【手続補正書】
【提出日】平成20年7月2日(2008.7.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と、
この原動機の回転数とトルクを制御する電子ガバナと、
前記原動機により駆動される交流発電機と、
前記原動機により駆動される前記交流発電機以外の原動機負荷と、
前記交流発電機により電力が供給されて駆動する走行用の少なくとも２つの電動モータと、
前記交流発電機に接続され、それぞれ、前記電動モータを制御する少なくとも２つのインバータとを有する電気駆動ダンプトラックの駆動システムにおいて、
アクセルペダルの操作量に応じた目標回転数を計算する目標回転数計算手段と、
前記アクセルペダルの操作量に応じて前記インバータを制御し、前記電動モータを制御するモータ制御手段とを備え、
前記モータ制御手段は、
前記アクセルペダルの操作量に応じた第１モータ目標馬力を計算する第１モータ目標馬力計算手段と、
前記原動機の目標回転数が実回転数よりも予め定めた値だけ高い回転数よりも高いときは、前記走行用の電動モータで使用可能な最大馬力を減らすよう補正する加速馬力制御手段を有し、この加速馬力制御手段で補正した最大馬力により第２モータ目標馬力を求める第２モータ目標馬力計算手段と、
前記第１モータ目標馬力が前記第２モータ目標馬力を超えないように制限し第３モータ目標馬力を生成するモータ目標馬力制限手段と、
前記第３モータ目標馬力に基づいて前記２つの電動モータのそれぞれの第１モータ目標トルクを求め、前記インバータを制御するインバータ制御手段とを備えることを特徴とする駆動システム。
【請求項２】
請求項１記載の電気駆動ダンプトラックの駆動システムにおいて、
前記加速馬力制御手段は、前記原動機の実回転数から目標回転数を差し引いた値を回転数偏差と定義するとき、前記回転数偏差が負の値の第１設定値より小さいときは前記最大馬力の補正量を所定の値とし、前記回転数偏差が前記第１設定値とこの第１設定値より大きい第２設定値との間にあるときは、前記回転数偏差が大きくなるにしたがって前記最大馬力の補正量を小さくし、前記回転数偏差が前記第２設定値より大きくなると前記最大馬力の補正量を０とすることを特徴とする駆動システム。
【請求項３】
請求項１記載の電気駆動ダンプトラックの駆動システムにおいて、
前記加速馬力制御手段は、前記原動機の実回転数と加速馬力の第１関数に基づいてそのときの実回転数に応じた加速馬力を計算し、前記原動機の実回転数と目標回転数の偏差と加速馬力係数の第２関数に基づいてそのときの回転数偏差に応じた加速馬力係数を計算し、前記加速馬力と加速馬力係数を乗じて前記最大馬力の補正量を求めることを特徴とする駆動システム。
【請求項４】
請求項３記載の電気駆動ダンプトラックの駆動システムにおいて、
前記第１関数は、前記実回転数が低いときは前記加速馬力は小さく、前記実回転数が高くなると前記加速馬力が増大するよう設定され、
前記第２関数は、前記原動機の実回転数から目標回転数を差し引いた値を前記回転数偏差と定義するとき、前記回転数偏差が負の値の第１設定値より小さいときは前記加速馬力係数は１であり、前記回転数偏差が前記第１設定値とこの第１設定値より大きい第２設定値との間にあるときは、前記回転数偏差が大きくなるにしたがって前記加速馬力係数が小さくなり、前記回転数偏差が前記第２設定値より大きくなると前記加速馬力係数が０となるよう設定されていることを特徴とする駆動システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の電気駆動ダンプトラックの駆動システムにおいて、
前記第２モータ目標馬力計算手段は、更に、前記原動機が出し得る最大出力馬力から前記交流発電機以外の原動機負荷の駆動に必要な損失馬力を差し引いて前記走行用の電動モータで使用可能な最大馬力を求める最大馬力計算手段を有することを特徴とする駆動システム。
【請求項６】
請求項５記載の電気駆動ダンプトラックの駆動システムにおいて、
前記最大馬力計算手段は、前記原動機の実回転数と前記最大出力馬力の第３関数と前記原動機の実回転数と前記損失馬力の第４関数に基づいてそのときの目標回転数に応じた最大出力馬力と損失馬力を計算することを特徴とする駆動システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の電気駆動ダンプトラックの駆動システムにおいて、
