专利名称：电动车辆用控制装置、具备该控制装置的电动车辆及叉式车的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动车辆用控制装置、具备该电动车辆用控制装置的电动车辆及叉式车。本申请基于2009年9月30日在日本申请的日本特愿2009_2观331号主张优先权， 将其内容引用于此。
背景技术：
在上述的电动车辆中，沿车身的前后方向上下摆动的俯仰(pitching)振动会给操作者带来不适感，并且会影响车身的控制性。尤其，在搬运货物的叉式车中，在载荷的情况下车辆整体的重心位置发生变化，因而易于诱发俯仰振动，导致操作者的不适感和货物倒塌，从而使操作性降低。作为考虑了这样的俯仰振动而形成的电动车辆的车身控制装置例如有下述专利文献1。即，该车身控制装置具有油门输入处理部，产生与电动车辆的油门的踏入量相对应的速度指令(马达转速指令)；俯仰检测部，基于作为电动机的实际旋转速度的检测速度来检测是否发生俯仰振动；速度指令调整部，在俯仰检测部未检测到俯仰振动时，将油门输入处理部产生的速度指令输出到外部，另ー方面，在俯仰检测部检测到俯仰振动时，求出形成俯仰振动发生时的最大检测速度与最小检测速度之和的一半的值的速度指令来代替油门输入处理部产生的速度指令，并将其输出到外部。现有技术文献专利文献专利文献1 日本国专利第3935039号公报
发明内容
发明要解决的问题但是，在现有技术中，因为减小速度指令来降低俯仰振动，所以是不进行积极衰减而自然地衰减，存在振动衰减率低的问题。另外，因为减小速度指令，所以具有加速性能恶化的问题。本发明是考虑了这样的情况而提出的，其目的在于提供具有高的振动衰减率并且維持加速性能的电动车辆用控制装置、具有该电动车辆用控制装置的电动车辆及叉式车。用于解决问题的手段为了达到上述目的，本发明采用下面的手段。S卩，本发明的电动车辆用控制装置，在具有车身和驱动马达的电动车辆中使用，对所述驱动马达提供马达控制指令，所述车身具有驱动轮及车轴，所述驱动马达对所述驱动轮施加扭矩，该电动车辆用控制装置具有控制部，该控制部利用表示所述电动车辆的以所述车轴为中心的上下振动的振动參数对所述驱动马达进行反馈控制。
在本发明的电动车辆用控制装置中，可以还具有根据所述振动參数生成与所述马达控制指令相加的振动控制指令的振动控制部。在本发明的电动车辆用控制装置中，可以是所述振动控制部具有被输入所述电动车辆的包括所述振动參数在内的运动參数的滤波器，所述滤波器被设定基于所述上下振动的频率的控制频帯，根据所输入的所述运动參数检测所述振动參数。在本发明的电动车辆用控制装置中，可以是所述运动參数是所述电动车辆的加速度数据，所述振动控制部通过所述滤波器对所述控制频带的所述加速度数据进行相位调整，来取得作为所述振动參数的速度数据。在本发明的电动车辆用控制装置中，所述振动控制部可以还具有以时间延迟的方式对所述滤波器的输出进行相位调整的时间延迟部。在本发明的电动车辆用控制装置中，可以使所述振动控制部根据作用于所述电动车辆的静态载荷来改变所述控制频带。在本发明的电动车辆用控制装置中，所述振动控制部可以还具有根据作用于所述电动车辆的静态载荷来改变针对所述振动參数的増益系数的放大部。 在本发明的电动车辆用控制装置中，可以还具有以所述振动控制指令为规定的阈值以上作为条件而使所述振动控制指令通过的死区部件。在本发明的电动车辆用控制装置中，可以还具有扭矩限制部，该扭矩限制部具有 求出驱动马达的余量扭矩的余量扭矩运算部，作为该余量扭矩运算部的运算结果的所述余量扭矩的负的值被设定为允许最小值，阻断所述振动控制指令中的小于所述允许最小值的振动控制指令的限制器。在本发明的电动车辆用控制装置中，可以还具有以作用于所述电动车辆的静态载荷为规定的阈值以上作为条件而使所述振动控制指令通过的载荷判定部。在本发明的电动车辆用控制装置中，可以还具有以所述电动车辆的车速为规定的阈值以上作为条件而使所述振动控制指令通过的车速判定部。在本发明的电动车辆用控制装置中，可以还具有以所述电动车辆的转弯量小于规定的阈值作为条件而使所述振动控制指令通过的转弯判定部。在本发明的电动车辆用控制装置中，可以还具有将所述振动控制指令的控制不稳定频率除去的不稳定成分滤除滤波器。在本发明的电动车辆用控制装置中，可以在基于所述驱动马达的转速的反馈回路上还具有相位调整部。本发明的电动车辆具有具有驱动轮及车轴的车身、对所述驱动轮施加扭矩的驱动马达和上述的任一种的电动车辆用控制装置。本发明的叉式车具有具有驱动轮及车轴的车身、对所述驱动轮施加扭矩的驱动马达、升降部和上述的任一种的电动车辆用控制装置。在本发明的叉式车中，可以是所述运动參数是所述电动车辆的加速度数据，作用于所述升降部的升降压作为所述加速度数据被输入所述滤波器。发明的效果根据本发明，能够获得高的振动衰减率，并且能够维持加速性能。
