JP4814202B2 - 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、アクセルペダルの操作によって原動機と走行用の電動モータの両方を同時に制御するようになっている。この場合、原動機の制御では、アクセルペダルの操 作量に応じた目標回転数を設定し、この目標回転数が得られるよう電子ガバナにより燃料噴射量を制御する。走行用の電動モータの制御では、アクセルペダルの操作量に応じて電動モータのトルク指令値を計算し、このトルク指令値が得られるようインバータにより供給電力を制御する。このようなダンプトラックにおいて、停車状態から走行を開始するため、アクセルペダルを大きく踏み込むと、電動モータのトルク指令値が急に増え、原動機の負荷(発電負荷)が急に増えるため、原動機の回転数がなかなか上昇せず、応答良く加速走行することができないという問題がある。

また、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、原動機は発電機を駆動するだけでなく、発電機以外の負荷を駆動する必要がある。発電機以外の負荷としては、例えば、ラジエータに送風するための冷却ファンや、ダンプトラックのべ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、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。このため制御装置は、発電機以外の原動機負荷の駆動に必要な馬力を損失馬力として予め設定し、原動機が出し得る最大の出力馬力からその損失馬力を差し引いた値を走行用の電動モータで使用可能な最大馬力(馬力の割当値)として設定し、この最大馬力を上限値として、この上限値を超えないよう電動モータの目標馬力を算出している。この場合、損失馬力として定常的に発生し得る値を設定すると、走行時に電動モータの消費馬力とそれ以外の原動機負荷の消費馬力(損失馬力の実際値)をトータルした全消費馬力が原動機の出力馬力を超え、原動機がストールしてしまう可能性があるので、損失馬力は余裕を持って大きめに設定しておく必要がある。その結果、原動機には余裕が有るのに走行用の電動モータの出力としてその余裕分を取り出せないという不具合があった。

本発明は、上記事柄に鑑みてなされたもので、本発明の第１の目的は、走行加速時に、原動機と電動モータをバランス良く加速制御し、応答良く加速走行す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。

本発明の第２の目的は、原動機のストールを防止し、かつ原動機の出力限界まで走行用の電動モータで原動機の出力馬力を利用す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)上記第１の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、前記電子ガバナは原動機出力比を出力する機能を有し、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、前記原動機の実回転数と前記電子ガバナから出力される原動機出力比とから前記原動機の加速と前記電動モータの加速に使用可能な原動機・モータ加速馬力を計算する原動機・モータ加速馬力計算手段と、前記原動機の実回転数から前記目標回転数を差し引いた回転数偏差が負の値である第１設定値より小さいときは所定の原動機加速馬力を生成し、前記原動機の実回転数が前記目標回転数に近づいて前記回転数偏差が前記第１設定値より大きくなったときは、前記原動機加速馬力を減らすよう補正する原動機加速馬力計算手段とを有し、前記原動機・モータ加速馬力から前記原動機加速馬力を減じたモータ加速馬力に基づいて、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ものとする。

このように第２モータ目標馬力計算手段の原動機・モータ加速馬力計算手段において、原動機の実回転数と電子ガバナから出力される原動機出力比とから原動機・モータ加速馬力を計算し、この原動機・モータ加速馬力から原動機加速馬力を減じたモータ加速馬力に基づいて第２モータ目標馬力を求め、かつ原動機加速馬力計算手段において、原動機の実回転数が目標回転数に近づくと原動機加速馬力を減らすよう補正することにより、アクセルセルペダルを踏み込んだ直後の走行加速初期時は実回転数が低くかつ回転数偏差ΔＮ（負の値）が小さいため、原動機・モータ加速馬力計算手段において原動機・モータ加速馬力が小さめの値として演算され、かつ原動機加速馬力計算手段において原動機加速馬力が大きめの値として演算され、その結果、モータ加速馬力は小さくなり、このモータ加速馬力に基づいて得られる第２モータ目標馬力も小さくなり、原動機は原動機加速馬力計算手段において演算された原動機加速馬力で応答良く加速する。これにより原動機は交流発電機の発電量を増やし、走行モータを加速する。

そして、原動機の加速が進み、原動機の実回転数が高くなると原動機・モータ加速馬力も大きくなるため、走行用の電動モータも速やかに加速する。また、原動機の実回転数が目標回転数に近づき回転数偏差が増加すると、原動機加速馬力計算手段において演算される原動機加速馬力は小さくなるので、モータ加速馬力が増加し、第２モータ目標馬力も増加する。これにより電動モータは更に加速される。

このように本発明においては、走行加速時に、原動機と電動モータをバランス良く加速制御し、応答良く加速走行することができる。

また、原動機・モータ加速馬力計算手段において、原動機の実回転数と電子ガバナから出力される原動機出力比とから原動機・モータ加速馬力を計算するため、動特性の異なった原動機であっても、原動機のそのときの運転状態に応じた精度の良い原動機・モータ加速馬力を計算できる。これにより特性の異なる原動機であっても、走行加速時に原動機と電動モータをバランス良く加速制御し、応答良く加速走行することができる。

(２)上記(１)において、好ましくは、前記原動機・モータ加速馬力計算手段は、前記原動機の実回転数と馬力の関数に基づいてその実回転数に応じた原動機最大出力馬力と損失馬力を計算し、その原動機最大出力馬力に前記原動機出力比を乗じて原動機実出力馬力を計算し、その原動機実出力馬力から前記損失馬力を減じて前記原動機・モータ加速馬力を計算する。

これにより原動機・モータ加速馬力計算手段は、電子ガバナから出力される原動機出力比と損失馬力を考慮した適切な原動機・モータ加速馬力を計算することができる。

(３)上記(１)において、好ましくは、前記原動機加速馬力計算手段は、前記原動機の実回転数と原動機加速トルクの関数に基づいてそのときの実回転数に応じた原動機加速トルクを計算し、前記原動機の実回転数が前記目標回転数に近づいて前記回転数偏差が前記第１設定値より大きくなると、前記原動機加速トルクを減らすよう補正し、この原動機加速トルクに前記原動機の実回転数を乗じて前記原動機加速馬力に変換する。

このように原動機の加速に直接関連する物理量である原動機加速トルクを求めた後、この原動機加速トルクを原動機加速馬力に変換することにより、原動機の加速性能を適切に設定することができ、その結果、原動機と電動モータをバランス良く加速制御し、応答良く加速走行することができる。

（４）また、上記（３）において、好ましくは、前記原動機加速馬力計算手段は、前記原動機の実回転数と原動機加速トルクの関数として、前記原動機の実回転数が高くなるに従って前記原動機加速トルクが小さくなるよう設定した関数を用いて前記原動機加速トルクを計算する。

これにより加速初期時の原動機の実回転数が低いときは、原動機加速トルクは大きめの値として演算され、原動機は応答良く加速して原動機の実回転数が速やかに上昇し、その後、原動機加速トルクは小さめの値として演算され、モータ加速馬力が増加するため、結果として、原動機と電動モータをバランス良く加速制御し、応答良く加速走行することができる。

（５）更に、上記（３）において、好ましくは、前記原動機加速馬力計算手段は、前記回転数偏差と原動機加速トルクの補正量の関数に基づいてそのときの回転数偏差に応じた原動機加速トルクの補正量を計算し、前記回転数偏差と原動機加速トルクの補正量の関数を、前記回転数偏差が前記第１設定値より小さいときは前記原動機加速トルクの補正量を０とし、前記回転数偏差が前記第１設定値とこの第１設定値より大きい負の値である第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原動機加速トルクの補正量を大きくし、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原動機加速トルクの補正量を所定の値とするよう設定し、この補正量を用いて前記原動機の実回転数と原動機加速トルクの関数に基づいて計算した前記原動機加速トルクを補正する。

これにより回転数偏差に応じて原動機加速トルクを補正し、原動機の実回転数と回転数偏差に応じた適切な原動機加速トルクを求めることができる。

（６）また、上記（３）において、好ましくは、前記原動機加速馬力計算手段は、前記回転数偏差と原動機加速トルクの補正係数の関数に基づいてそのときの回転数偏差に応じた原動機加速トルクの補正係数を計算し、前記回転数偏差と原動機加速トルクの補正係数の関数を、前記回転数偏差が前記第１設定値より小さいときは前記原動機加速トルクの補正係数を１とし、前記回転数偏差が前記第１設定値とこの第１設定値より大きい負の値である第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原動機加速トルクの補正係数を１より小さくし、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原動機加速トルクの補正係数を０とするよう設定し、この原動機加速トルク補正係数に前記原動機の実回転数と原動機加速トルクの関数に基づいて計算した原動機加速トルクを乗じることで前記原動機加速トルクを補正する。

これにより回転数偏差に応じて原動機加速トルクを補正し、原動機の実回転数と回転数偏差に応じた適切な原動機加速トルクを求めることができる。

(７)また、上記第２の目的を達成するために、本発明は、上記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馬力により前記第２モータ目標馬力を求めるものとする。

これにより交流発電機以外の原動機負荷の消費馬力が少ない場合は、スピードセンシング制御手段がそのことを回転数偏差で検出して走行用の電動モータで使用可能な最大馬力を増加するよう補正し、電動モータの目標馬力の制限値である第３モータ目標馬力を増加させるため、原動機の出力限界まで馬力を取り出し、電動モータを駆動することができる。また、交流発電機以外の原動機負荷の消費馬力が増加した場合は、スピードセンシング制御手段がそのことを回転数偏差で検出し増やした最大馬力を減らすよう補正し、電動モータの目標馬力の制限値である第２モータ目標馬力を小さくし、電動モータの消費馬力を減らすため、原動機の過負荷が防止され、原動機のストールを防止することができる。

