JP2017184573A - Device for controlling vehicle travelling motor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for controlling a vehicle travelling motor that can change over to a mode of properly increasing a regenerative current even in a situation where a vehicle loaded condition varies.SOLUTION: A controller 37 is configured to be capable of changing over to a regenerative boost braking mode that increases a target armature current at a regenerative braking mode, from the regenerative braking mode. The controller 37 changes over to the regenerative boost braking mode from the regenerative braking mode based on an amount of variation of duty of armature energizing switching elements Q5, Q6.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、車両用走行モータの制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for a vehicular travel motor.

バッテリフォークリフト等の車両において走行モータとして直流分巻モータを使用して回生制動する技術が知られている(例えば特許文献1)。   A technique for regenerative braking using a DC shunt motor as a traveling motor in a vehicle such as a battery forklift is known (for example, Patent Document 1).

特許第3626893号公報Japanese Patent No. 3626893

ところで、走行モータに回転センサが付いていない車両において、乗員(オペレータ)の操作に伴うスイッチバック時に回生制動モードにおいて回生電流を大きくして制動トルクを大きくする場合(回生制動モードでの目標アーマチャ電流を大きくする回生ブースト制動モードに切り替える場合)、制動トルクを平坦路での減速度が適切になるように調整すると、坂路では制動トルクが不足して制動距離が伸びる。つまり、車体を回生制動するとき負荷状態によって必要な回生力が異なるので平坦路と坂路を判別して回生力を調整する必要がある。   By the way, in a vehicle without a rotation sensor in the travel motor, when the regenerative current is increased and the braking torque is increased in the regenerative braking mode at the time of switchback accompanying the occupant (operator) operation (the target armature current in the regenerative braking mode) If the braking torque is adjusted so that the deceleration on the flat road is appropriate, the braking torque is insufficient on the slope and the braking distance is extended. That is, when the vehicle body is regeneratively braked, the regenerative force required differs depending on the load state, so it is necessary to determine the flat road and the slope and adjust the regenerative force.

本発明の目的は、車両への負荷状態が異なる状況でも適切に回生電流を大きくするモードに切り替えることができる車両用走行モータの制御装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a control device for a vehicular travel motor that can be switched to a mode in which a regenerative current is appropriately increased even in a situation where load conditions on the vehicle are different.

請求項1に記載の発明では、走行モータとして直流分巻モータを用い、前記直流分巻モータのアーマチャを通電する回路としてアーマチャ通電用スイッチング素子のブリッジ構成とするとともに、前記直流分巻モータのフィールドコイルを通電する回路としてフィールドコイル通電用スイッチング素子のブリッジ構成とした車両用走行モータの制御装置であって、前記アーマチャ通電用スイッチング素子及び前記フィールドコイル通電用スイッチング素子をデューティ制御する制御部を備え、前記制御部は、回生制動モードから回生制動モードでの目標アーマチャ電流を大きくする回生ブースト制動モードに切り替え可能に構成され、前記制御部は、前記アーマチャ通電用スイッチング素子のデューティの変化量に基づいて回生制動モードから前記回生ブースト制動モードに切り替える切替手段を有することを要旨とする。   According to the first aspect of the present invention, a DC shunt motor is used as the traveling motor, the armature energization switching element is configured as a circuit for energizing the armature of the DC shunt motor, and the field of the DC shunt motor is set. A vehicle travel motor control device having a bridge configuration of a field coil energization switching element as a circuit for energizing a coil, comprising a control unit for duty control of the armature energization switching element and the field coil energization switching element The control unit is configured to be switchable from a regenerative braking mode to a regenerative boost braking mode that increases a target armature current in the regenerative braking mode, and the control unit is based on a change in duty of the armature energization switching element. Regenerative braking mode And summarized in that a switching means for switching the regenerative boost braking mode.

請求項1に記載の発明によれば、切替手段により、アーマチャ通電用スイッチング素子のデューティの変化量に基づいて回生制動モードから回生ブースト制動モードに切り替えられる。このように、アーマチャ通電用スイッチング素子のデューティの変化量を切替タイミングの検出要素として捉えることにより車両への負荷状態が異なる状況でも適切に回生電流を大きくするモードに切り替えることができる。   According to the first aspect of the present invention, the switching means switches from the regenerative braking mode to the regenerative boost braking mode based on the amount of change in the duty of the armature energization switching element. As described above, the change amount of the duty of the armature energization switching element is regarded as a detection element of the switching timing, so that it is possible to switch to the mode in which the regenerative current is appropriately increased even in a situation where the load state on the vehicle is different.

請求項2に記載のように、請求項1に記載の車両用走行モータの制御装置において、前記切替手段は、前記アーマチャ通電用スイッチング素子のデューティの変化量が閾値よりも大きいと、回生制動モードから前記回生ブースト制動モードに切り替えるとよい。   According to a second aspect of the present invention, in the vehicular travel motor control device according to the first aspect, the switching unit is configured to generate a regenerative braking mode when a duty change amount of the armature energization switching element is larger than a threshold value. To the regenerative boost braking mode.

