JP4056297B2 - Driving power control device for electric transport vehicle - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、独立して操舵可能な車輪を多数備えた電動搬送車の走行動力制御装置に係り、特にエンジンの過負荷防止に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、製鉄所ではコイルや大型鋼材などの重量物を構内で搬送するのに、独立して操舵可能な車輪を多数備えた重量物搬送車が利用されている。
この重量物搬送車は、図1に示すように、全長にわたり平らな荷台1を有し、前端と後端に運転席2を備えている。そして、中央部の荷台1下部には発電機7と油圧ユニット8が設けられ、これらを駆動するエンジン6が搭載されている。なお、9は中央制御盤である。
【0003】
各車輪3は複輪であり、フレームにアーム4を介して取り付けられている。また、車輪3には操舵のための油圧で駆動する操舵アクチュエータ16がそれぞれ設けられ、ほぼ半数の車輪3には、電動の走行モータ5が取り付けられている。運転室2には走行速度を指令するアクセルと車輪3を操舵するためのハンドルが設けられている。アクセルは、踏み込み量に比例した出力信号を走行ドライバ15へ送出している。また、ハンドルの操作量は中央制御盤9へ送信され、各車輪3の操舵角を演算して各操舵アクチュエータ16を作動させている。
【0004】
この搬送車は、車輪3に連結されたアーム4を回動させる(図示してないがシリンダによっている)ことによって荷台1の高さを変えることができ、重量物を載置した脚部を有するパレットに荷台を低くして潜り込み、荷台を上昇させて担持することができる。また、運転席2が前端と後端にあるので、Uターンを行わずに搬送作業ができ、さらに、各車輪3が独立して操舵できるので、各操舵モータ16を統合制御することによって、斜行、横行、スピンターン等を行うこともできる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような電動搬送車に搭載されるエンジンはスペースや経済性などから、予想される負荷に対して十分余裕をもたせてはいない。したがって、エンジンは最大出力付近での使用が多く、過負荷状態になり易い。
【0006】
走行中におけるエンジンの負荷は走行モータの駆動と操舵アクチュエータの駆動がその大部分を占めており、アクセルを一杯に踏み込んだ場合はエンジンの最大出力まで出力できるようにしている。
また、操舵を行ったときの操舵負荷は各車輪が複輪であることもあってかなり大きく、最大でエンジン最大出力の2割程度にも及ぶが、カーブ走行時は車速を落とすのが一般的であるからエンジン出力が不足するということは通常ない。
【0007】
しかしながら、曲線路を走行して直線路へ入るときは、ハンドルを戻しながらアクセルを一杯に踏み込むということがしばしば行われており、この場合曲線路内に残されている車輪は順次操舵されるので、操舵負荷が加算される。そして、操舵負荷が一定以上あるとエンジンが過負荷となり、エンジンの回転数が低下し、発電機の出力電圧が低下するという問題が発生する。
【0008】
そこで、本発明は電動搬送車において、アクセルを最大に踏み込んでいる状態で操舵してもエンジンが過負荷状態にならないようにした走行動力制御装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では次の手段を採った。すなわち、発電機と油圧ポンプを駆動するエンジンを搭載し、電動の走行モータと操舵用の油圧アクチュエータを複数の車輪にそれぞれ設け、運転室に操舵用のハンドルと走行速度を指令するアクセルを備えた電動搬送車の走行動力制御装置において、エンジンの回転数を検知する回転検出器とハンドルの操作量または車輪の操舵角を検知する操舵検出器を設け、アクセルの最大操作時にエンジン回転数が規定量低下したとき、または、アクセルの最大操作時にエンジン回転数の低下が規定量より小さく操舵検出器の操舵信号に基づいて操舵負荷が大きくなると予想されるときは、走行モータの出力をエンジン最大出力の一定割合に制限するようにしたことを特徴としている。
【0010】
