これら２つのシステム１２，１６は、車両が走行している速度に依存して、常に互いに対して独立して動作することができる。
【００６７】
いくつかの実施形態では、たとえば、低速前進コントロール用の入力信号とクルーズコントロール用の入力信号とを切り換えるための１つまたはそれ以上の独立したスイッチが設けられているとき、選択速度を同一のハードウェアを用いて入力できるように、クルーズコントロール用ＨＭＩ１８およびＬＳＰコントロール用ＨＭＩ２０は、同一のハードウェア内に構成することができる。
【００６８】
図４は、ＬＳＰコントロールシステム１２内で車両速度を制御する手段を示す。上述のように、ユーザが選択した速度（設定速度）は、ＬＳＰコントロール用ＨＭＩ２０を用いてＬＳＰコントロールシステム１２に入力される。パワートレイン１２９に付随する車両速度センサ３４（図１に示す）は、車両速度を示す信号３６をＬＳＰコントロールシステム１２に出力する。ＬＳＰコントロールシステム１２は、ユーザが選択した設定速度（「目標速度」３８ともいう。）を測定した速度３６と比較して、比較結果を示す信号３０を出力するコンパレータ２８を有する。出力信号３０は、車両制御ユニット１０の評価ユニット４０に送信され、評価ユニットは、ＬＳＰ設定速度（LSP_set-speed）を維持するためには車両速度を増大させるべきか、または低減させるべきかに応じて、車両の車輪１１１〜１１５に追加的なトルクを加えるように要求するものか、車両の車輪１１１〜１１５にかかるトルクを減らすように要求するものかについて出力信号３０を評価する。一般に、トルクの増大は、パワートレインの所与の部位（たとえばエンジン出力シャフト、車輪、または任意の適当な部位）に供給されるパワートレイントルクの大きさの増大を伴うものである。また、車輪に対するより小さい正のトルクまたはより大きい負のトルクへの低減は、車輪に供給されるパワートレイントルクの大きさの低減または車輪にかかるブレーキ力の増大を伴うものである。理解されるように、パワートレイン１２９が発電機として機能する電気マシンを有するいくつかの実施形態では、パワートレイン１２９が電気マシンを介して１つまたはそれ以上の車輪に対して負のトルクを与えることができる。車両１００が走行している速度に部分的に依存するが、いくつかの状況では、エンジンブレーキを用いて、車輪に対して負のトルクを与えることができる。１つまたはそれ以上の電気マシンが推進駆動モータとして動作可能である場合、１つまたはそれ以上の電気マシンを用いて正の駆動トルクを加えることができる。
【００６９】
評価ユニット４０からの信号４２は、パワートレインコントローラ１１およびブレーキコントローラ１３に出力され、ブレーキコントローラは車両車輪１１１〜１１５に負荷される正味のトルクを制御する。評価ユニット４０から正または負のトルク要求があるかに依存して、正味のトルクを増減させてもよい。車輪に対して正または負の必要とされるトルクを供給するために、評価ユニット４０は、パワートレイン１２９から車両車輪に正または負のトルクを供給するように指令を出し、および／またはブレーキシステム２２により車両車輪に制動力をかけるように指令を出し、いずれにしても要求される車両速度を達成し、維持するために必要なトルク増減を実現することができる。図示した実施形態では、トルクが車両の要求された速度を維持するように車両車輪に個別に供給されるが、別の実施形態では、要求速度を維持するために車両車輪全体に供給される。いくつかの実施形態では、パワートレインコントローラ１１は、リアドライブユニット、フロントドライブユニット、ディファレンシャル、あるいは他の任意の適当な構成部品等を含むドライブライン構成部品を制御することにより、１つまたはそれ以上の車輪に加わるトルクの大きさを制御するように動作可能であってもよい。たとえば、ドライブライン１３０の１つまたはそれ以上の構成部品は、１つまたはそれ以上の車輪に加わるトルクの大きさを変化させるように動作可能な１つまたはそれ以上のクラッチを含んでもよい。他の実施形態も同様に有用である。
【００７０】
パワートレイン１２９が、１つまたはそれ以上の推進モータおよび／または発電機等の１つまたはそれ以上の電気マシンを有する場合、パワートレインコントローラ１１は、１つまたはそれ以上の電気マシンを用いて、１つまたはそれ以上の車輪に与えるトルクを調節するように動作可能であってもよい。
