JP3184888B2 - 産業用車両の走行駆動装置 - Google Patents
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Description
駆動車輪を駆動して走行する産業用車両、たとえば荷役
現場や建設現場などで使用されるダンプトラック、ホイ
ールローダ、フォークリフト、コンテナキャリヤなどの
走行駆動装置に関するものである。
8により説明する。産業用車両を走行させる4輪の各駆
動車輪1(左前輪1A,右前輪1B,左後輪1C,右後
輪1D)に電動モータ2(左前輪用2A,右前輪用2
B,左後輪用2C,右後輪用2D)が連結されており、
これら各電動モータ2へ印加する一次電圧を制御してモ
ータ2の回転数を制御するインバータ3(左前輪用3
A,右前輪用3B,左後輪用3C,右後輪用3D)が設
けられている。これらインバータ3へは、エンジン4に
連結された発電機5よりコンダクタ6を介して給電され
ている。また駆動車輪1Aの駆動軸に走行速度検出器7
が設けられている。また発電機5へは界磁遮断器8を介
してバッテリ9より界磁電流が供給されている。
令値を出力する制御装置11が設けられており、この制御
装置11へ、前進/後進切替ハンドル12の前進F/中立N
/後進Rの切替信号と、アクセルペダル13の操作角度
(たとえば10〜50°)の信号と、走行速度検出器7
により検出された車両の走行速度(たとえば0〜50k
m/hr)の信号が入力されている。
の操作角度(10〜50°)を車両の走行速度(0〜5
0km/hr)に対応させ、各インバータ3へモータ2
の回転数の指令値を出力して、車両の走行速度を制御し
ている。また制御装置11は、各インバータ3よりインバ
ータ3自身あるいはモータ2の異常信号を入力すると、
界磁遮断器8とコンタクタ6へオフ信号(遮断信号)を
出力して発電を停止し、インバータ3への給電を遮断し
て車両を停止し、安全を確保している。
3よりインバータ3自身あるいはモータ2の異常信号を
入力すると、界磁遮断器8とコンタクタ6へオフ信号
(遮断信号)を出力して車両を停止しているため、車両
が作業現場で立ち往生することがあり、このように作業
現場で立ち往生すると迅速に故障解析や修理点検を実施
することができず、作業効率が低下することがあった。
輪以外の駆動車輪により走行を可能とする産業用車両の
走行駆動装置を提供することを目的としたものである。
ために、請求項1記載の発明は、産業用車両の複数の車
輪にそれぞれ連結された走行用電動モータを駆動する走
行駆動装置であって、前記各電動モータ毎に、入力回転
数指令値に応じて電動モータの回転数を制御する駆動手
段を備え、前記各電動モータ、または前輪/後輪毎の電
動モータの解列を選択する解列選択手段と、前記解列選
択手段により選択された電動モータを除く他の電動モー
タの駆動手段へ電動モータの回転数指令値を出力する制
御手段を備え、前記駆動手段に、前記電動モータの異常
を検出する機能を付加し、前記制御手段に、前記一駆動
手段より前記電動モータの異常が検出されると、全駆動
手段への給電を遮断し、前記解列選択手段により異常が
検出された電動モータが選択されると、選択された電動
モータを除く他の電動モータの駆動手段への給電を再開
し、駆動手段へ電動モータの回転数指令値を出力する機
能を付加したことを特徴とするものである。
ホイールローダ、フォークリフト、コンテナキャリヤな
どである。また駆動手段は、インバータなどモータの回
転数を可変できる手段である。
択された電動モータが制御対象から除外され、他の電動
モータが駆動され、他の電動モータの駆動力により車両
は走行可能となり、また一駆動手段より電動モータの異
常が検出されると、全駆動手段への給電が遮断され、よ
って車両は停止し、この状態で解列選択手段により異常
が検出された電動モータが選択されると、選択された電
