CN102171077A - 牵引控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有车辆速度推算装置以及驱动力控制装置(84)的牵引控制装置。所述牵引控制装置还具有：车辆状态判定机构(815)，其判定由车辆速度推算装置推算出的建筑车辆的车辆速度以及由驱动力控制装置(84)进行的驱动力控制的平衡状态是否适当；驱动力控制变更机构(816)，其在由车辆状态判定机构(815)判定为平衡状态不适当时，变更由驱动力控制装置(84)进行的驱动力控制的状态。

Description

牵引控制装置
技术领域
本发明涉及牵引控制装置。
背景技术
以往，为了抑制驱动滑移，在机动车等车辆中安装有牵引控制装置等，通过该牵引控制装置，在因加速操作或在摩擦系数(μ)低的道路上行驶等而产生驱动滑移的情况下，通过进行制动器的制动控制或发动机的驱动力控制，能够使车轮产生适当的牵引力，以防止产生滑移。
在此，在二轮驱动的机动车中安装有牵引控制装置的情况下，通过利用传感器等检测出非驱动轮即从动轮的转速，能够容易地推算出车辆的速度。
但是，在四轮驱动的车辆等全轮驱动的车辆中，由于所有的车轮均为驱动轮，因此存在所有车轮均产生驱动滑移的情况，如果仅检测车轮的转速，则难以准确地推算出车辆速度。
因此，提出了以下技术方案，即，在上述全轮驱动的车辆中安装车轮转速传感器及加速度传感器，并基于由转速传感器检测出的各车轮的转速来选择用于参照的选择车轮，基于该选择车轮的转速与加速度传感器的输出来推算车辆速度(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：(日本)特开2001-82199号公报
但是，上述专利文献1中公开的技术是以滑移的收敛为前提，该收敛条件是各车轮的车轮速度相对于目标车轮速度而收敛于一定的偏差内。然而，自卸卡车等建筑车辆是以在不平整的地面上行驶为前提，路面状况不断变化，处于滑移或容易产生滑移的状态的车轮时时刻刻都在变化，因此干扰因素较大而不能高精度地推算车辆速度。
因此，如果滑移状态持续且对加速度进行积分的状态长时间持续，则加速度的误差也随时间而累积，其结果导致推算出的车辆速度的误差增大。
如果推算出的车辆速度与实际的车辆速度相比过大，则滑移被判断为比实际的滑移小，牵引控制装置的制动控制量小，从而导致产生更大的滑移。
另一方面，如果推算出的车辆速度与实际的车辆速度相比过小，则滑移被判断为比实际的滑移大，牵引控制装置的制动控制量大，从而导致不能以原本应有的车辆速度行驶。
即，在车辆速度推算出错的状态下，如果推算的车辆速度与驱动力控制的平衡状态持续，则不能获得适当的驱动力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种即使在推算出的车辆速度与实际的车辆速度存在偏差的情况下也能够进行适当控制的牵引控制装置。
本发明的牵引控制装置具有：车辆速度推算装置，其为了推算全轮驱动的建筑车辆的车辆速度而具有：检测各车轮的转速的转速检测机构、根据由所述转速检测机构检测出的转速算出参照车轮速度的参照车轮速度计算机构；以及驱动力控制装置，其基于由所述车辆速度推算装置推算出的车辆速度，对所述建筑车辆的驱动力进行控制。所述牵引控制装置的特征在于，具有：车辆状态判定机构，其判定由所述车辆速度推算装置推算出的所述建筑车辆的车辆速度以及由所述驱动力控制装置进行的驱动力控制的平衡状态是否适当；驱动力控制变更机构，其在由所述车辆状态判定机构判定为平衡状态不适当时，变更由所述驱动力控制装置进行的驱动力控制的状态。
根据本发明，在利用车辆状态判定机构判定为由车辆速度推算装置推算出的车辆速度与由驱动力控制装置进行的驱动力控制的平衡状态不适当时，通过驱动力控制变更机构来变更驱动力控制的状态，因此，能够防止推算出的车辆速度的误差累积，从而能够恢复到基于牵引控制装置的适当的控制状态。
在本发明中，优选为，所述驱动力控制装置具有控制所述建筑车辆的制动机构的制动机构控制装置，所述制动机构控制装置根据由所述转速检测机构检测出的转速算出各车轮的滑移率，并对所述制动机构进行控制，以使算出的滑移率收敛于规定的目标值，在由所述制动机构控制装置算出的滑移率大于所述目标值，且所述滑移率在规定的阈值以上的状态持续规定时间以上时，所述车辆状态判定机构判定为平衡状态不适当。
根据本发明，在牵引控制装置的控制期间，利用制动机构控制装置进行制动机构的控制，以使滑移率收敛于目标值，因此，如果滑移率在规定的阈值以上且该状态经过规定时间仍未发生变化，则可判定为车辆速度推算出错，基于推算出的车辆速度对制动机构进行的控制在出错状态下达到平衡。此情况下，通过由驱动力控制变更机构对驱动力控制状态进行变更，能够避开出错的平衡状态，使牵引控制装置恢复到适当的控制状态。
在本发明中，优选位，在所述制动机构控制装置对所述制动机构的制动控制量在规定的阈值以上，且所述制动控制量在规定的阈值以上的状态持续规定时间以上时，所述车辆状态判定机构判定为平衡状态不适当。
根据本发明，在牵引控制装置进行控制期间，如果制动机构的制动控制量处于规定阈值以上的状态，并且该状态持续规定时间以上仍未恢复，在这种情况下可认为车辆速度推算出错且推算出的车辆速度与驱动力控制的平衡状态不适当，因此，通过由驱动力控制变更机构对驱动力控制状态进行变更，能够避开出错的平衡状态，使牵引控制装置恢复到适当的控制状态。
在本发明中，优选为，在由所述制动机构控制装置算出的左右车轮的滑移率均在规定的阈值以下且所述制动机构控制装置对所述制动机构的制动控制量在规定的阈值以上，并且该状态持续规定时间时，所述车辆状态判定机构判定为平衡状态不适当。
根据本发明，如果滑移率在规定阈值以下并且制动控制量在规定阈值以上的状态持续规定时间，在这种情况下可认为车辆速度推算出错，因此，通过由驱动力控制变更机构对驱动力控制状态进行变更，能够避开出错的平衡状态，使牵引控制装置恢复到适当的控制状态。