本発明は電動の走行モータと操舵用の油圧アクチュエータを設けた車輪を多数備えた電動搬送車のエンジンの過負荷を防止するもので、一定の条件下においては走行モータを制御する走行ドライバへの指令をエンジン最大出力(定格出力)の一定割合以下に制限するものである。
【0011】
この発明では、走行ドライバへ制限指令する条件を、エンジン回転数の低下量が規定量になったときの他に、エンジン回転数の低下が規定量以内であっても操舵検出器の操舵信号に基づいて操舵負荷が大きくなると予想されるときである。
エンジン回転数の低下の規定量は、周波数や電圧など発電機の出力に問題のない範囲の限界値とすればよい。
【0012】
エンジンが過負荷になる状態は、例えば、曲線走行から直線走行へ入るときにハンドルを戻しながらアクセルを一杯に踏み込むような場合であり、最大出力付近での走行中に一定以上の操舵負荷がかかったときである。
ここで、操舵検出器はハンドルの操作量を検出するものや、車輪の操舵軸に設けた操舵角を検出する舵角検出器を指している。
【0013】
各車輪の操舵はハンドルの操作時と時間的に差がある(偏差)ので、具体的には、予め偏差の大きさと操舵負荷の関係を求めておき、請求項2に記載のように、操舵検出器をハンドルの操作角検出器と車輪の操舵角を検出する舵角検出器とし、指令角度と各車輪の操舵角との偏差の大きさを演算して判定するようにすれば制御を簡素にすることができる。
【0014】
なお、操舵負荷は車輪3の数や単輪か複輪か、操舵アクチュエータがシリンダか油圧モータかによって異なるので、偏差と操舵負荷の関係は車両ごとに実測して定めるのが望ましい。また、偏差は各車輪毎に異なるので、全車輪の偏差の平均値で判断すればよい。
【0015】
走行ドライバへ制限指令するエンジン最大出力の一定割合は、操舵負荷の大きさによって決めればよいが、エンジンの最大出力はエンジンの使用状態によっても異なるので、一般的にはエンジンの定格出力の60〜80%を選定する。
なお、エンジン回転数の低下量、舵角の偏差量は大中小などの段階を設けて、それと対応させて走行ドライバへ指令する制限値を段階的に変えるようにすればより、エンジンの最大出力付近での使用が可能とすることができる。
【0016】
また、請求項3に記載のように、操舵検出器をハンドルの操作角検出器とし、操作角検出器が検出した操作角から演算したハンドルの操作速度が大きいときに操舵負荷が大きくなると予想するようにしてもよい。
ハンドルの操作速度が速い場合は、操舵アクチュエータへの供給油量が大きくなるので、油圧ポンプの負荷が大きくなり、操舵負荷が増加する。この場合は請求項2の場合に比べ、装置が簡素で早い段階で予知できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
電動搬送車の構成については上記図1で説明したものと同じであり、図2は平面図である。
【0018】
この搬送車は前端と後端に運転室2を備え、複輪の車輪3が左右5個ずつ設けられている。そして、各車輪3には操舵アクチュエータ16が付設され、前から2列目および後ろから2列目の車輪3には走行モータ5が設けられている。なお、操舵アクチュエータ16はここでは油圧シリンダを使用している。
【0019】
車両の中央寄りには発電機7が直結されたエンジン6が搭載され、近くには各走行モータ5を駆動させるための走行ドライバ15が設けられている。
また、操舵アクチュエータ16を作動させるための油圧ユニット8および中央制御盤9が搭載されている。なお、油圧ユニット8は、油圧ポンプ、制御弁、油タンクなどがユニットにまとめられたものである。
【0020】
エンジン6には、その出力軸の回転数を検知する回転検出器11が付設されており、各車輪3の操舵軸の中心部には操舵検出器としての舵角検出器12がそれぞれ設けられている。
運転室には操舵を行うためのハンドル17と踏み込み量を電気信号に変換して走行ドライバ15へ指令するアクセル14が設けられ、ハンドル17には、操舵検出器としての操作角を検出する操作角検出器13が設けられている。
【0021】
なお、前後の運転室2は同じであり、いずれからでも同じように走行および操舵ができる。また、エンジン6は荷台1の昇降のための動力やコンプレッサその他補機の駆動にも使用されている。
