JP4230494B2 - 電気駆動ダンプトラックの駆動システム - Google Patents

Description

本発明は電気駆動ダンプトラックの駆動システムに係わり、特に、原動機で発電機を駆動し、発電機で発生した電力で走行用電動モータを駆動し、走行を行う大型ダンプトラックの駆動システムに関する。

電気駆動ダンプトラックの駆動システムは、例えば特許文献１に記載のように、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、原動機により駆動される交流発電機と、この交流発電機により電力が供給されて駆動し、例えば左右の後輪を駆動する２つの電動モータと、交流発電機に接続され、それぞれ、２つの電動モータ（例えば誘導モータ）を制御する２つのインバータと、アクセルペダルの操作量に応じた目標回転数を計算し、電子ガバナを制御するとともに、アクセルペダルの操作量に応じて２つのインバータを制御し、それぞれの電動モータを制御する制御装置とを備えている。

特開２００１−１０７７６２号公報

特許文献１に記載のような電気駆動のダンプトラックにおいては、原動機は電動モータ駆動用の発電機を駆動するだけでなく、発電機以外の負荷を駆動している。発電機以外の負荷としては、例えば、ダンプトラックのベッセルを上下させたり、ステアリング操作するための油圧機器を駆動するための油圧ポンプや、ラジエータに送風するための冷却ファンや、上記走行用の電動モータや制御装置を冷却するための電動ファンを駆動するための第２の発電機などがある。

ダンプトラックを走行させるかどうかはシフトレバーにより選択される。シフトレバーがＮ位置（中立位置）にあるときは、ダンプトラックを走行させないときであり、原動機は発電機（電動モータ）の駆動は行わず、発電機以外の負荷の駆動を行う。ベッセルの上げ下げはシフトレバーがＮ位置（中立位置）にあるとき（ダンプトラック停止時）に行われ、このとき原動機は主として油圧ポンプを駆動する。シフトレバーがＦ位置（前進位置）或いはＲ位置（後進位置）にあるときは、ダンプトラックを走行させるときであり、原動機は主として発電機（電動モータ）の駆動を行う。

原動機は、制御装置においてアクセルペダルの操作量に応じた目標回転数が計算され、電子ガバナを制御することで、回転数とトルクが制御される。従来は、アクセルペダルの操作量に対して１種類の目標回転数特性しか設定されておらず、その１種類の目標回転数特性で非走行時の油圧系（油圧ポンプ）の駆動と走行時の発電機（電動モータ）駆動の両方に対応していた。

しかし、油圧ポンプ駆動では、最小から最大まで広い回転数範囲で原動機を駆動する必要があり、電動モータ駆動では、最小回転数より高い回転数（例えば中速から最大回転数の手前の回転数）から原動機を駆動したいという要望がある。油圧ポンプ駆動において最小から最大まで広い回転数範囲で原動機を駆動することにより、原動機を安定に作動させかつ油圧ポンプの最大流量を確保し、広い範囲で作業速度を調整することができる。電動モータ駆動において最小回転数より高い回転数（例えば中速から最大回転数の手前の回転数）から原動機を駆動することにより、アクセルペダルを踏み込んだときに良好な加速性を得ることができる。従来の駆動システムでは、１種類の目標回転数特性しか設定されていなかったため、油圧系の駆動時と電動モータ駆動時（走行時）の双方に最適なエンジン駆動特性を得ることはできなかった。

本発明の目的は、非走行時の油圧系の駆動時と電動モータ駆動時（走行時）の双方に最適なエンジン駆動特性を得ることができる電気駆動ダンプトラックの駆動システムを提供することである。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、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作業用の油圧ポンプと、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、アクセルペダルと、中立位置及び前進位置を含む複数の位置のいずれかに操作されるシフトレバーと、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、前記シフトレバーが中立位置にあるときは、前記作業用の油圧ポンプの駆動に適した第１目標回転数特性に基づいて前記アクセルペダルの操作量に応じた目標回転数を演算し、この目標回転数に基づいて前記電子ガバナを制御し、前記シフトレバーが前進位置にあるときは、前記電動モータの駆動に適した第２目標回転数特性に基づいて前記アクセルペダルの操作量に応じた目標回転数を演算し、この目標回転数に基づいて前記電子ガバナを制御する原動機制御手段とを備えるものとする。

このように原動機制御手段に作業用の油圧ポンプの駆動に適した第１目標回転数特性と電動モータの駆動に適した第２目標回転数特性の２種類の目標回転数特性を設定することにより、シフトレバーが中立位置にあるときと前進位置にあるときとで別々に目標回転数を演算して原動機を制御することができ、これにより非走行時の油圧系の駆動時と電動モータ駆動時（走行時）の双方に最適なエンジン駆動特性を得ることができる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記原動機制御手段は、前記第１目標回転数特性を、前記アクセルペダルの操作量が０であるときは目標回転数が所定の第１低速回転数であり、前記アクセルペダルの操作量が増加するにしたがって目標回転数が前記所定の第１低速回転数から所定の第１高速回転数まで増加するように設定し、前記第２目標回転数特性を、前記アクセルペダルの操作量が０又は所定の微少量であるときは目標回転数が前記所定の第１低速回転数よりも高い所定の中速回転数であり、前記アクセルペダルの操作量が増加するにしたがって目標回転数が前記所定の中速回転数から所定の第２高速回転数まで増加するように設定する。

このように第１及び第２目標回転数特性を設定することにより、シフトレバーが中立位置にある油圧ポンプ駆動では、第１低速回転数から第１高速回転数までの広い回転数範囲の目標回転数が得られ、原動機を安定に作動させかつ油圧ポンプの最大流量を確保し、広い範囲で作業速度を調整することができ、シフトレバーが前進位置にある電動モータ駆動では、第１低速回転数より高い中速回転数からの目標回転数が得られ、アクセルペダルを踏み込んだときの応答性が良くなり、良好な加速性を得ることができる。

（３）上記（２）において、好ましくは、前記原動機制御手段は、前記第２目標回転数特性を、前記アクセルペダルの操作量が０であるときは目標回転数が所定の第２低速回転数であり、前記アクセルペダルの操作量が前記所定の微少量になると目標回転数がステップ的に前記所定の中速回転数まで増加するよう設定する。

これによりシフトレバーが前進位置にある電動モータ駆動時（走行時）では、アクセルペダルの操作量が０のときは目標回転数は第２低速回転数となるとともに、アクセルペダルを微少量操作すると目標回転数は中速回転数までステップ的に増加するため、アクセルペダルを踏み込んだときの応答性（加速性）が良好となり、かつ燃費を向上させることができる。

（４）また、上記（２）において、好ましくは、前記所定の第１低速回転数は７００ｒｐｍ〜８００ｒｐｍの範囲内の回転数であり、前記所定の中速回転数は９００ｒｐｍ〜１６００ｒｐｍの範囲内の回転数であり、前記所定の第１及び第２高速回転数は１８００ｒｐｍ〜２１００ｒｐｍの範囲内の回転数である。

これによりシフトレバーが中立位置にある油圧ポンプ駆動では、７００ｒｐｍ〜８００ｒｐｍから１８００ｒｐｍ〜２１００ｒｐｍの広い回転数範囲の目標回転数が得られ、シフトレバーが前進位置にある電動モータ駆動では、９００ｒｐｍ〜１６００ｒｐｍの範囲の比較的高い目標回転数が得られる。

（５）また、上記（２）又は（３）において、好ましくは、前記アクセルペダルの所定の微少量の操作量は前記アクセルペダルの最大操作量の２〜８％の範囲内の操作量である。

これによりシフトレバーが前進位置にある電動モータ駆動時（走行時）では、アクセルペダルの操作量が０のときは目標回転数は第２低速回転数となるとともに、アクセルペダルを微少量操作すると目標回転数は中速回転数までステップ的に増加するため、アクセルペダルを踏み込んだときの応答性（加速性）が良好となり、かつ燃費を向上させることができる。

