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1、(10)申请公布号 CN 104136269 A (43)申请公布日 2014.11.05 CN 104136269 A (21)申请号 201380001764.6 (22)申请日 2013.02.28 B60L 15/20(2006.01) B66F 9/24(2006.01) (71)申请人 株式会社小松制作所 地址 日本东京都 (72)发明人 菊山裕司 小野寺由孝 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人 齐秀凤 (54) 发明名称 工作车辆 (57) 摘要 工作车辆至少具备行驶用的电动机, 包括 : 第 一控制部 (101) , 生成用于对所述电动机进。
2、行控 制的速度指令值, 且对作为使所述电动机产生扭 矩的指令值的扭矩指令值与所述工作车辆的行驶 速度之间的关系提供所述工作车辆的实际行驶速 度来生成第一扭矩指令值 ; 和第二控制部 (102) , 基于第一控制部 (101) 所生成的所述速度指令值 和所述实际行驶速度来生成第二扭矩指令值, 在 所述工作车辆正前进时使用所述第一扭矩指令值 和所述第二扭矩指令值之中较小的值来控制所述 电动机, 在所述工作车辆正后退时使用所述第一 扭矩指令值和所述第二扭矩指令值之中较大的值 来控制所述电动机, 第一控制部 (101) 基于对所 述行驶速度进行调整的加速器的开度、 所述实际 行驶速度、 和所述工作车辆。
3、的实际的行进方向来 决定所述速度指令值。 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2013.12.19 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2013/055557 2013.02.28 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2014/132417 JA 2014.09.04 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 20 页 附图 23 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书20页 附图23页 (10)申请公布号 CN 104136269 A CN 104136269 A 1/2 页 2 1. 一种工作车辆, 是至少具备行驶用的。
4、电动机的工作车辆, 所述工作车辆包括 : 第一控制部, 生成用于对所述电动机进行控制的速度指令值, 且对作为使所述电动机 产生扭矩的指令值的扭矩指令值与所述工作车辆的行驶速度之间的关系提供所述工作车 辆的实际行驶速度来生成第一扭矩指令值 ; 和 第二控制部, 基于所述第一控制部所生成的所述速度指令值和所述实际行驶速度来生 成第二扭矩指令值, 在所述工作车辆正前进时使用所述第一扭矩指令值和所述第二扭矩指 令值之中较小的值来控制所述电动机, 在所述工作车辆正后退时使用所述第一扭矩指令值 和所述第二扭矩指令值之中较大的值来控制所述电动机, 所述第一控制部, 在所述工作车辆的实际的行进方向、 和对所述。
5、工作车辆的行进方向 进行规定的行进方向指令值有差异的情况下, 基于产生该差异时的所述实际行驶速度来决 定所述速度指令值。 2. 根据权利要求 1 所述的工作车辆, 其中, 所述第一控制部将所述速度指令值设为比产生所述差异时的所述实际行驶速度的绝 对值更大的值。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的工作车辆, 其中, 所述第一控制部不将所述速度指令值设为比产生所述差异时所生成的值更大。 4. 根据权利要求 1 至 3 中任意一项所述的工作车辆, 其中, 所述第一控制部, 在所述实际行驶速度从 0 起发生了变化的情况下, 将所述速度指令 值的绝对值设为比 0 更大的值。 5. 根据权利要求 1 。
