JPH10243504A - 電動車両の制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動車両の走行微操作性を向上させる。 【解決手段】 制御回路２１は、踏み角センサ１２〜１
４の出力により、アクセルペダル２、ブレーキペダル３
およびインチングペダル１１の踏み込まれた角度を検出
する。インチングペダル１１は、機械的にブレーキペダ
ル３と連動しており、インチングペダル１１を踏み込む
とブレーキペダル３も踏み込まれた状態になる。制御回
路２１は、アクセルペダル２の踏込みによって発生する
走行モータ４の駆動力をインチングペダル１１の踏み角
に応じて絞りこむように電力変換回路２２に指示を出
す。電力変換回路２２は、制御回路２１からの指示に従
って走行モータ４に電力を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動車両の走行を
制御する方式に係わる。

【０００２】

【従来の技術】電動車両の研究・開発が進められてお
り、既に実用段階に入ってきている。電動車両は、乗用
車などの他に、フォークリフト等の産業用車両にも普及
しつつある。以下では、電動フォークリフト（バッテリ
フォークリフト）を例に採り上げて電動車両の走行制御
について説明する。

【０００３】図８は、従来のバッテリフォークリフトの
走行制御の一例を説明する図である。従来のバッテリフ
ォークリフトでは、運転者がディレクションスイッチ
１、アクセルペダル２、ブレーキペダル３等を操作し、
それらを介した指示が走行コントローラ１０１に入力さ
れ、その走行コントローラ１０１が上記指示に従って走
行モータ４を駆動する。なお、ディレクションスイッチ
１は、バッテリフォークリフトを前進させるのか、後進
させるのか、あるいは停止状態とするのかを指定するス
イッチである。

【０００４】走行コントローラ１０１は、制御回路１０
２および電力変換回路１０３を有する。制御回路１０２
は、ディレクションスイッチ１の出力により、バッテリ
フォークリフトの走行方向（または、停止）を判断す
る。また、アクセルペダル２およびブレーキペダル３に
は、それぞれそれらペダルの踏み角を検出するセンサが
設けられており、制御回路１０２は、それらセンサの出
力に基づいた値の信号を電力変換回路１０３に出力す
る。そして、電力変換回路１０３が制御回路１０２から
受信した信号の値に従った電力を走行モータ４に供給し
て走行モータ４を駆動する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の構成では、上述
したように、アクセルペダル２およびブレーキペダル３
のみを用いてバッテリフォークリフトの走行速度を制御
する。しかしながら、このような方式では、特にフォー
クリフト等の産業用車両の微妙な速度制御には熟練の技
術を要する。このため、熟練者でなくてもバッテリフォ
ークリフト等を十分に運転できるように、その走行微操
作性を向上させたいという要望がある。なお、この要望
は、バッテリフォークリフトのみに限られず、電動車両
一般に通じるものである。

【０００６】本発明の課題は、電動車両の走行微操作性
を向上させることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電動車両の制御
方式は、電動車両の走行を制御するための指示を入力す
るインチングペダルを設け、そのインチングペダルの踏
み角に応じて上記電動車両の走行モータに供給する電力
を制限する。このような構成とすれば、インチングペダ
ルの操作で走行モータの駆動力を変化させることができ
る。

【０００８】上記構成に加えて、上記電動車両のブレー
キペダルが上記インチングペダルに従属的に連動するよ
うにしてもよい。この場合、インチングペダルを踏み込
むとその踏込みに連動して上記ブレーキペダルも踏み込
まれた状態になる。したがって、インチングペダルの操
作で走行モータの駆動力を変化させると同時に制動制御
も行うことができる。

【０００９】本発明の他の態様として、少なくともアク
セルペダル、ブレーキペダル、およびインチングペダル
からの指示に従って電動車両の走行を制御する方式を前
提とし、以下の各手段を設ける構成としてもよい。検出
手段は、上記３つのペダルの踏み角をそれぞれ検出す
る。算出手段は、アクセルペダルおよびブレーキペダル
の踏み角に基づいて上記電動車両の走行モータに供給す
る電流を算出する。補正手段は、インチングペダルの踏
み角に基づいて上記算出手段によって算出された電流値
を補正する。この場合、上記補正手段は、たとえば、イ
ンチングペダルの踏み角が大きい程上記算出手段により
算出された電流を低下させるように補正する。上記構成
において、インチングペダルを所定角度踏み込んでおく
と、アクセルペダルの踏み角の変化に対する走行モータ
に流れる電流の変化の割合が小さくなるので、走行モー
タの駆動力を微妙に操作することができ、走行微操作性
が向上する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。なお、以下では、電動車
両の一実施形態としてバッテリフォークリフトを採り上
げる。

