电驱动车辆的制作方法

专利名称：电驱动车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过由电动机驱动驱动轮而行驶的电驱动车辆，尤其是涉及具有防止自卸卡车等的驱动轮 打滑的打滑控制装置的电驱动车辆。
背景技术：
在结冰道路、压实积雪道路等容易打滑的路面上行驶中的车辆中，驾驶者踩下油门踏板欲使车辆加速吋，驱动轮的车轮速度急増，有时会产生驱动轮空转的现象。以下将这样的现象称为打滑。若产生这样的驱动轮打滑，则车辆的动作变得不稳定，此外转向操作也失效，难以稳定行驶。因此，需要抑制这样的驱动轮打滑的产生，为此，如何高精度地检测驱动轮所产生的打滑是重要的。作为检测以往的车辆的驱动轮打滑的产生的方式，周知有如下的方式(例如，參照专利文献I)，即，通过检测驱动轮和从动轮各自的车轮速度，根据这些车轮速度运算驱动轮的打滑率，在该打滑率超过规定值的情况下，检测到驱动轮产生打滑；通过检测驱动轮和从动轮各自的车轮速度，运算它们的速度差，在该速度差超过规定值的情况下，检测到驱动轮产生打滑。但是，不可能始終检测驱动轮、从动轮的车轮速度，有时难以检测。例如，在使用一般使用的电磁拾取方式的速度传感器时，由于在低速区域中几乎没有传感器输出信号，在那样的低速区域中不可能进行速度检测。此外，在使用利用了霍尔IC等的半导体方式的速度传感器时，即使在低速区域中输出有传感器输出信号，然而因为在低速区域中速度检测的延迟大，所以在那样的低速区域中速度检测也会产生误差。因而，无论在哪ー种方式中，在这样的低速区域中都会误检测驱动轮是否产生打滑。一般而言，在驱动轮产生打滑的情况下，通过调整驱动驱动轮的转矩来抑制其打滑，但是若产生这样的打滑的误检测，则即使实际上驱动轮产生打滑也不进行抑制打滑的动作而持续打滑状态，或相反地即使驱动轮未产生打滑也进行抑制打滑的动作，由此通过不必要地调整驱动驱动轮的转矩，产生车辆的加速性能降低等问题。因此，周知有在从动轮和驱动轮的车轮速度成为能够检测的程度之后开始进行抑制打滑的控制的方式(例如，參照专利文献2)。专利文献I :日本特开2002-27610号公报专利文献2 日本特开平4-103845号公报

发明内容
但是，如专利文献2记载那样，对于在车轮速度成为能够检测之后进行抑制打滑的控制的方式，存在在车轮速度成为能够检测到的速度之前，驱动轮产生打滑这样的问题。例如在最大装载量为300t那样的自卸卡车中，假想在容易打滑的路面上发动车辆的情况下，驱动轮的车轮速度上升，但是由于驱动轮打滑，可能会产生车辆的速度难以上升，从动轮的车轮速度也难以上升这样的状況。此时，因为在从动轮的车轮速度上升到能够检测的速度区域之前未开始抑制打滑的控制，所以在此之前驱动轮的车轮速度一直上升。尤其是假想在容易打滑的上坡使车辆坡起的情况下，由于自卸卡车车重大，所以在重力的影响下向下坡方向受到的カ大，而且从动轮的车轮速度也难以上升，所以驱动轮的车轮速度越来越容易上升。如以上那样，在容易打滑的路面上发动车辆的情况下，在从动轮的车轮速度上升到能够检测的速度之前，驱动轮产生打滑的状态一直扩大。本发明的目的在于，提供ー种在不可能检测到车轮速度的低速区域中也能够抑制驱动轮产生打滑的电驱动车辆。(I)为了实现上述目的，本发明是ー种电驱动车辆，包括从动轮和驱动轮，上述驱动轮由电动机驱动，其中，该电驱动车辆包括控制机构，该控制机构在上述从动轮的车轮速度或上述车辆的车身速度小于第一设定值的情况下，调整上述电动机输出的转矩，以使上述驱动轮的车轮速度小于第二设定值。根据该构成，能够在不可能检测到车轮速度的低速区域中，抑制驱动轮产生的打滑。(2)根据上述(I)所述的电驱动车辆，优选的是，上述第二设定值比上述第一设定值大。(3)根据上述(2)所述的电驱动车辆，优选的是，上述控制机构包括打滑状态判定器，基于上述驱动轮的车轮速度、上述从动轮的车轮速度或上述驱动轮的车轮速度、以及上述车辆的车身速度，判定上述驱动轮的打滑状态，在检测到打滑的情况下，作为转矩校正指令而输出ON指令，在未检测到打滑的情况下，作为转矩校正指令而输出OFF指令；转矩指令运算器，根据上述转矩校正指令，调整对上述电动机的转矩指令；以及转矩控制器，进行 控制，使上述电动机输出的转矩遵从上述转矩指令。(4)根据上述(3)所述的电驱动车辆，优选的是，上述打滑状态判定器在上述从动轮的车轮速度小于上述第一设定值的情况或上述车辆的车身速度小于上述第一设定值的情况下，且在上述驱动轮的车轮速度为上述第二设定值以上的情况下，检测打滑。(5)根据上述(3)所述的电驱动车辆，优选的是，上述打滑状态判定器在上述从动轮的车轮速度小于上述第一设定值的情况或上述车辆的车身速度小于上述第一设定值的情况下，且在上述驱动轮的车轮速度为上述第二设定值以上的情况下，检测打滑，若该打滑检测状态持续规定时间，则在上述驱动轮的车轮速度为第三设定值以上的情况下，检测打滑。(6)根据上述(3)所述的电驱动车辆，优选的是，上述转矩指令运算器在上述转矩校正指令为ON指令的情况下，使对上述电动机的转矩指令单调地降低，在上述转矩校正指令为OFF指令的情况下，使对上述电动机的转矩指令单调地恢复。(7)根据上述(6)所述的电驱动车辆，优选的是，使对上述电动机的转矩指令单调地降低时，转矩指令的变化率根据上述车辆的装载量而变化，上述装载量少时上述变化率的大小变大。(8)根据上述(5)所述的电驱动车辆，优选的是，上述第三设定值比上述第二设定值小且比上述第一设定值大。