本発明によれば、走行加速時に、原動機と電動モータをバランス良く加速制御し、応答良く加速走行することができる。

また、本発明によれば、原動機のストールを防止し、かつ原動機の出力限界まで走行用の電動モータで原動機の出力馬力を利用することができる。

また、本発明によれば、原動機の実回転数と電子ガバナから出力される原動機出力比とから原動機・モータ加速馬力を計算するため、動特性の異なった原動機であっても、原動機のそのときの運転状態に応じた精度の良い原動機・モータ加速馬力を計算できる。これにより特性の異なる原動機であっても、走行加速時に原動機と電動モータをバランス良く加速制御し、応答良く加速走行することができる。

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、リタードカの大きさを制御する信号となる。

アクセルペダル１を踏み込んでダンプトラックを前進又は後進させるときは、全体制御装置３から原動機４に対して目標回転数Ｎrの指令を出力し、原動機４側では図示しない回転数センサにより実際の回転数Ｎeが検出され、その信号が原動機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。また、電子ガバナ４ａは燃料噴射量に基づき原動機出力比Ｌｇ(後述)を演算し、この原動機出力比Ｌｇを制御装置３に出力する機能を有している。

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カを与える。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。

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ある。

本実施の形態の原動機４の電子ガバナ４ａは、目標回転数Ｎｒが最大回転数定格回転数)Ｎｒｍａｘに等しいとき、つまりＮｒ＝Ｎｒｍａｘ(例えば２０００ｒｐｍ)では、燃料噴射量の制御がドループ制御となるように設定されている。目標回転数Ｎｒが最大回転数(定格回転数)Ｎｒｍａｘより低いとき、つまりＮｒ＜Ｎｍａｘでは、ドループ制御でもアイソクロナス制御でも構わないが、好ましくは、回転数変動の少ないアイソクロナス制御に設定されている。

図２において、直線Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は電子ガバナ４ａの制御領域における原動機４のトルク特性であり、直線Ｒ１はＮｒ＝Ｎｒｍａｘでドループ制御を設定した場合の特性、直線Ｒ２はＮｒ＝Ｎｒｍｉｄ(＜Ｎｍａｘ)でドループ制御を設定した場合の特性、直線Ｒ３はＮｒ＝Ｎｒｍｉｄ(＜Ｎｍａｘ)でアイソクロナス制御を設定した場合の特性である。

ドループ制御について説明する。

Ｎｒ＝Ｎｒｍａｘで、原動機４が領域Ｙ０の直線Ｒ１上のＡ点で動作しているとする。この状態から原動機４にかかる負荷が増加すると、それに従って電子ガバナ４ａは噴射燃料を増加させ、出力トルクを上げてゆき、原動機４の出力トルクが所定の大きさになると、例えばＢ点でバランスする。更に、原動機負荷が増加するとＹ点に至る。Ｙ点で原動機の出力馬力が最大になる。更に、原動機４にかかる負荷が増加すると領域Ｙ１のＣ点に至る。Ｃ点で原動機の出力トルクが最大になる。更に、原動機にかかる負荷が増加すると、やがてはストールを起こしてエンストに至る。このように領域Ｙ０(電子ガバナ４ａの制御領域)は原動機４の出力に余裕がある状態を、領域Ｙ１(電子ガバナ４ａの制御領域外)は原動機４の出力に余裕が無い状態を示している。

ドループ制御の直線Ｒ１は所定の勾配を有し、この直線Ｒ１上では、電子ガバナ４ａは原動機の回転数Ｎｅを下げながら出力トルクを上げていくよう燃料噴射量を制御する。

ドループ制御の直線Ｒ２も同様であり、この直線Ｒ２上では、電子ガバナ４ａは原動機の回転数Ｎｅを下げながら出力トルクを上げていくよう燃料噴射量を制御する。

アイソクロナス制御では、図２の直線Ｒ３に示すように、ドルーブ制御のように回転数の変化幅でトルクが変化するのではなく、理想的には常にＮｒ＝Ｎｅの状態で動作するように燃料噴射量を制御する。ただし、実際の電子ガバナでは１０〜２０ｒｐｍ程度の回転数の変化幅を持っている。

Ｎｒ＝Ｎｒｍａｘでドループ制御を行うとき、電子ガバナ４ａでは目標回転数Ｎｒと実際の回転数Ｎｅとの偏差である回転数偏差ΔＮにより、燃料噴射量を制御する。図３は、そのときの回転数偏差ΔＮと燃料噴射量Ｑとの関係を示したものであり、Ａ１点、Ｂ１点、Ｙ１点、Ｃ１点は図２のＡ点、Ｂ点、Ｙ点、Ｃ点に対応している。電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの負荷トルクが増加し、回転数偏差ΔＮ(＞０)が減少するに従い、燃料噴射量がＡ１点→Ｂ１点→Ｙ１点と増加し、これに対応して、原動機４の動作点はＡ点→Ｂ点→Ｙ点と変化する。Ｙ１点以上には燃料噴射量は増えないので、これ以上に原動機４の負荷が増加すると、動作点はＹ点→Ｃ点となり、この状態から更に負荷が増加すればストールを起こすことになる。

Ｎｒ＜Ｎｒｍａｘでアイソクロナス制御を行うときは、電子ガバナ４ａはΔＮ(＝Ｎｅ−Ｎｒ)がゼロとなるよう燃料噴射を制御する。

また、電子ガバナ４ａは、上記のドループ制御及びアイソクロナス制御のいずれの場合も、その燃料噴射量から、原動機４が出力している実馬力を演算し、その実馬力に対するそのときの目標回転数における原動機４の出し得る最大出力馬力に対する比を原動機出力比Ｌｇ(０〜１の値を持つ)として計算し、その原動機出力比Ｌｇを外部へ出力している。

電子ガバナ４ａが噴射している燃料噴射量から求めた原動機４の実出力馬力をＨａとし、そのときの目標回転数における原動機４の出し得る最大出力馬力をＨｍａｘとすると、原動機出力比Ｌｇは下記の式で表される。

Ｌｇ＝Ｅａ／Ｅｍａｘ
目標回転数における原動機４の出し得る最大出力馬力Ｈｍａｘは、後述する図１３に示す原動機４の回転数と出力馬力との関数ｆｒ＝ｆ(Ｎｅ)により得られる出力馬力ｆ（Ｎｅ）に相当する。

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４はその処理手順を示す機能ブロック図であり、図５は図４のモータ加速馬力計算手段３００の詳細機能ブロック図である。図６〜図８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６〜図８に示すフローチャートに従い、補助的に図４、図５の機能ブロック図を用いて説明する。

図６〜図８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１０１，１０２では、アクセルペダル操作量(以下アクセル操作量という)pを読み込み、このアクセル操作量pを、メモリ内の図９に示す関数Ｆｒ(p)で表されるアクセル操作量対原動機目標馬力のデータマップに参照して、対応する原動機目標馬力Ｆｒを算出する(図４のブロック２００)。関数Ｆｒ(p)は、アクセル操作量pが無操作である０から最大のｐｍａｘまで変化すると、図９に示したように、原動機４の目標馬力ＦｒはＦｍｉｎからＦｍａｘまで変化するように設定されており、例えば、図９中でアクセル操作量がｐ１ではＦｒ＝Ｆ１である。また、アクセル操作量ｐが最大のｐｍａｘより手前のＸ点で原動機目標馬力Ｆｒは最大のＦｍａｘとなる。Ｘ点のアクセル操作量ｐｘは例えば最大操作量ｐｍａｘの９０%程度である。

手順１０３では、原動機目標馬力Ｆｒを、メモリ内の図１０に示す関数Ｎｒ(Ｆｒ)で表される目標馬力対目標回転数のデータマップに参照して、対応する原動機３の目標回転数Ｎｒを算出する(図４のブロック２０２)。ここで、図１０の関数Ｎｒ(Ｆｒ)は原動機４の回転数と出力馬力との関数ｆｒ＝ｆ１(Ｎｅ)(後述図１３参照)の逆関数であり、例えば、図１０中で原動機目標馬力がＦ１ではＮｒ＝Ｎｒ１であり、ＦｍａｘではＮｒ＝Ｎｒｍａｘ(例えば２０００ｒｐｍ)である。目標回転数Ｎｒは原動機４の電子ガバナ４ａの指令となり、原動機４は目標回転数Ｎｒで回転するように駆動される。

手順１０４では、シフトレバー１６の位置の状態を示す状態量F/Rを入力する。シフトレバー１６の切り換え位置にはＮ(中立)、Ｆ(前進)、Ｒ(後進)の３位置があるが、中立位置では走行制御はしないので、ここでは状態量Ｆ／Ｒを入力する。この状態量Ｆ／Ｒは前進ならＦ／Ｒ＝１、後進ならＦ／Ｒ＝０という値を持つ。

手順１０５，１０６，１０７では、Ｆ／Ｒに応じて、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの第１モータ目標馬力Ｍｒ１を算出する。すなわち、Ｆ／Ｒ＝１の場合は、メモリ内の図１１に示す関数ｈＦ（ｐ）で表される前進用のアクセル操作量対モータ目標馬力のデータマップを読み出し、アクセル操作量ｐをこの関数ｈＦ（ｐ）に参照させ、対応するモータ目標馬力Ｈ（＝Ｍｒ１）を算出する(図４のブロック２０４，２０６)。Ｆ／Ｒ＝０の場合は、メモリ内の図１２に示す関数ｈＲ（ｐ）で表される後進用のアクセル操作量対モータ目標馬力のデータマップを読み出し、アクセル操作量ｐをこの関数ｈＲ（ｐ）に参照させ、対応するモータ目標馬力H（＝Ｍｒ１）を算出する(図４のブロック２０４，２０８)。この実施の形態では、図１１に示す前進用の関数ｈＦ（ｐ）は、アクセル操作量ｐ＝０ではモータ目標馬力Ｈ＝０で、少し踏み込んだ状態、すなわち図１１中のＡ点からＨが増加し、Ｂ点からＨ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Ｃ点で、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌで発生可能な最大馬力ＨＦｍａｘとなるように設定されている。図１２に示す後進用の関数ｈＲ（ｐ）は、アクセル操作量ｐが増加するに従いモータ目標馬力Ｈが増加するが、モータ目標馬力の最大値ＨＲｍａｘは前進用の関数ｈＦ（ｐ）における最大値ＨＦｍａｘより小さい値に設定されている。なお、前進用の関数ｈＦ（ｐ）で求めたモータ目標馬力に１より小さい正の定数を乗じて後進用のモータ目標馬力を求めてもよい。図１１のＣ点におけるアクセル操作量ｐｃは例えば最大操作量ｐｍａｘの９５%程度である。

