JP2001263124A - 産業用車両 - Google Patents

産業用車両

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JP2001263124A
JP2001263124A JP2000075001A JP2000075001A JP2001263124A JP 2001263124 A JP2001263124 A JP 2001263124A JP 2000075001 A JP2000075001 A JP 2000075001A JP 2000075001 A JP2000075001 A JP 2000075001A JP 2001263124 A JP2001263124 A JP 2001263124A
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Nobuo Shono
信夫 正野
Masami Higaki
正美 檜垣
Isamu Aoki
勇 青木
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、オペレータの意思(操作)に反し
て、エンジンの冷却水の温度の上昇に伴いエンジンの回
転数が変化することを防止できるディーゼル−エレキ方
式の産業用車両を提供することを目的とする。 【解決手段】 エンジンに連結された発電機2より給電
される、エンジンの冷却水を冷却するラジエータに送風
する電動ファンのモータ9および走行モータ8へ冷却水
を供給する循環用ポンプのモータ10と、発電機2の出力
電圧を調整する出力電圧調整手段(AVR)5を備え、
エンジンのアイドリング時に、AVR5を駆動して、前
記モータ9,10の作動電圧まで出力電圧を上昇させる構
成とする。この構成によれば、アイドリング時に発電機
2が立ち上げられ、発電機2の出力電圧がモータ9,10
の作動電圧まで上昇され、よってアイドリング時にエン
ジン2の冷却水の温度が上昇することが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用車両、特に
その電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】産業用車両(たとえばコンテナキャリ
ア、大型コントローラなど)において、ディーゼルエン
ジンの駆動により発電機を駆動し、この発電機が発生す
る電力を使用して、車輪に連結された電動モータを駆動
することにより車両を走行させる、ディーゼル−エレキ
方式と称される走行駆動装置が開発されている。
【0003】このディーゼル−エレキ方式の走行駆動装
置を使用した従来の産業用車両の電源装置のブロックの
一例を図3に示す。図3において、1はディーゼルエン
ジン(複数の作業の駆動源となるエンジンの一例)であ
り、このエンジン1の回転軸にブラシレス交流発電機
(発電機の一例)2、車両に装備されたバケットやフォ
ークやクランプなど油圧により駆動される荷役装置3へ
圧油を供給する油圧ポンプ4などの各軸が連結されてお
り、エンジン1が回転することにより、発電機2におい
て発電され、油圧ポンプ4より荷役装置3へ圧油が供給
される。またディーゼルエンジン1は、通常は高速の一
定回転数(油圧ポンプ4を駆動する最低回転数以上;た
とえば、1800rpm)で回転される。
【0004】また、上記発電機2は、発電機電圧調整器
(AVR)5により発電電圧(たとえば、AC440V
/60Hz)が一定になるように界磁電流が制御されて
おり、この発電機2において発電された電力は、発電機
遮断器52G、インバータ6を介して上記車輪7に連結さ
れた(電動)走行モータ8へ給電され、さらに補機遮断
器52Mを介して、エンジン1の冷却水を冷却するラジエ
ータに送風する電動ファンのモータ(冷却用補機の一
例)9と走行モータ8へ冷却水を供給する循環用ポンプ
のモータ(冷却用補機の一例)10へ給電されている。ま
た制御装置11や車両の運転席に設けられた操作盤、モニ
タ装置などの電源として給電される。また制御装置11に
は、エンジン1のアイドリング運転または通常の高速運
転の判断のために、ロー/ハイ切換の操作信号(Low
/High切換信号)が入力され、またエンジン1の保
護のためにエンジン1の冷却水の温度が入力されてい
る。
【0005】また発電機2の初期励磁電源などとして使
用されるバッテリ12が設けられている。上記構成による
作用を説明する。
【0006】まず、バッテリ12より給電される制御装置
