電驅(qū)動(dòng)自卸卡車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明中，車輛控制裝置（50）、控制器（100）、逆變器控制裝置（30）、操舵控制裝置（32）構(gòu)成控制裝置，該控制裝置根據(jù)通過相機(jī)（15）取得的圖像信息，以車輛主體（1）以滑接線（3L、3R）為中心擺動(dòng)行駛的方式進(jìn)行對車輛主體（1）施加橫擺力矩的控制。另外，該控制裝置將通過相機(jī)(15）取得的圖像轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)信息，根據(jù)該坐標(biāo)信息對車輛主體（1）的至少一個(gè)代表點(diǎn)和位于滑接線（3L、3R）上的至少一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，并且設(shè)定以該目標(biāo)點(diǎn)為基準(zhǔn)而變動(dòng)的變動(dòng)點(diǎn)，以代表點(diǎn)接近變動(dòng)點(diǎn)的方式進(jìn)行對車輛主體（1）施加橫擺力矩的控制。由此，能夠防止滑板的偏磨損，并且減少電車行駛中的駕駛員的操作負(fù)擔(dān)。
【專利說明】電驅(qū)動(dòng)自卸卡車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電驅(qū)動(dòng)自卸卡車,尤其涉及從滑接線(trolley wire)接受電力而行駛的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車。
【背景技術(shù)】
[0002]在礦山行駛的自卸卡車中，已知一系列混合動(dòng)力型的自卸卡車，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，將該發(fā)電機(jī)發(fā)電的電力供給至后輪的馬達(dá)，對后輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。另外，利用該電構(gòu)成，在規(guī)定的上坡區(qū)間，不采用基于發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)的電力供給，而是設(shè)置一般見于電車的滑接線，將設(shè)置于車輛主體的能夠升降的集電裝置的滑板抬起使其與滑接線接觸，從而獲得電力而進(jìn)行行駛(以下稱為電車行駛)的接觸方式的行駛技術(shù)已實(shí)現(xiàn)。該電車方式的行駛技術(shù)例如在專利文獻(xiàn)I中有所記載。該情況下，由于與通過發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電的電力相比，從滑接線供給的電力更大，因此能夠避免在能夠進(jìn)行電車行駛的上坡區(qū)間內(nèi)的行駛速度降低。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:美國專利4，483，148號(hào)說明書
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的課題
[0007]在專利文獻(xiàn)I記載的電車方式的自卸卡車中，在電車行駛中，駕駛員一邊目視觀察滑接線，一邊以沿滑接線的方式進(jìn)行操舵。此時(shí)，存在滑接線與滑板的接點(diǎn)的位置集中于滑板的中心附近的情況。由于相對于自卸卡車的大小而言滑板很小，因此即使駕駛員能夠以滑接線位于滑板的中央附近的方式進(jìn)行操舵，也難以顧及到滑板的偏磨損，操作負(fù)擔(dān)增大。但是，這樣的滑板的偏磨損、基于偏磨損的發(fā)熱的集中成為導(dǎo)致滑板的壽命的短命化、滑板的破壞、或與滑板的破壞相伴隨的滑接線的破損的原因。
[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種電驅(qū)動(dòng)自卸卡車，能夠防止滑板的偏磨損并且能夠減少電車行駛中的駕駛員的操作負(fù)擔(dān)。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案I的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車，將設(shè)置于車輛主體的能夠升降的集電裝置的滑板抬起，使該滑板與沿道路設(shè)置的滑接線接觸，從所述滑接線接受電力而行駛，具備:行駛用的左右的電動(dòng)馬達(dá)；操舵裝置；滑接線檢測裝置，其設(shè)置于所述車輛主體，在行駛中從所述滑接線的下方對所述滑接線進(jìn)行檢測；控制裝置，其根據(jù)通過所述滑接線檢測裝置檢測的所述電驅(qū)動(dòng)自卸卡車與所述滑接線的相對位置信息，進(jìn)行對所述車輛主體施加橫擺力矩的控制，從而使所述車輛主體以所述滑接線為中心擺動(dòng)行駛，所述控制裝置具備:車輛控制裝置；控制器；逆變器控制裝置；操舵控制裝置，所述車輛控制裝置運(yùn)算用于對所述車輛主體施加橫擺力矩的橫擺力矩修正值，所述控制器根據(jù)所述橫擺力矩修正值，通過所述逆變器控制裝置以及所述操舵控制裝置對所述左右的電動(dòng)馬達(dá)和所述操舵裝置的至少一方進(jìn)行控制。
[0011]在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，從滑接線的下方對滑接線進(jìn)行檢測，為進(jìn)行車身擺動(dòng)控制而附加用于使車輛向相對于行進(jìn)方向垂直方向振動(dòng)的橫擺力矩。由此車輛一邊以滑接線為中心擺動(dòng)一邊行駛，滑接線與滑板的接點(diǎn)不會(huì)集中于滑板的中心，能夠一邊使滑接線與滑板均衡地接觸一邊使自卸卡車行駛。由此駕駛員能夠不顧忌滑板的偏磨損而防止滑板的偏磨損，減少操作負(fù)擔(dān)。
[0012]另外，通過車輛控制裝置和控制器獨(dú)立地進(jìn)行橫擺力矩控制，即使控制器是現(xiàn)有的控制器，只需對其附加車輛控制裝置便能夠進(jìn)行本發(fā)明的橫擺力矩控制，或者，只需變更車輛控制裝置的功能便能夠調(diào)整橫擺力矩控制的參數(shù)等，因此能夠使控制系具有靈活性。
[0013]另外，本發(fā)明的技術(shù)方案2，在技術(shù)方案I所述的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車中，所述控制裝置，根據(jù)通過所述滑接線檢測裝置檢測的所述電驅(qū)動(dòng)自卸卡車與所述滑接線的相對位置信息，計(jì)算所述車輛主體的至少一個(gè)代表點(diǎn)和位于所述滑接線上的至少一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，并且設(shè)定以所述目標(biāo)點(diǎn)為基準(zhǔn)而變動(dòng)的變動(dòng)點(diǎn)，以所述代表點(diǎn)接近所述變動(dòng)點(diǎn)的方式進(jìn)行對所述車輛主體施加橫擺力矩的控制。
[0014]由此，車輛主體相對于滑接線高精度地?cái)[動(dòng)行駛，能夠更準(zhǔn)確地防止滑板的偏磨損。
[0015]另外，本發(fā)明的技術(shù)方案3，在技術(shù)方案2所述的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車中，還具備對所述車輛的車身速度進(jìn)行計(jì)測的車身速度檢測裝置，所述控制裝置，以規(guī)定的周期使所述變動(dòng)點(diǎn)周期性地變動(dòng)，該規(guī)定的周期根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的進(jìn)行電車行駛的區(qū)間的距離、由所述車身速度檢測裝置計(jì)測的車輛的車身速度的至少一方來決定。
[0016]由此，能夠根據(jù)電車行駛區(qū)間、車輛主體的狀況使滑板與滑接線均勻接觸，由此能夠可靠地防止滑板的偏磨損。
[0017]另外，本發(fā)明的技術(shù)方案4，在技術(shù)方案3所述的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車中，所述控制裝置，以規(guī)定的周期使所述變動(dòng)點(diǎn)周期性地變動(dòng)，其中，所述規(guī)定的周期是根據(jù)與所述電車行駛區(qū)間距離、所述車身速度的至少一方相應(yīng)的正弦波函數(shù)、梯形波函數(shù)、三角波函數(shù)的某一個(gè)而決定的。
[0018]由此，能夠使滑板相對于滑接線周期性地更均勻地接觸，能更可靠地防止滑板的偏磨損。
[0019]另外，本發(fā)明的技術(shù)方案5，在技術(shù)方案3所述的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車中，所述控制裝置，當(dāng)使所述變動(dòng)點(diǎn)周期性地變動(dòng)時(shí)，使所述變動(dòng)點(diǎn)在行駛于所述電車行駛區(qū)間期間至少變動(dòng)半周期以上。
[0020]由此，由于在電車行駛區(qū)間中擺動(dòng)控制進(jìn)行至少半周期以上，周期少因而能夠可靠地抑制產(chǎn)生滑接線與滑板不接觸的位置，滑板與滑接線更平均地接觸，能夠更可靠地防止滑板的偏磨損。
[0021]另外，本發(fā)明的技術(shù)方案6，在技術(shù)方案2所述的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車中，還具備:對基于駕駛員的手柄的操作角和輪胎的轉(zhuǎn)舵角的某一個(gè)進(jìn)行計(jì)測的角度傳感器；對所述車輛的橫擺率進(jìn)行計(jì)測的橫擺率檢測裝置，所述控制裝置，根據(jù)通過所述角度傳感器計(jì)測的操舵角和轉(zhuǎn)舵角的某一方和通過所述橫擺率檢測裝置計(jì)測的橫擺率的至少一方成為規(guī)定的值以下的時(shí)間是否持續(xù)規(guī)定時(shí)間以上，對所述車輛是否正在直行行駛區(qū)間行駛進(jìn)行判斷，當(dāng)判斷為車輛正在該直行行駛區(qū)間行駛時(shí)，設(shè)定所述變動(dòng)點(diǎn)。
[0022]由此，能夠簡易地對是否正在直行行駛區(qū)間行駛進(jìn)行辨別，另外在滑接線直線地設(shè)置的區(qū)間內(nèi)進(jìn)行擺動(dòng)控制，能夠穩(wěn)定地使車輛主體相對于滑接線擺動(dòng)行駛。
[0023]另外，本發(fā)明的技術(shù)方案7，在技術(shù)方案2所述的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車中，所述控制裝置，存儲(chǔ)在所述電車行駛區(qū)間行駛的次數(shù)，根據(jù)該行駛次數(shù)，在每次行駛在所述電車行駛區(qū)間時(shí)使所述變動(dòng)點(diǎn)的變動(dòng)方向反轉(zhuǎn)。
[0024]由此，即使在電車行駛區(qū)間的長度不足周期的情況下，更換開始擺動(dòng)控制時(shí)的振幅的方向，能夠簡單并且可靠地解決僅對滑板的單側(cè)進(jìn)行偏磨損的問題。
[0025]另外，本發(fā)明的技術(shù)方案8，在技術(shù)方案I或2的任一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車中，所述滑接線檢測裝置具有:相機(jī)，其設(shè)置于所述車輛主體，在行駛中對所述滑接線連續(xù)進(jìn)行拍攝；照明裝置，其設(shè)置于所述車輛主體，將所述滑接線照亮。
[0026]同樣在這樣作為滑接線檢測裝置使用相機(jī)的情況下，通過照明裝置將滑接線照亮，由此能夠維持滑接線相對于天空的對比度，不僅能夠在日間的氣候狀態(tài)良好時(shí)，在傍晚、夜間、雨天等、難以獲得滑接線與天空的高對比度的情況下，也能夠高精度地進(jìn)行使車輛主體相對于滑接線擺動(dòng)行駛的橫擺力矩控制。
[0027]發(fā)明的效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車，在電驅(qū)動(dòng)自卸卡車中，能夠防止滑板的偏磨損并且能夠減少電車行駛中的駕駛員的操作負(fù)擔(dān)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車的側(cè)部外觀的側(cè)視圖。
[0030]圖2是表示自卸卡車的后部外觀的后視圖。
[0031]圖3是表示本實(shí)施方式的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的圖。
[0032]圖4是表示從滑接線接受電力的集電裝置的構(gòu)成的圖。
[0033]圖5是表示由操舵控制裝置和操舵裝置構(gòu)成的操舵系統(tǒng)的圖。
[0034]圖6是表示操舵控制裝置對轉(zhuǎn)舵扭矩指令值進(jìn)行計(jì)算的功能的框圖。
[0035]圖7是表示控制器的車身速度控制部的功能的說明的框圖。
[0036]圖8是表示控制器的橫擺力矩控制部的功能的詳細(xì)的框圖。
[0037]圖9是表示通過驅(qū)動(dòng)力差來實(shí)現(xiàn)相對于以馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力100%行駛時(shí)的總驅(qū)動(dòng)力的、橫擺力矩修正值的情況下的影響的圖。
[0038]圖10是表示馬達(dá)扭矩指令值的計(jì)算方法的一個(gè)例子的圖。
[0039]圖11是表示車輛控制裝置的構(gòu)成以及車輛控制裝置與控制器的輸入輸出關(guān)系的圖。
[0040]圖12是從車輛的側(cè)面觀察車輛與相機(jī)的拍攝范圍(滑接線檢測裝置的檢測范圍)的位置關(guān)系的情況的圖。
[0041]圖13是從上空(車輛的上方)觀察車輛與相機(jī)的拍攝范圍(滑接線檢測裝置的檢測范圍)的位置關(guān)系的情況的圖。
[0042]圖14是表示借助相機(jī)拍攝的畫面的圖。
[0043]圖15是表示拍攝的畫面的處理(邊緣抽出)的圖。[0044]圖16是表示拍攝的畫面的處理(中心線的抽出)的圖。
[0045]圖17是表示車輛相對于滑接線向左偏離的情況下的相機(jī)的畫面的圖。
[0046]圖18是表示車輛相對于滑接線斜著行駛的情況下的相機(jī)的畫面的圖。
