DE112007000597T5

DE112007000597T5 - Antriebssystem für einen elektrisch angetriebenen Kipper

Info

Publication number: DE112007000597T5
Application number: DE112007000597T
Authority: DE
Inventors: Yasuo Tanaka; Yutaka Watanabe; Kichio Nakajima; Tomohiko Yasuda; Takashi Yagyu
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2006-06-06
Filing date: 2007-05-07
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2027-05-08
Also published as: JP4230494B2; DE112007000597B4; US20100222951A1; US8249765B2; AU2007256115A1; WO2007141979A1; JP2007326408A; AU2007256115B2

Abstract

Antriebssystem für einen elektrisch angetriebenen Kipper mit:
einem Antriebsmotor (4);
einer elektronischen Steuerung (4a) zum Steuern der Drehzahl und des Drehmoments des Antriebsmotors;
einem Wechselstromgenerator (5), der von dem Antriebsmotor angetrieben wird;
einer Hydraulikarbeitspumpe (18a), die durch den Antriebsmotor angetrieben ist;
mindestens zwei Elektromotoren für den Fahrbetrieb (12R, 12L), von denen jeder mit dem elektrischen Strom angetrieben wird, der von dem Wechselstromgenerator geliefert wird; und
mindestens zwei Invertern (73R, 73L), von denen jeder an den Wechselstromgenerator angeschlossen ist und von denen jeder einen der Elektromotoren steuert,
wobei das Antriebssystem aufweist:
ein Gaspedal (1);
einen Schalthebel (16), der in einer von einer Mehrzahl von Stellungen einschließlich einer neutralen Stellung und einer Vorwärts-Stellung bedient wird,
Motorsteuermittel (3, 7, 71R, 71L, 72R, 72L, 111 bis 124, 126, 211 bis 227) zum Steuern der Inverter (73R, 73L), um die Elektromotoren (12R, 12L) in Reaktion...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem für einen elektrisch angetriebenen Kipper, insbesondere ein Antriebssystem für einen großen Kipper, welches einen elektrischen Generator mit einem Antriebsmotor antreibt und welches einen Elektromotor zur Fortbewegung mit elektrischem Strom versorgt, um den Kipper fortzubewegen, wobei der elektrische Strom von einem elektrischen Generator erzeugt wird.
Stand der Technik
Wie beispielsweise in der JP-A-2001-107762 beschrieben ist, weist ein Antriebssystem für einen elektrisch angetriebenen Kipper auf: einen Antriebsmotor, eine elektronische Steuerung zum Steuern der Drehzahl und des Drehmoments des Antriebsmotors, einen Wechselstromgenerator, der den Antriebsmotor antreibt, zwei Elektromotoren, die jeweils mit dem elektrischen Strom angetrieben werden, der von dem Wechselstromgenerator geliefert wird, wobei die beiden Elektromotoren zum Beispiel die rechten und linken Hinterräder antreiben, zwei Inverter, von denen jeder an dem Wechselstromgenerator angeschlossen ist und die jeweils einen der Elektromotoren steuern (zum Beispiel Induktionsmotoren) und eine Steuereinheit zur Berechnung der Zieldrehzahl entsprechend dem Maß der Betätigung eines Gaspedals, um die elektronische Steuerung zu steuern, und zum Steuern der beiden Inverter in Reaktion auf das Maß der Betätigung des Gaspedals, um jeden der Elektromotoren zu steuern.
Beschreibung der Erfindung
Aufgaben der Erfindung
Bei dem elektrisch angetriebenen Kipper gemäß der JP-A-2001-107762 treibt der Antriebsmotor nicht nur den elektrischen Generator zum Antrieb der Elektromotoren an, sondern auch andere Lasten als den elektrischen Generator. Zum Beispiel umfassen andere Lasten: eine Hydraulikpumpe zum Auf- und Nieder-Bewegen einer Ladefläche des Kippers und zum Antreiben einer Hydraulikausrüstung für die Lenkungsbetätigung, einen Kühlventilator, der einen Radiator mit Luft beschickt und einen zweiten elektrischen Generator zum Antrieb eines elektrischen Ventilators, mit dem die elektrischen Antriebsmotoren und eine Steuereinheit gekühlt werden.
Die Bewegung des Kippers wird über einen Schalthebel gesteuert. Wenn der Schalthebel sich in der N-Stellung befindet (neutrale Position), wird der Kipper nicht fortbewegt. Dementsprechend treibt der Antriebsmotor andere Lasten als den elektrischen Generator an, ohne dass dieser angetrieben wird. Die Ladefläche wird auf- und ab bewegt, wenn der Ganghebel sich in der N-Stellung (neutrale Position) befindet (genauer gesagt: während der Kipper in stationärem Zustand gehalten wird). Zu diesem Zeitpunkt treibt der Antriebsmotor hauptsächlich die Hydraulikpumpe an. Wenn der Ganghebel in einer F-Stellung (Vorwärts-Stellung) oder einer R-Stellung (Rückwärts-Position) eingelegt ist, bewegt sich der Kipper. Dementsprechend treibt der Antriebsmotor hauptsächlich den elektrischen Generator (elektrischen Motor) an.
Für den Antriebsmotor berechnet die Steuereinheit die Zieldrehzahl, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals entspricht, und steuert dann eine elektronische Steuerung derart, dass die Drehzahl und das Drehmoment gesteuert werden. Dazu wird nur eine Art von Zieldrehzahlcharakteristika festgelegt, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals entsprechen. Dazu wird die eine Art von Zieldrehzahlcharakteristika sowohl für den Antrieb des Hydrauliksystems (hydraulische Pumpe) während des Stillstands und zum Antrieb des elektrischen Generators (Elektromotors) während der Fortbewegung verwendet.
Wenn jedoch die Hydraulikpumpe angetrieben wird, ist es notwendig, den Antriebsmotor über einen großen Drehzahlbereich von einem minimalen Wert zu dem maximalen Wert zu betreiben. Andererseits, wenn der Elektromotor angetrieben wird, ist es erforderlich, dass der Antriebsmotor mit einer Drehzahl gestartet wird, die höher ist als die minimale Drehzahl (zum Beispiel liegt die Drehzahl zwischen einer mittleren Drehzahl und einer Drehzahl, die kleiner ist als die maximale Drehzahl). Während der Antriebsmotor über einen großen Drehzahlbereich von dem Minimalwert ausgehend bis zu dem maximalen Wert getrieben wird, während die Hydraulikpumpe angetrieben wird, ist es möglich, den Antriebsmotor stabil zu betreiben und gleichzeitig den maximalen Durchsatz der Hydraulikpumpe zu erzielen, so dass die Betriebsdrehzahl in einem großen Bereich eingestellt werden kann. Indem der Antriebsmotor beginnend mit einer Drehzahl, die höher ist als die minimale Drehzahl, betrieben wird (zum Beispiel ist die Drehzahl zwischen der mittleren Drehzahl und einer Drehzahl, die niedriger als die maximale Drehzahl ist), während der Elektromotor betrieben wird, kann eine ausgezeichnete Beschleunigung erreicht werden, wenn das Gaspedal heruntergetreten wird. Bei einem konventionellen Antriebssystem wird nur eine Art von Drehzahlcharakteristika festgelegt. Daher ist es nicht möglich, Motorantriebscharakteristiken zu erzielen, die sich sowohl für den Antrieb des Hydrauliksystems eignen als auch für den Antrieb des Elektromotors (während des Fahrens).
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Antriebssystem für einen elektrisch angetriebenen Kipper anzugeben, welches Motorantriebscharakteristiken erzielen kann, die sich sowohl für den Antrieb des Hydrauliksystems als auch den Antrieb des Elektromotors (während des Fahrens) eignen.
Mittel zur Lösung der Aufgabe

(1) Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Antriebssystem für einen elektrisch angetriebenen Kipper angegeben, das aufweist: einen Antriebsmotor, eine elektronische Steuerung zur Steuerung der Drehzahl und des Drehmoments des Antriebsmotors, einen Wechselstromgenerator, der von dem Antriebsmotor angetrieben wird, eine Hydraulikarbeitspumpe, die von dem Antriebsmotor angetrieben wird, mindestens zwei Elektromotoren zur Fortbewegung, von denen jeder mit dem elektrischen Strom gespeist wird, der von dem Wechselstromgenerator gespeist wird und mindestens zwei Inverter, von denen jeder an den Wechselstromgenerator angeschlossen ist und von denen jeder einen der Elektromotoren steuert, wobei das Antriebssystem aufweist: ein Gaspedal, einen Schalthebel, der sich in einer von mehreren Stellungen einschließlich einer neutralen Stellung und einer Vorwärtsstellung befindet, eine Motorsteuerung zur Steuerung der Inverter in Reaktion auf das Maß der Betätigung des Gaspedals, um die Elektromotoren zu steuern und Steuermittel zur Steuerung des Antriebsmotors, wenn der Schalthebel sich in der neutralen Stellung befindet, wobei eine Zieldrehzahl berechnet wird, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals entspricht auf der Basis erster Drehzahlcharakteristika, die geeignet sind, die Hydraulikpumpe zu steuern, um die elektronische Steuerung auf der Basis der Zieldrehzahl zu steuern und um, wenn der Schalthebel sich in der Vorwärts-Stellung befindet, eine Zieldrehzahl zu berechnen, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals entspricht, auf der Grundlage zweiter Zieldrehzahlcharakteristika, die geeignet sind, um die Elektromotoren anzutreiben, um die elektronische Steuerung auf der Basis der Zieldrehzahl zu steuern.

Die Mittel zur Steuerung des Antriebsmotors sind somit so ausgebildet, dass sie zwei Arten von Zieldrehzahlcharakteristika festlegen (genauer gesagt die ersten Zieldrehzahlcharakteristika, die dafür geeignet sind, die Hydraulikarbeitspumpe zu steuern und die zweiten Zieldrehzahlcharakteristika, die geeignet sind, die Elektromotoren zu steuern). Es ist daher möglich, die Zieldrehzahl, die angewendet wird, wenn der Schalthebel sich in der neutralen Position befindet, und die Zieldrehzahl, die angewendet wird, wenn der Schalthebel sich in der Vorwärts-Stellung befindet, separat zu berechnen, um den Antriebsmotor zu steuern. Dies macht es möglich, Motorsteuerungscharakteristika zu erhalten, die sowohl für den Antrieb des Hydrauliksystems während des Stillstands des Kippers und während des Antriebs der Elektromotoren (während der Fortbewegung) geeignet sind.

(2) Bei der oben beschriebenen Ausführungsform (1) werden die Antriebsmotorsteuermittel, vorzugsweise die ersten Zieldrehzahlcharakteristika, so festgelegt, dass, wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals 0 beträgt, die Zieldrehzahl als eine erste niedertourige Drehzahl festgelegt wird und derart, dass bei Ansteigen des Maßes der Betätigung des Gaspedals die Zieldrehzahl, ausgehend von einer ersten niedertourigen Drehzahl, auf die erste hochtourige Drehzahl ansteigt. Zusätzlich legen vorzugsweise die Antriebsmotorsteuermittel die zweiten Zieldrehzahlcharakteristika so fest, dass, wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals den Betrag 0 hat oder einen sehr kleinen Wert hat, die Zieldrehzahl die vorbestimmte mittlere Drehzahl ist, die höher ist als die vorbestimmte erste niedertourige Drehzahl, so dass bei Ansteigen des Maßes der Betätigung des Gaspedals die Zieldrehzahl von der vorbestimmten mittleren Drehzahl bis zu einem zweiten hochtourigen Drehzahlwert ansteigt. Somit sind die Effekte, die erzielt werden durch Festlegen der ersten und zweiten Zieldrehzahlcharakteristika wie folgt: zu einem Zeitpunkt, an dem die Hydraulikpumpe angetrieben wird, wobei der Schalthebel sich in der neutralen Position befindet, ist es möglich, die Zieldrehzahl über einen großen Drehzahlbereich von der ersten niedertourigen Drehzahl bis zur ersten hochtourige Drehzahl zu erhalten, was es ermöglicht, den Antriebsmotor stabil zu betreiben und einen maximalen Durchsatz durch die Hydraulikpumpe zu erzielen, so dass die Arbeitsgeschwindigkeit über einen großen Bereich eingestellt werden kann und zu einem Zeitpunkt, bei dem die Elektromotoren angetrieben sind, wobei der Schalthebel sich in Vorwärts-Position befindet, ist es möglich, die Zieldrehzahl zu erhalten, ausgehend von der mittleren Drehzahl, die höher ist als die erste niedertourige Drehzahl, mit dem Ergebnis, dass das Ansprechverhalten zum Zeitpunkt des Herunterdrückens des Gaspedal verbessert wird und eine exzellente Beschleunigung erzielt werden kann.
(3) Bei der oben beschriebenen Ausführungsform (2) ist es wünschenswert, dass die Antriebsmotorsteuermittel die zweiten Zieldrehzahlcharakteristika so festlegen, dass, wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals 0 beträgt, die Zieldrehzahl die zweite niedertourige Drehzahl ist, so dass, wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals einen sehr kleinen Betrag hat, die Zieldrehzahl bis auf den vorbestimmten mittleren Drehzahlwert ansteigt, wobei dies Schritt für Schritt erfolgt.