6、至 4 中任意一项所述的工作车辆, 其中, 所述第一扭矩指令值与所述工作车辆的行驶速度之间的关系根据所述工作车辆的加 速器的开度而变化。 6. 根据权利要求 1 至 5 中任意一项所述的工作车辆, 其中, 随着所述实际行驶速度接近于 0, 所述第一控制部使所述速度指令值变小。 7. 根据权利要求 4 至 6 中任意一项所述的工作车辆, 其中, 所述电动机的转子具有永久磁铁。 8. 一种工作车辆, 是至少具备行驶用的电动机的工作车辆, 所述工作车辆包括 : 第一控制部, 生成用于对所述电动机进行控制的速度指令值, 且对作为使所述电动机 产生扭矩的指令值的扭矩指令值与所述工作车辆的行驶速度之间的关。
7、系提供所述工作车 辆的实际行驶速度来生成第一扭矩指令值 ; 和 第二控制部, 基于所述第一控制部所生成的所述速度指令值和所述实际行驶速度来生 成第二扭矩指令值, 在所述工作车辆正前进时使用所述第一扭矩指令值和所述第二扭矩指 令值之中较小的值来控制所述电动机, 在所述工作车辆正后退时使用所述第一扭矩指令值 和所述第二扭矩指令值之中较大的值来控制所述电动机, 所述第一控制部, 基于所述工作车辆的实际的行进方向、 和对所述工作车辆的行进方 向进行规定的行进方向指令值来决定所述速度指令值, 且在所述实际的行进方向和对所述 工作车辆的行进方向进行规定的行进方向指令有差异的情况下基于产生该差异时的速度 权。
8、 利 要 求 书 CN 104136269 A 2 2/2 页 3 来决定所述速度指令值, 并且在所述实际行驶速度从 0 起发生了变化的情况下, 将所述速 度指令值的绝对值设为比 0 更大的值。 权 利 要 求 书 CN 104136269 A 3 1/20 页 4 工作车辆 技术领域 0001 本发明涉及通过电动机来行驶的工作车辆。 背景技术 0002 在现有技术中存在一种搭载了行驶用的电动机并从蓄电池向该电动机供给电力 而使之行驶的工作车辆。作为这样的工作车辆, 例如在专利文献 1 中记载了与蓄电池式车 辆的行驶控制装置相关的技术。 0003 在先技术文献 0004 专利文献 0005 专。
9、利文献 1 : 日本特开平 8 9508 号公报 发明内容 0006 发明要解决的课题 0007 例如, 在工作车辆为叉车的情况下, 在装卸货物工作时有时会进行被称作转向路 线 (switchback) 的动作。 转向路线是指, 工作车辆的实际的行进方向、 和用于对行进方向进 行规定的指令不同的动作。又例如, 在工作车辆处于下坡的情况下, 由于坡度陡峭等理由, 导致工作车辆前进而下坡, 不论工作车辆是否想要后退 (反之, 也相同) 。在该情况下, 有时 要插入对工作车辆滑下坡道进行抑制的控制。为此, 需要兼顾这些的转向路线的动作和抑 制滑下的控制。 0008 在处于下坡的工作车辆要行进的方向和。
10、实际的行进方向有差异的状态下, 因为工 作车辆的实际的行进方向、 和用于对行进方向进行规定的指令有差异, 所以会发生与转向 路线动作同样的状况。在对工作车辆滑下坡道进行抑制的控制中产生了转向路线动作的 情况下、 或者反之的情况下, 因为需要转换两个种类的控制、 或者过渡到另一种控制, 所以 需要使控制的转换或过渡的条件变得复杂、 或者对在控制的转换时有可能产生的工作车辆 的紧急加减速等进行抑制。在专利文献 1 所记载的技术中, 当从加速器关断再生 (后退) 向 前进的转向路线再生进行转换时, 由于将当前扭矩量设为 0, 因此有可能产生急剧的扭矩变 动。其结果, 在专利文献 1 所记载的技术中,。
11、 工作车辆有可能产生紧急的加减速等。 0009 本发明的目的在于, 在通过电动机来行驶的工作车辆中, 当同时产生了转向路线 动作和坡道中的滑下抑制的情况下, 可抑制工作车辆所产生的紧急加减速等。 0010 用于解决课题的手段 0011 本发明提供一种工作车辆, 是至少具备行驶用的电动机的工作车辆, 所述工作车 辆包括 : 第一控制部, 生成用于对所述电动机进行控制的速度指令值, 且对作为使所述电动 机产生扭矩的指令值的扭矩指令值与所述工作车辆的行驶速度之间的关系提供所述工作 车辆的实际行驶速度来生成第一扭矩指令值 ; 和第二控制部, 基于所述第一控制部所生成 的所述速度指令值和所述实际行驶速度。
12、来生成第二扭矩指令值, 在所述工作车辆正前进时 使用所述第一扭矩指令值和所述第二扭矩指令值之中较小的值来控制所述电动机, 在所述 说 明 书 CN 104136269 A 4 2/20 页 5 工作车辆正后退时使用所述第一扭矩指令值和所述第二扭矩指令值之中较大的值来控制 所述电动机, 所述第一控制部在所述工作车辆的实际的行进方向、 和对所述工作车辆的行 进方向进行规定的行进方向指令值有差异的情况下, 基于产生该差异时的所述实际行驶速 度来决定所述速度指令值。 0012 优选, 所述第一控制部将所述速度指令值设为比产生所述差异时的所述实际行驶 速度的绝对值更大的值。 0013 优选, 所述第一控。
