JP3384644B2 - 電気式車両の速度制御装置 - Google Patents
電気式車両の速度制御装置Info
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- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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Description
ークリフトなどの電気式車両に好適に用いうる速度制御
装置に関する。
のスイッチング素子によりチョッパ駆動する、例えばバ
ッテリ式フォークリフトなどの電気式車両においては、
アクセルの操作量に基づいて車速をコントロールする
が、このような電気式車両には、車両の最高速度を、予
め定めた設定速度に制限しうる低速スイッチなどを設け
た機種が多い。
ルの最大操作時に15km/hの最高速度で走行しうる場
合であっても、前記低速スイッチを作動させることによ
り、アクセル最大操作時でも、例えば5km/hなど任意
に定めた前記最高速度よりも低い設定速度に制限でき、
通路の狭い倉庫などでの走行時において、速度上昇を防
止し操縦性を高めている。
イッチの投入時に、前記速度制限制御を行うに際して
は、従来、モータ電圧を制限し、かつこの制限された電
圧になるよう固定的なチョッパ率を出力してスイッチン
グする電圧制御が行われている。
る電圧制御では、例えば電気式車両に重たい荷物を積載
した場合や登り坂など、走行用モータへの負荷が大きく
なった場合、モータトルクの増大を望めずに走行用モー
タの回転速度が著しく低下し、ひどい場合には車が立ち
往生したり、又発進不能に陥るなどの問題がある。
もので、単にモータ電圧を制限するのみならず、モータ
電流にてモータトルクをもコントロールすることによ
り、低速スイッチにて車両の最高速度を制限している場
合、走行用モータの負荷変動にも拘わらず、アクセル操
作量に対応した一定の車速で電気式車両を走行させうる
電気式車両の速度制御装置を提供することを目的として
いる。
ロールするアクセルと、現実の車速Vrを検知しうる車
速検出装置と、電気式車両の車速を最高速度よりも低い
予め定めた設定速度Vmに制限しうる低速スイッチと、
走行用モータに流れるモータ電流を検知しうる電流検出
器とを具えた電気式車両において、前記低速スイッチの
作動時に、前記アクセルの操作量にほぼ比例しかつアク
セルの最大操作時に100%のモータ出力となる走行用
モータの上限トルクToと、前記アクセルの操作量にほ
ぼ比例しかつアクセルの最大操作時に前記設定速度Vm
となる目標速度Voと、この目標速度Voと現実の車速
Vrとの偏差に基づいた走行用モータの最大チョッパ率
Dmと、前記電流検出器により検知されたモータ電流に
より得られる現実のモータトルクTrと、この現実のモ
ータトルクTrと前記上限トルクToとの偏差に応じた
走行用モータの目標チョッパ率Doとを夫々演算し、か
つこの目標チョッパ率Doを前記走行用モータを駆動す
るスイッチング部に出力するとともに、前記目標チョッ
パ率Doが前記最大チョッパ率Dmを超えるときには、
前記目標チョッパ率Doを最大チョッパ率Dmの値に制
限して前記出力するコントローラを設けたことを特徴と
する電気式車両の速度制御装置である。
に、前記目標チョッパ率により演算するのがよく、かか
る電気式車両としてはバッテリ式フォークリフトを好適
に採用しうる。
両の最高速度が制限されている状態においても、この低
速スイッチの状態に関係なく、モータの上限トルクTo
を、アクセルの最大操作時には走行用モータが発揮しう
る出力トルクの100%としている。
限トルクToとの偏差に応じた走行用モータの目標チョ
ッパ率Doを演算し、かつこの目標チョッパ率Doによ
り走行用モータを駆動しうる結果、負荷に応じたトルク
コントロールを可能とする。よって、積載荷重が大なる
場合や登り坂などの場合、従来のアクセルフィリーング
と同様に、アクセルを大きく操作することでトルクアッ
プすることを可能として発進不能などの問題を解決しう
る。
は、アクセル最大操作時に予め定められた設定速度Vm
となる比例関係に基づいて定まる前記アクセル操作量に