在本发明中，优选为，所述建筑车辆为铰接式自卸卡车，所述牵引控制装置具有检测所述建筑车辆的铰接角的铰接角检测机构，所述车辆状态判定机构具有第一阈值变更部，该第一阈值变更部根据检测出的铰接角来变更所述滑移率的阈值、所述制动控制量的阈值以及用于判定的持续时间中的至少任一个。
根据本发明，由于车辆状态判定机构具有第一阈值变更部，因此能够根据检测出的铰接角即建筑车辆的转向角来变更各种阈值以及用于判定的持续时间，从而，车辆状态判定机构能够根据行驶状况来判定平衡状态。
在本发明中，优选为，所述建筑车辆为铰接式自卸卡车，所述牵引控制装置具有检测所述建筑车辆的铰接角的铰接角检测机构，所述车辆状态判定机构具有第二阈值变更部，该第二阈值变更部根据检测出的铰接角的单位时间内的变化量来变更所述滑移率的阈值、所述制动控制量的阈值以及用于判定的持续时间中的至少任一个。
根据本发明，由于车辆状态判定机构具有第二阈值变更部，因此能够根据检测出的铰接角的单位时间内的变化量即建筑车辆的转向操作速度来变更各种阈值以及用于判定的持续时间，从而，同样能够根据行驶状况来判定平衡状态。
在本发明中，优选为，所述车辆状态判定机构在所述制动机构控制装置的制动控制量满足以下条件中至少任一项的情况下判定为平衡状态不适当，所述条件包括：左右车轮的制动控制量均在规定的阈值以上；左右车轮的制动控制量的合计值在规定的阈值以上；全部车轮的制动控制量的合计值在规定的值以上；配置于行驶方向前方的左右前轮中的、制动控制量较大的一方的制动控制量与配置于前轮后方侧且通过制动机构被制动的左右车轮中的、制动控制量较大的一方的制动控制量的合计值为规定的阈值以上。
根据本发明，在所述条件被满足的情况下，能够判定为制动机构控制装置的制动控制量过大，因此，通过由驱动力控制变更机构对驱动力控制状态进行变更，能够避开出错的平衡状态，使牵引控制装置恢复到适当的控制状态。
在本发明中，优选为，所述驱动力控制变更机构通过将由所述车辆速度推算装置推算的车辆速度设定为由所述参照车轮速度计算机构算出的参照车轮速度来变更驱动力控制状态。
根据本发明，如果车辆状态判定机构判定为平衡状态不适当，则驱动力控制变更机构通过将推算出的车辆速度设定为由参照车轮速度计算机构算出的参照车轮速度来提高推算出的车辆速度，从而能够使算出的滑移率减小，以减小制动机构控制装置的制动控制量。
在本发明中，优选为，所述驱动力控制变更机构通过解除由所述驱动力控制装置进行的控制来变更驱动力控制。
根据本发明，如果车辆状态判定机构判定为平衡状态不适当，则驱动力控制变更机构解除驱动力控制装置的控制，从而能够避免牵引控制装置不适当的控制。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的建筑车辆结构的示意图。
图2是所述实施方式的建筑车辆的液压回路图。
图3是所述实施方式的TCS控制器的功能框图。
图4是所述实施方式的车辆速度推算装置的功能框图。
图5是所述实施方式的车辆速度推算机构的功能框图。
图6是用于说明所述实施方式的作用的流程图。
图7是用于说明所述实施方式的车辆状态判定处理的流程图。
图8是用于说明所述实施方式的车辆状态判定处理的流程图。
图9是用于说明所述实施方式的车辆状态判定处理的流程图。
图10是用于说明所述实施方式的车辆状态判定处理的流程图。
图11是用于说明所述实施方式的车辆状态判定处理的流程图。
图12是用于说明所述实施方式的车辆状态判定处理的流程图。
图13是用于说明所述实施方式的车辆状态判定处理的流程图。
图14是用于说明所述实施方式的车辆状态判定处理的流程图。
图15是表示所述实施方式的对加速度加减速成分的积分处理步骤的流程图。
图16是用于说明所述实施方式的车辆速度推算机构的车辆速度推算处理的流程图。
附图标记说明
1建筑车辆(自卸卡车)4车轮7D加速度检测机构(加速度传感器)43FL、43FR、43CL、43CR转速检测机构(转速传感器)80车辆速度推算装置801参照车轮速度计算机构802参照速度计算机构805车辆速度推算机构814车辆速度设定机构815车辆状态判定机构815A第一阈值变更部815B第二阈值变更部816驱动力控制变更机构
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
[1]自卸卡车1的结构
图1示出了本发明实施方式的自卸卡车1。自卸卡车1为具有前后独立的车架的铰接式自卸卡车，构成自卸卡车1的车辆主体具有发动机1A、变速器1B、差动机构1C～1F、差动调整机构1CA。发动机1A的输出由发动机控制器2控制，并传递至变速器1B。变速器1B具有未图示的转矩变换器，由变速器控制器3进行变速器1B的变速控制。
而且，从发动机1A传递至变速器1B的旋转驱动力经差动机构1C～1F而使全部车轮4旋转，进而传递至路面。
在此，差动机构1C具有差动调整机构1CA，能够通过差动调整机构1CA来限制差动机构1C的差动。并且，差动机构1D、1E仅允许左右轮的差动，因此，差动机构1E构成仅允许左右轮的差动而不允许前后轮的差动的所谓直接连结状态。
在如上所述的车辆主体的车轮4的局部，设置有前制动器41及中央制动器42，前制动器41及中央制动器42液压连接于制动液压回路5及TCS控制用液压回路6(参照图2)。
而且，制动机构具有：前制动器41、中央制动器42、制动液压回路5、TCS控制用液压回路6(参照图2)。
并且，在各车轮4上，设置有用于检测车轮4的转速的转速传感器(转速检测机构)43FL、43FR、43CL、43CR，随后对其进行详述。由各转速传感器43FL、43FR、43CL、43CR检测出的转速信号作为电信号被输出至TCS控制器7。