图1是表示本发明的第一实施方式的叉式车(电动车辆)Fl的电动车辆用控制装置1的概略结构的框图。图2是表示本发明的第一实施方式的俯仰控制器2的详细结构的框图。图3是表示本发明的第一实施方式的检测升降压P与时间之间的关系的曲线图。图4是表示本发明的第一实施方式的俯仰控制扭矩指令T*2与时间之间的关系的曲线图。图5是表示本发明的第一实施方式的马达行驶扭矩(扭矩指令T*)与时间之间的关系的曲线图。图6是表示本发明的第二实施方式的电动车辆用控制装置501的整体结构的框图。图7是表示本发明的第三实施方式的电动车辆用控制装置601的整体概略结构的框图。
具体实施例方式下面，參照具体的实施方式，说明本发明。只要是本领域技术人员，以本发明的记载为基础，就能够采用多种不同的实施方式，本发明不限于为了说明而图示的实施方式。(第1实施方式)图1是表示本发明的第一实施方式的叉式车(电动车辆)Fl的电动车辆用控制装置1的概略结构的框图。叉式车F的车辆主体C由电动车辆用控制装置1控制而行驶，该车辆主体C具备 车身，具有设置在前侧的车轴上的两个驱动轮和设置在后侧的车轴上的两个从动轮；两个驱动马达M(MK、MJ，分別对两个驱动轮施加旋转扭矩；以及能够升降货物的升降部し如图1所示，电动车辆用控制装置1具有油门输入处理部100、第一加法器200、速度控制器300、第二加法器400和俯仰控制器(振动控制部)2。油门输入处理部100根据油门的踏入量将马达转速指令ω*输出至第一加法器 200。第一加法器200将马达转速指令《*减去从驱动马达11^1；、10检测出的检测马达转速ω (驱动马达Mk的检测马达转速ωκ与驱动马达礼的检测马达转速之和的1/2) 来求出偏差Δ ω，并将该偏差Δ ω输出至速度控制器300。速度控制器300对从第一加法器200输入的偏差Δ ω进行PI运算来生成马达控制扭矩指令(马达控制指令)τ*1;并将该马达控制扭矩指令输出至第二加法器400。另外，向该速度控制器300另外输入表示检测马达转速ω中的检测马达转速ωκ 的比例和检测马达转速ω,的比例的马达转速分配信息。然后，速度控制器300按照所输入的马达转速分配信息和方向盘操作角，输出表示马达控制扭矩指令Τ、中的要输入驱动马达Mr的输入部分与要输入驱动马达礼的输入部分之间的比例的马达转速分配信息，按照该比例来驱动驱动马达MK、Ml (在直行时以同一比例驱动)。向俯仰控制器2输入从驱动马达M(MK、MJ检测出的检测马达转速ω (ωκ、ω J禾ロ 从升降部L检测出的检测升降压(运动參数、加速度数据)P。该俯仰控制器2根据检测马达转速ω (ωκ、ω^和检测升降压P生成俯仰控制扭矩指令(振动控制指令)Τ*2，并将该俯仰控制扭矩指令Τ*2输出至第二加法器400。此外，俯仰控制器2后面详述。第二加法器400将马达控制扭矩指令Τ、和俯仰控制扭矩指令T*2相加，并将该相加的结果作为扭矩指令(马达控制指令)Τ*输出至驱动马达M(MK、MJ。此外，在俯仰控制扭矩指令T*2的输出为0的情况下，将马达控制扭矩指令Τ、作为扭矩指令T*输出至驱动马达M (MK、Ml)。图2是表示俯仰控制器2的详细结构的框图。俯仰控制器2具备振动控制部10、死区部件20、扭矩限制部30、载荷判定部40、 车速判定部50、转弯判定部60、陷波滤波器(不稳定成分滤除滤波器)70、输出车速绝对值 |u| (|U1|, |U2|)的车速运算部80和输出转弯量I Δυ|的转弯量运算部90。振动控制部10具备3个相位调整部11 13 ；检测检测升降压P的静态成分Pdc 的LPF(低通滤波器)14 ；分3个阶段判定检测升降压P的静态成分Prc的大小的升降压判定部15 ；按照升降压判定部15的判定结果选择3个相位调整部11 13中的任意ー个的选择部16 ；能够可变地设定对选择部16输出的输出值进行放大的增益系数的放大部17。相位调整部11 13对作为加速度数据而表示的检测升降压P中的规定的控制频带进行相位调整来生成作为速度数据而表示的检测升降压P'，ー组具有BPF(滤波器， Ila 13a)和时间延迟单元(lib 13b)。对于BPF(带通滤波器)Ila 13a分别设定不同的控制频帯。该控制频带分別设定了根据作用于升降部L的静态载荷而变化的俯仰振动的固有频率。具体地说，该俯仰振动假想以设置在前侧的车轴上的驱动轮为中心的俯仰振动。