請求項3に記載のように、請求項1または2に記載の車両用走行モータの制御装置において、フォークリフトに搭載されるものであるとよい。   According to a third aspect of the present invention, the vehicle travel motor control device according to the first or second aspect may be mounted on a forklift.

本発明によれば、車両への負荷状態が異なる状況でも適切に回生電流を大きくするモードに切り替えることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can switch to the mode which enlarges a regeneration electric current appropriately also in the condition where the load condition to a vehicle differs.

フォークリフトの概略側面図。The schematic side view of a forklift. フォークリフト用走行モータの制御装置の回路図。The circuit diagram of the control apparatus of the forklift travel motor. 作用を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating an effect | action. (a),(b)は作用を説明するためのタイムチャート。(A), (b) is a time chart for demonstrating an effect | action. (a),(b)はタイムチャート。(A), (b) is a time chart. (a),(b)はタイムチャート。(A), (b) is a time chart.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、フォークリフト10はバッテリフォークリフトであって、電動モータにて搬送・荷役作業を行うフォークリフトである。フォークリフト10の車体11の前側下部には駆動輪(前輪)12aが設けられ、車体11の後側下部には操舵輪(後輪)12bが設けられている。車体11の前部には荷役装置13が設けられている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the forklift 10 is a battery forklift, and is a forklift that performs conveyance and cargo handling work with an electric motor. Drive wheels (front wheels) 12 a are provided at the front lower part of the vehicle body 11 of the forklift 10, and steering wheels (rear wheels) 12 b are provided at the rear lower part of the vehicle body 11. A cargo handling device 13 is provided at the front of the vehicle body 11.

荷役装置13を構成するマスト14は車体11の前部に立設されている。マスト14は車体11に対して前後に傾動可能に支持された左右一対のアウタマスト14aと、これにスライドして昇降するインナマスト14bとからなる。各アウタマスト14aの後部にはリフトシリンダ15が配設されている。インナマスト14bの内側にはフォーク16を備えたリフトブラケット17が昇降可能に支持されている。そして、リフトシリンダ15の伸縮作動によりフォーク16がリフトブラケット17とともに昇降される。   A mast 14 constituting the cargo handling device 13 is erected on the front portion of the vehicle body 11. The mast 14 includes a pair of left and right outer masts 14a supported so as to be tiltable back and forth with respect to the vehicle body 11, and an inner mast 14b that slides up and down. A lift cylinder 15 is disposed at the rear of each outer mast 14a. A lift bracket 17 having a fork 16 is supported inside the inner mast 14b so as to be movable up and down. Then, the fork 16 is lifted and lowered together with the lift bracket 17 by the expansion and contraction of the lift cylinder 15.

左右一対のティルトシリンダ18は、その基端側が車体(車体フレーム)11に対して回動可能に連結されるとともに、先端側がアウタマスト14aの側面に回動可能に連結されている。マスト14はティルトシリンダ18が伸縮駆動されることで前後に傾動する。   The pair of left and right tilt cylinders 18 is pivotally connected to the vehicle body (body frame) 11 at the base end side, and is rotatably connected to the side surface of the outer mast 14a. The mast 14 tilts back and forth as the tilt cylinder 18 is driven to expand and contract.

運転室19には運転者が着座可能な運転シート20が設けられている。運転シート20の前方には、ハンドルコラム21が設けられ、ハンドルコラム21には、操舵輪12bの舵角を変更するための操舵ハンドル22が装着されている。運転室19の前側にリフトレバー23およびティルトレバー24が装備されている。リフトレバー23はフォーク16を昇降させるためのレバーであり、ティルトレバー24はマスト14を前後方向に傾動させるためのレバーである。運転席の床面にはアクセルペダル25が設けられ、アクセルペダル25の操作量(アクセル開度)に応じた車速にされる。   The driver's cab 19 is provided with a driving seat 20 on which a driver can sit. A steering wheel column 21 is provided in front of the driving seat 20, and a steering wheel 22 for changing the steering angle of the steering wheel 12b is mounted on the steering wheel column 21. A lift lever 23 and a tilt lever 24 are provided on the front side of the cab 19. The lift lever 23 is a lever for moving the fork 16 up and down, and the tilt lever 24 is a lever for tilting the mast 14 in the front-rear direction. An accelerator pedal 25 is provided on the floor of the driver's seat, and the vehicle speed is set according to the amount of operation of the accelerator pedal 25 (accelerator opening).

また、ハンドルコラム21の側面にはディレクションレバー(前後進レバー)26が設けられ、ディレクションレバー26は車両の走行方向(進行方向)を指示するためのものである。   In addition, a direction lever (forward / reverse lever) 26 is provided on a side surface of the handle column 21, and the direction lever 26 is for instructing a traveling direction (traveling direction) of the vehicle.

