專利名稱：超速限制能自動(dòng)適應(yīng)的牽引車輛的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的說(shuō)來(lái)涉及牽引車輛的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及一種自動(dòng)調(diào)節(jié)最大容許驅(qū)動(dòng)速度使車輛以最佳工作狀態(tài)運(yùn)行的方法和設(shè)備。
牽引車輛(例如大型載貨卡車)的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般有一個(gè)由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電裝置，用以供電給一對(duì)在傳動(dòng)上分別連接到牽引車輛兩端的一對(duì)車輪的高馬力牽引電動(dòng)機(jī)。原動(dòng)機(jī)通常是一臺(tái)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，牽引電動(dòng)機(jī)則通常是可調(diào)速可反轉(zhuǎn)的直流電動(dòng)機(jī)。車輛司機(jī)操縱控速踏板和前進(jìn)后退選擇開(kāi)關(guān)來(lái)控制車速和行車方向，即前進(jìn)或后退。該控速踏板適宜控制確定發(fā)電裝置的功率輸出因而改變加到牽引電動(dòng)機(jī)上電壓的大小的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分鐘)。
要使行駛中的車輛減速時(shí)，可以放開(kāi)控速踏板，使車輛滑行，或驅(qū)動(dòng)其機(jī)械制動(dòng)閘或電動(dòng)減速系統(tǒng)。在電動(dòng)減速運(yùn)行狀態(tài)時(shí)(有時(shí)也叫電動(dòng)或動(dòng)力制動(dòng))，電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)工作，各電動(dòng)機(jī)電樞繞組兩端產(chǎn)生的電壓，其大小與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和磁場(chǎng)激勵(lì)電流成正比。各電動(dòng)機(jī)電樞兩端連接有動(dòng)力制動(dòng)用的電阻柵，其目的是消耗掉電動(dòng)減速過(guò)程中電動(dòng)機(jī)輸出的電能。各電阻柵中電流的平均值是衡量有關(guān)電動(dòng)機(jī)減速力的尺度。
對(duì)這類車通?？偸且?guī)定其容許的最大驅(qū)動(dòng)速度的。通常的作法是預(yù)置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各控制器的超速限制。速度限制的選擇受到若干因素影響，它不能高于車輛沿車道行駛進(jìn)入任何下坡坡度時(shí)的最高安全速度。進(jìn)入下坡的最高安全速度是在電動(dòng)減速起作用的情況下在下坡坡度下所能維持的最高恒速。若實(shí)際進(jìn)入下坡的速度高于該最大值，則牽引電動(dòng)機(jī)可加以利用的動(dòng)態(tài)減速力就可能不足以阻止車輛加速(“失控”狀態(tài))。直流牽引電動(dòng)機(jī)的最大減速能力主要取決于電動(dòng)機(jī)的換向極限。超過(guò)換向極限就會(huì)出現(xiàn)電弧或火花，使電動(dòng)機(jī)的換向器和電刷損壞。換向極限是電樞電流值與電樞速度的乘積的函數(shù)。處于高速時(shí)，為防止這種起弧，必須使電流保持在較低值，這樣就可以降低動(dòng)態(tài)減速所需要的力。若現(xiàn)有的減速力不足以使車輛慢下來(lái)，則可使用運(yùn)行制動(dòng)器。但速度超過(guò)每小時(shí)五英里時(shí)就不要使用運(yùn)行制動(dòng)器，因?yàn)樵谶@個(gè)速度下運(yùn)行制動(dòng)器磨損快，這是人們所不希望的。
使?fàn)恳囕v慢下來(lái)所需用的減速力是車輛的重量(包括它所載的任何有效負(fù)荷在內(nèi))和車輛正在行駛的坡道的坡度的函數(shù)。直流電動(dòng)機(jī)中的動(dòng)態(tài)減速力實(shí)質(zhì)上等于電樞電流與磁場(chǎng)磁通量的乘積。若為了產(chǎn)生足以使?jié)M載的車輛慢下來(lái)的減速力而將電樞電流調(diào)高，則為避免換向器和電刷起弧，車速必須非常低。
原先為確保運(yùn)輸車輛安全行駛而不致冒損壞牽引電動(dòng)機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)所作的努力已限制了按可能的最壞情況規(guī)定的最大驅(qū)動(dòng)速度，即超速限制是按汽車在正常工作情況下預(yù)期能遇到的最陡的下坡坡度和最大有效負(fù)荷設(shè)定的。在某些場(chǎng)合下，車輛駕駛室中設(shè)有手動(dòng)開(kāi)關(guān)，以便司機(jī)可以手動(dòng)選擇車輛負(fù)載或空載時(shí)的超速限制。手動(dòng)系統(tǒng)通常是不能令人滿意的，因?yàn)樗鼈円装l(fā)生人為失誤和被遺忘的問(wèn)題。將超速設(shè)定值限定在最壞情況妨礙了汽車在其空載或在平坦的車道上行駛時(shí)本來(lái)最好能采用或容許的較高速度下行車，從而降低了汽車的作業(yè)效率。
本發(fā)明總的目的是提供電力驅(qū)動(dòng)牽引車輛中無(wú)需依賴于司機(jī)作出的決定就可以設(shè)定超速限制并通過(guò)自適應(yīng)調(diào)節(jié)該超速限制適應(yīng)車輛的重量變化和/或汽車行駛所沿車道的坡度變化使汽車的作業(yè)效率達(dá)到最佳狀態(tài)的一種經(jīng)改進(jìn)的方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明的一個(gè)更明確的目的是提供一種車輛超速限制的自動(dòng)選擇裝置，用以在電力驅(qū)動(dòng)的牽引車輛中自動(dòng)選擇牽引車輛在空載時(shí)比其在重載時(shí)高的超速限制。
本發(fā)明另一個(gè)更明確的目的是提供一種車輛超速限制的自動(dòng)選擇裝置，用以在電力驅(qū)動(dòng)的牽引車輛中自動(dòng)選擇車輛在車道的平坦部分行驅(qū)時(shí)比牽引車在趨近下坡部分時(shí)高的超速限制。
本發(fā)明適用于沿路面坡度變化很大、路旁附近分別設(shè)有一系列路標(biāo)的車道運(yùn)輸載荷的輪式車輛的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。車上設(shè)有載荷檢測(cè)裝置，用以提供隨載重量而變化的重量反饋值。此外還配備有通信裝置，適宜接收車輛依次趨近路旁的路標(biāo)時(shí)來(lái)自各路標(biāo)的編碼信號(hào)，來(lái)自各路標(biāo)的該信號(hào)表示車輛所趨近的新坡道的坡度。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括多個(gè)可調(diào)速的牽引電動(dòng)機(jī)和一可控電源，牽引電動(dòng)機(jī)在傳動(dòng)上與車輛各車輪機(jī)械耦合，工作時(shí)交替處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)和電力減速狀態(tài)，可控電源的輸出端在勵(lì)磁時(shí)與各電動(dòng)機(jī)電耦合。
牽引電動(dòng)機(jī)連接有適當(dāng)?shù)乃俣确答佒但@取裝置，用以獲取表示實(shí)際車速的速度反饋值。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括速度參考值供應(yīng)裝置和電動(dòng)機(jī)去激勵(lì)兼工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換裝置，該速度參考值確定驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的最高車速，電動(dòng)機(jī)去激勵(lì)兼工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換裝置則根據(jù)速度反饋值與參考值之間的關(guān)系對(duì)各牽引電動(dòng)機(jī)進(jìn)行去激勵(lì)，且當(dāng)實(shí)際車速比所述最高速度大時(shí)，根據(jù)這種情況將工作狀態(tài)從驅(qū)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到減速狀態(tài)。本發(fā)明的一種形式包括這樣一個(gè)裝置，該裝置既連接到負(fù)荷檢測(cè)裝置，也連接到車上的通信裝置，且可以有效地根據(jù)所收到的編碼信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)上述速度參考值，從而使最高驅(qū)動(dòng)速度與重量反饋值和車輛正在趨近的任何新下坡路的坡度成反比。在實(shí)際應(yīng)用中，最高速度會(huì)按需要予以降低或提高，使車輛能以盡量接近特定載荷和坡度下的最高安全速度進(jìn)入各新的坡道，從而達(dá)到最佳的作業(yè)效率。
為了更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容，可以參看下面結(jié)合附圖所作的詳細(xì)說(shuō)明。附圖中
圖1是電力牽引車輛雙電動(dòng)機(jī)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一個(gè)實(shí)例的功能方框圖;
圖2是圖1中以一個(gè)方框示出的功率控制器的部分原理和部分方框圖;
圖3的曲線示出了電動(dòng)機(jī)電壓隨車速在圖2功率控制器的速度超控功能起作用時(shí)的提高而下降的情況;
圖4例示了具有采用本發(fā)明的載荷和坡度響應(yīng)特性的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的牽引車輛;