更具体地说，BPFlla的控制频带设定了作用有升降部L的最大静态载荷的25 50%的静态载荷时的固有频率4. 5Hz， BPFllb的控制频带设定了作用有最大静态载荷的50 75%时的固有频率3. 5Hz，BPFllc 的控制频带设定了作用有最大静态载荷的75 100%时的固有频率2. 5Hz。这些BPFlla 13a构成为所输入的检测升降压P仅在分别设定的控制频带发生反应，增益増大，在控制频带外的低频及高频不反应。另外，考虑电动车辆用控制装置1整体的延迟，控制频带的检测升降压P的相位设定为延迟90度。S卩，在发生了俯仰振动的情况下，随着俯仰振动，升降部L上的货物也振动，从而升降压发生变化，因此如图3所示，检测升降压P的波形表示为俯仰振动的加速度的波形。 也就是说，BPFlla 13a将对检测升降压P所示出的加速度数据进行相位调整而得到的速度数据作为振动參数进行速度反馈，基于架空吊车(sky hook)控制理论来设计滤波器。时间延迟单元lib 13b是考虑通过BPFlla 13a对检测升降压P的相位调整不充分的情况而辅助设置的，通过时间延迟来对通过了 BPFlla 13a的检测升降压P'进行相位调整。LPF14设定为仅输出检测升降压P的动态成分和静态成分中的静态成分Pdc (货物 DC成分)。換言之，该LPF14仅检测载置于升降部L的货物的静态载荷。升降压判定部15判定通过了 LPF14的静态成分Prc处于作用于升降部L的最大静态载荷的25 50%、50 75%、75 100%中的哪ー载荷范围内。选择部16基于升降压判定部15的判定结果选择相位调整部11 13中的某ー个。具体地说，基于升降压判定部15所判定的载荷范围，选择设定了与该载荷范围相对应的控制频带的相位调整部11 13(滤波器Ila 13a)。例如构成为，在升降压判定部15判定为检测升降压P的静态成分Pdc处于最大静态载荷的50 75%的载荷范围内的情况下，基于该判定結果，选择设定了最大静态载荷的50 75%下的固有频率3. 5Hz的相位调整部 12 (滤波器12)。该选择部16将从相位调整部11 13中的某一个输入的检测升降压P'输出至放大部17。放大部17将从选择部16输出的检测升降压P'进行放大来生成俯仰控制扭矩指令T*2，并将该俯仰控制扭矩指令伸2输出至死区部件20，放大部17具备放大器17a、増益系数校正部17b和乘法器17c。放大器17a的増益系数设定为不会使控制变得不稳定的程度的大小的适当值。増益系数校正部17b对在放大器17a中设定的増益系数进行校正。即，因载置于升降部L上的货物的静态载荷，即使加速度相同，升降压的变动成分(动态成分)也不同， 所以増益系数校正部17b求出与检测升降压P的静态成分PD。相对应的最佳增益系数，校正放大器17a的増益系数以变为该最佳増益系数。此外，与静态成分Pirc相对应的最佳增益系数的值根据预先作成的静态成分Prc和増益系数间的对应关系求出。乘法器17c将检测升降压P'和在放大器17a中设定的増益系数相乗。在所输入的俯仰控制扭矩指令T*2的振幅为阈值T'以上的情况下，死区部件20 使俯仰控制扭矩指令Τ*2通过。另ー方面，在所输入的俯仰控制扭矩指令Τ*2的振幅小于阈值T'的情况下，死区部件20阻断俯仰控制扭矩指令Τ*2。该死区部件20的阈值T'既可以不根据检测马达转速ω变动而恒定，也可以根据检测马达转速ω而变动。例如，考虑如下的结构预先求出各马达转速(ω)的最大扭矩， 作成各马达转速(ω)与最大扭矩间的对应关系，基于该对应关系和检测马达转速ω求出最大扭矩，使用该最大扭矩的规定比例值来作为阈值T'。扭矩限制部30将俯仰控制扭矩指令Τ*2的振幅限制在规定的范围内，具备限制器 31和余量扭矩运算单元32。限制器31设定俯仰控制扭矩指令Τ*2的允许最大值up及允许最小值lo，限制器 31阻断从死区部件20输入的俯仰控制扭矩指令Τ*2中的超过允许最大值up的值和低于允许最小值Io的值。余量扭矩运算单元32将能够输出的驱动马达M (MK、Ml)的最大扭矩减去当前输出的扭矩来求出余量扭矩。參照驱动马达M(MK、MJ的特性图，根据当前的车速绝对值|U1|求出此时的能够输出的最大扭矩，将该最大扭矩减去当前输出的马达行驶扭矩的值而求出该余量扭矩。就求出的该余量扭矩而言，该余量扭矩的正的值被设定为限制器31的允许最大值up，负的值被设定为允许最小值lo。载荷判定部40以从LPF14输入的检测升降压P的静态成分Prc为升降部L的最大静态载荷的25%以上作为条件，将俯仰控制扭矩指令T*2输出至车速判定部50。