JP5791554B2 - Power converter for forklift traveling motor and forklift using the same - Google Patents
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Description
本発明は、フォークリフトの走行モータ用の電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power converter for a forklift travel motor.
産業車両のひとつに、電池を動力源とする電動フォークリフトがある。電動フォークリフト(以下単にフォークリフトとも称する)は、走行用車輪(駆動輪)である前輪に動力を伝達する走行モータと、転舵輪である後輪の転舵角(操舵角)を制御する油圧ポンプに動力を伝達する油圧アクチュエータ用モータ(ステアリングモータ)と、昇降体を制御する油圧ポンプに動力を伝達する油圧アクチュエータ用モータ(荷役モータ)と、走行モータ、ステアリングモータ、荷役モータそれぞれを駆動する電力変換装置を備える。 One of the industrial vehicles is an electric forklift that uses a battery as a power source. An electric forklift (hereinafter simply referred to as a forklift) is a traveling motor that transmits power to a front wheel that is a traveling wheel (driving wheel) and a hydraulic pump that controls a turning angle (steering angle) of a rear wheel that is a steered wheel. Hydraulic actuator motor (steering motor) that transmits power, hydraulic actuator motor (loading motor) that transmits power to the hydraulic pump that controls the lifting body, and power conversion that drives each of the travel motor, steering motor, and cargo handling motor Equipment.
モータは、電力変換装置から供給された電力に応じたトルクを発生し、あるいは電力に応じた回転数で回転する。電力変換装置は、その出力段に、電池からの直流電圧が供給されるP線とN線と、P線とN線の間に直列に設けられたパワートランジスタで構成される上アームと下アームを備える。電力変換装置のゲート駆動回路は、上アームと下アームを相補的にスイッチングし、スイッチングのデューティ比を制御することにより、モータに供給する電流を制御し、トルクや回転数を制御する。 The motor generates a torque corresponding to the power supplied from the power converter or rotates at a rotational speed corresponding to the power. The power conversion device includes an upper arm and a lower arm, each of which includes a P-line and an N-line to which a DC voltage from a battery is supplied, and a power transistor provided in series between the P-line and the N-line. Is provided. The gate drive circuit of the power converter switches the upper arm and the lower arm in a complementary manner, and controls the current supplied to the motor by controlling the switching duty ratio, thereby controlling the torque and the number of revolutions.
本発明者らは、このような電力変換装置について検討した結果、以下の課題を認識するに至った。 As a result of studying such a power converter, the present inventors have recognized the following problems.
本発明はかかる課題を鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、電力損失を低減可能なフォークリフトの提供にある。 The present invention has been made in view of such a problem, and one of exemplary purposes of an embodiment thereof is to provide a forklift capable of reducing power loss.
本発明のある態様は、電池電圧を受け、フォークリフトの車輪に動力を伝達する走行モータに電力を供給する電力変換装置に関する。電力変換装置は、ユーザの操作に応じた速度指令値を受け、速度指令値に応じたトルク指令値を生成する指令値生成部と、トルク指令値に応じた電力を走行モータに供給するインバータと、電池電圧の低下に応じて、(1)モータの速度の上限値、(2)モータの加速度の上限値、(3)変調方式、の少なくともひとつを変化させる出力制限回路と、を備える。 An aspect of the present invention relates to a power converter that receives battery voltage and supplies power to a traveling motor that transmits power to wheels of a forklift. The power conversion device receives a speed command value according to a user operation, generates a torque command value according to the speed command value, an inverter that supplies electric power according to the torque command value to the travel motor, And an output limiting circuit that changes at least one of (1) an upper limit value of the motor speed, (2) an upper limit value of the acceleration of the motor, and (3) a modulation method in accordance with a decrease in the battery voltage.
電池から電力変換装置に供給される電流は、モータの速度あるいは加速度の上限値を低下させ、あるいは変調方式を変化させることにより、小さくすることができる。そこで電池電圧の低下にともない、(1)モータの速度の上限値、(2)モータの加速度の上限値、(3)変調方式の少なくともひとつを変化させることにより、電池電圧低下時の電力損失を低減できる。 The current supplied from the battery to the power converter can be reduced by reducing the upper limit value of the speed or acceleration of the motor or changing the modulation method. Therefore, by changing at least one of (1) the upper limit value of the motor speed, (2) the upper limit value of the acceleration of the motor, and (3) the modulation method as the battery voltage decreases, the power loss when the battery voltage decreases is reduced. Can be reduced.