(9)根据上述(3)所述的电驱动车辆，优选的是，上述打滑状态判定器在上述从动轮的车轮速度为上述第一设定值以上的情况下，基于根据上述从动轮和上述驱动轮的车轮速度运算出的上述驱动轮的滑移量，检测打滑。(10)根据上述(9)所述的电驱动车辆，优选的是，上述滑移量是上述驱动轮的打滑率或上述驱动轮与上述从动轮的车轮速度之差。(11)根据上述(3)所述的电驱动车辆，优选的是，上述打滑状态判定器在上述车辆的车身速度为上述第一设定值以上的情况下，基于根据上述车辆的车身速度和上述驱动轮的车轮速度运算出的上述驱动轮的滑移量，检测打滑。 (12)根据上述(11)所述的电驱动车辆，优选的是，上述滑移量是上述驱动轮打滑率或上述驱动轮的车轮速度与上述车身速度之差。(13)此外，为了实现上述目的，本发明是ー种电驱动车辆，包括从动轮和驱动轮，上述驱动轮由电动机驱动，其中，该电驱动车辆包括控制机构，该控制机构在上述从动轮的车轮速度或无法检测到上述车辆的车身速度的情况下，调整上述电动机输出的转矩，以使上述驱动轮的车轮速度小于规定的设定值。根据本发明，能够在不可能检测到车轮速度的低速区域中抑制驱动轮产生的打滑。


图I是表示装载有本发明的第一实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置的电驱动车辆的构成的框图。图2是表示本发明的第一实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的打滑状态判定器的构成的框图。图3是表示本发明的第一实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩校正判定器的构成的框图。图4是表示本发明的第一实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的打滑率运算器的构成的框图。图5是表示打滑率与车轮-路面间的摩擦系数的关系的说明图。图6是表示本发明的第一实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩校正判定器的动作的时序图。图7是说明本发明的第一实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩指令运算器的动作的时序图。图8是本发明的第一实施方式的电驱动车辆的变形例的转矩指令变化率的说明图。图9是表不本发明的第一实施方式的电驱动车辆的变形例的框图。图10是表示本发明的第二实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩校正判定器中的判定器的构成的框图。图11是表示本发明的第二实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩校正器的动作的时序图。图12是说明本发明的第二实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩指令运算器的动作的时序图。图13是表示本发明的第三实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩校正判定器的构成的框图。图14是表示装载有本发明的第四实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置的电驱动车辆的构成的框图。图15是表示本发明的第四实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的打滑状态判定器的构成的框图。
具体实施方式
以下，用图I 图6说明本发明的第一实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置的构成和动作。首先，用图I说明装载有本实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置的电驱动车辆的构成。图I是表示装载有本发明的第一实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置的电驱动车辆的构成的框图。电动机I经由齿轮2驱动车轮3，此外，电动机4经由齿轮5驱动车轮6，由此，车辆前进或后退。作为电动机I和电动机4,例如使用感应电动机。另外,作为电动机,也能使用同步电动机。电动机I和电动机4由电动机控制器22控制。电动机控制器22包括电カ变换器
