| 【発明の名称】 |
電気車用制御装置の入力値補正方法及び補正装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】刀谷 郁也
【氏名】織田 耕治
|
| 【要約】 |
【課題】電気車用制御装置の入力値補正方法及び補正装置において、入力値の調整作業を短時間で容易かつ精度良く行え、また、人手を要することなく自動でも行うことを可能とする。
【解決手段】オフセット調整モード及びゲイン調整モードにおいて、モータ電流等のＡ／Ｄ入力に基づく値が外部計器による検出値と同じになるようにオフセット値及びゲイン値がそれぞれ調整され、各値が記憶される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 電気車の走行モータ若しくは油圧モータ又はバッテリ等の負荷の電圧又は電流値がＡ／Ｄ入力される電気車用制御装置の入力値調整方法において、入力する電圧又は電流の原点を予め決定し、負荷の電圧又は電流を検出する外部計器による検出値が前記原点となるように制御装置を設定した時に、前記負荷の電圧又は電流のＡ／Ｄ入力に基づく値が前記外部計器による検出値と同じになるようにオフセット値を調整する第１のステップと、前記負荷の電圧又は電流を検出する外部計器による検出値が入力値の略最大値又はそれに近い所定値になるように制御装置を調整した時に、前記負荷の電圧又は電流のＡ／Ｄ入力に基づく値が前記外部計器による検出値と同じになるようにゲイン値を調整する第２のステップと、前記第１及び第２のステップにより得られたオフセット値及びゲイン値を記憶する第３のステップとからなることを特徴とする電気車用制御装置の入力値補正方法。
【請求項２】 第１のステップにより調整されるオフセット値及び第２のステップにより調整されるゲイン値を、コンピュータによる演算処理により得るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電気車用制御装置の入力値補正方法。
【請求項３】 電気車の走行モータ若しくは油圧モータ又はバッテリ等の負荷の電圧又は電流値がＡ／Ｄ入力される電気車用制御装置の入力値調整装置において、入力する電圧又は電流の原点が予め決定され、負荷の電圧又は電流を検出する外部計器による検出値が前記原点となるように制御装置が設定された時に、前記負荷の電圧又は電流のＡ／Ｄ入力に基づく値が前記外部計器による検出値と同じになるようにオフセット値を調整する第１の調整手段と、前記負荷の電圧又は電流を検出する外部計器による検出値が入力値の略最大値又はそれに近い所定値になるように制御装置が調整された時に、前記負荷の電圧又は電流のＡ／Ｄ入力に基づく値が前記外部計器による検出値と同じになるようにゲイン値を調整する第２の調整手段と、前記第１及び第２の調整手段により調整されたオフセット値及びゲイン値を記憶する記憶手段とを備えたことを特徴とする電気車用制御装置の入力値補正装置。
【請求項４】 第１の調整手段により調整されるオフセット値及び第２の調整手段により調整されるゲイン値を、コンピュータによる演算処理により得るようにしたことを特徴とする請求項３に記載の電気車用制御装置の入力値補正装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリフォークリフト車等の電気車用制御装置の入力値補正方法及び補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気車の制御装置においては、制御装置を構成するＣＰＵ（又はＭＰＵ）に、走行モータ若しくは油圧モータ又はバッテリ等の負荷の電圧又は電流値がＡ／Ｄ入力され、これと指令値とが比較されることで、走行や油圧制御が行われ、また、バッテリの残量がＬＣＤ等の表示パネルに表示される。これらの電圧又は電流のＡ／Ｄ入力値に誤差があると、精度良く制御することができない。誤差は、これら負荷の電圧又は電流値を検出するセンサやその増幅回路のバラツキ等に起因して生じる。そこで、そのような誤差をなくすために、工場出荷時に、制御装置に設けられた補正用の調整ボリウムを用いて人手による調整作業を行うことが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のような従来の入力値の補正方法乃至補正装置においては、作業に手間取り、しかも精度良く調整することが容易ではなかった。調整精度が悪いと、入力された値がずれており、そのまま使用すると、誤動作やエラーを発生することが考えられる。