車体11にはバッテリ27、走行モータ(走行用電動モータ)28および荷役モータ(荷役用電動モータ)29が搭載されている。走行モータ28として直流分巻モータを用いている。バッテリ27により走行モータ28を駆動させ、駆動輪12aが駆動されるようになっている。詳しくは、走行モータ28の出力軸が駆動輪12aの回転軸と減速機を介して連結されており、走行モータ28の駆動により出力軸が回転するとその回転に伴って駆動輪12aの回転軸が回転して駆動輪12aが駆動される。   A battery 27, a travel motor (travel electric motor) 28, and a cargo handling motor (load handling electric motor) 29 are mounted on the vehicle body 11. A DC shunt motor is used as the traveling motor 28. The travel motor 28 is driven by the battery 27, and the drive wheel 12a is driven. Specifically, the output shaft of the travel motor 28 is connected to the rotation shaft of the drive wheel 12a via a speed reducer. When the output shaft is rotated by the drive of the travel motor 28, the rotation shaft of the drive wheel 12a is rotated along with the rotation. The drive wheel 12a is driven by rotation.

また、バッテリ27により荷役モータ29が駆動され、この荷役モータ29の駆動により油圧ポンプ(図示略)が駆動される。この油圧ポンプの駆動に基づいてリフトシリンダ15やティルトシリンダ18を伸縮動作してフォーク16の上下動やティルト動作を行うことができるようになっている。   In addition, a cargo handling motor 29 is driven by the battery 27, and a hydraulic pump (not shown) is driven by driving the cargo handling motor 29. Based on the driving of the hydraulic pump, the lift cylinder 15 and the tilt cylinder 18 are expanded and contracted so that the fork 16 can be moved up and down and tilted.

図2に示すように、フォークリフト10には走行モータ28の制御装置30が搭載されている。直流分巻モータである走行モータ28は、アーマチャ(電機子)32とフィールドコイル(界磁コイル)33を有する。アーマチャ32はロータに設けられ、フィールドコイル33はステータに設けられる。   As shown in FIG. 2, the control device 30 for the travel motor 28 is mounted on the forklift 10. A traveling motor 28 which is a direct current dividing motor has an armature (armature) 32 and a field coil (field coil) 33. The armature 32 is provided on the rotor, and the field coil 33 is provided on the stator.

制御装置30はブリッジ回路31を有する。ブリッジ回路31は6つのスイッチング素子Q1〜Q6を有する。走行モータ(直流分巻モータ)のアーマチャ32を通電する回路としてアーマチャ通電用スイッチング素子Q5,Q6のブリッジ構成としている。走行モータ(直流分巻モータ)のフィールドコイル33を通電する回路としてフィールドコイル通電用スイッチング素子Q1,Q2,Q3,Q4のブリッジ構成としている。   The control device 30 has a bridge circuit 31. The bridge circuit 31 has six switching elements Q1 to Q6. The armature energization switching elements Q5 and Q6 are configured as a bridge as a circuit for energizing the armature 32 of the travel motor (DC shunt motor). A field coil energizing switching element Q1, Q2, Q3, Q4 is used as a circuit for energizing the field coil 33 of the travel motor (DC shunt motor).

詳しくは、直流電源としてのバッテリ27の正極に正極母線Lpが接続されるとともにバッテリ27の負極に負極母線Lnが接続されている。正極母線Lpと負極母線Lnとの間にスイッチング素子Q1,Q2が直列接続されている。正極母線Lpと負極母線Lnとの間にスイッチング素子Q3,Q4が直列接続されている。スイッチング素子Q1とスイッチング素子Q2の間の中点とスイッチング素子Q3とスイッチング素子Q4の間の中点との間にフィールドコイル33(ステータコイル)が接続されている。   Specifically, the positive electrode bus Lp is connected to the positive electrode of the battery 27 as a DC power source, and the negative electrode bus Ln is connected to the negative electrode of the battery 27. Switching elements Q1, Q2 are connected in series between positive electrode bus Lp and negative electrode bus Ln. Switching elements Q3 and Q4 are connected in series between positive electrode bus Lp and negative electrode bus Ln. A field coil 33 (stator coil) is connected between a midpoint between the switching elements Q1 and Q2 and a midpoint between the switching elements Q3 and Q4.

正極母線Lpと負極母線Lnとの間にスイッチング素子Q5,Q6が直列接続されている。スイッチング素子Q5とスイッチング素子Q6の間の中点と負極母線Ln(グランド)との間にアーマチャ32(ロータコイル)が接続されている。即ち、スイッチング素子Q6に対し並列にアーマチャ32が接続されている。   Switching elements Q5 and Q6 are connected in series between positive electrode bus Lp and negative electrode bus Ln. An armature 32 (rotor coil) is connected between the midpoint between the switching elements Q5 and Q6 and the negative electrode bus Ln (ground). That is, the armature 32 is connected in parallel to the switching element Q6.

