CN105980197A - 制动距离抑制装置 - Google Patents

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Abstract

一种制动距离抑制装置，其用于电驱动式的作业车辆，该制动距离抑制装置具有安全车速计算部(9)，其基于坡度信息、装载量信息、路面摩擦信息、车速信息、以及电动马达的制动转矩的特性，来计算使基于电气式制动装置实现的制动距离成为阈值以下的安全车速。优选为，具有：减速度界限车速计算部(5)，其计算使基于电气式制动装置实现的减速度成为阈值以下的减速度界限车速；车速判定部(8)，其基于将车速信息与安全车速以及减速度界限车速比较所得的结果，来判定是否能够在设定距离以内通过电气式制动装置而停止；通知指示部(17)，其基于该判定结果，促进唤起注意或者制动操作；操作判定部(14)，其基于踏板操作量来判定通知的设定；和逻辑积计算部(15)，其基于车速判定部(8)以及操作员操作判定部(14)的判定结果而输出通知动作的设定。

Description

制动距离抑制装置
技术领域
本发明涉及抑制电驱动式作业车辆的制动距离的增大的制动距离抑制装置，该电驱动式作业车辆通过由电动机对驱动轮进行驱动而行驶。
背景技术
作为电驱动车辆而知道如下的混合动力型车辆，其通过发动机来驱动发电机，并将由发电机得到的电力向后轮的马达供给而驱动后轮。这种混合动力型的电驱动车辆在以高速行驶的情况下，马达的转速会上升，因此马达转矩降低，尤其在承载重物且行驶在下坡等时，车辆的制动距离会明显增加。当制动距离增加时，除了将马达转矩利用于制动的电气式制动之外，通常还并用排气式、液压式、机械式中的任意一种制动装置来进行制动。在制动距离增加而导致制动时间明显变长的情况下，尤其在包含电气式和机械式的冷却式制动装置中，会导致制动装置的过热，对于液压式和机械式的制动装置，会导致基于摩耗和发热的劣化。
因此，为了避免制动距离的显著增加，已经提倡了一种使车速与所设定的控制车速一致的自动控制装置(参照专利文献1等)。
在先技术文献
专利文献1：日本专利3743692号公报
发明内容
但是，在专利文献1的自动控制装置中，作为车速的控制目标值的控制车速是操作员任意设定的值。能够通过电气式制动来制动的车速是因路面的倾斜度、装载量等的各种条件而变化的。具有基于操作员的控制车速的设定本来就不恰当的情况。因此，即使使车速与控制车速一致，制动距离在不经意间也可能增加。
本发明的目的在于，提供一种能够根据状况来抑制制动距离的增大的制动距离抑制装置。
为了实现上述目的，本发明提供一种制动距离抑制装置，其用于电驱动式的作业车辆，该电驱动式的作业车辆具有：由原动机驱动的交流发电机；和由所述交流发电机供给电力而驱动的行驶用的电动马达，通过使用由所述电动马达产生的转矩的电气式制动装置来进行制动，所述制动距离抑制装置的特征在于，具有：信息取得部，其取得坡度信息、装载量信息、路面摩擦信息、车速信息；和安全车速计算部，其基于所述坡度信息、装载量信息、路面摩擦信息、车速信息、以及预先赋予的所述电动马达的制动转矩的特性，来计算使基于所述电气式制动装置实现的制动距离成为阈值以下的安全车速。
发明的效果
根据本发明，能够根据状况来抑制制动距离的增大。
附图标记说明
图1是本发明的第1实施方式的制动距离抑制装置的功能框图。
图2是本发明的第1实施方式的制动距离抑制装置所具有的减速度界限车速计算部的功能框图。
图3是本发明的第1实施方式的制动距离抑制装置所具有的安全车速计算部的功能框图。
图4是表示由本发明的第1实施方式的制动距离抑制装置所使用的制动距离阈值表的一例的图。
图5是表示基于本发明的第1实施方式的制动距离抑制装置所具有的车速判定部的判定条件的一例的图。
图6是表示基于本发明的第1实施方式的制动距离抑制装置所具有的操作员操作判断机构的判定条件的一例的图。
图7是本发明的第2实施方式的制动距离抑制装置的功能框图。
图8是本发明的第2实施方式的制动距离抑制装置所具有的非电气式制动的制动距离计算部的功能框图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
图1是本发明的第1实施方式的制动距离抑制装置的功能框图。
