CN101910044B - 电动叉车的马达控制方法及控制装置 - Google Patents

电动叉车的马达控制方法及控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开电动叉车的马达控制方法。电动叉车具备：提供用于车辆行驶的动力或给向工作装置供应工作油的泵提供动力的至少一个马达；控制上述至少一个马达的供电的电源模块；以及控制上述电源模块及上述马达的控制单元(30)，上述马达控制方法的特征在于，上述控制单元(30)在上述马达及/或上述电源模块的温度上升，并达到对应于上述马达的运转速度而预先设定的第一阶段温度值(A)时，将上述马达的运转速度减速控制到已设定的一次减速速度，在上述马达减速的状态下上述马达及/或上述电源模块的温度上升，并达到小于上述第一阶段温度值且已设定成对应于上述一次减速速度的第二阶段温度值(B)时，将上述马达的运转速度减速控制到已设定成小于上述一次减速速度的二次减速速度。本发明能最大限度地推迟马达的停止之间，并延长电动叉车的工作时间得以使用，无需像以前那样额外地具备附加的风扇之类的冷却装置，就能延长马达的停止时间，减少制造费用。

Description

电动叉车的马达控制方法及控制装置
技术领域
本发明涉及电动叉车的马达控制方法及控制装置，尤其是涉及可推迟在电动叉车连续运行时可能发生的因驱动马达及控制器的电源模块的温度上升而引起的叉车停止时间的电动叉车的马达控制方法及控制装置。
背景技术
叉车用于举起或卸下货物，或在所限定的空间内将货物搬运到所需的位置，根据动力源分为发动机叉车和电动叉车。尤其是，电动叉车利用电池所供应的电进行工作，具有行驶用驱动马达和液压驱动用泵马达。
上述驱动马达是由电来驱动的电动马达，电动马达在工作中会发生高热，若马达和控制器的温度达到临界温度，则为了防止绝缘破损所导致的部件受损而停止系统，因此，为抑制温度的上升，在马达和控制器上追加冷却风扇之类的附加的冷却装置，从而延长了叉车的连续使用时间。
但是，在现有的叉车中，为了推迟停止时间以延长连续使用时间而具备附加的冷却装置时，存在如下问题，由于冷却装置的驱动所引起的能量消耗而导致叉车的连续运转时间的推迟效果小，而且由于附加冷却装置的结构而要负担附加费用。
发明内容
本发明的目的在于为了解决现有的叉车为推迟因马达和控制器的温度上升所引起的停止时间而具备附加冷却装置的问题，提供改善成即使不另设附加的冷却装置，也可以延长电动叉车的可连续运行的时间，推迟因过热引起的停止时间的电动叉车的马达控制方法及控制装置。
为达到上述目的，本发明提供电动叉车的马达控制方法，该电动叉车具备：提供用于车辆行驶的动力或给向工作装置供应工作油的泵提供动力的至少一个马达；控制上述至少一个马达的供电的电源模块；以及控制上述电源模块及上述马达的控制单元，该电动叉车的马达控制方法的特征在于，上述控制单元在上述马达及/或上述电源模块的温度上升，并达到对应于上述马达的运转速度而预先设定的第一阶段温度值A时，将上述马达的运转速度减速控制到已设定的一次减速速度，在上述马达减速的状态下上述马达及/或上述电源模块的温度上升，并达到已设定成高于上述第一阶段温度值且对应于上述一次减速速度的第二阶段温度值B时，将上述马达的运转速度减速控制到已设定成小于上述一次减速速度的二次减速速度。
而且，本发明对于上述本发明的一实施例，还提供以下具体实施例。
根据本发明的一实施例，特征在于，在上述二次减速速度的情况下电源模块的温度继续上升，并达到高于上述第二阶段温度值B的预先设定的第三阶段温度值C时，上述控制单元将上述马达减速控制到已设定成小于上述二次减速速度的三次减速速度，并且判断为上述电源模块处于过热温度状态，并控制成预告马达的停止。