【００１１】図１は、本実施形態のバッテリフォークリ
フトの走行制御方式を説明する図である。図１におい
て、図８で使用した符号と同じものは同一部分を表す。
本実施形態では、バッテリフォークリフトの走行制御の
指示を入力するための手段として、図８に示した従来の
構成に加えて、インチングペダル１１を設けている。イ
ンチングペダル１１は、アクセルペダル２の踏込みによ
って発生する出力を絞る役割を持っている。また、イン
チングペダル１１は、機械的にブレーキペダル３と連動
しており、インチングペダル１１を踏み込むと、その踏
み角と同じだけブレーキペダル３も踏み込まれた状態に
なる。ただし、ブレーキペダル３を単独で踏み込んでも
インチングペダル１１は踏み込まれた状態にはならな
い。このように、ブレーキペダル３がインチングペダル
１１に従属的に連動する構成となっている。

【００１２】なお、アクセルペダル２、ブレーキペダル
３およびインチングペダル１１は互いに隣接して設けら
れており、運転者がそれらのペダルを足で適当な強さで
踏み込むことによりバッテリフォークリフトの走行を操
作する。

【００１３】踏み角センサ１２〜１４（請求項３におけ
る検出手段）は、それぞれアクセルペダル２、ブレーキ
ペダル３およびインチングペダル１１の踏み込まれた角
度を検出するセンサである。踏み角センサ１２〜１４
は、たとえば、上記各ペダルの踏み込まれた角度に従っ
て抵抗値が変化する可変抵抗器を含んだ構成であり、そ
の抵抗値を電圧に変換して出力する。踏み角センサ１２
〜１４の出力は、走行コントローラ２０に入力される。
なお、踏み角センサ１２〜１４の出力は、上記各ペダル
が踏み込まれているか否かを表す情報も含んでいる。た
だし、上記各ペダルが踏み込まれているか否かを表す情
報は、踏み角センサ１２〜１４と別に設けた装置で検出
してもよい。

【００１４】走行コントローラ２０は、制御回路２１お
よび電力変換回路２２を有する。制御回路２１（請求項
３における算出手段および補正手段）は、ディレクショ
ンスイッチ１、アクセルペダル２、ブレーキペダル３お
よびインチングペダル１１の出力（バッテリフォークリ
フトの走行を制御するための指示）を受信し、それらに
基づいて電力制御信号および指示信号を生成する。電力
制御信号は、走行モータ４に流す電流の大きさを決める
信号である。指示信号は、ディレクションスイッチ１の
出力に従って走行モータ４の回転方向を指示したり、あ
るいは、バッテリフォークリフトの制動時に走行モータ
４の回転によって発生する電力をバッテリ３１に回生さ
せることを指示する信号である。

【００１５】電力変換回路２２は、制御回路２１が生成
する電力制御信号および指示信号に基づいて走行モータ
４を駆動する。この走行モータ４の駆動力により、バッ
テリフォークリフトを走行させる。

【００１６】図２(a) は、制御回路２１のブロック図で
ある。ここでは、一実施例として、走行コントローラ２
０内でＰＷＭ（パルス幅変調）で電力を制御する方式を
採り上げて説明する。

【００１７】図２(a) において、演算部４１は、踏み角
センサ１２〜１４の検出値が入力され、それらの検出値
をキーとしてテーブル４２を参照しながらスライスレベ
ル値を演算する。テーブル４２に格納されるデータにつ
いては後述説明する。スライスレベル生成部４３は、演
算部４１で演算されたスライスレベル値に基づいたスラ
イスレベル電圧を出力する。三角波生成部４４は、所定
周波数で所定のピーク電位とボトム電位を持った三角波
を出力する。パルス生成部４５は、コンパレータを含ん
だ構成であり、図２(b) に示すように、三角波生成部４
４で生成された三角波をスライスレベル生成部４３で生
成されたスライスレベル電圧でスライスすることにより
パルス信号を生成する。このパルス信号が電力制御信号
である。また、このパルス信号のデューティは、スライ
スレベル電圧によって決まる。