手順１０９では、原動機４の実際の回転数Ｎｅを読み込み、手順１４０では、その原動機４の実際の回転数(実回転数)Ｎｅをメモリ内の図１３に示す関数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に参照して、対応する原動機４の最大出力馬力ｆ（Ｎｅ）を算出する(図５のブロック３０１)。

ここで、関数ｆ（Ｎｅ）は次のように作成されたものである。図１３において、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、原動機４の実回転数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。

手順１４１で電子ガバナ４ａの出力である原動機出力比Ｌｇを読み込み、手順１４２では、原動機出力比Ｌｇに最大出力馬力ｆｒ（ｆ（Ｎｅ））を乗じて原動機実出力馬力Ｍ１を求める(図５のブロック３０２)。

ここで、手順１４２の補足説明をする。図１４は、原動機４の出し得る最大出力馬力ｆ（Ｎｅ）と原動機４が実際に出力している馬力との関係を示す図である。原動機４の出し得る最大出力馬力は静特性であるため、原動機の実回転数に対して一義的に決まるが、実際に原動機４が出力している馬力は、負荷や目標回転数の変動に関係するため、原動機４の実回転数に対して一義的に決まらない。例えば、図１４において、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は、それぞれ、アクセルペダルをフルに踏み込んで目標回転数をローアイドル回転数Ｎｒｍｉｎから最大回転数Ｎｒｍａｘまで変化させたときの原動機４の実出力馬力の変化を示す線図であり、一点鎖線Ｄ１は走行無負荷時のもの（走行負荷０）、二点鎖線Ｄ２は原動機４の出力馬力の２０％を走行用に配分したときのもの（走行負荷２０％）、点線Ｄ３は原動機４の出力馬力の６０％を走行用に配分したときのもの（走行負荷６０％）である。このように原動機４が出力する実際の馬力は、原動機４の出し得る最大出力馬力ｆ（Ｎｅ）の範囲内で負荷の大きさによって変化する。また、その実際の出力馬力（動特性）は、原動機の特性（例えばＡメーカの原動機かＢメーカの原動機か）によっても変化する。そこで、ある回転数（実回転数）における原動機４の出し得る最大出力馬力ｆ（Ｎｅ）と、実際に出力している馬力との比である原動機出力比Ｌｇ(電子ガバナ４ａより出力される０〜１の値)を用い、この原動機出力比Ｌｇに最大出力馬力ｆ（Ｎｅ）を乗じて、原動機４が実際に出力している馬力、すなわち、原動機実出力馬力Ｍ１を演算するものである。例えば、原動機の実回転数がＮｃであるときの二点鎖線Ｄ２の実出力馬力をＥ２、点線Ｄ３の実出力馬力をＥ３とすると、走行負荷２０％では電子ガバナ４ａはＬｇ＝Ｅ２／ｆ（Ｎｃ）の原動機出力比Ｌｇを出力し、手順１４２（図５のブロック３０２）では、その原動機出力比Ｌｇに最大出力馬力ｆ（Ｎｃ）を乗じて原動機実出力馬力Ｍ１＝Ｅ２を求め、走行負荷６０％では電子ガバナ４ａはＬｇ＝Ｅ３／ｆ（Ｎｃ）の原動機出力比Ｌｇを出力し、手順１４２（図５のブロック３０２）では、その原動機出力比Ｌｇに最大出力馬力ｆ（Ｎｃ）を乗じて原動機実出力馬力Ｍ１＝Ｅ３を求める。

ついで、処理は手順１４３に移り、手順１４３では、その原動機４の実際の回転数(実回転数)Ｎｅをメモリ内の図１５に示す関数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に参照して、対応する原動機４のその他の原動機負荷１８の損失馬力ｇ（Ｎｅ）を算出する(図５のブロック３０３)。

ここで、ｇ（Ｎｅ）は次のように作成されたものである。

原動機４は交流発電機５の他にも、ラジエータに送風するための図示しない冷却ファンや、ダンプトラックのべ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、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。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１５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ｇ（Ｎｅ）は、関数ｆ（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、原動機４の実回転数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。

ついで、手順１４４では、原動機実出力馬力Ｍ１から損失馬力ｇｒを差し引き、原動機・モータ加速馬力Ｍ２を求める(図５のブロック３０４)。したがって、原動機・モータ加速馬力Ｍ２が、原動機４自身の慣性を加速する馬力と、走行用の電動モータ１２Ｒ，１２Ｌで使用可能な馬力となる。

手順１１３では原動機４の目標回転数Ｎｒと実回転数Ｎｅとの差(回転数偏差)ΔＮを算出する(図４のブロック２２０)。すなわち、
ΔＮ＝Ｎｅ−Ｎｒ
手順１３０では、原動機４の実際の回転数Ｎｅと回転数偏差ΔＮを用いて、下記の計算を行い、原動機加速馬力Ｍ３を算出する(図５のブロック３０５〜３０８)。

まず、原動機４の実際の回転数Neをメモリ内の図１６に示す関数Ｔ（Ｎｅ）で表される実回転数対原動機加速トルクのデータマップに参照し、対応する原動機第１加速トルクＴ１＝Ｔ（Ｎｅ）を計算する(図５のブロック３０５)。同時に、回転数偏差ΔＮをメモリ内の図１７に示す関数Ｒ(ΔＮ)で表される回転数偏差対加速トルク係数のデータマップに参照し、対応する加速トルク係数Ｋａ＝Ｒ(ΔＮ)を算出する(図５のブロック３０６)。次いで、原動機第１加速トルクＴ１に加速トルク係数Ｋａを乗じて原動機加速トルクＴ３を求める(図５のブロック３０７)。ついで、原動機加速トルクＴ３に原動機４の実回転数Ｎｅを乗じて原動機加速馬力Ｍ３を求める(図５のブロック３０８)。
つまり、
Ｔ１＝Ｔ（Ｎｅ）
Ｋａ＝Ｒ(ΔＮ)
Ｔ３＝Ｋａ×Ｔ１
Ｍ３＝ｋ０×Ｔ３×Ｎｅ
ｋ０：トルクと回転数から馬力を算出するための定数
図１６の破線（Ａ）及び実線(Ｂ)は、原動機４の回転数を上昇させるための原動機第１加速トルクＴ１の特性の一例である。

図１６の破線(Ａ)は、実回転数Ｎｅによらず原動機第１加速トルクＴ１が一定のトルクＴ１ａとする特性であり、このように設定すると、原動機４の回転数は一定の上昇速度で立ち上る。

図１６の実線(Ｂ)の特性は、実回転数Ｎｅが低いときには原動機第１加速トルクＴ１は大きく、実回転数Ｎｅがアイドル回転数Ｎｉｄｌｅ(例えば７５０ｒｐｍ)にあるときは原動機第１加速トルクＴ１は最大のＴ１ｂであり、実回転数Ｎｅが高くなるに従い原動機第１加速トルクＴ１が減少し、実回転数Ｎｅが中速域の回転数Ｎａ以上になると原動機第１加速トルクＴ１が最小のＴ１ｃとなるように設定されている。Ｎａ＝１５００ｒｐｍである。このように設定することにより、原動機４は応答良く加速してその回転数は１５００ｒｐｍまで速やかに立ち上り、その後は一定の上昇速度で立ち上る。

図１６の破線(Ａ)の特性を選択するか実線(Ｂ)の特性を選択するかは、例えば、原動機４の回転数の立ち上がりと、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの速度の立ち上がりのマッチングを確認して、操作性の良い方を選択する。

図１７において、関数Ｒ(ΔＮ)は、加速初期時(アクセルペダル１の踏み込み直後)の原動機４の回転数の立ち上がり前であって、目標回転数Ｎｒが実回転数Ｎｅを大幅に上回り、回転数偏差ΔＮがマイナス側(ΔＮ＜０側)に大きく低下したとき(ΔＮの絶対値が大きいとき)は、加速トルク係数Ｋａは１であり(Ｋａ＝１)、実回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｒに近づいて回転数偏差ΔＮが負の値であるΔＮ１(第１設定値)になると、加速トルク係数Ｋａは下がり始め、回転数偏差ΔＮがΔＮ１(第１設定値)より大きい負の値であるΔＮ２(第２設定値)になるまで実回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｒに更に近づくと、加速トルク係数Ｋａは０(Ｋａ＝０)となるように設定されている。例えば、ΔＮ１＝−２００ｒｐｍ，ΔＮ２＝−５０ｒｐｍである。

原動機加速馬力Ｍ３は以上のように計算した原動機第１加速トルクＴ１に加速トルク係数Ｋａを乗じた後、トルクから馬力変換して得られる値である。このように原動機４の加速に直接関連する物理量である原動機加速トルクＴ１を求めた後、この原動機加速トルクＴ１（Ｔ３）を原動機加速馬力Ｍ３に変換することにより、原動機４の加速性能を適切に設定することができる。

手順１３１では、手順１４０〜１４４で計算した原動機・モータ加速馬力Ｍ２と、手順１３０で計算した原動機加速馬力Ｍ３とから電動モータ１台あたりのモータ加速馬力Ｍ５を求める(図５のブロック３０９，３１０)。

Ｍ５＝(Ｍ２−Ｍ３）／２
このモータ加速馬力Ｍ５は上述した第１モータ目標馬力Ｍｒ１に対する制限値となるものであり、原動機加速馬力Ｍ３＝０であるときのＭ５は、上述した前進用の関数ｈＦhF(ｐ)における最大値ＨＦｍａｘに対して、Ｍ５＜ＨＦｍａｘの関係にある。