出力制限回路は、少なくとも(1)モータの速度の上限値、(3)変調方式を変化させるよう構成され、電池電圧の低下に応じて、(1)モータの速度の上限値を変更するより先に、(3)変調方式を切りかえてもよい。
モータの速度の上限値を変化させる場合に比べて、変調方式の切りかえの方が、ユーザに与える違和感やストレスが小さい。そこで、電池電圧が低下した場合に、変調方式を先に切りかえることにより、ユーザの操作感に与える影響を抑えつつ、電力損失を低減できる。
The output limiting circuit is configured to change at least (1) the upper limit value of the motor speed and (3) the modulation method, and (1) before changing the upper limit value of the motor speed in accordance with a decrease in the battery voltage. (3) The modulation method may be switched.
Compared to changing the upper limit value of the motor speed, switching the modulation method causes less discomfort and stress to the user. Therefore, when the battery voltage decreases, the power loss can be reduced while suppressing the influence on the user's operational feeling by switching the modulation method first.
出力制限回路は、少なくとも(2)モータの加速度の上限値、(3)変調方式を変化させるよう構成され、電池電圧の低下に応じて、(2)モータの加速度の上限値を変更するより先に、(3)変調方式を切りかえてもよい。
モータの加速度の上限値を変化させる場合に比べて、変調方式の切りかえの方が、ユーザに与える違和感やストレスが小さい。そこで、電池電圧が低下した場合に、変調方式を先に切りかえることにより、ユーザの操作感に与える影響を抑えつつ、電力損失を低減できる。
The output limiting circuit is configured to change at least (2) the upper limit value of the acceleration of the motor, and (3) change the modulation method, and (2) before changing the upper limit value of the acceleration of the motor according to the decrease in the battery voltage. (3) The modulation method may be switched.
Compared with the case where the upper limit value of the acceleration of the motor is changed, the switching of the modulation method causes less discomfort and stress to the user. Therefore, when the battery voltage decreases, the power loss can be reduced while suppressing the influence on the user's operational feeling by switching the modulation method first.
出力制限回路は、電池電圧の低下に応じて、(1)モータの速度の上限値、(2)モータの加速度の上限値、(3)変調方式、を変化させるよう構成され、電池電圧の低下に応じて、(1)モータの速度の上限値および(2)モータの加速度の上限値を変更するより先に、(3)変調方式を切りかえてもよい。
モータの加速度や速度の上限値を変化させる場合に比べて、変調方式の切りかえの方が、ユーザに与える違和感やストレスが小さい。そこで、電池電圧が低下した場合に、変調方式を先に切りかえることにより、ユーザの操作感に与える影響を抑えつつ、電力損失を低減できる。
The output limiting circuit is configured to change (1) an upper limit value of the motor speed, (2) an upper limit value of the acceleration of the motor, and (3) a modulation method in accordance with a decrease in the battery voltage. Accordingly, (1) the modulation method may be switched before (1) the upper limit value of the motor speed and (2) the upper limit value of the motor acceleration are changed.
Compared to changing the upper limit values of the acceleration and speed of the motor, the switching of the modulation method causes less discomfort and stress to the user. Therefore, when the battery voltage decreases, the power loss can be reduced while suppressing the influence on the user's operational feeling by switching the modulation method first.
変調方式の切りかえは、3相変調と2相変調の切りかえを含んでもよい。
3相変調から2相変調に切りかえることにより、回路電流を低減でき、電力損失を低減できる。
The switching of the modulation method may include switching between three-phase modulation and two-phase modulation.
By switching from three-phase modulation to two-phase modulation, circuit current can be reduced and power loss can be reduced.
