JP2607405Y2 - 電動車両の回生制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、たとえばバッテリフ
ォークリフトなどの電動車両における走行用直流モータ
の回生制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばバッテリフォークにおいては、
車両を停止させるために前後進切換レバーを切り換えて
走行用直流モータを逆相制動させる場合に、モータによ
り発電された電力をバッテリに回生するとともに、モー
タに電流分の制動をかけて徐々に回転数を低下させる回
生制動が行われる。この回生制動は、とくにバッテリを
電源とするバッテリフォークリフトなどの電動車両にお
いて、省エネルギの見地からきわめて重要なものであ
る。

【０００３】上記のような電動車両の回生制御装置とし
て、アクセルペダルを踏みながら前後進切換レバーを切
り換えたときに回生制動が行われるようにしたものが知
られている（特開平２−１２３９０１号公報参照）。ま
た、ブレーキペダルを踏んで車両を停止させる回生制動
として、車両の進行方向の判別に２つの回転センサを用
いる方法などが実用化されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】バッテリフォークリフ
トなどの電動車両においては、ブレーキペダルを踏んで
車両を停止させる場合にも回生制動が行われると、省エ
ネルギ効果が一層高まるが、従来は、車両の進行方向の
判別に２つの回転センサによる位相差を用いることなど
が必要であった。

【０００５】この考案の目的は、上記の問題を解決し、
ブレーキペダルを踏んだときに１つのセンサで進行方向
を判別して確実に回生制動ができる電動車両の回生制御
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この考案による電動車両
の回生制御装置は、ブレーキペダルの操作状態を検出す
るブレーキ状態検出手段、前後進切換レバーの操作状態
を検出するレバー状態検出手段、車速を検出する車速検
出手段、ならびにブレーキ状態検出手段、レバー状態検
出手段および車速検出手段の検出結果に基づいて回生制
動が可能かどうかを判断し、回生制動が可能であると判
断したときに、バッテリから走行用直流モータへの電力
供給路を遮断するとともに、直流モータからバッテリに
回生電流が流れるように、直流モータの界磁巻線の配線
を切り換えて回生制御を行うモータ制御手段を備えてお
り、制御手段が、ブレーキペダルが踏まれ、車速が所定
値以上であり、かつ前後進切換レバーが同一方向に所定
時間以上保持されていたときに、回生制動が可能である
と判断するものである。

【０００７】

【作用】ブレーキペダルが踏まれ、車速が所定値以上で
あり、かつ前後進切換レバーが切り換えられる前に所定
の車速以上の状態で同一方向に一定時間以上連続して保
持されていたときに、制御手段が、回生制動が可能であ
ると判断し、バッテリから走行用直流モータへの電力供
給路を遮断するとともに、直流モータからバッテリに回
生電流が流れるように、直流モータの界磁巻線の配線を
切り換えてかつモータの発電電圧極性の判別を行うこと
で確実に回生制御を行う。また、進行方向の判別がモー
タの発電電圧極性判別と相違した場合は、動作を中止す
る。したがって、ブレーキペダルが踏まれたときにも、
回転センサを１個だけ使用して、回生制動を行うことが
できる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して、この考案の実施例に
ついて説明する。

【０００９】図１は、電動車両の回生制御装置の概略構
成を示している。なお、図１には、ブレーキ回生に必要
な部分だけを示している。

【００１０】図１において、(1) はモータ制御手段とし
てのモータ制御装置であり、たとえばマイクロコンピュ
ータによって構成されている。回生コンタクタリレー
(2) 、前進コンタクタリレー(3) および後進コンタクタ
リレー(4) が、キースイッチ(5) を介してバッテリ(6)
の＋側に接続されている。これらのリレー(2)(3)(4)
は、制御装置(1) からそれぞれのスイッチングトランジ
スタ(7)(8)(9) を制御することにより、オン・オフさせ
られる。