【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、入力値の調整作業を短時間で容易かつ精度良く行え、また、人手を要することなく自動でも行うことが可能な電気車用制御装置の入力値補正方法及び補正装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために請求項１の発明は、電気車の走行モータ若しくは油圧モータ又はバッテリ等の負荷の電圧又は電流値がＡ／Ｄ入力される電気車用制御装置の入力値調整方法において、入力する電圧又は電流の原点を予め決定し、負荷の電圧又は電流を検出する外部計器による検出値が原点となるように制御装置を設定した時に、負荷の電圧又は電流のＡ／Ｄ入力に基づく値が外部計器による検出値と同じになるようにオフセット値を調整する第１のステップと、負荷の電圧又は電流を検出する外部計器による検出値が入力値の略最大値又はそれに近い所定値になるように制御装置を調整した時に、負荷の電圧又は電流のＡ／Ｄ入力に基づく値が外部計器による検出値と同じになるようにゲイン値を調整する第２のステップと、第１及び第２のステップにより得られたオフセット値及びゲイン値を記憶する第３のステップとからなるものである。この方法においては、負荷の電圧又は電流のＡ／Ｄ入力に基づく値が外部計器による検出値と同じになるようにオフセット値が調整され、さらに、負荷の電圧又は電流のＡ／Ｄ入力に基づく値が外部計器による検出値と同じになるようにゲイン値が調整され、それぞれの値が記憶される。
【０００６】また、請求項２の発明は、上記請求項１に記載の方法において、第１のステップにより調整されるオフセット値及び第２のステップにより調整されるゲイン値を、コンピュータによる演算処理により得るようにしたものである。この方法においては、コンピュータへの負荷の電圧又は電流のＡ／Ｄ入力を基にオフセット値及びゲイン値が演算処理により求まる。
【０００７】また、請求項３の発明は、電気車の走行モータ若しくは油圧モータ又はバッテリ等の負荷の電圧又は電流値がＡ／Ｄ入力される電気車用制御装置の入力値調整装置において、入力する電圧又は電流の原点が予め決定され、負荷の電圧又は電流を検出する外部計器による検出値が原点となるように制御装置が設定された時に、負荷の電圧又は電流のＡ／Ｄ入力に基づく値が外部計器による検出値と同じになるようにオフセット値を調整する第１の調整手段と、負荷の電圧又は電流を検出する外部計器による検出値が入力値の略最大値又はそれに近い所定値になるように制御装置が調整された時に、負荷の電圧又は電流のＡ／Ｄ入力に基づく値が外部計器による検出値と同じになるようにゲイン値を調整する第２の調整手段と、第１及び第２の調整手段により調整されたオフセット値及びゲイン値を記憶する記憶手段とを備えたものである。この構成においては、請求項１と同等の作用が得られる。
【０００８】また、請求項４の発明は、請求項３に記載の構成において、第１の調整手段により調整されるオフセット値及び第２の調整手段により調整されるゲイン値を、コンピュータによる演算処理により得るようにしたものである。この構成においては、請求項２と同等の作用が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の電気車用制御装置の入力値補正方法が適用される一実施形態によるフォークリフト車の駆動回路図である。走行主回路１１は、走行モータ１２のアマチュアＡ１、界磁巻線Ｆ１、前進・後進の切替えコンタクタＭＦ，ＭＲ、及び駆動制御用のスイッチング素子としてのＦＥＴ又はＩＧＢＴ等の制御素子ＦＣ１から構成され、これらが直列に接続され、バッテリＢＴに接続されている。アマチュアＡ１と並列に、環流電流を流すためのフライホイールダイオードＤ１が接続されている。カレントセンサ１３，１４は、アマチュアＡ１に流れる電流Ｉａ及び界磁巻線（フィールド）に流れる電流Ｉｆ（Ｉａは還流電流を含む）を検出する。
【００１０】油圧主回路１５は、油圧モータ１６のアマチュアＡ２、界磁巻線Ｆ２、駆動制御用のスイッチング素子としてのＦＥＴ又はＩＧＢＴ等の制御素子ＦＣ２から構成され、これらが直列に接続され、バッテリＢＴに接続されている。アマチュアＡ２、界磁巻線Ｆ２と並列に、環流電流を流すためのフライホイールダイオードＤ２が接続されている。カレントセンサ１７は、アマチュアＡ２（界磁巻線Ｆ２）に流れる電流Ｉｈを検出する。