Als Ergebnis, zum Zeitpunkt des Antriebs der Elektromotoren (während der Fortbewegung), wobei der Schalthebel in Vorwärtsrichtung positioniert ist, wird die Zieldrehzahl die zweite niedertourige Drehzahl, wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals 0 beträgt,. Zusätzlich dazu, wenn das Gaspedal nur sehr wenig betätigt wird, steigt die Zieldrehzahl Schritt für Schritt auf den mittleren Drehzahlwert.
Daher wird das Ansprechverhalten (die Beschleunigungseffizienz) während das Gaspedal heruntergetreten wird, verbessert und die Effizienz der Kraftstoffverwertung kann ebenfalls verbessert werden.

(4) Zusätzlich ist es bei der oben beschriebenen Ausführungsform (2) wünschenswert, dass die erste niedertourige Drehzahl eine Drehzahl ist, die zwischen 700 und 800 Umdrehungen pro Minute liegt, und dass die vorbestimmte mittlere Drehzahl eine Drehzahl ist, die zwischen 900 und 1600 Umdrehungen pro Minute liegt, und dass die erste und zweite hochtourige Drehzahl zwischen 1800 und 2100 Umdrehungen pro Minute liegt.

Als ein Ergebnis ist es während des Antriebs der Hydraulikpumpe mit dem Schalthebel in seiner neutralen Position möglich, die Zieldrehzahl über einen großen Drehzahlbereich von 700 Umdrehungen pro Minute über 800 Umdrehungen pro Minute und von 1800 Umdrehungen pro Minute bis 2100 Umdrehungen pro Minute zu erhalten. Andererseits, wenn die Elektromotoren mit dem Schalthebel in Vorwärtsrichtung angetrieben werden, ist es möglich, die relativ hohe Zieldrehzahl zu erhalten, die zwischen 900 und 1600 Umdrehungen pro Minute liegt.

(5) Zusätzlich ist es bei den oben beschriebenen Ausführungsformen (2) oder (3) wünschenswert, dass die sehr kleinen Werte für das Maß der Betätigung des Gaspedals 2 bis 8% des maximalen Maßes der Betätigung des Gaspedals betragen.

Als ein Ergebnis wird zum Zeitpunkt des Antreibens der Elektromotoren (während der Fortbewegung), wobei der Schalthebel in Vorwärtsrichtung eingelegt ist, die Zieldrehzahl die zweite niedertourige Drehzahl, wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals den Be trag 0 hat. Zusätzlich dazu, wenn das Gaspedal nur sehr wenig heruntergedrückt wird, steigt die Zieldrehzahl Schritt für Schritt bis auf die mittlere Drehzahl. Daher wird das Ansprechverhalten (die Beschleunigungseffizienz) zur Zeit des Heruntertretens des Gaspedals verbessert und die Kraftstoffausnutzung kann ebenfalls verbessert werden.

(6) Außerdem ist es bei der oben beschriebenen Ausführungsform (1) wünschenswert, dass die Mittel zur Steuerung des Antriebsmotors aufweisen: erste Zieldrehzahlberechnungsmittel zum Berechnen der ersten Zieldrehzahl, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals entspricht auf der Grundlage der ersten Zieldrehzahlcharakteristika, zweite Zieldrehzahlberechnungsmittel zum Berechnen der zweiten Zieldrehzahl, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals entspricht auf der Basis der zweiten Zieldrehzahlcharakteristika und Mittel zum Bestimmen der Zieldrehzahl, um, wenn der Schalthebel sich in der neutralen Position befindet, die erste Zieldrehzahl auszuwählen, die von den ersten Mitteln zur Berechnen der Zieldrehzahl berechnet werden und um, wenn der Schalthebel in der Vorwärts-Position eingelegt ist, die zweite Zieldrehzahl auszuwählen, die von den zweiten Mitteln zur Berechnen der Zieldrehzahl berechnet wurden.

Als Ergebnis, wenn der Schalthebel sich in der neutralen Position befindet, wird die Zieldrehzahl, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals entspricht, auf der Grundlage der ersten Zieldrehzahlcharakteristika berechnet. Andererseits, wenn der Schalthebel sich in der Vorwärts-Position befindet, wird die Zieldrehzahl, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals entspricht, auf der Basis der zweiten Zieldrehzahlcharakteristika berechnet.

(7) Ferner ist es wünschenswert, dass die Mittel zur Steuerung des Antriebsmotors enthalten: Mittel zur Berechnung der Zielmotor leistung zum Berechnen der ersten Zielmotorleistung, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals entspricht, Mittel zur Berechnen eines Zielmotor-Drehmoments, zum Berechnen des Zielmotor-Drehmoments auf der Grundlage der ersten Zielmotorleistung und der Drehzahl der beiden Elektromotoren, Mittel zum Berechnen des Beschleunigungsdrehmomentgrenzwertes zum Berechnen der Grenzwerte für die Drehmomentbeschleunigung der beiden Elektromotoren entsprechend dem Maß der Betätigung des Gaspedals, Mittel zur Begrenzung des Motor-Drehmoments, um das Zielmotordrehmoment so zu begrenzen, dass es nicht den Grenzwert für das Beschleunigungsdrehmomentgrenzwert überschreitet, und Mittel zur Steuerung des Inverters, um die Inverter auf der Basis des Zielmotor-Drehmoments zu steuern, welches durch den Beschleunigungsdrehmomentgrenzwert begrenzt ist.