出力制限回路は、少なくとも(1)モータの速度の上限値、(2)モータの加速度の上限値、を変化させるよう構成され、電池電圧の低下に応じて、(1)モータの速度の上限値を変更するより先に、(2)モータの加速度の上限値を変化させてもよい。
モータの速度の上限値を変化させる場合に比べて、モータの加速度の上限値を変化させる方が、ユーザに与える違和感やストレスが小さい。そこで、電池電圧が低下した場合に、速度の上限値より先に、加速度の上限値を低下させることにより、ユーザの操作感に与える影響を抑えつつ、電力損失を低減できる。
The output limiting circuit is configured to change at least (1) an upper limit value of the motor speed and (2) an upper limit value of the acceleration of the motor, and (1) an upper limit value of the motor speed according to a decrease in the battery voltage. (2) The upper limit value of the acceleration of the motor may be changed before changing.
Compared with changing the upper limit value of the motor speed, changing the upper limit value of the acceleration of the motor causes less discomfort and stress to the user. Therefore, when the battery voltage decreases, the power loss can be reduced while suppressing the influence on the user's operational feeling by reducing the acceleration upper limit value before the speed upper limit value.
本発明の別の態様はフォークリフトに関する。フォークリフトは、車体と、車体を支持する車輪と、車輪に動力を伝達する走行モータと、走行モータを駆動する上述のいずれかの態様の電力変換装置と、を備えてもよい。 Another aspect of the present invention relates to a forklift. The forklift may include a vehicle body, wheels that support the vehicle body, a travel motor that transmits power to the wheels, and the power conversion device according to any one of the above-described modes that drives the travel motor.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、電池電圧低下時の電力損失を低減できる。 According to the present invention, it is possible to reduce power loss when the battery voltage drops.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Aと部材Bが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
In this specification, “the state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are electrically connected to each other in addition to the case where the member A and the member B are physically directly connected. It includes cases where the connection is indirectly made through other members that do not substantially affect the general connection state, or that do not impair the functions and effects achieved by their combination.
Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as their electric It includes cases where the connection is indirectly made through other members that do not substantially affect the general connection state, or that do not impair the functions and effects achieved by their combination.
図1は、フォークリフトの外観図を示す斜視図である。フォークリフト600は、車体(シャーシ)602、フォーク604、昇降体(リフト)606、マスト608、車輪610、612を備える。マスト608は車体602の前方に設けられる。昇降体606は、油圧アクチュエータ(図1(a)に不図示、図3の116)などの動力源によって駆動され、マスト608に沿って昇降する。昇降体606には、荷物を支持するためのフォーク604が取り付けられている。
FIG. 1 is a perspective view showing an external view of a forklift. The
