JPH0327701A - 電気車における加速時のスリップ検出方法および加速度制御方法 - Google Patents

電気車における加速時のスリップ検出方法および加速度制御方法

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JPH0327701A
JPH0327701A JP1160039A JP16003989A JPH0327701A JP H0327701 A JPH0327701 A JP H0327701A JP 1160039 A JP1160039 A JP 1160039A JP 16003989 A JP16003989 A JP 16003989A JP H0327701 A JPH0327701 A JP H0327701A
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slip
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Kensho Makino
憲昭 牧野
Takashi Fukuda
隆 福田
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、車両、特に電気車における起動・加速時のス
リップやスキツドを防止するための方法に関する。
[従来の技術] 電気車、特に駆動輪が操舵輪を兼ねるリーチ式フォーク
リフト車等においては、起動・加速時にスリップやスキ
ッドが顕著に発生する傾向にある。
特に、この傾向は低速での加速時に著しく、中速以上で
はスリップは生じるが、スキッドは少なくなる.スリッ
プ等が生じると、運転操縦性が悪くなり不都合である. このスリップ等は、走行所要トルクに対し、走行モータ
の駆動トルクが著しく大きいために発生する。これを防
止するには、走行所要トルクより僅かに大きい程度の駆
動トルクで加速制御する。
なお、路面と駆動輪の摩擦係数μが小さい程、スリップ
が大きくなることは言うまでもない。
[発明が解決しようとする課題コ ところが、このような従来の加速度制御では、加速性を
高めることが困難である。
そこで、本出願人は、先に、電気的にスリップ状態に入
ったことを検出し、スリップ是正を行ない、加速性を高
め得る加速度制御技術を提案している。
本発明は、上記提案によるスリップ検出とスリップ是正
検出に加えて、さらに、これらの各過渡点の推移を確認
することにより、より一層精度の高いスリップ検出とス
リップ是正検出が可能となり、路面と駆動輪の摩擦係数
に応じたスリップしない限度まで加速性を高めることが
できる電気車における加速時のスリップ検出方法および
加速度制御方法を提供することを目的とする.[課題を
解決するための手段] 上記目的を達戒するために本発明の加速時のスリップ検
出方法は、電気車の走行駆動輪を駆動するモータの回転
数nを検出し、この回転数nの加速度d n / d 
をと回転数nの変化曲率d2n/dt2を演算する一方
、上記モータのモータ電流値i を検出し、この電流値
iMと予め記憶させたM モータの電流−トルク特性のテーブルとより、モータの
発生トルクτMを求めると共に、このトル?τやよりモ
ータの予想回転数Nの予想加速度dN/dtを求め、上
記演算により求めたd n / dをとdN/dをとを
比較することによりスリップの有無を判定し、かつ、上
記演算により求めたモータ回転数nの変化曲率d22n
/dt2から過渡点推移を調べることにより、スリップ
是正を判定するものである. また、上記スリップ検出方法において、モータの発生ト
ルクτやと走行所要トルクτ■との差よりモータの予想
回転数Nの予想加速度dN,/dtを、dN/dt=K
(τM一τR)[ただしKは定数]として求め、上記d
 n / d tがdN/clより大きいとき駆動輪が
スリップしていると判定し、該スリップあり判定のとき
で、上記演算によるd2n/dt2が下凸曲線の極小値
であるときは、スリップ始点と判定するようにすればよ
い。