Als Ergebnis ist es möglich, zum Zeitpunkt des normalen Fahrens ein exzellentes Bedienungsgefühl zu erhalten, wobei die Dosierung des Gaspedals sehr ausgewogen mit der Ausgangsleistung der Elektromotoren übereinstimmt, indem das Fahren auf der Grundlage der Zielmotorausgangsleistung, die von den Mitteln zur Berechnung der Zielmotorausgangsleistung berechnet wurden, zu steuern. Andererseits ist es beim sehr langsamen Fahren möglich, eine exzellente Steuerbarkeit zu erhalten und genau zu manövrieren, indem das Fahren auf der Grundlage der Beschleunigungsdrehmomentgrenzwerte gesteuert wird, die von den Mitteln zum Berechnen der Beschleunigungsdrehmomentgrenzwerte berechnet wurden.
Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung legen die Antriebsmotorsteuermittel zwei Arten von Zieldrehzahlcharakteristika fest (genauer gesagt die ersten Zieldrehzahlcharakteristika, die sich zum Antreiben der Hydraulikarbeitspumpe eignen und der zweiten Zieldreh zahlcharakteristika, die sich für den Antrieb der Elektromotoren eignen). Daher ist es möglich, getrennt die Zieldrehzahl zu berechnen, die verwendet wird, wenn der Schalthebel sich in der neutralen Stelle befindet, und der Zieldrehzahl, die verwendet werden muss, wenn sich der Schalthebel in der Vorwärts-Position befindet, um den Antriebsmotor zu steuern. Dies macht es möglich, Motorantriebscharakteristika zu erhalten, die sowohl für den Antrieb des Hydrauliksystems während des Stillstand des Kippers geeignet sind als auch für den Antrieb des Elektromotors (während der Fortbewegung). Zusätzlich wird während des Antriebs der Hydraulikpumpe mit dem Schalthebel in neutraler Stellung der Antriebsmotor so gesteuert, dass der Antriebsmotor über einen großen Drehzahlbereich aus den von der ersten niedertourigen Drehzahl bis zur ersten hochtourigen Drehzahl angetrieben wird. Dementsprechend ist es möglich, den Antriebsmotor stabil zu betreiben und den maximalen Durchsatz durch die Hydraulikpumpe zu erzielen, so dass die Arbeitsgeschwindigkeit über einen großen Bereich eingestellt werden kann. Andererseits wird der Antriebsmotor während des Antriebs der Elektromotoren mit dem Schalthebel in Vorwärts-Stellung so gesteuert, dass der Antriebsmotor mit einer mittleren Drehzahl startet, die höher ist als die erste niedertourige Drehzahl. Entsprechend wird das Ansprechverhalten beim Heruntertreten des Gaspedals verbessert und es kann eine ausgezeichnete Beschleunigung erreicht werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt im Diagramm eine Gesamtansicht des Aufbaus des Antriebssystems eines elektrisch angetriebenen Kippers nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt ein Blockdiagramm, welches die Arbeitsschritte illustriert, die bei dieser Ausführungsform angewendet werden;
3 ist ein Flussdiagramm, welches diese Arbeitsschritte illustriert;
4 ist ein Flussdiagramm, welches die Arbeitsschritte illustriert;
5 zeigt ein Diagramm, welches eine Funktion Nr1(p) der ersten Zieldrehzahl während des Stehens des Fahrzeuges darstellt;
6 zeigt ein Diagramm, welches eine Funktion Nr2(p) der zweiten Zieldrehzahl während des Fahrens illustriert;
7 ist ein Diagramm, welches ein modifiziertes Beispiel der Funktion Nr2(p) der zweiten Zieldrehzahl während des Fahrens darstellt;
8 ist ein Diagramm, welches eine weitere modifizierte Beispielsfunktion Nr2(p) der zweiten Zieldrehzahl während der Fahrt zeigt;
9 ist ein Diagramm, welches eine Funktion Pmax(Ne) der maximalen Motorausgangsleistung darstellt;
10 ist ein Diagramm, welches eine Datentabelle darstellt, die die Beziehung zwischen der Drehzahl und der maximalen Ausgangsleistung des Antriebsmotors darstellt, die als Funktion f(Ne) ausgedrückt ist, und stellt ferner eine Datentabelle dar, die die Beziehung zwischen der Drehzahl und der anderen Antriebsmotorverlustleistung darstellt, die durch eine Funktion von g(Ne) ausgedrückt ist;
11 zeigt ein Diagramm, welches eine Funktion Pm1(p) der ersten Zielmotorausgangsleistung während des Vorwärtsfahrens zeigt;
12 zeigt ein Diagramm, welches eine Funktion Pm2(p) der zweiten Zielmotorausgangsleistung während des Rückwärtsfahrens zeigt;
13 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Zielmotorausgangsleistung Pm, der Drehgeschwindigkeit ωR, ωL der Elektromotoren und dem Zieldrehmoment Tr1R, Tr1L darstellt,
14 ist ein Diagramm, welches eine Datentabelle zeigt, die das Verhältnis zwischen der Motordrehgeschwindigkeit und dem maximalen Motordrehmoment darstellt, die durch eine Funktion Trmax1(ω) des maximalen Motor-Drehmoments ausgedrückt ist;
15 ist ein Diagramm, welches eine Funktion Trmax2(p) des Motorbeschleunigungs-Drehmoments darstellt;
16 ist ein Diagramm, welches das Ergebnis der Auswahl des Minimumwertes zwischen dem Zielmotordrehmoment Tr1R, Tr1L und dem Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2 darstellt;
17 ist ein funktionales Blockdiagramm, welches die Verarbeitungsschritte eines Antriebssystems nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
18 ist ein Flussdiagramm, welches die Verarbeitungsschritte nach der zweiten Ausführungsform darstellt; und
19 ist ein Diagramm, welches eine Funktion Kmax(p) eines Motordrehmomentbegrenzungsverhältnisses darstellt.
Beste Ausführungsformen zur Durchführung der Erfindung
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
1 zeigt ein Diagramm des Gesamtaufbaus eines Antriebssystem eines elektrisch angetriebenen Kippers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 gezeigt, weist das Antriebssystem des elektrisch angetriebenen Kippers auf: ein Gaspedal 1, ein Bremspedal 2, einen Schalthebel 16, eine zentrale Steuereinheit 3, einen Antriebsmotor 4, einen Wechselstromgenerator 5, andere Antriebsmotorlasten 18, eine Gleichrichtungsschaltung 6, eine Invertersteuereinheit 7, eine Chopperschaltung 8, einen Gitterwiderstand 9, einen Kondensator 10, einen Widerstand 11, einen rechten und einen linken Elektromotor (zum Beispiel Induktionsmotoren) 12R, 12L, Geschwindigkeitsreduzierer 13R, 13L, Räder 14R, 14L und elektromagnetische Aufnehmer 15R, 15L. Die Invertersteuereinheit 7 weist auf: Drehmomentinstruktionsdurchführungseinheiten 71R, 71L, die für die rechten und linken Elektromotoren 12R, 12L jeweils verwendet werden, Motorsteuerungseinheiten 72R, 72L und Inverter (Schaltelemente) 73R, 73L.
Vom Gaspedal 1 und dem Bremspedal 2 werden ein Betriebssignal p des Gaspedals 1 und ein Betriebssignal q des Bremspedal 2 in die zentrale Steuereinheit 3 eingegeben. Die Betriebssignale p und q werden zu einem Signal umgeformt, welches die Größe der Antriebskraft steuert und zu einem Signal, welches die Größe der Bremskraft steuert.
Wenn ein Kipper vorwärts oder rückwärts bewegt wird, wird das Gaspedal 1 herunterdrückt, wobei der Schalthebel 16 sich in Vorwärts- oder Rückwärts-Position befindet. In Reaktion darauf sendet die zentrale Steuereinheit 3 einen Befehl an den Antriebsmotor 4, der die Zieldrehzahl Nr angibt. Als Ergebnis wird ein Signal, welches die aktuelle Drehzahl Ne angibt, vom Antriebsmotor 4 zur Kontrolleinheit zurückgesendet. Der Antriebsmotor 4 ist ein Dieselmotor, der mit einer elektronischen Motorsteuerung 4a ausgerüstet ist. Wenn die elektronischen Motorsteuerung 4a einen Befehl erhält, der die Zieldrehzahl Nr angibt, steuert die elektronische Motorsteuerung 4a die Kraftstoffeinspritzmenge, so dass der Antriebsmotor 4 sich mit der Zieldrehzahl Nr dreht.
Der Wechselstromgenerator 5 ist an den Antriebsmotor 4 angeschlossen. Der Wechselstromgenerator 5 erzeugt Wechselstrom. Der durch die Erzeugung von Wechselstrom erhaltene Strom wird durch die Gleichrichtungsschaltung 6 gleichgerichtet, bevor die elektrische Energie in dem Kondensator 10 gesammelt wird. Die Spannung des Gleichstroms hat einen Wert V. Der Wechselstromgenerator 5 gibt einen Spannungswert zurück, bei dem der Gleichspanungswert V durch den Erfassungswiderstand 11 dividiert wird. Die zentrale Steuereinheit 3 steuert den Wechselstromgenerator 5 so, so dass der infrage kommende Spannungswert zu einem spezifischen konstanten Wert V0 wird.
Der vom Wechselstromgenerator erzeugte elektrische Strom wird den rechten und linken elektrischen Motoren 12R, 12L durch die Invertersteuereinheit 7 zugeführt. Indem der Wechselstromgenerator 5 so gesteuert wird, dass eine Gleichstrom-Spannung V erzeugt wird, die als Ergebnis der Gleichrichtung durch den Gleichrichtungsschaltkreis 6 erhalten wird, zu einem spezifischen konstanten Spannungswert V0 wird, steuert die zentrale Steuereinheit 3 die Zufuhr des elektrischen Stroms so, dass der erforderliche elektrische Strom, der von den Elektromotoren 12R, 12L benötigt wird, geliefert wird.
Die Motorleistungsbefehle MR, ML der rechten und linken Elektromotoren 12R, 12L, die von der zentrale Steuereinheit 3 abgegeben werden, und die Drehzahlen ωR, ωL der Elektromotoren 12R, 12L, die durch die elektromagnetische Aufnahmesensoren 15R, 15L erfasst werden, werden in die Invertersteuereinheit 7 eingegeben. Dann steuert die Invertersteuereinheit 7 die Elektromotoren 12R, 12L mit einer Schlupfrate > 0 über die Drehmomentbefehlseinheiten 71R, 71L, die Motorsteuerungseinheiten 72R, 72L und die Inverter (Schaltelemente) 73R, 73L.
Die rechten und linken Hinterräder (Reifen) 14R, 14L sind mit den Elektromotor 12R, 12L über Geschwindigkeitsreduzierer 13R, 13L verbunden. Die elektromagnetischen Aufnehmer 15R, 15L sind typischerweise Sensoren zur Erfassung der Umfangsgeschwindigkeit eines Zahnrades, welches in den Geschwindigkeitsreduzierern 13R, 13L vorhanden ist. Zusätzlich kann, zum Beispiel wenn man das rechte Antriebssystem als Beispiel nimmt, ein Zahnrad zur Erfassung verwendet werden, welches an die Antriebswelle innerhalb des Elektromotor 12R angeordnet ist, oder an der Welle, an der der gemäß ständiger Rechtsprechung 13R und das Rad 14R angebracht sind, so dass der elektromagnetische Aufnahmesensor 15R am Ort des Zahnrads angeordnet ist.
Wenn man vom Gaspedal 1 heruntergeht, um das Bremspedal 2 während der Fahrt zu treten, steuert die zentrale Steuereinheit 3 den Wechselstromgenerator 5 derart, dass dieser keinen Strom erzeugt. Darüber hinaus, da die Motorleistungsbefehle R, N, L die von der zentralen Steuereinheit 3 ausgegeben werden, negativ werden, legt die Invertersteuereinheit 7 eine Bremskraft an den Wagenkörper an, der sich bewegt, indem die Elektromotoren 12R, 12L mit einer Schlupfrate > 0 gesteuert werden. Zu diesem Zeitpunkt arbeitet jeder der Elektromotoren 12R, 12L als elektrischer Generator. Dementsprechend arbeitet jeder der Elektromotoren 12R, 12L derart, dass der Kondensator 10 durch die Gleichrichtungsfunktion in der Invertersteuereinheit 7 geladen wird. Der Chopperschaltkreis 8 arbeitet so, dass die Gleichspannung V niedriger oder gleich einem vorbestimmten Gleichspannungswert V1 wird. Als Ergebnis wird ein elektrischer Strom in einen Gitterwiderstand 9 eingespeist, um die elektrische Energie in thermische Energie umzuwandeln.
Zusätzlich treibt der Antriebsmotor 4 nicht nur den Wechselstromgenerator 5 an, sondern auch Komponenten, die u. a. umfassen: eine Hydraulikpumpe 18a (im Folgenden hydraulische Arbeitspumpe genannt) zum Antrieb eines Hydrauliksystems, das verwendet wird, um eine Ladefläche des Kippers auf- und ab zu bewegen, und welches ferner für die Lenkung verwendet wird; ein (nicht gezeigtes) Kühlgebläse zum Anströmen eines Radiators mit Luft und einen (nicht gezeigten) zweiten Generator zum Antreiben eines elektrischen Ventilators (nicht gezeigt), der verwendet wird, um den Wechselstromgenerator 5, den Gitterwiderstand 9, die Elektromotoren 12R, 12L, die Steuereinheiten 3, 7 und dergleichen zu kühlen. In 1 sind diese Komponenten als weitere Antriebsmotorlasten 18 dargestellt.
Bis jetzt wurde der Grundaufbau eines herkömmlichen, elektrisch angetriebenen Kippers beschrieben.
Als nächstes werden charakteristische Teile der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gemäß der vorliegenden Erfindung unterliegt der Betrieb jeder Komponenten einer arithmetischen Verarbeitung, gemäß Verarbeitungsschritten, die in einem Speicher abgespeichert sind, welcher nicht gezeigt ist. Der Speicher ist in der zentralen Steuereinheit 3 und in die Invertersteuereinheit 7 eingebaut. 2 zeigt ein funktionales Blockdiagramm, welches die Verarbeitungsschritte illustriert. Die 3 und 4 sind Flussdiagramme, welche die Verarbeitungsschritte demonstrieren. Die Verarbeitungsschritte werden hauptsächlich mit Bezug auf 3 und dem darin abgebildeten Flussdiagramm erläutert und zusätzlich mit dem funktionalen Blockdiagramm gemäß 2.
Gemäß des in den 3 und 4 gezeigten Prozessflusses startet der Prozess ausgehend von START, und wenn die Prozessschritte durchgeführt werden bis zum ENDE, kehrt der Prozess wieder zu START zurück.
In einem Schritt 101 wird folgende Information ausgelesen: Die Zustandsgröße S, die eine Schaltposition des Schalthebels 16 angibt, dass Maß der Betätigung p des Gaspedals (im Folgenden als "Maß der Betätigung des Gaspedals" bezeichnet), die aktuelle Drehzahl Me des Antriebsmotors 4 und die Drehzahl ωR, ωL der Elektromotoren für den Vortrieb 12R, 12L (im Folgenden die "Motordrehzahl" genannt). Es gibt drei Schaltpositionen des Schalthebels 16, welche sind: N (neutral), F (vorwärts) und R (rückwärts).
In einem Schritt 102 wird die erste Zieldrehzahl Nr1, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals p entspricht, welches in Schritt 101 ausgelesen wurde, mit Bezug auf eine Datentabelle berechnet, die die Beziehung zwischen dem Maß der Betätigung des Gaspedals und der Zielantriebsmotordrehzahl angibt, wobei die Datentabelle ausgedrückt wird durch eine Funktion Mr1(p) (in 5 gezeigt) der ersten Zieldrehzahl, die verwendet werden soll, während der Kipper nicht fährt (Block 201 in 2).
Die Funktion Nr1(p) gibt die ersten Zieldrehzahlcharakteristika an, die geeignet sind, die hydraulische Arbeitspumpe 18a zu steuern. In 5 ist die Funktion Nr1(p) folgendermaßen aufgebaut: Wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals 1 den Wert 0 hat, was bedeutet, dass das Gaspedal nicht betätigt ist, befindet sich die erste Zieldrehzahl Nr1 bei der minimalen Drehzahl Nr1min des Antriebsmotors 4 (d. h. die erste Zieldrehzahl Nr1 ist äquivalent zur Leerlaufdrehzahl); wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals (p) in einen Bereich zwischen 0 und einem Betriebsmaß der Betätigung pa fällt, welches kleiner ist als das maximale Maß der Betätigung pmax, steigt die erste Zieldrehzahl Nr1 von der minimalen Drehzahl Nr1min bis auf die maximal Drehzahl Nr1max begleitet von einem Anstieg des Maßes der Betätigung p des Gaspedals 1. Wenn das Maß der Betätigung des Gaspedal p das Betriebsmaß pa übersteigt, wird die erste Zieldrehzahl Nr1 bei der maximalen Drehzahl Nr1max konstant. Die minimale Drehzahl Nr1min ist zum Beispiel eine Drehzahl, die sich zwischen 700 und 800 Umdrehungen pro Minute bewegt. Bei dem in der Figur gezeigten Beispiel beträgt die minimale Drehzahl 750 Umdrehungen pro Minute. Es ist wünschenswert, dass die maximale Drehzahl Nr1max die maximal empfohlene Drehzahl des Antriebsmotors 4 ist. Zum Beispiel beträgt die maximale Drehzahl Nr1max zwischen 1800 und 2100 Umdrehungen pro Minute. Bei dem in der Figur gezeigten Beispiel beträgt die maximal Drehzahl Nr1max 1900 Umdrehungen pro Minute.
Zusätzlich ist es wünschenswert, dass das Maß der Betätigung pa, welches kleiner ist als das maximale Maß der Betätigung pmax, zwischen 80 und 95% des maximalen Maßes der Betätigung pmax ausmacht. Bei dem in der Figur gezeigten Beispiel beträgt das Maß der Betätigung pa 90% des maximalen Maßes der Betätigung.
In Schritt 103 wird die zweite Zieldrehzahl Nr2 berechnet, die dem Maß der Betätigung p entspricht, welches in Schritt 101 ausgelesen wurde mit Bezug auf eine Datentabelle, die das Verhältnis zwischen dem Maß der Betätigung des Gaspedals und der Zieldrehzahl des Antriebsmotors wiedergibt, wobei die Datentabelle eine Funktion Nr2(p) (in 6 gezeigt) der zweiten Zieldrehzahl wiedergibt, die verwendet wird, während der Kipper sich fortbewegt (Block 202 in 2).