手順１１４では、現在の目標回転数Ｎｒが最大回転数Ｎｒｍａｘ(例えば２０００ｒｐｍ)であるかどうかを判定し、目標回転数Ｎｒが最大回転数Ｎｒｍａｘ(Ｎｒ＝Ｎｒｍａｘ)であれば、手順１１５において、回転数偏差ΔＮをメモリ内の図１８の関数Ｓ(ΔＮ)で表されるデータマップに参照してそのときの回転数偏差ΔＮに対応する馬力係数Ｋｐを算出する(図４のブロック２２２，２２４)。

Ｋｐ＝Ｓ(ΔＮ)
ここで、図１８において、回転数偏差ΔＮと馬力係数Ｋｐとの関係は、回転数偏差ΔＮがΔＮ＝０を含むΔＮ３≦ΔＮ≦ΔＮ４の範囲内で、回転数偏差ΔＮの増減に応じて馬力係数Ｋｐが一定の割合(図１８に示す直線Ｓ(ΔＮ)の傾きの係数ｋ)で増減し、ΔＮ＜ΔＮ３，ΔＮ＞ΔＮ４の範囲では、馬力係数Ｋｐが一定となるよう設定されている。ΔＮ＝０は、原動機４の出力と電動モータ１２Ｒ，１２Ｌで使用している出力がバランスしている状態であり、ΔＮ＜０は原動機出力に余裕が無い状態であり、ΔＮ＞０は原動機出力に余裕がある状態である。ΔＮ３はΔＮ＜０側の値であり、ΔＮ４はΔＮ＞０側の値である。一例として、ΔＮ０では、Ｋｐ＝１．２，ΔＮ＝ΔＮ３でＫｐ＝１，ΔＮ４でＫｐ＝１．４であり、ΔＮ３＝−５０ｒｐｍ，ΔＮ４＝５０ｒｐｍである。つまり、回転数偏差ΔＮが±５０ｒｐｍの範囲内で変化すると馬力係数Ｋｐは１．０〜１．４の範囲で変化し、ΔＮ＜−５０ｒｐｍではＫｐ＝１．０で一定であり、ΔＮ５０ｒｐｍではＫｐ＝１．４で一定である。ΔＮ＝０での馬力係数Ｋｐの値は、好ましくは、１．１〜１．２５の範囲内の任意の値である。また、ΔＮ３，ΔＮ４は、好ましくは、±３０〜±１００ｒｐｍの範囲内の任意の値である。ΔＮ３＜ΔＮ＜ΔＮ４での馬力係数Ｋｐの変化幅は、好ましくは、ΔＮ＝０の馬力係数Ｋｐの１０〜２０%である。

また、回転数偏差ΔＮ３は、ブロック２２０〜２２６によるスピードセンシング制御(後述)とブロック３０５〜３０９による原動機加速馬力制御(後述)との干渉を防止するため、ΔＮ２≦ΔＮ３の関係にある。

手順１１４で目標回転数Ｎｒが最大回転数Ｎｒｍａｘより低ければ(Ｎｒ＜Ｎｒｍａｘであれば)、手順１１６で馬力係数ＫｐをＫｐ＝１とおく(図４のブロック２２３，２２４)。

手順１１７では、手順１３１で算出したモータ加速馬力Ｍ５にＫｐを乗じて第２モータ目標馬力Ｍｒ２を求める(図４のブロック２２６)。すなわち、
Ｍｒ２＝Ｋｐ×Ｍ５
この第２モータ目標馬力Ｍｒ２は手順１０５，１０６，１０７で算出した第１モータ目標馬力Ｍｒ１に対する最終的な制限値となるものであり、手順１１８では、その第１モータ目標馬力との小さい方の値をモータ目標馬力Ｍｒとする(図４のブロック２２８)。

Ｍｒ＝ｍｉｎ(Ｍｒ１，Ｍｒ２)つまり、手順１１８(図４のブロック２２８)では、第２モータ目標馬力Ｍｒ２を第１モータ目標馬力に対する制限値とし、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌに与えられる最終的な目的値であるモータ目標馬力ＭｒがＭｒ２以上にならないように制限する。

手順１１９，１２０では、モータ目標馬力Ｍｒと各電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの回転速度ωＲ，ωＬとから第１のモータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌを計算する(図４のブロック２３０，２３２)。すなわち、
Ｔｒ１Ｒ＝Ｋ1×Ｍｒ／ωＲ
Ｔｒ１Ｌ＝Ｋ１×Ｍｒ／ωＬ
Ｋ１：:馬力と回転数からトルクを算出するための定数。

図１９は、モータ目標馬力Ｍｒ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。モータ目標馬力Ｍｒ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＝Ｍｒ(ω１)，Ｔｒ１Ｌ＝Ｍｒ(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。逆に、モータ負荷トルクが減少し、モータ回転速度ωＲ，ωＬが増加すると、モータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌを減少させる。

一方、モータ目標馬力Mrを増加させれば、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。モータ目標馬力を減少させた場合は、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１２１では、図２０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Ｔｍａｘ(ωＲ)，Ｔｍａｘ(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Ｔｍａｘ(ωＲ)，Ｔｍａｘ(ωＬ)はＴｍａｘ(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７２Ｒ，７２Ｌが各電動モータ１２Ｒ，１２Ｌに流せる最大電流値、インバータ７２ｒ，７２Ｌ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。

手順１２２では、手順１２１で求めたモータトルクの上限値Ｔｍａｘ(ωＲ)，Ｔｍａｘ(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(Ｔｍａｘ(ωＲ)，Ｔｒ１Ｒ)
ＴｒＬ＝ｍｉｎ(Ｔｍａｘ(ωＬ)，Ｔｒ１Ｌ)
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。

手順１０１〜１１８(図４、図５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１１９〜１２３(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。

以上において、手順１０１〜１０３(図４のブロック２００，２０２)の処理機能はアクセルペダル１の操作量に応じた目標回転数Ｎｒを計算する目標回転数計算手段を構成する。

手順１０４〜１２３，１４０〜１４４(ブロック２０４〜２４０，３００〜３１０)の処理機能とインバータ制御装置７のモータ制御演算部７２Ｒ，７２Ｌ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する。

電子ガバナ４ａは、原動機４の回転数とトルクを制御するものであり、かつ原動機出力比Lgを出力する機能を有している。

また、手順１０５，１０６，１０７(図４のブロック２０４，２０６，２０８)の処理機能は、アクセルペダル１の操作量Ｐに応じた第１モータ目標馬力Ｍｒ１を計算する第１目標馬力計算手段を構成する。

手順１０９，１４０〜１４４(図５のブロック３０１〜３０４)の処理機能は、原動機４の実回転数Ｎｅと電子ガバナ４ａから出力される原動機出力比Ｌｇとから原動機４の加速と電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの加速に使用可能な原動機・モータ加速馬力Ｍ２を計算する原動機・モータ加速馬力計算手段を構成する。

すなわち、原動機・モータ加速馬力計算手段は、原動機４の実回転数Ｎｅと馬力の関数ｆ（Ｎｅ）及びｇ（Ｎｅ）に基づいてその実回転数Ｎｅに応じた原動機最大出力馬力と損失馬力を計算し、その原動機最大出力馬力に原動機出力比Ｌｇを乗じて原動機実出力馬力Ｍ１を計算し、その原動機実出力馬力Ｍ１から前記損失馬力を減じて前記原動機・モータ加速馬力Ｍ２を計算する。

手順１３０(図５のブロック３０５〜３０８)の処理機能は、原動機４の実回転数Ｎｅから目標回転数Ｎｒを差し引いた回転数偏差ΔＮが負の値である第１設定値ΔＮ１より小さいときは所定の原動機加速馬力Ｍ３（＝Ｔ１×Ｎｅ）を生成し、原動機４の実回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｒに近づいて回転数偏差ΔＮが第１設定値ΔＮ１より大きくなったときは、原動機加速馬力Ｍ３（＝Ｔ１×Ｎｅ）を減らすよう補正する原動機加速馬力計算手段を構成する。

すなわち、原動機加速馬力計算手段は、原動機４の実回転数Ｎｅと原動機加速トルクＴ１の関数Ｔ（Ｎｅ）に基づいてその実回転数Ｎｅに応じた原動機加速トルクＴ１を計算し、原動機４の実回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｒに近づいて回転数偏差ΔＮが第１設定値ΔＮ１（負の値）より大きくなると、原動機加速トルクＴ１を減らすよう補正し、この原動機加速トルクＴ３に原動機４の実回転数Ｎｅを乗じて原動機加速馬力Ｍ３を演算する。

また、原動機加速馬力計算手段は、原動機４の実回転数Ｎｅと原動機加速トルクＴ１の関数Ｔ（Ｎｅ）として、原動機４の実回転数Ｎｅが高くなるに従って原動機加速トルクＴ１が小さくなるよう設定した関数を用いて原動機加速トルクＴ１を計算する。

更に、原動機加速馬力計算手段は、回転数偏差ΔＮが第１設定値ΔＮ１（負の値）より小さいときは原動機加速トルクＴ１を所定の値（Ｋａ＝１）とし、回転数偏差ΔＮが第１設定値ΔＮ１（負の値）とこの第１設定値より大きい負の値である第２設定値ΔＮ２との間にあるときは、回転数偏差ΔＮが大きくなるにしたがって原動機加速トルクＴ１を小さくし（１＞Ｋａ＞０）、回転数偏差ΔＮが第２設定値ΔＮ２（負の値）より大きくなると原動機加速トルクＴ１を０とするよう補正しし、この補正した原動機加速トルクＴ３に原動機４の実回転数Ｎｅを乗じて原動機加速馬力Ｍ３を演算する。