また、本発明の加速度制御方法は、上記スリップ検出方
法によりスリップありと判定されたとき、モータ電流を
低減させてスリップ是正を行なうとき、モータ回転数n
の加速度d n / d をと変化曲率d2n/dt2
から過渡点推移を調べることにより、スリップ是正の確
認、及び、スリップ是正完了の判定を行ない、その後、
アクセルからの指示によるモータ電流許容値までモータ
電流を徐々に大きくしながら上記スリップ検出を行なう
ようにすればよい. また、上記によりスリップ是正を行なうとき、モータ回
転数nの加速度d n / d をと変化曲率d2n/
dt2による過渡点推移の過渡点推移に基き、d  n
/dt2<O、かつ、d n / d t = 02 になれば、スリップ是正スタート点と判定し、その後、
d n / d t < Oとなれば、スリップ是正中
であると判定し、次いで、d2n/dt2>0となれば
、スリップ是正収束と判定し、最後に、dn / d 
t = Oとなれば、スリップ是正が完了したと判定す
ればよい. [作用] 上記スリップ検出方法によれば、検出したモータ回転数
nの加速度、すなわち、回転数nの微分値d n / 
d をとその変化曲率d  n/dt2を演2 算し、この時のモータ電流1ia I Mより予め求ま
る発生トルクからモータの予想回転数の予想加速度、す
なわち、予想回転数Nの微分値dN/dtを求め、上記
加速度d n / d をとdN/dをとを比較するこ
とによりスリップの有無の判定がなされ、2 かつ、変化曲率d  2n/dt2から過渡点推移が確
認され、スリップ是正の判定がなされる.また、加速度
制御方法によれば、上記スリップ検出方法によりスリッ
プありと判定された時に、モータ電流を低減してスリッ
プ是正を行ない、d2 n / d をとd n/dt2より過渡点推移をチェ
ックして、スリップ是正完了の判定がなされると、再び
、モータ電流を増加してスリップ検出を行なう.以下、
同様の動作を繰り返すことで加速度制御が行なわれる. [実施例] 以下、本発明の一実施例について図面と共に説明する. まず、本発明方法を適用したリーチ式フォークリフトト
ラックについて、第6図を参照して説明する.車体1は
、駆動輪と操舵輪を兼ねるドライブホイール2と、被駆
動輪であるロードホイール3を有する。走行用モータ4
からの駆動力は減速fi5を介してドライブホイール2
に伝達されている。制御装置6はアクセルレバー7から
の指示がアクセルデータ検出装置8を通して入力され、
また、回転数検出センサ9からモータ4の回転数検出信
号が入力され、所定の走行制御を行なう.なお、lOは
ステアリング、11はバッテリである。
次に、制御装置6を主体とした制御系について第1図を
参照して説明する. 走行用モータ4は、電流検出器1lと前後進切換器12
とチョッパl3と直列に結線され、バッテリ電源の十端
子(十B)と一端子(GND)間に接続されている.制
御装置6は、マイクロ・プロセッシング・ユニット(M
PU)14とROM15とRAM1 6と、A/Dコン
バータ18と、入出力インターフェース19.20から
構戒されている。そして、回転数検出センサ9によるモ
ータ4の回転数検出信号と電流検出器l1によるモ−タ
電流値のA/Dコンバータ18の出力と、アクセルデー
タ検出装置8の出力が入力インターフェース19を介し
てMPU14に入力される。MPU14は所定のプログ
ラムに基き、出力インターフェース20を介してチョッ
パ13の導通を制御する信号を出力する. 回転数検出センサ9は、第2図、第3図に示すように、
発光部9a、受光部9bおよびモータ4の回転軸に取付
けたスリット9Cからなる.次に、上記制御装置6によ
るスリップの検出および加速度制御方法について、第4
図に示したフローチャートと第5図に示した加速時の回
転数とトルクのタイムチャートを参照して説明する。
まず、t流検出器11からの信号によりモータ電流iM
を検出する(フローチャートのステップS1).一方、
モータ電流−トルク特性は予め求めることが可能で、こ
の特性をテーブルとしてROM15に記憶させておく.
