DE112012004022B4

DE112012004022B4 - Elektrisch angetriebener Muldenkipper

Info

Publication number: DE112012004022B4
Application number: DE112012004022.8T
Authority: DE
Inventors: Shinjiro SAITO
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2018-07-12
Anticipated expiration: 2032-05-11
Also published as: AU2012313567B2; CN103826902B; WO2013046787A1; DE112012004022T5; AU2012313567A1; CN103826902A; JP2013074675A; JP5585790B2; US9260016B2; US20140195091A1

Abstract

Elektrisch angetriebener Muldenkipper, der auf einem Untergrund, der einen ersten Fahrabschnitt, in dem mindestens ein erster Oberleitungsdraht (3R, 3L) installiert ist, einen zweiten Fahrabschnitt, in dem mindestens ein zweiter Oberleitungsdraht (3R, 3L) installiert ist, sowie einen Oberleitungs-Verbindungsabschnitt (C) aufweist, in dem sich ein das Ende darstellender Endteil (3R, 3L) des ersten Oberleitungsdrahtes und ein den Anfang darstellender Endteil (3R, 3L) des zweiten Oberleitungsdrahtes parallel erstrecken,durch Verwendung von elektrischem Strom fährt, der von dem ersten Oberleitungsdraht und dem zweiten Oberleitungsdraht durch Anheben eines Schleifers (4Ra, 4La) eines an einem Fahrzeug (1) vorgesehenen Stromabnehmers (4R, 4L) abgenommen wird, der nach oben und nach unten bewegbar ist und den Schleifer (4Ra, 4La) nacheinander mit dem ersten Oberleitungsdraht und dem zweiten Oberleitungsdraht in Kontakt bringt,wobei der elektrisch angetriebene Muldenkipper aufweist:eine Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung (15), die am Fahrzeug vorgesehen ist und den ersten Oberleitungsdraht und den zweiten Oberleitungsdraht von unten erfasst, wenn der Muldenkipper fährt,undeine Steuervorrichtung (200), die eine erste Steuerung durchführt, um dem Fahrzeug auf der Basis von Informationen über die relative Position des elektrisch angetriebenen Muldenkippers und des durch die Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung erfassten Oberleitungsdrahtes ein Giermoment derart zu verleihen, dass das Fahrzeug fährt, während es dem ersten Oberleitungsdraht und dem zweiten Oberleitungsdraht in dem ersten Fahrabschnitt und dem zweiten Fahrabschnitt vor und nach dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt folgt,dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung, wenn das Fahrzeug in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt fährt, eine zweite Steuerung durchführt, um dem Fahrzeug ein Giermoment derart zu verleihen, dass das Fahrzeug fährt, während es einem vorgegebenen Pfad folgt, der sich von dem ersten Oberleitungsdraht zu dem zweiten Oberleitungsdraht erstreckt, wobeidie Steuervorrichtung bei der ersten Steuerung mindestens einen repräsentativen Punkt des Fahrzeugs und mindestens einen ersten Zielpunkt, der auf dem ersten/zweiten Oberleitungsdraht liegt, auf der Basis der Informationen über die relative Position des elektrisch angetriebenen Muldenkippers und des ersten/zweiten Oberleitungsdrahtes berechnet und eine Steuerung durchführt, um dem Fahrzeug ein Giermoment derart zu verleihen, dass sich der repräsentative Punkt dem ersten Zielpunkt annähert,unddie Steuervorrichtung bei der zweiten Steuerung mindestens einen repräsentativen Punkt des Fahrzeugs und mindestens einen zweiten Zielpunkt, der auf dem zweiten Oberleitungsdraht liegt, auf der Basis der Informationen über die relative Position des elektrisch angetriebenen Muldenkippers und des ersten/zweiten Oberleitungsdrahtes berechnet, einen fluktuierenden Punkt festlegt, der sich von dem repräsentativen Punkt zu dem zweiten Zielpunkt verschiebt, und eine Steuerung durchführt, um dem Fahrzeug ein Giermoment derart zu verleihen, dass sich der repräsentative Punkt dem fluktuierenden Punkt annähert, wobeidie Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung umfasst:eine Camera (15), die am Fahrzeug vorgesehen ist und kontinuierlich Bilder des Oberleitungsdrahtes aufnimmt, wenn der Muldenkipper fährt,undeine Beleuchtungsvorrichtung (51), die am Fahrzeug vorgesehen ist und den Oberleitungsdraht beleuchtet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrisch angetriebenen Muldenkipper, insbesondere auf einen elektrisch angetriebenen Muldenkipper, der unter Verwendung von elektrischer Energie von Oberleitungsdrähten fährt. Ein elektrisch angetriebener Muldenkipper der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art ist aus der DE 102 56 705 A1 bekannt.
Stand der Technik
Einige Typen von Muldenkippern, die in Minen fahren, sind als Baureihe vom Hybridtyp bekannt. Derartige Muldenkipper der Baureihe vom Hybridtyp erzeugen elektrischen Strom mit einem durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Generator und liefern den elektrischen Strom an Hinterrad-Motoren zum Antrieb der Hinterräder. Unter Ausnutzung der elektrischen Konfiguration der Baureihe vom Hybridtyp wurde die Fahrtechnologie auf der Basis des Oberleitungssystems implementiert. Bei der Oberleitungs-basierten Fahrtechnologie werden Oberleitungsdrähte, die allgemein für Züge mit Elektroantrieb angewendet werden, in vorgegebenen Steigungs-Abschnitten installiert. In den Steigungs-Abschnitten mit Oberleitungsdrähten fährt ein Fahrzeug, das Stromabnehmer aufweist (die am Fahrzeug vorgesehen und nach oben und nach unten bewegbar sind), nicht unter Verwendung der elektrischen Energie, die durch den Verbrennungsmotor und den Generator geliefert wird, sondern durch Verwendung von elektrischer Energie, die von den Oberleitungsdrähten durch Anheben der Schleifer der Stromabnehmer zum Kontakt mit den Oberleitungsdrähten gewonnen wird (im Folgenden als Oberleitungs-Fahrbetrieb bezeichnet). Ein Beispiel für die Oberleitungs-basierte Fahrtechnologie ist beispielsweise in der US 4 483 148 A beschrieben. In diesem Fall kann die Abnahme der Fahrgeschwindigkeit in den Steigungs-Abschnitten (die mit den Oberleitungsdrähten ausgerüstet sind, die einen Oberleitungs-Fahrbetrieb ermöglichen), verhindert werden, da die von den Oberleitungsdrähten gelieferte elektrische Leistung größer ist als die mit der Leistung des Verbrennungsmotors erzeugte elektrische Leistung.
Die DE 102 56 705 A1 beschreibt einen elektrisch angetriebenen Muldenkipper, der auf einem Untergrund, der einen ersten Fahrabschnitt, in dem mindestens ein erster Oberleitungsdraht installiert ist, einen zweiten Fahrabschnitt, in dem mindestens ein zweiter Oberleitungsdraht installiert ist, sowie einen Oberleitungs-Verbindungsabschnitt aufweist, in dem sich ein das Ende darstellender Endteil des ersten Oberleitungsdrahtes und ein den Anfang darstellender Endteil des zweiten Oberleitungsdrahtes parallel erstrekken, durch Verwendung von elektrischem Strom fährt, der von dem ersten Oberleitungsdraht und dem zweiten Oberleitungsdraht durch Anheben eines Schleifers eines an einem Fahrzeug vorgesehenen Stromabnehmers abgenommen wird, der nach oben und nach unten bewegbar ist und den Schleifer nacheinander mit dem ersten Oberleitungsdraht und dem zweiten Oberleitungsdraht in Kontakt bringt, wobei der elektrisch angetriebene Muldenkipper aufweist: eine Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung, die am Fahrzeug vorgesehen ist und den ersten Oberleitungsdraht und den zweiten Oberleitungsdraht von unten erfasst, wenn der Muldenkipper fährt, und eine Steuervorrichtung, die eine erste Steuerung durchführt, um dem Fahrzeug auf der Basis von Informationen über die relative Position des elektrisch angetriebenen Muldenkippers und des durch die Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung erfassten Oberleitungsdrahtes ein Giermoment derart zu verleihen, dass das Fahrzeug fährt, während es dem ersten Oberleitungsdraht und dem zweiten Oberleitungsdraht in dem ersten Fahrabschnitt und dem zweiten Fahrabschnitt vor und nach dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt folgt.
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Aufgabe
Bei der Oberleitungs-basierten Fahrtechnologie, wie sie in der US 4 483 148 A1 beschrieben ist, entscheidet der Fahrer des Fahrzeugs (des Muldenkippers), ob das Fahrzeug in einen Abschnitt mit Oberleitungs-Fahrbetrieb hineingefahren ist oder nicht. Wenn das Fahrzeug in einen Abschnitt mit Oberleitungs-Fahrbetrieb hineingefahren ist und der Fahrer, der die Positionsbeziehung zwischen den Schleifern und den Oberleitungsdrähten sieht, entscheidet, dass die Schleifer in der Lage sind, mit den Oberleitungsdrähten in Kontakt zu kommen, betätigt der Fahrer einen Schalter (zum Beispiel einen Start-Schalter für Oberleitungs-Fahrbetrieb), wodurch der Oberleitungs-Fahrbetrieb begonnen wird. Während des Oberleitungs-Fahrbetriebs überprüft der Fahrer visuell den Versatz des Fahrzeugs in Bezug auf die Oberleitungsdrähte und führt den Lenkvorgang so durch, dass die zentralen Positionen der Schleifer in seitlicher Richtung nicht weit von den Oberleitungsdrähten abweichen. Die Wahl des richtigen Zeitpunktes für das Beenden des Oberleitungs-Fahrbetriebs wird ebenfalls durch den Fahrer entschieden; der Oberleitungs-Fahrbetrieb wird zum Beispiel unter Ansprechen auf das Drücken eines Knopfes durch den Fahrer beendet.
Im Übrigen bestehen die Oberleitungsdrähte aus einer Legierung, um vielfältigen Umgebungen widerstehen zu können, und für die Oberleitungsdrähte wurde eine konstruktive Länge (Referenzlänge) spezifiziert. Wenn die Länge des Abschnitts mit Oberleitungs-Fahrbetrieb gleich der Referenzlänge oder kleiner als diese ist, kann der Abschnitt mit Oberleitungs-Fahrbetrieb durch Verwendung von nur einem Oberleitungsdraht abgedeckt werden, so dass der Fahrer lediglich den Lenkvorgang so vornehmen muss, dass nicht von dem einen Oberleitungsdraht abgewichen wird. In Fällen, in denen die Länge des Abschnitts mit Oberleitungs-Fahrbetrieb länger als die Referenzlänge ist, müssen allerdings zwei oder mehr Oberleitungsdrähte in der Fahrrichtung des Fahrzeugs in dem Abschnitt mit Oberleitungs-Fahrbetrieb installiert werden. In diesem Fall liegt ein Verbindungsabschnitt für einen bereits vorliegenden Oberleitungsdraht (erster Oberleitungsdraht) und einen neuen Oberleitungsdraht (zweiter Oberleitungsdraht) vor. In dem Verbindungsabschnitt erstrecken sich der das Ende darstellende Endteil des ersten Oberleitungsdrahtes und der den Anfang darstellende Endteil des zweiten Oberleitungsdrahtes parallel zueinander.
In dem Betrieb auf der Basis der visuellen Prüfung durch den Fahrer in Fällen, in denen ein solcher Verbindungsabschnitt in dem Abschnitt mit Oberleitungs-Fahrbetrieb enthalten ist, muss der Fahrer den Lenkvorgang nicht nur durchführen, um einfach zu verhindern, dass die zentrale Position jedes Schleifers in seitlicher Richtung weit von dem Oberleitungsdraht abweicht, sondern den Lenkvorgang auch so vornehmen, dass bezüglich des mit dem Schleifer in Kontakt stehenden Oberleitungsdrahtes vom ersten Oberleitungsdraht zum zweiten Oberleitungsdraht übergegangen wird. Ein derartiger Lenkvorgang stellt eine große Belastung für den Fahrer dar.
Es ist daher die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrisch angetriebenen Muldenkipper anzugeben, der in der Lage ist, die Arbeitsbelastung des Fahrers während des Oberleitungs-Fahrbetriebs zu verringern und einen stabilen Oberleitungs-Fahrbetrieb auch dann zu realisieren, wenn ein Verbindungsabschnitt der Oberleitungsdrähte vorliegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe mit einem elektrisch angetriebenen Muldenkipper gelöst, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
Unteransprüche sind auf Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.
Bei dem erfindungsgemäß ausgestalteten elektrisch angetriebenen Muldenkipper wird jeder Oberleitungsdraht (erster Oberleitungsdraht, zweiter Oberleitungsdraht) mit der Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung von unten erfasst, und somit liegen im Vergleich zu herkömmlichen Techniken, bei denen Fahrspurmarkierungen etc. durch Aufnahme von Bildern der Oberfläche des Untergrundes erfasst werden, weniger Einflussgrößen vor, die zu Erfassungsfehlern führen. Als Ergebnis wird die Genauigkeit der Oberleitungsdraht-Erfassung verbessert. Dank der Verbesserung der Genauigkeit der Oberleitungsdraht-Erfassung ist die SteuerungsGenauigkeit der Steuerung, um dem Fahrzeug ein Giermoment derart zu verleihen, dass das Fahrzeug fährt, während es dem ersten Oberleitungsdraht und dem zweiten Oberleitungsdraht folgt, verbessert, und eine Abweichung der zentralen Position des Schleifers des fahrenden Fahrzeugs vom Oberleitungsdraht in seitlicher Richtung tritt so gut wie nicht auf. Demzufolge kann die Belastung des Fahrers im Betrieb während des Oberleitungs-Fahrbetriebs erheblich verringert werden. Ferner wird beim Verfolgen des Oberleitungsdrahtes (erster Oberleitungsdraht) erfasst, ob das Fahrzeug im Oberleitungs-Verbindungsabschnitt fährt oder nicht. Im Oberleitungs-Verbindungsabschnitt wird die Steuerung so durchgeführt, dass die FolgeSteuerung zum Verfolgen des ersten Oberleitungsdrahtes nicht weitergeführt wird, sondern so, dass das Fahrzeug fährt, während es einem vorgegebenen Pfad folgt, der sich vom ersten Oberleitungsdraht zum zweiten Oberleitungsdraht erstreckt. Durch diese Steuerung wird verhindert, das das Fahrzeug weiter dem ersten Oberleitungsdraht folgt und auf einen Rand der Fahrspur zu fährt. Nach dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt wird die Giermoment-Steuerung durchgeführt, damit dem neuen Oberleitungsdraht (zweiter Oberleitungsdraht) gefolgt wird. Daher wird hinsichtlich des Oberleitungsdrahtes, der mit dem Schleifer in Kontakt steht, vom ersten Oberleitungsdraht zum zweiten Oberleitungsdraht übergegangen, ohne dass eine sorgfältige Lenkoperation durch den Fahrer erforderlich wäre. Infolgedessen wird eine Steuerung zum Verfolgen eines Oberleitungsdrahtes bei Oberleitungs-Fahrspuren möglich, die länger sind als die Referenzlänge eines Oberleitungsdrahtes.
Die Steuervorrichtung berechnet bei der ersten Steuerung mindestens einen repräsentativen Punkt des Fahrzeugs und mindestens einen ersten Zielpunkt, der auf dem ersten/zweiten Oberleitungsdraht liegt, auf der Basis der Informationen über die relative Position des elektrisch angetriebenen Muldenkippers und des ersten/zweiten Oberleitungsdrahtes und führt eine Steuerung durch, um dem Fahrzeug ein Giermoment derart zu verleihen, dass sich der repräsentative Punkt dem ersten Zielpunkt annähert. Die Steuervorrichtung berechnet bei der zweiten Steuerung mindestens einen repräsentativen Punkt des Fahrzeugs und mindestens einen zweiten Zielpunkt, der auf dem zweiten Oberleitungsdraht liegt, auf der Basis der Informationen über die relative Position des elektrisch angetriebenen Muldenkippers und des ersten/zweiten Oberleitungsdrahtes, legt einen fluktuierenden Punkt fest, der sich von dem repräsentativen Punkt zu dem zweiten Zielpunkt verschiebt, und führt eine Steuerung durch, um dem Fahrzeug ein Giermoment derart zu verleihen, dass sich der repräsentative Punkt dem fluktuierenden Punkt annähert.
Gemäß dieser Steuerung wird in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt bezüglich des Oberleitungsdrahtes, dem zu folgen ist, unter gleichbleibendem Bezug auf den Zustand des Fahrzeugs vom ersten Oberleitungsdraht zum zweiten Oberleitungsdraht übergegangen. Im ersten und im zweiten Fahrabschnitt kann das Fahrzeug ferner fahren, während es dem Oberleitungsdraht mit hoher Genauigkeit folgt.
Bei einer in Anspruch 2 beschriebenen Erfindung weist der elektrisch angetriebene Muldenkipper nach Anspruch 1 ferner einen rechten und einen linken Elektromotor zum Fahren auf. Die Steuervorrichtung führt durch Steuerung des rechten und des linken Elektromotors sowohl die Steuerung, um dem Fahrzeug ein Giermoment zu verleihen, als auch die Steuerung der Fahrgeschwindigkeit durch.
Mit dieser Ausgestaltung kann durch Steuerung der Elektromotoren eine effiziente Steuerung durchgeführt werden, mit der sowohl die Geschwindigkeitsverringerung als auch die Erzeugung des Giermoments gleichzeitig erzielt wird.
Bei einer in Anspruch 3 beschriebenen Erfindung weist der elektrisch angetriebene Muldenkipper nach einem der Ansprüche 1 oder 2 ferner einen rechten und einen linken Elektromotor zum Fahren sowie eine Lenkvorrichtung auf. Die Steuervorrichtung umfasst eine Fahrzeug-Steuervorrichtung, eine Steuereinrichtung, eine Inverter-Steuervorrichtung und eine Lenkungs-Steuervorrichtung. Die Fahrzeug-Steuervorrichtung berechnet auf der Basis der durch die Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung erfassten Informationen einen Giermoment-Korrekturwert für die Steuerung, um dem Fahrzeug ein Giermoment derart zu verleihen, dass das Fahrzeug fährt, während es dem Oberleitungsdraht folgt. Die Steuereinrichtung steuert zumindest den rechten und den linken Elektromotor oder die Lenkvorrichtung unter Verwendung der Inverter-Steuervorrichtung und/oder der Lenkungs-Steuervorrichtung auf der Basis des Giermoment- Korrekturwertes.
Durch Ausführung der Giermoment-Steuerung unter Verwendung der Fahrzeug-Steuervorrichtung und der Steuereinrichtung als separate Komponenten, wie oben beschrieben, kann die Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung auch dann, wenn es sich bei der Steuereinrichtung um eine bereits vorliegende Steuereinrichtung handelt, dadurch ausgeführt werden, dass der Steuereinrichtung lediglich die Fahrzeug-Steuervorrichtung hinzugefügt wird. Die Parameter der Giermoment-Steuerung können einfach durch Ändern der Funktionen der Fahrzeug-Steuervorrichtung eingestellt werden. Dementsprechend kann dem Steuersystem eine hohe Flexibilität verliehen werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst bei dem elektrisch angetriebenen Muldenkipper die Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung: eine Camera, die am Fahrzeug vorgesehen ist und kontinuierlich Bilder des Oberleitungsdrahtes aufnimmt, wenn der Muldenkipper fährt, und eine Beleuchtungsvorrichtung, die am Fahrzeug vorgesehen ist und den Oberleitungsdraht beleuchtet.
Auch wenn eine Camera für die obige Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung verwendet wird, hält die Beleuchtung des Oberleitungsdrahtes mit der Beleuchtungsvorrichtung einen hohen Kontrast zwischen dem Himmel und dem Oberleitungsdraht aufrecht. Demzufolge kann die Giermoment-Steuerung nicht nur bei Tag und gutem Wetter, sondern auch unter Verhältnissen, unter denen ein solcher hoher Kontrast zwischen dem Himmel und dem Oberleitungsdraht kaum zu erzielen ist (Abend, Nacht, Regenwetter etc.), mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
Wirkung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die SteuerungsGenauigkeit der Steuerung, um dem Fahrzeug ein Giermoment derart zu verleihen, dass das Fahrzeug fährt, während es dem Oberleitungsdraht folgt, verbessert, und eine Abweichung der zentralen Position des Schleifers des fahrenden Fahrzeugs vom Oberleitungsdraht in seitlicher Richtung tritt so gut wie nicht auf.