图1所示的制动距离抑制装置用于翻斗卡车等电驱动式的作业车辆，该电驱动式的作业车辆具有：由原动机驱动的交流发电机；由从该交流发电机供给的电力而驱动的至少2个(例如驱动后轮的)行驶用的电动马达，通过使用了由电动马达产生的转矩的电气式制动装置来进行制动。该制动距离抑制装置的主要构成要素具有：信息取得部1～4以及10～13；减速度界限车速计算部5；安全车速计算部9；车速判定部8；操作员操作判定部14；逻辑积计算部15；车速指示部16；通知指示部17；和通信指示部18。依次说明这些要素。
1.信息取得部1～4、10～13
信息取得部1～4是分别取得路面摩擦信息、坡度信息、承载信息以及车速信息的机构。信息取得部10～13是分别取得加速踏板操作量、电气式制动踏板操作量、非电气式制动踏板操作量、时间的机构。
对于取得路面摩擦信息的信息取得部1，例如能够适用如下的装置，该装置分别检测车辆的驱动轮和从动轮的转速，根据转速差来运算打滑率，并根据运算结果来推定路面摩擦信息。对于取得路面的坡度信息的信息取得部2，能够适用如下的装置等，该装置取得车载的加速度传感器输出值与车速的微分值之差，来运算与重力加速度的坡度平行的方向成分，根据运算结果来推定坡度信息(例如具体参照日本特开昭63-117211号公报)，或者该装置根据安装于车身的加速度传感器的值和驱动车身的马达的转矩值并基于运动方程式来进行运算，从而推定坡度信息(例如具体参照日本特开2010-047237号公报)。对于取得装载量信息的信息取得部3，能够适用如下的装置等，该装置根据搭载于成为对象的电驱动式的作业车辆的车身上的变形测量计等来检测基于承载物导致的车身构造的变化，从而推定装载量信息，或者该装置检测对前轮后轮的车轴施加的荷载，来推定装载量信息。对于取得车速信息的信息取得部4，能够适用如下的装置等，该装置检测车轮的转速且计算车速信息，或者该装置通过利用了多普勒效应(doppler effect)的传感器来检测车身与路面的相对速度。
对于取得加速踏板操作量的信息取得部10，例如能够适用如下的装置，该装置基于搭载于作业车辆的驾驶室内的加速踏板(未图示)的电位计等的输出来运算加速踏板的踏入量。对于取得电气式制动踏板操作量的信息取得部11，例如能够适用如下的装置，其基于设在搭载于上述驾驶室内的电气式制动装置(未图示)的踏板上的电位计等的输出来运算电气式制动踏板的踏入量。对于取得非电气式制动踏板的信息取得部12，例如能够适用如下的装置，其基于设在搭载于上述驾驶室内的非电气式制动装置(例如使液压式制动装置、机械式制动装置、排气式制动装置中的至少一个组合而成的制动装置)的踏板上的电位计等的输出来运算非电气式制动踏板的踏入量。对于取得时间的信息取得部13，例如能够适用如下的装置，其基于时钟(未图示)的时刻信息来运算从某时刻到某时刻的计时时间。
2.减速度界限车速计算部5
减速度界限车速计算部5是基于由信息取得部1～4取得的信息(坡度信息、装载量信息、路面摩擦信息、车速信息)以及预先赋予的电动马达的制动转矩的特性来计算马达转矩，并根据所计算的马达转矩来计算减速度界限车速的功能部。减速度界限车速是指，用于使基于使用了电动马达的电气式制动所实现的作业车辆的减速度成为阈值以下的界限车速，即，当比该车速快时，基于电气式制动实现的减速度会超过阈值。
在减速度界限车速计算部5中，通过如下的数式1来计算减速度界限车速。
2F＝Ma-μMgcosθ-Mgsinθ…(数式1)
在此，F是在假设左右的电动马达的转矩相同的情况下的一个轮的马达转矩，M是对车身重量和装载量进行加法运算所得的车身总重量，a是减速度阈值，μ是路面摩擦系数，θ是路面的坡度，g是重力加速度。
图2是减速度界限车速计算部5的功能框图。
使用图2与基于数式1进行的减速度界限车速的计算顺序一同来说明减速度界限车速部5的构成。
减速度界限车速计算部5具有：存储部30、32～34、36、40；加法运算部31、35；乘法运算部37、39；和减法运算部38。在存储部30中存储有车身重量值，在存储部32中存储有减速度阈值(设定值)，在存储部33中存储有cos表，在存储部34中存储有sin表，在存储部36中存储有重力加速度值，在存储部40中存储有转矩-车速表(电动马达的制动转矩的特性)。
该减速度界限车速计算部5首先通过加法运算部31对从存储部30读取的车身重量值和从信息取得部3输入的装载量信息进行加法运算，来计算车身总重量。
与此同时，减速度界限车速计算部5通过加法运算部35而对使用从存储部33读取的cos表并基于从信息取得部1输入的路面摩擦信息所计算的值、和使用从存储部34读取的sin表并基于从信息取得部2输入的坡度信息所计算的值进行加法运算。减速度界限车速计算部5通过乘法运算部37而对由加法运算部35计算的值乘以从存储部36读取的重力加速度值，并通过减法运算部38从自存储部32读取的减速度阈值中减去由乘法运算部37计算的值。