更具体地说，载荷变量决定单元41參照表示静态成分Prc与乘法器42的变量dl (0 1)之间的关系的载荷变量映射，根据所输入的静态成分Pdc求出变量dl，乘法器42 将所求出的变量dl乘以俯仰控制扭矩指令T*2。S卩，在静态成分Pdc为最大静态载荷的25%以上时，变量dl倍的俯仰控制扭矩指令伸2输出至车速判定部50。在静态成分Pdc远大于最大静态载荷的25%的情况下，输出与输入时的大小倍数相等(dl = 1)的俯仰控制扭矩指令T*2，在静态成分PD。稍大于最大静态载荷的25%的情况下，输出变量dl倍(0 < dl < 1)的俯仰控制扭矩指令T*2。车速判定部50以检测马达转速ω的DC成分为规定的阈值以上作为条件，将俯仰控制扭矩指令Τ*2输出至转弯判定部60，具有车速变量决定单元51和乘法器52。作为阈值，例如设定为易于发生俯仰振动的马达转速500rpm。更具体地说，车速变量决定单元51參照表示静态成分Pdc与变量d2 (0 1)之间的关系的车速变量映射(缓和曲线)，根据所输入的静态成分PDe求出变量d2，乘法器52将所求出的变量d2和俯仰控制扭矩指令T*2相乗。转弯判定部60以驱动马达MK、Ml的检测马达转速ωκ、(^的偏差Δ ω的静态成分(将因俯仰等产生的变动噪声除去了的值)的转弯绝对值I Δυ|为规定的阈值以上作为条件，将俯仰控制扭矩指令τ*2输出至陷波滤波器70，具备转弯变量决定单元61和乘法器 62。作为阈值例如设定为250rpm。更具体地说，转弯变量决定单元61參照表示静态成分Pdc与变量d3 (0 1)之间的关系的转弯变量映射(缓和曲线)，根据所输入的静态成分PDe求出变量d3，乘法器62将所求出的变量d3和俯仰控制扭矩指令T*2相乗。陷波滤波器70在俯仰控制扭矩指令Τ*2变为控制不稳定频率的波形吋，除去控制不稳定频率。即，在死区部件20及扭矩限制部30中，俯仰控制扭矩指令Τ*2的波形变为锐角而生成了控制不稳定频率的波形的情况下，使该波形变为圆滑的波形。该陷波滤波器70对所输入的俯仰控制扭矩指令Τ*2进行上述的处理后输出至第 ニ加法器400车速运算部80具有加法器81、放大器82、LPF83、绝对值电路84、85，通过加法器 81将检测马达转速ωκ、相加，通过增益81将该相加值变为1/2的值，并通过绝对值电路84求出该输出值的绝对值，将所求出的车速绝对值|U1|输出至扭矩限制部30。另外，该车速运算部80在使放大器82的输出值通过LPF83求出车速DC成分(将因俯仰等产生的变动噪声除去了的值)之后，通过绝对值电路85求出该输出值的绝对值， 并将所求出的车速绝对值|U2|输出至车速判定部50。转弯量运算部90具有加法器91、LPF93、绝对值电路94，通过加法器91运算检测马达转速ωκ、ω^的差分，使该差分值通过LPF93求出转弯DC成分Δ (将因俯仰等产生的变动噪声除去了的值)，然后，通过绝对值电路94求出该输出值的绝对值，并将所求出的转弯绝对值I Δυ|输出至转弯判定部60。接着，使用图说明由上述结构构成的俯仰控制器2的作用。首先，当车辆主体C的油门被踏入吋，如图1所示，油门输入处理部100输出与油门踏入量相对应的马达转速指令ω*。第一加法器200从油门输入处理部100输入的马达转速指令ω *减去从驱动马达 M(Me^Ml)检测出的检测马达转速ω，将其偏差Δ ω输出至速度控制器300。
速度控制器300对从第一加法器200输入的偏差Δ ω进行PI运算，将马达控制扭矩指令Τ、输出至第二加法器400。第二加法器400将从速度控制器300输入的马达控制扭矩指令T、和从俯仰控制器2输入的俯仰控制扭矩指令T*2的相加结果作为扭矩指令Τ*并输出至驱动马达Μ(ΜΚ、 ML)。另ー方面，在车辆主体C中，从驱动马达M(ME,Ml)向第一加法器200和俯仰控制器 2输出检测马达转速ω (ωκ、coj。另外，从升降部L向俯仰控制器2输出检测升降压P。与上述处理并行，在俯仰控制器2中执行以下的处理。首先，如图2所示，向振动控制部10输入检测升降压P。振动控制部10使用所输入的检测升降压P选择与此时的货物的静态载荷相对应的最佳相位调整部11 13。具体地说，LPF14仅输出检测升降压P的静态成分PDC。然后， 升降压判定部15判定通过了 LPF14的静态成分Prc处于作用于升降部L的最大静态载荷的 25 50%、50 75%、75 100%中的哪个载荷范围内。选择部16选择与升降压判定部 15判定的载荷范围相对应的相位调整部11 13。下面，说明相位调整部12被选择了的情況。当向所选择的相位调整部12输入检测升降压P吋，该检测升降压P通过BPFl加。此时，检测升降压P中的与最大静态载荷的50 75%相对应的控制频带3. 