前記第２モータ目標馬力計算手段は、更に、前記原動機の実回転数が前記目標回転数よりも高いときは前記走行用の電動モータで使用可能な最大馬力を増やし、前記原動機の実回転数が低くなるにしたがって前記増やした最大馬力を減らすよう補正するスピードセンシング制御手段を有し、このスピードセンシング制御手段で補正した最大馬力により前記第２モータ目標馬力を求めることを特徴とする駆動システム。
【請求項８】
請求項７記載の電気駆動ダンプトラックの駆動システムにおいて、
前記スピードセンシング制御手段は、前記原動機の目標回転数が少なくとも最大回転数にあるときに機能し、それ以外のときは機能しないことを特徴とする駆動システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
（６）上記（５）において、好ましくは、前記最大馬力計算手段は、前記原動機の実回転数と前記最大出力馬力の第３関数と前記原動機の実回転数と前記損失馬力の第４関数に基づいてそのときの目標回転数に応じた最大出力馬力と損失馬力を計算する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
ここで、原動機４のトルク特性について説明する。図２は、原動機４の回転数Ｎｅ（実回転数）と出力トルクＴｅの関係を示す図である。図３は、電子ガバナ４ａの燃料噴射特性を示す図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
手順１２１では、図１７に示す関数Ｍｍａｘ（ω）で表されるデータマップに各電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの回転速度ωＲ，ωＬを参照して、対応するモータトルク指令の上限値Ｍｍａｘ（ωＲ），Ｍｍａｘ（ωＬ）を求める（図４のブロック２３４，２３６）。例えば、モータ回転速度ωＲ，ωＬがω１であるとき、モータトルク指令の上限値Ｍｍａｘ（ωＲ），Ｍｍａｘ（ωＬ）はＭｍａｘ（ω１）となる。関数Ｍｍａｘ（ω）はモータ回転数対モータ最大出力トルクのデータマップであり、インバータ７３Ｒ，７３Ｌが各電動モータ１２Ｒ，１２Ｌに流せる最大電流値、インバータ７３Ｒ，７３Ｌ内のＩＧＢＴやＧＴＯなどの駆動素子の出力限界、各モータ軸の強度などに基づいて予め設定されたものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
手順１２２では、手順１２１で求めたモータトルクの上限値Ｍｍａｘ（ωＲ），Ｍｍａｘ（ωＬ）と、それぞれ手順１２０で求めた第１のモータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌとの比較を行い、小さい方を第２のモータ目標トルクＴｒＲ，ＴｒＬとする（図４のブロック２３８，２４０）。すなわち、
ＴｒＲ＝ｍｉｎ（Ｍｍａｘ（ωＲ），Ｔｒ１Ｒ）
ＴｒＬ＝ｍｉｎ（Ｍｍａｘ（ωＬ），Ｔｒ１Ｌ）
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
手順１０１〜１１８（図４のブロック２００〜２２８）の処理は全体制御装置３により行われる処理であり、手順１１９〜１２２（図４のブロック２３０，２３２，２３４，２３６，２３８，２４０）の処理はインバータ制御装置７のトルク指令演算部７１Ｒ，７１Ｌにより行われる処理である。
手順１２３では、インバータ制御装置７内のモータ制御演算部７２Ｒ，７２Ｌによってモータ目標トルクＴｒＲ，ＴｒＬに応じてインバータ７３Ｒ，７３Ｌを制御し、各電動モータ１２Ｒ，１２Ｌのトルク制御がなされる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