図2は、フォークリフトの操縦パネル700の一例を示す図である。操縦パネル700は、イグニッションスイッチ702、ステアリングホイール704、リフトレバー706、アクセルペダル708、ブレーキペダル710、ダッシュボード714、前後進レバー712を備える。
FIG. 2 is a view showing an example of a
イグニッションスイッチ702は、フォークリフト600の起動用のスイッチである。ステアリングホイール704は、フォークリフト600の操舵を行うための操作手段である。リフトレバー706は、昇降体606を上下に移動させるための操作手段である。アクセルペダル708は、走行用の車輪の回転を制御する操作手段であり、ユーザが踏み込み量を調節することでフォークリフト600の走行が制御される。ユーザがブレーキペダル710を踏み込むと、ブレーキがかかる。前後進レバー712は、フォークリフト600の走行方向を、前進と後進で切りかえるためのレバーである。そのほか、図示しないインチングペダルが設けられてもよい。
The
続いて、フォークリフト600の構成を、走行、荷役、操舵それぞれについて説明する。図3は、フォークリフト600の電気系統、機械系統の構成を示すブロック図である。ECU(電子制御コントローラ)110は、フォークリフト600全体を制御するためのプロセッサである。
Next, the configuration of the
(走行)
ECU110は、前後進レバー712からの前進、後進を指示する信号と、アクセルペダル708からの、踏み込み量に応じた走行操作量を示す信号を受け、それに応じた信号(走行操作量ともいう)S1を第1電力変換装置200に出力する。第1電力変換装置200は、走行操作量S1に応じて走行モータM1に供給する電力を制御する。走行操作量S1は、走行モータM1の目標回転数を指示する速度指令値と相関を有する。駆動輪である前輪610は、ドライブシャフト114と接続される。ギアボックス112およびドライブシャフト114は、走行モータM1からの動力を前輪610に伝達する。
(Running)
The
(荷役)
リフトレバー706の傾きによって、昇降体606の上下動が制御される。ECU110は、リフトレバー706の傾きを検出し、傾きに応じた荷役操作量S2を示す信号を第2電力変換装置102に出力する。第2電力変換装置102は、荷役操作量S2に応じた電力を荷役モータM2に供給し、その回転を制御する。昇降体606は、油圧アクチュエータ116と連結される。油圧アクチュエータ116は、荷役モータM2が生成する回転運動を、直線運動に変換し、昇降体606を制御する。
(Handling)
The vertical movement of the elevating
(操舵)
レゾルバ122は、ステアリングホイール704の回転角を検出し、回転角を示す信号をECU110に出力する。ECU110は、回転角に応じた制御信号S3を第3電力変換装置104に出力する。第3電力変換装置104は、制御信号S3に応じた電力をステアリングモータM3に供給し、その回転数を制御する。転舵輪である後輪612は、タイロッド126を介してギアボックス124と連結される。ステアリングモータM3の回転運動は、油圧アクチュエータ118およびギアボックス124を介して、タイロッド126に伝達され、操舵が制御される。
(steering)
The
以上がフォークリフト600全体の構成の説明である。続いて実施の形態に係る第1電力変換装置200の構成を説明する。
The above is the description of the configuration of the
図4は、第1電力変換装置200の構成を示すブロック図である。第1電力変換装置200は、コントローラ202およびインバータ220を備える。インバータ220は、出力段224U〜224W、ゲート駆動回路222U〜222Wを備える。出力段224はそれぞれ、P線LPとN線LNの間に直列に設けられた上アームと下アームを含む。ゲート駆動回路222U〜Wはそれぞれ、コントローラ202からの駆動信号S7に応じて、対応する出力段224U〜Wをスイッチングする。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the first
コントローラ202は、指令値生成部203、パルス変調器210、出力制限回路250を備える。
指令値生成部203は、ECU110から制御指令値として、走行操作量S1を示す信号(速度指令値)を受け、走行操作量S1に応じたトルク指令値S5を生成する。指令値生成部203の構成は特に限定されないが、たとえば指令値生成部203は、減算器204およびPI(比例・積分)制御部206を含む。減算器204には、走行モータM1の回転状態(回転数)を示す検出信号S4がフィードバックされる。減算器204は、走行操作量S1と検出信号S4の偏差を算出する。PI制御部206は、偏差を受け、偏差がゼロとなるように値が制御されるトルク指令値S5を出力する。パルス変調器210は、トルク指令値S5にもとづいてパルス幅変調された駆動信号S7を生成する。
The
The command
電池が発生する直流電圧(電池電圧VBAT)は時間とともに低下していく。そして電池電圧VBATが低下すると、モータのコイルに印加される電圧振幅が小さくなるため、モータに対して同じ電力を供給するために必要な電流は大きくなる。回路電流が大きくなると、配線抵抗での電力損失が大きくなり、効率が低下するという問題がある。 The DC voltage generated by the battery (battery voltage V BAT ) decreases with time. When the battery voltage V BAT decreases, the voltage amplitude applied to the motor coil decreases, and the current required to supply the same power to the motor increases. When the circuit current increases, there is a problem that power loss at the wiring resistance increases and efficiency decreases.