圖5和6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化電路圖，其中驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)區(qū)別車輛負(fù)載和空載的情況;
圖7是一個(gè)部分原理和部分方框圖，示出了如何應(yīng)用本發(fā)明在電力減速過(guò)程中改變速度參考信號(hào)(W＊)的情況;
圖8是驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化框圖，其將微計(jì)算機(jī)加以編程來(lái)履行本發(fā)明的功能;
圖9是圖8的微計(jì)算機(jī)可編程得使其實(shí)施本發(fā)明“故障防護(hù)”特性的情況。
圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中是安置在象大型越野運(yùn)輸卡車之類的自驅(qū)動(dòng)牽引車輛上的。由司機(jī)控制的油門，例如腳踏板(圖中未示出)適宜控制原動(dòng)機(jī)11的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)，原動(dòng)機(jī)可以是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸12在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中系耦合到交流發(fā)電機(jī)13(這里稱之為交流發(fā)電機(jī))的轉(zhuǎn)子上，該轉(zhuǎn)子具有一套三相主繞組(圖中未示出)、一對(duì)輔助(三次)繞組14和15以及磁場(chǎng)繞組16。交流發(fā)電機(jī)13的主繞組所產(chǎn)生的通常是正弦波的三相交流電壓借助于不受控制的全波整流電橋17變換成直流電壓。原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)用作一對(duì)可調(diào)速直流牽引電動(dòng)機(jī)M1和M2的可控激勵(lì)源，這兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)各自的電樞繞組經(jīng)由接觸器P和線路18、19和20彼此串聯(lián)連接在整流電橋17的各輸出端子之間。電動(dòng)機(jī)M1和M2分別具有獨(dú)立勵(lì)磁的磁場(chǎng)繞組F1和F2。這些電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子在傳動(dòng)上分別通過(guò)適當(dāng)?shù)臏p速齒輪裝置耦合到牽引車兩側(cè)分立的車輪(圖1中未示出)上。適當(dāng)控制原動(dòng)機(jī)11的轉(zhuǎn)速以及交流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)的勵(lì)磁，牽引車輛的電動(dòng)機(jī)就能在前進(jìn)或后退的方向上驅(qū)動(dòng)(也叫做“電動(dòng)回轉(zhuǎn)”)車輛或使其動(dòng)力減速(也叫做“電力減速”)。
在電動(dòng)回轉(zhuǎn)操作的過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)M1和M2各自的轉(zhuǎn)速取決于其磁場(chǎng)繞組F1、F2中的勵(lì)磁電流的大小，和加到其各電樞繞組上電壓的大小。后者的大小是交流發(fā)電機(jī)13驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速和交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組16勵(lì)磁電流大小的函數(shù)。交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)勵(lì)磁電流由交流發(fā)電機(jī)13的輔助繞組14經(jīng)由單相全波“相控”整流電橋22而供應(yīng)。該勵(lì)磁電流的大小取決于周期激發(fā)信號(hào)的時(shí)間分配，這種信號(hào)是從連接到有關(guān)動(dòng)率控制裝置27的輸出線路26的一般選通脈沖發(fā)生器25經(jīng)由線路23和24供到整流器22的。
功率控制裝置27接收表示整流電橋17輸出端的電壓VM的第一輸入信號(hào)、表示電動(dòng)機(jī)M1和M2的電樞繞組中的電流的第二輸入信號(hào)IA、(來(lái)自端子21)隨發(fā)動(dòng)機(jī)11的轉(zhuǎn)速變化的第三輸入信號(hào)和其它圖1中所示的輸入。在電動(dòng)回轉(zhuǎn)工作狀態(tài)下，該控制裝置能在線路26上有效地產(chǎn)生其值通常表示與VM和IA的乘積成正比的功率反饋信號(hào)與按發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)而變化的負(fù)載參考信號(hào)之間的任何量值誤差的輸出信號(hào)。在VM、IA或電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，正比于這些參數(shù)中的一個(gè)適當(dāng)參數(shù)的超控反饋信號(hào)代替功率所饋信號(hào);在動(dòng)力減速工作狀態(tài)期間，預(yù)選的恒定參考信號(hào)代替上述負(fù)載參考信號(hào)。線路26上的輸出信號(hào)控制選通脈沖發(fā)生器25的工作，從而確定磁場(chǎng)繞組16中電流的大小。于是就可按所希望的形式調(diào)節(jié)交流發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)勵(lì)磁。
圖2以簡(jiǎn)化的形式示出了上述功率控制裝置27的某些部分，包括加法裝置62，在其中進(jìn)行著從線路64上的負(fù)載參考值減去最大正值選擇器63的極限值輸出的運(yùn)算。相加值之間的差值按需要由補(bǔ)償裝置65加以修正，并作為誤差信號(hào)輸入到交流發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)器中。若最大極限值小于線路64上的負(fù)載參考值，則后一個(gè)調(diào)節(jié)(圖中未示出)按需要增加主交流發(fā)電機(jī)13的電氣輸出，以使得出的差值減至最小。在電動(dòng)回轉(zhuǎn)工作狀態(tài)期間，線路64由雙穩(wěn)開(kāi)關(guān)裝置66連接到負(fù)載參考值發(fā)生器67，此發(fā)生器又連接到端子21，從而使參考值這時(shí)由發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速確定，而在動(dòng)力減速期間，該線路則交替地由開(kāi)關(guān)裝置66連接到預(yù)選恒值K1的源68上。最大值選擇器63有四個(gè)輸入信號(hào)電壓極限值V;電流極限值I;功率極限值HP;和電動(dòng)機(jī)速度超控極限值MSO。這些輸入信號(hào)中的頭三個(gè)是從表示增益電路和一般補(bǔ)償電路的方框69獲得的，它們分別由VM、IA及兩者的乘積所確定。
最大值選擇器63接收其來(lái)自加法裝置70的第四個(gè)極限值MSO，加法裝置70的第一和第二輸入分別表示電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速以及給定轉(zhuǎn)速“B”，后者是由MSO高得足以影響由加法裝置62所得出的誤差信號(hào)的期望最低轉(zhuǎn)速所確定的。因此MSO包含此兩輸入值的代數(shù)和。第一輸入值正比于線路41上的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)值W＞。加法裝置70經(jīng)由表示所期望的增益的裝置71和只在電動(dòng)回轉(zhuǎn)工作狀態(tài)下閉合的開(kāi)關(guān)72耦合到線路41上。第二輸入值是加法裝置70從第一輸入值減去的值，它對(duì)應(yīng)于給定轉(zhuǎn)速B，是從適當(dāng)裝置73獲得的，以在線路74上提供對(duì)應(yīng)于另一給定轉(zhuǎn)速“A”(通常叫做超速給定值，即電動(dòng)機(jī)能使車輛及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成部分安全運(yùn)行的最高驅(qū)動(dòng)速度)可調(diào)節(jié)的參考值之用。線路74上的可調(diào)值經(jīng)由相加點(diǎn)75饋到加法裝置70的第二輸入端上，相加點(diǎn)75實(shí)際上將此值減小偏置電路76所確定的較小恒定值。一般偏壓值系選取得使B大致上比A低每小時(shí)2英里，較高的增益71則選取得使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速每當(dāng)從上述最低轉(zhuǎn)速提高到速度超控給定值時(shí)，速度超控極限MSO會(huì)升高得足以使來(lái)自加法裝置62的誤差信號(hào)即使線路64上的負(fù)載參考值處在由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速所確定的參考值范圍的高端也會(huì)減少到零。這一點(diǎn)即用曲線在圖3中表示出來(lái)，其中可以看到，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)膸缀醯扔诮o定轉(zhuǎn)速B(例如18英里/小時(shí))的最低轉(zhuǎn)速增加到超速給定值A(chǔ)(例如20英里/小時(shí))時(shí)，交流發(fā)電機(jī)經(jīng)整流的輸出電壓VM向下傾斜，從每單位一伏減少到零。在后一個(gè)轉(zhuǎn)速(A)下，沒(méi)有電壓加到牽引電動(dòng)機(jī)M1和M2的電樞繞組上，于是牽引車輛外于滑行狀態(tài)。
