减速控制装置、工业车辆、减速控制方法及存储介质与流程

1.本发明涉及一种工业车辆用的减速控制装置、包括此装置的工业车辆、减速控制方法及存储介质。


背景技术：

2.作为工业车辆的行驶控制装置，例如已知有专利文献1所记载的行驶控制装置。此行驶控制装置是包括加速器杆的电动叉车的行驶控制装置，根据加速器杆的操作量(倾斜角)算出目标行驶速度，使叉车以算出的目标行驶速度行驶。因此，此行驶装置通过进行比例积分(proportional integral，pi)控制以使算出的目标行驶速度与当前的行驶速度的偏差为零来算出转矩指令值，并将此转矩指令值输出至马达。此叉车通过在平坦路上进行加速限制，或在上坡路进行转矩提升，而不受行驶阻力、上坡等影响地将加速度保持为恒定。
3.另外，在现有的行驶装置中，如图6a所示，基于对应的规定的减速度，每隔规定周期(例如每隔2msec)算出目标速度，通过进行pi控制这样的转矩控制来减速以达到所述目标速度。例如，在现有的蓄电池式叉车100的情况下，当在平坦路上进行基于加速器关断(off)的减速操作时，算出负的转矩指令值以成为与规定的减速度相应的目标速度，由此将马达从动力运转动作切换为再生动作，如图6b及图7a所示，利用再生制动器进行减速。另外，即使进行踩踏制动器踏板、转向(向与行进方向相反的方向切换的操作)这样的减速操作，也同样地基于与各减速操作相应的规定的减速度，每隔规定周期算出目标速度，通过进行转矩控制来减速以达到所述目标速度。此外，在再生制动器所产生的制动力比指示的制动力差的情况下，例如，如专利文献2所记载的那样，除了再生制动器以外，还进行利用摩擦式制动器的制动。
4.但是，如图7b所示，在上坡中的减速的情况下，根据上坡路的坡度，如图6c所示，基于重力的减速度有时会超过规定的减速度。在此种情况下，叉车算出转矩指令值以成为规定的减速度，结果如图6b所示，与其他的行驶路不同，即使通过加速器off也不会将马达切换为再生动作，而是如图7b所示一边进行动力运转一边减速。于是，尽管进行了减速操作但操作员仍感觉到攀登坡道，具有对操作的不适感。特别是货物装卸车与通常的乘用车不同，有时由于所搬运的货物的重量而使所述动力运转转矩变大，操作员具有更大的不适感。就安全性或操作性的观点而言，优选为对操作的不适感较小。
5.[现有技术文献]
[0006]
[专利文献]
[0007]
[专利文献1]日本专利特开2012-90463号公报
[0008]
[专利文献2]日本专利特开2019-13116号公报


技术实现要素：

[0009]
[发明所要解决的问题]
[0010]
因此，本发明要解决的问题在于提供一种可减轻因上坡中的减速操作而使操作员感到的不适感的减速控制装置、包括此装置的工业车辆、减速控制方法及减速控制程序。
[0011]
[解决问题的技术手段]
[0012]
为了解决所述问题，本发明的减速控制装置是一种工业车辆用的减速控制装置，
[0013]
所述工业车辆包括马达、减速操作部、以及速度检测部，所述马达对驱动轮进行驱动并且基于输入的转矩指令值来切换动力运转动作及再生动作，所述减速操作部包括加速器，所述速度检测部检测行驶速度，所述减速控制装置的特征在于，包括：
[0014]
存储部，存储与所述减速操作部的操作量(以下简称为“减速操作量”)对应的规定的减速度(以下简称为“规定的减速度”)以及规定的转矩阈值；
[0015]
速度算出部，当进行减速操作时，基于所述规定的减速度，来算出目标速度；
[0016]
转矩算出部，算出转矩指令值，以消除检测出的行驶速度与算出的目标速度的偏差；
[0017]
差分算出部，在算出的转矩指令值超过转矩阈值的情况下，算出转矩指令值与转矩阈值的差分；以及
[0018]