この問題を解決するために、実施の形態に係るコントローラ202は、(1)走行モータM1の速度(回転数)の上限値、(2)走行モータM1の回転数の加速度の上限値、(3)変調方式、が切りかえ可能に構成され、さらに出力制限回路250が設けられる。
In order to solve this problem, the
出力制限回路250は、電池電圧VBATを監視する。そして出力制限回路250は、電池電圧VBATの低下の度合いに応じて、(1)走行モータM1の速度(回転数)の上限値、(2)走行モータM1の回転数の加速度の上限値、(3)変調方式、を制御する。
The
(1)速度(回転数)の制限
走行モータM1に流れる電流は、負荷トルクが同じであれば、回転数が高いほど大きくなる。言い換えれば、走行モータM1の回転数を制限すれば、走行モータM1に流れる電流を抑制することができる。そこで出力制限回路250は、電池電圧VBATの低下時に走行モータM1の速度の上限値を低下させることにより、走行モータM1に供給すべき電流を抑制し、電力損失を低減する。
(1) Limiting speed (rotation speed) If the load torque is the same, the current flowing through the traveling motor M1 increases as the rotation speed increases. In other words, if the rotational speed of the traveling motor M1 is limited, the current flowing through the traveling motor M1 can be suppressed. Therefore, the
なお、コントローラ202における速度の制限の具体的な手法は特に限定されない。たとえば速度指令値S1を所定の上限値でクランプする構成としてもよい。あるいは速度検出信号S4を監視し、速度検出信号S4が上限値を超えないように、PI制御部206が生成するトルク指令値S5を制御し、あるいはパルス変調器210が生成するパルス信号のデューティ比を制御してもよい。
A specific method for limiting the speed in the
(2)加速度の制限
走行モータM1に流れる電流は、加速度が高いほど大きくなる。言い換えれば、走行モータM1の加速度を制限すれば、走行モータM1に流れる電流を抑制することができる。そこで出力制限回路250は、電池電圧VBATの低下時に走行モータM1の加速度の上限値を低下させることにより、走行モータM1に供給すべき電流を抑制し、電力損失を低減する。
(2) Limitation of acceleration The current flowing through the traveling motor M1 increases as the acceleration increases. In other words, if the acceleration of the traveling motor M1 is limited, the current flowing through the traveling motor M1 can be suppressed. Therefore, the
コントローラ202における加速度の制限の具体的な手法も、特に限定されない。たとえば速度検出信号S4にもとづいて走行モータM1の実際の回転数の加速度を検出し、検出された加速度が上限値を超えないように、PI制御部206が生成するトルク指令値S5を制御し、あるいはパルス変調器210が生成するパルス信号のデューティ比を制御してもよい。
(変調方式の制御)
走行モータM1に流れる電流は、変調方式を切りかえることによっても制御できる。本実施の形態では、一例として2相変調と3相変調を切りかえるものとする。3相変調から2相変調に切りかえることにより、スイッチングロスすなわち回路電流が低減される。
The specific method for limiting the acceleration in the
(Modulation control)
The current flowing through the traveling motor M1 can also be controlled by switching the modulation method. In the present embodiment, as an example, two-phase modulation and three-phase modulation are switched. By switching from the three-phase modulation to the two-phase modulation, the switching loss, that is, the circuit current is reduced.
第1電力変換装置200によれば、出力制限回路250によって(1)〜(3)の制御を組み合わせることにより、ユーザに与える違和感を抑制しつつも、電流を制限し、電力損失を低減する。
According to the first
出力制限回路250は、ユーザに与える違和感が小さい順に、上限値の変更、変調方式の切りかえを行うことが好ましい。
The
本発明者らが検討したところ、(1)速度の上限、(2)加速度の上限、(3)変調方式のうち、変調方式の変更が、もっともユーザが知覚しにくい傾向が見られた。そこで出力制限回路250は、電池電圧VBATが低下し始めると、最初に変調方式を3相変調から2相変調へと切りかえる。出力制限回路250は、パルス変調器210に対して変調方式を指示する制御信号S21を出力する。出力制限回路250は、電池電圧VBATが第1しきい値VTH1より高いとき、パルス変調器210に対して3相変調を指示し、電池電圧VBATが第1しきい値VTH1より低いとき、パルス変調器210に対して2相変調を指示する。
When the present inventors examined, (1) the upper limit of speed, (2) the upper limit of acceleration, and (3) Among the modulation methods, the change of the modulation method tended to be most difficult for the user to perceive. Therefore, the
また本発明者らは、(1)速度の上限の低下と、(2)加速度の上限の低下について比較検討した。速度の上限を低下させていくと、車両の速度が遅くなるため、作業時間(作業効率)に直接的に影響を及ぼす。一方、加速度の上限を低下させると、アクセル操作に対する追従性は低下していき操作感が損なわれるが、速度の上限を低下させた場合ほど作業効率を低下させるものではない。 The inventors of the present invention also compared (1) a decrease in the upper limit of speed and (2) a decrease in the upper limit of acceleration. If the upper limit of the speed is lowered, the speed of the vehicle becomes slower, which directly affects the working time (working efficiency). On the other hand, when the upper limit of the acceleration is lowered, the followability to the accelerator operation is lowered and the operational feeling is impaired, but the work efficiency is not lowered as much as the upper limit of the speed is lowered.