如圖2所示，實(shí)際電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在一般的雙穩(wěn)態(tài)比較器77中與超速給定值A(chǔ)進(jìn)行比較，比較器77的輸出狀態(tài)由加到其各輸入端的值之間的關(guān)系確定。每當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于A(即當(dāng)W＞升高到A以上，或A下降到W＞以下)時(shí)，該比較器工作，使其輸出端從低或“0”狀態(tài)變?yōu)楦呋颉?”狀態(tài)。比較器77的輸出端作為“與”邏輯功能元件78兩個(gè)輸入端的一個(gè)輸入端連接到“與”邏輯功能元件78上，“與”邏輯功能元件78的第二輸入端由另一雙穩(wěn)態(tài)比較器79供應(yīng)。后一個(gè)比較器用以確定交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)16中勵(lì)磁電流的大小是否小于較低的閾值電平。該比較器將交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電流值檢測(cè)裝置(圖中未示出)所提供的可變反饋值IAF與對(duì)應(yīng)于上述閾值電平的恒定值K2進(jìn)行比較。若IAF小于K2，比較器79的輸出就處于高或“1”狀態(tài)，否則輸出處于低或“0”狀態(tài)?！芭c”邏輯功能元件78只有當(dāng)其兩個(gè)輸入都同時(shí)處于高態(tài)時(shí)，其輸出才處于“高”或“1”態(tài)。該輸出端經(jīng)由“或”邏輯功能元件81耦合到開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置82輸入端;開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置82取適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，且為使預(yù)選擇開(kāi)關(guān)和接觸器閉合或打開(kāi)而設(shè)，這視乎輸入信號(hào)從0變到1抑或從1變到0而定。更具體地說(shuō)，裝置82會(huì)通過(guò)將接觸器P驅(qū)動(dòng)到其打開(kāi)位置，從而將兩電動(dòng)機(jī)電樞繞組與交流發(fā)電機(jī)13斷開(kāi)(注這時(shí)由于IAF＜K2，因而速度超控極限值MSO事先就向下傾斜，所以這時(shí)VM＝0)，通過(guò)將一對(duì)接觸器57和58驅(qū)動(dòng)到其閉合位置，從而使工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入動(dòng)力減速狀態(tài)(這稍后即將詳述)，并通過(guò)將兩開(kāi)關(guān)66和72從其圖2所示的“電動(dòng)回轉(zhuǎn)狀態(tài)”的位置驅(qū)動(dòng)到其另一些位置，而響應(yīng)其輸入端從0到1的過(guò)渡過(guò)程。基于稍后即將談到的理由，功率控制裝置27和單獨(dú)的減速指令裝置55由兩線路52和85互連起來(lái)。線路85經(jīng)由表示一般放大和隔離裝置的方框83連接到“與”邏輯功能元件78的輸出端，線路52則連接到“或”邏輯功能元件81的“非”輸入端，從而開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置82的上述動(dòng)作會(huì)在線路52上收到來(lái)自裝置55的趨零減速指令時(shí)發(fā)生。
現(xiàn)在再回頭看圖1，圖中所示的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)控制裝置，用以在連接到一般選通脈沖發(fā)生器29的輸出線路28上產(chǎn)生獨(dú)立可調(diào)的控制信號(hào)。該發(fā)生器給另一個(gè)連接在交流發(fā)電機(jī)13的輔助繞組15與電動(dòng)機(jī)M1和M2的磁場(chǎng)繞組F1和F2之間的單相全波相控整流電橋30提供周期性的激發(fā)信號(hào)。兩電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)繞組彼此串聯(lián)，經(jīng)由線路32和33以及極性轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)31連接到整流器30的直流電壓輸出端。于是輔助繞組15、整流器30和有關(guān)的選通脈沖發(fā)生器29構(gòu)成電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)繞組F1和F2的激磁電流可分開(kāi)加以控制的激磁電流源。該電流的平均值可以調(diào)節(jié)，其在電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)中的方向則取決于倒轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)31的位置。開(kāi)關(guān)31處在實(shí)線的位置時(shí)，電流從左至右通過(guò)磁場(chǎng)繞組F2和F1，如圖1中所示，于是電動(dòng)機(jī)順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。另一方面，開(kāi)關(guān)31處于虛線位置時(shí)，電流從右至左通過(guò)磁場(chǎng)繞組，于是電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)即逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。
串聯(lián)連接的磁場(chǎng)繞組F1和F2中的激磁電流其平均值取決于在電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)控制裝置的輸出線路28上供到選通脈沖發(fā)生器29的控制信號(hào)的值。電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)控制裝置分別接收在七條不同線路36、38、40、41、50、52和54上的輸入信號(hào)。線路36上的輸入是其值隨電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)繞組F1和F2中激磁電流平均絕對(duì)值(IF)而變化的場(chǎng)電流信號(hào)。為獲取該信號(hào)，線路36經(jīng)由適當(dāng)裝置37耦合到線路33中的一般電流變換器上，以便將電流變換器的雙極性輸出變換成線路36上表示IF的單極性電壓信號(hào)。更詳細(xì)地說(shuō)，線路36上相對(duì)于預(yù)定參考電位(例如地)測(cè)出的電位，其大小正比于流經(jīng)線路33中的電流值，其極性則無(wú)論變換器輸出信號(hào)相對(duì)于地來(lái)說(shuō)是正還是負(fù)都沒(méi)有變化。
第二輸入線路38上的信號(hào)，其值隨電動(dòng)機(jī)電樞電流平均值而變化。為獲取此信號(hào)，將線路38經(jīng)由較高值選擇器39耦合到一對(duì)分別位于線路20至電動(dòng)機(jī)M1和M2連接線上的電流變換器上。這些變換器監(jiān)測(cè)著驅(qū)動(dòng)車輛的第一和第二車輪的這對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)M1和M2的電樞繞組中電流，而且獲取分別表示這些電流的平均值的反饋信號(hào)。因此線路38上的信號(hào)IA實(shí)際上表示兩電動(dòng)機(jī)電樞電流的較高平均值。
第三和第四線路40和41上的信號(hào)是分別表示轉(zhuǎn)速較低電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)速較高電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)。這些信號(hào)由轉(zhuǎn)速邏輯裝置42提供，轉(zhuǎn)速邏輯裝置42又經(jīng)由線路43和44耦合到一對(duì)分別與兩電動(dòng)機(jī)M1和M2的轉(zhuǎn)子有關(guān)的一般轉(zhuǎn)速傳感器45和46上。轉(zhuǎn)速傳感器45的輸出是其值隨電動(dòng)機(jī)M1轉(zhuǎn)子的角速度變化的信號(hào)W1，轉(zhuǎn)速傳感器46的輸出是其值隨電動(dòng)機(jī)M2轉(zhuǎn)子的角速度變化的信號(hào)W2。鑒于各電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子在傳動(dòng)上是用機(jī)械方法耦合到車輛的車輪，因而這些信號(hào)也分別表示第一和第二從動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)速。各信號(hào)W1和W2最好實(shí)際上是一系列振幅和持續(xù)時(shí)間恒定但其可調(diào)頻率正比于有關(guān)車輪的轉(zhuǎn)速的離散脈沖，該轉(zhuǎn)速可用單位時(shí)間的轉(zhuǎn)數(shù)或車輪輪胎圓周上的線速度(例如英里/小時(shí))表示。顯然，線路41上轉(zhuǎn)速較高的電動(dòng)機(jī)反饋信號(hào)W＞的值通常表示車輛的實(shí)際速度。