Die Funktion Nr2(p) gibt die zweiten Zieldrehzahlcharakteristika an, die zum Betrieb der Elektromotoren 12R, 12L geeignet sind. In 6 ist die Funktion Nr2(p) folgendermaßen aufgebaut: wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals 1 zwischen 0, d. h. keiner Betätigung, bis zu einem sehr kleinen Maß der Betätigung Pb1 reicht, ist die Zieldrehzahl 2 gleich der minimalen Drehzahl Nr2min, die äquivalent der Leerlaufdrehzahl ist. Wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals den sehr kleinen Wert Pb1 erreicht, steigt die Zieldrehzahl bis zu der mittleren Drehzahl Nr2mid Schritt für Schritt. Wenn das Maß der Betätigung p zwischen einem sehr kleinen Wert Pb1 bis zum mittleren Betätigungswert Pb2 reicht, steigt die zweite Zieldrehzahl Nr2 von der mittleren Drehzahl Nr2mid bis zu der maximalen Drehzahl Nr2max mit einem Anstieg des Maßes der Betätigung des Gaspedals p, und wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals den mittleren Wert Pb2 übersteigt, wird die zweite Zieldrehzahl Nr2 bei der maximalen Drehzahl Nr2max konstant. Wie bei der Funktion Nr1(p) ist die minimale Drehzahl Nr2min zum Beispiel eine Drehzahl, die zwischen 700 und 800 Umdrehungen pro Minute liegt. Bei dem in der Figur gezeigten Beispiel beträgt die minimale Drehzahl Nr2min 750 Umdrehungen pro Minute. Es ist wünschenswert, dass die maximale Drehzahl Nr2max zwischen 1800 bis 2100 Umdrehungen pro Minute liegt. Bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die maximale Drehzahl Nr2max 1900 Umdrehungen pro Minute, was der maximalen Drehzahl entspricht und wobei diese Drehzahl gleich der maximalen Drehzahl Nr1max der Funktion Nr1(p) ist. Wenn die minimale Drehzahl Nr2min 750 Umdrehungen pro Minute beträgt und die maximale Drehzahl Nr2max 1900 Umdrehungen pro Minute, ist es wünschenswert, dass die mittlere Drehzahl Nr2mid eine Drehzahl ist, die zwischen 900 bis 1600 Umdrehungen pro Minute liegt. Bei dem in der Figur gezeigten Beispiel beträgt die mittlere Drehzahl Nr2mid 1300 Umdrehungen pro Minute. Selbst wenn die minimale Drehzahl Nr2min auf einen Wert gesetzt ist, der von 750 Umdrehungen pro Minute verschieden ist, und selbst wenn die maximale Drehzahl Nr2max auf einen Wert gesetzt ist, der von 1900 Umdrehungen pro Minute verschieden ist, ist es möglich, die mittlere Drehzahl Nr2mid so zu definieren, dass sie zwischen 900 und 1600 Umdrehungen pro Minute liegt.
Zusätzlich ist es wünschenswert, dass das sehr kleine Maß der Betätigung des Gaspedals Pb1 zwischen 2 bis 8% der maximalen Betätigung des Gaspedals Pmax liegt. Bei dem in der Figur gezeigten Beispiel beträgt das sehr kleine Maß der Betätigung Pb1 5% des maximalen Maßes der Betätigung pmax. Es ist wünschenswert, dass das mittlere Maß der Betätigung Pb2 zwischen 30 und 70% des maximalen Maßes der Betätigung pmax liegt. Bei dem in der Figur gezeigten Beispiel beträgt das mittlere Maß der Betätigung Pb2 40% des maximalen Maßes der Betätigung pmax.
Die 7 und 8 zeigen Diagramme, die ein modifiziertes Beispiel der Fig. Nr2(p) während des Fahrens zeigt. Bei dem in 6 gezeigten Beispiel ist die maximale Drehzahl Nr2max der Fahrzeitfunktion Nr2(p) auf den gleichen Wert gesetzt wie die maximale Drehzahl Nr1max der Nichtfahrzeitfunktion Nr1(p). Wie jedoch in 7 gezeigt kann die maximale Drehzahl Nr2max der Fahrzeitfunktion Nr2(p) ebenfalls auf einen Wert von zum Beispiel 1800 Umdrehungen pro Minute gesetzt werden, was kleiner ist als die maximale Drehzahl Nrmax der Funktion Nr1(p) (die maximale Drehzahl). Zusätzlich ist das Beispiel in 6 so aufgebaut, dass, wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals 1 zwischen 0 und einem sehr kleinen Maß der Betätigung Pb1 liegt, die zweite Zieldrehzahl Nr2 die minimale Drehzahl Nr2min wird. Wie jedoch in 8 gezeigt ist, kann der Bereich des Maßes der Betätigung, innerhalb dessen die zweite Zieldrehzahl Nr2 die minimale Drehzahl Nrmin wird, eliminiert werden. In dem in 10 gezeigten Beispiel ist dies so aufgebaut, dass, wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals 10 beträgt, die zweite Zieldrehzahl Nr sofort die mittlere Drehzahl Nr2mid wird, die größer ist als die Leerlaufdrehzahl und wobei die zweite Zieldrehzahl Nr2 von der mittleren Drehzahl Nr2mid bis zur maximalen Drehzahl Nr2max steigt, wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals p von 0 auf das mittlere Maß der Betätigung Pb2 steigt.
In den Schritten 104 bis 106 wird die Zieldrehzahl Nr des Antriebsmotors 4 auf Nr1 gesetzt (Nr = Nr1), wenn die Zustandsgröße S des Schalthebels 16, die in Schritt 101 ausgelesen wurde, N ist (d. h. sich der Schalthebel in der neutralen Stellung befindet). Andererseits, wenn die Zustandsgröße S des Schalthebels 16F ist (d. h. sich der Schalthebel in Vorwärts-Stellung befindet) oder R (d. h., wenn sich der Schalthebel in Rückwärts-Stellung befindet), wird die Zieldrehzahl Nr des Antriebsmotors 4 auf Nr2 (Nr = Nr2) (Block 203 in 2) gesetzt.
In Schritt 111 wird auf der Grundlage der aktuellen Drehzahl Ne des Antriebsmotors 4, die in Schritt 101 ausgelesen wurde, die entsprechende verfügbare maximale Motorleistung Nr für die Elektromotoren 12R, 12L mit Bezug auf eine Datentabelle berechnet, die die Beziehung zwischen der Motordrehzahl und der maximalen Motorausgangsleistung darstellt, wobei die Datentabelle durch eine Funktion Nr (Ne) der in 9 gezeigten maximalen Motorausgangsleistung dargestellt ist. Dann wird die maximale Motorleistung Nr mit einem Faktor ½ multipliziert, um den oberen Grenzwert pmax der Antriebsmotorlasten pro Elektromotor 12R oder 12L (Blöcke 211, 212 in 2) zu berechnen.
In 9 ist die Funktion Nr(Ne) so aufgebaut, dass mit dem Anstieg der aktuellen Drehzahl Ne des Antriebsmotors 4 (im folgenden als die "Motordrehzahl" bezeichnet) die maximale verfügbare Motorleistung Nr der Elektromotoren 12R, 12L (im Folgenden als die maximale Motorausgangsleistung bezeichnet) ansteigt. Wie die Funktion Nr (Ne) der maximalen Ausgangsmotorleistung festzulegen ist, wird untenstehend beschrieben.
10 ist ein Diagramm, welches eine Datentabelle darstellt, die das Verhältnis zwischen der Drehzahl und der maximalen Ausgangsleistung des Antriebsmotors darstellt, welches durch eine Funktion f(Ne) dargestellt ist. Ferner zeigt das Diagramm eine Datentabelle, die das Verhältnis zwischen der Drehzahl und der anderen Antriebsmotorlastverlustleistung darstellt, die durch eine Funktion g(Ne) ausgedrückt ist.
Die Funktion f(Ne) wird dazu verwendet, die maximale Ausgangsleistung zu bestimmen, die von dem Antriebsmotor 4 erzeugt werden kann. Hier werden die Funktionen f1(Ne), f2(Ne) und f3(Ne) miteinander zu der Funktion f(Ne) kombiniert. Die Funktion f1(Ne) ist äquivalent zu der Funktion fr = f(Nr) auf der Basis der Beziehung zwischen der Zieldrehzahl Nr und der Ausgangsmotorleistung des Antriebsmotors 4. Wenn die Motordrehzahl Me sich von Nrmin (zum Beispiel 750 Umdrehungen pro Minute) ändert bis auf Nrmax (zum Beispiel 2000 Umdrehungen pro Minute), ändert sich die maximale Ausgangsleistung f(Ne), die von dem Antriebsmotor erzeugt werden kann, von einem minimalen Wert Fmin bis zu dem maximalen Wert Fmax. Das Diagramm zeigt eine charakteristische Linie, die für den Antriebsmotor 4 typisch ist. Die Funktion f2(Ne) basiert auf der Annahme, dass die maximale Ausgangsleistung f(Ne) des Antriebsmotors 4 auf einem konstanten Wert von f2 = Fmin innerhalb eines Bereichs von 0 ≤ Ne ≤ Nrmin gehalten wird. Die Funktion f3(Ne) basiert auf der Annahme, dass die maximale Ausgangsleistung f(Ne) des Antriebsmotors 4 auf einem konstanten Wert f3 = Fmax gehalten wird innerhalb eines Bereichs Nrmax ≤ Ne ≤ Nemax.
Der Antriebsmotor 4 treibt nicht nur den Wechselstromgenerator 5 an, sondern auch andere Antriebsmotorlasten 18. Die anderen Antriebsmotorlasten 18 umfassen: eine Hydraulikpumpe 18a zur Auf- und Ab-Bewegung der Ladefläche des Kippers und zum Antrieb eines Hydrauliksystems, welches für die Lenkung verwendet wird, einen Kühlventilator, der nicht gezeigt ist, wobei der Kühlventilator dazu verwendet wird, einen Radiator mit Luft zu beaufschlagen und einen zweiten (nicht gezeigten) Generator zum Antrieb eines elektrischen Ventilators (nicht gezeigt), der dazu verwendet wird, den Wechselstromgenerator 5 zu kühlen, den Gitterwiderstand 9, die Elektromotoren 12R, 12L und die Steuereinheiten 3, 7. Motorleistungswerte, die zuvor ausgewählt wurden, um die anderen Antriebsmotorlasten 18 zu betreiben, werden in 10 durch die Kurve d(Ne) dargestellt. Die Motorleistung d(Ne) ist auf Werte festgelegt, die etwas größer sind als die gleichzeitig durch die anderen Antriebsmotorlasten 18 konsumierte Motorleistung, so dass eine ausreichende Marge der Motorleistung d(Ne) übrig bleibt. In dieser Beschreibung wird diese Motorleistung die Verlustmotorleistung genannt.
Wie im Fall der Funktion f(Ne) werden die Funktionen g1(Ne), g2(Ne) und g3(Ne) zu einer Funktion g(Ne) der Verlustmotorleistung kombiniert. Im Fall der Funktion g1(Ne) ändert sich die Verlustmotorleistung g1(Ne) von einem Minimalwert Gmin bis zu einem Maximalwert Gmax, wenn sich die Motordrehzahl Ne von Mrmin (zum Beispiel 750 Umdrehungen pro Minute) bis auf Mrmax (zum Beispiel 2000 Umdrehungen pro Minute) ändert. Die Funktion g2(Ne) basiert auf der Annahme, dass die Verlustmotorleistung g(Ne) auf einen konstanten Wert g2 = Gmin innerhalb eines Bereichs von 0 ≤ Ne ≤ Nrmin gehalten wird. Die Funktion g3(Ne) basiert auf der Annahme, dass die Verlustmotorleistung g(Ne) auf einem konstanten Wert g3 = Gmax innerhalb eines Bereichs Nrmax ≤ Ne ≤ Nemax gehalten wird.
In 10 ist Nr, welches die Differenz (f(Ne) – g(Ne)) zwischen f(Ne) und g(Ne) ist, die gesamte effektive maximale Motorleistung, die an den Elektromotoren 12R, 12L anliegt. Mit anderen Worten, Nr = (f(Ne) – g(Ne)) ist die maximale verfügbare Motorleistung (ein zugewiesener Motorleistungswert) für die Elektromotoren 12R, 12L, die zur Fortbewegung benutzt werden, die aus der maximalen Motorausgangsleistung f(Ne) gewonnen werden kann, die von dem Antriebsmotor (4) erzeugt wird. Die maximale Ausgangsmotorleistung der Elektromotoren 12R, 12L kann diesen Wert nicht überschreiten (genauer: Mr = f(Ne) – g(Ne)).
Die Funktion Nr(Ne) der maximalen Motorausgangsleistung wird aufgrund der oben beschriebenen Überlegungen festgelegt. Die obere Grenze der Ausgangsmotorleistung Pmax pro Elektromotor 12R oder 12L wird durch folgende Gleichung beschrieben: Pmax = Mr/2 = (f(Ne) – g(Ne))/2
In einem Schritt 112 wird auf der Grundlage des Maß der Betätigung des Gaspedals p, welches in Schritt 101 ausgelesen wurde, die erste Zielmotorausgangsleistung Pm1 berechnet, die dem infrage stehenden Maß der Betätigung des Gaspedals p entspricht mit Bezug auf eine Datentabelle, die die Beziehung zwischen dem Maß der Betätigung des Gaspedals und der Zielmotorausgangsleistung wiedergibt, wobei die Datentabelle durch die Funktion Bm1 (b) der ersten Zielmotorleistung während des Vorwärtsfahrbetriebs ausgedrückt wird, die in 11 gezeigt ist (Block 213 in 2).
In 11 ist die Funktion Pm1(p) wie folgt aufgebaut: wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals gleich 0 ist, ist die erste Zielmotorausgangsleistung Pm1 = 0, in einem Zustand, in dem das Gaspedal sehr wenig heruntergetreten ist (genauer ausgehend von einem Punkt X1 in 11), steigt Pm1 an, anschließend steigt die Steigungsrate von Pm1 von einem Punkt X2 an und dann an einem Punkt X3, an dem das Maß der Betätigung des Gaspedals geringer als das maximale Maß pmax ist, erreicht Pm1 die maximale Motorleistung Pmax, die von den Elektromotoren 12R, 12L erzeugt werden kann. Das Maß der Betätigung des Gaspedals px3 am Punkt X3, welches in 11 gezeigt ist, zum Beispiel, um 95% des maximalen Maß der Betätigung des Gaspedals pmax.
In einem Schritt 113 wird auf der Grundlage des Maßes der Betätigung des Gaspedals p, welches in Schritt 101 ausgelesen wurde, die zweite Zielmotorleistung Pm2 berechnet, die einem Maß der Betätigung des Gaspedals p entspricht, mit Bezug auf eine Datentabelle, die das Verhältnis zwischen dem Maß der Betätigung des Gaspedals und der Zielmotorausgangsleistung angibt, wobei die Datentabelle durch die Funktion Pm2(p) der zweiten Zielmotorausgangsleistung während des Rückwärtsfahrens ausgedrückt ist (Block 214 in 2).
In 12 ist die Funktion Pm2(p) so aufgebaut, dass, obwohl die zweite Zielmotorausgangsleistung Pm2 mit dem Anstieg des Maßes der Betätigung des Gaspedals p ansteigt, der Maximalwert der zweiten Zielmotorausgangsleistung kleiner wird als der Maximalwert Pm1max in der Funktion Pm1(p), der für die Vorwärtsbewegung verwendet wird. Gleichzeitig kann die Zielmotorausgangsleistung zum Rückwärtsbewegen ebenso bestimmt werden durch Multiplikation der Zielmotorausgangsleistung, die durch die Funktion Pm1(p) be stimmt ist und für die Vorwärtsbewegung benutzt wird, mit einer positiven Konstante, deren Betrag ≤ 1 ist.
In den Schritten 114 bis 117 ist die Zielmotorleistung Pm0 der Elektromotoren 12R, 12L (im Folgenden "Zielmotorausgangsleistung" genannt) gleich 0 gesetzt (Pm0 = 0), wenn die Zustandsgröße S des Schalthebels 16, die in Schritt 101 ausgelegen ist, N ist (neutral). Wenn die Zustandsgröße des Schalthebels 16F (vorwärts) ist, ist die Zielmotorleistung Pm0 der Elektromotoren 12R, 12L (im Folgenden "Zielmotorausgangsleistung" genannt) auf den Wert Pm1 (Pm0 = Pm1) gesetzt. Wenn die Zustandsgröße S des Schalthebels 16R (rückwärts) ist, wird die Zielmotorausgangsleistung Pm0 auf Pm2 (Pm0 = Pm2) gesetzt (Blöcke 214, 216 in 2).
In einem Schritt 118 wird der kleinere Wert von dem oberen Grenzwert Pmax der Motorausgangsleistung und der Zielmotorausgangsleistung Pm0 ausgewählt und als Zielmotorausgangsleistung Pm verwendet (Block 217 in 4). Pm = min(Pmax, Pm0)
Genauer gesagt, in dem Schritt 118 (Block 117 in 4) wird die Zielmotorausgangsleistung Pm, die an die Elektromotoren 12R, 12L angelegt wird, begrenzt, so dass die Zielmotorausgangsleistung Pm nicht den Wert Pmax oder mehr einnimmt. Diese Zielmotorausgangsleistung Pm entspricht der instruierten Motorleistung MR, ML, die in 1 gezeigt ist (MR = ML = PM).
In einem Schritt 121 wird das Zielmotordrehmoment Tr1R, Tr1L aus der Zielmotorausgangsleistung Pm sowie der Drehgeschwindigkeit ωR, ωL der Elektromotoren 12R, 12L berechnet, die im Schritt 101 ausgelesen wurden, wobei die Berechnung jeweils mit den folgenden Gleichungen ausgeführt werden (Blöcke 121, 122 in 4). Tr1R = K1 × Pm/ωR Tr1L = K1 × Pm/ωLwobei K1: eine Konstante bezeichnet, die verwendet wird, um das Drehmoment aus der Motorleistung und der Drehgeschwindigkeit zu berechnen.
13 zeigt ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Zielmotorausgangsleistung Pm, der Drehgeschwindigkeit ωR, ωL der Elektromotoren 12R, 12L und des Zielmotor-Drehmoments Tr1R, Tr1L darstellt. Wenn die Zielmotorausgangsleistung Pm bestimmt ist, werden das Zielmotordrehmoment Tr1R, Tr1L in Reaktion auf die Drehgeschwindigkeit ωR, ωL zu diesem Zeitpunkt jeweils bestimmt. Zum Beispiel, wenn die Motordrehgeschwindigkeit ωR, ωL ω1 ist, wird das Zielmotordrehmoment Tr1R = Pm((ω1), Tr1L = Pm((ω1). Darüber hinaus, wenn zum Beispiel der Kipper eine Aufwärtssteigung anfährt, steigt das Lastdrehmoment der Motoren 12R, 12L und die Motordrehgeschwindigkeit ωR, ωL sinkt entsprechend, mit dem Ergebnis, dass das Zielmotordrehmoment Tr1R, Tr1L in Reaktion auf den Anstieg des Last-Drehmoments. Im Gegensatz dazu, wenn das Lastdrehmoment der Elektromotoren 12R, 12L sinkt, sinkt jeweils auch das Zielmotordrehmoment Tr1R, Tr1L. Andererseits, wenn die Zielmotorausgangsleistung Pm steigt, steigen das Zielmotordrehmoment Tr1R, Tr1L in Reaktion auf den Anstieg der Zielmotorleistung Pm. Wenn das Motorlastdrehmoment zu diesem Zeitpunkt konstant ist, steigt die Motordrehgeschwindigkeit ωR, ωL entsprechend. Im Gegensatz dazu, wenn die Zielmotorausgangsleistung Pm sinkt, während das Motorlastdrehmoment konstant gehalten wird, sinkt die Motordrehgeschwindigkeit ωR, ωL entsprechend.
