JP2002262411A - 電動車の速度制御装置 - Google Patents
電動車の速度制御装置Info
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
止して走行安全性の向上を図る。 【解決手段】傾斜検出部33で検出した走行路の勾配
(傾斜角度)が予め設定された閾値よりも大きい場合、
速度制御処理部62から出力されて電流制御処理部63
に与えられるメインモータ指示電流(電機子巻線に流す
回生電流の指示値)を所定の制限値に制限する。よっ
て、メインモータ1の回生制動による後輪3a,3bの
制動力が制限され、機械的制動及び回生制動による後輪
3a,3bの制動力に対して、機械的制動による前輪3
c,3dの制動力が相対的に増加することになる。その
結果、後輪3a,3bの制動力が大きくなり過ぎず、ロ
ックによる後輪3a,3bのスリップを防止して走行安
全性の向上が図れる。
Description
の電動車に使用され、電動車の速度制御を行う電動車の
速度制御装置に関するものである。
る速度制御装置おいては、駆動源となる電動機の回生制
動を利用して駆動輪に電気的制動力をかけるとともに、
例えばドラムブレーキを用いて駆動輪及び非駆動輪に機
械的制動力をかけることによって減速あるいは停止させ
ている(実開平3−120601号及び特開平9−10
4333号の各公報参照)。
坂走行する際には傾斜角度が大きくなるほど回生制動の
制動力が大きくなるため、電気的制動力と機械的制動力
を合わせた全体の制動力の駆動輪にかかる割合が増大
し、駆動輪がロックしてスリップする虞がある。
あり、降坂走行の減速時における駆動輪のロックを防止
して走行安全性の向上を図った電動車の速度制御装置を
提供することにある。
目的を達成するために、電動車の駆動源となる電動機へ
の通電を制御するとともに電動車に機械的制動をかける
機械的制動手段を制御して電動車の速度を可変制御する
電動車の速度制御装置において、電動車の走行速度を設
定する速度設定手段と、電動車の走行速度を検出する速
度検出手段と、速度設定手段で設定される設定速度に電
動車の走行速度を略一致させるために必要な電動機への
通電電流を演算する演算手段と、演算手段による通電電
流の演算値に応じて電動機への通電電流を調整する調整
手段と、電動機への通電電流を検出する通電電流検出手
段と、通電電流検出手段の検出電流と演算手段の演算値
の差分に応じた制動力を機械的制動手段により少なくと
も電動車の非駆動輪にかける制動制御手段と、電動車の
進行方向における走行路の傾斜を検出する傾斜検出手段
と、傾斜検出手段で検出する走行路の下り方向の傾斜が
所定の閾値よりも急な場合に演算手段から調整手段に与
えられる通電電流の演算値を制限する通電電流制限手段
とを備えたことを特徴とし、走行路の下り方向の傾斜が
所定の閾値よりも急な場合に通電電流の演算値を制限す
ることで電動機の回生制動による駆動輪の制動力が制限
されるため、機械的制動及び回生制動による駆動輪の制
動力に対して、機械的制動による非駆動輪の制動力が相
対的に増加することになる。その結果、駆動輪の制動力
が大きくなり過ぎず、ロックによる駆動輪のスリップを
防止して走行安全性の向上が図れる。
めに、電動車の駆動源となる電動機への通電を制御する
とともに電動車に機械的制動をかける機械的制動手段を
制御して電動車の速度を可変制御する電動車の速度制御
装置において、電動車の走行速度を設定する速度設定手
段と、電動車の走行速度を検出する速度検出手段と、速
度設定手段で設定される設定速度に電動車の走行速度を
略一致させるために必要な電動機への通電電流を演算す
る演算手段と、演算手段による通電電流の演算値に応じ
て電動機への通電電流を調整する調整手段と、電動機へ
の通電電流を検出する通電電流検出手段と、電動車の進
行方向における走行路の傾斜を検出する傾斜検出手段
と、電動機の回転を停止させるロック状態と電動機の回
転を可能とする開放状態に切り換えられるブレーキ手段
と、速度検出手段の検出速度が所定のロック値を下回っ
た場合にブレーキ手段をロック状態とするブレーキ制御
手段とを備え、このブレーキ制御手段は、傾斜検出手段
で検出する走行路の下り方向の傾斜が所定の閾値よりも
急な場合にロック値をより小さな値に変更することを特
徴とし、急な勾配の坂を降りる際には平坦な路を走行す
る場合や緩やかな勾配の坂を降りる場合よりも速度を充
分に低下させてからブレーキ手段をロック状態とするこ
とができ、急な勾配の坂を降りる際の駆動輪のロックに
よるスリップを防止して走行安全性の向上が図れる。
めに、電動車の駆動源となる電動機への通電を制御する
とともに電動車に機械的制動をかける機械的制動手段を
制御して電動車の速度を可変制御する電動車の速度制御
装置において、電動車の走行速度を設定する速度設定手
段と、電動機の回転数に基づいて電動車の走行速度を検
出する速度検出手段と、速度設定手段で設定される設定
速度に電動車の走行速度を略一致させるために必要な電
動機への通電電流を演算する演算手段と、演算手段によ
る通電電流の演算値に応じて電動機への通電電流を調整
する調整手段と、電動機への通電電流を検出する通電電
流検出手段と、電動車の進行方向における走行路の傾斜
を検出する傾斜検出手段と、電動機の回転を停止させる
ロック状態と電動機の回転を可能とする開放状態に切り
換えられるブレーキ手段と、速度検出手段の検出速度が
所定のロック値を下回った場合にブレーキ手段をロック
状態とするブレーキ制御手段とを備え、ブレーキ制御手
段は、傾斜検出手段で検出する走行路の下り方向の傾斜
が所定の閾値よりも急な場合に検出速度がロック値を下
回ってからブレーキ手段をロック状態とするまでの作動
時間を長くすることを特徴とし、急な勾配の坂を降りる
際には平坦な路を走行する場合や緩やかな勾配の坂を降
りる場合よりも速度を充分に低下させてからブレーキ手
段をロック状態とすることができ、急な勾配の坂を降り
る際の駆動輪のロックによるスリップを防止して走行安