また、原動機加速馬力計算手段は、原動機加速トルクＴ１の補正量として原動機加速トルク補正係数Ｋａを計算し、回転数偏差ΔＮが第１設定値ΔＮ１（負の値）より小さいときは原動機加速トルク補正係数Ｋａが１であり、回転数偏差ΔＮが第１設定値ΔＮ１（負の値）とこの第１設定値より大きい第２設定値ΔＮ２（負の値）との間にあるときは、回転数偏差ΔＮが大きくなるにしたがって原動機加速トルク補正係数Ｋａを１より小さくし、回転数偏差ΔＮが第２設定値ΔＮ２（負の値）より大きくなると原動機加速トルク補正係数Ｋａを０とし、この原動機加速トルク補正係数Ｋａに原動機４の実回転数Ｎｅと原動機加速トルクの関数Ｔ（Ｎｅ）に基づいて計算した原動機加速トルクＴ１を乗じることで原動機加速トルクＴ３を補正する。

手順１０９，１３０，１３１，１４０〜１４４(図５のブロック３０１〜３１０)の処理機能は、前記原動機・モータ加速馬力計算手段と前記原動機加速馬力計算手段を有し、原動機・モータ加速馬力Ｍ２から原動機加速馬力Ｍ３を減じて、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌを加速するモータ加速馬力Ｍ５を計算するモータ加速馬力計算手段を構成する。

手順１１３〜１１７，１３０，１３１，１４０〜１４４(図４及び図５のブロック２２０〜２２６，３００〜３１０)の処理機能は、前記モータ加速馬力計算手段を有し、このモータ加速馬力計算手段で計算したモータ加速馬力に基づいて第２モータ目標馬力Ｍｒ２を求める第２モータ目標馬力計算手段を構成する。

更に、手順１１８(図４のブロック２２８)の処理機能は、第１モータ目標馬力Ｍｒ１が第２モータ目標馬力Ｍｒ２を超えないよう制限しモータ目標馬力Ｍｒを生成するモータ目標馬力制限手段を構成する。

手順１１９〜１２３(図４のブロック２３０〜２４０)の処理機能とインバータ制御装置７のモータ制御演算部７２Ｒ，７２Ｌは、モータ目標馬力Ｍｒに基づいて２つの電動モータ１２Ｒ，１２Ｌのそれぞれの第１モータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌを求め、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。

手順１１４〜１１７(図４のブロック２２０〜２２６)の処理機能は、原動機４の実回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｒよりも高いときは走行用の電動モータ１２Ｒ，１２Ｌで使用可能なモータ加速馬力Ｍ５を増やし、原動機４の実回転数Neが低くなるにしたがってそのモータ加速馬力Ｍ５を減らすよう補正するスピードセンシング制御手段を構成し、第２モータ目標馬力計算手段は、そのスピードセンシング制御手段で補正したモータ加速馬力により第２モータ目標馬力Ｍｒ２を求める。

本明細書において、原動機加速馬力制御手段(手順１３０，１３１；図５のブロック３０５〜３１０)による制御を「原動機加速馬力制御」といい、スピードセンシング制御手段(手順１１４〜１１７；図４のブロック２２０〜２２６)による制御を「スピードセンシング制御」といい、モータ目標馬力制限手段(手順１１８，図４のブロック２２８)による制御を「全馬力制御」という。更に、全馬力制御とスピードセンシング制御を合わせた制御を「スピードセンシング全馬力制御」という。

＜動作＞
次に、本実施の形態の動作を説明する。この説明は図４及び図５の機能ブロック図を参照して行う。

＜走行加速時＞
ダンプトラックを前進走行させることを意図してアクセルペダル１を操作量ｐｘ(図９参照)を超えた最大近くの位置まで踏み込むと、図４のブロック２００で原動機４の目標馬力ＦｒとしてＦｍａｘが計算され、ブロック２０２で目標回転数ＮｒとしてＮｍａｘが計算される(Ｎｒ＝Ｎｍａｘ)。電子ガバナ４ａは目標回転数Ｎｍａｘの指令を受け取ると、原動機４が目標回転数Ｎｍａｘで回転するように燃料噴射量を制御する。前述したように、Ｎｒ＝Ｎｍａｘでは電子ガバナ４ａはドループ制御に設定されている。

電動モータ側では、図４のブロック２０４でＦ／Ｒ＝１となり、ブロック２０６の処理機能を選択し、ブロック２０６では、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの第１モータ基本目標馬力Ｍｒ１として最大近くのアクセルペダル操作量に対応するモータ目標馬力ＨＦｍａｘを算出する。

図５のブロック３０１〜３１０は、電動モータ１台あたりで使用可能な最大馬力のモータ加速馬力Ｍ５を求める。つまり、図５のブロック３０１〜３０４で、図１３の関数ｆ(Ｎｅ)に基づいてそのときの原動機４の出し得る最大出力馬力ｆｒに、そのときの原動機出力比Ｌｇ(０〜１の値を有する)を乗じ、原動機４が実際に出力している原動機実出力馬力Ｍ１を求める。その原動機実出力馬力Ｍ１から、図１５の関数ｇ(Ｎｅ)に基づいてそのときの損失馬力ｇｒを減じ、原動機・モータ加速馬力Ｍ２を計算する。このＭ２が原動機４及び電動モータ１２Ｒ，１２Ｌを加速するのに使用可能な最大馬力となる。そして、図５のブロック３０５〜３０８(原動機馬力制御手段)で、図１６の関数Ｔ１(Ｎｅ)と図１７の関数Ｒ(ΔＮ)に基づいてそのときの原動機４の実回転数Ｎｅと回転数偏差ΔＮに応じた原動機加速トルクＴ３(＝Ｋａ×Ｔ１)の計算と、トルク−馬力変換を行うことで、原動機加速馬力Ｍ３を計算する。そして、図５のブロック３０９，３１０でモータ加速馬力Ｍ５＝(Ｍ２−Ｍ３)／２を計算する。回転数偏差ΔＮは図４のブロック２２０で計算した値を用いる。

ここで、アクセルペダル１を踏み込んだ直後の加速初期時は、原動機４の回転数の立ち上がり前であるため、実回転数が低くかつ目標回転数Ｎｒが実回転数Ｎｅを大幅に上回り(Ｎｅ＜＜Ｎｒ)、回転数偏差ΔＮはマイナス側に大きく減少し、ΔＮ＜ΔＮ１(図１７参照)である。このため図５のブロック３０１，３０２において原動機・モータ加速馬力Ｍ１が小さめの値として演算され、かつ図５のブロック３０６において、図１７の関数Ｒ(ΔＮ)により加速トルク補正係数Ｋａ＝１が計算され、ブロック３０７で原動機加速トルクＴ３＝Ｋａ×Ｔ１＝Ｔ１が大きめの値として求められる。そして、ブロック３０８で、その原動機加速トルクＴ３と原動機回転数Ｎｅから原動機加速馬力Ｍ３が同様に大きめの値として計算される。そして、モータ加速馬力Ｍ５はブロック３０１〜３０４で求めた原動機・モータ加速馬力Ｍ２よりも原動機４を加速するための馬力である原動機加速馬力Ｍ３の分だけ、小さな値となっているため、モータ加速馬力Ｍ５は小さめの値となっている。

一方、図４のブロック２２０〜２２６(スピードセンシング制御手段)では、回転数偏差ΔＮはΔＮ＜ΔＮ１＜ΔＮ３(図１７及び図１８参照)でり、馬力係数ＫｐとしてＫｐ＝１が演算されるため、スピードセンシング制御は無効となり、第２モータ目標馬力Ｍｒ２としてＭｒ２＝Ｍ５が計算される。なお、アクセルペダル１をｘｐ以下のハーフ程度の位置に踏み込んだ場合も、Ｎｒ＜Ｎｒｍａｘで、ブロック２２４でブロック２２３の馬力係数Ｋｐ＝１が選択されるため、同様にスピードセンシング制御は無効となり、第２モータ目標馬力Ｍｒ２としてＭｒ２＝Ｍ５が計算される。

図４のブロック２２８では、上記第１モータ目標馬力Ｍｒ１と第２モータ目標馬力Ｍｒ２の小さい方の値を選択してモータ目標馬力Mrを生成する。ここで、加速時は、モータ目標馬力Ｍｒ２(＝Ｍ５)は、原動機・モータ加速馬力Ｍ２より原動機加速馬力Ｍ３分だけ小さな値となっているため、モータ目標馬力ＭｒとしてＭｒ２が選択される。ブロック２３０〜２４０ではそのモータ目標馬力Ｍｒから左右の電動モータ１２Ｒ，１２Ｌのモータ目標トルクＴｒＲ，ＴｒＬを算出し、これらのモータ目標トルクＴｒＲ，ＴｒＬは電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの指令馬力としてインバータ制御装置７内のモータ制御演算部７２Ｒ，７２Ｌに与えられ、モータ制御演算部７２Ｒ，７２Ｌはモータ目標トルク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。

以上のように走行加速時に、原動機・モータ加速馬力Ｍ２から原動機加速馬力Ｍ３を差し引いて第２モータ目標馬力Ｍｒ２を求め、それを制限値として走行モータ１２Ｒ，１２Ｌに配分する制御(電動機加速馬力制御)を行うため、原動機４は過負荷になることなく、図１６で設定された原動機第１加速トルクで加速し、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌと共にバランス良く加速し、応答良く滑らかに加速制御することができる。

つまり、走行加速初期時は、制限値としての第２モータ目標馬力Ｍｒ２が原動機・モータ加速馬力よりも原動機加速馬力Ｍ３の分だけ小さくなっており、かつその第２モータ目標馬力Ｍｒ２(＝Ｍ５)は小さめの値として演算されるため、その分、モータ目標馬力Ｍｒも小さくなり、原動機４の負荷が減り、原動機４は図１６で設定されたトルクで応答良く加速する。これにより走行加速初期時は、原動機４を速やかに加速し、交流発電機５の発電量を増やし、結果として、走行モータ１２Ｒ，１２Ｌは速やかに加速する。