このテーブルと上記の検出したモータ電流iMとからモ
ータの発生トルクτMを求める(S2)。この値よりモ
ータの?想回転数Nの予想加速度(dN/dt)を、d
N/dt=K (τM一τR)     ・・・■ただ
し、Kは定数、 τ■は走行所要トルク として求める. これは、駆動輪と路面の間でスリップを生じていないと
き、回転数nが、 t1  375(τM−τR) n=f            dt+not−O  
  GD2 ?・・■ ここに、GD2は慣性モーメント、 n■は1=0のときの回転数初期値 の関係を有することから、■式の両辺を微分することに
より■式の関係が得られることに基く.なお、スリップ
があると駆動輪と路面の間で滑走し、上記■式は戒立し
ない. 次いで、回転数検出センサ9からの信号によりモータ回
転数nを検出し(S4)、この回転数nを微分すること
により加速度d n / d tを求める(35−1 
).さらに、モータ回転数nの変化曲率d2n/dt2
を求める(35−2).次いで、スリップ継続中の判定
をしたかどうかを調べ(S6)、この判定をしていなけ
れば、加速中であるかどうか、すなわち、上記d n 
/ d tが正(dn/d t>0 )であるかどうか
を調べ(37)、正でなければ加速中でないのでスリッ
プなしの判定をする(#9).一方、正であれば加速中
であるので、加速度d n / d tが予想加速度d
N/dt以下であるかどうかを調べ(38) 、以下で
あればスリップなしと判定する(S9)。次いで、アク
セルレバー7での指示によるモータ電流許容値までモー
タ電流LMを徐々に増大して、ステップS1に戻り、同
様の動作を繰り返す. 一方、ステップS8で、加速度d n / d tが予
想加速度dN/dtより大きければ、d2n/dt2〉
0かどうかによりスリップ始点が存在したかどうかを判
定する(311−1>.この判定がNoであれば、上記
S9に進み、YF,Sであれば、スリップ継続中の判定
を行なう(Sll−2)。
この状態は、第5図において、「スリップ」と表示した
期間に該当する。このスリップありの判定がなされたと
きは、モータ電流設定値iMを低減してモータ電流iM
を低減させる(312).2 その後、d  n/dt2<Oで、かつ、dn/dt=
oかを調べることで、スリップ是正スタート点が存在し
たかを判定する(813−1).スリップ是正スタート
点が存在していれば、次に、d n / d t < 
Oになったかどうかによりスリップ是正中が存在したか
を調べる(31 3−2).スリップ是正中が存在して
いれば、この状態は第5図において「スリップ是正」と
表示した期間に該当する.その後、d  2n/dt2
>Oになったか2 どうかにより、スリップ是正収束が存在したかを判定す
る(313−3)。スリップ是正収束が存在していれば
、次に、d n / d t = Oかを調べることに
より、スリップ是正完了かを判定する(S14).スリ
ップ是正完了であれば、スリップなしの判定を行なう(
315).この状態が第5図の「スリップ是正」の完了
時点である.上記のスリップなしの判定の後は、ステッ
グS1に戻り、以下同様の動作を繰り返す。
なお、上記ステップ313−1.13−2.13−3で
の判定のいずれかがNoであれば、ステップS1に戻っ
て同様の動作を繰り返す.上記の動作を行なうことによ
り、スリップ始点、スリップ是正スタート点、スリップ
是正中、スリップ是正収束、スリップ是正完了といった
各過渡点の推移を確認することができる.したがって、
第5図に示すように、時間経過と共にモータ回転数nを
増大させることができ、それと同時に発生トルクτ8は
変化する。同図から分がるように、発生トルクτMがス
リップする限界トルクのレベルを越えている期間が、ス
リップ期間となり、同レベルを下回り、かつ、減少して
いる期間が、スリップ是正期間となる.かくして、スリ
ップ検出と加速制御を小刻みに、かつ迅速に行なうこと
が可能となり、したがって、路面と駆動輪の摩擦係数μ
に応じてスリップの発生をできるだけ抑えて、高い加速
性能を得ることができ応答性が良く、それと同時に、乗
り心地が良好になる。
なお、上記ではモータの回転数nを検出し、また、予想
回転数Nの予想加速度dN/dtを求めた実施例を示し
たが、モータの回転数と駆動車輪との間に滑りを有しな
い通常の電気車等では、モータの回転数に代えて、駆動
車輪の回転数を用いても、同様にスリップ検出および加
速度制御を行なうことができる. し発明の効果コ 以上のように本発明のスリップ検出方法によれば、走行
用モータの回転数検出値とモータ電流検出値を入力とし
、加速時における回転数nの加速2 度d n/d をと、その変化曲率d  n/dt2と
を演算し、また、モータ電流検出値から求まる発生トル
クに基いて求められる予想回転数Nの加速度dN/dを