【００７１】
ＬＳＰコントロールシステム１２は、車両スリップ事象が生じたことを示す信号４８を受信する。この信号は、車両のハイウェイ用クルーズコントロールシステム１６に出力される信号４８と同じものである。システム１６に出力される信号４８は、ハイウェイ用クルーズコントロールシステム１６の動作モードを解除（無効化）または阻害（禁止）するトリガとなるもので、ハイウェイ用クルーズコントロールシステム１６による車両速度の自動制御は、一時中断または中止される。しかしながら、ＬＳＰコントロールシステム１２は、車両スリップを示す車両スリップ信号４８を受信したことに呼応して、その動作を一時中断または中止するように構成されない。むしろ、システム１２は、ドライバの負担を軽減するように車両スリップをモニタし、継続して制御するように構成される。車両スリップが生じている間、ＬＳＰコントロールシステム１２は、測定車両速度と、ＬＳＰ設定速度（LSP_set-speed）の値とを比較し続け、選択された車両速度値を維持するように車両の各車輪に加わるトルクを自動的に制御し続ける。したがって、理解されるように、ＬＳＰコントロールシステム１２は、クルーズコントロールシステム１６とは異なるように構成され、クルーズコントロールシステム１６は、車輪スリップ事象により、クルーズコントロール機能が解除（無効化）されるため、車両のマニュアル操作を再開するか、もしくは再開ボタン１７３Ｒもしくは設定速度ボタン１７３を押すことにより再起動されるクルーズコントロールシステム１６で速度制御を再開する必要がある。
【００７２】
本発明のさらなる実施形態（図示せず）において、車輪スリップ信号４８は、単に複数の車輪速度を比較するだけでなく、路面に対する車両速度を示すセンサデータを用いてさらに洗練（改善）されて得られたものである。このように路面に対する速度は、全地球測位（ＧＰＳ）データを用いて、または車両と車両が走行している路面との間の相対的な移動を決定するように構成されたレーザ式システムを用いて特定してもよい。いくつかの実施形態では、路面に対する速度を測定するためのカメラシステムを採用してもよい。
【００７３】
ＬＳＰコントロールプロセスの任意の段階において、正または負の方向に車両速度を調整するために、アクセルペダル１６１および／またはブレーキペダル１６３を踏むことにより、ＬＳＰ制御機能を解除（無効化）することができる。しかしながら、車輪スリップが信号４８により検知された場合、ＬＳＰコントロールシステム１２はアクティブ状態を維持し、ＬＳＰコントロールシステム１２による車両速度制御は中断されることはない。これは、図４に示すように、車輪スリップ事象信号４８を制御するＬＳＰコントロールシステム１２に車輪スリップ事象信号４８を出力することにより実現してもよい。図１に示す実施形態において、スタビリティコントロールシステム（ＳＣＳ）１４は、車輪スリップ事象信号４８を生成し、これをＬＳＰコントロールシステム１２およびクルーズコントロールシステム１６に出力する。
【００７４】
車両車輪のうちの任意の１つの車輪に牽引力損失が生じたとき、車輪スリップ事象がトリガ（起動）される。車輪およびタイヤは、たとえば雪、氷、泥、砂、および／または急勾配もしくは横断勾配の上を走行するとき、牽引力の損失が生じやすい。また車両１００は、地形がより不均一または滑りやすい環境において、通常のオンロード状況にあるハイウェイ上を走行する場合に比して、牽引力の損失がより生じやすい。したがって本発明の実施形態は、車両１００がオフロード環境を走行している場合、または車輪スリップが頻繁に生じる場合に特に有益なものである。こうした状況におけるユーザによるマニュアル操作は、困難を伴うものであり、しばしば多くのストレスを与え、乗り心地が良くない。
【００７５】
車両１００は、車両の動きおよび状態に関連するさまざまな異なるパラメータを示す追加的なセンサ（図示せず）を有する。これらは、ＬＳＰコントロールシステム１２、ＨＤＣコントロールシステム１２ＨＤ、または乗員拘束システムもしくはジャイロセンサおよび／または加速度計等のセンサからデータを出力する任意の他のサブシステムの一部に固有の慣性システムを含み、このデータは車両本体の動きを示し、ＬＳＰコントロールシステム１２および／またはＨＤＣコントロールシステム１２ＨＤに対する有用な入力を提供する。センサからの信号は、複数の運転状況指標（地形指標ともいう。）を提供し、または複数の運転状況指標を計算するために用いられ、運転状況指標は車両が走行している地形の性質を示すものである。