次に、この搬送車の走行動力制御装置について図3に示すブロック図(請求項2の発明の実施の形態)で説明する。
【0022】
走行中に行われるエンジンの走行動力制御を行う制御装置20は中央制御盤9内に設けられ、入力部21と演算部22と比較判定部23および記憶部24とで構成されている。
入力部21はセンサ部、すなわち、回転検出器11、各車輪の舵角検出器12、ハンドル17の操作角検出器13およびアクセル14の信号を取り入れて、演算部22へ処理しやすい信号に変換して出力する。
【0023】
演算部22では、回転検出器11の検出した値が初期値に対してどれだけ低下しているかを演算するとともに、舵角検出器12からの値と操作角検出器13からの値の偏差を演算する。また、アクセル14の踏み込み量から走行ドライバ15への指令値を演算する。
【0024】
比較判定部23では、演算部22の演算結果と予め記憶部に設定入力されている規定値と比較し、該当する場合は走行ドライバ15へ走行動力の制限を指令する。
次に、走行動力制御の作動を図4に示すフローチャートで説明する。
【0025】
搬送車のエンジンが作動しているときは、回転検出器11、舵角検出器12、操作角検出器13およびアクセル14の信号が入力部21に入力される。
エンジンは定格回転数で回転しており、この値は記憶部24に記憶される。
ステップ100でアクセル14からの信号が最大であることを検知したら、走行動力の上限Hをエンジンの定格最大出力に設定するよう走行ドライバ15へ指令し(ステップ110)、ステップ120へ進む。
【0026】
ステップ120では、回転検出器11からの信号と設定値(記憶部24に記憶されている)の差(エンジン回転数の低下量)を演算し、比較判定部23で規定量K1と比較する。そして、規定量K1より、大きい場合はステップ125に進み、走行動力の上限Lをエンジンの定格最大出力(H)の60%にするように走行ドライバ15へ指令する。
【0027】
また、規定量K1より小さい場合はステップ130に進み、規定量K2(K1より小さな値)より大きいかどうかを判断し、大きい場合はステップ135に進み、走行動力の上限Lをエンジンの定格最大出力(H)の75%にするように走行ドライバ15へ指令する。そして、規定量K2より小さい場合はステップ140へ進む。なお、規定量K1,K2は予め実測したエンジンの負荷に対する回転数の低下量から定めている。
【0028】
曲線路などでハンドル17が操作されると、操作角検出器13からその旨の信号が送出され、中央制御部9で各車輪の必要操舵角が演算されて各操舵アクチュエータへ送油するための切換弁が作動する。そして、車輪3が操舵されると、舵角検出器12が、その量を検出する。操舵アクチュエータ16への送油は時間的に遅れがあるので、操作角検出器13と舵角検出器12からの値には差ができる。
【0029】
ステップ140では、この偏差がM1より大きい場合には、走行動力の上限Lをエンジン6の定格最大出力(H)の60%にするように走行ドライバ15へ指令する(ステップ145)。
偏差がM1より小さい場合はステップ150に進み、偏差がM2(M1より小さな値)より大きいかどうかを判断し、大きい場合はステップ155に進み、走行動力の上限Lをエンジンの定格最大出力(H)の75%にするように走行ドライバ15へ指令する。なお、偏差M1,M2は予め実測した偏差と操舵負荷の関係から定めている。
【0030】
このように、作用するので、例えば、曲線路から直線路へ移る段階で、操舵されたハンドルを戻しながらアクセルを一杯に踏み込んだ場合、エンジンの回転数が規定量K1またはK2低下したときは、走行動力の上限Lが制限される。また、エンジンの回転数の低下が規定量K2より小さい場合は、操舵角の偏差がM1またはM2になるとそれぞれ走行動力の上限Lが制限され、エンジンの過負荷を防止できる。
【0031】
次に、別の実施の形態(請求項3)について図5および図6に基づいて説明する。図5は、この実施の形態の全体構成を示すブロック図であり、上記の実施の形態との相違は、各車輪の舵角検出器12がないことである。
すなわち、入力部21は回転検出器11、ハンドル17の操作角検出器13およびアクセル14の信号を取り入れる。
【0032】
演算部22では、エンジン回転検出器11の検出した値が設定している回転数に対してどれだけ低下しているかを演算するとともに、操作角検出器13の出力値からハンドル操作速度(角/秒)を演算する。