根据本发明的一实施例，特征在于，在上述马达被减速控制到三次减速速度的状态下，马达及/或上述电源模块的温度上升，并达到对应于上述马达的运转转矩而预先设定的温度时，上述控制单元进行控制，使上述马达的运转转矩减小。
根据本发明的一实施例，特征在于，对应于上述温度的上升而减小的运转转矩是用于上述电动叉车的紧急驱动的最小运转转矩。
根据本发明的一实施例，特征在于，上述三次减速速度是用于上述电动叉车的紧急驱动的最小运转速度。
根据本发明的一实施例，特征在于，在上述马达被减速控制到上述二次减速速度的状态下，马达及/或上述电源模块的温度上升，并达到对应于上述马达的运转转矩预设定的温度时，上述控制单元进行控制，使上述马达的运转转矩减小。
根据本发明的一实施例，特征在于，对应于上述温度的上升而减小的运转转矩是用于上述电动叉车的紧急驱动的最小运转转矩。
根据本发明的一实施例，特征在于，上述二次减速速度是用于上述电动叉车的紧急驱动的最小运转速度。
根据本发明的一实施例，特征在于，上述运转转矩的减小是在向运转转矩减小的方向依次形成的多个区间分别进行，上述运转转矩的减小最终完成时的运转转矩是用于上述电动叉车的紧急驱动的最小运转转矩，在运转转矩减小到上述最小运转转矩的状态下，上述马达或电源模块的温度上升到已设定成对应于相应的运转转矩的温度时，上述控制单元停止上述马达。
根据本发明的一实施例，特征在于，上述控制单元减小上述运转转矩后，判断为上述电源模块处于过热温度状态，并控制成预告上述马达的停止。
根据本发明的一实施例，特征在于，上述马达的运转速度分别在已设定的各温度区间线性地进行减速控制。
根据本发明的一实施例，特征在于，上述马达的运转转矩分别在已设定的各温度区间线性地进行减速控制。
根据本发明的一实施例，特征在于，在上述马达的运转速度减速到第一减速速度或第二减速速度的状态下，在已设定时间内未上升到对应于相应的减速速度的温度时，上述控制单元将上述马达的运转速度提升到减速前的运转速度，并监控上述马达或电源模块的温度是否上升到对应于相应的运转速度的已设定的温度。
另外，作为另一实施例，本发明提供电动叉车的马达控制方法，该电动叉车具备：提供用于车辆行驶的动力或给向工作装置供应工作油的泵提供动力的至少一个马达；控制上述至少一个马达的供电的电源模块；以及控制上述电源模块及上述马达的控制单元，电动叉车的马达控制方法的特征在于，上述控制单元在上述马达及/或上述电源模块的温度上升，并达到对应于上述马达的运转转矩而预先设定的第一阶段温度值A时，进行控制使上述马达的运转转矩减小到已设定的一次转矩，在上述马达的转矩减小的状态下上述马达及/或上述电源模块的温度上升，并达到已设定成高于上述第一阶段温度值且对应于上述一次转矩的第二阶段温度值B时，进行控制使马达以已设定成小于上述一次转矩的二次转矩驱动。
而且，本发明对于上述本发明的一实施例，还提供以下具体实施例。
根据本发明的一实施例，特征在于，在上述马达的转矩减小到二次转矩的状态下，上述马达及/或上述电源模块的温度上升，并达到对应于上述马达的运转速度而预先设定的第一阶段温度值A时，将上述马达的运转速度减速控制到已设定的一次减速速度，在上述马达减速的状态下上述马达及/或上述电源模块的温度上升，并达到已设定成高于上述第一阶段温度值且对应于上述一次减速速度的第二阶段温度值B时，将上述马达的运转速度减速控制到已设定成小于上述一次减速速度的二次减速速度。