（６）更に、上記（１）において、好ましくは、前記原動機制御手段は、前記第１目標回転数特性に基づいて前記アクセルペダルの操作量に応じた第１目標回転数を計算する第１目標回転数計算手段と、前記第２目標回転数特性に基づいて前記アクセルペダルの操作量に応じた第２目標回転数を計算する第２目標回転数計算手段と、前記シフトレバーが中立位置にあるときは、前記第１目標回転数計算手段により計算した第１目標回転数を選択し、前記シフトレバーが前進位置にあるときは前記第２目標回転数計算手段により計算した第２目標回転数を選択する目標回転数決定手段とを有する。

これによりシフトレバーが中立位置にあるときは第１目標回転数特性に基づいてアクセルペダルの操作量に応じた目標回転数が演算され、シフトレバーが前進位置にあるときは、第２目標回転数特性に基づいてアクセルペダルの操作量に応じた目標回転数が演算される。

（７）また、好ましくは、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モータ目標出力馬力を計算するモータ目標出力馬力計算手段と、前記第１モータ目標出力馬力と前記２つの電動モータの回転数とに基づいてモータ目標トルクを計算するモータ目標トルク計算手段と、前記アクセルペダルの操作量に応じた前記２つの電動モータの加速トルク制限値を計算する加速トルク制限値計算手段と、前記モータ目標トルクが前記加速トルク制限値を超えないよう制限するモータトルク制限手段と、前記加速トルク制限値により制限されたモータ目標トルクに基づいて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。

これにより通常走行時は、モータ目標出力馬力計算手段により計算されたモータ目標出力馬力に基づく走行制御により、アクセルペダルの操作量と電動モータの出力馬力との関係が一致した良好な操作感覚が得られ、微速走行時は、加速トルク制限値計算手段により計算された加速トルク制限値に基づく走行制御により良好な制御性が得られ、微妙な位置決めを容易に行うことができる。

本発明によれば、原動機制御手段に作業用の油圧ポンプの駆動に適した第１目標回転数特性と電動モータの駆動に適した第２目標回転数特性の２種類の目標回転数特性を設定したので、シフトレバーが中立位置にあるときと前進位置にあるときとで別々に目標回転数を演算して原動機を制御するができ、これにより非走行時の油圧系の駆動時と電動モータ駆動時（走行時）の双方に最適なエンジン駆動特性を得ることができる。

また、シフトレバーが中立位置にある油圧ポンプ駆動では、第１低速回転数から第１高速回転数までの広い回転数範囲で原動機を駆動するよう制御し、原動機を安定に作動させかつ油圧ポンプの最大流量を確保し、広い範囲で作業速度を調整することができ、シフトレバーが前進位置にある電動モータ駆動では、第１低速回転数より高い中速回転数から原動機を駆動するよう制御し、アクセルペダルを踏み込んだときの応答性が良くなり、良好な加速性を得ることができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明の第１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全体構成を示す図である。

図１において、電気駆動ダンプトラックの駆動システムは、アクセルペダル１、リタードペダル２、シフトレバー１６、全体制御装置３、原動機４、交流発電機５、その他の原動機負荷１８、整流回路６、インバータ制御装置７、チョッパ回路８、グリッド抵抗９、コンデンサ１０、抵抗１１、左右の電動モータ（例えば誘導モータ）１２Ｒ，１２Ｌ、減速機１３Ｒ，１３Ｌ、タイヤ１４Ｒ，１４Ｌ、電磁ピックアップセンサ１５Ｒ，１５Ｌを備えている。インバータ制御装置７は、左右の電動モータ１２Ｒ，１２Ｌのそれぞれに対するトルク指令演算部７１Ｒ，７１Ｌ、モータ制御演算部７２Ｒ，７２Ｌ、インバータ（スイッチング素子）７３Ｒ，７３Ｌを有している。

アクセルペダル１の操作信号ｐとリタードペダル２の操作信号ｑは全体制御装置３の入力となり、それぞれ駆動力、リタード力の大きさを制御する信号となる。

ダンプトラックを前進又は後進させるときは、シフトレバー１６を前進位置又は後進位置にしてアクセルペダル１を踏み込むと、全体制御装置３は原動機４に対して目標回転数Ｎｒの指令を出力し、実際の回転数Ｎｅの信号が原動機４から制御装置３に戻される。原動機４は電子ガバナ４ａを装着したディーゼルエンジンであり、電子ガバナ４ａは目標回転数Ｎｒの指令を受け取ると、原動機４が目標回転数Ｎｒで回転するように燃料噴射量を制御する。

原動機４には交流発電機５が接続されており、交流発電を行う。交流発電により発生した電力は整流回路６によって整流され、コンデンサ１０に蓄電され、直流電圧値はＶとなる。交流発電機５は直流電圧Ｖを検出抵抗１１で分圧された電圧値をフィードバックして当該電圧値が所定の一定電圧Ｖ０となるように全体制御装置３によって制御される。

交流発電機５により発生した電力はインバータ制御装置７を介して左右の電動モータ１２Ｒ，１２Ｌに供給される。全体制御装置３は、整流回路６によって整流された直流電圧Ｖが所定の一定電圧Ｖ０となるように交流発電機５を制御することで、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌに必要な電力が供給されるよう制御している。

全体制御装置３からの左右の電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの指令馬力ＭＲ，ＭＬと電磁ピックアップ１５Ｒ，１５Ｌにより検出される各電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの回転速度ωＲ、ωＬとがインバータ制御装置７に入力され、インバータ制御装置７は、トルク指令演算部７１Ｒ，７１Ｌ、モータ制御演算部７２Ｒ，７２Ｌ、インバータ（スイッチング素子）７３Ｒ，７３Ｌを介してすべり率＞０で各電動モータ１２Ｒ，１２Ｌを駆動する。

各電動モータ１２Ｒ，１２Ｌにはそれぞれ減速機１３Ｒ，１３Ｌを介して左右の後輪（タイヤ）１４Ｒ，１４Ｌが接続されている。電磁ピックアップ１５Ｒ，１５Ｌは通常は減速機１３Ｒ，１３Ｌ内のギアの１枚の歯の周速を検出するセンサである。また、例えば、右側駆動系を例に取ると、電動モータ１２Ｒ内部の駆動軸や減速機１３Ｒとタイヤ１４Ｒを接続する駆動軸に検出用の歯車をつけ、その位置に設置しても構わない。

走行中にアクセルペダル１を戻し、リタードペダル２を踏み込んだときは、交流発電機５が発電しないよう全体制御装置３は制御する。また、全体制御装置３からの馬力指令ＭＲ，ＭＬは負の値となり、インバータ制御装置７はすべり率＜０で各電動モータ１２Ｒ，１２Ｌを駆動して走行する車体にブレーキ力を与える。この時、各電動モータ１２Ｒ，１２Ｌは発電機として作用し、インバータ制御装置７に内蔵された整流機能によってコンデンサ１０を充電するように働く。直流電圧値Ｖは予め設定された直流電圧値Ｖ１以下になるようにチョッパ回路８が作動し、電流をグリッド抵抗９に流して電気エネルギーを熱エネルギーに変換する。

原動機４は交流発電機５の他にも、ダンプトラックのベッセルを上下させたり、ステアリング操作するための油圧系を駆動するための油圧ポンプ（以下、作業用の油圧ポンプという）１８ａや、ラジエータに送風するための図示しない冷却ファンや、交流発電機５、グリッド抵抗９、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌ、制御装置３，７などを冷却するための図示しない電動ファンを駆動するための図示しない第２の発電機などを駆動している。図１ではこれらをその他の原動機負荷１８として示している。

以上は、通常の電気駆動ダンプトラックの基本構成と動作である。

次に、本発明の特徴となる部分について説明する。

本発明において、各構成機器の動作は全体制御装置３及びインバータ制御装置７内にそれぞれ組み込まれた、図示しないメモリ内の処理手順に従って演算処理される。図２はその処理手順を示す機能ブロック図であり、図３及び図４はその処理手順を示すフローチャートである。以下に、その処理手順を、主として図３及び図３に示すフローチャートに従い、補助的に図２の機能ブロック図を用いて説明する。