第五條輸入線路50出自方框51，方框51表示提供轉(zhuǎn)速參考信號(hào)W＊要求值的適當(dāng)裝置，這稍后即將更詳細(xì)地說(shuō)明。接至電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)控制裝置的第六條和第七條輸入線路52和54出自減速指令裝置55，減速指令裝置55在想要使車輛動(dòng)力減速(電動(dòng)減速)時(shí)在線路52上產(chǎn)生預(yù)定的指令信號(hào)，并在線路54上提供其值取決于車輛司機(jī)所要求的動(dòng)力減速的程度的減速信號(hào)。在電動(dòng)回轉(zhuǎn)期間，線路52上的信號(hào)最好處于高態(tài)或“1”，要控制減速時(shí)將其轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛻B(tài)或“0”。指令信號(hào)是因下列兩種情況之一發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的(即線路52上有一個(gè)1至0的過(guò)渡過(guò)過(guò)程);一種情況是司機(jī)踩壓車輛的減速腳板(圖中未示出)，另一種情況是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)超速給定值A(chǔ)，比較器77使線路85上產(chǎn)生0至1的過(guò)渡過(guò)程(見(jiàn)圖2)時(shí)。根據(jù)這種情況，電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)控制器會(huì)從電動(dòng)回轉(zhuǎn)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到減速工作狀態(tài)。在電動(dòng)回轉(zhuǎn)工作狀態(tài)下，線路28上控制信號(hào)的值表示IF與按IA的預(yù)定函數(shù)變化的參考值之間的任何差值或誤差。在減速工作狀態(tài)下，控制信號(hào)值表示IF與減速參考值之間的任何誤差，該減速參考值系在IA和實(shí)際電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的預(yù)定函數(shù)的范圍內(nèi)，通常由線路54上的減速信號(hào)確定。同時(shí)，一般驅(qū)動(dòng)裝置(圖1中未示出)使這對(duì)接觸器57和58同時(shí)閉合，從而將第一制動(dòng)電阻柵59連接在線路18和20之間，同時(shí)將第二制動(dòng)電阻柵60連接在線路19和20之間。這些電阻柵是用以消耗動(dòng)力減速工作狀態(tài)期間作為發(fā)電機(jī)的各電動(dòng)機(jī)M1和M2的電能輸出。各電動(dòng)機(jī)所施加的減速轉(zhuǎn)矩的大小是IA值與IF值的函數(shù)。在此工作狀態(tài)下，IA隨電動(dòng)機(jī)電樞繞組兩端產(chǎn)生的電壓而變化，所產(chǎn)生電壓的大小又正比于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和磁場(chǎng)勵(lì)磁。電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)繞組中勵(lì)磁電流的大小取決于電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)控制裝置輸出線路28上的控制信號(hào)的值;它會(huì)按需要增加或減少，以便使IF與減速參考值之間的任何誤減差減少到零。
電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)控制裝置是經(jīng)過(guò)適當(dāng)安排，使其可以履行1985年元月22日頒發(fā)給布萊克(Black)和麥克爾哈尼(McElhenny)且轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的美國(guó)專利4，495，449中所公開(kāi)和要求加以保護(hù)的自動(dòng)減速調(diào)節(jié)方法，本說(shuō)明書也將該專利的公開(kāi)內(nèi)容包括進(jìn)去以供參考。按照布萊克等人的專利，該減速調(diào)節(jié)器包括一比較裝置，用以將表示較低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的反饋信號(hào)與手動(dòng)設(shè)定的轉(zhuǎn)速參考信號(hào)W＊進(jìn)行比較，該參考信號(hào)的大小對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)需要進(jìn)行減速調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速。這種特點(diǎn)使車輛可以在減速工作方式下以預(yù)置受控的速度在下坡路上行駛，但當(dāng)司機(jī)要求增加減速作用而使線路54上較高的減速信號(hào)超控于減速調(diào)節(jié)作用時(shí)則例外。布萊克等人也教導(dǎo)如何在必要時(shí)將系統(tǒng)設(shè)計(jì)得使其自動(dòng)根據(jù)超過(guò)信號(hào)W＊所確定的預(yù)定轉(zhuǎn)速的較高電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速W＞在線路52上產(chǎn)生減速指令信號(hào)。
按照本發(fā)明，超速給定值A(chǔ)是按車輛的重量和車輛所趨近的任何新的坡道的坡度的函數(shù)而變化的。更詳細(xì)地說(shuō)，超速給定值是自動(dòng)調(diào)節(jié)到使車輛以對(duì)于給定負(fù)載和坡度的最大安全速度或接近該速度的速度趨近或進(jìn)入下坡道。
圖4示出了采用上述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)且適于沿車道以通常由操作即駕駛車輛的司機(jī)確定的可變速度運(yùn)輸載荷的輪式車輛。該車輛配備有響應(yīng)其所要運(yùn)輸?shù)妮d荷重量的重量檢測(cè)裝置86和獲取有關(guān)車輛所趨近的坡道的變化的信息的微波收發(fā)裝置87。重量傳感器86和微波收發(fā)裝置87各自的輸出都耦合到裝在驅(qū)動(dòng)控制器中且最好包括一微計(jì)算機(jī)的適當(dāng)數(shù)據(jù)處理裝置84上。重量傳感器86可以設(shè)計(jì)得使其只區(qū)別車輛空載和重載的情況或指示實(shí)際載重量。在最佳實(shí)施例中，坡度信息是從一系列包括無(wú)源發(fā)射機(jī)或本領(lǐng)域的技術(shù)人員所周知的那種“標(biāo)記”的路旁路標(biāo)，該發(fā)射機(jī)分別設(shè)在車道坡度變化較大的車道地帶附近。圖4中示意表示了這種發(fā)射機(jī)88。發(fā)射機(jī)88會(huì)根據(jù)收自駛近的車輛上的收發(fā)裝置87的驅(qū)動(dòng)信號(hào)給該收發(fā)裝置發(fā)回或反射回表示下一段路面的百分率坡度的編碼波。發(fā)射波與反射波之間消逝的時(shí)間提供了表示車輛至發(fā)射機(jī)的距離的“測(cè)距”信息。(發(fā)射機(jī)座另一側(cè)可能包括另一個(gè)發(fā)射機(jī)，供響應(yīng)來(lái)自反向行駛的車輛的信號(hào)，以表示不同的坡度。)圖5是本發(fā)明用以區(qū)別裝載和空載車輛的一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化電路圖。該實(shí)施例的重量檢測(cè)裝置(見(jiàn)圖4中的編號(hào)86)包括本技術(shù)領(lǐng)域周知的那種液壓敏感開(kāi)關(guān)90，該開(kāi)關(guān)最好裝在車輛傾卸車身的懸掛系統(tǒng)中，使其在車輛的傾卸車身裝有重載荷時(shí)受壓。開(kāi)關(guān)90產(chǎn)生車輛空載時(shí)為高(例如較正的電壓)車輛滿載時(shí)為低(例如處于地電位)的電輸出信號(hào)。該信號(hào)通過(guò)阻容濾波器92、94和電壓擊穿裝置(圖中以齊納二極管96表示)耦合到NPN晶體管開(kāi)關(guān)98的基極端子上。
晶體管開(kāi)關(guān)98包括一接地的發(fā)射極端子和一經(jīng)由線路99和電阻器100連接到較正的控制電源端子(圖5中以帶圈的十號(hào)表示)的集電極端子。只要車輛滿載，晶體管98就截止(即不導(dǎo)通)，于是線路99上的電壓的極性為正，且其值高。但當(dāng)車輛的傾卸車身空載時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)90往晶體管98的基極上加正電壓信號(hào)，于是晶體管98被偏置到接通即導(dǎo)通狀態(tài)，這時(shí)線路99上的電壓就減小到幾乎等于地電位。
線路99通過(guò)電阻器102和二極管104連接到PNP晶體管開(kāi)關(guān)106的基極上。晶體管106的發(fā)射極端子通過(guò)電阻器108連接到其基極上，而且還直接連接到控制電源的正極端子上。晶體管106的集電極端子通過(guò)可變電阻110連接到輸出端子111。第二變阻器112在電源正極十與輸出端子111之間提供與晶體管106并聯(lián)的電流通路。應(yīng)該指出的是，并聯(lián)通路的總電阻是晶體管106是否導(dǎo)通的函數(shù)。只要晶體管開(kāi)關(guān)98處于不導(dǎo)通狀態(tài)，線路99上的高正電壓就能有效地將晶體管106的發(fā)射極-基極結(jié)反向偏置，從而使晶體管106也處在斷開(kāi)即不導(dǎo)通狀態(tài)。這時(shí)電源正極十與輸出端子111之間的電阻值只由可變電阻器112的設(shè)定值確定。但若牽引車空載從而使晶體管98接通，則線路99上的電壓就下降到大致上接近地電位，因而將晶體管106偏置到其導(dǎo)通狀態(tài)，從而使電源正極十與輸出端子111之間電路的總電阻會(huì)減少由并聯(lián)可變電阻器110滑觸頭的設(shè)定值所確定的值。這樣，該電路就自動(dòng)區(qū)別開(kāi)車輛裝載和空載的情況。這種電路用在裝置73(圖2)中調(diào)節(jié)超速給定值A(chǔ)。將可變電阻器112的滑觸頭調(diào)定得使A達(dá)到重型車輛滿載運(yùn)輸時(shí)應(yīng)有的大小，且將可變電阻器110的滑觸頭調(diào)定得使A根據(jù)車輛的空載情況增加到所希望的較高電平。前面已經(jīng)談過(guò)，牽引車輛空載時(shí)，電動(dòng)機(jī)的最高安全轉(zhuǎn)速比牽引車載重時(shí)的大，而工作效率是通過(guò)上述超速給定值的自動(dòng)變化而改進(jìn)的。