[0047]圖19是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中使用的滑接線檢測區(qū)域和坐標(biāo)系的圖。
[0048]圖20是表示車輛狀態(tài)量控制部的功能的詳細(xì)的框圖，是表示將相對于目標(biāo)位置的當(dāng)前位置的偏差作為橫擺力矩修正值的計(jì)算的流程的圖。
[0049]圖21是表示設(shè)定了靜區(qū)的情況下的滑接線檢測區(qū)域和坐標(biāo)系的、與圖19相同的圖。
[0050]圖22是表示車輛狀態(tài)量控制部的功能的詳細(xì)的框圖，是表示計(jì)算用于使代表點(diǎn)與變動(dòng)點(diǎn)一致的橫擺力矩修正值的流程的圖。
[0051]圖23是表示車輛控制裝置的實(shí)施例中的從借助相機(jī)對上方進(jìn)行拍攝直至控制輸出的處理的流程的流程圖。
[0052]圖24是表示圖23所示的滑接線追隨及擺動(dòng)控制步驟300的處理的詳細(xì)的流程圖。
[0053]圖25是表示圖24的步驟320的處理中的橫擺力矩修正值的計(jì)算方法的一個(gè)例子的圖。
[0054]圖26是與設(shè)定了滑接線追隨控制的脫離監(jiān)視點(diǎn)的圖19以及圖22相同的圖。
[0055]圖27是表示車輛控制裝置的其他的實(shí)施例中的從借助相機(jī)對上方進(jìn)行拍攝直至控制輸出的處理的流程的流程圖。
[0056]圖28是表示在圖27的步驟323的處理中，根據(jù)目標(biāo)點(diǎn)T的位置對目標(biāo)車速進(jìn)行修正時(shí)的目標(biāo)車速修正值的計(jì)算方法的一個(gè)例子的圖。
[0057]圖29是表示在圖27的步驟323的處理中，根據(jù)目標(biāo)點(diǎn)T的位置對目標(biāo)車速進(jìn)行修正時(shí)的目標(biāo)車速修正值的計(jì)算方法的其他的一個(gè)例子的圖。
[0058]圖30表示基于目標(biāo)車速的修正值的馬達(dá)扭矩的生成方法，是與圖10相同的圖。
[0059]圖31是表示圖24的步驟370的處理中的代表點(diǎn)Z、目標(biāo)點(diǎn)T、變動(dòng)點(diǎn)F、點(diǎn)A、點(diǎn)B與邊al - dl的范圍與滑接線之間的位置關(guān)系的圖。
[0060]圖32是表示圖24的步驟370的處理中的代表點(diǎn)Z、目標(biāo)點(diǎn)T、變動(dòng)點(diǎn)F、點(diǎn)A、點(diǎn)B與邊al - dl的范圍與滑接線之間的位置關(guān)系的圖。
[0061]圖33是表示圖24的步驟370的處理中的代表點(diǎn)Z、目標(biāo)點(diǎn)T、變動(dòng)點(diǎn)F、點(diǎn)A、點(diǎn)B與邊al - dl的范圍與滑接線之間的位置關(guān)系的圖。
[0062]圖34是表示圖24的步驟370的處理中的代表點(diǎn)Z、目標(biāo)點(diǎn)T、變動(dòng)點(diǎn)F、點(diǎn)A、點(diǎn)B與邊al - dl的范圍與滑接線之間的位置關(guān)系的圖。
[0063]圖35是表示圖24的步驟370的處理中的代表點(diǎn)Z、目標(biāo)點(diǎn)T、變動(dòng)點(diǎn)F、點(diǎn)A、點(diǎn)B與邊al - dl的范圍與滑接線之間的位置關(guān)系的圖。
[0064]圖36是表示圖24的步驟370的處理中的代表點(diǎn)Z、目標(biāo)點(diǎn)T、變動(dòng)點(diǎn)F、點(diǎn)A、點(diǎn)B與邊al - dl的范圍與滑接線之間的位置關(guān)系的圖。
[0065]圖37是表示圖24的步驟370的處理中的代表點(diǎn)Z、目標(biāo)點(diǎn)T、變動(dòng)點(diǎn)F、點(diǎn)A、點(diǎn)B與邊al - dl的范圍與滑接線之間的位置關(guān)系的圖。
[0066]圖38是表示進(jìn)行車身擺動(dòng)控制時(shí)的代表點(diǎn)Z、目標(biāo)點(diǎn)T、變動(dòng)點(diǎn)F、點(diǎn)A、點(diǎn)B的位置關(guān)系的圖。
[0067]圖39是表示進(jìn)行車身擺動(dòng)控制時(shí)的車輛主體與滑接線的位置關(guān)系的圖。
[0068]圖40是對電驅(qū)動(dòng)自卸卡車的作業(yè)狀態(tài)的一個(gè)例子進(jìn)行說明的圖。
[0069]圖41是表示進(jìn)行電車行駛的區(qū)間的長度與振幅的關(guān)系的一個(gè)例子的圖。
[0070]圖42是表示進(jìn)行電車行駛的區(qū)間的長度與振幅的關(guān)系的其他的一個(gè)例子的圖。
[0071]圖43是表示進(jìn)行電車行駛的區(qū)間的長度與振幅的關(guān)系的其他的一個(gè)例子的圖。
[0072]圖44是表示車身擺動(dòng)控制的開始觸發(fā)的其他的例子中的、直至作出正在直行行駛區(qū)間行駛的判斷的處理的流程的一個(gè)例子的流程圖。
[0073]圖45是表示車身擺動(dòng)控制的開始觸發(fā)的其他的例子中的、直至作出正在直行行駛區(qū)間行駛的判斷的處理的流程的一個(gè)例子的流程圖。
[0074]圖46是表示用于防止辨別的振蕩的取代計(jì)數(shù)器處理的滯后處理的圖。
[0075]圖47是表示車輛控制裝置的其他的實(shí)施方式中的從借助相機(jī)對上方進(jìn)行拍攝直至控制輸出的處理的流程的一個(gè)例子的流程圖。
[0076]圖48是將借助相機(jī)進(jìn)行拍攝的方向進(jìn)一步朝向前方的情況下的、與圖12相同的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0077]以下，利用附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0078](關(guān)于車輛一自卸卡車一的構(gòu)成)
[0079]圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車的側(cè)部外觀的側(cè)視圖。
[0080]圖1中，自卸卡車構(gòu)成為包括:車輛主體1、用于堆積土砂等的貨斗2、左右的集電裝置4L、4R，其具備從左右兩根滑接線3L、3R (—側(cè)為高電壓，另一側(cè)接地)接受電力的能夠升降的滑板4La、4Ra ;通過所接受的電力而驅(qū)動(dòng)的左右的后輪(輪胎)5L、5R。集電裝置4L、4R設(shè)置于車輛主體I的前部。另外，自卸卡車具備設(shè)置于車輛主體I的前部、在行駛中連續(xù)檢測前方的滑接線3L、3R的滑接線檢測裝置15?；泳€檢測裝置15是通過本發(fā)明而新安裝的裝置?；泳€檢測裝置15在圖示的例中配置于車輛主體I的前部，但也可以設(shè)置于車輛主體I的頂部等。
[0081]圖2是表示自卸卡車的后部外觀的后視圖。后輪5L、5R為了耐受堆積于貨斗2的土砂等的負(fù)載，而采用雙輪胎的構(gòu)造。通過左右的電動(dòng)馬達(dá)(例如感應(yīng)馬達(dá))6L、6R對該雙輪胎進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)。
[0082]圖3中表示本實(shí)施方式的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[0083]圖3中，電驅(qū)動(dòng)自卸卡車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具備:加速踏板11、減速踏板12、變速桿13、對前后加速度及橫加速度及橫擺率進(jìn)行傳感檢測的作為橫擺率檢測裝置的組合傳感器14、發(fā)動(dòng)機(jī)21、交流發(fā)電機(jī)22、其他的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷28、整流電路23、檢測電阻24、電容器25、斬波器電路26、柵極電阻27、上述集電裝置4L、4R、上述后輪5L、5R以及電動(dòng)馬達(dá)6L、6R、與電動(dòng)馬達(dá)6L、6R的輸出軸6La、6Ra連接的減速器7R、7L、控制裝置200。電磁拾取器傳感器16L、16R分別計(jì)測左右后輪的車輪速度。另外與后輪5L、5R相同地，設(shè)置對左右的前輪35L、35R的車輪速度進(jìn)行計(jì)測的電磁拾取器傳感器36L、36R，通過該電磁拾取器傳感器36L、36R分別對左右的前輪車輪速度進(jìn)行計(jì)測。這里，后輪5L、5R是驅(qū)動(dòng)輪，會(huì)因驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)而發(fā)生輪胎變形，因此雖然在大多數(shù)情況下沒有問題，但對于車身速度的計(jì)測而言不夠嚴(yán)格。從動(dòng)輪即前輪不易受到驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)的影響，因此可以說使用電磁拾取器傳感器36L、36R的計(jì)測值而進(jìn)行的車身速度的運(yùn)算能夠運(yùn)算出與實(shí)際的車身速度更接近的值。此外，在控制車輛的運(yùn)動(dòng)時(shí)，存在與前輪車輪速度、后輪車輪速度相比更適合考慮車輛主體I的重心的對地速度(車身速度)的情況。因此，還可以設(shè)置如對地車速傳感器37那樣的計(jì)測對地車速本身的傳感器，并將其用于車身速度的計(jì)測。一般來說作為這些傳感器能夠舉出毫米波雷達(dá)傳感器、光學(xué)傳感器等。
[0084]控制裝置200具有:根據(jù)扭矩指令的輸入來控制電動(dòng)馬達(dá)6L、6R的逆變器控制裝置30 ;根據(jù)駕駛員的按鈕操作或來自外部的輸入進(jìn)行集電裝置4L、4R的滑板4La、4Ra的升降的升降控制裝置31 ;將駕駛員的操舵操作轉(zhuǎn)換為電信號(hào)而對前輪的操舵進(jìn)行控制的操舵控制裝置32 ;作為本發(fā)明的特征部的車輛控制裝置50 ;控制器100。
[0085]逆變器控制裝置30具有:分別針對左右的電動(dòng)馬達(dá)6L、6R的公知的扭矩指令運(yùn)算部30a、馬達(dá)控制運(yùn)算部30b、逆變器(切換元件)30c。集電裝置4L、4R具備根據(jù)升降控制裝置31的升降指令信號(hào)使滑板4La、4Ra升降的升降裝置。包含集電裝置4L、4R、升降控制裝置31、操舵控制裝置32的操舵系統(tǒng)以及車輛控制裝置50的詳細(xì)后述。
[0086](包含行駛的基本動(dòng)作)
[0087]加速踏板11的踩踏量P和減速踏板12的踩踏量Q成為控制器100的輸入，成為分別控制驅(qū)動(dòng)力或減速力(制動(dòng)力)的大小的信號(hào)。例如當(dāng)駕駛員將加速踏板11踏入而使自卸卡車前進(jìn)或后進(jìn)時(shí)，從控制器100對發(fā)動(dòng)機(jī)21輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nr的指令。預(yù)先設(shè)定有相對于加速器開度的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nr的表格，根據(jù)該表格而輸出。發(fā)動(dòng)機(jī)21是安裝有電子調(diào)節(jié)器21a的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，電子調(diào)節(jié)器21a接受到目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nr的指令后，以發(fā)動(dòng)機(jī)21以目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nr旋轉(zhuǎn)的方式控制燃料噴射量。
[0088]在發(fā)動(dòng)機(jī)21上連接有交流發(fā)電機(jī)22，進(jìn)行交流發(fā)電。通過交流發(fā)電而產(chǎn)生的電力通過整流電路23而被整流，并蓄電于電容器25，直流電壓值成為V。交流發(fā)電機(jī)22反饋將直流電壓V通過檢測電阻24分壓的電壓值并以該電壓值成為規(guī)定的恒定電壓VO的方式被控制器100控制。
[0089]通過交流發(fā)電機(jī)23而產(chǎn)生的電力經(jīng)由逆變器控制裝置30而供給至左右的電動(dòng)馬達(dá)6L、6R?？刂破?00以通過整流電路23整流后的直流電壓V成為規(guī)定的恒定電壓VO的方式對交流發(fā)電機(jī)22進(jìn)行控制，由此以對電動(dòng)馬達(dá)6L、6R供給所需電力的方式進(jìn)行控制。另一方面，在集電裝置4L、4R的滑板4La、4Ra與滑接線3L、3R接觸的情況下，直流電壓VO直接從滑接線3L、3R供給至逆變器控制裝置30。
[0090]控制器100運(yùn)算與加速踏板11以及減速踏板12的操作量相應(yīng)的扭矩指令值T_ML_a、T_MR_a，根據(jù)該扭矩指令值T_ML_a、T_MR_a、車身速度控制的扭矩修正值T_ML_V、T_MR_V以及橫擺力矩控制的馬達(dá)扭矩修正值T_ML_Y、T_MR_Y生成左右的電動(dòng)馬達(dá)6L、6R的扭矩指令值T_ML、T_MR，并輸出(后述)。該左右的電動(dòng)馬達(dá)6L、6R的扭矩指令值T_ML、T_MR和通過電磁拾取器16L、16R檢測的各電動(dòng)馬達(dá)6L、6R的旋轉(zhuǎn)速度ω L、ω R被輸入逆變器控制裝置30，逆變器控制裝置30經(jīng)由扭矩指令運(yùn)算部30a、馬達(dá)控制運(yùn)算部30b、逆變器(切換元件)30c而驅(qū)動(dòng)各電動(dòng)馬達(dá)6L、6R。
[0091]在各電動(dòng)馬達(dá)6L、6R分別經(jīng)由減速器7L、7R連接有左右的后輪(輪胎)5L、5R。電磁拾取器16L、16R是通常檢測減速器7L、7R內(nèi)的齒輪的I枚齒的周速的傳感器。另外，例如，若以右側(cè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)舉例，也可以對電動(dòng)馬達(dá)6R內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)軸或連接減速器7R和輪胎5R的驅(qū)動(dòng)軸加裝檢測用的齒輪，并設(shè)置于該位置。