動モータを除く他の電動モータの駆動手段への給電が再
開され、駆動手段は制御手段より入力した電動モータの
回転数指令値に応じて電動モータを駆動し、異常が検出
された電動モータ以外のモータにより車両が走行され
る。
記載の発明であって、制御手段は、解列選択手段により
電動モータの解列が選択されているとき、この電動モー
タの回転数を制御する駆動手段へフリーラン指令を出力
し、駆動手段はこのフリーラン信号を入力すると、回転
制御を中止してフリーラン停止することを特徴とするも
のである。
動モータの解列が選択されているとき、この電動モータ
の回転数を制御する駆動手段へフリーラン指令が出力さ
れ、駆動手段はこのフリーラン信号を入力すると、電動
モータの回転制御を中止してフリーラン停止する。
に基づいて説明する。なお、従来例の図8の構成と同一
の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
車両の走行駆動系の構成図である。図1に示すように、
車両コックピット内に設けた、走行運転押しボタン14と
走行停止押しボタン15のそれぞれのオン信号と、同コッ
クピット内に設けた解列指令スイッチ(選択スイッチ)
16の前輪解列/正常/後輪解列の選択信号を新たに制御
装置11へ入力し、さらにエンジン4のコントローラ17か
らエンジン異常信号、エンジン4の駆動軸に設けられた
エンジン回転数検出器18からエンジン回転数信号、電圧
検出器19から発電機5の出力電圧信号を新たに制御装置
11へ入力している。また各インバータ3A〜3D毎にコ
ンタクタ6A〜6Dを設け、制御装置11により、各コン
タクタ6A〜6Dの投入(オン)と遮断(オフ)を制御
できるようにしている。
による多段目標制御の説明図である。図2に示すよう
に、アクセルペダル13の操作角度(10〜50°)を操
作範囲(0〜100%)へ変換し、この操作範囲(0〜
100%)の対応を車両の走行速度(0〜50km/h
r)に対して3段階としている。1段目は低速域(図2
では、0〜14km/hr)、2段目は中速域(5〜3
5km/hr)、3段目は高速域(15〜50km/h
r)としており、アクセルペダル13の操作角度の変化に
対応する速度の変化を小さくしている。上記低速域およ
び中速域、中速域および高速域は、互いの速度域が重な
って設定されている。
00%)の各速度域の移行は、高速側へは速度域の範囲
の70%の速度へ走行速度が上昇すると行われ、低速側
へは速度域の範囲の30%の速度へ減速すると行われ
る。なお、各速度域の移行のしきい値(30%,70
%)は、対応する車両の特質、運転員の好みにより自由
に変更することができる。
ロック図により説明する。図3に示すように、インバー
タ3の異常検出リレイ86INは、左前輪用インバータ
3Aまたは右前輪用インバータ3Bから異常信号を入力
し、かつ解列指令スイッチ(選択スイッチ)16により前
輪解列の選択信号を入力していないとき、あるいは左後
輪用インバータ3Cまたは右後輪用インバータ3Dから
異常信号を入力し、かつ解列指令スイッチ(選択スイッ
チ)16により後輪解列の選択信号を入力していないと
き、動作する。この異常検出リレイ86INは、前輪の
インバータ3A,3Bから異常信号を入力していると
き、前輪解列の選択信号を入力するとオフとなり、また
後輪のインバータ3C,3Dから異常信号を入力してい
るとき、後輪解列の選択信号を入力するとオフとなる。
5の電圧vは、電圧正常(電圧確立)を確認する所定電
圧値以上が比較器21により検出され、過電圧設定値以上
が比較器22により検出されており、またエンジン回転数
検出器18により検出されるエンジン4の回転数nは、所
定の高速スピード以上が比較器23により検出されてお
り、各比較器21,22,23の動作により駆動されるリレイ
SV,OV,HIが設けられ、さらに比較器23の出力が
オフのとき(低速スピードのとき)動作するリレイLO