Demzufolge kann die Arbeitsbelastung des Fahrers während des Oberleitungs-Fahrbetriebs erheblich verringert werden. Da ferner hinsichtlich des Oberleitungsdrahtes, der mit dem Schleifer in Kontakt steht, vom ersten Oberleitungsdraht zum zweiten Oberleitungsdraht übergegangen wird, ohne dass eine sorgfältige Lenkoperation durch den Fahrer erforderlich wäre, wird eine stabile Steuerung des Verfolgens des Oberleitungsdrahtes auch bei Oberleitungs-Fahrspuren möglich, die länger sind als die Referenzlänge eines Oberleitungsdrahtes.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht, die das äußere Aussehen eines elektrisch angetriebenen Muldenkippers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Rückansicht, die das äußere Aussehen des Muldenkippers zeigt.
3 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein Antriebssystem des elektrisch angetriebenen Muldenkippers bei dieser Ausführungsform zeigt.
4 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau von Stromabnehmern zur Abnahme von elektrischem Strom von den Oberleitungsdrähten zeigt.
5 ist eine schematische Darstellung, die ein Lenksystem zeigt, das aus einer Lenkungs-Steuervorrichtung und einer Lenkvorrichtung aufgebaut ist.
6 ist ein Blockdiagramm, das eine Funktion der Lenkungs-Steuervorrichtung zur Berechnung eines Lenkungsdrehmoment-Befehlswertes zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Funktion einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuereinheit einer Steuereinrichtung.
8 ist ein Blockdiagramm, das die Details einer Funktion einer Giermoment-Steuereinheit der Steuereinrichtung zeigt.
9 ist eine Graphik, welche die Wirkungsweise eines Verfahrens zeigt, bei dem ein Giermoment-Korrekturwert durch eine Differenz der Antriebskraft in Bezug auf die gesamte Antriebskraft der Motoren implementiert wird, wenn das Fahrzeug mit 100 % Motorantriebskraft fährt.
10 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für ein Verfahren zur Berechnung von Motordrehmoment-Befehlswerten zeigt.
11 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau einer Fahrzeug-Steuervorrichtung und die Eingangs-Ausgangs-Beziehung zwischen der Fahrzeug-Steuervorrichtung und der Steuereinrichtung zeigt.
12 ist eine schematische Darstellung, die einen Oberleitungs-Verbindungsabschnitt zeigt.
13 ist eine schematische Darstellung, welche die Positionsbeziehung zwischen dem Fahrzeug und einem Abbildungsbereich einer Camera (Erfassungsbereich einer Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung), gesehen vom Fahrzeug her, zeigt.
14 ist eine schematische Darstellung, welche die Positionsbeziehung zwischen dem Fahrzeug und dem Abbildungsbereich der Camera (Erfassungsbereich einer Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung) in Ansicht von oben (oberhalb des Fahrzeugs) zeigt.
15 ist eine schematische Darstellung, die ein von der Camera aufgenommenes Bild zeigt.
16 ist eine schematische Darstellung, die einen Prozess (Extrahieren der Ränder) zeigt, der an dem aufgenommenen Bild durchgeführt wird.
17 ist eine schematische Darstellung, die einen Prozess (Extrahieren der Mittellinien) zeigt, der an dem aufgenommenen Bild durchgeführt wird.
18 ist eine schematische Darstellung, die ein Camerabild zeigt, das aufgenommen wird, wenn sich das Fahrzeug in Bezug auf die Oberleitungsdrähte nach links bewegt hat.
19 ist eine schematische Darstellung, die ein Camerabild zeigt, das aufgenommen wird, wenn das Fahrzeug schräg zu den Oberleitungsdrähten fährt.
20 ist ein Blockdiagramm, das die Einzelheiten einer Funktion einer Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit zeigt (Ablauf der Berechnung zur Umwandlung einer Abweichung zwischen einer momentanen Position und einer Zielposition in den Giermoment-Korrekturwert) .
21 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozessablauf von der Bildaufnahme mit der Camera nach oben bis zur Steuerungs-Ausgabe bei einem Beispiel für die Fahrzeug-Steuervorrichtung zeigt.
22 ist eine schematische Darstellung, die einen Oberleitungsdraht-Erfassungsbereich und ein Koordinatensystem zeigt, die bei einem weiteren Beispiel für die Fahrzeug-Steuervorrichtung verwendet werden.
23 ist eine schematische Darstellung, die einen Oberleitungsdraht-Erfassungsbereich und ein Koordinatensystem zeigt, die bei einem weiteren Beispiel für die Fahrzeug-Steuervorrichtung verwendet werden.
24 ist ein Blockdiagramm, das die Einzelheiten einer Funktion eines weiteren Beispiels für die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit zeigt (Ablauf der Berechnung zur Umwandlung einer Abweichung zwischen einer momentanen Position und einer Zielposition in den Giermoment-Korrekturwert).
25 ist eine schematische Darstellung, welche die Bewegung eines Oberleitungsdrahtes, eines ersten Zielpunktes, eines zweiten Zielpunktes, eines fluktuierenden Punktes und eines repräsentativen Punktes in einem Abschnitt um einen Oberleitungs-Verbindungsabschnitt zeigt.
26 ist eine schematische Darstellung, welche die Bewegung eines Oberleitungsdrahtes, eines ersten Zielpunktes, eines zweiten Zielpunktes, eines fluktuierenden Punktes und eines repräsentativen Punktes in einem Abschnitt um einen Oberleitungs-Verbindungsabschnitt zeigt.
27 ist eine schematische Darstellung, welche die Bewegung eines Oberleitungsdrahtes, eines ersten Zielpunktes, eines zweiten Zielpunktes, eines fluktuierenden Punktes und eines repräsentativen Punktes in einem Abschnitt um einen Oberleitungs-Verbindungsabschnitt zeigt.
28 ist eine schematische Darstellung, welche die Bewegung eines Oberleitungsdrahtes, eines ersten Zielpunktes, eines zweiten Zielpunktes, eines fluktuierenden Punktes und eines repräsentativen Punktes in einem Abschnitt um einen Oberleitungs-Verbindungsabschnitt zeigt.
29 ist eine schematische Darstellung, welche die Bewegung eines Oberleitungsdrahtes, eines ersten Zielpunktes, eines zweiten Zielpunktes, eines fluktuierenden Punktes und eines repräsentativen Punktes in einem Abschnitt um einen Oberleitungs-Verbindungsabschnitt zeigt.
30 ist eine schematische Darstellung, welche die Bewegung eines Oberleitungsdrahtes, eines ersten Zielpunktes, eines zweiten Zielpunktes, eines fluktuierenden Punktes und eines repräsentativen Punktes in einem Abschnitt um einen Oberleitungs-Verbindungsabschnitt zeigt.
31 ist eine schematische Darstellung, welche die Bewegung eines Oberleitungsdrahtes, eines ersten Zielpunktes, eines zweiten Zielpunktes, eines fluktuierenden Punktes und eines repräsentativen Punktes in einem Abschnitt um einen Oberleitungs-Verbindungsabschnitt zeigt.
32 ist eine schematische Darstellung, welche die Bewegung eines Oberleitungsdrahtes, eines ersten Zielpunktes, eines zweiten Zielpunktes, eines fluktuierenden Punktes und eines repräsentativen Punktes in einem Abschnitt um einen Oberleitungs-Verbindungsabschnitt zeigt.
33 ist eine schematische Darstellung, welche die Bewegung des Oberleitungsdrahtes, des ersten Zielpunktes, des zweiten Zielpunktes, des fluktuierenden Punktes und des repräsentativen Punktes in dem Abschnitt um den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt in einem Zustand zeigt, in dem der repräsentative Punkt nicht mit dem ersten Zielpunkt zusammenfällt.
34 ist eine schematische Darstellung, welche die Bewegung des Oberleitungsdrahtes, des ersten Zielpunktes, des zweiten Zielpunktes, des fluktuierenden Punktes und des repräsentativen Punktes in dem Abschnitt um den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt in einem Zustand zeigt, in dem der repräsentative Punkt nicht mit dem ersten Zielpunkt zusammenfällt.
35 ist eine schematische Darstellung, welche die Bewegung des Oberleitungsdrahtes, des ersten Zielpunktes, des zweiten Zielpunktes, des fluktuierenden Punktes und des repräsentativen Punktes in dem Abschnitt um den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt in einem Zustand zeigt, in dem der repräsentative Punkt nicht mit dem ersten Zielpunkt zusammenfällt.
36 ist eine schematische Darstellung, welche die Bewegung des Oberleitungsdrahtes, des ersten Zielpunktes, des zweiten Zielpunktes, des fluktuierenden Punktes und des repräsentativen Punktes in dem Abschnitt um den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt in einem Zustand zeigt, in dem der repräsentative Punkt nicht mit dem ersten Zielpunkt zusammenfällt.
37 ist eine schematische Darstellung, welche die Bewegung des Oberleitungsdrahtes, des ersten Zielpunktes, des zweiten Zielpunktes, des fluktuierenden Punktes und des repräsentativen Punktes in dem Abschnitt um den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt in einem Zustand zeigt, in dem der repräsentative Punkt nicht mit dem ersten Zielpunkt zusammenfällt.
38 ist eine schematische Darstellung, welche die Bewegung des Oberleitungsdrahtes, des ersten Zielpunktes, des zweiten Zielpunktes, des fluktuierenden Punktes und des repräsentativen Punktes in dem Abschnitt um den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt in einem Zustand zeigt, in dem der repräsentative Punkt nicht mit dem ersten Zielpunkt zusammenfällt.
39 ist eine schematische Darstellung, welche die Bewegung des Oberleitungsdrahtes, des ersten Zielpunktes, des zweiten Zielpunktes, des fluktuierenden Punktes und des repräsentativen Punktes in dem Abschnitt um den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt in einem Zustand zeigt, in dem der repräsentative Punkt nicht mit dem ersten Zielpunkt zusammenfällt.
40 ist eine schematische Darstellung, welche die Bewegung des Oberleitungsdrahtes, des ersten Zielpunktes, des zweiten Zielpunktes, des fluktuierenden Punktes und des repräsentativen Punktes in dem Abschnitt um den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt in einem Zustand zeigt, in dem der repräsentative Punkt nicht mit dem ersten Zielpunkt zusammenfällt.
41 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozessablauf von der Bildaufnahme mit der Camera nach oben bis zur Steuerungs-Ausgabe bei einem weiteren Beispiel für die Fahrzeug-Steuervorrichtung zeigt.
42 ist eine schematische Darstellung ähnlich der von 22, die den Oberleitungsdraht-Erfassungsbereich und das Koordinatensystem in einem Fall zeigt, in dem ein erster Schwellenwert festgesetzt ist.
43 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für ein Verfahren zur Berechnung des Giermoment-Korrekturwertes entsprechend der Position des Zielpunktes zeigt.
44 ist eine schematische Darstellung ähnlich der von 22 und 42, die den Oberleitungsdraht-Erfassungsbereich und das Koordinatensystem in einem Fall zeigt, in dem ein erster und ein zweiter Schwellenwert festgesetzt sind.
45 ist ein Ablaufdiagramm, das ein weiteres Beispiel für einen Schritt der Steuerung der Oberleitungs-Verfolgung in dem Ablaufdiagramm von 41 zeigt.
46 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für ein Verfahren zur Berechnung eines Korrekturwertes der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit (zur Korrektur der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit zur Seite der Abnahme) in Abhängigkeit von der Position des Zielpunktes zeigt.
47 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für ein Verfahren zur Berechnung des Korrekturwertes der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit (zur Korrektur der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit zur Seite der Zunahme) in Abhängigkeit von der Position des Zielpunktes zeigt.
48 ist eine schematische Darstellung ähnlich der von 10, die ein Verfahren zur Erzeugung eines Motor-Drehmoments gemäß dem Korrekturwert der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit zeigt.
49 ist eine schematische Darstellung ähnlich der von 13, die ein Beispiel zeigt, bei dem die Aufnahmerichtung der Camera in Vorwärtsrichtung geschwenkt ist.

Art der Durchführung der Erfindung
Unter Bezug auf die Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben.
<Aufbau des Fahrzeugs - Muldenkipper>
1 ist eine Seitenansicht, die das äußere Aussehen eines elektrisch angetriebenen Muldenkippers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 1 umfasst der Muldenkipper ein Fahrzeug 1, einen Behälter 2 zum Transport von Erdreich, Sand etc., einen linken und einen rechten Stromabnehmer 4R und 4L zur Abnahme von elektrischem Strom sowie ein rechtes und ein linkes Hinterrad (Reifen) 5R und 5L, die durch den elektrischen Strom angetrieben werden, der durch die Stromabnehmer 4R und 4L abgenommen wird. Der rechte und der linke Stromabnehmer 4R und 4L sind mit Schleifern 4Ra, 4La ausgerüstet, die nach oben und nach unten bewegt werden können, um den elektrischen Strom von zwei Oberleitungsdrähten 3R, 3L (einem linken und einem rechten) abzunehmen. Einer der Oberleitungsdrähte 3R und 3L liegt auf hoher Spannung, und der andere Oberleitungsdraht ist geerdet. Bei der nachstehenden Erläuterung können erste Oberleitungsdrähte 3R₁ und 3L₁ und zweite Oberleitungsdrähte 3R₂ und 3L₂ , wenn zur Vereinfachung erforderlich, insgesamt als „Oberleitungsdrähte 3R und 3L“ beschrieben werden. Die Stromabnehmer 4R und 4L sind an einem vorderen Teil des Fahrzeugs 1 angebracht. Der Muldenkipper ist mit einer Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung (15) ausgerüstet, die am vorderen Teil des Fahrzeugs 1 vorgesehen ist. Die Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung 15 erfasst kontinuierlich die Oberleitungsdrähte 3R und 3L vor dem Muldenkipper, wenn der Muldenkipper fährt. Die Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung 15 ist eine Vorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung neu an dem Muldenkipper angebracht ist. Während die Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung 15 im erläuterten Beispiel am vorderen Teil des Fahrzeugs 1 angebracht ist, kann die Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung 15 auch in davon verschiedener Weise angeordnet sein (z.B. auf dem Dach des Fahrzeugs 1).
2 ist eine Rückansicht, die das äußere Aussehen des Muldenkippers zeigt. Jedes Hinterrad 5R, 5L ist als zwillingsbereiftes Rad ausgebildet, um die Last von Erdreich, Sand etc., die in den Behälter 2 geladen werden, auszuhalten. Das rechte und das linke zwillingsbereifte Hinterrad 5R und 5L werden durch einen rechten und einen linken Elektromotor 6R und 6L (z.B. Induktionsmotoren) angetrieben und gebremst.
3 zeigt ein Antriebssystem des elektrisch angetriebenen Muldenkippers dieser Ausführungsform.
In 3 umfasst das Antriebssystem des elektrisch angetriebenen Muldenkippers ein Fahrpedal 11, ein Bremspedal 12, einen Umschalthebel 13, einen kombinierten Sensor 14, einen Verbrennungsmotor 21, einen AC-Generator 22, die sonstige Last 28 des Verbrennungsmotors, eine Gleichrichterschaltung 23, einen Fühlerwiderstand 24, einen Kondensator 25, eine Chopper-Schaltung 26, einen Gitterwiderstand 27, die Stromabnehmer 4R und 4L, die Hinterräder 5R und 5L, die Elektromotoren 6R und 6L, Bremsen 7R und 7L, elektromagnetische Aufnehmer 16R und 16L und eine Steuervorrichtung 200. Der kombinierte Sensor 14 dient als Gierraten-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung der Beschleunigung in Vorwärtsrichtung / Rückwärtsrichtung, der seitlichen Beschleunigung und der Gierrate. Die Bremsen 7R und 7L sind mit den Ausgangswellen 6Ra und 6La der Elektromotoren 6R bzw. 6L verbunden. Elektromagnetische Aufnehmer 16R und 16L messen die Raddrehzahl des rechten bzw. des linken Rades. Ähnlich wie bei den Hinterrädern 5R und 5L sind das linke und das rechte Vorderrad 45R und 45L mit elektromagnetischen Aufnehmern 36R und 36L zur Messung ihrer Raddrehzahl ausgerüstet. Die Drehzahlen des rechten und des linken Vorderrades werden durch die elektromagnetischen Aufnehmer 36R bzw. 36L gemessen. Im Übrigen sind die Hinterräder 5R und 5L genaugenommen für die Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht geeignet (obgleich es in den meisten Fällen kein Problem gibt), da die Hinterräder 5R und 5L Antriebsräder sind und ihre Reifen beim Antrieb und beim Bremsen verformt werden. Da die Vorderräder als passiv getriebene Räder durch Antrieb/Bremsen weniger beeinflusst werden, kann gesagt werden, dass die Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit unter Verwendung der durch die elektromagnetischen Aufnehmer 36R und 36L erhaltenen Messwerte genauer ist und einen Wert liefert, der näher an der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit liegt. In Fällen der Steuerung der Fahrzeugbewegung ist es allerdings zuweilen zweckmäßiger, die Geschwindigkeit des Schwerpunktes des Fahrzeugs 1 über Grund (Fahrzeuggeschwindigkeit) zu diskutieren, als die Geschwindigkeiten der Vorderräder oder der Hinterräder zu diskutieren. Es ist daher auch möglich, den Muldenkipper mit einem Sensor zur direkten Messung der Geschwindigkeit über Grund (z.B. Sensor 37 für die Geschwindigkeit über Grund) auszurüsten und den Sensor zur Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu verwenden. Ein solcher Sensor kann allgemein durch einen Millimeterwellen-Radarsensor, einen optischen Sensor etc. realisiert werden.
Die Steuervorrichtung 200 umfasst eine Inverter-Steuervorrichtung 30, eine Hebungs-Steuervorrichtung 31, eine Lenkungs-Steuervorrichtung 32, eine Fahrzeug-Steuervorrichtung 50 und eine Steuereinrichtung 100. Die Inverter-Steuervorrichtung 30 steuert die Elektromotoren 6R und 6L gemäß ihr als Eingang eingeführten Drehmoment-Befehlen. Die Hebungs-Steuervorrichtung 31 bewegt je nach Knopf-Betätigungen durch den Fahrer oder Eingaben von außerhalb die Schleifer 4Ra und 4La der Strom-abnehmer 4R und 4L nach oben und nach unten. Die Lenkungs-Steuervorrichtung 32 wandelt die Lenkoperation des Fahrers in ein elektrisches Signal um und steuert dadurch die Lenkung der Vorderräder. Die Fahrzeug-Steuervorrichtung 50 stellt einen charakteristischen Teil der vorliegenden Erfindung dar.
Die Inverter-Steuervorrichtung 30 umfasst eine Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 30a, eine Motorsteuerungs-Recheneinheit 30b und einen Inverter (Schaltelement) 30c (bekannter Aufbau) für den rechten und für den linken Elektromotor 6R und 6L. Die Stromabnehmer 4R und 4L sind mit Hebeeinrichtungen ausgerüstet, welche die Schleifer 4Ra und 4La in Abhängigkeit von Hebungs-Steuersignalen von der Hebungs-Steuervorrichtung 31 nach oben und nach unten bewegen. Die Einzelheiten der Stromabnehmer 4R und 4L, der Hebungs-Steuervorrichtung 31, des Lenksystems (einschließlich der Lenkungs-Steuervorrichtung 32) und der Fahrzeug-Steuervorrichtung 50 werden später beschrieben.
<Grundlegender Betrieb einschließlich des Fahrbetriebs>
Der Grad P des Herunterdrückens des Fahrpedals 11 (Ausmaß des Herunterdrückens) und der Grad Q des Herunterdrückens des Bremspedals 12 werden als Signale zur Steuerung der Größe der Antriebskraft beziehungsweise der Verzögerungskraft (Bremskraft) in die Steuereinrichtung 100 eingeführt. Wenn der Fahrer zum Beispiel das Fahrpedal 11 drückt, um den Muldenkipper vorwärts oder rückwärts zu bewegen, gibt die Steuereinrichtung 100 einen Befehl bezüglich einer Ziel-Drehzahl des Verbrennungsmotors 21 aus. Der Befehl bezüglich der Ziel-Drehzahl wird auf der Basis einer vorgegebenen Tabelle von Ziel-Drehzahlen ausgegeben, die verschiedenen Winkeln des Fahrpedals entsprechen. Der Verbrennungsmotor 21 ist ein Dieselmotor, der mit einem elektronischen Regler 21a ausgerüstet ist. Nach Empfangen des Befehls bezüglich der Ziel-Drehzahl steuert der elektronische Regler 21a die Kraftstoff-Einspritzmenge so, dass sich der Verbrennungsmotor 21 mit der Ziel-Drehzahl dreht.
