JP2013240197A - 電気駆動車両の走行制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】車体の旋回時に駆動輪にブレーキをかけたときに発生する不要な旋回促進ヨーモーメントを抑制することができる電気駆動車両の走行制御方法の提供。
【解決手段】本発明に係る走行制御方法は、例えば、インバータ装置30によって左右に配置された電動モータ6L,6Rを制御することにより、左右駆動輪である後輪5L,5Rを駆動あるいは制動する電気駆動ダンプトラックに適用され、車体1の旋回時に制動する際には常に、車体1の代表速度Vvと、左右後輪5L,5Rのうちの車体1の旋回中心に対して外側に位置する後輪の車輪速とに基づいてスリップ判定の指標であるスリップの指標σを求め、このスリップの指標σに基づいて左右後輪5L,5Rのそれぞれに与えられる制駆動力指令値の補正量Ftを求め、この補正量Ftによって弱められた制駆動力指令値T_ML,T_MRによって左右後輪5L,5Rの駆動を制御するようにした。
【選択図】図3

Description

本発明は、車体下方の左右に配置した電動モータによって該当する左右駆動輪が駆動されることで走行する電気駆動ダンプトラック等の電気駆動車両の走行制御方法に関する。
凍結路や圧雪路等の滑りやすい路面を走行中の車両において、運転者がブレーキをかけると、制動力が路面反力を上回り、タイヤがロックすることがある。このような状態になると、タイヤで発生できるコーナリングフォースが極端に低下し、車両が不安定になる。このようなとき、一般的には自動車で公知の技術であるアンチロックブレーキ制御によって、車体速度と車輪速度からスリップ率を計算し、スリップ率が所定の値を超えると該当する車輪の駆動トルクを弱めるようにしている。
これらアンチロックブレーキ制御を行う本発明に関連する公知技術として例えば特許文献1に記載のものがある。この特許文献1に記載された従来技術は、左右両輪が差動制限機能を有する差動装置を介して連結される車両のアンチロック制御方法であり、車輪速が高い方の車輪がロック状態に入りそうなときに、左右両輪の制動力を同時に弱めるものである。この従来技術では、摩擦係数が大きい方の路面上にある車輪の粘着力を利用して制動効率を向上することができる作用効果を有するとしている。
特開平01−168556号公報
ところで例えば、車体の旋回に際して内側路面が土で外側路面に砂利が敷かれているような場合、すなわち旋回外輪の摩擦係数が旋回内輪の摩擦係数より低いような走行路を旋回減速走行する場合、旋回内輪側の方が外輪側より車輪速が高くなる場合がある。このとき、外輪側よりも内輪側の路面反力が大きいため、車体には旋回を促進する方向のヨーモーメントが生成する。
一般的に車体にブレーキをかけると前輪荷重が増大し、後輪荷重が減少する。また、後輪側に電動モータを配置するような車両においてモータで回生ブレーキをかけると、後輪のコーナリングフォースが低下する。このために、後輪でブレーキをかけただけでも旋回促進方向のヨーモーメントは比較的大きく発生する。このような状況においてロックしそうになったときに、前記の特許文献1に示される従来技術における制御を実施しようとすると、ますます旋回促進方向のヨーモーメントが生成され、場合によってはスピンに陥る可能性がある。すなわち、従来技術におけるように車輪速の高い輪を選択することが、必ずしも車両の旋回走行と照らし合わせると好適な制御方法とは言えない。
本発明は、前述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、車体の旋回時に駆動輪にブレーキをかけたときに発生する不要な旋回促進ヨーモーメントを抑制することができる電気駆動車両の走行制御方法を提供することにある。
この目的を達成するために、本発明は、電動モータ制御器によって車体下方の左右に配置された電動モータを制御することにより、前記電動モータのそれぞれに接続された左右駆動輪を駆動あるいは制動する電気駆動車両の走行制御方法において、前記車体の旋回時に制動する際には常に、前記車体の代表速度と、前記左右駆動輪のうちの前記車体の旋回中心に対して外側に位置する前記駆動輪の車輪速とに基づいてスリップ判定の指標であるスリップの指標を求め、前記スリップの指標に基づいて制駆動力指令値の補正量を求め、前記補正量で左右両輪のそれぞれの制駆動力指令値を弱め、前記弱められた制駆動力指令値で前記左右駆動輪の駆動を制御することを特徴としている。
