JPWO2018085324A5 - - Google Patents
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Description
関連文献の相互参照
本出願は、2017年4月3日に出願された米国仮出願第62/480,590号の優先権を主張する。本出願はさらに、2016年11月1日に出願された米国仮出願第62/415,559号の優先権を主張する。
CROSS-REFERENCE TO RELATED DOCUMENTS This application claims priority to US Provisional Application No. 62/480,590, filed April 3, 2017. This application further claims priority to US Provisional Application No. 62/415,559, filed November 1, 2016.
本明細書に記載された本発明の主題の実施形態は車両の制御に関する。他の実施形態は、後退(rollback)を防ぐように車両を制御することに関する。 Embodiments of the inventive subject matter described herein relate to vehicle control. Other embodiments relate to controlling a vehicle to prevent rollback.
地下鉱山から重いペイロードを採掘して引っ張るために使用されるオフハイウェイ採鉱車両「OHV」およびロードホールダンプ車両「LHD」などの車両が周知である。LHDや他の車両は、ディーゼルバージョンや電気バージョンの両方で一般に利用可能であり、エネルギーに効率的なやり方で車両を進ませるか減速させるための電動ホイールをしばしば使用する。この効率は典型的に、交流発電機、主牽引用インバーター、および車両のタイヤ内に収容されたホイール駆動アセンブリと協働する大馬力ディーゼルエンジンを採用することにより達成される。ディーゼルエンジンは、交流発電機を駆動させるように、交流発電機に直接連結される。交流発電機は主牽引用インバーターに動力を供給し、これは、ホイール駆動アセンブリの電気駆動モーターに対して制御された電圧と周波数を有する電力を供給する。各々のホイール駆動アセンブリは、連結された駆動モーターのエネルギーの回転を、ホイールに供給される高トルク低速速度回転エネルギー出力に変換するプラネタリギヤ変速機を収容する。 Vehicles such as off-highway mining vehicles "OHV" and roadhaul dump vehicles "LHD" used to mine and haul heavy payloads from underground mines are well known. LHDs and other vehicles are commonly available in both diesel and electric versions and often use electric wheels to propel or slow the vehicle in an energy efficient manner. This efficiency is typically achieved by employing a high horsepower diesel engine in conjunction with an alternator, main traction inverter, and wheel drive assemblies housed within the vehicle's tires. A diesel engine is directly coupled to the alternator to drive the alternator. The alternator powers the main traction inverter, which supplies electrical power at a controlled voltage and frequency to the electric drive motors of the wheel drive assemblies. Each wheel drive assembly houses a planetary gear transmission that converts the rotational energy of an associated drive motor into a high torque low speed rotational energy output that is supplied to the wheels.
主牽引用インバーターと、ゆえに車両を前進させるための電気駆動モーターに動力を供給することに加えて、交流発電機はさらに、バケット動作や常用ブレーキとサイドブレーキの適用などのための様々な予備車両システムによって使用される水圧ポンプと油圧モーターに動力を供給する。 In addition to powering the inverter for main traction and thus the electric drive motors for propelling the vehicle, the alternator also provides various reserve vehicles for bucket operation, application of service and parking brakes, etc. Powers the hydraulic pumps and hydraulic motors used by the system.
そのような車両の重量、運ばれたペイロード、およびそのような車両が利用される環境により、坂の上のこうした車両を操作することは、とりわけ経験のない運転手に、難題を突きつけることになりかねない。これに応じて、現存するシステムと方法とは異なる、車両を制御するためのシステムと方法を提供することが望まれ得る。 Due to the weight of such vehicles, the payloads carried, and the environment in which such vehicles are utilized, operating such vehicles on hills can present challenges, especially to inexperienced drivers. It could be. Accordingly, it may be desirable to provide systems and methods for controlling vehicles that differ from existing systems and methods.
一実施形態において、車両を制御するための方法が提供される。上記方法は、選択された移動方向に坂を移動する間に、車両の制御された減速をもたらすために車両の少なくとも1つのトラクションモーターを制御するステップと、車両が選択された移動方向に移動している間に、車両の常用ブレーキを自動的にかけるステップとを含む。 In one embodiment, a method is provided for controlling a vehicle. The method comprises the steps of controlling at least one traction motor of the vehicle to effect controlled deceleration of the vehicle while traveling uphill in the selected direction of travel; and automatically applying the service brakes of the vehicle while on.
別の実施形態では、システムが提供される。システムは、車両の駆動システムに電気的に接続されるように構成された制御ユニットを含み、上記駆動システムは、車両に動力を提供するための少なくとも1つのトラクションモーターと、車両の少なくとも1つのホイールに連結された常用ブレーキとを含む。選択された移動方向に動力を提供するコマンドがない場合には、制御ユニットは、車両が車両の後退を防ぐために選択された移動方向で動いている間に、常用ブレーキを自動的にかけるように構成される。 In another embodiment, a system is provided. The system includes a control unit configured to be electrically connected to a drive system of the vehicle, the drive system including at least one traction motor for providing power to the vehicle and at least one wheel of the vehicle. and a service brake coupled to the In the absence of a command to provide power in the selected direction of travel, the control unit automatically applies the service brakes while the vehicle is moving in the selected direction of travel to prevent the vehicle from rolling back. Configured.
一実施形態において、車両を制御するための方法が提供される。方法は、車両の選択された移動方向を決定するステップ、車両のモーターの作用の方向をモニタリングするステップ、モーターの速度をモニタリングするステップ、後退状態が車両の後退を防ぐために検出される場合に車両の常用ブレーキを自動的にかけるステップを含む。 In one embodiment, a method is provided for controlling a vehicle. The method comprises the steps of determining a selected direction of travel of the vehicle, monitoring the direction of action of the vehicle's motors, monitoring the speed of the motors, and moving the vehicle if a reverse condition is detected to prevent the vehicle from reversing. including the step of automatically applying the service brakes of
別の実施形態では、システムが提供される。システムは、車両の駆動システムに電気的に接続されるように構成された制御ユニットを含み、上記駆動システムは、車両に動力を提供するための少なくとも1つのトラクションモーターと、車両の少なくとも1つのホイールに連結された常用ブレーキとを含む。制御ユニットは後退状態が車両の後退を防ぐために検出される場合に、常用ブレーキを自動的にかけるように構成される。 In another embodiment, a system is provided. The system includes a control unit configured to be electrically connected to a drive system of the vehicle, the drive system including at least one traction motor for providing power to the vehicle and at least one wheel of the vehicle. and a service brake coupled to the The control unit is configured to automatically apply the service brakes when a reverse condition is detected to prevent the vehicle from reversing.
さらに別の実施形態では、車両が提供される。車両は駆動システムを含み、駆動システムは、車両のホイールと駆動関係で接続されたトラクションモーターであって、操作の前進モードで選択された移動方向に車両を前進させるための動力を提供するように構成された、トラクションモーターと、駆動システムに電気的に接続された制御装置と、車両の少なくとも1つのホイールに連結された摩擦ブレーキとを含む。制御装置は後退状態が車両の後退を防ぐために検出される場合に、摩擦ブレーキを自動的にかけるように構成される。 In yet another embodiment, a vehicle is provided. The vehicle includes a drive system, which is a traction motor connected in driving relation to the wheels of the vehicle, for providing power to propel the vehicle in a selected direction of travel in a forward mode of operation. A traction motor, a controller electrically connected to the drive system, and a friction brake coupled to at least one wheel of the vehicle are configured. The controller is configured to automatically apply the friction brakes when a reverse condition is detected to prevent the vehicle from reversing.
一実施形態では、車両用の制御システム(例えば、ブレーキ制御システム)は、車両の少なくとも第1のセット連結された電気駆動システムと、車両を前進させるために車両の少なくとも第1のセットに電気的な動力を選択的に供給し、かつ、車両の速度を落とすべく電気的な減速を選択的にもたらすために電気駆動システムを制御するように構成された駆動システム制御ユニットとを含む。上記制御システムはさらに、車両のホイールの第1のセットとホイールの第2のセットの少なくとも1つに連結された摩擦ブレーキシステムと、車両のホイールの第1のセットとホイールの第2のセットの少なくとも1つに対する摩擦ブレーキの適用のための摩擦ブレーキシステムを制御するように構成された摩擦ブレーキ制御ユニットとを含む。駆動システム制御ユニットはさらに、車両の停止および移動中に摩擦ブレーキ適用量を制御するために、摩擦ブレーキ制御ユニットと通信するように構成される。例えば、駆動システム制御ユニットは、車両が位置している傾斜のある坂における車両の停止および移動中に、摩擦ブレーキ適用量を少なくとも部分的に自動的に制御するために、摩擦ブレーキ制御ユニットと通信するように構成されてもよい。 In one embodiment, a control system (e.g., brake control system) for a vehicle includes an electric drive system coupled to at least a first set of vehicles, and an electrical drive system to the at least first set of vehicles to propel the vehicle. a drive system control unit configured to control the electric drive system to selectively provide additional power and selectively provide electrical deceleration to slow the vehicle. The control system further comprises a friction braking system coupled to at least one of the first set of wheels and the second set of wheels of the vehicle; a friction brake control unit configured to control the friction brake system for application of the friction brakes to the at least one. The drive system control unit is further configured to communicate with the friction brake control unit to control the amount of friction brake application while the vehicle is stationary and moving. For example, the drive system control unit communicates with the friction brake control unit to at least partially automatically control the amount of friction brake applied during stopping and movement of the vehicle on an incline on which the vehicle is located. may be configured to
別の実施形態において、車両を制御する方法は、車両の駆動システム制御ユニットにおいて、車両を前進させるためにホイールの少なくとも第1のセットに電気的な動力を選択的に供給し、かつ、車両の速度を落とすべく電気的な減速を選択的にもたらすために、車両のホイールの少なくとも第1のセットに連結された電気駆動システムを制御する工程を含む。上記方法はさらに、車両を停止位置から傾斜のある坂を上方に移動させるために必要とされるトルクレベルであって、および、車両が傾斜のある坂を上方へ移動するためにオペレータ制御からの入力に応答してトルクレベルを決定する工程と、停止した車両を保持する摩擦ブレーキ適用を取り除くために車両の摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程と、実質的に後退することなく車両が傾斜のある坂を上方に移動するように、決定されるトルクレベルに従って電気的な動力を供給するために車両の電気駆動システムを同時に制御する工程とを含む。 In another embodiment, a method of controlling a vehicle comprises, in a drive system control unit of the vehicle, selectively applying electrical power to at least a first set of wheels to propel the vehicle; Controlling an electric drive system coupled to at least a first set of wheels of the vehicle to selectively provide electric deceleration to reduce speed. The method further comprises a torque level required to move the vehicle up the grade from a rest position and a torque level required to move the vehicle up the grade from the operator control. determining a torque level in response to the input; communicating with the vehicle's friction brake control unit to remove the friction brake application holding the vehicle at rest; and concurrently controlling the electric drive system of the vehicle to provide electrical power according to the determined torque level to travel uphill.
別の実施形態において、車両を制御する方法は、車両の駆動システム制御ユニットにおいて、車両を前進させるために車両の少なくとも第1のセットに電気的な動力を選択的に供給し、かつ、車両の速度を落とすべく電気的な減速を選択的にもたらすために、ホイールの少なくとも第1のセットに連結された電気駆動システムを制御する工程を含む。上記方法はさらに、車両が位置している傾斜のある坂上で車両を保持するために必要とされる力を決定する工程と、傾斜のある坂上で車両を保持するために決定される力に応じて、車両のホイールの第1のセットとホイールの第2のセットの少なくとも1つに適用される摩擦ブレーキ適用量を増減させるために、車両の摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程とを含む。 In another embodiment, a method of controlling a vehicle comprises, in a drive system control unit of the vehicle, selectively providing electrical power to at least a first set of vehicles to propel the vehicle; Controlling an electric drive system coupled to at least a first set of wheels to selectively provide electrical deceleration to reduce speed. The method further includes determining a force required to hold the vehicle on the inclined slope on which the vehicle is located; and communicating with the vehicle's friction brake control unit to increase or decrease the amount of friction brake applied to at least one of the first set of wheels and the second set of wheels of the vehicle.
一実施形態では、車両制御システムは、車両の減速に関する0でない上限を決定するように構成された制御装置を含む。制御装置は、車両が登っている坂で車両の後退を防ぐために0でない上限を決定するように構成される。減速に関する0でない上限は、車両によって搬送されたペイロード、車両の速度、車両が移動したルートの坂に基づいて制御装置によって決定される。制御装置は、車両の減速をモニタリングし、かつ車両のブレーキあるいはモーターの1つ以上を制御することによって車両の減速が0でない上限を越えるのを自動的に防ぐように構成される。制御装置はさらに、車両が0でない速度で坂を上方に移動している間に車両の後退を防ぐために車両のブレーキを作動させること、または車両のモーターに電流を供給することの1つ以上を行うように構成される。 In one embodiment, a vehicle control system includes a controller configured to determine a non-zero upper limit for deceleration of the vehicle. The controller is configured to determine a non-zero upper limit to prevent rolling back of the vehicle on a slope that the vehicle is climbing. The non-zero upper bound on deceleration is determined by the controller based on the payload carried by the vehicle, the speed of the vehicle, and the slope of the route traveled by the vehicle. The controller is configured to monitor vehicle deceleration and automatically prevent vehicle deceleration from exceeding a non-zero limit by controlling one or more of the vehicle's brakes or motors. The controller further one or more of activating the vehicle's brakes or supplying current to the vehicle's motor to prevent the vehicle from rolling back while the vehicle is traveling uphill at a non-zero speed. configured to do so.
一実施形態では、方法は、車両が登っている坂での車両の後退を防ぐために車両の減速に関する0でない上限を決定する工程を含む。減速に関する0でない上限は、車両によって搬送されたペイロード、車両の速度、車両が移動している坂に基づいて決定される。上記方法はさらに、車両の減速をモニタリング工程と、車両のブレーキあるいはモーターの1つ以上を制御することによって車両の減速が0でない上限を越えるのを自動的に防ぐ工程とを含む。車両の減速は、車両が0でない速度で坂を上方に移動している間に車両の後退を防ぐために車両のブレーキを作動させること、または車両のモーターに電流を供給することの1つ以上を行うことによって0でない上限を超えないようにされる。 In one embodiment, the method includes determining a non-zero upper bound on deceleration of the vehicle to prevent rolling back of the vehicle on a hill that the vehicle is climbing. A non-zero upper bound on deceleration is determined based on the payload carried by the vehicle, the speed of the vehicle, and the slope the vehicle is traveling on. The method further includes monitoring vehicle deceleration and automatically preventing vehicle deceleration from exceeding a non-zero limit by controlling one or more of the vehicle's brakes or motor. Deceleration of the vehicle includes one or more of activating the vehicle's brakes or supplying current to the vehicle's motors to prevent the vehicle from rolling back while the vehicle is traveling uphill at a non-zero speed. A non-zero upper bound is not exceeded by doing so.
一実施形態では、車両制御システムは、車両の選択された移動方向、車両のモーターの動作方向、およびモーターの動作速度を決定するように構成された制御装置を含む。制御装置は、車両の選択された移動方向とは異なる車両のモーターの動作方向に応答して車両の後退状態を識別するように構成される。制御装置はさらに、識別される後退状態、および指定された0でない速度閾値を越えるモーターの動作速度に応答して車両のブレーキを自動的に作動させることにより、車両の移動を自動的に遅らせるか停止させるように構成される。 In one embodiment, a vehicle control system includes a controller configured to determine a selected direction of travel of the vehicle, a direction of operation of a motor of the vehicle, and a speed of operation of the motor. The controller is configured to identify a reverse condition of the vehicle in response to a direction of operation of the motor of the vehicle that is different than the selected direction of travel of the vehicle. The controller further automatically retards movement of the vehicle by automatically activating the vehicle brakes in response to the identified reverse condition and the operating speed of the motor exceeding a specified non-zero speed threshold. configured to stop.
一実施形態では、車両制御システムは、車両の速度に関する下限を決定するように構成された制御装置を含む。制御装置は、車両が登っている坂で車両の後退を防ぐために下限を決定するように構成される。下限は、車両によって搬送されたペイロード、および車両が移動しているルートの坂に基づいて制御装置によって決定される。制御装置は、車両の速度をモニタリングするように、かつ車両のブレーキを作動させることによって車両の速度が下限以下に落ちるのを自動的に防ぐように構成される。制御装置は、車両の速度に基づいて、および車両の加速とは無関係に、ブレーキを作動させるように構成される。制御装置はさらに、車両が0でない速度で坂を上方に移動している間に車両の後退を防ぐために車両のブレーキを作動させるように構成される。 In one embodiment, a vehicle control system includes a controller configured to determine a lower limit for vehicle speed. The controller is configured to determine a lower limit to prevent rolling of the vehicle on a slope the vehicle is climbing. The lower limit is determined by the controller based on the payload carried by the vehicle and the slope of the route the vehicle is traveling on. The controller is configured to monitor the speed of the vehicle and automatically prevent the vehicle speed from dropping below a lower limit by activating the vehicle brakes. The controller is configured to activate the brakes based on vehicle speed and independently of vehicle acceleration. The controller is further configured to activate the brakes of the vehicle to prevent rolling of the vehicle while the vehicle is traveling uphill at a non-zero speed.
一実施形態では、方法は、車両のブレーキがかけられている間に、車両のスロットル設定の運転手の要求する増加を表すスロットルコマンドを受け取る工程と、スロットルコマンドの受け取りに応答して車両の1つ以上のモーターによって生成されたトルクを増加させる工程と、最大の利用可能なトルクに到達する1つ以上のモーターによって生成されたトルク、目標解除加速に到達する1つ以上のモーターによって生成されたトルク、あるいはあらかじめ定められた0でない持続時間の終了の1つ以上に応答して車両のブレーキを解除する工程を含む。 In one embodiment, the method comprises the steps of receiving a throttle command representing a driver-requested increase in the throttle setting of the vehicle while the vehicle is being braked; increasing the torque produced by the one or more motors and the torque produced by the one or more motors to reach the maximum available torque and the torque produced by the one or more motors to reach the target release acceleration. Releasing the vehicle brakes in response to one or more of the torque or the expiration of a predetermined non-zero duration.
一実施形態では、方法は、車両がルートの坂で停止状態にある間に、車両のブレーキが解除されるかどうかを判定する工程、ブレーキが解除されるとの判定に応答して、指定された0でない閾値距離だけ坂を下方に後退させる工程、あるいは、車両の1つ以上のモーターによって生成されたトルクを使用して車両を迅速に加速させる工程の1以上、および、車両に坂を下りさせること、あるいは車両を迅速に加速させることの1以上の後に、1つ以上のモーターによって生成されたトルクを調節することにより、坂を登る車両の動きをスムーズに移行する工程とを含む。 In one embodiment, the method comprises the steps of: determining whether the brakes of the vehicle are released while the vehicle is stationary on a slope of the route; One or more of: backing down a hill a non-zero threshold distance; or rapidly accelerating the vehicle using torque generated by one or more motors of the vehicle; and causing the vehicle to descend the hill. or rapidly accelerating the vehicle followed by adjusting the torque generated by the one or more motors to smoothly transition motion of the vehicle uphill.
一実施形態では、方法は、(坂上の静止位置にある車両の1つ以上のブレーキがかけられている間に)、1つ以上のブレーキを解除するための運転手の入力がブラキング間隔中に受け取られるかどうかを繰り返し判定する工程と、ブランキング間隔中に1つ以上のブレーキを解除するという運転手の入力を受け取らないことに応答して車両の1つ以上のブレーキを解除する工程と、車両に坂を前進させるために車両の1つ以上のモーターでトルクを自動的に生成する工程とを含む。 In one embodiment, the method is such that (while one or more brakes of the vehicle in a stationary position on a hill are being applied), driver input to release one or more brakes is repeatedly determining if received; and releasing the one or more brakes of the vehicle in response to not receiving driver input to release the one or more brakes during the blanking interval; automatically generating torque in one or more motors of the vehicle to propel the vehicle up the hill.
ここで、添付の図面を簡単に参照する。 Brief reference is now made to the accompanying drawings.
本発明の主題の例証的な実施形態に対する詳細な言及が以下でなされ、その例が添付図面で示されている。可能な場合には、図面全体にわたって使用される同じ符号は同じまたは似た部分を指す。本発明の主題の例証的な実施形態は、地下採鉱産業で利用されるディーゼルエンジンを有するロードホールダンプ車両に関して記載されており、本発明の主題の実施形態はさらに、内燃機関と、一般にそうした内燃機関と使用する車両との使用に対応可能である。例えば、車両は、採鉱、構築、農業等の特定の産業に関連する操作を行なうように設計されたオフハイウェイ車両であってもよく、運搬トラック、クレーン、土木機械、掘削機械、農業機器、トラクター、資材運搬機器、土木機器などを含み得る。代替的に、あるいは、加えて、車両は、トラクター-トレーラーリグ、オンロードダンプカーなどのオンロード車両であってもよい。さらに、本発明の主題の他の実施形態は、電池式車両などの純粋な電気自動車および機構に適用可能である。本明細書で使用されるように、「電気通信」あるいは「電気的に結合された」は、特定のコンポーネントが、直接または間接の電気接続によって直接または間接の信号伝達を介して互いに通信するように構成されることを意味する。さらに本明細書で使用されるように、「ゼロ速度」とは、車両が停止/静止したときの車両の状態を指す。「ゼロに近い」速度とは、ある実施形態では、ほとんど停止したこと(例えば、5mph/8kphだけ移動し、あるいは、別の実施形態では、1mph/1.6kphだけ移動する)ことを意味する。 Reference will now be made in detail to illustrative embodiments of the present inventive subject matter, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Wherever possible, the same reference numbers will be used throughout the drawings to refer to the same or like parts. Illustrative embodiments of the present subject matter are described in relation to road haul dump vehicles having diesel engines utilized in the underground mining industry, and embodiments of the present subject matter further relate to internal combustion engines and generally to such internal combustion engines. It is compatible with the use of the engine and the vehicle used. For example, a vehicle may be an off-highway vehicle designed to perform operations associated with a particular industry such as mining, construction, agriculture, haul trucks, cranes, earth moving machines, excavating machines, agricultural equipment, tractors. , material handling equipment, earthmoving equipment, and the like. Alternatively or additionally, the vehicle may be an on-road vehicle such as a tractor-trailer rig, on-road tipper. Additionally, other embodiments of the present subject matter are applicable to purely electric vehicles and mechanisms, such as battery powered vehicles. As used herein, "telecommunication" or "electrically coupled" means that certain components communicate with each other via direct or indirect signal transmission through direct or indirect electrical connections. means that it is configured to Further, as used herein, "zero speed" refers to the state of the vehicle when the vehicle is stopped/stationary. A "near zero" velocity, in one embodiment, means nearly stopped (eg, moving 5 mph/8 kph, or in another embodiment, moving 1 mph/1.6 kph).
本発明の主題の実施形態は、車両を制御するための制御システム(および関連する方法)に関し、これは、車両が坂で後退するのを防ぐ。「坂」とは、0度よりも大きいか0度よりも小さな坂を有する非平面を指す。「常用ブレーキ」は、機械的な摩擦ブレーキ、例えば、典型的には、ホイールまたは軸に接続されるローターまたはディスクを作動させるために大気/空気圧あるいは油圧系統によってブレーキパットが作動し、かつ、一般的に推進システムから離れているタイプを指す。 Embodiments of the present subject matter relate to a control system (and associated method) for controlling a vehicle that prevents the vehicle from rolling backwards on a slope. "Slope" refers to a non-planar surface having a slope greater than or less than 0 degrees. "Service brake" means a mechanical friction brake, e.g. brake pads typically actuated by an air/pneumatic or hydraulic system to actuate a rotor or disc connected to a wheel or axle, and generally It refers to the type that is relatively far from the propulsion system.