5Hz被放大，并且其相位延迟90度。此外，在BPFua的相位调整不充分的情况下，时间延迟单元12b根据时间来调整相位。选择部16将相位调整部12进行了相位调整的检测升降压P'输出至乘法器17c。另ー方面，増益系数校正部17b求出与从LPF14输入的静态成分Pdc相对应的最佳増益系数，来校正放大器17a的増益系数。放大部17在乘法器17c用最佳增益系数来放大检测升降压P'，生成俯仰控制扭矩指令T*2，并输出至死区部件20。在所输入的俯仰控制扭矩指令Τ*2为阈值T'以上的情况下，死区部件20将俯仰控制扭矩指令τ*2输出至扭矩限制部30。另ー方面，在所输入的俯仰控制扭矩指令Τ*2小于阈值T'的情况下，死区部件20不将俯仰控制扭矩指令Τ*2输出至扭矩限制部30，而阻断俯仰控制扭矩指令Τ*2。此外，俯仰控制扭矩指令Τ*2被阻断了的情况下，波形变为鋭角。扭矩限制部30将俯仰控制扭矩指令Τ*2的振幅限制在允许最大值up和允许最小值Io之间的规定的范围内。这些允许最大值up及允许最小值Io设定为余量扭矩运算单元32求出的余量扭矩的正的值及负的值。限制器31将从死区部件20输入的俯仰控制扭矩指令Τ*2中的超过允许最大值up 的值和小于允许最小值Io的值阻断，将允许最大值up与允许最小值Io之间的范围内的俯仰控制扭矩指令T*2输出至载荷判定部40。此外，在俯仰控制扭矩指令Τ*2被阻断了的情况下，波形变为鋭角。载荷判定部40将从LPF14输入的检测升降压P的静态成分Prc为升降部L的最大静态载荷的25%以上作为条件，将俯仰控制扭矩指令Τ*2输出至车速判定部50。具体地说，将俯仰控制扭矩指令T*2变为变量dl (0 1)倍来输出至车速判定部50。车速判定部50将从车速运算部80输入的车速绝对值|U2 I为马达转速500rpm以上作为条件，将俯仰控制扭矩指令T*2输出至转弯判定部60。具体地说，将俯仰控制扭矩指令Τ*2变为变量d2(0 1)倍来输出至转弯判定部60。转弯判定部60以转弯量ι AU丨为250rpm以上作为条件，将俯仰控制扭矩指令T*2 输出至陷波滤波器70。具体地说，将俯仰控制扭矩指令Τ*2变为变量d3 (0 1)倍来输出至陷波滤波器70。陷波滤波器70在俯仰控制扭矩指令T*2包括控制不稳定频率的情况下，除去控制不稳定频率。即，通过死区部件20及扭矩限制部30，即使俯仰控制扭矩指令Τ*2的波形变为了鋭角，该波形也会变圆滑。这样，陷波滤波器70输出俯仰控制扭矩指令Τ*2。俯仰控制扭矩指令Τ*2在第二加法器400中与马达控制扭矩指令Τ、相加。然后， 该加法值即扭矩指令τ*输出至驱动马达M(MK、MJ。图3是表示检测升降压P与时间之间的关系的曲线图，图4是表示俯仰控制扭矩指令T*2与时间之间的关系的曲线图，图5是表示马达行驶扭矩(扭矩指令T*)与时间之间的关系的曲线图。这些曲线图是叉式车F的车速为5km/h，跨越路面的沟壑产生俯仰振动而作成的。如图3所示，当发生俯仰振动时，检测升降压P的波形的振幅变大。与此同时，如图4所示，向与检测升降压P的波形相反的振幅方向生成俯仰控制扭矩指令T*2。该俯仰控制扭矩指令Τ*2以形成为与俯仰振动的波形相差90度相位的相反的波形的方式生成。通过将该俯仰控制扭矩指令Τ*2与马达控制扭矩指令T、( = Tl)相加，如图5所示，马达行驶扭矩(扭矩指令T*)的波形在偏移了马达控制扭矩指令!^( = Tl)的状态下， 形成为与俯仰控制扭矩指令T*2同样的波形。如图5所示，马达行驶扭矩(扭矩指令T*)与俯仰振动同样形成为正弦波，以八11(马达控制扭矩指令1^)为基准反复增减。此时，在车辆主体C上，当以前侧的车轴为中心从上方向下方作用因俯仰振动产生的力时，从下方向上方的扭矩作用于车辆主体C，与因俯仰振动产生的カ相抵消。相反，当以前侧的车轴为中心从下方向上方作用因俯仰振动产生的力时，从上方向下方的扭矩作用于车辆主体C，与因俯仰振动产生的カ相抵消。此时， 因为以Tl (马达控制扭矩指令T*i)为基准增减马达行驶扭矩(扭矩指令T*)，所以不会妨碍叉式车F的加速。然后，随着俯仰振动衰减，俯仰控制扭矩指令T*2的振幅变小，当俯仰振动大致收敛时，俯仰控制扭矩指令τ*2的输出变为0。马达行驶扭矩(扭矩指令T*)变为仅有马达控制扭矩指令T*i( = Tl)的输入部分，再一次变为恒定。在此，到俯仰振动衰减为止的时间与使俯仰控制器2的控制停止时相比为1/3。如以上所说明，根据电动车辆用控制装置1，具有对检测升降压P设定基于俯仰振动的频率決定的控制频带并且以使该控制频带的相位延迟90度的方式进行滤波器设计的滤波器Ila 13a，因而通过将作为俯仰振动的加速度数据输入的检测升降压P中的控制频带放大并且进行相位调整，生成作为振动參数的速度数据，并进行速度反馈。由此，能够相对俯仰振动获得高的衰减效果。
