JPH0698407A - 電動車両の自動制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＤＣモーター駆動にて駆動する電動車両にお
いて、走行停止時や走行方向を前後に切り換えた時に、
中立への傾倒直前の走行速度に応じて、ブレーキ作動時
における車体停止の衝撃を緩和し、かつ坂道においては
車体の位置ずれを起こさないように車体停止するよう自
動制動装置を構成するものである。 【構成】 ＰＷＭ方式にてＤＣモーター１を駆動し、電
磁駐車ブレーキ１３を有する電動車両において、傾斜検
出センサー１４を設け、車体傾斜時に走行操作レバー８
を中立位置にした時は電磁駐車ブレーキ１３を直ちにか
け、平坦地において中立位置にした時は、直前の走行速
度のパルス幅より制動待機時間Ｔ１を設定し、該時間経
過後、電磁駐車ブレーキ１３をかけるものである。ま
た、走行操作レバー８を前後切り換えた時は、切り換え
直前の走行速度のパルス幅より駆動待機時間Ｔ２を設定
し、切り換え後、該時間してから走行駆動するものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＤＣモーターにて駆動
する走行装置を有し、該ＤＣモーターの駆動停止による
慣性走行を、電磁ブレーキにて強制制動する電動車両の
自動制動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＤＣモーターを駆動源とする走行
装置の駆動停止に伴って、自動的に電磁ブレーキにて制
動する構造の電動車両は公知となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような自動ブレー
キ構造を有する電動車両において、駆動を停止してすぐ
にブレーキが作動すると、車体停止による衝撃が強く、
例えば高所作業車において、作業台を上昇した状態で
は、作業台に乗っている作業者にとって非常に危険であ
る。しかし、一方、傾斜地において車体を停止する場合
に、駆動停止からブレーキ起動までの時間がかかって
は、下り坂の時は惰性走行距離が長くなり、上り坂にお
いては逆行してしまうため、停止位置にずれが生じ、場
合によっては危険を伴う。そこで、平坦地においては、
駆動停止から一定時間をおいて、傾斜地においては、駆
動停止と同時に、ブレーキが起動することが望ましい。
また、平坦地において車体停止する場合には、停止直前
の走行速度によって駆動停止からブレーキ起動までの時
間を調節することにより、良好なブレーキ制動が得られ
るようにするものである。

【０００４】更に、走行操作レバーにて駆動方向を前進
から後進（後進から前進）に急速に切り換えた時は、途
中の中立位置における駆動停止からブレーキ制動せず
に、そのまま後進（前進）駆動に切り換わるが、駆動停
止からただちに切り換え後の駆動が開始すると、衝撃が
非常に大きく危険なので、一定時間をおいて駆動するこ
とが望ましいのである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の如き課
題を解決するために、次のような構成とするものであ
る。即ち、ＤＣモーターにて駆動する走行装置を有し、
走行操作レバーを中立位置にすると走行装置の駆動が停
止し、自動的に電磁駐車ブレーキがかかって強制的に車
体を停止する自動制動構造の電動車両において、車体の
傾斜を検出する傾斜検出センサーを設け、車体が傾斜し
ている場合において該走行操作レバーを中立位置にする
と、走行装置の駆動が停止すると同時に電磁駐車ブレー
キがかかり、車体が傾斜していない時において同一操作
をすると、走行装置が駆動停止した後、一定時間をおい
て電磁駐車ブレーキがかかるものである。

【０００６】また、走行装置はＰＷＭ駆動方式によるも
のとし、該走行操作レバーを中立位置にすると、その直
前の走行速度の入力信号のパルス幅に比例して、電磁駐
車ブレーキがかかるまでの時間を決定し、また、走行操
作レバーを前進・後進間で切り換えた時は、切り換え直
前の走行速度の入力信号のパルス幅に比例して、走行装
置の駆動停止から切り換え後の駆動開始までの時間が決
定するものである。