In Schritt 122 wird auf der Basis der Drehgeschwindigkeit ωR, ωL der Elektromotoren 12R, 12L, die in Schritt 101 ausgelesen wur de, das maximale Motordrehmoment Trmax1 berechnet, welches der Drehgeschwindigkeit ωR, ωL entspricht, mit Bezug auf eine Datentabelle, die die Beziehung zwischen der Motordrehgeschwindigkeit und des maximalen Motor-Drehmoments darstellt, wobei die Datentabelle durch eine Funktion Trmax1 (ω) des maximalen Motor-Drehmoments, welches in 14 gezeigt ist, ausgedrückt ist (Blöcke 223, 224 in 4).
In 14 ist die Funktion Trmax1 (ω) auf der Grundlage der Spezifikationen der Einheiten, die das Antriebssystem bilden, aufgebaut. Die Spezifikationen enthalten: den maximalen Wert des Stroms, den die Inverter 73R, 73L an die Elektromotoren 12R, 12L liefern können, einen Ausgangsgrenzwert eines Steuerelements, wie ein IGWD oder GTO, die in den Invertern 73R, 73L enthalten sind und die Festigkeit jeder Motorwelle. Wie in 14 zum Beispiel gezeigt ist, wird das maximale Motordrehmoment Trmax1 zu Trmax1(ω)1, wenn die Motordrehgeschwindigkeit ωR, ωL ω1 ist. Der maximale Wert des maximalen Motor-Drehmoments Trmax1 ist Trmax.
In einem Schritt 123 wird auf der Basis des Maßes der Betätigung des Gaspedals p, welches in Schritt 101 ausgelesen wurde, das Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2 berechnet, welches dem in Frage stehenden Maß der Betätigung des Gaspedals p entspricht, mit Bezug auf eine Datentabelle, die die Beziehung zwischen dem Maß der Betätigung des Gaspedals und dem Motorbeschleunigungsdrehmoment wiedergibt, wobei die Datentabelle durch eine Funktion Trmax2 (p) des Motorbeschleunigungsdrehmoments ausgedrückt wird (Block 225 in 4).
Die Funktion Trmax2 (p) beschreibt Eigenschaften eines Beschleunigungs-Drehmomentgrenzwertes.
In 15 ist die Funktion Trmax2 (p) folgendermaßen aufgebaut: wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals 10 ist, d. h., es findet keine Betätigung statt, fällt das Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2 in einen niedrigen Drehmomentbereich, der für eine sehr langsame Bewegung geeignet ist (vorzugsweise wird das Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2 auf dem minimalen Drehmomentwert Trmax2a gehalten), wenn sich das Maß der Betätigung des Gaspedals in einem Bereich zwischen 0 und einem mittleren Arbeitswert pc1 befindet, was ein sehr kleines Arbeitswertefeld umfaßt, steigt das Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2 von einem minimalen Drehmomentwert Trmax2a bis zu einem höheren Drehmomentwert Trmax2b, der in einen Drehmomentbereich fällt, der für eine sehr langsame Fortbewegung geeignet ist; wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals p innerhalb eines Bereichs zwischen dem mittleren Betätigungswert Pc1 und dem Arbeitswert Pc2 liegt, der kleiner ist als der maximale Betriebswert pmax, steigt mit dem Anstieg des Maßes der Betätigung des Gaspedals p das Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2 von einem Drehmomentwert Trmax2b auf den maximalen Drehmomentwert Trmax, der der maximale Wert des in 14 gezeigten maximalen Motor-Drehmoments Trmax1 ist, mit einer Steigerungsrate, die höher ist als die innerhalb des Bereiches zwischen 0 und dem Arbeitswert Pc1, und wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals p den Wert pc2 übersteigt, wird das Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2 konstant und hat den maximalen Wert Trmax. Der Drehmomentbereich, der für sehr langsames Fahren geeignet ist, ist der Bereich zwischen 15 und 50% des Maximalwertes Trmax (das maximal erlaubbare Motor-Drehmoment) des maximalen Motor-Drehmoments Trmax1, welches in 14 gezeigt ist. Es ist wünschenswert, dass das minimale Drehmoment Trmax2a zu diesem Zeitpunkt auf einem Wert zwischen 15 und 30% des Maximalwertes Trmax liegt. Bei dem in der Figur gezeigten Beispiel beträgt das minimale Drehmoment Trmax2a 20% des Maximalwertes Trmax. Es ist wünschenswert, dass das höhere Drehmoment Trmax2d, welches in den hohen Drehmomentbereich fällt, der für sehr langsames Fahren geeignet ist, sich in dem Bereich von 30–50% des Maximalwertes Trmax befindet. In dem in der Figur gezeigten Beispiel ist das höhere Drehmoment Trmax2b 40% des Maximalwertes Trmax.
Es ist wünschenswert, dass der mittlere Arbeitswert pc1 sich zwischen 40 und 60% des maximalen Arbeitswertes pmax bewegt. In dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel ist der mittlere Arbeitswert pc1 50% des maximalen Arbeitswertes pmax. Es ist wünschenswert, dass der Betriebswert pc2, bei dem das Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2 maximal wird, sich innerhalb des Bereiches zwischen 70 und 95% des maximalen Betriebswertes pmax befindet. Bei dem in der Figur gezeigten Beispiel beträgt der Betriebswert pc2 80% des maximalen Betriebswertes pmax.
In einem Schritt 124 werden Vergleiche angestellt zwischen dem Zielmotordrehmoment Tr1R, Tr1L, die in Schritt 121 bestimmt wurden, und dem maximalen Motordrehmoment Trmax1, das in Schritt 122 bestimmt wurde, sowie dem Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2, das in Schritt 123 bestimmt wurde, um zwischen diesen die minimalen Werte zu selektieren, so dass die selektierten Werte als Motordrehmomentbefehlswerte TrR, TrL jeweils verwendet werden können (Blöcke 226, 227 in 4). Genauer gesagt: TrR = min(Tr1R, Trmax1, Trmax2) TrL = min(Tr1L, Trmax1, Trmax2)
In einem Schnitt 125 wird die Zielmotordrehgeschwindigkeit Nr, die in Schritt 105 oder 106 bestimmt worden ist, an eine elektronische Steuerung 4a des Antriebsmotors 4 als ein Steuerbefehl übertragen.
Die in den Schritten 101 bis 118 durchgeführte Verarbeitung (Blöcke 201 bis 217 in 4), die Verarbeitung, die in Schritt 123 ausgeführt wird (Block 225 in 3) und die Verarbeitung, die in Schritt 125 durchgeführt wird, finden alle in der zentralen Steuereinheit 3 statt. Andererseits sind die Verarbeitungen, die in den Schritten 121, 122, 124 (Blöcke 221 bis 224 und Blöcke 226, 227 in 4) sind Verarbeitungen, die durch die Drehmomentbefehlsoperationseinheiten 71R, 71L der Invertersteuereinheit 7 durchgeführt werden.
In einem Schritt 126 werden die Motor-Drehmomentbefehlswerte TrR, TrL, die durch die Motorsteuerungsbetriebseinheiten 72R, 72L bestimmt wurden, und in der Invertersteuereinheit 7 enthalten sind, wobei diese Werte im Schritt 123 bestimmt wurden, an den Inverter 73R, 73L als Befehle geschickt, so dass die Drehmomente der Elektromotoren 12R, 12L jeweils gesteuert werden.
In der obenstehenden Beschreibung bedeutet die in den Schritten 111 bis 124 und 126 (Blöcke 211 bis 227) eine Motorsteuerung zum Steuern der Inverter 73R, 73L in Reaktion auf das Maß der Betätigung des Gaspedals 1 und daher das Steuern der Elektromotoren 12R, 12L. Die in den Schritten 102 bis 106 und 125 (Blöcke 201 bis 203) durchgeführte Verarbeitung bildet eine Antriebsmotorsteuerung, die folgende Schritte aufweist: Wenn der Schalthebel 6 sich in neutraler Position befindet: Berechnen der Zieldrehzahl, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals 1 entspricht auf der Basis erster Zieldrehgeschwindigkeitscharakteristika (die Funktion Nr1(p)), die geeignet sind, um die hydraulische Arbeitspumpe zu steuern, um die elektronische Steuerung 4a auf der Basis dieser Zieldrehzahl zu steuern und wenn der Schalthebel 6 sich in Vorwärtsrichtung befindet: Berechnen der Zieldrehzahl, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals 1 entspricht auf der Grundlage zweiter Zieldrehzahlcharakteristika (die Funktion Nr2(p)), die geeignet sind, um die Elektromotoren 12R, 121, zu steuern, um die elektronische Steuerung 4a auf der Basis dieser Zieldrehzahl zu steuern.
Der Schritt 102 (Block 201) bildet erste Zieldrehzahlberechnungsmittel zum Berechnen der ersten Zieldrehzahl Nr1, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals 1 entspricht, auf der Basis der ersten Zieldrehzahlcharakteristika. Der Schritt 103 (Block 202) bildet zweite Zieldrehzahlberechnungsmittel zum Berechnen der zweiten Zieldrehzahl Nr2, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals 1 entsprechen auf der Basis der zweiten Zieldrehzahlcharakteristika. Die Schritte 104 bis 106 (Block 203) bilden Zieldrehzahlberechnungsmittel um, wenn sich der Schalthebel 16 in der neutralen Position N befindet, die erste Zieldrehzahl Nr1 auszuwählen, die durch die ersten Zieldrehzahlberechnungsmittel berechnet wurden und um, wenn der Schalthebel 16 sich in der Vorwärts-Stellung F befindet, die zweite Zieldrehzahl Nr2 auszurechnen, die mit dem zweiten Zieldrehzahlberechnungsmittel berechnet wurde. Darüber hinaus bilden gemäß der obigen Beschreibung die in den Schritten 112 bis 117 durchgeführten Verarbeitungen (Blöcke 213 bis 216) Zielmotorausgangsleistungsberechnungsmittel zum Berechnen der Zielmotorausgangsleistung Pm0, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals 1 entspricht. Die in dem Schritt 221 durchgeführte Verarbeitung (Blöcke 221 und 222) bilden Zielmotordrehmomentberechnungsmittel zum Berechnen des Zielmotor-Drehmoments Tr1R, Tr1L auf der Grundlage der Zielmotorausgangsleistung Pm0 und der Drehgeschwindigkeit ωR, ωL der Elektromotoren 12R, 12L. Die in dem Schritt 123 (Block 225) durchgeführte Verarbeitung bildet Beschleunigungsdrehmomentgrenzwertberechnungsmittel von Grenzwerten für die Beschleunigungsdrehmomente (das Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2) der Elektromotoren 12R, 12L entsprechend dem Maß der Betätigung des Gaspedals 1. Die im Schritt 124 durchgeführte Verarbeitung (Blöcke 226, 227) bilden Motordrehmomentbefehlswertbestimmungsmittel zum Auswählen des Zielmotor- Drehmoments, wenn die Beschleunigungsdrehmomentgrenzwerte (das Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2) größer sind als das Zielmotordrehmoment Tr1R, Tr1L, und um, wenn die Beschleunigungsdrehmomentgrenzwerte (das Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2) kleiner sind als das Zielmotordrehmoment Tr1R, Tr1L, die Beschleunigungsdrehmomentgrenzwerte als Motor-Drehmomentbefehlswerte TrR, TrL auszusuchen. Die in dem Schritt 126 durchgeführte Verarbeitung und die Drehmomentbefehlsarbeitseinheiten 71R, 71L und die Motorsteuerungsbetriebseinheiten 71R, 71L, die in der Invertersteuereinheit 7 enthalten sind, bilden Invertersteuermittel zum Steuern der Inverter 73R, 73L auf der Basis der Motordrehmomentbefehlswerte TrR, TrL.
Als nächstes wird der Betrieb dieser Ausführungsform beschrieben.
Während sich der Kipper nicht fortbewegt, ist der Schalthebel 16 in der Stellung N (neutral). Wenn der Schalthebel 16 sich in der N-Stellung (neutral) befindet, ist die Zielmotorleistung Pm0 der Elektromotoren 12R, 12L gleich 0 (Pm0 = 0). Dementsprechend sind die Motoren nicht angetrieben.
Auf der Antriebsmotorseite wird eine in 5 gezeigte Datentabelle auf der Grundlage der Funktion Nr1(p) der ersten Zieldrehzahl während des Nichtfortbewegens ausgewählt.. Entsprechend wird die erste Zieldrehzahl Nr1, die durch die Funktion Nr1(p) bestimmt ist, als Zieldrehzahl Nr des Antriebsmotors 4 vorgegeben. Daher ist die Zieldrehzahl Nr des Antriebsmotors 4 750 Umdrehungen pro Minute, wenn das Gaspedal 1 nicht heruntergetreten ist, welches die Leerlaufdrehzahl darstellt. Dies macht es möglich, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Ferner, wenn das Gaspedal 1 heruntergetreten wird, steigt die Zieldrehzahl Nr des Antriebsmotors 4 von 750 Umdrehungen pro Minute auf 1900 Umdrehungen pro Minute, was die Nenndrehzahl ist, in Erwiderung auf das Maß der Betätigung des Gaspedals 1. Dies führt dazu, dass die Drehzahl des Antriebsmotors sich über einen weiten Bereich von dem Minimalwert auf den Maximalwert steigert. Als Ergebnis, wenn der Kipper angehalten wird, um eine Arbeit zu verrichten, bei der nur ein Hydrauliksystem betätigt wird (z. B. während des Auf- und Ab-Bewegens einer Ladefläche), ist es möglich, den Antriebsmotor 4 stabil zu betreiben und einen maximalen Durchsatz der Hydraulikpumpe 18a zu erzielen, so dass die Arbeitsgeschwindigkeit über einen großen Bereich eingestellt werden kann.
2. Während des normalen Fahrbetriebs
Während eines normalen Fahrbetriebs ist der Schalthebel 16 in der F-Position (Vorwärtsposition). Wenn der Schalthebel sich in der F-Position (Vorwärtsposition) befindet, wird auf der Seite des Elektromotors eine in 11 gezeigte Datentabelle, die in Schritt 112 berechnet wurde, selektiert, die auf der Funktion Pm1(p) der ersten Zielmotorausgangsleistung zur Zeit des Vorwärtsfahrens basiert.,. Dementsprechend wird die erste Zielmotorausgangsleistung Pm1, die durch die Funktion Pm1(p) bestimmt ist, als Zielmotorausgangsleistung Pm0 bestimmt.
Auf der Antriebsmotorseite wird eine Datentabelle selektiert, die auf der Funktion Nr2(p) der zweiten Zieldrehzahl während des Fahrens basiert, und in 6 gezeigt ist. Dementsprechend wird die zweite Zieldrehzahl Nr2, die durch die Funktion Nr2(p) bestimmt ist, als Zieldrehzahl Nr des Antriebsmotors 4 vorgesehen. Daher, zu einer Zeit, in der das Gaspedal nicht heruntergetreten ist, wird die Zieldrehzahl Nr des Antriebsmotors 4 750 Umdrehungen pro Minute, was die Leerlaufdrehzahl darstellt. Dies macht es möglich, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren und die Kraftstoffeffizienz zu steigern. Ferner, wenn das Gaspedal 1 während des Startens der Vorwärtsbewegung nur leicht heruntergetreten ist, steigt die Zieldrehzahl Nr des Antriebsmotors sofort auf 1300 Umdrehungen pro Minute, was eine mittlere Drehzahl ist. Danach, als Reaktion auf das Maß der Betätigung des Gaspedals, steigt die Zieldrehzahl Nr des Antriebsmotors 4 von 1300 Umdrehungen pro Minute auf 1900 Umdrehungen pro Minute, was die maximale Drehzahl (Nenndrehzahl) darstellt. Als ein Ergebnis wechselt die Drehzahl des Antriebsmotors 4 von der mittleren Drehzahl zu der maximalen Drehzahl mit einem guten Ansprechverhalten. Dementsprechend wird das Ansprechverhalten während des Heruntertretens des Gaspedals 1 verbessert, und eine exzellente Beschleunigungsleistung kann erzielt werden.
Ferner, wie in 7 gezeigt, wenn die maximale Drehzahl der Funktion Nr2(p) auf beispielsweise 1800 Umdrehungen pro Minute gesetzt wird, was niedriger ist als die Nenndrehzahl (1900 Umdrehungen pro Minute), ist die Ausgangsmotorleistung des Antriebsmotors 4 leicht abgesenkt, was dazu führt, dass die Fahrgeschwindigkeit leicht abnimmt. Es ist jedoch möglich, somit den Kraftstoffverbrauch während des Fahrens zu verringern. Dies ist oft der Fall, wenn der Kipper unter Bedingungen von Tagebau-Minen-Fahrzeugen bergauf fährt und die Ladefläche mit Erde und Sand und Erzen beladen ist, die Steigung der berauf führenden Straße gering ist (zum Beispiel nur 5 bis 7%). In einem solchen Fall verlangen manche Anwender, dass auf eine Verringerung des Kraftstoffverbrauch eine höhere Priorität gesetzt wird, selbst wenn die Fahrgeschwindigkeit etwas abnimmt. Indem die maximale Drehzahl auf einen Wert festgelegt wird, der geringer als die Nenndrehzahl ist, ist es möglich, solche Benutzeranforderungen zu erfüllen.
Wie in 8 gezeigt, wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals 1 0 ist, wird die zweite Zieldrehzahl Nr sofort die mittlere Drehzahl Nr2mid, die höher als die Leerlaufdrehzahl ist, selbst wenn das Gaspedal nicht betätigt wird, und der Antriebsmotor 4 wird so gesteuert, dass er auf einer mittleren Drehzahl Nr2mid gehalten wird.
Dementsprechend steigt der Kraftstoffverbrauch im Vergleich zu dem in 6 gezeigten Beispiel. In diesem Fall ist jedoch das Ansprechverhalten während des Heruntertretens des Gaspedals 1 weiter verbessert. Dies macht es möglich, die Beschleunigungsfähigkeit während des Fahrens noch weiter zu verbessern.
Ferner ist es möglich, wenn das Gaspedal 1 fast ganz heruntergetreten ist, in Schritt 123 das Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2, den Maximalwert Trmax des maximalen Motor-Drehmoments Trmax1 aus einer Datentabelle zu bestimmen, die auf der Funktion Trmax2(p) des Motorbeschleunigungs-Drehmoments basiert, das in 15 gezeigt ist. Daher wird das Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2 zur Steuerung (Fahrtsteuerung) der Elektromotoren 12R, 12L nicht begrenzt. Daher, da die Elektromotoren 12R, 12L auf der Grundlage der ersten Zielmotorausgangsleistung Pm1 (der Zielmotorausgangsleistung Pm0), die in Schritt 112 berechnet wurde, gesteuert werden, ist es möglich, ein exzellentes Handhabungsgefühl zu erreichen, bei dem das Maß der Betätigung des Gaspedals 1 in guter Balance mit der Ausgangsmotorleistung der Elektromotoren 12R, 12L steht.