各スイッチング素子Q1〜Q6には、パワーMOSFETが使用されている。なお、スイッチング素子としてIGBT(絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタ)を使用してもよい。各スイッチング素子Q1〜Q6には、それぞれ帰還ダイオードD1〜D6が逆並列接続されている。   Power MOSFETs are used for the switching elements Q1 to Q6. An IGBT (insulated gate bipolar transistor) may be used as the switching element. Feedback diodes D1 to D6 are connected in reverse parallel to the switching elements Q1 to Q6, respectively.

アーマチャ32に対し直列に電流センサ34が設けられ、電流センサ34によりアーマチャ32に流れる電流(アーマチャ電流)Iaが検出される。フィールドコイル33に対し直列に電流センサ35が設けられ、電流センサ35によりフィールドコイル33に流れる電流(フィールド電流)Ifが検出される。   A current sensor 34 is provided in series with the armature 32, and a current (armature current) Ia flowing through the armature 32 is detected by the current sensor 34. A current sensor 35 is provided in series with the field coil 33, and the current (field current) If flowing through the field coil 33 is detected by the current sensor 35.

正極母線Lpにおけるバッテリ27側には主回路コンタクタ36が設けられている。
制御装置30は、コントローラ37を備えている。コントローラ37はマイコンとメモリ等を有し、メモリには走行モータ28を駆動するのに必要な各種制御プログラムおよびその実行に必要な各種データやマップが記憶されている。制御プログラムには、走行モータ28を回転駆動させるための制御プログラム等が含まれ、回生制動や回生ブースト制動(回生制動での目標アーマチャ電流を大きくする制御)を実行することができる。
A main circuit contactor 36 is provided on the battery 27 side of the positive electrode bus Lp.
The control device 30 includes a controller 37. The controller 37 includes a microcomputer, a memory, and the like, and the memory stores various control programs necessary for driving the traveling motor 28 and various data and maps necessary for the execution. The control program includes a control program for rotating the traveling motor 28 and the like, and can execute regenerative braking or regenerative boost braking (control for increasing the target armature current in regenerative braking).

図2においてコントローラ37は各スイッチング素子Q1〜Q6のゲートに接続されている。制御部としてのコントローラ37は、アーマチャ通電用スイッチング素子Q5,Q6及びフィールドコイル通電用スイッチング素子Q1,Q2,Q3,Q4をデューティ制御する。   In FIG. 2, the controller 37 is connected to the gates of the switching elements Q1 to Q6. The controller 37 as a control unit performs duty control on the armature energization switching elements Q5 and Q6 and the field coil energization switching elements Q1, Q2, Q3 and Q4.

コントローラ37には電流センサ34,35が接続されている。そして、コントローラ37は、各センサ34,35の検出信号に基づいて、走行モータ28を目標出力となるように制御する制御信号を各スイッチング素子Q1〜Q6に出力する。   Current sensors 34 and 35 are connected to the controller 37. And the controller 37 outputs the control signal which controls the traveling motor 28 so that it may become a target output to each switching element Q1-Q6 based on the detection signal of each sensor 34,35.

コントローラ37は、乗員(オペレータ)による操作に伴い操作センサから出力される操作信号を入力して車両動作を制御する。より具体的には、コントローラ37にはディレクションスイッチ38と、アクセルセンサ39が電気的に接続されている。ディレクションスイッチ38は、ハンドルコラム21に配設されており、ディレクションレバー26の操作位置(前進位置又は後進位置)を検出する。ディレクションスイッチ38は、ディレクションレバー26の操作位置に応じた検出信号をコントローラ37に出力する。そして、コントローラ37は、ディレクションスイッチ38からの検出信号を入力することによりディレクションレバー26の操作位置が前進位置又は後進位置であることを検知する。   The controller 37 inputs an operation signal output from the operation sensor in accordance with an operation by an occupant (operator) and controls the vehicle operation. More specifically, a direction switch 38 and an accelerator sensor 39 are electrically connected to the controller 37. The direction switch 38 is disposed in the handle column 21 and detects the operation position (forward position or reverse position) of the direction lever 26. The direction switch 38 outputs a detection signal corresponding to the operation position of the direction lever 26 to the controller 37. Then, the controller 37 detects that the operation position of the direction lever 26 is the forward movement position or the reverse movement position by inputting a detection signal from the direction switch 38.