このように構成した本発明に係る電気駆動車両の走行制御方法は、車体を旋回させながら駆動輪にブレーキをかけた際には常に、旋回中心に対して外側に位置する外輪となる駆動輪の車輪速に応じてスリップの指標が求められ、このスリップの指標に応じた補正量で左右駆動輪の制駆動力指令値が弱められる。したがって、旋回中心に対して内側に位置する内輪となる駆動輪にコーナリングフォースが発生し、このコーナリングフォースに応じた旋回抑制ヨーモーメント、すなわち旋回促進ヨーモーメントに対抗する旋回抑制ヨーモーメントが発生する。これにより本発明は、車体の旋回時に駆動輪にブレーキをかけたときに発生する不要な旋回促進ヨーモーメントを抑制することができる。
また本発明は、前記発明において、前記電気駆動車両は、前記左右駆動輪を前記車体の後側に配置し、前記車体の前側に左右従動輪を備えた電気駆動ダンプトラックから成ることを特徴としている。
また本発明は、前記発明において、前記車体の旋回方向を、前記左右従動輪の車輪速に基づいて判別することを特徴としている。
また本発明は、前記発明において、前記車体の旋回方向を、前記車体に設けたヨーレイトセンサによって検知される車体ヨーレイトに基づいて判別することを特徴としている。
このように構成した本発明に係る電気駆動車両の走行制御方法によれば、車体の旋回時に駆動輪にブレーキをかけたときに生じる不要な旋回促進ヨーモーメントを抑制でき、従来技術に比べて安定した旋回走行を実現させることができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明に係る走行制御方法の一実施形態が適用される電気駆動車両の一例として挙げた電気駆動ダンプトラックを示す側面図である。 図1に示す電気駆動ダンプトラックに備えられる走行駆動システムを示す図である。 図2に示す走行駆動システムに備えられるコントローラで実施される制御方法である本発明の走行制御方法の一実施形態を説明する図である。 本実施形態における車体の旋回方向の検出手順を示すフロー図である。 本実施形態における車体の代表速度を求めるフロー図である。 本実施形態におけるスリップの指標を求めるフロー図である。 スリップの指標に対する路面反力の一例を示す図である。 求めたスリップの指標に応じた制動時の駆動トルクの補正量すなわち制駆動力補正量、及びこの制駆動力補正量によって弱められた制動時の駆動トルクすなわち制駆動力指令値の関係を示す図である。 左右輪の摩擦係数が同じ路面を左旋回中に急ブレーキをかけた場合の従来技術の車体挙動と本実施形態の車体挙動の関係を示す図である。 内輪に比べて外輪の摩擦係数が小さい路面を左旋回中に急ブレーキをかけた場合の従来技術の車体挙動を示す図である。 内輪に比べて外輪の摩擦係数が小さい路面を左旋回中に急ブレーキをかけた場合の本実施形態の車体挙動を示す図である。
以下、本発明に係る電気駆動車両の走行制御方法の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る走行制御方法が適用される電気駆動車両は、例えば電気駆動ダンプトラックである。この電気駆動ダンプトラックは、車体1と、この車体1に対して上下方向に回動可能な荷台2と、車体1の前側位置に配置された運転室3とを備えている。また、車体1の下方前側には左右一対の従動輪すなわち前輪4L,4R(タイヤ)が配置され、車体1の下方後側には左右一対の駆動輪すなわち後輪5L,5R(タイヤ)が配置されている。駆動輪である後輪5L、5Rは荷台2に積載される土砂等の荷重に耐えるため、ダブルタイヤの構造になっている。このダブルタイヤが、図2に示す左右の電動モータ(例えば誘導モータ)6L、6Rにより制駆動されるようになっている。
同図2に示す本実施形態に係る走行制御方法が適用される電気駆動ダンプトラックの駆動システムは、アクセルペダル11、リタードペダル12、シフトレバー13、及び前後加速度と横加速度とヨーレイトをセンシングするコンバインセンサ14を備えている。また、コントローラ100、エンジン21、交流発電機22、及びその他のエンジン負荷28を備えている。また、整流回路23、インバータ制御装置30、チョッパ回路26、グリッド抵抗27、コンデンサ25、及び検出抵抗24を備えている。また、左右の電動モータ6L,6Rに連結される減速機7L,7R、車輪速を検出する車速センサである電磁ピックアップセンサ16L,16R、17L,17R,及びドライバの操舵操作を電気信号に変換し前輪4L,4Rの操舵を制御する操舵制御装置32を備えている。なお、電動モータ制御機器を構成するインバータ制御装置30は、左右の電動モータ6R,6Lのそれぞれに対するトルク指令演算部、モータ制御演算部、及びインバータ(スイッチング素子)を有している。