13、转矩控制器16、转矩指令运算器17和打滑状态判定器18。发电机42由发动机43驱动,产生直流电力。电カ变换器13将发电机42输出的直流电カ变换为3相交流电力，驱动电动机I和电动机4。电流检测器14连接于电カ变换器13与电动机I之间，检测在电カ变换器13与电动机I之间流动的电流。电流检测器15连接于电カ变换器13与电动机4之间，检测在电力变换器13与电动机4之间流动的电流。速度检测器9连接于电动机1，检测电动机I的转速。速度检测器10连接于电动机4，检测电动机4的转速。速度检测器11连接于车轮7的轴，检测车轮7的转速。速度检测器12连接于车轮8的轴，检测车轮8的转速。油门踏板开度检测器19检测与驾驶者的加速操作相对应的加速踏板的开度。制动器开度检测器20检测与驾驶者的制动操作相对应的制动踏板的开度。转向角度检测器21检测与驾驶者的转向操作相对应的转向角度。转矩指令运算器17输入油门踏板开度检测器19输出的油门踏板开度检测值、制动器开度检测器20输出的制动器开度检测值、转向角度检测器21输出的转向角度检测值和打滑状态判定器18输出的转矩校正指令，向电动机I和电动机4输出转矩指令。转矩控制器16根据转矩指令运算器17输出的对电动机I的转矩指令、电流检测器14输出的电流检测值和速度检测器9输出的转速检测值，以使电动机I输出的转矩遵从对电动机I的转矩指令的方式，通过PWM控制向电カ变换器13输出栅极脉冲信号。此外，转矩控制器16根据转矩指令运算器17输出的对电动机4的转矩指令、电流检测器15输出的电流检测值和速度检测器10输出的转速检测值，以使电动机4输出的转矩遵从对电动机4的转矩指令的方式，通过PWM控制向电カ变换器13输出栅极脉冲信号。
电カ变换器13接收这些栅极脉冲信号，通过IGBT等开关元件高速地进行开关，实现高响应的转矩控制。打滑状态判定器18输入速度检测器9、速度检测器10、速度检测器11和速度检测器12输出的转速检测值，判定作为驱动轮的车轮3和车轮6的打滑状态，在检测到打滑时输出转矩校正指令。打滑状态判定器18使用图2后面详述。若打滑状态判定器18输出的转矩校正指令是ON指令，则通过转矩指令运算器17降低输出的转矩指令，进行防止作为驱动轮的车轮3和车轮6产生打滑的动作 。接着，使用图2说明本实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的打滑状态判定器18的构成。图2是表示本发明的第一实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的打滑状态判定器的构成的框图。打滑状态判定器18包括左驱动轮车轮速度运算器23、右驱动轮车轮速度运算器24、左从动轮车轮速度运算器25、右从动轮车轮速度运算器26、驱动轮车轮速度运算器27、从动轮车轮速度运算器28和转矩校正判定器29。左驱动轮车轮速度运算器23被输入速度检测器9输出的电动机I的转速检测值，输出车轮3的车轮速度检测值。右驱动轮车轮速度运算器24被输入速度检测器10输出的电动机4的转速检测值，输出车轮6的车轮速度检测值。左从动轮车轮速度运算器25被输入速度检测器11输出的车轮7的转速检测值，输出车轮7的车轮速度检测值。右从动轮车轮速度运算器26被输入速度检测器12输出的车轮8的转速检测值，输出车轮8的车轮速度检测值。驱动轮车轮速度运算器27被输入左驱动轮车轮速度运算器23输出的车轮3的车轮速度检测值和右驱动轮车轮速度运算器24输出的车轮6的车轮速度检测值，将它们的平均值作为驱动轮车轮速度检测值而输出。从动轮车轮速度运算器28被输入左从动轮车轮速度运算器25输出的车轮7的车轮速度检测值和右从动轮车轮速度运算器26输出的车轮8的车轮速度检测值，将它们的平均值作为从动轮车轮速度检测值而输出。转矩校正判定器29被输入驱动轮车轮速度运算器27输出的驱动轮车轮速度检测值和从动轮车轮速度运算器28输出的从动轮车轮速度检测值，判定作为驱动轮的车轮3和车轮6是否产生打滑。使用图3后面详述转矩校正判定器29。假设在判定为产生打滑的情况下，向转矩指令运算器17输出作为转矩校正指令的ON指令，使电动机I和电动机4输出的转矩降低。在判定为未产生打滑的情况下，向转矩指令运算器17输出作为转矩校正指令的OFF指令，使电动机I和电动机4输出的转矩不降低。接着，使用图3说明本实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩校正判定器29的构成。图3是表示本发明的第一实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩校正判定器的构成的框图。