Darüber hinaus wird in einem Schritt 111 auf der Seite der Elektromotoren die verfügbare maximale Motorleistung Pmax für die Elektromotoren 12R, 12L in Reaktion auf die Drehzahl des Antriebsmotors 4 berechnet. Dann wird in einem Schritt 118 die Zielmotorausgangsleistung Pm0 begrenzt, um somit nicht die maximale Motorleistung Pmax zu überschreiten. Daher steigt die Drehzahl des Antriebsmotors 4 nicht ausreichend wenn eine Beschleunigung zum Zeitpunkt des Starts der Fortbewegung ausgeführt wird, was dazu führt, dass die Zielmotorausgangsleistung Pm0 die maximale Motorleistung Pmax überschreitet. Selbst in einem solchen Fall wird die Zielmotorausgangsleistung Pm0 auf die maximale Motorleistung Pmax begrenzt. Dementsprechend ist es möglich zu verhindern, dass der Antriebsmotor 4 beschädigt wird.
3. Während sehr langsamer Vorwärtsbewegung
Während sehr langsamer Vorwärtsbewegung ist der Schalthebel 16 in der F-Stellung (Vorwärts-Stellung). Das Gaspedal ist nur sehr wenig heruntergedrückt. Zu diesem Zeitpunkt wird auf der Seite der Elektromotoren die erste Zielmotorausgangsleistung Pm1 auf der Basis der Funktion Pm1(p) der ersten Zielmotorausgangsleistung während des Vorwärtsfahrens berechnet, wie in 11 gezeigt, als die Zielmotorausgangsleistung Pm0. Auf der Seite des Antriebsmotors wird die erste Zieldrehzahl Nr1 auf der Grundlage der Funktion Nr1(p) der ersten Zieldrehzahl während des Nichtfahrens als Zieldrehzahl Nr des Antriebsmotors 4 bestimmt, wie in 6 gezeigt ist. Die oben beschriebene Verarbeitung, die auf der Seite der Elektromotoren durchgeführt wird, und die Verarbeitung, die auf der Seite des Antriebsmotors durchgeführt wird, sind die gleichen wie die Verarbeitungen, die während der normalen Fortbewegung durchgeführt werden.
Ferner wird auf der Seite der Elektromotoren, wenn das Gaspedal 1 nur sehr wenig heruntergetreten wird, d. h. wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals 1 zum Beispiel zwischen 0 und 50% liegt, ein Wert zwischen 20 bis 40% des maximalen Wertes Trmax des maximalen Motor-Drehmoments Trmax1 als Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2 auf der Grundlage der Funktion Trmax2(b) des Motorbeschleunigungs-Drehmoments bestimmt, wie in 15 gezeigt. Dann wird in Schritt 124, in dem der Minimumwert ausgesucht wird, unter dem Zieldrehmoment Tr1R, Tr1L, dem maximalen Motordrehmoment Trmax1 und dem Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2, das Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2 als Motordrehmomentbefehlswerte TrR, TrL ausgewählt. Somit kann das Drehmoment während des Fahrens zum Zeitpunkt der Betätigung des Gaspedals 1 in nur sehr kleinem Ausmaß sowie eine Änderung des Drehmoments auf kleinere Werte reduziert werden. Dies macht es möglich, eine exzellente Kontrollierbarkeit zu erzielen und erleichtert es, während sehr langsamer Fahrt sehr präzise zu rangieren.
16 ist ein Diagramm, welches das Ergebnis der Wahl des minimalen Werts aus dem Zielmotordrehmoment Tr1R, Tr1L und dem Motorbeschleunigungsdrehmoment Trmax2 im Schritt 124 (Blöcke 226, 227) zeigt. In der Figur entsprechen jeweils A, B, C, D, E den Punkten A, B, C, D, E in den 11 und 15.
Wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals jedem der Punkte A, B, C, D und E in 11 entspricht, wird das Zielmotordrehmoment Tr1RA, Tr1LA durch Tr1RE, Tr1LE (im Folgenden bezeichnet als Tr1A – Tr1E), welches mit durchgezogenen Linien und gestrichelten Hyperbeln in 16 gezeigt ist, aus der ersten Zielmotorausgangsleistung berechnet, die jeweils jedem der Punkte A, B, C, D und E in 11 entspricht und aus der Funktion Tm1(p) der ersten Zielmotorausgangsleistung. Ferner, wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals jedem der Punkte A, B, C, D, E in 15 entspricht, werden in Schritt 123 (Block 225) die Motorbeschleunigungsdrehmomente Trmax2A bis Trmax2E berechnet, die in 16 als durchgezogene gerade Linien illustriert sind aus der Funktion Trmax2(p) des Motorbeschleunigungsdrehmoments. In Schritt 124 (Blöcke 226, 227) wird der kleinere Wert dieser Werte ausgewählt. Als Ergebnis bekommt man die Motordrehmomentbefehlswerte TrR, TrL, wie sie mit den durchgezogenen Linien in 16 dargestellt sind.
In 16 sind die Motordrehmomentbefehlswerte, die mit den durchgezogenen Linien A, B, C illustriert sind, Werte, die erhalten werden, wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals p kleiner als 50% ist. Der maximale Wert davon ist durch die Motorbeschleunigungsdrehmomente Trmax2A bis Trmax2C reduziert auf einen klei nen Wert, der zwischen 20 und 40% des Maximalwertes Trmax des maximalen Motor-Drehmoments Trmax1 beträgt.. Ferner, wie man zum Beispiel aus dem Vergleich zwischen ΔTAB1 und ΔTAB2 (ΔTAB1 < ΔTAB2) und durch den Vergleich zwischen ΔTBC1 und ΔTBC2 (ΔTBC1 < ΔTBC2) erkennt, ist die Änderung in dem Motordrehmomentbefehlswert, der der Änderung in dem Maß der Betätigung des Gaspedals zum Zeitpunkt der Betätigung des Gaspedals entspricht ebenfalls auf einen Wert reduziert, der kleiner ist als der Wert der Änderung des Motordrehmomentbefehlswertes eines jeden Zielmotor-Drehmoments Tr1A bis Tr1E.
Durch Reduzieren des Maximalwertes des Motordrehmomentbefehlswertes auf einen kleineren Wert, wobei der Wert des Maßes der Betätigung des Gaspedals p kleiner als 50% gehalten wird und durch Reduzierung der Änderung des Motordrehmomentbefehlswertes, der der Änderung des Wertes für das Maß der Betätigung des Gaspedals zum Zeitpunkt des Betätigens des Gaspedals entspricht, auf einen kleineren Wert, werden daher das Fahrdrehmoment durch die Elektromotoren 12R, 12L zum Zeitpunkt der Betätigung des Gaspedals und eine Änderung des betreffenden Fahr-Drehmoments kleiner, was dazu führt, dass die Änderung der Fahrgeschwindigkeit geringer wird. Dies macht es möglich, die Kontrollierbarkeit während sehr langsamer Fahrt zu verbessern.
Wie oben beschrieben wird das maximale Drehmoment zum Steuern der Elektromotoren 12R, 12L auf einen Wert zwischen 20 und 40% reduziert, wenn der Wert des Maßes der Betätigung des Gaspedals zwischen 0 und 50% liegt, und wenn der Wert des Maßes der Betätigung des Gaspedals 50% oder mehr beträgt, wird das maximale Drehmoment angehoben, und wenn der Wert des Maßes der Betätigung des Gaspedals 1 fast 100% erreicht, wird ein Grenzwert für das maximale Drehmoment auf 100% gesetzt. Als ein Ergebnis ist es möglich, während normaler Fahrt ein exzellentes Handha bungsgefühl zu erreichen, bei dem das Maß der Betätigung des Gaspedals 1 gut mit der Ausgangsleistung der Elektromotoren 12R, 12L ausbalanciert ist. Wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals 1 klein ist, ist es durch die Begrenzung des Drehmoments und die Begrenzung der Änderung des Drehmoments auf kleine Werte möglich, eine exzellente Kontrollierbarkeit während sehr langsamer Fahrt zu erzielen, und es ist leicht, delikate Rangiermanöver zu vollziehen.
Ferner, wenn das Hydrauliksystem während des Nichtfahrens angetrieben wird (zum Beispiel wenn die Ladefläche auf und ab bewegt wird und der Schalthebel 16 sich in der N-Stellung ohne Fahrbetrieb befindet), liegt zum Beispiel die Zieldrehzahl zwischen 750 und 1900 Umdrehungen pro Minute in Reaktion auf das Maß der Betätigung des Gaspedals 1. Während der Fahrt, während der sich der Schalthebel 16 in F-Position oder in R-Position befindet, liegt zum Beispiel die Zieldrehzahl des Antriebsmotors 4 zwischen 1300 und 1900 Umdrehungen pro Minute abhängig vom Maß der Betätigung des Gaspedals 1. Wenn daher das Hydrauliksystem während des Nichtfahrens betrieben wird, ist es möglich, den Antriebsmotor stabil zu betreiben und den maximalen Durchsatz durch die Hydraulikpumpe zu erzielen, so dass die Arbeitsgeschwindigkeit über einen weiten Bereich eingestellt werden kann. Während des Fahrens ist das Ansprechverhalten während des Heruntertretens verbessert, was es möglich macht, eine exzellente Beschleunigung zu erreichen. Ferner, selbst während des Fahrens, wenn der Schalthebel 16 sich in der F- oder R-Position befindet, wird die Zieldrehzahl des Antriebsmotors 4 zur minimalen Drehzahl zum Zeitpunkt des Nichtbetätigens des Gaspedals 1. Somit ist es möglich, die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 17–19 beschrieben. Gemäß dieser Ausführungsform wird ein Grenzwertverhältnis für das Motordrehmoment bestimmt, anstatt das Motorbeschleunigungsdrehmoment aus dem Maß der Betätigung des Gaspedals zu bestimmen.
17 zeigt ein Blockdiagramm ähnlich dem von 2, welches die Verarbeitungsschritte eines Antriebssystems nach dieser Ausführungsform illustriert. 18 ist ein Flussdiagramm, welches die Verarbeitungsschritte zeigt, und dem Flussdiagramm in 4 entspricht, welches zur ersten Ausführungsform gehört.
Bei dieser Ausführungsform sind die Verarbeitungsschritte zur Steuerung auf der Antriebsmotorseite (Verarbeitungsschritte 101–106 in 3) und die Verarbeitungsschritte, bevor das maximale Motordrehmoment auf der Seite der Elektromotoren berechnet wird (Verarbeitungsschritte vor Schritt 111 in 2 bis Schritt 122 in 4) die gleichen wie die der ersten Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform wird in Schritt 122 das maximale Motordrehmoment Trmax1 aus der Drehgeschwindigkeit ωR, ωL der Elektromotoren 12R, 12L und der Funktion Trmax1(ω) des maximalen Motordrehmoments berechnet. Danach wird in Schritt 131 ein Motordrehmomentgrenzverhältnis Kmax berechnet, das dem Maß der Betätigung des Gaspedals 1 entspricht, mit Bezug auf eine Datentabelle, die das Verhältnis zwischen dem Maß der Betätigung des Gaspedals und dem Motordrehmomentgrenzverhältnis zeigt, wobei die Datentabelle eine Funktion Kmax(p) des Motordrehmomentgrenzverhältnisses darstellt, die in 19 gezeigt ist (Block 225A in 17).
In 19 wird die Funktion Kmax(b) dargestellt, indem ein Grenzverhältnis (in Prozent) auf der Koordinate aufgetragen wird bei der Funktion des Motorbeschleunigungsdrehmoments, welches in 15 gezeigt ist, und in dem ein Zahlenwert des Grenzverhältnisses ausgetauscht wird durch einen Anteil (in Prozent) des maximal erlaubbaren Motordrehmoments Trmax.
In einem Schritt 132 wird das maximale Motordrehmoment Trmax1 multipliziert mit dem Motordrehmomentgrenzverhältnis Kmax, das in Schritt 131 bestimmt wurde, und das maximale Motordrehmoment Trmax2 (Blöcke 231, 232 in 17) berechnet.
In einem Schritt 131 wird das Zielmotordrehmoment Tr1R, Tr1L mit dem maximalen Motordrehmoment Trmax2 verglichen, welches in Schritt 132 bestimmt wurde, um den Minimumwert von den beiden auszuwählen, so dass die ausgewählten Werte als Motordrehmomentbefehlswerte TrR, TrL jeweils verwendet werden (Blöcke 233, 234 in 17).
Genauer gesagt: TrR = min(Tr1R, Trmax2) TrL = min(Tr1L, Trmax2)
Die folgenden Schritte 125, 126 sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform, die mit Bezug auf 4 beschrieben sind. Die Zielmotordrehzahl wird der elektronischen Steuerung 4a des Antriebsmotors 4 als ein Befehl übermittelt, und die Motordrehmomentbefehlswerte TrR, TrL werden den Invertern 73R, 73L als Befehle übermittelt
Bei der obenstehenden Beschreibung, wie dies bei der Verarbeitung der Fall ist, die in Schritt 123 (Block 225) bei der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, bildet die Verarbeitung, die in den Schritten 131, 132 (Blöcke 225A, 231, 232) durchgeführt wird, Beschleunigungsdrehmomentgrenzwertberechnungsmittel zum Berechnen der Beschleunigungsdrehmomentgrenzwerte (das maximale Motordrehmoment Trmax2) der Elektromotoren 12R, 12L, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals 1 entsprechen. Wie in dem Fall der Verarbeitung, die in Schritt 124 (Blöcke 226, 227) der ersten Ausführungsform durchgeführt werden, bildet die Verarbeitung, die in Schritt 133 durchgeführt wird (Blöcke 233, 234) Motordrehmomentbefehlswertbestimmungsmittel, um, wenn der Beschleuni gungsdrehmomentgrenzwert (das maximale Drehmoment Trmax2) größer ist als das Zielmotordrehmoment Tr1R, Tr1L, das Zielmotordrehmoment als Motordrehmomentbefehlswerte TrR, TrL auszuwählen und um, wenn der Beschleunigungsdrehmomentgrenzwert (das maximale Motordrehmoment Trmax2) kleiner wird als das Zielmotordrehmoment Tr1R, Tr1L die Beschleunigungsdrehmomentgrenzwerte (das maximale Motordrehmoment Trmax2) als Motordrehmomentbefehlswerte TrR, TrL auszuwählen.
Wie oben beschrieben sind die Verarbeitungsfunktionen, die in den Schritten 131, 132 (Blöcke 225A, 231, 232) und in dem Schritt 133 (Blöcke 233, 234) enthalten sind, die gleichen wie die, die im Schritt 123 (Block 225) und in dem Schritt 124 (Blöcke 226, 227) der ersten Ausführungsform enthalten sind. Daher ist es möglich, ein exzellentes Handhabungsgefühl zu erreichen, bei dem das Maß der Betätigung des Gaspedals mit der Ausgangsleistung der Elektromotoren ausbalanciert ist. Es ist also möglich, eine exzellente Steuerbarkeit des sehr langsamen Fahrens zu erzielen, und es ist leicht, delikate Rangiermanöver durchzuführen.
Bis hier wurden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in verschiedener Art Änderungen erfahren innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung. Einige Beispiele sind unten beschrieben: Zum Beispiel kann in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel in Schritt 111 (Block 211) auf der Basis der aktuellen Drehzahl Ne des Antriebsmotors 4 die entsprechende verfügbare maximale Motorleistung Mr der Elektromotoren 12R, 12L bestimmt werden mit Bezug auf die Funktion Mr(Ne) der maximalen Motorausgangsleistung. Üblicherweise wird das Gaspedal jedoch nicht schnell betätigt und entsprechend ist die aktuelle Drehzahl Ne des Antriebsmotors 4 im Wesentlichen gleich der Zieldrehzahl Nr. Daher kann, an statt die aktuelle Drehzahl Ne des Antriebsmotors 4 zu verwenden, die Zieldrehzahl Nr verwendet werden, um die verfügbare maximale Motorleistung Nr der Elektromotoren 12R, 12L zu bestimmen. Zusätzlich wird der obere Grenzwert der Ausgangsleistung Pmax pro Elektromotor 12R oder 12L berechnet, indem die maximale Motorleistung Mr halbiert wird (1/2). In Schritt 118 (Block 217) kann nach der Auswahl des kleineren Wertes zwischen dem oberen Grenzwert der Antriebsmotorleistung Pmax und der Zielmotorausgangsleistung Pm0 der kleinere Wert ebenfalls halbiert werden (1/2), so dass der halbierte Wert als Zielmotorausgangsleistung Pm verwendet wird.
Obwohl die beschriebenen Elektromotoren 12R, 12L Induktionsmotoren sind, können diese auch Synchronmotoren sein.
ZUSAMMENFASSUNG
ANTRIEBSSYSTEM FÜR EINEN ELEKTRISCH ANGETRIEBENEN KIPPER
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Motorantriebscharakteristika für ein Antriebssystem für einen elektrisch angetriebenen Kipper zu erhalten, die, sowohl für den Antrieb eines Hydrauliksystems während des Stillstands als auch für den Antrieb von Elektromotoren (zur Zeit des Fahrbetriebs) geeignet sind.
Bei der Verarbeitung in den Schritten 102 bis 106 und 125 (Blöcke 201 bis 203) wird, wenn ein Schalthebel 16 sich in einer neutralen Position befindet, die Zieldrehzahl Nr1, die dem Maß (p) der Betätigung eines Gaspedals 1 entspricht, auf der Basis erster Zieldrehzahlcharakteristika (Nr1(p)) berechnet, die für den Antrieb einer Hydraulikarbeitspumpe geeignet sind, so dass eine elektronische Steuerung 4a auf der Grundlage dieser Zieldrehzahl gesteuert wird. Wenn der Schalthebel 16 sich in der Vorwärts-Position befindet, wird die Zieldrehzahl Nr2 berechnet, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals 1 entspricht auf der Grundlage zweiten Zieldrehzahlcharakteristika (Nr2(p)), die geeignet sind, Elektromotoren (12R, 12L) anzutreiben, so dass die elektronische Steuerung 4a auf der Basis dieser Zieldrehzahl gesteuert wird.

