JP6629861B2 - 車両のタンデムもしくはマルチアクスル駆動のための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のタンデムもしくはマルチアクスル駆動のための方法及び装置に関する。特には、タンデムもしくはトリプルアクスル構造、すなわち、ダブルもしくはトリプルボギー構造において異なる従動アクスルのそれぞれに設けられた車輪対の回転半径の差を検出することに関する。
本発明はトラックやバスや建設機械などの重量型車両に使用可能である。本発明をトラックに適用した場合を例に述べるが、本発明はこのような特定の車両に限定されるものでなく２つの従動アクスルを用いるダブルもしくはトリプルボギー構造を有する全ての車両に使用可能である。

車両によっては、車両の特定の場所に２つ以上のアクスルを設ける必要があり、一般的に、これは車両の重量を複数のタイヤに分散させるためであり、車両が２つもしくは３つのボギー車、すなわち、それぞれに車輪対が隣り合って接続される２つもしくは３つのアクスルを有することがある。

多くの場合これらのアクスルの内少なくとも２つに推進力を伝える必要があり、いわゆるタンデムアクスル（tandem axle）構造が用いられている。タンデムアクスル構造においては、２つのアクスルが駆動軸に接続されており両アクスルが車両に推進力を伝えるものである。アクスルを３つ設ける場合や３つの車輪対をボギー転輪として設ける場合、いわゆるトリプルアクスル構造において３つのアクスル全てを従動アクスルとすることができる。トリプルボギー構造はアクスルの内２つのアクスルとそれに対応する車輪対を用いてタンデムアクスルを形成し、３番目のアクスルを非従動アクスルとしてもよい。

タンデムアクスル構造やトリプルアクスル構造において互いに接続された複数の従動アクスルを用いる場合、効率的に牽引することができ、特に車両の荷重が大きな場合及び／または発進時及び／または上り坂の走行時及び／またはぬかるんで滑りやすい道路の走行時に有用である。かかる走行条件下では複数対のトラクションホイールの使用は非常に好適である。しかしながら、高速道路の走行時や普通の道路状況では通常タンデムアクスルやトリプルアクスル構造を用いるのは問題がある。それというのも、各アクスルを同一の駆動軸を用いて駆動するが故に回転速度も同じになってしまうためである。この場合、タンデムアクスルやトリプルアクスルの車輪対の回転半径に少しでも差があればタイヤをひどく磨耗させ従動アクスルに負荷をかけてしまう。この問題を改善する方法の一つとして従動アクスル間の前後方向に作用する差動装置（一般的にはアクスル間差動装置（inter-axle differential）と称される）を利用する方法がある。この方法は、前後方向に作用する差動装置を利用して上記アクスルを異なる速度で回転させるものである。しかしながら車輪懸架構造（wheel suspension arrangement）において差動装置を特別に設けることや各アクスルに異なる回転速度を設定することは余分なコストがかかり構造自体の規模や重量が増大して懸架構造に組み入れるのが難しくなってしまう。米国特許出願公開第２００２／０１７９３４５（US2002/0179345）にはタンデムアクスル構造における前部及び後部従動アクスル間の前後方向に作用する差動装置を用いずに機能するように設計されたタンデム駆動アクスル構造が開示されている。ここではタイヤ圧を制御してアクスルの速度差を修正するためにどのようにタイヤの回転半径差を監視しているかについてさらに説明する。

米国特許出願公開第２００２／０１７９３４５には、タンデムアクスルシステム及び望ましくないタイヤの磨耗を抑え且つ車両に効率的に推進力を与える同システムの操作方法が開示されているが、様々な走行状況及び車両パラメータに対応して所望の牽引力を実現するようなシステムの改良が望まれている。

本発明の目的は複数の従動アクスルを有する車輪懸架システム及びかかるシステムを制御するための方法を提示することにある。上記システム及び方法は様々な運転状況の下での機能及び効率をさらに高めるものである。

上記目的は請求項１にかかる車輪懸架システムによって達成される。該システムは第１の車輪及び第２の車輪を有する第１のアクスルと第３の車輪及び第４の車輪を有する第２のアクスルを具備している。これらの第１及び第２のアクスルは従動アクスルでありタンデムアクスルやマルチアクスルの一部を成すものである。タンデムアクスル（もしくはマルチアクスル）とは共通の駆動軸システムから２つのアクスル（もしくは複数のアクスル）に動力が伝達されているものを指す。車輪懸架システムがさらに従動アクスルを含む可能性もあるが、以下、上記システムをタンデムアクスルシステムとして説明を行う。これに基づき、駆動軸は第１の差動装置を介して第１のアクスルに接続される第１の部分と第２の作動装置を介して第２のアクスルに接続される第２の部分を有するものとする。これらの作動装置は横方向に機能するものであり、すなわち、各車輪アクスルに装備された車輪対の速度差は許容して、異なるアクスル間の速度差は許容しないように構成されている。車輪懸架システムはさらに第１及び第２のアクスル及び／または第１及び第２のアクスルの各車輪の回転速度を検出するための角速度センサを備える。角速度センサとは、アクスル及び／または車輪の回転速度を算出または検出するために用いることができるパラメータを感知または指示可能なセンサを全て含むものである。使用する各角速度センサとしては、例えばブレーキ時の車輪のロックを検出するためのもしくは牽引制御におけるスリップを検出するためのアンチロック・ブレーキシステム（ＡＢＳ）に適用可能な同じセンサを用いてもよい。また、アクスル及び／または車輪の角速度を検出するのに好適な車輪アクスルや車輪やギヤボックスやエンジンやパワートレインのその他の部品に搭載した別の種類の角速度センサを用いてもよい。角速度センサは電子制御装置（ＥＣＵ）に接続されており、電子制御装置（ＥＣＵ）は角速度センサからの入力を受信するものである。ＥＣＵは角速度センサからの入力を用いて第１及び第２のアクスル間の角速度の差及び／または第１及び第２のアクスルの各車輪間の角速度の差を算出する。角速度センサからの情報と車両及び／または運転状況に関する更なる情報に基づいて、車輪懸架構造を制御するための出力信号を送出するように或いは一般的な条件に応じて適切な対応を運転手に求めるようにＥＣＵをプログラムできる。

