JP3089256B2 - 車両の走行及び制動調整装置 - Google Patents

車両の走行及び制動調整装置

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JP3089256B2 JP04325882A JP32588292A JP3089256B2 JP 3089256 B2 JP3089256 B2 JP 3089256B2 JP 04325882 A JP04325882 A JP 04325882A JP 32588292 A JP32588292 A JP 32588292A JP 3089256 B2 JP3089256 B2 JP 3089256B2
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フリツツ・フレーデリヒ
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    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/10—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip
    • B60L3/102—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip of individual wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，車輪の制御機能に介入
する複数の個別車輪駆動及び制動モジユールを備えた車
両の走行及び制動調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】駆動及び制動系はこれまで個別車両の中
央に設けられて，そこから駆動及び制動装置を介して車
輪対へ作用するか，又は特に軌道範囲では，機関車又は
軌道車両駆動装置のような特別な駆動車両にのみ設けて
いた。従つて車両の構成及び使用範囲は，使用される駆
動及び制動の考えに大きく左右された。
【０００３】個別駆動装置自体は公知である。この場合
車輪を結合する車軸がなくなるので，車両を最低に下げ
ることが可能となり，乗客室範囲の構成の新たな可能性
が生ずる。例えは″Ｎａｈｖｅｒｋｅｈｒｓｐｒａｘｉ
ｓ″Ｎｒ・５／１９９１，Ｓ１７１〜１７３から公知の
ように，制動装置を一体化された個別車輪駆動装置を使
用すると，こじんまりした構造により，更に車両の構成
を更に改善することが可能となる。このような個別車輪
駆動及び制動装置は，個別車輪駆動及び制動モジユール
（ＥＡＢモジユール）と称される。ＥＡＢモジユール
は，駆動及び制動機能が車輪の制御機能に間接又は直接
に介入するという性質を持つている。これは個々のＥＡ
Ｂモジユールの整合動作を必要とする。
【０００４】現在公知の駆動及び制動系は，機械的又は
電気的な動力結合しか行つていない。従つて車輪制御動
作への不利な影響は防止できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は，摩擦
結合を最適に利用しかつ滑り−固着（ロツク）効果を回
避するほかに，これらのＥＡＢモジユールの制御特性へ
の不利な影響を防止するのみならず，逆に制御を助長す
るように作用することができるＥＡＢモジユール付きの
車両の新しい調整装置を開発することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は請求項１の特
徴によって解決される。
【０００７】
【実施態様】この装置の有利な別の構成は請求項２〜５
から明らかになる。
【０００８】
【実施例】実施例について本発明を以下に説明する。
【０００９】図１には，複数のＥＡＢモジユール対ｉを
持つ車輪−軌条用車両１が示されている。各ＥＡＢモジ
ユールには，左側車輪２′及び右側車輪２と対応する駆
動及び制動系３′，３か属している。トルクを調整する
この方法では，別々の評価素子４′，４が左側車輪２′
及び右側車輪２に実際に作用する周方向力Ｍ／Ｒｉｓｔ
を求める。最小値Ｍｉ（ＭＲｉｓｔ）が第１の最小値段
５において形成され，車輪直径を考慮して許容トルクＭ
ｚｕｌとして出力される。第２の最小値段６において，