而且，在该TCS控制器7中设置有：检测自卸卡车1的铰接角(弯折角)的铰接角传感器7A、检测作用于自卸卡车1前后方向的加速度的加速度传感器(加速度检测机构)7D。由铰接角传感器7A检测出的铰接角以及由加速度传感器7D检测出的加速度作为电信号被输出至TCS控制器7。
并且，TCS控制器7与用于解除TCS控制的TCS系统开关7B电连接。
TCS控制器7经由液压回路5、6对前制动器41及中央制动器42进行控制，并且进行调整差动调整机构1CA的差动限制力的轴间差动(ィンタァクスルデフ)控制。并且，TCS控制器7也可兼用作减速控制用控制器，基于来自减速速度设定用减速操纵杆7C的操纵信号进行减速控制。
[2]制动液压回路5的结构
图2示出了自卸卡车1的制动液压回路5。在此，前制动器41及中央制动器42具有多片式制动器411、421及松紧调整器412、422。松紧调整器412、422液压连接于制动液压回路5及TCS控制用液压回路6。
前制动器41及中央制动器42均由液压控制，压力油从制动液压回路5输出后，经由TCS控制用液压回路6而被供给至前制动器41及中央制动器42的各部位，各部位通过液压而动作。
并且，松紧调整器412、422是自动调整因前制动器41及中央制动器42的磨损而产生的间隙的装置。
该制动液压回路5具有液压供给系统51、脚踏式制动阀52、停车制动阀53。
液压供给系统51具有作为液压源的多个液压储液器511、512、513、液压泵514、罐515，该液压储液器511、512、513的压力油经由TCS控制用液压回路6而被输送至前制动器41及中央制动器42，从而对车轮4进行制动。
通过由作为驱动源的发动机1A驱动的液压泵514，使罐515内的液压油升压，液压储液器511、512、513接收该液压泵514的压力油并蓄压至规定的压力。而且，在达到规定的压力后，通过设置在液压泵514及液压储液器513之间的泄压装置516来释放来自液压泵514的压力油。
脚踏式制动阀52由前轮用制动阀521与中央轮用制动阀522构成，如果操纵制动踏板523，则前轮用制动阀521向前制动器41、中央轮用制动阀522向中央制动器42分别输送液压储液器511、512的压力油，进行制动。
具体地说，操纵制动踏板523而使前轮用制动阀521的阀芯位置变更，液压储液器511的压力油从前轮用制动阀521输出。该压力油经由TCS控制用液压回路6的前轮用液压回路61而被供给至前制动器41，由前制动器41进行制动。
进一步详细地说，从前轮用制动阀521输出的压力油经由梭动阀614、615而以左右大致相同的压力作用于左右的前制动器41，从而进行左右相同的制动。
并且，从中央轮用制动阀522输出的压力油经由梭动阀624、625而以左右大致相同的压力作用于左右的中央制动器42，从而进行左右相同的制动。
此时，中央轮用制动阀522的阀芯位置也同时变更，液压储液器512的压力油从中央轮用制动阀522输出。该压力油经由中央轮用液压回路62而被供给至中央制动器42，由中央制动器42进行制动。
停车制动阀53是操纵停车制动器54的阀，具有螺线管531及弹簧部532。如果图示省略的驾驶室内的停车用开关被切换至停车位置，则利用螺线管531使该停车制动阀53切换位置，以便将液压储液器513的压力油供给至停车制动器54的液压缸室541，使停车制动压升高。从而在停车时保持制动状态。
另外，停车制动器54设置在图2中的左上方，但实际上停车制动器54与前制动器41或中央制动器42并列配置，或设置于在传递驱动力的驱动轴上附设的制动装置上。
行驶时，通过将未图示的停车用开关切换至行驶位置，使停车制动阀53移动至将来自液压储液器513的压力油截断的位置，停车制动器54内的液压缸室541的压力油返回液压供给系统51的罐515，从而使停车制动压为零。由此，在行驶时，车辆成为可行驶状态。
[3]TCS控制用液压回路6的结构
如图2所示，在从制动液压回路5至前制动器41及中央制动器42的液压回路中途，设有TCS控制用液压回路6，该TCS控制用液压回路6具有前轮用液压回路61及中央轮用液压回路62。
前轮用液压回路61是进行前制动器41的TCS控制的液压回路，具有：前轮用TCS切换阀611；两个电磁式比例控制阀612、613；两个梭动阀614、615及压力传感器616、617。
通过向构成该切换阀611的螺线管611A输出来自TCS控制器7的电信号，前轮用TCS切换阀611能够进行是否实施前制动器41侧的TCS制动控制的切换。
电磁式比例控制阀612、613是在进行TCS控制时控制前制动器41的制动压的控制阀，分别设置于基端与前轮用TCS切换阀611的输出侧相连接且在配管线路中途分支的配管线路上。另外，电磁式比例控制阀612控制向前制动器41左侧的压力油供给，电磁式比例控制阀613控制向前制动器41右侧的压力油供给。
通过螺线管612A、613A调整各电磁式比例控制阀612、613的开度，从而使减压后排出的液压油的一部分返回所述液压供给系统51的罐515中。
梭动阀614、615设置于电磁式比例控制阀612、613的输出侧，一侧的输入与电磁式比例控制阀612、613的输出相连接，另一侧的输入由使两个梭动阀614、615的输入彼此连通的配管连接。在该配管中途，连接有前轮用制动阀521的输出配管。
压力传感器616、617设置在梭动阀614、615及电磁式比例控制阀612、613之间的配管中途，检测前制动器41的制动压，并将检测出的信号作为电信号输出至TCS控制器7。另外，压力传感器616、617可设置在梭动阀614、615、624、625及松紧调整器412、422之间的配管中途。
中央轮用液压回路62是进行中央制动器42的TCS控制的液压回路，与前轮用液压回路61同样地，具有：中央轮用TCS切换阀621；两个电磁式比例控制阀622、623；两个梭动阀624、625及压力传感器626、627。
并且，在电磁式比例控制阀622、623上也设有螺线管622A、623A，基于从TCS控制器7输出的电信号调整各电磁式比例控制阀622、623的开度。