【００７６】
車両１００に搭載されたこれらのセンサ（図示せず）は、これに限定するものではないが、車両制御ユニット１０に連続的に出力するセンサであって、上記説明した図４に示す周囲温度センサ、大気圧センサ、タイヤ圧センサ、車輪アーティキュレーションセンサ、車両のヨー角・ロール角・ピッチ角およびこれらの角速度を検出するジャイロセンサ、車両速度センサ、縦方向加速度センサ、エンジントルクセンサ（エンジントルク推定器）、操舵ハンドル角度センサ、操舵ハンドル角速度センサ、勾配センサ（勾配推定器）、スタビリティコントロールシステム（ＳＣＳ）１４の一部である横方向加速度センサ、ブレーキペダル位置センサ、ブレーキ圧センサ、アクセルペダル位置センサ、縦方向・横方向・垂直方向モーションセンサ、および車両進水支援システム（図示せず）の一部である水検出センサを含む。他の実施形態では、上記センサのうちから選択されたセンサのみが使用される。
【００７７】
車両制御ユニット１０は、操舵コントローラ１７０Ｃからの信号を受信する。操舵コントローラ１７０Ｃは、電動アシストステアリングユニット（ｅＰＡＳユニット）の形態を有する。操舵コントローラ１７０Ｃは、車両１００の操舵可能な車輪１１１，１１２に与える操舵力を示す信号を車両制御ユニット１０に出力する。この操舵力は、ユーザが操舵ハンドル１７１に与える力に、電動アシストステアリングユニット１７０Ｃにより生成される操舵力を加えた力に相当する。
【００７８】
車両制御ユニット１０は、さまざまなセンサ入力信号を評価し、車両走行中の特定の地形タイプ（たとえば泥または轍、砂、草／砂利／雪）に対応する複数の異なる制御モードのそれぞれが車両サブシステムに対して適当である確度（確からしさ）を決定する。
【００７９】
ユーザが自動運転モード選択状況の中で車両の操作を選択したとき、車両制御ユニット１０は、最も適当な制御モードを選択し、選択されたモードに基づいてサブシステムを制御するように自動的に構成される。本発明のこの態様は、本願出願人の同時係属中の英国特許出願公開第2492748号および第2492655号に詳細に記載され、その開示内容はここに参考として一体のものとして統合される。
【００８０】
車両が走行している地形の性質は（選択された制御モードを参照して決定されるが）、ＬＳＰコントロールシステム１２でも利用されて、車両車輪に加わる駆動トルクに対する適当な増減トルクが決定される。たとえば車両走行中の地形の性質に適していないＬＳＰ設定速度値（LSP_set-speed）をユーザが選択した場合、ＬＳＰコントロールシステム１２は、車両車輪の速度を抑制することにより車両速度を自動的に調整（低減）するように動作可能である。いくつかの場合には、ユーザ選択速度が、たとえば特定の地形タイプ、特に不均一または凹凸の大きい地形タイプに対して実現できないか、または適当でないことがある。ユーザが選択した設定速度とは異なる設定速度をＬＳＰコントロールシステム１２が選択した場合、代替的な速度が設定されたことを示すために、ＬＳＰコントロール用ＨＭＩ２０を用いて、速度の制約に関する情報が視覚的にユーザに表示される。
【００８１】
車両制御ユニット１０は、車両のピッチレートを示す信号を受信するように動作可能であり、ピッチレートとは、車両のピッチ姿勢（ピッチ高さ）が時間の関数として変化する割合である。いくつかの実施形態では、ピッチレートは、車両の重心等の車両の基準位置に対する横方向軸（すなわち東西方向軸）の周りの車両の回転速度（回転レート）に対応する。
【００８２】
車両制御ユニット１０は、ピッチレートを周期的にモニタする。車両１００の先端部が所定値を超えるレートで下方向に縦振れしたことを車両制御ユニット１０が判断した場合、車両制御ユニット１０は、車輪１１１，１１２，１１４，１１５に対するブレーキトルクの負荷を指令するように構成されている。本実施形態では、ブレーキトルクが４つの車輪のそれぞれに負荷される。いくつかの択一的な実施形態では、前輪の過剰なスリップを低減するために、ブレーキトルクは車両の後輪のみに負荷される。いくつかの実施形態では、ブレーキトルクは、４つの車輪のそれぞれに負荷されるものの、車両の前輪より後輪の方が大きなブレーキトルクが負荷される。その特徴は、依然として前輪において多少の制動効果が得られるとともに、前輪の過剰なスリップを低減する上で有用である。