减速度修正部，基于算出的差分来修正规定的减速度，以使算出的转矩指令值成为转矩阈值以下，
[0019]
速度算出部基于修正后的减速度来修正目标速度，
[0020]
转矩算出部，算出转矩指令值，以消除检测出的行驶速度与修正后的目标速度的偏差，
[0021]
马达基于修正后的转矩指令值来运行，由此使上坡中的工业车辆以基于重力的减速度以上的减速度进行减速。
[0022]
所述减速控制装置优选为：
[0023]
减速操作部还包括方向杆，
[0024]
规定的减速度包括与转向操作对应的规定的减速度。
[0025]
所述减速控制装置优选为如下的减速控制装置，其特征在于，
[0026]
规定的转矩阈值还包括与转向操作对应的规定的转矩阈值。
[0027]
所述减速控制装置优选为：
[0028]
减速操作部还包括制动器踏板，
[0029]
规定的减速度包括与制动器踏板的踩踏量对应的规定的减速度。
[0030]
所述减速控制装置优选为：
[0031]
规定的转矩阈值还包括与制动器踏板的踩踏量对应的规定的转矩阈值。
[0032]
关于所述减速控制装置，例如，
[0033]
工业车辆是货物装卸车。
[0034]
为了解决所述问题，本发明的工业车辆的特征在于，
[0035]
包括所述减速控制装置。
[0036]
为了解决所述问题，本发明的减速控制方法是工业车辆用的减速控制方法，
[0037]
所述工业车辆包括马达、多个减速操作部、以及速度检测部，所述马达对驱动轮进行驱动并且基于输入的转矩指令值来切换动力运转动作及再生动作，所述减速操作部包括加速器，所述速度检测部检测行驶速度，所述减速控制方法的特征在于包括：
[0038]
预先设定规定的转矩阈值；
[0039]
当进行减速操作时，基于与减速操作量对应的规定的减速度来算出目标速度；
[0040]
基于检测出的行驶速度及算出的目标速度，来算出转矩指令值；
[0041]
当算出的转矩指令值超过规定的转矩阈值时，算出转矩指令值与转矩阈值的差分；
[0042]
基于算出的差分来修正减速度，以使算出的转矩指令值成为转矩阈值以下；
[0043]
基于修正后的减速度，来修正目标速度；
[0044]
基于检测出的行驶速度及修正后的目标速度，来修正转矩指令值；以及
[0045]
使马达基于修正后的转矩指令值来运行，由此使上坡中的工业车辆以基于重力的减速度以上的减速度进行减速。
[0046]
为了解决所述问题，本发明的减速控制程序是用于工业车辆的减速控制程序，
[0047]
使计算机作为所述减速控制装置发挥功能。
[0048]
[发明的效果]
[0049]
本发明涉及的减速控制装置、包括此装置的工业车辆、减速控制方法及减速控制程序可减轻因上坡中的减速操作而使操作员感到的不适感。
附图说明
[0050]
图1是表示本发明的一实施方式的工业车辆的侧视图。
[0051]
图2是图1所示的工业车辆的功能框图。
[0052]
图3是表示图1所示的工业车辆的加速器off前后的转矩的图。
[0053]
图4是表示行驶中的各个减速度的图。
[0054]
图5是表示本发明的减速控制装置的流程的图。
[0055]
图6a至图6c是表示现有的减速控制的图，图6a表示基于加速器off的规定的减速度，图6b表示各路面行驶中的加速器off前后的转矩，图6c表示规定的减速度与基于重力的减速度的不同。
[0056]
图7a及图7b是表示现有的叉车的减速控制方法的图，图7a表示平坦路上的减速控制方法，图7b表示上坡路上的减速控制方法。
[0057]
[符号的说明]
[0058]
1：叉车
[0059]
10：前轮
[0060]
11：后轮
[0061]
12：车身
[0062]
13：桅杆
[0063]
14：液压缸
[0064]
15：叉
[0065]
16：驾驶座
[0066]
17：蓄电池