【００１１】上記構成の駆動回路の動作について説明すると、走行モータ１２の力行時には、コンタクタＭＦ，ＭＲを前進・後進に応じて切替え、制御素子ＦＣ１をオン・オフさせて、アマチュア電流、界磁電流を制御することでトルク制御する（チョッパ制御）。油圧モータ１６は、制御素子ＦＣ２をオン・オフさせてアマチュア電流（界磁電流）を制御することで油圧制御する。
【００１２】図２は、電気車用制御装置の回路ブロック図である。ＣＰＵ２１は、各種操作指示入力にしたがい、また、ＲＯＭ２２に格納された所定のプログラムにしたがって電気車の走行やフォークの駆動を制御する。ＣＰＵ２１は、各種データ等を記憶したＲＡＭ２３を内蔵し、また、Ａ／Ｄ変換器２４、外部のホストコンピュータ２６とのシリアルインタフェース（ＳＩＯ）２５等を有している。ＲＡＭ２３には、バックアップ用の電池２７が接続されている。操作指示入力としては、アクセル２８、各種操作スイッチ２９の他に、調整用のアップスイッチ３０、ダウンスイッチ３１、ロータリースイッチ３２、モードスイッチ３３が設けられている。バッテリＢＴの電圧（３４）及び走行モータ１２及び油圧モータ１６の各モータ電流（３５；カレントセンサ１３，１４，１７による検出電流Ｉａ，Ｉｆ，Ｉｈ）がＡ／Ｄ変換されて入力される。
【００１３】また、ＣＰＵ２１は、表示ドライバ３６を介してＬＣＤ３７に各種モニタ表示を行い、また、走行モータドライバ３８を介して制御素子ＦＣ１のゲート（３９）を制御し、走行モータ１２の駆動を制御し、また、油圧モータドライバ４０を介して制御素子ＦＣ２のゲート（４１）を制御し、油圧モータ１６の駆動を制御する。
【００１４】補正のための調整作業を行うに際しては、バッテリＢＴに外部の電圧計４３が接続され、走行及び油圧の各モータ１２，１６には、外部の電流計４４が接続される。ホストコンピュータ２６を用いて自動により調整を行う時には、ホストコンピュータ２６にこれら計測器によるバッテリ電圧値及びモータ電流値を入力し、ホストコンピュータ２６からの所定の演算処理により得られたオフセット値及びゲイン値をＣＰＵ２１に出力する。ホストコンピュータ２６を用いない場合は、作業者が外部の電圧計４３と電流計４４を見て、ＬＣＤ３７での表示値が電圧計４３と電流計４４の表示値になるようにアップスイッチ３０又はダウンスイッチ３１を操作して、オフセット値及びゲイン値を設定する。この詳細は後述する。
【００１５】図３はＬＣＤ３７によるモニタ表示画面の例を示す。ＣＰＵ２１は、通常の運転動作時は勿論のこと調整作業時においても、各種の入力値を基にＬＣＤ３７にモニタ表示を行う。例えば、バッテリ電圧（３４）のＡ／Ｄ入力値に基づいてバッテリＢＴの残量を演算により求め、バッテリ容量表示部４６に表示する。また、モード表示部４７には、選択されているモード内容（図示の例では、調整作業時におけるモータ電流Ｉａレベルが４００Ａ（アンペア）であること）が表示される。
【００１６】上記構成による電気車用制御装置の入力値補正方法について以下、図４乃至図６を参照して説明する。図４はモータ電流の入力値補正作業の処理手順を示す。入力値補正作業に入ると、まず、電源をＯＮし（＃１）、アクセル２８その他の操作スイッチ２９の出力をゼロ（原点）にし（＃２）、ロータリースイッチ３２を調整モードに設定し（＃３）、モードスイッチ３３をオフセットモード（レベルを調整するためのもの）に設定する（＃４）。このオフセットモードで、アップスイッチ３０又はダウンスイッチ３１を用いてオフセット調整を行う（＃５）。次に、モードスイッチ３３をゲイン調整モード（傾きを調整するためのもの）に設定する（＃６）。このゲイン調整モードで、外部電流計４４の指示値が所定値（例えば最大値の４００Ａ）になるように、アクセル２８をＯＮに調整する（＃７）。その時のＬＣＤ３７による表示が該所定値になるように、アップスイッチ３０又はダウンスイッチ３１を用いてゲイン調整を行う（＃８）。
【００１７】図５は外部入力に対するＬＣＤ３７による表示値の関係図であり、オフセット調整とゲイン調整の考え方を示す。横軸には外部入力（電流計４４の指示値）、縦軸にはＣＰＵ２１によるＬＣＤ３７での表示値を示す。上記＃５での原点のオフセット調整により、特性線Ｇ１が原点を通る特性線Ｇ２となり、さらに、上記＃８でのゲイン調整により、特性線Ｇ２が外部入力の最大値近傍でそれと表示値が等しくなる特性線Ｇ３となる。