转矩校正判定器29由判定器30、32、打滑率运算器31和切换器33构成。判定器30被输入驱动轮车轮速度检测值，判定是否校正电动机I和电动机4输出的转矩，将其判定结果作为转矩校正指令而输出。具体而言，判定器30在驱动轮车轮速度检测值为预先決定的驱动轮车轮速设定值Vlim以上的情况下，作为转矩校正指令而输出ON指令，除此以外的情况下输出OFF指令。打滑率运算器31被输入驱动轮车轮速度检测值和从动轮车轮速度检测值，输出驱动轮的打滑率检测值。使用图4后面详述打滑率运算器31。判定器32输入打滑率运算器31输出的打滑率检测值，判定是否校正电动机I和电动机4输出的转矩，将其判定结果作为转矩校正指令而输出。具体而言，判定器32在打滑率运算器31输出的打滑率检测值为预先決定的规定值λ O以上的情况下，作为转矩校正指令而输出ON指令，除此以外的情况下输出OFF指令。切换器33在从动轮车轮速度检测值小于从动轮车轮速设定值Vmin的情况下，输出判定器30输出的转矩校正指令，在从动轮车轮速度检测值为从动轮车轮速设定值Vmin以上的情况下，输出判定器32输出的转矩校正指令。因而，转矩校正判定器29在从动轮车轮速度检测值小于从动轮车轮速设定值Vmin的情况下，在驱动轮车轮速度检测值为驱动轮车轮速设定值Vlim以上时，作为转矩校正指令而输出ON指令，在从动轮车轮速度检测值 为从动轮车轮速设定值Vmin以上的情况下，在打滑率检测值为λ O以上时，作为转矩校正指令而输出ON指令。因为转矩校正判定器29作为转矩校正指令而输出ON指令时，转矩指令运算器17降低输出的指令转矩，所以在从动轮车轮速度检测值小于从动轮车轮速设定值Vmin的情况下，驱动轮车轮速度检测值小于驱动轮车轮速设定值Vlim，抑制驱动轮打滑，在从动轮车轮速度检测值为从动轮车轮速设定值Vmin以上的情况下，驱动轮打滑率检测值小于判定打滑的值λ 0，能够抑制驱动轮打滑。另外，从动轮车轮速设定值Vmin设定为能够检测到从动轮的车轮速度的最低速度。例如，将能够通过速度检测器9、10、11、12检测到的最低速度设为2 3km/h吋，将从动轮车轮速设定值Vmin设定为3km/h。此外，驱动轮车轮速设定值Vlim设定为比从动轮车轮速设定值Vmin约大I 2km/h左右的值。例如,驱动轮车轮速设定值Vlim设定为5km/h。这样ー来，通过在无法准确地检测打滑率的低速区域将驱动轮车轮速度限制为尽可能低的值，来抑制打滑，在能够准确地检测打滑率的速度区域，基于打滑率检测值，能抑制打滑。此夕卜，判定打滑的值λ O优选设定为驱动轮与路面之间的摩擦系数成为最大那样的打滑率。这样ー来，直到驱动轮不打滑的界限都能够有效活用驱动轮。在这里，作为判定输出切换所利用的从动轮车轮速设定值Vmin，设定为能够检测到从动轮的车轮速度的最低速度，由此，在无法检测到从动轮的车轮速度的情况下，切換器33能够控制电动机，使驱动轮的车轮速度小于规定的限制值。接着，使用图4和图5，说明本实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的打滑率运算器31的构成和动作。图4是表示本发明的第一实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的打滑率运算器的构成的框图。图5是打滑率与车轮-路面间的摩擦系数的关系的说明图。打滑率运算器31由減法器34、绝对值运算器35、36、最大值选择器37和除法器38构成。减法器34被输入驱动轮车轮速度检测值和从动轮车轮速度检测值，输出它们的差。绝对值运算器35被输入从动轮车轮速度检测值，输出其绝对值。绝对值运算器36被输入驱动轮车轮速度检测值，输出其绝对值。最大值选择器37被输入绝对值运算器35的输出和绝对值运算器36的输出，输出值大的一方。除法器38用减法器34的输出除以最大值选择器37的输出，由此输出驱动轮的打滑率λ。另外，在驱动轮打滑率的运算中，原本需要驱动轮的对地速度，然而，在这里作为其近似值而使用从动轮的车轮速度。图5是表示打滑率λ与车轮-路面间的摩擦系数的关系。在这里，摩擦系数为负的区域表示车轮-路面间产生的カ与车辆的进行方向相反方向的区域。一般而言,对于打滑率的大小较小的区域，由于随着打滑率的大小增加,车轮-路面间的摩擦系数的大小也増加，所以作用在车轮-路面间的カ也増加，不产生打滑。在图5中，不产生打滑的区域是打滑率λ满足-λ0< λ < λ O的区域。另ー方面，在打滑率的大小超过某个区域吋，由于随着打滑率的大小増加，车轮-路面间的摩擦系数的大小相反地減少，所以作用在车轮-路面间的カ也減少，产生打滑。在图5中，产生打滑的区域是打滑率λ满足λ > λ0或λ <-λ O的区域。因而，
