JP2004161471A - 電動車両の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行モータの回生制動トルクを利用して減速制御を行う場合の利点を生かしつつ、インチング操作を極めて簡単に行うことができる電動車両を提供する。
【解決手段】アクセル操作量検出手段２３とブレーキ操作量検出手段２５の検出出力に基づいてアクセルペダル１３とブレーキペダル１５とが同時操作されているか否かを判断し、両者が同時操作されている場合には、ブレーキ操作量検出手段２５で検出されたブレーキ操作量αに応じたゲインＧを設定し、そのゲインＧに基づいてアクセル操作量検出手段２３で検出されたアクセル操作量βを補正し、その補正したアクセル操作量に応じて走行モータ２１を制御して速度調整を行う。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリフォークリフトなどの電動車両に係り、特には、走行制御のための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動車両では、例えばアクセルペダルとブレーキペダルとを操作することで車両の走行（速度）が調節されるようになされており、最近では構成の簡素化などを目的として、ブレーキペダルとブレーキとの間に機械的な連結構造を有さないものが開発され、走行モータを回生制御することで制動かけることも行われている（下記文献参照）。
【０００３】
ところで、電動車両の一種であるバッテリフォークリフトでは、荷物の積み降ろし作業を行う際に、車体を僅かづつ前後に移動させてその位置を微調整する、いわゆるインチング操作が必要となる場合がある。そこで、例えば下記文献に示すように、インチング操作用にペダル（インチングペダル）を設け、このインチングペダルの操作に応じて走行モータを制御する技術が提案されている。
【０００４】
【文献１】
特開２００２−１０１５０１号公報（第３−４頁、図１−３）
【文献２】
特開平１０−２４３５０４号公報（第３−４頁、図１−３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
インチング操作の際にはアクセルペダルとブレーキペダルとが同時に操作されることがあり、アクセルとブレーキとが独立して機能するものにおいては、このような操作方法によって思い通りに微調整することができる。しかしながら、走行モータを回生制御することで制動かけるといったようにアクセルとブレーキとが共通の構成を使用して機能するようになされている車両の場合、例えばブレーキ操作が優先されるように設定されていると、思い通りのインチング操作ができないという問題がある。
【０００６】
そこで、上記文献に示すように別途インチングペダルを設けることが考えられるが、このようにすると構成が複雑化すると共に、ペダルの数が増えるのでペダルを踏み替える手間がかかり、また踏み間違えを起こすことも考えられる。
【０００７】
本発明は、これらの不都合に鑑みて創案されたものであり、特に機械的連結構造を有さないブレーキを備えた電動車両に好適である、インチング操作を簡単に、しかも思い通りに行うことができる電動車両の走行制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、車載バッテリを駆動源として走行モータを駆動させて走行する電動車両の走行制御装置において、アクセルの操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、ブレーキの操作量を検出するブレーキ操作量検出手段と、上記両検出手段の検出出力に基づいてアクセルとブレーキの操作状態を判定し、この判定結果と上記両検出手段の検出出力とに基づいて走行モータを制御する走行制御手段とを備える構成となっている。
【０００９】
ここで、上記走行制御手段は、アクセルとブレーキとが同時に操作されていると判定したとき、上記ブレーキ操作量に対応するゲインを設定し、このゲインと上記アクセル操作量とに基づいて求めた走行速度となるよう走行モータを制御する。なお、上記ゲインは上記ブレーキ操作量に逆比例させて設定し、この設定したゲインを上記アクセル操作量に乗算して上記アクセル操作量を補正演算し、この補正後アクセル操作量に正比例する走行速度となるよう走行モータを制御するようにすればよい。
【００１０】