図1は本発明の主題の制御システムが組み入れられ得るロードホールダンプ車両(10)を例示する。LHD車両は、連結式のジョイント(16)によってリアシャーシ(14)に接続されたフロントシャーシ(12)を含む。車両(10)はさらに、過度に積み過ぎた堆積物を入れるための、および/または、堆積物ならびに/あるいは掘削物質を移動させるためのバケット(18)を前部に備える。バケット(118)は水圧式リフトアセンブリ(図示せず)によって操作可能である。車両(100)の後部にはコンパートメント(20)が設けられ、その内部には、ディーゼルエンジン(ディーゼルエンジン駆動式車両の場合)、あるいは車両(10)に動力を提供するためのバッテリー(電気駆動車両の場合)とその付属物が収容される。 FIG. 1 illustrates a load haul dump vehicle (10) in which the control system of the present subject matter may be incorporated. The LHD vehicle includes a front chassis (12) connected to a rear chassis (14) by an articulating joint (16). The vehicle (10) further comprises a bucket (18) at the front for receiving excessively overloaded sediment and/or for moving sediment and/or excavated material. Bucket (118) is operable by a hydraulic lift assembly (not shown). A compartment (20) is provided at the rear of the vehicle (100), in which a diesel engine (in the case of a diesel engine driven vehicle) or a battery for providing power to the vehicle (10) (electrically driven vehicle) is provided. ) and its appendages are accommodated.
図2に関して、車両は運搬トラック(30)であってもよい。運搬トラック(30)は、高生産採鉱と高荷重な工事環境で使用するために特別に設計されたダンプカーである。運搬トラックの駆動システムは、運搬トラックに動力を供給するディーゼル-電力/牽引システムに接続された駆動輪(32)を含む。(一実施形態では、本発明の主題のシステムおよび/または方法は、具体的には運搬トラックあるいは地下採鉱車両に実装されるが、運搬トラックと地下採鉱車両は一般に車両の例証となる。) With respect to Figure 2, the vehicle may be a haul truck (30). Hauler truck (30) is a tipper specifically designed for use in high production mining and heavy duty construction environments. The drive system of the haul truck includes drive wheels (32) connected to a diesel-power/traction system that powers the haul truck. (In one embodiment, the systems and/or methods of the present subject matter are specifically implemented in haul trucks or underground mining vehicles, although haul trucks and underground mining vehicles are illustrative of vehicles in general.)
図3は、LHD車両(10)あるいは運搬トラック(30)などの電気駆動機械用の駆動システム(100)の例を概略的に例示する。駆動システム(100)は、エンジン(102)(例えば、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、多燃料機関など)などの一次電源と、エンジン(102)に機械的に接続された、またはエンジン(102)によって駆動される牽引交流発電機/ジェネレーター(104)とを含む。図3に例示されるように、牽引交流発電機(104)は牽引バス(106)に電気的に接続されている。牽引交流発電機(104)は、牽引バス(106)によって1つ以上のコンバータ、例えば、第1と第2のインバーター(110)、(112)に電気的に接続された1つ以上の整流器(108)に、AC電力を供給するように構成される。インバーター(110)(112)は、車両の第1と第2のホイール、例えば、車両(10)の後輪(12)(第1の後輪(118)と第2の後輪(120)とを含む)にそれぞれ連結された第1と第2のトラクションモーター(114)、(116)などの1つ以上のモーターに接続される。随意に、車両は単一のモーターあるいは2つを超えるモーターを有することもある。2つのインバーターと2つのモーターが図3に示されているが、本明細書に記載された本発明の主題の1つ以上の実施形態は、車両中に単一のインバーターおよび単一のモーター、あるいは2つを超えるインバーターおよび2つを超えるモーターに関連して使用されてもよい。整流器(108)は交流発電機(104)から受け取ったAC電力をDC出力へ変換するように構成され、DC出力はその後、牽引バス(106)によってインバーター(110)、(112)へと供給される。インバーター(110)、(112)は、車両(10)の第1の後輪(118)と第2の後輪(120)に連結された第1と第2のトラクションモーター(114)、(116)に、三相の周波数可変AC電力を供給するように構成される。 FIG. 3 schematically illustrates an example drive system (100) for an electric drive machine, such as an LHD vehicle (10) or a haul truck (30). The drive system (100) is mechanically connected to or driven by a primary power source, such as an engine (102) (eg, a diesel engine, a gasoline engine, a multi-fuel engine, etc.) and the engine (102). and traction alternator/generator (104). As illustrated in FIG. 3, traction alternator (104) is electrically connected to traction bus (106). The traction alternator (104) includes one or more rectifiers (110), (112) electrically connected to one or more converters, e.g. 108) is configured to supply AC power. The inverters (110) (112) are connected to the first and second wheels of the vehicle, for example the rear wheels (12) of the vehicle (10) (first rear wheel (118) and second rear wheel (120)). ) are connected to one or more motors, such as first and second traction motors (114), (116), respectively. Optionally, the vehicle may have a single motor or more than two motors. Although two inverters and two motors are shown in FIG. 3, one or more embodiments of the inventive subject matter described herein include a single inverter and a single motor, Alternatively, it may be used in conjunction with more than two inverters and more than two motors. A rectifier (108) is configured to convert AC power received from the alternator (104) to a DC output which is then supplied by a traction bus (106) to the inverters (110), (112). be. Inverters (110), (112) drive first and second traction motors (114), (116) coupled to a first rear wheel (118) and a second rear wheel (120) of the vehicle (10). ) with three-phase variable frequency AC power.
さらに図3に示されるように、一実施形態では、スターターモーター(122)は、当該技術分野で知られているように、操作を開始するべく、エンジン(102)を回転させるためにエンジン(102)に連結されることもある。加えて、車両は、三次巻線(126)と界磁巻線(128)によって交流発電機(104)に電気的に接続されたバッテリー(124)(例えば、24Vのバッテリーを含み得る。バッテリー(124)は車両(10)の電気駆動システム(100)の操作を開始するために交流発電機界静止励磁器(alternator field static excitor)として機能するように構成される。 As further shown in FIG. 3, in one embodiment, starter motor (122) drives engine (102) to spin engine (102) to begin operation, as is known in the art. ). Additionally, the vehicle may include a battery (124) (e.g., a 24V battery) electrically connected to the alternator (104) by a tertiary winding (126) and a field winding (128). 124) is configured to function as an alternator field static exciter to initiate operation of the electric drive system (100) of the vehicle (10).
トラクションモーター(114)、(116)は、車両を移動させるためにけん引力を提供し、ACまたはDCの電気モーターであってもよい。DCトラクションモーターを使用する場合、交流発電機の出力は典型的に適切なDCパワーを提供するために整流される。ACトラクションモーターを使用する場合、交流発電機の出力は典型的にDCへ整流され、その後、トラクションモーター(114)、(116)に供給される前に三相交流に反転される。操作の前進モードの間、力は、動作を達成するために、エンジン(102)からトラクションモーター(114)、(116)、ゆえに、車両(10)のホイール(118)、(120)まで伝えられることもある。 Traction motors (114), (116) provide traction to move the vehicle and may be AC or DC electric motors. When using DC traction motors, the alternator output is typically rectified to provide adequate DC power. When using AC traction motors, the alternator output is typically rectified to DC and then reversed to three-phase AC before being fed to the traction motors (114), (116). During the forward mode of operation, force is transmitted from the engine (102) to the traction motors (114), (116) and hence the wheels (118), (120) of the vehicle (10) to achieve motion. Sometimes.
動力を供給することに加えて、トラクションモーター(114)、(116)はさらに、駆動システム(100)が配備される車両(10)の速度を制御するために制動力またはブレーキ力を提供することもある。これは一般には発電制動と呼ばれる。車両の動きが減速されることになっているときなどの操作の発電制動モード中に、駆動輪の機械的な回転によって力が生成され、減速グリッド(130)の方へ向けられることもある。とりわけ、車両(10)の運動エネルギーは駆動輪(118)、(120)で回転力に変換されることもある。駆動輪の回転はさらに、例えば、AC電力の形態で電力を生成するために、モーター(114)、(116)を回転させることもある。インバーター(110)、(112)は、モーター(114)、(116)によって供給される力をDC電力へと変換するためのブリッジとして役立つこともある。モーター(114)、(116)によって生成されたDC電力の散逸は、車両(10)を減速させるために駆動輪(118)、(120)で反回転トルクを生成することもある。こうした散逸は、示されるように、発電制動グリッド(130)または減速グリッドなどの抵抗器を介してインバーター(110)、(112)によって提供される生成電流を流すことにより遂行されてもよい。 In addition to providing power, the traction motors (114), (116) also provide braking or braking power to control the speed of the vehicle (10) in which the drive system (100) is deployed. There is also This is commonly called dynamic braking. During dynamic braking modes of operation, such as when vehicle motion is to be slowed down, force may be generated and directed toward the deceleration grid (130) by the mechanical rotation of the drive wheels. Among other things, the kinetic energy of the vehicle (10) may be converted into rotational force at the drive wheels (118), (120). Rotation of the drive wheels may also rotate motors (114), (116) to generate power, for example in the form of AC power. Inverters (110), (112) may also serve as bridges to convert the power supplied by motors (114), (116) into DC power. Dissipation of the DC power generated by the motors (114), (116) may also generate counter-rotating torques at the drive wheels (118), (120) to slow the vehicle (10). Such dissipation may be accomplished by passing the generated current provided by the inverters (110), (112) through resistors such as the dynamic braking grid (130) or deceleration grid, as shown.
図3においてさらに例示されるように、駆動システム(100)は、エンジン(102)を冷却するためにエンジン(102)によって駆動されるエンジンラジエーターファン(132)をさらに含む。駆動システム(100)はさらに、1つ以上の制御部と、交流発電機(104)に機械的に接続された電動冷却ファン(134)を含む。冷却ファン(134)は、インバーター(110)、(112)、電車電動機(114)、(116)などのトラクション駆動システムのすべてのコンポーネントの冷却をもたらすように構成される。 As further illustrated in FIG. 3, drive system (100) further includes an engine radiator fan (132) driven by engine (102) to cool engine (102). The drive system (100) further includes one or more controls and an electric cooling fan (134) mechanically connected to the alternator (104). Cooling fan (134) is configured to provide cooling of all components of the traction drive system, such as inverters (110), (112), train motors (114), (116).
交流発電機(104)も、車両の付属物あるいは他のコンポーネントによって使用される水圧を提供する水圧ポンプ(136)に接続されてもよい。例えば、水圧ポンプ(136)は、バケットアーム(18)、および/または、車両(10)の1つ以上のホイールに連結された(例えば、ホイール(118および120)に連結されているものとして図3に図示されている)1つ以上の水圧常用ブレーキ(138および140)などのブレーキ装置によって使用される水圧を提供するように構成されてもよい。図3では2つのブレーキが示されているが、随意に、車両は1つのブレーキまたは2つを超えるブレーキを含み得る。水圧常用ブレーキ(138および140)は、車両を停止させるか、減速させるために、車両(10)のホイール(118および120)に摩擦の制動力またはブレーキ力を与えるように操作可能であり、操作の発電制動モードで操作する際に、トラクションモーター(114および116)によって提供されるブレーキ力を補足するために、または上記ブレーキ力の代わりに、利用されることもある。一実施形態では、水圧常用ブレーキ(138および140)は、水圧ポンプ(136)に流体接続され、1つ以上の電気水圧比例バルブ(144)を含み、その位置は、ブレーキ(138および140)によって提供されるブレーキ力の量を制御するために、以下に議論されるように、制御装置によって制御されてもよい。他のタイプのバルブが利用されることもある。 The alternator (104) may also be connected to a hydraulic pump (136) that provides hydraulic pressure for use by vehicle accessories or other components. For example, hydraulic pump (136) is coupled to bucket arm (18) and/or one or more wheels of vehicle (10) (e.g., shown as being coupled to wheels (118 and 120)). 3) may be configured to provide hydraulic pressure for use by a braking device such as one or more hydraulic service brakes (138 and 140). Although two brakes are shown in FIG. 3, the vehicle may optionally include one brake or more than two brakes. The hydraulic service brakes (138 and 140) are operable and operable to apply a frictional braking or braking force to the wheels (118 and 120) of the vehicle (10) to stop or slow the vehicle. may be utilized to supplement or replace the braking force provided by the traction motors (114 and 116) when operating in the dynamic braking mode of . In one embodiment, hydraulic service brakes (138 and 140) are fluidly connected to hydraulic pump (136) and include one or more electro-hydraulic proportional valves (144) whose position is controlled by brakes (138 and 140). To control the amount of braking force provided, it may be controlled by a controller, as discussed below. Other types of valves may also be used.
本明細書に記載された車両(10)は、水圧常用ブレーキの形態のブレーキ装置を含むものとして開示されているが、本発明の主題のより広い態様から逸脱することなく、他のタイプの常用ブレーキも車両に搭載されて利用されてもよい。例えば、常用ブレーキは、車両を減速または停止させるための摩擦によってホイールの回転を減速または停止させるために車両のホイールの回転または移動コンポーネントに(例えば、クランプすることによって、または押圧することによって)接触する摩耗表面を利用する当該技術分野で知られている任意のタイプの摩擦ブレーキであってもよい。ホイール(例えばディスク、ドラムなど)の一部に対して摩擦ブレーキの摩耗表面を押し付けることは、機械的に、水力で、空気的に、あるいは電磁石によって達成されてもよい。本明細書で使用されるように、「常用ブレーキ」とは、車両のサイドブレーキおよび/またはホイールブレーキロックを包含することもある。随意に、適用されるブレーキは、(例えば、選択された、または、以前の移動方向に対して)後方方向に回転しないように噛み合う1つ以上のトラクションモーターであってもよい。 Although the vehicle (10) described herein is disclosed as including braking equipment in the form of hydraulic service brakes, other types of service brakes are disclosed without departing from the broader aspects of the present subject matter. Brakes may also be used onboard the vehicle. For example, a service brake contacts (e.g., by clamping or by pressing) a rotating or moving component of a vehicle wheel to slow or stop the rotation of the wheel by friction to slow or stop the vehicle. It may be any type of friction brake known in the art that utilizes a wear surface that is resistant to wear. Pressing the wear surface of the friction brake against a portion of the wheel (eg disc, drum, etc.) may be accomplished mechanically, hydraulically, pneumatically, or electromagnetically. As used herein, "service brakes" may also include vehicle parking brakes and/or wheel brake locks. Optionally, the applied brakes may be one or more traction motors that are engaged to prevent rotation in the rearward direction (eg, relative to the selected or previous direction of travel).
利用される特定のタイプの常用ブレーキにかかわらず、ブレーキ装置(138および140)は、例えば、運転室内のブレーキペダルを押し下げたり、あるいはユーザーインタフェース上のボタンを押したりすることなどによって、車両の運転手によって手動で配備または作動されてもよく、回転ホイールコンポーネントでブレーキの摩擦接触を開始させる他の手段が利用されることもある。一実施形態では、常用ブレーキ(138および140)の適用も、車両の制御装置または制御ユニットによって自動的に制御されてもよい。とりわけ、図3でさらに例示されるように、ブレーキ装置(138および140)を含む駆動システム(100)とその様々なコンポーネントは、電気的に接続(さもなければ通信)されてもよく、および、制御装置(142)によって制御されてもよい。制御装置(142)は、1つ以上のプロセッサー(例えば、1以上のマイクロプロセッサー、フィールドプログラマブルゲートアレイ、および/または集積回路)を含み、および/または上記1つ以上のプロセッサーに接続された、ハードウェア回路を表わすことができる。特に、制御装置(142)は、トラクションモーターシステム(100)とその様々なコンポーネント、および、トラクションモーターシステム間で供給される電気を制御するように構成される。 Regardless of the particular type of service brake utilized, the braking device (138 and 140) is used to control vehicle operation, such as by depressing the brake pedal in the cab or pressing a button on the user interface. It may be deployed or actuated manually by hand, or other means of initiating frictional contact of the brake with the rotating wheel component may be utilized. In one embodiment, the application of the service brakes (138 and 140) may also be automatically controlled by the vehicle controller or control unit. Among other things, as further illustrated in FIG. 3, the drive system (100) and its various components, including the braking devices (138 and 140), may be electrically connected (or otherwise in communication), and It may be controlled by a controller (142). The controller (142) includes one or more processors (e.g., one or more microprocessors, field programmable gate arrays, and/or integrated circuits) and/or is connected to the one or more processors. can represent a wear circuit. In particular, controller (142) is configured to control traction motor system (100) and its various components and the electricity supplied between traction motor systems.
以下に議論されるように、制御装置(142)はさらに、常用ブレーキ(138、140)と駆動システム(100)の協調制御を介して坂で車両の後退を自動的に防ぐように操作可能である。特に、制御ユニットまたは制御装置(142)は、自動的に常用ブレーキ(138と140)をかけるか、および/または、不注意な後退を防ぐために車両の運転手からの入力なく、様々な操作条件下において坂の上でゼロ速度あるいはほぼゼロ速度で車両(10)を保持するために、ホイールモータ(114および116)のトルク出力を制御するように構成される。本明細書で使用されるように、「自動的に」とは、車両の運転手からの入力あるいは介入がないことを意味する。本明細書で使用されるように、「後退状態」とは、選択されたまたは望ましい移動方向とは反対の方向または異なる方向への車両の移動が、ブレーキをかけていないか、車両の加速ペダルを押し下げていない状態で起こりうるという状態または条件を指す。 As will be discussed below, controller (142) is further operable to automatically prevent vehicle rollback on slopes through coordinated control of service brakes (138, 140) and drive system (100). be. In particular, the control unit or controller (142) automatically applies the service brakes (138 and 140) and/or controls various operating conditions without input from the vehicle driver to prevent inadvertent reversing. It is configured to control the torque output of the wheel motors (114 and 116) to maintain the vehicle (10) at zero or near zero speed downhill and uphill. As used herein, "automatically" means without input or intervention from the driver of the vehicle. As used herein, "reverse condition" means movement of the vehicle in a direction opposite or different from the selected or desired direction of movement resulting in the unloading of the brakes or the acceleration pedal of the vehicle. Refers to a state or condition that can occur without holding down .
例えば、車両が坂を移動中で、運転手が車両を停止させようとするときに、後退状態が起こりうる。運転手または制御システムが加速ペダル(あるいは、さもなければ、移動方向への加速を自動的に止める)などの車両の加速度入力デバイスを解除するため、車両は車両が移動している坂のせいですぐに減速し、車両は0の速度に近づく。加えて、運転手がルートの坂のせいで加速度入力デバイスを作動させ(例えば、ペダルを押し下げる)続けても、車両は減速することもある。0の速度閾値に到達すると、車両は、常用ブレーキまたはサイドブレーキをかけない状態で後退することがある。この後退を防ぐために、1つ以上のブレーキが自動的に作動することもあれば、および/または、1つ以上のモーターが正反対方向にトルクを生成するために自動的に動作することもある。この結果、車両は、ルート(例えば、後退しないで)位置を維持するか、あるいは、制御された速度でわずかに後方へ移動する。 For example, a reversing condition can occur when the vehicle is moving down a hill and the driver is trying to stop the vehicle. Because the driver or the control system releases the vehicle's acceleration input device, such as the accelerator pedal (or otherwise automatically stops acceleration in the direction of travel), the vehicle may be swayed due to the slope the vehicle is traveling on. It immediately decelerates and the vehicle approaches zero speed. Additionally, even if the driver continues to activate the acceleration input device (eg, depress the pedal) due to the slopes of the route, the vehicle may slow down. Upon reaching the zero speed threshold, the vehicle may back up without applying the service or parking brakes. To prevent this setback, one or more brakes may be automatically activated and/or one or more motors may be automatically activated to generate torque in the opposite direction. As a result, the vehicle either maintains its route position (eg, does not reverse) or moves slightly backwards at a controlled speed.
1つ以上の方向への車両の移動は、1つ以上のセンサー(300)を使用して決定可能である。これらのセンサー(300)は、全地球測位システム受信機、反射型センサー、遮断センサー、光学式エンコーダ、可変磁気抵抗センサー、ウィーガントセンサー、ホール効果センサーなどを含むことができる。制御装置(142)は、センサー(300)からの出力に基づいて車両(10)の移動方向を決定することができる。 Movement of the vehicle in one or more directions can be determined using one or more sensors (300). These sensors (300) may include global positioning system receivers, reflective sensors, occlusion sensors, optical encoders, variable reluctance sensors, Wiegand sensors, Hall effect sensors, and the like. The controller (142) may determine the direction of travel of the vehicle (10) based on the output from the sensor (300).
図4は、車両の後退を防ぐための方法(400)の一実施形態のフローチャートを例示する。フローチャートは、運転手が坂で車両を停止させたいときに車両の後退を防ぐための制御装置(142)によって行われた制御ルーチンの監督下で行なわれた操作を表わすことができる。ここで示されるように、運転手が(410)で加速ペダルを解除するとき、制御装置(142)は(412)でペイロード、車両の速度、および/または推定される傾斜に基づいて目標最大減速度を決定するように構成され、および、(414)で、最大減速度未満に車両の減速を維持し、かつ車両を減速させるために必要とされるトルクを制御するように構成される。 FIG. 4 illustrates a flowchart of one embodiment of a method (400) for preventing vehicle rollback. The flow chart may represent the operations performed under the supervision of a control routine performed by the controller (142) to prevent the vehicle from rolling back when the driver wishes to stop the vehicle on a slope. As shown here, when the driver releases the accelerator pedal (410), the controller (142) determines the target maximum deceleration (412) based on payload, vehicle speed, and/or estimated slope. It is configured to determine the speed and at (414) to maintain the deceleration of the vehicle below the maximum deceleration and to control the torque required to decelerate the vehicle.
ペイロードの重量は、運転手、積荷目録、センサー(例えば、ペイロードが置かれるはかり)から制御装置(142)に与えられる入力に基づいて決定され得る。車両の速度は、全地球測位システム受信機、タコメーターなどのセンサー(300)の1つ以上によって決定され得る。推定された傾斜は、運転手によって、あるいは様々な位置のルートの坂を含むデータベースを参照することによって、提供される入力から決定され得る。随意に、センサー(300)の1つ以上は、ルートの坂または推定される傾斜を示すデータを出力することができる傾斜計、加速度計などを含み得る。目標最大減速度(あるいは減速上限)は、ペイロードが重ければ減少し、(あるいは、ペイロードが軽ければ増加し)、選択されたまたは以前の移動方向とは反対側の方向への車両の速度が遅ければ減少し、(あるいは車両の速度が速ければ増加し)、および/または、坂が急でなければ(例えば、より平坦な坂)減少し、あるいは坂の傾斜が急であれば(例えば、より傾きが急である坂)増加する可能性がある。 The weight of the payload may be determined based on inputs provided to the controller (142) from the driver, manifest, sensors (eg, a scale on which the payload is placed). Vehicle speed may be determined by one or more of the sensors (300), such as a global positioning system receiver, tachometer, or the like. The estimated slope can be determined from input provided by the driver or by referencing a database containing the slopes of the route at various locations. Optionally, one or more of the sensors (300) may include inclinometers, accelerometers, etc. that can output data indicative of the slope or estimated slope of the route. The target maximum deceleration (or deceleration limit) decreases if the payload is heavy (or increases if the payload is light) to slow the vehicle in the direction opposite the selected or previous direction of travel. (or increase if the vehicle speed is higher) and/or if the slope is less steep (e.g. flatter hill) or if the slope is steeper (e.g. more steep slopes) may increase.