全性の向上が図れる。しかも、エンコーダのように電動
機の回転数に基づいて走行速度を検出する速度検出手段
を用いた場合、低速になるほど速度の検出に要する時間
が長くなってしまうが、傾斜検出手段で検出する走行路
の下り方向の傾斜が所定の閾値よりも急な場合にブレー
キ制御手段にて検出速度がロック値を下回ってからブレ
ーキ手段をロック状態とするまでの作動時間を長くする
ため、速度検出手段にエンコーダ等を用いた場合でもブ
レーキ手段をロック状態とするタイミングが遅れること
がない。
めに、電動車の駆動源となる電動機への通電を制御する
とともに電動車に機械的制動をかける機械的制動手段を
制御して電動車の速度を可変制御する電動車の速度制御
装置において、電動車の走行速度を設定する速度設定手
段と、電動機の回転数に基づいて電動車の走行速度を検
出する速度検出手段と、速度設定手段で設定される設定
速度に電動車の走行速度を略一致させるために必要な電
動機への通電電流を演算する演算手段と、演算手段によ
る通電電流の演算値に応じて電動機への通電電流を調整
する調整手段と、電動機への通電電流を検出する通電電
流検出手段と、電動機の回転を停止させるロック状態と
電動機の回転を可能とする開放状態に切り換えられるブ
レーキ手段と、速度検出手段の検出速度が所定のロック
値を下回った場合にブレーキ手段をロック状態とするブ
レーキ制御手段と、通電電流の検出値に基づいて駆動輪
のロックを検出するロック検出手段とを備え、ブレーキ
制御手段は、ロック検出手段でロックが検出された場合
に検出速度がロック値を下回ってからブレーキ手段をロ
ック状態とするまでの作動時間を長くすることを特徴と
し、ロック検出手段でロックを検出した場合にブレーキ
手段の作動時間をロック検出手段でロックが検出されな
い場合よりも長くしているため、ロック検出時にはブレ
ーキ手段の作動時間を長くすることでブレーキ手段によ
る機械的なロックを防いで速度制御を可能とし、駆動輪
の制動力を弱めてロックを解除することで駆動輪のスリ
ップを防止することができる。
の速度制御装置を備えた電動車の全体構成を図2に基づ
いて概説する。なお、図2は電動車の構成を示すブロッ
ク図である。
フ場において使用される電気ゴルフカーとして利用され
るものであって、所定の誘導経路に沿う自動走行と乗員
の手動操作による手動走行が可能である。この電動車に
は駆動源としての直流電動機(以下、「メインモータ」
という)1並びにメインモータ1の電源としてメインバ
ッテリ2が搭載されており、メインモータ1から供給さ
れる駆動力を駆動輪である後輪3a,3bに伝達するた
めのトランスミッション4、操舵輪である前輪3c,3
dを操舵するためのハンドル5、本発明に係る速度制御
装置を構成するコントローラ11、車速を変えるための
アクセルペダル7、車両に機械的制動力を加えるための
ブレーキペダル8とドラムブレーキ9、車両の前後進を
切り換えるためのシフトレバー10、コントローラ11
やメインモータ1以外の各種モータ等に電源を供給する
補機バッテリ6、外部電源によりメインバッテリ2並び
に補機バッテリ6を充電する充電器28とが設けられて
いる。
アリングモータ13、ブレーキモータ16、電磁ブレー
キ18の他、誘導線センサ19a,19b,19c、定
点センサ20、左右のバンパスイッチ21、追突防止セ
ンサ受信機22a並びに追突防止センサ送信機22b、
左右の障害物センサ23等の各種センサ群、自動制動と
手動制動を切り換えるための切換機構24、リモコン送
信器25からの信号を受信してコントローラ11に入力
するためのリモコン受信器26、追突防止センサ受信機
22a並びに追突防止センサ送信機22bを駆動制御し
て追突防止信号をコントローラ11に入力する追突防止
コントローラ27等が設けられている。
力のインタフェース等で構成される制御部48を有し、
制御部48にて所定の制御プログラムを実行することで
後述する速度制御を行う。また、コントローラ11はス
テアリングドライバ12を備え、このステアリングドラ
イバ12は、自動走行時にコントローラ11から出力さ
れる操舵指示信号に応じた駆動電流をステアリングモー
タ13に供給するものであって、ステアリングモータ1
3の回転はギヤ29,30を介してステアリング軸31
に伝達され、ステアリング軸31が回動することによっ
て所望のステアリング操作がなされる。なお、自動走行
時には、コントローラ11からの信号によってクラッチ
モータリレー32aを介してクラッチモータ32bが駆
動されてステアリングクラッチ32がオフされ、ハンド
ル5はステアリング軸31から切り離されて手動による
ステアリング操作が不能となる。
ル7の操作をアクセルスイッチ34によって検知した検
知信号と、アクセルペダル7の踏み込み度合をアクセル
ポテンショメータ35によって検出した検出信号がそれ
ぞれ入力される。
タ出力部15を備えており、自動走行時にコントローラ
11から出力されるブレーキモータ指令電流(後述す
る)に応じた駆動電流をブレーキモータ出力部15から
ブレーキモータ16に供給させ、ブレーキモータ16に
よりギヤ37及び切換機構24を介して後輪3a,3b
及び前輪3c,3dの各々に設けられたドラムブレーキ
9を駆動して車両に機械的制動力を加える。そして、自
動走行時においても、ブレーキペダル8は切換機構24
を介してドラムブレーキ9に接続されており、ブレーキ
ペダル8の踏み込み操作による制動も可能である。但
し、ブレーキペダル8の踏み込み操作はブレーキスイッ
チ38によって検出され、その検出信号はコントローラ
11に入力される。
よってオン/オフ制御され、メインモータ1の回転をト
ランスミッション4に伝達する回動軸(図示せず)にス
プライン嵌合されたディスク18aと、回動軸と非接触
で、かつディスク18aに対向するようトランスミッシ
ョン4の外壁等に固定された固定盤18bとで構成され
ている。ディスク18aは、回動軸にスプライン嵌合さ
れていることから、回動軸と一体となって回転する一
方、回動軸の軸方向に移動可能となっている。また、固