次に、走行動力制御の作動を図6に示すフローチャートで説明する。
ステップ100からステップ135までのフローは上記実施の形態の図4と同じであり説明を省略する。
【0033】
アクセル14が最大に踏み込まれた状態で、エンジンの回転数が規定量K1またはK2低下したときは、走行動力の上限Lが制限されるが、エンジンの回転数の低下が規定量K2より小さい場合は、ステップ160へ進む。
ハンドル17が操作されると、操作角検出器13からその旨の信号が送出されるが、ハンドルの回転軸の角度が所定時間にどれだけ変化したか(操舵操作速度)を演算する。そして、この値が予め設定した規定速度N1より大きい場合には、走行動力の上限Lをエンジンの定格最大出力(H)の60%にするように走行ドライバ15へ指令する(ステップ165)。
【0034】
規定速度N1より小さい場合はステップ170に進み、規定速度N2(規定速度N1より小さな値)より大きいかどうかを判断し、大きい場合はステップ175に進み、走行動力の上限Lをエンジンの定格最大出力(H)の75%にするように走行ドライバ15へ指令する。
【0035】
この実施の形態の場合は、操舵速度が大きいときは操舵アクチュエータへの供給量が大きく、したがって操舵負荷が大きくなることが予想できることに基づいている。ハンドルの操作の信号で操舵負荷を予測するので、上記の実施の形態に比べ精度は落ちるが、実際の操舵負荷がかかるかなり前に知ることができ、制御系も簡素にできる。なお、規定速度N1,N2は予め実測したハンドル速度と操舵負荷の関係から定めている。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電動搬送車の走行動力制御装置は、エンジンの回転数を検知する回転検出器とハンドルの操作量または車輪の操舵角を検知する操舵検出器を設け、アクセルの最大操作時にエンジン回転数が規定量低下したとき、または、アクセルの最大操作時にエンジン回転数の低下が規定量より小さく操舵検出器の操舵信号に基づいて操舵負荷が大きくなると予想されるときは、走行モータの出力をエンジン最大出力の一定割合に制限するようにしたので、エンジンの過負荷状態を未然に防止できる。また、この走行動力制御を行うために新たに追加されるものはエンジンに付設する回転検出器のみで、操舵検出器は操舵制御に使用しているものをそのまま使用でき、簡便に既存の車両に対しても本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を適用する電動搬送車の側面図である。
【図2】同 平面図である。
【図3】同 制御装置20のブロック図である。
【図4】同 動力制御のフローチャートである。
【図5】同 別の実施の形態の制御装置20のブロック図である。
【図6】同 動力制御のフローチャートである。
【符号の説明】
1…荷台 2…運転室
3…車輪 4…アーム
5…走行モータ 6…エンジン
7…発電機 8…油圧ユニット
9…中央制御装置 11…回転検出器
12…舵角検出器 13…操作角検出器
14…アクセル 15…走行ドライバ
16…操舵アクチュエータ 17…ハンドル
20…制御装置 21…入力部
22…演算部 23…比較判定部
24…記憶部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a traveling power control device for an electric transport vehicle provided with a number of independently steerable wheels, and particularly to prevention of engine overload.
[0002]
[Prior art]
For example, at a steelworks, a heavy-duty transport vehicle having a number of independently steerable wheels is used to transport heavy objects such as coils and large steel materials on the premises.