而且，减速度界限车速计算部5通过乘法运算部39而对由加法运算部31计算的值和由减法运算部38计算的值进行乘法运算，来计算使作业车辆的制动时的减速度和减速度阈值变得相等的马达转矩值。最后，减速度界限车速计算部5参照存储于存储部40的转矩-车速表，根据由乘法运算部39计算的马达转矩值来计算减速度界限车速并将其输出。
3.安全车速计算部9
安全车速计算部9是基于由信息取得部1～4取得的信息(坡度信息、装载量信息、路面摩擦信息、车速信息)以及预先赋予的电动马达的制动转矩的特性来计算安全车速的功能部。安全车速是指，使作业车辆基于电动马达实现的制动距离成为阈值以下的车速，即当比该速度快时，基于电气式制动实现的制动距离会超过阈值。该安全车速是比减速度界限车速慢的速度。
图3是安全车速计算部9的功能框图。
使用图3与安全车速的计算顺序一同来说明安全车速计算部9的构成。
安全车速计算部9具有：存储部30、33、34、36、50、51、56、57、66、70；比较部52、53、67；逻辑积计算部54；判断部55、68；加法运算部58、62、65；除法运算部61；积分部63、64；和安全车速输出部69、71。在存储部30中存储有车身重量值，在存储部33中存储有cos表，在存储部34中存储有sin表，在存储部36中存储有重力加速度值，在存储部50中存储有在上次的安全车速的计算中使用了的装载量信息，在存储部51中存储有在上次的安全车速的计算中使用了的坡度信息，在存储部56中存储有初期车速值(0km/h)，在存储部57中存储有车速-制动转矩表(电动马达的制动转矩的特性)，在存储部66中存储有制动距离阈值表(路面摩擦-制动距离阈值表)，在存储部70中存储有上次计算的安全车速。此外，存储部30、33、34、36是与减速度界限车速计算部5共用的，但是，也可以与减速度界限车速计算部5的存储部独立地设置安全车速计算部9专用的存储部。
安全车速计算部9首先在比较部52中比较从信息取得部3输入的装载量信息、和从存储部50读取的上次的安全车速计算时的装载量信息。同时，安全车速计算部9在比较部53中比较从信息取得部2输入的坡度信息、和从存储部51读取的上次的安全车速算时的坡度信息。安全车速计算部9根据比较部52、53的比较结果在逻辑积计算部54中计算逻辑积，将由逻辑积计算部54计算的逻辑积用作判定条件而在判断部55中判断是否需要安全车速的计算。
判断部55中的判定条件为，本次输入的装载量信息与上次的装载量信息相等，且本次输入的坡度信息与上次的坡度信息相等。在由判断部55判断为满足判定条件的情况(本次与上次的装载量信息相等，且本次与上次的坡度信息相等的情况)下，安全车速计算部9不执行安全车速的计算，从存储部70读取上次计算的安全车速并将其经由安全车速输出部71输出。相反地，在由判断部55判断为不满足判定条件的情况(本次与上次的装载量信息不同、本次与上次的坡度信息不同、或者其双方均不同的情况)下，安全车速计算部9如下所述地计算安全车速并将其输出。此外，当然，在初次计算时判定部55的判定会成为不满足。
在计算安全车速的情况下，安全车速计算部9首先从存储部56读取初期车速值，并参照存储于存储部57的制动转矩表而根据初期车速值来计算马达转矩。此外，该计算仅在初次计算时使用初期车速值，在第2次以后的再计算时使用Δt秒前的车速vt。Δt例如为安全车速的计算周期、或设定时间。另外，安全车速计算部9在加法运算部58中对从信息取得部3输入的装载量信息和从存储装置30读取的车身重量进行加法运算来计算车身总重量。然后，安全车速计算部9在除法运算部61中使由存储部57计算的马达转矩除以车身总重量。另外，安全车速计算部9通过加法运算部59对使用从存储部33读取的cos表并基于从信息取得部1输入的路面摩擦信息计算所得的值、和使用从存储部34读取的sin表并基于从信息取得部2输入的坡度信息所计算的值进行加法运算。而且，安全车速计算部9通过乘法运算部60对由加法运算部59计算的值和从存储部36读取的重力加速度值进行乘法运算。然后，安全车速计算部9在加法运算部62中对由除法运算部61计算的值和由乘法运算部60计算的值进行加法运算。由加法运算部62求出的值是作业车辆的减速度。
接着，安全车速计算部9在积分部63中用时间Δt对由加法运算部62计算的值进行积分来计算Δt秒前的车速vt，并在积分部64中进一步用时间Δt对由积分部63计算的车速vt进行积分来计算Δt秒间的移动距离。在积分部64中反复计算Δt秒间的移动距离，直到如后述那样地在判断部68(后述)中的判断时制动距离变得比阈值大为止，但是，反复计算的Δt秒间的移动距离通过加法运算部65全部相加。由加法运算部65计算的值成为由积分部63计算的在车速vt下的制动距离。