根据本发明的一实施例，特征在于，在上述二次减速速度的情况下电源模块的温度继续上升，并达到高于上述第二阶段温度值B的已设定的第三阶段温度值C时，上述控制单元将上述马达减速控制到已设定成小于上述二次减速速度的三次减速速度，并且判断为上述电源模块处于过热温度状态，并控制成预告马达的停止。
根据本发明的一实施例，特征在于，上述二次转矩及三次运转速度是用于上述电动叉车的紧急驱动的最小运转转矩及运转速度，在上述三次运转速度的状态下，上述马达及/或电源模块的温度上升到已设定的温度以上时，停止上述马达。
根据本发明的一实施例，特征在于，在上述马达的运转速度减速的状态下，在已设定的时间内上述马达或电源模块的温度未上升到已设定成对应于相应的运转速度的温度时，上述控制单元使上述马达的运转速度上升到减速前的运转速度，并监控上述马达或电源模块的温度是否上升到对应于相应的运转速度的已设定的温度。
另外，作为再一实施例，本发明提供电动叉车的马达控制装置，具备：用于行驶的驱动马达和用于抽吸工作油的泵马达；用于上述马达的电源模块；以及用于控制这些马达和电源模块的控制单元，其特征在于，还包括：分别提供到上述驱动马达的速度传感器和温度传感器；以及分别提供到用于上述驱动马达的电源模块的电流传感器和温度传感器，上述控制单元接收来自速度传感器和温度传感器的信号，分别在与对上述驱动马达的运转速度预先设定的运转速度相对应的电源模块的各温度区间、和与从驱动马达输出的预先设定的转矩相对应的驱动马达的各温度区间，线性地减速控制驱动马达的驱动。
本发明的效果如下，
本发明根据驱动马达及各电源模块的温度对驱动马达的速度或转矩进行线性的减速控制，可以最大限度地推迟马达的停止时间，延长电动叉车的工作时间得以使用，无需像以前那样额外地具备附加的风扇之类的冷却装置，就可以延长马达的停止时间，减少制造费用。
附图说明
图1是大致表示电动叉车的结构要素的位置的立体图。
图2是用于实现本发明的控制方法的控制装置的大致的结构方框图。
图3是用于说明本发明的马达控制概念的线图。
图4是与图3同样地用于说明本发明的马达控制概念的线图。
具体实施方式
下面参考表示本发明的一实施例的附图，进一步详细说明本发明。
图1是表示电动叉车的大致结构的电动车的简图，图2是电动叉车的控制结构要素的大致的方框图。
在电动叉车的下部具有驱动马达1和泵马达10，并且，在各马达提供有速度传感器2、12和温度传感器3、13。而且，在电动叉车的后侧具有控制器的控制单元30和用于上述驱动马达1和泵马达10的电源模块40、50，各电源模块40、50具备电流传感器41、51和温度传感器42、52。
用于上述驱动马达1和泵马达10的各速度传感器2、12和温度传感器3、13检测驱动马达的旋转速度和马达的温度，实时地向控制单元30输出信号。而且，上述电源模块40、50所分别包括的电流传感器41、51和温度传感器42、52也检测各电源模块的电流和温度，并向控制单元30输出相应的信号。控制单元30从上述各马达和电源模块的传感器接收检测信号，实时地控制马达和电源模块，以最大限度地推迟马达的停止。
首先，参照图3说明本发明的根据马达速度的控制概念。
在图3中，纵轴表示对于马达的最大运转速度的比例，横轴表示驱动马达的电源模块的温度。