アクセルセンサ39はアクセルペダル25の操作量を検出する。コントローラ37はアクセルセンサ39からの信号を入力することによりアクセルペダル25の操作の有無および操作量(アクセル開度)を検知する。このアクセル開度に応じてトルクが決められ、アーマチャ32の回生電流を制御して回生トルクがアクセル開度に応じて決められる。即ち、アクセルペダル25を踏むとアーマチャ電流を多く流すようにしており、この電流を制御するためにデューティが決められる。   The accelerator sensor 39 detects the operation amount of the accelerator pedal 25. The controller 37 detects the presence / absence of the operation of the accelerator pedal 25 and the operation amount (accelerator opening) by inputting a signal from the accelerator sensor 39. Torque is determined according to the accelerator opening, and the regenerative torque is determined according to the accelerator opening by controlling the regenerative current of the armature 32. That is, when the accelerator pedal 25 is depressed, a large amount of armature current flows, and the duty is determined to control this current.

コントローラ37は各種の操作を検知してアクセルペダル25の操作量に応じた走行モータ28の回転速度となるように走行モータ28を制御して車両速度を調整する。
また、コントローラ37は電流センサ34,35からの信号によりアーマチャ32に流れる電流(アーマチャ電流)Ia及びフィールドコイル33に流れる電流(フィールド電流)Ifを検知する。コントローラ37は、回生制動モードから回生制動モードでの目標アーマチャ電流を大きくする回生ブースト制動モードに切り替え可能に構成されている。フォークリフト10においては走行モータ28に回転センサが付いていない。
The controller 37 detects various operations and controls the traveling motor 28 to adjust the vehicle speed so that the rotational speed of the traveling motor 28 corresponds to the operation amount of the accelerator pedal 25.
The controller 37 detects a current (armature current) Ia flowing through the armature 32 and a current (field current) If flowing through the field coil 33 by signals from the current sensors 34 and 35. The controller 37 is configured to be able to switch from the regenerative braking mode to a regenerative boost braking mode that increases the target armature current in the regenerative braking mode. In the forklift 10, the traveling motor 28 is not provided with a rotation sensor.

次に、フォークリフト10の走行モータ28の制御装置30の作用について説明する。
コントローラ37は、ディレクションレバー26がスイッチバック操作(前進から後進に操作、または、後進から前進に操作)されるとともにアクセルペダル25が踏み込まれていると回生制動モードを設定するとともに必要に応じて回生制動モードから回生ブースト制動モードに移行する。以下の説明では前進から後進に切り替えた場合を想定している。コントローラ37は図3に示す処理を実行して回生制動モードから回生ブースト制動モードに切り替える。
Next, the operation of the control device 30 for the travel motor 28 of the forklift 10 will be described.
The controller 37 sets a regenerative braking mode when the direction lever 26 is switched back (operated from forward to reverse, or operated from reverse to forward) and the accelerator pedal 25 is depressed, and is regenerated as necessary. Transition from the braking mode to the regenerative boost braking mode. In the following description, it is assumed that the vehicle is switched from forward to reverse. The controller 37 executes the process shown in FIG. 3 to switch from the regenerative braking mode to the regenerative boost braking mode.

図3に示すように、コントローラ37はステップS100でディレクションレバー26の操作により車両の走行方向(進行方向)が変わったか否か判定する。コントローラ37は車両の走行方向(進行方向)が変わると、ステップS101に移行して回生制動モードを設定する。回生制動モードにおいては、コントローラ37は例えば図2のスイッチング素子Q1,Q4,Q5をデューティ制御して図2において破線で示す電流経路でフィールドコイル33とアーマチャ32を通電する。   As shown in FIG. 3, the controller 37 determines in step S <b> 100 whether or not the traveling direction (traveling direction) of the vehicle has changed due to the operation of the direction lever 26. When the traveling direction (traveling direction) of the vehicle changes, the controller 37 proceeds to step S101 and sets the regenerative braking mode. In the regenerative braking mode, the controller 37 controls the duty of the switching elements Q1, Q4, and Q5 in FIG. 2, for example, and energizes the field coil 33 and the armature 32 through a current path indicated by a broken line in FIG.

つまり、アーマチャ32に発生する逆起電力でアーマチャ32→スイッチング素子Q5→スイッチング素子Q1→フィールドコイル33→スイッチング素子Q4→アーマチャ32の経路でフィールドコイル33を通電する。また、アーマチャ32に発生する逆起電力による電流を、アーマチャ32→スイッチング素子Q5→バッテリ27→アーマチャ32の経路で流してアーマチャ32に発生する逆起電力をバッテリ27に戻す。   That is, the back coil electromotive force generated in the armature 32 energizes the field coil 33 through the path of the armature 32 → switching element Q5 → switching element Q1 → field coil 33 → switching element Q4 → armature 32. Further, a current due to the counter electromotive force generated in the armature 32 is passed through the path of the armature 32 → the switching element Q5 → the battery 27 → the armature 32, and the counter electromotive force generated in the armature 32 is returned to the battery 27.