另一方面，安全车速计算部9参照存储于存储部66的制动距离阈值表，基于从信息取得部1输入的路面摩擦信息1来计算与路面摩擦信息对应的制动距离阈值。如图4所示，存储于存储部66的制动距离阈值表考虑到在路面摩擦系数低的情况下因车轮的锁死而导致制动距离变长，以在路面摩擦系数低的情况下使制动距离的阈值变低的方式设定。
然后，安全车速计算部9通过比较部67来比较由加法运算部65计算的在车速vt下的制动距离、和由存储部66计算的制动距离阈值，并在判断部68中判定在车速vt下的制动距离是否比制动距离阈值大。在由判断部68判断为在车速vt下的制动距离为制动距离阈值以下的情况下，安全车速计算部9参照存储于存储装置57的制动转矩表，基于由积分部63计算的车速vt来计算在车速vt下的马达制动转矩，再次执行使用了除法运算部61、加法运算部62、积分部63、64、加法运算部65、存储部66、比较部67以及判断部68的上述处理。相反地，在由判断部68判断为在车速vt下的制动距离比制动距离阈值大的情况下，安全车速计算部9将由积分部63计算的车速vt作为安全车速而经由安全车速输出部69输出。
4.车速判定部8
在图1中，车速判定部8是基于对由信息取得部4取得的车速信息与安全车速以及减速度界限车速进行比较的结果，来判定作业车辆是否能够在设定距离以内通过电动马达的制动转矩而停止的功能部。以下说明车速判定的顺序。
首先，相对于如由图2所说明地从减速度界限车速计算部5输出的减速度界限车速，通过比较部6来比较从信息取得部4输入的车速信息。另外，相对于如由图3所说明地从安全车速计算部9输出的安全车速，通过比较部7来比较从信息取得部4输入的车速信息。在车速判定部8中，基于这些比较部6、7的比较结果来判定作业车辆是否能够在设定距离以内仅通过电动式制动装置而停止，如图5所表示地，判定通知1、2的设定(ON/OFF)。通知1是指，在担心仅通过电动马达的制动转矩在设定距离以内无法使作业车辆停止的状况下向操作员通知该情况，针对制动操作而促进唤起注意的信息。通知2是指，在仅通过利用电动马达的制动转矩的电气式制动难以使作业车辆在设定距离以内停止的状况下促进非电气式制动装置的积极操作的信息。
在图5所示的例中，在车速信息不足安全车速的情况下，车速判定部8判定为能够充分抑制制动距离而使作业车辆仅通过电动马达的制动转矩在设定距离以内停止，将通知1、2的设定均判定为OFF。在车速信息不足减速度界限车速但为安全车速以上的情况下，车速判定部8判定为制动距离增大，同时担心作业车辆仅通过电动马达的制动转矩在设定距离以内不会停止，将通知1的设定判定为ON(通知2的设定为OFF)。而且，在车速信息为减速度界限车速以上的情况下，安全车速计算部9判定为处于仅通过利用电动马达的制动转矩的电气式制动而明显难以使作业车辆在设定距离以内停止的状况，将通知2的设定判定为ON(通知1的设定为OFF)。
5.操作员操作判定部14
操作员操作判定部14基于从信息取得部10～13分别输入的加速踏板操作量、电气式制动踏板操作量、非电气式制动踏板操作量以及这些踏板的操作持续时间，如图6所示地判定通知1、2的设定(ON/OFF)。
在图6所示的例子中，在加速踏板操作量不足所设定的对应阈值的情况下，通知1、2的设定均判定为ON。在加速踏板操作量为阈值以上的情况下，虽然原则上通知1、2的设定均判定为ON，但是之后在加速踏板的操作量为阈值以上的状态下操作持续时间到达至设定时间t时，判断为在加速踏板以阈值以上的操作量持续被操作的过程中，操作员故意地使作业车辆加速，通知1、2的设定例外地均判定为OFF。
在电气式制动踏板操作量不足所设定的对应阈值的情况下，通知1、2的设定均判定为ON。在电气式制动踏板操作量为阈值以上的情况下，判断为操作员具有减速的意思而将通知1的设定判定为OFF，但是考虑到仅通过电气式制动难以停车的可能性，不论操作量而将通知2的设定判定为ON。
在非电气式制动踏板操作量不足所设定的对应阈值的情况下，通知1、2的设定均判定为ON。在非电气式制动踏板操作量为阈值以上的情况下，判断为操作员具有车辆停止的意思，通知1、2的设定均判定为OFF。