11は、Low/High切換信号によりアイドリング運
転の操作を確認すると、エンジン1のアクセルアクチュ
エータ1Aへアイドリング信号を出力する。すると、エ
ンジン1はアイドリングの回転数(たとえば、700r
pm)で回転される。このとき、発電は行わないため、
電動ファンのモータ9と循環用ポンプのモータ10は停止
している。
【0007】次に、制御装置11は、Low/High切
換信号により通常の高速運転の操作を確認すると、エン
ジン1のアクセルアクチュエータ1Aへ高速一定回転信
号を出力する。すると、エンジン1は高速の一定回転数
(たとえば、1800rpm)で回転され、これにより
油圧ポンプ4が駆動される。次に、制御装置11はAVR
5へ制御開始信号を出力する。すると、発電機2におい
て発電が開始され、インバータ6、電動ファンのモータ
9、循環用ポンプのモータ10、操作盤とモニタ装置など
へ給電される。またAVR5により発電電圧は一定に制
御される。また発電機2の界磁電流は立ち上げ時はバッ
テリ12より供給され、立ち上げ後は自己の発電電流より
供給される。
【0008】また制御装置11は、エンジン1の保護のた
め、エンジン冷却水の温度が一定の温度を超えると、電
動ファンのモータ9を強制駆動させる。すなわち、エン
ジン1を高速の一定回転数(たとえば、1800rp
m)として、AVR5へ制御開始信号を出力し発電機2
による発電を開始させる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、アイドリング
運転が長時間に及んだとき、またはエンジン1を180
0rpmで運転後すぐにアイドリング運転操作をして電
動ファンのモータ9を止めた場合、エンジン1の冷却水
の温度が高くなり、よってエンジン1の上記保護機能が
働いて上記電動ファンのモータ9を強制駆動するため
に、エンジン1の回転数が車両のオペレータ(作業員)
の意思(操作)に反して、アイドリング運転時の回転数
である700rpmから1800rpmまで上昇する状
況が発生する。またこのために、エンジン1の燃料消費
も増加してしまう。
【0010】そこで、本発明は、オペレータの意思(操
作)に反してエンジンの回転数が変化しないディーゼル
−エレキ方式の産業用車両を提供することを目的とした
ものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうち請求項1記載の発明は、複数の作
業の駆動源となるエンジンと、前記エンジンに連結され
た発電機より給電される走行用電動モータを備えた、前
記複数の作業を実行可能な産業用車両であって、前記発
電機より給電される冷却用補機と、前記発電機の出力電
圧を調整する出力電圧調整手段を備え、前記エンジンの
アイドリング時に、前記出力電圧調整手段を駆動して、
前記補機の作動電圧まで出力電圧を上昇させることを特
徴とするものである。
【0012】上記構成によれば、アイドリング時に発電
機が立ち上げられ、発電機の出力電圧が冷却用補機の作
動電圧まで上昇される。よってたとえば、アイドリング
時にエンジンの冷却水の温度が上昇することが防止され
る。
【0013】また請求項2記載の発明は、上記請求項1
に記載の発明であって、出力電圧調整手段は、発電機の
定格電圧と補機の作動電圧の設定値を有し、設定値を切
り換えることにより、発電機の出力電圧を調整すること
を備えたことを特徴とするものである。
【0014】上記構成によれば、定格電圧と補機の作動
電圧の設定値を切り換えることにより、発電機の出力電
圧が調整される。また請求項3記載の発明は、上記請求
項1または請求項2に記載の発明であって、冷却用補機
は、エンジン冷却水を冷却するラジエータに送風するフ
ァンのモータであることを特徴とするものである。
【0015】上記構成によれば、エンジン冷却水を冷却
するラジエータに送風するファンのモータの作動電圧の
設定値により、このモータの駆動に必要な設定値に発電
機の出力電圧が調整され、前記モータが駆動される。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、従来例の図3の構成と同一
の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【0017】図1は、本発明の実施の形態における産業
用車両の電源部の回路図である。図1において、21は発
電機2の出力電圧を計測するための計器用変成器(P