図３及び図４において、ＳＴＡＲＴから処理が始まり、ＥＮＤまで処理すると再びＳＴＡＲＴに戻るという処理フローになる。

手順１０１では、シフトレバー１６の切り替え位置を示す状態量Ｓ、アクセルペダル１の操作量（以下アクセル操作量という）ｐ、原動機４の実回転数Ｎｅ、走行用の電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの回転数（以下モータ回転数という）ωＲ，ωＬを読み込む。シフトレバー１６の切り替え位置にはＮ（中立）、Ｆ（前進）、Ｒ（後進）の３位置がある。

手順１０２では、手順１０１で読み込んだアクセル操作量ｐを、図５に示す非走行時の第１目標回転数の関数Ｎｒ１（ｐ）で表されるアクセル操作量対原動機目標回転数のデータマップに参照して、対応する第１目標回転数Ｎｒ１を算出する（図２のブロック２０１）。

関数Ｎｒ１（ｐ）は作業用の油圧ポンプ１８ａの駆動に適した第１目標回転数特性であり、図５において、関数Ｎｒ１（ｐ）は、アクセルペダル１の操作量が無操作の０であるときは第１目標回転数Ｎｒ１が原動機４の最小回転数Ｎｒ１ｍｉｎ（アイドル回転数に相当）であり、アクセル操作量ｐが０から最大操作量ｐｍａｘの手前の操作量ｐａまでの範囲にあるときは、アクセルペダル１の操作量ｐが増加するにしたがって第１目標回転数Ｎｒ１が最小回転数Ｎｒ１ｍｉｎから最大回転数Ｎｒ１ｍａｘまで増加し、アクセル操作量ｐが操作量ｐａを超えると第１目標回転数Ｎｒ１が最大回転数Ｎｒｍ１ａｘで一定となるように設定されている。最小回転数Ｎｒ１ｍｉｎは例えば７００ｒｐｍ〜８００ｒｐｍの範囲内の回転数であり、図示の例では７５０ｒｐｍである。最大回転数Ｎｒ１ｍａｘは好ましくは原動機４の最大の定格回転数であって、例えば１８００ｒｐｍ〜２１００ｒｐｍの範囲内の回転数であり、図示の例では１９００ｒｐｍである。

また、最大操作量ｐｍａｘの手前の操作量ｐａは好ましくは最大操作量ｐｍａｘの８０％〜９５％の操作量であり、図示の例では最大操作量ｐｍａｘの９０％である。

手順１０３では、手順１０１で読み込んだアクセル操作量ｐを、図６に示す走行時の第２目標回転数の関数Ｎｒ２（ｐ）で表されるアクセル操作量対原動機目標回転数のデータマップに参照して、対応する第２目標回転数Ｎｒ２を算出する（図２のブロック２０２）。

関数Ｎｒ２（ｐ）は電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの駆動に適した第２目標回転数特性であり、図６において、関数Ｎｒ２（ｐ）は、アクセルペダル１の操作量が無操作の０から微少操作量Ｐｂ１までの範囲にあるときは、第２目標回転数Ｎｒ２が最小回転数Ｎｒ２ｍｉｎ（アイドル回転数に相当）であり、アクセルペダル１の操作量が微少操作量Ｐｂ１になると第２目標回転数は中速回転数Ｎｒ２ｍｉｄまでステップ的に増加し、アクセル操作量ｐが微少操作量Ｐｂ１から中間操作量Ｐｂ２までの範囲内にあるときは、アクセル操作量ｐが増加するにしたがって第２目標回転数Ｎｒ２は中速回転数Ｎｒ２ｍｉｄから最大回転数Ｎｒ２ｍａｘまで増加し、アクセル操作量ｐが中間操作量Ｐｂ２を超えると第２目標回転数Ｎｒ２は最大回転数Ｎｒ２ｍａｘで一定となるように設定されている。最小回転数Ｎｒ２ｍｉｎは、関数Ｎｒ１（ｐ）の場合と同様、例えば７００ｒｐｍ〜８００ｒｐｍの範囲内の回転数であり、図示の例では７５０ｒｐｍである。最大回転数Ｎｒ２ｍａｘは好ましくは１８００ｒｐｍ〜２１００ｒｐｍの範囲内の回転数であり、図示の例では関数Ｎｒ１（ｐ）の最大回転数Ｎｒ１ｍａｘと同じ、最大の定格回転数である１９００ｒｐｍである。最小回転数Ｎｒ２ｍｉｎが７５０ｒｐｍで、最大回転数Ｎｒ２ｍａｘが１９００ｒｐｍである場合、中速回転数Ｎｒ２ｍｉｄは好ましくは９００ｒｐｍ〜１６００ｒｐｍの範囲内の回転数であり、図示の例では１３００ｒｐｍである。最小回転数Ｎｒ２ｍｉｎ及び最大回転数Ｎｒ２ｍａｘがそれぞれ７５０ｒｐｍ，１９００ｒｐｍ以外の値である場合でも、中速回転数Ｎｒ２ｍｉｄは９００ｒｐｍ〜１６００ｒｐｍの範囲内の回転数とすることができる。

また、微少操作量Ｐｂ１は好ましくはアクセルペダルの最大操作量Ｐｍａｘの２〜８％の範囲内の操作量であり、図示の例では最大操作量ｐｍａｘの５％である。中間操作量Ｐｂ２は好ましくは最大操作量Ｐｍａｘの３０〜７０％の範囲内の操作量であり、図示の例では最大操作量Ｐｍａｘの４０％である。

図７および図８は走行時の関数Ｎｒ２（ｐ）の変形例を示す図である。図６の例では、走行時関数Ｎｒ２（ｐ）の最大回転数Ｎｒ１ｍａｘは非走行時の関数Ｎｒ１（ｐ）の最大回転数Ｎｒ１ｍａｘと同じ値に設定したが、図７に示すように、関数Ｎｒ１（ｐ）の最大回転数Ｎｒｍａｘ（最大の定格回転数）より低めの値の例えば１８００ｒｐｍであってもよい。また、図６の例では、アクセルペダル１の操作量が０から微少操作量Ｐｂ１までの範囲にあるときは第２目標回転数Ｎｒ２が最小回転数Ｎｒ２ｍｉｎとなるように設定したが、図８に示すように、第２目標回転数Ｎｒ２が最小回転数Ｎｒｍｉｎとなる操作量範囲を無くしてもよい。図１０の例は、アクセルペダル１の操作量が０のときは第２目標回転数Ｎｒは直ちにアイドル回転数より高い中速回転数Ｎｒ２ｍｉｄとなり、その後、アクセル操作量ｐが０から中間操作量Ｐｂ２まで増加するにしたがって第２目標回転数Ｎｒ２は中速回転数Ｎｒ２ｍｉｄから最大回転数Ｎｒ２ｍａｘまで増加するように設定されている。

手順１０４〜１０６では、手順１０１で読み込んだシフトレバー１６の状態量ＳがＮ（中立）であれば、原動機４の目標回転数ＮｒをＮｒ＝Ｎｒ１と置き、シフトレバー１６の状態量ＳがＦ（前進）又はＲ（後進）であれば、原動機４の目標回転数ＮｒをＮｒ＝Ｎｒ２と置く（図２のブロック２０３）。

手順１１１では、手順１０１で読み込んだ原動機４の実回転数Ｎｅを、図９に示すモータ最大出力馬力の関数Ｍｒ（Ｎｅ）で表されるエンジン回転数対モータ最大出力馬力のデータマップに参照して、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌで使用可能な対応する最大馬力Ｍｒを算出し、これに１／２を乗じて電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの１台当たりの出力馬力上限値Ｐｍａｘを計算する（図２のブロック２１１，２１２）。

図９において、関数Ｍｒ（Ｎｅ）は、原動機４の実回転数（以下エンジン回転数という）Ｎｅが増大するにしたがって電動モータ１２Ｒ，１２Ｌので使用可能な最大馬力（以下モータ最大出力馬力という）Ｍｒが増大するように設定されている。