而且，因为以马达控制扭矩指令T、( = Tl)为基准来增减马达行驶扭矩(扭矩指令T*)，所以不会妨碍叉式车F加速，能够维持叉式车F的加速性能。因而，能够获得高的振动衰减率，并且能够维持加速性能。另外，因为具备BPFlla 13a，所以能够以比较简单的结构，对检测升降压P増大控制频带的增益，并且能够对检测升降压P进行相位调整。另外，因为具备时间延迟单元lib 13b，能够更可靠地调整检测升降压P的相位。另外，因为具备3个相位调整部11 13，并且具有升降压判定部15和选择部16， 所以能够按照作用于升降部L的静态载荷(静态成分PD。)将控制频带设定为最佳的频带。 由此，能够与俯仰振动的固有频率的变化相对应，获得适当的衰减效果。另外，因为具有根据作用于升降部L的静态载荷(检测升降压P的静态成分P1J 来改变放大器17a的増益系数的増益系数校正部17b，所以无论作用于升降部L的静态载荷的大小如何，都能够获得最佳的俯仰控制扭矩指令T*2，从而能够获得适当的衰减效果。另外，因为具有死区部件20，所以在俯仰控制扭矩指令Τ*2小于阈值的情况下被阻断，所以能够防止俯仰控制扭矩指令Τ*2无论其大小如何都一直输出的情況。由此，针对不会影响操作性、乘坐性的小的俯仰振动，不输出俯仰控制扭矩指令τ*2，因而能够抑制消耗电力。另外，因为具有将俯仰控制扭矩指令Τ*2的振幅限制在规定范围内的扭矩限制部 30，所以能够防止在余量扭矩以上作用基于俯仰控制扭矩指令Τ*3的扭矩的情况，从而能够提高行驶稳定性。尤其是，在叉式车F的前进加速中，扭矩指令Τ*显示正的值，从扭矩指令Τ*的值到负侧的余量扭矩的绝对值大于从扭矩指令Τ*的值到正侧的余量扭矩的绝对值。即，若作用反扭矩到负侧的余量扭矩的限度为止，则可能作用对于正侧的余量扭矩的限度来说过大的扭矩，担心会变为断续作用紧急制动那样的行驶状态。但是，通过将俯仰控制扭矩指令 τ*2的允许最小值Io设定为余量扭矩，能够使到正侧及负侧双方的振幅的最大值大致相同， 从而能够防止上述的不稳定的行驶状态。另外，因为具备载荷判定部40，所以在未作用规定的阈值以上的静态成分PD。的情况下，不输出俯仰控制扭矩指令τ*2。由此，在检测升降压P的静态成分Prc比较小而不易发生俯仰振动的状况下，能够防止输出俯仰控制扭矩指令Τ*2的情況。因此，能够抑制消耗电力。另外，因为载荷变量映射形成为缓和曲线，所以在车速为规定的阈值附近的情况下，能够使俯仰控制扭矩指令τ*2的输出逐渐变小(0 < dl < 1)。由此，能够防止急剧地输出俯仰控制扭矩指令τ*2的情況，从而能够提高行驶稳定性。另外，因为具备车速判定部50，所以在车辆主体C的车速绝对值|U2|不在规定的阈值以上的情况下，不输出俯仰控制扭矩指令τ*2。由此，在车辆主体C的车速比较小等情况下，能够防止在难以发生俯仰振动的状况下输出俯仰控制扭矩指令τ*2的情況。因此，能够抑制消耗电力。另外，因为车速变量映射为缓和曲线，所以能够在车速为规定的阈值附近时逐渐减小俯仰控制扭矩指令τ*2的输出(0 < d2 < 1)。由此，能够提高行驶稳定性。另外，因为具备转弯判定部60，所以在车辆主体C的转弯量I Δυ|为规定的阈值以上的情况下，不输出俯仰控制扭矩指令T*2。由此，在车辆主体C的转弯量I AU|比较大等情况下，能够防止在难以产生俯仰振动的状况下输出俯仰控制扭矩指令Τ*2。由此，能够抑制消耗电力。另外，因为转弯变量映射为缓和曲线，所以能够在转弯绝对值I Δυ|为规定的阈值附近的情况下逐渐减小俯仰控制扭矩指令Τ*2的输出。由此，能够提高行驶稳定性。另外，因为具备陷波滤波器70，所以能够除去易于使驱动马达M的控制变得不稳定的特定频率的控制不稳定频率，提高控制稳定性。另外，可以代替陷波滤波器70，而采用不会影响控制频带的相位的低通滤波器，使形成鋭角的波形圆滑。另外，根据叉式车F，因为具备上述任意ー种电动车辆用控制装置1，所以即使发生俯仰振动，也能够获得高的振动衰减率，从而提高乘坐舒适度、操作性。尤其是，在易于发生俯仰振动的凹凸大的路面上，因为基本不能高速行驶，所以使车速形成为低速帯(0 15km/h (优选0 8km/h))，因此驱动马达M的余量扭矩比较大，由于能够利用这ー情況，因而仅在现有的叉式车F的控制装置中増加俯仰控制器2，就能够降低俯仰振动。此外，叉式车F的俯仰振动为2 3Hz左右的比较低频的振动时，驱动马达M的追随变得容易。