在马达的最大运转速度(100％)的情况下，电源模块的温度达到预先设定的温度值A时，上述控制单元30通过控制，将马达的速度一次减小到最大运转速度的90％。在这里，最大运转速度可以是马达的规格上的最大运转速度，也可以是对应于操作者的运转操作的最大运转速度。在此状态下，温度如图3的箭头a降低或以比低于后述的温度值B的温度值B′低的状态维持已设定的时间时，判断为温度的上升不完全或发生了一时的错误，并通过控制使运转速度逐渐上升(参照箭头b)。如上所述，在运转速度上升的状态下也不发生温度的上升时，通过控制使马达以正常状态驱动。但是，若马达以上述一次减速速度(最大运转速度的90％)驱动，且电源模块的温度如箭头c所示上升而达到预先设定的温度值B，则二次地将马达的速度线性地减小到最大运转速度的80％(参照箭头d)。
若在上述马达的二次减速速度(最大运转速度的80％)的情况下，电源模块的温度也继续上升而达到预先设定的温度值C，则判断为电源模块处于过热温度状态，并且为了进行保护，控制单元30预告马达的停止，为此产生马达的停止信号。
下面参照图4说明根据马达的输出转矩的控制概念。
在图4中，纵轴表示对于马达的最大运转转矩的比例，横轴表示驱动马达工作时的温度。
在以驱动马达1和泵马达10的最大运转转矩(100％)进行驱动，驱动马达的温度达到预先设定的温度值A时，控制单元30一次地将驱动马达减速控制成最大运转转矩的70％。在这里，最大运转转矩可以是马达的规格上的最大运转转矩，根据情况也可以是对应于操作者的运转操作的最大运转转矩。在此状态下，在转矩降低或以低于后述的温度值B的温度值以下的状态维持已设定的时间时，判断为温度的上升不完全或发生了一时的错误，并通过控制使运转转矩逐渐上升。如上所述，在运转转矩上升的状态下也不发生温度的上升时，通过控制使马达以正常状态驱动(这种控制与上面说明的运转速度的控制方法相似，因此在图4中省略了对应于其控制方法的图式)。但是，若驱动马达1和泵马达10在线性地减速控制成只发生最大运转转矩的70％的状态下继续驱动，从而驱动马达的温度达到预先设定的温度值B，则控制单元30判断为马达处于过热温度，由此为了保护马达，发出预告各马达的停止的信号。
在上述图3中用于减速控制马达的临界温度值和图4中用于对马达的最大转矩的减速控制的临界温度值，可以根据使用电动叉车的工作条件和环境进行调整，即使在过热温度状态下，马达也不会立即停止，而是预告马达的停止，从而可以将电动叉车移动到安全的地方，保护设备。
在上面，举例说明了本发明的马达控制方法均适用于泵马达和驱动马达的例子。但是，由于泵马达一般执行输送工作油的特殊功能，因此若如上所述进行控制，则根据情况反而会加快因过热引起的损坏。于是，如上所述的本发明最好优先适用于驱动马达，并根据情况附加地适用于泵马达。
另外，在上述实施例中对分别进行驱动马达的旋转速度和运转转矩的调节的情况进行了说明。但并不限定于此，可以适用为同时或依次进行对上述两种特性的调节。例如可以使用如下方法，即，虽然先将驱动马达的转速调节到已设定的最低转速，但温度仍然高于设定的温度值时，以当前的运转转矩为基准来调节电流值，使运转转矩降到已设定的最低运转转矩，从而测量温度值。这时，马达的停止预告在切换调节方法的时刻进行，优选是，确保在预告马达停止后可以使叉车从危险区域最大限度地离开的富裕时间。这种方法可以改变为先调节运转转矩后调节转速的方法而使用，但一般为了调节马达的运转转矩而改变电流时，由于对此的改变明显地显现，会降低叉车的运行稳定性，因此优选的是先调节驱动马达的转速后调节运转转矩。如此地依次使用两种方法时，即使驱动马达发生问题，相比于只使用一种方法的情况，可以将叉车的驱动停止时刻最大限度地推迟到确保安全的状态。
产业上的利用如下。
本发明根据驱动马达及各电源模块的温度，线性地减速控制驱动马达的速度，所以无需像以前那样额外地具备附加的风扇之类的冷却装置，也可以最大限度地推迟马达的停止时间，从而延长电动叉车的工作时间得以使用。