モータ最大出力馬力の関数Ｍｒ（Ｎｅ）の設定方法を説明する。

図１０は、関数ｆ（Ｎｅ）で表される回転数対原動機最大出力馬力のデータマップと、関数ｇ（Ｎｅ）で表される回転数対その他原動機負荷損失馬力のデータマップを示す図である。

関数ｆ（Ｎｅ）は原動機４の出し得る最大出力馬力であり、関数ｆ１（Ｎｅ）と関数ｆ２（Ｎｅ）と関数ｆ３（Ｎｅ）の合成である。関数ｆ１（Ｎｅ）は原動機４の目標回転数Ｎｒと出力馬力との関数ｆｒ＝ｆ（Ｎｒ）に相当するものであり、エンジン回転数ＮｅがＮｒｍｉｎ（例えば７５０ｒｐｍ）からＮｒｍａｘ（例えば２０００ｒｐｍ）まで変化すると、原動機４の出し得る最大出力馬力ｆ（Ｎｅ）は最小値Ｆｍｉｎから最大値Ｆｍａｘまで変化する。これは、原動機４に固有な特性線図である。関数ｆ２（Ｎｅ）は、０≦Ｎｅ＜Ｎｒｍｉｎの範囲において、原動機４の最大出力馬力ｆ（Ｎｅ）をｆ２＝Ｆｍｉｎの一定値としたものであり、関数ｆ３（Ｎｅ）は、Ｎｒｍａｘ＜Ｎｅ≦Ｎｅｍａｘの範囲において、原動機４の最大出力馬力ｆ（Ｎｅ）をｆ３＝Ｆｍａｘの一定値としたものである。

原動機４は、交流発電機５の他にもその他の原動機負荷１８を駆動している。その他の原動機負荷１８は、ダンプトラックのベッセルを上下させたり、ステアリング操作するための油圧系を駆動するための油圧ポンプ１８ａや、ラジエータに送風するための図示しない冷却ファンや、交流発電機５、グリッド抵抗９、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌ、制御装置３，７などを冷却するための図示しない電動ファンを駆動するための図示しない第２の発電機などである。このその他の原動機負荷１８を駆動するために予め割り当てた馬力の値が図１０のｇ（Ｎｅ）である。この馬力ｇ（Ｎｅ）はその他の原動機負荷１８が実際に消費する馬力値に対して余裕を持って大きめに設定してある。本明細書中では、この馬力を損失馬力という。

損失馬力の関数ｇ（Ｎｅ）は、関数（Ｎｅ）と同様、関数ｇ１（Ｎｅ）と関数ｇ２（Ｎｅ）と関数ｇ３（Ｎｅ）の合成である。関数ｇ１（Ｎｒ）は、エンジン回転数ＮｅがＮｒｍｉｎ（例えば７５０ｒｐｍ）からＮｒｍａｘ（例えば２０００ｒｐｍ）まで変化すると、損失馬力ｇ１（Ｎｅ）は最小値Ｇｍｉｎから最大値Ｇｍａｘまで変化する。関数ｇ２（Ｎｅ）は、０≦Ｎｅ＜Ｎｒｍｉｎの範囲において、損失馬力ｇ（Ｎｅ）をｇ２＝Ｇｍｉｎの一定値としたものであり、関数ｇ３（Ｎｅ）は、Ｎｒｍａｘ＜Ｎｅ≦Ｎｅｍａｘの範囲において、損失馬力ｇ（Ｎｅ）をｇ３＝Ｇｍａｘの一定値としたものである。

図１０において、ｆ（Ｎｅ）とｇ（Ｎｅ）との差分（ｆ（Ｎｅ）−ｇ（Ｎｅ））であるＭｒが電動モータ１２Ｒ，１２Ｌに与えてよい合計の有効最大馬力となる。換言すれば、Ｍｒ＝ｆ（Ｎｅ）−ｇ（Ｎｅ）は、原動機４が出し得る最大出力馬力ｆ（Ｎｅ）のうち走行用の電動モータ１２Ｒ，１２Ｌで使用可能な最大馬力（馬力の割当値）であり、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの最大出力馬力はその値、つまりＭｒ＝ｆ（Ｎｅ）−ｇ（Ｎｅ）を超えることはできない。

モータ最大出力馬力の関数Ｍｒ（Ｎｅ）は以上のような考えに基づいて設定されており、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの１台当たりの出力馬力上限値Ｐｍａｘは下記の式により与えられる。

Ｐｍａｘ＝Ｍｒ／２＝（ｆ（Ｎｅ）−ｇ（Ｎｅ））／２
手順１１２では、手順１０１で読み込んだアクセル操作量ｐを、図１１に示す前進時の第１モータ目標出力馬力の関数Ｐｍ１（ｐ）で表されるアクセル操作量対モータ目標出力馬力のデータマップに参照して、対応する第１モータ目標出力馬力Ｐｍ１を算出する（図２のブロック２１３）。

図１１において、関数Ｐｍ１（ｐ）は、アクセル操作量ｐ＝０では第１モータ目標出力馬力Ｐｍ１＝０で、少し踏み込んだ状態、すなわち図１１中のＸ１点からＰｍ１が増加し、Ｘ２点付近からＰｍ１の増加の比率を上げて、アクセル操作量が最大値ｐｍａｘより手前のＸ３点で、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌで発生可能な最大馬力Ｐｍ１ｍａｘとなるように設定されている。図１１のＸ３点におけるアクセル操作量ｐｘ３は例えば最大操作量ｐｍａｘの９５％程度である。

手順１１３では、手順１０１で読み込んだアクセル操作量ｐを、後進時の第２モータ目標出力馬力の関数Ｐｍ２（ｐ）で表されるアクセル操作量対モータ目標出力馬力のデータマップに参照して、対応する第２モータ目標出力馬力Ｐｍ２を算出する（図２のブロック２１４）。

図１２において、関数Ｐｍ２（ｐ）は、アクセル操作量ｐが増加するに従い第２モータ目標出力馬力Ｐｍ２が増加するが、第２モータ目標出力馬力の最大値Ｐｍ２ｍａｘは前進用の関数Ｐｍ１（ｐ）における最大値Ｐｍ１ｍａｘより小さい値となるように設定されている。なお、前進用の関数Ｐｍ１（ｐ）で求めたモータ目標出力馬力に１より小さい正の定数を乗じて後進用のモータ目標出力馬力を求めてもよい。

手順１１４〜１１７では、手順１０１で読み込んだシフトレバー１６の状態量ＳがＮ（中立）であれば、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの目標馬力（以下モータ目標出力馬力という）Ｐｍ０をＰｍ０＝０と置き、シフトレバー１６の状態量ＳがＦ（前進）であれば、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの目標馬力（以下モータ目標出力馬力という）Ｐｍ０をＰｍ０＝Ｐｍ１と置き、シフトレバー１６の状態量ＳがＲ（後進）であれば、モータ目標出力馬力Ｐｍ０をＰｍ０＝Ｐｍ２と置く（図２のブロック２１５，２１６）。

手順１１８では、そのモータ出力馬力上限値Ｐｍａｘとモータ目標出力馬力Ｐｍ０との小さい方の値を選択し、モータ出力目標馬力Ｐｍとする（図４のブロック２１７）。

Ｐｍ＝ｍｉｎ（Ｐｍａｘ，Ｐｍ０）
つまり、手順１１８（図４のブロック２１７）では、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌに与えられる最終的なモータ出力目標馬力ＰｍがＰｍａｘ以上にならないように制限する。このモータ出力目標馬力Ｐｍは、図１に示した指令馬力ＭＲ，ＭＬに対応する（ＭＲ＝ＭＬ＝Ｐｍ）。

手順１２１では、モータ出力目標馬力Ｐｍと手順１０１で読み込んだ各電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの回転数ωＲ，ωＬとから下記の式によりモータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌを計算する（図４のブロック２２１，２２２）。