このようにして求めた加速馬力ｈａに回転数偏差ΔＮで決まる係数Ｋａを乗じ、加速馬力補正値ｈｂを求める。このとき、原動機４を加速する初期では原動機４の加速用にｈａの全てを使わせるために、係数Ｋａ＝１とする。この加速初期では、原動機４の回転数が増えると共に原動機加速用に使える加速馬力ｈａはｈａｍｉｎ（例えば１００ｋＷ）からｈａｍａｘ（例えば４００ｋＷ）へと増えるので、原動機４は応答良く滑らかに吹き上がる。原動機４の回転数が目標回転数Ｎｒに近づき、図１４のΔＮ１（例えば−２００ｒｐｍ）近くまでくれば、十分原動機４は加速しているので、回転数偏差ΔＮにより決まる係数Ｋａを下げ始め、より多くの馬力をモータ側に配分する。更に、図１４のΔＮ２（例えば−５０ｒｐｍ）まで原動機４が加速されれば、もはや原動機４の加速用に予め馬力を分けなくてもよくなるため、全ての馬力をモータ加速用に使う。図１４の関数Ｒ（ΔＮ）はこのような考えに基づくものであり、ΔＮ＝ΔＮ１（例えば−２００ｒｐｍ）で原動機加速用の馬力を減らし始め、ΔＮ＝ΔＮ２（例えば−５０ｒｐｍ）で原動機加速用の馬力を０とし、その間を滑らかに変化させたものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３６】
５．上記実施の形態では、ブロック２１０〜２２６において、スピードセンシング全馬力制御を行うためのモータ目標馬力Ｍｒ３を求めるのに、ブロック２１０，２１２で別々に最大出力馬力ｆ（Ｎｅ）及び損失馬力ｇ（Ｎｅ）を求め、ブロック２１４でその差分を求め、ブロック２１６でその差分に１／２を乗じてモータ目標馬力Ｍｒ２を求め、ブロック２２６でそのＭｒ２に馬力係数Ｋｐを乗じるという順序でモータ目標馬力Ｍｒ３を算出した。しかし、これは一例であり、結果として同じ値のＭｒ３が求まるのであれば、計算順序や計算内容はそれに限定されない。例えば、ブロック２１０，２１２でそれぞれの関数ｆ（Ｎｅ），ｇ（Ｎｅ）を用いて最大出力馬力ｆ（Ｎｅ）及び損失馬力ｇ（Ｎｅ）を求め、ブロック２１４でその差分を求めるのではなく、事前にｆ（Ｎｅ）−ｇ（Ｎｅ）に相当する１つの関数を用意し、１回の処理で当該差分相当の値を求めてもよい。また、ブロック２１６，２２６では、最大出力馬力ｆ（Ｎｅ）と損失馬力ｇ（Ｎｅ）の差分ｆ（Ｎｅ）−ｇ（Ｎｅ）から加速馬力補正値ｈｂを差し引いた後に、その値に１／２と馬力係数Ｋｐを乗じたが、ブロック２１４で計算をする前に１／２と馬力係数Ｋｐを乗じてもよく、また、１／２と馬力係数Ｋｐの一方のみ順序を逆にして乗算してもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４０】
【図１】本発明の一実施の形態による電気駆動ダンプトラックの駆動システムの全体構成を示す図である。
【図２】原動機の実回転数と出力トルクの関係を示す図である。
【図３】電子ガバナの燃料噴射特性を示す図である。
【図４】処理手順を示す機能ブロック図である。
【図５】処理手順を示すフローチャートである。
【図６】処理手順を示すフローチャートである。
【図７】処理手順を示すフローチャートである。
【図８】アクセル操作量対原動機目標馬力の関数Ｆｒ（ｐ）を示す図である。
【図９】目標馬力対目標回転数の関数Ｎｒ（Ｆｒ）を示す図である。
【図１０】前進用のアクセル操作量対モータ目標馬力の関数ｈＦ（ｐ）を示す図である。
【図１１】後進用のアクセル操作量対モータ目標馬力の関数ｈＲ（ｐ）を示す図である。
【図１２】原動機の回転数対出力馬力の関数ｆ（Ｎｅ）と回転数対その他原動機負荷ロス馬力の関数ｇ（Ｎｅ）を示す図である。
【図１３】原動機の実回転数と加速馬力との関数ｈ（Ｎｅ）を示す図である。
【図１４】回転数偏差と加速馬力係数との関数Ｒ（ΔＮ）を示す図である。
【図１５】回転数偏差と馬力係数との関数Ｓ（ΔＮ）を示す図である。
【図１６】モータ目標馬力Ｍｒとモータ回転速度ωＲ，ωＬとモータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌとの関係を示す図である。
【図１７】モータ回転数対モータ最大出力トルクの関数Ｍｍａｘ（ω）を示す図である。
【図１８】スピードセンシング全馬力制御を行わない場合の駆動システムを比較例として示す図４と同様な機能ブロック図である。
【図１９】Ｎｒ＝Ｎｒｍａｘでの原動機の動作特性を示す馬力特性図である。
【図２０】本発明の他の実施の形態による電気駆動ダンプトラックの駆動システムの処理手順を示す機能ブロック図である。
【図２１】原動機の回転数偏差と加速馬力補正値との関数ｈ（ΔＮ）を示す図である。