これにより、アクセルとブレーキとを組み合わせた同時操作により走行速度を調節できるので、インチング操作を簡単に行うことができ思い通りの走行を実現できる。特に、機械的連結構造を有さないブレーキを備えた電動車両に適用すると、機械的連結構造を有するものと同様の操作感覚でインチング操作を行うことができるようになるため、違和感がなくなり、操作性が向上する。
【００１１】
なお、アクセル操作量検出手段およびブレーキ操作量検出手段により検出される操作量は、例えば操作角や操作距離、操作力などとすればよく、また両検出手段で検出される操作量は、例えばアクセル操作量検出手段により検出される操作量は操作力でブレーキ操作量検出手段により検出される操作量は操作角というように、それぞれ異なっていてもよい。さらに、ブレーキ操作量とゲインとの逆比例関係は一通りである必要はなく、予め用意されている数通りのうちから運転者が好みのものを選択できるようにしたり、現在の走行速度や荷役用車両であれば荷物の有無など車両状況に応じて最適なものに自動的に変更されるようにしたりすることができる。
【００１２】
ところで、上記走行制御手段は、アクセルとブレーキとの同時操作中に、上記アクセル操作量検出手段で検出されるアクセル操作量が減少、または上記ブレーキ操作量検出手段で検出されるブレーキ操作量が増加して目標となる走行速度が減少した場合には、上記走行モータの回生制動トルクを利用して減速制御を行うようにすればよい。また、ブレーキのみが操作される場合には、予め設定されているブレーキ操作量と回生制動トルクとの関係に基づいて走行モータを制御し、アクセルのみが操作される場合には、アクセル操作量と走行速度との関係に基づいて走行モータを制御するようにすればよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態に係るバッテリフォークリフトを示す外観斜視図である。この図１に示すように、本実施の形態に係るバッテリフォークリフトはカウンタバランス型フォークリフトであり、車両本体１の前方に、マスト２を備えている。マスト２にはリフトブラケット３が昇降自在に設けられており、このリフトブラケットに荷物を積載するためのフォーク４が固定されている。車両本体１には、左右一対の前輪５と後輪６とが設けられており、前輪５が後述する走行モータ２１によって駆動されることによりフォークリフトが走行し、後輪６の向きが後述するステアリングホイール１１の操作に応じて変更されることによりフォークリフトの操舵がなされる。また、車両本体１の中央部には、座席７が配置され、その上方を覆うようにヘッドガード８が設けられている。さらに、車両本体１の後端部には、カウンタウエイト９が搭載され、車両本体１の前端部には、フロントパネル１０が取付けられている。
【００１４】
フロントパネル１０の車両左寄り位置には、ステアリングホイール１１が回転自在に設けられており、このステアリングホイール１１を回転させることにより図示しない操舵機構が作動して、後輪６の向きが変更されるようになっている。また、フロントパネル１０の車両右寄り位置には、油圧操作レバー１２が傾動可能に設けられており、この油圧操作レバー１２を操作することでリフトブラケット３の昇降動作などがなされる。座席７の前方のフロア部分にはアクセルペダル１３が傾動可能に設けられており、このアクセルペダル１３には図示しないポテンショメータなどからなるアクセル操作量検出手段２３が取付けられている。さらに、アクセルペダル１３上方のフロントパネル１０には図示しないパーキングブレーキ装置を操作するためのパーキングブレーキレバー１４が設けられ、またさらにアクセルペダル１３左方のフロア部分にはブレーキペダル１５が傾動可能に設けられており、このブレーキペダル１５には図示しないポテンショメータなどからなるブレーキ操作量検出手段２５が取付けられている。なお、このフォークリフトの駆動源であるバッテリは、座席７直下のバッテリルーム内に収納されており、また前輪５を駆動する走行モータ２１や油圧操作レバー１２の操作に応じて制御される油圧装置などは、フロア部分よりも下方に配置されている。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態に係るバッテリフォークリフトの要部構成を示すブロック図である。アクセル操作量検出手段２３はアクセルペダル１３の操作量（操作角）を検出するものであり、またブレーキ操作量検出手段２５はブレーキペダル１５の操作量（操作角）を検出するものであり、各検出手段による検出出力はコントローラ２８へと入力されるようになっている。