Ｔｒ１Ｒ＝Ｋ１×Ｐｍ／ωＲ
Ｔｒ１Ｌ＝Ｋ１×Ｐｍ／ωＬ
Ｋ１：馬力と回転数からトルクを算出するための定数。

図１３は、モータ出力目標馬力Ｐｍと電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの回転速度ωＲ，ωＬとモータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌとの関係を示す図である。モータ出力目標馬力Ｐｍが決まると、そのときのモータ回転速度ωＲ，ωＬに応じたモータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌが定まる。例えば、モータ回転速度ωＲ，ωＬがω１であるとき、モータ目標トルクはＴｒ１Ｒ＝Ｐｍ（ω１），Ｔｒ１Ｌ＝Ｐｍ（ω１）となる。また、例えばダンプトラックが坂道にさしかかるなどして電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの負荷トルクが増加し、モータ回転速度ωＲ，ωＬが低下すると、それに応じてモータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌが増加する。モータ負荷トルクが減少した場合は、逆に、モータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌを減少させる。一方、モータ出力目標馬力Ｐｍが増加すれば、それに応じてモータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌが増加し、そのときのモータ負荷トルクが一定であればモータ回転速度ωＲ，ωＬが増加する。モータ出力目標馬力Ｐｍが減少した場合は、逆に、モータ負荷トルクが一定であればモータ回転速度ωＲ，ωＬは減少する。

手順１２２では、手順１０１で読み込んだ各電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの回転数ωＲ，ωＬを、図１４に示すモータ最大トルクの関数Ｔｒｍａｘ１（ω）で表されるモータ回転数対モータ最大トルクのデータマップに参照して、対応するモータ最大トルクＴｒｍａｘ１を計算する（図４のブロック２２３，２２４）。

図１４において、関数Ｔｒｍａｘ１（ω）は、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、駆動システムを構成する機器の仕様に基づいて設定したものである。図１４に示すように、例えば、モータ回転速度ωＲ，ωＬがω１であるとき、モータ最大トルクＴｒｍａｘ１はＴｒｍａｘ１（ω１）となる。モータ最大トルクＴｒｍａｘ１の最大値はＴｒｍａｘである。

手順１２３では、手順１０１で読み込んだアクセル操作量ｐを、モータ加速トルクの関数Ｔｒｍａｘ２（ｐ）で表されるアクセル操作量対モータ加速トルクのデータマップに参照して、対応するモータ加速トルクＴｒｍａｘ２を計算する（図４のブロック２２５）。

関数Ｔｒｍａｘ２（ｐ）は加速トルク制限値特性であり、図１５において、関数Ｔｒｍａｘ２（ｐ）は、アクセルペダル１の操作量ｐが無操作の０のときは、モータ加速トルクＴｒｍａｘ２は微速走行に適したトルク範囲の低めのトルク、好ましくは最小トルクＴｒｍａｘ２ａであり、アクセルペダルの操作量ｐが０から中間操作量ｐｃ１までの微操作領域を含む範囲にあるときは、アクセル操作量ｐが増加するにしたがってモータ加速トルクＴｒｍａｘ２は最小トルクＴｒｍａｘ２ａから微速走行に適したトルク範囲の高めのトルクＴｒｍａｘ２ｂまで増加し、アクセル操作量ｐが中間操作量ｐｃ１から最大操作量ｐｍａｘの手前の操作量ｐｃ２までの範囲にあるときは、アクセル操作量ｐが増加するにしたがってモータ加速トルクＴｒｍａｘ２はトルクＴｒｍａｘ２ｂから図１４に示したモータ最大トルクＴｒｍａｘ１の最大値である最大トルクＴｒｍａｘまで、操作量０〜ｐｃ１の範囲よりも高い割合で増加し、アクセル操作量ｐがｐｃ２を超えるとモータ加速トルクＴｒｍａｘ２は最大値Ｔｒｍａｘで一定となるように設定されている。微速走行に適したトルク範囲は図１４に示したモータ最大トルクＴｒｍａｘ１の最大値Ｔｒｍａｘ（モータ許容最大トルク）の１５％〜５０％程度であると考えられており、その最小トルクＴｒｍａｘ２ａは、好ましくは、最大値Ｔｒｍａｘの１５％〜３０％であり、図示の例では２０％である。微速走行に適したトルク範囲の高めのトルクＴｒｍａｘ２ｂは、好ましくは、最大値Ｔｒｍａｘの３０％〜５０％であり、図示の例では４０％である。

中間操作量ｐｃ１は、好ましくは、最大操作量ｐｍａｘの４０％〜６０％であり、図示の例では５０％である。モータ加速トルクＴｒｍａｘ２が最大になる操作量ｐｃ２は、好ましくは、最大操作量ｐｍａｘの７０％〜９５％であり、図示の例では８０％である。

手順１２４では、手順１２１で求めたモータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌと、手順１２２で求めたモータ最大トルクＴｒｍａｘ１と、手順１２３で求めたモータ加速トルクＴｒｍａｘ２との比較を行い、それらの最小値を選択し、モータトルク指令値ＴｒＲ，ＴｒＬとする（図４のブロック２２６，２２７）。すなわち、
ＴｒＲ＝ｍｉｎ（Ｔｒ１Ｒ，Ｔｒｍａｘ１，Ｔｒｍａｘ２）
ＴｒＬ＝ｍｉｎ（Ｔｒ１Ｌ，Ｔｒｍａｘ１，Ｔｒｍａｘ２）
手順１２５では、手順１０５又は１０６で求めたエンジン目標回転数Ｎｒを原動機４の電子ガバナ４ａに指令する。

手順１０１〜１１８（図４のブロック２０１〜２１７）の処理、手順１２３の処理（図３のブロック２２５）、及び手順１２５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１２１，１２２，１２４（図４のブロック２２１〜２２４、ブロック２２６，２２７）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１２６では、インバータ制御装置７内のモータ制御演算部７２Ｒ，７２Ｌによって手順１２３で求めたモータトルク指令値ＴｒＲ，ＴｒＬをインバータ７３Ｒ，７３Ｌに指令し、各電動モータ１２Ｒ，１２Ｌのトルク制御がなされる。

以上において、手順１１１〜１２４，１２６（ブロック２１１〜２２７）の処理は、アクセルペダル１の操作量に応じてインバータ７３Ｒ，７３Ｌを制御し、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌを制御するモータ制御手段を構成し、手順１０２〜１０６，１２５（ブロック２０１〜２０３）の処理は、シフトレバー１６が中立位置にあるときは、作業用の油圧ポンプの駆動に適した第１目標回転数特性（関数Ｎｒ１（ｐ））に基づいてアクセルペダル１の操作量に応じた目標回転数を演算し、この目標回転数に基づいて電子ガバナ４ａを制御し、シフトレバー１６が前進位置にあるときは、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの駆動に適した第２目標回転数特性関数Ｎｒ２（ｐ））に基づいてアクセルペダル１の操作量に応じた目標回転数を演算し、この目標回転数に基づいて電子ガバナ４ａを制御する原動機制御手段を構成する。

手順１０２（ブロック２０１）は、前記第１目標回転数特性に基づいてアクセルペダル１の操作量に応じた第１目標回転数Ｎｒ１を計算する第１目標回転数計算手段を構成し、手順１０３（ブロック２０２）は、第２目標回転数特性に基づいてアクセルペダル１の操作量に応じた第２目標回転数Ｎｒ２を計算する第２目標回転数計算手段を構成し、手順１０４〜１０６（ブロック２０３）は、シフトレバー１６が中立位置Ｎにあるときは、第１目標回転数計算手段により計算した第１目標回転数Ｎｒ１を選択し、シフトレバー１６が前進位置Ｆにあるときは第２目標回転数計算手段により計算した第２目標回転数Ｎｒ２を選択する目標回転数決定手段を構成する。