アクセルペダル11の踏込み量Pとリタードペダル12の踏込み量Qはコントローラ100の入力となり、それぞれ駆動力やリタード力(ブレーキ力)の大きさを制御する信号となる。例えばドライバがアクセルペダル11を踏み込んでダンプトラックを前進又は後進させるときは、コントローラ100からエンジン21に対して目標回転数Nrの指令を出力する。これはアクセル開度に対する目標回転数Nrのテーブルが予め設定されており、これに基づいて出力される。エンジン21は電子ガバナ21aを装着したディーゼルエンジンであり、電子ガバナ21aは目標回転数Nrの指令を受け取ると、エンジン21が目標回転数Nrで回転するように燃料噴射量を制御する。
エンジン21には交流発電機22が接続されており、交流発電を行う。交流発電により発生した電力は整流回路23によって整流され、コンデンサ25に蓄電され、直流電圧値はVとなる。交流発電機22は直流電圧Vを検出抵抗24で分圧された電圧値をフィードバックして当該電圧値が所定の一定電圧V0となるようにコントローラ100によって制御される。
交流発電機22により発生した電力はインバータ制御装置30を介して左右の電動モータ6R,6Lに供給される。コントローラ100は、整流回路23によって整流された直流電圧Vが所定の一定電圧V0となるように交流発電機22を制御することで、電動モータ6R,6Lに必要な電力が供給されるよう制御している。
コントローラ100からの左右の電動モータ6L,6Rの制駆動力指令値T_ML,
T_MRと電磁ピックアップ16L,16Rにより検出される各電動モータ6L,6Rの回転速度ωL、ωRとがインバータ制御装置30に入力され、インバータ制御装置30は、トルク指令演算部,モータ制御演算部、インバータ(スイッチング素子)を介して各電動モータ6L,6Rを駆動する。
各電動モータ6L,6Rには前述したように、それぞれ回転軸6La,6Ra、及び減速機7L,7Rを介して左右の後輪5L,5Rが接続されている。電磁ピックアップセンサ16L,16Rは通常は減速機7L,7R内のギアの1枚の歯の周速を検出するセンサである。同様に17L,17Rは前輪4L,4Rの内側に設置されたギアの1枚の歯の周速を検出するセンサである。また、例えば、右側駆動系を例に取ると、電動モータ6Rの内部の駆動軸や減速機7Rと後輪5Rを接続する駆動軸に検出用の歯車を取り付け、その位置に設置しても構わない。
走行中にアクセルペダル1を戻し、リタードペダル2を踏み込んだときは、交流発電機22が発電しないようコントローラ100は制御する。また、コントローラ100からの制駆動力指令値T_ML,T_MRは負となり、インバータ制御装置30は各電動モータ6L,6Rを駆動して走行する車体にブレーキ力を与える。この時、各電動モータ6L,6Rは発電機として作用し、インバータ制御装置30に内蔵された整流機能によってコンデンサ25を充電するように働く。直流電圧値Vは予め設定された直流電圧値V1以下になるようにチョッパ回路26が作動し、電流をグリッド抵抗27に流して電気エネルギーを熱エネルギーに変換する。このようにして当該電気駆動ダンプトラックは左右独立に制駆動できる基本構成となっている。
次に、本実施形態に係る走行制御方法について説明する。
本実施形態は、後述するように、車体1の旋回走行時に駆動輪である後輪5L,5Rを制動する際には常に、すなわちブレーキをかける際には常に、車体1の代表速度Vvと、車体1の旋回中心に対して外側に位置する駆動輪の車輪速Vtとに基づいて、スリップ判定の指標であるスリップの指標σを求める。また、このスリップの指標σに基づいて駆動輪である左右の後輪5L,5Rに与えられる駆動トルクの補正量、すなわち制駆動力補正量Ftを求め、この補正量Ftで左右の後輪5L,5Rのそれぞれの制駆動力指令値T_ML,T_MRを弱め、このように弱められた制駆動力指令値T_ML,T_MRで左右の駆動輪である後輪5L,5Rの駆動を制御するようにしてある。