が設けられている。また図5に示すように、アクセルペ
ダル13の操作値x%が0%のとき、すなわちアクセルペ
ダル13が離されていることを検出する比較器24が設けら
れており、この比較器24の動作により駆動されるリレイ
Zが設けられている。
ーラ17よりエンジン始動の信号が入力され、かつエンジ
ン4のスピードが低速(リレイLOオン)の状態で、走
行運転押しボタン14がオン操作されると、エンジンコン
トローラ17へエンジン4のスピードを高速とするように
加速指令信号を出力している。
ンドル12が中立に選択され、エンジン4のスピードが高
速(リレイHIオン)で、かつアクセルペダル13が離さ
れており(リレイZオン)、かつ上記インバータ3の異
常検出リレイ86INがオフのとき、界磁遮断器8へオ
ン信号(投入信号)を出力し、上記インバータ3の異常
検出リレイ86INがオンのとき、または発電機5が過
電圧のとき(リレイOVオン)、またはエンジンコント
ローラ17よりエンジン異常の信号が入力されていると
き、または走行停止押しボタン15がオン操作されると、
界磁遮断器8へオフ信号(遮断信号)を出力している。
SVオン)、かつ解列指令スイッチ(選択スイッチ)16
より前輪解列の選択信号が入力されていないとき、前輪
のコンタクタ6A,6Bへオン信号を出力し、上記イン
バータ3の異常検出リレイ86INがオンのとき、また
は発電機5が過電圧のとき(リレイOVオン)、または
エンジンコントローラ17よりエンジン異常の信号が入力
されているとき、または走行停止押しボタン15がオン操
作されているとき、または解列指令スイッチ(選択スイ
ッチ)16より前輪解列の選択信号が入力されていると
き、コンタクタ6A,6Bへオフ信号を出力している。
SVオン)、かつ解列指令スイッチ(選択スイッチ)16
より後輪解列の選択信号が入力されていないとき、後輪
のコンタクタ6C,6Dへオン信号を出力し、上記イン
バータ3の異常検出リレイ86INがオンのとき、また
は発電機5が過電圧のとき(リレイOVオン)、または
エンジンコントローラ17よりエンジン異常の信号が入力
されているとき、または走行停止押しボタン15がオン操
作されているとき、または解列指令スイッチ(選択スイ
ッチ)16より後輪解列の選択信号が入力されていると
き、コンタクタ6C,6Dへオフ信号を出力している。
の操作値x%は、各速度域の速度範囲に応じて目標速度
演算器31,32,33によりそれぞれの目標速度が演算さ
れ、後述する各速度域の選択リレイL,M,Hにより、
その1つが選択されて、実際の目標速度となり、この目
標速度と、走行速度検出器7により検出された車両の走
行速度mとの偏差が減算器34に求められ、この求められ
た偏差によりPID演算器35により前進方向の回転速度
指令値が演算され、また回転速度指令値から+−反転器
36により後進方向の(−回転速度指令値)が演算され、
前進/後進切替ハンドル12の切替信号により選択され
て、図6に示すようにインバータ3A,3B,3C,3
Dへ出力される。
択されているとき、または解列指令スイッチ(選択スイ
ッチ)16より前輪解列の選択信号が入力されていると
き、前輪のフリーラン指令信号が形成され、前輪のイン
バータ3A,3Bへ出力されている。また同様に前進/
後進切替ハンドル12が中立に選択されているとき、また
は解列指令スイッチ(選択スイッチ)16より後輪解列の
選択信号が入力されているとき、後輪のフリーラン指令
信号が形成され、後輪のインバータ3C,3Dへ出力さ
れている。インバータ3は、プラス(+)の回転速度指
令値により産業用車両の前進方向へモータ2を駆動し、
マイナス(−)の回転速度指令値により後進方向へモー
タ2を駆動する。またフリーラン信号を入力すると、回
転制御を中止してフリーラン停止(自然停止)としてい
る。
は、低速域の70%速度設定値(14km/hr*0.
