JP3629691B2

JP3629691B2 - Mobile vehicle and control method thereof

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Publication number: JP3629691B2
Application number: JP19719596A
Authority: JP
Inventors: 良美新原; 耕一森山; 浩司寺本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2016-07-26
Also published as: JPH1051903A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動車両及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、代表的な移動車両である無人搬送車が、工場内の生産ライン等における物品の移動手段として広く使用されている。この無人搬送車には、主にバッテリが搭載された自走式が使用されており、車両の軌道として予めフロア上に張り巡らされたガイドテープをセンサで検出しながら、予め記憶しているプログラムに従って走行する。このような無人搬送車が下り坂等を所定速度以上で走行した際、その走行速度を制御する手法が、例えば、特公昭６１−４８３２２号に開示されている。即ち、電機子と直巻界磁と、直巻界磁用切り換えスイッチと、分巻界磁と、分巻界磁抵抗と、そして分巻界磁用切り換えスイッチとを備えた複巻式の駆動モータにより駆動される無人搬送車において、該駆動モータに回生電流が流れるのを有効に利用し、この回生電流が所定値になったときに電圧判別器の出力を増幅し、リレーを介して前記の分巻界磁用切り換えスイッチをオンすることによって電機子の回転数を低下させることにより、所謂回生ブレーキを実現している。
【０００３】
また、このような回生電流の使用方法として、例えば、本願出願人らによる特願平８−１３４４８５号では、無人搬送車のガイドテープへの軌跡制御を確実に行う手法が開示されている。即ち、無人搬送車のガイドテープからのズレ量を、該無人搬送車に備えられた磁気センサ（磁気ホール素子）で検出し、そのズレ量に基づいたパルス幅変調（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ：以下、ＰＷＭ）制御により、左右の駆動輪が有する駆動モータへの回生電流量（回生ブレーキ力）を制御し、安定した軌跡追従性と消費電力の省エネルギ化を実現している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、回生エネルギの利用によって下り坂での走行安定性及び軌跡追従性は確保されるが、回生電流による回生ブレーキの特性として、走行速度が小さくなると十分な制動力を得られないため、所定位置での停止動作は不完全なものとなる。
【０００５】
そこで本発明は、下り坂、低速走行時の走行安定性と確実な制動、及び省エネルギの実現が可能な移動車両及びその制御方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の移動車両は以下の構成を特徴とする。
【０００７】
即ち、電動機により駆動される移動車両であって、前記電動機が回転中にその回転を抑制すべく、前記電動機を逆励磁する逆転ブレーキ手段と、前記電動機が回転中にその回転を抑制すべく、前記電動機に回生電流を発生させる回生ブレーキ手段と、前記逆転ブレーキ手段と前記回生ブレーキ手段とを切り換える制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記移動車両の実際の走行速度が第１の所定値より大きい場合に前記回生ブレーキ手段を選択し、その第１の所定値より小さい場合は、その時に前記移動車両が目標としている走行速度と前記実際の走行速度との偏差が第２の所定値より大きい場合に前記逆転ブレーキ手段を選択し、その第２の所定値より小さい場合は、前記回生ブレーキ手段を選択することを特徴とする。
【０００８】
２種類のブレーキを使用し、回生ブレーキを主に使用することにより、移動車両の走行安定性を向上し、且つ速度偏差に応じて確実に制動する。また、移動車両が有する駆動機構への制動時の衝撃度の低減及び消費電力の低減を図る。
【０００９】
また、例えば、前記逆転ブレーキ手段と前記回生ブレーキ手段とは、前記電動機と複数のスイッチング素子とにより形成されたＨ型ブリッジ回路におけるその複数のスイッチング素子の接続パターンを、前記制御手段により変更することにより構成することを特徴とし、前記制御手段は、前記回生ブレーキ手段選択時に前記スイッチング素子をＰＷＭ制御することにより、前記移動車両を制動することを特徴とし、好ましくは前記スイッチング素子がＦＥＴであり、前記制御手段は、前記ＰＷＭ制御におけるデューティパルスがオフのとき、前記回生電流を前記移動車両の電力源に返還するとよい。これにより、消費電力の低減を図る。
【００１０】
或は、本発明の移動車両は以下の構成を特徴とする。即ち、電動機により駆動される移動車両であって、前記電動機が回転中にその回転を抑制すべく、前記電動機を逆励磁する逆転ブレーキ手段と、前記電動機が回転中にその回転を抑制すべく、前記電動機に回生電流を発生させる回生ブレーキ手段と、前記逆転ブレーキ手段と前記回生ブレーキ手段とを切り換える制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記移動車両の実際の走行速度が第１の所定値より大きい場合に前記回生ブレーキ手段を選択し、その第１の所定値より小さい場合は、その時に前記移動車両が目標としている走行速度と前記実際の走行速度との偏差が第２の所定値より大きい場合に前記回生ブレーキ手段を選択し、その第２の所定値より小さい場合は、前記逆転ブレーキ手段を選択することを特徴とする。２種類のブレーキを使用し、回生ブレーキを主に使用することにより、移動車両の走行安定性を向上し、且つ速度偏差に応じて確実に制動する。また、移動車両の制動時の制御性の向上及び消費電力の低減を図る。
また、同目的を達成するため、本発明の移動車両の制御方法は以下の構成を特徴とする。
【００１１】
即ち、電動機により駆動される移動車両の制御方法であって、
前記移動車両の実際の走行速度が第１の所定値より大きい場合は、前記電動機が回転中にその回転を抑制すべく、前記電動機に回生電流を発生させて回生ブレーキにより制動し、
前記実際の走行速度が前記第１の所定値より小さい場合は、その時に前記移動車両が目標としている走行速度と前記実際の走行速度との偏差が第２の所定値より大きい場合に、前記電動機が回転中にその回転を抑制すべく、前記電動機を逆励磁する逆転ブレーキにより制動し、
前記偏差が前記第２の所定値より小さい場合は、前記回生ブレーキにより制動することを特徴とする。
２種類のブレーキを使用し、回生ブレーキを主に使用することにより、移動車両の走行安定性を向上し、且つ速度偏差に応じて確実に制動する。特に、移動車両が有する駆動機構への制動時の衝撃度の低減及び消費電力の低減を図る。
【００１２】
或は、電動機により駆動される移動車両の制御方法であって、
前記移動車両の実際の走行速度が第１の所定値より大きい場合は、前記電動機が回転中にその回転を抑制すべく、前記電動機に回生電流を発生させて回生ブレーキにより制動し、
前記実際の走行速度が前記第１の所定値より小さい場合は、その時に前記移動車両が目標としている走行速度と前記実際の走行速度との偏差が第２の所定値より大きい場合に、前記回生ブレーキにより制動し、