許容トルクＭｚｕｌと，目標値発生器７において所定の
速度ｖｓｏｌｌ，所定の加速度ｄｖｓｏｌｌ／ｄｔ及び
所定の牽引力Ｍａｘｚから形成されるトルク目標値Ｍ
ｓｏｌｌとから，トルク目標値Ｍｓｏｌｌの最小値が形
成される。
【００１０】この値Ｍｓｏｌｌは，ＥＡＢモジユール用
トルク調整の左側及び右側の調整回路ａ，ｂへ同じよう
に供給される。評価素子４′，４のトルク実際値と最小
値Ｍｓｏｌｌとの偏差が比較段８′，８に生じて，別々
の調整回路ａ，ｂの調整器９′，９へ供給され，これら
の調整器が操作器１０′，１０を介して駆動及び制動系
３′，３に影響を及ぼす。これらの調整系が右側及び左
側のＥＡＢモジユールを制御して，すべてのＥＡＢモジ
ユールを精確に同じ最小値に調整する（電気的差動装
置）。従つてＥＡＢモジユール対の制御機能にもはや障
害は生じない。駆動及び制動系は滑り限界内で動作す
る。しかし外部から作用する側方力ΔＹ（進路選定力及
び空力）に反応できるようにするため，目標値発生器１
１により付加的なトルクΔＭｓｏｌｌが規定されて，適
当な逆符号で比較段８′，８へ供給される。それにより
右対左のトルク偏差が生じ，両方のＥＡＢモジユール又
は車輪の制御される横方向滑りが生ずる。車輪と走行路
との接触点に，外部から作用する側方力ΔＹに抗する向
きの横方向力が発生される。従つてＥＡＢモジユール
は，所定の軌道偏差内で外部横方向力にも反応でき，従
つて制御目的を果す。
【００１１】調整されるＥＡＢモジユールの結合度は，
評価素子４′，４及び調整器９′，９を介して設定可能
で，種々の要求に合わすことができる。
【００１２】図２は，左側車輪２′及び右側車輪２の周
速度を調整する滑り調整方法における両方のＥＡＢモジ
ユールの調整技術的結合を示している。ここでは，単一
の速度センサ２１により求められる車両の実際速度ｖ
ｉｓｔから，調整回路ａ用計算機２２′及び調整回路ｂ
用計算機２２により，例えば牽引複合体により規定され
る速度ｖｓｏｌｌ，加速度ｄｖｓｏｌｌ／ｄｔ及び最大
牽引力ＭａｘＺのような量を使用して，両側で滑り限界
を超過しない両方の調整回路ａ及びｂ用の車輪周速度Ｕ
ｓｏｌｌが別々に求められる。
【００１３】両方の値のうち目標値は最小値形成器２３
を介して求められ，それから両方のＥＡＢモジユールに
おいて同じ目標値Ｕｓｏｌｌとして規定される車輪周速
度用目標値か求められる。この目標値は，別のセンサ２
５′及び２５により測定される車輪周速度の実際値Ｕ
ｉｓｔと比較段２４′，２４において比較される。それ
により生ずる偏差信号は調整器９′，９において処理さ
れ，かつ制御信号に変換され，これらの制御信号が車輪
周速度に影響を及ぼして，推進力又は制動力の発生に必
要な微小滑り偏差を維持する。
【００１４】進路選定力又は空力的に生ずる側方力ΔＹ
は，図１について述べたのと同じように，特別な発生器
２６において，付加的な所定の周速度目標値ΔＵ
ｓｏｌｌに変換され，この周速度目標値が互いに逆の符
号で右側及び左側のＥＡＢモジユールへ供給される。そ
れにより右側ＥＡＢモジユールと左側ＥＡＢモジユール
との周速度差が導入されて，垂直軸線の周りにモーメン
トを生じ，かつ車輪接触点即ち車輪と走行路との接触点
における横方向滑りを発生して，外部の横方向力を打消
す。
【００１５】調整技術的結合は，ここでは計算機２
２′，２２及び調整器９′，９を介して行われる。結合
度はソフトウエアにより整合可能である。
【００１６】図３は図２による制動調整方法の変形例を
示している。ここでは周速度目標値Ｕｓｏｌｌが，左側
及び右側のＥＡＢモジユールのために２２′，２２を介
して別々に求められる。滑り限界を超過しないようにす
るため，例えば牽引複合体における速度ｖｓｌｌ，加速
度ｄｖｓｏｌｌ／ｄｔ又は最大牽引力ＭａｘＺのような
所定の値を使用する際，左側及び右側について別々の最
小値が求められる。それぞれ固有のセンサ３１，３１′
が，左側及び右側で地面上の車両１の速度を精確に求め
るために使用される（例えば左側及び右側の車輪を介し
て）。なお図２に対応する部分は同じ符号で示されてい
る。
【００１７】従つて外部側方力への反応のために，空気
力学的に生ずる力を付加的な車輪周速度目標値に変換し
さえすればよい。これは適当な付加的車輪周速度目標値
ΔＵｓｏｌｌを発生して供給することによつて行われる
（これについては図１又は２参照）。