定盤18bは、ディスク18aを吸引する磁界を発生す
る永久磁石と、この永久磁石の磁界を打ち消すようコン
トローラ11によって励磁される電磁石とで構成されて
いる。すなわち、この電磁ブレーキ18は、走行中にお
いて電磁石に対する励磁がオンとされ、この磁界によっ
て永久磁石の磁界が打ち消されることによりディスク1
8aに対する吸引力が無くなり、結果的に回動軸に対し
制動がかからない状態(開放状態)となる。一方、電磁
石に対する励磁がオフとされると、ディスク18aが永
久磁石の磁力によって固定盤18bに吸着され、回動軸
に対し制動がかかる状態(ロック状態)となる。
端部に水平方向に回動自在に取り付けられたT字状アー
ム39の中央と左右に地面と対向するように配置され、
ゴルフ場のコースに沿って埋設され且つ交流電圧が印加
された誘導線(図示せず)を磁気的に検出し、誘導線と
の距離に応じた検出信号を誘導線センサ用アンプ14で
増幅してコントローラ11の制御部48に入力する。す
なわち、コントローラ11の制御部48は誘導線センサ
19a〜19cからの検出信号に基づいて車両位置の誘
導線からの偏差量を算出し、この偏差量を「0」とする
ような操舵指示信号をステアリングドライバ12に対し
て出力することによって車両を誘導線に沿って自動走行
させる。
よう車両の所定位置に取り付けられており、ゴルフ場の
コース等に所定間隔を置いて埋設された複数の永久磁石
からなる定点を磁気的に検出し、その並びのパターンに
対応した検出信号を定点センサ用アンプ17で増幅して
コントローラ11の制御部48に対して出力することに
よって車両の停止/発進、加速等の速度制御を行うため
の情報をコントローラ11に提供するものである。
部に設けられており、前方を走行する電動車の追突防止
センサ送信機22bから送信される電波を受信する。追
突防止コントローラ27では追突防止センサ受信機22
aで受信した電波の強度に応じた検出信号をコントロー
ラ11へ出力する。コントローラ11は、この追突防止
コントローラ27からの検出信号に基づき、前方車両と
の距離が所定の設定値以下であるか否かを判断し、設定
値以下であると判断した場合には、追突を防止すべく車
両を停止させる。
2箇所にそれぞれ設けられた光反射型の赤外線センサで
あり、車両前方に存在する障害物(人、動物等の生物を
含む)との距離に応じた検出信号を出力する(但し、こ
の検出信号のレベルは障害物との距離が短くなるにつれ
て大きくなる)。コントローラ11は、各々の障害物セ
ンサ23の出力をそれぞれ第1及び第2の設定値と比較
し、何れか一方のセンサ出力(障害物との距離)が第1
の設定値以上である場合には車両を減速させ、第1の設
定値よりさらに大きい第2の設定値以上である場合には
車両を停止させる。これにより、障害物との接触が回避
される。
車両本体との隙間の左右2箇所に設けられ、通常時はオ
フ状態となっているが、フロントバンパが何らかの障害
物によって押圧されるとオン状態になる。コントローラ
11は何れかのバンパスイッチ21がオン状態になると
車両を停止させる。
33(図1参照)が車両に取り付けられており、平地を
ゼロとし、上りにプラス、下りにマイナスの符号を付け
て勾配が急なほど大きな値となる検出信号をコントロー
ラ11に出力する。
群として、トランスミッション4には車速を検出するた
めのエンコーダからなる2つの車速センサ41,42、
ギヤ37にはドラムブレーキ9及び制動力伝達経路を含
むブレーキ系のストロークが大きくなったためにブレー
キモータ16の回転角が一定の限界値を超えたか否かを
検出するブレーキリミットスイッチ44がそれぞれ設け
られており、これらの検出信号はコントローラ11に入
力される。なお、車速センサ41,42を2つ設けてい
るのは、一方の車速センサが故障した場合でも速度制御
を可能として車両を安全に停止させるためと、2つの車
速センサ41,42の出力に位相差を持たせてその位相
差によりメインモータ1の回転方向、すなわち車両の進
行方向(前進と後進)を検出するためである。
トレバー10の操作位置(前進位置及び後進位置)を検
出する前進検出スイッチ45と後進検出スイッチ46が
設けられるとともに、後進時に警報を発するための警報
ブザー47が設けられており、前進検出スイッチ45並
びに後進検出スイッチ46の検出信号がコントローラ1
1に入力されている。
設置されており、この操作盤40には、メインバッテリ
2からメインモータ1への給電経路に挿入されたメイン
リレー36をオン/オフするためのメインスイッチ40
aの他、手動走行と自動走行の切換を指示する自動/手
動切換スイッチ40b、発進と停止を指示する発進/停
止スイッチ40c等の各種スイッチ、警告表示等を行う
警告灯40dや走行状態等の各種情報が表示される表示
灯40e並びにメインバッテリ2の残容量を表示する残
量計40fが設けられている。而して、操作盤40の自
動/手動切換スイッチ40bにて自動走行が選択される
と、コントローラ11は車両の走行モードを手動走行か
ら自動走行に切り換え、後述するような自動走行のため
の制御を行う。
発進/停止スイッチ40cと同様の機能を有しており、
リモコン送信器25から無線信号で送信される発進/停
止の指示をリモコン受信器26で受信してコントローラ
11に送ることにより、電動車の遠隔操作が可能となっ
ている。
容量不足等によって車両が自力走行不能となった場合の
ために牽引スイッチ49が設けてある。すなわち、この
牽引スイッチ49をオンするとコントローラ11により
電磁ブレーキ18に通電されて開放状態となり、他の電
動車等によって牽引が可能になる。
概略的に説明する。まず、メインスイッチ40aがオン
されると、コントローラ11の制御部48が所定の制御
プログラムを実行し、自動/手動切換スイッチ40bが
「自動走行」と「手動走行」の何れに切り換えられてい
るかを判断する。仮に自動/手動切換スイッチ40bが
自動走行に切り換えられているとすると、制御部48は
自動走行用のルーチンを実行して、以下の自動走行制御
を行う。