駆動システム(100)は、(単純に重力に任せるのではなく)車両の制御された降下/減速をもたらすために利用される。例えば、駆動システム(100)のモーターによって生成されたトルクは、車両の目標減速度を達成し、かつ車両の速度を、非常に低いが0でない速度に落とすように(例えば自動的に)制御可能である。車両および車両のモーターは選択された移動方向に動作し続けることもある。すなわち、車両は坂を後退し始めたり、移動を0の速度に停止させたりしないこともある。(416)で示されるように、一実施形態では、運転手はその後、0の速度で、あるいは、非常に低い、ほぼ0の(ゼロより大きな)速度で、手動で常用ブレーキ(138および140)をかけることができる。これにより、駆動システム(100)は、車両のブレーキをかけることなく、車両の後退を防ぐことができる。例えば、車両の坂の後方への移動は、選択された移動方向(例えば、坂の上に)に車両を前進させないが、車両が坂を下方に後退するのを防ぐ、車両のモーターによりトルクを適用することによって、防ぐことができる。 The drive system (100) is utilized to provide controlled descent/deceleration of the vehicle (rather than simply relying on gravity). For example, the torque produced by the motor of the drive system (100) can be controlled (e.g., automatically) to achieve a target deceleration of the vehicle and reduce the vehicle speed to a very low but non-zero speed. is. The vehicle and vehicle motor may continue to operate in the selected direction of travel. That is, the vehicle may not begin to reverse up the hill or stop moving at zero speed. As indicated at (416), in one embodiment, the driver then manually applies the service brakes (138 and 140) at zero speed, or at very low, near zero (greater than zero) speed. can be applied. This allows the drive system (100) to prevent the vehicle from reversing without braking the vehicle. For example, moving the vehicle backwards on a hill does not advance the vehicle in the selected direction of travel (e.g., up a hill), but provides torque by the vehicle's motor that prevents the vehicle from reversing down the hill. It can be prevented by applying
図4でさらに示されるように、一実施形態では、制御装置(142)は、車両が制御された減速下で0の速度に近づくものの、車両が選択されたまたは望ましい移動方向に依然として動いている間に、常用ブレーキ(138および140)を自動的にかけるに構成されてもよい。とりわけ、制御装置(142)は、(418)において、ブレーキペダル入力/減速コマンドが存在するか(運転手による入力など)、あるいは、加速ペダルのフィードバックが閾値を越えるかどうかを判断する。減速/ブレーキがONであるかどうか、あるいは、加速ペダルのフィードバックが閾値を超え、および、車両の速度が閾値速度未満である(つまり、車両が0の速度に近づくとき)場合には、制御装置(142)は、(420)において、制御された減速あるいは異常な0のトルク減速にかかわらず、常用ブレーキ(138および140)をかける。しかしながら、いかなる加速ペダルまたはブレーキのフィードバックも受信/検出されず、かつ、車両の速度が閾値速度未満である(つまり、車両が0の速度に近づくとき)場合には、制御装置(142)は、(422)において、ブレーキ遅延時間(つまり、ブレーキを噛み合わせ、かつ、車両を減速/停止させるためにかかる時間)、および車両の減速に基づいて、0の速度またはほぼ0の速度(ただし、ゼロよりも大きい速度)の学習した速度閾値で常用ブレーキ(138および140)を自動的にかける。 As further shown in FIG. 4, in one embodiment, the controller (142) causes the vehicle to approach zero speed under controlled deceleration while the vehicle is still moving in the selected or desired direction of travel. Meanwhile, it may be configured to automatically apply the service brakes (138 and 140). Among other things, controller (142) determines at (418) whether there is a brake pedal input/deceleration command (such as a driver input) or whether accelerator pedal feedback exceeds a threshold. If the deceleration/brake is ON or if the accelerator pedal feedback exceeds the threshold and the vehicle speed is less than the threshold speed (i.e. when the vehicle approaches zero speed), the controller (142) applies service brakes (138 and 140) regardless of controlled deceleration or abnormal zero torque deceleration at (420). However, if no accelerator pedal or brake feedback is received/detected and the vehicle speed is below the threshold speed (i.e. when the vehicle approaches zero speed), controller (142) will: At 422, based on the brake delay time (i.e., the time it takes to engage the brakes and slow/stop the vehicle) and the vehicle deceleration, a zero speed or near zero speed (but no automatically apply the service brakes (138 and 140) at the learned speed threshold for speeds greater than
さらに、あらかじめ定められた時間が経過した後に、いかなる加速ペダルまたはブレーキの入力(例えば、運転手がブレーキを手動でかけること)が受信されない場合、ブレーキ(138および140)は424において解除される。いずれかの実施形態では、ブレーキは、ブレーキ遅延時間(つまり、ブレーキをかけて車両を減速/停止させるのにかかる時間)および車両の減速に基づいて、0の速度あるいはほぼ0(ただし、ゼロよりも大きい速度)の学習された速度閾値で自動的にかけられてもよい。例えば、制御装置(142)は、高速で減速しているときには早めに、低速で減速しているときには遅めにブレーキをかけるように構成されてもよい。本明細書に記載される本発明の主題は、坂で車両を停止させる際に車両の後退を防ぐための手段と、車両の移動から停止までの滑らかな移行をもたらす。 In addition, the brakes (138 and 140) are released at 424 if no accelerator pedal or brake input (e.g., the driver manually applying the brakes) is received after a predetermined time has elapsed. In either embodiment, the brake is applied to zero speed or near zero (but less than zero) based on the brake delay time (i.e., the time it takes to slow/stop the vehicle by applying the brakes) and the deceleration of the vehicle. may be automatically applied at a learned velocity threshold of (velocity greater than ). For example, controller (142) may be configured to apply the brakes earlier when decelerating at high speeds and later when decelerating at lower speeds. The subject matter of the invention described herein provides a means for preventing vehicle roll-back when stopping a vehicle on a slope and a smooth transition from vehicle travel to stopping.
車両の後退が生じ得る別の状況は坂で車両を発進させることである。車両が坂で停止したとき、典型的には駆動システムはブレーキをかけたままにする。いったん車両が止められると、ブレーキはかけられていたかもしれず、あるいは、上に議論されるように、減速中に自動的にかけられていたかもしれない。図5は、坂で移動を始めるときに車両の後退を防ぐ方法(500)の一実施形態のフローチャートを例示する。フローチャートは、坂で車両を発進させるときに、車両の後退を防ぐために制御装置(142)によって実行または実施された操作を表すことができる。(510)で示されるように、当初、車両は停止して、駆動システムは(トラクションモーターの減速動作を介して、あるいは、常用ブレーキ(例えば、サイドブレーキ)をかけることを介して)静止位置で車両を保持する。一実施形態では、(512)において、運転手は、車両位置を維持するためにブレーキ制動/減速力を加え、動き始めるべくトルクを増やすために加速ペダルを押す。例えば、運転手は(例えば、1つ以上の入力装置によって制御システムへ入力を提供することによって)移動方向を選択し、車両の移動を命じるためにスロットルを適用することもある。トラクションモーターで利用可能なトルクが後退を防ぐのに十分な閾値を超過する場合(つまり、平衡トルク)、ブレーキは(514)で解除され、車両は、選択された移動方向で動くことを許される。さもなければ、トルクが閾値を越えるまで、ブレーキは(516)において制御装置(142)によって維持され続ける。一実施形態では、トルク閾値は推定された傾斜に依存して選択されることもある。 Another situation in which vehicle rollback can occur is starting the vehicle on a slope. When the vehicle comes to a stop on a slope, the drive system typically keeps the brakes applied. Once the vehicle is stopped, the brakes may have been applied or, as discussed above, automatically during deceleration. FIG. 5 illustrates a flow chart of one embodiment of a method (500) for preventing vehicle rollback when beginning travel on a slope. The flow chart may represent operations performed or implemented by the controller (142) to prevent the vehicle from rolling back when launching the vehicle on a slope. Initially, as indicated at (510), the vehicle is stopped and the drive system (via deceleration of the traction motor or via application of the service brake (e.g. parking brake)) is in a stationary position. hold the vehicle. In one embodiment, at (512) the driver applies braking/deceleration force to maintain vehicle position and presses the accelerator pedal to increase torque to begin moving. For example, the driver may select a direction of travel (eg, by providing input to the control system via one or more input devices) and apply a throttle to command movement of the vehicle. If the torque available at the traction motor exceeds a threshold sufficient to prevent rollback (i.e., equilibrium torque), the brakes are released (514) and the vehicle is allowed to move in the selected direction of travel. . Otherwise, the brake continues to be maintained by controller (142) at (516) until the torque exceeds the threshold. In one embodiment, the torque threshold may be selected dependent on the estimated slope.
図5でさらに示されるように、特定の故障状態は他の行動を取るように要求することもある。例えば、駆動システムトルク制御および駆動システムブレーキ制御は可能ではないか、利用可能ではないこともある。そのような故障状態が存在する場合、制御装置(142)は運転手の動作を促すために(518)においてブレーキ(138および140)を解除するように構成される。(520)において、故障状態が解決すると、制御装置(142)は、正常なものとして運転手/ペダル入力に応答するように駆動システム(100)を制御する。別の実施形態では、駆動システムブレーキ制御は利用可能で機能していることもあるが、駆動システムトルク制御がそうではないこともある。この場合、制御装置(142)は、(522)において、そのような故障状態の間にブレーキ(138および140)を保持するように構成される。故障が解決すると、制御ルーチンは初期条件(510)に移る。しかしながら、故障があらかじめ定められた時間の後も解決しない場合、制御装置(142)はブレーキ(138および140)を解除するが、(524)において運転手に行動(例えば、常用ブレーキをかけ、オーバーライドスイッチを押し、移動を制御するなど)を起こすように促すため、故障は進行中である。 As further illustrated in FIG. 5, certain fault conditions may require other actions to be taken. For example, drive system torque control and drive system brake control may not be possible or available. If such a fault condition exists, controller (142) is configured to release brakes (138 and 140) at (518) to prompt driver action. At 520, once the fault condition is resolved, controller 142 controls drive system 100 to respond to driver/pedal inputs as normal. In another embodiment, drive system brake control may be available and functioning, but drive system torque control may not. In this case, controller (142) is configured at (522) to hold brakes (138 and 140) during such a fault condition. Once the fault is cleared, the control routine moves to the initial conditions (510). However, if the fault persists after a predetermined time, the controller (142) releases the brakes (138 and 140), but at (524) prompts the driver to take action (e.g., apply service brakes, override The failure is in progress to prompt the user to press a switch, control movement, etc.).
またさらに図5を参照すると、一実施形態において、運転手は制動あるいは加速度入力/スロットルコマンドを適用しないこともあれば、あるいは、運転手は(526)において、ブレーキを解除する(あるいは、命じられた減速力を取り除く)こともある。そのような場合、制御装置(142)は、(528)において、ペダル入力(例えば、減速/ブレーキ/スロットルフィードバック)をあらかじめ定められた時間、待つ。ペダル入力があらかじめ定められた時間/ウィンドウ内で受け取られた場合、制御ルーチンは工程(512)に移る。しかしながら、いかなるペダル入力もウィンドウ内で受信されない場合、制御装置(142)は、(520)において、ブレーキ(138および140)を解除するか、あるいは、いかなる減速力も取り除くために、駆動システム(100)を制御する。そのような場合、駆動システム(100)は、制御装置(142)の制御下で、非常に遅い正または負の速度を許可するために、(532)においてトルクを適用するか、あるいは、あらかじめ定められた速度限界までの加速を許可する。すなわち、駆動システム(100)は重力方向への非常に遅い速度を可能にするために利用される(つまり、前進速度を制限し、処置を講ずるように運転手に促す)。(534)において、運転手が加速トルクを命じるか、あるいは運転手がブレーキ/減速ペダルを使って車両を停止させるまで、非常に遅い正または負の速度が継続する。 Still referring to FIG. 5, in one embodiment, the driver may not apply a brake or acceleration input/throttle command, or the driver may release the brakes (or be commanded to do so at 526). deceleration force). In such a case, controller (142) waits for a predetermined amount of time for pedal input (eg, deceleration/brake/throttle feedback) at (528). If the pedal input is received within the predetermined time/window, the control routine moves to step (512). However, if no pedal input is received within the window, controller (142) causes drive system (100) to release brakes (138 and 140) or remove any deceleration force at (520). to control. In such cases, drive system (100), under the control of controller (142), applies torque at (532) or pre-determined speed to allow very slow positive or negative speeds. Allows acceleration up to the specified speed limit. That is, the drive system (100) is utilized to allow very slow speeds in the direction of gravity (ie, limit forward speed and prompt the driver to take action). At (534), the very slow positive or negative speed continues until the driver commands acceleration torque or the driver uses the brake/decelerate pedal to bring the vehicle to a stop.
ここで、図6に目を向けると、後退状態中に車両を制御するための方法(600)の一実施形態のフローチャートが例示されている。フローチャートは、後退状態中に制御装置(142)によって実行または実施された操作を表すことができる。運転手が選択された移動方向を変えるか、あるいは、車両があまりにも速く減速し、0速度を超えて、ブレーキをかけることができるようになるよりも先に、正反対の方向に進行し始めと、後退状態は、例えば、駆動システムの故障(例えば、推進力がない)の結果、生じることもある。図6で示されるように、(610)は後退状態の存在を示す。一実施形態では、車両の速度がメモリに保存された閾値速度(つまり、後退を示す負の速度)を超え、車両の動きが選択された移動方向とは反対側の方向で検出される場合、制御装置(142)は(612)で例示されるように、車両を減速させるための減速力を提供するためにトラクションモーター(114および116)を自動的に制御するように構成される。1つ以上の方向への車両の移動は、図3に示されるセンサー(300)の1つ以上を使用して決定可能である。一実施形態では、閾値速度はおよそ6mphであってもよい。一実施形態では、制御装置(142)は、およそ3mphで車両の速度を保持する駆動システム(100)を制御するように構成される。 Turning now to Figure 6, a flowchart of one embodiment of a method (600) for controlling a vehicle during a reverse state is illustrated. The flow chart may represent operations performed or performed by the controller (142) during the reverse state. Either the driver changes the selected direction of travel, or the vehicle slows too quickly, exceeds 0 speed, and begins to proceed in the opposite direction before braking can be applied. A reverse condition may occur, for example, as a result of drive system failure (eg, no propulsion). As shown in FIG. 6, (610) indicates the presence of a retreat state. In one embodiment, if the vehicle speed exceeds a threshold speed stored in memory (i.e., a negative speed indicating reverse) and vehicle motion is detected in a direction opposite the selected direction of travel, Controller (142) is configured to automatically control traction motors (114 and 116) to provide retarding force to slow the vehicle, as illustrated at (612). Movement of the vehicle in one or more directions can be determined using one or more of the sensors (300) shown in FIG. In one embodiment, the threshold velocity may be approximately 6 mph. In one embodiment, controller (142) is configured to control drive system (100) to maintain the speed of the vehicle at approximately 3 mph.
図6でも示されるように、車両の速度がメモリに保存された閾値速度(つまり、後退を示す負の速度)を超え、セレクターがニュートラルである場合、制御装置(142)は(614)で例示されるように、車両を減速させるための減速力を提供するためにトラクションモーター(114および116)を自動的に制御するように構成される。一実施形態では、閾値速度はおよそ5mphであってもよい。一実施形態では、制御装置(142)は、およそ3mphで車両の速度を保持する駆動システム(100)を制御するように構成される。 As also shown in FIG. 6, when the vehicle speed exceeds the threshold speed stored in memory (i.e., a negative speed indicating reverse) and the selector is in neutral, controller (142) is instantiated at (614). is configured to automatically control the traction motors (114 and 116) to provide deceleration power to decelerate the vehicle as described above. In one embodiment, the threshold velocity may be approximately 5 mph. In one embodiment, controller (142) is configured to control drive system (100) to maintain the speed of the vehicle at approximately 3 mph.
一実施形態では、車両の速度が閾値速度を超えないが、依然として後退状態を経験している場合、制御装置(142)は(616)においてブレーキ(138および140)を自動的にかけることもある。例えば、これは、車両が負の速度状態下で停止する場合に生じることがある。代替的に、後退状態が生じることなく、あるいは、後退状態が検出されることなく、車両の速度に応答するが閾値速度(さらに速度上の最大寸法と呼ばれた)を超えない状態で(616)において、ブレーキが自動的にかけられるか、あるいは他の方法で作動することがある。例えば、車両が坂の上でほとんど平衡が保たれ、意図したまたは選択された移動方向に加速度が低い(例えば、0の速度に向かって)場合、加速度が0またはほぼ0であるかどうかにかかわらず、速度上限(例えば、モーターの毎分30回転)を超えない非常に低速な速度でブレーキをかけることができる。これにより、車両を坂で後退させることなく、あるいは、坂を下方に後退する(例えば、後退状態)車両を検出することなく、ブレーキをかけることが可能となる。(618)で示されるように、制御装置(142)は自動的にブレーキを解除し、設定された時間の後に低速での徐行を可能にするトルクを提供するために、トラクションモーター(114および116)を制御することもある。一実施形態では、後退状態中にブレーキをセットする場合、運転手は車両が動き出す前にブレーキをかけて解除することを要求されることもある。 In one embodiment, the controller (142) may automatically apply the brakes (138 and 140) at (616) if the vehicle speed does not exceed the threshold speed but is still experiencing a reverse condition. . For example, this may occur when the vehicle stops under negative speed conditions. Alternatively, ( 616 ), the brake may be automatically applied or otherwise actuated. For example, if the vehicle is nearly balanced on a hill and the acceleration is low in the intended or selected direction of travel (e.g., toward zero velocity), then the acceleration is zero or nearly zero. without exceeding the upper speed limit (eg 30 revolutions per minute of the motor). This allows the brakes to be applied without causing the vehicle to back up on the slope or to detect the vehicle reversing down the slope (eg in reverse). As indicated at (618), the controller (142) automatically releases the brakes and after a set period of time causes the traction motors (114 and 116) to provide torque to enable low speed crawling. ) may be controlled. In one embodiment, if the brakes are set while in reverse, the driver may be required to apply and release the brakes before the vehicle starts moving.
図7は、車両の動きを制御するための方法(700)の一実施形態のフローチャートを例示する。フローチャートは、駆動システム(100)あるいは制御装置(142)によって実行または実施された操作を表すことができる。一実施形態では、駆動システム(100)は、車両が坂で停止し、駆動システムがブレーキをかけ続けている場合、初期状態から制御されることもある。方法(700)は、運転手が少なくとも50%のスロットルをかけることによって移動を命じる移動コマンド(710)から始まる。移動コマンド(710)に応答して、駆動システム(100)は、命じられたトルクまでのトルクを増大させるか、あるいは(坂で静止した車両を保持するためだけの平衡トルクに対立するものとして)十分なトルクになるまで増やす。例えば、制御装置(142)は、所望の加速(例えば、運転手が選択したスロットル設定に基づいて)を達成するために必要とされるトルクの量であるトルク閾値を決定することができる。このトルク閾値は、車両の重量、車両によって搬送されるペイロードの重量、車両が停止している坂などに基づき得る。その後、駆動システム(100)は、運転手によって示されたトルクまで、あるいはモーターが生成することができる最大トルクまで、車両のモーターによって生成されたトルクを増加させることが可能である。一実施形態では、(712)で示されるように、制御装置(142)は、利用可能なトルクの最大量を提供し、かつ最大トルク(所望の速度のための閾値トルクではなく)でブレーキを自動的に解除するために、駆動システム(100)を制御することがある。別の実施形態において、制御装置(142)は、加速ペダルを適用した後にあらかじめ定められた(例えば、0でない)持続時間にわたってブレーキを掛け続けて、その後、ブレーキを解除することもある。本実施形態において、制御装置(142)はブレーキを解除する前に時間遅延を利用する。別の実施形態において、(716)で例示されるように、制御装置(142)はブレーキを解除するように運転手に促すこともある。特に、制御装置(142)は、閾値トルクが利用可能であること、および、システムがブレーキを解除する準備ができていることを示す、音声による警告または視覚的な表示などによって運転手に示すこともある。さらに別の実施形態では、運転手は、制動機能の制御を引き継ぐこともある。例えば、(718)において、制御装置(142)は、常用ブレーキ(138、140)をかけることを運転手に要求することもあり、その後、加速ペダルが押されると、ブレーキは自動的に解除されることもある。0あるいはわずかに正の速度を保持するために平衡トルクを適用することができ、加速ペダルによって要求されるようにトルクを増加させることができる。 FIG. 7 illustrates a flowchart of one embodiment of a method (700) for controlling vehicle motion. The flowchart may represent operations performed or performed by the drive system (100) or the controller (142). In one embodiment, the drive system (100) may be controlled from an initial state when the vehicle is stopped on a slope and the drive system continues to apply the brakes. The method (700) begins with a travel command (710) in which the driver orders travel by applying at least 50% throttle. In response to the move command (710), the drive system (100) either increases the torque up to the commanded torque or (as opposed to the equilibrium torque only to hold the vehicle stationary on the slope). Increase until sufficient torque is achieved. For example, controller (142) may determine a torque threshold, which is the amount of torque required to achieve a desired acceleration (eg, based on a driver-selected throttle setting). This torque threshold may be based on the weight of the vehicle, the weight of the payload carried by the vehicle, the slope on which the vehicle is parked, and the like. The drive system (100) may then increase the torque produced by the vehicle's motors up to the torque indicated by the driver or the maximum torque the motors are capable of producing. In one embodiment, as indicated at (712), controller (142) provides the maximum amount of torque available and brakes at maximum torque (rather than the threshold torque for the desired speed). The drive system (100) may be controlled for automatic disengagement. In another embodiment, controller 142 may continue to apply the brakes for a predetermined (eg, non-zero) duration after applying the accelerator pedal, and then release the brakes. In this embodiment, the controller (142) utilizes a time delay before releasing the brakes. In another embodiment, controller (142) may prompt the driver to release the brakes, as illustrated at (716). In particular, the controller (142) indicates to the driver, such as by an audible warning or visual indication, that threshold torque is available and that the system is ready to release the brakes. There is also In yet another embodiment, the driver may take over control of the braking function. For example, at (718) the controller (142) may request the driver to apply the service brakes (138, 140), which are then automatically released when the accelerator pedal is pressed. sometimes A balancing torque can be applied to maintain zero or slightly positive speed, and torque can be increased as demanded by the accelerator pedal.
図13は、坂上の停止位置からの車両の移動を制御するための方法(1300)の一実施形態のフローチャートを例示する。方法(1300)に関連して記載された操作は、制御装置(142)および/または駆動システム(100)によって実行または実施可能である。方法(1300)は、車両が坂の上にある間にブレーキの解除後に車両の加速を制御するための閉ループプロセスを提供することができる。(1302)において、車両の1つ以上のブレーキはかけられることで、車両を坂の位置で保持する。ブレーキは、本明細書に記載された本発明の主題の1つ以上の実施形態によってかけることができるか、あるいは別のプロセスによってかけられてもよい。(1304)において、ブレーキが解除されるかどうかについての決定がなされる。例えば、制御装置(142)は運転手の入力の受け取りに応答してブレーキを解除することができる。ブレーキが解除されると、方法(1300)のフローは(1306)の方へ進むことができる。さもなければ、方法(1300)のフローは(1304)方へ戻ることができる。 FIG. 13 illustrates a flowchart of one embodiment of a method (1300) for controlling movement of a vehicle from a stop on a hill. The operations described with respect to method (1300) may be performed or performed by controller (142) and/or drive system (100). The method (1300) may provide a closed loop process for controlling vehicle acceleration after brake release while the vehicle is on a hill. At 1302, one or more brakes of the vehicle are applied to hold the vehicle in a hill position. The brakes may be applied by one or more embodiments of the inventive subject matter described herein, or may be applied by another process. At (1304) a determination is made as to whether the brakes are released. For example, controller (142) may release the brakes in response to receiving driver input. Once the brake is released, the flow of method (1300) may proceed towards (1306). Otherwise, the flow of method (1300) may revert to (1304).