一般优选控制成打滑率λ满足-λ0< λ < λ0。判定打滑的打滑率值λ O例如设定为O. I O. 2。接着，用图6说明本实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置的转矩校正判定器29的动作。图6是表示本发明的第一实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩校正判定器的动作的时序图。在图6中横轴表示时间。图6(A)的纵轴表示由图2的驱动轮车轮速度运算器27算出的驱动轮车轮速度。图6(B)的纵轴表示由图2的从动轮车轮速度运算器28算出的从动轮车轮速度。图6(C)表示由图3的打滑率运算器31算出的打滑率λ。图6(D)表示从图3的切換器33输出的转矩校正指令。图6(E)表示从图I的转矩指令运算器17输出的转矩指令。如图6⑶所示，在时刻O 时刻Tl的期间，从动轮车轮速度小于从动轮车轮速设定值Vmin。该期间是车辆刚刚发动之后的时间，通过图3的切换器33，将判定器30的判定结果作为转矩校正指令。例如，在时刻T0，如图6 (A)所示，在驱动轮车轮速度欲超过驱动轮车轮速设定值Vlim时，如图6(D)所示，转矩校正判定器29作为转矩校正指令而输出ON指令。在这里，在时刻TO Tl的期间，转矩校正指令为ON指令，如图6 (E)所示，转矩指令运算器17接收该转矩校正指令，降低输出的转矩指令，所以如图6(A)所示，驱动轮车轮速度被控制成不超过驱动轮车轮速设定值Vlim。在时刻Tl，在从动轮车轮速度超过从动轮车轮速设定值Vmin时，通过图3的切换器33，将判定器32的判定结果作为转矩校正指令。判定器32參照打滑率运算器31运算出的打滑率λ，因此，在时刻Tl Τ2的期间，打滑率λ小于打滑判定打滑率值λ 0，如图6(D)所示，转矩校正判定器29作为转矩校正指令而输出OFF指令。相对于此，在时刻Τ2，如图6(C)所示，在驱动轮打滑率欲超过λ O时，如图6(D)所示，转矩校正判定器29作为转矩校正指令而输出ON指令。转矩指令运算器17接收其转矩校正指令，如图6(E)所示，降低输出的转矩指令，所以驱动轮的打滑率被控制成不超过λ O。如以上说明那样，在本实施方式中，在从动轮车轮速度小于从动轮车轮速设定值Vmin的低速区域中，控制成驱动轮车轮速度不超过驱动轮车轮速设定值Vlim，在从动轮车轮速度为从动轮车轮速设定值Vmin以上的速度区域中，控制成驱动轮打滑率不超过λ O。由此，能够从不可能检测到车轮速度的低速区域到能够检测到车轮速度的高速区域抑制驱动轮产生的打滑。因而，能够实现刚刚发动之后的车辆的稳定行驶。
在这里，用图7说明本实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩指令运算器17的动作。图7是说明本发明的第一实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩指令运算器的动作的时序图。到此为止没有说明转矩指令运算器17的详细动作，但是实际上是如下的动作作为转矩校正指令而接收到ON指令吋，使转矩指令从原先的指令单调地降低，作为转矩校正指令而接收到OFF指令时，使转矩指令朝向原先的指令单调地恢复那样的动作。图7表示此时的动作波形例。在图6中，为了简单，在控制成驱动轮车轮速度不超过驱动轮车轮速设定值Vlim的时刻TO Tl的期间、控制成驱动轮打滑率不超过λ O的时刻Τ2以后，转矩校正指令表示为ON指令，然而在转矩指令运算器17的动作如上述的情况下，实际是如图7所示，在时刻TO Tl的期间，驱动轮车轮速度在驱动轮用车轮速设定值Vlim附近上下波动，在时刻Τ2以后，驱动轮的打滑率在λ O附近上下波动，所以转矩校正指令成为重复ON指令和OFF指令的波形。其结果，在时刻TO Tl的期间，转矩指令被调整成将驱动轮车轮速度控制在驱动轮车轮速设定值Vlim附近，在时刻Τ2以后，转矩指令被调整成将驱动轮打滑率控制在λO附近。接着，用图8和图9说明本实施方式的电驱动车辆的变形例。图8是本发明的第一实施方式的电驱动车辆的变形例的转矩指令变化率的说明图。图9是本发明的第一实施方式的电驱动车辆的变形例的框图。由于自卸卡车的最大装载量非常大，所以根据装载量，车身重量较大地变化，根据装载量不同，驱动轮的打滑容易程度较大地变化。这是因为作用于车轮与路面之间的摩擦力与施加于车轮的重量成正比，所以由于装载量变化，摩擦カ也变化。一般而言，由于装载量少时摩擦カ变小，所以驱动轮变得特别容易打滑。因而，在装载量少时驱动轮产生打滑的情况下，在短时间内降低驱动轮的转矩指令这ー做法容易抑制打滑。因此，如图8所示，也可以使驱动轮的转矩指令的变化率根据装载量而变化。这样一来，在产生打滑时装载量少时，能够在短时间内降低驱动轮的转矩指令。但是，因为需要检测装载量的装载量检测器，所以将表示该情况下的电驱动车辆的构成的框图表示于图9。与图I不同的是在于包括装载量检测器44，且转矩指令运算器17’还被输入装载量检测器44输出的装载量检测值这一点。