此外，在本实施方式中，设置了 3个相位调整部11 13，但可以为仅设置1个的构成。另外，3个相位调整部11 13各自由BPFlla 13a和时间延迟单元lib 13b 构成，但可以各自仅由BPFlla 13a构成。另タト，BPFlla 13a可以为由HPF (高通滤波器)和LPF组合而成的结构。另外，在本实施方式中，应用架空吊车控制理论来进行滤波器Ila 13a的滤波器设计，但可以例如在俯仰控制器2中应用H c 控制、最佳控制等各种控制理论，以适合于这些控制方式的方式进行滤波器设计(控制系设计)。另外，在本实施方式中，具备3个相位调整部11 13，并且设置有升降压判定部 15和选择部16，使控制频带可变，但是可以分成3个以上的数量，更细地切換控制频帯。另外，可以使用可变滤波器等以能够连续地变化的方式设定控制频带。另外，在本实施方式中，使用检测升降压P来作为加速度数据，但例如可以在升降部L的支持部上设置应变仪来求出加速度数据，也可以在货物或升降部上设置加速度计来求出加速度数据。另外，在本实施方式中，以前方主体俯仰的频率O 3Hz)为对象，来设定相位调整部11 13的控制频带，但可以以后方主体俯仰G 6HZ)为对象来设定相位调整部 11 13的控制频帯。另外，在本实施方式中，未特別说明驱动马达的种类，例如能够使用交流电动机、 直流电动机。另外，作为交流电动机能够使用感应电动机、同步电动机。此外，限定为比较低频的车身俯仰( 10HZ)而进行滤波器设计的话，即使是响应性差的感应电动机也能够应对。另外，在本实施方式中，在具备2个(ΜΚ、Μ^驱动马达M的叉式车F中应用本发明，但可以在仅具备1个驱动马达M的叉式车中应用本发明。另外，在本实施方式中，在作为电动车辆的叉式车F上应用本发明的电动车辆用控制装置1，但只要是电动车辆，本发明的电动车辆用控制装置1也能够应用于轿车等。另外，在本实施方式中，使用加速度数据作为叉式车F的运动參数，使用对该加速度数据进行相位调整而得到的速度数据作为振动參数，但可以为如下的结构。S卩，可以使用位移数据来作为电动车辆的运动參数，对该位移数据的控制频带进行微分运算或相位调整来求出速度数据，使用该速度数据来作为振动參数。此外，位移数据例如能够通过在升降部L的支持部上设置位移计来求出。另外，可以使用速度数据作为电动车辆的运动參数，使用该速度数据中的控制频带作为振动參数。此外，速度数据例如可以在升降部L或货物上设置速度传感器来求出，也可以使用马达转速ω。另外，在本实施方式中，在转弯量I Δυ|为阈值以上的情况下，俯仰控制扭矩指令 τ*2的输出变为0，但在不设置该转弯量I Δυ|的阈值或将转弯量ι Δυ|的阈值设定地比较大的情况下，可以使俯仰控制扭矩指令τ*2中包括马达转速分配信息，对驱动马达MK、Ml的马达行驶扭矩设置分配。(第二实施方式)图6是表示本发明的第二实施方式的电动车辆用控制装置501的整体结构的框图。此外，在图6中，对于与图1到图5同样的结构要素标注同一附图标记并省略说明。上述的第一实施方式的电动车辆用控制装置1中，车辆主体C的行驶控制采用速度控制(马达转速控制)，但在本实施方式中，采用扭矩控制。电动车辆用控制装置501具有油门输入处理部510、第二加法器400和俯仰控制器 2，构成为通过扭矩控制对车辆主体C进行行驶控制。S卩，油门输入处理部510按照油门的踏入量向第二加法器400输出马达控制扭矩指令τ*1;只要将该马达控制扭矩指令与俯仰控制扭矩指令τ*2相加，就能够将本发明应用于扭矩控制。在该结构中，也能够获得与上述的第一实施方式同样的效果。(第三实施方式)图7是表示本发明的第三实施方式的电动车辆用控制装置601的整体概略结构的框图。此外，在图7中，对于与图1到图6同样的结构要素标注同一附图标记并省略说明。如图7所示，在设置于马达转速的反馈回路的速度控制器100中直接组入有俯仰控制器2。这种情况下，运动參数为检测马达转速ω，振动參数为基于检测马达转速ω的速度数据。通过该结构，也能够获得与上述的实施方式同样的效果。此外，在上述的实施方式中所示的參数值、动作順序或各结构构件的各种形状、组合等是一例，能够在不脱离本发明的主旨的范围内基于设计要求等进行各种变更。本发明不限于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围适当修正和变更。产业上的可利用性本发明能够应用于具备具有驱动轮及车轴的车身、对所述驱动轮施加扭矩的驱动马达的电动车辆的控制。