此外，在中央轮用TCS切换阀621上也设有螺线管621A，中央轮用TCS切换阀621同样基于从TCS控制器7输出的电信号进行是否使中央制动器42侧的TCS动作的切换。
如上所述的TCS控制用液压回路6通过变更构成所述前轮用液压回路61、中央轮用液压回路62的各阀的位置，能够起到TCS的功能。
在图2中，当前轮用TCS切换阀611的阀芯位于上侧位置时以及中央轮用TCS切换阀621的阀芯位于上侧位置时，TCS功能丧失。
另一方面，在图2中，前轮用TCS切换阀611的阀芯位于下侧位置时以及中央轮用TCS切换阀621的阀芯位于下侧位置时，TCS功能有效工作。
此情况下，在前轮用液压回路61中，从前轮用TCS切换阀611输出的压力油被供给至电磁式比例控制阀612、613，根据来自TCS控制器7的电信号调整电磁式比例控制阀612、613的开度，从电磁式比例控制阀612、613输出的压力油经由梭动阀614、615而被供给至前制动器41。
并且，在中央轮用液压回路62中，从中央轮用TCS切换阀621输出的压力油被供给至电磁式比例控制阀622、623，从电磁式比例控制阀622、623输出的压力油经由梭动阀624、625而被供给至中央制动器42。
此时，TCS控制器7监测由转速传感器43FL、43FR、43CL、43CR检测出的车轮4的转速，根据各车轮4的滑移率的状态，向螺线管612A、613A、622A、6223A输出电信号，详细情况随后叙述。由此，调整各电磁式比例控制阀612、613、622、623的开度，进而调整前制动器41及中央制动器42的制动力。如此，TCS控制器7将各车轮4的驱动力调整至最适当的值，并且，以能够确保转弯行驶时的循迹性能的方式进行控制。
另外，当制动踏板523被操纵时，在前侧，从前轮用制动阀521输出的压力油经由梭动阀614、615而被供给至前制动器41，由此前制动器41作为制动力根据制动踏板523的踩入量而增加的通常制动器进行动作。并且，在后侧，从中央轮用制动阀522输出的压力油经由梭动阀624、625而被供给至中央制动器42，同样地作为通常的制动器起作用。
而且，电磁式比例控制阀612、613、622、623也可用作减速控制用控制阀，根据从TCS控制器7发出的减速指令信号，调整各电磁式比例控制阀612、613、622、623的开度。
[4]TCS控制器7的结构
图3示出了进行TCS控制的所述TCS控制器7的结构。
TCS控制器7具有作为存储装置的存储器71及运算处理装置72。
在存储器71中，除了运算处理装置72执行的程序外，还存储有TCS滑移模式控制用图表等，根据运算处理装置72的要求进行读取。
运算处理装置72的输入侧电连接有：转速传感器43FL、43FR、43CL、43CR；铰接角传感器7A；TCS系统开关7B；减速操纵杆7C；加速度传感器7D；压力传感器616、617、626、627。
其中，转速传感器43FL、43FR、43CL、43CR及加速度传感器7D经由LPF(Low Pass Filter：低通滤波器)73、74而与运算处理装置72相连接，从转速传感器43FL、43FR、43CL、43CR输出的转速信号以及从加速度传感器7D输出的加速度信号在去除了干扰等高频成分的状态下，作为各车轮4的转速ωff、ωfr、ωcl、ωcr及作用于自卸卡车1行驶方向的加速度而输入至运算处理装置72。
另一方面，运算处理装置72的输出侧电连接有：TCS切换阀611、621的螺线管611A、621A；TCS控制用液压回路6的电磁式比例控制阀612、613、622、623的螺线管612A、613A、622A、623A。
并且，运算处理装置72与发动机控制器2及变速器控制器3电连接，彼此之间能够交换信息。由此，运算处理装置72能够从发动机控制器2及变速器控制器3获取来自发动机控制器2的发动机输出转矩值、来自变速器控制器3的变速档位信息及锁定信息等TCS控制所需的各种信息。
如上所述的运算处理装置72具有：车辆速度推算装置80；控制许可判定机构81；控制开始判定机构82；控制结束判定机构83；制动机构控制装置84；差动调整机构控制装置85；减速控制机构86。
其中，制动机构控制装置84及差动机构控制装置85构成了本发明的驱动控制装置。
控制许可判定机构81判定是否处于TCS控制被许可的状态。具体地说，控制许可判定机构81基于TCS系统开关7B的操纵情况、制动踏板523的操纵情况、变速器1B的变速档位信息、减速控制的控制情况、未图示的加速踏板的操纵情况来判定是否处于能够许可TCS控制的状态。
控制开始判定机构82是判断是否满足TCS的制动控制的开始条件的部分，基于由转速传感器43FL、43FR、43CL、43CR检测出的各车轮4的转速信号进行开始条件的判断。具体地说，在左右车轮的转速差、前后车轮的转速差达到存储在存储器71内的规定阈值以上的情况下，控制开始判定机构82进行使TCS控制及轴间差动控制中的至少一方开始的判断。
控制结束判定机构83是判定TCS控制及轴间差动控制是否结束的部分。在本实施方式中，控制结束判定机构83参照由制动机构控制装置84求出的各车轮4的控制偏差，来进行前轮4的制动控制、中央轮4的制动控制及轴间差动控制的结束判定。
制动机构控制装置84是进行TCS控制指令的生成及输出的部分。控制指令的生成是基于由后述车辆速度推算装置80推算出的自卸卡车1的车辆速度V和车轮4的半径r、各车轮4的转速ωff、ωfr、ωcl、ωcr，通过以下式(1)算出各车轮4的实际滑移率λ。
λ＝(rω-V)/rω...(1)
其后，制动机构控制装置84利用存储在存储器71中的各车轮4的基准目标滑移率ηs、根据由铰接角传感器7A检测出的铰接角而设定的补正目标滑移率ηa，基于以下式(2)，算出目标滑移率η。
η＝ηs+ηa...(2)