Der AC-Generator 22 ist zur Wechselstromerzeugung mit dem Verbrennungsmotor 21 verbunden. Die durch die Wechselstromerzeugung erzeugte elektrische Energie wird durch die Gleichrichterschaltung 23 gleichgerichtet und in dem Kondensator 25 (Gleichspannung: V) gespeichert. Ein durch den Fühlerwiderstand 24 (der die Gleichspannung V in einem bestimmten Verhältnis teilt) erfasster Spannungswert wird zu der Steuereinrichtung 100 rückgeführt. Der AC-Generator 22 wird durch die Steuereinrichtung 100, die den Rückführungswert empfängt, so gesteuert, dass der Spannungswert gleich einer vorgegebenen konstanten Spannung V0 ist.
Der durch den AC-Generator 22 erzeugte elektrische Strom wird über die Inverter-Steuervorrichtung 30 an den rechten und den linken Elektromotor 6R und 6L geliefert. Die Steuereinrichtung 100 steuert die Lieferung der erforderlichen elektrischen Leistung an die Elektromotoren 6R und 6L durch Steuern des AC-Generators 22 in der Weise, dass die durch die Gleichrichtung durch die Gleichrichterschaltung 23 gewonnene Gleichspannung V gleich der vorgegebenen konstanten Spannung V0 ist. Im Gegensatz hierzu wird die Gleichspannung V0, wenn die Schleifer 4Ra und 4La der Stromabnehmer 4R und 4L mit den Oberleitungsdrähten 3R und 3L in Kontakt stehen, direkt von den Oberleitungsdrähten 3R und 3L an die Inverter-Steuervorrichtung 30 geliefert.
Die Steuereinrichtung 100 berechnet Drehmomentbefehls-Werte T_MR_a und T_ML_a , die dem Ausmaß der Betätigung des Fahrpedals 11 und dem Ausmaß der Betätigung des Bremspedals 12 entsprechen, und erzeugt dann Drehmomentbefehls-Werte T_MR und T_ML für den rechten und den linken Elektromotor 6R und 6L auf der Basis der Drehmomentbefehls-Werte T_MR_a und T_ML_a, Drehmoment-Befehlswerte T_MR_V und T_ML_V zur Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit und Motordrehmoment-Korrekturwerte T_MR_Y und T_ML_Y zur Giermoment-Steuerung (später erläutert) und gibt diese Werte aus. Die Drehmomentbefehls-Werte T_MR und T_ML für den rechten und den linken Elektromotor 6R und 6L und die durch die elektromagnetischen Aufnehmer 16R und 16L erfassten Drehgeschwindigkeiten ωR und ωL der Elektromotoren 6R und 6L werden in die Inverter-Steuervorrichtung 30 eingeführt. Die Inverter-Steuervorrichtung 30 steuert über die Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit 30a, die Motorsteuerungs-Recheneinheit 30b und den Inverter 30c (Schaltelement) die beiden Elektromotoren 6R und 6L an.
Das rechte und das linke Hinterrad (Reifen) 5R und 5L sind über die Bremsen 7R beziehungsweise 7L mit den Elektromotoren 6R und 6L verbunden. Jeder der elektromagnetischen Aufnehmer 16R, 16L wird allgemein durch einen Sensor realisiert, der die Umfangsgeschwindigkeit eines Zahns eines Zahnrades in der Bremse 7R, 7L erfasst. Beispielsweise bei dem Antriebssystem für die rechte Seite ist es auch möglich, ein Zahnrad zur Erfassung an einer Antriebswelle in dem Elektromotor 6R oder an einer Antriebswelle, welche die Bremse 7R mit dem Rad (Reifen) 5R verbindet, anzubringen und den elektromagnetischen Aufnehmer 16R an der Position des Zahnrades anzuordnen.
Wenn der Fahrer des fahrenden Muldenkippers das Fahrpedal 11 loslässt und das Bremspedal 12 niederdrückt, führt die Steuereinrichtung 100 die Steuerung so durch, dass der AC-Generator 22 keinen elektrischen Strom erzeugt. Ferner werden die Drehmomentbefehls-Werte T_MR_a und T_ML_a von der Steuereinrichtung 100 negativ, und somit steuert die Inverter-Steuervorrichtung 30 die Elektromotoren 6R und 6L so an, dass Bremskraft an den fahrenden Muldenkipper angelegt wird. In diesem Fall wirken die Elektromotoren 6R und 6L als Generatoren, um den Kondensator 25 durch Verwendung der Gleichrichterfunktion der Inverter-Steuervorrichtung 30 elektrisch aufzuladen. Die Chopper-Schaltung 26 arbeitet so, dass der Gleichspannungswert V innerhalb eine vorgegebenen Gleichspannungswertes V1 liegt, während elektrische Energie durch Einspeisen von elektrischem Strom in den Gitterwiderstand 27 in thermische Energie umgewandelt wird.
<Aufwärts-/Abwärts-Bewegung der Schleifer der Stromabnehmer
Als Nächstes werden im Folgenden die Hebeeinrichtungen für die Schleifer 4Ra und 4La der Stromabnehmer 4R und 4L beschrieben. 4 zeigt den Aufbau der Stromabnehmer 4R und 4L zur Abnahme von elektrischem Strom von den Oberleitungsdrähten 3R und 3L. Da die Stromabnehmer 4R und 4L im Aufbau miteinander identisch sind, wird der Aufbau des Stromabnehmers 4L als repräsentatives Beispiel erläutert. Der Stromabnehmer 4L besitzt eine hydraulische Kolbenvorrichtung 4a als Hebeeinrichtung. Das Gehäuse der hydraulischen Kolbenvorrichtung 4a ist am Fahrzeug 1 befestigt. Der Schleifer 4La ist an einem Ende einer Stange 4c eines Hydraulikkolbens 4b der hydraulischen Kolbenvorrichtung 4a angebracht. Der Kontakt/die Trennung des Schleifers 4La mit/von dem Oberleitungsdraht 3L wird durch senkrechtes Bewegen des Hydraulikkolbens 4b mit Hydraulikflüssigkeit gesteuert, die von einer Hydraulikvorrichtung 4e (mit einer Hydraulikpumpe) über eine Hydraulikleitung 4d geliefert wird. Der Schleifer 4La und die Stange 4c des Hydraulikkolbens 4b sind durch einen Isolator 4f voneinander elektrisch isoliert. Der elektrische Strom des Oberleitungsdrahtes 3L wird über den Schleifer 4La und eine elektrische Leitung 4g an ein Stromversorgungssystem der Inverter-Steuervorrichtung 30 (zur Ansteuerung der Motoren, siehe 3) geliefert. Die Hebungs-Steuervorrichtung 31 ist so ausgebildet, dass sie das Hebungs-Befehlssignal 4h in Abhängigkeit von der Betätigung eines Hebungsschalters durch den Fahrer oder eine Schalt(Flag)-Operation oder ein Steuerbefehlssignal von außerhalb (z.B. der Fahrzeug-Steuervorrichtung 50 der vorliegenden Erfindung) an die Hydraulikvorrichtung 4e sendet. Während die Hebeeinrichtung für den Schleifer 4La bei der vorliegenden Ausführungsform durch die hydraulische Kolbenvorrichtung 4a realisiert ist, kann die Hebeeinrichtung natürlich auch durch das als „Pantograph“ bezeichnete System durch Verwendung von parallelen Verbindungen, einer Feder, eines Motors etc. realisiert werden, wie es bei elektrisch angetriebenen Eisenbahnzügen allgemein verwendet wird.
< Lenksystem >
Als Nächstes wird das Lenksystem unter Bezug auf 5 im Folgenden beschrieben.
Das Lenksystem ist aus der oben erwähnten Lenkungs-Steuervorrichtung 32 und einer Lenkvorrichtung 40 aufgebaut. Die Lenkvorrichtung 40 umfasst ein Lenkrad 41, einen Reaktionskraftmotor 42 mit einem Lenkwinkel-Sensor, einen Lenkungsmotor 43 mit einem Lenkungswinkel-Sensor und ein Zahnstangengetriebe 44.
Wenn der Fahrer das Lenkrad 41 betätigt, erfasst der Lenkwinkel-Sensor des Reaktionskraftmotors 42 den Betrag der Betätigung des Lenkrades 41 und sendet den erfassten Betrag der Betätigung an die Lenkungs-Steuervorrichtung 32. Die Lenkungs-Steuervorrichtung 32 sendet ein Drehmomentsignal an den Lenkungsmotor 43 mit dem Lenkungswinkel-Sensor, so dass der momentane Lenkungswinkel gleich einem Lenkungswinkel ist, der dem Lenkwinkel des Fahrers entspricht. Die Vorderräder 45R und 45L werden durch ein Lenkungsdrehmoment gedreht (Lenkung), das durch den Lenkungsmotor 43 erzeugt und über das Zahnstangengetriebe 44 übertragen wird. In Abhängigkeit von der Größe dieses Drehmoments wird ein Reaktionskraft-Drehmoment zu dem Reaktionskraftmotor 42 mit dem Lenkwinkel-Sensor übertragen, durch den Reaktionskraft auf das Lenkrad 41 übertragen wird. Zugleich sendet die Lenkungs-Steuervorrichtung 32 den Lenkwinkel an die Steuereinrichtung 100. Eine Funktion der Lenkungs-Steuervorrichtung 32 ist es, einen Lenkungsdrehmoment-Korrekturwert von der Steuereinrichtung 100 zu empfangen und den Lenkungsmotor 43 (mit dem Lenkungswinkel-Sensor) in Abhängigkeit von dem empfangenen Lenkungsdrehmoment-Korrekturwert zu betätigen. Ob die Lenkungs-Steuervorrichtung 32 in ähnlicher Weise das Reaktionskraft-Drehmoment an den Reaktionskraftmotor 42 mit dem Lenkwinkel-Sensor sendet oder nicht, kann geeigneterweise auf der Basis des Modus (später erläutert) zu diesem Zeitpunkt und eines Befehls von der Steuereinrichtung 100 geändert werden. Wenn zum Beispiel die Lenkungs-Steuervorrichtung 32, die den Lenkungsdrehmoment-Korrekturwert von der Steuereinrichtung 100 empfängt, den Lenkungsmotor 43 mit dem Lenkungswinkel-Sensor gemäß dem Korrekturwert steuert, ohne den Reaktionskraft-Befehlswert an den Reaktionskraftmotor 42 mit dem Lenkwinkel-Sensor zu senden, verliert der Fahrer in diesem Augenblick das Lenkgefühl, auch wenn sich das Fahrzeug (Muldenkipper) entsprechend dem Lenkwinkel dreht. Wenn im Gegensatz dazu auch bei der Lenkoperation durch den Fahrer kein Befehl an den Lenkungsmotor 43 mit dem Lenkungswinkel-Sensor gesendet wird, dreht sich das Fahrzeug (Muldenkipper) trotz des Drehens des Lenkrades 41 nicht. Diese Maßnahme ist beispielsweise wirksam, wenn die Steuereinrichtung 100 entscheidet, dass das Lenkrad 41 aus irgendeinem Grund nicht betätigt werden sollte. Als Mittel zum Informieren des Fahrers, dass das Lenkrad 41 momentan nicht betätigt werden sollte, kann die Lenkungs-Steuervorrichtung 32 ein Drehmoment in einer Richtung erzeugen, die der Richtung der Lenkoperation des Fahrers entgegengesetzt ist. Das Drehmoment vermittelt dem Fahrer das Gefühl, das das Lenkrad 41 schwergängig ist, und lässt ihn erkennen, dass das Lenkrad 41 in der Richtung nicht betätigt werden sollte.
Obwohl im Rahmen dieser Ausführungsform das elektrische („Steer-by-Wire“-) Lenksystem erläutert wurde, bei dem das Lenkrad 41 nicht direkt mit den Vorderrädern 45R und 45L in Verbindung steht, ist das Lenksystem nicht darauf beschränkt. So kann beispielsweise auch ein strombetriebenes Lenksystem Verwendung finden, bei dem der Reaktionskraftmotor 42 mit dem Lenkwinkel-Sensor und der Lenkungsmotor 43 mit dem Lenkungswinkel-Sensor als integrale Komponente direkt miteinander verbunden sind. Der Lenkungsmotor 43 mit dem Lenkungswinkel-Sensor kann ferner auch durch einen Motor vom hydraulischen Servo-Typ realisiert werden. Des Weiteren kann der von der Steuereinrichtung 100 gesendete Korrekturwert anstelle des Drehmoments auch ein korrigierter Winkel sein. In diesem Fall kann die Lenkungs-Steuervorrichtung 32 so ausgebildet sein, dass sie eine Drehmoment-Regelung durchführt, um die Abweichung zwischen dem durch den Lenkungswinkel-Sensor erfassten Winkel und dem korrigierten Winkel zu eliminieren.
6 ist ein Blockdiagramm, das eine Funktion der Lenkungs-Steuervorrichtung 32 zur Berechnung eines Lenkungsdrehmoment-Befehlswertes zeigt. Eine Umwandlungseinheit 32a der Lenkungs-Steuervorrichtung 32 wandelt den von dem Reaktionskraftmotor 42 mit dem Lenkwinkel-Sensor empfangenen Lenkwinkel des Fahrers durch Multiplizieren des Lenkwinkels des Fahrers mit einem Verstärkungsfaktor in einen Lenkungswinkel des Fahrers um. Eine Berechnungseinheit 32b subtrahiert den momentanen Lenkungswinkel von dem Lenkungswinkel des Fahrers. Eine Umwandlungseinheit 32c wandelt das Subtraktionsergebnis durch Multiplizieren des Subtraktionsergebnisses mit einem Verstärkungsfaktor in ein vom Fahrer verlangtes Lenkungsdrehmoment um. Dann berechnet eine Berechnungseinheit 32d den Lenkungsdrehmoment-Befehlswert durch Addieren des Lenkungsdrehmoment-Korrekturwertes (empfangen von der Steuereinrichtung 100) zu dem vom Fahrer verlangten Lenkungsdrehmoment. Der berechnete Lenkungsdrehmoment-Befehlswert wird an den Lenkungsmotor 43 mit dem Lenkungswinkel-Sensor ausgegeben.
<Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit>
Unter Bezug auf 3 beinhaltet die Steuereinrichtung 100 eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuereinheit 101. Wenn ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuermodus gewählt wurde (EIN), führt die Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuereinheit 101 die Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend dem Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuermodus durch, indem eine Regelung der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit unter Bezug auf eine Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit, die im Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuermodus festgelegt ist, ausgeführt wird. 7 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuereinheit 101. Wie in 7 dargestellt ist, berechnet die Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuereinheit 101, welche die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit und die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit empfängt, dann, wenn der Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuermodus im Zustand EIN (1) ist, das heißt, wenn sich eine Schalteinheit 101c in ihrer EIN-Stellung befindet, die Differenz zwischen den beiden Fahrzeuggeschwindigkeiten mit einer Berechnungseinheit 101a, berechnet die Drehmoment-Befehlswerte T_MR_V und T_ML_V (zum Ändern der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit in die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit) mit einer Umwandlungseinheit 101b durch Multiplizieren der Differenz mit einem Verstärkungsfaktor und gibt die berechneten Drehmoment-Befehlswerte T_MR_V und T_ML_V aus. Die Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuereinheit 101 empfängt die Umdrehungsgeschwindigkeiten ωR und ωL der Elektromotoren 6R und 6L, die durch die elektromagnetischen Aufnehmer 16R und 16L erfasst werden, und berechnet die Fahrzeuggeschwindigkeit aus den Umdrehungsgeschwindigkeiten. Die Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit kann auch durch Verwendung der Messungen durch die elektromagnetischen Aufnehmer 36R und 36L oder der Messung durch den Sensor 37 für die Geschwindigkeit über Grund, wie oben erwähnt, vorgenommen werden. Somit kann eine Vorrichtung zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuereinheit 101, die elektromagnetischen Aufnehmer 16R und 16L für die Hinterräder, die elektromagnetischen Aufnehmer 36R und 36L für die Vorderräder und den Sensor 37 für die Geschwindigkeit über Grund gebildet werden. Ein Befehl, der angibt, ob in den Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuermodus geschaltet werden soll oder nicht, kann zum Beispiel in Abhängigkeit von der Betätigung eines Schalters der Fahrzeug-Steuervorrichtung 50 durch den Fahrer oder in Abhängigkeit von einer Eingabe von außerhalb ausgegeben werden. Die Aufhebung des Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuermodus kann in Abhängigkeit von dem Niederdrücken des Bremspedals 12 durch den Fahrer oder in Abhängigkeit von einer Eingabe von außerhalb erfolgen. Wenn der Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuermodus aufgehoben wird, wird der Befehl zum Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuermodus auf AUS (0) geschaltet (das heißt, die Schalteinheit 101c wird auf AUS (0) geschaltet), und ein Wert 0 des Fahrzeugsteuerungs-Drehmoment-Befehls wird durch eine Null-Ausgabeeinheit 101d ausgegeben. Die Steuereinrichtung 100, die eine vorgegebene Tabelle von Befehlswerten für die Drehzahl des Verbrennungsmotors enthält, die verschiedenen Drehmoment-Korrekturwerten T_MR_V und T_ML_V entsprechen, gibt auf der Basis der Tabelle einen Befehlswert für die Drehzahl des Verbrennungsmotors an den Verbrennungsmotor 21 aus.
< Giermoment-Steuerung>
Wie in 3 dargestellt ist, umfasst die Steuereinrichtung 100 ferner eine Giermoment-Steuereinheit 102 zur Steuerung der Drehrichtung des Fahrzeugs. 8 ist ein Blockdiagramm, das die Einzelheiten der Funktion der Giermoment-Steuereinheit 102 zeigt. Wie in 8 dargestellt ist, gehören zu den Eingangssignalen für die Giermoment-Steuereinheit 102 zum Beispiel ein Giermoment-Steuerungswert, der durch eine andere Giermoment-Steuerung erzeugt wird (z.B. eine Steuerung zur Verhinderung von Schleudern), ein Giermoment-Korrekturwert, der gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Vorwärts-/ Rückwärts-Beschleunigung, die seitliche Beschleunigung, die Gierrate, der Lenkwinkel und ein Befehl eines Giermoment-Steuermodus. Ausgangssignale von der Giermoment-Steuereinheit 102 sind der Lenkungsdrehmoment-Korrekturwert und die Drehmoment-Korrekturwerte T_MR_V und T_ML_V für die Motoren. Der Giermoment-Steuerungswert und der Giermoment-Korrekturwert werden durch eine Berechnungseinheit 102a addiert, um einen Giermoment-Befehlswert zu ermitteln. Der Giermoment-Befehlswert wird in eine Lenkdrehmoment-Steuereinheit 102b, eine Motordrehmoment-Steuereinheit 102c und eine Steuereinheit zur optimalen Verteilung 102d eingeführt. Die Lenkdrehmoment-Steuereinheit 102b berechnet auf der Basis des eingeführten Giermoment-Befehlswertes einen Lenkungsdrehmoment-Korrekturwert. Die Motordrehmoment-Steuereinheit 102c berechnet Motordrehmoment-Korrekturwerte auf der Basis des eingeführten Giermoment-Befehlswertes. Die Steuereinheit zur optimalen Verteilung 102d berechnet auf der Basis des Giermoment-Befehlswertes, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Gierrate, des Lenkwinkels, der Vorwärts-/Rückwärts-Beschleunigung und der seitlichen Beschleunigung, die ihr zugeführt werden, ein Giermoment-Verteilungsverhältnis und berechnet dann einen Lenkungsdrehmoment-Korrekturwert sowie Motordrehmoment-Korrekturwerte, die dem Giermoment-Verteilungsverhältnis entsprechen. Der Befehl des Giermoment-Steuermodus wird in eine Schalteinheit 102e eingeführt. Wenn der Giermoment-Steuermodus Modus 1 ist, gibt die Schalteinheit 102e den durch die Lenk-drehmoment-Steuereinheit 102b berechneten Lenkungsdrehmoment-Korrekturwert aus. Wenn der Giermoment-Steuermodus Modus 2 ist, gibt die Schalteinheit 102e den durch die Motordrehmoment-Steuereinheit 102c berechneten Motordrehmoment-Korrekturwert aus. Wenn der Giermoment-Steuermodus Modus 3 ist, gibt die Schalteinheit 102e den Lenkungsdrehmoment-Korrekturwert und die Drehmoment-Korrekturwerte für den rechten und den linken Motor aus, die durch die Steuereinheit zur optimalen Verteilung 102d berechnet wurden.