Claims (19)

1.一种电动叉车的马达控制方法，该电动叉车具备：提供用于车辆行驶的动力或给向工作装置供应工作油的泵提供动力的至少一个马达；控制上述至少一个马达的供电的电源模块；以及控制上述电源模块及上述马达的控制单元(30)，该电动叉车的马达控制方法的特征在于，
上述控制单元(30)在上述马达或上述电源模块的温度上升，并达到对应于上述马达的运转速度而预先设定的第一阶段温度值(A)时，将上述马达的运转速度减速控制到已设定的一次减速速度，
在上述马达被减速的状态下上述马达或上述电源模块的温度上升，并达到已设定成高于上述第一阶段温度值且对应于上述一次减速速度的第二阶段温度值(B)时，将上述马达的运转速度减速控制到已设定成小于上述一次减速速度的二次减速速度。
2.根据权利要求1所述的电动叉车的马达控制方法，其特征在于，
在上述二次减速速度的情况下电源模块的温度继续上升，并达到高于上述第二阶段温度值(B)的预先设定的第三阶段温度值(C)时，
上述控制单元(30)将上述马达减速控制到已设定成小于上述二次减速速度的三次减速速度，并且判断为上述电源模块处于过热温度状态，并控制成预告马达的停止。
3.根据权利要求2所述的电动叉车的马达控制方法，其特征在于，
在上述马达被减速控制到上述三次减速速度的状态下，马达或上述电源模块的温度上升，并达到对应于上述马达的运转转矩而预先设定的温度时，上述控制单元(30)进行控制，使上述马达的运转转矩减小。
4.根据权利要求3所述的电动叉车的马达控制方法，其特征在于，
对应于上述温度的上升而减小后的运转转矩是用于上述电动叉车的紧急驱动的最小运转转矩。
5.根据权利要求3所述的电动叉车的马达控制方法，其特征在于，
上述三次减速速度是用于上述电动叉车的紧急驱动的最小运转速度。
6.根据权利要求1所述的电动叉车的马达控制方法，其特征在于，
在上述马达被减速控制到上述二次减速速度的状态下，马达或上述电源模块的温度上升，并达到对应于上述马达的运转转矩而预先设定的温度时，上述控制单元(30)进行控制，使上述马达的运转转矩减小。
7.根据权利要求6所述的电动叉车的马达控制方法，其特征在于，
对应于上述温度的上升而减小后的运转转矩是用于上述电动叉车的紧急驱动的最小运转转矩。
8.根据权利要求6所述的电动叉车的马达控制方法，其特征在于，
上述二次减速速度是用于上述电动叉车的紧急驱动的最小运转速度。
9.根据权利要求6所述的电动叉车的马达控制方法，其特征在于，
上述运转转矩的减小是在向运转转矩减小的方向依次形成的多个区间分别进行，上述运转转矩的减小最终完成时的运转转矩是用于上述电动叉车的紧急驱动的最小运转转矩，
在运转转矩减小到上述最小运转转矩的状态下，上述马达或电源模块的温度上升到已设定成对应于相应的运转转矩的温度时，上述控制单元(30)停止上述马达。
10.根据权利要求6所述的电动叉车的马达控制方法，其特征在于，
上述控制单元(30)减小上述运转转矩后，判断为上述电源模块处于过热温度状态，并控制成预告上述马达的停止。
11.根据权利要求1所述的电动叉车的马达控制方法，其特征在于，
上述马达的运转速度分别在已设定的各温度区间线性地进行减速控制。
12.根据权利要求6所述的电动叉车的马达控制方法，其特征在于，
上述马达的运转转矩分别在已设定的各温度区间线性地进行减速控制。
13.根据权利要求1所述的电动叉车的马达控制方法，其特征在于，