13、制部不将所述速度指令值设为比产生所述差异时所生成的值更 大。 0014 优选, 所述第一控制部在所述实际行驶速度从 0 起发生了变化的情况下, 将所述 速度指令值的绝对值设为比 0 更大的值。 0015 优选, 所述第一扭矩指令值与所述工作车辆的行驶速度之间的关系根据所述工作 车辆的加速器的开度而变化。 0016 优选, 所述第一控制部随着所述实际行驶速度接近于 0 使所述速度指令值变小。 0017 优选, 所述电动机的转子具有永久磁铁。 0018 本发明提供一种工作车辆, 是至少具备行驶用的电动机的工作车辆, 所述工作车 辆包括 : 第一控制部, 生成用于对所述电动机进行控制的速度指令值, 。
14、且对作为使所述电动 机产生扭矩的指令值的扭矩指令值与所述工作车辆的行驶速度之间的关系提供所述工作 车辆的实际行驶速度来生成第一扭矩指令值 ; 和第二控制部, 在基于述第一控制部所生成 的所述速度指令值的、 所述扭矩指令值与所述行驶速度之间的第二关系中给出所述实际行 驶速度而生成第二扭矩指令值, 在所述工作车辆正前进时使用所述第一扭矩指令值和所述 第二扭矩指令值之中较小的值来控制所述电动机, 在所述工作车辆正后退时使用所述第一 扭矩指令值和所述第二扭矩指令值之中较大的值来控制所述电动机, 所述第一控制部基于 所述工作车辆的实际的行进方向、 和对所述工作车辆的行进方向进行规定的行进方向指令 值来决。
15、定所述速度指令值, 且在所述实际的行进方向和对所述工作车辆的行进方向进行规 定的行进方向指令有差异的情况下基于产生该差异时的速度来决定所述速度指令值, 进而 在所述实际行驶速度从0起发生了变化的情况下将所述速度指令值的绝对值设为比0更大 的值。 0019 本发明在通过电动机来行驶的工作车辆中, 当同时产生了转向路线动作和坡道中 的滑下抑制的情况下, 能够抑制工作车辆所产生的紧急加减速等。 附图说明 0020 图 1 是示出从左侧观察到本实施方式所涉及的工作车辆的状态的侧视图。 0021 图 2 是示出从左后方斜上侧观察到本实施方式所涉及的工作车辆的状态的立体 图。 0022 图 3 是表示本实。
16、施方式所涉及的蓄电池式叉车所具备的行驶用电动机的控制系 统的示意图。 0023 图 4 是表示第一控制部以及第二控制部的示意图。 0024 图 5 是表示第一控制部以及第二控制部用在行驶用电动机的控制中的控制图的 一例的概念图。 说 明 书 CN 104136269 A 5 3/20 页 6 0025 图 6 是表示第一控制部以及第二控制部对行驶用电动机进行控制时的顺序的一 例的流程图。 0026 图 7 是表示本实施方式所涉及的行驶用电动机的控制例的流程图。 0027 图 8 是表示坡道控制以及转向路线控制中的速度限位指令与实际行驶速度之间 的关系的图。 0028 图 9 是表示蓄电池式叉车。
17、处于上坡的状态的图。 0029 图 10 是用于说明坡道控制中的第三扭矩指令值以及蓄电池式叉车的动作的图。 0030 图 11 是表示蓄电池式叉车处于上坡且加速器被踩踏的状态的图。 0031 图12是用于说明图11所示的状态下的第三扭矩指令值以及蓄电池式叉车的动作 的图。 0032 图 13 是表示蓄电池式叉车处于下坡的状态的图。 0033 图 14 是用于说明坡道控制中的第三扭矩指令值以及蓄电池式叉车的动作的图。 0034 图 15 是表示转向路线动作的一例的图。 0035 图 16 是表示蓄电池式叉车为动力运行且正前进的状态的图。 0036 图 17 是用于说明蓄电池式叉车为动力运行且正前。
18、进的状态的扭矩指令值的图。 0037 图 18 是表示蓄电池式叉车成为转向路线动作的图。 0038 图 19 是用于说明蓄电池式叉车成为转向路线动作时的扭矩指令值的图。 0039 图 20 是表示转向路线动作中的蓄电池式叉车的图。 0040 图 21 是用于说明转向路线动作中的扭矩指令值的图。 0041 图 22 是表示通过减速而使行进方向反转后的蓄电池式叉车的图。 0042 图 23 是用于说明通过减速而使行进方向反转后的情况下的扭矩指令值的图。 0043 图 24 是表示在进入转向路线控制之后行驶在下坡的蓄电池式叉车的图。 0044 图 25 是用于说明在进入转向路线控制之后行驶在下坡的情。