转矩指令运算器17’具有根据装载量检测器44输出的装载量检测值，在检测到驱动轮产生打滑的情况下使降低转矩指令时的变化率变化的功能。接着，用图10和图11说明本发明的第二实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置的构成和动作。另外，装载有本实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置的电驱动车辆的构成与图I所示的构成相同。此外，本实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的打滑状态判定器18的构成与图2所示的构成相同。另外，本实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩校正判定器29的构成基本上与图3所示的构成相同，然而判定器30的构成和动作不同。图10是表示本发明的第二实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩校正判定器中的判定器30’的构成的框图。图11是表示本发明的第二实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩校正判定器的动作的时序图。如图10所示，判定器30’包括判定机构30A、驱动轮车轮速设定值发生器30B和计时器电路30C。判定机构30A在驱动轮车轮速度检测值超过被设定于驱动轮车轮速设定值发生器30B的驱动轮车轮速设定值吋，作为转矩校正 指令而输出ON指令。在这里，驱动轮车轮速设定值发生器30B在图11 (A)的时刻O 时刻Tl如虚线所示那样，首先产生第一驱动轮车轮速设定值Vlim。在时刻T0，在由实线所示的驱动轮车轮速度检测值欲超过第一驱动轮车轮速设定值Vlim时，计时器电路30C动作，计时器电路30C计时时间(时刻Tl-时刻T0)，在图11 (A)的时刻Tl 时刻T2，如虚线所示，使驱动轮车轮速度检测值从第一驱动轮车轮速设定值Vlim朝向第二驱动轮车轮速设定值Vlim2逐渐减小，在成为第二驱动轮车轮速设定值Vlim2时，保持该值。在这里，用图11说明本实施方式的动作。例如，在时刻T0，如图11 (A)所示，在驱动轮车轮速度驱动轮欲超过车轮速设定值Vlim时，如图Il(D)所示，转矩校正判定器29作为转矩校正指令而输出ON指令。在这里，在时刻TO Tl的期间，转矩校正指令成为ON指令，如图Il(E)所示，转矩指令运算器17接收该转矩校正指令，降低输出的转矩指令，所以如图Il(A)所示，控制成驱动轮车轮速度被不超过驱动轮车轮速设定值Vlim。在图Il(A)中如虚线所示，在时间TO Tl的期间，使驱动轮车轮速度的限制为驱动轮车轮速设定值Vlim，但是计时器电路30B计时时间(时刻Tl-时刻T0)时，在图Il(A)的时刻Tl 时刻T2如虚线所示，使驱动轮车轮速度的限制从第一驱动轮车轮速设定值Vlim降低到第二驱动轮车轮速设定值Vl im2。然后，在时刻T2 T3的期间，使驱动轮车轮速度的限制为驱动轮车轮速设定值Vl im2。这样，驱动轮车轮速度驱动轮被控制成不超过车轮速设定值Vlim的状态持续规定的某个一定期间的情况下，降低驱动轮车轮速度的限制。这样ー来，驱动轮产生的打滑变小，其結果，驱动轮-路面间的摩擦系数的大小增カロ，作用在驱动轮-路面间的カ也増加，车辆的加速性提高。但是，第二驱动轮车轮速设定值Vl im2需要设定为比从动轮车轮速设定值Vmin大的值。在第一驱动轮车轮速设定值Vl im为5km/h，从动轮车轮速设定值Vmin为3km/h时，第二驱动轮车轮速设定值Vlim2例如为4km/h。这是因为，在使驱动轮的车轮速度的限制比从动轮车轮速设定值Vmin小时，从动轮的车轮速度无法大于从动轮车轮速设定值Vmin，所以驱动轮的车轮速度被持续限制，车辆的速度总是无法上升。在时刻T3，如图Il(B)所示，在从动轮车轮速度超过从动轮车轮速设定值Vmin时，通过图3的切換器33，判定器32的判定结果被作为转矩校正指令。判定器32參照打滑率运算器31运算出的打滑率λ，因此，在时刻Τ3 Τ4的期间，打滑率λ小于打滑判定打滑率值λ 0，如图11 (D)所示，转矩校正判定器29作为转矩校正指令而输出OFF指令。相对于此，在时刻Τ4，如图Il(C)所示，在驱动轮的打滑率欲超过λ O时，像图Il(D)所示，转矩校正判定器29作为转矩校正指令而输出ON指令。转矩指令运算器17接收该转矩校正指令，如图Il(E)所示，因为降低输出的转矩指令，所以驱动轮的打滑率被控制成不超过λ O。