【００１８】電力変換回路２２は、制御回路２１から出
力されるパルス信号に従って走行モータ４に供給する電
力を制御する。すなわち、例えば、電力変換回路２２
は、受信したパルス信号が「Ｌ」レベルのときに走行モ
ータ４に電流を供給し、「Ｈ」レベルのときにその電流
を停止する。このような構成では、スライスレベル電圧
を低下させると、パルス信号の１サイクルにおける
「Ｈ」レベルの時間が長くなる一方で「Ｌ」レベルの時
間が短くなり、走行モータ４に供給される電流が減少す
る。換言すれば、走行モータ４の駆動力を低下させる際
には、演算部４１がスライスレベル値を小さくする。な
お、走行モータ４に供給される電流は、電力変換回路２
２内で整流される。

【００１９】次に、制御回路２１の動作を説明する。制
御回路２１は、基本的には、アクセルペダル２からの指
示に基づいて走行モータ４の駆動力を制御する。すなわ
ち、踏み角センサ１２の出力に基づいて走行モータ４に
流す電流を決める。アクセルペダル２の踏み角と走行モ
ータ４に流す電流（走行モータ４の駆動力）との関係を
図３に示す。

【００２０】図３において、インチングペダル１１が踏
み込まれていないときのアクセル踏み角とモータ電流と
の関係を実線で示す。同図に示すように、一定角までの
遊びの後は、アクセルペダル２を深く踏み込むにつれ
て、走行モータ４に流れる電流が大きくなり、その結果
大きな駆動力が発生するようになる。なお、同図では、
アクセル踏み角とモータ電流との関係は直線であるが、
本発明はこの例に限定されるものではなく、必要に応じ
てアクセル踏み角とモータ電流の関係を曲線的にしても
よい。また、必要に応じて遊びをなくしてもよい。

【００２１】アクセルペダル２の踏み角とモータ電流と
の対応関係は、テーブル４２に予め設定されている。テ
ーブル４２は、モータ電流を表すパラメータとして、図
２を参照しながら説明したスライスレベル値を格納して
いる。演算部４１は、踏み角センサ１２の出力値として
アクセルペダル２の踏み角を検出すると、その検出値を
キーとしてテーブル４２にアクセスしてスライスレベル
値を取り出す。このスライスレベル値によって電力変換
回路２２に転送されるパルス信号のデューティが決ま
り、その結果として走行モータ４の駆動力が決まる。す
なわち、アクセルペダル２の踏み角によって走行モータ
４の駆動力が制御される。

【００２２】ところで、バッテリフォークリフトの運転
者は、しばしばアクセルペダル２とブレーキペダル３と
を同時に踏むことがある。このような場合には、機械的
な制動機構（たとえば、ディスクブレーキ）によりバッ
テリフォークリフトが減速させられるが、ブレーキペダ
ル３の踏み込みによって走行モータ４の駆動力自体が低
下されることはない。なお、アクセルペダル２が踏まれ
ていない状態でブレーキペダル３のみが踏み込まれた場
合には、走行モータ４には電流が供給されず、走行モー
タ４の回転によって発生する電力がバッテリ３１に回生
される。但し、この場合も機械式制動はかかっている。
また、上記電力を回生させず、機械式制動のみであって
もよい。さらに、ブレーキペダルのみの踏み込み時に、
走行モータ４の駆動力自体を低下させてもよい。

【００２３】次に、インチングペダル１１を使用したと
きの動作を説明する。図４(a) は、制御回路２１によっ
て制御されるインチングペダル１１の踏み角と走行モー
タ４の駆動力（制御回路２１の出力）の関係を表す図で
ある。同図では、アクセルペダル２がある一定の踏み角
に固定されている状態でインチングペダル１１の踏み角
を変化させたときの走行モータ４の駆動力の変化を示し
ている。同図に示すように、インチングペダル１１の踏
み角が大きくなると、制御回路２１は、その変化に応じ
て走行モータ４の駆動力を絞る（小さくする）。

【００２４】インチングペダル１１の踏み角に応じて走
行モータ４の駆動力をどのくらい絞るのかを表すデータ
は、テーブル４２に予め格納されている。この対応関係
を表すデータの一例を図４(b) に示す。このデータは、
図４(a) に示した関係をデジタルデータとして所定のア
ドレスに格納したものである。なお、絞りの程度を表す
データを「絞り係数α」と呼ぶことにする。絞り係数α
は、ディメンジョンを持たない０〜１の間の実数であ
る。これは、図４(a) におけるモータ駆動力の０〜１０
０パーセントに相当する。

【００２５】演算部４１は、踏み角センサ１４の出力値
としてインチングペダル１１の踏み角を検出すると、そ
の検出値をキーとしてテーブル４２にアクセスして絞り
係数αを取り出す。そして、アクセルペダル２の踏み角
に従って求められたスライスレベル値にその絞り係数α
を乗算する。この結果、スライスレベル生成部４３で生
成されるスライスレベル電圧は、絞り係数αが乗算され
た値となる。