車輪懸架システムはまた駆動軸に設けられた連結装置を備え、該装置は駆動軸の第１及び第２の部分の間に位置し第１及び第２の部分を駆動可能に接続された状態と駆動不可能に切断された状態とに切り換える。連結装置は爪クラッチや噛み合いクラッチや摩擦／円板クラッチなどの切断状態と接続状態を切り換えることができる好適な装置を備えてもよい。これにより第１及び第２の従動アクスルを駆動可能な接続状態から完全に切り離すことが可能となる。この構成は米国特許出願公開第２００２／０１７９３４５に開示されたシステムと比較して多数の利点を有する。明らかな利点としては、第１及び第２のアクスルそれぞれの角速度をより高い精度で容易に検出できる。米国特許出願公開第２００２／０１７９３４５においては、従動アクスルは常に接続されており、角速度センサがアクスル及び／または車輪間の回転速度の差を精度良く測定するのはさらに困難である。各アクスルは互いに接続されておりアクスル間に差動装置が装備されていないため、２つのアクスルの速度は同じとなり車輪がスリップもしくは空転してしまう。尚、アクスル間を切断する状況とは、アクスルや車輪間の角速度差が所定値を上回っていると判断された際に連結装置を切り離すことを指す。この場合切断されたアクスルによる牽引力が失われるが、同じ車両速度を得るために従動アクスル対を異なる速度で回転させた場合に生じる摩擦力から車両を保護できる。

車輪懸架構造の機能性をさらに高めるために、後部従動アクスルの１つ、例えば第１のアクスルに作用する昇降機構を備えてもよい。昇降機構はアクスルを昇降させて、アクスル位置を対応する車輪が接地する第１の位置と車輪対が接地しない地面上方の第２の位置との間で変更可能に設計されている。尚、以下において「第１のアクスル」は例えば昇降可能なアクスルとするが、先頭のアクスルや（車両の前部に最も近い位置にある）プッシャーアクスル、最後尾のアクスルや（車両の後部に最も近い位置にある）最後部のアクスル、先頭と最後尾のアクスルの間のアクスルを昇降可能なアクスルとしてもよい。後者は、車輪懸架構造が３つ以上のアクスルを有する場合である。尚、２つ以上のアクスルを昇降可能としてもよく、ここに開示される本発明は車輪懸架構造において昇降可能アクスルと昇降不可のアクスルのいかなる組み合わせにも好適に使用できる。

上記構造により、推進を目的とした第１及び第２のアクスルの使用が、例えば同じ車両速度を得るために回転速度に差が生じてしまい望ましくないと判断された場合、アクスルを上昇させて地面に接地させないようにもできる。しかしながら多くの場合、昇降可能なアクスル、例えば第１のアクスルを制御して地面に触れる低い位置に保つことが、アクスルを増やして荷重を分散させる必要からより望ましい。この場合、昇降可能なアクスルはアクスル間の荷重を分散させるため用いることができ、また、他のアクスル、例えば第２のアクスルを駆動軸を介してエンジンに駆動可能に接続しながら昇降可能なアクスルを制御してエンジンに駆動可能に接続されないようにできる。昇降可能なアクスルの上昇及び下降と、（１つまたは複数の）アクスルの接続／切断は、車両が停止している時に通常どおりに実施する。一般的にアクスルは、他のアクスルが超荷重となるのを防ぐために積み荷の積載前に下降及び接続し、タイヤの磨耗を抑え滑りやすい道路での発進が容易になるように、積み荷が降ろされると上昇及び切断される。例えばアクスルの上昇やアクスルの接続を遅らせて測定を行うことも可能であるが上記理由から望ましくない。しかしながら測定対象の（１つもしくは複数の）アクスルを発進時に接続及び／または車両を現在の荷重故にアクスルを下降させて走行する場合、一つ以上の軸をわずかな間一時的に切断して角度速度差を測定可能とすることにより、測定を実施できる。このような測定は例えば平坦な道やわずかに下降している道を一定の速度で走行している時など変速機が軽負荷で動作している時に実施するのが好ましい。

接地しないようにアクスルを持ち上げることは、一方で、従動アクスルに対してアクスルの回転速度の差が生じる問題がなく、通常の走行モードにおいては燃料を節約できるという利点がある。しかしながら、持ち上げられた車輪のタイヤの磨耗が少なく、それ故、この場合アクスルの角速度差を継続して監視する構造を含むことがことさら重要となる。というのも、角速度差は各アクスルが別々に用いられるか或いは磨耗の度合いが異なることにより生じるためである。

上述したように、車輪懸架システムは第３の車輪対（第５の車輪と第６の車輪）に接続された第３の従動アクスルを備え、該車輪対は第３のアクスルの回転速度及び／または第３のアクスルの各車輪の回転速度を検出するための角速度センサを有することができる。この第３のアクスルは第１及び第２のアクスルと同じ駆動軸に接続されている。第３のアクスルは第３の車輪対を異なる速度で回転させる第３の差動装置を介して駆動軸システムに接続されている。このシステムは駆動軸に第２連結装置を備え、該装置により第３のアクスルを第１及び／または第２のアクスルから切断できる。この例においては、昇降可能なアクスルの例である第１のアクスルを先頭アクスルやプッシャーアクスルまたは最後尾のアクスルや最後部のアクスル或いはプッシャーアクスルと最後部のアクスルの間のアクスルとすることができる。プッシャーアクスルが昇降可能なアクスルの場合、プッシャーアクスルと駆動軸（変速機の出力軸）との間にさらなる連結装置を設けることができる。これにより車両を前部従動アクスルやプッシャーアクスルの後方に設けられて駆動軸に独立して接続された従動アクスルによって駆動できる。必要に応じて車輪懸架システムはさらなる従動アクスルと非従動アクスルを有することができる。