前記偏差が前記第２の所定値より小さい場合は、前記電動機が回転中にその回転を抑制すべく、前記電動機を逆励磁する逆転ブレーキにより制動してもよい。２種類のブレーキを使用し、回生ブレーキを主に使用することにより、移動車両の走行安定性を向上し、且つ速度偏差に応じて確実に制動する。特に、移動車両の制動時の制御性の向上及び消費電力の低減を図る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、代表的な移動車両である無人搬送車として、本発明を適用したオート・ガイド・ビークル（以下、ＡＧＶ）の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
はじめに、本発明に係るＡＧＶの概要を述べれば、ＡＧＶの駆動輪に与えられる速度指令値と実際の走行速度との偏差と、その走行速度に応じて、駆動輪を駆動する駆動モータの励磁回路を切り換えることにより、回生電流による回生ブレーキと逆励磁による逆転ブレーキとを効率良く使い分けるものである。
【００１５】
まず、ＡＧＶの装置構成について図１〜図５を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態としてのＡＧＶの概略側面図である。
【００１７】
図２は、本発明の一実施形態としてのＡＧＶと床面の位置関係を示す図である。
【００１８】
図１及び図２において、床面１にはＡＧＶ３の所望する移動経路（走行コース）に沿って予めガイドテープ２が敷設されている。ＡＧＶ３は、操舵センタ４を中心として水平回動が可能な基台５、この基台５上に設置された左右の駆動モータ（直流モータ）６，７により左右独立して駆動される左右の駆動輪８，９を備える。
【００１９】
また、ＡＧＶ３は、自在車輪構成または非自在車輪構成の従動輪１０，１１を備えると共に、前記のガイドテープ２と直交状に交差する方向に設けられたガイドセンサ１２が備えられている。このガイドセンサ１２には、ガイドセンサ１２の長手方向に複数設けられた不図示のポイントセンサ、例えば磁気センサ（磁気ホール素子）が設けられており、ガイドテープ２に対するＡＧＶ３のズレ量を検出する。
【００２０】
また、ＡＧＶ３には、床面１の所定箇所に予め設置された番地板１３を検出する番地センサ１４を備える。ここで、番地板１３について図４に示す。
【００２１】
図４は、本発明の一実施形態としてのＡＧＶの走行軌跡と番地板との関係を説明する図である。
【００２２】
図中、番地板３は、例えばＳ極とＮ極を組み合わせてストライプ状に磁化された薄型の樹脂シートであり、８ビット構成なのでアドレス値を２５６種類（例えば、減速指令、低速指令、停止指令等）の設定が可能であるとする。そしてガイドテープ２に沿って走行するＡＧＶ３の動作を変化させたい位置の手前に、図示の如く予め貼り付ける（埋め込んでもよい）。
【００２３】
更に本実施形態では、２輪駆動タイプのＡＧＶ３においてガイドセンサ２によりガイドテープ２に対する左右方向のズレを検出し、左右の各駆動輪８，９の回転数の差、即ち左右の各駆動モータ６，７の回転速度の差によりＡＧＶ３を操舵（方向制御）する構成としている。
【００２４】
上記の構成を備えるＡＧＶ３の制御装置について図５に示す。
【００２５】
図５は、本発明の一実施形態としてのＡＧＶの制御装置のブロック構成図である。
【００２６】
図中、ＣＰＵ３０の不図示の起動／停止スイッチを含む操作部１５からの信号と、ガイドセンサ１２からの信号と、そして番地板１３の内容を検出する番地センサ１４からの情報とに基づいて、ＲＯＭ１６に予め格納されているプログラム及び制御マップ等により、左側のモータ駆動部１７及びモータ制御部１８、そして右側のモータ駆動部１９及びモータ制御部２０を駆動・制御する。また、ＲＡＭ２１は、ワーキングエリア及び変数の一時記憶等に使用される。
【００２７】
次に、本発明に係るＡＧＶの走行制御の手法について詳細に説明する。
【００２８】
本実施形態では、ＡＧＶの走行制御を安定して行うべく、公知のＰＩ制御に基づいて、制動動作時に駆動モータ６，７による回生ブレーキ制御及び逆転ブレーキ制御を行う。
【００２９】
はじめに、後述の図９の制御ブロック図に示す回生ブレーキ制御部３７及び逆転ブレーキ制御部３８の制動制御について説明する。
【００３０】
図６は、本発明の一実施形態としてのＡＧＶの駆動モータの駆動回路を示す図である。
【００３１】
図７は、本発明の一実施形態としての駆動モータの駆動回路におけるスイッチング素子の動作パターンを示す図である。
【００３２】
図６及び図７において、駆動モータ６，７の駆動回路は、それぞれ所謂、Ｈ型ブリッジ回路の構成を有し、図示の如く例えば、ＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）に代表されるような４つのスイッチング素子（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が接続されている。これらのスイッチング素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを、図７に示すオン／オフのパターンのように動作させることにより、駆動モータ６，７には実線または破線の方向に電流が流れ、正転駆動回路、または回生ブレーキ回路、または逆転ブレーキ回路が形成される。回生ブレーキは、駆動モータ６，７の慣性による回転中に、スイッチング素子Ｃ及びＤをオンして励磁回路上に閉ループを形成し、駆動モータ６，７の回転エネルギにより該閉ループに生じる環電流により駆動モータ６，７を逆励磁させ、回転を抑制するものである。一方、逆転ブレーキは、正転駆動により付勢され、慣性により回転している駆動モータ６，７を、スイッチング素子Ｂ及びＣをオンすることによりモータ駆動電圧ＰＳにより逆励磁し、回転を抑制するものである。この回生ブレーキ、逆転ブレーキの一般的な特性を図８に示す。
【００３３】
図８は、本発明の一実施形態としての回生ブレーキ及び逆転ブレーキの走行速度に対する駆動軸への衝撃トルク特性を一般化した例を示す図である。
【００３４】
逆転ブレーキを動作させた場合、その特性により回生ブレーキと比較して、どの走行速度であっても駆動輪の駆動軸への衝撃トルクが大きい。このため、ＡＧＶに載置したワークによっては好ましくない挙動を生じる場合も有る。また、逆転ブレーキは、消費電力が大きいため、バッテリ駆動のＡＧＶにおいてはできるだけ使用頻度を抑えたい。一方、回生ブレーキは、その特性により走行速度Ｖが小さくなると制動力も小さくなるため、ＡＧＶの所定位置での完全停止には不向きであり、この場合は逆転ブレーキが好ましい。また、例えばＡＧＶを下り坂において所定速、特に低速で走行させる場合には、走行速度指令値である所定速と実際の走行速度との偏差が少しずつ増加していくため、逆転ブレーキと比較して制動トルクが少なく、超低速では制動力がほとんど得られなくなる回生ブレーキのほうがＡＧＶの運用上好ましいものとなる。そこで、ＡＧＶの駆動輪に与えられる速度指令値と実際の走行速度との偏差と、その走行速度に応じて、駆動輪を駆動する駆動モータの励磁回路を切り換えることにより、回生ブレーキと逆転ブレーキとを使い分ける。
【００３５】
図９は、本発明の一実施形態としてのＡＧＶの制御ブロック図であり、実際には同様の制御ブロックが左右の駆動モータ６，７のそれぞれについて存在するものとする。
【００３６】