As shown in FIG. 1, this heavy goods transport vehicle has a
[0003]
Each wheel 3 is a double wheel and is attached to the frame via an arm 4. The wheels 3 are each provided with a
[0004]
This transport vehicle can change the height of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The engine mounted on the electric transport vehicle as described above does not have a sufficient margin for the expected load because of space and economy. Therefore, the engine is often used near the maximum output, and is likely to be overloaded.
[0006]
The driving load of the engine during driving is largely composed of driving of the driving motor and driving of the steering actuator. When the accelerator is fully depressed, the engine can output up to the maximum output.
In addition, the steering load when steering is quite large due to the fact that each wheel is a compound wheel, and it is up to about 20% of the maximum engine output, but it is common to reduce the vehicle speed when driving on a curve. Therefore, there is usually no shortage of engine output.
[0007]
However, when driving on a curved road and entering a straight road, it is often done by fully depressing the accelerator while returning the steering wheel. In this case, the wheels remaining in the curved road are steered sequentially. The steering load is added. If the steering load is above a certain level, the engine is overloaded, causing the problem that the engine speed decreases and the output voltage of the generator decreases.
[0008]
Accordingly, the present invention is the electric transporting vehicle, and its object is to provide a travel power control apparatus that not the engine is overloaded be steered in a state in which depresses the maximum accelerator.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention adopts the following means. In other words, an engine that drives a generator and a hydraulic pump is mounted, an electric travel motor and a hydraulic actuator for steering are provided on each of a plurality of wheels, and a steering wheel and an accelerator for commanding a travel speed are provided in a cab. defined in the running power controller for the electric transport vehicle, the steering detector for detecting a steering angle of the rotation detector and the handle of the operation amount or the wheel for detecting the rotational speed of the engine is provided, the maximum operating at engine rotation speed of an accelerator when lowered amount or maximum engine, the output of the travel motor when it is expected to decrease in the engine rotational speed at the maximum operation of the accelerator steering load increases on the basis of the steering signal of the small steering detector than the specified amount It is characterized by being limited to a certain percentage of output.
[0010]
The present invention prevents overloading of an engine of an electric transport vehicle having a large number of wheels provided with an electric travel motor and a hydraulic actuator for steering, and is applied to a travel driver that controls the travel motor under certain conditions. The command is limited to a certain percentage of the maximum engine output (rated output).
[0011]
In this invention, the restriction command to the traveling driver is set to the steering signal of the steering detector even when the engine speed decrease is within the specified amount, in addition to when the engine speed decrease amount is within the specified amount. This is when the steering load is expected to increase .
The specified amount of decrease in engine speed may be a limit value in a range where there is no problem in the output of the generator such as frequency and voltage.
[0012]
The engine is overloaded, for example, when the accelerator is fully depressed while returning the steering wheel when entering a straight run from a curve run, and a steering load exceeding a certain level is applied while running near the maximum output. When
Here, the steering detector indicates a steering angle detector that detects a steering angle provided on a steering shaft of a wheel or a detector that detects an operation amount of a steering wheel.
[0013]
Since the steering of each wheel has a time difference (deviation) from the operation of the steering wheel, specifically, the relationship between the magnitude of the deviation and the steering load is obtained in advance, and the steering is performed as described in
[0014]
Since the steering load differs depending on the number of wheels 3, whether it is a single wheel or multiple wheels, and whether the steering actuator is a cylinder or a hydraulic motor, it is desirable to determine the relationship between the deviation and the steering load by actually measuring each vehicle. Moreover, since a deviation changes for every wheel, it should just judge with the average value of the deviation of all the wheels.
[0015]
A certain ratio of the engine maximum output to be commanded to the driving driver may be determined by the magnitude of the steering load. However, since the engine maximum output varies depending on the use state of the engine, it is generally 60 to the rated output of the engine. Select 80%.