と上記d n / d をとを比較することにより、ス
リップ発生の有無を判定し、かつ、上記d  2n/d
t2から過渡点推移を確認するよう2 にしているので、スリップ検出を迅速かつ精度良く行な
うことができる. そして、スリップを検出した時に、モータ電流を低減し
て、d n / d をとd  n/dt2により2 過渡点の推移を調べて、スリップ是正、是正完了の判定
をし、是正完了後に、モータ電流を徐々に大きくして同
様の動作を繰り返すことにより加速度を制御するように
している.したがって、高精度にスリップ発生をできる
だけ抑えつつ、小刻みに加速することができ、加速性、
応答性のより一層の向上を図ることができる。特に、本
発明方法は、低速からの加速時にスリップを発生し易い
リーチ式フォークリフト車等に用いれば、極めて有用で
ある.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を実施するための制御系のブロック
図、第2図、第3図は同制御系に用いた回転数検出セン
サ部の構或図、第4図は本発明方法の一実施例を説明す
るためのフローチャート、第5図は本発明方法による加
速時の回転数と1〜ルクのタイムチャート、第6図は本
発明方法か実施される電気車の一例としてのリーチ式フ
ォークリフト車の側面図である。 1・・・車体、4・・・走行用モータ、6・・・制御装
置、7・・・アクセルレバー、9・・・回転数検出セン
サ、11・・・電流検出器、14・・−MPU.fs 
2 図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電気車の走行駆動輪を駆動するモータの回転数n
    を検出し、この回転数nの加速度dn/dをと回転数n
    の変化曲率d^2n/dt^2を演算する一方、上記モ
    ータのモータ電流値i_Mを検出し、この電流値i_M
    と予め記憶させたモータの電流−トルク特性のテーブル
    とより、モータの発生トルクτ_Mを求めると共に、こ
    のトルクτ_Mよりモータの予想回転数Nの予想加速度
    dN/dtを求め、上記演算により求めたdn/dtと
    dN/dtとを比較することによりスリップの有無を判
    定し、かつ、上記演算により求めたモータ回転数nの変
    化曲率d^2n/dt^2から過渡点推移を調べること
    により、スリップ是正を判定することを特徴とした電気
    車における加速時のスリップ検出方法。
  2. (2)電気車の走行駆動輪を駆動するモータの回転数n
    を検出し、この回転数nの加速度dn/dtと回転数n
    の変化曲率d^2n/dt^2を演算する一方、上記モ
    ータのモータ電流値i_Mを検出し、この電流値i_M
    と予め記憶させたモータの電流−トルク特性のテーブル
    とより、モータの発生トルクτ_Mを求め、このトルク
    τ_Mと走行所要トルクτ_Rとの差よりモータの予想
    回転数Nの予想加速度dN/dtを、 dN/dt=K(τ_M−τ_R) ただしKは定数 として求め、上記dn/dtがdN/dtより大きいと
    き駆動輪がスリップしていると判定し、該スリップあり
    判定のときで、上記演算によるd^2n/dt^2が下
    凸曲線の極小値であるときは、スリップ始点と判定する
    ことを特徴とした電気車における加速時のスリップ検出
    方法。
  3. (3)請求項2記載のスリップ検出方法によりスリップ
    ありと判定されたとき、モータ電流を低減させてスリッ
    プ是正を行なうとき、モータ回転数nの加速度dn/d
    tと変化曲率d^2n/dt^2から過渡点推移を調べ
    ることにより、スリップ是正の確認、及び、スリップ是
    正完了の判定を行ない、その後、アクセルからの指示に
    よるモータ電流許容値までモータ電流を徐々に大きくし
    ながら上記スリップ検出を行なうことを特徴とした電気
    車における加速度制御方法。
  4. (4)請求項3記載のスリップ是正を行なうとき、モー
    タ回転数nの加速度dn/dtと変化曲率d^2n/d
    t^2による過渡点推移の過渡点推移に基き、d^2n
    /dt^2<0、かつ、dn/dt=0になれば、スリ
    ップ是正スタート点と判定し、その後、dn/dt<0
    となれば、スリップ是正中であると判定し、次いで、d
    ^2n/dt^2>0となれば、スリップ是正収束と判
    定し、最後に、dn/dt=0となれば、スリップ是正
    が完了したと判定することを特徴とした電気車における
    加速度制御方法。
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