【０００７】

【作用】走行操作レバー８を走行位置より中立位置に直
すと、駆動が停止するとともに傾斜検出センサー１４の
入力を探知し、車体傾斜が検出されている場合は、駆動
停止と同時に電磁駐車ブレーキ１３をかけ、車体傾斜し
ていない場合は、速度操作角ポテンショメーター１１及
び操向操作角ポテンショメーター１２からの遅延回路１
６における入力パルス幅より、駆動停止直前の走行速度
を読み取り、制動待機時間Ｔ１を、該パルス幅に応じて
算出し、駆動停止から該制動待機時間Ｔ１を経て電磁駐
車ブレーキ１３をかける。また、走行操作レバー８にて
前後進を切り換えた時は、切り換え直前の走行速度を遅
延回路１６の入力パルス幅より読み取って、駆動待機時
間Ｔ２を該走行速度に応じて算出し、該走行操作レバー
８の切り換え後、駆動待機時間Ｔ２を経て駆動開始する
ものである。

【０００８】

【実施例】本発明の解決すべき課題及び構成は以上の如
くであり、次に添付の図面に示した本発明の実施例を説
明する。図１は本発明を用いた高所作業車の全体側面
図、図２は制動機構を中心とする制御構造図、図３は自
動制動装置の制御フローチャート、図４は同じくフロー
チャート、図５は操作ボックスＫの操作面を示す斜視
図、図６は走行操作レバー８の側面図、図７は同じく平
面図、図８は走行操作レバー８による作動を示す平面
図、図９は電磁駐車ブレーキ１３の平面図、図１０は同
じく側面図である。

【０００９】図１より高所作業車の全体構成について説
明する。走行台車Ｘは、バッテリー３を電源とするＤＣ
モーター２の駆動力を駆動ミッションケースＭにより変
速してクローラ式走行装置１を駆動するものである。ま
た、ＤＣモーター２の近傍にはコントロールボックス４
が配設されている。操向は、駆動ミッションケースＭ付
設の、左右に独立の電動モーター５ａにて駆動されるサ
イドクラッチアクチュエーター５Ｌ・５Ｒによるクラッ
チの断接により行うものである。

【００１０】走行台車Ｘの走行フレーム６よりシザース
リンク機構Ｓを介して作業台Ｙを連結している。シザー
スリンク機構Ｓは３段のシザースリンクを枢結した構成
であり、油圧シリンダーである上部昇降シリンダー７ａ
と下部昇降シリンダー７ｂの伸縮によって昇降するもの
である。そして、作業台Ｙには、操作ボックスＫを設
け、該操作ボックスＫの操作面に、走行及び操向の両操
作を行うジョイスティック形式の走行操作レバー８を配
設している。

【００１１】操作ボックスＫの操作面は図５の如くであ
り、走行操作レバー８の他に、前記の昇降シリンダー７
ａ・７ｂを伸縮操作する昇降レバー９を配設しており、
また、傾斜警報ランプ１０ａ等、各種の警報ランプ１０
を設けている。走行操作レバー８は、図６及び図７の如
く、基部に速度操作ポテンショメーター１１と操向操作
ポテンショメーター１２を付設しており、それぞれ該走
行操作レバー８の前後傾動角と、左右傾動角を検出す
る。該走行操作レバー８は、前方に倒すと前進駆動、後
方に倒すと後進駆動であり、前進及び後進の走行方向と
その速度は、ＤＣモーター２の回転方向と回転数に由来
するものである。そして、該レバーの前後中心位置は駆
動中立位置で、該ＤＣモーター２の駆動が停止するもの
である。なお、該レバーの前後傾動角が微小の範囲は、
「走行停止域Ｐ」とし、誤差的操作と見て、走行停止し
たままとしている。また、左右方向に倒すと、サイドク
ラッチアクチュエーター５Ｌ・５Ｒによりサイドクラッ
チのいずれかが切れて、該クローラ走行装置１の左右い
ずれかの駆動を停止し、車体旋回が行われるが、左右に
倒すとただちにサイドクラッチが切れると、該レバーの
誤差的な左右の倒れでも車体が旋回してしまうので、該
レバーの左右傾動角が微小な範囲においては、「サイド
クラッチ左右入域Ｑ」とし、両サイドクラッチが切れな
いようになっている。