コントローラ37は図3のステップS102でアクセル開度に応じて、実際のアーマチャ電流Iaが、目標のアーマチャ電流Iaとなるようにアーマチャ通電用スイッチング素子Q5(Q6)のデューティ、即ち、アーマチャデューティを決定する。コントローラ37はステップS103でアーマチャデューティの変化量に基づいて回生制動モードから回生ブースト制動モードに切り替える。   In step S102 in FIG. 3, the controller 37 determines the duty of the armature energization switching element Q5 (Q6), that is, the armature duty so that the actual armature current Ia becomes the target armature current Ia according to the accelerator opening. To do. In step S103, the controller 37 switches from the regenerative braking mode to the regenerative boost braking mode based on the change amount of the armature duty.

詳しくは、コントローラ37は、ステップS103において、デューティの変化量が閾値よりも大きいか否か判定する。より詳しくは、今回のデューティ(n)から前回のデューティ(n−1)を減算した値の絶対値が所定の閾値Xよりも大きいか否か判定する。そして、コントローラ37は、デューティの変化量が閾値よりも小さいとステップS106で回生制動モードを継続する。一方、コントローラ37は、ステップS103でデューティの変化量が閾値よりも大きいと、ステップS104に移行する。コントローラ37はステップS104で回生ブースト制動モードを設定して、ステップS105で、実際のアーマチャ電流が、目標アーマチャ電流に所定値αを加算した値となるように制御する。つまり、回生制動モードでの目標アーマチャ電流を大きくする。   Specifically, in step S103, the controller 37 determines whether the duty change amount is greater than a threshold value. More specifically, it is determined whether or not the absolute value of the value obtained by subtracting the previous duty (n−1) from the current duty (n) is greater than a predetermined threshold value X. Then, when the change amount of the duty is smaller than the threshold value, the controller 37 continues the regenerative braking mode in step S106. On the other hand, if the change amount of the duty is larger than the threshold value in step S103, the controller 37 proceeds to step S104. The controller 37 sets the regenerative boost braking mode in step S104, and controls the actual armature current to be a value obtained by adding the predetermined value α to the target armature current in step S105. That is, the target armature current in the regenerative braking mode is increased.

アーマチャデューティ(アーマチャ通電用スイッチング素子Q5,Q6のデューティ)の変化量がゼロの場合は、デューティ100%でトルク最大ならばスイッチバック操作に伴い回生制動に入った瞬間、もし回転数が高いと、ある時間だけデューティ100%出力するので、デューティが変化しない。この場合には、回生制動モードから回生ブースト制動モードに切り替えない。   If the amount of change in the armature duty (duty of the armature energization switching elements Q5, Q6) is zero, if the torque is maximum at a duty of 100%, the moment when regenerative braking is entered with the switchback operation, Since the duty is output 100% for a certain time, the duty does not change. In this case, the regenerative braking mode is not switched to the regenerative boost braking mode.

このように、モータが発生する誘起電圧は回転数に比例するのでアーマチャデューティの変化量が閾値より大きければ、減速していないことを判別して回生ブースト制動モードに切り替える(遷移する)。   Thus, since the induced voltage generated by the motor is proportional to the rotation speed, if the change amount of the armature duty is larger than the threshold value, it is determined that the vehicle is not decelerating and is switched to the regenerative boost braking mode (transition).

図5,6を用いて一般的な減速時におけるアーマチャ電流Ia、フィールド電流Ifの挙動について言及する。
図5(a)、図6(a)には、フィールドコイル33に流れる電流(フィールド電流)If、アーマチャ32に流れる電流(アーマチャ電流)Ia、アーマチャデューティを示す。図5(b)、図6(b)には、アーマチャデューティの変化を示す。図5(a),(b)は平坦路を走行した時の挙動を示し、図6(a),(b)は坂路を走行した時の挙動を示す。
The behavior of the armature current Ia and the field current If during general deceleration will be described with reference to FIGS.
FIGS. 5A and 6A show the current (field current) If flowing through the field coil 33, the current (armature current) Ia flowing through the armature 32, and the armature duty. 5B and 6B show changes in the armature duty. 5A and 5B show the behavior when traveling on a flat road, and FIGS. 6A and 6B show the behavior when traveling on a slope.

図5(a)、図6(a)において横軸に時間をとり、縦軸にフィールドコイル33に流れる電流(フィールド電流)If、アーマチャ32に流れる電流(アーマチャ電流)Ia、アーマチャデューティをとっている。コントローラ37は、アクセル開度に応じたアーマチャ電流Iaを流すべくアクセル開度に応じたアーマチャデューティを設定する。図5(b)、図6(b)において横軸に時間をとり、縦軸にアーマチャデューティの変化量をとっている。なお、図5、図6及び後記する図4においてはフィールド電流Ifはアクセル全開に対応する値としている。   5A and 6A, the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the current (field current) If flowing through the field coil 33, the current flowing through the armature 32 (armature current) Ia, and the armature duty. Yes. The controller 37 sets an armature duty corresponding to the accelerator opening so as to flow an armature current Ia corresponding to the accelerator opening. In FIGS. 5B and 6B, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the amount of change in armature duty. 5 and 6 and later-described FIG. 4, the field current If has a value corresponding to the accelerator fully open.