【００１８】図４は滑り調整方法の別の変形例を示し，
図３による実際速度センサ３１′，３１の代りに，左側
及び右側のＥＡＢモジユールのために地上の走行速度を
求めるため評価素子４１′，４１が使用されて，進路選
定の影響を考慮して車両の既知の走行速度から，関係す
る値を右側及び左側のＥＡＢモジユールのために求め
る。それ以外の動作態様は図３のそれと同じである。
【００１９】本発明によれば，装置の僅かな改変及び最
小の所要自由空間により，乗客の観点から車両を量適に
構成することができる。同じ構造のＥＡＢモジユールを
軌道車両にもバスにも使用することができる。使用速度
及び出力に関する車両の使用における融通性は，特にソ
フトウエア変更によるＥＡＢモジユールの調整技術的結
合の可能性によつて得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＥＡＢモジユール対のトルク調整装置の構成図
である。
【図２】ＥＡＢモジユール対の滑り調整装置の構成図で
ある。
【図３】図２の変形例の構成図である。
【図４】図２の別の変形例の構成図である。
【符号の説明】
１ 車両 ａ，ｂ 調整回路
フロントページの続き (72)発明者 クラウス・ニーマン ドイツ連邦共和国ヴエルツハイム・シユ テツテイネル・シユトラーセ24 (72)発明者 フリツツ・フレーデリヒ ドイツ連邦共和国クレーフエルト・ブラ ンデンブルゲル・シユトラーセ18 (72)発明者 クリステイアン・ギユンテル ドイツ連邦共和国ハール・ルートヴイヒ ートーマーシユトラーセ71 (56)参考文献 特開 平３−230705（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−101136（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−73081（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60K 41/20

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両の走行及び制動調整装置であって，
    車輪の制御機能へ介入する複数の個別車輪駆動及び制動
    モジユール（以下ＥＡＢモジユールと称する）を備えて
    おり，個々のＥＡＢモジユールが互いに結合されている
    ものにおいて、 ＥＡＢモジユールのうち，車両（１）の左側及び右側に
    あってそれぞれ対向する車輪に付属する個別モジユール
    が対をなし，対の各モジユールが固有の滑り調整回路
    （ａ，ｂ）を持ち， 両方の車輪（２′，２）における周方向力からそれぞれ
    トルク実際値（Ｍ／Ｒ ｉｓｔ ）を求める評価素子
    （４′，４）が設けられ，両方のトルク調整回路（ａ，
    ｂ）の結合が，第１の最小値段（５）及びその後に接続
    される第２の最小値段（６）を介して行われ， 第１の最小値段（５）が，両方の車輪のトルク実際値
    （Ｍ／Ｒ ｉｓｔ ）から最小値を形成し，この最小値を許
    容トルク値（Ｍ ｚｕｌ ）として出力し 第２の最小値段
    （６）が，この許容トルク値（Ｍ ｚｕｌ ）と，目標値発
    生器（７）により車両速度、車両加速度及び最大牽引力
    のような所定の量に基いて発生されるトルク目標値（Ｍ
    ｓｏｌｌ ）とから，これら両方のトルク値のうち最小値
    を形成し， この最小値が，トルク実際値（Ｍ／Ｒ ｉｓｔ ）のほかに
    側方力（ΔＹ）を補償する目標値発生器（１１）のトル
    ク目標値（ΔＭ ｓｏｌｌ ）を付加的に印加される比較段
    （８′，８）を介して，両方のトルク調整回路（ａ，
    ｂ）へ供給されることを特徴とする，車両の走行及び制
    動調整装置。
  2. 【請求項２】 車両の走行及び制動調整装置であって，
    車輪の制御機能へ介入する複数の個別車輪駆動及び制動
    モジユール（以下ＥＡＢモジユールと称する）を備えて
    おり，個々のＥＡＢモジユールが互いに結合されている
    ものにおいて， ＥＡＢモジユールのうち，車両（１）の左側及び右側に
    あってそれぞれ対向する車輪に付属する個別モジユール
    が対をなし，対の各モジユールが固有の滑り調整回路