1: Gaspedal
2: Bremspedal
3: zentrale Steuereinheit
4: Antriebsmotor (Dieselmotor)
5: Wechselstromgenerator
6: Gleichrichtungsschaltung
7: Invertersteuereinheit
8: Chopperschaltung
9: Gitterwiderstand
10: Kondensator
11: Widerstand zur Erfassung der Spannung nach Gleichrichtung
12R, 12L: rechte und linke Elektromotor (Induktions-motoren)
13R, 13L: Geschwindigkeitsreduzierer
14R, 14L: rechte und linke Hinterräder (Reifen)
15R, 15L: elektromagnetische Aufnehmer
16: Schalthebel
18: andere Antriebsmotorlasten
71R, 71L: Drehmomentinstruktionsdurchführungseinheiten
72R, 72L: Motorsteuerungseinheiten
73R, 73L: Inverter (Schaltelemente)
Nr1: erste Zieldrehzahl
Nr2: zweite Zieldrehzahl
Nr: Zieldrehzahl
Pm1: erste Zielmotorausgangsleistung
Pm2: zweite Zielmotorausgangsleistung
Pm0: Zielmotorausgangsleistung
Pmax: oberer Grenzwert der Motorausgangsleistung
Pm: Zielmotorausgangsleistung
Tr1R, Tr1L: Zielmotordrehmoment
Trmax2: Motorbeschleunigungsdrehmoment
Trmax: maximal zulässiges Motordrehmoment
TrR, TrL: Zielmotordrehmoment
Funktion Nr1(p): erste Zieldrehzahlcharakteristika
Funktion Nr2(P): zweite Zieldrehzahlcharakteristika
Funktion Trmax2(p): Beschleunigungsdrehmomentgrenzwertcharakteristika