<Festlegen des Giermoment-Steuermodus>
In Minen, in denen die Muldenkipper fahren, besteht ein zunehmendes Bedürfnis nach Verkürzung der Zeit, die zum Transport von Erdreich, Sand etc. erforderlich ist. Der Grund hierfür ist, dass die Verkürzung der erforderlichen Zeit den Transportzyklus für Erde/Sand jedes Muldenkippers verkürzt und die Anzahl von Transporten erhöht. Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist der Hauptfaktor, der direkt zur Verkürzung der erforderlichen Zeit beiträgt. Es ist daher erwünscht, Steuerung zu vermeiden, die eine Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit verursacht.
9 ist eine Graphik, welche die Wirkungsweise eines Verfahrens zeigt, bei dem der Giermoment-Korrekturwert durch eine Differenz der Antriebskraft in Bezug auf die gesamte Antriebskraft der Motoren implementiert wird, wenn das Fahrzeug mit 100 % Motorantriebskraft fährt. Wenn zum Beispiel angenommen wird, dass das Fahrzeug momentan mit einer konstanten Geschwindigkeit mit seiner 100 %-Antriebskraft fährt, wie auf der linken Seite bei „a“ von 9 dargestellt ist, befindet sich die gesamte Antriebskraft des Fahrzeugs im Gleichgewicht mit dem Fahrwiderstand (Luftwiderstand, Reibungswiderstand, Böschungswinkel etc.). Bei der Ausgestaltung dieser Ausführungsform bedeutet die „100 %- Antriebskraft“ die Grenzen der abgegebenen Leistung der Motoren der Hinterräder, also den Maximalwert der Antriebskraft, welche die Motoren bei dieser Geschwindigkeit abgeben können. Hier soll das Verfahren zur Erzeugung des Giermoments durch Anwendung von Antriebskraft/ Bremskraft auf das Fahrzeug betrachtet werden. In diesem Fall kann die Erzeugung des Giermoments lediglich durch Verringerung der Antriebskraft des rechten oder des linken Motors erzielt werden, wie auf der rechten Seite bei „b“ von 9 dargestellt ist, da die Motoren, wie oben erwähnt, bereits an ihren Grenzen der abgegebenen Leistung sind. Während ein der Abnahme der Antriebskraft entsprechendes Giermoment in dem Fahrzeug erzeugt wird, verringert sich die Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund der Abnahme der Antriebskraft. Dies steht im Widerspruch zu dem obengenannten Bedürfnis nach Zeitverkürzung. Daher sollte der Aktuator, der in diesem Fall das Giermoment erzeugt, auf eine solche Weise arbeiten, dass kein wesentlicher Geschwindigkeitsabfall verursacht wird. Demzufolge ist die Einstellung des Giermoment-Steuermodus auf den Modus 1, wie in 8 dargestellt, in diesem Fall zweckmäßig. Wenn im Gegensatz dazu die Antriebskraft des Fahrzeugs unter 100 % liegt, wird der Giermoment-Steuermodus je nach der Größe der Antriebskraft und anderen Größen des Fahrzeugzustandes zur Motordrehmoment-Steuerung (Giermoment-Steuermodus 2) oder zur Steuerung der optimalen Verteilung (Giermoment-Steuermodus 3) umgeschaltet.
<Kombinieren des durch jede Einheit erzeugten Motordrehmoments>
Ein Verfahren zur Berechnung der Motordrehmoment-Befehlswerte durch die Steuereinrichtung 100 wird unter Bezug auf 10 erläutert. 10 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für das Verfahren zur Berechnung der Motordrehmoment-Befehlswerte zeigt. Zunächst wählt eine Verarbeitungseinheit 100a die obenerwähnten Drehmoment-Befehlswerte T_MR_a und T_ML_a entsprechend der Betätigung des Fahrpedals/Bremspedals durch den Fahrer oder die Drehmoment-Befehlswerte T_MR_V und T_ML_V , die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerung erzeugt werden. Die Verarbeitungseinheit 100a wählt zum Beispiel den Drehmomentbefehl des Fahrers aus, wenn er vorliegt. Andernfalls wählt die Verarbeitungseinheit 100a den Drehmomentbefehl für die Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerung. Danach berechnet eine Berechnungseinheit 100b Motordrehmoment-Befehlswerte T_MR und T_ML durch Addieren der Motordrehmoment-Korrekturwerte T_MR_Y und T_ML_Y , die dem jeweiligen durch die Giermoment-Steuereinheit 102 erzeugten Giermoment-Befehlswert entsprechen, zu den durch die Verarbeitungseinheit 100a ausgewählten Drehmoment-Befehlswerten. Dieses Kombinationsverfahren für das Motordrehmoment stellt lediglich ein Beispiel dar; es können auch verschiedene andere Verfahren (z.B. bekannte Verfahren) angewandt werden.
<Gesamtaufbau des charakteristischen Teils>
Als Nächstes wird im Folgenden der Gesamtaufbau des charakteristischen Teils des elektrisch angetriebenen Muldenkippers gemäß dieser Ausführungsform unter Bezug auf 11 erläutert.
Wie oben erwähnt, umfasst das Antriebssystem des elektrisch angetriebenen Muldenkippers dieser Ausführungsform die Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung 15 zur Erfassung der Oberleitungsdrähte 3R und 3L und die Fahrzeug-Steuervorrichtung 50.
Die Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung 15 kann typischerweise durch einen Sensor wie etwa ein Laser-Radar, ein Millimeterwellen-Radar oder eine Camera realisiert werden. In einer X-Y-Ebene, die gebildet wird durch eine X-Achse, welche die Fahrrichtung des Fahrzeugs (Richtung der Fahrzeugachse) darstellt, und eine Y-Achse, welche die seitliche Richtung (senkrecht zur Fahrzeugachse) des Fahrzeugs darstellt, dient jeder der obigen Sensoren bei der vorliegenden Erfindung als Mittel zur Erfassung der relativen Positionsbeziehung zwischen dem Fahrzeug und den Oberleitungsdrähten. Im Fall des Laser-Radars ist die Abtastung (Suchen der Oberleitungsdrähte) in der Richtung der X-Achse des Fahrzeugs wirkungsvoll für eine genaue Erfassung der Oberleitungsdrähte. Im Fall des Millimeterwellen-Radars ist eine schädliche Wirkung des Wetters (Nebel, Regen etc.) im Vergleich zu anderen Typen von Sensoren nur gering. Diese Radarsensoren sind zur Erfassung nicht nur in der X-Richtung und der Y-Richtung, sondern auch in der Z-Richtung (Richtung der Höhe des Fahrzeugs und der Oberleitungsdrähte) in der Lage. Die Radarsensoren können daher in Fällen geeignet sein, in denen das System der vorliegenden Erfindung zusammen mit einem System verwendet wird, das die Erfassung in der Höhenrichtung erfordert.
Im Fall der Camera werden Bilder der Oberleitungsdrähte von unten aufgenommen, und somit können die Oberleitungsdrähte am Tag bei gutem Wetter dank des hohen Kontrastes zwischen Himmel und den Oberleitungsdrähten genau erfasst werden. Es ist auch möglich, das Fahrzeug 1 mit einer Beleuchtungsvorrichtung 51 zur Beleuchtung der Oberleitungsdrähte 3R und 3L auszurüsten. In diesem Fall hält die Beleuchtung der Oberleitungsdrähte 3R und 3L mit der Beleuchtungsvorrichtung 51 einen hohen Kontrast zwischen dem Himmel und den Oberleitungsdrähten aufrecht, wodurch die Oberleitungsdrähte auch dann genau erfasst werden können, wenn ein solcher hoher Kontrast nur schwer zu erzielen ist (Abend, Nacht, Regenwetter etc.).
Das System kann auch durch Kombinieren von zwei oder mehr Sensoren aufgebaut werden.
11 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau der Fahrzeug-Steuervorrichtung 50 und die Eingangs-Ausgangs-Beziehung zwischen der Fahrzeug-Steuervorrichtung 50 und der Steuereinrichtung 100 zeigt. Wie in 11 dargestellt ist, umfasst die Fahrzeug-Steuervorrichtung 50 eine Verarbeitungseinheit 50a für Oberleitungsdraht-Erfassungsinformationen, eine Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b und eine Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c. Die Verarbeitungseinheit 50a für Oberleitungsdraht-Erfassungsinformationen gewinnt Informationen zur relativen Positionsbeziehung zwischen dem Fahrzeug und den Oberleitungsdrähten (Informationen zur relativen Position) durch Verarbeitung von Informationen, die durch die Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung 15 erfasst wurden. Die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b berechnet Zustandsgrößen des Fahrzeugs auf der Basis von Informationen, die durch die Verarbeitungseinheit 50a für Oberleitungsdraht-Erfassungsinformationen gewonnen werden. Die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c steuert die Fahrzeugzustandsgrößen auf der Basis des Ergebnisses der Berechnung durch die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b. Die Oberleitungsdrähte 3R und 3L werden durch Träger 53 über Isolatoren 52 getragen. Die Fahrzeug-Steuervorrichtung 50 gibt einen Zielgeschwindigkeits-Korrekturwert, den Giermoment-Korrekturwert, den Giermoment-Steuermodus, den Hebebefehl an die Hebe-Steuervorrichtung, Informationen zu Steuerung/ Erfassungszustand etc. aus.
Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Erläuterung der Erfassung der Oberleitungsdrähte für einen Fall, in dem eine Camera als Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung 15 verwendet wird und die relative Positionsbeziehung zwischen dem Fahrzeug und den Oberleitungsdrähten in der X-Y-Ebene durch Bildverarbeitung erfasst wird. Somit wird die Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung 15 durch eine Camera implementiert, und die Verarbeitungseinheit 50a für Oberleitungsdraht-Erfassungsinformationen wird durch eine Bildinformations- Verarbeitungseinheit realisiert, welche die durch die Camera 15 aufgenommenen Bildinformationen verarbeitet.
<Camera 15 und Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a>
Die Camera 15 nimmt Bilder der Oberleitungsdrähte 3R und 3L auf. In diesem Fall, in dem die beiden Oberleitungsdrähte 3R und 3L von einer einzigen Camera aufgenommen werden, sollte die Camera 15 in der Mitte zwischen dem rechten und dem linken Oberleitungsdraht 3R und 3L angeordnet sein. Es ist auch möglich, den rechten und den linken Oberleitungsdraht 3R und 3L mit jeweils einer Camera aufzunehmen. Die durch die Camera 15 aufgenommenen Bildinformationen werden zu der Bildinformations-Verarbeitungs-einheit 50a der Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 50 gesendet. Dir Bildinformationen stellen eine Pixel-Anordnung in dem von der Camera 15 aufgenommenen Bereich dar. Die Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a wandelt die Bildinformationen in erforderliche Informationen um.
Wenn in der Aufnahmerichtung der Camera 15 eine starke Lichtquelle vorliegt, kann ein als „Lichthofbildung“ bezeichneter Ausbleichungs- und Unschärfeeffekt bei dem in die Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a eingeführten Bild auftreten, was die Erkennung des Erfassungsziels unmöglich machen kann. Als Gegenmaßnahme gegen dieses Problem können zwei Cameras verwendet werden: eine Camera zur Aufnahme der Oberleitungsdrähte 3R und 3L vor dem Fahrzeug und eine weitere Camera zur Aufnahme der Oberleitungsdrähte 3R und 3L hinter dem Fahrzeug. Wenn die Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a entscheidet, dass in einem von einer Camera aufgenommenen Bild Lichthof-bildung auftritt, kann eine Korrektur durch Verwendung der anderen Camera vorgenommen werden. Die Lichthofbildung kann nach bekannten Verfahren erfasst werden. Der Aufbau mit zwei Cameras ist nicht nur wirkungsvoll, wenn Lichthofbildung auftritt, sondern auch dann, wenn das Gesichtsfeld einer Camera blockiert ist. Wenn die Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a entscheidet, dass das Gesichtsfeld einer Camera durch Schmutz, Schlamm etc. blockiert ist, kann in gleicher Weise eine Korrektur durch Verwendung der anderen Camera vorgenommen werden. Es ist auch möglich, die Camera 15 mit einem Gehäuse zu umgeben, die Camera 15 die Oberleitungsdrähte 3R und 3L durch ein Glas des Gehäuses aufnehmen zu lassen und das Glas mit einem Scheibenwischer, Waschflüssigkeit etc. zu waschen, wenn die Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a entscheidet, dass die Sicht durch das Glas durch Schmutz, Schlamm etc. verschlechtert ist.
Wenn die Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a entscheidet, dass die Menge an Umgebungslicht für die Erfassung der Oberleitungsdrähte 3R und 3L nicht ausreichend ist (Dämmerung, Dunkelheit etc.), kann die Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a einen Beleuchtungsbefehl an die Beleuchtungsvorrichtung 51 ausgeben, damit die Beleuchtungsvorrichtung 51 die Oberleitungsdrähte 3R und 3L beleuchtet und einen hohen Kontrast zwischen dem Himmel und den Oberleitungs-drähten aufrechterhält.
Bei dieser Ausführungsform wird zur Vereinfachung der Erläuterung ein Fall betrachtet, in dem der Muldenkipper (Fahrzeug) in einem Oberleitungs-Fahrabschnitt wie dem in 12 dargestellten fährt und die Camera 15 Bilder in der Richtung direkt oberhalb des Fahrzeugs aufnimmt, wie in 13 dargestellt ist (nicht in der schrägen Richtung, wie in 11 dargestellt). 12 ist eine schematische Darstellung, die einen Bereich um einen Oberleitungs-Verbindungsabschnitt dieser Ausführungsform in Ansicht von oben zeigt. In Fig. 12 fährt das Fahrzeug 1 in der schematischen Darstellung von unten nach oben. Der Bereich vor dem Fahrzeug 1, der von punktierten Linien umgeben ist, stellt den Abbildungsbereich der Camera 15 dar. Die durchgezogenen Linien auf beiden Seiten des Fahrzeugs 1 stellen die Fahrspurränder 54 dar. Von den Oberleitungsdrähten 3R und 3L bilden die ersten Oberleitungsdrähte 3R₁ und 3L₁ einen ersten Fahrabschnitt, in dem lediglich die ersten Oberleitungsdrähte 3R₁ und 3L₁ installiert sind; sie erstrecken sich danach über ein bestimmtes Intervall in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C parallel zu neuen, zweiten Oberleitungsdrähten 3R₂ und 3L₂ und sind schließlich mit das Ende der Oberleitungsdrähte darstellenden Endteilen 3R_1t und 3L_1t verbunden. Die zweiten Oberleitungsdrähte 3R₂ und 3L₂ erstrecken sich indessen von den Anfang der Oberleitungsdrähte darstellenden Endteilen 3R_2b und 3L_2b über ein bestimmtes Intervall parallel zu den ersten Oberleitungsdrähten 3R₁ und 3L₁ und bilden danach einen zweiten Fahrabschnitt, in dem lediglich die zweiten Oberleitungsdrähte 3R₂ und 3L₂ installiert sind. In diesem Fall wird der Abbildungsbereich a, b, c, d der Camera 15 (Erfassungsbereich der Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung) vor dem Fahrzeug festgelegt, wie in 14 dargestellt ist. 15 ist eine schematische Darstellung, die ein in diesem Fall von der Camera 15 aufgenommenes Bild zeigt. Da die Camera 15 das Bild der Oberleitungsdrähte 3R und 3L in 15 von unten aufnahm, ist die antero-posteriore Beziehung zwischen den Punkten a, b, c und d (Positionsbeziehung zwischen der Linie a - d und der Linie b - c) und der Fahrrichtung des Fahrzeugs der von 14 entgegengesetzt, bei der die Oberleitungsdrähte 3R und 3L von oben gesehen sind.
Wie in 15 dargestellt ist, erscheinen die Oberleitungsdrähte 3R und 3L in der durch die Camera 15 gewonnenen Bildinformation parallel zur Fahrrichtung (in der vertikalen Richtung in dem Bild). An dieser Bildinformation wird ein Verfahren zur Extraktion von Randteilen (Randerfassungs-Prozess) durchgeführt, wie in 16 dargestellt ist. Durch den Randerfassungs-Prozess wird der rechte Oberleitungsdraht 3R in Ränder RR und RL aufgespalten, während der linke Oberleitungsdraht 3L in Ränder LR und LL aufgespalten wird. Anschließend wird, wie in 17 dargestellt ist, eine Mittellinie der Ränder für den rechten und den linken Oberleitungsdraht 3R und 3L (eine Mittellinie RM für den rechten Oberleitungsdraht 3R und eine Mittellinie LM für den linken Oberleitungsdraht 3L) ermittelt. Dann wird in Bezug auf die Pixel-Anzahl ein Koordinatensystem festgelegt, dessen Ursprung sich am oberen Mittelpunkt Oc des Bildes befindet (dessen X-Achse sich in der Richtung parallel zu der Linie a - b und dessen Y-Achse sich in der Richtung parallel zu der Linie d - a erstrecken). Anschließend werden in Bezug auf den Ursprung Oc festgelegt: der Schnittpunkt P (0, M_Lad_Ref) der Mittellinie LM mit der Linie a - d, der Schnittpunkt Q (0, M_Rad_Ref) der Mittellinie RM mit der Linie a - d, der Schnittpunkt R (m, M_Lbc_Ref) der Mittellinie LM mit der Linie
b - c und der Schnittpunkt S (m, M_Rbc_Ref) der Mittellinie RM mit der Linie b - c. Diese Punkte P, Q, R und S, die auf den Oberleitungsdrähten 3R und 3L liegen, werden als Zielpunkte definiert. Im Übrigen bedeuten die Zahl „m“ die Anzahl von Pixeln in der vertikalen Richtung und die Zahl „n“ die Anzahl von Pixeln in der horizontalen Richtung.
Wenn sich jeder Oberleitungsdraht 3R, 3L in der Mitte jedes Schleifers 4Ra, 4La befindet, wenn das Fahrzeug gerade in der Mitte der beiden Oberleitungsdrähte 3R und 3L und parallel zu den Oberleitungsdrähten 3R und 3L fährt, wird dies als Robustheit gegen Abweichungen (Versatz) angesehen, die durch seitliche (links/rechts) Fehlausrichtung und Vibration (Erschütterungen) des Fahrzeugs verursacht werden. Daher ist erwünscht, dass das Fahrzeug weiter in einem solchen Zustand fährt.
18 zeigt einen Zustand, in dem sich das Fahrzeug nach links verschoben hat. Durch Festlegen von repräsentativen Punkten des Fahrzeugs 1 an Schnittpunkten von Linien parallel zur X-Achse (d.h. in der Fahrrichtung des Fahrzeugs 1), die durch die Mitte des Schleifers 4Ra oder 4La und die Linien a - d und b - c des Abbildungsbereiches hindurch verlaufen, werden die in 18 dargestellten Punkte P', Q', R' und S' als repräsentative Punkte gewonnen. Diese repräsentativen Punkte sind zur Steuerung verwendete Punkte zur Steuerung der Position des Fahrzeugs in Bezug auf die Oberleitungsdrähte 3R und 3L. Daher können die repräsentativen Punkte P', Q', R' und S' auch als Steuerpunkte bezeichnet werden. Die Koordinaten dieser repräsentativen Punkte sind definiert als M_Lad_Cont, M_Rad_Cont, M_Lbc_Cont beziehungsweise M_Rbc_Cont.
19 zeigt einen Fall, in dem das Fahrzeug schräg zu den Oberleitungsdrähten 3R und 3L fährt. Auch in diesem Fall sind die repräsentativen Punkte des Fahrzeugs als die Punkte P', Q', R' und S' definiert.