また、以上において、手順１１２〜１１７（ブロック２１３〜２１６）の処理は、アクセルペダル１の操作量に応じたモータ目標出力馬力Ｐｍ０を計算するモータ目標出力馬力計算手段を構成し、手順１２１（ブロック２２１，２２２）の処理は、モータ目標出力馬力Ｐｍ０と電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの回転数ωＲ，ωＬとに基づいてモータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌを計算するモータ目標トルク計算手段を構成し、手順１２３（ブロック２２５）の処理は、アクセルペダル１の操作量に応じた電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの加速トルク制限値（モータ加速トルクＴｒｍａｘ２）を計算する加速トルク制限値計算手段を構成し、手順１２４（ブロック２２６，２２７）の処理は、前記加速トルク制限値（モータ加速トルクＴｒｍａｘ２）が前記モータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌよりも大きいときは、前記モータ目標トルクをモータトルク指令値ＴｒＲ，ＴｒＬとして選択し、前記加速トルク制限値（モータ加速トルクＴｒｍａｘ２）が前記モータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌよりも小さくなると前記加速トルク制限値をモータトルク指令値ＴｒＲ，ＴｒＬとして選択するモータトルク指令値決定手段を構成し、手順１２６の処理と、インバータ制御装置７のトルク指令演算部７１Ｒ，７１Ｌ及びモータ制御演算部７２Ｒ，７２Ｌは、前記モータトルク指令値ＴｒＲ，ＴｒＬに基づいてインバータ７３Ｒ，７３Ｌを制御するインバータ制御手段を構成する。

次に、本実施の形態の動作を説明する。

１．非走行時
非走行時は、シフトレバー１６をN（中立）位置にする。シフトレバー１６をN（中立）位置にしたとき、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの目標馬力Ｐｍ０はＰｍ０＝０であり、モータ駆動は行われない。

原動機側では、図５に示した非走行時の第１目標回転数の関数Ｎｒ１（ｐ）のデータマップが選択され、関数Ｎｒ１（ｐ）による第１目標回転数Ｎｒ１が原動機４の目標回転数Ｎｒとして与えられる。このためアクセルペダル１を踏み込まない無操作時は、原動機４の目標回転数Ｎｒはアイドル回転数の７５０ｒｐとなり、燃料消費量を最少限に止めて燃費を低減することができる。また、アクセルペダル１を踏み込みと、その踏み込み量に応じて原動機４の目標回転数Ｎｒは７５０ｒｐｍから定格回転数の１９００ｒｐｍまで増加し、原動機４の回転数が最小から最大までの広い範囲で変化するため、ベッセル上げのようにダンプトラックを停止させて油圧系のみを操作して作業を行うときは、原動機４を安定に作動させかつ油圧ポンプ１８ａの最大流量を確保し、広い範囲で作業速度を調整することができる。

２．通常走行時
通常走行時は、シフトレバー１６をＦ（前進）位置とする。シフトレバー１６をＦ（前進）位置にしたとき、電動モータ側では、手順１１２により計算された図１１に示した前進時の第１モータ目標出力馬力の関数Ｐｍ１（ｐ）のデータマップが選択され、関数Ｐｍ１（ｐ）による第１モータ目標出力馬力Ｐｍ１がモータ目標出力馬力Ｐｍ０として与えられる。

原動機側では、図６に示した走行時の第２目標回転数の関数Ｎｒ２（ｐ）のデータマップが選択され、関数Ｎｒ２（ｐ）による第２目標回転数Ｎｒ２が原動機４の目標回転数Ｎｒとして与えられる。このためアクセルペダル１を踏み込まない無操作時は、原動機４の目標回転数Ｎｒはアイドル回転数の７５０ｒｐとなり、燃料消費量を最少限に止めて燃費を低減することができる。また、走行始動時に、アクセルペダル１を少しでも踏み込むと、原動機４の目標回転数Ｎｒは直ちに中速回転数の１３００ｒｐｍまで増加し、その後、アクセルペダルの踏み込み量に応じて原動機４の目標回転数Ｎｒは１３００ｒｐｍから最大回転数（定格回転数）の１９００ｒｐｍまで増加する。これにより原動機４の回転数は中速回転数から最大回転数まで応答良く変化するため、アクセルペダル１を踏み込んだときの応答性が良くなり、良好な加速性を得ることができる。

また、図７のように、関数Ｎｒ２（ｐ）の最大回転数を定格回転数の１９００ｒｐｍより低めの例えば１８００ｒｐｍに設定した場合は、原動機４の出力馬力は少し落ち走行速度は少し下がるが、走行時の燃料消費量を減らことができる。鉱山の道路の条件で、ベッセルに土砂や採鉱対象物を積載して登り道路を走行する場合、その傾斜が小さく５〜７％位しかないというケースも多い。このような場合には、ユーザによっては、走行速度は少し落ちても燃料消費量が減少する方が良いという要求もある。最大回転数を定格回転数より低めの回転数に設定することにより、このようなユーザの要求に応えることができる。

図８のように、アクセルペダル１の操作量が０のときに第２目標回転数Ｎｒが直ちにアイドル回転数より高い中速回転数Ｎｒ２ｍｉｄとなるように設定した場合は、アクセルペダルが無操作であっても原動機４は中速回転数Ｎｒ２ｍｉｄで制御されるため図６例に比べて燃料消費量は増加する。しかし、この場合は、アクセルペダル１を踏み込んだときの応答性は更に良好となり、走行時の加速性を更に高める効果が得られる。

また、電動モータ側では、アクセルペダル１を最大付近まで踏み込んだときは、手順１２３において、図１５に示したモータ加速トルクの関数Ｔｒｍａｘ２（ｐ）のデータマップからモータ加速トルクＴｒｍａｘ２としてモータ最大トルクＴｒｍａｘ１の最大値Ｔｒｍａｘが求められるため、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの制御（走行制御）に対してモータ加速トルクＴｒｍａｘ２は制限とはならない。このため手順１１２により計算された第１モータ目標出力馬力Ｐｍ１（モータ目標出力馬力Ｐｍ０）に基づいて電動モータ１２Ｒ，１２Ｌは制御されるため、アクセルペダル１の操作量と電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの出力馬力との関係が一致した良好な操作感覚が得られる。

更に、電動モータ側では、手順１１１において、原動機４の回転数に応じた電動モータ１２Ｒ，１２Ｌで使用可能な最大馬力Ｐｍａｘを計算し、手順１１８において、モータ目標出力馬力Ｐｍ０がその最大馬力Ｐｍａｘを超えないように制限するため、走行起動時の加速時に、原動機４の回転数が十分に上がりきらず、モータ目標出力馬力Ｐｍ０が最大馬力Ｐｍａｘを超えるような場合でも、モータ目標出力馬力Ｐｍ０はその最大馬力Ｐｍａｘに制限されるため、原動機４のストールを防止することができる。

３．微速走行時
微速走行時は、シフトレバー１６をＦ（前進）位置とし、アクセルペダル１を少しだけ踏み込む。このとき、電動モータ側では、図１１に示した前進時の第１モータ目標出力馬力の関数Ｐｍ１（ｐ）による第１モータ目標出力馬力Ｐｍ１がモータ目標出力馬力Ｐｍ０として求められ、原動機側では、図６に示した非走行時の第１目標回転数の関数Ｎｒ１（ｐ）による第１目標回転数Ｎｒ１が原動機４の目標回転数Ｎｒとして求められるのは、通常走行時と同じである。

また、電動モータ側において、アクセルペダル１を少しだけ踏み込んだときは、その踏み込み量が例えば０から５０％程度であるとすると、図１５に示したモータ加速トルクの関数Ｔｒｍａｘ２（ｐ）において、モータ加速トルクＴｒｍａｘ２としてモータ最大トルクＴｒｍａｘ１の最大値Ｔｒｍａｘの２０〜４０％の値が求められ、目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌと、モータ最大トルクＴｒｍａｘ１と、モータ加速トルクＴｒｍａｘ２の最小値を選択する手順１２４では、モータトルク指令値ＴｒＲ，ＴｒＬとしてモータ加速トルクＴｒｍａｘ２が選択される。このためアクセルペダル１を微操作したときの走行トルク及びトルク変化が小さく押さえられるため、微速走行時は良好な制御性が得られ、微妙な位置決めを容易に行うことができる。

図１６は、手順１２４（ブロック２２６，２２７）におけるモータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌとモータ加速トルクＴｒｍａｘ２との最小値の選択結果を示す図である。図中、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、それぞれ、図１１及び図１５のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの各点に対応している。