【００１２】そして、該走行操作レバー８の前後方向の
傾倒角に比例して、前進及び後進における速度指令が出
され、コントローラーボックス４内に設けた駆動用コン
トローラー４ａを経て、ＤＣモーターをＰＷＭ駆動する
ものである。ＰＷＭ駆動方式とは、Pulse Width Modula
tionと称される制御機構であり、該走行操作レバー８の
傾動角度に伴う信号を入力信号とし、該入力信号の振幅
に応じて搬送パルスの幅をアナログ変調し（高速度ほど
パルス幅が大きい）、該アナログ変調した搬送パルスに
よりＤＣモーター２の回転数を変速するものである。な
お、該走行操作レバー８の前後傾動角が一定以上の場合
は、ＰＷＭ駆動に切り換えて、全電圧を印加してＤＣモ
ーター駆動を行うものである。

【００１３】図８より、走行操作レバー８の傾倒による
車両の走行及び操向の制御構成について説明する。走行
停止域Ｐ及び左右サイドクラッチ入域Ｑより外れた位
置、即ち、Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄ・Ｅ・Ｆ・Ｇ・Ｈの領域で
は、左右のどちらかのサイドクラッチ断接が行われ、車
体がいずれかに旋回する。そして、Ｂ・Ｃ・Ｆ・Ｇの左
右方向に大きく走行操作レバー８を傾倒した領域におい
ては、急旋回や急操向を要望した操作であるので、該走
行操作レバー８の該領域における前後傾倒、例えば図８
中のａ方向の傾倒により変化する速度操作ポテンショメ
ーター１１の信号に基づき、ＰＷＭ駆動制御によってＤ
Ｃモーター２の回転速度を変えるのである。

【００１４】次に、走行操作レバー８が、左右への傾倒
角が小で、高速操向を要望するＡ・Ｄ・Ｅ・Ｈの領域に
ある場合は、該走行操作レバー８の前後方向の傾倒角
と、左右方向の傾倒角を比較し、速度操作角ポテンショ
メーター１１と操向操作角ポテンショメーター１２の大
きい方の傾動角の信号を採用して、前進または後進の速
度を決定する。例えば、図８中のｂ方向に該レバーを傾
倒した場合には、操向操作角ポテンショメーター１２の
信号を採用するものである。

【００１５】次に、図９及び図１０にて電磁駐車ブレー
キの構造について説明する。電磁駐車ブレーキ１３は、
ワイヤハーネス１３ｃに制御電流を流し、ソレノイド１
３ｂを励磁させる。該電磁駐車ブレーキ１３は、ネガテ
ィブ式電磁ブレーキであり、通常はワイヤハーネス１３
ｃから電流は送られない場合、制動バネ１３ｄにより制
動板１３ｅに制動が掛けられるのである。そして、ＤＣ
モーター２の回転時において、該ＤＣモーター２に供給
される電流により、ソレノイド１３ｂが励磁されて制動
板１３ｅが解除され、ＤＣモーター２の回転が自在とな
るのである。なお、１３ａは、停電時にも手動にて制動
板１３ｅの解除を可能とするための手動解除レバーであ
る。

【００１６】本発明の高所作業車における自動制動装置
は、以上の如き構成の電磁駐車ブレーキ１３を、前記の
走行操作レバー８の傾動角や後記の傾斜角度の検出に基
づいて制御するものである。すなわち図２の如く、コン
トロールボックス４内に設けた、制動用コントローラー
４ｂに対し、入力手段として、走行操作レバー８付設の
速度操作ポテンショメーター１１、操向操作ポテンショ
メーター１２、傾斜検出センサー１４を、そして、出力
手段として電磁駐車ブレーキ１３を接続するものであ
る。また、速度操作ポテンショメーター１１及び操向操
作ポテンショメーター１２は、前記の如く、駆動用コン
トローラー４ａに入力信号を送信し、クローラ式走行装
置１の駆動を制御するものである。更に、該速度操作ポ
テンショメーター１１及び該操向操作ポテンショメータ
ー１２の検出値は、直接入力回路１５及び遅延回路１６
を経て、駆動用コントローラー４ａに入力され、ＰＷＭ
駆動がなされる他、制動用コントローラー４ｂにも入力
されるものである。該直接入力回路１５は、該ポテンシ
ョメーター１１または１２による車速検出値を即時的に
コントローラーに伝える回路であり、一方、該遅延回路
１６は、車速検出値を一定時間遅らせて送信する回路
で、後記の制動待機時間Ｔ１及び駆動待機時間Ｔ２の決
定に用いられる。