接着，制动机构控制装置84根据算出的实际滑移率λ、目标滑移率η，基于以下式(3)，算出控制偏差S。
S＝λ-η...(3)
其后，制动机构控制装置84基于从发动机控制器2发出的发动机输出转矩、从变速器控制器3发出的变速档位信息、预先存储在存储器71中的自卸卡车1的规格数据，推算从车轮4传递至路面的力即牵引力。
而且，制动机构控制装置84将滑移模式控制的控制规则应用于自卸卡车1的车辆模型，从而根据算出的控制偏差S以及推算出的牵引力，生成并输出对TCS控制用液压回路6的螺线管611A、612A、613A、621A、622A、623A进行控制的控制信号，以对各车轮4的制动力进行控制。
差动调整机构控制装置85生成用于控制差动机构1C的差动限制力的控制指令，将生成的控制指令输出至差动调整机构1CA。即，在由控制开始判定机构82判定为进行轴间差动控制的情况下，差动调整机构控制装置85生成限制差动机构1C的差动的控制指令，并将其输出至差动调整机构1CA。
减速控制机构86是基于自卸卡车1的有效负载、由加速度传感器7D检测出的倾斜条件等信息来实现匀速行驶控制的部分，当减速操纵杆7C开启时，生成并输出向螺线管611A、612A、613A、621A、622A、623A发出的控制指令，使前制动器41及中央制动器42进行制动控制，从而进行匀速行驶控制。
[5]车辆速度推算装置80的结构
图4示出了车辆速度推算装置80的详细结构。该车辆速度推算装置80具有参照车轮速度计算机构801、参照速度计算机构802、车辆速度推算机构805。
参照车轮速度计算机构801从由转速传感器43FL、43FR、43CL、43CR检测出的各车轮4的转速ωfl、ωfr、ωcl、ωcr中选择转速最小的车轮4的转速ωmin，并通过LPF73去除被选择的转速ωmin的信号中的高频成分后，使用车轮4的半径r，基于以下式(4)算出参照车轮速度Vre1。
Vre1＝r×ωmin...(4)
之所以选择转速最小的车轮4的转速ω，是因此可认为该车轮4在自卸卡车1的所有车轮4中处于滑移最小的状态。
参照速度计算机构802是根据经由LPF74输入的加速度滤波值(加速度フィルタ値)算出参照速度Vre2的部分。具体地说，参照速度计算机构802将自卸卡车1行驶期间被输入的加速度滤波值作为加速度加减速成分进行计算，并根据自卸卡车1的行驶状态，使前一次的推算车辆速度V与加速度加减速成分的积分值相加，从而设定参照速度Vre2以作为新的推算车辆速度V的候选。另外，在加速度加减速成分未达到0且变速器1B处于锁定解除状态的条件下，参照速度计算机构802不进行积分处理而将前一次的推算车辆速度V设定为参照速度Vre2，以防止TCS控制使制动指令增加而导致进一步减速，详细情况随后叙述。
车辆速度推算机构805是如下部分，即基于由参照车轮速度计算机构801算出的参照车轮速度Vre1以及由参照速度计算机构802算出的参照速度Vre2，推算最终在制动机构控制装置84的TCS控制的式(1)中使用的车辆速度V。
如图5所示，车辆速度推算机构805具有车辆速度设定机构814、车辆状态判定机构815、驱动力控制变更机构816。
车辆速度设定机构814是基于输入的参照速度Vre2、参照车轮速度Vre1最终设定车辆速度V的部分。
并且，车辆速度设定机构814判断由参照速度计算机构802算出的参照速度Vre2是否过大或过小，当判断为参照速度Vre2错误时，车辆速度设定机构814将车辆速度V推算为参照车轮速度Vre1。根据自卸卡车1的行驶状态按表1所示来推算车辆速度V，随后具体说明。
[表1]
Figure BDA0000052863330000131
车辆状态判定机构815是判定由车辆速度设定机构814算出的推算车辆速度V与由制动机构控制装置84进行的制动控制之间是否处于平衡状态的部分，其具有第一阈值变更部815A及第二阈值变更部815B。
车辆状态判定机构815是如下部分，即基于在制动机构控制装置84中通过所述式(1)至式(3)算出的控制偏差S是否收敛在规定范围内、从制动机构控制装置84输出的制动控制量是否达到规定阈值以上、上述状态是否维持规定时间，来判定由车辆速度设定机构814推算的车辆速度V与由制动机构控制装置84进行的制动控制之间的平衡状态是否适当，随后具体说明。
第一阈值变更部815A是如下部分，即在进行车辆状态判定机构815中的平衡状态的阈值判定时，通过判定从铰接角传感器7A输出的铰接角的大小是否超过例如20°来变更所述控制偏差S的阈值、制动控制量的阈值以及用于判定的经过时间设定。
第二阈值变更部815B是如下部分，即在进行车辆状态判定机构815中的平衡状态的阈值判定时，通过判定从铰接角传感器7A输出的铰接角信号的单位时间内的变化量是否超过例如10°/sec来变更所述控制偏差S的范围、制动控制量的阈值以及用于判定的经过时间设定。
驱动力控制变更机构816是如下部分，即如果通过车辆状态判定机构815的判定而判定为推算出的车辆速度V与制动控制量不平衡而维持不适当的状态，则变更由制动机构控制装置84进行的制动控制，具体地说，在平衡状态不适当的情况下，向控制结束判定机构83输出使牵引控制装置7的TCS控制解除的解除信号。并且，向制动机构控制装置84或车辆速度设定机构814输出V＝Vre1信号。
[6]车辆速度推算装置80的作用及效果
下面，基于图6至图16对所述车辆速度推算装置80的作用进行说明。
如图6所示，所述车辆速度推算装置80经过输入各种数据的输入处理S1、参照车轮速度计算处理S2、加速度信号滤波处理S3、车辆状态判定处理S4、加速度加减速成分积分处理S6、参照速度修正处理S8，对自卸卡车1的车辆速度进行推算。随后对各处理S1～S8进行详细说明。另外，处理S1～S8在规定周期内反复执行。
(6-1)输入处理S1