上述したように、車輪懸架システムは第４の車輪対（第７の車輪及び第８の車輪）に接続された少なくとも１つの前部従動アクスルを備え、該車輪対は前部従動アクスルの回転速度及び／または前部従動アクスルの各車輪の回転速度を検出するための角速度センサを有してもよい。このアクスルは２つ以上の後部従動アクスルと同じ駆動軸に接続されている。前部従動アクスルは第４の車輪対を異なる速度で回転させる第４の差動装置を介して駆動軸システムに接続されている。このシステムは駆動軸において第３の連結装置を備え、該装置により前部従動アクスルを後部従動アクスルから切断できる。該システムは各従動輪が車輪の角速度を検出するための角速度センサをそれぞれ有するように設計できる。この構造により、車輪の実際の角速度を求めて異なるアクスルの間の速度差（inconsistencies）を検出するだけでなく、車輪懸架システムの制御時には各車輪を継続して監視できる。ＥＣＵは検出した特定の車輪の状態に関し指示を与えるかもしくは制御信号を送出できる。

車輪懸架システムは様々な車両に適用及び組み込み可能である。特に、重い荷重用に設計されたトラック及び／または悪路にて重作業を行う車両に好適である。

本発明はまた車両用マルチドライブアクスル、例えばタンデムアクスルを含む車輪懸架システムの制御方法に関する。車輪懸架システムは少なくとも２つの従動アクスルを備え、従動アクスルはそれぞれ車輪対を具備し差動装置を介して駆動軸に接続されており、駆動軸は、駆動軸に接続された差動装置間に位置する連結装置を備え、連結装置により駆動軸は各部分に分割される。制御可能な連結装置（複数ある場合は各連結装置）は接続状態と切断状態に切り換え可能であり、駆動軸の各部分及び接続される従動アクスルを互いに駆動可能に接続された状態と駆動不可能に切断された状態に切り換えることができる。車輪懸架システムはさらにアクスル及び／またはアクスルに接続された車輪の角速度を検出するための角速度センサをさらに備える。制御方法は以下のステップを含み、タンデムアクスル、すなわち、２つの従動アクスルを備えた車輪懸架システムを例に説明を行う。第１のステップでは、連結装置が制御されて切り離され第１の従動アクスルに接続された第１の差動装置を有する駆動軸の第１の部分が第２の従動アクスルに接続された第２の差動装置を有する駆動軸の第２の部分から駆動不可能に切断される。この状態では、第１及び第２のアクスルは他のアクスルの速度と無関係に回転可能である。一般に、この状態は他のアクスルを電源に接続しながら、１つのアクスルを完全に切り離して電源、例えば、内燃機関（ＩＣＥ）から独立して自由に回転可能とすることを指す。また、他のアクスルを切断してスリップのリスクを減じることにより上記アクスルの角速度を正確に測定できる。しかしながら、他のアクスルを電源に接続したままでもよく、測定時に車輪のスリップや空転を防ぐために、駆動または制動トルクが所定値内に収まっているシーケンスの間に測定を行うように設定できる。測定を実施するのに相応しい時点とはトルクが一切加わっておらず、推進あるいは制動トルクも加わっていない時点であることが容易に理解されるであろう。次のステップでは、従動アクスルを互いに駆動不可能に切断しながら、アクスル及び／またはアクスルに接続された車輪の角速度を角速度センサによって検出する。

次のステップにて、アクスル及び／またはアクスルに接続された車輪の検出された角速度を用いて、第１及び第２のアクスルの角速度差及び／または第１及び第２のアクスルの各車輪の角速度差を求める。

さらに次のステップにて、異なるアクスル及び／または車輪の算出した角速度差を基準値と比較して速度差の比較結果を得る。

最後のステップにて、角速度差の比較結果を車輪半径の差を示す指標として用いて、角速度差が許容値を超えている場合警告信号を発する及び／または制御動作を実施する。車輪半径の差とはここでは車輪の円周、回転半径や車輪半径に関連するその他のパラメータの測定値または指標を含むとする。差の程度及び／または運転状況や車両の特性に応じて制御動作も異なる。例えば、車両がぬかるんだ地面をかなり遅い速度で走行中、第１及び２のアクスルの速度差が所定制限を超えていても推進力を伝えるために両アクスルを用いることが可能かもしくは好適だと判断されることがある。一方、所定の速度制限を超えて普通の道路を走行する際には、たとえ両アクスルを駆動可能に接続できるとしても、両アクスルを使用すべきではないと判断される。速度差が非常に大きくまた路面状態や走行状況によっては、制御システムは速度差が大きすぎるアクスル対を駆動可能に接続しないようにできる。アクスル対の速度差はタイヤの磨耗度合いを示す指標としても使用可能であり、また例えば運転手にタイヤの状態を確認するよう促す警告ともなり得る。つまり、角速度の測定結果は車輪懸架システム（あるいは車両のある部分）に対して直接的に発せられる制御信号でもあり、また運転手に特定の特性の状態を確認するよう促す警告でもある。上述した制御方法はアクスルの１つ、例えば第１のアクスルに作用する昇降機構を備えた車輪懸架システムに適用可能である。昇降機構は第１及び第２の車輪の位置を地面に接地するような作動位置と接地レベル上方の停止位置との間で切り換えるために第１のアクスルを持ち上げるように設計されている。

車輪懸架システムが上記昇降機構を備える場合、制御方法は以下のステップを上記方法のステップの前に実施する。第１のステップでは、上昇して停止位置にある第１のアクスルを下方の作動位置に下降させる。停止位置では第１のアクスルの車輪対は接地レベル上方にあり、作動位置では車輪は地面に接地する。この操作は、第１のアクスルが駆動不可能に第２のアクスルから切断されるように連結装置を切り離して行われる。次のステップでは、連結装置を切り離したまま従動アクスルが駆動不可能に切断された状態を維持する。少なくとも第１のアクスル及び／またはその車輪対の角速度を示す角速度センサからの角速度の検出値が安定するまでは、アクスルを駆動不可能に切断するものとする。通常、車輪速度は車輪が地面に接地してから１秒〜数秒以内に安定する。