【００１７】また、各部の検出センサーからの入力に基
づき、警報用コントローラー４ｃにて警報ランプ１０の
点灯及び警報用ブザー１８の制御を行うものであり、該
傾斜検出センサー１４が一定角度以上の傾斜を検出した
時には、傾斜警報ランプ１０ａを点灯し、警報用ブザー
１８を鳴動するものである。しかし、該傾斜警報に関し
ては、作業台Ｂを格納している通常走行時に、車体が傾
斜する度に該警報がなされるのは煩わしいので、昇降用
リンクＳが格納時にＯＦＦするリミットスイッチ１７を
設け、該リミットスイッチＯＦＦ時には傾斜検出センサ
ー１４が車体傾斜を検出しても、傾斜警報ランプ１０ａ
は点灯せず、警報用ブザー１８も鳴らないものとする。

【００１８】次に、図３及び図４より、自動起動装置の
起動制御について説明する。まず走行操作レバー８を前
進あるいは後進位置に傾動すると、かかっていたブレー
キは解除され、車体が走行駆動する（０１）。そして、
走行操作レバー８を中立位置にする（０２）と、速度操
作ポテンショメーター１１又は操向操作ポテンショメー
ター１２からの直接入力回路１５の入力信号が切れ、ク
ローラ走行装置１の駆動が切れる。この時、傾斜検出セ
ンサー１４が車体の傾斜検出をしている場合（０３）
は、ただちに電磁駐車ブレーキ１３が起動する（０
４）。そして、傾斜検出センサー１４が車体傾斜を検出
していない場合（０５）は、該速度操作ポテンショメー
ター１１又は該操向操作ポテンショメーター１２からの
遅延回路１６より、直前の走行速度を示すパルス振幅を
検出する（０６）。

【００１９】該遅延回路１６は、該ポテンショメーター
からの入力パルスを一定時間遅らせて制動用コントロー
ラー４ｂに送信する回路で、走行操作レバー８にて変速
操作した場合には、変速直前の速度に比例するパルスが
送られることになる。従って、高速度から急激に低速度
に減速した場合は、高速度時の振幅の大きいパルスが送
信されているが、高速度から徐々に低速度に減速した場
合は、減速中の速度が送信されているため、パルス幅は
小さい。起動用コントローラー４ｂにおいては、走行駆
動停止時において、該遅延回路１６におけるパルス振
幅、即ち、駆動停止直前の走行速度を読み取り、該パル
ス幅に従って走行駆動停止から電磁駐車ブレーキ１３の
起動までの制動待機時間Ｔ１を決定するのである（０
７）。即ち、該パルス振幅が大きいほど、高速度から急
激に減速したこととなるので、制動による衝撃を防止す
るために、該制動待機時間Ｔ１を長くし、該パルス幅が
小さければ、低速度からの停止により衝撃は小さいの
で、該制動待機時間Ｔ１を短くするものである。こうし
て設定した制動待機時間Ｔ１の経過後（０８）、電磁駐
車ブレーキ１３が自動的にかかり（０９）、車体停止す
るものである（１０）。そして、再び走行操作レバー８
を前進あるいは後進位置に傾動すると、ブレーキが解除
され、駆動を開始するものである。