図3,4に示すように、車体1の旋回方向の検出は、コントローラ100に含まれる旋回方向検出器500によって行われる。この旋回方向検出器500には、従動輪である左右前輪4L,4Rの車輪速Vfl,Vfrが入力される。ここで図4に示すように、手順510にて、左右前輪4L,4Rの車輪速Vfl,Vfrの大小関係を比較する。右に旋回するときは、前輪4L,4Rの外輪側すなわち左の前輪4Lは、内輪である右の前輪4Rより速くなるため、このとき、Yesとして、手順520へ処理が移行する。手順520では、旋回方向を示す変数Cdを−1とし、処理を終了する。一方、左に旋回するときは、前輪4L,4Rの外輪側すなわち右の前輪4Rは、内輪である左の前輪4Lより速くなるため、このとき、Noとして、手順530へ処理が移行する。手順530では、Cdを1として、処理を終了する。
もちろん、旋回方向の検出はこの限りではない。例えば、先にあげたコンバインセンサ14には車体1のZ軸方向を検出するヨーレイトセンサが備わっているため、これを車体1の重心付近に設置すれば、車体1のヨーレイト、すなわち旋回方向を検出することができる。一般的にはヨーレイトセンサが示す値は正負付の数値で表され、車体1が左に旋回するときには正、右に旋回するときは負、直進するときは0とする、などと定義し、旋回外輪がどちらであるかを判別することができる。また、ドライバの操作信号である操舵角からも判別することができる。これもヨーレイトセンサと同様に、正負付の数値で表され、左に旋回するときには正、右に旋回するときは負、直進するときは0とするように定義および調整し、旋回外輪がどちらであるかを判断することができる。このように、操舵角は、車体1が地面に対してグリップ走行しているような状態では、操舵方向がそのまま旋回方向とすることは正しいが、グリップしていない状態では、この限りではない。このため、望ましくはヨーレイトセンサや従動輪である左右前輪4L,4Rの車輪速Vfl,Vfrを比べることで判別するとよい。
図3,5に示すように、車体1の代表速度の検出は、コントローラ100に含まれる代表車体速算出器600によって行われる。この代表車体速算出器600には、従動輪である左右前輪4L,4Rの車輪速Vfl,Vfrが入力される。図5の手順610にて、車体1の代表速度Vvとして、これら左右前輪4L,4Rの車輪速Vfl,Vfrの平均値が求められる。
なお車体1の代表速度の検出は、これに限らず、光学式の絶対車体速センサを用いても良いし、GPSからの情報を用いてもよい。また,旋回方向検出器500によって検出された旋回方向と逆側の従動輪の車輪速を車体1の代表速度としてもよい。
また、四輪車輪速とヨーレイト、横加速度の値から、車体1の重心の進行方向速度を推定し、この推定された速度を代表車体速としてもよい。これら算出方法は公知の技術であるため、説明は割愛する。
図3,6に示すように、スリップの指標σは、コントローラ100に含まれるスリップ状態の指標算出器700によって求められる。まず、図6の手順710にて旋回方向に応じて処理を分岐する。Cd=1(左旋回)である場合、手順720に処理が進み、スリップの状態を把握したい駆動輪である後輪の車輪速をVtとすると、Vt=Vrr(右後輪5Rの車輪速)とする。Cd=−1(右旋回)のときは、手順730に処理が進み、Vt=Vrl(左後輪5Lの車輪速)とする。
駆動輪のタイヤスリップ状態を把握するため、車体1の代表速度を前述のようにVvとして以下のようなスリップの指標σを定義する。
σ=(Vt−Vv)/max(Vv,Vt)
制動する場合σは負となり、車輪がロックするような状態では−1となる。また、駆動している場合σは正となり、車輪が空転するような状態では1となる。
一般的なタイヤとアスファルトの特性であれば、図7に示すように、スリップの指標σに対し、駆動時、制動時それぞれの路面反力においてそれぞれピークが存在する(以下σ_max、σ_min)。このピークを超えた場合にタイヤに発生する路面反力は小さくなるため、このピークを超えないように、もしくは超えたら生成している制駆動力を小さくすることが望ましい。
例えば、コントローラ100の制駆動力補正量算出器800では、図8に示すように、スリップの指標σがσ_minを超えた分に対し適当にゲインをかけて制駆動力補正量Ftを算出する。例えば以下のように算出できる。
Ft=Δ(σ−σ_min)
そして、コントローラ100に含まれる制駆動力補正器900は、駆動輪である左右の後輪5L,5Rに対する補正前の制駆動力指令値Frefl,Frefrを次のように同じ制駆動力補正量Ftで補正し、補正後の駆動トルク、すなわち左右の制駆動力指令値
T_ML,T_MRを算出する。
T_ML=Frefl−Ft
T_MR=Frefr−Ft
このように算出された左右それぞれの制駆動力指令値T_ML,T_MRはインバータ制御装置30に与えられ、これに応じて電動モータ6L,6Rの駆動が制御される。