[0092]當(dāng)在行駛中將加速踏板11復(fù)位而將減速踏板12踏入時(shí)，控制器100以交流發(fā)電機(jī)22不進(jìn)行發(fā)電的方式進(jìn)行控制。另外，來自控制器100的扭矩指令T_ML_a、T_MR_a成為負(fù)值，逆變器控制裝置30對驅(qū)動(dòng)各電動(dòng)馬達(dá)6L、6R而行駛的自卸卡車施加制動(dòng)力。此時(shí)，各電動(dòng)馬達(dá)6L、6R作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮作用，以通過內(nèi)置于逆變器控制裝置30的整流功能對電容器25充電的方式起作用。斬波器電路26以直流電壓值V成為預(yù)先設(shè)定的直流電壓值Vl以下的方式工作，使電流流過柵極電阻27而將電能轉(zhuǎn)換為熱能。
[0093](集電裝置的滑板的升降)
[0094]接下來，對集電裝置4L、4R的滑板4La、4Ra的升降裝置進(jìn)行說明。圖4中表示了從滑接線3L、3R接受電力的集電裝置4L、4R的構(gòu)成。集電裝置4L、4R具有相同的構(gòu)成，對于其構(gòu)成以集電裝置4L為代表進(jìn)行說明。集電裝置4L作為升降裝置而具備將殼體固定于車輛主體I的液壓活塞裝置4a，在液壓活塞裝置4a的液壓活塞4b的桿4c的前端安裝有滑板4La。該滑板4La通過經(jīng)由液壓配管4d而從包含液壓泵的液壓儀器4e送來的工作油而使液壓活塞4b上下，由此對與滑接線3L的接觸、分離進(jìn)行控制。液壓活塞4b的桿4c與滑板4La通過絕緣體4f而絕緣?；泳€3L的電力經(jīng)由滑板4La、電線4g而向圖3所示的用于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的逆變器控制裝置30的電源系統(tǒng)連接。升降控制裝置31成為下述結(jié)構(gòu):根據(jù)駕駛員的升降開關(guān)操作或來自本發(fā)明的車輛控制裝置50等的外部的開關(guān)(標(biāo)志)操作或控制的指令信號(hào)，對液壓儀器4e發(fā)送升降指令信號(hào)4h。當(dāng)然，除了通過液壓活塞裝置4a構(gòu)成滑板4La的升降裝置外，一般地還可以通過電車中所見那樣的利用平行環(huán)、彈簧、馬達(dá)等的被稱為導(dǎo)電弓(pantograph)的系統(tǒng)來構(gòu)成升降裝置。
[0095](操舵系統(tǒng))
[0096]下面使用圖5對操舵系統(tǒng)進(jìn)行說明。
[0097]操舵系統(tǒng)由前述的操舵控制裝置32和操舵裝置40構(gòu)成。操舵裝置40具有方向盤41、帶操舵角傳感器的反力馬達(dá)42、帶轉(zhuǎn)舵角傳感器的轉(zhuǎn)舵馬達(dá)43、齒條與小齒輪44。
[0098]當(dāng)駕駛員操作了方向盤41時(shí)，帶操舵角傳感器的反力馬達(dá)42的操舵角傳感器檢測方向盤41的操作量，并將其發(fā)送至操舵控制裝置32。操舵控制裝置32以當(dāng)前的轉(zhuǎn)舵角成為與駕駛員的操舵角對應(yīng)的轉(zhuǎn)舵角的方式對帶轉(zhuǎn)舵角傳感器的轉(zhuǎn)舵馬達(dá)43發(fā)送扭矩信號(hào)，通過帶轉(zhuǎn)舵角傳感器的轉(zhuǎn)舵馬達(dá)43所生成的轉(zhuǎn)舵扭矩，該帶轉(zhuǎn)舵角傳感器的轉(zhuǎn)舵馬達(dá)43具有計(jì)測輪胎5L、5R的轉(zhuǎn)舵角的轉(zhuǎn)舵角傳感器，經(jīng)由齒條與小齒輪44對前輪45L、45R進(jìn)行轉(zhuǎn)舵。另外，根據(jù)此時(shí)的扭矩的大小，對帶操舵角傳感器的反力馬達(dá)42發(fā)送反力扭矩，對方向盤41傳遞反力。另外此時(shí)，操舵控制裝置32向控制器100發(fā)送操舵角。另一方面，操舵控制裝置32還具有下述功能:從控制器100接收轉(zhuǎn)舵扭矩修正值，并與之相應(yīng)地使帶轉(zhuǎn)舵角傳感器的轉(zhuǎn)舵馬達(dá)43動(dòng)作。同樣地，操舵控制裝置32是否對帶操舵角傳感器的反力馬達(dá)42發(fā)送反力，能夠通過此時(shí)的模式(后述)或來自控制器100的指令而任意變更。例如，操舵控制裝置32從控制器100接收轉(zhuǎn)舵扭矩修正值，根據(jù)該修正值使帶轉(zhuǎn)舵角傳感器的轉(zhuǎn)舵馬達(dá)43動(dòng)作，而另一方面，若不對帶操舵角傳感器的反力馬達(dá)42發(fā)送反力指令值，則成為雖然車輛(自卸卡車)根據(jù)操舵角而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，但駕駛員沒有此時(shí)的操舵感覺的狀態(tài)。相反地，即使駕駛員進(jìn)行操舵，但如果不對帶轉(zhuǎn)舵角傳感器的轉(zhuǎn)舵馬達(dá)43發(fā)送指令，則成為即使將方向盤41轉(zhuǎn)到頭也不會(huì)轉(zhuǎn)彎的現(xiàn)象。例如，在控制器100因?yàn)槿魏蔚呐袛喽鵁o法操作方向盤41的情況下，該手段有效。而且作為將此時(shí)無法進(jìn)行方向盤41的操作的情況報(bào)告給駕駛員的手段，還有下述手段:操舵控制裝置32在與駕駛員41正在進(jìn)行操舵的方向相反的方向生成扭矩，由此駕駛員一般會(huì)感到方向盤41沉重，據(jù)此駕駛員能夠判斷出不能向該方向進(jìn)行方向盤操作。
[0099]在本實(shí)施方式中，對于方向盤41不與前輪45L、45R直接連結(jié)的線控轉(zhuǎn)向(steerby wire)方式進(jìn)行了說明，但并不局限于此，也可以是使帶操舵角傳感器的反力馬達(dá)42與帶轉(zhuǎn)舵角傳感器的轉(zhuǎn)舵馬達(dá)43—體化且直接連結(jié)的電氣式的動(dòng)力轉(zhuǎn)向方式。另外，帶轉(zhuǎn)舵角傳感器的轉(zhuǎn)舵馬達(dá)43也可以是液壓伺服式。而且從控制器100發(fā)送的修正值也可以不是扭矩而是修正角度。該情況下，操舵控制裝置32也可以以消除通過轉(zhuǎn)舵角傳感器檢測的角度與修正角度的偏差的方式進(jìn)行扭矩的反饋控制。
[0100]圖6是表示操舵控制裝置32實(shí)現(xiàn)計(jì)算轉(zhuǎn)舵扭矩指令值的功能的框圖。操舵控制裝置32，對在轉(zhuǎn)換部32a從帶操舵角傳感器的反力馬達(dá)42接收的駕駛員的操舵角乘以增益而轉(zhuǎn)換為駕駛員的轉(zhuǎn)舵角，在運(yùn)算部32b從該駕駛員的轉(zhuǎn)舵角減去當(dāng)前的轉(zhuǎn)舵角，在轉(zhuǎn)換部32c對該減去結(jié)果乘以增益而轉(zhuǎn)換為駕駛員要求轉(zhuǎn)舵扭矩。接著，在運(yùn)算部32d對該駕駛員要求轉(zhuǎn)舵扭矩加上從控制器100接受的轉(zhuǎn)舵扭矩修正值而求出轉(zhuǎn)舵扭矩指令值，將該轉(zhuǎn)舵扭矩指令值輸出至帶轉(zhuǎn)舵角傳感器的轉(zhuǎn)舵馬達(dá)43。
[0101](車身速度控制)
[0102]返回圖3，控制器100具備車身速度控制部101，在選擇了車身速度控制模式的情況下，車身速度控制部101進(jìn)行相對于根據(jù)車身速度控制模式設(shè)定的目標(biāo)車身速度的當(dāng)前的車身速度的反饋控制，能夠在車身速度控制模式下控制車身速度。圖7是說明車身速度控制部101的功能的框圖。如圖7所示，車身速度控制部101，當(dāng)車身速度控制模式為On(I)(開關(guān)部IOlC為On)時(shí)，將目標(biāo)車身速度及當(dāng)前的車身速度輸入并在運(yùn)算部IOla進(jìn)行減法，在轉(zhuǎn)換部IOlb對該減法值乘以增益而轉(zhuǎn)換為扭矩，由此求出用于以當(dāng)前車速作為目標(biāo)車身速度的扭矩修正值T_ML_V、T_MR_V并輸出。車身速度控制部101，將通過電磁拾取器16L、16R檢測的各電動(dòng)馬達(dá)6L、6R的旋轉(zhuǎn)速度coL、ω R輸入，根據(jù)該旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)算車身速度，但對于車身速度的運(yùn)算也可以如前述那樣使用電磁拾取36L、36R的檢測值，也可以使用對地車速傳感器37的測定值。S卩，由車身速度控制部101以及后輪的電磁拾取器傳感器16L、16R、前輪的電磁拾取器傳感器36L、36R、對地車速傳感器37構(gòu)成車身速度檢測裝置。是否進(jìn)入車身速度控制模式的指令，例如既可以在車輛控制裝置50設(shè)置開關(guān)，憑借來自駕駛員的開關(guān)操作，也可以通過來自外部的輸入而進(jìn)行。車身速度控制模式的解除，既可以通過駕駛員踏入減速踏板而進(jìn)行，也可以通過來自外部的輸入而進(jìn)行。在解除了車身速度控制模式的情況下，令車身速度控制模式的指令為Off (O)(將開關(guān)部IOlc置于Off)，從零輸出部IOld輸出車身控制扭矩指令值O。另外對于控制器100而言，預(yù)先設(shè)定有與扭矩修正值T_MR_V、T_ML_V相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令值的表格，根據(jù)該表格對發(fā)動(dòng)機(jī)21輸出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令值。
[0103](橫擺力矩控制)
[0104]并且，控制器100如圖3所示，具備用于對車身的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行控制的橫擺力矩控制部102。圖8是表示橫擺力矩控制部102的功能的詳細(xì)的框圖。如圖8所示，作為針對橫擺力矩控制部102的輸入信號(hào)，例如包括通過被稱為橫滑防止控制的其他的橫擺力矩控制而生成的橫擺力矩控制值、通過本發(fā)明而生成的橫擺力矩修正值、車身速度、前后加速度、橫加速度、橫擺率、操舵角、橫擺力矩控制模式的指令。輸出信號(hào)是轉(zhuǎn)舵扭矩修正值及向馬達(dá)的扭矩修正值T_MR_Y、T_ML_Y。橫擺力矩控制值和橫擺力矩修正值在運(yùn)算部102a被加法運(yùn)算，成為橫擺力矩指令值。該橫擺力矩指令值被輸入操舵扭矩控制部102b、馬達(dá)扭矩控制部102c、最佳分配控制部102d。操舵扭矩控制部102b以及馬達(dá)扭矩控制部102c，分別根據(jù)被輸入的橫擺力矩指令值而計(jì)算轉(zhuǎn)舵扭矩修正值和馬達(dá)扭矩修正值。另外，最佳分配控制部102d根據(jù)被輸入的橫擺力矩指令值、車身速度、橫擺率、操舵角、前后加速度、橫加速度來計(jì)算橫擺力矩的分配比，并計(jì)算與該分配比相應(yīng)的轉(zhuǎn)舵扭矩修正值和馬達(dá)扭矩修正值。橫擺力矩控制模式的指令被輸入開關(guān)部102e，開關(guān)部102e，當(dāng)橫擺力矩控制模式為I時(shí)，將通過操舵扭矩控制部102b運(yùn)算的轉(zhuǎn)舵扭矩修正值輸出，當(dāng)橫擺力矩控制模式為2時(shí)則將通過馬達(dá)扭矩控制部102c運(yùn)算的馬達(dá)扭矩修正值輸出，當(dāng)橫擺力矩控制模式為3時(shí)將通過最佳分配控制部102d運(yùn)算的操舵扭矩修正值和向左右馬達(dá)的扭矩修正值輸出。
[0105](橫擺力矩控制模式的設(shè)定)
[0106]然而，在自卸卡車所行駛的礦山，對于縮短運(yùn)送土砂等的時(shí)間的要求較高。這是因?yàn)槿粼摃r(shí)間短則與之相應(yīng)地每一臺(tái)的運(yùn)送土砂的間隔變短，能夠操縱次數(shù)。直接影響時(shí)間縮短的是車輛速度，因此，希望能夠避免進(jìn)行車輛速度變低那樣的控制。
[0107]圖9是表示相對于以馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力100%行駛時(shí)的總驅(qū)動(dòng)力的、通過驅(qū)動(dòng)力差而實(shí)現(xiàn)橫擺力矩修正值的情況的影響的圖。例如如圖9的a側(cè)所示，車輛在令當(dāng)前驅(qū)動(dòng)力為100%的狀態(tài)下，保持某一速度進(jìn)行行駛。該情況下，車輛的驅(qū)動(dòng)力的合計(jì)與行駛阻力(空氣阻力、摩擦阻力、傾斜等)相互平衡。所謂100%，以本實(shí)施方式的構(gòu)成而言是后輪的馬達(dá)的輸出極限,意味著能夠以該速度輸出的馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力的最大值。這里,考慮對車輛施加制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)力而產(chǎn)生橫擺力矩。該情況下為了生成橫擺力矩，以先提高的方式，由于馬達(dá)為輸出極限，因此，如圖9的b側(cè)所示，只能使左右的任一方的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力下降而實(shí)現(xiàn)橫擺力矩生成。車輛生成與該下降的量相應(yīng)的橫擺力矩，而由于驅(qū)動(dòng)力降低因而車速降低。而這如此前敘述的那樣，與時(shí)間縮短的要求相反。因此，作為此時(shí)生成橫擺力矩的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，希望雖然工作但進(jìn)行速度降低較小的操作，令圖8所示橫擺力矩控制模式為I是適當(dāng)?shù)?。另一方面，在車輛的驅(qū)動(dòng)力比100%小的情況下，根據(jù)其程度或其他的車輛狀態(tài)量，切換為馬達(dá)扭矩控制(橫擺力矩控制模式2)或最佳分配控制(橫擺力矩控制模式3)。
[0108](通過各部分生成的馬達(dá)扭矩的合成)
[0109]關(guān)于控制器100中的馬達(dá)扭矩指令的計(jì)算方法，使用圖10進(jìn)行說明。圖10是表示馬達(dá)扭矩指令值的計(jì)算方法的一個(gè)例子的圖。首先，如前述那樣，通過處理部IOOa選擇與駕駛員的加速踏板及減速踏板操作相應(yīng)的扭矩指令值T_ML_a、T_MR_a和通過車身速度控制生成的扭矩指令值T_ML_V、T_MR_V的一方。例如，在有駕駛員的扭矩指令的情況下選擇駕駛員的扭矩指令，除此之外通過處理部IOOa選擇車身速度控制的扭矩指令。其后，對通過處理部IOOa選擇的扭矩指令值，以與通過橫擺力矩控制部102生成的橫擺力矩指令值相應(yīng)的馬達(dá)扭矩修正值T_ML_Y、T_MR_Y在運(yùn)算部IOOb進(jìn)行加法運(yùn)算，計(jì)算馬達(dá)扭矩指令值T_ML、T_MR。此外，該馬達(dá)扭矩的合成方法是一個(gè)例子，能夠使用公知的手法等本實(shí)施方式所示手法以外的各種手法。