输入处理S1是为了通过车辆速度推算装置80推算车辆速度而将自卸卡车1的各种状态数据输入至车辆速度推算装置80的处理。具体地说，向车辆速度推算装置80输入来自转速传感器43FL、43FR、43CL、43CR的转速、TCS控制是否处于控制中的标记信息、锁定是否被切换的标记信息、加速操作是开启(ON)还是关闭(OFF)的标记信息、左右轮是否产生旋转偏差的标记信息。
(6-2)参照车轮速度计算处理S2
参照车轮速度计算处理S2由参照车轮速度计算机构801实施。具体地说，首先，参照车轮速度计算机构801在从转速传感器43FL、43FR、43CL、43CR输入的各车轮4的转速ωff、ωfr、ωc1、ωcr中选择最大转速ωmax以及最小转速ωmin，基于所述式(4)，算出最大参照车轮速度、最小参照车轮速度。
其后，参照车轮速度计算机构801通过求出最大参照车轮速度与最小参照车轮速度的差值而算出各车轮4的参照车轮速度的偏差。
最后，参照车轮速度计算机构801选择最小参照车轮速度作为参照车轮速度Vre1。
(6-3)加速度信号滤波处理S3
加速度信号滤波处理S3通过LPF74对从加速度传感器7D输出的加速度信号进行滤波处理，在去除噪音、车辆晃动成分等后，将滤波处理后的加速度滤波值输出至车辆速度推算装置80。
(6-4)车辆状态判定处理S4
车辆状态判定处理S4由车辆速度推算机构805的车辆状态判定机构815进行处理，如图7所示，进行自卸卡车1停车、后退时的判定处理S41、车速误推算第一判定处理S42、车速误推算第二判定处理S43、锁定判定处理S44、制动解除判定处理S45、变速判定处理S46、前后转速差判定处理S47。
在自卸卡车1停车、后退时的判定处理S41中，当最大参照车轮转速在0以下且加速操作关闭时，判定为处于停车状态，另外，由于在本实施方式中车速推算将自卸卡车1的前进方向设定为正，因此在自卸卡车1的速度档被设定在R1或R2的情况下，判定为后退，并使加速度计滤波值正负颠倒。
如图8的流程图所示，车速误推算第一判定处理S42通过在处理S420～处理S424中根据由制动机构控制装置84算出的控制偏差S的值使计数器1～计数器5的值累加或清零，来判定控制偏差S的值在规定范围内的状态是否持续了规定时间。
具体地说，在处理S420中，判定各车轮4的控制偏差S是否在0.05～0.2的范围内。如图9的流程图所示，该判定是选择前后、左右任一车轮4(处理T1)，判定所选择的车轮4的控制偏差S的值是否在分别在处理S420～处理S424中设定的控制偏差S的范围内(处理T2)。
例如，当前方左侧车轮4的控制偏差S的值在处理S420中的S＝0.05～0.2的范围内时，使计数器1累加(处理T3)，不在上述范围内时，使计数器1清零(处理T4)，在对全部车轮4的控制偏差S的值的判定结束之前反复进行以上处理(处理T5)。
之后，同样地，在处理S421中，当车轮4的控制偏差S的值在0.125～0.275的范围内时，使计数器2累加，不在上述范围内时，使计数器2清零。
而且，在处理S422中，通过判定车轮4的控制偏差S的值是否在0.2～0.35的范围内，使计数器3累加或清零。在处理S423中，通过判定车轮4的控制偏差S的值是否在0.275～0.425的范围内，使计数器4累加或清零。在处理S424中，通过判定车轮4的控制偏差S的值是否在0.35～0.5的范围内，使计数器5累加或清零。
上述的控制偏差S的判定处理结束后，车辆状态判定机构815判定各车轮4的计数器1～计数器5的任一计数值是否大于例如400(4秒)(处理S425)，在大于400(4秒)的情况下，判定为滑移率大于本来的目标值且该状态持续规定时间(4秒)以上并且由车辆速度设定机构814设定的车辆速度V与实际的车辆速度相异，从而将第一误推算标记设定为该第一误推算标记被设定的状态(ON)(处理S426)，并结束处理。
另一方面，如果判定为各车轮4的计数器1～计数器5的值均在400以下，则车辆状态判定机构815判断为由车辆速度设定机构814设定的车辆速度V正确，从而使第一误推算标记复位(OFF)(处理S427)，并结束处理。
返回图7，处理S42中的车速误推算第一判定处理结束后，车辆状态判定机构815进行车速误推算第二判定处理。
车速误推算第二判定处理S43进行图10的流程图所示的处理，在控制偏差较小且制动控制量较大的状态下持续规定时间时，由车辆速度设定机构814设定的车辆速度V出错的可能性高，因此，判定由车辆速度设定机构814设定的车辆速度V是否出错。
首先，车辆状态判定机构815判定左右中央轮4双方的制动控制量是否在规定的阈值K1以上，并且，左右中央轮4的控制偏差S的值是否未达到0.1或由铰接角传感器7A检测出的铰接角是否超过20°(处理S430)。
在满足上述条件的情况下，车辆状态判定机构815使中央用计数器累加(处理S431)，在不满足上述条件的情况下，使中央用计数器清零(处理S432)。
接着，车辆状态判定机构815判定铰接角是否超过20°(处理S433)。
如果判定为铰接角超过20°，则车辆状态判定机构815判定中央用计数器是否超过例如100(1秒)(处理S434)，在超过100(1秒)的情况下，表示处于以较大铰接角进行转弯的过程中，因该转弯而导致内外轮产生差异，故车辆速度V的推算容易出错，因此将第二误推算标记设定为第二误推算标记被设定的状态(处理S435)，在未超过100(1秒)的情况下，使第二误推算标记复位(处理S436)，并结束处理。
如果判定为铰接角在20°以下，则车辆状态判定机构815判定中央用计数器是否超过例如300(3秒)(处理S437)，在超过300(3秒)的情况下，将第二误推算标记设定为第二误推算标记被设定的状态(处理S438)，在未超过300(3秒)的情况下，使第二误推算标记复位(处理S439)，并结束处理。
返回图7，上述车速误推算第二判定处理S43结束后，车辆状态判定机构815进行锁定判定处理S44。锁定判定处理S44是在速度档指令为空档以外时判定锁定状态的处理，在锁定解除指令发出后的规定时间内，判定切换标记信息处于被设定状态(ON)，除此之外判定为处于复位状态(OFF)。