以下、本実施形態の作用と従来技術の作用とを比較する。
図9は,車両が左旋回をしている最中に急ブレーキをかけ,さらにそのときの路面摩擦係数が左右輪で同一の場合を示している。この場合,車体1の荷重は外輪側に移動するため,内輪よりも外輪の方が,摩擦円(その輪における荷重と摩擦係数の積)が大きくなる。従って,外輪側はロックしにくく,内輪側はロックしやすい状況になる。このような状況では,内外輪で力の差が生まれるため,これにより車体1の旋回方向を抑制する方向にヨーモーメント(旋回抑制ヨーモーメント)が発生する。もともとブレーキをかけることで,前輪4L,4Rのコーナリングフォースが増大する一方で,後輪5L,5Rのコーナリングフォースが低下するため,旋回促進方向にヨーモーメントが生成される。従って車両はスピンしやすい状況に陥る。そこで,この旋回促進方向のヨーモーメントを,旋回抑制方向のヨーモーメントによって軽減させれば,車体1はより安定することになる。
従来技術では,両駆動輪に同じ制動力をかけた場合に,制動効率を考えグリップしている輪に対してアンチロックブレーキ制御を実施する。グリップしている輪を選択するために,左右輪のセレクトハイを実施する。すなわちこの場合は外輪側を選択するため,結果的に本発明と同じ作用となる。
一方,差異が現れる図10の場合について説明する。これは,同じく左旋回中に急ブレーキを実施したものであるが,内輪側の摩擦係数が高く,外輪側の摩擦係数が低い場合である。このような場合,従来技術だと内輪側がグリップするため,旋回促進方向にヨーモーメントが加算されることになり,車体1がスピンするという不安定化を招いてしまう。
これに対し本実施形態は,図11に示すように、前述の場合でも旋回外輪側(後輪5R側)を選択する。この場合,内輪側(5L側)において,制駆動力に対するコーナリングフォースの割合が図10の場合に比べ大きくなり,これに応じて旋回促進ヨーモーメントに対抗する旋回抑制ヨーモーメントを発生させることができる。これにより、車体1の姿勢をより良好に保つことができる。
すなわち本実施形態によれば、車体1の旋回時に駆動輪にブレーキをかけたときに発生する不安定な旋回促進ヨーモーメントを抑制でき、安定した旋回走行を実現させることができる。
なお、自動車ではドライバによる操舵速度が速い一方,車体重量の大きい鉱山ダンプトラックにおいては,ドライバが操舵を速くしても車体1が追従しない場合が多々ある。すなわち,スピン傾向を回避するための一般的にカウンターステアと呼ばれる操舵をすることは,鉱山ダンプトラックにおいては難しい。また一度車体1がスピン等の不安定な状態になると,その慣性質量の大きさ故にヨーモーメント制御では車体1が安定しづらい。したがって、本実施形態に係る走行制御方法を適用することにより特に電気駆動ダンプトラックにおいて優れた旋回走行の制御を実現させることができる。
また、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形態様が含まれる。例えば前述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備えるものには限定されない。
1 車体
2 荷台
3 運転室
4L 前輪(左前輪)〔従動輪〕
4R 前輪(右前輪)〔従動輪〕
5L 後輪(左後輪)〔駆動輪〕
5R 後輪(右後輪)〔駆動輪〕
6L 電動モータ(左モータ)
6R 電動モータ(右モータ)
7L 減速機(左減速機)
7R 減速機(右減速機)
11 アクセルペダル
12 リタードペダル
13 シフトレバー
14 コンバインセンサ
16L 電磁ピックアップセンサ(左後輪用速度センサ)
16R 電磁ピックアップセンサ(右後輪用速度センサ)
17L 電磁ピックアップセンサ(左前輪用速度センサ)
17R 電磁ピックアップセンサ(右前輪用速度センサ)
21 エンジン
21a 電子ガバナ
22 交流発電機
23 整流回路
24 検出抵抗
25 コンデンサ
26 チョッパ回路
27 グリッド抵抗
28 その他のエンジン負荷
30 インバータ装置(電動モータ制御器)
32 操舵制御器
100 コントローラ
500 旋回方向検出器
600 代表車速算出器
700 スリップ状態の指標算出器
800 制駆動力補正量算出器
900 制駆動力補正器

Claims (4)

  1. 電動モータ制御器によって車体下方の左右に配置された電動モータを制御することにより、前記電動モータのそれぞれに接続された左右駆動輪を駆動あるいは制動する電気駆動車両の走行制御方法において、