[0110](特征部的整體構(gòu)成)
[0111]接下來，使用圖11對本實(shí)施方式的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車的特征部的整體構(gòu)成進(jìn)行說明。
[0112]如前述那樣，本實(shí)施方式的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具有檢測滑接線3L、3R的滑接線檢測裝置15和車輛控制裝置50。
[0113]作為滑接線檢測裝置15，代表性地考慮激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像機(jī)等的傳感器。在以車身的行進(jìn)方向(車軸方向)為X軸、以車身的橫向(相對于車軸垂直方向)為Y軸的XY平面中，在本發(fā)明中，任一傳感器都是對車身與滑接線的相對位置關(guān)系進(jìn)行檢測的機(jī)構(gòu)。在激光雷達(dá)的情況下，優(yōu)選沿車身X軸向探查，能夠更準(zhǔn)確地檢測滑接線。另外在毫米波雷達(dá)的情況下，比其他傳感器受霧或雨的天氣影響小。這些雷達(dá)傳感器不僅能夠檢測XY方向，還能夠檢測車身與滑接線的高度即Z軸向。因此，在同時(shí)采用需要高度方向的檢測的其他系統(tǒng)和本發(fā)明的系統(tǒng)的情況下，有時(shí)優(yōu)選雷達(dá)傳感器。
[0114]在攝像機(jī)的情況下，由于從滑接線的下方對滑接線進(jìn)行拍攝，因此在白天天氣良好時(shí)能夠獲得滑接線與天空的高對比度，能夠準(zhǔn)確地檢測滑接線。另外，還可以在車輛主體I設(shè)置照亮滑接線3L、3R的照明裝置51。該情況下，通過以照明裝置51照亮滑接線3L、3R，能夠維持相對于天空的滑接線3L、3R的對比度，即使在傍晚、夜間、雨天等難以獲得滑接線3L、3R與天空的高對比度的情況下，也能夠準(zhǔn)確地檢測滑接線。
[0115]另外，也可以將任何2個(gè)以上的傳感器組合來構(gòu)建系統(tǒng)。
[0116]圖11是表示車輛控制裝置50的構(gòu)成以及車輛控制裝置50與控制器100之間的輸入輸出關(guān)系的圖。車輛控制裝置50，如圖11所示構(gòu)成為包括:對通過滑接線檢測裝置15檢測的信息進(jìn)行處理，取得與車身同滑接線的相對位置關(guān)系相關(guān)的信息的滑接線檢測信息處理部50a ;根據(jù)通過滑接線檢測信息處理部50a而獲得的信息，計(jì)算車輛的狀態(tài)量的車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b ;根據(jù)該結(jié)果對車輛狀態(tài)量進(jìn)行控制的車輛狀態(tài)量控制部50c。滑接線3L、3R經(jīng)由絕緣體52而被支柱53支承。另外車輛控制裝置50輸出目標(biāo)速度修正值、橫擺力矩修正值、橫擺力矩控制模式、升降控制裝置升降指令、控制及檢測狀態(tài)信息等。
[0117]在本實(shí)施方式中，對作為滑接線檢測裝置15使用攝像機(jī)，進(jìn)行圖像處理而對XY平面上的與車身的相對位置關(guān)系進(jìn)行檢測的情況進(jìn)行說明。即，滑接線檢測裝置15是攝像機(jī)，滑接線檢測信息處理部50a是對通過攝像機(jī)15拍攝的圖像信息進(jìn)行處理的圖像信息處理部。
[0118](攝像機(jī)15以及圖像信息處理部50a)
[0119]攝像機(jī)15對滑接線3L、3R進(jìn)行拍攝。在以一臺(tái)攝像機(jī)對該兩根滑接線3L、3R進(jìn)行拍攝的情況下，優(yōu)選將攝像機(jī)15配置于左右的滑接線3L、3R的中央。作為攝像機(jī)15的構(gòu)成，也可以分別以一臺(tái)攝像機(jī)對左右的滑接線3L、3R進(jìn)行拍攝。通過攝像機(jī)15拍攝的圖像信息被送至車輛控制裝置50的圖像信息處理部50a。圖像信息是攝像機(jī)15拍攝的范圍的像素排列，圖像信息處理部50a將該圖像信息轉(zhuǎn)換為所需信息。
[0120]在攝像機(jī)15的拍攝方向上具有強(qiáng)光源的情況下，送至圖像信息處理部50a的圖像會(huì)產(chǎn)生被稱為暈光的白色模糊現(xiàn)象，有時(shí)無法識(shí)別需檢測的對象。作為應(yīng)對該情況的方法考慮到下述手法:將設(shè)置攝像機(jī)15的位置設(shè)置為:對車輛前方的滑接線3L、3R進(jìn)行拍攝的攝像機(jī)和對車輛后方的滑接線3L、3R進(jìn)行拍攝的攝像機(jī)這兩個(gè)位置，在其中一個(gè)通過圖像信息處理部50a能夠判斷發(fā)生了暈光的情況下，通過另一個(gè)攝像機(jī)進(jìn)行修正。關(guān)于暈光的檢測方法依據(jù)公知的手法。另外，并不局限于暈光，在通過圖像信息處理部50a能夠判斷出塵埃、泥土等將單方的攝像機(jī)的視界遮擋的情況下，也能夠同樣通過另一方的攝像機(jī)進(jìn)行修正。另外，在用殼體將攝像機(jī)15包圍，穿過玻璃拍攝滑接線3L、3R，通過圖像信息處理部50a能夠判斷出玻璃因塵?；蚰嗤恋葘?dǎo)致視界變差的情況下，也可以通過刮水器或清洗液等進(jìn)行清洗。
[0121]另外，在薄暮時(shí)或黑暗中，通過圖像信息處理部50a判斷出不具有用以檢測滑接線3L、3R的足夠的光量的情況下，圖像信息處理部50a也可以向照明裝置51發(fā)出亮滅指令，將滑接線3L、3R照亮，由此維持相對于天空的滑接線3L、3R的對比度。
[0122]在本實(shí)施方式中，不僅考慮如圖11那樣對傾斜方向進(jìn)行拍攝，還考慮簡單地如圖12那樣，攝像機(jī)15對車輛的正上方向進(jìn)行拍攝的情況。此時(shí)，如圖13所示，車輛的前方成為攝像機(jī)15的拍攝區(qū)域(滑接線檢測裝置的檢測區(qū)域)a、b、c、d。圖14是表示該情況下的攝像機(jī)15取得的圖像的圖。圖14中，由于攝像機(jī)15對滑接線3L、3R以從下向上看的方式進(jìn)行拍攝，因此，對于圖13所示的從上方觀察滑接線3L、3R的圖像的拍攝區(qū)域a、b、c、d，前后關(guān)系(a — d和b — c的圖不上下方向中的位置關(guān)系)與車輛的行進(jìn)方向相反地展現(xiàn)。
[0123]如圖14所示，攝像機(jī)15取得的圖像信息中，滑接線3L、3R相對于畫面在縱向與行進(jìn)方向平行地展現(xiàn)。如圖15所示，對其進(jìn)行提取邊緣部的處理(邊緣處理)。由此，左側(cè)的滑接線3L被分成邊緣LL和邊緣LR部，右側(cè)的滑接線3R被分成邊緣RL和邊緣RR部。接著在圖16中，在左右的滑接線3L、3R中求出各自的邊緣的中心線(令左滑接線3L的中心線為LM，右滑接線3R的中心線為RM)。此時(shí)，取得以畫面的上部中央的Oc為原點(diǎn)的關(guān)于像素?cái)?shù)的坐標(biāo)系(令Y軸為da方向，X軸為ab方向)。將Oc作為原點(diǎn)，取LM與ad的交點(diǎn)P (O,M_Lad_Ref )、RM 與 ad 的交點(diǎn) Q (O, M_Rad_Ref )、LM 與 be 的交點(diǎn) R (m, M_Lbc_Ref )、RM 與be的交點(diǎn)S (m, M_Rbc_Ref)。而且，這些P、Q、R、S的各點(diǎn)是位于滑接線3L、3R上的點(diǎn)，將這些點(diǎn)定義為目標(biāo)點(diǎn)。另外，m表示縱向的像素?cái)?shù)，η表示橫向的像素?cái)?shù)。
[0124]這里，在兩根滑接線3L、3R的中央相對于滑接線3L、3R平行地前進(jìn)時(shí)，在滑接線3L、3R位于滑板4La、4Ra的中央的情況下，相對于因左右的設(shè)置偏差或車輛的搖擺而導(dǎo)致的偏移而變得堅(jiān)固。因此希望車輛在這樣的狀態(tài)下行駛。
[0125]圖17中表示車輛相對于滑接線向左偏移的情況。若在與通過滑板4La、4Ra的中央的X軸平行的直線(車輛主體I的行進(jìn)方向的直線)和拍攝區(qū)域的ad以及be的交點(diǎn)設(shè)定車輛主體I的代表點(diǎn)，則代表點(diǎn)成為圖17的點(diǎn)P'、點(diǎn)Q'、點(diǎn)R'、點(diǎn)S'。該代表點(diǎn)是用于對相對于滑接線3L、3R的車輛的位置進(jìn)行控制而使用的點(diǎn)。因此，也可以說代表點(diǎn)P'、Q'、R'、S'是控制點(diǎn)。各代表點(diǎn)的坐標(biāo)定義為 M_Lad_Cont、M_Rad_Cont、M_Lbc_Cont、M_Rbc—Cont。
[0126]圖18中表示車輛相對于滑接線3L、3R斜著行駛的情況。同樣在該情況下，代表點(diǎn)是點(diǎn)P、點(diǎn)V、點(diǎn)V、點(diǎn)V。
[0127]圖像信息處理部50a將這些坐標(biāo)信息向車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b發(fā)送。
[0128](車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b以及車輛狀態(tài)量控制部50c)
[0129]車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b是計(jì)算用于進(jìn)行以車輛主體I追隨滑接線3L、3R行駛的方式對車輛主體I施加橫擺力矩的控制(以下，適當(dāng)?shù)胤Q為滑接線追隨控制)的橫擺力矩修正值、用于進(jìn)行以車輛主體I以滑接線3L、3R為中心擺動(dòng)行駛的方式對車輛主體I施加橫擺力矩的控制(以下，適當(dāng)?shù)胤Q為車身擺動(dòng)控制)的橫擺力矩修正值、用于進(jìn)行集電裝置4L、4R的滑板4La或者4Ra的升降控制(以下，適當(dāng)?shù)胤Q為滑板升降控制)的升降控制裝置升降指令、橫擺力矩控制模式、用于生成目標(biāo)速度修正值等的控制量或指令值的車輛狀態(tài)量的部分，車輛狀態(tài)量控制部50c是根據(jù)其計(jì)算結(jié)果生成橫擺力矩修正值、升降控制裝置升降指令、橫擺力矩控制模式、目標(biāo)速度修正值等的控制量或指令值并輸出的部分。
[0130](滑接線檢測區(qū)域與坐標(biāo)系)
[0131]首先，對車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b中使用的滑接線檢測區(qū)域與坐標(biāo)系進(jìn)行說明。
[0132]圖19是表示本實(shí)施方式中使用的滑接線檢測區(qū)域與坐標(biāo)系的圖。
[0133]車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b，從在圖像信息處理部50a中通過攝像機(jī)15取得的圖16~圖18所示那樣的拍攝區(qū)域a、b、C、d的圖像信息中，將圖19的al、bl、cl、dl所示那樣的區(qū)域作為滑接線檢測區(qū)域切出而取得。邊al — dl與圖16~圖18所示的拍攝區(qū)域a、b、c、d的邊a — d的一部分對應(yīng),邊bl — cl與拍攝區(qū)域a、b、c、d的邊b — c的一部分對應(yīng)。滑接線檢測區(qū)域al、bl、Cl、dl表示從上方觀察滑接線3L或3R的情況下的滑板與滑接線的位置關(guān)系，通過滑板4La或4Ra的左右的中心并沿車輛的行進(jìn)方向延伸的直線，是通過邊al - dl的中心和邊bl - Cl的中心的區(qū)域。如前述那樣,攝像機(jī)15取得的拍攝區(qū)域a、b、c、d的圖像信息是從下方拍攝滑接線3L、3R的圖像信息，從上方觀察滑接線3L、3R的情況下的滑接線檢測區(qū)域al、bl、Cl、dl與拍攝區(qū)域a、b、C、d的前后關(guān)系(附圖中為上下方向)相反地呈現(xiàn)。
[0134]另外，車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b設(shè)定使滑板4La或4Ra的中心為原點(diǎn)Op、行進(jìn)方向?yàn)閄軸、行進(jìn)方向左為Y軸的坐標(biāo)系，在X軸與邊bl - Cl的交點(diǎn)Z設(shè)定代表點(diǎn)，在滑接線3L或3R與邊bl — Cl的交點(diǎn)T和滑接線3L或3R與邊al — dl的交點(diǎn)U設(shè)定兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)。這里，攝像機(jī)15和集電裝置4L、4R的滑板4La或4Ra都安裝于車輛主體，兩者的位置關(guān)系是已知的，因此,通過將圖16~圖18所示的以O(shè)c點(diǎn)為原點(diǎn)的坐標(biāo)系中的點(diǎn)P、P、R的值坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為圖19的以O(shè)p點(diǎn)為原點(diǎn)的坐標(biāo)系的值，能夠容易地求出交點(diǎn)Z、T、U的坐標(biāo)。
[0135](滑接線追隨控制)
[0136]車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b計(jì)算代表點(diǎn)Z與目標(biāo)點(diǎn)T的偏差。這里，由于位于滑板4La或4Ra的前方的目標(biāo)點(diǎn)T的Y坐標(biāo)值Y_Cbc與代表點(diǎn)Z與目標(biāo)點(diǎn)T的偏差相等，因此，車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b將目標(biāo)點(diǎn)T的Y坐標(biāo)值Y_Cbc作為代表點(diǎn)Z與目標(biāo)點(diǎn)T的偏差。偏差Y_Cbc，在車輛相對于滑接線向右偏移的情況下為正，向左偏移的情況下為負(fù)。
[0137]在車輛相對于滑接線3L或3R斜著行駛的情況下，相對于車輛的傾斜也同樣定義偏移量。此時(shí)，某時(shí)間t內(nèi)車輛相對于滑接線3L或3R的傾斜9_t，使用兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)T、U的坐標(biāo)值并由下式表示。