図中、走行速度指令値ＶＳ（但し、左側をＶＳＬ，右側をＶＳＲ）は、番地板１３から番地センサ１４を介してＣＰＵ３０内部に得られる。実際の走行速度Ｖ（但し、左側をＶＬ，右側をＶＲ）は、エンコーダ３６で得られる駆動モータ６，７の回転数を速度検出部３５で変換することによりＣＰＵ３０内部に得られる。そしてＣＰＵ３０は、走行速度指令値ＶＳと走行速度Ｖとの偏差ＶＤ（但し、左側をＶＤＬ，右側をＶＤＲ）に応じて、比例制御部（Ｐ）３１と積分制御部（Ｉ）３２とにより公知のＰＩ制御演算を行い、比例制御部（Ｐ）３１と積分制御部（Ｉ）３２との出力信号の和αを求め、その符号判定を符号判定部３３にて行う。そして、αの符号判定部３３における判定が正であれば、その値がモータ駆動部１７，１９に出力される。一方、αの符号判定部３３における判定が負であれば、ブレーキ判定部３４にて予め登録されているブレーキ判定レベルＢＬとαの絶対値を比較し、
ＡＢＳ［α］≦ＢＬであれば回生ブレーキ制御部３７
ＡＢＳ［α］＞ＢＬであれば逆転ブレーキ制御部３８
にαを出力する（但し、ＡＢＳ［α］は、αの絶対値を示す）。
また、走行速度Ｖがある程度大きければ、回生ブレーキにより得られる制動力で十分であるため、
（ブレーキ判定レベルＣＬ）＞（走行速度Ｖ）
であれば回生ブレーキ制御部３７により制動を行うものとする。
【００３７】
更に、回生ブレーキ制御部３７により回生ブレーキ制御中、そして逆転ブレーキ制御部３８により逆転ブレーキ制御中のそれぞれにおいて、図７に示した各回路構成におけるオン状態の２つのスイッチング素子のうちの何れかのスイッチング素子を公知の手法によりＰＷＭ制御することにより、制動力の大きさの制御を行うものとする。また、回生ブレーキ制御におけるＰＷＭ制御において、制御パルスがオフのときは回生エネルギをバッテリに戻すことは言うまでもない。尚、回生ブレーキ制御部３７及び逆転ブレーキ制御部３８は、前記のモータ制動部１８，２０に含まれる。
【００３８】
前記のブレーキの切り換え制御を実現するＡＧＶ３の速度制御を、図１４〜図１６のフローチャートを参照して説明する。
【００３９】
図１４〜図１６は、本発明の一実施形態としてのＡＧＶにおける速度制御を示すフローチャートである。
【００４０】
図中、ＣＰＵ３０は、操作部１５からの起動指令を受信することにより速度制御を開始し、まず、予め登録されたブレーキ切り換えレベルＣＬ及びＢＬを読み込む（ステップＳ１，ステップＳ２）。そして、番地センサ１４により番地板１３を検出し（ステップＳ３）、その番地板１３が停止指令かを判断する（ステップＳ４）。
【００４１】
ステップＳ４において、ＹＥＳの場合は、ステップＳ６０に進み改めて停止指令かを判断した後、速度制御をルーチンを終了する。一方、ＮＯの場合は、ステップＳ３で検出した番地板１３が走行速度指令かを判断し（ステップＳ５）。ＹＥＳの場合は、当該走行速度指令値をＲＡＭ２１に記憶（更新）する（ステップＳ６）。一方、ＮＯの場合は、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、ガイドセンサ１２によりガイドテープ２の位置を検出し（ステップＳ７）、左駆動輪８及び右駆動輪９それぞれの軌跡制御速度を演算する（ステップＳ８）。好適な実施形態において、モータ駆動部１７，１９では、軌跡制御としてのＰＷＭ制御による駆動モータ６，７への通電時間のデューティ制御を行うものとし、この軌跡制御は、例えば本出願人らによる特願平８−１３４４８５号のように、ガイドセンサ１２により検出したガイドテープ２からのズレ量と、ステップＳ６で設定した新たな速度指令値とに基づいて、ＲＯＭ１６に予め格納されているマップを参照し、該ズレ量を補正するような左右それぞれの駆動輪の速度指令値を算出するものである（詳細な説明は省略する）が、それに限られるものではない。
【００４２】
次に、ステップＳ８で算出した軌跡制御速度を、走行速度指令値ＶＳ（左駆動輪８の速度指令値ＶＳＬ）として設定し（ステップＳ１１）、現在の左駆動輪８の走行速度ＶＬを読み込み（ステップＳ１２）、左駆動輪８の速度偏差ＶＤＬ（＝ＶＬ−ＶＳＬ）を算出し（ステップＳ１３）、減速制御判定を行い（ステップＳ１４）、減速が必要（ＶＤＬ＞０）かを判断する（ステップＳ１５）。
【００４３】
ステップＳ１５において、ＮＯの場合（ＶＤＬ≦０）は、速度偏差ＶＤＬに基づいて加速量を算出し（ステップＳ２６）、モータ駆動部１７に設定して図６に示したスイッチング素子を動作させることによりＰＷＭ制御演算を行い（ステップＳ２７）、駆動モータ６に正転指令を出力する。一方、ステップＳ１５でＹＥＳの場合（ＶＤＬ＞０）は、ブレーキ切り換えレベルＣＬによるブレーキ切り換え判定を行い（ステップＳ１６）、回生ブレーキと逆転ブレーキの併用が必要か（ＶＤＬ≦ＣＬ）を判断する（ステップＳ１７）。ＮＯの場合（ＶＤＬ＞ＣＬ）は、速度偏差ＶＤＬに基づいて回生ブレーキ量を算出し（ステップＳ２３）、回生ブレーキ制御部３７Ａに設定して図６に示したスイッチング素子を動作させることによりＰＷＭ制御演算を行い（ステップＳ２４）、駆動モータ６に回生指令を出力する。一方、ステップＳ１７でＹＥＳの場合（ＶＤＬ≦ＣＬ）は、ブレーキ切り換えレベルＢＬによるブレーキ切り換え判定を行い（ステップＳ１８）、逆転ブレーキ制御が必要か（ＶＤＬ≧ＢＬ）を判断する。ＮＯの場合（ＶＤＬ＜ＢＬ）は、ステップＳ２３〜ステップＳ２５の回生ブレーキ制御を行う。一方、ステップＳ１９でＹＥＳの場合（ＶＤＬ≧ＢＬ）は、速度偏差ＶＤＬに基づいて逆転ブレーキ量を算出し（ステップＳ２０）、逆転ブレーキ制御部３８Ａに設定して図６に示したスイッチング素子を動作させることによりＰＷＭ制御演算を行い（ステップＳ２１）、駆動モータ６に逆転指令を出力する。そしてステップＳ６０では、改めてステップＳ３で検出した番地板１３が停止指令かを判断するが、回生または逆転ブレーキ制御を行った場合はＮＯとなるため、ステップＳ３に戻って次の番地板１３の検出に備える。この処理が繰り返し行われる。ステップＳ４１〜ステップＳ５８の右駆動輪９の制御は、左駆動輪８の制御と同様なため、説明を省略する。
【００４４】
前述の速度制御を行った場合の速度制御動作の一例を図１３に示す。
【００４５】
図１３は、本発明の一実施形態としての速度制御動作の様子を説明する図である。
【００４６】
図中、点Ｐ付近では、速度指令値ＶＳが一定であり、例えばＡＧＶ３が下り坂を走行することにより走行速度Ｖが図示のような応答を示したときは、まず、速度偏差ＶＤがブレーキ切り換えレベルＢＬより小さいので、回生ブレーキ制御による比較的ゆるやかな制動動作が行われる。しかし、回生ブレーキ制御では不十分で、速度偏差ＶＤがブレーキ切り換えレベルＢＬより大きくなると、逆転ブレーキ制御が行われる。また、点Ｑ、点Ｒの付近では、ブレーキ切り換えレベルＣＬより走行速度Ｖが大きいので、回生ブレーキ制御が行われ、十分な制動力が得られる。また、点Ｓ付近のように、速度指令値ＶＳが一度に大きく下げられ、ブレーキ切り換えレベルＣＬより小さくされた場合は、回生ブレーキ、逆転ブレーキ、回生ブレーキという順番で制動されるので、その一連の制動動作のはじめと終わりに比較的制動トルクの弱い回生ブレーキ制御が行われるため、ＡＧＶ３を安定走行させる上で好ましい結果が得られる。
【００４７】
また、速度指令値ＶＳを０としてＡＧＶ３を完全停止させる場合、低速時の回生ブレーキ制御は好ましくないので、ＡＧＶ停止のための処理ルーチンとして、速度偏差ＶＤがブレーキ切り換えレベルＢＬより大きい場合は回生ブレーキ制御、小さい場合は、逆転ブレーキ制御に切り換えて制御すればよい。
【００４８】
＜本実施形態の変形例＞
前述の実施形態の変形例を図１０〜図１２に示す。
【００４９】
図１０は、本発明の一実施形態の第１の変形例としてのＡＧＶの制御ブロック図である。
【００５０】
図１１は、本発明の一実施形態の第２の変形例としてのＡＧＶの制御ブロック図である。
【００５１】
図１２は、本発明の一実施形態の第３の変形例としてのＡＧＶの制御ブロック図である。
【００５２】