在改變上述超帶給定值A(chǔ)的同時(shí)，還需要相應(yīng)地改變電動(dòng)機(jī)速度超控值MSO開(kāi)始使交流發(fā)電機(jī)經(jīng)整流的電壓VM向下朝零傾斜的最低轉(zhuǎn)速(B)。在圖2中，這個(gè)結(jié)果是通過(guò)在相加點(diǎn)75從A減去預(yù)定偏壓值得出的。圖6示出了達(dá)到同一結(jié)果的另一種裝置。圖6中，圖5的線路99分別經(jīng)由電阻器118和120以及二極管122和124連接到NPN晶體管開(kāi)關(guān)114和PNP晶體管開(kāi)關(guān)116的基極端子上。晶體管114與另一PNP晶體管開(kāi)關(guān)130級(jí)聯(lián)連接。晶體管114的集電極端子與晶體管130的基極通過(guò)負(fù)載電阻器126和二極管128互連，晶體管114的發(fā)射極端子接地;晶體管130的發(fā)射極端子通過(guò)電阻器132連接到自己的基極，并還直接連接到控制電源正極端子上。晶體管116的發(fā)射極端子通過(guò)電阻器134連接到自己的基極，而且還直接連接到控制電源的正極端子上。晶體管116和130的集電極端子分別通過(guò)電位器136和138接地。這些電位器136、138的可動(dòng)滑觸頭分別經(jīng)由二極管140和142以共用電阻器146接地，電阻器146極性較正的電壓設(shè)有一個(gè)輸出端子144。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，輸出端子144處的電壓值用以確定加到加法裝置70(圖2)的所述第二輸入值，該值對(duì)應(yīng)于速度超控值MSO會(huì)變正且開(kāi)始控制功率控制裝置27的輸出的轉(zhuǎn)速B。
現(xiàn)在說(shuō)明圖6電路的工作情況。每當(dāng)車輛滿載時(shí)，線路99上總有高的正電壓。這個(gè)電壓能有效地將PNP晶體管116的發(fā)射極-基極結(jié)反向偏置，從而使PNP晶體管116進(jìn)入截止即不導(dǎo)通狀態(tài)。同樣的電壓將NPN晶體管114的基極-發(fā)射極結(jié)正向偏置，從而使PNP晶體管114接通。流經(jīng)晶體管114的電流將成對(duì)的晶體管130的發(fā)射極-基極結(jié)正向偏置，從而使晶體管130也導(dǎo)通?？偟恼f(shuō)來(lái)，當(dāng)車輛負(fù)載時(shí)，晶體管116截止，晶體管130導(dǎo)通。于是/電位器136不通電，電位器138通電，輸出端子144處的電壓值取決于后一個(gè)電位器滑觸頭的位置。在本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用中，該電壓系選取得使給定速度B大致上比超速給定值A(chǔ)的滿載值小2英里/小時(shí)。
另一方面，若車輛的傾卸車身空載時(shí)，線路99上的電壓會(huì)減小到實(shí)質(zhì)上接近地電位的程度。這時(shí)各晶體管開(kāi)關(guān)的其導(dǎo)通狀態(tài)倒轉(zhuǎn);晶體管116的發(fā)射極-基極結(jié)正向偏置，于是此晶體管導(dǎo)通，同時(shí)級(jí)聯(lián)連接的兩個(gè)晶體管114和130都反向偏置，從而截止。結(jié)果，電位器136通電，電位器138不通電，于是輸出端子144處的電壓值取決前一個(gè)電位器滑觸頭的位置。一般說(shuō)來(lái)，電位器136的滑觸頭調(diào)定得使其電平高于電位器138的滑觸頭，從而使輸出電壓，因而給定速度B，可根據(jù)車輛的空載情況按需要加以提高。
此外最好也使速度參考信號(hào)W＊跟蹤與車輛重量有關(guān)的超速設(shè)定值A(chǔ)。前面已經(jīng)談過(guò)，W＊是當(dāng)各牽引電動(dòng)機(jī)在此工作狀態(tài)下工作時(shí)用以設(shè)定布萊克等人的自動(dòng)減速調(diào)節(jié)器所能保持的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。圖7示出了改進(jìn)現(xiàn)有技述速度參考信號(hào)提供裝置51(圖1)使W＊跟蹤A的裝置。圖7中，方框148表示布萊克等人所提出的手動(dòng)選擇W＊值的適當(dāng)裝置。此裝置的輸出值給一般的低值選擇器149提供其兩個(gè)輸入中的一個(gè)輸入，選擇器149的另一個(gè)輸入為速度值“C”。適當(dāng)裝置150是為從線路74上可調(diào)節(jié)的超速設(shè)定值A(chǔ)(圖2)獲取后一個(gè)值而設(shè)的，因而C是小于A的期望常數(shù)值。另一方面，裝置150也可以不連接到線路74上而接到線路99(圖5)上，且配置得使速度值C在車輛滿載時(shí)等于第一預(yù)定值，在牽引車空載時(shí)等于不相同的更高預(yù)定值。
無(wú)論在哪一種情況下，選擇器149會(huì)選取其兩個(gè)輸入值中較低的一個(gè)作為速度參考信號(hào)W＊。后一信號(hào)經(jīng)由手動(dòng)開(kāi)關(guān)151、雙穩(wěn)態(tài)開(kāi)關(guān)裝置152和線路50饋到電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)控制器(圖1)上。各開(kāi)關(guān)151和152具有與圖7所示的不同的另一位置。當(dāng)車輛司機(jī)用手使開(kāi)關(guān)151處于其另一位置或踩壓使開(kāi)關(guān)152驅(qū)動(dòng)到其另一位置的油門踏板時(shí)，線路50會(huì)與選擇器149斷開(kāi)，而連接到控制電源正極端子+上，從而使W＊上升到高正值。不然，除非選值裝置148的輸出已調(diào)定得小于C，W＊就等于C。速度值C取決于車輛的重量，其值在車輛空載時(shí)比滿載時(shí)的高。較高速度值會(huì)使車輛在自動(dòng)減速調(diào)節(jié)起作用的情況下在空載時(shí)比在負(fù)載時(shí)快的最高安全速度下行車。
在本發(fā)明的本最佳實(shí)施例中(示于圖8)，超速設(shè)定值A(chǔ)是按車輛的重量和車輛所趨近的任何新坡道的坡度的函數(shù)變化的。在此情況下，重量檢測(cè)裝置(見(jiàn)圖4中的編號(hào)86)包括負(fù)載傳感器153，傳感器裝在車輛的傾卸車身的懸掛系統(tǒng)中，且適當(dāng)設(shè)計(jì)得使其提供其值隨傾卸車身中的載重量而變化的電輸出信號(hào)。該輸出信號(hào)在放大器154經(jīng)過(guò)放大，放大器154的輸出則經(jīng)由普通的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器155耦合到裝在車輛上的微計(jì)算機(jī)156的一個(gè)輸入端口上。這樣，該微計(jì)算機(jī)從傳感器153接收隨車輛載重量而變化的重量反饋值。
微計(jì)算機(jī)156相當(dāng)于圖4中所示的數(shù)據(jù)處理裝置84。如圖8中的示意圖所示，與微計(jì)算機(jī)有聯(lián)系的適當(dāng)裝置157將某些預(yù)定的參數(shù)加以輸入。這些參數(shù)與特定車輛的已知特性(例如，輪胎的大小、傳動(dòng)比、空車重量、電動(dòng)減速過(guò)程中減速力隨速度的特性變化)有關(guān)，且與車輛的具體使用環(huán)境有關(guān)(例如最高速度限制)。預(yù)定的各參數(shù)，連同至少一個(gè)預(yù)定的查閱表(下面即將談到)一起，系貯存在微計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器158中。微計(jì)算機(jī)系編程得使其計(jì)算車輛的實(shí)際總重量(GVW)，計(jì)算的方法是將載重量(用來(lái)自負(fù)載傳感器153的重量反饋值表示)加上貯存在存儲(chǔ)器158的空車重量。
上面已經(jīng)指出，圖4中所示的車輛配備有與外部發(fā)射機(jī)通信、提供有關(guān)車輛即將行駛過(guò)的下一個(gè)主要坡道的變化的信息的收發(fā)裝置87。圖8中示出了一個(gè)這種發(fā)射機(jī)88。這種發(fā)射機(jī)是沿車道邊上距坡度變化處預(yù)定距離“D”處安置的。發(fā)射機(jī)88受到不斷由收發(fā)裝置87以預(yù)定頻率發(fā)送的微波信號(hào)的詢問(wèn)。車輛一旦進(jìn)入發(fā)射機(jī)的視野范圍(例如與垂直方向上成±22.5度)內(nèi)，且駛近到與發(fā)射機(jī)靠近得足以使其處在通信范圍內(nèi)(例如最大約為150英尺)時(shí)，詢問(wèn)信號(hào)中就有足夠的能量使發(fā)射機(jī)能給收發(fā)裝置發(fā)回表示新坡道的坡度百分率(“%”)經(jīng)適當(dāng)編碼的反射信號(hào)。(必要時(shí)也可以對(duì)反射信號(hào)進(jìn)行編碼以表示距離D。)發(fā)送微波與收到反射波兩者之間所經(jīng)歷的時(shí)間可以衡量在車輛上的收發(fā)裝置與反射微波的物體之間的間隔或距離“X”，該物體可以是表示坡度的發(fā)射機(jī)或安置在附近的另一個(gè)路旁路標(biāo)。所有這些數(shù)據(jù)都使其通過(guò)譯碼器160，然后輸送到編程得使其按下述的方式處理該數(shù)據(jù)的微計(jì)算機(jī)156中。若X小于預(yù)定的最小距離(例如10英尺)，則車輛可能距發(fā)射機(jī)88太近，以致不能確保來(lái)自收發(fā)裝置87的距離信息的精確性和可靠性，而為使人注意到此事件，微計(jì)算機(jī)中的最小距離功能元件162驅(qū)動(dòng)警報(bào)器164。一經(jīng)驅(qū)動(dòng)，警報(bào)器164會(huì)保持被驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，起碼歷時(shí)預(yù)定的短時(shí)間。