19、况下的扭矩指令值的 图。 0045 图 26 是表示在蓄电池式叉车处于下坡时打开加速器进行后退的状态的图。 0046 图 27 是用于说明在蓄电池式叉车处于下坡时打开加速器进行后退的状态下的扭 矩指令值的图。 0047 图 28 是表示在蓄电池式叉车处于下坡时执行转向路线控制的状态的图。 0048 图 29 是用于说明蓄电池式叉车处于下坡时的转向路线控制中的扭矩指令值的 图。 0049 图 30 是第一控制部所具备的速度指令值生成部的控制框图。 0050 图 31 是用于说明变速量决定部所决定的速度限位指令的变速量的图。 0051 图 32 是表示基于变速量而使速度限位指令发生变化的情况下的一。
20、例的图。 0052 图 33 是用于说明第一控制部的速度指令值生成部对第二控制部的控制状态进行 判定的方法的一例的图。 0053 图 34 是用于说明第一控制部的速度指令值生成部对第二控制部的控制状态进行 判定的方法的一例的图。 0054 图 35 是用于说明第一控制部的速度指令值生成部对第二控制部的控制状态进行 判定的方法的一例的图。 说 明 书 CN 104136269 A 6 4/20 页 7 0055 图 36 是表示第二控制部按照第一扭矩指令值来控制行驶用电动机时的速度限位 指令的变更例的图。 0056 图 37 是表示在蓄电池式叉车处于下坡时打开了加速器踏板的状态的图。 0057 。
21、图 38 是用于说明在蓄电池式叉车处于下坡时打开了加速器踏板的情况下的扭矩 指令值的图。 具体实施方式 0058 关于用于实施本发明的方式 (实施方式) , 参照附图来详细地进行说明。 0059 图 1 是示出从左侧观察到本实施方式所涉及的工作车辆的状态的侧视图。图 2 是 示出从左后方斜上侧观察到本实施方式所涉及的工作车辆的状态的立体图。 在本实施方式 中, 作为通过电动机来行驶的工作车辆而以蓄电池式叉车 1 为例进行说明, 但是工作车辆 并不限定于此。 例如, 工作车辆也可以是用来自蓄电池的电力、 或从由发动机等驱动的发电 机所获得的电力而被驱动的车轮加载器、 液压式挖掘机等。 0060 。
22、以下, 蓄电池式叉车 1 的设有叉子 13 的一侧为前方 F, 设有配重 20 的一侧为后方 B。在工作车辆不是蓄电池式叉车的情况下, 从操作人员座椅 34 朝向作为操作装置的方向 盘 36 的一侧为前方 F, 从方向盘 36 朝向操作人员座椅 34 的一侧为后方 B。作为操作装置, 除了用在工作车辆的转向中的方向盘 36 之外, 在液压式挖掘机或车轮加载器等的情况下 还包含用于操作工作装置的控制杆。 0061 在本实施方式中, 假设将左右称作相对于前方 F 的左右。左右方向为作为工作车 辆主体的车体 10 的幅宽方向。上方 U 为和与前轮 11 以及后轮 12 之中至少三个接触的平 面 (接。
23、地平面) 正交、 且从接地平面朝向前轮 11 以及后轮 12 的旋转中心轴的一侧。下方 D 为从前轮 11 以及后轮 12 的旋转中心轴朝向接地平面的一侧。将朝向车体 10 的前后方向、 且通过车体10的幅宽方向中心的轴称作前后轴, 将与前后轴正交、 且朝向车体10的左右方 向的轴称作左右轴。将朝向车体 10 的上下方向的轴称作上下轴。上下轴与前后轴和左右 轴双方正交。以下, 假设俯视是指从上方 U 观察到的状态。 0062 蓄电池式叉车 1 的整体构成 0063 蓄电池式叉车 1, 在车体 10 的前方的角部, 分别具备前轮 11, 在车体 10 的后方的 角部分别具备后轮12。 蓄电池式叉。
24、车1通过设在前轮11的后方的行驶用的电动机 (行驶用 电动机) 50 而使前轮 11 驱动, 由此进行行驶。更为具体而言, 行驶用电动机 50 的输出通过 具有减速功能的动力传动装置 51 而被传动至两方的前轮 11、 11, 并驱动这两个前轮。 0064 在本实施方式中, 对于行驶用电动机 50, 例如能够使用 PM (Permanent Magnet : 永 久磁铁) 型、 即转子具有永久磁铁的形式的电动机。在 PM 型的电动机作为行驶用电动机 50 使用的情况下, 既可以为 SPM(Surface Permanent Magnet : 表面永久磁铁) 型, 也可以为 IPM(Interi。