【００１１】バッテリ(6) に、回生コンタクタ(10)、走
行用直流モータ(11)、電流センサ(12)、モータ(11)の界
磁巻線(13)および走行用トランジスタ(14)が直列に接続
されている。回生コンタクタ(10)は、回生コンタクタリ
レー(2) のオン・オフによってオン（閉）・オフ（開）
させられる。モータ(11)は、直巻直流モータであって、
これにより図示しない駆動輪が回転駆動されて車両が走
行するようになっている。電流センサ(12)はモータ(11)
に流れる電流を検出するためのものであり、その出力が
モータ電流検出回路(15)を介して制御装置(1) に入力す
る。界磁巻線(13)には、前進コンタクタ(16)および後進
コンタクタ(17)が接続されている。前進コンタクタ(16)
は前進コンタクタリレー(3) のオン・オフによって、後
進コンタクタ(17)は後進コンタクタリレー(4) のオン・
オフによって切り換えられ、これらの切り換えにより、
界磁巻線(13)の配線が前進状態、後進状態およびニュー
トラル状態のいずれかに切り換えられる。図１に実線で
示すように前進コンタクタ(16)がモータ(11)側に、後進
コンタクタ(17)がトランジスタ(14)側に切り換えられた
状態を前進状態、図１に鎖線で示すように前進コンタク
タ(16)がトランジスタ(14)側に、後進コンタクタ(17)が
モータ(11)側に切り換えられた状態を後進状態、前進コ
ンタクタ(16)と後進コンタクタ(17)がともにトランジス
タ(14)側に切り換えられた状態をニュートラル状態とす
る。前進および後進コンタクタ(16)(17)のトランジスタ
(14)側とバッテリ(6) の＋側との間に、この方向に順方
向の第１の走行フライホイールダイオード(18)が接続さ
れている。前進および後進コンタクタ(16)(17)のモータ
(11)側とバッテリ(6) の＋側との間に、この方向に順方
向の第２の走行フライホイールダイオード(19)が接続さ
れている。モータ(11)と電流センサ(12)の直列接続回路
の両端が、逆転電圧検出回路(20)に接続されている。こ
の回路(20)は、モータ(11)の逆転電圧を検出し、これを
制御装置(1) に出力する。第２の走行フライホイールダ
イオード(19)に、抵抗(21)と電界効果トランジスタ(22)
の直列接続回路が並列に接続されている。このトランジ
スタ(22)は、回生制動時に界磁巻線(13)に初期電流を流
すためのものであり、制御装置(1)で制御される初期電
流駆動回路(23)からの信号によりオン・オフさせられ
る。バッテリ(6) の−側とモータ(11)の回生コンタクタ
(10)側との間に、この方向に順方向の回生フライホイー
ルダイオード(24)が接続されている。走行用トランジス
タ(14)は、通常の走行時にモータ(11)をチョッパ制御
し、回生制動時に回生電流を制御するためのものであ
り、制御装置(11)で制御されるトランジスタ駆動回路(2
5)からのチョッパ信号によりオン・オフ制御される。

【００１２】(26)はブレーキペダル、(27)は前後進切換
レバー、(28)は車速センサであり、これらは図示しない
車体の適当箇所に設けられている。ブレーキペダル(26)
にはブレーキスイッチ(29)が設けられ、その出力がブレ
ーキスイッチ入力回路(30)を介して制御装置(10)に入力
する。スイッチ(29)と入力回路(30)はブレーキペダル(2
6)の操作状態を検出するブレーキ状態検出手段を構成し
ており、ペダル(26)が踏まれたときに、スイッチ(29)が
作動して、入力回路(30)から制御装置(1) にブレーキオ
ン信号が出力される。切換レバー(27)には前進スイッチ
(31)および後進スイッチ(32)が設けられ、これらの出力
が前進スイッチ入力回路(33)および後進スイッチ入力回
路(34)を介してそれぞれ制御装置(1) に入力する。これ
らのスイッチ(31)(32)および入力回路(33)(34)は切換レ
バー(27)の操作状態を検出するレバー状態検出手段を構
成しており、レバー(27)が前進側に切り換えられたとき
に前進スイッチ入力回路(33)から前進信号が、レバー(2
7)が後進側に切り換えられたときに後進スイッチ入力回
路(34)から後進信号がそれぞれ制御装置(1) に出力され
る。レバー(27)がニュートラルの状態では、前進信号も
後進信号も出力されない。車速センサ(28)の出力は車速
パルス検出回路(35)を介して制御装置(1) に入力し、こ
れらによって車速検出手段が構成されている。

【００１３】キースイッチ(5) をオンする（閉じる）こ
とにより、装置の各部に必要な電源が供給される。制御
装置(1) は、通常の走行時には、回生コンタクタ(10)を
閉じている。また、切換レバー(27)の操作状態すなわち
前進スイッチ入力回路(33)および後進スイッチ入力回路
(34)の出力に基づいて前進コンタクタリレー(16)および
後進コンタクタリレー(17)を制御し、これによりレバー
(27)の操作状態に応じて界磁巻線(13)の配線を切り換え
る。すなわち、レバー(27)がニュートラルのときにはニ
ュートラル状態に、レバー(27)が前進側に切り換えられ
たときには前進状態に、レバー(27)が後進側に切り換え
られたときには後進状態に切り換える。そして、トラン
ジスタ駆動回路(25)からのチョッパ信号によってトラン
ジスタ(14)がオン・オフ制御され、これによりモータ(1
1)が回転駆動されて、車両の走行が制御される。