    （ａ，ｂ）を持ち 車両（１）の実際速度（ｖ ｉｓｔ ）を
    検出する速度センサ（２１）が設けられ，この速度セン
    サ（２１）の出力端が，個々の滑り調整回路（ａ，ｂ）
    に属する２つの計算機（２２′，２２）に接続され，こ
    れらの計算機（２２′，２２）が，両方の滑り調整回路
    （ａ，ｂ）を結合するため，車両速度、車両加速度及び
    最大牽引力のような所定の量に基いて，車輪周速度目標
    値（Ｕ ｓｏｌｌ ）をそれぞれ発生し， 最小値段（２３）において，両方の車輪周速度目標値
    （Ｕ ｓｏｌｌ ）から最小値が形成され，それぞれ車輪速
    度実際値（ｖ ｉｓｔ ）のほかに側方力（ΔＹ）を補償す
    る目標値発生器（２６）の車輪周速度目標値（ΔＵ
    ｓｏｌｌ ）を付加的に印加される比較段（２４′，２
    ４）を介して，両方の滑り調整回路（ａ，ｂ）へ供給さ
    れることを特徴とする，車両の走行及び制動調整装置。
  3. 【請求項３】 車両の走行及び制動調整装置であって，
    車輪の制御機能へ介入する複数の個別車輪駆動及び制動
    モジユール（以下ＥＡＢモジユールと称する）を備えて
    おり、個々のＥＡＢモジユールが互いに結合されている
    ものにおいて， ＥＡＢモジユールのうち，車両（１）の左側及び右側に
    あってそれぞれ対向する車輪に付属する個別モジユール
    が対をなし，対の各モジユールが固有の滑り調整回路
    （ａ，ｂ）を持ち， 各滑り調整回路（ａ，ｂ）に，車両（１）の実際速度
    （ｖ ｉｓｔ ）を検出する固有の速度センサ（３１′，３
    １）及び計算機（２２′，２２）がそれぞれ付属し， 両方の計算機（２２′，２２）が，両方の滑り調整回路
    （ａ，ｂ）を結合するため，車両速度、車両加速度及び
    最大牽引力のような所定の量に基いて，車輪周速度目標
    値（Ｕ ｓｏｌｌ ）をそれぞれ発生し， これらの車輪周速度目標値（Ｕ ｓｏｌｌ ）が，周速度実
    際値（Ｕ ｉｓｔ ）のほかに側方力（ΔＹ）を補償する目
    標値発生器（２６）の周速度目標値（ΔＵ ｓｏｌｌ ）を
    付加的に印加される比較段（２４′，２４）を介して，
    両方の滑り調整回路（ａ，ｂ）へ供給される ことを特徴
    とする，車両の走行及び制動調整装置。
  4. 【請求項４】 車両の走行及び制動調整装置であって，
    車輪の制御機能へ介入する複数の個別車輪駆動及び制動
    モジユール（以下ＥＡＢモジユールと称する）を備えて
    おり，個々のＥＡＢモジユールが互いに結合されている
    ものにおいて， ＥＡＢモジユールのうち、車両（１）の左側及び右側に
    あってそれぞれ対向する車輪に付属する個別モジユール
    が対をなし，対の各モジユールが固有の滑り調整回路
    （ａ，ｂ）を持ち， これらの滑り調整回路（ａ，ｂ）に，地面上の走行速度
    （ｖ ｉｓｔ ）用の評価素子（４１′，４１）及びこれに
    接続される計算機（２２′，２２）がそれぞれ付属し， 両方の計算機（２２′，２２）が，両方の滑り調整回路
    （ａ，ｂ）を結合するため，車両速度，車両加速度及び
    最大牽引力のような所定の量に基いて，車輪周速度目標
    （Ｕ ｓｏｌｌ ）をそれぞれ発生し， これらの車輪周速度目標値（Ｕ ｓｏｌｌ ）が，周速度実
    際値（Ｕ ｉｓｔ ）のほかに側方力（ΔＹ）を補償する目
    標値発生器（２６）の周速度目標値（ΔＵ ｓｏｌｌ ）を
    付加的に印加される比較段（２４′，２４）を介して，
    両方の滑り調整回路（ａ，ｂ）へ供給されることを特徴
    とする、車両の走行及び制動調整装置。
  5. 【請求項５】 目標値発生器（１１又は２６）により発
    生される付加的な目標値（ΔＭ ｓｏｌｌ 又はΔＵ
    ｓｏｌｌ が，異なる符号でトルク又は滑り調整回路
    （ａ，ｂ）へ供給されて、側方力（ΔＹ）に抗して作用
    する車輪の制御力が，車輪（２′，２）の横滑りにより
    車輪接触点に生じるようにすることを特徴とする，請求
    項１〜４の１つに記載の装置。
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