25、or Permanent Magnet : 内嵌永久磁铁) 型。 0065 在车体 10 的前方 F, 设有用于进行货物的卸载或移动的叉子 13。叉子 13 被沿着 上下方向设置的桅杆 14 支承。叉子 13 通过在与桅杆 14 之间设置的桅杆油缸 15 的驱动而 沿着桅杆 14 升降。虽然在图中未明示, 但是桅杆 14 在其下端部围绕着左右轴可旋转地被 安装在车体 10。进而, 桅杆 14 在与车体 10 之间具备未图示的倾斜油缸。桅杆 14 通过倾斜 油缸的驱动, 相对于车体 10 可以获取前倾姿势或后倾姿势。 说 明 书 CN 104136269 A 7 5/20 页 8 0066 在车。
26、体 10 的后端部设有配重 20。这样, 蓄电池式叉车 1 为均衡型的叉车, 但是并 不限定于此。配重 20 是在叉子 13 支承了货物的情况下用于获取平衡的重量。配重 20 例 如使用金属, 但是并不限定于此。配重 20 在车体 10 中配设在从成为后轮 12 的上方的部位 至后端的部位。 0067 如图 2 所示, 配重 20 形成为于上面具有在前后方向开放的凹部。具体而言, 通过 在上面成为平坦的重量主体 21 的两侧, 朝向上方突出设置一对柱状部件 22, 从而形成了在 上面具有凹部的配重 20。柱状部件 22 是在重量主体 21 的两侧从相互对置的部位朝向上 方 U 以及车体 10 。
27、的前方 F 突出、 并具有沿着车体 10 的前后方向相互成平行的导向面的凸 状部分, 且与重量主体 21 一体式成形。另外, 配重 20 的后面由树脂制的重量套 23 所覆盖。 0068 如图 1 所示, 在车体 10 的中央部搭载有成为电源的蓄电池 30。蓄电池 30 为在上 面开口的呈长方体状的蓄电池盒 31 的内部收容多个蓄电池单体、 且蓄电池单体被开放的 开放式的蓄电池。蓄电池 30 并不限定于这样的开放式的蓄电池。蓄电池盒 31 的沿着车体 10的幅宽方向的尺寸设得比一对柱状部件22的彼此间距离略小。 通过这样的构造, 蓄电池 盒 31 可以通过一对柱状部件 22 的彼此间。如图 1。
28、 所示, 蓄电池 30 在车体 10 中被搭载在 蓄电池载置面 24, 该蓄电池载置面 24 被设定在重量主体 21 的前面 21F 的前方 F、 且重量主 体 21 的上面 21a 的下方 D。在搭载有蓄电池 30 的情况下, 蓄电池载置面 24 的位置被设定 成 : 蓄电池 30 的后端上方部介于彼此的柱状部件 22 之间、 且与配重 20 压在一起的状态。 0069 在搭载于蓄电池载置面 24 的蓄电池 30 的上方 U 配设有蓄电池罩 33, 进而在蓄电 池罩 33 的上面配设有操作人员座椅 34。因为蓄电池罩 33 具有为了覆盖蓄电池盒 31 的上 面所需的足够的大小, 所以其前端缘。
29、部借助沿着车体10的左右方向的支承轴33a而被车体 10 的支承托架 35 支承。支承蓄电池罩 33 的支承托架 35 从位于蓄电池载置面 24 的前端的 部位起朝向上方 U 立起设置。蓄电池罩 33 通过围绕着支承轴 33a 的轴心旋转, 从而可以移 动到覆盖蓄电池 30 的上方 U 的水平位置、 和将后端缘朝向上方 U 弹起而使蓄电池 30 的上 方 U 开放了的前倾位置。 0070 在更换蓄电池 30 的情况下, 使蓄电池罩 33 移动而成为蓄电池 30 的上方 U 已开放 的前倾位置的状态。在该状态下, 蓄电池 30 朝向车体 10 的上方 U 被提起、 且朝向后方 B 被 拉出并取出。
30、。被充电后的蓄电池 30 在被提起的状态下从车体 10 的后方 B 移动到蓄电池载 置面 24 的上方 U 而被搭载在蓄电池载置面 24。 0071 如图 1 所示, 在车体 10 的上方 U 设有顶板 40。如图 2 所示, 顶板 40 在具有覆盖 操作人员座椅 34 的上方 U 的大小的大致矩形状的框体 41 配置了多个横档 42, 沿着车体 10 的幅宽方向的尺寸小于车体 10。该顶板 40 借助一对前支柱 43 以及一对后支柱 44 而被安 装在车体 10。 0072 如图 1 所示, 前支柱 43 从顶板 40 的前端角部朝向下方 D 延伸成在前方 F 上发生 倾斜, 各自的下端部被。