図１０〜図１２において、基本的な制御方法は前述の図９の場合と同様なため、異なる部分について説明すれば、新たに比例演算部（ＫＢ）４１，４２，４３を設け、図１０では速度偏差ＶＤ、図１１では比例制御部（Ｐ）３１の出力値、そして図１２では比例演算部（Ｐ）３１と積分制御部（Ｉ）３２との出力値の和をそれぞれβとし、符号判定部３３の出力値αに加算する構成とする。これにより、図９の場合と比較して、ＡＧＶの運用環境により柔軟に適応させることができる。
【００５３】
尚、図３は、本発明の一実施形態の変形例としてのＡＧＶと床面の位置関係を示す図であり、ＡＧＶ３は図３のような機器構成であっても本実施形態に係るブレーキの切り換え制御の適用が可能である。
【００５４】
＜本実施形態の効果＞
（走行速度Ｖ）＞（ブレーキ切り換えレベルＣＬ）であり、回生ブレーキによる制動力が十分得られるような走行速度の場合には、回生ブレーキ制御だけで制動する。一方、（走行速度Ｖ）＜（ブレーキ切り換えレベルＣＬ）の場合には、速度偏差ＶＤが所定のブレーキ切り換えレベルＢＬより大きい場合に逆転ブレーキ制御、小さい場合に回生ブレーキ制御による制動を行う。更に、ＡＧＶ３を完全停止させる場合は、速度偏差ＶＤがＢＬより大きい場合は回生ブレーキ制御、小さい場合は、逆転ブレーキ制御による制動を行う。これにより、幅広い速度範囲においてＡＧＶ３の電力消費を抑制し、且つ下り坂での所定速の走行、速度指令値ＶＳが大きく下げられた際の減速動作の際にも確実な制動特性と走行安定性を両立することができる。更に、回生ブレーキを積極的に利用することにより、制動時の衝撃トルクを最小限に抑えられるので、ＡＧＶの強度設計の簡易化、使用部材の低規格化が可能となりコストの低減も図られる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、下り坂、低速走行時の走行安定性と確実な制動、及び省エネルギの実現が可能な移動車両及びその制御方法の提供が実現する。
【００５６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのＡＧＶの概略側面図である。
【図２】本発明の一実施形態としてのＡＧＶと床面の位置関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態の変形例としてのＡＧＶと床面の位置関係を示す図でありる。
【図４】本発明の一実施形態としてのＡＧＶの走行軌跡と番地板との関係を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態としてのＡＧＶの制御装置のブロック構成図である。
【図６】本発明の一実施形態としてのＡＧＶの駆動モータの駆動回路を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態としての駆動モータの駆動回路におけるスイッチング素子の動作パターンを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態としての回生ブレーキ及び逆転ブレーキの走行速度に対する駆動軸への衝撃トルク特性を一般化した例を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態としてのＡＧＶの制御ブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態の第１の変形例としてのＡＧＶの制御ブロック図である。
【図１１】本発明の一実施形態の第２の変形例としてのＡＧＶの制御ブロック図である。
【図１２】本発明の一実施形態の第３の変形例としてのＡＧＶの制御ブロック図である。
【図１３】本発明の一実施形態としての速度制御動作の様子を説明する図である。
【図１４】本発明の一実施形態としてのＡＧＶにおける速度制御を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施形態としてのＡＧＶにおける速度制御を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の一実施形態としてのＡＧＶにおける速度制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１床面
２ガイドテープ
３ＡＧＶ
４操舵センタ
５基台
６，７駆動モータ
８，９駆動輪
１０，１１従動輪
１２ガイドセンサ
１３番地板
１４番地センサ
１５操作部
１６ＲＯＭ
１７，１９モータ駆動部
１８，２０モータ制御部
２１ＲＡＭ
３０ＣＰＵ
３１比例制御部（Ｐ）
３２積分制御部（Ｉ）
３３符号判定部
３４ブレーキ判定部
３５速度検出部
３６エンコーダ
３７Ａ，３７Ｂ回生ブレーキ制御部
３８Ａ，３８Ｂ逆転ブレーキ制御部
４１，４２，４３比例演算部（ＫＢ）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a moving vehicle and a control method thereof.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, automatic guided vehicles, which are typical moving vehicles, have been widely used as article moving means in production lines and the like in factories. This automatic guided vehicle uses a self-propelled type mainly equipped with a battery, and a program stored in advance while detecting with a sensor a guide tape stretched around the floor in advance as a track of the vehicle. Follow the directions. For example, Japanese Patent Publication No. 61-48322 discloses a method for controlling the traveling speed of such an automatic guided vehicle when traveling on a downhill or the like at a predetermined speed or higher. That is, a multi-winding type drive having an armature, a series winding field, a series winding field switching switch, a split field, a split field resistance, and a split field switching switch In an automatic guided vehicle driven by a motor, it effectively utilizes the flow of a regenerative current through the drive motor, amplifies the output of the voltage discriminator when the regenerative current reaches a predetermined value, A so-called regenerative brake is realized by lowering the number of revolutions of the armature by turning on the divided field switching switch.