[0067]
18：马达
[0068]
19：速度检测部
[0069]
20：减速操作部
[0070]
3：减速控制装置
[0071]
30：存储部
[0072]
31：速度算出部
[0073]
32：转矩算出部
[0074]
33：差分算出部
[0075]
34：减速度修正部
[0076]
na1：规定的减速度
[0077]
na2：修正后的减速度
[0078]
vo0：先前的目标速度
[0079]
vo1：目标速度
[0080]
vo2：修正后的目标速度
[0081]
vn：行驶速度
[0082]
t1：转矩指令值
[0083]
t2：修正后的转矩指令值
[0084]
p：托盘
[0085]
o：操作员
具体实施方式
[0086]
以下，参照附图对本发明的一实施方式的减速控制装置、包括此装置的工业车辆、减速控制方法及程序进行说明。在本实施方式中，工业车辆是蓄电池平衡重式叉车(相当于本发明的“货物装卸车”)，但仅为一例，本发明的工业车辆并不限定于叉车。
[0087]
图1是叉车1的侧视图。如图1所示，叉车1包括：前后的车轮10、车轮11、车身12、左右一对的桅杆13、液压缸14、左右一对的叉15、驾驶座16、蓄电池17、马达18(参照图2)。
[0088]
车身12配置于前后的车轮10、车轮11上，左右一对的桅杆13上下延伸并配置于车身12的前方。左右一对的叉15构成为通过液压缸14的伸缩而沿着桅杆13进行升降。驾驶座16配置于车身12的上面。操作员o坐在驾驶座16上对手柄等进行操作，通过叉15将托盘(pallet)p铲起来进行货物装卸作业。
[0089]
蓄电池17配置于车身12的大致中央。在本实施方式中，前轮10是驱动轮，并且驱动轴连接到左右的前轮10及马达18。马达18由蓄电池电力驱动，通过其驱动转矩经由驱动轴而对前轮10进行驱动。另外，马达18基于输入的转矩指令值来切换动力运转动作与再生动作。
[0090]
如图2所示，叉车1还包括计算机(减速控制装置3)、速度检测部19、以及减速操作部20。
[0091]
计算机配置在车身12内，包括未图示的存储单元、存储器以及运算单元。在存储单元中存储有操作系统(operating system，os)以及减速控制程序。减速控制程序使计算机作为减速控制装置3发挥功能。减速控制装置3包括：存储部30、速度算出部31、转矩算出部32、差分算出部33、以及减速度修正部34。
[0092]
速度检测部19构成为检测叉车1的行驶速度vn。速度检测部19例如可设置于驱动
轴，通过检测驱动轴的转速来检测行驶速度vn。将检测出的行驶速度vn输出到速度算出部31。此外，速度检测部19例如也可通过检测马达18的转速等来检测行驶速度vn，对行驶速度vn的检测方法并无特别限定。
[0093]
如图1所示，减速操作部20包括加速器踏板、方向杆以及制动器踏板。但是，此仅为一例，本发明的减速操作部20并不限于此。例如，减速操作部20也可具有加速器杆来代替加速器踏板。在此种情况下，加速器杆还可具有作为方向杆的功能。此外，本发明中的“加速器”是作为包括加速器踏板及加速器杆的“加速器”的概念。以下，有时将加速器踏板及制动器踏板称为“操作部”。
[0094]
加速器踏板及制动器踏板由操作员o分别踩踏，其踩踏量分别输出到速度算出部31。此外，加速器踏板及制动器踏板的踩踏量包括脚从加速器踏板、制动器踏板离开的状态、即，踩踏量为0时(以下称为“加速器off”)。
[0095]
方向杆是切换叉车1的前进/后退的杆。叉车1是蓄电池平衡重式叉车1，因此构成为：通过在转向操作后也踩踏加速器踏板，向驱动轮输出与此踩踏量相应的转矩。将方向杆的操作量输出到速度算出部31。
[0096]