【００２６】絞り係数αは、０≦α≦１であるが、イン
チングペダル１１が踏み込まれたときには０≦α＜１と
なる。このため、インチングペダル１１が踏み込まれる
と、アクセルペダル２の踏み角に従って求められたスラ
イスレベル値に絞り係数αが乗算されたときに、図５に
示すように、インチングペダル１１が踏み込まれていな
い状態のときより低いレベルで三角波をスライスする。
この結果、電力変換回路２２に入力されるパルス信号に
おいて、その「Ｈ」レベルの割合が増加する。すなわ
ち、走行モータ４に供給される電流が減少し、その駆動
力が低下する。

【００２７】このように、インチングペダル１１を踏み
込むと、アクセルペダル２を踏み込むことによって発生
する走行モータ４の駆動力が絞られる。この様子を図３
に示す。同図に示すように、インチングペダル１１の踏
み角を大きくすると、アクセルペダル２の踏み角に対す
る走行モータ４の駆動力の傾きが小さくなっていく。こ
の傾きは、アクセルペダル２の踏込み操作によってどの
程度微妙に走行モータ４の駆動力を制御できるのかを表
すものであり、傾きが小さい程走行モータ４の駆動力を
微妙に制御できる。すなわち、インチングペダル１１を
踏み込むことにより、バッテリフォークリフトの走行の
微操作性が向上する。

【００２８】次に、制御回路２１の動作を図６のフロー
チャートを参照しながら説明する。以下の処理の各機能
は、制御回路２１が備える不図示のＲＯＭに格納されて
いるプログラムに記述されており、演算部４１（ＣＰ
Ｕ）がそのプログラムを実行する。また、この処理は、
所定時間間隔（例えば、１０ms）ごとに繰り返し実行さ
れる。

【００２９】ステップＳ１では、ディレクションスイッ
チ１および踏み角センサ１２〜１４の出力を読み込む。
このことにより、運転者が前進／後進／停止のいずれを
指示しているのか、アクセルペダル２、ブレーキペダル
３およびインチングペダル１１が踏み込まれているか否
か、およびそれら各ペダルの踏み角を認識する。ステッ
プＳ２では、アクセルペダル２およびブレーキペダル３
の踏み角に従って電力変換回路２２への出力を計算す
る。上述したＰＷＭ方式で走行モータ４へ供給する電力
を制御する形態の場合には、このステップＳ２でスライ
スレベル値を求める。

【００３０】ステップＳ３では、インチングペダル１１
が踏み込まれているか否かを判断する。踏み込まれてい
ればステップＳ４へ進み、踏み込まれていなければステ
ップＳ４をスキップしてステップＳ５へ進む。ステップ
Ｓ４では、ステップＳ２で求めた出力にインチングペダ
ル１１の踏み角に応じた係数を乗じる。上記ＰＷＭ方式
の例では、ステップＳ２で求めたスライスレベル値に絞
り係数αを乗じる。ステップＳ５では、ステップＳ２で
求めた出力値またはステップＳ４で求めた補正値を出力
する。すなわち、インチングペダル１１が踏み込まれて
いなければ、アクセルペダル２およびブレーキペダル３
の踏み角に従って決まる制御信号を電力変換回路２２へ
出力し、インチングペダル１１が踏み込まれていれば、
アクセルペダル２およびブレーキペダル３の踏み角に従
って決まる制御信号をインチングペダル１１の踏み角に
基づいて絞りこんで電力変換回路２２へ出力する。な
お、本実施例では、ステップＳ２で通常の出力を算出し
た後、インチングペダルの踏み角に応じてステップＳ４
でその算出値を補正しているが、先にインチングペダル
の踏込みの有無をチェックしておき、踏込みがあれば上
記通常出力の算出処理と補正処理とを同時に行うような
方式であってもよい。この場合、インチングペダルの踏
込みがなければ、通常の算出が行われる。

【００３１】図７は、インチングペダル１１を使ったバ
ッテリフォークリフトの運転手法の一例を説明する図で
ある。ここでは、坂道発進の例を示す。停止状態では、
ディレクションスイッチ１が「停止」に設定されてい
る。運転者は、この状態で、アクセルペダル２およびイ
ンチングペダル１１を強く踏み込みながら、ディレクシ
ョンスイッチ１を「前進」に切り替える。なお、インチ
ングペダル１１の踏み角をθ1 以上とする。