如以上说明那样，在本实施方式中，在从动轮车轮速度小于从动轮车轮速设定值Vmin的低速区域中，驱动轮车轮速度被控制成不超过驱动轮车轮速设定值Vlim的状态持续规定的某个一定期间的情况下，通过使驱动轮车轮速度的限制低于从驱动轮车轮速设定值Vlim，能够在不可能检测到车轮速度的低速区域抑制驱动轮产生的打滑的同吋，能提高车辆的加速性能。在这里，用图12说明本实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩指令运算器17的动作。图12是说明本发明的第二实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩指令运算器的动作的时序图。在这里，在转矩指令运算器17作为转矩校正指令而接收到ON指令吋，使转矩指令 从原先的指令单调地降低，在作为转矩校正指令而接收到OFF指令时，进行使转矩指令朝向原先的指令单调地恢复的动作的情况下，与图7相同地实际上成为如图12那样的动作波形例。此外，在本实施方式中，也可以使驱动轮的转矩指令的变化率根据装载量而变化。接着，用图13说明本发明的第三实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置的构成和动作。另外，装载有本实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置的电驱动车辆的构成与图I所示的构成相同。此外，本实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的打滑状态判定器18的构成与图2所示的构成相同。图13是表示本发明的第三实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的转矩校正判定器的构成的框图。转矩校正判定器29’由判定器30、40、切换器33和减法器39构成。在以图3说明的实施方式中，转矩校正判定器29通过控制成在从动轮车轮速度为从动轮车轮速设定值Vmin以上的速度区域中，驱动轮的打滑率不超过λ0，由此抑制驱动轮的打滑。相对于此，在本实施方式的转矩校正判定器29’中，控制成驱动轮与从动轮的车轮速度之差不超过预先决定的规定值。减法器39输出驱动轮车轮速度检测值与从动轮车轮速度检测值的速度差的检测值。判定器40被输入减法器39输出的速度差检测值，在该速度差检测值为预先决定的速度差判定值VO以上的情况下,作为转矩校正指令而输出ON指令，除此以外的情况下输出OFF指令。这样，通过控制成驱动轮与从动轮的车轮速度之差不超过速度差判定值V0，也能够抑制驱动轮的打滑。作为速度差判定值V0，例如为2 4km/h0如以上说明那样，在本实施方式中，控制成在从动轮车轮速度小于从动轮车轮速设定值Vmin的低速区域中，驱动轮车轮速度不超过驱动轮车轮速设定值Vlim，控制成在从动轮车轮速度为从动轮车轮速设定值Vmin以上的速度区域中，驱动轮与从动轮的车轮速度之差不超过速度差判定值V0。由此，能够从不可能检测到车轮速度的低速区域直到能够检测到车轮速度的高速区域抑制驱动轮产生的打滑。因而，能够实现刚刚发动之后的车辆的稳定行驶。接着，用图14和图15说明本发明的第四实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置的构成和动作。
图14是表示装载有本发明的第四实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置的电驱动车辆的构成的框图。图15是表示本发明的第四实施方式的电驱动车辆的打滑控制装置所使用的打滑状态判定器的构成的框图。另外，在图14和图15中，与图I和图2相同的附图标记表示相同部分。如图14所示，在本实施方式中，替代图I所示的速度检测器11和速度检测器12，包括车身速度检测器41，以车身速度检测器41输出的车身速度检测值替代从动轮车轮速度检测值。关于车身速度，例如只要利用非接触式的対地速度传感器、GPS，就能够检测到。如图15所示，打滑状态判定器18’与图2所示的打滑状态判定器18不同，代替从动轮车轮速度检测值而将车身速度检测值输入到转矩校正判定器29。因为从动轮车轮速度一般与车身速度一致，所以能够这样地替代从动轮车轮速度检测值而用车身速度检测值。在这里，转矩校正判定器29中的切換器33(图3所示)将利用于输出切换的判定的车身速设定值Vmin设定为车身速度能够检测到的最低速度，由此在无法检测车身速度的情况下，能控制电动机使得驱动轮的车轮速度小于规定的限制值。如以上说明那样，在本实施方式中，控制成在车身速度小于车身速设定值Vmin的低速区域中，驱动轮车轮速度驱动轮不超过车轮速设定值Vlim，控制成在车身速度为设定值Vmin以上的速度区域中，驱动轮的打滑率不超过λ O。由此，能够从不可能检测到车轮速度的低速区域直到能够检测到车轮速度的高速区域抑制驱动轮产生的打滑。因而，能够实现在刚刚发动之后的车辆的稳定行驶。附图标记的说明I…电动机2、5…齿轮3、6、7、8…车轮4···电动机9、10、11、12…速度检测器13…电カ变换器14、15…电流检测器16…转矩控制器17、17’…转矩指令运算器18、18’…打滑状态判定器19…油门踏板开度检测器20…制动器开度检测器2ト··转向角度检测器22…电动机控制器23…左驱动轮车轮速度运算器24…右驱动轮车轮速度运算器25…左从动轮车轮速度运算器26…右从动轮车轮速度运算器27…驱动轮车轮速度运算器