在操作了加速踏板、电气式制动踏板、非电气式制动踏板中的多个踏板的情况下，通过被操作的踏板中优先度高的踏板的操作量来判定通知1、2的设定。优先度以图6所示的数值变小的顺序变高，在该例中，非电气式制动踏板的操作量作为判定的基础而最优先，接着以电气式制动踏板的操作量、加速踏板的操作量的顺序来设定优先度。
6.逻辑积计算部15
逻辑积计算部15是基于车速判定部8以及操作员操作判定部14的判定结果来对通知指示部17输出通知动作的设定的功能部。从逻辑积计算部15输出的通知动作的设定是由车速判定部8判定的通知1、2的设定(ON/OFF)、以及由操作员操作判断部14判定的通知1、2的设定(ON/OFF)的逻辑积，在通知1、2中仅将设定由车速判定部8以及操作员操作判定部14的双方判定为ON时的通知的设定设为ON。
例如，在为安全车速以上且不足减速度界限车速的情况下，当操作了加速踏板时(除了持续时间t以上而踏板操作量为阈值以上时)，或者在操作了电气式制动装置或者非电气式制动装置而该踏板操作量不足阈值时，通过使通知1为ON来让操作员知道制动距离延长的情况，由此唤起注意。另外，例如在为减速度界限车速以上的情况下，操作了加速踏板时(除了持续时间t以上而踏板操作量为阈值以上时)、操作了电气式制动装置时、或者操作了非电气式制动装置而其踏板操作量不足阈值时，通过使通知2为ON来警告，使得踏入非电气式制动装置(以阈值以上的踏板操作量来操作)。当然，在车速判定部8以及操作员操作判定部14的至少一方将通知1的设定判定为OFF的情况下，从逻辑积计算部15输出的通知1的设定为OFF，在车速判定部8以及操作员操作判定部14的至少一方将通知2的设定判定为OFF的情况下，从逻辑积计算部15输出的通知2的设定为OFF。因此，如图5所示，在车速信息不足安全车速的情况下，通知1、2的设定必然为OFF，通知1的设定能够成为ON的情况仅为车速信息为安全车速以上且不足减速度界限车速的情况，通知2的设定能够成为ON的情况仅为车速信息为减速度界限车速以上的情况。
7.车速指示部16
车速指示部16是基于由减速度界限车速计算部5计算的减速度界限车速、以及由安全车速计算部9计算的安全车速，来对输出装置(未图示)指示减速度界限车速以及安全车速的功能部。所输出的减速度界限车速以及安全车速成为操作员的驾驶操作的参考。基于输出装置的输出方式没有被特别限定，除了向显示器的显示输出之外，也能够使用向扬声器的音声输出等。
8.通知指示部17
通知指示部17是基于车速判定部8的判定结果，而将促进唤起注意或者制动操作的通知动作(通知1/通知2/没有通知)向通知装置(未图示)指示的功能部。本实施方式中，如上所述，基于车速判定部8以及操作员操作判定部14的判定结果由逻辑积计算部15来判定通知1、2的ON/OFF，由此从通知指示部17输出的指示信号不仅考虑了车速判定部8的判定结果，而且也考虑了操作员操作判定部14的判定结果。通知的方式没有被特别限定，除了音声输出之外，也能够适用显示输出等，对于通知装置的方式例如能够使用蜂鸣器和显示器。
9.通信指示部18
通信指示部18是用于与外部终端(PC等，未图示)通信的功能部，具有向外部终端发送由信息取得部4取得的车速信息、由减速度界限车速计算部5计算的减速度界限车速、由安全车速计算部9计算的安全车速、通过逻辑积计算部15计算的通知1、2的设定等信息的功能。通过通信指示部18将这些信息向外部终端发送，由此能够管理制动距离超过阈值而增大的频率等。
10.效果
根据本实施方式，基于由信息取得部1～4取得的车速信息，来计算与当前的路面摩擦状态、坡度、装载量以及车速对应的安全车速以及减速度界限车速，由此通过这些安全车速以及减速度界限车速的比较而能够判定作业车辆是否能够在设定距离以内仅通过电气式制动装置而停止。安全车速和减速度界限车速并非操作员任意设定的值，而是实时地考虑车速、装载量、路面信息等随时计算所得的值，由此作为作业车辆是否能够在设定距离以内仅通过电气式制动装置而停止的判定基础的信赖性高。从安全车速和减速度界限车速来判断制动距离的增大，由此能够有助于避免在不经意间制动距离增加的情况，并能够根据状况来抑制制动距离的增大。
另外，通过将通知动作(通知1、2)向通知装置指示，而能够使操作员知道当前的状况而促进恰当的驾驶操作，将陷入危险的驾驶状态的情况抑制于未然，其中，通知1为，基于车速判定部8的上述判定结果，判断为车速不足减速度界限车速但超过安全车速而制动距离延长的情况下，促进唤起注意的通知动作，通知2为，在判断为车速超过减速度界限车速而处于通过电气式制动装置难以使作业车辆停止的状况的情况下，促进制动操作的通知动作。