[0003]
As a method of using such a regenerative current, for example, Japanese Patent Application No. 8-134485 by the applicants of the present application discloses a method for reliably controlling the trajectory of the automatic guided vehicle to the guide tape. That is, the amount of deviation from the guide tape of the automatic guided vehicle is detected by a magnetic sensor (magnetic Hall element) provided in the automatic guided vehicle, and pulse width modulation (hereinafter referred to as PWM) based on the amount of deviation is detected. ) Controls the amount of regenerative current (regenerative braking force) to the drive motor of the left and right drive wheels, realizing stable trajectory tracking and energy savings in power consumption.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional example, the use of regenerative energy ensures traveling stability and trajectory followability on a downhill, but as a characteristic of regenerative braking by regenerative current, sufficient braking force is obtained when the traveling speed is reduced. Therefore, the stopping operation at the predetermined position is incomplete.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a moving vehicle capable of realizing downhill, low-speed running stability and reliable braking, and energy saving, and a control method thereof.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a mobile vehicle of the present invention is characterized by the following configuration.
[0007]
That is, a moving vehicle driven by an electric motor, in order to suppress the rotation while the electric motor is rotating, reverse brake means for reversely exciting the electric motor, and to suppress the rotation while the electric motor is rotating, Regenerative brake means for generating a regenerative current in the electric motor, and control means for switching between the reverse brake means and the regenerative brake means , wherein the control means has an actual running speed of the moving vehicle as a first predetermined speed. The regenerative braking means is selected when the value is larger than the first predetermined value, and when the value is smaller than the first predetermined value, the deviation between the traveling speed targeted by the moving vehicle at that time and the actual traveling speed is a second predetermined value. The reverse brake means is selected when larger than the second predetermined value, and the regenerative brake means is selected when smaller than the second predetermined value.
[0008]
By using two types of brakes and mainly using regenerative brakes, the traveling stability of the moving vehicle is improved and braking is reliably performed according to the speed deviation. Moreover, the impact level at the time of braking to the drive mechanism of the moving vehicle is reduced and the power consumption is reduced.
[0009]
Further, for example, the reverse brake means and the regenerative brake means change the connection pattern of the plurality of switching elements in the H-type bridge circuit formed by the electric motor and the plurality of switching elements by the control means. The control means is characterized in that the moving vehicle is braked by PWM controlling the switching element when the regenerative braking means is selected, preferably the switching element is an FET, The control means may return the regenerative current to the power source of the mobile vehicle when a duty pulse in the PWM control is off. Thereby, reduction of power consumption is aimed at.
[0010]
Or the moving vehicle of this invention is characterized by the following structures. That is, a moving vehicle driven by an electric motor, in order to suppress the rotation while the electric motor is rotating, reverse brake means for reversely exciting the electric motor, and to suppress the rotation while the electric motor is rotating, Regenerative brake means for generating a regenerative current in the electric motor, and control means for switching between the reverse brake means and the regenerative brake means, wherein the control means has an actual running speed of the moving vehicle as a first predetermined speed. The regenerative braking means is selected when the value is larger than the first predetermined value, and when the value is smaller than the first predetermined value, the deviation between the traveling speed targeted by the moving vehicle at that time and the actual traveling speed is a second predetermined value. The regenerative brake means is selected when larger than the second predetermined value, and the reverse brake means is selected when smaller than the second predetermined value . By using two types of brakes and mainly using regenerative brakes, the traveling stability of the moving vehicle is improved and braking is reliably performed according to the speed deviation. Moreover, the controllability at the time of braking of a moving vehicle is improved and the power consumption is reduced.
In order to achieve the same object, the mobile vehicle control method of the present invention is characterized by the following configuration.
[0011]
That is, a method for controlling a moving vehicle driven by an electric motor,
When the actual traveling speed of the moving vehicle is larger than a first predetermined value, the motor is regenerated to generate a regenerative current and braked by a regenerative brake to suppress the rotation while the motor is rotating,
When the actual traveling speed is smaller than the first predetermined value, the electric motor has a difference between a traveling speed targeted by the moving vehicle at that time and the actual traveling speed is larger than a second predetermined value. In order to suppress the rotation during rotation, the motor is braked by a reverse brake that reversely excites the motor,
When the deviation is smaller than the second predetermined value, braking is performed by the regenerative brake.
By using two types of brakes and mainly using regenerative brakes, the traveling stability of the moving vehicle is improved and braking is reliably performed according to the speed deviation. In particular, it is intended to reduce the degree of impact during braking to the drive mechanism of the moving vehicle and to reduce power consumption.
[0012]
Alternatively, a method for controlling a moving vehicle driven by an electric motor,
When the actual traveling speed of the moving vehicle is larger than a first predetermined value, the motor is regenerated to generate a regenerative current and braked by a regenerative brake to suppress the rotation while the motor is rotating,
When the actual traveling speed is smaller than the first predetermined value, the regeneration is performed when a deviation between the traveling speed targeted by the moving vehicle at that time and the actual traveling speed is larger than a second predetermined value. Braking by brake,
When the deviation is smaller than the second predetermined value, the motor may be braked by a reverse brake that reversely excites the motor in order to suppress the rotation while the motor is rotating. By using two types of brakes and mainly using regenerative brakes, the traveling stability of the moving vehicle is improved and braking is reliably performed according to the speed deviation. In particular, it is intended to improve controllability and reduce power consumption when braking a moving vehicle.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an automatic guide vehicle (hereinafter referred to as AGV) to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings as an automated guided vehicle that is a typical moving vehicle.