アクスル対の角速度差が許容値または臨界上限値外の場合、制御動作の１つとしてアクスルを互いに駆動不可能に切断したままにする。この制御動作は例えば荷重や車両速度や道路／路面状態等のさらなるパラメータに依存する。

車輪懸架システムが上記昇降構造を備えており、角速度差が臨界上限値外の場合、昇降可能なアクスル（第１のアクスル）を制御して、車輪対が接地レベル上方に位置するような上方位置に上昇させ地面に接地しないようにする。この制御動作は荷重やアクスルの許容圧力などのさらなるパラメータに依存するものである。一方、車輪懸架構造が昇降可能なアクスルを有していても、制御動作はこの種の構造にもほとんどの場合対応しており、検出されたアクスル速度の差が大きな場合には、アクスル間で荷重分配できるように下方の接地位置に昇降可能なアクスルを保持して、各アクスルを駆動不可能に切断したままとする。

算出された速度差の程度に応じて、異なる制御動作を実行するか或いは警告を発することができる。例えば第１及び第２のアクスル間の算出された角速度差が「変更警告制限」（第１の制限）を超えている場合、タイヤの位置を１つのアクスルから別のアクスルに変更する必要があると判断される。これは特に昇降可能なアクスルを有する車輪懸架システムに有用であり、これにより昇降可能なアクスルの車輪対の磨耗が常に地面に接地している車輪対に比べて実質的に低減される。しかしながら、アクスルを昇降できない車両においても、通常あるアクスルの車輪対が他のアクスルの車輪対よりも磨耗してしまう場合がある。

勿論、異なる制御動作や警告を伴うさらに別の角速度差の制限がある。第１及び第２のアクスルの算出された角速度差が第２の制限である「確認警告制限」を超えた場合、タイヤの状態を手動で確認するように指示される。この制限は上記「変更警告制限」よりも高く設定することができる為、アクスル及び／または車輪間の角速度差には異なる制御動作及び／または警告を伴うような複数のレベルや値が考えられる。上述したように相対速度差がかなり大きな場合の動作の１つとして、アクスルが駆動可能に接続されるのを防止（禁止）する。この制限は例えば上記第２の制限（「確認警告制限」）と同じであってよい。例えば角速度差が小さなその他のレベルにおいては、アクスルの自動接続を中断する一方で、運転手にアクスルの速度差に対して警告を与え、アクスルを手動で制御して接続できるように制限を設定可能である。この制限は例えば上記第１の制限（「変更警告制限」）と同じであってよい。

アクスル／車輪間の角速度差が検出された場合、各タイヤの圧力レベルを検出及び制御できる。例えば、圧力レベルが大きく異なるか或いは各タイヤに設定された所望値から外れていると検出された場合、圧力レベルを均一化もしくは所望値に応じて設定可能である。タイヤの空気圧が調整されると、アクスル／車輪の角速度を新たに測定できる。

タイヤの空気圧を異なる車輪／アクスルの間の角速度差によって示される車輪半径の差を相殺するのにも用いることができる。つまり、角速度を遅くするように指示されたアクスルの車輪対に対するタイヤ空気圧を減少するように制御して、一方で角速度を速くするように指示された別のアクスルの車輪対に対するタイヤ空気圧を増加するように制御することにより、アクスル間の角速度差を相殺している。各アクスルの相対アクスル圧を検出された各アクスルの角速度に応じて制御して速度差を相殺してもよい。角速度差の絶対値を比較することに加えて、例えば検出された差を記録することで異なるアクスルやタイヤ間の角速度差の突然の変化を考慮に入れることができる。この場合、以前の測定値と比較して妥当でないと思われる角速度差の大幅な変化がある場合、ＥＣＵから警告が発せられる。１つの車輪の角速度が大きく変化した場合、この変化は、例えば空気漏れやパンクによる突然の圧力減などによってタイヤの空気圧が低下したことを示す指標となり得る。

角速度はアクスルや各車輪に対して測定可能である。一般に、ギヤボックスに角速度センサを設けており、少なくとも制動または推進トルクがかなり低く車両が普通の道路条件の下で走行している場合は、センサからの信号は従動アクスルの角速度に比例する。この場合、角速度の測定中に駆動軸から切り離されるアクスルに角速度センサを追加すればよい。一方で、多くの場合、各車輪の角速度信号は既に制動時のためのアンチロック・ブレーキシステム（ＡＢＳ）から出力されている。よって、車輪懸架システムの駆動軸に接続可能な全アクスルの両側に設けられた車輪の角速度を車輪角速度センサによって検出できる。車輪それぞれの角速度を用いて該アクスル間の角速度差を算出する。この場合、どのようなセンサを用いても構わない。