原動機４の加速が進み、原動機４の実回転数が高くなると原動機・モータ加速馬力Ｍ１も大きくなる。また、原動機４の実回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｒに近づいて回転数偏差ΔＮがΔＮ１になると、加速トルク係数Ｋａは１以下の値に下がり始め、これに伴って原動機加速馬力Ｍ３は減少し始め、回転数偏差ΔＮがΔＮ２(＞ΔＮ１)になると、加速トルク係数Ｋａは０(Ｋａ＝０)となるため、原動機加速馬力Ｍ３も０となる。この原動機・モータ加速馬力Ｍ１の変化と原動機加速馬力Ｍ３の変化に応じて制限値としての第２モータ目標馬力Ｍｒ２は、(Ｍ２−Ｍ３)／２から(Ｍ２)／２へと増加し、これに対応してモータ目標馬力Ｍｒも増加する。これにより電動モータ１２Ｒ，１２Ｌに配分される指令馬力が増加するため、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌは更に加速される。

また、原動機４の実回転数と電子ガバナ４ａから出力される原動機出力比Ｌｇとから原動機実出力馬力Ｍ１を求め、原動機・モータ加速馬力Ｍ２を計算するため、原動機４の動特性の如何に係わらず、原動機４のそのときの運転状態に応じた精度の良い原動機・モータ加速馬力Ｍ１を計算し、走行加速時に原動機４と電動モータ１２Ｒ，１２Ｌをバランス良く加速制御し、応答良く加速走行することができる。

なお、以上の動作例は走行始動時の加速制御の場合であるが、低速で走行中にアクセルペダル１を更に踏み込んで走行加速を行う場合も、同様に回転数偏差ΔＮが発生するため、同様に加速制御することができる。つまり、回転数偏差ΔＮを用いて原動機４の加速用馬力と電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの出力馬力の配分を制御するので、アクセルペダル１の踏み込み開始位置に係わらず、上記の加速制御の効果を得ることができる。

＜定常走行時＞
１．高速走行
以上のようにアクセルペダル１を踏み込んで走行加速後、原動機４の実回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｒに近づくと定常走行に移行する。この定常走行では、ΔＮ＞ΔＮ２でＫａ＝０で、原動機加速馬力Ｍ３＝０であるため、電動モータ１台あたりの第２モータ目標馬力Ｍｒ２は、Ｍｒ２＝Ｍ２／２となる。

また、図４のブロック２２２では、Ｋｐ＝Ｓ(ΔＮ)により回転数偏差ΔＮに応じた馬力計数Ｋｐを演算し、ブロック２２４では、Ｎｒ＝Ｎｒｍａｘであるのでその馬力係数Ｋｐを選択し、ブロック２２６では、馬力係数Ｋｐをモータ加速馬力Ｍ５に乗じて第２モータ目標馬力Ｍｒ２を算出する。このようにブロック２２０〜２２６では、回転数偏差ΔＮを用いて電動モータ１台当たりで使用可能な最大馬力であるモータ加速馬力Ｍ５が補正される(スピードセンシング制御)。

図４のブロック２２８では、上記第１モータ目標馬力Ｍｒ１と第２モータ目標馬力Ｍｒ２の小さい方の値を選択してモータ目標馬力Ｍｒを生成する。この場合も、Ｍｒ２＜ＨＦｍａｘの関係にあり、Ｍｒ１＞Ｍｒ２であるため、モータ目標馬力ＭｒとしてＭｒ２が選択される。ブロック２３０〜２４０では、そのモータ目標馬力Ｍｒを用いて左右の電動モータ１２Ｒ，１２Ｌのモータ目標トルクＴｒＲ，ＴｒＬを算出し、このモータ目標トルクＴｒＲ，ＴｒＬに基づいてインバータ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。

このようにアクセルペダル１を最大近傍まで踏み込み、Ｎｍａｘが設定される状態では、ブロック２２０〜２２６によるスピードセンシング全馬力制御が行われる。このスピードセンシング全馬力制御により、原動機４の出力限界まで出力馬力を取り出し、原動機馬力をモータ側で有効利用することができる(後述)。

２．低速走行
アクセルペダル１の踏み込み量が少ない低速走行中は、図４のブロック２００でＦｍａｘより小さな目標馬力Ｆｒが演算され、ブロック２０２でＮｒｍａｘより低い目標回転数Ｎｒが計算され(Ｎｒ＜Ｎｍａｘ)、これに応じて原動機４の燃料噴射量が制御される。電動モータ側では、Ｎｒ＜Ｎｒｍａｘであるため、ブロック２２２では、ブロック２３に設定されたＫｐ＝１が選択され、スピードセンシング制御は無効とされ、ブロック２２６ではＭｒ２＝Ｍ５の第２モータ目標馬力Ｍｒ２が計算される。ブロック２２８では、第１モータ目標馬力Ｍｒ１と第２モータ目標馬力Ｍｒ２の小さい方を選択してモータ目標馬力Ｍｒを求め、ブロック２２８〜２４０で、そのモータ目標馬力Ｍｒにより求めたモータ目標トルクＴｒＲ，ＴｒＬに応じて各電動モータ１２Ｒ，１２Ｌのトルク制御がなされる。

このようにＮｒ＜Ｎｒｍａｘでは、ブロック２２０〜２２６の回転数偏差ΔＮを用いた処理(スピードセンシング制御)は無効とされるため、スピードセンシング制御のない全馬力制御を行う。

３．後進走行
アクセルペダル１を踏み込んでダンプトラックを後進させる場合は、ブロック２０８で後進用のモータ目標馬力Ｈが算出される。この場合は、後進用の関数ｈＲ(ｐ)におけるモータ目標馬力Ｈの最大値ＨＲｍａｘは小さめに設定されているため、図４のブロック２２８では第１モータ目標馬力Ｍｒ１が選択され、第２モータ目標馬力Ｍｒ２に制限されることなく各電動モータ１２Ｒ，１２Ｌのトルク制御がなされる。

＜スピードセンシング全馬力制御の効果について＞
本実施の形態のスピードセンシング全馬力制御の効果を図面を用いて説明する。

図２１は、スピードセンシング制御と原動機加速馬力制御のない全馬力制御を行う場合の駆動システムを比較例として示す。図４及び図５と同様な機能ブロック図である。図中、図４及び図５に示す部分と同等のものには同じ符号を付している。図２１に示す比較例では、スピードセンシング制御と原動機加速馬力制御を行わないため、図４のブロック２２０〜２２６(図７の手順１１４〜１１７)及びブロック３０５〜３０８(図７の手順１３０，１３１の一部)がなく、ブロック３０１〜３０４，３０９〜３１０で算出したモータ加速馬力Ｍ５がそのまま第２モータ目標馬力Ｍｒ２としてブロック２２８で第１モータ目標馬力Ｍｒ１と比較される。

図２２は、Ｎｒ＝Ｎｒｍａｘのときの原動機４の動作特性を示す図である。図中、ｆ(Ｎｒ)は図１３に示した原動機４の出し得る最大出力馬力の関数であり、直線Ｄは図２の原動機出力トルク特性図におけるドループ制御の直線Ｒ１に対応する馬力特性である。

前述したように、Ｎｒ＝Ｎｒｍａｘのとき、図５のブロック３０１〜３０３では、原動機４の実回転数Ｎｅを図１３及び図１５に示す関数ｆ(Ｎｅ)及びｇ(Ｎｅ)に参照して最大回転数Ｎｒｍａｘに対応するｆｒ(＝ｆ(Ｎｅ))とｇｒ(＝ｇ(Ｎｅ))の値を算出すると共に、原動機出力比Ｌｇを読み出し、ｆｒにＬｇを乗じた後、ブロック３０４，３１０でそのＬｇ×ｆｒの値とｇｒの値とから、Ｍ５＝(Ｌｇ×ｆｒ−ｇｒ)／２により電動モータ１台あたりのモータ加速馬力Ｍ５(電動モータ１台あたりで使用可能な最大馬力)を求める。

ここで、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ｇ(Ｎｅ)は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(損失馬力)である。この損失馬力は、その他の原動機負荷１８で消費する馬力の予測値に基づいて決められている。しかし、その他の原動機負荷１８の実際の消費馬力は稼働状況に応じて変化する値であり、その変動幅も原動機４の最大出力馬力に対して１０〜２０%にもなり、予測が難しい。また、エンジンオイルの冷却を行うファンは自動的に動作、停止を繰り返し、その大きさも原動機４の出力馬力の５〜１０%近くにもなる。したがって、その他の原動機負荷８の損失馬力をある予測値に定めた場合、実際の消費馬力の大きさは予測値より大きくなることもあれば小さくなることもある。実際の消費馬力が予測値より大きくなると、原動機４はストールしてしまう可能性がある。そこで、損失馬力ｇ(Ｎｅ)は実際の消費馬力に対して余裕を持って大きめに設定する必要がある。例えば、Ｎｒ＝Ｎｒｍａｘで、ｆ(Ｎｅ)＝１５００ｋＷとし、損失馬力の予測値を２００ｋＷ程度とすると、ｇ(Ｎｅ)＝３００ｋＷ程度に設定される。この場合、電動モータ１台あたりの第２モータ目標馬力Ｍｒ２は、Ｍｒ２＝(ｆ(Ｎｅ)−ｇ(Ｎｅ))×１／２＝(１５００ｋＷ−３００ｋＷ)×１／２＝１２００ｋＷ×１／２＝６００ｋＷである。

一方、このように損失馬力ｇ(Ｎｅ)を余裕を持って大きめに設定すると、図２１の比較例では、原動機４にはまだ余裕があるのにそれを電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの出力として有効利用することができないということになる。例えば、上記のｇ(Ｎｅ)＝３００ｋＷの場合、実際の消費馬力が予測値と同じ２００ｋＷであるとすると、電動モータも含めた全消費馬力は２００ｋＷ＋(６００×２)ｋＷ＝１４００ｋＷであり、１００ｋＷが有効利用できない無駄な馬力となる。図２２では、このように損失馬力ｇ(Ｎｅ)を設定した場合の走行時における原動機４の動作点をＸ１点で示している。

このような比較例に対して、本実施の形態では、スピードセンシング制御のある全馬力制御をするので、原動機４の出力限界まで出力馬力を取り出し、原動機馬力をモータ側で有効利用することができる。