0173]附图标记的说明0174]1、501、601电动车辆用控制装置0175]2俯仰控制器0176]10振动控制部0177]11 13相位调整部0178]Ila 13a滤波器0179]lib时间延迟单元0180]17放大部0181]20死区部件0182]30扭矩限制部0183]31限制器0184]32余量扭矩运算单元0185]40载荷判定部0186]50车速判定部0187]60转弯判定部0188]70陷波滤波器(不稳定成分滤除滤波器)0189]80车速运算部0190]90转弯量运算部0191]C车辆主体0192]L升降部0193]M(Ml^Me)驱动马达0194]P检测升降压(运动量參数，加速度数据)0195]T*扭矩指令(马达控制指令)0196]T^1马达控制扭矩指令(马达控制指令)0197]τ*2俯仰控制扭矩指令(振动控制指令)0198]Fl叉式车(电动车辆)0199]Pdc静态成分
权利要求
1.ー种电动车辆用控制装置，在具有车身和驱动马达的电动车辆中使用，对所述驱动马达提供马达控制指令，所述车身具有驱动轮及车轴，所述驱动马达对所述驱动轮施加扭矩，其中，该电动车辆用控制装置具有控制部，该控制部利用表示所述电动车辆的以所述车轴为中心的上下振动的振动參数对所述驱动马达进行反馈控制。
2.如权利要求1所述的电动车辆用控制装置，其中，还具有根据所述振动參数生成与所述马达控制指令相加的振动控制指令的振动控制部。
3.如权利要求2所述的电动车辆用控制装置，其中，所述振动控制部具有被输入所述电动车辆的包括所述振动參数在内的运动參数的滤波器，所述滤波器被设定基于所述上下振动的频率的控制频帯，根据所输入的所述运动參数检测所述振动參数。
4.如权利要求3所述的电动车辆用控制装置，其中，所述运动參数是所述电动车辆的加速度数据，所述振动控制部通过所述滤波器对所述控制频带的所述加速度数据进行相位调整，来取得作为所述振动參数的速度数据。
5.如权利要求3所述的电动车辆用控制装置，其中，所述振动控制部还具有以时间延迟的方式对所述滤波器的输出进行相位调整的时间延迟部。
6.如权利要求3所述的电动车辆用控制装置，其中，所述振动控制部根据作用于所述电动车辆的静态载荷来改变所述控制频带。
7.如权利要求2所述的电动车辆用控制装置，其中，所述振动控制部还具有根据作用于所述电动车辆的静态载荷来改变针对所述振动參数的増益系数的放大部。
8.如权利要求2所述的电动车辆用控制装置，其中，还具有以所述振动控制指令为规定的阈值以上作为条件而使所述振动控制指令通过的死区部件。
9.如权利要求2所述的电动车辆用控制装置，其中，还具有扭矩限制部，该扭矩限制部具有求出驱动马达的余量扭矩的余量扭矩运算部；和作为该余量扭矩运算部的运算结果的所述余量扭矩的负的值被设定为允许最小值，阻断所述振动控制指令中的小于所述允许最小值的振动控制指令的限制器。
10.如权利要求2所述的电动车辆用控制装置，其中，还具有以作用于所述电动车辆的静态载荷为规定的阈值以上作为条件而使所述振动控制指令通过的载荷判定部。
11.如权利要求2所述的电动车辆用控制装置，其中，还具有以所述电动车辆的车速为规定的阈值以上作为条件而使所述振动控制指令通过的车速判定部。CN 102548792 A
12.如权利要求2所述的电动车辆用控制装置，其中，还具有以所述电动车辆的转弯量小于规定的阈值作为条件而使所述振动控制指令通过的转弯判定部。
13.如权利要求2所述的电动车辆用控制装置，其中，还具有将所述振动控制指令的控制不稳定频率除去的不稳定成分滤除滤波器。
14.如权利要求2所述的电动车辆用控制装置，其中，在基于所述驱动马达的转速的反馈回路上还具有相位调整部。
15.一种电动车辆，具有具有驱动轮及车轴的车身、对所述驱动轮施加扭矩的驱动马达和权利要求1所述的电动车辆用控制装置。
16.ー种叉式车，具有具有驱动轮及车轴的车身、对所述驱动轮施加扭矩的驱动马达、升降部和权利要求3 所述的电动车辆用控制装置。
17.如权利要求16所述的叉式车，其中， 所述运动參数是所述电动车辆的加速度数据，作用于所述升降部的升降压作为所述加速度数据被输入所述滤波器。
全文摘要
电动车辆用控制装置在包括具有驱动轮及车轴的车身和对所述驱动轮施加扭矩的驱动马达的电动车辆中使用。该电动车辆用控制装置对所述驱动马达提供马达控制指令。该电动车辆用控制装置具有控制部。该控制部根据表示所述电动车辆的以所述车轴为中心的上下振动的振动参数对所述驱动马达进行反馈控制。
文档编号B66F9/24GK102548792SQ20108004332
公开日2012年7月4日 申请日期2010年4月12日 优先权日2009年9月30日
发明者中北治, 川口正隆, 本多利行, 梅原隆一, 水沼涉 申请人:三菱重工业株式会社