【００１４】制御装置(1) は、ブレーキスイッチ入力回
路(30)、前進および後進スイッチ入力回路(33)(34)なら
びに車速パルス検出回路(35)の出力に基づいて回生制動
が可能かどうかを判断し、回生制動が可能であると判断
したときに、バッテリ(6) からモータ(11)への電力供給
路を遮断するとともに、モータ(11)からバッテリ(6)に
回生電流が流れるように、界磁巻線(13)の配線を切り換
えてブレーキ回生を行う。

【００１５】次に、図２のフローチャートを参照して、
制御装置(1) によるブレーキ回生制御動作の１例につい
て説明する。

【００１６】図２において、まず、ブレーキペダル(26)
が踏まれているかどうか、すなわちブレーキスイッチ(2
9)がオンになっているかどうかを調べ（ステップ１）、
これが踏まれていなければ処理を終了する。ステップ１
においてブレーキペダル(26)が踏まれていれば、ステッ
プ２に進んで、車速が所定の回生開始車速以上であるか
どうかを調べ、そうでなければ処理を終了する。ステッ
プ２において回生開始車速以上の車速であれば、ステッ
プ３に進んで、所定の車速以上の状態で切換レバー(27)
が同一方向に所定時間以上保持されているかどうかを調
べ、そうであれば次のステップ４に進み、そうでなけれ
ば処理を終了する。ステップ４では、走行チョッパ信号
の出力を停止し、次に、回生コンタクタ(10)を開き（ス
テップ５）、前進および後進コンタクタ(16)(17)を切り
換えて、界磁巻線(13)の配線を切り換える。すなわち、
前進状態であったときには後進状態に、後進状態であっ
たときには前進状態に切り換える。次に、初期電流駆動
回路(25)によりトランジスタ(18)をオンして、界磁巻線
(13)に初期電流を流す（ステップ７）。次に、逆転電圧
検出回路(20)の出力から逆転電圧が発生しているかどう
かを調べ（ステップ８）、発生していれば、ステップ９
に進んで、モータ電流検出回路(15)の出力からモータ電
流が一定値以上であるかどうかを調べる。ステップ８に
おいて逆転電圧が発生していない場合、またはステップ
９においてモータ電流が一定値以上でない場合は、ステ
ップ10に進んで、初期電流通流時間が一定時間以下であ
るかどうかを調べ、そうであればステップ11に進む。ス
テップ11では、切換レバー(27)がニュートラルであるか
どうかを調べ、ニュートラルでなければ、ステップ12に
進む。ステップ12では、ブレーキペダル(26)が踏まれて
いるかどうかを調べ、踏まれていれば、ステップ13に進
む。ステップ13では、車速が所定の回生終了車速以下で
あるかどうかを調べ、そうでなければステップ８に戻
る。ステップ９においてモータ電流が一定値以上であっ
た場合は、ステップ14に進んで、初期電流を停止し、回
生電流を一定に制御する（ステップ15）。次に、切換レ
バー(27)がニュートラルであるかどうかを調べ（ステッ
プ16）、ニュートラルでなければ、ステップ17に進む。
ステップ17では、ブレーキペダル(26)が踏まれているか
どうかを調べ、踏まれていれば、ステップ18に進む。ス
テップ18では、車速が所定の回生終了車速以下であるか
どうかを調べ、そうでなければステップ15に戻る。ステ
ップ10において初期電流通流時間が一定時間以下でない
場合は、ステップ19に進んで、回生失敗処理を行い、ス
テップ20に進む。ステップ11もしくはステップ16におい
て切換レバー(27)がニュートラルであった場合、ステッ
プ12もしくはステップ17においてブレーキペダル(26)が
踏まれていなかった場合、またはステップ13もしくはス
テップ18において回生終了車速以下であった場合は、ス
テップ20に進む。ステップ20では、初期電流を停止し、
次に、回生コンタクタ(10)を閉じ（ステップ21）、前進
および後進コンタクタ(16)(17)の切り換えを行って（ス
テップ22）、元の状態に戻す。なお、レバー(27)がニュ
ートラルの場合は、コンタクタ(16)(17)をニュートラル
状態にする。そして、最後に、走行チョッパ信号の出力
を停止し（ステップ23）、処理を終了する。

【００１７】ステップ１〜３は、ブレーキ回生が可能か
どうかを判断するためのステップであり、ブレーキペダ
ル(26)が踏まれていること、回生開始車速以上の車速で
あること、および所定の車速以上の状態で切換レバー(2
7)が同一方向に所定時間以上保持されていることの３つ
の条件がすべて成立しているときにだけ、ステップ４に
進んでブレーキ回生を行い、それ以外の場合は、ブレー
キ回生を行わない。