[0138]Θ _t = (Y_Cbc — Y_Cad) / (X_Cbc — X_Cad)…(I)
[0139]車輛狀態(tài)量控制部50c，計(jì)算代表點(diǎn)Z與目標(biāo)點(diǎn)T的偏差Y_Cbc或利用車輛的傾斜Θ _t而用于使代表點(diǎn)Z與目標(biāo)點(diǎn)T 一致的橫擺力矩修正值。
[0140]對于使用偏差Y_Cbc或傾斜Θ _t來計(jì)算橫擺力矩修正值的處理在圖20中以框圖表示。車輛狀態(tài)量控制部50c在轉(zhuǎn)換部50Cl中對偏差Y_Cbc乘以增益而將偏差Y_Cbc轉(zhuǎn)換為橫擺力矩量。另外在轉(zhuǎn)換部50(:2中，對傾斜0_t乘以增益而轉(zhuǎn)換為橫擺力矩量。將這兩個(gè)橫擺力矩量在運(yùn)算部50c3中相加而求出橫擺力矩修正值，將該橫擺力矩修正值輸出至橫擺力矩控制部102。
[0141]圖21是設(shè)定有滑接線追隨控制的靜區(qū)的與圖19相同的圖。如前述那樣，對檢測區(qū)域al、bl、cl、dl設(shè)定有目標(biāo)點(diǎn)T、U以及代表點(diǎn)Z。另外，在從代表點(diǎn)Z以規(guī)定的距離Y_
1、Y_r (第I閾值)離開的位置上設(shè)定有規(guī)定滑接線追隨控制的靜區(qū)的點(diǎn)A以及點(diǎn)B。
[0142]車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b，當(dāng)進(jìn)行滑接線追隨控制時(shí)，對代表點(diǎn)Z與目標(biāo)點(diǎn)Y的偏差Y_Cbc設(shè)置靜區(qū)，僅在偏差超過靜區(qū)的情況下計(jì)算滑接線追隨控制的狀態(tài)量，車輛狀態(tài)量控制部50c計(jì)算與目標(biāo)點(diǎn)T的Y坐標(biāo)值Y_Cbc (代表點(diǎn)Z與目標(biāo)點(diǎn)T的偏差)相應(yīng)的橫擺力矩修正值。
[0143]另外，車輛狀態(tài)量控制部50c決定使用圖8說明的橫擺力矩控制模式。而且控制器100的前述的橫擺力矩控制部102，根據(jù)由該車輛狀態(tài)量控制部50c決定的橫擺力矩修正值和橫擺力矩控制模式，運(yùn)算馬達(dá)扭矩指令值和轉(zhuǎn)舵扭矩修正值，并分別輸出至逆變器控制裝置30和操舵控制裝置32。
[0144]由此，由車輛控制裝置50、控制器100、逆變器控制裝置30、操舵控制裝置32構(gòu)成的控制裝置，以車輛主體I追隨滑接線3L、3R行駛的方式進(jìn)行對車輛主體I施加橫擺力矩的控制。另外，此時(shí)，控制裝置進(jìn)行以代表點(diǎn)Z接近目標(biāo)點(diǎn)T的方式對車輛主體I施加橫擺力矩的控制。而且，控制裝置進(jìn)行以傾斜9_t變小的方式對車輛主體I施加橫擺力矩的控制。
[0145]此外，并不局限于圖20所示那樣的單純的增益的控制，還可以增加積分控制、微分控制等。
[0146](車身擺動(dòng)控制)
[0147]另外，車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b以及車輛狀態(tài)量控制部50c，當(dāng)代表點(diǎn)Z與目標(biāo)點(diǎn)Y的偏差Y_cbc位于滑接線追隨控制的靜區(qū)(點(diǎn)A以及點(diǎn)B之間)時(shí)進(jìn)行用于使產(chǎn)生于滑板4La、4Ra的磨損分散的車身擺動(dòng)控制。該車身擺動(dòng)控制中，在圖21中新定義以附圖標(biāo)記F表示的變動(dòng)點(diǎn)，以代表點(diǎn)Z與變動(dòng)點(diǎn)F —致的方式進(jìn)行橫擺力矩控制。
[0148]車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b為了進(jìn)行車身擺動(dòng)控制而運(yùn)算代表點(diǎn)Z與變動(dòng)點(diǎn)F的偏差。這里，若令變動(dòng)點(diǎn)F的Y坐標(biāo)值為Y_c，則由于該Y坐標(biāo)值Y_c和代表點(diǎn)Z與變動(dòng)點(diǎn)F的偏差相等，因此車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b將變動(dòng)點(diǎn)F的Y坐標(biāo)值Y_c作為代表點(diǎn)Z與變動(dòng)點(diǎn)F的偏差。該偏差Y_c在車輛相對于變動(dòng)點(diǎn)F向右偏移的情況下為正，向左偏移的情況下為負(fù)。
[0149]車輛狀態(tài)量控制部50c使用代表點(diǎn)Z與變動(dòng)點(diǎn)F的偏差Y_c來計(jì)算用于使代表點(diǎn)Z與變動(dòng)點(diǎn)F —致的橫擺力矩修正值。此時(shí)，橫擺力矩修正值能夠以下述方式計(jì)算。
[0150]橫擺力矩修正值=增益XY_c...(2)
[0151]也就是說，根據(jù)式(2)始終以使代表點(diǎn)Z與變動(dòng)點(diǎn)F —致的方式動(dòng)作。將該情況表示為框圖則如圖22所示。在轉(zhuǎn)換部50c4中對偏差Y_c乘以增益而轉(zhuǎn)換為橫擺力矩修正值，該橫擺力矩修正值被輸出至橫擺力矩控制部102，對車身附加橫擺力矩。車輛狀態(tài)量控制部50c，只要代表點(diǎn)Z未與變動(dòng)點(diǎn)F —致，便繼續(xù)輸出橫擺力矩修正值。
[0152]另外，車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b將用于車身擺動(dòng)控制的變動(dòng)點(diǎn)F相對于目標(biāo)點(diǎn)T(Y_Cbc)如下述這樣進(jìn)行設(shè)定。
[0153]Yc = Y_Cbc + jXsin ( θ )...(3)
[0154]式(3)的第二項(xiàng)是用于使車輛相對于行進(jìn)方向向垂直方向變動(dòng)的項(xiàng)，變動(dòng)點(diǎn)F以目標(biāo)點(diǎn)T (Y_Cbc)為中心而變動(dòng)。由于這樣設(shè)定變動(dòng)點(diǎn)F，如所述那樣以代表點(diǎn)Z與變動(dòng)點(diǎn)F—致的方式附加橫擺力矩，結(jié)果車輛以滑接線3L、3R為中心進(jìn)行擺動(dòng)。
[0155]在本實(shí)施方式中，使式(3)的第二項(xiàng)為正弦波，當(dāng)然這是出于為防止滑板4La、4Ra和滑接線3L、3R的偏磨損而使其均勻接觸的目的，作為能夠?qū)崿F(xiàn)該目的函數(shù)，除三角函數(shù)以外，還可以考慮梯形波、三角波等，只要是具有規(guī)定的周期的函數(shù)則什么樣的函數(shù)都可以。另外，為了防止偏差Y_c的陡峭的變化也可以使用一次的低通濾波器，設(shè)定為不成為相對于橫擺力矩的車輛的橫擺角響應(yīng)速度以上的時(shí)常量來構(gòu)建。
[0156](滑板升降控制)
[0157]車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b計(jì)算某時(shí)間t內(nèi)的車輛的傾斜Θ _t。該傾斜Θ _t,如前述那樣，能夠使用圖19所示的2個(gè)目標(biāo)點(diǎn)T、U的坐標(biāo)值通過所述式(I)進(jìn)行計(jì)算。
[0158]另外，若令滑板4La或者4Ra與滑接線3L或者3R的交點(diǎn)為W，則車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b計(jì)算點(diǎn)W的Y坐標(biāo)Y_p_t。
[0159]點(diǎn)W的Y坐標(biāo)Y_p_t能夠如下近似。
[0160]Y_p_t = Y_Cbc — Θ _tXX_Cbc 或，Y_p_t = Y_Cad — Θ _tXX_Cad…(4)
[0161]這里，Y_p_t的I步驟后(時(shí)間Λ后)的值Y_p_t + I使用車輛速度V如下表示。
[0162]Y_p_t + I = Y_p_t + VX tan Θ _t...(5)
[0163]滑板4La或者4Ra與滑接線3L或者3R接觸，若將持續(xù)獲得良好的電力的滑板4La或者4Ra上的點(diǎn)W的Y坐標(biāo)Y_p_t的范圍設(shè)為點(diǎn)C與點(diǎn)D之間的Y_min (點(diǎn)D的Y坐標(biāo))< Y_p_t < Y_max (點(diǎn)C的Y坐標(biāo)),則在Y_min < Y_p_t + I < Y_max的區(qū)域中，可以說即使抬起滑板4La、4Ra也沒關(guān)系。
[0164]車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b，在當(dāng)前時(shí)間t時(shí)，對下一控制步驟t + I時(shí)點(diǎn)W的Y坐標(biāo)Y_P_t是否成為Y_min (點(diǎn)D的Y坐標(biāo))和Y_max (點(diǎn)C的Y坐標(biāo))的范圍外進(jìn)行判定，將其判定結(jié)果輸出至車輛狀態(tài)量控制部50c。車輛狀態(tài)量控制部50c，在點(diǎn)W的Y坐標(biāo)Y_p_t成為Y_min (點(diǎn)D的Y坐標(biāo))和Y_max (點(diǎn)C的Y坐標(biāo))的范圍外時(shí)，輸出禁止將滑板4La、4Ra放下或禁止將滑板4La、4Ra抬起的指令信號(hào)。相反地，處于范圍內(nèi)時(shí)輸出許可將滑板4La、4Ra抬起或許可將滑板4La、4Ra抬起的指令信號(hào)。另外，根據(jù)該Y_p_t的位置，車輛狀態(tài)量控制部50c還可以對操舵裝置40的反力馬達(dá)42 (圖5)施加反力的修正。作為該修正量，可以是例如，在Y_min < Y_p_t + I < Y_max的區(qū)域中將反力減小,在Y_min ^ Y_p_t + I或Y_p_t + 1^ Y_max的區(qū)域中將反力增大。
[0165]這里，車輛控制裝置50進(jìn)行滑接線追隨控制和滑板升降控制的雙方。在滑接線追隨控制中，車輛狀態(tài)量控制部50c將對偏差￥_0^、傾斜Θ _丨乘以了增益的橫擺力矩修正值輸出。輸出該橫擺力矩修正值直至偏差Y_Cbc、傾斜Θ _t成為零，因此，滑板4La或者4Ra上的點(diǎn)W的Y坐標(biāo)Y_p_t、車輛的傾斜Θ _t都成為收斂于零的趨勢。
[0166](車輛控制裝置50的控制處理的詳細(xì))
[0167]對包含所述的滑板4La、4Ra的升降控制的車輛控制裝置50的控制處理的詳情，使用圖23以及圖24所示的流程圖進(jìn)行說明。圖23是表示從通過相機(jī)對上方進(jìn)行拍攝起到控制輸出為止的處理的流程的流程圖。圖24是表示圖23所示的滑接線追隨及擺動(dòng)控制的步驟300的處理的詳情的流程圖。相機(jī)如圖12所示在車軸的延長線上設(shè)置于車輛主體I的前方，拍攝的滑接線為一條。
[0168]首先，在圖23的步驟200中，圖像信息處理部50a通過相機(jī)對車輛主體I的上方進(jìn)行拍攝。從步驟201中拍攝的圖像中探索滑接線3L或者3R。步驟201中進(jìn)行探索時(shí)，在初次對滑接線3L或者3R進(jìn)行檢測的情況下從拍攝畫面的整個(gè)區(qū)域進(jìn)行探索，在一度檢測到滑接線3L或者3R的情況下，無需再從整個(gè)區(qū)域進(jìn)行探索，對檢測到的滑接線3L或者3R的坐標(biāo)附近進(jìn)行探索對實(shí)現(xiàn)探索時(shí)間的縮短有效。步驟202中對拍攝畫面內(nèi)是否存在相當(dāng)于滑接線3L或者3R的部分進(jìn)行判斷。在沒有相當(dāng)于滑接線3L或者3R的部分的情況下結(jié)束處理。在存在相當(dāng)于滑接線3L或者3R的部分的情況下，圖像信息處理部50a在步驟203A中進(jìn)行邊緣抽出，進(jìn)行計(jì)算滑接線3L或者3R的中線的圖像處理。
[0169]此后的處理移至車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b，步驟203B中，車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b設(shè)定前述的目標(biāo)點(diǎn)T、U，并計(jì)算它們的坐標(biāo)。這里使用目標(biāo)點(diǎn)T、U的坐標(biāo)信息的處理分為針對滑接線3L、3R的滑接線追隨及擺動(dòng)控制步驟300和滑板4La、4Ra的升降控制步驟400這兩個(gè)系統(tǒng)。
[0170](滑接線追隨及擺動(dòng)控制)
[0171]首先，使用圖24對滑接線追隨及擺動(dòng)控制的步驟300進(jìn)行說明。
[0172]步驟310中，車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b對目標(biāo)點(diǎn)T是否位于設(shè)定于從圖21所示的代表點(diǎn)Z僅以規(guī)定的距離(Y_l，Y_r)離開的位置的點(diǎn)A與點(diǎn)B之間(Y_l含Y_Cbc, Y_r ^ Y_Cbc)進(jìn)行判定。在點(diǎn)A與點(diǎn)B之間不存在目標(biāo)點(diǎn)T的情況下，即，偏差Y_Cbc超過了靜區(qū)的情況下，進(jìn)行滑接線追隨控制步驟301的處理，在點(diǎn)A與點(diǎn)B之間存在目標(biāo)點(diǎn)T的情況下，即，偏差Y_Cbc處于靜區(qū)的范圍內(nèi)的情況下，進(jìn)行車身擺動(dòng)控制步驟302的處理。
[0173](滑接線追隨控制)`[0174]在滑接線追隨控制步驟301中，由于若保持當(dāng)前狀態(tài)并以超過靜區(qū)的狀態(tài)繼續(xù)行駛則存在車輛從電車行駛道路脫離的可能性，因此為了避免這樣的情況，以車輛主體I追隨滑接線行駛的方式進(jìn)行對車輛主體I施加橫擺力矩的控制，以目標(biāo)點(diǎn)T位于點(diǎn)A與點(diǎn)B之間的方式進(jìn)行控制。
[0175]首先，步驟311中，車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b將對目標(biāo)點(diǎn)T的Y坐標(biāo)Y_Cbc存在于點(diǎn)A、B間的時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的Counter復(fù)位至O。另外，將擺動(dòng)控制標(biāo)志設(shè)置為Off。