に操作されているか否か、すなわち、前進スイッチ45
からオン状態を示す検出信号が入力されているか否かを
判断し、前進スイッチ45がオン状態でなければ車両の
停止状態を維持し、前進スイッチ45がオン状態であれ
ば、操作盤40あるいはリモコン送信器25から発進指
示があったか否かを判断する。ここで、操作盤40の発
進/停止スイッチ40cあるいはリモコン送信器25の
発進/停止スイッチ(図示せず)が操作されて発進指示
がなされると、制御部48がクラッチモータリレー32
aをオン,オフし、ステアリングクラッチ32がオフす
る位置にクラッチモータ32bを停止することによっ
て、ハンドル5をステアリング軸31から切り離す。こ
れにより、ハンドル5の操作による手動操舵が不能にな
るとともに、自動操舵に伴うハンドル4の回動が防止さ
れる。
オンしてメインバッテリ2からの給電経路を閉成すると
ともに、メインモータ1の界磁巻線及び電機子巻線(図
示せず)に電圧を印加するメインモータ出力部50を制
御してメインモータ1を起動する。メインモータ1の起
動後、制御部48が電磁ブレーキ18に通電して開放状
態とすることで駆動輪(後輪3a,3b)が回動して車
両が前方へ走行する。走行開始後は、制御部48が車速
センサ42の車速検出値等の各種センサ出力に基づいて
メインモータ出力部50、ブレーキモータ出力部15並
びに電磁ブレーキ18を制御し、車両の速度制御を行
う。同時に、制御部48では誘導線センサ19a〜19
cからの検出信号に基づいて車両位置の誘導線からの偏
差量を算出し、この偏差量を「0」とするような操舵指
示信号をステアリングドライバ12に対して出力し、ス
テアリングドライバ12を介してステアリングモータ1
3を駆動することで操舵制御を行う。このような速度制
御と操舵制御により自動走行が行われる。
動走行に切り換えられている場合、制御部48が手動走
行用のルーチンを実行し、クラッチモータリレー32a
をオン,オフし、ステアリングクラッチ32がオンする
位置でクラッチモータ32bを停止することによって、
ハンドル5がステアリング軸31と接続されてハンドル
5の操作による手動操舵が可能になる。そして、アクセ
ルスイッチ34並びにアクセルポテンショメータ35に
よって検出されるアクセルペダル7の踏み込み量に応じ
て、制御部48がメインモータ1への通電を制御して車
両の速度制御を行う。なお、手動走行中にアクセルペダ
ル7から足を離す、すなわちアクセルペダル7の踏み込
み量をゼロにすれば、メインモータ1に回生電流が流れ
て制動(回生制動)がかかる。
コントローラ11の操舵制御を除く速度制御に関わる部
分について、さらに詳しく説明する。図1は本実施形態
の速度制御装置(コントローラ11の速度制御に関わる
部分)の概略構成を示すブロック図である。なお、図1
に示す入力処理部60、指令速度演算部61、速度制御
処理部62、電流制御処理部63、ブレーキモータ制御
処理部64、電磁ブレーキ出力部65、並びに電流制限
部66の各部は、制御部48のCPUにて制御プログラ
ムを実行することで実現される。
操作をアクセルスイッチ34によって検知した検知信
号、アクセルペダル7の踏み込み度合をアクセルポテン
ショメータ35によって検出した検出信号、定点センサ
20からの検出信号、操作盤40に設けられた発進/停
止スイッチ40c等の各種スイッチの操作状態を示す信
号、追突防止コントローラ27からの検出信号、リモコ
ン送信器25の受信信号、傾斜検出部33の検出信号等
の信号処理を行い、これらの信号に応じて車両の設定速
度を決定する。ここで、手動走行時には主にアクセルポ
テンショメータ35の検出信号、すなわちアクセルペダ
ル7の踏み込み度合に応じて設定速度が決まり、自動走
行時には主に定点センサ20からの検出信号、操作盤4
0に設けられた発進/停止スイッチ40c等の各種スイ
ッチの操作状態を示す信号、リモコン送信器25の受信
信号に応じて設定速度が決まり、各信号に応じた設定速
度の値が手動走行及び自動走行毎に予め制御部48のメ
モリに格納されている。入力処理部60では各信号に応
じた設定速度をメモリから読み出して指令速度演算部6
1に出力する。
ら与えられる設定速度に基づいて車両の実際の走行速度
を決める指令速度を演算するものであって、例えば、停
止又は一定速度で走行中に設定速度が現在の値よりも高
い値(あるいは低い値)に変更された場合、現在の設定
速度から変更後の設定速度に徐々に且つ滑らかに加速
(あるいは減速)するように指令速度を変化させる。
1から与えられる指令速度と車速センサ41,42の検
出信号(検出速度)とを一致させるためにメインモータ
1に流す必要がある電流値を演算し、この電流値に応じ
たメインモータ指令電流を電流制限部66を介して電流
制御処理部63、並びにブレーキモータ制御処理部64
に出力する。
2から与えられるメインモータ指令電流と電流検出部5
1で検出されるメインモータ1の電流(検出電流)とを
一致させるために必要となるメインモータ1への印加電
圧を演算し、この印加電圧に応じた指令電圧をメインモ
ータ出力部50に出力する。ここで、本実施形態におい
てはメインモータ1として直流分巻電動機を用いている
が、直流分巻電動機では一般に回転速度と電機子電圧と
が比例し且つ回転速度と界磁電流とが反比例することか
ら、電機子電圧(電機子電流)及び界磁電流を調整する
ことでメインモータ1の回転速度を制御することができ
る。すなわち、電機子電流を増大するとともに界磁電流
を減少させることでメインモータ1の回転数を上昇させ
て車両を加速し、電機子電流を減少するとともに界磁電
流を増大させることでメインモータ1の回転数を下降さ
せて車両を減速する、つまり電気的制動(回生制動)を
かけることができる。但し、直流分巻電動機ではトルク
が電機子電流と磁束(界磁電流)の相乗積に比例するた
め、登板時のように速度をできるだけ落とさずに大きな
トルクを得たい場合には、電機子電流と界磁電流の両方
を増大させる必要がある。
度と検出速度を一致させるためにメインモータ1の電機
