JP2001139296A - フォークリフトの制動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フォークリフトが減速するに連れて誘導モータ
の回生制動による制動力を低減して円滑な停止を実現で
きるようにする。 【解決手段】走行中にブレーキＯＮとしたときに（Ｓ１
〜Ｓ６のＮＯ、Ｓ７の中立、Ｓ９のＹＥＳ）、そのとき
のフォークリフトの速度の大きさＶがしきい値Ｖｔより
大きいときには、回生制動による制動力がそのフォーク
リフトの速度に無関係に一定になり、フォークリフトの
速度大きさＶがしきい値Ｖｔより小さいときには、回生
制動による制動力がそのフォークリフトの速度の大きさ
に比例するように、誘導モータの出力電圧を算出する
（Ｓ１０〜Ｓ１３）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、フォークリフト
の車体に搭載されたバッテリの出力直流電力を、インバ
ータにより交流電力に変換して動力用の誘導モータに給
電し、駆動部により誘導モータを駆動し、誘導モータの
回生制動による制動を行うフォークリフトの制動装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、バッテリにより駆動されるフォー
クリフトは、例えば図５に示すように、車体１に搭載さ
れたバッテリ２により走行用の直流モータ３に給電して
走行する。このとき、モータ３の駆動力を車輪に伝達す
る伝達手段（図示せず）を前進及び後退のいずれかまた
は中立状態に切換設定するディレクショナルレバー（或
いはディレクショナルスイッチ）４の操作により、伝達
手段が前進、後退の走行方向及び駐車時における中立状
態への切り換えが行われ、ハンドル５により操舵が行わ
れる。尚、図５において、６は車体１の前部に設けられ
たマスト、７はマスト６に設けられたリフトブラケッ
ト、８はリフトブラケット７に設けられた一対のフォー
ク、９はアクセルペダル、１０はブレーキペダルであ
る。

【０００３】ところで、最近では、上記した直流モータ
３に代えて交流モータである誘導モータを動力源とする
フォークリフトも提案されており、この誘導モータ式の
場合、例えば図６に示すように、メインスイッチ１１の
オンにより、バッテリ２の出力直流電力を、平滑コンデ
ンサ１２により平滑すると共に、６個の電界効果トラン
ジスタＴ１〜Ｔ６をフルブリッジ接続して成る３相ブリ
ッジインバータ１３により交流電力に変換して３相誘導
モータ１４に給電し、特に誘導モータ１４の回生制動と
いう特性を生かして力行制御、回生制御を行うようにな
っている。

【０００４】このように誘導モータ１４を動力源とする
フォークリフトでは、作業者がブレーキペダル１０を踏
み込むと、図５には示されていないブレーキ検知部によ
りブレーキのＯＮ、ＯＦＦが検知され、機械式や油圧式
等のブレーキ装置による制動力に加えて、誘導モータ１
４の回生制動による制動力を発生し、フォークリフトの
制動を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の制動の場合、誘導モータ１４の回生制動による制動力
は、速度と無関係に一定であるため、フォークリフトが
十分減速して止まる寸前になっても誘導モータ１４の回
生制動による制動力が作用したままであるため、停止直
前における制動力としては大きすぎ、停止直後において
は制動力が急になくなることから、円滑な停止を行うこ
とができず、荷崩れを招くおそれがあるという問題があ
った。

【０００６】この発明が解決しようとする課題は、フォ
ークリフトが減速するに連れて誘導モータの回生制動に
よる制動力を低減して円滑な停止を実現できるようにす
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明は、フォークリフトの車体に搭載された
バッテリの出力直流電力を、インバータにより交流電力
に変換して動力用の誘導モータに給電し、駆動部により
前記モータを駆動し、前記モータの回生制動による制動
を行うフォークリフトの制動装置において、走行中にブ
レーキＯＮとしたときに、そのときのフォークリフトの
速度が所定速度より大きいときには、回生制動による制
動力がそのフォークリフトの速度に無関係に一定にな
り、フォークリフトの速度が前記所定速度より小さいと
きには、回生制動による制動力がそのフォークリフトの
速度に比例するように、前記モータの出力電圧を算出す
ることを特徴としている。

【０００８】このような構成によれば、走行中にブレー
キＯＮとされると、そのときのフォークリフトの速度が
所定速度より大きいうちは、誘導モータの回生制動によ
る制動力として一定の制動力が作用し、フォークリフト
が減速してフォークリフトの速度が所定速度より小さく
なると、誘導モータの回生制動による制動力としてフォ
ークリフトの速度に比例した制動力が作用する。

【０００９】そのため、フォークリフトが減速して停止
する直前には回生制動による制動力は十分小さくなり、
従来のように停止直後に制動力が急になくなるというこ
ともなく、違和感なく円滑に停止することができる。