【００３２】インチングペダル１１を踏み込むと、ブレ
ーキペダル３がインチングペダル１１に従属的に連動し
て踏み込まれた状態になるので、制動力が働き、ディレ
クションスイッチ１の指示が「前進」であっても、そし
て坂道上であってもバッテリフォークリフトは停止して
いる。また、インチングペダル１１を踏み込むことによ
り、アクセルペダル２の踏込みによって発生した走行モ
ータ４の駆動力が絞られている（小さくなる）。

【００３３】この状態で運転者はインチングペダル１１
の踏み込みを徐々に緩めていく。このことにより、ブレ
ーキペダル３の踏み角も徐々に小さくなりブレーキ制動
力が小さくなっていく。また、これと同時に、走行モー
タ４の駆動力の絞りこみが少なくなり、その駆動力が徐
々に大きくなっていく。このように、インチングペダル
１１の操作のみにより、制動力と駆動力を同時に変化さ
せることができ、バッテリフォークリフトの発進がスム
ーズになる。なお、図７では、アクセル踏み込みによる
駆動力とブレーキ制動力は各々直線で設定されている
が、本発明はこれに限定されず、必要に応じて何れか一
方、若しくは両方とも曲線となるように設定してもよ
い。

【００３４】ところで、上述したようなインチングペダ
ル機構は、エンジン型フォークリフトでは既に導入され
ている。ただし、エンジン型フォークリフトのインチン
グペダル機構は、クラッチ機構を利用しており、インチ
ングペダルの踏み角に応じてエンジン出力をタイヤに伝
達する割合を機械的に制御している。このように、エン
ジン車とバッテリ車とでは互いにメカニズムが異なる
が、インチングペダルを設けることによってフォークリ
フトの微操作性が向上する点では同じである。したがっ
て、エンジン型フォークリフトに乗り慣れた運転者であ
っても、本実施形態のバッテリフォークリフトであれば
違和感なく操作できる。

【００３５】なお、上記実施形態では、フォークリフト
を採り上げて説明したが、本発明は他の産業用車両や電
動車両全般に適用可能である。

【００３６】

【発明の効果】バッテリフォークリフト等の電動車両に
おいてアクセルの踏込みによるモータ駆動力を絞るイン
チングペダルを設けたので、走行制御の微操作性が向上
する。また、バッテリ車においてエンジン車と同等の操
作性が得られるようになったので、エンジン車からバッ
テリ車に乗り換えた際の違和感が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のバッテリフォークリフトの走行制
御システムの構成図である。

【図２】制御回路のブロック図、およびその動作を説明
する図である。

【図３】アクセルペダルの踏み角と走行モータに流す電
流との関係を示す図である。

【図４】インチングペダルの踏み角と走行モータの駆動
力（制御回路の出力）の関係を表す図である。

【図５】インチングペダルの機能を説明する図である。

【図６】制御回路の動作フローチャートである。

【図７】インチングペダルを使ったバッテリフォークリ
フトの運転手法の一例を説明する図である。

【図８】従来のバッテリフォークリフトの走行制御の一
例を説明する図である。

【符号の説明】

１ ディレクションスイッチ ２ アクセルペダル ３ ブレーキペダル ４ 走行モータ １１ インチングペダル １２〜１４ 踏み角センサ ２０ 走行コントローラ ２１ 制御回路 ２２ 電力変換回路 ３１ バッテリ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動車両の走行を制御するための指示を
   入力するインチングペダルを設け、そのインチングペダ
   ルの踏み角に応じて上記電動車両の走行モータに供給す
   る電力を制限する電動車両の制御方式。
2. 【請求項２】 上記電動車両のブレーキペダルが上記イ
   ンチングペダルに従属的に連動する構成であり、該イン
   チングペダルを踏み込むとその踏込みに連動して上記ブ
   レーキペダルも踏み込まれた状態になる請求項１に記載
   の電動車両の制御方式。
3. 【請求項３】 少なくともアクセルペダル、ブレーキペ
   ダル、およびインチングペダルからの指示に従って電動
   車両の走行を制御する方式であって、 上記３つのペダルの踏み角をそれぞれ検出する検出手段
   と、 上記アクセルペダルおよびブレーキペダルの踏み角に基
   づいて上記電動車両の走行モータに供給する電流を算出
   する算出手段と、 上記インチングペダルの踏み角に基づいて上記算出手段
   によって算出された電流値を補正する補正手段と、 を有する電動車両の制御方式。
4. 【請求項４】 前記補正手段は、インチングペダルの踏
   み角が大きい程、前記算出手段により算出された電流を
   低下させるように補正することを特徴とする請求項３に
   記載の電動車両の制御方式。