応じた目標速度Voと、現実の車速Vrとの偏差によ
り、車速が前記目標速度Vo以上にならないようなモー
タ電圧に対応する最大チョッパ率Dmを演算し、これに
よりモータ電圧の上限を規制する。
容された前記目標チョッパ率Doであっても、前記最大
チョッパ率Dmの値を超えるときには、前記モータ電圧
の上限に引っかかり、前記目標チョッパ率Doの値を前
記最大チョッパ率に制限して走行用モータを駆動するこ
とにより車速を目標速度Voに制限しうるのである。
両方を制御しうる結果、車両が、平坦路から坂道を登る
場合などにおいても、アクセル操作量が一定であれば、
負荷変動に応じてモータトルクをコントロールし一定の
車速を維持することが可能となる。
oと現実の速度Vrとの偏差(Vo−Vr)の比例成分
G2(Vo−Vr)に、積分動作G1・∫(Vo−V
r)dtを加えることにより、負荷が変化したときの速
度差による残留偏差が生じても、その負荷に対応してリ
セット動作ができ残留偏差を無くしうる点で好ましい。
バッテリ式のフォークリフトに採用した場合を例にとり
図面に基づいて詳述する。
は、図1に示すように、車速をコントロールするアクセ
ル2と、現実の車速Vrを検知しうる車速検出装置3
と、アクセル操作の最大時に電気式車両の車速を予め定
めた設定速度Vmに制限しうる低速スイッチ6と、走行
用モータ4に流れるモータ電流Ia、Ifを検知しうる
電流検出器STa、STfと、後述するコントローラ5
とを有し、本例では前記設定速度Vmを調節しうる設定
速度入力装置7と、フォークリフトの前進、後進、中立
などの進行方向を指示しうる方向指示器Dsとを設けた
ものを例示する。
コントローラ5に入力する。コントローラ5は、本例で
は前記低速スイッチ6がオフの場合、図4に示す如く、
アクセル操作量Acがゼロの時に最大チョッパ率をゼロ
とし、かつ最大操作時に100%になる比例関係により
最大チョッパ率Dmを定めるが、低速スイッチ6がオン
のときについては後に述べる。
走行車輪や、モータ軸などから回転数などを検知し、か
つ所定の処理を施すことにより、フォークリフトの現実
の車速Vrを得る適宜公知のセンサなどを用いうる。
置7は、例えば運転席付近に設けられることにより、運
転者により容易に操作でき、かつ本実施例では前記設定
速度入力装置7は、例えば5〜15km/hの範囲で1
km/h毎に前記設定速度Vmを調節しうるものを例示
している。
力、出力インターフェースI、Oと、読み書き自在な作
業用メモリであるRAMと、後述する処理手順プログラ
ムなどが予め記憶されたROMと、これらにデータバス
などを介して接続される処理装置としてのCPUとから
なる。
低速スイッチ6、設定速度入力装置7、電流検出器ST
a、STf、中立、前進、後進などを切り換えうる方向
指示器Dsなどの前記各信号は前記入力インターフェー
スIに入力される。
トの走行回路の主要部を模式的に示している。図におい
て、直流直巻式の走行用モータ4は、ヒューズなどを介
してバッテリBAのプラス側に接続するアーマチュア4
Aと、前進コンタクタMFと後進コンタクタMRと間に
介在するフィールドコイル4Bとからなり、図示しない
モータ軸を走行車輪に連係している。
より夫々開閉しうる前進コンタクタMFと後進コンタク
タMRとは、バイパスコンタクタMB、及び例えば電界
効果型トランジスタなどの前記走行用モータ4に電流を
流しうるスイッチング部CHを配した並列接続部分を有
して前記バッテリBAのマイナス側へと接続される。
4のアーマチュア電流Ia及びフィールド電流Ifをそ
れぞれ検知しうる電流検出器STa、STfが配され、
この各電流値は前記コントローラ5の入力インターフェ
ースIへと入力されるのは前記の通りである。
ントローラ5によって図2に示すような処理手順により
制御される。
sが中立以外であることを前提とし、例えば前進方向指
示がなされて走行可能な状態である場合、前記設定速度
入力装置7により予め定められる車両本来の最高速度よ
りも低い設定速度VmをRAMに読み込む(ステップS
1)。
み込み(ステップS2)、このアクセル操作量Acから
走行用モータ4が出力可能な上限トルクToを演算する
(ステップS3)。
前記アクセル2の操作量Acにほぼ比例しかつアクセル