微計(jì)算機(jī)156利用表示新坡道的坡度(%)和車輛總重量(GVW)的數(shù)據(jù)修正車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的超速設(shè)定值A(chǔ)，從而使?fàn)恳囕v進(jìn)入新坡道時(shí)的最高安全速度選定最佳值。這最好是通過(guò)往存儲(chǔ)器158中存入一個(gè)查閱表，該查閱表包含對(duì)應(yīng)于所期望的各種坡度(%)與車輛總重量(GVW)的組合的A值的預(yù)定值地址。下坡道的坡度越小，期望設(shè)定值A(chǔ)的值越大。車輛的載重量越小，期望設(shè)定值A(chǔ)的值越大。對(duì)各不同的坡度(%)與車輛總重量(GVW)的離散值(或離散范圍內(nèi)的各值)的組合，微計(jì)算機(jī)就可以在該查閱表中查到指定的地址，并自動(dòng)將存儲(chǔ)在該地址的值傳輸?shù)较鄳?yīng)調(diào)節(jié)設(shè)定值A(chǔ)用的適當(dāng)裝置166中。這樣，微計(jì)算機(jī)就能有效地確定與牽引車的總重和牽引車所趨近的任何新坡道的坡度成反比的最高驅(qū)動(dòng)速度。
無(wú)論如何調(diào)節(jié)超速設(shè)定值A(chǔ)，最低速度B就有相應(yīng)的變化，上述超速性能就在最低速度B變化的情況下起作用。這可以通過(guò)賦予裝置166跟蹤功能或在存儲(chǔ)器158中設(shè)另一個(gè)含有坡度(%)與車輛總重量(GVW)不同組合方式的B的希望值的地址的查閱表來(lái)完成。車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力控制裝置27(見(jiàn)圖1和2)按下列方式自動(dòng)響應(yīng)A和B的任何降低若B的新設(shè)定值小于實(shí)際速度W＞，則電動(dòng)機(jī)速度超控極限MSO就能有效地降低交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)的勵(lì)磁和電壓VM;若超速設(shè)定值A(chǔ)的新值小于W＞，則超速性能一旦將VM降低到基本上等于0(如交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電流下降到低閾值〔K2〕所示的那樣)時(shí)，比較器77和79就起作用，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置82。接觸器P就即刻和自動(dòng)地響應(yīng)后一事件使線路19脫離整流電橋17，從而使各牽引電動(dòng)機(jī)完全斷電。同時(shí)，接觸器57、58閉合，將動(dòng)力制動(dòng)電阻柵59、60跨接在電動(dòng)機(jī)電樞繞組兩端，減速指令裝置55經(jīng)由線路85啟動(dòng)，且負(fù)載參考值線路64連接到恒定值源68，從而將工作狀態(tài)從驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換到電力減速狀態(tài)，如前面已談過(guò)的那樣。這時(shí)各牽引電動(dòng)機(jī)施加最大的減速作用力，于是車輛減速，直到W＞不再超過(guò)A的新值為止。
微計(jì)算機(jī)156最好這樣加以編程，使得當(dāng)車輛以高于其所趨近的下坡路的特定坡度的最高安全速度的速度趨近下坡路時(shí)，車輛一旦距該坡道的邊緣某一適當(dāng)距離“Y”，其超速設(shè)定值A(chǔ)就改變到低值，從而使車輛能在實(shí)際達(dá)到該坡度變化之前減速到新的超速限制。換句話說(shuō)，A是在坡度發(fā)生變化之前某一足以使動(dòng)力減速動(dòng)作使?fàn)恳嚋p慢到沿下坡路下行的安全速度的距離而減小的。該減小過(guò)程可以一步完成，也可以一系列兩個(gè)或兩個(gè)以上較小的減速檔完成。無(wú)論在兩者的哪一種情況下，車輛的實(shí)際速度和重量以及新的超速設(shè)定值都是已知的，因而坡度變化處與趨近的牽引車之間的實(shí)際距離可以通過(guò)將所測(cè)出的測(cè)程距離X加到發(fā)射機(jī)88至坡度變化處的距離D計(jì)算出來(lái)(若D對(duì)沿車道的所有坡度變化處相當(dāng)恒定則可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器158中;不然也可將其在來(lái)自各路旁發(fā)射機(jī)的反射信號(hào)中特別加以編碼)。根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)，微計(jì)算機(jī)確定超速設(shè)定值A(chǔ)應(yīng)加以減小處的距離Y，把使交流發(fā)電機(jī)的電壓VM降到零的所有步驟所需的固有時(shí)延(例如大約1秒)也考慮進(jìn)去，使接觸器P斷開(kāi)，并在一開(kāi)始進(jìn)行這些步驟時(shí)使接觸器57和58閉合。只有當(dāng)實(shí)際距離等于或小于Y時(shí)，設(shè)定值調(diào)節(jié)裝置166才被啟動(dòng)。
為進(jìn)一小說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容，現(xiàn)在舉一個(gè)如何確定距離Y的實(shí)例。在該實(shí)例中，下列各參數(shù)是預(yù)先設(shè)定的或者是可以求出的車輛傾卸車身的載重量480，000磅;
車輛總重量GVW＝830，000磅;M＝GVW/g＝25，776磅-秒2/英尺;
車輛在平坦車道上的行駛速度30英里/小時(shí);
所趨近的下坡路坡度8%;
車輛在8%坡度的向前作用力＝66，400磅(＝0.08GVW);
在8%坡度上下行時(shí)動(dòng)力減速動(dòng)作所能保持的最高恒速＝18.6英里/小時(shí)(這可從該特定車輛電動(dòng)減速特性的減速力對(duì)速度的關(guān)系曲線上減速力等于向前作用力的一點(diǎn)上求出);
在該GVW和坡度下的最大安全速度小于18.6英里/小時(shí);
因而超速設(shè)定值查閱表中載有其值對(duì)應(yīng)于16英里/小時(shí)的地址;
30英里/小時(shí)下的減速力“F1”＝27，000磅(根據(jù)曲線);
16英里/小時(shí)下的減速力“F2”＝86，000磅(根據(jù)曲線)。
根據(jù)這些數(shù)據(jù)，微計(jì)算機(jī)156估算牽引車在電動(dòng)減速狀態(tài)下以最大的減速力從30英里/小時(shí)減速到16英里/小時(shí)所需的時(shí)間，以及在該時(shí)間內(nèi)所行駛過(guò)的距離。下面的數(shù)段內(nèi)容概述估算后一個(gè)距離的一般過(guò)程。
車輛從其現(xiàn)行30英里/小時(shí)的速度減速到16英里/小時(shí)的新速度時(shí)的平均速度為(30+16)÷2＝23英里/小時(shí)，或33.7英尺/秒。應(yīng)用周知的F(力)等于M(質(zhì)量)乘上加速度的公式計(jì)算出初始減速度＝F1/M＝1.05英尺/秒2，最終減速度＝F2/M＝3.33A英尺/秒2，并求出其平均值。在2.19英尺/秒2的平均減速度下，車輛會(huì)在等于兩速度(30英里/小時(shí)和16英里/小時(shí))差除以平均減速度所得到的時(shí)間t即9.36秒內(nèi)從30英里/小時(shí)(即44英尺/秒)減速到16英里/小時(shí)(即23.5英尺/秒)。在該時(shí)間內(nèi)所行駛過(guò)的距離等于時(shí)間t與平均速度33.7英尺/秒的乘積，即315英尺。車輛在需要開(kāi)始電動(dòng)減速所需的1秒時(shí)間內(nèi)以30英里/小時(shí)的速度所行駛過(guò)的距離為44英尺。因此取Y設(shè)定為360英尺以上。在此實(shí)例中，可以將發(fā)射機(jī)安置在距坡度變化處250英尺的地方，且可以啟動(dòng)設(shè)定值調(diào)節(jié)裝置166，以便在每當(dāng)路旁發(fā)射機(jī)與趨近的牽引車之間的實(shí)際距離X減少到110英尺時(shí)，將超速設(shè)定值減小到16英里/小時(shí)。
若微波收發(fā)裝置的最大通信距離大得足以能夠進(jìn)行通信的程度，則可以通過(guò)將微計(jì)算機(jī)編程得使Y大得足以使車輛在到達(dá)路旁發(fā)射機(jī)的位置之前達(dá)到新的較低的最高安全速度，且從而可以在最小距離警報(bào)器164處于啟動(dòng)狀態(tài)，實(shí)際速度超過(guò)新的最大速度時(shí)警告車輛司機(jī)使用減速腳踏板來(lái)提供安全系數(shù)。在發(fā)出這種警告的情況下，當(dāng)車輛在駛過(guò)從發(fā)射機(jī)至下坡道邊緣的距離D時(shí)，還有時(shí)間進(jìn)一步減速。作為本發(fā)明的另一種方案，D是隨新坡道的坡度而變化的，因而坡道越陡，牽引車進(jìn)入該坡道之前可用以進(jìn)行減速的距離越大。
路旁發(fā)射機(jī)不僅安置在車道坡度變化大的地方附近，而且也安置在十字路口附近。當(dāng)快速行駛的牽引車輛來(lái)到十字路口發(fā)射機(jī)的通信距離以內(nèi)時(shí)，其超速設(shè)定值A(chǔ)和最低超控速度B就會(huì)按上述趨近下坡路時(shí)的方式那樣自動(dòng)減小，從而確保無(wú)論給進(jìn)入特定道路交叉口的空載車輛規(guī)定什么樣的速度限制都不會(huì)超過(guò)最高速度。得出的減速度使司機(jī)有更多的時(shí)間可以查看在旁路趨近的車輛，從而避免兩輛車同時(shí)進(jìn)入道路交叉口時(shí)可能發(fā)生的事故。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，通過(guò)這樣編程微計(jì)算機(jī)156使本發(fā)明具有“自動(dòng)防止故障”的特點(diǎn)，即根據(jù)在預(yù)定距離行駛而沒(méi)有遇到來(lái)自路旁發(fā)射機(jī)的反射微波信號(hào)的車輛的情況將超速設(shè)定值A(chǔ)自動(dòng)設(shè)定到查閱表中的最小值。圖9示意示出了這個(gè)特點(diǎn)。實(shí)際行程是速度W＞對(duì)時(shí)間的積分，用積分裝置168即可測(cè)出。車輛每當(dāng)距路旁發(fā)射機(jī)相當(dāng)近時(shí)，最小距離功能元件162會(huì)促使裝置170使積分器168復(fù)位，從而自動(dòng)將距離反饋值在該積分器的輸出端重復(fù)循環(huán)使其恢復(fù)到其靜態(tài)值(例如零)。當(dāng)距離反饋值超過(guò)預(yù)定值K3時(shí)，比較器172就啟動(dòng)裝置174，以選擇最低超速設(shè)定值A(chǔ)。K3大致對(duì)應(yīng)于車輛在行車中要經(jīng)過(guò)的路旁先后兩個(gè)發(fā)射機(jī)之間車道最長(zhǎng)的平坦部分的長(zhǎng)度。這個(gè)距離與用途有關(guān)，在一般鐵礦中，它可能為1，500英尺，而在一般的煤礦中則可能僅為其十分之一。顯然，這種自動(dòng)防止故障的特點(diǎn)確保在路旁發(fā)射機(jī)有一個(gè)損壞或遺失的異常情況時(shí)較低的超速設(shè)定值。