锁定判定处理S44结束后，车辆状态判定机构815进行判定TCS控制是否解除的控制解除判定处理S45。
如图11的流程图所示，控制解除判定处理S45依次执行前轮4的计数处理S450、中央轮4的计数处理S451、前轮/中央轮的制动控制量合计值判定计数处理S452、控制解除标记/控制期间判定解除标记的确定处理S453。
前轮4的计数处理S450执行图12的流程图所示的处理T6～处理T10。
首先，车辆状态判定机构815判定是否为左右前轮4的制动控制量在规定阈值以上且左右前轮的控制偏差S未达到0.1、或铰接角是否超过20°、或铰接角的单位时间内的变化量是否超过10°/sec(处理T6)。
如果判定为所有条件均满足，则车辆状态判定机构815使前计数器累加，并将前延时计数器的值设定为零(处理T7)。
在不满足任一条件的情况下，车辆状态判定机构815使前延时计数器累加(处理T8)，判定前延时计数器是否超过100(1秒)(处理T9)，如果未超过100，则结束处理。
在前延时计数器超过100的情况下，车辆状态判定机构815使前计数器清零，并且，将前延时计数器设定在101(处理T10)，结束处理。
中央轮4的计数处理451按与上述同样的顺序设定中央计数器的值以及中央延时计数器的值，并结束处理。
接着，车辆状态判定机构815执行前轮/中央轮的制动控制量合计值判定计数处理S452，具体地说，执行图13的流程图所示的处理。
车辆状态判定机构815获取从制动机构控制装置84输出的各车轮4的制动控制量，算出制动控制量的合计值(处理T11)。该计算如下进行，即，使左右前轮4的制动控制量中较大的制动控制量与左右中央轮4的制动控制量中较大的制动控制量相加。
车辆状态判定机构815判定制动控制量的合计值是否在规定的阈值以上(处理T12)，如果判定为在规定的阈值以上，则使制动控制量合计计数器累加(处理T13)，如果不在规定的阈值以上，则使制动控制量合计计数器清零(处理T14)，处理结束。
最后，车辆状态判定机构815进行控制解除标记/控制期间判定解除标记的确定处理S453。具体地说，执行图14的处理。
车辆状态判定机构815判定铰接角是否超过20°(处理T15)，如果铰接角超过20°，进而判定是否满足前计数器、中央计数器超过100(1秒)或制动控制量合计计数器在200(2秒)以上这些条件中的任一条件(处理16)，在任一条件被满足的情况下，在转弯期间车辆速度V的推算容易出错。因此为了防止制动器的制动过度，使控制解除标记处于被设定状态(处理T17)。在未满足上述任一条件的情况下，使控制解除标记复位(处理T18)。
如果铰接角在20°以下，则车辆状态判定机构815进一步判定是否满足前计数器、中央计数器超过300(3秒)或制动控制量合计计数器在200(2)秒以上这些条件中的任一条件(处理T19)，在任一条件被满足的情况下，在转弯期间车辆速度V的推算容易出错。因此为了防止制动器的制动过度，使控制解除标记处于被设定状态(处理T20)。在未满足上述任一条件的情况下，使控制解除标记复位(处理T21)。
其后，车辆状态判定机构815进行变速判定处理S46。变速判定处理S46是判定变速器1B是否处于变速过程中的处理，其基于变速器控制器3的变速信号来判定变速器1B的变速状态。
最后，车辆状态判定机构815进行前后转速差判定处理S47。前后转速差判定处理S47是判定变速器1B的输出轴的前后转速差是否较大的处理，如果前后转速差在规定的阈值以上，则判定为存在前后转速差。
如上所述，控制结束判定机构83基于在车辆状态判定处理S4中设定的各种标记信息，将是否使TCS控制解除的指令发送至制动机构控制装置84，制动机构控制装置84基于该指令进行执行TCS控制或解除TCS控制的处理。
(6-5)加速度加减速成分积分处理S6
如图15的流程图所示，首先，参照速度计算机构802作为加速度加减速成分而算出加速度滤波值(处理S61)。
其后，参照速度计算机构802判定算出的加速度加减速成分是否未达到0且锁定切换的标记信息是否处于被设定状态(处理S62)。
如果判定为加速度加减速成分未达到0且锁定切换的标记信息处于被设定状态，则参照速度计算机构802将前一次的推算车辆速度V设定为参照速度Vre2(处理S63)。
另一方面，在不满足处理S62中的任一条件的情况下，参照速度计算机构802使前一次的推算车辆速度V与加速度加减速成分的积分值相加(处理S64)。另外，可以通过使在规定取样周期算出的加速度加减速成分的值与取样时间相乘而算出加速度加减速成分的积分值。
(6-6)参照速度修正处理S8
参照速度修正处理S8由车辆速度推算机构805实施，具体地说，进行图16的流程图所示的处理。
首先，车辆速度推算机构805判定加速器是否关闭，或参照车轮速度Vre1是否未达到0.3m/sec(处理S81)。
在处理S81的条件被满足的情况下，车辆速度推算机构805判断为未处于滑移状态，将推算车辆速度V设定在参照车轮速度Vre1，并将自参照速度Vre2减去参照车轮速度Vre1后的差值设定为积分值修正量(处理S82)。
在不满足处理S81的条件的情况下，车辆速度推算机构805判定参照速度Vre2是否未达到参照车轮速度Vre1的规定值例如1/2(处理S83)。
在处理S83的条件被满足的情况下，车辆速度推算机构805判断为若推算车辆速度V过小，则在基于TCS的制动控制中有可能导致制动过度，并且，例如将推算车辆速度V设定为参照车轮速度Vre1的1/2，并将自参照速度Vre2减去参照车轮速度Vre1的1/2之后的差值作为积分值修正量而设定(处理S84)。
在不满足处理S83的条件的情况下，车辆速度推算机构805判定参照速度Vre2是否大于参照车轮速度Vre1(处理S85)。