Es wird ferner entschieden, ob neue Oberleitungsdrähte (die zweiten Oberleitungsdrähte 3R₂ und 3L₂ ) neben den momentan erfassten Oberleitungsdrähten (den ersten Oberleitungsdrähten 3R₁ und 3L₁) in dem Abbildungsbereich a, b, c, d erfasst werden oder nicht.
Die Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a sendet die Koordinaten-Informationen über die Zielpunkte und die repräsentativen Punkte sowie Informationen, die darstellen, ob die zweiten Oberleitungsdrähte 3R₂ und 3L₂ erfasst wurden oder nicht, an die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b.
< Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b>
Die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b der vorliegenden Ausführungsform berechnet Abweichungen zwischen den repräsentativen Punkten P', Q', R' und S' und den Zielpunkten P, Q, R und S. Die Abweichungen e_Lad, e_Rad, e_Lbc und e_Rbc zwischen den repräsentativen Punkten und den Zielpunkten werden wie folgt berechnet: $e_Lad = M_Lad_Ref - M_Lad_Cont$
$e_Rad = M_Rad_Ref - M_Rad_Cont$
$e_Lbc = M_Lbc_Ref - M_Lbc_Cont$
$e_Rbc = M_Rbc_Ref - M_Rbc_Cont$
Diese Abweichungen nehmen positive/negative Werte an, wenn sich das Fahrzeug in Bezug auf die Oberleitungsdrähte nach links/nach rechts verschoben hat.
Die Verschiebung (Abweichung) wird in ähnlicher Weise auch definiert, wenn das Fahrzeug schräg zu den Oberleitungsdrähten 3R und 3L fährt, wie in 19 dargestellt ist. In diesem Fall können die Schrägstellung eθ_L des Fahrzeugs in Bezug auf den linken Oberleitungsdraht 3L und die Schrägstellung eθ_R des Fahrzeugs in Bezug auf den rechten Oberleitungsdraht 3R wie folgt berechnet werden: $e θ_L = (e_Lbc - e_Lad) /m$
$e θ_R = (e_Rbc - e_Rad) /m$
Wenn die Camera den rechten und den linken Oberleitungsdraht 3R und 3L wie bei dieser Ausführungsform erfolgreich erfasst, sind die Ausdrücke (2), (4) und (6) zu den Ausdrücken (1), (3) und (5) redundant. Es ist daher erwünscht, die Berechnung durch Verwendung von Informationen bezüglich einer erfolgreichen Seite (auf der die Verschiebung und die Schrägstellung erfolgreich berechnet werden können) durchzuführen, wenn die Berechnung der Verschiebung und der Schrägstellung auf einer Seite aus irgendeinem Grund unmöglich ist.
Auf der Basis der Informationen von der Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a bezüglich der Erfassung der ersten Oberleitungsdrähte 3R₁ und 3L₁ und der zweiten Oberleitungsdrähte 3R₂ und 3L₂ ermittelt die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b ferner, ob das Fahrzeug 1 in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C fährt oder nicht. Im Übrigen ist der Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C der Abschnitt, in dem sich die das Ende darstellenden Endteile 3R_1t und 3L_1t der ersten Oberleitungsdrähte 3R₁ und 3L₁ und die den Anfang darstellenden Endteile 3R_2b und 3L_2b der zweiten Oberleitungsdrähte 3R₂ und 3L₂ parallel erstrecken.
Wenn ermittelt wird, dass das Fahrzeug 1 in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C fährt, setzt die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b die Zielpunkte (zweite Zielpunkte) für die neu erfassten zweiten Oberleitungsdrähte 3R₂ und 3L₂ fest. Die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b legt ferner vorgeschriebene Pfade von den repräsentativen Punkten zu den zweiten Zielpunkten fest. Die vorgeschriebenen Pfade können als gerade Linien, gekrümmte Linien etc. festgelegt werden, welche die repräsentativen Punkte mit den zweiten Zielpunkten verbinden. Es ist bevorzugt, die vorgeschriebenen Pfade derart festzulegen, dass sich die Pfade so verschieben, dass sie die zweiten Zielpunkte innerhalb des Oberleitungs-Verbindungsabschnittes erreichen. Die ersten Zielpunkte, die für die bereits vorliegenden ersten Oberleitungsdrähte 3R₁ und 3L₁ festgesetzt wurden, können entweder gelöscht oder als solche belassen werden.
Darüber hinaus setzt die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b auf der Basis der Informationen von der Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a ein Verbindungsmodus-Flag auf „1“ , wenn die zweiten Oberleitungsdrähte 3R₂ und 3L₂ erfasst werden, und auf „0“ , wenn ein repräsentativer Punkt (später erläutert) mit dem zweiten Zielpunkt zusammenfällt.
<Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c >
Als Nächstes wird im Folgenden die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c erläutert. Die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c berechnet in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Giermoment-Korrekturwert, damit zumindest einer der repräsentativen Punkte mit dem entsprechenden Zielpunkt zusammenfällt. Zunächst ist ein Verfahren zur Erzeugung des Giermoment-Korrekturwertes durch Multiplizieren der Verschiebung und der Schrägstellung, die durch die Ausdrücke (1) - (6) dargestellt werden, mit Verstärkungsfaktoren in 20 gezeigt. 20 ist ein Blockdiagramm, das die Einzelheiten der Funktion der Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c zeigt. In diesem Beispiel werden der Punkt P oder Q als Zielpunkt und der Punkt P' oder Q' als repräsentativer Punkt verwendet.
Wie in 20 dargestellt ist, ermittelt eine Recheneinheit 50c₁ der Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c die Abweichung e_Lad (e_Rad) zwischen dem repräsentativen Punkt P' (Q') und dem Zielpunkt P (Q) durch Berechnen der Differenz zwischen dem Koordinatenwert M_Lad_Cont (M_Rad_Cont) des repräsentativen Punkts P' (Q') und dem Koordinatenwert M_Lad_Ref (M_Rad_Ref) des Zielpunktes P (Q), die von der Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b eingeführt werden. Eine Umwandlungseinheit 50c₂ der Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c wandelt die Abweichung e_Lad (e_Rad) durch Multiplizieren der Abweichung mit einem Verstärkungsfaktor in einen Giermoment-Wert um. Eine Umwandlungseinheit 50c₃ wandelt indessen die Schrägstellung eθ_L (eθ_R) des Fahrzeugs, die von der Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b eingeführt wird, durch Multiplizieren der Schrägstellung mit einem Verstärkungsfaktor in einen Giermoment-Wert um. Eine Recheneinheit 50c₄ berechnet den Giermoment-Korrekturwert durch Zusammenaddieren der beiden Giermoment-Werte und gibt den berechneten Giermoment-Korrekturwert an die Giermoment-Steuereinheit 102 aus.
Im Übrigen stoppt die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c, wenn die zweiten Zielpunkte festgesetzt wurden, die Berechnung des Giermoment-Korrekturwertes, um den repräsentativen Punkt mit dem ersten Zielpunkt zusammenfallen zu lassen beziehungsweise die repräsentativen Punkte mit den ersten Zielpunkten zusammenfallen zu lassen, und führt eine Berechnung des Giermoment-Korrekturwertes durch, um den repräsentativen Punkt mit dem zweiten Zielpunkt zusammenfallen zu lassen beziehungsweise die repräsentativen Punkte mit den zweiten Zielpunkten zusammenfallen zu lassen.
Die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c bestimmt außerdem den Giermoment-Steuermodus, der unter Bezug auf 8 erläutert wurde. Die oben erwähnte Giermoment-Steuereinheit 102 der Steuereinheit 100 berechnet die Motordrehmoment-Befehlswerte und den Lenkungsdrehmoment-Korrekturwert auf der Basis des Giermoment-Korrekturwertes und des durch die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c bestimmten Giermoment-Steuermodus und gibt dann die Motordrehmoment-Befehlswerte und den Lenkungsdrehmoment-Korrekturwert an die Inverter-Steuervorrichtung 30 bzw. die Lenkungs-Steuervorrichtung 32 aus.
Mit dem Aufbau und der Arbeitsweise, wie sie oben beschrieben wurden, führt die Steuervorrichtung 200 (die aus der Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 50, der Steuereinrichtung 100, der Inverter-Steuervorrichtung 30 und der Lenkungs-Steuervorrichtung 32 besteht) eine Steuerung durch, um dem Fahrzeug 1 ein geeignetes Giermoment zu verleihen, so dass das Fahrzeug 1 fährt, während es den ersten Oberleitungsdrähten 3R₁ und 3L₁ in dem ersten Fahrabschnitt folgt, bevor das Fahrzeug 1 den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C erreicht, oder während es den zweiten Oberleitungsdrähten 3R₂ und 3L₂ in dem zweiten Fahrabschnitt folgt, nachdem das Fahrzeug 1 durch den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt hindurchfuhr (erste Steuerung). In dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt setzt die Steuervorrichtung 200 den vorgegebenen Pfad bzw. die vorgegebenen Pfade von dem repräsentativen Punkt bzw. den repräsentativen Punkten zu dem zweiten Zielpunkt bzw. den zweiten Zielpunkten fest und führt eine Steuerung durch, um dem Fahrzeug 1 ein geeignetes Giermoment zu verleihen, so dass das Fahrzeug 1 dem vorgeschriebenen Pfad bzw. den vorgeschriebenen Pfaden folgt und dadurch schließlich fährt, indem es den zweiten Oberleitungsdrähten 3R₂ und 3L₂ folgt (zweite Steuerung). Die Steuervorrichtung führt ferner eine Steuerung durch, um dem Fahrzeug 1 ein geeignetes Giermoment zu verleihen, so dass die Schrägstellung eθ_L (eθ_R) abnimmt.
Neben der einfachen Verstärkungs-Steuerung bzw. -Regelung, die in 20 dargestellt ist, kann auch eine Integralsteuerung, eine differenzierende Steuerung etc. bzw. eine integrierende oder differenzierende Regelung etc. angewandt werden.
<Einzelheiten des Steuerprozesses durch die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 50>
Die Einzelheiten des durch die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 50 durchgeführten obigen Steuerungsprozesses werden im Folgenden unter Bezug auf ein Ablaufdiagramm von 21 erläutert. 21 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf des Prozesses von der Bildaufnahme nach oben mit der Camera bis zur Steuerungs-Ausgabe zeigt.
In dem ersten Schritt 200 gewinnt die Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a ein Bild mit der Camera vom Fahrzeug 1 aus in Richtung nach oben. In Schritt 201 sucht die Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a das aufgenommene Bild nach dem Oberleitungsdraht 3R oder 3L ab. Bei der Suche in Schritt 201 wird der gesamte Bereich des aufgenommenen Bildes abgesucht, wenn die Erfassung des Oberleitungsdrahtes 3R/3L zum ersten Mal durchgeführt wird. Nachdem der Oberleitungsdraht 3R/3L einmal erfasst wurde, ist das Absuchen des gesamten Bereichs unnötig; das Absuchen lediglich eines begrenzten Bereiches in der Nähe der Koordinaten des bereits erfassten Oberleitungsdrahtes 3R/3L ist effektiv, da es zu einer Verkürzung der Suchzeit führt. In Schritt 202 entscheidet die Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a, ob ein Objekt, das dem Oberleitungsdraht 3R/3L entspricht, in dem aufgenommenen Bild vorliegt oder nicht. Wenn kein dem Oberleitungsdraht 3R/3L entsprechendes Objekt gefunden wird, wird der Prozess beendet. Wenn ein dem Oberleitungsdraht 3R/3L entsprechendes Objekt vorliegt, geht der Prozess weiter zu Schritt 203A. In Schritt 203A führt die Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a die Rand-Extraktion und die Bildverarbeitung zur Berechnung der Mittellinie des Oberleitungsdrahtes 3R/3L durch.
Der Prozess geht danach zu der Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b über. In Schritt 203B setzt die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b die oben erwähnten Zielpunkte (T und U) fest und berechnet die Koordinaten der Zielpunkte T und U. Danach wechselt der Prozess unter Verwendung der Koordinaten-Information bezüglich der Zielpunkte T und U zu einem Schritt 500 der Oberleitungsverbindungs-Steuerung und Oberleitungsdraht-Folgesteuerung zum Verfolgen des Oberleitungsdrahtes 3R/3L.
< Oberleitungsverbindungs-Steuerung und Folgesteuerung>
Am Beginn des Schrittes 500 der Oberleitungsverbindungs-Steuerung und Folgesteuerung wird entschieden (Schritt 510), ob das Verbindungsmodus-Flag, das durch die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b gesetzt wird, „0“ ist (nicht im Verbindungs-Modus (später erläutert)) oder nicht. Im Fall von Ja (Verbindungsmodus-Flag ist „0“, nicht im Verbindungs-Modus), schreitet der Prozess zu Schritt 520 fort. Wenn Nein vorliegt (Verbindungs-Flag ist „1“, im Verbindungs-Modus), geht der Prozess weiter zu Schritt 550.
In dem Schritt 520 wird entschieden, ob ein Objekt, das einem neuen Oberleitungsdraht (dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ ) entspricht, neben dem ersten Oberleitungsdraht 3R_1/3L₁ (enthalten in dem Sammelbegriff "Oberleitungsdraht 3R/3L) in dem Abbildungsbereich a, b, c, d erfasst ist oder nicht.
Wenn in dem Schritt 520 ein neuer Oberleitungsdraht erfasst wird, bedeutet dies, dass das Fahrzeug 1 in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C fährt. Wenn das Fahrzeug 1 in diesem Fall weiter fährt, während es dem bereits vorliegenden ersten Oberleitungsdraht 3R_1/3L₁ folgt, wird das Fahrzeug 1 zu dem das Ende darstellenden Endteil 3R_1t /3L_1t des ersten Oberleitungsdrahtes 3R_1/3L₁ geführt und gerät außerhalb des Fahrspurrandes 54. Um dieses Problem zu vermeiden, geht der Prozess zu Schritt 530 weiter, und das Verbindungsmodus-Flag wird auf „1“ gesetzt. Dann geht der Prozess weiter zu Schritt 540, und neue Zielpunkte (zweite Zielpunkte) werden auf dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ erzeugt. Danach geht der Prozess weiter zu Schritt 550.
Wenn in Schritt 520 kein neuer Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ erfasst wird, schreitet der Prozess zu Schritt 320 fort, um die FolgeSteuerung fortzusetzen, damit dem ersten Oberleitungsdraht 3R_1/3L₁ gefolgt wird.
In dem nächsten Schritt 550 wird der repräsentative Punkt so verschoben, dass er mit dem zweiten Zielpunkt zusammenfällt. Zum Verschieben des repräsentativen Punktes können verschiedene Verfahren angewandt werden; der vorgeschriebene Pfad kann unter Berücksichtigung der kinematischen Eigenschaften des Fahrzeugs, des Beladungszustands des Fahrzeugs, der Fahrzeuggeschwindigkeit etc. richtig erzeugt werden. So kann zum Beispiel die Geschwindigkeit der Verschiebung des repräsentativen Punktes ungefähr bei einer Geschwindigkeit festgelegt werden, bei welcher der repräsentative Punkt von dem ersten Oberleitungsdraht zu dem zweiten Oberleitungsdraht in einer Zeitspanne verschoben werden kann, in welcher der erste und der zweite Oberleitungsdraht parallel zueinander sind. Die Verschiebung des repräsentativen Punktes kann nach einer linearen Funktion, einer quadratischen Funktion etc. durchgeführt werden. Es ist auch möglich, den repräsentativen Punkt schnell von dem ersten Oberleitungsdraht zu dem zweiten Oberleitungsdraht zu verschieben. Wenn ausgehend von einem absoluten Koordinatensystem betrachtet wird, kann eine lineare Verschiebung von dem ersten Oberleitungsdraht zu dem zweiten Oberleitungsdraht angewandt werden, wie in 12 dargestellt ist. In diesem Fall muss das Fahrzeug bei jeder Verbindung von Oberleitungsdrähten zwingend von dem momentanen geraden Pfad (auf dem das Fahrzeug fuhr) abweichen. Dank der obigen Steuerung kann das Fahrzeug jedoch durch den ersten Fahrabschnitt (in dem das Fahrzeug fährt, während es dem bereits vorliegenden ersten Oberleitungsdraht folgt), den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt und den zweiten Fahrabschnitt (in dem das Fahrzeug fährt, während es dem neuen, zweiten Oberleitungsdraht folgt) im Wesentlichen geradlinig kontinuierlich hindurchfahren (längs der gestrichelten Linie im Verbindungsabschnitt). Stöße in seitlicher Richtung beim Verschieben sind sanft, und dies kann als wirksam für die Erhöhung der Fahreffizienz und die Verhinderung einer Verschiebung/eines Kollabierens der Ladung angesehen werden.
Als Nächstes wird Schritt 560 erläutert. In dem Schritt 560 wird entschieden, ob der repräsentative Punkt bereits mit dem zweiten Zielpunkt zusammenfällt oder nicht. Wenn der repräsentative Punkt mit dem zweiten Zielpunkt zusammenfällt, geht der Prozess weiter zu Schritt 570, wo das Verbindungsmodus-Flag auf 0 gesetzt wird, und danach zu dem Schritt 320, durch den die Verschiebung von dem ersten Oberleitungsdraht 3R_1/3L₁ zu dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂/3L₂ abgeschlossen ist. Wenn im Gegensatz dazu der repräsentative Punkt nicht mit dem zweiten Zielpunkt zusammenfällt (NEIN), bedeutet dies, dass sich das Fahrzeug in der Mitte der Verschiebung von dem ersten Oberleitungsdraht 3R_1/3L₁ zu dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ befindet, und somit geht der Prozess direkt zu Schritt 320 weiter.
In Schritt 320 berechnet die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c den Giermoment-Korrekturwert und gibt ihn aus. Solange der repräsentative Punkt in der Fahrrichtung des Fahrzeugs liegt und das Fahrzeug in der Richtung fährt, geht die Verlängerungslin0ie der Fahrzeugachse des Fahrzeugs 1 schließlich durch den zweiten Zielpunkt, wodurch das Fahrzeug dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂/3L₂ folgen kann.
In dem nächsten Schritt 330 wird der Giermoment-Steuermodus gewählt und ausgegeben. Bei normalem Fahren wird der Modus „1“ als Giermoment-Steuermodus gewählt, da keine Anforderung nach Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit (Bremsoperation des Fahrers oder Abbremsung durch eine andere Steuerung) vorliegt.
< Wirkung>
Gemäß der vorliegenden und wie oben ausgebildeten Ausführungsform werden folgende Wirkungen erzielt: Da die Oberleitungsdrähte 3R und 3L bei dieser Ausführungsform von unten erfasst werden, gibt es im Vergleich zu der herkömmlichen Technik der Erfassung von Fahrbahn-Markierungen etc. durch Aufnehmen von Bildern der Geländeoberfläche weniger Einflussfaktoren, die zu Erfassungsfehlern führen. Als Ergebnis wird die Genauigkeit der Oberleitungsdraht-Erfassung erhöht. Dank der Verbesserung der Genauigkeit der Oberleitungsdraht-Erfassung wird die Steuerungsgenauigkeit der Giermoment-Steuerung, damit das Fahrzeug fährt, während es den Oberleitungsdrähten 3R und 3L folgt, verbessert, und die mittlere Position jedes Schleifers 4Ra/4La des fahrenden Fahrzeugs weicht in der seitlichen Richtung praktisch nicht weit von dem Oberleitungsdraht 3R/3L ab. Demzufolge wird ein stabiler Oberleitungs-Fahrbetrieb ermöglicht, und die Arbeitsbelastung des Fahrers im Oberleitungs-Fahrabschnitt kann beträchtlich verringert werden.