(1306)において、車両は、坂を下方にわずかに後退すること、および/または、ブレーキの解除後、および、ブレーキの解除に応答して速やかに加速することを許可される。例えば、制御装置(142)は、車両に坂を前進させるべくトルクを生成するようにモーターに指示をする前に、ルートの長さに沿って、1メートル(あるいは別の距離)の指定された閾値距離未満などのごくわずかな距離だけ車両を坂で下方に後退させることを許可するために、モータートルクを生成することなく、あるいは、ある程度のモータートルクを生成することによって、駆動システム(100)にブレーキを解除させることができる。別の例として、制御装置(142)は、モーターを使用して速やかに加速するように駆動システム(100)に指示をすることができる。制御装置(142)は、駆動システム(100)が運転手により選択された、または、自動的に実施されたスロットル位置に到達するために(例えば、停止した位置から坂を上がる移動を始めないときに)加速することになるよりももっと速く加速するように駆動システム(100)に指示をすることができる。(1308)において、駆動システム(100)のモーターによって生成されたトルクは、停止した車両の位置から、運転手により選択された、または、自動的に実施されたスロットル位置に従った移動までスムーズに移行するように迅速に調節される。例えば、駆動システム(100)によって実行される迅速な加速は、車両を急に動かすことなく減少することもあれば、そうでなければ停止位置からまだ車両を坂で上方へ移動させている間に、車両を突然移動させることなく減少することもある。 At 1306, the vehicle is allowed to back up slightly down the slope and/or accelerate quickly after and in response to releasing the brakes. For example, the controller (142) may run a specified distance of 1 meter (or another distance) along the length of the route before instructing the motors to generate torque to propel the vehicle up a hill. The drive system (100) without generating motor torque or with some motor torque to allow the vehicle to be reversed downhill a very small distance, such as less than a threshold distance. to release the brake. As another example, controller (142) may instruct drive system (100) to accelerate quickly using the motor. Controller (142) controls drive system (100) to reach a driver-selected or automatically implemented throttle position (e.g., when not initiating uphill travel from a rest position). (b) instruct the drive system (100) to accelerate faster than it will accelerate. At 1308, the torque generated by the motors of the drive system (100) smoothly moves from a stationary vehicle position to a throttle position selected by the driver or automatically implemented. Rapidly adjusted to transition. For example, the rapid acceleration performed by the drive system (100) may be reduced without jerking the vehicle, or else while still moving the vehicle uphill from a stop position. , may decrease without abruptly moving the vehicle.
図14は、車両の運転手から入力が提供されないときに、坂上の車両の移動の自動的な制御のための方法(1400)の一実施形態のフローチャートを例示する。方法(1400)に関連して記載された操作は、制御装置(142)および/または駆動システム(100)によって実行または実施可能である。(1402)において、車両の1つ以上のブレーキはかけられることで、車両を坂の位置で保持する。ブレーキは、本明細書に記載された本発明の主題の1つ以上の実施形態によってかけることができるか、あるいは別のプロセスによってかけられてもよい。(1404)において、車両の運転手が指定されたブランキング間隔内で入力を提供したかどうかについての決定がなされる。例えば、制御装置(142)は、運転手がブレーキペダルを押し下げたか、ボタンを作動させたか、そうでなければブレーキをかけたままにするために制御装置(142)に入力を提供するように行動したかどうか判断することができる。制御装置(142)は、5秒ごと(あるいは他の時間間隔)などブランキング間隔ごとに少なくとも一回ブレーキをかけたままにするために運転手が入力を提供したかどうかを判断するために、運転手の入力を定期的にチェックすることができる。運転手がブレーキをかけたままにするために入力を提供していれば、方法(1400)のフローは(1402)へ戻ることができる。あるいは、運転手がブランキング間隔内で入力を提供していなければ、方法(1400)のフローは(1406)の方へ進むことができる。 FIG. 14 illustrates a flowchart of one embodiment of a method (1400) for automatic control of vehicle movement on a hill when no input is provided from the vehicle driver. The operations described with respect to method (1400) may be performed or performed by controller (142) and/or drive system (100). At 1402, one or more brakes of the vehicle are applied to hold the vehicle in a hill position. The brakes may be applied by one or more embodiments of the inventive subject matter described herein, or may be applied by another process. At 1404, a determination is made as to whether the driver of the vehicle has provided input within the specified blanking interval. For example, controller (142) acts to provide input to controller (142) for the driver to depress the brake pedal, activate a button, or otherwise hold the brakes applied. You can decide if you did. The controller (142) determines whether the driver has provided input to hold the brakes applied at least once per blanking interval, such as every five seconds (or other time interval). The driver's input can be checked periodically. If the driver has provided input to keep the brakes applied, the flow of method (1400) may return to (1402). Alternatively, if the driver has not provided input within the blanking interval, the flow of method (1400) can proceed to (1406).
(1406)において、車両のブレーキが解除される。(1408)において、車両を、坂をゆっくりと徐行しながら上方へと移動させるために、モータートルクが生成される。例えば、同時に、車両のブレーキが解除されると同時に(あるいはその直後に)、制御装置(142)は、車両に低速(例えば、時速5キロメートル未満)で坂を上方へ移動させるために少量のトルクを生成し始めるように駆動システム(100)のモーターに指示をすることができる。 At 1406, the vehicle brakes are released. At 1408, motor torque is generated to move the vehicle slowly creeping up the hill. For example, at the same time (or shortly thereafter) when the vehicle's brakes are released, controller (142) may apply a small amount of torque to cause the vehicle to move uphill at low speed (eg, less than 5 kilometers per hour). The motors of the drive system (100) can be instructed to begin generating .
ある実施形態では、図8に示される方法(800)のフローチャートによって例示されるように、意図しない後退なく、停止状態から、選択された移動方向への移動まで移行するために、運転手と自動制御の両方を利用することができる。例えば、図4に関連して上に議論されるように、運転手が加速ペダルを解除した後、制御装置(142)は最大減速度を制限するのに必要とされるようなトルクを提供するために、目標最大減速度を決定し、駆動システム(100)を制御することもある。これにより、(810)で例示されるように、車両を低速速度に減速させ、命じられた移動方向を維持することが可能となる。その後、(812)で示されるように、静止した状態で車両を維持するために、運転手は0の速度で常用ブレーキまたはサイドブレーキをかけることもある。この静止した状態から様々な制御戦略が熟考され、これは、静止した状態から選択された移動方向への移動まで移行する際に、あるレベルの運転手の入力を可能にする。 In one embodiment, the driver and the automatic control are used to transition from a standstill to movement in a selected direction of movement without unintended reversing, as exemplified by the method (800) flow chart shown in FIG. Both controls are available. For example, as discussed above in connection with FIG. 4, after the driver releases the accelerator pedal, controller (142) provides torque as required to limit maximum deceleration. To that end, a target maximum deceleration may be determined and the drive system (100) may be controlled. This allows the vehicle to slow down to a slow speed and maintain the commanded direction of travel, as illustrated at (810). Thereafter, the driver may apply the service or parking brakes at 0 speed to keep the vehicle stationary, as indicated at (812). From this stationary state various control strategies are contemplated, which allow some level of driver input in transitioning from stationary to movement in the selected direction of travel.
第1の制御戦略(820)は、運転手によるホイールロックの設定と、坂の静止した車両を保持するために、(822)において、事前にかけておいた常用ブレーキまたはサイドブレーキの解除とを含む。(824)で示されるように、その後、手動と自動の両方の制御を用いて、加速装置フィードバックが検出されたときに、停止から選択された移動方向まで車両をスムーズに移行させる。とりわけ、制御装置(142)は、ホイールロックがオン(停止状態(822から)になり、加速ペダルフィードバックが閾値を上回るときに、常用ブレーキまたはサイドブレーキをまず命じるように構成される。その後、運転手は、ホイールロックを解除するように促されることもある。いったん、ホイールロックは切られると、制御装置(142)は、上記の実施形態で議論されるように、利用可能なトルク閾値が満たされると(つまり、後退を防ぐために十分なトルクが利用可能であるとき)、常用ブレーキまたはサイドブレーキを自動的に解除するように構成される。 The first control strategy (820) involves the driver setting the wheel locks and releasing the service or parking brakes previously applied at (822) to hold the vehicle stationary on the slope. As indicated at 824, both manual and automatic controls are then used to smoothly transition the vehicle from standstill to the selected direction of travel when accelerator feedback is detected. Among other things, the controller (142) is configured to first command the service brake or parking brake when the wheel locks are on (from the stop state (822) and the accelerator pedal feedback is above a threshold. The hand may also be prompted to release the wheel locks.Once the wheel locks are disengaged, the controller (142) determines that the available torque threshold has been met, as discussed in the embodiments above. is configured to automatically release the service brake or parking brake when the vehicle is turned on (i.e. when sufficient torque is available to prevent reversing).
第2の制御戦略(830)は、運転手がブレーキを使って車両を0速度にした後、(832)において、常用ブレーキを自動的にかける制御装置(142)を含む。上に記載された実施形態で議論されるように、(834)において、制御装置(142)は、加速ペダルが運転手によって適用され、利用可能なトルクが車両の後退を防ぐのに十分な閾値レベルを超える場合に、ブレーキを自動的に解除するように構成される。この制御により、車両は、静止した状態から、選択された移動方向への滑らかな移動に移行することができる。 A second control strategy (830) involves the controller (142) automatically applying the service brakes at (832) after the driver applies the brakes to bring the vehicle to zero speed. As discussed in the embodiments described above, at (834) the controller (142) determines that the accelerator pedal has been applied by the driver and the available torque is at a threshold level sufficient to prevent the vehicle from rolling back. It is arranged to automatically release the brake if the level is exceeded. This control allows the vehicle to transition from stationary to smooth movement in the selected direction of travel.
第3の制御戦略(840)は、同様に、運転手がブレーキを使って車両を0速度にしたあとに、(842)において、自動的に常用ブレーキをかける制御装置(142)を含む。その後、運転手はブレーキをかけたまま、加速ペダルを適用して車両に坂を移動させ始めてもよい。この状態に関連して、制御装置(142)は、(834)で示されるように、利用可能なトルクが車両の後退を防ぐのに十分な閾値レベルを超えるときに、自動的にブレーキを解除するように構成される。一実施形態では、平衡トルクが適用されると、ブレーキ圧はゆっくり減少することもある。 A third control strategy (840) similarly includes the controller (142) automatically applying the service brakes at (842) after the driver applies the brakes to bring the vehicle to zero speed. The driver may then apply the accelerator pedal to start the vehicle moving down the slope while keeping the brakes applied. In connection with this condition, the controller (142) automatically releases the brakes when the available torque exceeds a threshold level sufficient to prevent the vehicle from rolling back, as indicated at (834). configured to In one embodiment, the brake pressure may decrease slowly as the balancing torque is applied.
一実施形態では、車両を坂で始動させるとき、運転手(手動始動モード)あるいは制御装置(142)(自動始動モード)のいずれかが、可変的にかけることができる油圧ブレーキ、あるいはリストリクターバルブを備える油圧ブレーキのいずれかを利用して後退を防ぐために、ブレーキとトルクの両方の平衡を保つこともある。トルクが増加するにつれて、ブレーキは、例えば、ブレーキ圧を減少させることにより、ゆっくり緩められることもある。このように、ブレーキはクラッチに似たように操作され、それにより、トルクとブレーキの適用が平衡を保たれることで、車両の後退を防ぎ、かつ正の動きへとスムーズに移行する。一実施形態では、ブレーキは、トルクが増加するにつれてブレーキ圧が選択的に減少するように、制御装置(142)によって制御可能な連結されたリストリクターを有する油圧ブレーキであってもよい。トルク上昇率は、学習されたブレーキ圧対0の速度を維持するブレーキのトルク率に一致するように、調節されてもよい。システムは、ブレーキが完全に解除されるまで、適用されたトルク上昇率とブレーキ圧ブリーディングを調節し続けるように構成されてもよい。いずれの場合(つまり、適用される変数を備えた油圧ブレーキあるいはリストリクターバルブを備えた油圧ブレーキ)も、ブレーキが完全に解除された後のトルクの継続的な適用は車両の移動を引き起こす。故障状態(例えば、速く加速しすぎて)を示す過剰な車両の移動が検出されると、車両の動きを止めるために自動的にブレーキがかけられることもある。 In one embodiment, when starting the vehicle on a slope, either the driver (manual start mode) or the controller (142) (auto start mode) can variably apply a hydraulic brake or a restrictor valve. Both braking and torque may be balanced to prevent rollback using either of the hydraulic brakes with As the torque increases, the brakes may be released slowly, for example by reducing the brake pressure. In this way, the brakes operate like a clutch, whereby torque and braking application are balanced to prevent the vehicle from backing up and provide a smooth transition to positive motion. In one embodiment, the brake may be a hydraulic brake having an associated restrictor controllable by controller (142) to selectively reduce brake pressure as torque increases. The rate of torque rise may be adjusted to match the brake torque rate that maintains the learned brake pressure vs. zero speed. The system may be configured to continue adjusting the rate of applied torque rise and brake pressure bleeding until the brakes are fully released. In either case (ie hydraulic brakes with applied variable or hydraulic brakes with restrictor valve), continued application of torque after the brake is fully released causes vehicle movement. If excessive vehicle movement is detected, indicating a fault condition (eg, accelerating too fast), the brakes may be applied automatically to stop the vehicle from moving.
坂で停止するとき、および、坂で始動するときに、確実に車両の後退を防ぐことに加えて、本発明の主題のシステムと方法はさらに、前進する動きから後退する動きまでの移行、およびその逆の移行の制御レベルの強化を可能にする。例えば、運転手は、駆動システムのインバーターがオフのときにニュートラルを命じるよりもむしろ、速度(例えば、前進から後進、あるいは後進から前進)速度でセレクターを正反対方向に切り替えることにより、方向変換を要求することもある。この状況で、制御装置(142)は、減速が重力推定および車両加速に基づいて入力されるかどうかを判断するように構成される。一実施形態では、急勾配の坂を下って移動する場合、制御装置(142)は、制御された減速を0の速度にするために駆動システム(100)を制御する。特に、制御装置(142)は、車両の速度が閾値を超えていて、要求された方向とは反対の方向に移動している場合に、要求された方向への駆動トルクを拒むように構成される。いったん、車両の速度が制御された減速を利用して閾値よりも下になると、制御装置(142)は、新しく選択された移動方向に利用可能なトルクが車両の後退を防ぐのに十分となるまでブレーキが維持されるように、受信したトルクコマンド、坂でのトルク閾値、および車両の速度に基づいて、ブレーキをかけるように構成される。 In addition to reliably preventing vehicle rollback when stopping and starting on hills, the systems and methods of the present subject matter also transition from forward motion to reverse motion, and Allows an enhanced level of control over the reverse transition. For example, rather than commanding neutral when the drive system inverter is off, the driver requests a turn by switching the selector diametrically at speed (e.g. forward to reverse or reverse to forward) speed. sometimes. In this situation, controller (142) is configured to determine whether deceleration is input based on gravity estimation and vehicle acceleration. In one embodiment, when traveling down a steep slope, controller (142) controls drive system (100) for controlled deceleration to zero speed. In particular, the controller (142) is configured to deny drive torque in the requested direction if the vehicle speed exceeds a threshold and is moving in the opposite direction to the requested direction. . Once the speed of the vehicle is below the threshold using controlled deceleration, the controller (142) determines that the torque available in the newly selected direction of travel is sufficient to prevent the vehicle from rolling back. It is configured to apply the brakes based on the received torque command, the torque threshold on the slope, and the speed of the vehicle so that the brakes are maintained up to .
しかしながら、車両が比較的平らな面を移動している場合、制御装置(142)は、車両の速度と加速に基づいて減速モードに切り替えるように駆動システムを制御し、かつ、加速ペダルフィードバックを減速コマンドとして解釈する。駆動システム(100)は、新しく選択された移動方向に利用可能なトルクが車両の後退を防ぐのに十分となるまでブレーキが維持されるように、受信したトルクコマンド、坂でのトルク閾値、および車両の速度に基づいて、常用ブレーキを利用して、車両を停止させる。前進コマンドが後退を防ぐのに不適切な場合、後退を防ぐためにブレーキがかけられ、維持される。前進コマンドが後退を防ぐのに適切な場合、車両は上に議論された方法でモーターへの移行を許可される。 However, when the vehicle is traveling on a relatively flat surface, the controller (142) controls the drive system to switch to a deceleration mode based on vehicle speed and acceleration, and decelerates the accelerator pedal feedback. Interpret as a command. The drive system (100) applies the received torque command, the torque threshold on slopes, and Based on the speed of the vehicle, the service brakes are applied to bring the vehicle to a stop. If the forward command is inadequate to prevent reverse, the brakes are applied and maintained to prevent reverse. If the forward command is adequate to prevent reverse, the vehicle is allowed to transfer to the motor in the manner discussed above.
随意に、本明細書に記載された駆動システム(100)と付随する方法は、車両の交流電動機に直流を印加することによって、坂での車両の後退を防ぐことができる。制御装置(142)は、あらかじめ決定された量から、あるいはペイロード、坂、および/または(坂を上方へ移動する)車両の速度に基づいて、指定された直流を決定することができる。より重いペイロード、より険しい坂、および/または、より速い速度については、制御装置(142)はより大きな直流量を計算することができる。より軽いペイロード、より平坦な坂、および/または、よりゆっくりした速度については、制御装置(142)はより小さな直流量を計算することができる。 Optionally, the drive system (100) and attendant methods described herein can prevent the vehicle from rolling back on a hill by applying direct current to the vehicle's AC motor. The controller (142) can determine the specified direct current from a predetermined amount or based on the payload, the slope, and/or the speed of the vehicle (moving uphill). For heavier payloads, steeper slopes, and/or higher speeds, controller (142) can calculate a larger amount of direct current. For lighter payloads, flatter slopes, and/or slower speeds, controller (142) may calculate a smaller amount of direct current.
その後、この決定された直流の量は、駆動システム(100)の1つ以上の交流電動機(114および116)に印加または供給される。一実施形態では、交流電動機(114および116)に印加された直流の量は、駆動システム(100)が交流電動機(114および116)に供給することできる直流の最大量である。代替的に、交流電動機(114および116)に印加される直流の量は、駆動システム(100)が交流電動機(114および116)に供給することができる直流の最大量未満である。この電流は、車両のブレーキをかけたり、さもなければ作動させたりすることなく、交流電動機(114および116)に印加される。交流電動機(114および116)に供給された直流は、(例えば、車両に坂を後退させるために)交流電動機(114および116)が正反対方向に移動するのを防ぐ。このように、直流によって、交流電動機(114および116)は、車両のいかなるブレーキもかけることなくブレーキとして動作する。随意に、車両の位置を維持するために、車両の1つ以上のブレーキをさらにかけることもできる。 This determined DC quantity is then applied or supplied to one or more AC motors (114 and 116) of the drive system (100). In one embodiment, the amount of DC applied to AC motors (114 and 116) is the maximum amount of DC that drive system (100) can supply to AC motors (114 and 116). Alternatively, the amount of direct current applied to AC motors (114 and 116) is less than the maximum amount of direct current that drive system (100) can supply to AC motors (114 and 116). This current is applied to the AC motors (114 and 116) without braking or otherwise actuating the vehicle. The direct current supplied to the AC motors (114 and 116) prevents the AC motors (114 and 116) from moving in diametrically opposite directions (eg, to force the vehicle to reverse a hill). Thus, the direct current causes the AC motors (114 and 116) to act as brakes without applying any brakes on the vehicle. Optionally, one or more brakes of the vehicle may also be applied to maintain the position of the vehicle.
かけられるブレーキ(あるいは、あらかじめかけられていたブレーキ)は、直流を交流電動機(114および116)に供給し続けながら、解除可能である。例えば、制御装置(142)は、交流電動機(114および116)への直流の流れを制御するスイッチを作動させるか、他の方法で制御することができる。交流電動機(114および116)への直流の印加を維持する間に車両のブレーキを解除することで、交流電動機(114および116)がスリップ制御に移行して、坂で車両を下方へと引っ張る重力を打ち消す保持トルクを生成するなかで、車両が坂で下方に後退するのを防ぐことができる。 An applied brake (or a previously applied brake) can be released while continuing to supply DC to the AC motors (114 and 116). For example, the controller (142) may actuate or otherwise control switches that control the flow of direct current to the AC motors (114 and 116). By releasing the vehicle brakes while maintaining DC applied to the AC motors (114 and 116), the AC motors (114 and 116) go into slip control and gravity pulls the vehicle down on a slope. The vehicle can be prevented from rolling back down a slope while creating a holding torque that counteracts the .
随意に、制御装置(142)は、車両が坂で停止するか、後退するよりも前に、交流電動機(114および116)に最大または100%の交流電流を印加し、その後、車両が完全に停止する前に、車両の1つ以上のブレーキをかけることができる。例えば、車両が坂を上方へ移動している間、制御装置(142)は、駆動システム(100)が(交流電動機(114および116)を損傷することなく)交流電動機(114および116)に供給することができる最大量まで、交流電動機(114および116)に供給される交流電流を増加させることができ、その後、車両が完全に停止するとき(例えば、車両の速度がゼロになるとき)に車両のブレーキをかけることができる。 Optionally, the controller (142) applies full or 100% AC current to the AC motors (114 and 116) before the vehicle stops on a slope or reverses, after which the vehicle is fully One or more brakes of the vehicle can be applied before stopping. For example, while the vehicle is traveling up a hill, controller (142) may indicate that drive system (100) is supplying AC motors (114 and 116) (without damaging AC motors (114 and 116)). The alternating current supplied to the alternating current motors (114 and 116) can be increased by the maximum amount that can You can brake the vehicle.
別の実施形態において、車両が坂を上方へ移動していて、今にも停止しそうなとき、制御装置(142)は速度調整機として動作することができる。制御装置(142)は、車両が速度を落として低速(例えば、せいぜい時速6キロあるいは別の速度)で移動するときに、交流電動機(114および116)によって生成されたトルクを制御することができる。制御装置(142)は、車両を坂で後退させることなく、交流電動機(114および116)を制御して車両を坂で停止させるために、交流電動機(114および116)の基本励起周波数で交流電動機(114および116)へ電流を供給することができる。 In another embodiment, the controller (142) can act as a speed regulator when the vehicle is traveling uphill and is about to come to a stop. The controller (142) can control the torque produced by the AC motors (114 and 116) when the vehicle slows down and travels at low speeds (eg, no more than 6 kilometers per hour or another speed). . The controller (142) controls the AC motors (114 and 116) to stop the vehicle on a slope without causing the vehicle to reverse on a slope by energizing the AC motors (114 and 116) at the fundamental excitation frequency of the AC motors (114 and 116). Current can be supplied to (114 and 116).