在处理S85的条件被满足的情况下，车辆速度推算机构805判断为推算车辆速度V未超过参照车轮速度Vre1，并将推算车辆速度V设定为参照车轮速度Vre1，将自参照速度Vre2减去参照车轮速度Vre1后的差值作为积分值修正量而设定(处理S86)。
在不满足处理S85的条件的情况下，车辆速度推算机构805判定是否为在制动机构控制装置84中根据式(3)算出的全部车轮的控制偏差S未达到0.1且加速度加减速成分未达到-0.1m/sec2(处理S87)。
在处理S87的条件被满足的情况下，车辆速度推算机构805判断为，若尽管控制偏差S处于适当的范围内但车速正在减速，则控制偏差S进一步增大，从而使由制动机构的控制而带来的制动力增大，导致减速进一步增大，并且该将车辆速度推算机构805将推算车辆速度V设定为前一次的推算车辆速度V，并将自参照速度Vre2减去前一次的推算车辆速度V后的差值作为积分值修正量而设定(处理S88)。
在不满足处理S87的条件的情况下，将由参照速度计算机构802算出的参照速度Vre2直接设定为推算车辆速度V(处理S89)。
另外，本发明并不限于上述实施方式，也能够适用于以下情况。
即，在上述实施方式中，将车辆速度推算装置80应用于铰接式自卸卡车1，但本发明并不限于此。即，在固定式自卸卡车中也能够应用本发明，而且并不限于自卸卡车，在轮式装载机等具有车轮的建筑车辆中也能够应用本发明。
并且，在上述实施方式中，车辆速度推算装置80用于推算TCS控制的车辆速度，但本发明并不限于此，也可用于推算全轮驱动的建筑车辆的ABS控制中的车辆速度。
此外，只要处于能够实现本发明目的的范围内，则本发明实施时的具体结构及形状等也可以设为其他结构等。
工业实用性
本发明能够用于全轮驱动的建筑车辆的牵引控制装置。

Claims (9)

1.一种牵引控制装置，其具有：
车辆速度推算装置，其为了推算全轮驱动的建筑车辆的车辆速度而具有：检测各车轮的转速的转速检测机构、根据由所述转速检测机构检测出的转速算出参照车轮速度的参照车轮速度计算机构；以及
驱动力控制装置，其基于由所述车辆速度推算装置推算出的车辆速度，对所述建筑车辆的驱动力进行控制，
所述牵引控制装置的特征在于，具有：
车辆状态判定机构，其判定由所述车辆速度推算装置推算出的所述建筑车辆的车辆速度以及由所述驱动力控制装置进行的驱动力控制的平衡状态是否适当；
驱动力控制变更机构，其在由所述车辆状态判定机构判定为平衡状态不适当时，变更由所述驱动力控制装置进行的驱动力控制的状态。
2.根据权利要求1所述的牵引控制装置，其特征在于，
所述驱动力控制装置具有控制所述建筑车辆的制动机构的制动机构控制装置，
所述制动机构控制装置根据由所述转速检测机构检测出的转速算出各车轮的滑移率，并对所述制动机构进行控制，以使算出的滑移率收敛于规定的目标值，
在由所述制动机构控制装置算出的滑移率大于所述目标值，且所述滑移率在规定的阈值以上的状态持续规定时间以上时，所述车辆状态判定机构判定为平衡状态不适当。
3.根据权利要求2所述的牵引控制装置，其特征在于，
在所述制动机构控制装置对所述制动机构的制动控制量在规定的阈值以上，且所述制动控制量在规定的阈值以上的状态持续规定时间以上时，所述车辆状态判定机构判定为平衡状态不适当。
4.根据权利要求2或3所述的牵引控制装置，其特征在于，
在由所述制动机构控制装置算出的左右车轮的滑移率均在规定的阈值以下且所述制动机构控制装置对所述制动机构的制动控制量在规定的阈值以上，并且该状态持续规定时间以上时，所述车辆状态判定机构判定为平衡状态不适当。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的牵引控制装置，其特征在于，
所述建筑车辆为铰接式自卸卡车，
所述牵引控制装置具有检测所述建筑车辆的铰接角的铰接角检测机构，
所述车辆状态判定机构具有第一阈值变更部，该第一阈值变更部根据检测出的铰接角来变更所述滑移率的阈值、所述制动控制量的阈值以及用于判定的持续时间中的至少任一个。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的牵引控制装置，其特征在于，
所述建筑车辆为铰接式自卸卡车，
所述牵引控制装置具有检测所述建筑车辆的铰接角的铰接角检测机构，
所述车辆状态判定机构具有第二阈值变更部，该第二阈值变更部根据检测出的铰接角的单位时间内的变化量来变更所述滑移率的阈值、所述制动控制量的阈值以及用于判定的持续时间中的至少任一个。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的牵引控制装置，其特征在于，
所述车辆状态判定机构在所述制动机构控制装置的制动控制量满足以下条件中至少任一项的情况下判定为平衡状态不适当，所述条件包括：
左右车轮的制动控制量均在规定的阈值以上；
左右车轮的制动控制量的合计值在规定的阈值以上；
全部车轮的制动控制量的合计值在规定的值以上；
配置于行驶方向前方的左右前轮中的、制动控制量较大的一方的制动控制量与配置于前轮后方侧且通过制动机构被制动的左右车轮中的、制动控制量较大的一方的制动控制量的合计值为规定的大小。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的牵引控制装置，其特征在于，
所述驱动力控制变更机构通过将由所述车辆速度推算装置推算的车辆速度设定为由所述参照车轮速度计算机构算出的参照车轮速度来变更驱动力控制状态。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的牵引控制装置，其特征在于，
所述驱动力控制变更机构通过解除由所述驱动力控制装置进行的控制来变更驱动力控制。
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