31、固定在车体 10 的前端部。前支柱 43 的彼此间隔在整个长度方向上 大致相同。后支柱 44 具有 : 扩展部 44a, 其从顶板 40 的后端角部朝向下方 D 彼此逐渐远离 地朝向侧方直线状突出 ; 和支柱主体部 44b, 其从扩展部 44a 的下端部大致朝向下方延伸, 各自的下端部被固定在车体 10 的后端部。 0073 在后支柱 44 被配设成彼此平行的支柱主体部 44b 的彼此间隔与柱状部件 22 的彼 此间隔大致相同, 可以通过蓄电池盒 31 以及蓄电池罩 33。支柱主体部 44b 和扩展部 44a 相 说 明 书 CN 104136269 A 8 6/20 页 9 交的位置被设置在。
32、尽量高的位置, 以便在使处于水平位置的蓄电池罩 33 移动到前倾位置 的情况下不干涉到后支柱 44, 且在将蓄电池 30 配置到蓄电池载置位置的情况下也不干涉 到蓄电池盒 31。 0074 蓄电池式叉车 1 具备加速器踏板 37、 制动器踏板 38、 和行进方向转换手柄 39。加 速器踏板 37 是对行驶用电动机 50 的输出以及旋转方向进行控制的操作用的部件。制动器 踏板 38 是用于使蓄电池式叉车 1 停止的操作用的部件。行进方向转换手柄 39 是用于将蓄 电池式叉车 1 的行进方向转换成前方 F 或后方 B 当中的至少一方的操作用的部件。 0075 如图 2 所示, 蓄电池式叉车 1 在。
33、方向盘 36 的前方 F 具备操作面板 52。操作面板 52 具有用于对蓄电池式叉车 1 进行各种设定的输入部、 和对与蓄电池式叉车 1 的状态等相 关的信息进行显示的显示部。蓄电池式叉车 1 的操作人员借助操作面板 52 而对蓄电池式 叉车 1 进行各种设定。作为操作面板 52 的显示部中显示的与蓄电池式叉车 1 的状态等相 关的信息, 例如为蓄电池 30 的状态、 或向桅杆油缸 15 等供给的液压油的液压等, 液压油从 由后述的装卸货物用电动机 55 所驱动的液压泵来供给。 0076 行驶用电动机的控制系统 0077 图 3 是表示本实施方式所涉及的蓄电池式叉车所具备的行驶用电动机的控制系。
34、 统的示意图。行驶用电动机 50 的控制系统 2 具有第一控制部 101 和配备在逆变器 54 的第 二控制部 102。第一控制部 101 和第二控制部 102 例如可以组合到同一控制装置中。逆变 器 54 和第二控制部 102 也可以分体。第一控制部 101、 第二控制部 102 以及逆变器 54 经由 DC DC 转换器 53 而从蓄电池 30 供给电力。DC DC 转换器 53 将蓄电池 30 的电压变换 成第一控制部 101、 第二控制部 102 和逆变器 54 各自所需的电压后分别施加给这些部件。 0078 第一控制部 101 以及第二控制部 102 是具备 CPU(Central 。
35、Processing Unit : 中 央处理单元) 以及存储器的计算机。逆变器 54 基于来自第二控制部 102 的指令, 将驱动电 流供给到行驶用电动机50以及对液压泵56进行驱动的装卸货物用电动机55。 第一控制部 101 和第二控制部 102 经由通信线 110 相连接。通信线 110 也可以为车内通信线路。 0079 第一控制部 101 和第二控制部 102 经由通信线 110 而相互之间收发信号或信息。 第一控制部 101 例如对第二控制部 102 发送作为使行驶用电动机 50 产生扭矩的指令值的 第一扭矩指令值 Tcf 以及作为速度指令值的速度限位指令 Vlim 等。第二控制部 。
36、102 例如 对第一控制部 101 发送从行驶用电动机 50 获取到的行驶用电动机 50 的转速 (每单位时间 的转数, 以下也称作电动机转数) N。 0080 第一控制部 101 连接着加速器开度传感器 37C、 行进方向转换手柄 39 以及操作面 板52。 加速器开度传感器37C对加速器踏板37的开度进行检测, 将所检测到的开度变换成 电信号进行输出。行进方向转换手柄 39 例如输出与前进、 中立、 后退的位置相应的指令值。 操作面板 52 例如在对蓄电池式叉车 1 的设定进行变更之际, 输出变更后的新的设定值。 0081 第一控制部 101 以及第二控制部 102 0082 图 4 是表。
37、示第一控制部以及第二控制部的示意图。第一控制部 101 具有第一扭矩 指令值生成部 103 和速度指令值生成部 104。第二控制部 102 具有第二扭矩指令值生成部 105 和扭矩指令值生成部 106。第二扭矩指令值生成部 105 具有减法部 107 和乘法部 108。 0083 在本实施方式中, 第一控制部 101 的第一扭矩指令值生成部 103 输入加速器开度 ACo、 行进方向指令值 DR、 设定值 UST、 和电动机转数 N。第一扭矩指令值生成部 103 基于这 说 明 书 CN 104136269 A 9 7/20 页 10 些输入来生成第一扭矩指令值 Tcf。速度指令值生成部 10。