【００１０】また、本発明は、前記モータの回転数を検
出する回転検出部と、前記回転検出部による検出値から
前記車体の速度及び加速度を導出する導出部と、ブレー
キのＯＮ、ＯＦＦを検知するブレーキ検知部と、前記ブ
レーキ検知部により前記ブレーキのＯＮが検知されたと
きに、前記導出部により導出されるフォークリフトの速
度が所定速度より大きいかどうか判断し、大きいときに
はそのフォークリフトの速度に無関係に回生制動による
制動力が一定になり、小さいときには回生制動による制
動力がそのフォークリフトの速度に比例するように、前
記モータの出力電圧を算出する制御部とを備えているこ
とを特徴としている。

【００１１】このような構成によれば、ブレーキ検知部
によりブレーキのＯＮが検知され、導出部により導出さ
れるそのときのフォークリフトの速度が所定速度より大
きいかどうかが制御部により判断され、大きいときには
誘導モータの回生制動による制動力が一定になり、小さ
いときには回生制動による制動力がフォークリフトの速
度に比例するように、モータの出力電圧が算出されるた
め、その算出した出力電圧が得られるように誘導モータ
を制御することで、円滑な制動特性を実現できる。

【００１２】また、本発明は、前記所定速度は、前記ブ
レーキのＯＮ検知時におけるフォークリフトの速度の大
きさの２乗に予め決められたある係数を掛けた値と、そ
の速度の大きさに予め決められた他の係数を掛けた値と
が等しくなる速度であることを特徴としている。

【００１３】このような構成によれば、フォークリフト
の速度が所定速度より大きいときには誘導モータの回生
制動による制動力が一定になり、小さいときには回生制
動による制動力がフォークリフトの速度に比例するよう
な誘導モータの出力電圧を算出することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】この発明をカウンタバランス型フ
ォークリフトに適用した場合の一実施形態について図１
ないし図４を参照して説明する。但し、図１はこの発明
の一実施形態にかかる制動装置のブロック図であり、図
２は動作説明図、図３及び図４は図１の動作説明用フロ
ーチャートである。

【００１５】ここで、カウンタバランス型フォークリフ
トの構成は、直流モータ３を誘導モータとした点を除
き、図５に示すものと同じであるため、以下の説明では
図５も参照する。また、本実施形態では、図６に示す誘
導モータ１４と同様の３相誘導モータを用いており、そ
の駆動に用いられるインバータは図６に示す３相ブリッ
ジインバータ１３と同じ構成であるため、以下の説明で
は図６も参照する。

【００１６】図１に示すように、アクセルペダル９の踏
み込み量に比例したアクセル検知部（図示せず）からの
検知信号は、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部２１
によりデジタル信号に変換され、後述するＣＰＵにより
アクセルペダル９の踏み込みによるアクセルＯＮ、ＯＦ
Ｆ及び踏み込み量が検知される。また、図５に示される
ように、誘導モータ１４の回転軸には、ロータリエンコ
ーダから成る回転検出部１５が設けられており、この回
転検出部１５からの出力パルスが、カウンタ２２により
カウントされ、そのカウント値から後述するＣＰＵによ
り誘導モータ１４の回転数が検出される。

【００１７】更に、誘導モータ１４の駆動力を車輪に伝
達する伝達手段（図示せず）を前進及び後退のいずれか
または中立状態に切換設定する切換部としてのディレク
ショナルレバー４の切換状態、及びブレーキ検知部（図
示せず）により検知されるブレーキペダル１０の踏み込
みによるブレーキＯＮ、ＯＦＦがパラレル入力部（Ｐ
Ｉ）２３を介して後述するＣＰＵに入力され、このディ
レクショナルレバー４が前進方向、後退方向、中立状態
のいずれに切換設定されているか、及びブレーキＯＮか
どうかの判断がＣＰＵにより行われる。

【００１８】そして、これらアクセルペダル９の踏み込
み量、モータ回転数やディレクショナルレバー４の切換
状態、ブレーキのＯＮ、ＯＦＦといったデータが、ＲＡ
Ｍ２５に一時的に記憶保持され、ＲＯＭ２６に予め格納
されている所定の制御プログラムに従い、ＣＰＵ２７に
より、パルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulatio
n)パルス出力部２８から、インバータ１３の各トランジ
スタＴ１〜Ｔ６の制御端子にＰＷＭ制御パルスが出力さ
れ、誘導モータ１４の出力電流が制御され、力行制御或
いは回生制御が行われるようになっている。