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2001-107762 A [0002, 0003]

Claims

Antriebssystem für einen elektrisch angetriebenen Kipper mit: einem Antriebsmotor (4); einer elektronischen Steuerung (4a) zum Steuern der Drehzahl und des Drehmoments des Antriebsmotors; einem Wechselstromgenerator (5), der von dem Antriebsmotor angetrieben wird; einer Hydraulikarbeitspumpe (18a), die durch den Antriebsmotor angetrieben ist; mindestens zwei Elektromotoren für den Fahrbetrieb (12R, 12L), von denen jeder mit dem elektrischen Strom angetrieben wird, der von dem Wechselstromgenerator geliefert wird; und mindestens zwei Invertern (73R, 73L), von denen jeder an den Wechselstromgenerator angeschlossen ist und von denen jeder einen der Elektromotoren steuert, wobei das Antriebssystem aufweist: ein Gaspedal (1); einen Schalthebel (16), der in einer von einer Mehrzahl von Stellungen einschließlich einer neutralen Stellung und einer Vorwärts-Stellung bedient wird, Motorsteuermittel (3, 7, 71R, 71L, 72R, 72L, 111 bis 124, 126, 211 bis 227) zum Steuern der Inverter (73R, 73L), um die Elektromotoren (12R, 12L) in Reaktion auf das Maß der Betätigung (p) des Gaspedals (1) zu steuern; und Antriebsmotorsteuermittel (3, 102 bis 106, 125, 201 bis 203) zum Berechnen einer Zieldrehzahl (Nr1), wenn der Schalthebel sich in der neutralen Position befindet, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals entspricht auf der Basis erster Zieldrehzahlcharakteristika (Nr1(p)), die geeignet sind, die Hydraulikarbeitspumpe (18a) anzutreiben, um die elektronische Steuerung (4a) auf der Grundlage der Zieldrehzahl (Nr1) zu steuern und um, wenn sich der Schalthebel in der Vorwärts-Position befindet, eine Zieldrehzahl (Nr2) zu berechnen, die dem Maß der Betätigung des Gaspedals entspricht auf der Basis zweiter Zieldrehzahlcharakteristika (Nr2(p)), die geeignet sind, die Elektromotoren (12R, 12L) anzutreiben, um die elektronische Steuerung (4a) auf der Grundlage der Zieldrehzahl (Nr2) zu steuern.
Antriebssystem für den elektrisch angetriebenen Kipper nach Anspruch 1, wobei die ersten Zieldrehzahlcharakteristika (Nr1(p)) so festgelegt werden, dass, wenn das Maß der Betätigung (p) des Gaspedals (1) 0 ist, die Zieldrehzahl (Nr1) die minimale Drehzahl (Nr1min) ist, und so dass mit dem Anstieg des Maßes der Betätigung des Gaspedals die Zieldrehzahl von der minimalen Drehzahl bis zur maximalen Drehzahl (Nr1max1) ansteigt; und wobei die zweiten Zieldrehzahlcharakteristika (Nr2(p)) so festgelegt werden, dass, wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals bei 0 liegt oder bei einem sehr kleinen Maß der Betätigung (Pb1) die Zieldrehzahl eine mittlere (Nr2mid) ist, die größer ist als die minimale Drehzahl (Nr1min) und kleiner als die maximale Drehzahl (Nr1max), so dass mit dem Anstieg des Maßes der Betätigung des Gaspedals die Zieldrehzahl ansteigt von der mittleren Drehzahl bis zu einer hochtourigen Drehzahl (Nr2max).
Antriebssystem für den elektrisch angetriebenen Kipper nach Anspruch 2, wobei die zweiten Zieldrehzahlcharakteristika so festgelegt werden, dass, wenn das Maß der Betätigung (p) des Gaspedals (1) innerhalb eines Bereiches von 0 bis zu einem sehr kleinen Maß der Betätigung (Pb1) fällt, die Zieldrehzahl (Mr2) die minimale Drehzahl (Nr2min) ist, und, so dass wenn das Maß der Betätigung des Gaspedals den sehr kleinen Betätigungswert erreicht, die Zieldrehzahl bis zu der mittleren Drehzahl (Nr2mit) Schritt für Schritt ansteigt.
Antriebssystem für den elektrisch angetriebenen Kipper nach Anspruch 2 oder 3, wobei die minimale Drehzahl (Nr1min, Nr2min) zwischen 700 und 800 Umdrehungen pro Minute liegt, die mittlere Drehzahl (Nr2mit) zwischen 900 und 1600 Umdrehungen pro Minute liegt und die maximale Drehzahl (Nr1max) und die hochtourige Drehzahl (Nr2max) zwischen 1800 bis 2100 Umdrehungen pro Minute liegen.
Antriebssystem für den elektrisch angetriebenen Kipper nach Anspruch 2 oder 3, wobei das vorbestimmte sehr kleine Maß (Pb1) der Betätigung des Gaspedals (1) ein Betätigungswert ist, der zwischen zwei bis acht Prozent des maximalen Betätigungswertes (Pmax) des Gaspedals liegt.
Antriebssystem für den elektrisch angetriebenen Kipper nach Anspruch 1, wobei die Mittel zur Steuerung des Antriebsmotors aufweisen: erste Zieldrehzahlberechnungsmittel (102, 201) zum Berechnen einer ersten Zieldrehzahl (Nr1), die dem Maß (p) der Betätigung des Gaspedals (1) auf der Grundlage der ersten Zieldrehzahlcharakteristika (Nr1(p)) entspricht, zweite Zieldrehzahlberechnungsmittel (103, 202) zum Berechnen einer zweiten Zieldrehzahl (Nr2), die dem Maß der Betätigung des Gaspedals entspricht auf der Grundlage der zweiten Zieldrehzahlcharakteristika (Nr2(p)) und Zieldrehzahlberechnungsmittel (104 bis 106, 203), die, wenn der Schalthebel (16) sich in neutraler Stellung befindet, die erste Zieldrehzahl auszuwählen, die durch die ersten Zieldrehzahlberechnungsmittel berechnet wird und um, wenn der Schalthebel sich in Vorwärts-Position befindet, die zweite Zieldrehzahl auszuwählen, die durch die zweiten Zieldrehzahlberechnungsmittel berechnet wird.
Antriebssystem für den elektrisch angetriebenen Kipper nach Anspruch 1, wobei die Motorsteuermittel (3, 7, 71R, 71L, 72R, 72L, 111 bis 124, 126, 211 bis 227) aufweisen: Zielmotorausgangsleistungsberechnungsmittel (112, 114, 116, 213, 215, 216) zum Berechnen einer ersten Zielmotorausgangsleistung (Pm1), die dem Maß der Betätigung (p) des Gaspedals (1) entspricht; Zielmotordrehmomentberechnungsmittel (121, 221, 222) zum Berechnen eines Zielmotordrehmoments (Tr1R, Tr1L) auf der Basis der ersten Zielmotorausgangsleistung und einer Drehzahl (ωR, ωL) der beiden Elektromotoren (12R, 12L); Beschleunigungsdrehmomentgrenzwertberechnungsmittel (123, 225) zum Berechnen eines Beschleunigungsdrehmomentgrenzwertes (Trmax2) der beiden Elektromotoren, entsprechend dem Maß der Betätigung des Gaspedals; Motordrehmomentbegrenzungsmittel (124, 226, 227) zum Begrenzen des Zielmotordrehmoments, so dass das Zielmotordrehmoment nicht den Beschleunigungsdrehmomentgrenzwert überschreitet; und Invertersteuermittel (126, 71R, 71L, 72R, 72L) zum Steuern der Inverter (73R, 73L) auf der Basis des Zielmotordrehmoments, welches durch den Beschleunigungsdrehmomentgrenzwert begrenzt ist.