【００２０】更に、前進・後進間で走行操作レバー８を
切り換えた時は、該走行操作レバー８を切り換えた後に
直ちに駆動が開始すると、衝撃が非常に強く、危険なの
で、駆動停止から切り換え後の駆動開始まで、駆動待機
時間Ｔ２を取るものとする。該駆動待機時間Ｔ２は、ジ
ョイスティック８の切り換え操作中の中立位置における
時間が該制動待機時間Ｔ１より短い場合にのみ有効とす
るものとする。（該中立位置の時間が該制動待機時間Ｔ
１より長い場合は、衝撃なく電磁停止ブレーキ１３が作
動しているので、前後進切り換え後ただちに駆動を開始
して差し支えない。）即ち、直接入力回路１５より駆動
停止が送信されると、駆動コントローラー４ａにおい
て、遅延回路１６からのパルス幅より切り換え直前の走
行速度を読み取り、該パルス振幅に応じた駆動待機時間
Ｔ２が設定される（１１）。そして、駆動停止時間が該
制動待機時間Ｔ１より短い時間で走行操作レバー８を前
後切り換えた場合（１２）、直接入力回路から切り換え
後の入力信号が送信されてから駆動待機時間Ｔ２を待っ
て（１３）、該切り換え後の駆動が開始するものである
（１４）。このように、駆動待機時間Ｔ２の設定も、該
制動待機時間Ｔ１と同様に、直前の走行速度に応じて算
出し、急激な前後進切り換えの場合は、該駆動待機時間
Ｔ２を長くし、ゆるやかな場合は短くするものである。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
如き効果を奏するものである。即ち、ＤＣモーターにて
駆動する電動車両において、駆動停止後、傾斜地におい
ては電磁駐車ブレーキがただちにかかるので、該傾斜地
における車体停止に際して、下り坂では惰性走行を、上
り坂においては逆行を避けて、停止位置のずれ、及び危
険を防止し、平坦地においては、駆動停止直前の走行速
度に応じて一定時間をおいて電磁駐車ブレーキがかかる
ので、制動時における衝撃を防止し、安全で良好な車体
停止を得るのである。また、前後進切り換え時には、切
り換え前の走行速度に応じて切り換え後の走行駆動が一
定時間をおいて開始するので、車体の前後方向転換にお
ける衝撃を押さえ、安全性を保持するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を用いた高所作業車の全体側面図であ
る。

【図２】制動機構を中心とする制御構造図である。

【図３】自動制動装置の制御フローチャートである。

【図４】同じくフローチャートである。

【図５】操作ボックスＫの操作面を示す斜視図である。

【図６】走行操作レバー８の側面図である。

【図７】同じく平面図である。

【図８】走行操作レバー８による作動を示す平面図であ
る。

【図９】電磁駐車ブレーキ１３の平面図である。

【図１０】同じく側面図である。

【符号の説明】

Ｘ 走行台車 Ｙ 作業台 Ｚ 昇降リンク Ｋ 操作ボックス １ クローラ走行装置 ２ ＤＣモーター ８ 走行操作レバー １１ 速度操作ポテンショメーター １２ 操向操作ポテンショメーター １３ 電磁駐車ブレーキ １４ 傾斜検出センサー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＤＣモーターにて駆動する走行装置を有
   し、走行操作レバーを中立位置にすると走行装置の駆動
   が停止し、自動的に電磁駐車ブレーキがかかって強制的
   に車体を停止する自動制動構造の電動車両において、車
   体の傾斜を検出する傾斜検出センサーを設け、車体が傾
   斜している場合において該走行操作レバーを中立位置に
   すると、走行装置の駆動が停止すると同時に電磁駐車ブ
   レーキがかかり、車体が傾斜していない時において同一
   操作をすると、走行装置が駆動停止した後、一定時間を
   おいて電磁駐車ブレーキがかかることを特徴とする電動
   車両の自動制動装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電動車両において、走行
   装置はＰＷＭ駆動方式によるものとし、該走行操作レバ
   ーを中立位置にすると、その直前の走行速度の入力信号
   のパルス幅に比例して、電磁駐車ブレーキがかかるまで
   の時間を決定し、また、走行操作レバーを前進・後進間
   で切り換えた時は、切り換え直前の走行速度の入力信号
   のパルス幅に比例して、走行装置の駆動停止から切り換
   え後の駆動開始までの時間が決定することを特徴とする
   電動車両の自動制動装置。