【００８３】
いくつかの実施形態では、車両制御ユニット１０は、ピッチレートがポットホール等の凹み（穴）に入り込んだ（嵌った）一方のみの前輪に起因するものか、両方の前輪１１１，１１２に起因するものか判断するように構成することができる。車両制御ユニット１０は、ポットホールに嵌らなかった前輪に負荷されるブレーキトルクの大きさに比して、ポットホールに嵌った前輪に負荷されるブレーキトルクの大きさを（任意的あるが、実質的にゼロトルクとなるまで）低減するように動作することができる。他の構成も同様に有用である。いくつかの実施形態では、操舵コントローラ１７０Ｃにより検知される前輪に対する力をモニタすることにより、車両制御ユニット１０は、車両１００の一方または両方の前輪が障害物に衝突したか否か判断することができる。追加的または択一的に、車輪アーティキュレーションに関するデータ、横方向加速度、縦方向加速度、車両本体の車輪アーティキュレーションに関するデータ、横方向加速度、縦方向加速度、車両本体のロールレート、車両ヨーレート等の他のインジケータ（指標）を用いてもよい。理解されるように、いくつかの実施形態では、これらの測定事象のうちの１つまたはそれ以上のものを用いて、車両走行中の障害物の影響をモニタすることができる。
【００８４】
ブレーキトルクの負荷のトリガ（端緒）となる上記ピッチレートは、現時点で選択されている運転モードに応じて決定される。上述のように、運転モードはユーザがセレクタ１４１Ｓを用いて選択するか、または車両制御ユニット１０により自動的に選択することができる。いくつかの実施形態では、ブレーキトルクをかけるトリガとなる上記ピッチレートは、さらにＬＳＰコントロールシステム１２またはＨＤＣコントロールシステム１２ＨＤ等の速度制御システムが動作しているか否かに基づいて決定してもよい。
【００８５】
図６は、車両制御ユニット１０が検知したピッチレートＰを時間ｔの関数で表したグラフと、検知されたピッチレート値に呼応して車両制御ユニット１０が指令したブレーキトルクＴＢを示すグラフである。下向きの縦振れに対する２つのピッチレート閾値Ｐ１，Ｐ２が経時変化するピッチレートのグラフに重ねて表されている。ピッチレート閾値Ｐ１は、「砂」運転モードで走行している場合にブレーキを起動させる閾値に対応し、ピッチレート閾値Ｐ２は、「泥および轍」運転モードで走行している場合にブレーキを起動させる閾値に対応する。いくつかの択一的な実施形態では、ピッチレート閾値Ｐ１が「泥および轍」運転モードで走行している場合にブレーキを起動させる閾値に対応し、ピッチレート閾値Ｐ２が「砂」運転モードで走行している場合にブレーキを起動させる閾値に対応する。他の構成も同様に有用である。理解されるように、表面摩擦係数が比較的に小さく、相対的に滑りやすい地形におけるピッチレート閾値は、表面摩擦係数が比較的に大きい地形上を走行している場合に比して、より小さい値に設定してもよい。しかしながら、（「泥および轍」運転モードまたは「岩徐行」運転モードに対応する地形で経験されるような）比較的に凹凸の大きい表面上の許容可能なサスペンション・アーティキュレーションの大きさが、比較的に滑らかな地形の場合より小さい場合があるので、表面粗さも同様に考慮してもよい。
【００８６】
例示された実施例では、車両１００は「砂」運転モードで走行している、したがって、車両制御ユニット１０は、ピッチレートＰが閾値Ｐ１を超えたと判断したとき、車両の加速度を制御または調整するために、ブレーキシステム２２を用いてブレーキトルクＴＢを負荷するように指令する。車両制御ユニット１０は、ブレーキ圧を増大させるように指令することにより、ブレーキトルクの増大を指令するように構成される。
【００８７】
図６から明らかなように、時刻ｔ１において、下向きの縦振れ時のピッチレートが閾値Ｐ１を超えて大きくなっている。これにより車両制御ユニット１０は、ブレーキシステム２２が負荷するブレーキトルクＴＢの増大を指令する。ピッチレートが急激に増大したことに起因した車両の加速度を低減するために、ブレーキトルクＴＢを比較的に急激に増大させている。
【００８８】