[0176]然后移至步驟320，車輛狀態(tài)量控制部50c計(jì)算橫擺力矩修正值并輸出。
[0177]圖25是表示該步驟320中的橫擺力矩修正值的計(jì)算方法的一個(gè)例子的圖。如前述那樣位于滑板4La或者4Ra的前方的目標(biāo)點(diǎn)T的Y坐標(biāo)值Y_Cbc和代表點(diǎn)Z與目標(biāo)點(diǎn)T的偏差相等。圖25的點(diǎn)A和點(diǎn)B的外側(cè)的特性線的傾斜與圖20的轉(zhuǎn)換部50c2的增益相當(dāng)。
[0178]如圖25以及圖20所示，在點(diǎn)A和點(diǎn)B的外側(cè)，計(jì)算與目標(biāo)點(diǎn)T的Y坐標(biāo)值Y_Cbc(代表點(diǎn)Z與目標(biāo)點(diǎn)T的偏差)相應(yīng)的橫擺力矩修正值。即，在點(diǎn)A的外側(cè)(Y_Cbc值為正)，隨著Y_Cbc變大而增大橫擺力矩修正值。在點(diǎn)B的外側(cè)(Y_Cbc值為負(fù))，隨著Y_Cbc變小而減小橫擺力矩修正值。由此在點(diǎn)A與點(diǎn)B之間不存在目標(biāo)點(diǎn)T的情況下(即，代表點(diǎn)Z與目標(biāo)點(diǎn)T的偏差Y_Cbc的絕對值比第I閾值即點(diǎn)A的Y坐標(biāo)值Y_1或點(diǎn)B的Y坐標(biāo)值Y_r的絕對值大時(shí))，以代表點(diǎn)Z接近目標(biāo)點(diǎn)T的方式進(jìn)行對車輛主體I施加橫擺力矩的控制。另外，以隨著偏差Y_Cbc的絕對值變大而增大對車輛主體I施加的橫擺力矩的方式進(jìn)行控制。若橫擺力矩修正值達(dá)到最大修正值或最小修正值，則為了防止急劇的旋轉(zhuǎn)，橫擺力矩修正值恒定。此外，在這樣的點(diǎn)A與點(diǎn)B之間不存在目標(biāo)點(diǎn)T的情況下，也可以取代將橫擺力矩修正值作為可變值進(jìn)行計(jì)算并輸出的方式，而輸出恒定的橫擺力矩修正值。
[0179]這里，對于圖25所示的在點(diǎn)A、B間令橫擺力矩修正值為0的意圖進(jìn)行說明。通過以目標(biāo)點(diǎn)T與代表點(diǎn)Z —致的方式進(jìn)行控制,若車輛主體I向前方行駛則點(diǎn)W位于滑板4La或者4Ra的中心。但是該情況下，由于即使點(diǎn)W從滑板4La或者4Ra的中心僅少許偏移便會(huì)計(jì)算橫擺力矩修正值，由此會(huì)增加實(shí)現(xiàn)橫擺力矩修正的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(本實(shí)施方式的情況下，操舵裝置40的反力馬達(dá)42、轉(zhuǎn)舵馬達(dá)43 (圖5)，后輪的電動(dòng)馬達(dá)6L、6R (圖3))的動(dòng)作頻率。通過在點(diǎn)A、B間令橫擺力矩修正值為0，后輪的電動(dòng)馬達(dá)6L、6R的動(dòng)作頻率減少，能夠確?？刂频姆€(wěn)定性和舒適的乘坐感。無需進(jìn)行該橫擺力矩修正的點(diǎn)A、B的范圍，可以根據(jù)滑板4La或者4Ra的寬度決定。 [0180]另外，通過以隨著偏差Y_Cbc的絕對值變大而增大施加于車輛主體I的橫擺力矩的方式進(jìn)行控制，在行駛中滑板4La、4Ra欲從滑接線3L、3R向橫向大幅脫離的情況下，車輛主體I會(huì)迅速返回滑板4La、4Ra的中心，能夠可靠地防止自卸卡車從滑接線3L、3R的行駛路線脫離。
[0181]接著，步驟330中，選擇并輸出橫擺力矩控制模式。此時(shí)，在通常行駛中，由于不存在降低車身速度的要求(基于駕駛員的減速操作、其他的控制的減速)，因此作為橫擺力矩控制模式選擇“I”。
[0182](滑接線追隨控制的其他例)
[0183]接下來，使用圖26~圖29對針對滑接線的追隨控制的其他例進(jìn)行說明。圖26是設(shè)定有滑接線追隨控制的脫離監(jiān)視點(diǎn)的與圖19以及圖22相同的圖。圖27是表示在圖24所示的流程圖中，取代滑接線追隨控制步驟301的滑接線追隨控制步驟301’的流程圖。
[0184]如圖26所示，作為滑接線追隨控制的脫離監(jiān)視點(diǎn)，在點(diǎn)A的外側(cè)(Y坐標(biāo)大的那一偵D的Y坐標(biāo)值Y_l’的位置設(shè)定有點(diǎn)A’(第2閾值)，在點(diǎn)B的外側(cè)(Y坐標(biāo)的負(fù)值小的那一側(cè))的Y坐標(biāo)值Y_r’的位置設(shè)定有點(diǎn)B’(第2閾值)。
[0185]圖27中，直至計(jì)算橫擺力矩修正值的步驟320的處理，與之前說明的圖23、圖24相同。在步驟320的處理后，步驟321中，對目標(biāo)點(diǎn)T是否處于點(diǎn)A’與點(diǎn)B’之間(Y_l’ = Y_Cbc，Y_r’ ^ Y_Cbc)進(jìn)行判定，在為真的情況下存在車輛從電車行駛路線脫離的可能性，因此在步驟322中通過聲音和/或顯示對駕駛員警告進(jìn)行修正操舵。
[0186]在接下來的步驟323的處理中，根據(jù)目標(biāo)點(diǎn)T的位置修正目標(biāo)車速。圖28是表示此時(shí)的目標(biāo)車速修正值的計(jì)算方法的一個(gè)例子的圖。如該圖所示，在點(diǎn)A’與點(diǎn)B’之間不存在目標(biāo)點(diǎn)T的情況下，以根據(jù)距點(diǎn)A’與點(diǎn)B’的脫離程度而減小目標(biāo)車速的方式計(jì)算目標(biāo)車速的修正值。即，在點(diǎn)A’的外側(cè)(Y_Cbc值為正)，隨著Y_Cbc變大而增大目標(biāo)車速的減少側(cè)的修正值。在點(diǎn)B’的外側(cè)(Y_Cbc值為負(fù))，隨著Y_Cbc變小而減小目標(biāo)車速的減少側(cè)的修正值。由此在點(diǎn)A’與點(diǎn)B’之間不存在目標(biāo)點(diǎn)T的情況下(即，代表點(diǎn)Z與目標(biāo)點(diǎn)T的偏差Y_Cbc的絕對值比第2閾值即點(diǎn)A’的Y坐標(biāo)值Y_l’或點(diǎn)B的Y坐標(biāo)值Y_r’的絕對值大時(shí))，以隨著偏差Y_Cbc的絕對值變大而行駛速度變小的方式進(jìn)行控制。這樣降低車速具有減小駕駛員的操作負(fù)擔(dān)量和帶來安心感的效果。
[0187]圖29是表示目標(biāo)車速修正值的計(jì)算方法的其他例的圖。如圖29所示，在點(diǎn)A’與點(diǎn)B’之間存在目標(biāo)點(diǎn)T的情況下，也可以進(jìn)行隨著目標(biāo)點(diǎn)T接近代表點(diǎn)Z而增大目標(biāo)車速的修正。即，在點(diǎn)A’的內(nèi)側(cè)(Y_Cbc值為正)，隨著Y_Cbc變小而增大目標(biāo)車速的增加側(cè)的修正值。在點(diǎn)B’的內(nèi)側(cè)(Y_Cbc值為負(fù))，隨著Y_Cbc變大而減小目標(biāo)車速的增加側(cè)的修正值。由此在點(diǎn)A’與點(diǎn)B’之間存在目標(biāo)點(diǎn)T的情況下(S卩，代表點(diǎn)Z與目標(biāo)點(diǎn)T的偏差Y_Cbc的絕對值比第2閾值即點(diǎn)A’的Y坐標(biāo)值Y_l’或點(diǎn)B的Y坐標(biāo)值Y_r’的絕對值小時(shí))，以隨著偏差Y_Cbc的絕對值變小而增大行駛速度的方式進(jìn)行控制。這樣增大車速具有提高作業(yè)效率的效果。
[0188]圖30是表示基于目標(biāo)車速的修正值的馬達(dá)扭矩的生成方法的、與圖10相同的圖。如圖30所示，對于如上述那樣計(jì)算的目標(biāo)車速的修正值，在轉(zhuǎn)換部IOOc中乘以增益而轉(zhuǎn)換為馬達(dá)扭矩指令值。接著，對在運(yùn)算部IOOd中計(jì)算出的馬達(dá)扭矩指令值(將與通過橫擺力矩控制部102 (圖8)而生成的橫擺力矩指令值相應(yīng)的馬達(dá)扭矩修正值T_ML_Y、T_MR_Y加在通過處理部IOOa選擇的扭矩指令值上而得到的值)加上與轉(zhuǎn)換部IOOc中計(jì)算出的目標(biāo)車速的修正值相應(yīng)的馬達(dá)扭矩指令值，計(jì)算馬達(dá)扭矩指令值T_ML、T_MR。
[0189]接下來，對通過圖28所示的目標(biāo)車速的修正值將目標(biāo)車速修正為低的情況下的橫擺力矩控制模式進(jìn)行說明。如圖9所示，在馬達(dá)扭矩以100%輸出的情況下，在生成橫擺力矩的情況下，需要減小左右的某一方的馬達(dá)扭矩。由此車輛無法維持此時(shí)輸出的車身速度，因此引起速度的降低。也就是說，在以降低目標(biāo)車速的方式進(jìn)行了修正的情況下，不進(jìn)行通過轉(zhuǎn)舵扭矩修正的橫擺力矩修正，若進(jìn)行通過馬達(dá)扭矩的修正的橫擺力矩修正，則通過控制左右的電動(dòng)馬達(dá)6L、6R能夠進(jìn)行對車輛主體I施加橫擺力矩的控制和行駛速度的控制的雙方。由此能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)橫擺力矩的生成和減速，能夠進(jìn)行高效的控制。
[0190](車身擺動(dòng)控制)
[0191]在車身擺動(dòng)控制步驟302中，為了防止滑板與滑接線的接觸位置集中于相同的位置而發(fā)生滑板磨損，以使車輛主體相對于滑接線一邊擺動(dòng)一邊行駛的方式進(jìn)行對車輛主體I施加橫擺力矩的控制。
[0192]首先，在電車行駛區(qū)間之中，滑接線也是直線地設(shè)置，并且為了當(dāng)車輛相對于該滑接線直行時(shí)進(jìn)行擺動(dòng)控制的條件設(shè)定實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)控制的精度提高，進(jìn)行用于對車輛相對于滑接線是否直行進(jìn)行判斷的處理。
[0193]最初，在直行行駛區(qū)間判斷步驟303的步驟340中，車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b對目標(biāo)點(diǎn)T的Y坐標(biāo)值Y_Cbc存在于點(diǎn)A與點(diǎn)B之間的時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將其追加于Counter，并移至步驟350。例如在進(jìn)行圖24所示那樣的控制流程的情況下，若每IOmsec進(jìn)行該處理，則為了判斷目標(biāo)點(diǎn)T是否存在于點(diǎn)A與點(diǎn)B之間2秒以上，反復(fù)進(jìn)行處理直至Counter成為200以上。
[0194]接下來的步驟350中，對Counter是否成為200以上進(jìn)行判定，當(dāng)Counter成為200以上時(shí)，判斷為處于直行行駛區(qū)間并移至步驟360，開始具體的擺動(dòng)控制步驟。步驟350中進(jìn)行判定的Counter也可以為300以上，也可以進(jìn)一步減小Counter即以較早時(shí)機(jī)判斷在直行行駛區(qū)間行駛。此外，在該步驟350中Counter不足200的情況下，判斷為在直行行駛區(qū)間行駛的時(shí)間對于進(jìn)行擺動(dòng)控制的條件設(shè)定并開始擺動(dòng)控制不充分而移至步驟330。[0195]接下來的步驟360中，進(jìn)行擺動(dòng)控制標(biāo)志是否為On的判斷。在擺動(dòng)控制標(biāo)志為On(Yes)的情況下，由于已經(jīng)為擺動(dòng)控制中，因此移至步驟390。在不為On的情況下(No)移至步驟370，顯示警告。該警告是通過將變動(dòng)點(diǎn)F設(shè)定為目標(biāo)點(diǎn)T而用于將車輛的方向被自動(dòng)控制(進(jìn)行車身擺動(dòng)控制)的情況向駕駛員提示以引起其注意的警告。與該警告同時(shí)，將變動(dòng)點(diǎn)F移動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)T，以滑接線經(jīng)過滑板的中央的方式使車輛移動(dòng)。該步驟370的將變動(dòng)點(diǎn)F移動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)T的控制以如下方式實(shí)施。
[0196]首先將變動(dòng)點(diǎn)F的Y坐標(biāo)Y_c設(shè)定為與目標(biāo)點(diǎn)T的Y坐標(biāo)Y_Cbc相等(Y_c = Y_Cbc )。這里，如所述那樣，通過車輛狀態(tài)量控制部50c，使用代表點(diǎn)Z與變動(dòng)點(diǎn)F的偏差Y_c來計(jì)算用于使代表點(diǎn)Z與變動(dòng)點(diǎn)F —致的橫擺力矩修正值，因此按照式(2)，以代表點(diǎn)Z與目標(biāo)點(diǎn)T 一致的方式進(jìn)行橫擺力矩控制。此時(shí)的代表點(diǎn)Z、目標(biāo)點(diǎn)T、變動(dòng)點(diǎn)F的一系列的動(dòng)作如圖31?圖36所示。圖31?圖36是表示該步驟370中的代表點(diǎn)Z、目標(biāo)點(diǎn)T、變動(dòng)點(diǎn)F、點(diǎn)A、點(diǎn)B與邊al — dl的范圍和滑接線的位置關(guān)系的圖。
[0197]首先，圖31表示了代表點(diǎn)Z與變動(dòng)點(diǎn)F —致而目標(biāo)點(diǎn)T與它們離開但位于區(qū)間AB間之中的狀態(tài)。如圖31所示，車輛主體I相對于滑接線以平行的狀態(tài)行駛。這里，若如圖32那樣使變動(dòng)點(diǎn)F與目標(biāo)點(diǎn)T 一致，則通過控制裝置200按照式(2)對車輛附加橫擺力矩，以使代表點(diǎn)Z與變動(dòng)點(diǎn)F—致的方式進(jìn)行控制。因此，如圖33以及圖34所示，代表點(diǎn)Z逐漸接近目標(biāo)點(diǎn)T,在圖35中暫時(shí)一致。在該階段，由于代表點(diǎn)Z與變動(dòng)點(diǎn)F —致(與目標(biāo)點(diǎn)T也一致)，因此橫擺力矩修正值暫時(shí)成為O。但是由于車輛主體I相對于滑接線傾斜，因此若以該狀態(tài)繼續(xù)行駛則當(dāng)然會(huì)如圖36那樣、目標(biāo)點(diǎn)T向右側(cè)移動(dòng)。僅根據(jù)這樣的式(2)而乘以增益會(huì)引起振蕩。因此，一般會(huì)對式(2)中加入積分控制、微分控制等的因素，使代表點(diǎn)Z相對于目標(biāo)點(diǎn)T收斂，并提高收斂性。由此，車輛主體I的中心來到滑接線的正下方，并且車輛主體相對于滑接線平行行駛，能夠開始穩(wěn)定的擺動(dòng)控制。