38、4 输入加速器开度 ACo、 设定值 UST、 电动机转数 N、 和第一扭矩指令值 Tcf。速度指令值生成部 104 基于这些输入来生成作 为速度指令值的速度限位指令 Vlim。 0084 加速器开度 Aco 是图 3 所示的加速器开度传感器 37C 所输出的信号, 成为与加速 器踏板 37 的开度对应的值。行进方向指令值 DR 是行进方向转换手柄 39 所输出的信号, 是 对蓄电池式叉车 1 的行进方向进行规定的信号。设定值 UST 是操作面板 52 所输出的信号, 对应于蓄电池式叉车 1 的各种设定值。电动机转数 N 是安装在行驶用电动机 50 的转速检 测用传感器 50R 所输出的信号,。
39、 成为与行驶用电动机 50 的转速对应的值。转速检测用传感 器 50R 例如使用分解器等。电动机转数 N 能变换成蓄电池式叉车 1 行驶的实际的速度 (实 际行驶速度) Vr。即, 使用图 1 所示的动力传动装置 51 的减速比、 和前轮 11 的半径 (更具体 为从前轮 11 的旋转中心到接地面的半径) , 将电动机转数 N 变换成行驶速度。 0085 第二控制部 102 的第二扭矩指令值生成部 105 所具有的减法部 107 被输入速度指 令值生成部 104 所生成的速度限位指令 Vlim、 和转速检测用传感器 50R 检测并输出的电动 机转数 N。减法部 107 运算速度限位指令 Vli。
40、m 与电动机转数 N 之间的差分 V 并输出。此 时, 第二控制部 102 将电动机转数 N 变换成实际行驶速度 Vr 并输入至减法部 107。乘法部 108 将系数 与差分 V 相乘, 并将其结果即 V 作为第二扭矩指令值 Tcs 而输出至 扭矩指令值生成部 106。 0086 扭矩指令值生成部 106 输入 : 第一扭矩指令值生成部 103 所生成的第一扭矩指令 值 Tcf、 和第二扭矩指令值生成部 105 所生成的第二扭矩指令值 Tcs。扭矩指令值生成部 106 将所输入的第一扭矩指令值 Tcf 或第二扭矩指令值 Tcs 当中的任意一方作为使行驶用 电动机 50 产生扭矩的指令值 (实际。
41、扭矩指令值) 而输出至逆变器 54。将扭矩指令值生成部 106 所输出的扭矩指令值适当地称作第三扭矩指令值 Tci。 0087 第二控制部 102 的扭矩指令值生成部 106 所生成的第三扭矩指令值 Tci 被输入至 逆变器 54。逆变器 54 将行驶用电动机 50 为了产生与第三扭矩指令值 Tci 对应的扭矩所需 的电流作为驱动电流 Im 而供给到行驶用电动机 50 以驱动该电动机。 0088 第一控制部 101 以及第二控制部 102 所执行的行驶用电动机 50 的控制 0089 图 5 是表示第一控制部以及第二控制部用在行驶用电动机的控制中的控制图的 一例的概念图。图 6 是表示第一控制。
42、部以及第二控制部对行驶用电动机进行控制时的顺序 的一例的流程图。在本实施方式中, 第一控制部 101 按照控制图 MP 来生成第一扭矩指令值 Tcf(步骤 S11) 。第二控制部 102 基于速度限位指令 Vlim 和实际行驶速度 Vr 来生成第二 扭矩指令值 Tcs(步骤 S12) , 且将第一扭矩指令值 Tcf 或第二扭矩指令值 Tcs 当中的任意 一方作为第三扭矩指令值 Tci 而输出至逆变器 54。控制图 MP 被描述成将扭矩指令值 Tc 设 为纵轴、 且将行驶速度 V 设为横轴的正交坐标系。如前所述, 第一扭矩指令值 Tcf 由第一控 制部 101 生成, 第二扭矩指令值 Tcs 由。
43、第二控制部 102 生成。图 5 所示的控制图 MP 例如被 存储在第一控制部 101 的存储部中。 0090 在控制图 MP 的第一象限 S1 中, 描述了蓄电池式叉车 1 为前进且进行动力运行时 的行驶速度 V 与扭矩指令值 Tc 之间的关系。在第二象限 S2 中, 描述了蓄电池式叉车 1 为 后退且进行再生时的行驶速度 V 与扭矩指令值 Tc 之间的关系。在第三象限 S3 中, 描述了 蓄电池式叉车 1 为后退且进行动力运行时的行驶速度 V 与扭矩指令值 Tc 之间的关系。在 说 明 书 CN 104136269 A 10 8/20 页 11 第四象限S4中, 描述了蓄电池式叉车1为前进。