の最大操作時に100%のモータ出力となるような比例
直線に基づいて定められる。つまり、かかる処理によ
り、走行用モータ4に流しうるモータ電流の上限値が定
まる。
テップS4)、低速スイッチ6がオンつまり作動状態で
あれば、比例積分制御(以下、「PI制御」という)に
より、最大チョッパ率Dmを演算する(ステップS
5)。
fの場合、前に述べた通り、アクセル操作量Acに対応
して最大チョッパ率Dmを定める(ステップS11)。
この場合、フルアクセル時には、モータ電圧は制限され
ず、車両本来の最高速度での走行が可能となる。
率Dmの演算処理は、図3に示すように先ず、車速検出
装置3により現在の車速VrをRAMに読み込む(ステ
ップS51)。次に、図6に示すように、前記アクセル
操作量Acの最大値と、設定速度入力手段7により調節
された設定速度Vm(本例では、5km/hに設定され
た場合を例示)とが対応する比例関係により、目標速度
Voを演算する(ステップS52)。
rとの差に基づいて、最大チョッパ率Dmを、 Dm=G1・∫(Vo−Vr)dt+G4・(Vo−Vr) (ただし、G3、G4はゲイン)により演算する(ステ
ップS53)。
るに際し、比例動作G4・(Vo−Vr)に積分動作G
1・∫(Vo−Vr)dtを加えることにより、負荷変
動による残留偏差をリセットしてゼロになしうる結果、
登り坂などで速度差が生じたときでも好ましい制御をな
しうる。又かかる最大チョッパ率Dmを演算することに
より、モータ電圧の上限が定まる。
Tfから走行用モータ4のアマチュア電流Ia、フィー
ルド電流IfをRAMに読み込み(ステップS6)、走
行用モータ4の現実のトルクTrを、 Tr=G4・(Ia×If) (但し、G4はモータにより定まるゲインである)など
により演算する(ステップS7)。
トルクToとの偏差に応じた走行用モータの目標チョッ
パ率Doを演算する(ステップS8)。目標チョッパ率
Doは、 Do=G3・∫(To−Tr)dt (ただし、G3はゲイン)の式により、積分動作で演算
する。この処理により、前回のチョッパ率の出力に対し
てモータトルクの加不足分を加減算することができ、大
きなトルクが必要な場合には、従来通りアクセルの操作
量に応じてトルクアップを図ることが可能となる。
oと前記最大チョッパ率Dmとを比較して(ステップS
9)、前記目標チョッパ率Doが前記最大チョッパ率D
mを超えるときには(ステップS9で<)、前記目標チ
ョッパ率Doを最大チョッパ率Dmの値に制限し(ステ
ップS12)、前記スイッチング部CHへと出力する
(ステップS10)。この処理により、車速を前記目標
速度Voを定める直線(図6)と、アクセルの操作量A
cとが対応する速度にほぼ一致させることができる。
ッパ率Dmを超えないときには(ステップS9で≧)、
前記目標チョッパ率Doをそのままの値で前記スイッチ
ング部CHへと出力し、走行用モータ4を駆動しうる。
は、アクセルの操作量からトルク指令成分と、速度指令
値とを別個に取り出して、モータトルクとモータ回転速
度と個別に規制して制御した結果、目標速度が許す限
り、必要ならば100%のモータトルクを取り出しして
走行用モータ4の速度制御をなしうる。
どにより、走行用モータ4の負荷が大きくなっても、ト
ルクアップを図って速度変化を生じさせず低速制御を可
能とし、例えば電気式車両が、平坦路から坂道を登る場
合などにおいても、アクセル操作量が一定であれば、負
荷変動に応じたトルクコントロールにより平坦路、坂道
ともに一定の車速を維持することが可能となる。
し、かつ設定速度Vmが5km/hとしたとき、低速ス
イッチが作動状態(On)では、アクセルの操作の最大
時、速度は5km/h、モータトルクは負荷により10
0%まで出力でき、逆に、低速スイッチの非作動状態
(Off)では、アクセル操作量が最大操作量の1/3
の状態で速度は5km/h、トルクは(100/3)%
に制限される。したがって、このような場合、低速スイ
ッチの作動時には、モータトルクは低速スイッチの非作
動時の3倍に相当するものとみなして良い。
フトを例にとり説明したが、例えば乗用を目的とした電
気自動車にも採用しうるなど、本発明は種々の態様に変
形しうる。
タの負荷に応じて速度制御に加え、トルクコントロール