つまり、本実施の形態では、原動機４の出力に余裕がある場合は、ドループ制御によってΔＮ＞０となるため、ブロック２２０〜２２６のスピードセンシング制御により、モータ加速馬力Ｍ５がより大きい値として計算され、これを第２モータ目標馬力Ｍｒ２とする。このためＮｒ＝Ｎｒｍａｘの走行時に、原動機４の出力限界まで馬力を取り出し、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌを駆動することができる。上記の例では、原動機４の動作点が図２２のＸ１にあり、ブロック２２２でΔＮにより計算される馬力係数ＫｐがＫｐ＝１．３であるとすると、第２モータ目標出力馬力Ｍｒ２はモータ加速馬力Ｍ５の６００ｋＷから６００ｋＷ×１．３＝７８０ｋＷへと増加し、これに伴って原動機４の動作点は図２２のＸ１からΔＮ＜０となる過負荷側へ移動し、例えばΔＮ＝０のＮｒｍａｘより−１０ｒｐｍ〜−３０ｒｐｍ程度回転数の低いＸ２点でバランスする。このＸ２点において、ブロック２２２で得られる馬力係数Ｋｐが例えば１．１であるとすると、第２モータ目標馬力Ｍｒ２は６００×１．１＝６６０ｋＷとなり、その他の原動機負荷１８も含めた全消費馬力は２００ｋＷ＋(６６０×２)ｋＷ≒１５００ｋＷとなる。このように原動機４の出力限界まで原動機４の出力馬力を無駄なく有効に使うことができる。

一方、上記のような走行中に、その他の原動機負荷８の消費馬力が何かの原因(例えば気温の変化)で増加し、図２２の動作点Ｘ２が更に図示左方に移動した場合は、回転数偏差ΔＮが更に減少し、ブロック２２２で計算される馬力係数Ｋｐが小さくなるため、第２モータ目標馬力Ｍｒ２も減少し、モータ目標馬力Ｍｒ１を制限する。例えばΔＮが減少し、ブロック２２２でＫｐ＝１．０が計算されると、上記の例では、第２のモータ目標出力馬力Ｍｒ２は６６０ｋＷからモータ加速出力馬力Ｍ５と同じ６００ｋＷへと減少し、これに伴って原動機４の動作点は再びΔＮ＝０側へと戻り、原動機負荷８の消費馬力と電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの消費馬力(第２モータ目標出力馬力Ｍｒ２)のトータルが原動機４の最大出力馬力(上記の例では１５００ｋＷ)と一致する点でバランスする。これにより原動機４のストールが防止される。

以上のように本実施の形態によれば、Ｎｒ＝Ｎｒｍａｘで、その他の原動機負荷８の消費馬力が少ない場合は、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの目標馬力の制限値(第２モータ目標馬力Ｍｒ２)を増加させ、原動機４の出力限界まで馬力を取り出し、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌを駆動することができる。また、その他の原動機負荷８の消費馬力が増加した場合は、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの目標馬力の制限値(第２モータ目標馬力Ｍｒ２)を小さくし、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの消費馬力を減らすことで原動機４の過負荷を防止し、原動機４のストールを防止することができる。

一方、アクセルペダルをフル操作せず、原動機４の目標回転数Ｎｒが最大回転数Ｎｒｍａｘよりも小さいＮｒ＜Ｎｒｍａｘでは、上記のようにブロック２２０〜２２６によりスピードセンシング制御をすると、不具合が生じることがある。例えば、アクセルペダル１をハーフ操作し、Ｎｒ＜Ｎｒｍａｘの状態で平坦路の走行中に坂道にさしかかった場合、走行速度が低下するので、オペレータはアクセルペダル１の踏み込み量を増やし、走行速度を維持しようとする。この場合、図４のブロック２２０〜２２６によりスピードセンシング制御をすると、平坦路を走行中は、原動機４の出力馬力に余裕があり、ΔＮ＞０であったものが、アクセルペダル１の踏み込み量を増やした瞬間、第１モータ目標馬力Ｍｒ１が増加し、原動機４の負荷が増加するため、ΔＮ＜０となり、ブロック２２２で計算される馬力係数Ｋｐが減少し、第２モータ目標馬力Ｍｒ２も低下する。このため第１モータ目標馬力Ｍｒ１は第２モータ目標馬力Ｍｒ２に制限され、アクセルペダル１を踏み込んだにも係わらず、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの目標トルクＭｒが減少し、走行速度が低下してしまう。

本実施の形態では、原動機４の目標回転数Ｎｒが最大回転数Ｎｒｍａｘよりも小さいＮｒ＜Ｎｒｍａｘでは、図４のブロック２２３，２２４で馬力係数Ｋｐ＝１に切り換え、スピードセンシング制御を解除する。このため上記のような不具合は生じず、アクセルペダル１の踏み込みに応じて、上記の加速馬力制御により、応答良くスムーズに加速することができる。

＜効果のまとめ＞
本実施の形態によれば下記の効果が得られる。

１．本実施の形態では、走行加速時に、ブロック３０５〜３０９の原動機加速馬力制御により原動機・モータ加速馬力Ｍ２から原動機加速馬力Ｍ３を差し引いてモータ加速馬力Ｍ５を求め、それを制限値として走行モータ１２Ｒ，１２Ｌに配分する制御(原動機加速馬力制御)を行うため、原動機４は過負荷になることなく、図１６で設定された原動機第１加速トルクで加速し、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌと共にバランス良く加速し、応答良く滑らかに加速制御することができる。

２．また、図５のブロック３０１〜３０４において、原動機最大出力馬力ｆｒに原動機出力比Ｌｇを乗じて原動機実出力馬力Ｍ１を計算し、その原動機実出力馬力Ｍ１から損失馬力ｇｒを減じて原動機とモータの加速馬力を計算している。このように、原動機最大出力馬力ｆｒに原動機出力比Ｌｇを乗じて原動機実出力馬力Ｍ１を計算しているので、例えば原動機負荷が高負荷に急変した時の原動機出力馬力の立ち上り方や、目標回転数を高回転に急変した時の原動機出力馬力の立ち上り方(動特性)が異なった原動機であっても、精度の良い原動機・モータ加速馬力を計算できる。それにより、特性の異なる原動機であっても走行加速時に、原動機と電動モータをバランス良く加速制御し、応答良く加速走行することができる。

３．また、原動機加速馬力Ｍ３は、原動機４の加速に直接関連する物理量である原動機第１加速トルクＴ１を求め、この加速トルクＴ１に加速トルク係数Ｋａを乗じて原動機加速トルクＴ３を求めた後、このトルクを馬力変換して得られる値である。これにより原動機４の加速性能を適切に設定することができ、その結果、原動機と電動モータをバランス良く加速制御し、応答良く加速走行することができる。

４．また、アクセルペダル１を最大近傍まで踏み込み、Ｎｒｍａｘが設定される状態では、ブロック２２０〜２２６でスピードセンシング全馬力制御が行われるため、原動機４の出力限界まで出力馬力を取り出し、原動機馬力をモータ側で有効利用することができる。

また、アクセルペダル１をハーフ位置程度まで踏み込んで、Ｎｒｍａｘより低い目標回転数Ｎｒが設定される状態では、スピードセンシング制御による不具合を生じることなく、加速馬力制御によりアクセルペダルの踏み込みに応じて応答良くスムーズに加速することができる。

５．本実施の形態では、図４のブロック２０６，２０８，２２６，図５のブロック３０１〜３１０において、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの指令値として目標トルクではなく、モータ目標馬力ＭＲ１，Ｍ５，Ｍｒ２を求め、ブロック２３０，２３２でモータ目標馬力Ｍｒをその時点のモータ回転数で除して第１のモータ目標トルクＴｒ１Ｒ，Ｔｒ１Ｌを算出し、更に、そのモータ目標トルクをインバータ、モータに固有な最大トルクの関数から得た値と比較し、小さい方の値を最終的な目標トルクＴｒＲ，ＴｒＬとして制御する。

ここで、アクセルペダル１の操作量ｐから直接計算する値としてモータ目標馬力ではなくモータ目標トルクを算出することが考えられる。しかし、この場合は、アクセルペダル１の操作量が小さいときは、原動機４の目標回転数、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌにかかる馬力、トルクの全てが小さくなってしまうため、アクセルペダルの操作量を小さくし、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌにかける馬力は小さくても、トルクは大きくしたいという場面では、適切に操作することができない。例えば、登り坂での走行開始時に、アクセルペダル１を少し踏み込んだだけではトルクが足りないため、オペレータはアクセルペダル１を大きく踏み込む必要があるが、運転者が戸惑っている間にダンプトラツクが自重で後進してしまう場合もあり、危険である。

本実施の形態では、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの指令値としてモータ目標馬力Ｍｒを求め、その後、そのときのモータ回転数を参照してモータ目標トルクを算出し、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌを制御する。これによりモータ回転数が低い場合には、アクセルペダル１の操作量が小さく、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌにかける馬力が小さくても、出力トルクを大きくできるので、登り坂での走行開始時に後ずさりするような不具合は起きなくなる。

また、アクセルペダル１の操作量ｐとモータ出力馬力との関係が一致するようになるので、良好な操作感覚が得られる。

このように本実施の形態では、アクセルペダル１の操作量が小さく、電動モータ１２Ｒ，１２Ｌにかかる馬力が小さくても、走行速度が遅く、モータ回転速度が小さい場合には電動モータ１２Ｒ，１２Ｌにかけるトルクを上限値ぎりぎりまで大きくすることができるので、登り坂道の発進時に後ずさりすることなくなり、操作感が向上し、安全性が向上する。

５．本実施の形態では、図４のブロック２００，２０２において、アクセルペダル１の操作量ｐから直接原動機４の目標回転数Ｎｒを求めるのではなく、最初に、関数Ｆｒ(ｐ)により原動機４の目標馬力Ｆｒを計算し(ブロック２００)、この目標馬力Ｆｒを用いて図１３に示したｆｒ(Ｎｒ)の逆関数である関数Ｎｒ(Ｆｒ)により目標回転数Ｎｒを計算する(ブロック２０２)。これにより原動機４の馬力特性の非線形性を補正することができる。