    前記車体の旋回時に制動する際には常に、前記車体の代表速度と、前記左右駆動輪のうちの前記車体の旋回中心に対して外側に位置する前記駆動輪の車輪速とに基づいてスリップ判定の指標であるスリップの指標を求め、前記スリップの指標に基づいて制駆動力指令値の補正量を求め、前記補正量で左右両輪のそれぞれの制駆動力指令値を弱め、前記弱められた制駆動力指令値で前記左右駆動輪の駆動を制御することを特徴とする電気駆動車両の走行制御方法。
  2. 請求項1に記載の電気駆動車両の走行制御方法において、
    前記電気駆動車両は、前記左右駆動輪を前記車体の後側に配置し、前記車体の前側に左右従動輪を備えた電気駆動ダンプトラックから成ることを特徴とする電気駆動車両の走行制御方法。
  3. 請求項2に記載の電気駆動車両の走行制御方法において、
    前記車体の旋回方向を、前記左右従動輪の車輪速に基づいて判別することを特徴とする電気駆動車両の走行制御方法。
  4. 請求項2に記載の電気駆動車両の走行制御方法において、
    前記車体の旋回方向を、前記車体に設けたヨーレイトセンサによって検知される車体ヨーレイトに基づいて判別することを特徴とする電気駆動車両の走行制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019038365A (ja) * 2017-08-24 2019-03-14 日立建機株式会社 電動駆動式作業車両

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02250603A (ja) * 1989-03-20 1990-10-08 Toyota Motor Corp 電気自動車の回生制動制御装置
JP2001063392A (ja) * 1999-08-27 2001-03-13 Toyota Motor Corp 前後輪駆動車両の制御装置
JP2006264394A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Hitachi Constr Mach Co Ltd ダンプトラックの走行駆動装置
JP2009190483A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Nissan Motor Co Ltd 車両の制動制御装置
JP2012051456A (ja) * 2010-09-01 2012-03-15 Hitachi Automotive Systems Ltd ブレーキ制御装置
WO2012061539A2 (en) * 2010-11-04 2012-05-10 Caterpillar Inc. System and method for controlling wheel motor torque in an electric drive system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02250603A (ja) * 1989-03-20 1990-10-08 Toyota Motor Corp 電気自動車の回生制動制御装置
JP2001063392A (ja) * 1999-08-27 2001-03-13 Toyota Motor Corp 前後輪駆動車両の制御装置
JP2006264394A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Hitachi Constr Mach Co Ltd ダンプトラックの走行駆動装置
JP2009190483A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Nissan Motor Co Ltd 車両の制動制御装置
JP2012051456A (ja) * 2010-09-01 2012-03-15 Hitachi Automotive Systems Ltd ブレーキ制御装置
WO2012061539A2 (en) * 2010-11-04 2012-05-10 Caterpillar Inc. System and method for controlling wheel motor torque in an electric drive system

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