T;440/110V)であり、AVR5にはこのPT
21を介して発電機電圧が入力される。また22は発電機2
の出力端に接続された3相励磁用変圧器(PPT)であ
り、このPPT22の2次側巻線には補助タップが設けら
れ、後述する界磁遮断器41Eの接点により、タップが選
択され、そのPPT22の2次電圧はAVR5へ入力され
る。AVR5はこのPPT22の2次側交流電流を整流し
て界磁電流を形成する。
【0018】またAVR5には、2つの外部電圧設定器
90R1,90R2が設けられ、これら電圧設定器90R1,
90R2の一方の設定値を選択するために、補助リレイ43
Cが設けられている。電圧設定器90R1の設定値を18
0V、電圧設定器90R2の設定値を440Vとする。
【0019】前記補助リレイ43Cの励磁コイルと、上記
界磁遮断器41Eの励磁コイルと、バッテリ12より発電機
2の界磁巻線へ界磁電流を供給するための初期界磁遮断
器41Iの励磁コイルは、制御装置11により励磁される。
【0020】またPT21の2次側には、発電機電圧が所
定電圧に到達したことを検出する第1電圧検出器84L
(設定値40V;発電機電圧160V)と第2電圧検出
器84H(設定値80V;発電機電圧320V)が接続さ
れ、これら電圧検出器84L,84Hの検出信号は制御装置
11へ入力されている。
【0021】上記構成による作用を図2の特性図を参照
しながら説明する。なお、電動ファンのモータ9と循環
用ポンプのモータ10はAC150V以上で作動可能とす
る。まず、バッテリ12より給電される制御装置11は、L
ow/High切換信号によりアイドリング運転の操作
を確認すると、エンジン1のアクセルアクチュエータ1
Aへアイドリング信号を出力する。すると、エンジン1
が起動され、アイドリングの回転数(図2では、700
rpm)で回転される。
【0022】次に制御装置11は、初期界磁遮断器41Iの
励磁コイルを励磁し、初期界磁遮断器41Iを作動させて
発電機2に対してバッテリ12より界磁電流を供給する。
すると、発電機2において発電が開始され、発電機電圧
が上昇し、第1電圧検出器84L(設定値40V;発電機
電圧160V)が動作すると、すなわち発電機電圧が1
60Vに達すると、AVR5へ制御開始信号を出力し、
初期界磁遮断器41Iの励磁コイルを無励磁として初期界
磁遮断器41Iを外す(オフとする)。すると、発電機2
の自己の電流によってAVR5により電圧設定器90R1
の設定値のAC180Vとなるように、発電機電圧が調
整される(図2では、AC150〜200V)。
【0023】これにより、アイドリング運転時に発電さ
れ、発電機電圧がモータ9,10の作動電圧であるAC1
50Vを超えることから、電動ファンのモータ9と循環
用ポンプのモータ10が駆動され、エンジン1の冷却水は
電動ファンの送風により冷却され、エンジン1は冷却さ
れ、また走行モータ8の冷却水が循環され、モータ8が
冷却される。
【0024】次に、制御装置11は、Low/High切
換信号により通常の高速運転の操作を確認すると、エン
ジン1のアクセルアクチュエータ1Aへ高速一定回転信
号を出力する。すると、エンジン1は高速の一定回転数
(図2では、1800rpm)で回転され、これにより
油圧ポンプ4が駆動される。次に、制御装置11は、界磁
遮断器41Eの励磁コイルを励磁して、PPT22の2次側
タップを切り換える(電流が増加する方向に切り換え
る)。すると、発電機電圧が上昇し、第2電圧検出器84
H(設定値80V;発電機電圧320V)が動作する
と、すなわち発電機電圧が320Vに達すると、AVR
5の補助リレイ43Cを励磁し、AVR5の電圧設定値を
電圧設定器90R2の440Vへ切り換える。すると、A
VR5により発電機電圧がAC440Vとなるように、
調整され(図2では、AC440V)、通常運転が行わ
れる。
【0025】また通常運転(高速運転)からアイドリン
グ運転に切り換えられると、制御装置11はエンジン1の
アクセルアクチュエータ1Aへアイドリング信号を出力
する。すると、エンジン1はアイドリング回転数(図2
では、700rpm)で回転される。次に、制御装置11
は、界磁遮断器41Eの励磁コイルを無励磁として、PP
T22の2次側タップを切り換える(電流が減少する方向
に切り換える)。すると、発電機電圧が下降し、第2電
圧検出器84H(設定値80V;発電機電圧320V)が
不動作となると、すなわち発電機電圧が320Vより低
くなると、AVR5の補助リレイ43Cを無励磁とし、A