另外，当与车速判定部8的判定结果对应地向通知装置进行通知的指示时，在本实施方式中，通过操作员操作判定部14来判定加速踏板和制动踏板的操作状况，在逻辑积计算部15中考虑基于操作员操作判定部14的通知的设定的判定结果，由此能够不仅考虑车速和装载量、路面信息，而且考虑操作员的当前的操作状况，来判断是否需要通知以及通知的种类。由此，能够期待提高判定结果的妥当性。
另外，通过车速指示部16对操作员指示(使其知道)与当前的状况对应的减速度界限车速以及安全车速，由此操作员通过了解根据状况而变动的制动距离而能够抑制制动距离的增大，例如若车速要超过安全车速，则能够控制加速操作而努力控制为安全车速以下的行驶。
另外，通过通信指示部18向外部终端发送信息，由此能够在外部终端集中管理多个作业车辆的驾驶数据，例如对于每个操作员来管理超过安全车速和减速度界限车速的频率和驾驶倾向，也能够相对于具有问题的操作员进行注意唤起和警告。在这一点上，也能够有助于抑制制动距离的增大。
(第2实施方式)
图7是本发明的第2实施方式的制动距离抑制装置的功能框图。
本实施方式的制动距离抑制装置与第1实施方式的制动距离抑制装置之间的不同点在于，还具有制动装置的控制功能。本实施方式的制动距离抑制装置在构成第1实施方式的制动距离抑制装置的要素的基础上，还具有信息取得部80、81、非电气式制动的制动距离计算部82、非电气式制动控制部86以及电气式制动控制部87。省略说明与第1实施方式相同的要素，下面依次说明这些追加要素。
1.信息取得部80、81
信息取得部80、81是分别取得控制车速信息以及车速控制可否信息的机构。由信息取得部80、81取得的信息均成为基于电气式制动控制部87进行的车速控制的基础。对于信息取得部80、81能够使用设置于驾驶席的输入装置，在本实施方式中，操作员通过按钮操作来输入设定控制车速以及车速控制可否信息(车速控制功能的ON/OFF)。
2.非电气式制动的制动距离计算部82
非电气式制动的制动距离计算部82基于从信息取得部1～4输入的路面摩擦信息、坡度信息、装载量信息以及车速信息，依照由数式2表示的制动特性来计算减速度，根据所计算的减速度来计算基于非电气式制动装置实现的制动距离。
amec＝Fmec/M+μgcosθ+gsinθ…(数式2)
amec为减速度，Fmec为使用了非电气式制动时的制动力，M为车身总重量，μ为路面摩擦系数，θ为路面坡度，g为重力加速度。
图8为非电气式制动的制动距离计算部82的功能框图。使用图8来说明基于数式2的制动距离的计算顺序。
如图8所示，非电气式制动的制动距离计算部82具有存储部30、33、34、36、93、加法运算部90、91、95、乘法运算部92、96、97、以及除法运算部94、98。在存储部93中存储有基于非电气式制动装置的制动力的信息。对于存储部30、33、34、36，可以与安全车速计算部9和减速度界限车速计算部5共用，也可以独立设置非电气式制动的制动距离计算部82专用的存储部。
非电气式制动的制动距离计算部82首先通过加法运算部90对从信息取得部3输入的装载量信息和从存储部30读取的车身重量值进行加法运算，来计算车身总重量。另外，非电气式制动的制动距离计算部82通过加法运算部91对使用从存储部33读取的cos表并根据从信息取得部1输入的路面摩擦信息而计算的值、与使用从存储部34读取的sin表并根据从信息取得部2输入的坡度信息而计算的值进行加法运算。非电气式制动的制动距离计算部82通过乘法运算部92对由加法运算部91计算的值乘以从存储部36读取的重力加速度值。
接着，非电气式制动的制动距离计算部82通过除法运算部94，使从存储部93读取的基于非电气式制动装置的制动力除以由加法运算部90计算的值。非电气式制动的制动距离计算部82通过加法运算部95对由乘法运算部92以及加法运算部95分别计算的值进行加法运算，由此计算减速度。
接着，非电气式制动的制动距离计算部82使用由加法运算部95计算的减速度并依照数式3来计算制动距离。
L＝v2/2amec…(数式3)
L为制动距离，v为当前的车身的车速。作为制动距离的具体计算方法，而通过乘法运算部96使由加法运算部95计算的值成为2倍。而且，通过乘法运算部97而使从信息取得部4输入的车速信息乘方，在除法运算部98中，使由乘法运算部97计算的值除以由乘法运算部96计算的值，从而计算制动距离。非电气式制动的制动距离计算部82这样地计算制动距离并将其输出。
3.非电气式制动控制部86