そこで出力制限回路250は、電池電圧VBATの低下に応じて、(1)走行モータM1の速度の上限値を低下させるより先に、(2)走行モータM1の加速度の上限値を低下させる。
Therefore, the
出力制限回路250は、走行モータM1の速度、加速度を、段階的に変化させてもよいし、連続的に変化させてもよい。図5は、出力制限回路250による速度の上限値、加速度の上限値の制御の一例を示す図である。横軸は電池電圧VBATを、縦軸は速度の上限値(i)、加速度の上限値(ii)を示す。
The
加速度(ii)は、電池電圧VBATが第2しきい値VTH2より高い領域では一定値をとり、電池電圧VBATが第2しきい値VTH2より低くなると低下し始める。同様に速度(i)は、電池電圧VBATが第3しきい値VTH3より高い領域では一定値をとり、電池電圧VBATが第3しきい値VTH3より低くなると低下し始める。作業効率と操作感の関係から、VTH2>VTH3とすることが望ましい。 Acceleration (ii) The battery voltage V BAT is in the region higher than the second threshold value V TH2 takes a constant value, starts to decrease as the battery voltage V BAT becomes lower than the second threshold value V TH2. Likewise rate (i) is at high space than the battery voltage V BAT third threshold V TH3 takes a constant value, starts to decrease as the battery voltage V BAT becomes lower than the third threshold value V TH3. From the relationship between work efficiency and operational feeling, it is desirable to satisfy V TH2 > V TH3 .
以上がフォークリフト600の構成である。続いてその動作を説明する。
図6は、フォークリフト600の動作を示す波形図である。ユーザがフォークリフト600を操作し、荷物の搬送、積み卸しを繰り返すと、時間とともに電池電圧VBATが低下していく。電流IBATは、第1電力変換装置200の動作電流である。(1)モータの速度の上限値、(2)モータの加速度の上限値、(3)変調方式を制御しない場合の動作が破線で、制御したときの動作が実線で示される。
The above is the configuration of the
FIG. 6 is a waveform diagram showing the operation of the
制御を行わない場合、電池電圧VBATの低下にともない、電流IBATは増大していく。その結果、電池の内部抵抗、ブスバー、その他の配線、パワートランジスタのオン抵抗、モータのコイルの直流抵抗成分における損失が増大していく。これに対して(1)モータの速度の上限値、(2)モータの加速度の上限値、(3)変調方式を制御すると、電流IBATの増大を抑制でき、損失を低減することができる。 When the control is not performed, the current I BAT increases as the battery voltage V BAT decreases. As a result, the loss in the internal resistance of the battery, the bus bar, other wiring, the on-resistance of the power transistor, and the DC resistance component of the motor coil increases. On the other hand, when (1) the upper limit value of the motor speed, (2) the upper limit value of the motor acceleration, and (3) the modulation method are controlled, the increase in the current I BAT can be suppressed, and the loss can be reduced.
また、(1)モータの速度の上限値、(2)モータの加速度の上限値、(3)変調方式を変化させる順序を適切に定めることにより、ユーザの操作感や作業効率に与える影響を抑制できる。 In addition, by appropriately determining (1) the upper limit value of the motor speed, (2) the upper limit value of the motor acceleration, and (3) the order of changing the modulation method, the influence on the user's operational feeling and work efficiency is suppressed. it can.
以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例を説明する。 In the above, this invention was demonstrated based on the Example. It will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes are possible, various modifications are possible, and such modifications are within the scope of the present invention. By the way. Hereinafter, such modifications will be described.