子巻線及び界磁巻線(何れも図示せず)にそれぞれ流す
必要がある電機子電流及び界磁電流の指令値がメインモ
ータ指令電流として出力されており、電流制御処理部6
3では、電流検出部51で各々検出される電機子電流の
検出値及び界磁電流の検出値とメインモータ指令電流の
電機子電流及び界磁電流の各指令値とを一致させるため
に必要となる電機子巻線への印加電圧及び界磁巻線への
印加電圧に応じた指令電圧をメインモータ出力部50に
出力する。メインモータ出力部50は、メインバッテリ
2からメインモータ1の電機子巻線及び界磁巻線への印
加電圧を電流制御処理部63から与えられる指令電圧に
応じて調整する。
速度制御処理部62から与えられるメインモータ指令電
流と電流検出部51で検出される検出電流とを比較し、
検出電流とメインモータ指令電流との差分に応じたブレ
ーキモータ指令電流を演算してブレーキモータ出力部1
5に出力する。そして、ブレーキモータ出力部15で
は、ブレーキモータ制御処理部64から与えられるブレ
ーキモータ指令電流を流すのに必要な電圧を補機バッテ
リ6からブレーキモータ16へ印加する。ここで、ブレ
ーキモータ制御処理部64による演算では検出電流とメ
インモータ指令電流との差分が大きいほどブレーキモー
タ指令電流の値が大きな値となり、ブレーキモータ指令
電流の値が大きいほど、すなわちブレーキモータ16へ
の印加電圧が高いほどドラムブレーキ9の駆動力が増大
して大きな制動がかかるようになっている。
令速度と車速センサ41,42の検出速度が電磁ブレー
キ出力部65に与えられる。電磁ブレーキ出力部65で
は、車両の停止時に操作盤40の発進/停止スイッチ4
0cから発進の指示が与えられたときに電磁石に対する
励磁をオンして電磁ブレーキ18を開放状態とし、指令
速度がゼロに近い所定のロック値に設定され且つ検出速
度がこのロック値に略一致したときに電磁石に対する励
磁をオフして電磁ブレーキ18をロック状態とする。
に重力加速度の影響で車両の速度が指令速度よりも速く
なった場合、メインモータ1が発電機として作用し、電
機子電流の方向が逆転して回生電流が流れて回生制動が
かかる。この場合、電機子巻線に流れる回生電流を増減
することで電機子に対して回転方向と逆方向にはたらく
力を調整して回生制動の制動力を可変するとともに、検
出電流とメインモータ指令電流との差分に応じたブレー
キモータ指令電流をブレーキモータ出力部15に与えて
ブレーキモータ16を駆動することでドラムブレーキ9
を駆動して機械的制動をかけるのである。しかしなが
ら、この回生制動が駆動輪である後輪3a,3bのみに
かかるため、坂の勾配が大きくなって回生制動の制動力
が増えると後輪3a,3bがロックしてスリップしてし
まう虞がある。
検出した走行路の勾配(傾斜角度)が予め設定された閾
値よりも大きい場合、速度制御処理部62から出力され
て電流制御処理部63に与えられるメインモータ指示電
流(電機子巻線に流す回生電流の指示値)を所定の制限
値に制限することにより、回生制動による後輪3a,3
bの制動力が制限される。ここで、図3のフローチャー
トを参照して降坂時における制御部48の処理動作を説
明する。まず、速度制御処理部62が指令速度と検出速
度とを一致させるためのメインモータ指令電流を演算し
て電流制御処理部63、並びにブレーキモータ制御処理
部64に出力すると(ステップ1)、電流制限部66に
て傾斜検出部33で検出した傾斜角度(下り勾配)と上
記閾値が比較される(ステップ2)。電流制限部66で
は傾斜角度が閾値以下の場合には速度制御処理部62か
らのメインモータ指示電流を電流制御処理部63にスル
ーし、傾斜角度が閾値より大きい場合には速度制御処理
部62からのメインモータ指示電流をスルーせずに所定
の制限値をメインモータ指示電流として電流制御処理部
63に出力する(ステップ2,4)。そして、電流制御
処理部63では与えられたメインモータ指令電流と電流
検出部51で検出される検出電流とを一致させるために
必要となるメインモータ1への印加電圧を演算し、この
印加電圧に応じた指令電圧をメインモータ出力部50に
出力する(ステップ3)。一方、ブレーキモータ制御処
理部64では、上述のように速度制御処理部62から与
えられるメインモータ指令電流と電流検出部51で検出
される検出電流とを比較し、検出電流とメインモータ指
令電流との差分に応じたブレーキモータ指令電流を演算
してブレーキモータ出力部15に出力する(ステップ
5)。
り、走行路の下り勾配を傾斜検出部33で検出した傾斜
角度が所定の閾値より大きい場合には電流制限部66に
よってメインモータ指示電流が所定の制限値に制限さ
れ、メインモータ1の回生制動による後輪3a,3bの
制動力が制限されるため、機械的制動及び回生制動によ
る後輪3a,3bの制動力に対して、機械的制動による
前輪3c,3dの制動力が相対的に増加することにな
る。その結果、後輪3a,3bの制動力が大きくなり過
ぎず、ロックによる後輪3a,3bのスリップを防止し
て走行安全性の向上が図れるものである。
御装置(コントローラ11の速度制御に関わる部分)の
概略構成を示すブロック図である。但し、実施形態1と
共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略す
る。
走行路の勾配(傾斜角度)が予め設定された閾値(実施
形態1における閾値と同じ値あるいは異なる値であって
もよい)よりも大きい場合に、実施形態1で説明した電
磁ブレーキ出力部65におけるロック値を、傾斜角度が
閾値以下の場合よりも小さくする点に特徴がある。
坂時における制御部48の処理動作を説明する。電磁ブ
レーキ出力部65にて、傾斜検出部33で検出した傾斜
角度(下り勾配)と予め設定された閾値とが比較される
(ステップ1)。傾斜角度が閾値以下の場合、電磁ブレ
ーキ出力部65が電磁ブレーキ18のロック値を値Aに
設定し(ステップ2)、傾斜角度が閾値より大きい場合
には電磁ブレーキ出力部65が電磁ブレーキ18のロッ
ク値を値Aよりも小さい値B(B<A)に設定する(ス