VR5の電圧設定値を電圧設定器90R1の180Vへ切
り換える。すると、AVR5により発電機電圧がAC1
80Vとなるように、調整される(図2では、AC15
0〜200V)。
【0026】このように、アイドリング運転時に発電さ
れ、発電機電圧がモータ9,10の作動電圧以上に維持さ
れることにより、電動ファンのモータ9と冷却水循環用
ポンプのモータ10を駆動することができ、エンジン1の
冷却水を電動ファンの送風により冷却でき、エンジン1
を冷却することができ、また走行モータ8の冷却水を循
環でき、モータ8を冷却することができ、よってアイド
リング運転が長時間に及んだとき、またはエンジン1を
1800rpmで運転後すぐにアイドリング運転操作を
したときにでも、エンジン1の冷却水の温度が高くなる
ことを防止でき、エンジン1の保護機能が働いて車両の
オペレータ(作業員)の意思(操作)に反して、180
0rpmまで上昇すること、すなわちエンジン回転数が
変動することを防止できる。また、エンジン1の燃料消
費を抑えることができる。
【0027】なお、本実施の形態では、エンジンをディ
ーゼルエンジンとしているが、ガソリンエンジンでも良
いことはいうまでもない。また本実施の形態では、AV
R5に2台の固定の設定値を設定する電圧設定器90R
1,90R2を備えているが、これら電圧設定器を1台と
し、この1台の電圧設定器の設定を自動可変可能な構成
(たとえば、モータ駆動)としてアイドリング時と通常
高速運転時で可変するようにしてもよい。
【0028】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、車両
のオペレータ(作業員)の意思(操作)に反して、エン
ジン回転数が変動することを防止でき、エンジンの燃料
消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における産業用車両の電源
部の回路図である。
【図2】同産業用車両のエンジン回転数と発電機電圧の
特性図である。
【図3】従来の産業用車両の電気制御ブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 エンジン 1A エンジンのアクチュエータ 2 ブラシレス発電機 3 荷役装置 4 油圧ポンプ 5 電圧調整装置(AVR) 6 インバータ 7 車輪 8 モータ 9 電動ファンのモータ 10 冷却水循環用ポンプのモータ 11 制御装置 12 バッテリ 21 計器用変成器 22 励磁用変圧器 52G 発電機遮断器 52M 補機遮断器 84L,84H 電圧検出器 90R1,90R2 電圧設定器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 29/02 B60K 9/00 E (72)発明者 青木 勇 大阪府大阪市西区京町堀1丁目15番10号 ティー・シー・エム株式会社内 Fターム(参考) 3D038 AA00 AB09 AC23 3G093 AA16 AB01 BA02 BA19 CA04 DA05 DB19 DB24 EA09 EB02 EB09 EC02 5H115 PA08 PA12 PC06 PG04 PI22 PU26 PV09 QA10 QE12 SE02 TU06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の作業の駆動源となるエンジンと、
    前記エンジンに連結された発電機より給電される走行用
    電動モータを備えた、前記複数の作業を実行可能な産業
    用車両であって、 前記発電機より給電される冷却用補機と、 前記発電機の出力電圧を調整する出力電圧調整手段を備
    え、 前記エンジンのアイドリング時に、前記出力電圧調整手
    段を駆動して、前記補機の作動電圧まで出力電圧を上昇
    させることを特徴とする産業用車両。
  2. 【請求項2】 出力電圧調整手段は、発電機の定格電圧
    と補機の作動電圧の設定値を有し、設定値を切り換える
    ことにより、発電機の出力電圧を調整することを特徴と
    する請求項1に記載の産業用車両。
  3. 【請求項3】 冷却用補機は、エンジン冷却水を冷却す
    るラジエータに送風するファンのモータであることを特
    徴とする請求項1または請求項2に記載の産業用車両。
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