【００１６】
コントローラ２８はマイクロコンピュータ等からなり、走行制御手段２８ａと、メモリ２８ｂとを備える。走行制御手段２８ａは、アクセル操作量検出手段２３の出力とブレーキ操作量検出手段２５の出力との状況を監視しており、これら出力の有無に基づいて操作状態を判定する。また、走行制御手段２８ａは、この判定結果および上記各検出手段の出力に基づいてフォークリフトの走行を制御するようになっており、モータ駆動回路２２を介して走行モータ２１の回転を制御する。ここで、モータ２１としては、例えば誘導モータやＤＣブラスレスモータなどの３相モータが使用され、モータ駆動回路２２は、例えばＦＥＴを制御素子とする３相ブリッジインバータで構成される。メモリ２８ｂには、図３に示すように、ブレーキ操作量αと回生制動トルクとの関係（同図（ａ）参照）、ブレーキ操作量αとゲインＧとの関係（同図（ｂ）参照）、およびアクセル操作量βと走行速度との関係（同図（ｃ）参照）をそれぞれ示すデータが予め記憶されている。走行制御手段２８ａは、アクセルペダル１３が単独で操作された場合、ブレーキペダル１５が単独で操作された場合、さらに、アクセルペダル１３とブレーキペダル１５とが同時操作されている場合のそれぞれに応じて、以下に説明するように走行制御する。
【００１７】
図４は、本発明の実施の形態の走行制御手順を示すフローチャートである。なお、下記及び図中の符号Ｓは各ステップを意味する。
【００１８】
図４に示すように、先ずコントローラ２８の走行制御手段２８ａは、ブレーキ操作量検出手段２５とアクセル操作量検出手段２３の両検出出力の有無から、ブレーキペダル１５が単独操作されているか否かを判断する（Ｓ１）。ブレーキペダル１５のみが操作されている場合には、ブレーキ操作量検出手段２５で検出されたブレーキ操作量（操作角）αに基づいて走行を制御することになる。ここでメモリ２８ｂには、図３（ａ）に示すようにブレーキ操作量αに正比例して走行モータの回生制動トルクが大きくなるように設定されており、走行制御手段２８ａは、当該メモリ２８ｂに記憶されている上記関係を参照して、ブレーキ操作量αに応じて走行モータ２１の回生制動トルクを利用して減速制御を行う（Ｓ２）。これにより、ブレーキペダル１５の操作に応じた減速が行われる。
【００１９】
これに対して、ブレーキペダル１５が単独操作されていない場合には、次に、走行制御手段２８ａは、アクセルペダル１３とブレーキペダル１５とが同時に操作されているか否かを判断する（Ｓ３）。このとき、アクセルペダル１３とブレーキペダル１５とが同時に操作されておらず、アクセルペダル１３のみが単独で操作されている場合には、アクセル操作量検出手段２３で検出されたアクセル操作量（操作角）βに基づいて走行を制御することになる。そして、走行制御手段２８ａはゲインＧを”１”に設定する（Ｓ４）。ここで、ゲインＧが”１”である場合、ゲインＧと検出されたアクセル操作量βとを乗算（補正演算）した結果はアクセル操作量βに等しいので、走行制御手段２８ａはアクセル操作量βに対応する走行速度を導出する。
【００２０】
メモリ２８ｂには、図３（ｃ）に示すように、アクセル操作量βに正比例してフォークリフトの走行速度が大きくなるように設定されている。従って、走行制御手段２８ａは、メモリ２８ｂに記憶されている上記関係を参照して、当該アクセル操作量βに正比例する走行速度を導出し、さらにこの走行速度に応じてモータ駆動回路２２から走行モータ２１へ供給される電力量を制御して速度調整を行う（Ｓ６）。これにより、アクセルペダル１３の操作に応じた走行が行われる。
【００２１】
一方、アクセル操作量検出手段２３とブレーキ操作量検出手段２５の両検出出力α，βが同時に入力されると、走行制御手段２８ａは、アクセルペダル１３とブレーキペダル１５とが同時操作されてインチング操作が行われているものと判断する。そこで、走行制御手段２８ａは、メモリ２８ｂに予め記憶されている図３（ｂ）に示す関係を用いて、ブレーキ操作量検出手段２５で検出されたブレーキ操作量αに応じたゲインＧを設定する（Ｓ５）。ここに、ブレーキ操作量αとゲインＧとは逆比例関係となるよう設定されているので、ブレーキ操作量αが大きいほどゲインＧは小さくなる。例えば、ブレーキ操作量がα１でそれに対応するゲインがＧ１に設定される状況で、ブレーキ操作量としてα１より大きいα２が検出されたとき、それに対応するゲインはＧ２（＜Ｇ１）に設定される。
【００２２】