28…从动轮车轮速度运算器
29、29’…转矩校正判定器30、30’、32、40 …判定器31…打滑率运算器33…切换器34、39…减法器35、36…绝对值运算器37…最大值选择器38…除法器
41…车身速度检测器42…发电机43…发动机44…装载量检测器
权利要求
1.ー种电驱动车辆，包括从动轮和驱动轮，所述驱动轮由电动机驱动，其特征在干， 该电驱动车辆包括控制机构，该控制机构在所述从动轮的车轮速度或所述车辆的车身速度小于第一设定值的情况下，调整所述电动机输出的转矩，以使所述驱动轮的车轮速度小于第二设定值。
2.根据权利要求I所述的电驱动车辆，其特征在干， 所述第二设定值比所述第一设定值大。
3.根据权利要求2所述的电驱动车辆，其特征在干， 所述控制机构包括 打滑状态判定器，基于所述驱动轮的车轮速度与所述从动轮的车轮速度或所述驱动轮的车轮速度与所述车辆的车身速度，判定所述驱动轮的打滑状态，在检测到打滑的情况下，作为转矩校正指令而输出ON指令，在未检测到打滑的情况下，作为转矩校正指令而输出OFF指令； 转矩指令运算器，根据所述转矩校正指令，调整对所述电动机的转矩指令；以及 转矩控制器，进行控制，使所述电动机输出的转矩遵从所述转矩指令。
4.根据权利要求3所述的电驱动车辆，其特征在干， 所述打滑状态判定器在所述从动轮的车轮速度小于所述第一设定值的情况或所述车辆的车身速度小于所述第一设定值的情况下，在所述驱动轮的车轮速度为所述第二设定值以上的情况下，检测打滑。
5.根据权利要求3所述的电驱动车辆，其特征在干， 所述打滑状态判定器在所述从动轮的车轮速度小于所述第一设定值的情况或所述车辆的车身速度小于所述第一设定值的情况下，在所述驱动轮的车轮速度为所述第二设定值以上的情况下，检测打滑，若该打滑检测状态持续规定时间，则在所述驱动轮的车轮速度为第三设定值以上的情况下，检测打滑。
6.根据权利要求3所述的电驱动车辆，其特征在干， 所述转矩指令运算器在所述转矩校正指令为ON指令的情况下，使对所述电动机的转矩指令单调地降低，在所述转矩校正指令为OFF指令的情况下，使对所述电动机的转矩指令单调地恢复。
7.根据权利要求6所述的电驱动车辆，其特征在干， 使对所述电动机的转矩指令单调地降低时，转矩指令的变化率根据所述车辆的装载量而变化，所述装载量少时所述变化率的大小变大。
8.根据权利要求5所述的电驱动车辆，其特征在干， 所述第三设定值比所述第二设定值小且比所述第一设定值大。
9.根据权利要求3所述的电驱动车辆，其特征在干， 所述打滑状态判定器在所述从动轮的车轮速度为所述第一设定值以上的情况下，基于根据所述从动轮和所述驱动轮的车轮速度运算出的所述驱动轮的滑移量，检测打滑。
10.根据权利要求9所述的电驱动车辆，其特征在干， 所述滑移量是所述驱动轮的打滑率或所述驱动轮与所述从动轮的车轮速度之差。
11.根据权利要求3所述的电驱动车辆，其特征在干， 所述打滑状态判定器在所述车辆的车身速度为所述第一设定值以上的情况下，基于根据所述车辆的车身速度和所述驱动轮的车轮速度运算出的所述驱动轮的滑移量，检测打滑。
12.根据权利要求11所述的电驱动车辆，其特征在干，所述滑移量是所述驱动轮打滑率或所述驱动轮的车轮速度与所述车身速度之差。
13.ー种电驱动车辆，包括从动轮和驱动轮，所述驱动轮由电动机驱动，其特征在干， 该电驱动车辆包括控制机构，该控制机构在无法检测到所述从动轮的车轮速度或所述车辆的车身速度的情况下，调整所述电动机输出的转矩，以使所述驱动轮的车轮速度小于规定的设定值。
全文摘要
发明提供一种在车轮速度不可能检测到的低速区域中也能够抑制驱动轮产生的打滑的电驱动车辆。该电驱动车辆包括从动轮(7、8)和驱动轮(3、6)，驱动轮(3、6)由电动机(1、4)驱动，其中包括电动机控制器(22)，该电动机控制器在由速度检测器(11、12)检测到的从动轮(7、8)的车轮速度或由车身速度检测器(41)检测到的车辆的车身速度小于第一设定值的情况下，调整电动机(1、4)输出的转矩，使驱动轮(3、6)的车轮速度小于第二设定值。
文档编号B60T8/175GK102666224SQ20108005901
公开日2012年9月12日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年1月22日
发明者中岛吉男, 佐藤隆之, 安田知彦, 菊池辉 申请人:日立建机株式会社