非电气式制动控制部86是基于由安全车速计算部9计算的安全车速、和由非电气式制动的制动距离计算部82计算的非电气式制动的制动距离，在必要的情况下生成制动控制信号并将其向非电气式制动装置(未图示)输出，由此自动控制非电气式制动装置的功能部。本实施方式中的非电气式制动装置的具体控制顺序如下所述。
首先，由非电气式制动的制动距离计算部82计算的基于非电气式制动实现的制动距离被输入至比较部85，在比较部85中，该制动距离的值与相对于从存储部84读取的基于非电气式制动装置实现的制动距离所设定的阈值进行比较。在非电气式制动控制部86中，作为比较部85的比较结果而输入了基于非电气式制动装置实现的制动距离的值。在非电气式制动的制动距离计算部82中，除了比较部85的输出的之外，还输入了由安全车速计算部9计算的安全车速的值、以及从逻辑积计算部15输出的通知的设定。非电气式制动控制部86基于比较部85以及逻辑积计算部15的输出来判定是否需要控制非电气式制动装置，在判定为需要的情况下，向非电气式制动装置输出控制信号来控制非电气式制动装置，使作业车辆减速至由安全车速计算部9计算的安全车速。需要控制非电气式制动装置的情况是指满足如下条件的情况，该条件为，由非电气式制动的制动距离计算部82计算的制动距离比其阈值大，且在来自逻辑积计算部15的输入中通知2的设定为ON。换言之，在不满足该条件的情况下，不执行基于非电气式制动控制部86进行的非电气式制动装置的控制。
4.电气式制动控制部87
电气式制动控制部87是，从由安全车速计算部9计算的安全车速和从信息取得部80输入的控制车速来选择目标车速，从而控制电气式制动装置(控制电动马达的转矩)而使作业车辆的车速向目标车速接近的功能部。本实施方式中的电气式制动装置的具体控制顺序为如下所述。
首先，由信息取得部80设定的控制车速的值被输入至比较部83，在比较部83中，将该控制车速的值与由安全车速计算部9计算的安全车速进行比较。在电气式制动控制部87中，除了比较部83的输出之外，还输入了由信息取得部81设定的车速控制可否信息。电气式制动控制部87基于比较部83的比较结果以及车速控制可否信息，对电气式制动装置输出控制信号(向电动马达的转矩控制信号)来控制电气式制动装置，在需要的情况下，使作业车辆减速至目标车速。需要控制电气式制动装置的情况是指，从信息取得部81输入的车速控制可否信息中车速控制功能的设定为ON(接)的情况。换言之，在车速控制功能的设定为OFF(断)的情况下，不执行基于电气式制动控制部87进行的电气式制动装置的控制。另外，目标车速是指控制车速与安全车速中的值较低的车速。
5.效果
在本实施方式中，通过安全车速计算部9、减速度界限车速计算部5、操作员操作判定部14、逻辑积计算部15、车速指示部16、通知指示部17、通信指示部18等的作用也能够得到与第1实施方式相同的效果。除此之外，本实施方式中还能够得到如下的效果。
在本实施方式中构成为，追加设置了非电气式制动控制部86，基于非电气式制动的制动距离的计算值来判定是否需要进行基于非电气式制动装置的制动，在判定为需要的情况下，控制非电气式制动装置而使车速向安全车速接近。由此，即使在没有恰当地进行基于操作员的制动操作情况下，也能够将与现状的行驶状态对应的安全车速作为目标来控制车速，抑制制度距离的增大。
构成为，设有电气式制动控制部87，从安全车速和控制车速选择目标车速，控制电动马达的转矩而使车速向上述目标车速接近。由此，在操作员设定控制车速而将控制车速设为车速的上限来自动控制电气式制动装置的情况下，例如即使成为因状况变化而导致控制车速过快而缺乏安全性的状况，在这种状况下也能够使安全车速成为目标车速来自动地控制电气式制动装置，由此能够根据状况来抑制制动距离的增大。
(其他)
以上，举例说明了具有减速度界限车速计算部5的情况，但是，由安全车速计算部9计算的安全车速与减速度界限车速同样地，不是操作员任意设定的值，而是在各种情况下考虑车速、装载量、路面信息等随时计算的值，由此，能够在不超过安全车速的值下，仅通过电气式制动装置使作业车辆安全地停止。因此，例如通过车速指示部16对操作员指示安全车速，在操作员不超过安全车速地驾驶的情况下，能够省略减速度界限车速计算部5。
另外，举例说明了具有车速判定部8、车速指示部16的双方的情况，但是，基于车速判定部8实现的制动距离的状态判定、基于车速指示部16进行的安全车速的通知即使分别单独具有其中一个，也能够期待制动距离的增大抑制的效果。因此，即使省略任意一个也能够期待制动距离的增大抑制的效果。在省略车速判定部8的情况下，也能够省略使用其判定结果的通知指示部17等。另外，举例说明了在执行通知指示的情况下，使用车速判定部8以及操作员操作判定部14的双方的判定结果的逻辑积的情况，但是，只要基于安全车速来进行制动操作的注意唤起，则不需要必须考虑操作员的操作状况，根据情况也能够省略操作员操作判定部14以及逻辑积计算部15。