[0198]接下來的步驟380中，如圖37所示，對是否成為代表點(diǎn)Z、目標(biāo)點(diǎn)T、變動(dòng)點(diǎn)F—致的狀態(tài)、并且車輛主體相對于滑接線是否平行進(jìn)行判定。圖37表示代表點(diǎn)Z、目標(biāo)點(diǎn)T、變動(dòng)點(diǎn)F、點(diǎn)A、點(diǎn)B與邊al - dl的范圍和滑接線的位置關(guān)系，是與圖31?圖36相同的圖。在No的情況下移至步驟395。在Yes的情況下，判斷為充分滿足進(jìn)行車身擺動(dòng)控制的條件而移至步驟385，該步驟385中將擺動(dòng)控制標(biāo)志置于On并移至步驟390。
[0199]步驟390中，將用于車身擺動(dòng)控制的變動(dòng)點(diǎn)F如式(3)那樣設(shè)定，將該變動(dòng)點(diǎn)F的坐標(biāo)值向車輛狀態(tài)量控制部50c輸出，并移至步驟395。
[0200]步驟395中，車輛狀態(tài)量控制部50c以使變動(dòng)點(diǎn)F與代表點(diǎn)Z —致的方式根據(jù)式
(2)計(jì)算橫擺力矩修正值并輸出。這里，通過控制裝置200以代表點(diǎn)Z與變動(dòng)點(diǎn)F —致的方式附加有橫擺力矩，因此以代表車輛主體I的代表點(diǎn)Z與以目標(biāo)點(diǎn)T為中心變動(dòng)的變動(dòng)點(diǎn)F接近的方式進(jìn)行控制。因此，車輛一邊以滑接線為中心周期性地變動(dòng)一邊行駛，結(jié)果車輛以滑接線為中心擺動(dòng)。這樣，在進(jìn)行車身擺動(dòng)控制的情況下，目標(biāo)點(diǎn)T、代表點(diǎn)Z、變動(dòng)點(diǎn)F的關(guān)系如圖38的從左上到右下所示地遷移。圖38是表示進(jìn)行車身擺動(dòng)控制時(shí)的代表點(diǎn)Z、目標(biāo)點(diǎn)T、變動(dòng)點(diǎn)F、點(diǎn)A、點(diǎn)B的位置關(guān)系的圖，如圖示那樣，希望式(3)的振幅j由在區(qū)間AB間目標(biāo)點(diǎn)T收斂的范圍決定。另外如圖39所示，相對于滑接線的車輛的動(dòng)作，從滑接線的上空觀察是相對于滑接線擺動(dòng)。
[0201]接下來，步驟330中，選擇橫擺力矩控制模式并輸出。這里，擺動(dòng)控制時(shí)，由于能夠較好地抑制車速的降低，因而優(yōu)選生成基于操舵的橫擺力矩。因此在擺動(dòng)控制標(biāo)志為On的情況下，將橫擺力矩控制模式置于“ I ”，進(jìn)行基于操舵的橫擺力矩修正。根據(jù)車輛的構(gòu)成，存在不具有能夠修正操舵角的機(jī)構(gòu)的情況，但此時(shí)也可以通過左右的驅(qū)動(dòng)力差來生成橫擺力矩。
[0202]如以上所述，結(jié)束一系列的動(dòng)作。
[0203](車身擺動(dòng)控制的其他例)
[0204]接下來，使用圖40?圖45對車身擺動(dòng)控制的其他例進(jìn)行說明。
[0205]首先，對式(3)的0進(jìn)行說明。圖40是電驅(qū)動(dòng)自卸卡車的作業(yè)狀態(tài)的一個(gè)例子的說明圖，圖41是表示進(jìn)行電車行駛的區(qū)間的長度與振幅的適當(dāng)關(guān)系的一個(gè)例子的圖。
[0206]如圖40所示，一般來說設(shè)置滑接線的區(qū)間是上坡，即使在往路進(jìn)行電車行駛，在復(fù)路的下坡中不進(jìn)行電車行駛而是以通常行駛方式駛下的情況較多。除此以外還考慮到進(jìn)行電車行駛的區(qū)間為單行道的情況。這樣的情況下，若如圖41那樣在電車行駛區(qū)間以成為X周期(X為自然數(shù))的方式進(jìn)行行駛，則滑接線與滑板的中心的兩側(cè)平均地接觸，能夠更可靠地防止滑板的偏磨損。該情況下，0例如能夠以下述式(6)表示。
[0207]0 = 2X JI X (vXt / L) Xs...(6)
[0208]這里，V是車身速度，t是從擺動(dòng)控制開始起經(jīng)過的時(shí)間，L是進(jìn)行電車行駛的區(qū)間的長度。若這樣表示e，則能夠在區(qū)間長度L之間僅以S周期使車身擺動(dòng)。在區(qū)間長度L較長的情況下，還可以使周期S增加。若在區(qū)間長度L較長時(shí)減小周期S，則周期變短，基于滑板與滑接線的摩擦的熱會(huì)發(fā)生集中，最好以相對于區(qū)間長度L成為適當(dāng)?shù)闹芷趕的方式進(jìn)行調(diào)整。
[0209]另一方面，在電車行駛區(qū)間的長度達(dá)不到X周期的情況下，例如電車行駛區(qū)間短，連一周期也不足的情況下(該情況下，即使對車輛附加橫擺力矩，由于運(yùn)動(dòng)不會(huì)急劇地變化，因此雖然與行駛速度也相關(guān)，但一般來說需要規(guī)定的區(qū)間以上的長度)，在例如如圖42那樣僅能夠確保0.5周期的電車行駛區(qū)間(長度L’)的情況下，若單純地以式(3)使其動(dòng)作，則會(huì)成為始終僅由滑板的單側(cè)與滑接線接觸而僅一方發(fā)生磨損的情況。此外，圖42是表示電車行駛區(qū)間的長度與振幅的關(guān)系的另外一個(gè)例子的圖，另外圖43是表示電車行駛區(qū)間的長度與振幅的適當(dāng)關(guān)系的另一適當(dāng)?shù)睦拥膱D。
[0210]因此如圖43所示，在電車行駛區(qū)間例如為0.5周期的情況下，為了避免僅對滑板的單側(cè)的磨損，希望例如通過設(shè)置于車輛控制裝置50內(nèi)的存儲(chǔ)部對通過電車行駛區(qū)間的次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將第偶數(shù)次和第奇數(shù)次的擺動(dòng)方向交互變換，即以使開始變動(dòng)的方向反轉(zhuǎn)的方式使振幅j的符號(hào)反轉(zhuǎn)。也就是說，若令通過電車行駛區(qū)間的次數(shù)為i，則對于變動(dòng)點(diǎn)F的Y坐標(biāo)Y_c，不再如前述式(3)那樣進(jìn)行設(shè)定，而是如下式
[0211]Y_c = Y_Cbc + j X (—1) i X sin ( 0 )...(7)
[0212]那樣進(jìn)行設(shè)定，由此，更換開始擺動(dòng)控制時(shí)的振幅的方向，能夠簡單并且可靠地解決僅對滑板的單側(cè)進(jìn)行偏磨損的問題。此外，在實(shí)際行駛的情況下，還存在當(dāng)正好行駛了 X周期時(shí)電車行駛區(qū)間并不一定結(jié)束的情況，也可以幾乎將其視為誤差。
[0213]另外，若使變動(dòng)點(diǎn)F在行駛于電車行駛區(qū)間期間至少變動(dòng)0.5周期以上，則能夠如式(6)那樣以在電車行駛區(qū)間成為X周期的方式進(jìn)行控制、或即使在電車行駛區(qū)間僅能確保0.5周期左右的情況下也能夠如式(7)那樣進(jìn)行使開始變動(dòng)的方向反轉(zhuǎn)的控制，能夠防止產(chǎn)生滑接線與滑板不接觸的位置，滑板與滑接線更平均地接觸，能夠防止滑板的單側(cè)發(fā)生偏磨損。
[0214](車身擺動(dòng)控制的開始觸發(fā)的其他例)
[0215]判斷為正在所述的直行行駛區(qū)間行駛的直行行駛區(qū)間判斷步驟303的觸發(fā)的具體例不限于步驟340、步驟350所示的方式，例如能夠考慮下述方式。
[0216]作為其一個(gè)例子，還可以在橫擺率、轉(zhuǎn)舵角為規(guī)定的值以下的情況下判斷為正在直行行駛區(qū)間行駛。該情況下的處理流程如圖44所示。如圖示，當(dāng)在步驟310判定為在點(diǎn)A與點(diǎn)B之間存在目標(biāo)點(diǎn)T時(shí)，在直行行駛區(qū)間判斷步驟303 - 2的步驟352中判定橫擺率、轉(zhuǎn)舵角是否為規(guī)定的值以下，在Yes的情況下移至步驟360，在No的情況下移至步驟330。
[0217]另外，也可以如圖45所示，將與圖24、圖44所示的直行行駛區(qū)間判斷步驟的處理相同的處理組合，僅在任一條件都滿足的情況下判斷為直行行駛區(qū)間。圖45是表示開始車身擺動(dòng)控制的觸發(fā)的處理的流程的其他一個(gè)例子的圖。
[0218]該情況下，當(dāng)在步驟310中判定為在點(diǎn)A與點(diǎn)B之間存在目標(biāo)點(diǎn)T時(shí)，在直行行駛區(qū)間判斷步驟30 3 - 3的步驟352中，判定轉(zhuǎn)舵角、橫擺率是否為規(guī)定的值以下，在Yes的情況下移至步驟340，在No的情況下移至步驟330。在步驟340中對Counter追加I而移至步驟350，在步驟350中對Counter是否達(dá)到200以上進(jìn)行判定。
[0219](滑板升降控制)
[0220]下面對滑板的升降控制步驟400進(jìn)行說明。
[0221]如圖19、圖21以及圖26所示，作為滑板4La或者4Ra與滑接線3L或者3R接觸而能夠持續(xù)獲得良好的電力的滑板4La或者4Ra上的點(diǎn)W的Y坐標(biāo)Y_p_t的范圍而設(shè)定有點(diǎn)C、點(diǎn) D。
[0222]圖23的步驟410中，根據(jù)式(I)通過目標(biāo)點(diǎn)T、U計(jì)算滑接線3L或者3R的傾斜。根據(jù)該傾斜和目標(biāo)點(diǎn)T的坐標(biāo)，在步驟420中計(jì)算滑板4La或者4Ra與滑接線3L或者3R的交點(diǎn)W的坐標(biāo)。這是根據(jù)式(4)計(jì)算的。接下來，在步驟430中根據(jù)式(5)對交點(diǎn)W的Y坐標(biāo)的下一步驟中的推定值Y_p_t + I進(jìn)行計(jì)算。而且，步驟440中，通過計(jì)數(shù)器對該推定值處于規(guī)定的范圍即點(diǎn)C與點(diǎn)D之間(Y_min ^ Y_p_t + I ^ Y_max)的狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行計(jì)測，辨別該狀態(tài)例如是否持續(xù)I秒以上。
[0223]步驟440中，在點(diǎn)W處于點(diǎn)C與點(diǎn)D之間的狀態(tài)持續(xù)I秒以上的情況下，將處理移至步驟450，許可抬起滑板4La、4Ra。此時(shí)，例如也可以通過聲音和/或顯示通知駕駛員可以抬起滑板4La、4Ra。若駕駛員進(jìn)行開關(guān)操作，則車輛控制裝置50輸出上升控制的指令信號(hào)，升降控制裝置31根據(jù)該指令信號(hào)對滑板4La、4Ra進(jìn)行上升控制。另外，例如，在滑板4La、4Ra正在下降的情況下，也可以不對駕駛員委托升降的操作，自動(dòng)地抬起滑板4La、4Ra。車輛控制裝置50輸出上升控制的指令信號(hào)，升降控制裝置31根據(jù)該指令信號(hào)對滑板4La、4Ra進(jìn)行上升控制。此時(shí)，例如也可以通過聲音和/或顯示通知駕駛員滑板4La、4Ra自動(dòng)上升的情況。
[0224]另一方面，在步驟440中處于規(guī)定的范圍的狀態(tài)為I秒以下的情況下，處理移至步驟460，通過聲音或顯示向駕駛員提示若滑板4La、4Ra上升則使其下降。另外也可以自動(dòng)地下降。此時(shí)，優(yōu)選例如通過聲音和/或顯示通知駕駛員滑板4La、4Ra自動(dòng)下降的情況。進(jìn)而若處于滑板4La、4Ra正在下降的狀態(tài)，則禁止抬起滑板4La、4Ra。此時(shí)，優(yōu)選通過聲音和/或顯示通知駕駛員處于禁止抬起滑板4La、4Ra的狀態(tài)。同樣在這些情況下，通過駕駛員的開關(guān)操作或自動(dòng)地，車輛控制裝置50輸出指令信號(hào)，升降控制裝置31根據(jù)該指令信號(hào)對滑板4La、4Ra進(jìn)行下降控制。由此能夠減少自卸卡車進(jìn)入電車行駛區(qū)間而將滑板4La、4Ra抬起、下降時(shí)的操作人員的負(fù)擔(dān)。
[0225]在圖23的步驟440中，對推定值Y_p_t + I位于點(diǎn)C與點(diǎn)D之間(Y_min ^ Y_p_t+ I ^ Y_max)的狀態(tài)是否持續(xù)例如I秒以上進(jìn)行辨別，但也可以不進(jìn)行這樣的辨別，而是在推定值Y_p_t + I位于點(diǎn)C與點(diǎn)D之間(Y_min ^ Y_p_t + I ^ Y_max)的情況下，立即移至步驟450的處理，在推定值Y_p_t + I不位于點(diǎn)C與點(diǎn)D之間(Y_min ^ Y_p_t + I ^ Y_max)的情況下，立即移至步驟460的處理。但是，對于步驟440的處理而言，在因路面的起伏不平、圖像處理的噪聲的影響而導(dǎo)致Y_p_t不穩(wěn)定時(shí)，作為防止基于反復(fù)出現(xiàn)超出規(guī)定的范圍或成為范圍內(nèi)的情況的辨別的振蕩是有效的。
[0226]圖46是表示取代步驟440的使用計(jì)數(shù)器的處理的滯后(hysteresis)處理的圖。如圖46所示，在點(diǎn)C與點(diǎn)D之間存在點(diǎn)W時(shí)，以增大點(diǎn)C與點(diǎn)D間的距離的方式變更點(diǎn)C和點(diǎn)D的設(shè)定。另一方面，當(dāng)點(diǎn)W不處于點(diǎn)C與點(diǎn)D之間時(shí)，以減小點(diǎn)C與點(diǎn)D間的距離的方式變更點(diǎn)C和點(diǎn)D的設(shè)定。這樣對點(diǎn)C與點(diǎn)D間的距離設(shè)置滯后，也能夠獲得與步驟440的計(jì)數(shù)處理相同的效果。
[0227](效果)
[0228]根據(jù)如上述那樣構(gòu)成的本實(shí)施方式，從滑接線3L、3R的下方對滑接線3L、3R進(jìn)行檢測，附加用于使車輛向相對于行進(jìn)方向垂直方向變動(dòng)的橫擺力矩，因此，車輛一邊以滑接線3L、3R為中心擺動(dòng)一邊行駛，因而滑接線與滑板的接點(diǎn)的位置不會(huì)集中于滑板的中心，駕駛員無需特別的擔(dān)心地就能夠一邊使滑接線與滑板均衡地接觸一邊使自卸卡車行駛。由此駕駛員能夠不必?fù)?dān)心滑板的偏磨損而防止滑板的偏磨損，能夠減少駕駛員的操作負(fù)擔(dān)。