存储部30存储与减速操作部20的各操作量对应的多个规定的减速度na1(以下简称为“规定的减速度na1”)、以及转矩阈值tl。规定的减速度na1例如包括与加速器off的时刻对应的预定的减速度na1。进而，规定的减速度na1包括与转向操作对应的规定的减速度na1以及与制动器踏板的踩踏量对应的规定的减速度na1。进而，在存储部30中也存储有后述的函数f。
[0097]
如后所述，转矩阈值tl是在对规定的减速度na1进行修正时使用的预定的阈值。转矩阈值tl可针对各操作部进行设定，也可对各操作部共同设定。在针对各操作部进行设定的情况下，将与加速器off对应的转矩阈值tl设定为0，将与转向对应的转矩阈值tl设定为负的转矩，将与制动器踏板对应的转矩阈值tl设定为更小的负的转矩。在本实施方式中，转矩阈值tl被设定为各操作部共同的值。
[0098]
当减速操作部20进行减速操作时，速度算出部31基于与减速操作量对应的规定的减速度na1来算出目标速度vo1。在本实施方式中，如下式(1)所示，从先前的目标速度vo0减去与规定的减速度na1对应的第一减速速度vd1，算出目标速度vo1。但是，此仅为一例，例如也可从检测出的行驶速度vn减去第一减速速度vd1来算出目标速度vo1。
[0099]
式(1)
…
目标速度vo1＝先前算出的目标速度vo0-第一减速速度vd1
[0100]
此外，在算出的目标速度vo1低于0的情况下，将目标速度vo1设定为0。
[0101]
转矩算出部32算出转矩指令值t1，以消除由速度检测部19检测出的行驶速度vn与由速度算出部31算出的目标速度vo1的偏差。在由转矩算出部32算出的转矩指令值t1为转矩阈值tl以下的情况下，将其输出到马达18。马达18基于输入的转矩指令值t1来运行。
[0102]
如图3所示，在算出的转矩指令值t1超过转矩阈值tl的情况下，差分算出部33例如通过下式(2)算出转矩指令值t1与转矩阈值tl的差分δt。将算出的差分δt输出到减速度修正部34。
[0103]
式(2)
…
差分δt＝算出的转矩指令值t1-转矩阈值tl
[0104]
减速度修正部34基于输入的差分δt来修正规定的减速度na1，以使由转矩算出部32重新算出的转矩指令值t2成为转矩阈值tl以下。与修正后的减速度na2对应的第二减速
速度vd2可通过下式(3)算出。将算出的第二减速速度vd2输出到速度算出部31。
[0105]
式(3)
…
第二减速速度vd2＝第一减速速度vd1+f(差分δt)
[0106]
式(3)中的函数f是用于在转矩指令值t1超过转矩阈值tl的情况下，根据转矩指令值t1与转矩阈值tl的差分δt的大小来增大上坡时的减速度的函数。换言之，函数f是用于根据差分δt来调节以何种程度对目标速度vo1进行修正的函数。作为函数f的例子，也可将式(3)设为如下。
[0107]
第二减速速度vd2＝第一减速速度vd1+(差分δt
×
增益g1+增益g2)
[0108]
另外，在本实施方式中，函数f按加速器踏板操作、方向杆操作及制动器踏板操作分别进行存储及设定。
[0109]
速度算出部31基于修正后的减速度na2，例如通过下式(4)来修正目标速度vo1。将修正后的目标速度vo2输出到转矩算出部32。但是，此仅为一例，例如也可从检测出的行驶速度vn减去第二减速速度vd2来算出修正目标速度vo2。
[0110]
式(4)
…
修正目标速度vo2＝先前算出的目标速度vo0-第二减速速度vd2
[0111]
转矩算出部32重新算出转矩指令值t2，以消除检测出的行驶速度vn与修正后的目标速度vo2的偏差。如图3所示，算出的结果为：算出的转矩指令值t2小于转矩阈值tl。而且，马达18基于算出的转矩指令值t2进行再生动作，由此，如图4所示，使上坡中的叉车1以基于重力的减速度以上的减速度na2进行减速。