在上述马达的运转速度被减速到第一减速速度或第二减速速度的状态下，在已设定时间内未上升到对应于相应的减速速度的温度时，上述控制单元(30)将上述马达的运转速度提升到减速前的运转速度，并监控上述马达或电源模块的温度是否上升到对应于相应的运转速度的已设定的温度。
14.一种电动叉车的马达控制方法，该电动叉车具备：提供用于车辆行驶的动力或给向工作装置供应工作油的泵提供动力的至少一个马达；控制上述至少一个马达的供电的电源模块；以及控制上述电源模块及上述马达的控制单元(30)，该电动叉车的马达控制方法的特征在于，
上述控制单元(30)在上述马达或上述电源模块的温度上升，并达到对应于上述马达的运转转矩而预先设定的第一阶段温度值(A)时，进行控制使上述马达的运转转矩减小到已设定的一次转矩，
在上述马达的转矩减小的状态下上述马达或上述电源模块的温度上升，并达到已设定成高于上述第一阶段温度值且对应于上述一次转矩的第二阶段温度值(B)时，进行控制使上述马达以已设定成小于上述一次转矩的二次转矩驱动。
15.根据权利要求14所述的电动叉车的马达控制方法，其特征在于，
在上述马达的转矩减小到二次转矩的状态下，上述马达或上述电源模块的温度上升，并达到对应于上述马达的运转速度而预先设定的第一阶段温度值(A)时，将上述马达的运转速度减速控制到已设定的一次减速速度，
在上述马达在减速的状态下上述马达或上述电源模块的温度上升，并达到已设定成高于上述第一阶段温度值且对应于上述一次减速速度的第二阶段温度值(B)时，将上述马达的运转速度减速控制到已设定成小于上述一次减速速度的二次减速速度。
16.根据权利要求15所述的电动叉车的马达控制方法，其特征在于，
在上述二次减速速度的情况下电源模块的温度继续上升，并达到高于上述第二阶段温度值(B)的已设定的第三阶段温度值(C)时，
上述控制单元(30)将上述马达减速控制到已设定成小于上述二次减速速度的三次减速速度，并且判断为上述电源模块处于过热温度状态，并控制成预告马达的停止。
17.根据权利要求16所述的电动叉车的马达控制方法，其特征在于，
上述二次转矩及三次运转速度是用于上述电动叉车的紧急驱动的最小运转转矩及运转速度，
在上述三次运转速度的状态下，上述马达或电源模块的温度上升到已设定的温度以上时，停止上述马达。
18.根据权利要求14所述的电动叉车的马达控制方法，其特征在于，
在上述马达的运转速度减速的状态下，在已设定的时间内上述马达或电源模块的温度未上升到已设定成对应于相应的运转速度的温度时，上述控制单元(30)使上述马达的运转速度上升到减速前的运转速度，并监控上述马达或电源模块的温度是否上升到对应于相应的运转速度的已设定的温度。
19.一种电动叉车的马达控制装置，具备：用于行驶的驱动马达(1)和用于抽吸工作油的泵马达(10)；用于上述马达的电源模块(40、50)；以及用于控制这些马达和电源模块的控制单元(30)，其特征在于，
还包括：分别提供到上述驱动马达(1)和泵马达(10)上的速度传感器(2、12)和温度传感器(3、13)；以及
分别提供到用于上述驱动马达(1)和泵马达(10)的电源模块(40、50)上的电流传感器(41、51)和温度传感器(42、52)，
上述控制单元(30)接收来自速度传感器(2、12)和温度传感器(3、13)的信号，分别在与对上述驱动马达(1)和泵马达(10)的运转速度预先设定的运转速度相对应的电源模块的各温度区间、和与从驱动马达(1)和泵马达(10)输出的预先设定的转矩相对应的驱动马达的各温度区间，线性地减速控制驱动马达(1)和泵马达(10)的驱动。
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