実施の形態では、走行モータ用の電力変換装置について、加速度、速度、変調方式すべてを切りかえる技術を説明したが、本発明はそれに限定されない。たとえば加速度のみ、速度のみ、変調方式のみを切りかえてもよいし、それらの任意の組み合わせを切りかえてもよい。また複数のパラメータを制御する場合に、それらを変化させる順序は実施の形態のそれには限定されず、ユーザの操作感や作業効率にもとづいて入れ替えてもよい。 In the embodiment, the technology for switching all of the acceleration, speed, and modulation method for the power conversion device for the travel motor has been described, but the present invention is not limited thereto. For example, only the acceleration, only the speed, and only the modulation method may be switched, or any combination thereof may be switched. Further, when controlling a plurality of parameters, the order of changing them is not limited to that in the embodiment, and may be changed based on the user's operational feeling and work efficiency.
また走行モータM1を駆動する第1電力変換装置200に加えて、あるいはそれに代えて、荷役モータM2を駆動する第2電力変換装置102、ステアリングモータM3を駆動する電力変換装置104に、同様の技術を適用してもよい。
Further, in addition to or instead of the first
600…フォークリフト、602…車体、604…フォーク、606…昇降体、608…マスト、610…前輪、612…後輪、100…電池、200…第1電力変換装置、102…第2電力変換装置、104…第3電力変換装置、110…ECU、112…ギアボックス、114…ドライブシャフト、116,118…油圧アクチュエータ、120…ステアリングシャフト、122…レゾルバ、124…ギアボックス、126…タイロッド、202…コントローラ、203…指令値生成部、204…減算器、206…PI制御部、210…パルス変調器、220…インバータ、222…ゲート駆動回路、224…出力段、250…出力制限回路、M1…走行モータ、M2…荷役モータ、M3…ステアリングモータ、700…操縦パネル、702…イグニッションスイッチ、704…ステアリングホイール、706…リフトレバー、708…アクセルペダル、710…ブレーキペダル、712…前後進レバー、714…ダッシュボード。
600 ... Forklift, 602 ... Car body, 604 ... Fork, 606 ... Elevator, 608 ... Mast, 610 ... Front wheel, 612 ... Rear wheel, 100 ... Battery, 200 ... First power converter, 102 ... Second power converter, DESCRIPTION OF
Claims (7)
ユーザの操作に応じた速度指令値を受け、前記速度指令値に応じたトルク指令値を生成する指令値生成部と、
前記トルク指令値に応じた電力を前記走行モータに供給するインバータと、
前記電池電圧の低下に応じて、少なくとも(1)前記モータの速度の上限値、(3)変調方式を変化させる出力制限回路と、
を備え、
前記出力制限回路は、前記電池電圧の低下に応じて、(1)前記モータの速度の上限値を変更するより先に、(3)変調方式を切りかえることを特徴とする電力変換装置。 A power conversion device that receives battery voltage and supplies power to a traveling motor that transmits power to wheels of a forklift,
A command value generation unit that receives a speed command value according to a user operation and generates a torque command value according to the speed command value;
An inverter for supplying electric power corresponding to the torque command value to the traveling motor;
An output limiting circuit that changes at least (1) an upper limit value of the speed of the motor and (3) a modulation method in response to a decrease in the battery voltage;
With
Wherein the output limiting circuit, with a decrease of the prior SL battery voltage, (1) before the change the upper limit value of the speed of the motor, (3) the modulation scheme you wherein power converter that switches the .
ユーザの操作に応じた速度指令値を受け、前記速度指令値に応じたトルク指令値を生成する指令値生成部と、
前記トルク指令値に応じた電力を前記走行モータに供給するインバータと、
前記電池電圧の低下に応じて、少なくとも(2)前記モータの加速度の上限値、(3)変調方式を変化させる出力制限回路と、
を備え、
前記出力制限回路は、前記電池電圧の低下に応じて、(2)前記モータの加速度の上限値を変更するより先に、(3)変調方式を切りかえることを特徴とする電力変換装置。 A power conversion device that receives battery voltage and supplies power to a traveling motor that transmits power to wheels of a forklift,
A command value generation unit that receives a speed command value according to a user operation and generates a torque command value according to the speed command value;
An inverter for supplying electric power corresponding to the torque command value to the traveling motor;
An output limiting circuit that changes at least (2) an upper limit value of the acceleration of the motor and (3) a modulation method in response to a decrease in the battery voltage;
With
Wherein the output limiting circuit, with a decrease of the prior SL battery voltage, (2) before the change the upper limit value of the acceleration of the motor, (3) characterized by switching the modulation scheme power converter .