[0112]
参照图5对所述减速控制装置3的流程进行说明。此外，在本实施方式中，所述流程以2msec周期进行重复。此周期例如可设定为1msec～5msec。
[0113]
(1)首先，当操作员o进行减速操作时(s1)，速度算出部31从先前的目标速度vo0减去第一减速速度vd1，算出目标速度vo1(s2)。
[0114]
(2)其次，转矩算出部32算出转矩指令值t1以消除行驶速度vn与目标速度vo1的偏差(s3)。
[0115]
(3)其次，在算出的转矩指令值t1超过转矩阈值tl的情况下(s4为是(yes))，差分算出部33算出差分δt，减速度修正部34根据差分δt及函数f来修正减速度na1，速度算出部31从先前的目标速度vo1减去与减速度na2对应的第二减速速度vd2，由此算出目标速度vo2(s5)。在算出的转矩指令值t1低于转矩阈值tl的情况下(s4为否(no))，转移到s6。
[0116]
(4)其次，在算出的目标速度vo2(或vo1)低于0的情况下(s6为yes)，将目标速度vo2设定为0(vo1成为vo2＝0)(s7)。
[0117]
(5)其次，转矩算出部32重新算出转矩指令值t2，以使检测出的行驶速度vn与目标速度vo2的偏差变为0(s8)。
[0118]
(6)其次，马达18按照算出的转矩指令值t2(t1)作为再生制动器发挥功能，叉车1通过利用重力及再生制动器进行制动来减速(s9)。此外，在转矩指令值t2(t1)为0的情况下，叉车1因重力而减速。另外，在图5的s7中，在目标速度vo1设定为0的情况下，叉车1在图5的s9中停止。
[0119]
根据所述利用减速控制装置3的减速控制方法，操作员o在上坡中进行减速操作时，可以基于重力的减速度以上的减速度使叉车1减速。由此，可减轻操作员o在上坡路行驶中的减速操作时的不适感。而且，减速控制装置3在平地、下坡、缓上坡的情况下，如之前所述，可以与各减速操作相应的规定的减速度na1进行减速，因此通过上坡中的减速控制，不
会妨碍其他行驶路的操作感。另外，仅通过变更存储部30中所存储的转矩阈值tl，就可调整上坡中的减速度。
[0120]
在基于重力的减速度超过规定的减速度na1的坡度的情况下，如果只防止动力运转，不使马达18进行再生动作而希望以基于重力的减速度进行减速，则将转矩阈值tl设为0，并且，如果调整函数f，则使由转矩算出部32算出的转矩指令值t1为0来进行减速。进而，若认为只要操作员进行减速操作，以超过基于重力的减速度的减速度进行减速时，会减少操作员感到的不适感，则通过使转矩阈值tl小于0，可以超过基于重力的减速度的减速度使叉车1减速，此种情况下的减速度的加减可通过调整函数f来调整。
[0121]
进而，减速控制装置3可不检测坡度的程度而调整上坡中的减速度。因此，叉车1无需另外具备检测坡度的程度的检测单元。
[0122]
以上，对本发明的工业车辆用的减速控制装置、包括此装置的工业车辆、减速控制方法及减速控制程序进行了说明，但本发明并不限定于所述实施方式。例如，本发明也可通过下述变形例等来实施。
[0123]
叉车1也可与现有技术同样地，在利用再生制动器产生的最大转矩低于转矩指令值t1的情况下，除了再生制动器之外还通过利用摩擦式制动器产生的转矩进行减速。此外，作为此种摩擦式制动器，为电磁式制动器，可构成为在非励磁状态时使马达18机械地制动，在励磁状态时解除制动。另外，摩擦式制动器可还具有对液压式的直接驱动轮进行机械式制动的鼓式制动器或盘式制动器，并无特别限定。

技术特征：