角速度を測定するために所定の基準を設けて信頼できる値を得ることができる。特定の条件下にてシステムを制御してアクスル及び／またはアクスルに接続された車輪の角速度を検出でき、また測定時に値に影響を与えて第１及び第２のアクスルの角速度差及び／または第１及び第２のアクスルの各車輪間の角速度差を算出するのに相応しくない条件があるかどうかを示すこともできる。よって一般的に、測定時に以下の基準の内１つもしくは複数の基準値を満たす場合、より信頼性が高いと考えられる。
その基準を以下に示す。
車両の回転半径が所定制限を超えている場合、すなわち、好ましくは車両をほぼ真っ直ぐに走行させる必要がある場合。勿論、転回中の異なる車輪間の移動距離の差を相殺することはできるが通常車両がほぼ直進している際に測定を行うのが好ましい。
車両の速度変化が所定制限を下回っている場合。この基準値に道路の傾斜や曲率が特定の制限内に収まっている場合を付け加えてもよい。この目的のため、例えば経路や交通情報を利用することにより今後の運転手順を予測して測定時点を選出することができる。例えば、測定を行うのに好適な地点や道、例えばほぼ平坦で真っ直ぐな道路を選択するためにＧＰＳや地図データを用いることができる。
異なる車輪間のタイヤ空気圧の差が所定制限内に収まっている場合。少なくとも所定制限内にタイヤ空気圧の差が収まっている場合は、タイヤ空気圧が角速度判定に不可欠ではないと判断されるが、想定外の角速度が検出された場合、タイヤ空気圧を確認するように勧告できる。
異なるアクスル間の荷重分布が所定制限内に収まっている場合。タイヤ空気圧と同様に、アクスルにかかる荷重が角速度に影響を及ぼすことがあり、測定結果が想定外の値を示す場合は荷重を確認する必要がある。
角速度の検出時に、車輪がアンチロック・ブレーキシステムや車輪スリップ制御システムによる制御を受けていない場合。この制御は角速度の測定に影響する可能性があり、好ましくは、これらシステムのいずれかが作動中に測定を実行しない。
測定された車輪のブレーキ力が所定値を下回っている場合。ブレーキをかけた場合、スリップする可能性があり、角速度の検出値が正確でない場合がある。
測定された車輪の駆動トルクが所定値を下回っている場合。大きな駆動トルクが生じている場合、従動輪が空転する危険があり車輪やアクスルの角速度の値が正確でない場合がある。
タイヤ温度やタイヤ温度差が所定制限内に収まっている場合。一般にタイヤの温度はほぼ同じである必要があるが、一組のタイヤが暫く使われておらず（例えば上昇している状態）他の一対もしくは複数対の車輪が接地して走行中路面との摩擦熱により熱せられている場合温度差が生じることがある。
アクスル差動装置が固定されていない場合。すなわちあるアクスルに作用して同アクスルの左右の車輪間の速度差を相殺する差動装置は固定すべきでははい。固定状態では、アクスルの（左右の）各車輪に速度差が生じない。

本発明はまたプログラムコード手段を含むコンピュータプログラムに関し、該手段はプログラムがコンピュータ上で実行された際に、上記制御ステップを実施する。

本発明はまたプログラムコード手段を含むコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能媒体を含む。該媒体において、プログラムコード手段はプログラム製品がコンピュータ上で実行された際に、上記制御ステップを実施する。

本発明はさらに車輪懸架システムを制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）を含み、該電子制御装置（ＥＣＵ）は上記制御ステップを実施するように構成されている。

本発明のさらなる利点及び好適特徴を以下の説明及び従属項に記す。

添付する図面に基づいて以下に本発明の実施形態をより詳細に例示する。

本発明の第１実施形態にかかる車輪懸架システムを備えた、トラクタ・トレーラのトラクタを示す図である。 本発明の第１実施形態にかかる車輪懸架システムを備えた、トラクタ・トレーラのトラクタを示す図である。 本発明の第２実施形態にかかる車輪懸架システムを備えたトラックを示す図である。 本発明の第２実施形態にかかる車輪懸架システムを備えたトラックを示す図である。 本発明の第２実施形態にかかる車輪懸架システムを備えたトラックを示す図である。 本発明にかかる車輪懸架システムの異なる実施形態を示す模式図である。 本発明にかかる車輪懸架システムの異なる実施形態を示す模式図である。 本発明にかかる車輪懸架システムの異なる実施形態を示す模式図である。 本発明にかかる車輪懸架システムの異なる実施形態を示す模式図である。 本発明にかかる車輪懸架システムの制御方法を示すフローチャートである。 本発明にかかる車輪懸架システムの制御方法を示すフローチャートである。

図１Ａ及び１Ｂはトラクタ１００及びトラクタ１００の車輪懸架システム１を示す。トラクタ１００は運転席１０１とトラクタに牽引させるトレーラを連結するためのトレーラ連結プラットフォーム１０２を備えている。トラクタ１００は前輪対１０３ａ，ｂを有し車輪懸架構造１はトラクタ１００の後部に設けられている。トラクタ１００は推進部１０４、例えばギヤボックス１０５に接続されてさらに駆動軸５に接続されトラクタに推進力を与えるＩＣＥをさらに含む。車輪懸架構造１は第１の従動アクスル２と第２の従動アクスル３を有する。第１の従動アクスルは第１の従動輪対４ａ，４ｂを備え、第２の従動アクスル３は第２の従動輪対４ｃ，４ｄを備える。第１の従動アクスル２は第１の差動装置６ａを介して駆動軸５の第１の部分５ａに接続され、第２の従動アクスル３は第２の差動装置６ｂを介して駆動軸５の第２の部分５ｂに接続される。駆動軸の第１の部分５ａ及び第２の部分５ｂは連結装置７によって分けられている。車輪懸架システムはさらに、第１の車輪４ａの角速度を検出するための第１の角速度センサ８ａと第２の車輪４ｂの角速度を検出するための第２の角速度センサ８ｂと第３の車輪４ａの角速度を検出するための第３の角速度センサ８ｃと第４の車輪４ａの角速度を検出するための第４の角速度センサ８ｄを含む。

車輪懸架システムはさらに電子制御装置（ＥＣＵ）を備え、これは車輪懸架システム１用に別途設けられた制御部であってもよく或いはトラクタ１００を制御するためのより大きな制御システムの一部としてもよい。電子制御装置（ＥＣＵ）は車輪懸架システム１を制御するための入力信号を受信する目的で角速度センサ８ａ〜８ｄに接続されている。