テップ3)。
り、傾斜角度が閾値よりも大きい場合に、電磁ブレーキ
出力部65におけるロック値を、傾斜角度が閾値以下の
場合の値Aよりも小さい値Bに変更することによって、
急な勾配の坂を降りる際には平坦な路を走行する場合や
緩やかな勾配の坂を降りる場合よりも速度を充分に低下
させてから電磁ブレーキ18をロック状態とすることが
できる。その結果、急な勾配の坂を降りる際の後輪3
a,3bのロックによるスリップを防止して走行安全性
の向上が図れるものである。
33で検出した走行路の勾配(傾斜角度)が予め設定さ
れた閾値(実施形態1における閾値と同じ値あるいは異
なる値であってもよい)よりも大きい場合に、車速セン
サ41,42の検出速度が電磁ブレーキ出力部65にお
けるロック値を下回ってから電磁ブレーキ出力部65が
電磁ブレーキ18をロック状態とするまでの時間(以
下、「作動時間」という)を、傾斜角度が閾値以下の場
合よりも長くする点に特徴がある。なお、本実施形態の
構成は実施形態2と共通であるから図示は省略する。
坂時における制御部48の処理動作を説明する。電磁ブ
レーキ出力部65にて、傾斜検出部33で検出した傾斜
角度(下り勾配)と予め設定された閾値とが比較される
(ステップ1)。傾斜角度が閾値以下の場合、電磁ブレ
ーキ出力部65では電磁ブレーキ18の作動時間を時間
T1に設定し(ステップ2)、傾斜角度が閾値より大き
い場合には電磁ブレーキ18の作動時間をT1よりも長
い時間T2(T1<T2)に設定する(ステップ3)。
ーダを用いた場合、低速になるほど速度の検出に要する
時間が長くなり、速度の検出信号が出力される間隔も長
くなってしまうため、実施形態2のように傾斜角度に応
じて電磁ブレーキ出力部65におけるロック値を変更す
る構成では、車両の実際の速度がロック値を下回ってか
らある程度の時間が経過してからでないと検出速度がロ
ック値を下回ったことが判別できず、後輪3a,3bの
ロックのタイミングが遅れてしまう虞がある。それに対
して本実施形態では、電磁ブレーキ出力部65にて電磁
ブレーキ18の作動時間を傾斜角度が閾値以下の場合よ
りも長くするため、実施形態2と同様に急勾配の坂を降
りる際に後輪3a,3bがロックされる速度を実質的に
遅くしながら、エンコーダを用いた場合でもロックタイ
ミングが遅れることがないものである。
御装置(コントローラ11の速度制御に関わる部分)の
概略構成を示すブロック図である。但し、実施形態1と
共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略す
る。
電機子電流(回生電流)に基づいて駆動輪(後輪)3
a,3bのロックを検出するロック検出部67を備え、
ロック検出部67でロックを検出した場合に、車速セン
サ41,42の検出速度が電磁ブレーキ出力部65にお
けるロック値を下回ってから電磁ブレーキ出力部65が
電磁ブレーキ18をロック状態とするまでの作動時間
を、ロック検出部67でロックが検出されない場合より
も長くする点に特徴がある。すなわち、自動走行中の降
坂時や路面が濡れているような状況において、仮に駆動
輪(後輪)3a,3bがロックした場合であっても、電
磁ブレーキ18がロック状態にならない限り、速度制御
装置によって回生制動及び機械的制動の制動力を制御す
ることで後輪3a,3bのロックを解除可能であるか
ら、ロック検出部67によって後輪3a,3bのロック
を検出し、ロック検出時には電磁ブレーキ18の作動時
間を長くすることで速度制御装置による速度制御を可能
としている。
て制御プログラムを実行することで実現されるものであ
って、減速時における電流検出部51の検出電流のピー
ク値が、所定の閾値を超えればロック無し、この閾値を
超えなければロック有りと判断し、ロック有りと判断し
た場合に電磁ブレーキ出力部65に対してロック検出信
号を出力する。例えば、図8に示すように設定速度Vs
=V0(>0)で定速走行中に車両を停止するために設
定速度Vs=0に変更された場合、指令速度演算部61
では設定速度Vs=0とされた時刻t=t0から車両を
停止させる時刻t=t3まで指令速度Vaを徐々に低下
させる。速度制御処理部62からは電機子電流を減少さ
せるメインモータ指示電流が出力され、電流制御処理部
63から与えられる指令電圧に応じてメインモータ出力
部50がメインモータ1の電機子電流を減少させる。そ
の結果、車速センサ41,42による検出速度Vbは指
令速度Vaに追従するように徐々に低下するのである
が、ある時点(時刻t=t1)で電機子電流が逆転して
回生制動がかかり、メインモータ1の回生電流(逆向き
の電機子電流)Iが徐々に増大する。
面が急な下り勾配である等の路面の状態によっては後輪
3a,3bがロックする場合がある。例えば、時刻t=
t2の時点で後輪3a,3bがロックした場合を想定す
ると、後輪3a,3bのロックによって検出速度Vbが
急激に低下するとともに、回生電流Ibも暫く流れた後
に急激に減少する。一方、後輪3a,3bがロックしな
ければ、回生電流Iaはピーク値I2を超えてから減少
し始めて車両が停止する直前にゼロとなる(図8参
照)。このように後輪3a,3bがロックするときとロ
ックしないときとでは、回生電流Ib,Iaのピーク値
I1,I2に差が生じることになるので、2つのピーク
値I1,I2の間に所定の閾値Irefを設定することに
より、回生電流Iのピーク値が閾値Irefを超えるか否
かによって後輪3a,3bのロックを検出することが可
能である。
部67でロックを検出した場合に電磁ブレーキ18の作
動時間をロック検出部67でロックが検出されない場合
よりも長くしているため、ロック検出時には電磁ブレー
キ18の作動時間を長くすることで電磁ブレーキ18に
よる機械的なロックを防いで速度制御装置による速度制
御を可能とし、後輪3a,3bの制動力を弱めてロック
を解除することで後輪3a,3bのスリップを防止する
ことができる。
る電動機への通電を制御するとともに電動車に機械的制
動をかける機械的制動手段を制御して電動車の速度を可