1.一种减速控制装置，是工业车辆用的减速控制装置，所述工业车辆包括马达、减速操作部以及速度检测部，所述马达对驱动轮进行驱动并且基于输入的转矩指令值而切换动力运转动作及再生动作，所述减速操作部包括加速器，所述速度检测部检测行驶速度，所述减速控制装置的特征在于包括：存储部，存储与所述减速操作部的操作量即减速操作量对应的规定的减速度以及规定的转矩阈值；速度算出部，当进行减速操作时，基于所述规定的减速度来算出目标速度；转矩算出部，算出所述转矩指令值，以消除检测出的所述行驶速度与算出的所述目标速度的偏差；差分算出部，在算出的所述转矩指令值超过所述转矩阈值的情况下，算出所述转矩指令值与所述转矩阈值的差分；以及减速度修正部，基于算出的所述差分来修正所述规定的减速度，以使算出的所述转矩指令值成为所述转矩阈值以下，所述速度算出部基于修正后的减速度来修正所述目标速度，所述转矩算出部算出所述转矩指令值，以消除检测出的所述行驶速度与修正后的所述目标速度的偏差，所述马达基于修正后的所述转矩指令值来运行，由此使上坡中的所述工业车辆以基于重力的减速度以上的减速度进行减速。2.根据权利要求1所述的减速控制装置，其特征在于，所述减速操作部还包括方向杆，所述规定的减速度包括与转向操作对应的规定的减速度。3.根据权利要求2所述的减速控制装置，其特征在于，所述规定的转矩阈值还包括与所述转向操作对应的规定的转矩阈值。4.根据权利要求1至3中任一项所述的减速控制装置，其特征在于，所述减速操作部还包括制动器踏板，所述规定的减速度包括与所述制动器踏板的踩踏量对应的规定的减速度。5.根据权利要求4所述的减速控制装置，其特征在于，所述规定的转矩阈值还包括与所述制动器踏板的踩踏量对应的规定的转矩阈值。6.根据权利要求1至3中任一项所述的减速控制装置，其特征在于，所述工业车辆是货物装卸车。7.一种工业车辆，其特征在于，包括：如权利要求1至6中任一项所述的减速控制装置。8.一种减速控制方法，是工业车辆用的减速控制方法，所述工业车辆包括马达、多个减速操作部以及速度检测部，所述马达对驱动轮进行驱动并且基于输入的转矩指令值来切换动力运转动作及再生动作，所述减速操作部包括加速器，所述速度检测部检测行驶速度，所述减速控制方法的特征在于包括：预先设定规定的转矩阈值；当进行减速操作时，基于与减速操作量对应的规定的减速度来算出目标速度；基于检测出的所述行驶速度及算出的所述目标速度，算出所述转矩指令值；
当算出的所述转矩指令值超过所述规定的转矩阈值时，算出所述转矩指令值与所述转矩阈值的差分；基于算出的所述差分来修正减速度，以使算出的所述转矩指令值成为所述转矩阈值以下；基于修正后的所述减速度，来修正所述目标速度；基于检测出的所述行驶速度及修正后的所述目标速度，来修正所述转矩指令值；以及使所述马达基于修正后的所述转矩指令值来运行，由此使上坡中的所述工业车辆以基于重力的减速度以上的减速度进行减速。9.一种存储介质，其特征在于，存储有用于所述工业车辆的减速控制程序，所述减速控制程序使计算机作为如权利要求1至6中任一项所述的减速控制装置发挥功能。

技术总结
本发明提供一种减速控制装置、工业车辆、减速控制方法及存储介质，减轻因上坡中的减速操作而使操作员感到的不适感。减速控制装置用于工业车辆，包括：存储规定的转矩阈值的存储部、速度算出部、转矩算出部、差分算出部、以及减速度修正部。当进行减速操作时，速度算出部算出目标速度，转矩算出部算出转矩指令值。当算出的转矩指令值超过转矩阈值时，差分算出部算出转矩指令值与转矩阈值的差分，减速度修正部基于算出的差分，对减速度进行修正以使算出的转矩指令值成为转矩阈值以下。转矩算出部对转矩指令值进行修正，马达基于修正后的转矩指令值来运行，由此使上坡中的车辆以基于重力的减速度以上的减速度进行减速。减速度以上的减速度进行减速。减速度以上的减速度进行减速。


技术研发人员：仲田真基
受保护的技术使用者：三菱物捷仕株式会社
技术研发日：2022.07.15
技术公布日：2023/9/22