Note that the maximum engine output can be increased by providing steps such as large, medium, and small for the amount of decrease in engine speed and the amount of deviation in the steering angle, and changing the limit value commanded to the driving driver step by step accordingly. Can be used in the vicinity.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, the steering detector is used as a steering wheel operating angle detector, and the steering load is expected to increase when the steering wheel operating speed calculated from the operating angle detected by the steering angle detector is high. You may do it.
When the operation speed of the steering wheel is fast, the amount of oil supplied to the steering actuator increases, so the load on the hydraulic pump increases and the steering load increases. In this case, compared with the case of
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The configuration of the electric transport vehicle is the same as that described with reference to FIG. 1, and FIG. 2 is a plan view.
[0018]
This transport vehicle includes a driver's
[0019]
An
A
[0020]
The
The driver's cab is provided with a
[0021]
The front and
Next, the traveling power control device for this transport vehicle will be described with reference to the block diagram shown in FIG. 3 (the embodiment of the invention of claim 2).
[0022]
A
The
[0023]
The
[0024]
The comparison /
Next, the operation of the driving power control will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0025]
When the engine of the transport vehicle is operating, signals from the rotation detector 11, the
The engine rotates at the rated speed, and this value is stored in the
When it is detected in
[0026]
In
[0027]
If it is smaller than the prescribed amount K1, the routine proceeds to step 130, where it is determined whether it is larger than the prescribed amount K2 (a value smaller than K1). If larger, the routine proceeds to step 135, where the upper limit L of the driving power is set to the rated maximum output of the engine. The driving
[0028]
When the
[0029]
In
If the deviation is smaller than M1, the routine proceeds to step 150, where it is determined whether the deviation is larger than M2 (a value smaller than M1). If larger, the routine proceeds to step 155, where the upper limit L of the driving power is set to the rated maximum output (H ) To the driving
[0030]
Thus, for example, when the accelerator is fully depressed while returning the steered handle at the stage of moving from a curved road to a straight road, when the engine speed decreases by a specified amount K1 or K2 , The upper limit L of travel power is limited. Further, when the decrease in the engine speed is smaller than the prescribed amount K2, when the steering angle deviation becomes M1 or M2, the upper limit L of the traveling power is limited, and engine overload can be prevented.
[0031]
Next, another embodiment (Claim 3) will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a block diagram showing the overall configuration of this embodiment. The difference from the above embodiment is that there is no
That is, the
[0032]
The
Next, the operation of the driving power control will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
The flow from
[0033]
When the
When the
[0034]
When the speed is smaller than the specified speed N1, the process proceeds to step 170, where it is determined whether the speed is larger than the specified speed N2 (a value smaller than the specified speed N1), and when larger, the process proceeds to step 175, and the upper limit L of the driving power is set to the rated maximum output of the engine. The driving
[0035]
This embodiment is based on the fact that when the steering speed is high, the supply amount to the steering actuator is large, and therefore it is possible to expect that the steering load will increase. Since the steering load is predicted by the steering operation signal, the accuracy is lower than in the above embodiment, but it can be known long before the actual steering load is applied, and the control system can be simplified. The prescribed speeds N1 and N2 are determined from the relationship between the steering speed and the steering load that are measured in advance.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, the traveling power control device for an electric guided vehicle according to the present invention includes a rotation detector that detects the number of revolutions of the engine and a steering detector that detects the operation amount of the steering wheel or the steering angle of the wheel, when operating at engine speed has decreased a defined amount, or, when it is expected to decrease in the engine rotational speed at the maximum operation of the accelerator steering load increases on the basis of the steering signal of the small steering detector than the specified amount Since the output of the traveling motor is limited to a certain ratio of the maximum engine output, it is possible to prevent the engine from being overloaded. Also, only the rotation detector attached to the engine is newly added to perform this driving power control, and the steering detector used for the steering control can be used as it is. The present invention can also be applied to this.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of an electric transport vehicle to which an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a plan view of the same.
FIG. 3 is a block diagram of the
FIG. 4 is a flowchart of the power control.
FIG. 5 is a block diagram of a
FIG. 6 is a flowchart of the power control.
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