Das Fahrzeug folgt ferner vor Erreichen des Oberleitungs-Verbindungsabschnitts C dem bereits vorliegenden Oberleitungsdraht (erster Oberleitungsdraht 3R₁ /3L₁ ) (erste Steuerung), während auf der Basis der Entscheidung, ob ein neuer Oberleitungsdraht (zweiter Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ ) neben dem bereits vorliegenden Oberleitungsdraht erfasst wird oder nicht, auch entschieden wird, ob das Fahrzeug 1 in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C fährt oder nicht. Wenn das Fahrzeug in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C fährt, wird die Giermoment-Steuerung durchgeführt, damit dem vorgeschriebenen Pfad, der sich zu dem zweiten Zielpunkt an dem neu erfassten Oberleitungsdraht (zweiter Oberleitungsdraht 3R₂/3L₂ ) erstreckt, gefolgt wird (zweite Steuerung). Nachdem das Fahrzeug den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C passiert hat und in den zweiten Fahrabschnitt eingetreten ist, wird die Giermoment-Steuerung durchgeführt, damit dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂/3L₂ gefolgt wird (erste Steuerung). Mit der obigen Steuerung wird verhindert, das das Fahrzeug dem ersten Oberleitungsdraht 3R_1/3L₁ weiter folgt und auf den Fahrspurrand 54 zu fährt, und es erfolgt hinsichtlich des Oberleitungsdrahtes, der mit dem Schleifer in Kontakt steht, ein automatischer Übergang von dem ersten Oberleitungsdraht 3R_1/3L₁ zu dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ , ohne dass eine sorgfältige Lenkoperation durch den Fahrer erforderlich wäre. Daher wird ein stabiler Oberleitungs-Fahrbetrieb auch in Fällen möglich, in denen die Länge des Oberleitungs-Fahrabschnitts größer ist als die Referenzlänge eines Oberleitungsdrahtes.
Wenn eine Camera 15 als Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung verwendet wird, ist die Beleuchtung der Oberleitungsdrähte 3R und 3L mit der Beleuchtungsvorrichtung 51 wirkungsvoll zur Aufrechterhaltung eines hohen Kontrastes zwischen dem Himmel und den Oberleitungsdrähten 3R und 3L. Durch Verwendung der Beleuchtungsvorrichtung 51 kann die Giermoment-Steuerung, damit das Fahrzeug fährt, während es den Oberleitungsdrähten 3R und 3L folgt, nicht nur am Tage bei gutem Wetter mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden, sondern auch unter Bedingungen, unter denen ein solcher hoher Kontrast zwischen dem Himmel und den Oberleitungsdrähten 3R und 3L praktisch nicht erzielt wird (Abend, Nacht, Regenwetter etc.).
Darüber hinaus ist die Steuervorrichtung 200 in der Lage, die Giermoment-Steuerung durch Verwendung der Fahrzeug-Steuervorrichtung 50 und der Steuereinrichtung 100 als separate Komponenten durchzuführen. Mit dieser Anordnung kann die Giermoment-Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung auch dann, wenn die Steuereinrichtung 100 eine bereits existierende Steuereinrichtung ist, durchgeführt werden, indem einfach die Fahrzeug-Steuervorrichtung 50 zu der Steuereinrichtung hinzugefügt wird. Die Parameter der Giermoment-Steuerung können eingestellt werden, indem einfach die Funktionen der Fahrzeug-Steuervorrichtung 50 geändert werden. Infolgedessen kann dem Steuerungssystem hohe Flexibilität verliehen werden.
<Weitere Ausführungsform der Fahrzeug-Steuervorrichtung 50>
Als Nächstes wird im Folgenden eine weitere Ausführungsform der Fahrzeug-Steuervorrichtung 50 beschrieben.
Der Hauptunterschied zwischen dieser Ausführungsform und der obigen Ausführungsform ist wie folgt: Bei der obigen Ausführungsform wird die Steuerung einfach ausgeführt, um dem Fahrzeug 1 ein geeignetes Giermoment zu verleihen, damit das Fahrzeug fährt, während es dem ersten Oberleitungsdraht 3R_1/3L₁ oder dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ folgt, wenn das Fahrzeug in dem ersten Fahrabschnitt oder dem zweiten Fahrabschnitt fährt, sowie, um dem Fahrzeug 1 ein geeignetes Giermoment zu verleihen, damit das Fahrzeug fährt, während es dem vorgeschriebenen Pfad (der sich zu dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ erstreckt) in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C folgt (im Folgenden, wo nötig, als „Oberleitungsverbindungs-Steuerung und Folgesteuerung“ bezeichnet). Bei der vorliegenden Ausführungs-form wird die Hebungs-Steuerung des Schleifers 4Ra oder 4La des Stromabnehmers 4R/4L (im Folgenden, wo nötig, als „Schleiferhebungs-Steuerung“ bezeichnet) zusätzlich zu der Oberleitungsverbindungs-Steuerung und Folgesteuerung durchgeführt. Ferner wird beim Fahren in dem ersten Fahrabschnitt und dem zweiten Fahrabschnitt im Hinblick auf die Abweichung zwischen dem repräsentativen Punkt und dem Zielpunkt ein toter Bereich festgesetzt. Die Giermoment-Steuerung, damit dem Oberleitungsdraht gefolgt wird, wird nur durchgeführt, wenn die Abweichung größer wurde als der tote Bereich.
<Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a>
Die Verarbeitung durch die Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a ist mit derjenigen in der obigen Ausführungsform identisch. Die Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a sendet die Koordinaten-Information bezüglich der repräsentativen Punkte P', Q', R' und S' und die Information, ob die zweiten Oberleitungsdrähte 3R₂ und 3L₂ erfasst wurden oder nicht, an die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b.
< Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b und Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c>
Die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b ist eine Komponente zur Berechnung von Zustandsgrößen, die zur Erzeugung von Steuerwerten und Befehlswerten zu verwenden sind, wie etwa des Giermoment-Korrekturwertes für die Oberleitungsverbindungs-Steuerung und Folgesteuerung, des Hebebefehls an die Hebe-Steuervorrichtung zur Steuerung der Hebung der Schleifer 4Ra oder 4La der Stromabnehmer 4R und 4L, des Giermoment-Steuermodus, des Zielgeschwindigkeits-Korrekturwertes und des Verbindungsmodus-Flags. Die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c ist eine Komponente zur Erzeugung und Ausgabe der Steuerwerte und der Befehlswerte (der Giermoment-Korrekturwerte, des Hebebefehls an die Hebe-Steuervorrichtung, des Giermoment-Steuermodus, des Zielgeschwindigkeits-Korrekturwertes etc.) auf der Basis des Ergebnisses der Berechnung durch die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b.
<Oberleitungsdraht-Erfassungsbereich und Koordinatensystem>
Zuerst werden im Folgenden ein Oberleitungsdraht-Erfassungsbereich und ein Koordinatensystem, das durch die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b verwendet wird, erläutert.
22 ist eine schematische Darstellung, die den Oberleitungsdraht-Erfassungsbereich und das Koordinatensystem zeigt, das in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird.
Auf der Basis der Bildinformationen zu dem Abbildungsbereich a, b, c, d (siehe die 17 - 19), die durch die Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a von der Camera 15 gewonnen wurden, extrahiert und gewinnt die Fahrzeugzustandsgrößen- Berechnungseinheit 50b einen Bereich wie den Bereich a1, b1, c1, d1, der in 22 dargestellt ist, als Oberleitungsdraht- Erfassungsbereich. Die Seite a1 - d1 entspricht einem Teil der Seite a - d des Abbildungsbereichs a, b, c, d, der in den 17 - 19 dargestellt ist, während die Seite b1 - c1 einem Teil der Seite b - c des Abbildungsbereichs a, b, c, d entspricht. Der Oberleitungsdraht-Erfassungsbereich a1, b1, c1, d1 gibt die Positionsbeziehung zwischen dem Schleifer 4RA oder 4La und dem Oberleitungsdraht 3R₁ oder 3L₁ oder dem Oberleitungsdraht 3R₂ oder 3L₂ an, wenn der Oberleitungsdraht 3R₁ /3L₁ oder der Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ von oben gesehen wird. In dem Oberleitungsdraht-Erfassungsbereich a1, b1, c1, d1 geht eine gerade Linie, die durch die Mitte des Schleifers 4Ra/4La (bezüglich der seitlichen Richtung) hindurchgeht und sich in der Fahrrichtung des Fahrzeugs erstreckt, durch die Mitte der Seite a1 - d1 und die Mitte der Seite b1 - c1. Da der Oberleitungsdraht 3R₁ /3L₁ oder 3R₂ /3L₂ in den Bildinformationen bezüglich des Abbildungsbereichs a, b, c, d, die durch die Camera 15 gewonnen wurden, von unten aufgenommen ist, ist, wie oben erwähnt, die antero-posteriore Beziehung (vertikale Richtung in 22 ) in dem Oberleitungsdraht-Erfassungsbereich a1, b1, c1, d1 (Ansicht des Oberleitungsdrahtes 3R₁ /3L₁ oder 3R₂/3L₂ von oben) entgegengesetzt zu der in dem Abbildungsbereich a, b, c, d.
Die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b legt ferner ein Koordinatensystem fest, dessen Ursprung (Op) in der Mitte des Schleifers 4Ra/4La liegt, wobei sich die X-Achse in der Fahrrichtung und die Y-Achse in Bezug auf die Fahrrichtung nach links erstrecken. In dem Koordinatensystem setzt die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b einen repräsentativen Punkt am Schnittpunkt Z der X-Achse mit der Seite b1 - c1 fest und legt zwei Zielpunkte T und U am Schnittpunkt T der Seite b1 - c1 mit dem Oberleitungsdraht 3R₁ /3L₁ oder 3R₂ /3L₂ und am Schnittpunkt U der Seite a1 - d1 mit dem Oberleitungsdraht 3R₁ /3L₁ oder 3R₂ /3L₂ fest. Da die Camera 15 und der Schleifer 4Ra/4La des Stromabnehmers 4R/4L beide am Fahrzeug angebracht sind und die Positionsbeziehung zwischen den beiden Komponenten bereits bekannt ist, können die Koordinaten der Schnittpunkte Z, T und U leicht durch Koordinatentransformation ermittelt werden, indem Koordinatenwerte der Punkte P', P und R in dem Koordinatensystem mit dem Ursprung Oc, das in den 17 bis 19 dargestellt ist, in Koordinatenwerte im Koordinatensystem mit dem Ursprung Op, wie in 22 dargestellt, transformiert werden.
Auf der Basis der erfassten Informationen bezüglich des zweiten Oberleitungsdrahtes 3R₂ /3L₂ , die von der Bildinformations-Verarbeitungseinheit 50a geliefert werden, ermittelt die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b ferner, ob das Fahrzeug 1 in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C fährt oder nicht. Wenn entschieden wird, dass das Fahrzeug 1 in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C fährt, werden die zweiten Zielpunkte auf dem neu erfassten zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ festgesetzt, worauf der vorgeschriebene Pfad von dem repräsentativen Punkt zu dem (entsprechenden) zweiten Zielpunkt festgesetzt wird. Darüber hinaus setzt die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b das Verbindungsmodus-Flag auf „1“, wenn der zweite Oberleitungsdraht 3R₂/3L₂ erfasst wird, und auf „0“, wenn der repräsentative Punkt mit dem zweiten Zielpunkt zusammenfällt.
<Oberleitungsverbindungs-Steuerung und Folgesteuerung>
Die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b und die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c führen die Oberleitungsverbindungs-Steuerung und die Folgesteuerung durch. Wenn entschieden wird, dass das Fahrzeug in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C fährt, wird in der Oberleitungsverbindungs-Steuerung und Folgesteuerung in der vorliegenden Ausführungsform ein fluktuierender Punkt festgesetzt, der in 23 mit dem Bezugszeichen „F“ bezeichnet ist, und die Giermoment-Steuerung wird so ausgeführt, dass der repräsentative Punkt Z mit dem fluktuierenden Punkt F zusammenfällt.
Wenn das Fahrzeug in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C fährt, setzt die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b den fluktuierenden Punkt F fest und führt die Steuerung so durch, dass sich der fluktuierende Punkt F von dem repräsentativen Punkt Z zu dem zweiten Zielpunkt T₂ verschiebt (zweite Steuerung). Im Gegensatz dazu setzt die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b in dem ersten Fahrabschnitt und in dem zweiten Fahrabschnitt vor und nach dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt den fluktuierenden Punkt F nicht fest und führt die Steuerung so aus, dass dem Fahrzeug 1 ein geeignetes Giermoment verliehen wird, so dass sich der repräsentative Punkt Z dem Zielpunkt T (erster Zielpunkt T₁ ) annähert (erste Steuerung). Die Einzelheiten der ersten Steuerung bei dieser Ausführungsform sind im Wesentlichen denen in der obigen Ausführungsform äquivalent, und daher wird ihre wiederholte Erläuterung hier weggelassen.
Die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b berechnet die Abweichung zwischen dem repräsentativen Punkt Z und dem fluktuierenden Punkt F. Da der Y-Koordinaten-Wert (Y_c) des fluktuierenden Punktes F gleich der Abweichung zwischen dem repräsentativen Punkt Z und dem fluktuierenden Punkt F ist, betrachtet die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b den Y-Koordinaten-Wert Y_c des fluktuierenden Punktes F als Abweichung zwischen dem repräsentativen Punkt Z und dem fluktuierenden Punkt F. Die Abweichung Y_c nimmt einen positiven/negativen Wert an, wenn sich das Fahrzeug in Bezug auf den fluktuierenden Punkt F nach rechts/nach links verschoben hat.
Die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c berechnet den Giermoment-Korrekturwert (um zu bewirken, dass der repräsentative Punkt Z mit dem fluktuierenden Punkt F zusammenfällt) unter Verwendung der Abweichung Y_c zwischen dem repräsentativen Punkt Z und dem fluktuierenden Punkt F. In diesem Fall kann der Giermoment-Korrekturwert wie folgt berechnet werden: $Giermoment - Korrekturwert = Verstärkung x Y_c$
Anders ausgedrückt wird der repräsentative Punkt Z gemäß dem Ausdruck (7) so bewegt, dass er mit dem fluktuierenden Punkt F zusammenfällt. 24 ist ein Blockdiagramm, in dem dieser Prozess dargestellt ist. Eine Umwandlungseinheit 50c₄ wandelt die Abweichung Y_c durch Multiplizieren der Abweichung Y_c mit einem Verstärkungsfaktor in den Giermoment-Korrekturwert um. Der Giermoment-Korrekturwert wird an die Giermoment-Steuereinheit 102 ausgegeben, und dem Fahrzeug wird ein Giermoment verliehen. Die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c setzt die Ausgabe des Giermoment-Korrekturwertes fort, solange der repräsentative Punkt Z nicht mit dem fluktuierenden Punkt F zusammenfällt.
Da der fluktuierende Punkt F wie oben festgesetzt wird und dem Fahrzeug 1 das Giermoment verliehen wird, so dass der repräsentative Punkt Z mit dem fluktuierenden Punkt F zusammenfällt, wird die Giermoment-Steuerung in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt so durchgeführt, dass der repräsentative Punkt Z mit dem zweiten Zielpunkt T₂ zusammenfällt. Demzufolge fährt das Fahrzeug so, dass es sich nach und nach dem zweiten Oberleitungsdraht nähert und schließlich dem zweiten Oberleitungsdraht folgt.
Während die Einzelheiten der Festsetzung des fluktuierenden Punktes F keiner besonderen Einschränkung unterliegen, ist es erwünscht, die kinematischen Eigenschaften des Fahrzeugs, den Beladungszustand des Fahrzeugs, die Fahrzeuggeschwindigkeit etc. zu berücksichtigen. Eine allmähliche Verschiebung zu dem zweiten Zielpunkt T₂ ist besonders erwünscht, um eine abrupte Änderung des repräsentativen Punktes Z und des fluktuierenden Punktes F zu verhindern.
Die 25 bis 32 zeigen die Verschiebung des repräsentativen Punktes Z von dem ersten Zielpunkt T₁ auf dem ersten Oberleitungsdraht zu dem zweiten Zielpunkt T₂ auf dem zweiten Oberleitungsdraht, wenn das Fahrzeug in einem Abschnitt um den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt fährt.
25 zeigt einen Zustand, in dem das Fahrzeug dem ersten Oberleitungsdraht 3R₁ /3L₁ folgt. In diesem Zustand überlappen sich der erste Zielpunkt T₁ auf dem ersten Oberleitungsdraht 3R₁ /3L₁ und der repräsentative Punkt Z am gleichen Punkt, das heißt, der repräsentative Punkt Z fällt mit dem ersten Zielpunkt T₁ zusammen, damit dem ersten Oberleitungsdraht 3R₁ /3L₁ gefolgt wird. Da in 25 der repräsentative Punkt Z und der erste Zielpunkt T₁ miteinander zusammenfallen, wird dem Fahrzeug 1 kein Giermoment verliehen. Demzufolge fährt das Fahrzeug geradeaus (genau unter den ersten Oberleitungsdrähten 3R₁ und 3L₁ ).
Indem das Fahrzeug weiter geradeaus fährt, beginnt der zweite Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ in dem Abbildungsbereich erfasst zu werden, wie in 26 dargestellt ist. Die Festsetzung des fluktuierenden Punktes F und des zweiten Zielpunktes T₂ auf dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ wird allerdings noch nicht durchgeführt, da der zweite Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ im Stadium von 26 noch nicht genügend in Erscheinung getreten ist.
Danach wird, wenn der zweite Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ in dem Abbildungsbereich klar in Erscheinung getreten ist und der zweite Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ beginnt, in eine gerade Linie überzugehen, wie in 27 dargestellt ist, entschieden, dass der zweite Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ erfasst wurde, und es wird entschieden, dass das Fahrzeug in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt fährt. An diesem Punkt werden der fluktuierende Punkt F und der zweite Zielpunkt T₂ auf dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ festgelegt, und die Festlegung wird so durchgeführt, dass sich der fluktuierende Punkt F so verschiebt, dass er mit dem zweiten Zielpunkt T₂ zusammenfällt.
Wenn der fluktuierende Punkt F sich zu verschieben beginnt, um mit dem zweiten Zielpunkt T₂ zusammenzufallen, wie in 28 dargestellt ist, tritt eine Abweichung zwischen dem fluktuierenden Punkt F und dem repräsentativen Punkt Z auf. Um die Abweichung zu verringern, wird dem Fahrzeug 1 ein Giermoment verliehen. Dementsprechend bewegt sich der repräsentative Punkt Z, um schrittweise mit dem fluktuierenden Punkt F zusammenzufallen, wie in 29 dargestellt ist, und mit dem Fahrzeug wird eine Giermoment-Steuerung so vorgenommen, dass es dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂/3L₂ folgt.
Das Verschieben des fluktuierenden Punktes F endet, wenn der fluktuierende Punkt F mit dem zweiten Zielpunkt T₂ zusammenfällt, wie in 30 dargestellt ist. Die Abweichung zwischen dem fluktuierenden Punkt F und dem repräsentativen Punkt Z bleibt allerdings bestehen, und somit wird die Giermoment-Steuerung so fortgesetzt, dass der repräsentative Punkt Z mit dem fluktuierenden Punkt F zusammenfällt. Über den in 31 dargestellten Zustand fallen die drei Punkte (der zweite Zielpunkt T₂ , der fluktuierende Punkt F und der repräsentative Punkt Z) zusammen, wie in 32 dargestellt ist. An diesem Punkt ist die Prozedur für den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C abgeschlossen.
Im Übrigen wird die Prozedur für den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C in Fällen fortgesetzt, in denen das Fahrzeug den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C erreicht, bevor im ersten Fahrabschnitt der repräsentative Punkt Z und der erste Zielpunkt T₁ miteinander zusammenfallen (ein Fall, in dem ein Fahrabstand, der ausreichend ist, um den repräsentativen Punkt mit dem ersten Zielpunkt zusammenfallen zu lassen, wegen der kurzen Länge des ersten Fahrabschnitts nicht sichergestellt werden könnte, ein unvorhergesehener Fall etc.), wie in den 33 bis 40 dargestellt ist.
Im Einzelnen wird der repräsentative Punkt Z in 33 in Bezug auf den ersten Zielpunkt T₁ auf dem ersten Oberleitungsdraht 3R₁/3L₁ nach rechts verschoben. In diesem Zustand, in dem der repräsentative Punkt Z und der erste Zielpunkt T₁ nicht miteinander zusammenfallen, wird dem Fahrzeug 1 ein Giermoment verliehen.
Danach beginnt der zweite Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ in dem Abbildungsbereich erfasst zu werden. Die Festsetzung des zweiten Zielpunktes T₂ und des fluktuierenden Punktes F wird allerdings in der Phase von 34 noch nicht vorgenommen.