別の実施形態において、本発明の主題は、車両のトラクションモーターによって提供された減速力を用いて、車両速度を0にするためのシステムおよび方法を提供する。例えば、当初は、車両は所望の移動方向に移動してもよく、運転手は、車両を停止させる十分な/最大の減速力を要求してもよい。減速要求が、レバー、または、車両の減速をもたらすためにレバーを勢いよく保持することは運転手に要求しない他の手段を介する場合、トラクションモーターは、車両の速度を低速、ほぼゼロの速度まで遅くして、その低速を維持する。減速要求がスプリングリターンペダルまたは同様の機構を介する場合、トラクションモーターは、車両の速度を低速、ほぼゼロの速度まで遅くして、その後、車両は常用ブレーキを利用して停止させられる。一実施形態では、運転手は、常用ブレーキまたはサイドブレーキを使用して、停止させた車両を保持することもある。一実施形態では、運転手は、必要に応じて、減速ペダルを連続的に押し下げることによって停止させた車両を維持してもよい。そのような場合、運転手が減速ペダルを解除すると、制御装置(142)はあらかじめ定められた時間、停止させた状態(0の速度)を維持するようトラクションモーターに命じるように構成される。車両にオーバーライドスイッチが装備されている場合、遅延の後、加速ペダルは押し下げられたときに減速して後退速度を制御することが許可される。車両にオーバーライドスイッチがない場合、車両は反対の運動閾値まで加速することを許可される。運転手が加速ペダルを適用すると、後退を防ぎ、かつ、上に議論されるように所望の移動方向に車両を移動させるのに十分な量のトルクが利用可能となるまで、0の速度状態が保持され続ける。 In another embodiment, the present subject matter provides a system and method for zeroing vehicle speed using retarding force provided by the vehicle's traction motor. For example, initially the vehicle may move in the desired direction of travel and the driver may request sufficient/maximum braking force to stop the vehicle. If the deceleration request is via a lever or other means that does not require the driver to hold the lever vigorously to effect deceleration of the vehicle, the traction motor reduces the vehicle speed to a low, near-zero speed. Slow down and maintain that slow speed. If the deceleration request is through a spring return pedal or similar mechanism, the traction motor slows the vehicle to a low speed, near zero speed, after which the vehicle is brought to a stop using the service brakes. In one embodiment, the driver may use the service brake or parking brake to hold the stopped vehicle. In one embodiment, the driver may keep the vehicle stopped by continuously depressing the deceleration pedal, if desired. In such a case, when the driver releases the deceleration pedal, the controller (142) is configured to command the traction motor to remain stationary (zero speed) for a predetermined period of time. If the vehicle is equipped with an override switch, after the delay, the accelerator pedal is allowed to slow down when depressed to control reverse speed. If the vehicle does not have an override switch, the vehicle is permitted to accelerate to the opposite motion threshold. When the driver applies the accelerator pedal, the zero speed state is maintained until a sufficient amount of torque is available to prevent backing up and move the vehicle in the desired direction of travel as discussed above. continue to be held.
上記に関連して、一実施形態では、車両は、運転者が先に記載のプログラム制御ルーチンを無効にできるように、制御装置(142)にオーバーライド信号を送るように構成されるオーバーライドスイッチを含んでもよい。例えば、車両操作中の様々な時点で、運転者は、制御装置(142)に車両加速、減速、停止、および移動を指示させるよりもむしろ、車両を完全に制御することを望む場合もある。特に、運転者は、わずかに傾斜した場所で向きを変える場合等に、選択された移動方向の反対方向に惰走可能であることを望むかもしれない。そのような状況では、運転者は、オーバーライドボタンを押し、またはそうでなければオーバーライドにより前述の自動ブレーキ制御適用機能を無効にし、かつバックで惰走することを可能にすることができる。実施形態では、オーバーライドに起因するバックでの惰走が、速度超過または過度の加速状態をもたらす(つまり速度または加速が安全性の限界を上回る)場合、制御装置(142)はまた、車両を減速または停止させるために、自動的にブレーキをかける、または主電動機を利用するように構成されてもよい。 In relation to the above, in one embodiment, the vehicle includes an override switch configured to send an override signal to the controller (142) so that the driver can override the previously described program control routine. It's okay. For example, at various times during vehicle operation, the driver may desire complete control of the vehicle rather than having the controller (142) direct the vehicle to accelerate, decelerate, stop and move. In particular, the driver may wish to be able to coast in the opposite direction of the selected direction of travel, such as when turning on a slight incline. In such a situation, the driver can press an override button or otherwise override the override to override the aforementioned automatic brake control application function and allow coasting in reverse. In an embodiment, if coasting in reverse due to an override results in an overspeed or excessive acceleration condition (i.e., speed or acceleration exceeds safe limits), controller (142) also slows the vehicle. Or it may be configured to automatically apply the brakes or utilize the traction motor to bring it to a stop.
一実施形態では、本発明の主題のシステムはまた、駆動システムの故障または欠陥という事象において自動的に実行される余分なブレーキまたは通知機能を含む。例えば、車両が坂にある間に駆動システムカードが突然、故障し、またはパワーダウンした場合、システムがブレーキをかけなければ後退が生じるだろう。そのようなシナリオでは、運転者は注意を払っておらず、上記で論じられた自動制御に従って後退を防ぐためにブレーキが自動的にかけられるだろうと考えるかもしれない。したがってシステムは、駆動システムの故障が検出された時、および後退の前または後に車両の速度が閾値を超過している場合、自動的に実行される余分なブレーキ機能を装備してもよい。一実施形態では、0速度へと減速を制御するためにブレーキがかけられてもよい。一実施形態では、システムはさらに、本明細書に記載の後退に対する制御が機能していないことを運転者に知らせる聴覚的または視覚的な警告を運転者に出すように構成されてもよい。これは、駆動システムがブレーキをかけることができないこと、および後退状態を防ぐために手動操作が必要であることのアラートを運転者に提供する。この予防措置は、運転者に確実に注意を払わせ、かつ後退に対する自動機能が無効になっていることを運転者に知らせる。 In one embodiment, the system of the present subject matter also includes redundant braking or notification functions that are automatically performed in the event of a drive system failure or defect. For example, if the drive system card suddenly fails or powers down while the vehicle is on a hill, reversing will occur unless the system brakes. In such a scenario, the driver is not paying attention and may assume that the brakes will be automatically applied to prevent reversing according to the automatic controls discussed above. The system may therefore be equipped with an extra braking function that is automatically performed when a drive system failure is detected and if the vehicle speed exceeds a threshold before or after reversing. In one embodiment, a brake may be applied to control deceleration to zero speed. In one embodiment, the system may further be configured to provide an audible or visual warning to the driver informing him that the controls for reversing described herein are not working. This provides an alert to the driver that the drive system is unable to brake and that manual intervention is required to prevent a reverse condition. This precaution ensures the driver's attention and informs the driver that the automatic function for reversing has been deactivated.
一実施形態では、本発明の主題の制御システムは、前述の機能を利用することによって、停止しようとしている車両の後退を防ぐために、望ましい移動方向に車両がまだ動いている間に、車両の制御された減速と常用ブレーキの自動的な作動を提供するように構成される。すなわち常用ブレーキは、0速度を超える前に、車両の加速/減速に応じて適用される。本発明の主題のシステムはさらに、望ましい加速(速度ではなく)を達成するためにトルク閾値を決定することによって、または閾値トルク始動の代わりに、最大のまたはあらかじめ決められた目標トルク始動を行なうことによって、坂で停止状態から車両を発進させる場合に後退を防ぐように構成される。本明細書に示される制御戦略の結果として、本発明の主題の制御システムを使用する車両は、よりユーザーフレンドリーであり、および操作に求められる技能はより少ない。加えて、本発明の主題の制御システムは、制御ソフトウェアの修正によって、およびハードウェアの大きなアップデートまたは修正なしで、既存の車両へと追加導入されてもよい。 In one embodiment, the control system of the present subject matter utilizes the aforementioned functionality to provide control of the vehicle while the vehicle is still moving in the desired direction of travel to prevent backing up of the vehicle about to stop. configured to provide controlled deceleration and automatic application of service brakes. That is, service braking is applied depending on vehicle acceleration/deceleration prior to exceeding zero speed. The system of the present subject matter further provides a maximum or predetermined target torque start by determining a torque threshold to achieve the desired acceleration (rather than speed), or instead of a threshold torque start. is configured to prevent backward movement when the vehicle is started from a stopped state on a slope. As a result of the control strategies presented herein, vehicles using the control system of the present subject matter are more user-friendly and require less skill to operate. Additionally, the control system of the present subject matter may be retrofitted to existing vehicles with modification of the control software and without major hardware updates or modifications.
一実施形態では、車両を制御する方法が提供される。該方法は、選択された移動方向に坂を移動する間に、車両の制御された減速を提供するために車両の少なくとも1つの主電動機を制御する工程、および車両が選択された移動方向に移動している間に車両の常用ブレーキを自動的に適用する工程を含む。 In one embodiment, a method of controlling a vehicle is provided. The method comprises controlling at least one traction motor of the vehicle to provide controlled deceleration of the vehicle while traveling uphill in the selected direction of travel; and moving the vehicle in the selected direction of travel. automatically applying the service brakes of the vehicle while
別の実施形態では、システムが提供される。システムは、車両の駆動システムに電気的に連結されるように構成された制御ユニットであって、駆動システムが、車両に原動力を提供するために少なくとも1つの主電動機を含む、制御ユニット、および車両の少なくとも1つのホイールに連結されている常用ブレーキを含む。選択された移動方向に原動力を提供するコマンドのない状態で、制御ユニットは、車両が選択された移動方向に移動している間に、車両の後退を防ぐために自動的に常用ブレーキをかけるように構成される。 In another embodiment, a system is provided. The system is a control unit configured to be electrically coupled to a drive system of the vehicle, the drive system including at least one traction motor for providing motive power to the vehicle; and the vehicle. a service brake coupled to at least one wheel of the In the absence of a command to provide motive force in the selected direction of travel, the control unit automatically applies the service brakes to prevent rolling of the vehicle while the vehicle is traveling in the selected direction of travel. Configured.
一実施形態では、制御装置(142)はさらに、車両の後退を防ぐための常用ブレーキ(138)(140)の自動適用を通じて、坂にある時、または過度に積載されている場合に、車両の後退を防ぐために操作可能である。既存のLHD車両(10)では、過度の積載物を載せている場合、例えば運転者が加速ペダルを解除した後、および彼/彼女が手動で常用ブレーキをかける前に、バケットアーム(18)内のばね張力と過度の積載物の車両が位置している傾斜は、車両を不意に後方へ数フィート、進ませ得る。しかしながら、本明細書に記載の本発明の主題の実施形態によれば、制御ユニットまたは制御装置(142)は、坂の上で、または後退状態が検出された時に過度の積載物/荷重堆積物に押し込まれる時に、車両の運転者からの入力なしに、そのような不注意による後退を防ぐために、0速度または約0速度で車両(10)を保持するために常用ブレーキ(138)(140)を自動的に適用するように構成される。本明細書で使用されるように、「自動的に」は、車両の運転者からの入力または介入がないことを意味する。本明細書で使用されるように、「後退状態」は、選択された、または望ましい移動方向とは逆または異なる方向の車両移動が、ブレーキまたは車両の加速ペダルの押し下げがない状況で可能である状態または条件を意味する。 In one embodiment, the controller 142 further controls the vehicle when on a hill or when overloaded through automatic application of the service brakes 138, 140 to prevent the vehicle from rolling backwards. Manipulable to prevent backtracking. In existing LHD vehicles (10), when carrying an excessive load, e.g. after the driver releases the accelerator pedal and before he/she manually applies the service brakes, spring tension and the slope on which the vehicle of excessive load is located can cause the vehicle to unexpectedly roll several feet backwards. However, according to embodiments of the present inventive subject matter described herein, the control unit or control device (142) may prevent excessive payload/load build-up on hills or when a reverse condition is detected. service brakes (138) (140) to hold the vehicle (10) at or about zero speed to prevent such inadvertent reversing without input from the vehicle operator when pushed into the automatically applied. As used herein, "automatically" means without input or intervention from the vehicle operator. As used herein, a "reverse condition" is a situation in which vehicle movement in a direction opposite or different from a selected or desired direction of movement is possible in the absence of brake or vehicle accelerator pedal depression. Means a state or condition.
例えば、一実施形態では、制御装置(142)は、車両の選択された移動方向(つまり前またはバック)およびモーター(つまり1つ以上の主電動機)の速度を連続的または断続的にモニタリングまたは検出し、および後退状態が検出されると、車両(10)のホイール(118)(120)に関連する常用ブレーキ(138)(140)をかけることを直ちに命じるように構成される。実施形態では、「後退状態」は、モーター速度が選択された移動方向と逆または異なる方向で、所定の閾値を超過するときに存在する。本明細書で使用されるように、「選択された移動方向とは逆または異なる」は、例えば、選択された移動方向への車両の移動を達成するのに求められるのとは逆方向に、または選択された移動方向に車両を前進させるのに求められる以外のモード(例えば回生制動モード)で、モーターが回転していることを意味する。 For example, in one embodiment, the controller (142) continuously or intermittently monitors or senses the selected direction of travel of the vehicle (i.e., forward or reverse) and the speed of the motors (i.e., one or more traction motors). and to immediately command service brakes (138) (140) associated with wheels (118) (120) of vehicle (10) to be applied when a reverse condition is detected. In an embodiment, a "reverse condition" exists when the motor speed exceeds a predetermined threshold in a direction opposite or different from the selected direction of travel. As used herein, "opposite to or different from the selected direction of travel," e.g. or that the motor is running in a mode other than that required to propel the vehicle in the selected direction of travel (eg regenerative braking mode).
一実施形態では、後退を防ぐために常用ブレーキを自動的に適用するよう促す、移動方向とは逆または異なる閾値モーター速度は、約0rpmから約100rpmであり得る。他の実施形態では、閾値モーター速度は、約10rpmから約90rpmであり得る。他の実施形態では、閾値モーター速度は、約20rpmから約80rpmであり得る。他の実施形態では、閾値モーター速度は、約30rpmから約70rpmであり得る。他の実施形態では、閾値モーター速度は、約40rpmから約60rpmであり得る。さらに他の実施形態では、閾値モーター速度は、車両移動の選択された方向とは反対の方向に、約50rpmであり得る。 In one embodiment, the threshold motor speed opposite to or different from the direction of travel that prompts automatic application of the service brakes to prevent rolling back may be from about 0 rpm to about 100 rpm. In other embodiments, the threshold motor speed can be from about 10 rpm to about 90 rpm. In other embodiments, the threshold motor speed can be from about 20 rpm to about 80 rpm. In other embodiments, the threshold motor speed can be from about 30 rpm to about 70 rpm. In other embodiments, the threshold motor speed can be from about 40 rpm to about 60 rpm. In still other embodiments, the threshold motor speed may be approximately 50 rpm in a direction opposite the selected direction of vehicle travel.
一実施形態では、車両(10)はおよそ90:1の固定ギヤ比率を有し、そうすると、常用ブレーキをかけるための50rpmの閾値(選択された移動方向とは逆方向)は、観察者または運転者が動きとして知覚可能なものではないだろう。一実施形態では、制御装置(142)は、およそ100ミリセカンド以内で車両の後退状態を検出し、後退を防ぐために常用ブレーキ(138)(140)を適用するように構成される。一実施形態では、選択された移動方向がモーターの方向に一致するように運転者によって変更されるまで、および/または加速ペダルが運転者によって押し下げられ、または加速されるまで、ブレーキ(138)(140)は、制御装置(142)によって完全な動作状態またはかかっている状態に維持されてもよい。 In one embodiment, the vehicle (10) has a fixed gear ratio of approximately 90:1, so that the 50 rpm threshold for service braking (opposite to the selected direction of travel) is would not be perceivable as movement by humans. In one embodiment, controller (142) is configured to detect a vehicle reversing condition within approximately 100 milliseconds and apply service brakes (138) (140) to prevent reversing. In one embodiment, the brake (138) ( 140) may be maintained in a fully operational or engaged state by a controller (142).
ここで図9を参照すると、本発明の実施形態に係る、車両後退を防ぐために車両を制御する方法(200)が例示される。そこに示されるように、(202)において、車両の選択された移動方向が制御装置(142)によって検出され、記録される。少なくとも1つの主電動機(例えば、車両(10)のモーター(114)(116))の速度と方向もまた、モニタリングされる。(204)において、制御装置(142)は、モーターの方向が、選択された移動方向に相対するかどうかを決定する。否の場合、常用ブレーキの適用に関する自動操作は講じられない。モーター方向が選択された移動方向の逆である場合、制御装置(142)は次に(または同時に)、モーター速度が閾値速度を超過するかどうかを(206)において判定する。否の場合、常用ブレーキの適用に関する自動操作は講じられない。しかしながら、選択された移動方向と反対の方向でのモーターの検出速度が閾値速度を超過する場合、制御装置(142)は、車両の後退を防ぐために工程(208)において常用ブレーキを自動的にかける。上記で論じられたように、車両の運転者がモーターの方向に一致するように選択された移動方向を変更し、および/または加速ペダルが運転者によって押し下げられるまで、常用ブレーキはかけられ続ける。 Referring now to FIG. 9, a method (200) of controlling a vehicle to prevent vehicle rollover is illustrated, according to an embodiment of the present invention. As shown therein, at (202) the selected direction of travel of the vehicle is detected and recorded by the controller (142). The speed and direction of at least one traction motor (eg, motors 114, 116 of vehicle 10) are also monitored. At (204), controller (142) determines whether the direction of the motor is relative to the selected direction of travel. If not, no automatic action is taken regarding the application of the service brakes. If the motor direction is the opposite of the selected travel direction, the controller (142) next (or simultaneously) determines at (206) whether the motor speed exceeds the threshold speed. If not, no automatic action is taken regarding the application of the service brakes. However, if the sensed speed of the motor in the direction opposite to the selected direction of travel exceeds the threshold speed, the controller (142) automatically applies the service brakes in step (208) to prevent the vehicle from rolling back. . As discussed above, the service brakes continue to be applied until the vehicle operator changes the direction of travel selected to match the direction of the motor and/or the accelerator pedal is depressed by the driver.
図10は、車両後退防止システムの操作を例示するグラフ(1000)を示し、ここでライン(1002)はモーターの速度を表し、ライン(1004)はブレーキパーセントオン(ON)を表し、ライン(1006)は選択された移動方向から「REVERSE(バック)」を表し、ライン(1008)は選択された移動方向に「FORWARD(前進)」を表し、ライン(1010)は加速ペダルの押し下げを表す。(1012)において、前進モーター速度は50rpmの閾値モーター速度を超過し、他方で車両は選択された逆の移動方向に動作している。(1014)において、車両の後退を防ぐために、次に常用ブレーキが制御装置によって100%かかる/起動するように自動的に作動する。(1016)において、運転者は(または制御装置が自動的に)、バックから前進に車両をシフトし、および(1018)において、車両を前進させるために加速ペダルが押し下げられる。(1020)において、制御装置は次に常用ブレーキを解除する。 FIG. 10 shows a graph (1000) illustrating the operation of a vehicle back-up prevention system, where line (1002) represents motor speed, line (1004) represents brake percent on (ON), and line (1006) represents motor speed. ) represents "REVERSE" from the selected travel direction, line (1008) represents "FORWARD" from the selected travel direction, and line (1010) represents accelerator pedal depression. At (1012), the forward motor speed exceeds the threshold motor speed of 50 rpm while the vehicle is operating in the reverse travel direction selected. At (1014), the service brakes are then automatically activated by the controller to 100% applied/activated to prevent the vehicle from rolling backwards. At (1016) the driver (or the controller automatically) shifts the vehicle from reverse to forward, and at (1018) the accelerator pedal is depressed to propel the vehicle forward. At (1020), the controller then releases the service brake.
一実施形態では、本発明の制御システムまたは制御装置は、前記の機能の利用によって、後退状態が検出された時はいつでも自動的に常用ブレーキをかけるように構成される。これは、運転者による入力または操作の必要なく、坂で、または過度の積載物を積んでいる時などに、車両が後退するのを防ぎ、および車両が前進またはバックしている時に、選択された方向以外の方向への車両の移動が不可能であることを保証する。このように車両移動を管理することによって、本発明の主題の制御システムは、選択された方向以外の方向への後退または車両移動を防ぐことを保証する。結果として、本発明の主題の制御システムを使用する車両は、よりユーザーフレンドリーであり、および操作に求められる技能はより少ない。加えて、本発明の主題の制御システムは、(例えば、本明細書に記載されるように、制御装置に命令して操作するために)制御ソフトウェアの修正によって、およびハードウェアの大幅な改良または修正なしに、既存の車両へと追加導入(例えば、追加)されてもよい。 In one embodiment, the control system or controller of the present invention is configured to automatically apply the service brakes whenever a reverse condition is detected through the use of the features described above. This prevents the vehicle from reversing, such as on a hill or when carrying an excessive load, without the need for input or action by the driver, and is selected when the vehicle is moving forward or in reverse. Ensure that the vehicle cannot move in any direction other than the direction indicated. By managing vehicle movement in this manner, the control system of the present subject matter ensures that reversing or vehicle movement in directions other than the selected direction is prevented. As a result, vehicles using the control system of the present subject matter are more user-friendly and require less skill to operate. In addition, the control system of the present subject matter can be modified by modification of the control software (e.g., to command and operate the controller as described herein) and by significant hardware improvements or It may be retrofitted (eg, added on) to existing vehicles without modification.
一実施形態では、車両を制御する方法が提供される。該方法は、車両の選択された移動方向を決定する工程、車両のモーターの動作方向をモニタリングする工程、モーターの速度をモニタリングする工程、後退状態が検出された時に車両の後退を防ぐために自動的に車両の常用ブレーキをかける工程を含む。一実施形態では、モーターの動作方向が選択された移動方向と異なる場合に、後退状態が存在する。一実施形態では、モーターの速度が閾値速度を超過している場合に、後退状態が存在する。一実施形態では、車両はロードホールダンプ車である。一実施形態では、常用ブレーキは、水圧または空気の常用ブレーキである。一実施形態では、該方法はまた、選択された移動方向がモーターの動作方向と一致しており、かつ車両の加速ペダルが押し下げられている時に、常用ブレーキを解除する工程を含んでもよい。一実施形態では、閾値速度は約0rpmから約100rpmである。さらに他の実施形態では、閾値速度は約40rpmから約60rpmである。さらに他の実施形態では、閾値速度は約50rpmである。一実施形態では、車両は、およそ90:1の固定ギヤ比率を有する。 In one embodiment, a method of controlling a vehicle is provided. The method includes the steps of determining a selected direction of travel of the vehicle, monitoring the direction of operation of a motor of the vehicle, monitoring the speed of the motor, and automatically preventing the vehicle from reversing when a reversing condition is detected. applying the service brakes of the vehicle. In one embodiment, a retraction condition exists when the direction of motion of the motor differs from the selected direction of travel. In one embodiment, a reverse condition exists when the speed of the motor exceeds the threshold speed. In one embodiment, the vehicle is a road haul dump truck. In one embodiment, the service brake is a hydraulic or pneumatic service brake. In one embodiment, the method may also include releasing the service brake when the selected direction of travel is consistent with the direction of motion of the motor and the accelerator pedal of the vehicle is depressed. In one embodiment, the threshold speed is from about 0 rpm to about 100 rpm. In still other embodiments, the threshold speed is from about 40 rpm to about 60 rpm. In still other embodiments, the threshold speed is about 50 rpm. In one embodiment, the vehicle has a fixed gear ratio of approximately 90:1.
別の実施形態では、システムが提供される。システムは、車両の駆動システムに電気的に連結されるように構成された制御ユニットであって、駆動システムが、車両に原動力を提供するために少なくとも1つの主電動機を含む、制御ユニット、および車両の少なくとも1つのホイールに連結されている常用ブレーキを含む。制御ユニットは、後退状態が検出された時に車両の後退を防ぐために自動的に常用ブレーキをかけるように構成される。一実施形態では、制御ユニットは、少なくとも1つの主電動機の動作方向と少なくとも1つの主電動機の速度をモニタリングするように構成される。一実施形態では、少なくとも1つの主電動機の動作方向が、車両の選択された移動方向に対応するモーターの動作方向とは異なる場合に、および少なくとも1つの主電動機の速度が閾値速度を上回る場合に、後退状態が存在する。一実施形態では、制御ユニットは、選択された移動方向が少なくとも1つの主電動機の動作方向と一致しており、かつ車両の加速ペダルが押し下げられている時に、常用ブレーキを解除するように構成される。一実施形態では、常用ブレーキはエア式ブレーキまたは液圧ブレーキである。一実施形態では、閾値速度は約50rpmである。一実施形態では、車両は、およそ90:1の固定ギヤ比率を有する。 In another embodiment, a system is provided. The system is a control unit configured to be electrically coupled to a drive system of the vehicle, the drive system including at least one traction motor for providing motive power to the vehicle; and the vehicle. a service brake coupled to at least one wheel of the The control unit is configured to automatically apply the service brakes to prevent the vehicle from reversing when a reversing condition is detected. In one embodiment, the control unit is configured to monitor the operating direction of the at least one traction motor and the speed of the at least one traction motor. In one embodiment, if the operating direction of the at least one traction motor is different from the operating direction of the motor corresponding to the selected direction of travel of the vehicle and if the speed of the at least one traction motor is above the threshold speed , there is a retreat condition. In one embodiment, the control unit is configured to release the service brake when the selected direction of travel coincides with the direction of operation of the at least one traction motor and the accelerator pedal of the vehicle is depressed. be. In one embodiment, the service brake is an air or hydraulic brake. In one embodiment, the threshold speed is approximately 50 rpm. In one embodiment, the vehicle has a fixed gear ratio of approximately 90:1.