変制御する電動車の速度制御装置において、電動車の走
行速度を設定する速度設定手段と、電動車の走行速度を
検出する速度検出手段と、速度設定手段で設定される設
定速度に電動車の走行速度を略一致させるために必要な
電動機への通電電流を演算する演算手段と、演算手段に
よる通電電流の演算値に応じて電動機への通電電流を調
整する調整手段と、電動機への通電電流を検出する通電
電流検出手段と、通電電流検出手段の検出電流と演算手
段の演算値の差分に応じた制動力を機械的制動手段によ
り少なくとも電動車の非駆動輪にかける制動制御手段
と、電動車の進行方向における走行路の傾斜を検出する
傾斜検出手段と、傾斜検出手段で検出する走行路の下り
方向の傾斜が所定の閾値よりも急な場合に演算手段から
調整手段に与えられる通電電流の演算値を制限する通電
電流制限手段とを備えたので、走行路の下り方向の傾斜
が所定の閾値よりも急な場合に通電電流の演算値を制限
することで電動機の回生制動による駆動輪の制動力が制
限されるため、機械的制動及び回生制動による駆動輪の
制動力に対して、機械的制動による非駆動輪の制動力が
相対的に増加することになり、その結果、駆動輪の制動
力が大きくなり過ぎず、ロックによる駆動輪のスリップ
を防止して走行安全性の向上が図れるという効果があ
る。
電動機への通電を制御するとともに電動車に機械的制動
をかける機械的制動手段を制御して電動車の速度を可変
制御する電動車の速度制御装置において、電動車の走行
速度を設定する速度設定手段と、電動車の走行速度を検
出する速度検出手段と、速度設定手段で設定される設定
速度に電動車の走行速度を略一致させるために必要な電
動機への通電電流を演算する演算手段と、演算手段によ
る通電電流の演算値に応じて電動機への通電電流を調整
する調整手段と、電動機への通電電流を検出する通電電
流検出手段と、電動車の進行方向における走行路の傾斜
を検出する傾斜検出手段と、電動機の回転を停止させる
ロック状態と電動機の回転を可能とする開放状態に切り
換えられるブレーキ手段と、速度検出手段の検出速度が
所定のロック値を下回った場合にブレーキ手段をロック
状態とするブレーキ制御手段とを備え、このブレーキ制
御手段は、傾斜検出手段で検出する走行路の下り方向の
傾斜が所定の閾値よりも急な場合にロック値をより小さ
な値に変更するので、急な勾配の坂を降りる際には平坦
な路を走行する場合や緩やかな勾配の坂を降りる場合よ
りも速度を充分に低下させてからブレーキ手段をロック
状態とすることができ、急な勾配の坂を降りる際の駆動
輪のロックによるスリップを防止して走行安全性の向上
が図れるという効果がある。
電動機への通電を制御するとともに電動車に機械的制動
をかける機械的制動手段を制御して電動車の速度を可変
制御する電動車の速度制御装置において、電動車の走行
速度を設定する速度設定手段と、電動機の回転数に基づ
いて電動車の走行速度を検出する速度検出手段と、速度
設定手段で設定される設定速度に電動車の走行速度を略
一致させるために必要な電動機への通電電流を演算する
演算手段と、演算手段による通電電流の演算値に応じて
電動機への通電電流を調整する調整手段と、電動機への
通電電流を検出する通電電流検出手段と、電動車の進行
方向における走行路の傾斜を検出する傾斜検出手段と、
電動機の回転を停止させるロック状態と電動機の回転を
可能とする開放状態に切り換えられるブレーキ手段と、
速度検出手段の検出速度が所定のロック値を下回った場
合にブレーキ手段をロック状態とするブレーキ制御手段
とを備え、ブレーキ制御手段は、傾斜検出手段で検出す
る走行路の下り方向の傾斜が所定の閾値よりも急な場合
に検出速度がロック値を下回ってからブレーキ手段をロ
ック状態とするまでの作動時間を長くするので、急な勾
配の坂を降りる際には平坦な路を走行する場合や緩やか
な勾配の坂を降りる場合よりも速度を充分に低下させて
からブレーキ手段をロック状態とすることができ、急な
勾配の坂を降りる際の駆動輪のロックによるスリップを
防止して走行安全性の向上が図れ、しかも、エンコーダ
のように電動機の回転数に基づいて走行速度を検出する
速度検出手段を用いた場合、低速になるほど速度の検出
に要する時間が長くなってしまうが、傾斜検出手段で検
出する走行路の下り方向の傾斜が所定の閾値よりも急な
場合にブレーキ制御手段にて検出速度がロック値を下回
ってからブレーキ手段をロック状態とするまでの作動時
間を長くするため、速度検出手段にエンコーダ等を用い
た場合でもブレーキ手段をロック状態とするタイミング
が遅れることがないという効果がある。
電動機への通電を制御するとともに電動車に機械的制動
をかける機械的制動手段を制御して電動車の速度を可変
制御する電動車の速度制御装置において、電動車の走行
速度を設定する速度設定手段と、電動機の回転数に基づ
いて電動車の走行速度を検出する速度検出手段と、速度
設定手段で設定される設定速度に電動車の走行速度を略
一致させるために必要な電動機への通電電流を演算する
演算手段と、演算手段による通電電流の演算値に応じて
電動機への通電電流を調整する調整手段と、電動機への
通電電流を検出する通電電流検出手段と、電動機の回転
を停止させるロック状態と電動機の回転を可能とする開
放状態に切り換えられるブレーキ手段と、速度検出手段
の検出速度が所定のロック値を下回った場合にブレーキ
手段をロック状態とするブレーキ制御手段と、通電電流
の検出値に基づいて駆動輪のロックを検出するロック検
出手段とを備え、ブレーキ制御手段は、ロック検出手段
でロックが検出された場合に検出速度がロック値を下回
ってからブレーキ手段をロック状態とするまでの作動時
間を長くするので、ロック検出手段でロックを検出した
場合にブレーキ手段の作動時間をロック検出手段でロッ
クが検出されない場合よりも長くしているため、ロック
検出時にはブレーキ手段の作動時間を長くすることでブ
レーキ手段による機械的なロックを防いで速度制御を可
能とし、駆動輪の制動力を弱めてロックを解除すること
で駆動輪のスリップを防止することができるという効果