もなしうる結果、車両が平坦路から坂道を登る場合など
においても、アクセル操作量に応じた車速を維持するこ
とが可能となる。又積分動作を用いて目標値を演算する
ことにより、負荷変動により発生しがちな残留偏差をゼ
ロとしうる。
である。
である。
関係を示すグラフである。
を示すグラフである。
示すグラフである。
フトの走行回路図である。
Claims (3)
- 【請求項1】車速をコントロールするアクセルと、現実
の車速Vrを検知しうる車速検出装置と、電気式車両の
車速を最高速度よりも低い予め定めた設定速度Vmに制
限しうる低速スイッチと、走行用モータに流れるモータ
電流を検知しうる電流検出器とを具えた電気式車両にお
いて、 前記低速スイッチの作動時に、 前記アクセルの操作量にほぼ比例しかつアクセルの最大
操作時に100%のモータ出力となる走行用モータの上
限トルクToと、 前記アクセルの操作量にほぼ比例しかつアクセルの最大
操作時に前記設定速度Vmとなる目標速度Voと、 この目標速度Voと現実の車速Vrとの偏差に基づいた
走行用モータの最大チョッパ率Dmと、 前記電流検出器により検知されたモータ電流により得ら
れる現実のモータトルクTrと、 この現実のモータトルクTrと前記上限トルクToとの
偏差に応じた走行用モータの目標チョッパ率Doとを夫
々演算し、かつこの目標チョッパ率Doを前記走行用モ
ータを駆動するスイッチング部に出力するとともに、前
記目標チョッパ率Doが前記最大チョッパ率Dmを超え
るときには、前記目標チョッパ率Doを最大チョッパ率
Dmの値に制限して前記出力するコントローラを設けた
ことを特徴とする電気式車両の速度制御装置。 - 【請求項2】前記最大チョッパ率Dmは、 Dm=G1・∫(Vo−Vr)dt+G2・(Vo−Vr) (ただし、G1、G2はゲイン)により演算されてなる
請求項1記載の電気式車両の速度制御装置。 - 【請求項3】前記電気式車両は、運転席に前記設定速度
を調節しうる設定速度入力装置を具えたバッテリ式フォ
ークリフトである請求項1乃至2記載の電気式車両の速
度制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09170695A JP3384644B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 電気式車両の速度制御装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP09170695A JP3384644B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 電気式車両の速度制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH08265918A JPH08265918A (ja) | 1996-10-11 |
JP3384644B2 true JP3384644B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=14033965
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09170695A Expired - Fee Related JP3384644B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 電気式車両の速度制御装置 |
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---|---|---|---|---|
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JP5842749B2 (ja) * | 2012-06-29 | 2016-01-13 | 株式会社豊田自動織機 | 産業用車両 |
-
1995
- 1995-03-24 JP JP09170695A patent/JP3384644B2/ja not_active Expired - Fee Related
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