[0014]
First, the outline of the AGV according to the present invention will be described. The excitation circuit of the drive motor that drives the drive wheel according to the deviation between the speed command value given to the drive wheel of the AGV and the actual travel speed, and the travel speed. By switching the, the regenerative brake by the regenerative current and the reverse brake by the reverse excitation are efficiently used properly.
[0015]
First, an AGV apparatus configuration will be described with reference to FIGS.
[0016]
FIG. 1 is a schematic side view of an AGV as an embodiment of the present invention.
[0017]
FIG. 2 is a diagram showing the positional relationship between the AGV and the floor as an embodiment of the present invention.
[0018]
1 and 2, a guide tape 2 is preliminarily laid on the floor surface 1 along a desired movement route (travel course) of the AGV 3. The AGV 3 has a base 5 that can be rotated horizontally around the steering center 4, and left and right drives that are driven independently by left and right drive motors (DC motors) 6, 7 installed on the base 5. Rings 8 and 9 are provided.
[0019]
The AGV 3 includes driven wheels 10 and 11 having a universal wheel configuration or a non-universal wheel configuration, and a guide sensor 12 provided in a direction orthogonal to the guide tape 2. The guide sensor 12 is provided with a plurality of point sensors (not shown) provided in the longitudinal direction of the guide sensor 12, for example, a magnetic sensor (magnetic Hall element), and detects the amount of deviation of the AGV 3 with respect to the guide tape 2.
[0020]
Further, the AGV 3 includes an address sensor 14 that detects an address plate 13 installed in advance at a predetermined location on the floor surface 1. Here, the address plate 13 is shown in FIG.
[0021]
FIG. 4 is a view for explaining the relationship between the traveling locus of the AGV and the address plate as one embodiment of the present invention.
[0022]
In the figure, the address plate 3 is a thin resin sheet that is magnetized in a stripe shape by combining, for example, the S pole and the N pole, and has an 8-bit configuration, so there are 256 types of address values (for example, a deceleration command, a low speed command, a stop command) Etc.) can be set. Then, it is affixed (embedded) in advance as shown in front of the position where the operation of the AGV 3 traveling along the guide tape 2 is desired to be changed.
[0023]
Further, in the present embodiment, in the two-wheel drive type AGV 3, the guide sensor 2 detects the shift in the left-right direction with respect to the guide tape 2, and the difference in the rotational speed between the left and right drive wheels 8, 9, that is, the left and right drive motors 6 , 7 is used to steer (direct control) the AGV 3 based on the difference in rotational speed.
[0024]
FIG. 5 shows an AGV3 control apparatus having the above-described configuration.
[0025]
FIG. 5 is a block diagram of an AGV control apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0026]
In the figure, based on a signal from the operation unit 15 including a start / stop switch (not shown) of the CPU 30, a signal from the guide sensor 12, and information from the address sensor 14 that detects the contents of the address plate 13, The left motor drive unit 17 and motor control unit 18, and the right motor drive unit 19 and motor control unit 20 are driven and controlled by a program and a control map stored in advance in the ROM 16. The RAM 21 is used for temporary storage of working areas and variables.
[0027]
Next, the AGV traveling control method according to the present invention will be described in detail.
[0028]
In the present embodiment, regenerative brake control and reverse brake control by the drive motors 6 and 7 are performed during braking operation based on known PI control in order to stably perform AGV traveling control.
[0029]
First, the braking control of the regenerative brake control unit 37 and the reverse brake control unit 38 shown in the control block diagram of FIG.
[0030]
FIG. 6 is a diagram showing a drive circuit of an AGV drive motor as one embodiment of the present invention.
[0031]
FIG. 7 is a diagram showing an operation pattern of the switching elements in the drive circuit of the drive motor as one embodiment of the present invention.
[0032]
6 and 7, the drive circuits of the drive motors 6 and 7 each have a so-called H-type bridge circuit configuration, and as shown in the figure, for example, four switching circuits represented by FET (Field Effect Transistor). Elements (A, B, C, D) are connected. By operating these switching elements A, B, C, and D like the on / off pattern shown in FIG. 7, a current flows in the direction of the solid line or the broken line in the drive motors 6 and 7, and the forward drive is performed. A circuit, or regenerative brake circuit, or reverse brake circuit is formed. The regenerative brake turns on the switching elements C and D during rotation due to the inertia of the drive motors 6 and 7 to form a closed loop on the excitation circuit, and is caused by the ring current generated in the closed loop by the rotational energy of the drive motors 6 and 7. The drive motors 6 and 7 are reversely excited to suppress rotation. On the other hand, the reverse brake is energized by forward drive and reversely excited by the motor drive voltage PS by turning on the switching elements B and C to suppress the rotation of the drive motors 6 and 7 rotating by inertia. Is. FIG. 8 shows general characteristics of the regenerative brake and reverse brake.
[0033]
FIG. 8 is a diagram showing an example of generalizing the impact torque characteristics to the drive shaft with respect to the traveling speeds of the regenerative brake and the reverse brake as one embodiment of the present invention.
[0034]
When the reverse brake is operated, the impact torque to the drive shaft of the drive wheel is larger at any travel speed than the regenerative brake due to its characteristics. For this reason, an undesired behavior may occur depending on the workpiece placed on the AGV. Further, since the reverse brake consumes a large amount of power, it is desired to suppress the use frequency as much as possible in the battery-driven AGV. On the other hand, the regenerative brake is not suitable for complete stop at a predetermined position of the AGV because the braking force also decreases as the traveling speed V decreases due to its characteristics. In this case, reverse braking is preferable. For example, when the AGV is driven at a predetermined speed, particularly at a low speed, on a downhill, the deviation between the predetermined speed, which is the travel speed command value, and the actual travel speed gradually increases. In comparison, a regenerative brake that has a small braking torque and hardly obtains a braking force at an ultra-low speed is more preferable for the operation of the AGV. Therefore, by switching the excitation circuit of the drive motor that drives the drive wheel according to the deviation between the speed command value given to the drive wheel of the AGV and the actual travel speed, and the travel speed, Use properly.
[0035]
FIG. 9 is a control block diagram of an AGV as an embodiment of the present invention. In fact, it is assumed that a similar control block exists for each of the left and right drive motors 6 and 7.
[0036]
In the figure, a travel speed command value VS (where VSL on the left side and VSR on the right side) is obtained from the address plate 13 through the address sensor 14 and into the CPU 30. The actual traveling speed V (where VL on the left side and VR on the right side) is obtained in the CPU 30 by converting the rotational speeds of the drive motors 6 and 7 obtained by the encoder 36 by the speed detection unit 35. Then, the CPU 30 is known by the proportional control unit (P) 31 and the integral control unit (I) 32 according to the deviation VD between the travel speed command value VS and the travel speed V (however, the left side is VDL and the right side is VDR). PI control calculation is performed, the sum α of the output signals of the proportional control unit (P) 31 and the integral control unit (I) 32 is obtained, and the code determination is performed by the code determination unit 33. If the determination by the sign determination unit 33 of α is positive, the value is output to the motor drive units 17 and 19. On the other hand, if the determination in the sign determination unit 33 of α is negative, the brake determination level BL registered in advance in the brake determination unit 34 is compared with the absolute value of α,
If ABS [α] ≦ BL, regenerative brake control unit 37
If ABS [α]> BL, reverse brake control unit 38
[Alpha] is output to (where ABS [[alpha]] indicates the absolute value of [alpha] ).