がある。
る。
ある。
る。
る。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 電動車の駆動源となる電動機への通電を
制御するとともに電動車に機械的制動をかける機械的制
動手段を制御して電動車の速度を可変制御する電動車の
速度制御装置において、電動車の走行速度を設定する速
度設定手段と、電動車の走行速度を検出する速度検出手
段と、速度設定手段で設定される設定速度に電動車の走
行速度を略一致させるために必要な電動機への通電電流
を演算する演算手段と、演算手段による通電電流の演算
値に応じて電動機への通電電流を調整する調整手段と、
電動機への通電電流を検出する通電電流検出手段と、通
電電流検出手段の検出電流と演算手段の演算値の差分に
応じた制動力を機械的制動手段により少なくとも電動車
の非駆動輪にかける制動制御手段と、電動車の進行方向
における走行路の傾斜を検出する傾斜検出手段と、傾斜
検出手段で検出する走行路の下り方向の傾斜が所定の閾
値よりも急な場合に演算手段から調整手段に与えられる
通電電流の演算値を制限する通電電流制限手段とを備え
たことを特徴とする電動車の速度制御装置。 - 【請求項2】 電動車の駆動源となる電動機への通電を
制御するとともに電動車に機械的制動をかける機械的制
動手段を制御して電動車の速度を可変制御する電動車の
速度制御装置において、電動車の走行速度を設定する速
度設定手段と、電動車の走行速度を検出する速度検出手
段と、速度設定手段で設定される設定速度に電動車の走
行速度を略一致させるために必要な電動機への通電電流
を演算する演算手段と、演算手段による通電電流の演算
値に応じて電動機への通電電流を調整する調整手段と、
電動機への通電電流を検出する通電電流検出手段と、電
動車の進行方向における走行路の傾斜を検出する傾斜検
出手段と、電動機の回転を停止させるロック状態と電動
機の回転を可能とする開放状態に切り換えられるブレー
キ手段と、速度検出手段の検出速度が所定のロック値を
下回った場合にブレーキ手段をロック状態とするブレー
キ制御手段とを備え、このブレーキ制御手段は、傾斜検
出手段で検出する走行路の下り方向の傾斜が所定の閾値
よりも急な場合にロック値をより小さな値に変更するこ
とを特徴とする電動車の速度制御装置。 - 【請求項3】 電動車の駆動源となる電動機への通電を
制御するとともに電動車に機械的制動をかける機械的制
動手段を制御して電動車の速度を可変制御する電動車の
速度制御装置において、電動車の走行速度を設定する速
度設定手段と、電動機の回転数に基づいて電動車の走行
速度を検出する速度検出手段と、速度設定手段で設定さ
れる設定速度に電動車の走行速度を略一致させるために
必要な電動機への通電電流を演算する演算手段と、演算
手段による通電電流の演算値に応じて電動機への通電電
流を調整する調整手段と、電動機への通電電流を検出す
る通電電流検出手段と、電動車の進行方向における走行
路の傾斜を検出する傾斜検出手段と、電動機の回転を停
止させるロック状態と電動機の回転を可能とする開放状
態に切り換えられるブレーキ手段と、速度検出手段の検
出速度が所定のロック値を下回った場合にブレーキ手段
をロック状態とするブレーキ制御手段とを備え、ブレー
キ制御手段は、傾斜検出手段で検出する走行路の下り方
向の傾斜が所定の閾値よりも急な場合に検出速度がロッ
ク値を下回ってからブレーキ手段をロック状態とするま
での作動時間を長くすることを特徴とする電動車の速度
制御装置。 - 【請求項4】 電動車の駆動源となる電動機への通電を
制御するとともに電動車に機械的制動をかける機械的制
動手段を制御して電動車の速度を可変制御する電動車の
速度制御装置において、電動車の走行速度を設定する速
度設定手段と、電動機の回転数に基づいて電動車の走行
速度を検出する速度検出手段と、速度設定手段で設定さ
れる設定速度に電動車の走行速度を略一致させるために
必要な電動機への通電電流を演算する演算手段と、演算
手段による通電電流の演算値に応じて電動機への通電電
流を調整する調整手段と、電動機への通電電流を検出す
る通電電流検出手段と、電動機の回転を停止させるロッ
ク状態と電動機の回転を可能とする開放状態に切り換え
られるブレーキ手段と、速度検出手段の検出速度が所定
のロック値を下回った場合にブレーキ手段をロック状態
とするブレーキ制御手段と、通電電流の検出値に基づい
て駆動輪のロックを検出するロック検出手段とを備え、
ブレーキ制御手段は、ロック検出手段でロックが検出さ
れた場合に検出速度がロック値を下回ってからブレーキ
手段をロック状態とするまでの作動時間を長くすること
を特徴とする電動車の速度制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001054881A JP3802355B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 電動車の速度制御装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001054881A JP3802355B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 電動車の速度制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002262411A true JP2002262411A (ja) | 2002-09-13 |
JP3802355B2 JP3802355B2 (ja) | 2006-07-26 |
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ID=18915146
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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