図5,6においてt1のタイミングでアーマチャ電流Iaが正から負になり回生制動モードが開始される。
図5(a),(b)に示すように、平坦路走行時の回生制動ではスイッチバック操作後の回生制動の開始のt1のタイミング以降において目標電流を保持すべくアーマチャデューティを下げるが、この際、機台が減速するときにアーマチャデューティがゼロに向かって低下していき機台停止に伴ってアーマチャデューティはゼロとなる。この際、アーマチャデューティの低下に伴いアーマチャデューティの変化量が閾値よりも小さく、平坦路特有の挙動を示す。
5 and 6, the armature current Ia changes from positive to negative at timing t1, and the regenerative braking mode is started.
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), in regenerative braking when running on a flat road, the armature duty is lowered to maintain the target current after the timing t1 of the start of regenerative braking after the switchback operation. At this time, the armature duty decreases toward zero when the machine base decelerates, and the armature duty becomes zero as the machine base stops. At this time, as the armature duty decreases, the change amount of the armature duty is smaller than the threshold value, which shows a behavior peculiar to a flat road.

一方、図6(a),(b)に示すように、坂路走行時の回生制動ではスイッチバック操作後の回生制動の開始のt1のタイミング以降において目標電流を保持すべくアーマチャデューティを下げるが、この際、機台が減速するときにアーマチャデューティがゼロに向かって低下する際、アーマチャデューティは低下しなくなる。なぜなら、目標電流にするのに回転数が低下しないから、その分、デューティを落とす必要が無く、回生する制動力が今のフォークリフトの負荷状態よりも小さく制動力が小さいゆえにデューティがなかなか低下しない。いつまでも回生制動モードを抜けないと、制動距離が長くなり、アーマチャデューティの変化量は閾値より大きく、坂路特有の挙動を示す。   On the other hand, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), in regenerative braking when running on a slope, the armature duty is lowered to maintain the target current after the timing t1 of the start of regenerative braking after the switchback operation. At this time, when the armature duty decreases toward zero when the machine base decelerates, the armature duty does not decrease. This is because the rotational speed does not decrease to obtain the target current, and therefore it is not necessary to decrease the duty, and the regenerative braking force is smaller than the current forklift load state and the braking force is small, so the duty does not decrease easily. If the regenerative braking mode is not exited indefinitely, the braking distance becomes long, the change amount of the armature duty is larger than the threshold value, and the behavior peculiar to the slope is shown.

これに対し本実施形態では図4(a),(b)に示すように、坂路走行時の回生制動では機台が減速するときにアーマチャデューティがゼロに向かって低下する際、アーマチャ通電用スイッチング素子Q5,Q6のデューティの変化量が閾値よりも大きいと、回生制動モードから回生ブースト制動モードに切り替える。つまり、坂路においては、機台減速に伴ってアーマチャデューティが低下するが制動力と外力とが釣り合って低下しなくなるので、アーマチャデューティの変化量が閾値より大きいと減速していないことを判別して回生ブースト制動モードに切り替える。即ち、コントローラ37が、このアーマチャデューティの変化をモニタすることにより回生制動モードから抜ける処理を開始して回生ブースト制動にて回生力が引き上げられる。   On the other hand, in this embodiment, as shown in FIGS. 4A and 4B, in regenerative braking when running on a slope, when the armature duty decreases toward zero when the machine base decelerates, switching for energizing the armature is performed. When the amount of change in the duty of the elements Q5 and Q6 is larger than the threshold value, the regenerative braking mode is switched to the regenerative boost braking mode. In other words, on a slope, the armature duty decreases as the machine base decelerates, but the braking force and the external force do not decrease in balance, so it is determined that the armature duty is not decelerating if the change amount of the armature duty is greater than the threshold value. Switch to regenerative boost braking mode. That is, the controller 37 monitors the change in the armature duty to start the process of exiting from the regenerative braking mode, and the regenerative power is increased by regenerative boost braking.

なお、図4,5,6は本発明者らが実測により得たものであり、車両の重量や積載物の有無によって変わり得るものである。また、図4(a),(b)において、回生制動の初期の期間T1においては図3のステップS103の処理は実行しない。   4, 5, and 6 are obtained by actual measurement by the present inventors, and may vary depending on the weight of the vehicle and the presence or absence of a load. 4A and 4B, the process of step S103 of FIG. 3 is not executed in the initial period T1 of regenerative braking.