さらに別の実施形態では、車両が提供される。車両は、車両のホイールに駆動関係で連結された主電動機を含む駆動システムであって、主電動機が、動作の前進モードで選択された移動方向に車両を前進させるために原動力を提供するように構成されている、駆動システムに電気的に連結される制御装置、および車両の少なくとも1つのホイールに連結されている摩擦ブレーキを含む。制御装置は、後退状態が検出された時に車両の後退を防ぐために自動的に摩擦ブレーキをかけるように構成される。一実施形態では、制御装置は、モーターの動作方向とモーターの速度をモニタリングするように構成される。一実施形態では、モーターの動作方向が車両の選択された移動方向と異なり、かつ少なくとも1つの主電動機の速度が閾値速度を上回る場合に、後退状態が存在する。一実施形態では、閾値速度は約50rpmであり、および車両はおよそ90:1の固定ギヤ比率を有する。一実施形態では、車両はロードホールダンプ車である。 In yet another embodiment, a vehicle is provided. The vehicle is a drive system including a traction motor connected in driving relationship to the wheels of the vehicle such that the traction motor provides motive power to propel the vehicle in a selected direction of travel in a forward mode of operation. A configured controller electrically coupled to the drive system and a friction brake coupled to at least one wheel of the vehicle. The controller is configured to automatically apply the friction brakes to prevent the vehicle from reversing when a reversing condition is detected. In one embodiment, the controller is configured to monitor the direction of motion of the motor and the speed of the motor. In one embodiment, a reverse condition exists when the direction of operation of the motors is different from the vehicle's selected direction of travel and the speed of at least one traction motor is above a threshold speed. In one embodiment, the threshold speed is approximately 50 rpm and the vehicle has a fixed gear ratio of approximately 90:1. In one embodiment, the vehicle is a road haul dump truck.
本発明の主題のさらなる実施形態は、傾斜した(0度より大きい)坂にある時の発進と停止のための車両の操作を自動化するために、車両における摩擦ブレーキから電気的力への(逆もまた同じ)移行を制御するための制御システムと方法(例えばブレーキ制御)に関する。一態様によれば、例えば、制御システム(および関連方法)は、車両が傾斜した坂で停止状態から動きだすために操作される時の後退を防ぐために、車両の電動駆動システムと摩擦ブレーキシステムを同時に制御するために構成される。他の態様によれば、制御システム(および関連方法)は、傾斜した坂を移動している間に、車両を停止させ、車両を停止したままにしておくために、車両の電動駆動システムと摩擦ブレーキシステムを同時に制御するために構成される。 A further embodiment of the present subject matter is the conversion from friction braking to electrical force (reverse also the same) relates to control systems and methods for controlling transitions (eg brake control). According to one aspect, for example, the control system (and related methods) simultaneously activates the vehicle's electric drive system and the friction braking system to prevent rollover when the vehicle is maneuvered to roll out of a standstill on an incline. configured to control. According to another aspect, the control system (and related methods) engages the vehicle's electric drive system and friction to stop the vehicle and keep the vehicle stationary while traveling on an incline. Configured for simultaneous control of the braking system.
電動駆動システム(100)の他の実施形態が図11に示される。電動駆動システム(100)は、少なくとも部分的に車両(10)(30)内に収容され、およびエンジン(1106)(例えばディーゼルエンジン)によって機械的に駆動されるように連結された三相交流(AC)発生器/オルタネータ(1108)を含む。発生器(1108)のAC出力は、1つ以上の整流器(1110)に供給され、これは発生器/オルタネータ(1108)のAC出力を直流(DC)出力に変換するように構成される。整流器(1110)のDC出力は、DCバスに供給され、これは(他の負荷のうちで)1セットのインバーター(1112)(1114)に供給される。インバーター(1112)(1114)は、DCバスからの直流電源を、制御された三相の周波数可変交流電源に変換するように構成される。インバーター(1112)(1114)の出力は、それぞれ電気モーター(1102)(1104)に電気的に連結され、およびインバーター(1112)(1114)による交流電源出力は、電気モーター(1102)(1104)を駆動するのに適した波形を有する。電気モーター(1102)(1104)は、車両のホイールの第1のセットの駆動ホイール(例えば後車輪)に動作可能に連結される。例えば、モーター(1102)(1104)は三相のAC誘導ホイールモーターであってもよい。車両のホイールの第2のセットが駆動ホイールである場合、電動駆動システム(100)は、図11のインバーター(1112)(1114)とモーター(1102)(1104)と同様に連結された、追加のインバーターと電気モーターを含むことができる。 Another embodiment of an electric drive system (100) is shown in FIG. The electric drive system (100) is housed at least partially within the vehicle (10)(30) and includes a three-phase alternating current ( AC) generator/alternator (1108). The AC output of the generator (1108) is provided to one or more rectifiers (1110), which are configured to convert the AC output of the generator/alternator (1108) to direct current (DC) output. The DC output of the rectifier (1110) is fed to the DC bus, which (among other loads) feeds a set of inverters (1112) (1114). Inverters (1112) (1114) are configured to convert DC power from the DC bus into controlled three-phase, frequency-variable AC power. The outputs of inverters (1112) (1114) are electrically coupled to electric motors (1102) (1104), respectively, and the AC power output by inverters (1112) (1114) powers electric motors (1102) (1104). It has a suitable waveform for driving. Electric motors (1102) (1104) are operatively coupled to drive wheels (eg, rear wheels) of a first set of wheels of the vehicle. For example, motors (1102) (1104) may be three-phase AC induction wheel motors. If the second set of wheels of the vehicle are drive wheels, the electric drive system (100) may include an additional May include inverters and electric motors.
図11にさらに示されるように、駆動システム制御ユニットまたは制御装置(1116)は、電動駆動システム(100)に電気的に連結される。例えば、駆動システム制御ユニットは、インバーター(1112)(1114)に連結されてもよい。駆動システム制御ユニット(1116)は、他のタスクのうちでも、望ましいトルク要求信号を決定し、インバーター(1112)(1114)へ送るように構成される。トルク要求信号は、望ましいトルク出力の大きさへと、車両移動の意図した方向に対応する望ましい回転方向でモーター(1102)(1104)を駆動するために、インバーター(1112)(1114)のための制御ユニットによって処理される。制御ユニットはまた、車両の速度を落とす、または停止させるために、ホイール(例えば後車輪)に制動牽引力を提供するためにモーター(1102)(1104)を制御するように構成される。特に、電気減速としても知られる電気制動モードで操作されている時、電気モーター(1102)(1104)は発生器として作動するように転換され、および車両の駆動ホイールは電気モーター(1102)(1104)を駆動する。モーター(1102)(1104)の駆動は、駆動ホイールにトルクを据え、それらを遅らせ、そうして車両にブレーキをかける。一実施形態では、制御ユニット(1116)は、以下に詳細にまたは本明細書の他所で論じられるように、車両制御のために提供される1セットの保存された命令に従って動作する1つ以上のマイクロプロセッサーを含む。 As further shown in FIG. 11, a drive system control unit or controller (1116) is electrically coupled to the electric drive system (100). For example, the drive system control unit may be coupled to inverters (1112) (1114). The drive system control unit (1116) is configured, among other tasks, to determine the desired torque demand signal and send it to the inverters (1112) (1114). The torque demand signal is applied to the inverters 1112, 1114 to drive the motors 1102, 1104 in the desired direction of rotation corresponding to the intended direction of vehicle travel to the desired torque output magnitude. processed by the control unit. The control unit is also configured to control the motors (1102) (1104) to provide braking traction to the wheels (eg, rear wheels) to slow or stop the vehicle. In particular, when operated in electric braking mode, also known as electric deceleration, the electric motors (1102) (1104) are converted to act as generators, and the drive wheels of the vehicle (1102) (1104) ). Driving the motors (1102) (1104) puts torque on the drive wheels and retards them, thus braking the vehicle. In one embodiment, the control unit (1116) operates according to a set of stored instructions provided for vehicle control, as discussed in detail below or elsewhere herein. Includes microprocessor.
図12は、制御システム(例えばブレーキ制御システム)または制御ユニット(1116)の実施形態をより詳細に示す。制御システム(1116)は摩擦ブレーキシステム(1222)を含み、この摩擦ブレーキシステム(1222)は、車両のホイール(1212)(例えば後車輪)の第1のセットに関連する第1の(例えばリア)摩擦ブレーキユニット(1220)(例えば摩擦ブレーキ作動ユニット)、および車両のホイール(1214)(例えば前車輪)の第2のセットに関連する第2の(例えばフロント)摩擦ブレーキユニット(1218)(例えば摩擦ブレーキ作動ユニット)を含む。一実施形態では、摩擦ブレーキシステム(1216)は液圧ブレーキシステムであって、第1の摩擦ブレーキユニット(1220)への作動油の圧力を制御するのに制御可能な第1の(例えばリア)ブレーキソレノイドバルブ(1226)と、第2の摩擦ブレーキユニット(1218)への作動油の圧力を制御するのに制御可能な第2の(例えばフロント)ブレーキソレノイドバルブ(1224)をさらに含む。他の実施形態において、第1および第2の摩擦ブレーキユニット(1218)(1220)を作動させるための他の手段もまた、本発明の主題のより広い態様から逸脱することなく利用され得る。いずれか(または任意の)実施形態では、各摩擦ブレーキユニットは、例えば、ホイール(1212)(1214)に関連する可動部、例えば車軸またはブレーキディスク/ローターに動作可能に連結されたブレーキパット、ディスク/ローターに対してブレーキパットに力を加えるための水力作動カリパスなどに、摩擦負荷を制御可能に適用するための、それぞれのコンポーネントを含んでもよい。制御システム(1116)はさらに、ブレーキペダルの押し下げ等の運転者入力に少なくとも部分的に反応して、第1と第2の(つまりリアとフロント)摩擦ブレーキユニット(1220)(1218)の適用を制御するように構成される摩擦ブレーキ制御ユニット(1227)を含む。 FIG. 12 shows an embodiment of the control system (eg brake control system) or control unit (1116) in more detail. The control system (1116) includes a friction braking system (1222) that is associated with a first (eg, rear) set of wheels (1212) (eg, rear wheels) of the vehicle. A friction brake unit (1220) (e.g. friction brake actuation unit) and a second (e.g. front) friction brake unit (1218) (e.g. friction brake actuation unit). In one embodiment, the friction braking system (1216) is a hydraulic braking system and includes a controllable first (e.g., rear) brake system for controlling hydraulic fluid pressure to the first friction braking unit (1220). It further includes a brake solenoid valve (1226) and a controllable second (eg, front) brake solenoid valve (1224) to control hydraulic fluid pressure to the second friction brake unit (1218). In other embodiments, other means for actuating the first and second friction brake units (1218) (1220) may also be utilized without departing from the broader aspects of the present subject matter. In any (or any) embodiment, each friction brake unit includes, for example, brake pads, discs operably coupled to moving parts associated with wheels (1212) (1214), such as axles or brake discs/rotors. / may include respective components for controllably applying a frictional load, such as hydraulically actuated calipers for applying force to the brake pads against the rotor. The control system (1116) is further responsive, at least in part, to driver input, such as brake pedal depression, to cause application of the first and second (i.e., rear and front) friction brake units (1220) (1218). and a friction brake control unit (1227) configured to control.
一実施形態では、駆動システム制御ユニット(1116)と摩擦ブレーキ制御ユニット(1227)は、互いに電気的に連結され、概して1つ以上の制御装置(1229)と呼ばれる場合もある。駆動システム制御ユニット(1116)と摩擦ブレーキ制御ユニット(1227)は、図12において別個のコンポーネントとして例示されるが、両制御ユニット(1116)(1227)は、本発明の主題のより広い態様から逸脱することなく、単一の制御ユニット/制御装置/プロセッサーに統合され得る。 In one embodiment, the drive system control unit (1116) and the friction brake control unit (1227) are electrically coupled together and may generally be referred to as one or more controllers (1229). Although drive system control unit (1116) and friction brake control unit (1227) are illustrated as separate components in FIG. 12, both control units (1116) and (1227) depart from the broader aspects of the present subject matter. can be integrated into a single control unit/controller/processor without
図12にさらに示されるように、駆動システム制御ユニット(1116)は、車両(10)の駆動列(1228)に電気的に連結され、これは、電動駆動システム(100)、例えばエンジン(1106)、発生器(1108)、整流器(1110)、インバーター(1112)(1114)、および駆動モーター(1102)(1104)(またはそうでなければ、図11に示されるようなAC誘導ホイールモーター)を含む。電気的制動ブレーキモードで車両(10)にブレーキをかける場合、制御ユニット(1116)は、ホイールに要求された望ましい車両制動トルクを提供することを、電動駆動システム(100)に命じる(インバーター(1112)(1114)およびモーター(1102)(1104)を含む電気的制動システムとして有効に作動する)。 As further shown in FIG. 12, the drive system control unit (1116) is electrically coupled to the drive train (1228) of the vehicle (10), which controls the electric drive system (100), such as the engine (1106). , generator (1108), rectifier (1110), inverters (1112) (1114), and drive motors (1102) (1104) (or otherwise AC induction wheel motors as shown in FIG. 11). . When braking the vehicle (10) in the electric brake braking mode, the control unit (1116) commands the electric drive system (100) to provide the desired vehicle braking torque requested to the wheels (inverter (1112 ) (1114) and motors (1102) (1104) effectively operate as an electrical braking system).
さらに図12に示されるように、駆動システム制御ユニット(1116)および/または摩擦ブレーキ制御ユニット(1227)の一方または両方は、運転者制御(1233)、例えば、車両(10)を駆動し、かつブレーキをかけるための電気モーター(1102)(1104)の操作のために、イグニションスイッチ(1234)、アクセル開度トランスデューサー(1236)、ブレーキペダル位置トランスデューサー(1238)、および/またはギヤセレクタ(1240)から、入力を受信するように構成されてもよい。イグニションスイッチ(1234)は、車両のオン/オフのために操作可能である。アクセル開度トランスデューサー(1236)は、加速ペダルまたは他のアクチュエーターの位置を検出するように構成される。ブレーキペダル位置トランスデューサー(1238)は、ブレーキペダルまたは他のアクチュエーターの位置を検出するように構成される。ギヤセレクター(1240)は、車両移動の意図された、または望ましい方向、前進またはバック等を運転者が選択できるようにするための手段を提供する。加えて、または代替的に、運転者制御は、他のタイプの入力インターフェース(1242)、例えばステアリングホイールまたは他のステアリング制御、タッチスクリーンまたは他のコンピュータインタフェース、制御システムまたは自律制御装置からの制御入力等を含んでもよい。図12にさらに示されるように、ディスプレイ(1244)は、車両(10)の運転者が様々な車両システムに関する状況情報を見ることができるようにする駆動システム制御ユニット(1116)に、電気的に連結されてもよい。ディスプレイ(1244)と運転者制御(1233)は総体としてI/O(入出力)システム(1245)を形成する。 As further shown in FIG. 12, one or both of the drive system control unit (1116) and/or the friction brake control unit (1227) drive the driver control (1233), e.g., the vehicle (10), and Ignition switch (1234), accelerator position transducer (1236), brake pedal position transducer (1238), and/or gear selector (1240) for operation of electric motors (1102) (1104) to apply brakes may be configured to receive input from. An ignition switch (1234) is operable for turning the vehicle on/off. Accelerator position transducer (1236) is configured to detect the position of an accelerator pedal or other actuator. Brake pedal position transducer (1238) is configured to detect the position of a brake pedal or other actuator. Gear selector (1240) provides a means for allowing the driver to select the intended or desired direction of vehicle travel, such as forward or reverse. Additionally or alternatively, the driver controls may be controlled inputs from other types of input interfaces (1242), such as steering wheel or other steering controls, touch screens or other computer interfaces, control systems or autonomous controllers. etc. may be included. As further shown in FIG. 12, the display (1244) is electrically connected to the drive system control unit (1116) which allows the operator of the vehicle (10) to view status information regarding various vehicle systems. may be concatenated. The display (1244) and driver controls (1233) collectively form an I/O (input/output) system (1245).
さらに図12を参照すると、制御システム(1116)は、傾斜上において発進および停止するときの車両の操作を自動化するように構成される。操作において、車両の運転者(運転者はヒトまたは自律制御装置であってもよい)が、車両の停止または特定方向への車両の移動を要求する場合(例えば、いずれの場合においても、運転者制御の起動による)、駆動システム制御ユニット(1116)は、摩擦ブレーキから電気的力/推進力の移行を、またはその逆を制御するために、摩擦ブレーキ制御ユニット(1227)と通信する。特に、制御システムは、駆動システム制御ユニット(1116)が(例えば電動駆動システム(100)からのフィードバックまたは他の情報に応じて)摩擦ブレーキ制御ユニット(1227)からの特定の制動力を要求できるようにする、駆動システム制御ユニット(1116)と摩擦ブレーキ制御ユニット(1227)との間のインターフェースを含む。このインターフェースはまた、駆動システム制御ユニット(1116)が、摩擦制動力が加えられ、または取り除かれる(すなわち、増加または減少する)ように、摩擦ブレーキ制御ユニット(1227)から要求することを可能にする。したがって、実施形態では、駆動システム制御ユニット(1116)は、車両が停止中または発進中に、摩擦ブレーキの適用量を制御するために、摩擦ブレーキ制御ユニット(1227)と通信するように構成される。例えば、駆動システム制御ユニット(1116)は、車両が位置づけられている傾斜した坂で車両が停止中または発進中に、摩擦ブレーキの適用量を少なくとも部分的に自動的に制御するために、摩擦ブレーキ制御ユニットと通信するよう構成されてもよい(少なくとも部分的な自動制御は、完全な自動制御、または運転者入力、例えばブレーキペダルまたは加速ペダルの位置の変化の度合いに応じた、およびそれらに比例する、ブレーキまたは加速の度合いまたは速度に応じた、および部分的に基づく、自動制御を意味する)。 Still referring to FIG. 12, the control system (1116) is configured to automate the operation of the vehicle when starting and stopping on grades. In operation, if the driver of the vehicle (the driver may be a human or an autonomous controller) requests that the vehicle stop or move in a particular direction (e.g., in either case, the driver Upon control activation), the Drive System Control Unit (1116) communicates with the Friction Brake Control Unit (1227) to control the transfer of electrical force/propulsion from the friction brakes and vice versa. In particular, the control system enables drive system control unit (1116) to request a particular braking force from friction brake control unit (1227) (eg, in response to feedback or other information from electric drive system (100)). includes an interface between the drive system control unit (1116) and the friction brake control unit (1227) to enable This interface also allows the drive system control unit (1116) to request from the friction brake control unit (1227) that the friction braking force be applied or removed (i.e. increased or decreased). . Thus, in an embodiment, the drive system control unit (1116) is configured to communicate with the friction brake control unit (1227) to control the amount of friction brake applied while the vehicle is stationary or in motion. . For example, drive system control unit (1116) may use the friction brakes to at least partially automatically control the amount of friction brakes applied while the vehicle is stopped or started on an incline on which the vehicle is positioned. may be configured to communicate with a control unit (at least partially automatic control may be fully automatic control, or dependent on and proportional to the degree of change in driver input, e.g. brake pedal or accelerator pedal position); automatic control, depending on and partly based on the degree or speed of braking or acceleration).
上記に関して、駆動システム制御ユニット(1116)は、所与の傾斜した坂で車両(10)を保持するために必要とされる力を算出するためにシステムパラメータを利用するように構成される。駆動システム制御ユニット(1116)は次に、この決定された力に基づいて、摩擦ブレーキの解除、またはさらなる摩擦制動力の付加をいつ要求するかを決定する。力は、2014年8月20日に出願された前述の米国特許出願第14/464,226号に概説されるような様々な方法に基づいて決定され得る。代替的にまたは付加的に、制御ユニット(1116)は、内蔵の慣性計測装置によって生成されるような傾斜した坂の情報、車両質量に関する情報(例えば、重量測定ステーション、または既知の状態下での車両加速に関するセンサーデータからの内蔵の、物理学に基づく計算から決定される)、他の車両/システムパラメータ(例えば車両ホイール半径)等に基づいて決定される力のために構成されてもよい。 Regarding the above, drive system control unit (1116) is configured to utilize system parameters to calculate the force required to hold vehicle (10) on a given slope. The drive system control unit (1116) then determines when to call for releasing the friction brakes or applying more friction braking force based on this determined force. Force may be determined based on a variety of methods, such as those outlined in the aforementioned US patent application Ser. No. 14/464,226, filed Aug. 20, 2014. Alternatively or additionally, the control unit (1116) may include incline information, such as generated by an on-board inertial measurement unit, information on vehicle mass (e.g., weighing stations, or information on vehicle mass under known conditions). (determined from built-in, physics-based calculations from sensor data regarding vehicle acceleration), forces determined based on other vehicle/system parameters (e.g., vehicle wheel radius), etc.
実施形態では、制御システム(1116)はまた、後退に対抗する性能を提供するように構成される。特に、駆動システム制御ユニット(1116)は、停止状態から傾斜した坂を上るように車両を動かすのに必要なトルクレベルを決定するように構成される(つまり、車両は傾斜した坂で停止しており、次に傾斜した坂を上るように制御される)。トルクレベルは力に基づいて決定されてもよく、例えばトルクレベルは、少なくともちょうど力を超えるレベルであるだろう。必要とされるトルクを算出する際(またはトルクの算出後のある時点)、駆動システム制御ユニット(1116)は、実質的な後退なく、望ましい方向に車両を動かし始めるために、摩擦ブレーキの適用を取り除くよう要求するために(つまり、摩擦ブレーキの適用量=0)摩擦ブレーキ制御ユニット(1227)と通信する。したがって、実施形態では、駆動システム制御ユニット(1116)はさらに、運転者制御からの入力(傾斜した坂を車両が上り下りすること)に反応して、摩擦ブレーキの適用を取り除くために摩擦ブレーキ制御ユニット(1227)と通信し、同時に、車両の実質的な後退なく、車両が停止状態から傾斜した坂を上る(または下る)ように移動できるように、決定されたトルクレベルに従って電気的原動力を提供するために電動駆動システム(100)を制御するよう構成される。 In an embodiment, control system (1116) is also configured to provide performance against rollover. In particular, drive system control unit (1116) is configured to determine the torque level required to move the vehicle up an incline from a standstill (i.e., the vehicle is stopped on an incline). and then controlled to climb an inclined slope). The torque level may be determined based on the force, eg the torque level will be at least just above the force. Upon calculating the required torque (or at some point after calculating the torque), the drive system control unit (1116) initiates the application of the friction brakes to begin moving the vehicle in the desired direction without substantial rollback. Communicate with the Friction Brake Control Unit (1227) to request removal (ie, Friction Brake Application = 0). Thus, in an embodiment, the drive system control unit (1116) further responds to input from the driver control (vehicle going up or down an incline) by adjusting the friction brake control to remove application of the friction brake. Communicate with unit (1227) and at the same time provide electrical motive force in accordance with a determined torque level to enable the vehicle to move from rest to up (or down) an inclined slope without substantial rollback of the vehicle. configured to control the electric drive system (100) to do so.