アクセル操作量が図１１のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの各点にあるとき、手順１２１（ブロック２２１，２２２）では、図１１のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの各点に対応する第１モータ目標出力馬力と第１モータ目標出力馬力の関数Ｐｍ１（ｐ）とから図１６の実線と破線の双曲線で示されるモータ目標トルクＴｒ１ＲＡ，Ｔｒ１ＬＡ〜Ｔｒ１ＲＥ，Ｔｒ１ＬＥ（以下Ｔｒ１Ａ〜Ｔｒ１Ｅと略す）が計算される。また、アクセル操作量が図１５のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの各点にあるとき、手順１２３（ブロック２２５）では、モータ加速トルクの関数Ｔｒｍａｘ２（ｐ）から図１６の実線の直線で示されるモータ加速トルクＴｒｍａｘ２Ａ〜Ｔｒｍａｘ２Ｅが計算される。手順１２４（ブロック２２６，２２７）では、それらの値の小さい方が選択され、モータトルク指令値ＴｒＲ，ＴｒＬは図１６に実線で示されるような値となる。

この図１６において、実線Ａ，Ｂ，Ｃで示されるモータトルク指令値は、アクセル操作量ｐが５０％以下にあるときのものであり、その最大値は、モータ加速トルクＴｒｍａｘ２Ａ〜Ｔｒｍａｘ２Ｃによりモータ最大トルクＴｒｍａｘ１の最大値Ｔｒｍａｘの２０％から４０％の範囲の小さな値に押さえられている。また、アクセルペダル操作時のアクセル操作量の変化に対するモータトルク指令値の変化も、例えばΔＴＡＢ１とΔＴＡＢ２との比較（ΔＴＡＢ１＜ΔＴＡＢ２）、ΔＴＢＣ１とΔＴＢＣ２との比較（ΔＴＢＣ１＜ΔＴＢＣ２）から分かるように、モータ目標トルクＴｒ１Ａ〜Ｔｒ１Ｅのモータトルク指令値の変化量に比べて小さく抑えられている。

このようにアクセル操作量ｐが５０％以下の範囲で、モータトルク指令値の最大値が小さく抑えられ、かつアクセルペダル操作時のアクセル操作量の変化に対するモータトルク指令値の変化が小さく押さえられることにより、アクセルペダル操作時の電動モータ１２Ｒ，１２Ｌによる走行トルク及び走行トルク変化が小さくなり、走行速度の変化も小さくなって、微速走行時の制御性を高めることができる。

以上のように本実施の形態によれば、アクセルペダル１の操作量が０〜５０％までは電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの駆動の最大トルクを２０〜４０％に抑え、アクセルペダル１の操作量が５０％以上では最大トルクを上げて、１００％より手前で最大トルクの制限値を１００％にすることにより、通常走行時はアクセルペダル１の操作量と電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの出力馬力との関係が一致した良好な操作感覚が得られ、アクセルペダル１の操作量が小さいときはトルク及びトルク変化を低く制限し、微速走行時に良好な制御性が得られ、微妙な位置決めを容易に行うことができる。

また、シフトレバー１５がＮ位置にあり、走行しないでベッセルを上下させる場合など非走行時の油圧系の駆動時には、アクセルペダル１の操作量に応じて例えば７５０〜１９００ｒｐｍという目標回転数を与え、シフトレバー１６がＦ位置又はＲ位置にある走行時は、アクセルペダル１に応じて例えば１３００〜１９００ｒｐｍの範囲で原動機４の目標回転数を与えるため、非走行時の油圧系の駆動時には、原動機を安定に作動させかつ油圧ポンプの最大流量を確保し、広い範囲で作業速度を調整することができ、走行時には、アクセルペダルを踏み込んだときの応答性が良くなり、良好な加速性を得ることができる。また、シフトレバー１６がＦ位置又はＲ位置にある走行時であっても、アクセルペダル１の非操作時は原動機４の目標回転数は最小回転数となるため、燃費を向上することができる。

本発明の第２の実施の形態を図１７〜図１９を用いて説明する。本実施の形態は、アクセル操作量からモータ加速トルクを求める代わりにモータトルク制限比率を求めるものである。

図１７は、本実施の形態に係わる駆動システムの処理手順を示す、図２と同様な機能ブロック図である。図１８は、同処理手順をフローチャートで示す図であり、第１の実施の形態における図４に対応するものである。

本実施の形態において、原動機側の制御の処理手順（図３の手順１０１〜１０６の処理手順）及び電動モータ側のモータ最大トルクＴｍａｘ１を算出するまでの処理手順（図３の手順１１１〜図４の手順１２２までの処理手順）は、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、手順１２２において、各電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの回転数ωＲ，ωＬとモータ最大トルクの関数Ｔｒｍａｘ１（ω）とからモータ最大トルクＴｒｍａｘ１を計算した後、手順１３１において、アクセルペダル１の操作量ｐを、図１９に示すモータトルク制限比率の関数Ｋｍａｘ（ｐ）で表されるアクセル操作量対モータトルク制限比率のデータマップに参照して、対応するモータトルク制限比率Ｋｍａｘを計算する（図１７のブロック２２５Ａ）。

図１９において、関数Ｋｍａｘ（ｐ）は、図１５に示したモータ加速トルクの関数の縦軸を制限比率（１００分率）に変え、その数値をモータ許容最大トルクＴｒｍａｘに対する割合（％）に置き換えたものである。

手順１３２では、モータ最大トルクＴｒｍａｘ１と手順１３１において求めたモータトルク制限比率Ｋｍａｘとを乗算してモータ最大トルクＴｒｍａｘ２を算出する（図１７のブロック２３１，２３２）。

手順１３３では、モータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌと、手順１３２において求めたモータ最大トルクＴｒｍａｘ２との比較を行い、それらの最小値を選択し、モータトルク指令値ＴｒＲ，ＴｒＬとする（図１７のブロック２３３，２３４）。すなわち、
ＴｒＲ＝ｍｉｎ（Ｔｒ１Ｒ，Ｔｒｍａｘ２）
ＴｒＬ＝ｍｉｎ（Ｔｒ１Ｌ，Ｔｒｍａｘ２）
以後の手順１２５，１２６は図４に示した第１の実施の形態と同じであり、エンジン目標回転数Ｎｒを原動機４の電子ガバナ４ａに指令するとともに、モータトルク指令値ＴｒＲ，ＴｒＬをインバータ７３Ｒ，７３Ｌに指令する。

以上において、手順１３１，１３２（ブロック２２５Ａ，２３１，２３２）の処理は、第１の実施の形態における手順１２３（ブロック２２５）の処理と同様、アクセルペダル１の操作量に応じた電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの加速トルク制限値（モータ最大トルクＴｒｍａｘ２）を計算する加速トルク制限値計算手段を構成し、手順１３３（ブロック２３３，２３４）の処理は、第１の実施の形態における手順１２４（ブロック２２６，２２７）の処理の処理と同様、加速トルク制限値（モータ最大トルクＴｒｍａｘ２）がモータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌよりも大きいときは、モータ目標トルクをモータトルク指令値ＴｒＲ，ＴｒＬとして選択し、加速トルク制限値（モータ最大トルクＴｒｍａｘ２）がモータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌよりも小さくなると加速トルク制限値（モータ最大トルクＴｒｍａｘ２）をモータトルク指令値ＴｒＲ，ＴｒＬとして選択するモータトルク指令値決定手段を構成する。

以上のように本実施の形態においても、手順１３１，１３２（ブロック２２５Ａ，２３１，２３２）及び手順１３３（ブロック２３３，２３４）の処理機能は第１の実施の形態における手順１２３（ブロック２２５）及び手順１２４（ブロック２２６，２２７）の処理機能と同じであり、通常走行時にアクセルペダルの操作量と電動モータの出力馬力との関係が一致した良好な操作感覚が得られ、微速走行時は良好な制御性が得られ、微妙な位置決めを容易に行うことができる。