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)制御部としてのコントローラ37は、回生制動モードから回生制動モードでの目標アーマチャ電流を大きくする回生ブースト制動モードに切り替え可能に構成され、コントローラ37は、アーマチャ通電用スイッチング素子Q5,Q6のデューティの変化量に基づいて回生制動モードから回生ブースト制動モードに切り替える切替手段(切替機能)を有する。よって、アーマチャ通電用スイッチング素子のデューティの変化量を切替タイミングの検出要素として捉えることにより坂路での減速状態といった車両への負荷状態が異なる状況でも適切に回生電流を大きくするモードに切り替えることができる。具体的には、坂路でも適切に回生制動モードから回生ブースト制動モードに切り替えることができる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The controller 37 as a control unit is configured to be switchable from the regenerative braking mode to a regenerative boost braking mode that increases the target armature current in the regenerative braking mode. The controller 37 includes switching elements Q5 and Q6 for energizing the armature. There is switching means (switching function) for switching from the regenerative braking mode to the regenerative boost braking mode based on the amount of change in duty. Therefore, by capturing the amount of change in the duty of the switching element for energizing the armature as a detection element for the switching timing, it is possible to switch to a mode in which the regenerative current is appropriately increased even in a situation where the load state on the vehicle is different, such as a deceleration state on a slope. . Specifically, it is possible to appropriately switch from the regenerative braking mode to the regenerative boost braking mode even on a slope.

(2)切替手段(切替機能)は、アーマチャ通電用スイッチング素子Q5,Q6のデューティの変化量が閾値よりも大きいと、回生制動モードから回生ブースト制動モードに切り替える。よって、坂路でも適切に回生制動モードから回生ブースト制動モードに切り替えることができる。   (2) The switching means (switching function) switches from the regenerative braking mode to the regenerative boost braking mode when the amount of change in duty of the armature energization switching elements Q5 and Q6 is larger than the threshold value. Therefore, it is possible to appropriately switch from the regenerative braking mode to the regenerative boost braking mode even on a slope.

(3)フォークリフトに搭載されるものであるので、実用的である。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・フォークリフトに適用したが、これに限らない。例えば、フォークリフト以外の産業車両でもよいし、産業車両以外の車両であってもよい。
(3) Since it is mounted on a forklift, it is practical.
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
-Although applied to a forklift, it is not limited to this. For example, an industrial vehicle other than a forklift may be used, or a vehicle other than an industrial vehicle may be used.

10…フォークリフト、28…走行モータ、30…制御装置、34…電流センサ、37…コントローラ、Q1,Q2,Q3,Q4…フィールドコイル通電用スイッチング素子、Q5,Q6…アーマチャ通電用スイッチング素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Forklift, 28 ... Traveling motor, 30 ... Control apparatus, 34 ... Current sensor, 37 ... Controller, Q1, Q2, Q3, Q4 ... Field coil energization switching element, Q5, Q6 ... Armature energization switching element.

Claims (3)

走行モータとして直流分巻モータを用い、前記直流分巻モータのアーマチャを通電する回路としてアーマチャ通電用スイッチング素子のブリッジ構成とするとともに、前記直流分巻モータのフィールドコイルを通電する回路としてフィールドコイル通電用スイッチング素子のブリッジ構成とした車両用走行モータの制御装置であって、
前記アーマチャ通電用スイッチング素子及び前記フィールドコイル通電用スイッチング素子をデューティ制御する制御部を備え、
前記制御部は、回生制動モードから回生制動モードでの目標アーマチャ電流を大きくする回生ブースト制動モードに切り替え可能に構成され、
前記制御部は、前記アーマチャ通電用スイッチング素子のデューティの変化量に基づいて回生制動モードから前記回生ブースト制動モードに切り替える切替手段を有することを特徴とする車両用走行モータの制御装置。
A DC shunt motor is used as a travel motor, and a bridge configuration of an armature energizing switching element is provided as a circuit for energizing the armature of the DC shunt motor, and field coil energization is provided as a circuit for energizing a field coil of the DC shunt motor. A vehicle travel motor control device having a bridge configuration of a switching element for a vehicle,
A control unit for duty-controlling the armature energization switching element and the field coil energization switching element;
The control unit is configured to be switchable from a regenerative braking mode to a regenerative boost braking mode that increases a target armature current in the regenerative braking mode,
The control unit for a vehicular travel motor, wherein the control unit includes switching means for switching from a regenerative braking mode to the regenerative boost braking mode based on a change in duty of the armature energization switching element.
前記切替手段は、前記アーマチャ通電用スイッチング素子のデューティの変化量が閾値よりも大きいと、回生制動モードから前記回生ブースト制動モードに切り替えることを特徴とする請求項1に記載の車両用走行モータの制御装置。   2. The vehicle travel motor according to claim 1, wherein the switching unit switches from the regenerative braking mode to the regenerative boost braking mode when the amount of change in duty of the armature energization switching element is larger than a threshold value. Control device. フォークリフトに搭載されるものであることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用走行モータの制御装置。   The vehicle travel motor control device according to claim 1, wherein the vehicle travel motor control device is mounted on a forklift.
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