Danach wird, wenn der zweite Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ in dem Abbildungsbereich klar in Erscheinung getreten ist und der zweite Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ beginnt, in eine gerade Linie überzugehen, wie in 35 dargestellt ist, der zweite Zielpunkt T₂ auf dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ berechnet, der fluktuierende Punkt F wird so festgesetzt, dass er von dem repräsentativen Punkt Z zum zweiten Zielpunkt T₂ verschoben wird, und die Steuerung wird gestartet, um den fluktuierenden Punkt F so zu verschieben, dass er mit dem zweiten Zielpunkt T₂ zusammenfällt.
Der fluktuierende Punkt F beginnt sich zu verschieben, damit er mit dem zweiten Zielpunkt T₂ zusammenfällt, wie in 36 dargestellt ist. Der repräsentative Punkt Z bewegt sich, um schrittweise mit dem fluktuierenden Punkt F zusammenzufallen, wie in den 37 und 38 dargestellt ist.
Das Verschieben des fluktuierenden Punktes F endet, wenn der fluktuierende Punkt F mit dem zweiten Zielpunkt T₂ überlappt, wie in 39 dargestellt ist. Die Abweichung zwischen dem fluktuierenden Punkt F und dem repräsentativen Punkt Z bleibt allerdings noch bestehen, und somit wird die Giermoment-Steuerung so fortgesetzt, dass der repräsentative Punkt Z mit dem fluktuierenden Punkt F zusammenfällt. Wenn die drei Punkte (der zweite Zielpunkt T₂ , der fluktuierende Punkt F und der repräsentative Punkt Z) miteinander zusammenfallen, wie in 40 dargestellt, ist die Prozedur für den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C abgeschlossen.
Wie oben ist es auch in dem Fall, in dem das Fahrzeug den Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C erreicht hat, bevor im ersten Fahrabschnitt der repräsentative Punkt Z und der erste Zielpunkt T₁ miteinander zusammenfallen, durch Festsetzen des fluktuierenden Punktes F, der von dem repräsentativen Punkt Z zu dem zweiten Zielpunkt T₂ auf dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ verschoben wird, und Ausführen der Steuerung, um dem Fahrzeug das Giermoment zu verleihen, so dass sich der repräsentative Punkt Z dem fluktuierenden Punkt F annähert, wie bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Fahrzeug 1 so zu steuern, dass es dem zweiten Oberleitungsdraht folgt. Daher ist es in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C wichtiger, die Steuerung durchzuführen, um zu bewirken, dass der fluktuierende Punkt F und der repräsentative Punkt Z miteinander zusammenfallen, als die Position des bereits vorliegenden ersten Oberleitungsdrahtes (erster Zielpunkt) zu berücksichtigen. Anders ausgedrückt ist es wichtig, neben dem ersten Zielpunkt einen neuen Zielpunkt T (d.h. der zweite Zielpunkt auf dem zweiten Oberleitungsdraht) auf dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂/3L₂ festzusetzen und die Steuerung so durchzuführen, dass der fluktuierende Punkt mit dem neuen Zielpunkt zusammenfällt. Mit dieser Steuerung erfolgt hinsichtlich des Oberleitungsdrahtes, der mit jedem Schleifer in Kontakt steht, ein automatischer Übergang vom ersten Oberleitungsdraht zum zweiten Oberleitungsdraht, und eine stabile Oberleitungsdraht-Folgesteuerung kann auch bei einer Fahrspur mit Oberleitungs-Fahrbetrieb durchgeführt werden, die länger ist als die Referenzlänge eines Oberleitungsdrahtes.
Die übrigen Funktionen der Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c, die sich auf die Oberleitungsdraht-Folgesteuerung beziehen, entsprechen denen in der obigen Ausführungsform.
<Schleiferhebungs-Steuerung>
Die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b berechnet die Schrägstellung θ_t des Fahrzeugs zu einer bestimmten Zeit t. Die Schrägstellung θ_t des Fahrzeugs in Bezug auf den Oberleitungsdraht 3R₁ /3L₁ oder 3R₂ /3L₂ zu einer bestimmten Zeit t wird durch den folgenden Ausdruck unter Verwendung der Koordinatenwerte der beiden Zielpunkte T und U in einem Koordinatensystem wie dem, das in der 22 gezeigt ist, dargestellt: $θ_t = (Y_Cbc - Y_Cad) / (X_Cbc - X_Cad)$
Die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b berechnet ferner die Y-Koordinate (Y_p_t) eines Punktes W, der als der Schnittpunkt des Schleifers 4Ra/4La mit dem Oberleitungsdraht 3R₁ /3L₁ oder 3R₂ /3L₂ definiert ist.
Die Y-Koordinate Y_p_t des Punktes W kann wie folgt angenähert werden: $\begin{array}{l} Y_p_t = Y_Cbc - θ_t x X_Cbc \\ oder \\ Y_p_t = Y_Cad - θ_t x X_Cad \end{array}$
Hier wird Y_p_t+1 als Wert Y_p_t einen Schritt später (nach einem Zeitintervall Δ) unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V wie folgt ausgedrückt: $Y_p_t + 1 = Y_p_t + V x tan θ_t$
Wenn angenommen wird, dass für den zulässigen Bereich der Y-Koordinate Y_p_t des Punktes W auf dem Schleifer 4Ra/4La, innerhalb dessen der Schleifer 4Ra/4La mit dem Oberleitungsdraht 3R₁/3L₁ oder 3R₂ /3L₂ in Kontakt steht und ausreichende elektrische Leistung kontinuierlich abgenommen werden kann, zwischen den Punkten C und D die Beziehung $Y_min < Y_p_t < Y_max$

(Y_min: Y-Koordinate eines Punktes D)
(Y_max: Y-Koordinate eines Punktes C)

4Ra

4La

Y_min < Y_p_t + 1 < Y_max

Zur momentanen Zeit t entscheidet die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b, ob im nächsten Steuerungsschritt t+1 die Y-Koordinate Y_p_t des Punktes W außerhalb des Bereichs zwischen Y_min (Y-Koordinate des Punktes D) und Y_max (Y-Koordinate des Punktes C) liegt oder nicht, und gibt das Ergebnis der Entscheidung an die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c aus. Wenn die Y-Koordinate Y_p_t des Punktes W außerhalb des Bereichs zwischen Y_min (Y-Koordinate des Punktes D) und Y_max (Y-Koordinate des Punktes C) liegt, gibt die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c ein Steuersignal zur Absenkung der Schleifer 4Ra und 4La aus oder verhindert die Hebung der Schleifer 4Ra und 4La. Wenn im Gegensatz dazu die Y-Koordinate Y_p_t innerhalb des Bereiches liegt, gibt die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c ein Steuersignal zur Hebung der Schleifer 4Ra und 4La aus oder lässt den gehobenen Zustand der Schleifer 4Ra und 4La zu. Die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c kann ferner die Reaktionskraft des Reaktionskraftmotors 42 (siehe 5) der Lenkvorrichtung 40 in Abhängigkeit von der Y-Koordinate Y_p_t des Punktes W korrigieren. Die Korrektur kann zum Beispiel erfolgen, um die Reaktionskraft in dem Bereich, in dem die Bedingung Y_min < Y_p_t+1 < Y_max erfüllt ist, zu verringern, und die Reaktionskraft in dem Bereich, in dem die Bedingung Y_p_t+1 ≤ Y_min oder Y_max ≤ Y_p_t+1 erfüllt ist, zu erhöhen.
Wie oben führt die Fahrzeug-Steuervorrichtung 50 sowohl die Oberleitungsverbindungs-Steuerung und Folgesteuerung als auch die Schleiferhebungs-Steuerung durch. Bei der Oberleitungsverbindungs-Steuerung und Folgesteuerung gibt die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c, wenn das Fahrzeug im ersten Fahrabschnitt oder im zweiten Fahrabschnitt fährt, den Giermoment-Korrekturwert aus, der durch Multiplizieren der Abweichung Y_Cbc oder der Schrägstellung θ_t mit einem Verstärkungsfaktor so berechnet wird, dass das Fahrzeug dem ersten Oberleitungsdraht 3R₁ /3L₁ oder dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ folgt (erste Steuerung). Da die Ausgabe des Giermoment-Korrekturwertes weitergeht, bis die Abweichung Y_Cbc oder die Schrägstellung θ_t Null wird, konvergieren die Y-Koordinate Y_p_t des Punktes W auf dem Schleifer 4Ra/4La und die Schrägstellung θ_t des Fahrzeugs schließlich bei Null, und das Fahrzeug tendiert zum Fahren, während es dem ersten Oberleitungsdraht 3R₁ /3L₁ oder dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ folgt.
In dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C werden durchgeführt: die Steuerung der Berechnung des zweiten Zielpunktes T₂ auf dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ , das Festsetzen des fluktuierenden Punktes F, der sich von dem repräsentativen Punkt Z zu dem zweiten Zielpunkt T₂ verschiebt, und die Beaufschlagung des Fahrzeugs 1 mit einem solchen Giermoment, dass sich der repräsentative Punkt Z dem fluktuierenden Punkt F annähert (zweite Steuerung). Daher wird der Giermoment-Korrekturwert zur Verringerung der Abweichung Y_Cbc oder der Schrägstellung θ_t auf Null ausgegeben, und das Fahrzeug folgt schließlich in gleicher Weise dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ .
<Einzelheiten des Steuerungsprozesses bei einer anderen Ausführungsform der Fahrzeug-Steuervorrichtung 50>
Einzelheiten eines Steuerungsprozesses bei einer anderen Ausführungsform der oben beschriebenen Fahrzeug-Steuervorrichtung 50 werden im Folgenden unter Bezug auf ein Ablaufdiagramm von 41 erläutert. 41 ist ein Ablaufdiagramm, das den Prozessablauf von der Bildaufnahme mit der Camera nach oben bis zur Steuerungs-Ausgabe zeigt. Es wird angenommen, wie in 13 dargestellt, dass die Camera so vor dem Fahrzeug 1 angebracht ist, dass sie sich auf der Linie der Verlängerung der Fahrzeugachse befindet, und die Anzahl der mit der Camera aufgenommenen Oberleitungsdrähte so ist wie in 12 dargestellt. 42 ist eine schematische Darstellung ähnlich
22, wobei ein toter Bereich der Oberleitungs-Folgesteuerung festgelegt wurde. Die Zielpunkte T und U und der repräsentative Punkt Z wurden für den Erfassungsbereich a1, b1, c1, d1 festgesetzt, wie oben erläutert wurde. Die Punkte A und B, die den toten Bereich der Oberleitungs-Folgesteuerung definieren, wurden ferner an Positionen festgelegt, die um einen vorgegebenen Abstand Y_l, Y_r (erster Schwellenwert) von dem repräsentativen Punkt Z entfernt sind.
Die Schritte 200 - 203B in 42 entsprechen denen in dem detaillierten Steuerungs-Ablaufdiagramm, das in 21 dargestellt ist. Nach dem Schritt 203B geht der Prozess weiter zu einem Schritt 500' der Oberleitungsverbindungs-Steuerung und Folgesteuerung zum Verfolgen der Oberleitungsdrähte 3R und 3L.
< Oberleitungsverbindungs-Steuerung und Folgesteuerung>
Am Beginn des Schrittes 500' der Oberleitungsverbindungs-Steuerung und Folgesteuerung wird entschieden (Schritt 510), ob das Verbindungsmodus-Flag, das durch die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b gesetzt wird, „0“ ist oder nicht. Im Fall Ja geht der Prozess weiter zu Schritt 520. Wenn Nein vorliegt, geht der Prozess weiter zu Schritt 550'.
In dem Schritt 520 wird entschieden, ob ein Objekt, das dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ entspricht, neben dem ersten Oberleitungsdraht 3R₁ /3L₁ (enthalten in dem Sammelbegriff „Oberleitungsdraht 3R/3L“) in dem Abbildungsbereich a, b, c, d erfasst ist oder nicht. Wenn in dem Schritt 520 der zweite Oberleitungsdraht 3R₂/3L₂ erfasst wird, geht der Prozess zu Schritt 530 weiter, und das Verbindungsmodus-Flag wird auf „1“ gesetzt. Dann geht der Prozess weiter zu Schritt 540', und der zweite Zielpunkt T₂ wird auf dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ erzeugt, wobei auch der fluktuierende Punkt F erzeugt wird, der sich von dem repräsentativen Punkt Z zum zweiten Zielpunkt T₂ verschiebt. Danach geht der Prozess weiter zu Schritt 550'. Wenn der zweite Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ in Schritt 520 nicht erfasst wird, geht der Prozess weiter zu Schritt 310.
In dem Schritt 550' wird der fluktuierende Punkt F so verschoben, dass er mit dem zweiten Zielpunkt T₂ zusammenfällt. Das Verschieben des fluktuierenden Punktes F kann in gleicher Weise wie bei der obigen Ausführungsform vorgenommen werden.
In dem nächsten Schritt 560' wird entschieden, ob der repräsentative Punkt Z mit dem zweiten Zielpunkt T₂ zusammenfällt oder nicht. Wenn der repräsentative Punkt Z mit dem zweiten Zielpunkt T₂ zusammenfällt, schreitet der Prozess zu Schritt 570' fort, in dem das Verbindungsmodus-Flag auf „0“ gesetzt wird und der fluktuierende Punkt F gelöscht wird. Danach geht der Prozess weiter zu Schritt 310. Wenn im Gegensatz dazu der repräsentative Punkt Z nicht mit dem zweiten Zielpunkt T₂ zusammenfällt (Nein), schreitet der Prozess zu dem Schritt 320 fort, da die Verschiebung von dem ersten Oberleitungsdraht 3R₁ /3L₁ zu dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ noch läuft.
In dem Schritt 310 entscheidet die Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit 50b, ob der Zielpunkt T (T₁ ) zwischen den Punkten A und B (Y_l ≤ Y_Cbc, Y_r ≥ Y_Cbc) vorliegt oder nicht, die an Positionen festgesetzt wurden, die um einen vorgegebenen Abstand (Y_l, Y_r) von dem repräsentativen Punkt Z entfernt sind, wie in 42 dargestellt ist.
Wenn der Zielpunkt T in dem Schritt 310 nicht zwischen den Punkten A und B liegt oder wenn die Entscheidung in dem Schritt 560' „Nein“ ist, geht der Prozess zu dem Schritt 320 weiter, und die Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit 50c berechnet den Giermoment-Korrekturwert und gibt ihn aus.
Die Berechnung des Giermoment-Korrekturwertes in dem Fall, in dem der Prozess von Schritt 560' weiterging, wird wie folgt durchgeführt: In diesem Fall verursacht die Verschiebung des fluktuierenden Punktes F, dass er mit dem zweiten Zielpunkt T₂ zusammenfällt, in Schritt 550' eine Differenz zwischen den Koordinaten des fluktuierenden Punktes F und des repräsentativen Punktes Z, und deshalb wird die Berechnung zum Beispiel gemäß dem Ausdruck (7) durchgeführt, um die Differenz zu beseitigen. Solange der repräsentative Punkt Z in der Fahrrichtung des Fahrzeugs liegt und das Fahrzeug in der Richtung fährt, geht die Linie der Verlängerung der Achse des Fahrzeugs 1 schließlich durch den zweiten Zielpunkt T₂ , wodurch das Fahrzeug dem zweiten Oberleitungsdraht 3R₂ /3L₂ folgen kann.
43 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren zur Berechnung des Giermoment-Korrekturwertes in dem Schritt 320 für den Fall, dass der Zielpunkt T in Schritt 310 nicht zwischen den Punkten A und B liegt. In 43 entspricht die Steigung der charakteristischen Linien außerhalb der Punkte A und B der Verstärkung der Umwandlungseinheit 50c₂ , die in 24 dargestellt ist. Wie in 43 gezeigt ist, wird ein Giermoment-Korrekturwert, der dem Y-Koordinaten-Wert Y_Cbc des Zielpunktes T entspricht (entsprechend der Abweichung zwischen dem repräsentativen Punkt Z und dem Zielpunkt T), außerhalb der Punkte A und B berechnet. Im Einzelnen wird in dem Bereich außerhalb des Punktes A (in dem Y_Cbc positiv ist) der Giermoment-Korrekturwert mit steigendem Y_Cbc erhöht. In dem Bereich außerhalb des Punktes B (in dem Y_Cbc negativ ist) wird der Giermoment-Korrekturwert mit kleiner werdendem Y_Cbc verringert. Wenn der Zielpunkt T nicht zwischen den Punkten A und B liegt (das heißt, wenn der Absolutwert der Abweichung Y_Cbc zwischen dem repräsentativen Punkt Z und dem Zielpunkt T größer ist als der Absolutwert des Y-Koordinaten-Wertes Y_l des Punktes A oder des Y-Koordinaten-Wertes Y_r des Punktes B als erster Schwellenwert), wird gemäß dieser Berechnung eine Steuerung durchgeführt, um das Fahrzeug 1 mit einem geeigneten Giermoment zu beaufschlagen, so dass sich der repräsentative Punkt Z dem Zielpunkt T annähert. Die Steuerung wird ferner so durchgeführt, dass das dem Fahrzeug 1 verliehene Giermoment mit steigendem Absolutwert der Abweichung Y_Cbc größer wird. Nachdem der Giermoment-Korrekturwert einen maximalen Korrekturwert oder einen Mindest-Korrekturwert erreicht hat, wird der Giermoment-Korrekturwert als konstant festgesetzt, um eine abrupte/extreme Drehung des Fahrzeugs zu verhindern. Es ist außerdem auch möglich, einen konstanten Giermoment-Korrekturwert in solchen Fällen auszugeben, in denen der Zielpunkt T nicht zwischen den Punkten A und B liegt, anstatt den Giermoment-Korrekturwert als Variable zu berechnen und auszugeben.
Nachfolgend wird der Grund für die Festsetzung des Giermoment-Korrekturwertes auf 0 zwischen den Punkten A und B, die in 43 dargestellt sind, erläutert. Durch die Steuerung, um zu bewirken, dass der repräsentative Punkt Z mit dem Zielpunkt T zusammenfällt, wird der Punkt W fast auf der Mitte des Schleifers 4Ra/4La positioniert, solange das Fahrzeug 1 vorwärts fährt. In diesem Fall wird allerdings der Giermoment-Korrekturwert selbst dann berechnet, wenn sich der Punkt W nur etwas von der Mitte des Schleifers 4Ra/4La verschoben hat, und dies erhöht die Häufigkeit der Betätigung der Aktuatoren, mit denen die Giermoment-Korrektur realisiert wird (der Reaktionskraftmotor 42 und der Lenkungsmotor 43 der Lenkvorrichtung 40 (5) sowie die Hinterrad Elektromotoren 6R und 6L (3) bei der vorliegenden Ausführungsform). Durch Festsetzen des Giermoment-Korrekturwertes auf 0 zwischen den Punkten A und B kann die Häufigkeit der Betätigung der Hinterrad-Elektromotoren 6R und 6L verringert werden, und eine hohe Stabilität der Steuerung und ein hoher Fahrkomfort können sichergestellt werden. Die Breite des Bereichs zwischen den Punkten A und B (in dem eine Korrektur des Giermoments nicht erforderlich ist) kann in Abhängigkeit von der Breite des Schleifers 4Ra/4La festgelegt werden.
Durch Ausführen der Steuerung in der Weise, dass das dem Fahrzeug 1 verliehene Giermoment mit steigendem Absolutwert der Abweichung Y_Cbc vergrößert wird, wird dem Fahrzeug 1 das Giermoment verliehen, so dass die Oberleitungsdrähte 3R und 3L rasch auf die Mitte der Schleifer 4Ra und 4La zurückkehren, wenn der Schleifer 4Ra/4La des fahrenden Fahrzeugs im Begriff ist, in seitlicher Richtung weit von dem Oberleitungsdraht 3R/3L abzuweichen. Demzufolge kann sicher verhindert werden, dass der Muldenkipper von der Fahrspur mit den Oberleitungsdrähten 3R und 3L abweicht.
In dem nächsten Schritt 330 wird der Giermoment-Steuermodus ausgewählt und ausgegeben. Beim normalen Fahren wird der Modus „1“ als Giermoment-Steuermodus ausgewählt, da hier keine Anforderung einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit (Bremsbetätigung durch den Fahrer oder Geschwindigkeitsverringerung durch andere Steuerung) vorliegt.