図２Ａ及び２Ｂは貨物トラック（または荷台付トラック）２００と貨物トラック２００の車輪懸架システム１を示す。貨物トラック２００は運転席２０１と荷物を積み込むための貨物室２０２を有する。貨物トラック２００は前輪対２０３ａ，ｂを備え、車輪懸架構造１は貨物トラック２００の後部に設けられている。貨物トラック２００は推進部２０４、例えばギヤボックス２０５に接続されさらに駆動軸５に接続されて貨物トラック２００に推進力を与えるＩＣＥをさらに含む。車輪懸架構造１は第１の従動アクスル２と第２の従動アクスル３と第３の従動アクスル１０とを有する。第１の従動アクスルは第１の従動輪対４ａ，４ｂを備え、第２の従動アクスル３は第２の従動輪対４ｃ，４ｄを備え、第３の従動アクスル１０は第３の従動輪対４ｅ，４ｆを備えている。第１の従動アクスル２は第１の差動装置６ａを介して駆動軸５の第１の部分５ａに接続され、第２の従動アクスル３は第２の差動装置６ｂを介して駆動軸５の第２の部分５ｂに接続され、第３の従動アクスル１０は第３の差動装置６ｃを介して駆動軸５の第３の部分５ｃに接続される。駆動軸の第１の部分５ａ及び第２の部分５ｂは連結装置７によって分けられており、駆動軸の第２の部分及び第３の部分は第２の連結装置１１によって分けられている。車輪懸架システム１は、図１Ａ及び１Ｂの構造における第１〜第４の車輪４ａ〜４ｄに設けられた第１〜第４の角速度センサ８ａ〜８ｄをさらに含む。図２Ａ及び２Ｂはまた第５の車輪４ｅの角速度を検出するための第５の角速度センサ８ｅ及び第６の車輪４ｆの角速度を検出するための第６の角速度センサ８ｆを示している。車輪懸架システムはさらに電子制御装置（ＥＣＵ）を備え、これは車輪懸架システム１用に別途設けられた制御部であってもよく或いは貨物トラック２００を制御するためのより大きな制御システムの一部としてもよい。電子制御装置（ＥＣＵ）は車輪懸架システム１を制御するための入力信号を受信する目的で角速度センサ８ａ〜８ｆに接続されている。

尚、図１Ｂに示す車輪懸架システム１を図２Ａに示す貨物トラック２００に用いてもよい。同様に図２Ｂに示す車輪懸架システム１をトラクタ１００に用いてもよい。図２Ｃは別の貨物トラック（または荷台付トラック）及び貨物トラックの車輪懸架システム１を示す。図２Ａと同様に貨物トラックは運転席と荷物を積み込むための貨物室を備えている。貨物トラックは前輪対を有し、車輪懸架構造１が貨物トラックの後部に設けられている。貨物トラックは推進部、例えばギヤボックスに接続されてさらに駆動軸５に接続され貨物トラックに推進力を与えるＩＣＥをさらに含む。図２Ｃに示す車輪懸架構造は前部従動アクスル１２を有する点で図２Ｂに示す構造とは異なっている。

車輪懸架構造１は第１の後部従動アクスル２と第２の後部従動アクスル３と第３の後部従動アクスル１０を含む。第１の後部従動アクスルは第１の従動輪対４ａ，４ｂを備え、第２の後部従動アクスル３は第２の従動輪対４ｃ，４ｄを備え、第３の後部従動アクスル１０は第３の従動輪対４ｅ，４ｆを備え、前部従動アクスル１２は第４の従動輪対４ｇ，４ｈを備える。第１の従動アクスル２は第１の差動装置６ａを介して駆動軸５の第１の部分５ａに接続され、第２の従動アクスル３は第２の差動装置６ｂを介して駆動軸５の第２の部分５ｂに接続され、第３の従動アクスル１０は第３の差動装置６ｃを介して駆動軸５の第３の部分５ｃに接続され、前部従動アクスル１３は第４の差動装置６ｄを介して駆動軸５の第４の部分５ｄに接続されている。駆動軸５はギヤユニットを介して駆動軸５の第４の部分５ｄを駆動できる。駆動軸の第１の部分５ａ及び第２の部分５ｂは第１の連結装置７によって分けられ、駆動軸の第２及び第３の部分は第２連結装置１１によって分けられる。同様に、駆動軸の第４の部分５ｄ及び第３の部分５ｃは第３の連結装置１３によって分けられる。車輪懸架システム１はさらに第１〜第６の車輪４ａ〜４ｆに設けられた第１〜第６の角速度センサ８ａ〜８ｆと第１の前輪４ｇの角速度を検出するための第７の角速度センサ８ｇと第２の前輪４ｈの角速度を検出するための第６の角速度センサ８ｈを有する。

車輪懸架システムはさらに電子制御装置（図２Ｃでは図示省略）を備え、これは車輪懸架システム１用に別途設けられた制御部であってもよく或いは貨物トラックを制御するためのより大きな制御システムの一部としてもよい。電子制御装置は車輪懸架システム１を制御するための入力信号を受信する目的で角速度センサ８ａ〜８ｈに接続されている。

尚、図２Ｃに示す前部従動アクスルを備えた車輪懸架システム１は、図１Ａに示すトラクタ１００にも図２Ａに示す貨物トラック２００にも用いることができる。

図３Ａ〜３Ｄには例えばトラクタ１００や荷台付トラック２００に用いられる車輪懸架システム１の別の実施形態を示している。図３Ａに示す車輪懸架システム１は図１Ｂに示すのと同様なシステムであるが、第１のアクスル２に作用するアクスル昇降機構９を有する点で異なっている。アクスル昇降機構９を用いて第１のアクスル２を制御して、第１の車輪対４ａ，ｂが地面に接するような低い位置（第１の位置）及び第１の車輪対４ａ，ｂが地面から浮き上がるような上方位置（第２の位置）に設定できる。

図３Ｂに示す車輪懸架システム１は図２Ｂに示すのと同様なシステムであるが、第１のアクスル２に作用するアクスル昇降機構９を有する点で異なっている。アクスル昇降機構９を用いて第１のアクスル２を制御して、第１車輪対４ａ，ｂが地面に接するような低い位置（第１の位置）及び第１車輪対４ａ，ｂが地面から浮き上がるような上方位置（第２の位置）に設定できる。

図３Ｃに示す構造はさらにアクスル昇降機構９が追加され第２のアクスル３を持ち上げるように構成されている点で図３Ｂに示す構造とは異なっている。

図３Ｄに示す構造は第３のアクスル１０に接続された第３の車輪対４ｅ，４ｆが駆動軸５と接続できず駆動軸５に動力が伝達されない点で図３Ｂに示す構造とは異なっている。このため、これらの車輪は非駆動とするか別の電源から動力を得ることもできる。