Also, if the traveling speed V is large to some extent, the braking force obtained by the regenerative braking is sufficient,
(Brake judgment level CL)> (travel speed V)
If so, the regenerative brake control unit 37 performs braking.
[0037]
Further, during the regenerative brake control by the regenerative brake control unit 37 and during the reverse brake control by the reverse rotation brake control unit 38, any one of the two switching elements in the ON state in each circuit configuration shown in FIG. It is assumed that the magnitude of the braking force is controlled by PWM control of the switching element by a known method. In the PWM control in the regenerative brake control, it goes without saying that the regenerative energy is returned to the battery when the control pulse is off. The regenerative brake control unit 37 and the reverse brake control unit 38 are included in the motor braking units 18 and 20.
[0038]
The speed control of the AGV 3 that realizes the brake switching control will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
[0039]
14 to 16 are flowcharts showing speed control in AGV as one embodiment of the present invention.
[0040]
In the figure, the CPU 30 starts speed control by receiving an activation command from the operation unit 15, and first reads brake switching levels CL and BL registered in advance (step S1, step S2). Then, the address plate 14 is detected by the address sensor 14 (step S3), and it is determined whether the address plate 13 is a stop command (step S4).
[0041]
In step S4, in the case of YES, the process proceeds to step S60 to determine again whether it is a stop command, and then the speed control routine is terminated. On the other hand, in the case of NO, it is determined whether the address plate 13 detected in step S3 is a travel speed command (step S5). In the case of YES, the travel speed command value is stored (updated) in the RAM 21 (step S6). On the other hand, if NO, the process proceeds to step S7. In step S7, the position of the guide tape 2 is detected by the guide sensor 12 (step S7), and the locus control speeds of the left driving wheel 8 and the right driving wheel 9 are calculated (step S8). In a preferred embodiment, the motor drive units 17 and 19 perform duty control of the energization time to the drive motors 6 and 7 by PWM control as locus control. Refer to the map stored in advance in the ROM 16 based on the amount of deviation from the guide tape 2 detected by the guide sensor 12 and the new speed command value set in step S6, as in Japanese Patent Application No. 8-134485. The speed command values of the left and right drive wheels that correct the deviation amount are calculated (detailed explanation is omitted), but is not limited thereto.
[0042]
Next, the trajectory control speed calculated in step S8 is set as a travel speed command value VS (speed command value VSL of the left drive wheel 8) (step S11), and the current travel speed VL of the left drive wheel 8 is read ( In step S12), the speed deviation VDL (= VL−VSL) of the left driving wheel 8 is calculated (step S13), a deceleration control determination is performed (step S14), and it is determined whether deceleration is necessary (VDL> 0) (step S13). S15).
[0043]
In step S15, if NO (VDL ≦ 0), the acceleration amount is calculated based on the speed deviation VDL (step S26), set in the motor drive unit 17 and operated by the switching element shown in FIG. PWM control calculation is performed (step S27), and a normal rotation command is output to the drive motor 6. On the other hand, if YES in step S15 (VDL> 0), a brake switching determination based on the brake switching level CL is performed (step S16), and it is determined whether the regenerative brake and the reverse brake need to be used together (VDL ≦ CL) (step S16). S17). In the case of NO (VDL> CL), the regenerative brake amount is calculated based on the speed deviation VDL (step S23), set in the regenerative brake control unit 37A, and the switching element shown in FIG. Calculation is performed (step S24), and a regeneration command is output to the drive motor 6. On the other hand, if YES in step S17 (VDL ≦ CL), a brake switching determination based on the brake switching level BL is performed (step S18), and it is determined whether reverse brake control is necessary (VDL ≧ BL). In the case of NO (VDL <BL), the regenerative brake control in steps S23 to S25 is performed. On the other hand, if YES in step S19 (VDL ≧ BL), the reverse brake amount is calculated based on the speed deviation VDL (step S20), set in the reverse brake control unit 38A, and the switching element shown in FIG. 6 is operated. As a result, a PWM control calculation is performed (step S21), and a reverse rotation command is output to the drive motor 6. Then, in step S60, it is determined again whether the address plate 13 detected in step S3 is a stop command. However, if regenerative or reverse brake control is performed, the determination is NO, so the process returns to step S3 to detect the next address plate 13. Prepare for. This process is repeated. Since the control of the right drive wheel 9 in steps S41 to S58 is similar to the control of the left drive wheel 8, the description thereof is omitted.
[0044]
An example of the speed control operation when the above speed control is performed is shown in FIG.
[0045]
FIG. 13 is a diagram for explaining the state of the speed control operation as one embodiment of the present invention.
[0046]
In the figure, near the point P, the speed command value VS is constant. For example, when the traveling speed V shows a response as shown in FIG. Since it is smaller than the level BL, a relatively gentle braking operation by regenerative braking control is performed. However, the regenerative brake control is insufficient, and when the speed deviation VD becomes larger than the brake switching level BL, the reverse brake control is performed. Further, in the vicinity of the points Q and R, the traveling speed V is higher than the brake switching level CL, so that the regenerative braking control is performed and a sufficient braking force is obtained. In addition, when the speed command value VS is greatly reduced at a time and reduced below the brake switching level CL as in the vicinity of the point S, the braking is performed in the order of regenerative braking, reverse braking, and regenerative braking. Since the regenerative braking control with a relatively weak braking torque is performed at the beginning and the end of the braking operation, a favorable result can be obtained when the AGV 3 is stably driven.
[0047]
Further, when the speed command value VS is set to 0 and the AGV 3 is completely stopped, the regenerative brake control at low speed is not preferable. Therefore, as a processing routine for stopping the AGV, if the speed deviation VD is larger than the brake switching level BL, the regenerative brake is performed. If the control is small, the control may be switched to reverse brake control.
[0048]
<Modification of this embodiment>
Modifications of the above-described embodiment are shown in FIGS.
[0049]
FIG. 10 is a control block diagram of AGV as a first modification of one embodiment of the present invention.
[0050]
FIG. 11 is a control block diagram of an AGV as a second modification of the embodiment of the present invention.
[0051]
FIG. 12 is a control block diagram of AGV as a third modification of the embodiment of the present invention.