【００１８】ステップ４〜13は、ブレーキ回生に入る前
の処理のためのステップである。通常は、ステップ10に
おいて初期電流通流時間が一定時間以下である間に、逆
転電圧が発生していること、およびモータ電流が一定値
以上であることの２つの条件がすべて成立し、ステップ
14に進んでブレーキ回生が実行される。ところが、ステ
ップ10において初期電流通流時間が一定時間以下である
間に上記２つの条件の少なくとも１つが成立しなかった
場合は、ステップ19に進んで、回生失敗処理が行われ
る。この処理は、たとえば、レバー(27)が一度ニュート
ラルにならなければブレーキ回生を行わないというもの
である。

【００１９】ステップ14〜18は、ブレーキ回生の実行の
ためのステップである。ステップ７において界磁巻線(1
3)に初期電流が流されると、界磁巻線(13)が初期励磁さ
れ、その磁界の中でモータ(11)の電機子が回転すること
により、電機子巻線に電圧が発生する。そして、モータ
(11)が発電機として動作し、回生フライホイールダイオ
ード(24)、モータ(11)および第２の走行フライホイール
ダイオード(19)を通って、バッテリ(6) に回生電流（充
電電流）が流れる。このようにブレーキ回生が行われて
いる間、ステップ15において、バッテリ(6) に流れる回
生電流が一定に制御される。この制御は、トランジスタ
(14)をチョッパ制御して、回生電流の一部を界磁巻線(1
3)およびトランジスタ(14)を通して流すことにより実行
される。ブレーキ回生の実行中、ステップ16〜18におい
て、ブレーキ回生の終了または中止の条件が成立したか
どうかを調べている。そして、レバー(27)がニュートラ
ルに切り換えられたこと（ステップ16）、ブレーキペダ
ル(26)が踏まれなくなったこと（ステップ17）、および
回生終了車速以下の車速になったこと（ステップ18）の
３つの条件のいずれかが成立したときに、ステップ20〜
23のブレーキ回生の終了処理が行われ、ブレーキ回生を
終了または中止する。ブレーキ回生の前処理中における
ステップ11〜13もこれと同じであり、前処理中に上記３
つの条件のいずれかが成立したときにも、ブレーキ回生
を中止する。

【００２０】上記実施例では、ブレーキ回生についての
み説明したが、電動車両には、アクセルペダルを踏みな
がら前後進切換レバーを切り換えたときに回生制動が行
われるようになったいわゆるスイッチバック回生制御装
置も設けられており、アクセルペダルを踏みながら前後
進切換レバーを切り換えたとき、およびブレーキペダル
(26)を踏んだときのいずれの場合にも、回生制動が行わ
れる。このため、省エネルギ効果がより向上する。

【００２１】上述のように、上記実施例では、ステップ
２および３において、車速とレバー(27)の同一方向保持
時間とから車両の前後進方向を判別しているので、車速
センサ（回転センサ）を１個設けるだけでよく、コスト
ダウンが図れる。また、このような前後進の判定後に、
ブレーキ回生の前処理において、モータ(11)の逆転電圧
を検出して、前後進の判定を確実にしている。さらに、
回生制動を確実に動作させるために、モータ(11)に一定
値以上の電流が流れていることを確認してから回生制動
を実行するようになっている。

【００２２】

【考案の効果】この考案の電動車両の回生制御装置によ
れば、上述のように、車速とレバーの同一方向保持時間
とから車両の前後進方向を判別しているので、ブレーキ
ペダルが踏まれたときにも、回転センサは１個で、回生
制動を行うことができ、したがって、省エネルギ効果を
さらに向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例を示す電動車両の回生制御装
置のブロック図である。

【図２】図１の回生制御回路の制御装置の動作の１例を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

(1) 制御装置（モータ制御手段） (6) バッテリ (11) 走行用直流モータ (13) 界磁巻線 (26) ブレーキペダル (27) 前後進切換レバー (28) 車速センサ (29) ブレーキスイッチ (30) ブレーキスイッチ入力回路 (31) 前進スイッチ (32) 後進スイッチ (33) 前進スイッチ入力回路 (34) 後進スイッチ入力回路 (35) 車速パルス検出回路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−18903（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−68601（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−133205（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60L 7/00 - 7/28

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ブレーキペダルの操作状態を検出するブレ
   ーキ状態検出手段、 前後進切換レバーの操作状態を検出するレバー状態検出
   手段、 車速を検出する車速検出手段、 ならびにブレーキ状態検出手段、レバー状態検出手段お
   よび車速検出手段の検出結果に基づいて回生制動が可能
   かどうかを判断し、回生制動が可能であると判断したと
   きに、バッテリから走行用直流モータへの電力供給路を
   遮断するとともに、直流モータからバッテリに回生電流
   が流れるように、直流モータの界磁巻線の配線を切り換
   えて回生制御を行うモータ制御手段を備えており、 制御手段が、ブレーキペダルが踏まれ、車速が所定値以
   上であり、かつ前後進切換レバーが同一方向に所定時間
   以上保持されていたときに、回生制動が可能であると判
   断するものである電動車両の回生制御装置。