7=10km/hr)以上が比較器37により検出され、
中速域の70%速度設定値{5km/hr+(35−
5)km/hr*0.7=26km/hr}以上が比較
器38により検出され、高速域の30%速度設定値{15
km/hr+(50−15)km/hr*0.3=26
km/hr}以下が第3比較器39により検出され、中速
域の30%速度設定値{5km/hr+(35−5)k
m/hr*0.3=14km/hr}以下が第4比較器
40により検出されており、各比較器37,38,39,40の動
作により駆動されるリレイA,B,C,Dが設けられて
いる。
R−Sフリップフロップ41によりセット/リセットされ
ており、最初のスタート時(たとえば、走行運転押しボ
タン14オン時)、または中速域が選択されており(リレ
イMオン)、かつ走行速度mが中速域の30%速度設定
値以下(リレイDオン)となった時にセットされ(R−
Sフリップフロップ41がセットされ)、低速域が選択さ
れており(リレイLオン)、かつ走行速度mが低速域の
70%速度設定値以上(リレイAオン)となった時にリ
セットされる。
ロップ42によりセット/リセットされており、低速域が
選択されており(リレイLオン)、かつ走行速度mが低
速域の70%速度設定値以上(リレイAオン)となった
時、または高速域が選択されており(リレイHオン)、
かつ走行速度mが高速域の30%速度設定値以下(リレ
イCオン)となった時にセットされ(R−Sフリップフ
ロップ42がセットされ)、最初のスタート時、または中
速域が選択されており(リレイMオン)、かつ走行速度
mが中速域の70%速度設定値以上(リレイBオン)と
なった時、または中速域が選択されており(リレイMオ
ン)、かつ走行速度mが中速域の30%速度設定値以下
(リレイDオン)となった時にリセットされる。
ロップ43によりセット/リセットされており、中速域が
選択されており(リレイMオン)、かつ走行速度mが中
速域の70%速度設定値以上(リレイBオン)となった
時にセットされ(R−Sフリップフロップ43がセットさ
れ)、最初のスタート時、または高速域が選択されてお
り(リレイHオン)、かつ走行速度mが高速域の30%
速度設定値以下(リレイCオン)となった時にリセット
される。
3故障時の作用について説明する。 [通常走行時]エンジン4が起動され、運転員が走行押
しボタン14を操作すると、加速指令がエンジンコントロ
ーラ17へ出力され、エンジンコントローラ17によりエン
ジン4の回転が高速とされる。
後進ハンドル12が中立に選択されている状態で、エンジ
ン4の回転が高速となると、界磁遮断器8が投入され、
発電機5が励磁される。そして発電機5の出力電圧が確
立すると、コンタクト6A〜6Dが投入され、インバー
タ3A〜3Dに給電される。
進あるいは後進が選択され、そしてアクセルペダル13が
踏み込まれると、アクセルペダル13の操作角度に応じて
走行速度が設定されてインバータ3A〜3Dへ出力され
モータ2A〜2Dが駆動される。
により、たとえば、低速域のアクセルペダル13の操作範
囲(0〜100%)において、50%で走行中、80%
に踏み込むと、車両速度が70%(10km/hr)に
上昇した時点で、目標速度は低速域から中速域の80%
に変更される。したがって、変速感が得られ、中速域に
欲しい速度があれば、アクセルペダル13を少し戻せばよ
い。そのまま踏み込んでいれば、中速域から高速域に目
標速度が変更される。
(0〜100%)において、50%で走行中、20%に
戻すと、車両速度が30%(26km/hr)に減速し
た時点で、目標速度は高速域から中速域の20%に変更
される。したがって、変速感が得られ、中速域に欲しい
速度があれば、アクセルペダル13を少し踏み込めばよ
い。そのまま戻した状態でいれば、中速域から低速域に
目標速度が変更される。 [インバータ異常時]左前輪用インバータ3A自身、あ
るいはモータ2Aに異常が発生し、この異常がインバー
タ3Aにより検出され、異常信号が制御装置11へ出力さ
れたものとして説明する。
力すると、インバータ3の異常検出リレイ86INがオ
ンし、界磁遮断器8およびコンタクタ6A〜6Dへオフ
信号が出力され、発電機5への励磁電流が遮断され、同
時にインバータ3A〜3Dへの給電が遮断され、車両は
自然停止する。
輪解列が選択されると、左前輪用インバータ3Aと右前
輪用インバータ3Bへフリーラン信号が出力されて前輪
がフリーとなり、同時にインバータ3の異常検出リレイ