在第2实施方式中，举例说明了具有非电气式制动控制部86以及电气式制动控制部87的双方的情况，但是，非电气式制动控制部86以及电气式制动控制部87的功能具有单独的任意一个，也能够期待制动距离的增大抑制的效果。因此，在第2实施方式中，即使省略非电气式制动控制部86以及电气式制动控制部87的任意一个，也能够期待制动距离的增大抑制的效果。在省略非电气式制动控制部86的情况下，也能够省略计算基于非电气式制动装置实现的制动距离的制动距离计算部82。在具有非电气式制动控制部86以及电气式制动控制部87的任意一个的情况下，也能够省略车速判定部8、车速指示部16的至少一方。
另外，在第2实施方式中，举例说明了具有减速度界限车速计算部5的情况，但是，减速度界限车速没有用在电气式制动控制部87中，由此，在通过电气式制动控制部87的功能来谋求制动距离的增大的抑制，省略车速判定部8、操作员操作判定部14、逻辑积计算部15、车速指示部16、通知指示部17、通信指示部18、非电气式制动控制部86的各功能的一部分或者全部的情况下，也能够省略减速度界限车速计算部5。
另外，举例说明了将发明适用于操作员所搭乘的电驱动式的作业车辆中的情况，但是，本发明也能够适用于例如远程操作的作业车辆。另外，第2实施方式那样的电气式制动装置的自动控制并不限于操作员操作的作业车辆，即使适用于无人机(自动驾驶的作业车辆)也能够实现效果。
附图标记说明
1-4…信息取得部，5…减速度界限车速计算部，8…车速判定部，9…安全车速计算部，14…操作员操作判定部，15…逻辑积计算部，16…车速指示部，17…通知指示部，82…制动距离计算部，86…非电气式制动控制部，87…电气式制动控制部。

Claims (5)

1.一种制动距离抑制装置，其用于电驱动式的作业车辆，该电驱动式的作业车辆具有：由原动机驱动的交流发电机；和由所述交流发电机供给电力而驱动的行驶用的电动马达，通过使用由所述电动马达产生的转矩的电气式制动装置来进行制动，所述制动距离抑制装置的特征在于，具有：
信息取得部，其取得坡度信息、装载量信息、路面摩擦信息、车速信息；和
安全车速计算部，其基于所述坡度信息、装载量信息、路面摩擦信息、车速信息、以及预先赋予的所述电动马达的制动转矩的特性，来计算使基于所述电气式制动装置实现的制动距离成为阈值以下的安全车速。
2.根据权利要求1所述的制动距离抑制装置，其特征在于，具有：
减速度界限车速计算部，其基于所述坡度信息、装载量信息、路面摩擦信息、车速信息、以及所述制动转矩的特性，来计算使基于所述电气式制动装置实现的减速度成为阈值以下的减速度界限车速；
车速判定部，其基于将由所述信息取得部取得的车速信息与所述安全车速以及所述减速度界限车速进行比较所得的结果，来判定是否能够在设定距离以内通过所述电气式制动装置而停止；
通知指示部，其基于所述车速判定部的判定结果，对通知装置指示通知动作，该通知动作促进唤起注意或者制动操作；
操作员操作判定部，其基于加速踏板和制动踏板的操作量来判定通知的设定；和
逻辑积计算部，其基于所述车速判定部以及所述操作员操作判定部的判定结果而向所述通知指示部输出通知动作的设定。
3.根据权利要求1所述的制动距离抑制装置，其特征在于，具有：
减速度界限车速计算部，其基于所述坡度信息、装载量信息、路面摩擦信息、车速信息、以及所述制动转矩的特性，来计算使基于所述电气式制动装置实现的减速度成为阈值以下的减速度界限车速；和
车速指示部，其指示所述减速度界限车速以及所述安全车速。
4.根据权利要求3所述的制动距离抑制装置，其特征在于，具有：
制动距离计算部，其基于所述坡度信息、装载量信息、路面摩擦信息、车速信息、以及预先赋予的非电气式制动装置的制动力的值，来计算基于所述非电气式制动装置实现的制动距离；和
非电气式制动控制部，其基于由所述制动距离计算部计算的所述制动距离来判定是否需要进行基于所述非电气式制动装置的制动，在判定为需要的情况下，控制所述非电气式制动装置而使车速向所述安全车速接近。
5.根据权利要求3所述的制动距离抑制装置，其特征在于，
具有电气式制动控制部，其从所述安全车速和控制车速来选择目标车速，并控制所述电动马达的转矩而使车速向所述目标车速接近。
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