【００１８】図６は入力値補正のためのＣＰＵ２１による処理手順のフローチャートである。まず、原点の調整を行うべく各部を設定した状態でＣＰＵ２１にモータ電流（３５）のＡ／Ｄ値を入力し（＃１１）、ロータリースイッチ３２、モードスイッチ３３をオフセット調整モードに設定すると（＃１２でＹＥＳ）、測定値（＝ゲイン×入力値×オフセット値）がＬＣＤ３７に表示される（＃１３）。この状態で、アップスイッチ３０又はダウンスイッチ３１を用いてオフセット値を増減し（＃１４〜＃１７）、原点調整を行う。設定されたオフセット値はＲＡＭ２３に格納される。
【００１９】次に、最大値近傍でゲイン調整を行うべく各部を設定した状態で、ロータリースイッチ３２、モードスイッチ３３をゲイン調整モードに設定すると（＃１８でＹＥＳ）、＃１１でモータ電流（３５）のＡ／Ｄ値が入力され、同様に、測定値（＝ゲイン×入力値×オフセット値）がＬＣＤ３７に表示される（＃１９）。この状態で、アップスイッチ３０又はダウンスイッチ３１を用いてゲイン値を増減し（＃２０〜＃２３）、ゲイン調整を行う。設定されたゲイン値はＲＡＭ２３に格納される。
【００２０】上記は作業者が外部電流計４４を見ながら調整を行う手順を示したが、以下に述べる＃２４〜＃２９は、ホストコンピュータ２６（以下、ホストという）を用いた自動調整の場合の処理手順である。ホスト２６からＡ／Ｄ入力値の要求があれば（＃２４でＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、ホスト２６へＡ／Ｄ入力値を出力する（＃２５）。ホスト２６はこの入力に基づいて所定の演算によりオフセット値及びゲイン値を求める。ホスト２６からオフセット値を受信すると（＃２６）、このオフセット値をセットする（＃２７）。また、ホスト２６からゲイン値を受信すると（＃２８）、このゲイン値をセットする（＃２９）。
【００２１】その後、電源ＯＦＦでなければ（＃３０でＮＯ）、処理は＃１１に戻る。電源ＯＦＦとなれば（＃３０でＹＥＳ）、オフセット値及びゲイン値をメモリバックアップし（＃３１）、処理を終了する。以上のような調整方法により、従来の方法に比べて入力値の調整作業を短時間に容易かつ精度良く行うことが可能となり、人手を要することなく自動でも行うことが可能となる。なお、バッテリＢＴの電圧検出の調整処理手順は図示していないが、上記と同等の方法でもって調整することが可能である。
【００２２】なお、本発明は上記実施形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、作業者が計測器を見ながら調整を行う方法と、ホストコンピュータ２６を用いて自動調整を行う方法の両者を並べて記述したが、いずれか一方の方法のみが行えるようになっていてもよい。また、オフセット調整及びゲイン調整を行う時の入力値は任意に選ぶことが可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上のように請求項１又は請求項３の発明によれば、走行モータ若しくは油圧モータ又はバッテリ等の負荷の電圧又は電流の検出値を補正するためのオフセット値及びゲイン値を比較的簡易な調整作業により精度良く求めることができ、また、そのため、電気車の制御動作において、これらのオフセット値及びゲイン値を用いて電圧又は電流の検出値を補正することで、高精度な制御が可能となる。
【００２４】また、請求項２又は請求項４の発明によれば、上記の効果に加えて、人手を要することなく自動でオフセット値及びゲイン値を求めることができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００２３２８０７
【氏名又は名称】日本輸送機株式会社
|
| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）８月１１日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】板谷 康夫
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−６９５１４ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）３月９日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２１６６７４ |
|