上面談到的是包括一對(duì)能驅(qū)動(dòng)或使?fàn)恳囕v的車輪減速的可調(diào)速電動(dòng)機(jī)的牽引車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括根據(jù)速度參考值確定車輛的最高驅(qū)動(dòng)速度或超速限制的設(shè)備。按照本發(fā)明，車輛上配備有重量檢測(cè)裝置，用以提供表示車輛載重量測(cè)定值的反饋信號(hào)，還配備有根據(jù)該信號(hào)調(diào)節(jié)速度參考值使超速限制與車輛總重量成反比的裝置。其中一個(gè)形式是由裝在車輛懸掛裝置上的壓力開(kāi)關(guān)提供重量反饋信號(hào)，該信號(hào)在牽引車負(fù)載時(shí)表示第一種邏輯意義，在牽引車空載時(shí)表示第二邏輯意義。在另一個(gè)實(shí)施例中，由重量傳感器提供其值隨載重量而變化的反饋信號(hào)。
本發(fā)明還包括裝在車輛上的發(fā)射器接收器裝置，用以與路旁路標(biāo)通信，從而觸發(fā)車輛超速限制的某些自動(dòng)變化。這些路標(biāo)設(shè)置在坡度變化處附近和車道的交叉處。通信鏈路最好是構(gòu)制和安排得可以獲取經(jīng)編碼表示車輛所趨近的下一段車道的坡度的數(shù)據(jù)，此外還設(shè)有一個(gè)根據(jù)這些數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)速度參考值從而使超速限制與新坡度成反比關(guān)系的裝置。本發(fā)明一種最佳形式是在一微計(jì)算機(jī)中實(shí)施的，該微計(jì)算機(jī)具有存儲(chǔ)多個(gè)用數(shù)字表示速度參考值的存儲(chǔ)器，微計(jì)算機(jī)工作時(shí)用以選擇所檢測(cè)出的重量和新坡度的適當(dāng)值，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)在出現(xiàn)任何新的更陡的下坡路之前采用所選取的值，使車輛有足夠的時(shí)間在進(jìn)入新的坡道之前從現(xiàn)行的速度減速到新的速度限制。通過(guò)如此使超速限制適應(yīng)車輛載重量的變化和車道坡度的變化，車輛就能在符合安全要求的盡可能高的速度下運(yùn)行。只要車輛是空載或者是在平坦的道路上行駛，超速限制是較高的。每當(dāng)車輛載重量大時(shí)，超速限制就自動(dòng)下降。當(dāng)需要防止?fàn)恳囕v過(guò)快地駛過(guò)道路交叉口或防止以超過(guò)該特定載荷和坡度的最高安全速度的速度進(jìn)入下坡路時(shí)，超速限制也自動(dòng)下降。因此，車輛的作業(yè)效率就處于最佳狀態(tài)而無(wú)需冒以“失控”速度下坡的風(fēng)險(xiǎn)。車輛的速度高得使現(xiàn)行電動(dòng)減速的減速力小于車輛往前的重力時(shí)就可能會(huì)產(chǎn)生失控現(xiàn)象。
盡管本發(fā)明是按被認(rèn)為是最佳實(shí)施例而進(jìn)行說(shuō)明的，但并不是因此要使本發(fā)明受所公開(kāi)的實(shí)施例的限制，而是應(yīng)將本發(fā)明的全部精神實(shí)質(zhì)和范圍應(yīng)包括在所附的權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種適宜以可變速度沿車道運(yùn)輸載荷的輪式牽引車經(jīng)改進(jìn)的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該牽引車輛配備有重量檢測(cè)裝置，用以區(qū)別車輛負(fù)重載與車輛空載之間的載荷情況，該系統(tǒng)包括多個(gè)可調(diào)速的牽引電動(dòng)機(jī)，在傳動(dòng)上與車輛上的車輪機(jī)械耦合，且工作時(shí)交替處在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)和電動(dòng)減速狀態(tài)；速度反饋值獲取裝置，與各電動(dòng)機(jī)有聯(lián)系，用以獲取表示車輛實(shí)際速度的速度反饋值；一可控電源，其輸出以激勵(lì)關(guān)系電耦合到各電動(dòng)機(jī)上；速度參考值提供裝置，用以提供確定車輛在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的最高速度的速度參考值；和電動(dòng)機(jī)去激勵(lì)兼工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換裝置，用以根據(jù)速度反饋值和參考值之間的關(guān)系使各牽引電動(dòng)機(jī)去勵(lì)磁，并用以根據(jù)實(shí)際速度變得大于所述最高速度的情況將工作狀態(tài)從驅(qū)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到減速狀態(tài)；其改進(jìn)在于，包括速度參考值自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，它連接到牽引車輛上的重量檢測(cè)裝置，用以自動(dòng)調(diào)節(jié)所述速度參考值，從而使最高驅(qū)動(dòng)速度在所述負(fù)載狀態(tài)確實(shí)時(shí)低于在所述空載狀態(tài)確實(shí)時(shí)的值。
2.如權(quán)利要求1的對(duì)一個(gè)具有提供隨載重量而變化的重量反饋值的重量檢測(cè)裝置的車輛所進(jìn)行的改進(jìn)，其特征在于，所述參考值調(diào)節(jié)裝置根據(jù)所述重量反饋值在該值減小時(shí)增加所述最高速度。
3.如權(quán)利要求2所述的改進(jìn)，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置也根據(jù)車輛的空載重量動(dòng)作，且可以有效地確定反比于車輛總重量的最高速度。
4.如權(quán)利要求2所述的改進(jìn)，其特征在于，重量檢測(cè)裝置包括一裝在牽引車懸掛裝置的負(fù)載傳感器，所述傳感器提供其大小正比于車輛載重量的信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的經(jīng)改進(jìn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，且該系統(tǒng)包括電源控制裝置，該控制裝置包括一速度超控器件，在車輛速度超過(guò)低于所述最高速度的最低速度時(shí)促使電源減少其對(duì)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的所述各牽引電動(dòng)機(jī)的激勵(lì)，其特征在于，所述參考值調(diào)節(jié)裝置能有效地將所述最低速度自動(dòng)設(shè)定到使其在所述負(fù)載狀態(tài)確實(shí)時(shí)低于在所述空載狀態(tài)確實(shí)時(shí)的值。
6.如權(quán)利要求5所述的經(jīng)改進(jìn)的系統(tǒng)，其特征在于，所述速度超控器件會(huì)在車輛速度從所述最低速度升高到所述最高速度時(shí)促使電動(dòng)機(jī)的激勵(lì)降到零。
7.如權(quán)利要求5所述的對(duì)一個(gè)具有提供隨載重量而變化的重量反饋值的重量檢測(cè)裝置的車輛所進(jìn)行的改進(jìn)，其特征在于，所述參考值調(diào)節(jié)裝置根據(jù)所述重量反饋值在該值減小時(shí)增加所述最低速度。
8.如權(quán)利要求7所述的改進(jìn)，其特征在于，所述最低速度跟蹤所述最高速度。
9.如權(quán)利要求1所述具有適宜從一外來(lái)信號(hào)源接收表示一所要求的速度限制的編碼的信號(hào)的通信裝置的車輛，其特征在于，所述參考值調(diào)節(jié)裝置能有效地根據(jù)所述通信裝置收到所述編碼信號(hào)的情況按需要自動(dòng)改變所述參考值，以確保最高驅(qū)動(dòng)速度不超過(guò)所述速度限制。
10.一個(gè)適宜以可變速度沿車道運(yùn)輸載荷的輪式車輛經(jīng)改進(jìn)的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該車輛配備有適宜從一外來(lái)信號(hào)源接收表示所要求的速度限制的編碼信號(hào)的通信裝置，該系統(tǒng)包括多臺(tái)可調(diào)速的牽引電動(dòng)機(jī)，在傳動(dòng)上與車輛上的各車輪機(jī)械耦合，且工作時(shí)交替處在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)和電動(dòng)減速狀態(tài);速度反饋值獲取裝置，與各電動(dòng)機(jī)有聯(lián)系，用以獲取表示車輛實(shí)際速度的速度反饋值;一可控電源，其輸出以激勵(lì)關(guān)系耦合到各電動(dòng)機(jī)上;速度參考值提供裝置，用以確定車輛在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的最高速度的速度參考值;和電動(dòng)機(jī)去激勵(lì)兼工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換裝置，用以根據(jù)速度反饋值和參考值之間的關(guān)系使各牽引電動(dòng)機(jī)去激勵(lì)，并用以根據(jù)實(shí)際速度變得越來(lái)越大于所述最高速度的情況，將工作狀態(tài)從驅(qū)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到減速狀態(tài);其改進(jìn)在于包括連接到車輛上的通信裝置且能有效地根據(jù)所述編碼信號(hào)的接收情況按需要自動(dòng)調(diào)節(jié)所述速度參考值以確保最大驅(qū)動(dòng)速度不致超過(guò)所述所要求的速度限制的裝置。