時刻ｔ２において、ピッチレートが閾値Ｐ１以下に小さくなる。本実施形態では、このとき、車両ドライバがブレーキペダル１６３を用いてブレーキ操作し、および／またはたとえばアクセルペダル１６１から足を離すことにより、パワートレインによる要求トルクを低減することができるように、車両制御ユニット１０は、負荷されるブレーキトルクを徐々に低減し始める。いくつかの実施形態では、車両制御ユニット１０は、ピッチレートが閾値Ｐ１以下まで低減した後、所定期間、増大したピッチレートに呼応したブレーキトルクＴＢを指令するように構成してもよい。
【００８９】
たとえば、いくつかの実施形態では、下向きの縦振れ時にピッチレートが閾値Ｐ１を超えて大きくなったことに呼応して、車両制御ユニット１０がブレーキトルクＴＢを加える（負荷する）ように指令した場合、車両制御ユニット１０は、車両１００がピッチ高さを上方向に向きを変え始める時点を検出するために、車両のピッチ高さをモニタする。車両制御ユニット１０は、車両１００がピッチ高さを上方向に向きを変え始めたことを検出したとき、下向きの縦振れの検知に起因して指令した追加的なブレーキトルクを（任意的には、実質的にゼロまで）低減するように指令してもよい。すなわち理解されるように、車両制御ユニット１０は、車両１００の１つまたはそれ以上の前輪が窪み（凹み）または他の走行路面にある下方勾配の底に達したことを検知し、ブレーキトルクを解除して、車両１００が継続的に推進できるように構成されている。
【００９０】
いくつかの実施形態では、車両制御ユニット１０は、サスペンションシステムコントローラに指令することにより、車両のサスペンションシステムの硬さ（剛性）の変更を指令するように動作可能である。下向きの縦振れピッチ高さの変化率が現時点での運転モードに対応する一般的な閾値Ｐ１，Ｐ２を超えた場合、車両制御ユニット１０は、ブレーキトルクＴＢを増大させるとともに、さらにサスペンションの硬さを増大させるように指令する。いくつかの実施形態では、車両制御ユニット１０は、サスペンションの硬さの増大を指令するように構成されている。いくつかの択一的に実施形態では、車両制御ユニット１０は、サスペンションの硬さの低減を指令するように構成されている。他の構成も同様に有用である。いくつかの実施形態では、追加的または択一的に、サスペンションシステムコントローラは、１つまたはそれ以上の車輪の減衰率（ダンパーレート）を変更してもよい。いくつかの実施形態では、追加的または択一的に、サスペンションシステムコントローラは、最低地上高を変更してもよい。
【００９１】
速度制御システムが動作状態で車両が駆動される場合、および速度制御システムが非動作状態で車両が駆動される場合、車両制御ユニット１０は、ピッチレートをモニタし、ブレーキトルクＴＢ（および、いくつかの実施形態ではサスペンションシステムの１つまたはそれ以上の設定値の変更）の負荷を指令するように動作可能である。すなわちＨＤＣコントロールシステム１２ＨＤ、ＬＳＰコントロールシステム１２、およびクルーズコントロールシステム１６が速度を制御するために選択されたか否かに拘わらず、車両制御ユニット１０は、ピッチレートに基づいてブレーキトルクの負荷を指令するように動作可能である。他の構成も同様に有用である。いくつかの実施形態では、車両制御ユニット１０は、ＨＤＣコントロールシステム１２ＨＤおよびＬＳＰコントロールシステム１２が動作状態にある場合のみ、ピッチレートに基づいてブレーキトルクの負荷を指令するように動作可能であってもよい。
【００９２】
いくつかの実施形態では、車両制御ユニット１０は、車両１００が前方走行している場合または後方移動している場合に、ピッチレートに基づいてブレーキトルクの負荷を指令するように動作可能であってもよい。車両１００が後方移動している場合、車両１００の後方部分が所定のピッチレートＰを超えるレートで下方向に縦揺れしたとき、ブレーキトルクの増大を指令するように動作可能であってもよい。所定の運転モードにおける事前設定された（後方移動時の）ピッチレートＰは、同一運転モードで前方走行時のピッチレートより小さくてもよい。択一的には、事前設定された（後方移動時の）ピッチレートＰは、同一運転モードで前方走行時のピッチレートより大きいか、実質的に同じであってもよい。
【００９３】