駆動システム制御ユニット(1116)は、(摩擦ブレーキシステムを制御する摩擦ブレーキ制御ユニットによって)摩擦ブレーキの適用が取り除かれる際の量と速度が、(駆動システム制御ユニットによって制御される電気駆動システムによって)追加トルクが提供される際の量と速度に比例する、または等しくなるよう自動的に制御されるように、電気駆動システムと摩擦ブレーキ制御ユニットと通信するために構成されてもよい。例えば、摩擦ブレーキの適用が特定の量まで縮小されると、摩擦ブレーキの適用が完全に取り除かれるまで、車両の後退を防ぐために摩擦ブレーキの適用の低下をオフセットするのに少なくとも十分な量まで、トルクは同時に増加され、この時に追加のトルクが車両の前進のために生成される(車両の「実質的な」後退なくというのは、車両の後退がないこと、および指定の安全指針を依然として満たしていると見なされる、閾値を下回る車両の後退、例えば、特定の運搬トラックに適用するならばわずか0.3メートルの後退を含む)。 The drive system control unit (1116) determines (by the friction brake control unit which controls the friction brake system) the amount and speed at which the application of the friction brake is removed (by the electric drive system controlled by the drive system control unit). It may be configured to communicate with the electric drive system and the friction brake control unit so that it is automatically controlled to be proportional or equal to the amount and speed at which additional torque is provided. For example, once the application of the friction brake is reduced by a certain amount, until the application of the friction brake is completely removed, up to at least an amount sufficient to offset the reduction in the application of the friction brake to prevent rolling of the vehicle. The torque is increased at the same time, at which time additional torque is generated for the forward movement of the vehicle (no "substantial" back-up of the vehicle means that there is no back-up of the vehicle and that the specified safety guidelines are still met). vehicle setback below a threshold that is considered to be unacceptable, including, for example, as little as 0.3 meters of setback if applied to a particular haul truck).
他の実施形態において、制御システムは代替的にまたは付加的に、車両(10)が坂で操作されている時等に、制御された停止性能を提供するように構成される。特に、駆動システム制御ユニット(1116)は、車両(10)を停止させ、かつ坂で車両を停止したままにするために、決定された力に少なくとも部分的に基づいて、任意の傾斜した坂で車両を保持するために必要とされる力を計算し、および、坂で移動している間に車両を停止させるための運転者制御からの入力に応じて、摩擦ブレーキの適用量を増加させるために摩擦ブレーキ制御ユニット(1227)と通信するよう構成される。駆動システム制御ユニット(1116)はさらに、第1の場所で車両を停止させるのに必要とされる力を算出し、および同時に、車両を停止させて傾斜した坂で保持するための摩擦ブレーキの適用量(および速度)を要求するために、摩擦制動制御ユニット(1227)と通信するよう構成されてもよい。一般に、そのような計算は、車両質量、移動の現時点での速度/速さ、坂の傾斜度等を考慮に入れてもよい。例えば、坂を上っている間に車両を停止させるのに求められる制動力は、回転摩擦/抵抗による因子よりも、坂での重力による因子よりも、車両質量と減速の速度(任意の距離にわたる、現在の速度から0への速度変化)に依存するだろう。坂で停止した車両を保持するのに次に求められるブレーキ力は、上記で論じられるように、車両質量、勾配等に依存するだろう。 In other embodiments, the control system is alternatively or additionally configured to provide controlled stopping performance, such as when the vehicle (10) is maneuvering on a slope. In particular, drive system control unit (1116) controls the vehicle (10) to stop and to keep the vehicle stationary on any slope based at least in part on the determined force. To calculate the force required to hold the vehicle and to increase the amount of friction brake applied in response to input from the driver control to stop the vehicle while traveling on a slope. to communicate with the friction brake control unit (1227). The drive system control unit (1116) further calculates the force required to stop the vehicle at the first location and simultaneously applies friction brakes to stop the vehicle and hold it on an inclined slope. It may be configured to communicate with the friction braking control unit (1227) to request the amount (and speed). In general, such calculations may take into account vehicle mass, current speed/velocity of travel, grade of slope, and the like. For example, the braking force required to stop a vehicle while climbing a hill is more a function of vehicle mass and deceleration speed (for any distance speed change from current speed to 0). The braking force then required to hold the vehicle stopped on the slope will depend on vehicle mass, slope, etc., as discussed above.
実施形態では、車両を停止させ、および傾斜した坂で車両を停止させたままにしておくための摩擦ブレーキシステムの適用は、電気制動の縮小と同時である。ここで、駆動システム制御ユニット(1116)は、車両を停止させ、かつ坂で車両を停止したままにするために、決定された力に少なくとも部分的に基づいて、任意の傾斜した坂で車両(10)を保持するために必要とされる力を計算し、および電気的制動の縮小と同時に、摩擦ブレーキの適用量を増加させるために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信するよう構成される。したがって、車両が傾斜した坂を上るにつれて、車両を停止させるための運転者制御からの入力に反応して、駆動システム制御ユニット(1116)は、まず電気的制動を始動させ、および電気駆動システムによる制動力を、車両の減速に伴って縮小し、同時に摩擦ブレーキの適用量を増加させるために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信するよう構成されてもよい。車両が完全に停止した後、電気的制動の量は0になってもよく、そのような場合、摩擦ブレーキの適用量は、傾斜した坂に車両を停止させておくのに十分である。駆動システム制御ユニット(1116)は、電気的制動の縮小と同時に摩擦ブレーキの適用を増加させるための量と速度を自動的に制御するように構成されてもよく、そうすると、(i)車両の全体的な減速プロフィール(現時点での0でない速度から0速度への、速度の経時的変化)は直線的であり(したがって人間の運転者にとって平坦に見える)、および(ii)速度の観点において、運転者制御からの1つ以上の入力に比例し、例えば、駆動システム制御ユニットは、ブレーキのより高い度/速度に対する運転者制御からの入力 対 ブレーキのより低い度/速度に対する運転者制御からの入力に反応して、より素早い減速を提供するために電気制動の縮小を制御し、同時に摩擦ブレーキを強める。 In embodiments, the application of the friction braking system to stop the vehicle and keep the vehicle stationary on inclined slopes is concurrent with the reduction of electric braking. Here, drive system control unit (1116) controls the vehicle on any inclined slope based at least in part on the determined force to stop the vehicle and keep the vehicle stationary on the slope. 10) and is configured to communicate with the friction brake control unit to calculate the force required to hold and increase the application of the friction brake while reducing the electrical braking. Thus, as the vehicle climbs a graded incline, in response to input from the driver controls to stop the vehicle, the drive system control unit (1116) first initiates electrical braking and It may be configured to communicate with the friction brake control unit to decrease the braking force as the vehicle decelerates while simultaneously increasing the amount of friction brake applied. After the vehicle has come to a complete stop, the amount of electrical braking may be zero, in which case the applied amount of friction braking is sufficient to keep the vehicle stationary on an inclined slope. The drive system control unit (1116) may be configured to automatically control the amount and speed for increasing the application of friction braking concurrently with the reduction of electrical braking, such that (i) the overall vehicle (ii) in terms of speed, the driving proportional to one or more inputs from the driver control, e.g., the drive system control unit receives input from the driver control for higher degrees/speeds of braking versus input from the driver control for lower degrees/speeds of braking. In response, it controls the reduction of electric braking to provide quicker deceleration while simultaneously increasing friction braking.
実施形態では、制御システムは、傾斜した坂での車両の制御された停止、および車両が停止位置から前に(例えば坂を上って)移動するように制御される後退への抵抗の両方のために構成される。ここで、坂を移動している車両を停止させるための運転者制御からの第1の入力に反応する駆動システム制御ユニットは、(坂で車両を停止したままにするための)力を決定し、および(例えば電気的制動の縮小と同時に)、決定された力に少なくとも部分的に基づいて、車両を停止させ、かつ坂で車両を停止したままにしておくために、摩擦ブレーキの適用量を増加させるための摩擦ブレーキ制御ユニットと通信するように構成される。駆動システム制御ユニットはさらに、停止状態から車両が坂を上るように移動させるために必要なトルクレベルを決定するよう構成される。坂を上るために、車両に対する運転者制御における第2の入力に反応する駆動システム制御ユニットは:摩擦ブレーキの適用を取り除くために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信し;および、車両の実質的な後退なく、車両が停止位置から傾斜した坂を上に向かって移動できるように、決定されたトルクレベルに従って電気的原動力を提供するために、同時に電動駆動システムを制御するように構成される。 In an embodiment, the control system provides both a controlled stopping of the vehicle on an inclined slope and a controlled resistance to reversing such that the vehicle moves forward (e.g., up a slope) from the stopping position. configured for Here, the drive system control unit, responsive to a first input from the driver controls to stop the vehicle traveling on the slope, determines the force (to keep the vehicle stationary on the slope). , and (e.g., concurrently with reduction in electrical braking), based at least in part on the determined force, to stop the vehicle and keep the vehicle stationary on a slope, by adjusting the amount of friction braking applied. configured to communicate with a friction brake control unit for increasing; The drive system control unit is further configured to determine a torque level required to move the vehicle uphill from a standstill. To climb a hill, a drive system control unit responsive to a second input in driver control of the vehicle: communicates with the friction brake control unit to remove application of the friction brake; and without substantial rollback of the vehicle. , is configured to simultaneously control the electric drive system to provide electrical motive power according to the determined torque level so that the vehicle can move up an inclined slope from a rest position.
他の実施形態では、車両を制御するための方法は、車両を前進させるためにホイールの少なくとも第1のセットに電気的原動力を、かつ車両を減速させるために電気的制動を、選択的に提供するために、車両の駆動システム制御ユニットにおいて、車両のホイールの少なくとも第1のセットに連結された電動駆動システムを制御する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、停止状態から傾斜した坂を上るように車両を移動させるために必要とされるトルクレベルを決定する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、坂を上に向かって移動するための車両に対する運転者制御からの入力に反応して、車両を停止したままにしておく摩擦ブレーキの適用を取り除くために車両の摩擦ブレーキ制御ユニットと通信し、および実質的な車両の後退なく、車両が停止位置から傾斜した坂を上ることができるように、決定されたトルクレベルに従って電気的原動力を提供するために車両の電動駆動システムを同時に制御する工程、を含む。 In another embodiment, a method for controlling a vehicle selectively provides electrical motive power to at least a first set of wheels to propel the vehicle and electrical braking to decelerate the vehicle. controlling, at a drive system control unit of the vehicle, an electric drive system coupled to at least a first set of wheels of the vehicle. The method further includes determining, at the drive system control unit, a torque level required to move the vehicle up the inclined slope from a standstill. The method further includes, at the drive system control unit, in response to input from driver control of the vehicle to move uphill, to remove application of friction brakes to keep the vehicle stationary. Communicate with the vehicle's friction brake control unit and to provide electrical motive force according to a determined torque level to the vehicle to enable the vehicle to climb an incline from a stop without substantial vehicle rollback. simultaneously controlling the electric drive systems of the
他の実施形態では、車両を制御するための方法は、車両を前進させるためにホイールの少なくとも第1のセットに電気的原動力を、かつ車両を減速させるために電気的制動を、選択的に提供するために、車両の駆動システム制御ユニットにおいて、車両のホイールの少なくとも第1のセットに連結された電動駆動システムを制御する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両が位置づけられている傾斜した坂で車両を保持するのに必要とされる力を決定する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両を傾斜した坂で保持するために決定された力に少なくとも部分的に基づいて、車両のホイールの第1のセットまたはホイールの第2のセットの少なくとも1つに適用される摩擦ブレーキの適用量を増加または減少させるために、車両の摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程を含む。 In another embodiment, a method for controlling a vehicle selectively provides electrical motive power to at least a first set of wheels to propel the vehicle and electrical braking to decelerate the vehicle. controlling, at a drive system control unit of the vehicle, an electric drive system coupled to at least a first set of wheels of the vehicle. The method further includes determining, at the drive system control unit, the force required to hold the vehicle on the inclined slope on which the vehicle is positioned. The method further includes, in the drive system control unit, adjusting at least the first set of wheels of the vehicle or the second set of wheels of the vehicle based at least in part on the determined force for holding the vehicle on an inclined slope. Communicating with a vehicle friction brake control unit to increase or decrease the amount of friction brake applied to one.
他の実施形態では、車両を制御するための方法は、車両を前進させるためにホイールの少なくとも第1のセットに電気的原動力を、かつ車両を減速させるために電気的制動を、選択的に提供するために、車両の駆動システム制御ユニットにおいて、車両のホイールの少なくとも第1のセットに連結された電動駆動システムを制御する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両が位置づけられている傾斜した坂で車両を保持するのに必要とされる力を決定する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両を傾斜した坂で保持するために決定された力に少なくとも部分的に基づいて、車両のホイールの第1のセットまたはホイールの第2のセットの少なくとも1つに適用される摩擦ブレーキの適用量を増加または減少させるために、車両の摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、坂を移動している車両を停止させるための運転者制御からの入力を受信する工程を含む。力は、受信された入力に応じて決定される。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両を停止させ、かつ坂で車両を停止したままにしておくために、決定された力に少なくとも部分的に基づいて、摩擦ブレーキの適用量を増加させるために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程を含む。 In another embodiment, a method for controlling a vehicle selectively provides electrical motive power to at least a first set of wheels to propel the vehicle and electrical braking to decelerate the vehicle. controlling, at a drive system control unit of the vehicle, an electric drive system coupled to at least a first set of wheels of the vehicle. The method further includes determining, at the drive system control unit, the force required to hold the vehicle on the inclined slope on which the vehicle is positioned. The method further includes, in the drive system control unit, adjusting at least the first set of wheels of the vehicle or the second set of wheels of the vehicle based at least in part on the determined force for holding the vehicle on an inclined slope. Communicating with a vehicle friction brake control unit to increase or decrease the amount of friction brake applied to one. The method further includes receiving, at the drive system control unit, input from a driver control for stopping the vehicle traveling on the hill. A force is determined in response to the received input. The method further causes the drive system control unit to increase the application of the friction brake based at least in part on the determined force to stop the vehicle and keep the vehicle stationary on the slope. communicating with the friction brake control unit to
他の実施形態では、車両を制御するための方法は、車両を前進させるためにホイールの少なくとも第1のセットに電気的原動力を、かつ車両を減速させるために電気的制動を、選択的に提供するために、車両の駆動システム制御ユニットにおいて、車両のホイールの少なくとも第1のセットに連結された電動駆動システムを制御する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両が位置づけられている傾斜した坂で車両を保持するのに必要とされる力を決定する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両を傾斜した坂で保持するために決定された力に少なくとも部分的に基づいて、車両のホイールの第1のセットまたはホイールの第2のセットの少なくとも1つに適用される摩擦ブレーキの適用量を増加または減少させるために、車両の摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、坂を移動している車両を停止させるための運転者制御からの入力を受信する工程を含み、ここで力は受信された入力に応じて決定される。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両を停止させ、かつ坂で車両を停止したままにしておくために、決定された力に少なくとも部分的に基づいて、電気的制動の縮小と同時に、摩擦ブレーキの適用量を増加させるために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程を含む。 In another embodiment, a method for controlling a vehicle selectively provides electrical motive power to at least a first set of wheels to propel the vehicle and electrical braking to decelerate the vehicle. controlling, at a drive system control unit of the vehicle, an electric drive system coupled to at least a first set of wheels of the vehicle. The method further includes determining, at the drive system control unit, the force required to hold the vehicle on the inclined slope on which the vehicle is positioned. The method further includes, in the drive system control unit, adjusting at least the first set of wheels of the vehicle or the second set of wheels of the vehicle based at least in part on the determined force for holding the vehicle on an inclined slope. Communicating with a vehicle friction brake control unit to increase or decrease the amount of friction brake applied to one. The method further includes receiving, at the drive system control unit, input from a driver control for stopping the vehicle traveling on the slope, wherein the force is determined in response to the received input. . The method further includes, at the drive system control unit, concurrently reducing electrical braking based at least in part on the determined force to stop the vehicle and keep the vehicle stationary on the slope; Communicating with a friction brake control unit to increase the amount of friction brake applied.
他の実施形態では、車両を制御するための方法は、車両を前進させるためにホイールの少なくとも第1のセットに電気的原動力を、かつ車両を減速させるために電気的制動を、選択的に提供するために、車両の駆動システム制御ユニットにおいて、車両のホイールの少なくとも第1のセットに連結された電動駆動システムを制御する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両が位置づけられている傾斜した坂で車両を保持するのに必要とされる力を決定する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両を傾斜した坂で保持するために決定された力に少なくとも部分的に基づいて、車両のホイールの第1のセットまたはホイールの第2のセットの少なくとも1つに適用される摩擦ブレーキの適用量を増加または減少させるために、車両の摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて:坂を移動している車両を停止させるための運転者制御からの第1の入力を受信する工程(力は受信された入力に応じて決定される);車両を停止させ、かつ坂で車両を停止したままにしておくために、決定された力に少なくとも部分的に基づいて、摩擦ブレーキの適用量を増加させるために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程;停止状態から坂を上るように車両を動かすために必要とされるトルクレベルを決定する工程;車両が坂を上るために、運転者制御からの第2の入力を受信する工程;および、第2の入力の受信に反応して、摩擦ブレーキの適用を取り除くために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信し、車両の実質的な後退なく、車両が停止状態から傾斜した坂を上方に移動するために、決定されたトルクレベルに従って電気的原動力を提供するために電動駆動システムを同時に制御する工程、を含む。 In another embodiment, a method for controlling a vehicle selectively provides electrical motive power to at least a first set of wheels to propel the vehicle and electrical braking to decelerate the vehicle. controlling, at a drive system control unit of the vehicle, an electric drive system coupled to at least a first set of wheels of the vehicle. The method further includes determining, at the drive system control unit, the force required to hold the vehicle on the inclined slope on which the vehicle is positioned. The method further includes, in the drive system control unit, adjusting at least the first set of wheels of the vehicle or the second set of wheels of the vehicle based at least in part on the determined force for holding the vehicle on an inclined slope. Communicating with a vehicle friction brake control unit to increase or decrease the amount of friction brake applied to one. The method further comprises, at the drive system control unit: receiving a first input from a driver control to stop the vehicle traveling on a slope (the force being determined according to the received input). communicating with the friction brake control unit to increase the application of the friction brake based at least in part on the determined force to stop the vehicle and keep the vehicle stationary on the slope; determining a torque level required to move the vehicle up the hill from a standstill; receiving a second input from the driver controls for the vehicle to move up the hill; and Communicating with the friction brake control unit to remove application of the friction brake in response to receiving the input of 2 to move the vehicle up an inclined slope from a standstill without substantial rollback of the vehicle; concurrently controlling the electric drive system to provide electric motive power according to the determined torque level.
他の実施形態では、車両を制御するための方法は、車両を前進させるためにホイールの少なくとも第1のセットに電気的原動力を、かつ車両を減速させるために電気的制動を、選択的に提供するために、車両の駆動システム制御ユニットにおいて、車両のホイールの少なくとも第1のセットに連結された電動駆動システムを制御する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両が位置づけられている傾斜した坂で車両を保持するのに必要とされる力を決定する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて、車両を傾斜した坂で保持するために決定された力に少なくとも部分的に基づいて、車両のホイールの第1のセットまたはホイールの第2のセットの少なくとも1つに適用される摩擦ブレーキの適用量を増加または減少させるために、車両の摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程を含む。該方法はさらに、駆動システム制御ユニットにおいて:坂を移動している車両を停止させるための運転者制御からの第1の入力を受信する工程(力は受信された入力に応じて決定される);電気的制動の縮小と同時に、車両を停止させ、かつ坂で車両を停止したままにしておくために、決定された力に少なくとも部分的に基づいて、摩擦ブレーキの適用量を増加させるために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信する工程;停止状態から坂を上るように車両を動かすのに必要とされるトルクレベルを決定する工程;車両が坂を上るために、運転者制御からの第2の入力を受信する工程;および、第2の入力の受信に反応して、摩擦ブレーキの適用を取り除くために摩擦ブレーキ制御ユニットと通信し、車両の実質的な後退なく、車両が停止状態から傾斜した坂を上方に移動するために、決定されたトルクレベルに従って電気的原動力を提供するために電動駆動システムを同時に制御する工程、を含む。 In another embodiment, a method for controlling a vehicle selectively provides electrical motive power to at least a first set of wheels to propel the vehicle and electrical braking to decelerate the vehicle. controlling, at a drive system control unit of the vehicle, an electric drive system coupled to at least a first set of wheels of the vehicle. The method further includes determining, at the drive system control unit, the force required to hold the vehicle on the inclined slope on which the vehicle is positioned. The method further includes, in the drive system control unit, adjusting at least the first set of wheels of the vehicle or the second set of wheels of the vehicle based at least in part on the determined force for holding the vehicle on an inclined slope. Communicating with a vehicle friction brake control unit to increase or decrease the amount of friction brake applied to one. The method further comprises, at the drive system control unit: receiving a first input from a driver control to stop the vehicle traveling on a slope (the force being determined according to the received input). to increase the application of friction brakes, based at least in part on the determined force, to stop the vehicle and keep the vehicle stationary on a slope, while reducing the electrical braking; communicating with the friction brake control unit; determining the torque level required to move the vehicle uphill from a standstill; and a second input from the driver controls for the vehicle to climb the hill. and, in response to receiving the second input, communicating with the friction brake control unit to remove the application of the friction brakes so that the vehicle is tilted from a standstill without substantial rollback of the vehicle. concurrently controlling the electric drive system to provide electrical motive force in accordance with the determined torque level to move upward.
したがって、理解すべきは、本発明の制御システムが、坂での車両発進と制御された車両停止に関する多数の問題を解く助けとなることである。特に、制御システムの実施形態は、車両操作を始める時に、坂で無意識に後方へ進む等の、坂道発進中の可能性のある安全ではない車両移動を緩和し得る。さらに、本発明の主題の実施形態は、運転者の運転プロセスを単純化し得る。典型的な車両は、坂で安全かつスムーズに発進と停車を行うために3つのペダルを制御することを運転者に要求するが、本発明の主題の制御システムとブレーキシステムを組み込んだ車両は、電気駆動システムと摩擦ブレーキシステムとの間の通信と提携を介して制御システムにより発進と停車のプロセスを自動化することで、運転者が1つのペダル(またはおそらくはブレーキペダルと加速ペダル)を制御することを要求するのみである。 It should therefore be appreciated that the control system of the present invention helps solve a number of problems relating to vehicle starting and controlled vehicle stopping on slopes. In particular, embodiments of the control system may mitigate potentially unsafe vehicle movement during hill launch, such as inadvertently going backwards on a hill when starting to maneuver the vehicle. Additionally, embodiments of the present subject matter may simplify the driver's driving process. While a typical vehicle requires the driver to control three pedals to start and stop safely and smoothly on a slope, a vehicle incorporating the control and braking systems of the present subject matter can: Driver control of one pedal (or possibly brake and accelerator pedals) by automating the starting and stopping process with a control system through communication and coordination between the electric drive system and the friction braking system. only requires
本発明の主題の実施形態はまた、可能性として機器損傷をもたらし得る荒っぽい停止を避け、および、坂で車両を保持するために電気制動ブレーキから摩擦ブレーキへの移行を自動的に制御することによって車両の制御された停止を助けるために、機能する。その結果、システムを組み込んだ車両は、駆動がより容易であり、かつ操作のために求められる専門技術はより少ない。さらに、より操作の容易な車両は、より円滑な車両操作とコンポーネントのより少ない摩耗を説明する。 Embodiments of the present subject matter also avoid rough stops, which can potentially lead to equipment damage, and by automatically controlling the transition from electric braking to friction braking to hold the vehicle on slopes. Functions to assist in controlled stopping of the vehicle. As a result, vehicles incorporating the system are easier to drive and require less expertise to operate. In addition, a more maneuverable vehicle accounts for smoother vehicle operation and less wear on components.