＜その他の実施の形態＞
以上において、本発明の実施の形態を説明したが、それらは本発明の精神の範囲内で種々の変形が可能である。以下にその代表例を説明する。

１．上記実施の形態では、全馬力制御のスピードセンシング制御において、ブロック２２２で馬力補正値として馬力係数Ｋｐを求め、ブロック２２６でモータ加速馬力Ｍ５にその馬力係数Ｋｐを乗じて第２モータ目標馬力Ｍｒ２を求めたが、ブロック２２２の関数を回転数偏差ΔＮと馬力補正値ΔＭの関数とし、そのときのΔＮに対応する馬力補正値ΔＭを求め、この馬力補正値ΔＭをモータ加速馬力Ｍ５に加算して、第２モータ目標馬力Ｍｒ２を求めてもよい。

２．上記実施の形態では、ブロック３０１，３０３で、最大出力馬力及び損失馬力をそれぞれ原動機４の実回転数Ｎｅの関数ｆ(Ｎｅ)及びｇ(Ｎｅ)とし、原動機４の実回転数Ｎｅから最大出力馬力及び損失馬力を求めたが、通常はアクセルペダルを急激に操作しないので、概ねＮｅ＝Ｎｒである。したがって、最大出力馬力及び損失馬力をそれぞれ原動機４の目標回転数Ｎｒの関数ｆ(Ｎｒ)及びｇ(Ｎｒ)とし、原動機４の目標回転数Ｎｒから最大出力馬力及び損失馬力を求めてもよい。

３．上記実施の形態では、ブロック２２４で、原動機４の目標回転数ＮｒがＮｒ＝Ｎｒｍａｘかどうかで、スピードセンシング制御をする場合としない場合とに切り換えたが、判定回転数としてＮｒｍａｘの一点だけでなく、０〜５０ｒｐｍ程度の幅を持たせてもよい。また、判定パラメータとして目標回転数Ｎｒではなく、アクセルペダル１の操作量ｐを用いてもよい。アクセルペダル１の操作量ｐで判定する場合は、例えば、ｐ≧９０%ではスピードセンシング制御をし、ｐ＜９０%ではスピードセンシング制御をしないようにすることで、目標回転数ＮｒがＮｒ＝Ｎｒｍａｘかどうかで、スピードセンシング制御をする場合としない場合とに切り換えたのと同様の結果が得られる。

４．上記実施の形態では、その他の原動機負荷8の損失馬力ｇ(Ｎｅ)を予測値に対して余裕を持たせて設定したが、予測値に対して余裕を持たせず、予測値と同じ或いはその近辺の値に設定してもよい。この場合、ブロック２２２における関数Ｓ(ΔＮ)を、回転数偏差ΔＮ＝０であるときの馬力係数Ｋｐが１付近の値(ΔＮ＝０でＫｐ≒１)となるように設定することで、その他の原動機負荷８の消費馬力が予測値(損失馬力ｇ(Ｎｅ))より少なく、ΔＮ＞０となる場合は、結果としてブロック２２６で計算される第３モータ目標馬力ｍｒ３は設定値としての損失馬力ｇ(Ｎｅ)よりも増加し、原動機馬力をモータ側で有効利用することができ、その他の原動機負荷８の消費馬力が予測値(損失馬力ｇ(Ｎｅ))より増え、ΔＮ＜０となる場合は、結果としてブロック２２６で計算される第３モータ目標馬力Ｍｒ３は設定値としての損失馬力ｇ(Ｎｅ)よりも減少し、原動機４の過負荷によるストールを防止することができる。なお、この場合は、Ｎｅ＜Ｎｒｍａｘでスピードセンシング制御を行わない場合は、走行用の電動モータ１２Ｒ，１２Ｌの消費馬力が過度に大きくならないよう、ブロック２２３の馬力係数Ｋｐを、Ｋｐ＝０．９程度と、余裕のある値に設定する必要がある。

５．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。

６．上記実施の形態では、原動機４の電子ガバナ４ａは、目標回転数Ｎｒが最大回転数定格回転数)Ｎｒｍａｘに等しいとき、つまりＮｒ＝Ｎｒｍａｘ(例えば２０００ｒｐｍ)では、燃料噴射量の制御がドループ制御となるように設定されているとして説明したが、Ｎｒ＝Ｎｒｍａｘにおいてもアイソクロナス制御を行ってもよい。その場合は、図１８の関数Ｓ(ΔＮ)は、回転数偏差が０＜ΔＮのときは意味をなさなくなる。このとき、関数Ｓ(ΔＮ)の形状はそのままでもよいが、ΔＮ＝０の時の馬力係数Ｋｐは１．２から１．３位に大きくしておくことが望ましい。それにより、損失馬力ｇ(Ｎｅ)に変動があってもΔＮを常時負の値を持つようにすることができる。

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。 原動機の実回転数と出力トルクの関係を示す図である。 電子ガバナの燃料噴射特性でを示す図ある。 処理手順を示す機能ブロック図である。 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。 処理手順を示すフローチャートである。 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。 目標馬力対目標回転数の関数Ｎｒ(Ｆｒ)を示す図である。 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。 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。 原動機の回転数対出力馬力の関数ｆ(Ｎｅ)を示す図である。 原動機の出し得る最大出力馬力ｆ（Ｎｅ）と原動機が実際に出力している馬力との関係を示す図である。 原動機の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。 原動機の実回転数と原動機加速トルクとの関数Ｔ(Ｎｅ)を示す図である。 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。 回転数偏差と馬力係数との関数Ｓ(ΔＮ)を示す図である。 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。 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。 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。 Ｎｒ＝Ｎｒｍａｘでの原動機の動作特性を示す馬力特性図である。

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)
Ｍｒ１ モータ目標馬力(第1モータ目標馬力)
Ｍｒ２ モータ目標馬力(第2モータ目標馬力)
Ｍｒ モータ目標馬力(第3モータ目標馬力)
ｈａ 加速馬力
ｈｂ，ｈｃ 加速馬力補正値
Ｋａ 加速馬力補正係数
ΔＮ１ 第1設定値
ΔＮ２ 第２設定値(予め定めた値)
Ｍ２ 原動機・モータ加速馬力
Ｍ３ 原動機加速馬カ
Ｍ５ モータ加速馬力
Ｌｇ 原動機出力比

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、
   前記電子ガバナは原動機出力比を出力する機能を有し、
   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、
   前記原動機の実回転数と前記電子ガバナから出力される原動機出力比とから前記原動機の加速と前記電動モータの加速に使用可能な原動機・モータ加速馬力を計算する原動機・モータ加速馬力計算手段と、前記原動機の実回転数から前記目標回転数を差し引いた回転数偏差が負の値である第１設定値より小さいときは所定の原動機加速馬力を生成し、前記原動機の実回転数が前記目標回転数に近づいて前記回転数偏差が前記第１設定値より大きくなったときは、前記原動機加速馬力を減らすよう補正する原動機加速馬力計算手段とを有し、前記原動機・モータ加速馬力から前記原動機加速馬力を減じたモータ加速馬力に基づいて、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。
2. 請求項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、
   前記原動機・モータ加速馬力計算手段は、前記原動機の実回転数と馬力の関数に基づいてその実回転数に応じた原動機最大出力馬力と損失馬力を計算し、その原動機最大出力馬力に前記原動機出力比を乗じて原動機実出力馬力を計算し、その原動機実出力馬力から前記損失馬力を減じて前記原動機・モータ加速馬力を計算することを特徴とする駆動システム。
3. 請求項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、
   前記原動機加速馬力計算手段は、前記原動機の実回転数と原動機加速トルクの関数に基づいてそのときの実回転数に応じた原動機加速トルクを計算し、前記原動機の実回転数が前記目標回転数に近づいて前記回転数偏差が前記第１設定値より大きくなると、前記原動機加速トルクを減らすよう補正し、この原動機加速トルクに前記原動機の実回転数を乗じて前記原動機加速馬力に変換することを特徴とする駆動システム。
4. 請求項３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、
   前記原動機加速馬力計算手段は、前記原動機の実回転数と原動機加速トルクの関数として、前記原動機の実回転数が高くなるに従って前記原動機加速トルクが小さくなるよう設定した関数を用いて前記原動機加速トルクを計算することを特徴とする駆動システム。
5. 請求項３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、
   前記原動機加速馬力計算手段は、前記回転数偏差と原動機加速トルクの補正量の関数に基づいてそのときの回転数偏差に応じた原動機加速トルクの補正量を計算し、前記回転数偏差と原動機加速トルクの補正量の関数を、前記回転数偏差が前記第１設定値より小さいときは前記原動機加速トルクの補正量を０とし、前記回転数偏差が前記第１設定値とこの第１設定値より大きい負の値である第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原動機加速トルクの補正量を大きくし、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原動機加速トルクの補正量を所定の値とするよう設定し、この補正量を用いて前記原動機の実回転数と原動機加速トルクの関数に基づいて計算した前記原動機加速トルクを補正することを特徴とする駆動システム。
6. 請求項５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、
   前記原動機加速馬力計算手段は、前記回転数偏差と原動機加速トルクの補正係数の関数に基づいてそのときの回転数偏差に応じた原動機加速トルクの補正係数を計算し、前記回転数偏差と原動機加速トルクの補正係数の関数を、前記回転数偏差が前記第１設定値より小さいときは前記原動機加速トルクの補正係数を１とし、前記回転数偏差が前記第１設定値とこの第１設定値より大きい負の値である第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原動機加速トルクの補正係数を１より小さくし、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原動機加速トルクの補正係数を０とするよう設定し、この原動機加速トルク補正係数に前記原動機の実回転数と原動機加速トルクの関数に基づいて計算した原動機加速トルクを乗じることで前記原動機加速トルクを補正することを特徴とする駆動システム。
7. 請求項１〜３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。

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