図４Ａは本発明にかかる方法のフローチャートである。この方法は例えば図１Ａに示すトラクタ１００の車輪懸架システム１や図２Ａに示す荷台付トラック２００の車輪懸架システム１や図３Ａ〜図３Ｄに示すその他の車輪懸架システム１を制御するために用いることができる。

図４Ａに示す第１のステップＳ１では、角速度が測定される車輪アクスル同士が切断されているか確認する。図１に示すタンデムアクスルの場合、第１の従動アクスル２に接続された第１の差動装置６ａを含む駆動軸の第１の部分５ａが第２の従動アクスル３と接続された第２の差動装置６ｂを含む駆動軸の第２の部分５ｂから駆動不可能に切断されるように連結装置７を制御して切り離す。この状態の第１及び第２のアクスル２，３は互いの回転速度に影響されることなく回転できる。一般的にこの状態は一つのアクスル、例えば第２のアクスル３が完全にパワートレイン及び駆動軸５から切り離されて推進部１０４，２０４、例えば内燃機関（ＩＣＥ）と無関係に独自に回転可能であり、その他のアクスル、例えば第１のアクスル２が推進部１０４，２０４に接続されている状態を指す。しかしながら、両方のアクスル２，３をパワートレインから切り離してもよい。例えば図２Ａに示すように第３の従動アクスル１０が設けられている場合、第２連結装置１１を接続解除して該アクスル１０を他のアクスル２，３から切断することによってアクスル２，３，１０を互いに独立して回転させてもよい。さらなる従動アクスルが設けられている場合、かかるアクスルも当然自由に回転できるように設定可能である。
このようなアクスルの例として図２Ｃに示す前部従動アクスル１２が挙げられる。このアクスル１２は第３の連結装置１３を接続解除することで他のアクスル２，３，１０から切り離すことができる。第１のステップＳ１において角速度が測定される車輪アクスル２，３，１０，１２が互いに独立して回転可能であることが確認された場合に第２ステップＳ２へ進み、例えば車輪４ａ〜４ｈのそれぞれに対応した角速度センサ８ａ〜８ｈを用いて角速度を検出または測定する。第２ステップＳ２において角速度測定を行うのに適切なタイミングは従動輪４ａ〜４ｈにトルクが加わっておらず、また推進あるいは制動トルクも加わっておらず、各アクスルがパワートレインやその他のアクスルから供給される最低限の推進力や制動トルクによって自由に回転可能となった時点で行うのがよい。この態様によれば、スリップ及び／または従動輪４ａ〜４ｈの空転を防ぐためにアクスルと車輪の全てがパワートレインから切断され、それぞれのアクスル及び／または車輪の正確な角速度が測定可能になった時点で角速度測定を実行するのが望ましい。

次のステップＳ３においては、関連するアクスル２，３，１０，１２及び／またはそれに接続される車輪４ａ〜４ｈの検出された角速度を用いてアクスル２，３，１０，１２間の角速度の差及び／または車輪４ａ〜４ｈ間の角速度の差が算出される。

第３のステップＳ３において算出した、異なるアクスル及び／または車輪間の角速度の差を次のステップＳ４にて基準値と比較することで速度差の比較を行う。角速度センサ、例えば各車輪または各アクスルに対応した角速度センサの種類及び制御する特性に応じて設定する基準値も変わってくる。例えば、ある特性に関しては相対速度のみで十分であっても、その他の特性に関しては絶対速度も重要である等である。

第５ステップＳ５では各従動輪４ａ〜４ｈもしくは従動アクスル２，３，１０，１２間の角速度の比較結果を車輪半径の差を示す指標として用いる。車輪半径の差を示す指標は例えば車輪の円周や回転半径や車輪半径に関連するその他のパラメータにおける差を示す指標としても用いることができる。検出された角速度の差に基づいて異なる警告が表示され、もしくは差の程度及び／または運転状況や車両の特性に応じて制御動作が実施される。例えば、それを超えると異なる従動アクスルを駆動可能に接続できないような角速度差に対しては臨界値を設定できる。各制御動作は、選択されたモード（例えば作業中／輸送中）や検出／選択された路面状況（例えば舗装面／泥道／砂利道／凍結面）に応じて異なる制限値を設けており、様々な事象（scenarios）に対応した参照テーブルにそのレベルを定義している。よって、角速度差が推算され所定値と比較されるとＥＣＵが適切な警告もしくは制御動作を行う。アクスル対や各車輪間の速度差はタイヤの状態、例えば磨耗や空気圧を示す指標としても用いられ、例えば運転手にタイヤの状態を確認するように、あるいはタイヤを交換するように警告することもできる。角速度の測定結果は車輪懸架システム（もしくは車両のある部分）を直接制御する信号でもあり、運転手にある特性の状態を確認するように警告するものでもある。

図４Ｂは、図４Ａに示す制御方法に所定のステップを追加した図であり、昇降可能なアクスルを有する車両に対応したものである。かかるステップには準備ステップ１（Ｐ１）と準備ステップ２（Ｐ２）が含まれ、各ステップは図４Ａに示す制御方法が実施される前に実行できる。

第１準備ステップＰ１ではアクスル、例えば第１のアクスル２に作用する昇降機構９によって第１のアクスル２が上方の停止位置から地面に接地する下降位置まで下降する。昇降機構は第１のアクスル２に接続された第１及び第２の車輪４ａ，４ｂの位置を地面に接地する作動位置と接地レベル上方の停止位置との間で切り換えることができる。下降は第１のアクスル２を駆動不可能に第２のアクスル３から切断するように連結装置７を切り離した状態で実行させる。

次の第２準備ステップＰ２では、少なくとも第１のアクスル２及び／またはそれに対応した車輪対４ａ，４ｂの角速度を示す角速度センサ８ａ，８ｂからの角速度の検出値が安定するまでは連結装置７を切り離して従動アクスル２，３間を切断したままとする。例えば、角速度センサ８ａ，８ｂが他の角速度センサ８ｃ〜８ｈと同様の速度値や速度変化を示すようになると、速度が安定したと考えられる。速度が安定したと判断されると、上記方法は図４Ａに示す処理に進む。