【００１９】ところで、ＣＰＵ２７では、回転検出部１
５により検出されるモータ回転数から車体１の速度及び
加速度を導出する。更に、ＣＰＵ２７は、ブレーキペダ
ル検知部によりブレーキＯＮが検知されると、導出した
フォークリフトの速度の大きさが所定値より大きいかど
うか判断し、大きいときにはそのフォークリフトの速度
に無関係に回生制動による制動力が一定になり、小さい
ときには回生制動による制動力がそのフォークリフトの
速度の大きさに比例するように、誘導モータ１４の出力
電圧を算出する。ここで、ＣＰＵ２７による速度及び加
速の導出処理が導出部に相当し、ＣＰＵ２７による誘導
モータ１４の出力電圧の算出処理が制御部に相当する。

【００２０】そして、この算出された出力電圧値に基づ
き、ＰＷＭパルス出力部２８が制御されて誘導モータ１
４の回転数が制御され、誘導モータ１４の回生制御が行
われるのである。

【００２１】また、ＣＰＵ２７による誘導モータ１４の
出力電圧Ｍｖの算出は、導出した速度の大きさをＶと
し、制御系のゲイン（係数）をｋ１、ｋ２とすると、速
度の大きさＶが所定速度であるしきい値Ｖｔよりも大き
いか小さいかにより、 Ｍｖ＝ｋ１×Ｖ²（Ｖ＞Ｖｔの場合） Ｍｖ＝ｋ２×Ｖ（Ｖ＜Ｖｔの場合） の式に従ってそれぞれ成され、式及び式による出力
電圧Ｍｖに基づいて誘導モータ１４を制御したときの制
動力は図２に示すようになる。ここで、所定のしきい値
Ｖｔは、図２に示すように、式による計算値に基づく
制動力と、式による計算値に基づく制動力とが等しく
なるときの速度値に相当する。

【００２２】次に、動作について図３及び図４のフロー
チャートを参照して説明する。

【００２３】図３に示すように、ＣＰＵ２７により、ま
ずＲＡＭ２５を始めとして装置の初期化が行われ（Ｓ
１）、アクセル検知部からアクセルペダル９の踏み込み
量に比例した信号が取り込まれ（Ｓ２）、ＰＩ２３を介
してディレクショナルレバー４の切換状態が入力される
と共に（Ｓ３）、カウンタ２２によるカウント値が取り
込まれ（Ｓ４）、ブレーキ検知部の出力が取り込まれる
（Ｓ５）。

【００２４】そして、アクセルＯＮか否かの判定がなさ
れ（Ｓ６）、この判定結果がＹＥＳであれば、通常の走
行状態にあると判断できるため、ディレクショナルレバ
ー４の切換状態が前進または後退か中立かの判定がなさ
れ（Ｓ７）、前進または後退であると判断されると、通
常の走行制御処理が行われ（Ｓ８）、その後は後述する
ステップＳ１５に移行する。

【００２５】ここで、ステップＳ８の通常の走行制御処
理とは、図４に示すように、所定のゲイン（係数）とア
クセルペダル９の踏み込み量との掛け算により、通常走
行時におけるモータ出力指令値を算出する処理（Ｓ２
０）である。

【００２６】一方、上記したステップＳ６の判定結果が
ＮＯであれば、ステップＳ７において中立と判定された
ときと共にステップＳ９に移行し、ブレーキＯＮか否か
の判定がなされ（Ｓ９）、この判定結果がＹＥＳであれ
ば、ブレーキングの状態にあると判断できるため、フォ
ークリフトの速度の大きさＶが導出され（Ｓ１０）、こ
のＶがしきい値Ｖｔより大きいか否かの判定がなされ
（Ｓ１１）、この判定結果がＹＥＳであれば、上記した
式による誘導モータ１４の出力電圧Ｍｖが算出され
（Ｓ１２）、判定結果がＮＯであれば、上記した式に
よる誘導モータ１４の出力電圧Ｍｖが算出される（Ｓ１
３）。

【００２７】また、ステップＳ９の判定結果がＮＯであ
れば、ニュートラルの状態にあると判断できるため、誘
導モータ１４の出力電圧Ｍｖはゼロに設定された後（Ｓ
１４）、ステップＳ８、Ｓ１２及びＳ１３の処理を経た
後と共にステップＳ１５に移行し、各ステップＳ８、Ｓ
１２、Ｓ１３及びＳ１４において算出されたデータに基
づいて誘導モータ１４の回転数が制御され（Ｓ１５）、
その後上記したステップＳ２に戻る。

【００２８】このように、走行中にブレーキＯＮとされ
ると、そのときのフォークリフトの速度の大きさＶが所
定のしきい値Ｖｔより大きいうちは、誘導モータ１４の
回生制動による制動力として一定の制動力が作用し、フ
ォークリフトが減速してフォークリフトの速度の大きさ
Ｖがしきい値Ｖｔより小さくなると、誘導モータ１４の
回生制動による制動力としてフォークリフトの速度の大
きさに比例した制動力が作用する。