11.一種適宜沿著在車道坡度顯著變化處附近分別設(shè)置一系列路旁路標(biāo)的車道上運(yùn)輸載荷的輪式牽引車輛的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該車輛配備有適宜在其依次趨近各路標(biāo)時(shí)接收編碼信號(hào)的通信裝置，來(lái)自各路標(biāo)的信號(hào)表示車輛所趨近的新坡道的坡度，該系統(tǒng)包括多臺(tái)可調(diào)速的牽引電動(dòng)機(jī)，這些電動(dòng)機(jī)在傳動(dòng)上與車輛上的各車輪機(jī)械耦合，且工作時(shí)交替處在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)和電動(dòng)減速狀態(tài);速度反饋值獲取裝置，與各電動(dòng)機(jī)有聯(lián)系，用以獲取表示車輛實(shí)際速度的速度反饋值;一可控電源，其輸出以激勵(lì)關(guān)系耦合到各電動(dòng)機(jī)上;速度參考值提供裝置，用以提供確定車輛在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的最高速度參考值;和電動(dòng)機(jī)去激勵(lì)兼工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換裝置，用以根據(jù)速度反饋和參考值之間的關(guān)系使各牽引電動(dòng)機(jī)去激勵(lì)，并用以根據(jù)實(shí)際速度變得大于所述最高速度的情況，將工作狀態(tài)從驅(qū)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到減速狀態(tài);所述改進(jìn)包括連接到車輛上的通信裝置、且可以有效地根據(jù)某一編碼信號(hào)的接收自動(dòng)調(diào)節(jié)所述速度參考值、從而使最高驅(qū)動(dòng)速度反比于車輛所趨近的任何新的下坡道的坡度的裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的經(jīng)改進(jìn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，且包括電源控制裝置，該控制裝置包括一速度超控器件，該器件在牽引車速度超過(guò)低于所述最高速度的最低速度時(shí)使驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的所述各牽引電動(dòng)機(jī)去激勵(lì)，所述參考值調(diào)節(jié)裝置能有效地根據(jù)所述通信裝置收到編碼信號(hào)的情況自動(dòng)改變所述最低速度的設(shè)定值，從而使所述最低速度反比于車輛所趨近的任何新下坡道的坡度。
13.如權(quán)利要求11所述的經(jīng)改進(jìn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，通信裝置包括微波發(fā)射和接收裝置，且各路旁路標(biāo)包括一為通信裝置發(fā)送來(lái)的微波所激勵(lì)時(shí)反射編碼微波信號(hào)的無(wú)源發(fā)射機(jī)。
14.如權(quán)利要求11所述的經(jīng)改進(jìn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括一距離反饋值獲取裝置，用以根據(jù)所述速度反饋值獲取隨車輛所駛過(guò)的距離而增加的距離反饋值;距離反饋值復(fù)位裝置，用以根據(jù)所述編碼信號(hào)在車輛距路旁路標(biāo)較近時(shí)使所述距離反饋值恢復(fù)到其靜態(tài)值;和所述距離反饋值超過(guò)確保所述速度參考值較低的預(yù)定值時(shí)工作的裝置。
15.如權(quán)利要求11所述對(duì)配備有提供隨車輛的載重量而變化的重量反饋值的檢測(cè)裝置的車輛所作的改進(jìn)，其特征在于，所述參考值調(diào)節(jié)裝置能在所述重量反饋值減小時(shí)有效地使所述最高速度增加。
16.如權(quán)利要求15所述的對(duì)具有與通信裝置有聯(lián)系、用以測(cè)定路標(biāo)與駛近的車輛之間的實(shí)際距離的裝置的牽引車進(jìn)行的改進(jìn)，該牽引車還包括(a)最高速度確定裝置，用以根據(jù)重量反饋值，根據(jù)編碼信號(hào)所表示的坡度，和根據(jù)給定的減速力對(duì)牽引車輛的關(guān)系特性確定牽引車能在電動(dòng)減速狀態(tài)下安全下行新的下坡坡道所要求的最高速度;(b)行程估計(jì)裝置，用以根據(jù)車輛以速度反饋值表示的現(xiàn)行速度，根據(jù)所述要求的最高速度，和根據(jù)所述給定特性估計(jì)車輛在電動(dòng)減速狀態(tài)下從其現(xiàn)行速度減速到所述要求的最高速度應(yīng)行駛的距離，所述參考值調(diào)節(jié)裝置系配置得使其能在每當(dāng)所述實(shí)際距離減小到所述估計(jì)出的距離所確定的某數(shù)時(shí)有效地把最高驅(qū)動(dòng)速度改變到所述要求的最高速度，從而使?fàn)恳囘M(jìn)入新下坡道時(shí)，其實(shí)際速度不會(huì)超過(guò)所述要求的最高速度。
17.如權(quán)利要求16所述的改進(jìn)，其特征在于，所述參考值調(diào)節(jié)裝置包括一微計(jì)算機(jī)，微計(jì)算機(jī)具有貯存多個(gè)分別對(duì)應(yīng)于載重量與車道坡度的各種可能組合所要求的最高速度的不同速度參考值的存儲(chǔ)裝置，所述微計(jì)算機(jī)工作時(shí)用以選擇特定的分派給重量檢測(cè)裝置所測(cè)出的重量與通信裝置所收到的編碼信號(hào)所表示的坡度的實(shí)際組合的存儲(chǔ)值。
18.一種調(diào)節(jié)這樣一種輪式車輛的最高驅(qū)動(dòng)速度的方法該車輛具有一傾卸車身，用以運(yùn)輸載荷;重量檢測(cè)裝置，用以區(qū)別傾卸車身中載有重載荷的負(fù)載情況和空載時(shí)的空載情況;多臺(tái)可調(diào)速的直流電動(dòng)機(jī)，在傳動(dòng)上與車輛上的各車輪機(jī)械耦合，工作時(shí)交替處在可變速驅(qū)動(dòng)狀態(tài)和電動(dòng)減速狀態(tài);速度反饋值獲取裝置，與各電動(dòng)機(jī)有聯(lián)系，用以獲取表示車輛實(shí)際速度的速度反饋值;一可控電源，其輸出以激勵(lì)關(guān)系電耦合到各電動(dòng)機(jī)上;速度參考值提供裝置，用以提供確定車輛在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的最高速度的速度參考值;牽引電動(dòng)機(jī)去激勵(lì)兼工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換裝置，用以根據(jù)速度反饋與參考值之間的關(guān)系使?fàn)恳妱?dòng)機(jī)去激勵(lì)，并用以根據(jù)實(shí)際速度變得高于所述最高速度的情況將工作狀態(tài)從驅(qū)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到減速狀態(tài);和電源控制裝置，用以控制電源使得車輛的速度超過(guò)低于所述最高轉(zhuǎn)速的最低轉(zhuǎn)速時(shí)減少對(duì)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的所述牽引電動(dòng)機(jī)的激勵(lì);其特征在于，該方法包括下列步驟自動(dòng)調(diào)節(jié)所述速度參考值，使得最高驅(qū)動(dòng)速度在所述負(fù)載情況確實(shí)時(shí)低于所述空載情況確實(shí)時(shí)的值;和自動(dòng)調(diào)定所述最低速度，使其當(dāng)所述負(fù)載情況確實(shí)時(shí)低于所述空載情況確實(shí)時(shí)的水平。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，用于具有適宜從外部信號(hào)源接收表示所要求的速度限制的編碼信號(hào)的通信裝置的車輛，其特征在于，該方法還包括這樣的步驟當(dāng)所述通信裝置接收所述編碼信號(hào)時(shí)，有效地按需要自動(dòng)地改變所述參考值，確保該最高驅(qū)動(dòng)速度不致超過(guò)所述限制。
全文摘要
適宜運(yùn)輸載荷的牽引車輛的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該車配有區(qū)別負(fù)載和空載情況的重量檢測(cè)裝置和適宜從外部信號(hào)源接收表示給定速度限制的編碼信號(hào)的通信裝置，該系統(tǒng)有驅(qū)動(dòng)一對(duì)車輪的電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)可控電源、根據(jù)車實(shí)際速度變得高于所要求最高速度將工作狀態(tài)從驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換到電動(dòng)減速狀態(tài)的裝置、和連接到重量檢測(cè)裝置和通信裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)最高驅(qū)動(dòng)速度，使其在所述負(fù)載情況確實(shí)時(shí)低于所述空載情況確實(shí)時(shí)的值，并按需要自動(dòng)改變最高驅(qū)動(dòng)速度、以防其超過(guò)所述編碼信號(hào)表示的速度限制的裝置。
文檔編號(hào)B60L15/20GK1051890SQ9010931
公開(kāi)日1991年6月5日 申請(qǐng)日期1990年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月20日
發(fā)明者弗朗西斯·邁克爾·格拉寶斯基 申請(qǐng)人:通用電氣公司