ユーザの操作に応じた速度指令値を受け、前記速度指令値に応じたトルク指令値を生成する指令値生成部と、
前記トルク指令値に応じた電力を前記走行モータに供給するインバータと、
前記電池電圧の低下に応じて、(1)前記モータの速度の上限値、(2)前記モータの加速度の上限値、(3)変調方式を変化させる出力制限回路と、
を備え、
前記出力制限回路は、前記電池電圧の低下に応じて、(1)前記モータの速度の上限値および(2)前記モータの加速度の上限値を変更するより先に、(3)変調方式を切りかえることを特徴とする電力変換装置。 A power conversion device that receives battery voltage and supplies power to a traveling motor that transmits power to wheels of a forklift,
A command value generation unit that receives a speed command value according to a user operation and generates a torque command value according to the speed command value;
An inverter for supplying electric power corresponding to the torque command value to the traveling motor;
An output limiting circuit that changes (1) an upper limit value of the speed of the motor, (2) an upper limit value of the acceleration of the motor, and (3) a modulation method in accordance with a decrease in the battery voltage;
With
Wherein the output limiting circuit, with a decrease of the prior SL battery voltage prior to change the (1) upper limit and (2) the upper limit value of the acceleration of the motor speed of the motor, and (3) the modulation scheme it characterized in that switched power converter.
ユーザの操作に応じた速度指令値を受け、前記速度指令値に応じたトルク指令値を生成する指令値生成部と、 A command value generation unit that receives a speed command value according to a user operation and generates a torque command value according to the speed command value;
前記トルク指令値に応じた電力を前記走行モータに供給するインバータと、 An inverter for supplying electric power corresponding to the torque command value to the traveling motor;
前記電池電圧の低下に応じて、少なくとも(3)変調方式を変化させる出力制限回路と、 An output limiting circuit that changes at least (3) a modulation method in response to a decrease in the battery voltage;
を備え、 With
前記変調方式の切りかえは、3相変調と2相変調の切りかえを含むことを特徴とする電力変換装置。 The modulation method switching includes switching between three-phase modulation and two-phase modulation.
ユーザの操作に応じた速度指令値を受け、前記速度指令値に応じたトルク指令値を生成する指令値生成部と、
前記トルク指令値に応じた電力を前記走行モータに供給するインバータと、
前記電池電圧の低下に応じて、少なくとも(1)前記モータの速度の上限値、(2)前記モータの加速度の上限値を変化させる出力制限回路と、
を備え、
前記出力制限回路は、前記電池電圧の低下に応じて、(1)前記モータの速度の上限値を変更するより先に、(2)前記モータの加速度の上限値を変化させることを特徴とする電力変換装置。 A power conversion device that receives battery voltage and supplies power to a traveling motor that transmits power to wheels of a forklift,
A command value generation unit that receives a speed command value according to a user operation and generates a torque command value according to the speed command value;
An inverter for supplying electric power corresponding to the torque command value to the traveling motor;
An output limiting circuit that changes at least (1) an upper limit value of the speed of the motor and (2) an upper limit value of the acceleration of the motor in accordance with a decrease in the battery voltage;
With
Wherein the output limiting circuit, with a decrease of the prior SL battery voltage, (1) before the change the upper limit value of the speed of the motor, and characterized by changing the upper limit value of the acceleration of (2) the motor It is that power conversion device.
前記車体を支持する車輪と、
前記車輪に動力を伝達する走行モータと、
前記走行モータを駆動する請求項1から6のいずれかに記載の電力変換装置と、
を備えることを特徴とするフォークリフト。 The car body,
Wheels for supporting the vehicle body;
A travel motor for transmitting power to the wheels;
The power conversion device according to any one of claims 1 to 6, which drives the travel motor;
A forklift characterized by comprising:
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