【００２９】従って、上記した実施形態によれば、フォ
ークリフトが減速して停止する直前には回生制動による
制動力は十分小さくなり、従来のように停止直後に制動
力が急になくなるということもなく、違和感なく円滑に
停止することができ、荷崩れを未然に防止することが可
能になる。

【００３０】なお、上記した実施形態では、誘導モータ
１４を３相誘導モータとした場合について説明している
が、特に３相誘導モータ限定されるものではなく、２相
や４相以上の誘導モータであってもよいのは勿論であ
る。

【００３１】更に、上記した実施形態では、本発明をカ
ウンタバランス型フォークリフトに提供した場合につい
て説明したが、本発明が適用できる上記したカウンタバ
ランス型以外にも、リーチ型フォークリフトを始め、そ
の他の誘導モータを動力源とし得るフォークリフトに適
用できるのはいうまでもなく、この場合も上記した実施
形態と同等の効果を得ることができる。

【００３２】また、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、フォークリフトが減速するに連れて誘導モータ
の回生制動による制動力を低減するため、フォークリフ
トが減速して停止する直前には回生制動による制動力は
十分小さくなり、従来のように停止直後に制動力が急に
なくなるということもなく、作業者は予想した位置に確
実に停止することができ、違和感なく円滑に停止するこ
とができ、荷崩れを未然に防止することが可能になり、
フォークリフトの運転時における安全性の向上を図るこ
とができる。

【００３４】また、請求項２に記載の発明によれば、ブ
レーキペダル検知部によりブレーキペダルの踏み込みが
検知され、導出部により導出されるそのときのフォーク
リフトの速度が所定速度より大きいかどうか制御部によ
り判断され、大きいときには誘導モータの回生制動によ
る制動力が一定になり、小さいときには回生制動による
制動力がフォークリフトの速度に比例するように、モー
タの出力電圧が算出されるため、その算出した出力電圧
が得られるように誘導モータを制御することで、円滑な
制動特性を実現することができる。

【００３５】また、請求項３に記載の発明によれば、フ
ォークリフトの速度が所定速度より大きいときには誘導
モータの回生制動による制動力が一定になり、小さいと
きには回生制動による制動力がフォークリフトの速度に
比例するような誘導モータの出力電圧を算出することが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明一実施形態のブロック図である。

【図２】この発明一実施形態の動作説明図である。

【図３】この発明一実施形態の動作説明用フローチャー
トである。

【図４】この発明一実施形態の動作説明用フローチャー
トである。

【図５】一般の直流モータ式フォークリフトの側面図で
ある。

【図６】一般の３相誘導モータの制御回路の結線図であ
る。

【符号の説明】

１ 車体 ２ バッテリ ４ ディレクショナルレバー（切換部） ９ アクセルペダル １０ ブレーキペダル １３ ３相ブリッジインバータ １４ ３相誘導モータ １５ 回転検出部 ２７ ＣＰＵ（導出部、制御部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォークリフトの車体に搭載されたバッ
   テリの出力直流電力を、インバータにより交流電力に変
   換して動力用の誘導モータに給電し、駆動部により前記
   モータを駆動し、前記モータの回生制動による制動を行
   うフォークリフトの制動装置において、 走行中にブレーキＯＮとしたときに、そのときのフォー
   クリフトの速度が所定速度より大きいときには、回生制
   動による制動力がそのフォークリフトの速度に無関係に
   一定になり、フォークリフトの速度が前記所定速度より
   小さいときには、回生制動による制動力がそのフォーク
   リフトの速度に比例するように、前記モータの出力電圧
   を算出することを特徴とするフォークリフトの制動装
   置。
2. 【請求項２】 前記モータの回転数を検出する回転検出
   部と、 前記回転検出部による検出値から前記車体の速度及び加
   速度を導出する導出部と、 ブレーキのＯＮ、ＯＦＦを検知するブレーキ検知部と、 前記ブレーキ検知部により前記ブレーキのＯＮが検知さ
   れたときに、前記導出部により導出されるフォークリフ
   トの速度が所定速度より大きいかどうか判断し、大きい
   ときにはそのフォークリフトの速度に無関係に回生制動
   による制動力が一定になり、小さいときには回生制動に
   よる制動力がそのフォークリフトの速度に比例するよう
   に、前記モータの出力電圧を算出する制御部とを備えて
   いることを特徴とする請求項１に記載のフォークリフト
   の制動装置。
3. 【請求項３】 前記所定速度は、前記ブレーキのＯＮ検
   知時におけるフォークリフトの速度の大きさの２乗に予
   め決められたある係数を掛けた値と、その速度の大きさ
   に予め決められた他の係数を掛けた値とが等しくなる速
   度であることを特徴とする請求項１または２に記載のフ
   ォークリフトの制動装置。