<Weiteres Beispiel für die Steuerung der Oberleitungs-Verfolgung bei der Oberleitungsverbindungs-Steuerung und Folgesteuerung>
Als Nächstes wird nachfolgend ein weiteres Beispiel für die Steuerung der Oberleitungs-Verfolgung bei der Oberleitungsverbindungs-Steuerung und Folgesteuerung unter Bezug auf die 44 - 48 erläutert. 44 ist eine schematische Darstellung ähnlich den 22 und 42, in der Abweichungs-Überwachungspunkte für die Oberleitungsdraht-Folgesteuerung festgesetzt wurden. 45 ist ein Ablaufdiagramm, das den Schritt 500‘ ‘ zeigt, der anstelle der Oberleitungsverbindungs-Steuerung und Folgesteuerung von Schritt 500' in dem Ablaufdiagramm von 41 durchgeführt wird.
Wie in 44 dargestellt ist, wurden ein Punkt A' (zweiter Schwellenwert) in einer Position außerhalb des Punktes A (mit einem größeren Y-Koordinaten-Wert als der Punkt A) und mit einem Y-Koordinaten-Wert Y_l' und ein Punkt B' (zweiter Schwellenwert) in einer Position außerhalb des Punktes B (mit einem kleineren negativen Y-Koordinaten-Wert als der Punkt B) und mit einem Y-Koordinaten-Wert Y_r' als Abweichungs-Überwachungspunkte für die Oberleitungsdraht-Folgesteuerung festgesetzt.
In 45 ist der Prozess vom Start bis zu Schritt 320 (Berechnung des Giermoment-Korrekturwertes) über die Schritte 510 - 570 identisch mit dem von 33, der oben erläutert wurde. In Schritt 321 nach dem Schritt 320 wird entschieden, ob der Zielpunkt T zwischen den Punkten A' und B' liegt (Y_l' ≤ Y_Cbc, Y_r' ≥ Y_Cbc) oder nicht. Wenn dies zutrifft, wird eine akustische Warnung und/oder eine Anzeige ausgegeben (Schritt 322), um den Fahrer zu drängen, die Lenkung zu korrigieren, da hier die Möglichkeit besteht, das das Fahrzeug von der Oberleitungs-Fahrspur abweicht.
Im nächsten Schritt 323 wird die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Position des Zielpunktes T korrigiert. 46 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für ein Verfahren zur Berechnung eines Korrekturwertes der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit in diesem Fall zeigt. Wie in 46 dargestellt ist, wird der Korrekturwert der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit, wenn der Zielpunkt T nicht zwischen den Punkten A' und B' liegt, so berechnet, dass die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Grad der Abweichung von den Punkten A' und B' verringert wird. Im Einzelnen wird in dem Bereich außerhalb des Punktes A' (in dem Y_Cbc positiv ist) der Korrekturwert auf der Seite der Verringerung der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit mit größer werdendem Wert Y_Cbc erhöht. In dem Bereich außerhalb des Punktes B' (in dem Y_Cbc negativ ist) wird der Korrekturwert auf der Seite der Verringerung der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit mit kleiner werdendem Wert Y_Cbc verringert. Wenn der Zielpunkt T nicht zwischen den Punkten A' und B' liegt (das heißt, wenn der Absolutwert der Abweichung Y_Cbc zwischen dem repräsentativen Punkt Z und dem Zielpunkt T größer ist als der Absolutwert des Y-Koordinaten-Wertes Y_l' des Punktes A' oder der Absolutwert des Y-Koordinaten-Wertes Y_r' des Punktes B' als zweiter Schwellenwert), wird gemäß dieser Berechnung eine Steuerung ausgeführt, um die Fahrgeschwindigkeit mit der Erhöhung des Absolutwertes der Abweichung Y_Cbc zu verringern. Die Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit wie oben ist wirkungsvoll für die Verringerung der Arbeitbelastung des Fahrers sowie dafür, dem Fahrer ein Gefühl von Sicherheit zu vermitteln.
47 ist eine schematische Darstellung, die ein weiteres Beispiel für das Verfahren zur Berechnung des Korrekturwertes der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit zeigt. Wie in 47 dargestellt ist, kann die Korrektur, wenn der Zielpunkt T zwischen den Punkten A' und B' liegt, so durchgeführt werden, dass die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit erhöht wird, wie sich der Zielpunkt T dem repräsentativen Punkt Z annähert. Im Einzelnen wird in dem Bereich innerhalb des Punktes A' (in dem Y_Cbc positiv ist) der Korrekturwert auf der Seite der Erhöhung der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit mit kleiner werdendem Wert Y_Cbc erhöht. In dem Bereich innerhalb des Punktes B' (in dem Y_Cbc negativ ist) wird der Korrekturwert auf der Seite der Erhöhung der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit mit größer werdendem Wert Y_Cbc verringert. Wenn der Zielpunkt zwischen den Punkten A' und B' liegt (das heißt, wenn der Absolutwert der Abweichung Y_Cbc zwischen dem repräsentativen Punkt Z und dem Zielpunkt T kleiner ist als der Absolutwert des Y-Koordinaten-Wertes Y_l' des Punktes A' oder des Y-Koordinaten-Wertes Y_r' des Punktes B' als zweiter Schwellenwert), wird gemäß dieser Berechnung eine Steuerung ausgeführt, um die Fahrgeschwindigkeit mit kleiner werdendem Absolutwert der Abweichung Y_Cbc zu erhöhen. Die Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit wie oben ist wirkungsvoll für die Erhöhung der Arbeitseffizienz.
48 ist eine schematische Darstellung ähnlich 10 und zeigt ein Verfahren zur Erzeugung von Motordrehmoment entsprechend dem Korrekturwert der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit. Wie in 48 dargestellt ist, wird der wie oben berechnete Korrekturwert der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit durch eine Umwandlungseinheit 100c durch Multiplizieren des Korrekturwertes der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit mit einem Verstärkungsfaktor in einen Motordrehmoment-Korrekturwert umgewandelt. Anschließend werden die Motordrehmoment-Befehlswerte T_MR und T_ML durch eine Berechnungseinheit 100d durch Addieren des durch die Umwandlungseinheit 100c berechneten Motordrehmoment-Korrekturwertes (entsprechend dem Korrekturwert der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit) zu den durch die Berechnungseinheit 100b berechneten Motordrehmoment-Befehlswerten berechnet (gewonnen durch Addieren der Motordrehmoment-Befehlswerte T_MR_Y und T_ML_Y entsprechend dem durch die Giermoment-Steuereinheit 102 (8) erzeugten Giermoment-Befehlswert zu den durch die Verarbeitungseinheit 100a ausgewählten Drehmoment-Befehlswerten).
Als Nächstes wird der Giermoment-Steuermodus für den Fall erläutert, in dem die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit entsprechend dem in 46 dargestellten Korrekturwert der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit auf einen niedrigeren Wert korrigiert wird. Wie in 9 dargestellt, ist es in Fällen, in denen ein Giermoment erzeugt werden muss, wenn der rechte und der linke Motor 100 % Motordrehmoment abgeben, erforderlich, das Motordrehmoment des rechten oder des linken Motors zu verringern. Die Verringerung des Motordrehmoments eines der Motoren führt zu einem Abfall der Fahrzeuggeschwindigkeit, da das Fahrzeug die momentane Geschwindigkeit mit dem verringerten Motordrehmoment nicht beibehalten kann. Daher kann in Fällen, in denen die Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit auf einen niedrigeren Wert korrigiert wird, die Korrektur des Giermoments nicht durch die Korrektur des Lenkungs-Drehmoments, sondern durch die Korrektur des Motordrehmoments vorgenommen werden, wodurch sowohl die Steuerung, um dem Fahrzeug 1 durch Steuerung des rechten und des linken Motors 6R und 6L ein Giermoment zu verleihen, als auch die Steuerung der Fahrgeschwindigkeit durchgeführt werden. Infolgedessen kann eine wirksame Steuerung durchgeführt werden, mit der gleichzeitig die Verringerung der Geschwindigkeit und die Erzeugung des Giermoments erzielt werden.
<Weitere Beispiele>
Bei der Erläuterung der obigen Ausführungsformen wird der fluktuierende Punkt lediglich in dem Zeitraum festgesetzt, in dem das Fahrzeug in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt C fährt, und die Steuerung, um zu bewirken, dass der repräsentative Punkt mit dem fluktuierenden Punkt zusammenfällt, wird nur in diesem Zeitraum ausgeführt. Spezielle Modi der Oberleitungsverbindungs-Steuerung und Folgesteuerung, damit das Fahrzeug fährt, während es dem ersten und dem zweiten Oberleitungsdraht folgt, sind jedoch nicht auf solche Beispiele beschränkt.
So kann zum Beispiel der fluktuierende Punkt durchgehend festgesetzt werden, auch außerhalb des Oberleitungs-Verbindungsabschnitts. In diesem Fall wird die Festsetzung im ersten und im zweiten Fahrabschnitt unter der Annahme vorgenommen, dass sich der repräsentative Punkt Z auf dem fluktuierenden Punkt F bewegt, und die Steuerung wird so durchgeführt, dass der repräsentative Punkt Z mit dem Zielpunkt T zusammenfällt. In dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt werden die Steuerung der Berechnung des zweiten Zielpunktes T₂ , der sich auf dem zweiten Oberleitungsdraht befindet, die Festsetzung des fluktuierenden Punktes F in der Weise, dass er sich von dem repräsentativen Punkt Z zu dem zweiten Zielpunkt T₂ verschiebt, sowie die Beaufschlagung des Fahrzeugs mit dem Giermoment, so dass sich der repräsentative Punkt Z dem fluktuierenden Punkt F annähert, wie oben erläutert durchgeführt.
Während die Ausgabe des Giermoments, um zu bewirken, dass das Fahrzeug dem Oberleitungsdraht 3L₁ , 3L₂ , 3R₁ , 3R₂ folgt, nach der obigen Erläuterung während des Fahrens in dem ersten und dem zweiten Fahrabschnitt beibehalten wird, kann die Steuerung ferner auch so durchgeführt werden, dass die Berechnung des Giermoment-Korrekturwertes (damit das Fahrzeug den Oberleitungsdrähten folgt) und die Giermoment-Steuerung nur in einem vorgegebenen Fahrabschnitt oder in mehreren vorgegebenen Fahrabschnitten (z.B. Abschnitten vor und nach dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt), die in dem ersten und dem zweiten Fahrabschnitt enthalten sind, vorgenommen werden.
Während die als Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung verwendete Camera nach der obigen Erläuterung direkt nach oben gerichtet ist, kann die Camera ferner auch so befestigt werden, dass sie Bilder in einer Richtung vom Fahrzeug nach vorn und nach oben aufnimmt, wie in 49 dargestellt ist. Eine solche Cameraeinstellung erleichtert die Erfassung/ Erkennung der Oberleitungsdrähte als Ziel, dem zu folgen ist, da die Teile der Oberleitungsdrähte, die mit der Camera in der Fahrrichtung des Fahrzeugs aufgenommen werden, lang sind. Andererseits nimmt das durch die im Abbildungsbereich enthaltene Szenerie bedingte Rauschen zu, da der Abbildungsbereich nach vorn verschoben ist. Daher kann der Abbildungsbereich der Camera je nach der Umgebung, in der die vorliegende Erfindung angewandt wird, in geeigneter Weise eingestellt werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Behälter
3L, 3R: Oberleitungsdraht
3L₁, 3R₁: erster Oberleitungsdraht
3L_1t, 3R_1t: das Ende darstellendes Endteil des ersten Oberleitungsdrahts
3L₂, 3R₂: zweiter Oberleitungsdraht
3L_2b, 3R_2b: den Anfang darstellendes Endteil des ersten Oberleitungsdrahts
4L, 4R: Stromabnehmer
4La, 4Ra: Schleifer
4a: hydraulische Kolbenvorrichtung
4b: Hydraulikkolben
4c: Stange
4d: Hydraulikleitung
4e: Hydraulikvorrichtung
4f: Isolator
4g: elektrische Leitung
4h: Hebungs-Befehlssignal
5L, 5R: Hinterrad
6L, 6R: Elektromotor
6La, 6Ra: Ausgangswelle
7L, 7R: Bremse
11: Fahrpedal
12: Bremspedal
13: Umschalthebel
14: kombinierter Sensor
15: Camera
16L, 16R: elektromagnetischer Aufnehmer für Hinterrad
21: Verbrennungsmotor
21a: elektronischer Regler
22: AC-Generator
23: Gleichrichterschaltung
24: Fühlerwiderstand
25: Kondensator
26: Chopper-Schaltung
27: Gitterwiderstand
28: sonstige Last des Verbrennungsmotors
30: Inverter-Steuervorrichtung
30 a: Drehmomentbefehl-Berechnungseinheit
30b: Motorsteuerungs-Recheneinheit
30c: Inverter (Schaltelement)
31: Hebungs-Steuervorrichtung
32: Lenkungs-Steuervorrichtung
32a: Umwandlungseinheit
32b: Berechnungseinheit
32c: Umwandlungseinheit
32d: Berechnungseinheit
36L, 36R: elektromagnetischer Aufnehmer für Vorderrad
37: Sensor für die Geschwindigkeit über Grund
40: Lenkvorrichtung
41: Lenkrad
42: Reaktionskraftmotor mit einem Lenkwinkel-Sensor
43: Lenkungsmotor mit einem Lenkungswinkel-Sensor
44: Zahnstangengetriebe
45L, 45R: Vorderrad
50: Fahrzeug-Steuervorrichtung
50a: Bildinformations-Verarbeitungseinheit
50b: Fahrzeugzustandsgrößen-Berechnungseinheit
50c: Fahrzeugzustandsgrößen-Steuereinheit
50c₁: Berechnungseinheit
50c₂: Umwandlungseinheit
50c₃: Umwandlungseinheit
50c₄: Berechnungseinheit
51: Beleuchtungsvorrichtung
52: Isolator
53: Träger
54: Fahrspurrand
100: Steuereinrichtung
100a: Verarbeitungseinheit
100b: Berechnungseinheit
101: Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuereinheit
101a: Berechnungseinheit
101b: Umwandlungseinheit
101c: Schalteinheit
101d: Null-Ausgabeeinheit
102: Giermoment-Steuereinheit
102a: Berechnungseinheit
102b: Lenkdrehmoment-Steuereinheit
102c: Motordrehmoment-Steuereinheit
102d: Steuereinheit zur optimalen Verteilung
102e: Schalteinheit
200: Steuervorrichtung
C: Oberleitungs-Verbindungsabschnitt
P, Q, R, S: Zielpunkt
P', Q', R', S': repräsentativer Punkt
T: Zielpunkt
T₁: erster Zielpunkt
T₂: zweiter Zielpunkt
Z: repräsentativer Punkt (Steuerungspunkt)
F: fluktuierender Punkt
e_Lad: Abweichung
θ_L: Schrägstellung
Y_Cbc: Abweichung
θ_t: Schrägstellung
Y_l, Y_r: Y-Koordinaten-Wert von Punkt A, B (erster Schwellenwert)
Y_l', Y_r': Y-Koordinaten-Wert von Punkt A', B' (zweiter Schwellenwert)

Claims

Elektrisch angetriebener Muldenkipper, der auf einem Untergrund, der einen ersten Fahrabschnitt, in dem mindestens ein erster Oberleitungsdraht (3R₁ , 3L₁) installiert ist, einen zweiten Fahrabschnitt, in dem mindestens ein zweiter Oberleitungsdraht (3R₂ , 3L₂) installiert ist, sowie einen Oberleitungs-Verbindungsabschnitt (C) aufweist, in dem sich ein das Ende darstellender Endteil (3R_1t , 3L_1t) des ersten Oberleitungsdrahtes und ein den Anfang darstellender Endteil (3R_2b , 3L_2b) des zweiten Oberleitungsdrahtes parallel erstrecken, durch Verwendung von elektrischem Strom fährt, der von dem ersten Oberleitungsdraht und dem zweiten Oberleitungsdraht durch Anheben eines Schleifers (4Ra, 4La) eines an einem Fahrzeug (1) vorgesehenen Stromabnehmers (4R, 4L) abgenommen wird, der nach oben und nach unten bewegbar ist und den Schleifer (4Ra, 4La) nacheinander mit dem ersten Oberleitungsdraht und dem zweiten Oberleitungsdraht in Kontakt bringt, wobei der elektrisch angetriebene Muldenkipper aufweist: eine Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung (15), die am Fahrzeug vorgesehen ist und den ersten Oberleitungsdraht und den zweiten Oberleitungsdraht von unten erfasst, wenn der Muldenkipper fährt, und eine Steuervorrichtung (200), die eine erste Steuerung durchführt, um dem Fahrzeug auf der Basis von Informationen über die relative Position des elektrisch angetriebenen Muldenkippers und des durch die Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung erfassten Oberleitungsdrahtes ein Giermoment derart zu verleihen, dass das Fahrzeug fährt, während es dem ersten Oberleitungsdraht und dem zweiten Oberleitungsdraht in dem ersten Fahrabschnitt und dem zweiten Fahrabschnitt vor und nach dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt folgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung, wenn das Fahrzeug in dem Oberleitungs-Verbindungsabschnitt fährt, eine zweite Steuerung durchführt, um dem Fahrzeug ein Giermoment derart zu verleihen, dass das Fahrzeug fährt, während es einem vorgegebenen Pfad folgt, der sich von dem ersten Oberleitungsdraht zu dem zweiten Oberleitungsdraht erstreckt, wobei die Steuervorrichtung bei der ersten Steuerung mindestens einen repräsentativen Punkt des Fahrzeugs und mindestens einen ersten Zielpunkt, der auf dem ersten/zweiten Oberleitungsdraht liegt, auf der Basis der Informationen über die relative Position des elektrisch angetriebenen Muldenkippers und des ersten/zweiten Oberleitungsdrahtes berechnet und eine Steuerung durchführt, um dem Fahrzeug ein Giermoment derart zu verleihen, dass sich der repräsentative Punkt dem ersten Zielpunkt annähert, und die Steuervorrichtung bei der zweiten Steuerung mindestens einen repräsentativen Punkt des Fahrzeugs und mindestens einen zweiten Zielpunkt, der auf dem zweiten Oberleitungsdraht liegt, auf der Basis der Informationen über die relative Position des elektrisch angetriebenen Muldenkippers und des ersten/zweiten Oberleitungsdrahtes berechnet, einen fluktuierenden Punkt festlegt, der sich von dem repräsentativen Punkt zu dem zweiten Zielpunkt verschiebt, und eine Steuerung durchführt, um dem Fahrzeug ein Giermoment derart zu verleihen, dass sich der repräsentative Punkt dem fluktuierenden Punkt annähert, wobei die Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung umfasst: eine Camera (15), die am Fahrzeug vorgesehen ist und kontinuierlich Bilder des Oberleitungsdrahtes aufnimmt, wenn der Muldenkipper fährt, und eine Beleuchtungsvorrichtung (51), die am Fahrzeug vorgesehen ist und den Oberleitungsdraht beleuchtet.
Elektrisch angetriebener Muldenkipper nach Anspruch 1, der ferner einen rechten und einen linken Elektromotor (6R, 6L) zum Fahren aufweist, wobei die Steuervorrichtung durch Steuerung des rechten und des linken Elektromotors sowohl die Steuerung, um dem Fahrzeug ein Giermoment zu verleihen, als auch die Steuerung der Fahrgeschwindigkeit durchführt.
Elektrisch angetriebener Muldenkipper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, der ferner einen rechten und einen linken Elektromotor (6R, 6L) zum Fahren sowie eine Lenkvorrichtung (40) aufweist, wobei die Steuervorrichtung eine Fahrzeug-Steuervorrichtung (50), eine Steuereinrichtung (100), eine Inverter-Steuervorrichtung (30) und eine Lenkungs-Steuervorrichtung (32) umfasst und die Fahrzeug-Steuervorrichtung auf der Basis der durch die Oberleitungsdraht-Erfassungsvorrichtung erfassten Informationen einen Giermoment-Korrekturwert für die Steuerung berechnet, um dem Fahrzeug ein Giermoment derart zu verleihen, dass das Fahrzeug fährt, während es dem Oberleitungsdraht folgt, und die Steuereinrichtung zumindest den rechten und den linken Elektromotor oder die Lenkvorrichtung unter Verwendung der Inverter-Steuervorrichtung und/oder der Lenkungs-Steuervorrichtung auf der Basis des Giermoment-Korrekturwertes steuert.