86INがオフとなり、アクセルペダル13が離されてお
り、前進/後進ハンドル12が中立に選択されている状態
で、再び界磁遮断器8が投入され、発電機5が励磁され
る。発電機5の出力電圧が確立すると、後輪のコンタク
ト6C,6Dが投入され、後輪のインバータ3C,3D
へ給電される。
進あるいは後進が選択され、そしてアクセルペダル13が
踏み込まれると、アクセルペダル13の操作角度に応じて
走行速度が設定されて後輪のモータ2C,2Dが駆動さ
れ、後輪1C,1Dの駆動により車両が走行される。
(リレイOVオン)、あるいはエンジン4に異常が発生
すると、界磁遮断器8およびコンタクタ6A〜6Dへオ
フ信号が出力され、発電機5への励磁電流が遮断され、
同時にインバータ3への給電が遮断され、車両は自然停
止する。
3あるいはモータ2に異常が発生したとき、安全に停止
させるとともに、解列指令スイッチ16により、異常が発
生した駆動輪を除外することにより、正常な前輪または
後輪により車両を移動させることができ、よって作業現
場で立ち往生するなどの不都合を回避して、故障解析や
修理点検を実施することのできるエリアまで移動でき
る。したがって、修理点検を手際よく実施でき、その結
果、復旧時間を短縮でき、作業効率を改善することがで
きる。
が、最大走行速度の範囲に対して3段に設定されること
により、アクセルペダル13の操作範囲は最大走行速度の
範囲の一部に対応し、アクセルペダル13の少しの変化は
少しの走行速度の変化に対応するため、アクセルペダル
13の操作角度をしっかり一定に維持しなくても走行速度
はあまり変化しなくなり、走行速度の維持を容易とする
ことができる。
動としているが、2輪駆動にも適用できる。このとき単
独輪を解列できるようにすればよい。また5輪以上の車
両にも適用できる。
13としているが、手で操作するレバー、回転式ポテンシ
ョメータとしてもよく、本発明により同様の効果を期待
できる。また目標指令入力手段の操作範囲の対応を、最
大走行速度の範囲に対して3段に設定しているが、3段
に限ることなく、多段に設定することも可能である。
生した電動モータが解列選択手段により選択されると、
制御対象から除外され、他の電動モータが駆動されるこ
とにより、正常な他の電動モータの駆動力により車両を
走行できる。
駆動系の構成図である。
御の説明図である。
る。
る。
る。
る。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 産業用車両の複数の車輪にそれぞれ連結
された走行用電動モータを駆動する走行駆動装置であっ
て、 前記各電動モータ毎に、入力回転数指令値に応じて電動
モータの回転数を制御する駆動手段を備え、 前記各電動モータ、または前輪/後輪毎の電動モータの
解列を選択する解列選択手段と、 前記解列選択手段により選択された電動モータを除く他
の電動モータの駆動手段へ電動モータの回転数指令値を
出力する制御手段を備え、 前記駆動手段に、前記電動モータの異常を検出する機能
を付加し、 前記制御手段に、前記一駆動手段より前記電動モータの
異常が検出されると、全駆動手段への給電を遮断し、前
記解列選択手段により異常が検出された電動モータが選
択されると、選択された電動モータを除く他の電動モー
タの駆動手段への給電を再開し、駆動手段へ電動モータ
の回転数指令値を出力する機能を付加したこと を特徴と
する産業用車両の走行駆動装置。 - 【請求項2】 制御手段は、解列選択手段により電動モ
ータの解列が選択されているとき、この電動モータの回
転数を制御する駆動手段へフリーラン指令を出力し、駆
動手段はこのフリーラン信号を入力すると、回転制御を
中止してフリーラン停止することを特徴とする請求項1
記載の産業用車両の走行駆動装置。
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JP29144397A JP3184888B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | 産業用車両の走行駆動装置 |
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JPH11127506A JPH11127506A (ja) | 1999-05-11 |
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