[0229]另外，由于從滑接線3L、3R的下方對滑接線3L、3R進(jìn)行檢測，因此與以往那樣對地表面進(jìn)行拍攝而檢測車道標(biāo)志(lane` marker)等的情況相比，涉及檢測誤差的因素少，因此能夠提高檢測精度。根據(jù)這樣檢測到的信息，對集電裝置4L、4R的滑板4La、4Ra的升降進(jìn)行控制，由此即使在行駛中滑板4La、4Ra的中心位置從滑接線3L、3R向橫向大幅脫離的情況下，能夠采取禁止抬起滑板4La、4Ra的操作、或在滑板4La、4Ra正在抬起的情況下采取使滑板4La、4Ra下降等的措施，由此能夠減少電車行駛中的駕駛員的操作負(fù)擔(dān)。
[0230]另外，通過提高滑接線3L、3R的檢測精度，能夠提高以相對于滑接線3L、3R擺動(dòng)或者追隨行駛的方式進(jìn)行橫擺力矩控制時(shí)的控制精度，因此在行駛中滑板4La、4Ra的中心位置不易從滑接線3L、3R向橫向大幅脫離，由于這一點(diǎn)，也能夠減少在電車行駛區(qū)間行駛中的駕駛員的操作負(fù)擔(dān)。
[0231]另外，在作為滑接線檢測裝置使用相機(jī)15的情況下，通過照明裝置51將滑接線3L、3R照亮，由此能夠維持滑接線3L、3R相對于天空的對比度，不僅能夠在日間的氣候狀態(tài)良好時(shí)，在傍晚、夜間、雨天等、難以獲得滑接線3L、3R與天空的高對比度的情況下，也能夠高精度地進(jìn)行相對于滑接線3L、3R擺動(dòng)或者追隨行駛的橫擺力矩控制。
[0232]而且，控制裝置200中，通過使車輛控制裝置50和控制器100獨(dú)立地進(jìn)行橫擺力矩控制，即使控制器100是現(xiàn)有的控制器，只需對其附加車輛控制裝置50便能夠進(jìn)行本發(fā)明的橫擺力矩控制，或者，只需變更車輛控制裝置50的功能便能夠調(diào)整橫擺力矩控制的參數(shù)等，因此能夠使控制系統(tǒng)具有靈活性。
[0233](其他)
[0234]在本實(shí)施方式中，如圖21、圖23以及圖24所示,表示了僅當(dāng)目標(biāo)點(diǎn)T處于靜區(qū)之間(點(diǎn)A與點(diǎn)B之間)時(shí)實(shí)施在滑接線附近進(jìn)行擺動(dòng)的車身擺動(dòng)控制的例子，但無需一定僅在區(qū)間AB之間使車身擺動(dòng)控制的步驟動(dòng)作。即使在不設(shè)置靜區(qū)、不進(jìn)行追隨滑接線的控制的情況下，若設(shè)定變動(dòng)點(diǎn)F，以相對于目標(biāo)點(diǎn)T如式(3)、式(7)那樣的方式設(shè)定該變動(dòng)點(diǎn)F，以使代表點(diǎn)Z與變動(dòng)點(diǎn)F —致的方式計(jì)算橫擺力矩修正值，根據(jù)該橫擺力矩修正值控制車身，則車輛以任一滑接線為中心相對于滑接線擺動(dòng)地行駛。該情況下的控制流程如圖47所
/Jn o
[0235]圖47的流程直至步驟203B與圖23共用。
[0236]從步驟203B移至滑板升降控制400，進(jìn)而在滑板升降控制步驟400的步驟450之后，在抬起滑板的狀態(tài)下移至針對滑接線的擺動(dòng)控制步驟300’的步驟390，車輛狀態(tài)量計(jì)算部50b以式(3)、式(7)的方式設(shè)定用于車身擺動(dòng)控制的變動(dòng)點(diǎn)F，輸出該變動(dòng)點(diǎn)F的坐標(biāo)值，并移至步驟395。而且在步驟395中，車輛狀態(tài)量控制部50c以使變動(dòng)點(diǎn)F與代表點(diǎn)Z一致的方式根據(jù)式(2)計(jì)算橫擺力矩修正值并輸出。
[0237]由此，車輛最終一邊相對于滑接線擺動(dòng)一邊追隨行駛。此外，在步驟440中為No，移至步驟460的情況下，判斷為不是進(jìn)行電車行駛的區(qū)間，并結(jié)束處理。
[0238]另外，在圖47所示的處理中，能夠增加與圖44所示那樣的直行行駛區(qū)間判斷步驟相當(dāng)?shù)奶幚?。該情況下，通過駕駛員操作手柄，因此取代轉(zhuǎn)舵角而計(jì)測操舵角，在與步驟352相當(dāng)?shù)奶幚碇校軌驅(qū)M擺率、操舵角是否為規(guī)定的值以下進(jìn)行判定。
[0239]在所述的實(shí)施方式中，在作為滑接線檢測裝置使用相機(jī)的情況下，使相機(jī)所朝向的方向?yàn)檎戏剑部梢匀鐖D48所示，對車輛的前方上方進(jìn)行拍攝。通過這樣，由于在車輛的行進(jìn)方向上被拍攝的滑接線長，因此容易辨別作為對象的滑接線。然而，越是將拍攝范圍向前方移動(dòng)，進(jìn)入拍攝范圍的景色所導(dǎo)致的噪聲會(huì)增大。也可以根據(jù)使用本發(fā)明的環(huán)境來調(diào)整相機(jī)的拍攝徂圍。
[0240]附圖標(biāo)記的說明
[0241]I車輛主體
[0242]2 貨斗
[0243]3L、3R 滑接線
[0244]4L、4R集電裝置
[0245]4La、4Ra 滑板
[0246]4a液壓活塞裝置
[0247]4b液壓活塞
[0248]4c 桿
[0249]4d液壓配管
[0250]4e液壓儀器
[0251]4f絕緣體
[0252]4g 電線[0253]4h升降指令信號(hào)
[0254]5L、5R 后輪
[0255]6L、6R電動(dòng)馬達(dá)
[0256]6La、6Ra 輸出軸
[0257]7L、7R 減速器
[0258]11加速踏板
[0259]12減速踏板
[0260]13變速桿
[0261]14組合傳感器
[0262]15 相機(jī)
[0263]16L、16R后輪的電磁拾取器傳感器
[0264]21發(fā)動(dòng)機(jī)
[0265]21a電子調(diào)節(jié)器
[0266]22交流發(fā)電機(jī)
[0267]23整流電路
[0268]24檢測電阻
[0269]25電容器
[0270]26斬波器電路
[0271]27柵極電阻
[0272]28其他的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷
[0273]30逆變器控制裝置
[0274]30a扭矩指令運(yùn)算部
[0275]30b馬達(dá)控制運(yùn)算部
[0276]30c逆變器(開關(guān)元件)
[0277]31升降控制裝置
[0278]32操舵控制裝置
[0279]32a轉(zhuǎn)換部
[0280]32b運(yùn)算部
[0281]32c轉(zhuǎn)換部
[0282]32d運(yùn)算部
[0283]35L、35R 前輪
[0284]36L、36R前輪的電磁拾取器傳感器
[0285]37對地車速傳感器
[0286]40操舵裝置
[0287]41 手柄
[0288]42帶操舵角傳感器的反力馬達(dá)
[0289]43帶轉(zhuǎn)舵角傳感器的轉(zhuǎn)舵馬達(dá)
[0290]44齒條&小齒輪
[0291]45L、45R 前輪[0292]50車輛控制裝置
[0293]50a圖像信息處理部
[0294]50b車輛狀態(tài)量計(jì)算部
[0295]50c車輛狀態(tài)量控制部
[0296]50Cl 運(yùn)算部
[0297]50c2 轉(zhuǎn)換部
[0298]50c3 轉(zhuǎn)換部
[0299]50c4 轉(zhuǎn)換部
[0300]51照明裝置
[0301]52絕緣體
[0302]53 支柱
[0303]100控制器
[0304]IOOa 處理部
[0305]IOOb 運(yùn)算部
[0306]101車身速度控制部
[0307]IOla 運(yùn)算部
[0308]IOlb 轉(zhuǎn)換部
[0309]IOlc 開關(guān)部
[0310]IOld零輸出部
[0311]102橫擺力矩控制部
[0312]102a 運(yùn)算部
[0313]102b操舵扭矩控制部
[0314]102c馬達(dá)扭矩控制部
[0315]102d最佳配分控制部
[0316]102e 開關(guān)部
[0317]200控制裝置
[0318]P、Q、R、S 目標(biāo)點(diǎn)
[0319]P，，Q，、R，、S，代表點(diǎn)
[0320]T目標(biāo)點(diǎn)
[0321]Z代表點(diǎn)(控制點(diǎn))
[0322]F變動(dòng)點(diǎn)
[0323]e_Lad 偏差
[0324]0 _L 傾斜
[0325]Y_Cbc 偏差
[0326]0 _t 傾斜
[0327]Y_1、Y_r點(diǎn)A、B的Y坐標(biāo)值(第I閾值)
[0328]Y_1，、Y_r點(diǎn)A，、B，的Y坐標(biāo)值(第2閾值)
【權(quán)利要求】
1.一種電驅(qū)動(dòng)自卸卡車，將設(shè)置于車輛主體(1)的能夠升降的集電裝置(4L、4R)的滑板(4La、4Ra)抬起，使該滑板與沿道路設(shè)置的滑接線接觸，從所述滑接線接受電力而行駛，其特征在于， 具備: 行駛用的左右的電動(dòng)馬達(dá)(6L、6R)； 操舵裝置(40)； 滑接線檢測裝置(15)，其設(shè)置于所述車輛主體，在行駛中從所述滑接線的下方對所述滑接線進(jìn)行檢測； 控制裝置(200)，其根據(jù)通過所述滑接線檢測裝置檢測的所述電驅(qū)動(dòng)自卸卡車與所述滑接線的相對位置信息，進(jìn)行對所述車輛主體施加橫擺力矩的控制，從而使所述車輛主體以所述滑接線為中心擺動(dòng)行駛， 所述控制裝置具備: 車輛控制裝置(50);控制器(100);逆變器控制裝置(30);操舵控制裝置(32)， 所述車輛控制裝置運(yùn)算用于對所述車輛主體施加橫擺力矩的橫擺力矩修正值， 所述控制器根據(jù)所述橫擺力矩修正值，通過所述逆變器控制裝置以及所述操舵控制裝置對所述左右的電動(dòng)馬達(dá)和所述操舵裝置的至少一方進(jìn)行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車，其特征在于， 所述控制裝置， 根據(jù)通過所述滑接線檢測裝置檢測的所述電驅(qū)動(dòng)自卸卡車與所述滑接線的相對位置信息，計(jì)算所述車輛主體的至少一個(gè)代表點(diǎn)和位于所述滑接線上的至少一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，并且設(shè)定以所述目標(biāo)點(diǎn)為基準(zhǔn)而變動(dòng)的變動(dòng)點(diǎn)，以所述代表點(diǎn)接近所述變動(dòng)點(diǎn)的方式進(jìn)行對所述車輛主體施加橫擺力矩的控制。
3.如權(quán)利要求2所述的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車，其特征在于， 還具備對所述車輛的車身速度進(jìn)行計(jì)測的車身速度檢測裝置， 所述控制裝置， 以規(guī)定的周期使所述變動(dòng)點(diǎn)周期性地變動(dòng)，所述規(guī)定的周期根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的進(jìn)行電車行駛的區(qū)間的距離、由所述車身速度檢測裝置計(jì)測的車輛的車身速度的至少一方來決定。
4.如權(quán)利要求3所述的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車，其特征在于， 所述控制裝置以規(guī)定的周期使所述變動(dòng)點(diǎn)周期性地變動(dòng)，其中，所述規(guī)定的周期是根據(jù)與所述電車行駛區(qū)間距離、所述車身速度的至少一方相應(yīng)的正弦波函數(shù)、梯形波函數(shù)、三角波函數(shù)的某一個(gè)而決定的。
5.如權(quán)利要求3所述的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車，其特征在于， 所述控制裝置， 當(dāng)使所述變動(dòng)點(diǎn)周期性地變動(dòng)時(shí)，使所述變動(dòng)點(diǎn)在行駛于所述電車行駛區(qū)間期間至少變動(dòng)半周期以上。
6.如權(quán)利要求2所述的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車，其特征在于， 還具備:對基于駕駛員的手柄的操作角和輪胎的轉(zhuǎn)舵角的某一個(gè)進(jìn)行計(jì)測的角度傳感器；對所述車輛的橫擺率進(jìn)行計(jì)測的橫擺率檢測裝置(14)， 所述控制裝置，根據(jù)通過所述角度傳感器計(jì)測的操舵角和轉(zhuǎn)舵角的某一方和通過所述橫擺率檢測裝置計(jì)測的橫擺率的至少一方成為規(guī)定的值以下的時(shí)間是否持續(xù)規(guī)定時(shí)間以上，對所述車輛是否正在直行行駛區(qū)間行駛進(jìn)行判斷，當(dāng)判斷為車輛正在該直行行駛區(qū)間行駛時(shí)，設(shè)定所述變動(dòng)點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求2所述的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車，其特征在于， 所述控制裝置， 存儲(chǔ)在所述電車行駛區(qū)間行駛的次數(shù)，根據(jù)該行駛次數(shù)，在每次行駛在所述電車行駛區(qū)間時(shí)使所述變動(dòng)點(diǎn)的變動(dòng)方向反轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求1或2的任一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)自卸卡車，其特征在于， 所述滑接線檢測裝置具有: 相機(jī)(15)，其設(shè)置于所述車輛主體，在行駛中對所述滑接線連續(xù)進(jìn)行拍攝； 照明裝置(51 )，其設(shè)置于所述車輛主體，照亮所述滑接線。
【文檔編號(hào)】B60L5/08GK103619640SQ201280031666
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月4日
【發(fā)明者】齋藤真二郎, 中島吉男 申請人:日立建機(jī)株式會(huì)社