[0052]
10 to 12, the basic control method is the same as that of FIG. 9 described above. Therefore, if different parts are described, proportional operation units (KB) 41, 42, and 43 are newly provided. In FIG. The speed deviation VD, the output value of the proportional control unit (P) 31 in FIG. 11, and the sum of the output values of the proportional calculation unit (P) 31 and the integral control unit (I) 32 in FIG. The output value α of the unit 33 is added to the output value α. Thereby, compared with the case of FIG. 9, it can adapt more flexibly by the operating environment of AGV.
[0053]
FIG. 3 is a diagram showing the positional relationship between the AGV and the floor as a modified example of the embodiment of the present invention, and AGV3 is a brake configuration according to the present embodiment even if the device configuration is as shown in FIG. Switching control can be applied.
[0054]
<Effect of this embodiment>
If (traveling speed V)> (brake switching level CL) and the traveling speed is such that a sufficient braking force is obtained by regenerative braking, braking is performed only by regenerative braking control. On the other hand, when (traveling speed V) <(brake switching level CL), braking by reverse brake control is performed when the speed deviation VD is greater than a predetermined brake switching level BL, and regenerative braking control is performed when the speed deviation VD is smaller. Further, when the AGV 3 is completely stopped, regenerative braking control is performed when the speed deviation VD is larger than BL, and braking by reverse braking control is performed when the speed deviation VD is smaller. As a result, the power consumption of the AGV3 is suppressed in a wide speed range, and the vehicle is driven at a predetermined speed on a downhill, and reliable braking characteristics and running stability even when the speed command value VS is greatly reduced. Both sexes can be achieved. Furthermore, since the impact torque during braking can be minimized by actively using the regenerative brake, it is possible to simplify the strength design of the AGV and reduce the standard of the members used, thereby reducing the cost.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a mobile vehicle capable of realizing downhill, low-speed running stability and reliable braking, and energy saving, and a control method thereof.
[0056]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view of an AGV as an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between an AGV and a floor surface as one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a positional relationship between an AGV and a floor as a modification of the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining a relationship between an AGV travel locus and an address plate as one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of an AGV control apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a drive circuit of an AGV drive motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an operation pattern of switching elements in the drive circuit of the drive motor as one embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an example of generalizing the impact torque characteristic to the drive shaft with respect to the traveling speed of the regenerative brake and the reverse brake as one embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a control block diagram of AGV as an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a control block diagram of AGV as a first modification of one embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a control block diagram of AGV as a second modification of the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a control block diagram of AGV as a third modification of the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating a state of a speed control operation as one embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a flowchart showing speed control in AGV as one embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a flowchart showing speed control in AGV as one embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a flowchart showing speed control in AGV as one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Floor 2 Guide tape 3 AGV
4 Steering Center 5 Base 6, 7 Drive Motor 8, 9 Drive Wheel 10, 11 Driven Wheel 12 Guide Sensor 13 Address Plate 14 Address Sensor 15 Operation Unit 16 ROM
17, 19 Motor drive unit 18, 20 Motor control unit 21 RAM
30 CPU
31 Proportional control unit (P)
32 Integral control unit (I)
33 Symbol determination unit 34 Brake determination unit 35 Speed detection unit 36 Encoder 37A, 37B Regenerative brake control unit 38A, 38B Reverse brake control unit 41, 42, 43 Proportional calculation unit (KB)

Claims

A moving vehicle driven by an electric motor,
Reverse rotation braking means for reversely exciting the electric motor in order to suppress the rotation of the electric motor during rotation;
Regenerative braking means for generating a regenerative current in the electric motor in order to suppress the rotation of the electric motor during rotation;
Control means for switching between the reverse brake means and the regenerative brake means;
Equipped with a,
The control means selects the regenerative braking means when the actual traveling speed of the moving vehicle is larger than a first predetermined value, and when the actual traveling speed is smaller than the first predetermined value, the moving vehicle is set as a target at that time. Selecting the reverse braking means when the deviation between the actual traveling speed and the actual traveling speed is greater than a second predetermined value, and selecting the regenerative braking means when smaller than the second predetermined value. A featured mobile vehicle.

A moving vehicle driven by an electric motor,
Reverse rotation braking means for reversely exciting the electric motor in order to suppress the rotation of the electric motor during rotation;
Regenerative braking means for generating a regenerative current in the electric motor in order to suppress the rotation of the electric motor during rotation;
Control means for switching between the reverse brake means and the regenerative brake means;
Equipped with a,
The control means selects the regenerative braking means when the actual traveling speed of the moving vehicle is larger than a first predetermined value, and when the actual traveling speed is smaller than the first predetermined value, the moving vehicle is set as a target at that time. The regenerative braking means is selected when the deviation between the actual traveling speed and the actual traveling speed is greater than a second predetermined value, and when the deviation is smaller than the second predetermined value, the reverse brake means is selected. A featured mobile vehicle.

The reverse brake means and the regenerative brake means are configured by changing the connection pattern of the plurality of switching elements in the H-type bridge circuit formed by the electric motor and the plurality of switching elements by the control means. The mobile vehicle according to claim 1 .

4. The moving vehicle according to claim 3 , wherein the control means brakes the moving vehicle by performing PWM control of the switching element when the regenerative braking means is selected.

The switching element is an FET;
The moving vehicle according to claim 4 , wherein the control means returns the regenerative current to an electric power source of the moving vehicle when a duty pulse in the PWM control is off.

A method for controlling a moving vehicle driven by an electric motor,
When the actual traveling speed of the moving vehicle is larger than a first predetermined value, the motor is regenerated to generate a regenerative current and braked by a regenerative brake to suppress the rotation while the motor is rotating,
When the actual traveling speed is smaller than the first predetermined value, the electric motor has a difference between a traveling speed targeted by the moving vehicle at that time and the actual traveling speed is larger than a second predetermined value. In order to suppress the rotation during rotation, the motor is braked by a reverse brake that reversely excites the motor,
When the deviation is smaller than the second predetermined value, braking is performed by the regenerative brake.

A method for controlling a moving vehicle driven by an electric motor,
When the actual traveling speed of the moving vehicle is larger than a first predetermined value, the motor is regenerated to generate a regenerative current and braked by a regenerative brake to suppress the rotation while the motor is rotating,
When the actual traveling speed is smaller than the first predetermined value, the regeneration is performed when a deviation between the traveling speed targeted by the moving vehicle at that time and the actual traveling speed is larger than a second predetermined value. Braking by brake,
When the deviation is smaller than the second predetermined value, the moving vehicle is braked by a reverse brake that reversely excites the motor so as to suppress the rotation of the motor during rotation.

And said regenerative brake and the reverse brake, according to claim 6, wherein the configuring to change the connection pattern of the plurality of switching elements in the H-bridge circuit formed by said electric motor and a plurality of switching elements A method for controlling a moving vehicle.