本発明の主題の実施形態は、上記のように、比較的大きな車両、例えば少なくとも250メートルトンの総車両運転重量を有する運搬トラックおよび他の車両に適用可能である。しかしながら本発明の主題は、OHV、およびこの種の他の大きな車両を特に参照して記載される一方で、本発明の主題はこの点に関してそのように制限されることを意図しない。特に、本発明の主題が、限定されないがオフハイウェイ電気自動車(electric off-highway vehicles)、オートモビール等を一般的に含む電気自動車に等しく適用可能であることが熟慮される。 Embodiments of the present subject matter, as described above, are applicable to relatively large vehicles, such as haul trucks and other vehicles having gross vehicle operating weights of at least 250 metric tons. However, while the subject matter of the invention will be described with particular reference to OHVs and other large vehicles of this type, the subject matter of the invention is not intended to be so limited in this respect. In particular, it is contemplated that the subject matter of the present invention is equally applicable to electric vehicles in general, including but not limited to electric off-highway vehicles, automobiles, and the like.
上記のように、車両の運転者はヒトまたは自律制御装置であってもよい。このように、「運転者制御」は、ヒトが操作しやすい制御と、制御システム/自律制御装置に関連した制御(例えば制御信号/入力)の両方を含む。 As noted above, the vehicle operator may be a human or an autonomous controller. As such, "driver control" includes both human-friendly controls and control systems/autonomous controller-related controls (eg, control signals/inputs).
一実施形態では、車両制御システムは、車両の減速に対する0でない上限を決定するように構成された制御装置を含む。制御装置は、坂を上ろうとしている車両の後退を防ぐための0でない上限を決定するように構成される。減速に対する0でない上限は、車両によって運ばれるペイロード、車両の速度、および車両が移動しているルートの勾配に基づいて、制御装置によって決定される。制御装置は、車両の減速をモニタリングし、かつ車両のブレーキまたはモーターの1つ以上の制御によって、車両の減速が0でない上限を超えるのを自動的に防ぐように構成される。制御装置はまた、車両が0でない速度で坂を上っている間の車両の後退を防ぐために、ブレーキを始動させること、または車両のモーターに電流を供給することの1つ以上のために構成される。 In one embodiment, a vehicle control system includes a controller configured to determine a non-zero upper limit for deceleration of the vehicle. The controller is configured to determine a non-zero upper limit for preventing rollback of a vehicle attempting to climb a hill. A non-zero upper bound for deceleration is determined by the controller based on the payload carried by the vehicle, the speed of the vehicle, and the slope of the route the vehicle is traveling on. The controller is configured to monitor vehicle deceleration and automatically prevent vehicle deceleration from exceeding a non-zero upper limit by controlling one or more of the vehicle's brakes or motors. The controller is also configured for one or more of activating the brakes or supplying current to the vehicle's motors to prevent the vehicle from rolling back while the vehicle is climbing a hill at a non-zero speed. be done.
随意に、制御装置は、車両の運転者が加速度入力デバイスを始動させ続けている間の、車両の後退を防ぐために、ブレーキを始動させること、またはモーターに電流を供給することの1つ以上のために構成される。 Optionally, the controller performs one or more of activating the brakes or energizing the motor to prevent the vehicle from rolling back while the vehicle operator continues to activate the acceleration input device. configured for
随意に、制御装置は、車両の加速度入力デバイスが運転者によって解除された後の車両の後退を防ぐために、ブレーキの始動またはモーターへの電流の供給の1つ以上のために構成される。 Optionally, the controller is configured for one or more of activating the brakes or supplying current to the motors to prevent rolling of the vehicle after the vehicle's acceleration input device is released by the driver.
随意に、制御装置は、車両が選択された移動方向に移動している間に車両の減速をモニタリングするように構成される。制御装置はまた、車両が選択された方向に坂を上っている間に、車両のモーターまたはブレーキの始動によって生成された1つ以上のトルクを自動的に制御することによって、車両の減速が0でない上限を超えるのを自動的に防ぐように構成される。 Optionally, the controller is configured to monitor deceleration of the vehicle while the vehicle is moving in the selected direction of travel. The controller also reduces vehicle deceleration by automatically controlling one or more torques generated by the activation of the vehicle's motors or brakes while the vehicle is climbing a hill in a selected direction. It is configured to automatically prevent exceeding a non-zero upper bound.
随意に、制御装置は、坂のルートの0でない傾斜を車両が上っていくのに応じて、車両の減速をモニタリングし、かつ車両の減速が0でない上限を超えるのを自動的に防ぐように構成される。 Optionally, the controller monitors vehicle deceleration as the vehicle climbs a non-zero slope of a hill route and automatically prevents vehicle deceleration from exceeding a non-zero upper limit. configured to
随意に、制御装置は、車両が0速度状態に達したのに応じて、かつ車両が坂を下りながら後退し始める前に、車両の減速が0でない上限を超えるのを自動的に防ぐように構成される。 Optionally, the controller automatically prevents vehicle deceleration from exceeding a non-zero upper limit in response to the vehicle reaching a zero speed condition and before the vehicle begins to reverse downhill. Configured.
随意に、制御装置は、車両のブレーキを始動させることによって車両の減速が0でない上限を超えるのを自動的に防ぐように構成される。制御装置はまた、その後にブレーキを解除し、かつ坂で車両の位置を維持し、車両のモーターの制御によって車両が坂を下って後退することのないように、構成することができる。 Optionally, the controller is configured to automatically prevent vehicle deceleration from exceeding a non-zero upper limit by activating the vehicle's brakes. The controller may also be configured to subsequently release the brakes and maintain the position of the vehicle on the hill, and not allow the vehicle to roll back down the hill under control of the vehicle's motor.
随意に、車両のモーターは、交流によって車両を前進させるために力を供給され、および制御装置は、モーターに直流を適用することによって車両の後退を防ぐように構成することができる。 Optionally, the motor of the vehicle may be powered by alternating current to propel the vehicle forward, and the controller may be configured to prevent reverse of the vehicle by applying direct current to the motor.
随意に、制御装置は、モーターに直流を適用し、かつ車両のブレーキをかけないことによって、車両の後退を防ぐように構成される。 Optionally, the controller is configured to prevent the vehicle from reversing by applying direct current to the motor and not braking the vehicle.
随意に、制御装置は、モーターに直流を適用し、さらに車両のブレーキをかけることによって、車両の後退を防ぐように構成される。 Optionally, the controller is configured to prevent rolling of the vehicle by applying direct current to the motor and braking the vehicle.
随意に、制御装置は、車両のモーターによって生成されたトルクをモニタリングし、および車両の後退を防ぐために必要とされる閾値トルクを超えるモーターによって生成されたトルクに反応してブレーキを解除するように構成される。 Optionally, the controller monitors the torque produced by the vehicle's motor and releases the brakes in response to torque produced by the motor exceeding a threshold torque required to prevent the vehicle from rolling back. Configured.
随意に、制御装置は、車両の加速の減少に反応して0でない上限を決定するように構成される。 Optionally, the controller is configured to determine a non-zero upper limit in response to decreasing vehicle acceleration.
随意に、制御装置は、0でない上限が車両のより重いペイロード、車両のより遅い速度、またはより急な勾配のルートでは減少し、および0でない上限が車両のより軽いペイロード、車両のより速い速度、またはより平坦な勾配のルートでは増加するように、0でない上限を決定するように構成される。 Optionally, the controller reduces the non-zero upper bound for heavier vehicle payloads, slower vehicle speeds, or steeper grade routes, and reduces the non-zero upper bound for lighter vehicle payloads, faster vehicle speeds. , or is configured to determine a non-zero upper bound to increase for flatter slope routes.
一実施形態では、方法は、車両が上っている坂を車両が下に後退するのを防ぐために、車両の減速に対する0でない上限を決定する工程を含む。減速に対する0でない上限は、車両によって運ばれるペイロード、車両の速度、および車両が移動しているルートの勾配に基づいて決定される。該方法はさらに、車両の減速をモニタリングし、かつ車両のブレーキまたはモーターの1つ以上の制御によって、車両の減速が0でない上限を超えるのを自動的に防ぐ工程を含む。車両が0でない速度で坂を上方に移動している間、車両の後退を防ぐために、ブレーキの始動または車両のモーターへの電流の供給の1つ以上によって、車両の減速が0でない上限を超えることを防ぐ。 In one embodiment, the method includes determining a non-zero upper limit for deceleration of the vehicle to prevent the vehicle from rolling back down a hill the vehicle is climbing. A non-zero upper bound for deceleration is determined based on the payload carried by the vehicle, the speed of the vehicle, and the slope of the route the vehicle is traveling on. The method further includes monitoring vehicle deceleration and automatically preventing vehicle deceleration from exceeding a non-zero upper limit by controlling one or more of the vehicle's brakes or motors. While the vehicle is moving uphill at a non-zero speed, the deceleration of the vehicle exceeds a non-zero upper limit by one or more of activating the brakes or supplying current to the vehicle's motors to prevent the vehicle from rolling backwards. prevent
随意に、車両が選択された移動方向に動いている間、車両の減速がモニタリングされる。車両が選択された方向に坂を上っている間に、車両のモーターまたはブレーキの始動によって生成された1つ以上のトルクを自動的に制御することによって、車両の減速が0でない上限を超えるのを自動的に防ぐことが可能である。 Optionally, deceleration of the vehicle is monitored while the vehicle is moving in the selected direction of travel. Vehicle deceleration exceeds a non-zero upper limit by automatically controlling one or more torques generated by starting the vehicle's motor or brakes while the vehicle is climbing a grade in a selected direction. It is possible to automatically prevent
随意に、車両の減速をモニタリングし、かつ車両の減速が0でない上限を超えるのを自動的に防ぐ工程は、0でない勾配のルートの傾斜を車両が上へと移動するのに応じて行われる。 Optionally, the step of monitoring vehicle deceleration and automatically preventing vehicle deceleration from exceeding a non-zero upper limit occurs as the vehicle travels up a slope of a non-zero slope route. .
随意に、車両の減速が0でない上限を超えるのを自動的に防ぐ工程は、車両が0速度状態に達したのに応じて、および車両が坂を下りながら後退し始める前に行われる。 Optionally, the step of automatically preventing deceleration of the vehicle from exceeding a non-zero upper limit occurs in response to the vehicle reaching a zero speed condition and before the vehicle begins to reverse downhill.
随意に、車両の減速が0でない上限を超えるのを自動的に防ぐ工程は、車両のブレーキを始動させることによって行われる。該方法はまた、その後にブレーキを解除する工程を含み、かつ坂で車両の位置を維持し、車両のモーターの制御によって車両が坂を下って後退することのないようにすることができる。 Optionally, the step of automatically preventing vehicle deceleration from exceeding a non-zero upper limit is performed by activating the vehicle brakes. The method may also include thereafter releasing the brakes and maintaining the position of the vehicle on the slope so that control of the vehicle's motor prevents the vehicle from reversing down the slope.
随意に、車両の後退は、交流電動機であるモーターに直流を適用することによって防がれる。 Optionally, rolling back of the vehicle is prevented by applying direct current to the motor, which is an alternating current motor.
一実施形態では、車両制御システムは、車両の選択された移動方向、車両のモーターの動作方向、およびモーターの動作速度を決定するように構成された制御装置を含む。制御装置は、車両の選択された移動方向とは異なる車両のモーターの動作方向に反応して、車両の後退状態を特定するように構成される。制御装置はまた、特定された後退状態と、指定された0でない速度閾値を上回るモーターの動作速度に反応して、車両のブレーキを自動的に始動させることにより、自動的に車両の動きを遅くし、または停止させるように構成される。 In one embodiment, a vehicle control system includes a controller configured to determine a selected direction of travel of the vehicle, a direction of operation of a motor of the vehicle, and an operating speed of the motor. The controller is configured to identify a reverse condition of the vehicle in response to a direction of operation of the motor of the vehicle that is different than the selected direction of travel of the vehicle. The controller also automatically slows vehicle motion by automatically activating the vehicle brakes in response to identified reverse conditions and motor operating speeds above a specified non-zero speed threshold. configured to turn on or off.
随意に、制御装置は、選択された移動方向での車両の加速の中止を識別するように構成され、および制御装置は、識別された後退状態、速度閾値を超えるモーターの動作速度、識別された車両の加速の中止に反応して、車両の動きを自動的に遅くし、または停止させるように構成される。 Optionally, the controller is configured to identify cessation of acceleration of the vehicle in the selected direction of travel, and the controller controls the identified reverse condition, the operating speed of the motor exceeding the speed threshold, the identified It is configured to automatically slow or stop the movement of the vehicle in response to ceasing acceleration of the vehicle.
一実施形態では、車両制御システムは、車両の速度に対する下限を決定するように構成された制御装置を含む。制御装置は、坂を上に移動しようとしている車両が下方へ後退するのを防ぐための下限を決定するように構成される。下限は、車両によって運ばれるペイロードと、車両が移動しているルートの勾配に基づいて、制御装置によって決定される。制御装置は、車両の速度をモニタリングし、かつ車両のブレーキを始動させることによって車両の速度が下限を下回るのを自動的に防ぐように構成される。制御装置は、車両の速度に基づいて、かつ車両の加速とは無関係に、ブレーキを始動させるように構成される。制御装置はまた、車両が0でない速度で坂を上っている間の車両の後退を防ぐために、車両のブレーキを始動させるように構成される。 In one embodiment, a vehicle control system includes a controller configured to determine a lower limit for vehicle speed. The controller is configured to determine a lower limit to prevent a vehicle attempting to move up a slope from rolling backwards. The lower limit is determined by the controller based on the payload carried by the vehicle and the slope of the route the vehicle is traveling on. The controller is configured to monitor the speed of the vehicle and automatically prevent the vehicle speed from going below a lower limit by activating the vehicle brakes. The controller is configured to initiate the brakes based on vehicle speed and independently of vehicle acceleration. The controller is also configured to activate the vehicle's brakes to prevent the vehicle from rolling back while the vehicle is climbing a hill at a non-zero speed.
随意に、制御装置は、車両の加速度入力デバイスの解除後に車両の速度をモニタリングし、かつ車両の速度が加速度入力デバイスの解除後に下限を下回るのを自動的に防ぐように構成される。 Optionally, the controller is configured to monitor the speed of the vehicle after releasing the acceleration input device of the vehicle and automatically prevent the speed of the vehicle from falling below the lower limit after releasing the acceleration input device.
随意に、制御装置は、運転者が車両の加速度入力デバイスを始動させ、または押し下げ続けている間に車両の速度をモニタリングし、かつ運転者が加速度入力デバイスを始動させ、または押し下げ続けている間に車両の速度が下限を下回るのを自動的に防ぐように構成される。 Optionally, the controller monitors the speed of the vehicle while the driver activates or continues to depress the acceleration input device of the vehicle, and monitors the vehicle speed while the driver activates or depresses the acceleration input device. automatically prevent the vehicle speed from falling below the lower limit.
一実施形態では、方法は、車両のブレーキがかかっている間に、車両のスロットル設定の運転者により要求された増加を表すスロットルコマンドを受信する工程、スロットルコマンドの受信に応じて車両の1つ以上のモーターによって生成されたトルクを増加させる工程、および、利用可能な最大トルクに達している1つ以上のモーターによって生成された1つ以上のトルク、目標解除加速に達する1つ以上のモーターによって生成されたトルク、またはあらかじめ決められた0でない持続時間の満了に反応して車両のブレーキを解除する工程を含む。 In one embodiment, the method comprises the steps of: receiving a throttle command representing a driver-requested increase in a throttle setting of the vehicle while the vehicle is braking; increasing the torque produced by the or more motors and the torque produced by the one or more motors reaching the maximum available torque, by the one or more motors reaching the target release acceleration. Releasing the vehicle brakes in response to the generated torque or the expiration of a predetermined non-zero duration.
一実施形態では、方法は、車両がルートの坂で停止状態の間に車両のブレーキが解除されるかどうかを決定する工程、ブレーキが解除されることの決定に応じて、指定の0でない閾値距離以下まで車両が坂を下って後退することを可能にする工程、または車両の1つ以上のモーターによって生成されたトルクを使用して車両を急速に加速させる工程の1つ以上、および、車両が坂を下って後退することを可能にする工程または急速に車両を加速させる工程の1つ以上に続いて、1つ以上のモーターによって生成されたトルクを調節することによって、坂を上る車両の動きをスムーズに移行させる工程、を含む。 In one embodiment, the method includes the steps of: determining whether the vehicle brakes are released while the vehicle is stationary on a slope of the route; one or more of allowing the vehicle to reverse downhill to a distance or less, or rapidly accelerating the vehicle using torque produced by one or more motors of the vehicle, and the vehicle of the vehicle going uphill by adjusting the torque produced by one or more motors followed by one or more of the steps of allowing the vehicle to reverse downhill or rapidly accelerating the vehicle. smooth transition of motion.
一実施形態では、方法は、(坂で静止位置にある車両の1つ以上のブレーキをかける間に)1つ以上のブレーキを解除するための運転者入力が空白期間中に受信されたかどうかを繰り返し判定する工程、空白期間中に1つ以上のブレーキを解除するために運転者入力の受信がないことに反応して車両の1つ以上のブレーキを解除する工程、および坂を上るように車両を前進させるために車両の1つ以上のモーターでトルクを自動的に生成する工程を含む。 In one embodiment, the method determines whether driver input to release one or more brakes (while applying one or more brakes of the vehicle in a stationary position on a slope) is received during the blank period. re-determining; releasing one or more brakes of the vehicle in response to the lack of receipt of driver input to release the one or more brakes during the blank period; automatically generating torque in one or more motors of the vehicle to propel the vehicle.
上記の説明は例示を意図しているが、限定を意図していないことを理解すべきである。例えば、上記実施形態(および/またはその態様)は互いに組み合わせて使用されてもよい。さらに、多くの修正が、その範囲から逸脱することなく、本発明の主題の教示に特定の状況または物質を適応させるためになされてもよい。本明細書に記載の物質の寸法および型は、本発明の主題のパラメーターを定義するように意図されているが、それらは決して限定的ではなく、典型的な実施形態である。他の多くの実施形態が、上記の記載を検討することで当業者に明らかになるだろう。本明細書で使用されるように、用語「含んでいる(including)」および「そこにおいて(in which)」は、用語「含んでいる(comprising)」および「ここで(wherein)」それぞれの英語の平易な相当物として使用される。さらに、「第1の」、「第2の」、「第3の」、「上の」、「下の」、「一番下の」、「一番上の」等の用語は、単にレッテルとして使用され、それらの対象に数的または位置的な要件を課すことを意図してはいない。 It should be understood that the above description is intended to be illustrative, not limiting. For example, the above embodiments (and/or aspects thereof) may be used in combination with each other. In addition, many modifications may be made to adapt a particular situation or material to the teachings of the present subject matter without departing from its scope. While the dimensions and types of materials described herein are intended to define the parameters of the subject matter of this invention, they are in no way limiting and are exemplary embodiments. Many other embodiments will be apparent to those of skill in the art upon reviewing the above description. As used herein, the terms “including” and “in which” are synonymous with the terms “comprising” and “wherein” respectively. used as the plain equivalent of Further, terms such as "first," "second," "third," "above," "below," "bottom" and "top" are merely labels. are not intended to impose numerical or positional requirements on their objects.
この記述は、最良の様式を含む本発明の主題のいくつかの実施形態を開示し、さらにデバイスまたはシステムを作り使用すること、および組み込まれた方法を実施することを含む、本発明の主題の実施形態の実施が当業者にとって可能なように、例を用いる。 This description discloses several embodiments of the inventive subject matter, including the best mode, as well as the inventive subject matter, including making and using devices or systems, and implementing methods incorporated therein. Examples are used to enable those skilled in the art to implement the embodiments.
本明細書において使用されるように、単数で列挙され、および「a」または「an」が前についている要素または工程は、排除することを明確に述べていない限り、複数の前記要素または工程を排除しないものとして理解されるべきである。さらに、本発明の主題の「一実施形態」への言及は、列挙された機能をさらに組み込む追加の実施形態の存在を除外するものとして解されることを意図しない。さらに、明確に否定されていなければ、特定の特性を有する1つの要素または複数の要素を「含む(comprising)」、「含む(including)」、または「有する(having)」実施形態は、その特性を持たない追加のそのような要素を含み得る。 As used herein, elements or steps recited in the singular and preceded by "a" or "an" refer to a plurality of such elements or steps unless explicitly stated to the exclusion. should be understood as non-exclusive. Furthermore, references to "one embodiment" of the inventive subject matter are not intended to be interpreted as excluding the existence of additional embodiments that also incorporate the recited features. Further, unless expressly disclaimed, an embodiment that "comprising," "including," or "having" an element or elements having a particular property may refer to that property as may contain additional such elements that do not have
本明細書に含まれる本発明の主題の精神と範囲から逸脱することなく上記のシステムと方法に特定の変更がなされ得るため、上記または添付の図面で示される主題の全ては、本明細書の発明概念を例示する単なる例として解釈され、本発明の主題を制限するものとして解釈されないことが意図される。 Since certain changes may be made in the above systems and methods without departing from the spirit and scope of the inventive subject matter contained herein, all subject matter shown above or shown in the accompanying drawings is herein incorporated by reference. It is intended to be construed as merely an example to illustrate the inventive concept and not as a limitation on the inventive subject matter.
Claims (15)
車両の減速に関する0でない上限を決定するように構成された制御装置を備え、
制御装置は、車両が登っている坂で車両の後退を防ぐために0でない上限を決定するように構成され、
減速に関する0でない上限は、車両によって搬送されたペイロード、車両の速度、車両が移動したルートの坂に基づいて制御装置によって決定され、
ここで、制御装置は、車両の減速をモニタリングするように構成され、制御装置は、車両の交流モーターに直流を印加することによって車両の減速が0でない上限を越えるのを自動的に防ぐように構成され、
ここで、制御装置は、車両が0でない速度で坂を上方に移動している間に車両の後退を防ぐために車両の交流モーターに直流を供給するように構成される、車両制御システム。 A vehicle control system,
a controller configured to determine a non-zero upper limit for deceleration of the vehicle;
the controller is configured to determine a non-zero upper limit to prevent rolling back of the vehicle on a slope the vehicle is climbing;
a non-zero upper bound on deceleration is determined by the controller based on the payload carried by the vehicle, the speed of the vehicle, the slope of the route traveled by the vehicle;
Here, the controller is configured to monitor deceleration of the vehicle, and the controller automatically prevents vehicle deceleration from exceeding a non-zero upper limit by applying a direct current to an AC motor of the vehicle. configured,
A vehicle control system wherein the controller is configured to supply direct current to an AC motor of the vehicle to prevent the vehicle from rolling back while the vehicle is traveling uphill at a non-zero speed.
車両が登っている坂で車両の後退を防ぐために車両の減速に関して0でない上限を決定する工程であって、減速に関する0でない上限は、車両によって搬送されたペイロード、車両の速度、車両が移動している坂に基づいて決定される、工程と、
車両の減速をモニタリングする工程と、
車両の交流モーターに直流を印加することによって車両の減速が0でない上限を越えるのを自動的に防ぐ工程を含み、
ここで、車両の減速は、車両が0でない速度で坂を上方に移動している間に車両の後退を防ぐために車両の交流モーターに直流を供給することによって0でない上限を超えるのを防止される、方法。 a method,
Determining a non-zero upper bound on vehicle deceleration to prevent vehicle roll-back on a slope the vehicle is climbing, wherein the non-zero upper bound on deceleration is determined by the payload carried by the vehicle, the speed of the vehicle, and the speed at which the vehicle travels. a step determined based on a slope;
monitoring vehicle deceleration;
automatically preventing deceleration of the vehicle from exceeding a non-zero upper limit by applying a direct current to an ac motor of the vehicle;
Here, the deceleration of the vehicle is prevented from exceeding a non-zero upper limit by supplying DC to the vehicle's AC motor to prevent the vehicle from rolling back while the vehicle is traveling uphill at a non-zero speed. method.
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