続いて、走行制御手段２８ａは、上記のようにして設定されたゲインＧに基づいてアクセル操作量検出手段２３で検出されたアクセル操作量βを補正し、その補正したアクセル操作量に応じて走行モータ２１を制御して速度調整を行う（Ｓ６）。すなわち、ゲインＧと検出されたアクセル操作量βとを乗算（補正演算）して得られる、補正したアクセル操作量を用い、メモリ２８ｂに記憶されているアクセル操作量βと走行速度との関係（図３（ｃ））を参照して走行速度を導出し、この走行速度に応じてモータ駆動回路２２から走行モータ２１へ供給される電力量を制御する。ここに、ブレーキ操作量αに応じてゲインＧは変更されるので、同じアクセル操作量βであっても、ブレーキ操作量αが大きいときには走行速度は小さくなり、ブレーキ操作量αが小さいときには走行速度は（ブレーキ操作を行っていない場合を超えない範囲で）大きくなることになる。もちろん、逆に同じブレーキ操作量αであっても、アクセル操作量βが大きいときには走行速度は（ブレーキ操作を行っていない場合を超えない範囲で）大きくなり、アクセル操作量βが小さいときには走行速度は小さくなることになる。
【００２３】
したがって、種々のアクセル操作とブレーキ操作との組み合わせ方によって走行速度を調節することが可能であり、ブレーキペダルとブレーキとの間に機械的な連結構造を有さないフォークリフトであっても、インチング操作を熟練度を要することなく簡単に行うことができる。しかも、機械的な連結構造がなくても、機械的な連結構造がある場合と同じ操作感覚でインチング操作を行うことができるため、違和感なく運転することができる。
【００２４】
なお、上記の実施の形態では、アクセルペダル１３およびブレーキペダル１５を設けた構成としているが、本発明は運転者の手元にアクセルレバーやブレーキレバーを設けた構成のものにも適用することができる。さらに、本発明は、バッテリフォークリフトに限定されるものではなく、電動車両に広く適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、アクセルとブレーキとを組み合わせた同時操作により走行速度を調節できるので、機械的連結構造を有さないブレーキを備えた電動車両であってもインチング操作を簡単に行うことができる。しかも、機械的連結構造を設けていなくても、機械的連結構造を設けた場合と同じ操作感覚でインチング操作を行うことができ、違和感なく運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るバッテリフォークリフトの外観斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るバッテリフォークリフトの要部構成を示すブロック図である。
【図３】走行制御のための特性データを示す説明図であり、（ａ）はブレーキ操作量と回生制動トルクとの関係、（ｂ）はブレーキ操作量とゲインとの関係、（ｃ）はアクセル操作量と走行速度との関係を表す。
【図４】走行制御手順の説明に供するフローチャートである。
【符号の説明】
１３ アクセルペダル
１５ ブレーキペダル
２１ 走行モータ
２２ モータ駆動回路
２３ アクセル操作量検出手段
２５ ブレーキ操作量検出手段
２８ コントローラ
２８ａ 走行制御手段
２８ｂ メモリ

Claims (2)

1. 車載バッテリを駆動源として走行モータを駆動させて走行する電動車両の走行制御装置において、
   アクセルの操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、
   ブレーキの操作量を検出するブレーキ操作量検出手段と、
   上記両検出手段の検出出力に基づいてアクセルとブレーキの操作状態を判定し、この判定結果と上記両検出手段の検出出力とに基づいて走行モータを制御する走行制御手段とを備え、
   上記走行制御手段は、アクセルとブレーキとが同時に操作されていると判定したとき、上記ブレーキ操作量に対応するゲインを設定し、このゲインと上記アクセル操作量とに基づいて求めた走行速度となるよう走行モータを制御することを特徴とする電動車両の走行制御装置。
2. 前記走行制御手段は、前記ゲインを前記ブレーキ操作量に逆比例させて設定し、この設定したゲインを前記アクセル操作量に乗算して前記アクセル操作量を補正演算し、この補正後アクセル操作量に正比例する走行速度となるよう走行モータを制御することを特徴とする請求項１に記載の電動車両の走行制御装置。

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