本発明は上記実施形態及び図面に制限されるものではなく、むしろ、当業者が添付クレームの範囲を逸脱することなく多くの変更および改良を行い得ると理解されるべきである。

Claims (9)

1. 車両（１００）用マルチドライブアクスルを有する車輪懸架システム（１）の制御方法であって、
   前記車輪懸架システム（１）は少なくとも２つの従動アクスル（２，３，１０，１２）を備え、
   前記アクスル（２，３，１０，１２）はそれぞれ車輪対（４ａ〜４ｈ）を具備し、差動装置（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）を介して駆動軸（５）に接続されており、
   前記駆動軸（５）は差動装置（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）間に位置して前記駆動軸（５）を異なる部分（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）に分割する連結装置（７，１１，１３）を備え、各部分は前記駆動軸（５）に駆動可能に接続された状態と駆動不可能に切断された状態とに切り替え可能であり、
   前記車輪懸架システム（１）はさらに前記アクスル（２，３，１０，１２）に接続された車輪（４ａ〜８ｇ）の角速度を検出するための角速度センサ（８ａ〜８ｈ）を備え、
   前記制御方法は
   前記連結装置（７，１１，１３）を切り離すように制御して前記駆動軸の各部分（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）を前記駆動軸の少なくとも１つの更なる部分から駆動不可能に切断するステップと、
   前記従動アクスル（２，３，１０，１２）を駆動不可能に切断しながら、前記角速度センサ（８ａ〜８ｈ）によって前記アクスル（２，３，１０，１２）に接続された車輪（４ａ〜４ｈ）の角速度を検出するステップと、
   前記アクスル（２，３，１０，１２）に接続された車輪（４ａ〜４ｈ）の検出された角速度を用いて、前記従動アクスル（２，３，１０，１２）の各車輪（４ａ〜４ｈ）間の角速度の差を算出するステップと、
   前記車輪（４ａ〜４ｈ）間の検出された角速度の差と基準値を比較するステップと、
   前記角速度の差の比較結果を車輪半径の差を示す指標として用いて、前記角速度の差が許容値内に収まっていない場合に警告信号及び／または制御動作を実施するステップと
   を含む制御方法。
2. 請求項１に記載の制御方法であって、昇降機構（９）を有する車輪懸架システム（１）に適用可能であり、該昇降機構（９）は後部従動アクスル（２，３，１０）に作用して該アクスルの車輪（４ａ，４ｂ；４ｃ，４ｄ；４ｅ，４ｆ）の位置を地面に接地する作動位置と接地レベル上方の停止位置との間で切り換えることができ、
   前記方法は請求項１に記載のステップの前に、
   前記連結装置（７，１１）を切り離して昇降可能な前記アクスル（２，３，１０）を他のアクスルから駆動不可能に切断しながら前記昇降可能なアクスル（２，３，１０）の車輪対（４ａ，４ｂ；４ｃ，４ｄ；４ｅ，４ｆ）を接地レベルから上昇させる上方の停止位置から前記車輪（４ａ，４ｂ；４ｃ，４ｄ；４ｅ，４ｆ）を地面に接地させる下方の作動位置へと前記昇降可能なアクスル（２，３，１０）を下降させるステップと、
   少なくとも前記車輪対（４ａ，４ｂ；４ｃ，４ｄ；４ｅ，４ｆ）の角速度を示す前記角速度センサ（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ）からの角速度の検出値が安定したと判断されるまでは、前記連結装置（７,１１）を切り離して前記従動アクスルを駆動不可能に切断したままとするステップと
   を含むことを特徴とする制御方法。
3. 前記角速度の差が臨界上限値外にある場合、荷重と車両速度を含むパラメータに依存して、前記昇降可能なアクスル（２，３，１０）を制御して他のアクスルから駆動不可能に切断することを特徴とする請求項２に記載の制御方法。
4. 前記従動アクスル（２，３，１０，１２）間の算出された角速度の差が「確認警告制限」を超えた場合、タイヤの状態を手動で検めるように指示することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御方法。
5. 前記懸架システム（１）の駆動軸（５）に接続可能なアクスル（２，３，１０，１２）の両側の車輪（４ａ〜４ｈ）の角速度を車輪角速度センサ（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ；８ｇ，８ｈ）によって検出して、前記車輪（４ａ〜４ｈ）の各角速度を用いて前記アクスル（２，３，１０，１２）間の角速度差を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御方法。
6. 車両の回転半径が所定制限を超えている場合、
   車両の速度変化が所定制限を下回っている場合、
   異なる車輪間のタイヤ空気圧の差が所定制限内に収まっている場合、
   異なるアクスル間の荷重分布が所定制限内に収まっている場合、
   角速度の検出時に、車輪がアンチロック・ブレーキシステムや車輪スリップ制御システムによる制御を受けていない場合、
   測定された車輪のブレーキ力が所定値を下回っている場合、
   測定された車輪の駆動トルクが所定値を下回っている場合、
   タイヤ温度やタイヤ温度差が所定制限内に収まっている場合、
   アクスル差動装置が固定されていない場合、
   今後の運転手順を予測することで検出時を選定する場合
   の内少なくとも２つの条件が満たされる時に、第１及び第２のアクスル（２，３，１０，１２）間の角速度の差及び／または前記アクスル（２，３，１０，１２）の車輪（４ａ〜４ｈ）の角速度の差を算出するために、前記車輪（４ａ〜４ｈ）の検出された角速度を用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御方法。
7. プログラムコードを含むコンピュータプログラムであって、該コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行された際に、請求項１〜６のいずれか１項に記載のステップを実施するコンピュータプログラム。
8. プログラムコードを含むコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能媒体であって、該コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行された際に、請求項１〜６のいずれか１項に記載のステップを実施するコンピュータ読み取り可能媒体。
9. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法のステップを実施するように構成された、車輪懸架システム（１）を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）。