いくつかの実施形態では、変更可能なピッチレートの閾値Ｐｎを採用し、閾値Ｐｎの値は、車両が牽引しているか否かについての判断、および車両の貨物の重量に応じて設定してもよい。理解されるように、車両が牽引していると判断した場合、車両および牽引される積載貨物の安定性を改善するために、より小さいピッチレートが採用される。同様に、ピッチレート閾値は、車両貨物の重量が増大するほど小さくしてもよい。すなわち比較的に重い貨物とともにオフロードを走行するとき、車両安定性を増大させることができる。いくつかの実施形態では、重い貨物を積載した状態で、走行路面の別の極端な変動を有するポットホール上の走破に起因して車両が受ける損傷リスクを低減することができる。
【００９４】
本発明に係るいくつかの実施形態によれば、車両のピッチ角の変動レート（変動率）、すなわちピッチレートに対応する信号を受信するように構成された制御システムが提供される。ピッチレートが車両の前方端部が下方向に縦揺れしていることを示す場合、このシステムは、ピッチレートに依存して車両の１つまたはそれ以上の車輪に加えるトルクの大きさを変化させるように指令することができる。いくつかの実施形態では、ピッチレートが事前設定された値を超えたとき、このシステムは、１つまたはそれ以上の車輪にブレーキをかけるように動作可能である。本発明のいくつかの実施形態は、走行路面がポットホール、沼、または轍等の比較的に突然のまたは急峻な下向きの勾配変化を示す地形特徴物に、車両の１つまたはそれ以上の前輪が直面したとき、車両速度が過剰に増大することを防ぐことができるといった利点を有する。いくつかの実施形態では、制御システムは、ブレーキシステムを利用して、車両を減速させるように構成することができる。この特徴は、こうした地形特徴物に対処する車両の速度を低減できるという利点を有する。したがって、車両の前輪が地形特徴物のより低い領域に達した後、その地形特徴物を登り始めるとき、ピッチレートに呼応して自動的にブレーキトルクをかけない場合に車両が受ける衝撃に比して、下り坂から上り坂への移行時に車両が受ける衝撃を緩和することができる。したがって、車両安定性および乗員快適性を改善することができる。さらに、車両の下側表面が地面に接触したときの車両の接地に起因する車両の損傷のリスクを低減することができる。
【００９５】
理解されるように、上記説明した実施形態は、単なる具体例であって、本発明を限定することを意図したものではなく、本発明の範囲は添付クレームにより定義される。
【００９６】
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。
【００９７】
クレームの範疇において、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。
【００９８】
クレームの範疇において、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】
【００９９】
１０…車両制御ユニット（ＶＣＵ）、１１…パワートレインコントローラ、１２…低速前進（ＬＳＰ）コントロールシステム、１２ＨＤ…ヒルディセントコントロール（ＨＤＣ）、１３…ブレーキコントローラ、１４…スタビリティコントロールシステム（ＳＣＳ）、１６…クルーズコントロールシステム、１８…クルーズコントロール用ＨＭＩ、２０…ＬＳＰコントロール用ＨＭＩ、２２…ブレーキシステム、２８…コンパレータ、３４…車両速度センサ、４０…評価ユニット、１００…車両、１１１，１１２…前輪、１１４，１１５…後輪、１１８…前輪ドライブシャフト、１２１…エンジン、１２４…トランスミッション、１２９…パワートレイン、１３０…ドライブライン、１３１…ドライブライン補助部、１３１Ｐ…パワートランスファーユニット（動力伝達装置）、１３２…プロペラシャフト、１３５…リアディファレンシャル（後輪差動装置）、１３７…フロントディファレンシャル（前輪差動装置）、１３９…リアドライブシャフト、１６１…アクセルペダル、１６３…ブレーキペダル、１７０Ｃ…ステアリングコントローラ、１７１…操舵ハンドル、１７２…ＬＳＰコントロールシステム選択ボタン、１７３〜１７５…入力ボタン、１７３Ｒ…再開ボタン、１７４…「＋」ボタン、１７５…「−」ボタン、１７６…クルーズコントロール選択ボタン。
【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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