以上において、本発明の一実施の形態を説明したが、本発明の精神の範囲内で種々の変形が可能である。以下にその幾つかを説明する。

例えば、上記実施の形態では、手順１１１（ブロック２１１）で、原動機４の実回転数Ｎｅをモータ最大出力馬力の関数Ｍｒ（Ｎｅ）に参照して電動モータ１２Ｒ，１２Ｌで使用可能な最大馬力Ｍｒを求めたが、通常はアクセルペダルを急激に操作せず、原動機４の実回転数Ｎｅは目標回転数Ｎｒにほぼ等しいので、原動機４の実回転数Ｎｅに代え、目標回転数Ｎｒを用いて電動モータ１２Ｒ，１２Ｌで使用可能な最大馬力Ｍｒを求めてもよい。また、最大馬力Ｍｒを１／２にして電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの１台当たりの出力馬力上限値Ｐｍａｘを算出したが、手順１１８（ブロック２１７）でモータ出力馬力上限値Ｐｍａｘとモータ目標出力馬力Ｐｍ０との小さい方の値を選択した後、その値を１／２にしてモータ出力目標馬力Ｐｍとしてもよい。

また、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌは誘導モータとしたが、同期モータであってもよい。

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。 本実施の形態によるる駆動システムの処理手順を示す機能ブロック図である。 処理手順を示すフローチャートである。 処理手順を示すフローチャートである。 非走行時の第１目標回転数の関数Ｎｒ１（ｐ）を示す図である。 走行時の第２目標回転数の関数Ｎｒ２（ｐ）を示す図である。 走行時の第２目標回転数の関数Ｎｒ２（ｐ）の変形例を示す図である。 走行時の第２目標回転数の関数Ｎｒ２（ｐ）の他の変形例を示す図である。 モータ最大出力馬力の関数Ｐｍａｘ（Ｎｅ）を示す図である。 関数ｆ（Ｎｅ）で表される回転数対原動機最大出力馬力のデータマップと、関数ｇ（Ｎｅ）で表される回転数対その他原動機負荷損失馬力のデータマップを示す図である。 前進時の第１モータ目標出力馬力の関数Ｐｍ１（ｐ）を示す図である。 後進時の第２モータ目標出力馬力の関数Ｐｍ２（ｐ）を示す図である。 モータ出力目標馬力Ｐｍと電動モータの回転速度ωＲ，ωＬとモータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌとの関係を示す図である。 モータ最大トルクの関数Ｔｒｍａｘ１（ω）で表されるモータ回転数対モータ最大トルクのデータマップを示す図である。 モータ加速トルクの関数Ｔｒｍａｘ２（ｐ）を示す図である。 モータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌとモータ加速トルクＴｒｍａｘ２との最小値の選択結果を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による駆動システムの処理手順を示す機能ブロック図である。 第２の実施の形態の処理手順を示すフローチャートである。 モータトルク制限比率の関数Ｋｍａｘ（ｐ）を示す図である。

符号の説明

１ アクセルペダル
２ リタードペダル
３ 全体制御装置
４ 原動機（ディーゼルエンジン）
５ 交流発電機
６ 整流回路
７ インバータ制御装置
８ チョッパ回路
９ グリッド抵抗
１０ コンデンサ
１１ 整流後の電圧を検出するための抵抗
１２Ｒ，１２Ｌ 左右の電動モータ（誘導モータ）
１３Ｒ，１３Ｌ 減速機
１４Ｒ，１４Ｌ 左右の後輪（タイヤ）
１５Ｒ，１５Ｌ 電磁ピックアップセンサ
１６ シフトレバー
１８ その他の原動機負荷
７１Ｒ，７１Ｌ トルク指令演算部
７２Ｒ，７２Ｌ モータ制御演算部
７３Ｒ，７３Ｌ インバータ（スイッチング素子）
Ｎｒ１ 第１目標回転数
Ｎｒ２ 第２目標回転数
Ｎｒ 目標回転数
Ｐｍ１ 第１モータ目標出力馬力
Ｐｍ２ 第２モータ目標出力馬力
Ｐｍ０ モータ目標出力馬力
Ｐｍａｘ モータ出力馬力上限値
Ｐｍ モータ目標出力馬力
Ｔｒ１Ｒ，ＴｒｌＬ モータ目標トルク
Ｔｒｍａｘ２ モータ加速トルク
Ｔｒｍａｘ モータ許容最大トルク
ＴｒＲ，ＴｒＬ モータトルク指令値
関数Ｎｒ１（ｐ） 第１目標回転数特性
関数Ｎｒ２（ｐ） 第２目標回転数特性
関数Ｔｒｍａｘ２（ｐ） 加速トルク制限値特性

Claims (7)

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作業用の油圧ポンプと、
   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、
   アクセルペダルと、
   中立位置及び前進位置を含む複数の位置のいずれかに操作されるシフトレバーと、
   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、
   前記シフトレバーが中立位置にあるときは、前記作業用の油圧ポンプの駆動に適した第１目標回転数特性に基づいて前記アクセルペダルの操作量に応じた目標回転数を演算し、この目標回転数に基づいて前記電子ガバナを制御し、前記シフトレバーが前進位置にあるときは、前記電動モータの駆動に適した第２目標回転数特性に基づいて前記アクセルペダルの操作量に応じた目標回転数を演算し、この目標回転数に基づいて前記電子ガバナを制御する原動機制御手段とを備えることを特徴とする駆動システム。
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、
   前記第１目標回転数特性は、前記アクセルペダルの操作量が０であるときは目標回転数が最小回転数であり、前記アクセルペダルの操作量が増加するにしたがって目標回転数が前記最小回転数から最大回転数まで増加するように設定され、前記第２目標回転数特性は、前記アクセルペダルの操作量が０又は０から予め定めた微少操作量の範囲内にあるときは目標回転数が前記最小回転数よりも高く前記最大回転数よりも低い中速回転数であり、前記アクセルペダルの操作量が増加するにしたがって目標回転数が前記中速回転数から高速回転数まで増加するように設定されていることを特徴とする駆動システム。
3. 請求項２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目標回転数特性は、前記アクセルペダルの操作量が０から前記微少操作量までの範囲内にあるときは目標回転数が最小回転数であり、前記アクセルペダルの操作量が前記微少操作量に達すると目標回転数が前記中速回転数までステップ的に増加するよう設定されていることを特徴とする駆動システム。
4. 請求項２又は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、
   前記最小回転数は７００ｒｐｍ〜８００ｒｐｍの範囲内の回転数であり、前記中速回転数は９００ｒｐｍ〜１６００ｒｐｍの範囲内の回転数であり、前記最大回転数及び前記高速回転数は１８００ｒｐｍ〜２１００ｒｐｍの範囲内の回転数であることを特徴とする駆動システム。
5. 請求項２又は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、
   前記アクセルペダルの所定の微少量の操作量は前記アクセルペダルの最大操作量の２〜８％の範囲内の操作量であることを特徴とする駆動システム。
6. 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、
   前記原動機制御手段は、前記第１目標回転数特性に基づいて前記アクセルペダルの操作量に応じた第１目標回転数を計算する第１目標回転数計算手段と、前記第２目標回転数特性に基づいて前記アクセルペダルの操作量に応じた第２目標回転数を計算する第２目標回転数計算手段と、前記シフトレバーが中立位置にあるときは、前記第１目標回転数計算手段により計算した第１目標回転数を選択し、前記シフトレバーが前進位置にあるときは前記第２目標回転数計算手段により計算した第２目標回転数を選択する目標回転数決定手段とを有することを特徴とする駆動システム。
7. 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モータ目標出力馬力を計算するモータ目標出力馬力計算手段と、
   前記第１モータ目標出力馬力と前記２つの電動モータの回転数とに基づいてモータ目標トルクを計算するモータ目標トルク計算手段と、
   前記アクセルペダルの操作量に応じた前記２つの電動モータの加速トルク制限値を計算する加速トルク制限値計算手段と、
   前記モータ目標トルクが前記加速トルク制限値を超えないよう制限するモータトルク制限手段と、
   前記加速トルク制限値により制限されたモータ目標トルクに基づいて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。

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