44、且进行再生时的行驶速度V与扭矩指令值Tc 之间的关系。 0091 图4所示的第一控制部101的第一扭矩指令值生成部103, 对作为使行驶用电动机 50产生扭矩的指令值的扭矩指令值Tc与蓄电池式叉车1的行驶速度V之间的关系 (以下适 当称作扭矩指令曲线) Ct 提供蓄电池式叉车 1 的实际的行驶速度 (以下适当称作实际行驶 速度) Vr 来生成第一扭矩指令值 Tcf(步骤 S11) 。扭矩指令曲线 Ct 是蓄电池式叉车 1 的 行驶速度 V 与扭矩指令值 Tc 之间的关系, 相对于行驶速度 V 而唯一地决定扭矩指令值 Tc。 在本实施方式中, 扭矩指令曲线 Ct 例如作为行驶用电动机 50 的牵。
45、引力曲线或制动力曲线 来设定。扭矩指令曲线 Ct 对应于加速器开度 ACo 的大小而设定有多个。例如, 在控制图 MP 的第一象限 S1 以及第三象限 S3、 即动力运行时, 多个扭矩指令曲线 Ct 被设定成 : 相对于同 一行驶速度 V 而言扭矩指令值 Tc 的绝对值更大的一方的加速器开度 ACo 大。在第一象限 S1 中, 扭矩指令曲线 Ct2 的加速器开度 ACo 大于扭矩指令曲线 Ct1 的加速器开度 ACo。第 一扭矩指令值 Tcf 是第一扭矩指令值生成部 103 对与加速器开度 Aco 相应的扭矩指令曲线 Ct(例如扭矩指令曲线 Ct1) 提供实际行驶速度 Vr 时的、 控制图 M。
46、P 的纵轴的值 (扭矩指令 值 Tc) 。这样, 扭矩指令曲线 Ct 根据加速器开度 ACo 而变化。 0092 图 4 所示的第一控制部 101 的速度指令值生成部 104 生成速度限位指令 Vlim。速 度限位指令 Vlim 用于控制行驶用电动机 50。速度限位指令 Vlim 根据蓄电池式叉车 1 的行 驶状态而变化。速度限位指令 Vlim 的详细内容将在后面叙述。 0093 在本实施方式中, 第二控制部 102 的第二扭矩指令值生成部 105 基于速度限位指 令 Vlim 和实际行驶速度 Vr 来生成第二扭矩指令值 Tcs(步骤 S12) 。具体而言, 如前所述, 第二扭矩指令值生成部 。
47、105 在速度限位指令 Vlim 与实际行驶速度 Vr 之间的差分 V 上乘 以系数 , 生成 V 作为第二扭矩指令值 Tcs。如图 5 所示, 系数 是通过速度限位 指令 Vlim 的直线 (速度限位线) Lv 的倾斜度。第二扭矩指令值生成部 105 也可具有多个系 数 , 并根据蓄电池式叉车 1 的行驶条件或设定等来变更系数 。在系数 为恒定的情 况下, 当实际行驶速度 Vr 以及速度限位指令 Vlim 变化时, 第二扭矩指令值 Tcs 沿着速度限 位线 Lv 变化。为了便于说明, 虽然在图 5 的控制图 MP 中也描述了速度限位指令 Vlim 以及 速度限位线 Lv, 但由于它们涉及第二。
48、扭矩指令值 Tcs 的生成, 所以实际上并未描述在控制 图 MP 中。 0094 图 4 所示的第二控制部 102 的扭矩指令值生成部 106 按照蓄电池式叉车 1 的行驶 状态来选择第一扭矩指令值 Tcf 和第二扭矩指令值 Tcs 当中的一方, 作为第三扭矩指令值 Tci 进行输出。在本实施方式中, 在蓄电池式叉车 1 正前进时 (步骤 S13 : 是) , 扭矩指令值生 成部 106 将第一扭矩指令值 Tcf 和第二扭矩指令值 Tcs 之中较小的值用作第三扭矩指令值 Tci 来控制行驶用电动机 50(步骤 S14) 。在蓄电池式叉车 1 正后退时 (步骤 S13 : 否) , 扭矩 指令值。
49、生成部 106 将第一扭矩指令值 Tcf 和第二扭矩指令值 Tcs 之中较大的值用作第三扭 矩指令值 Tci 来控制行驶用电动机 50(步骤 S15) 。 0095 控制图 MP 的通过扭矩指令值 Tcu 或 Tcu 且与横轴平行的虚线的直线是由蓄电 池式叉车 1 的操作人员所设定的、 转向路线再生力 (制动力) USTt。若转向路线再生力 (制动 力) USTt 被设定, 则第一扭矩指令值 Tcf 中, 转向路线再生力 (制动力) USTt 成为上限。例 如, 第一扭矩指令值 Tcf 与扭矩指令曲线 Ct 无关地将转向路线再生力 (制动力) USTt 设为 说 明 书 CN 104136269 A 11 9/20 页 12 上限。因而, 若基于转向路线再生力 (制动力) USTt 来生成第三扭矩指令值 Tci, 则行驶用电 动机 50 不输。