JP2009269718A - Method and device for controlling loading of hybrid loading vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ハイブリッド型荷役車両の荷役制御方法及び装置に係り、特にエンジンと発電機と荷役ポンプとが同軸上に連結されたハイブリッド型荷役車両の荷役制御方法及び装置に関する。 The present invention relates to a cargo handling control method and apparatus for a hybrid cargo handling vehicle, and more particularly to a cargo handling control method and apparatus for a hybrid cargo handling vehicle in which an engine, a generator, and a cargo handling pump are coaxially connected.
いわゆる荷役パラレル方式のハイブリッド型フォークリフトでは、エンジンと発電機と荷役ポンプとが同軸上に連結されているので、エンジンの回転数と荷役ポンプの回転数とが等しくなる。このため、所望の荷役速度を実現するためには、これに応じたエンジン回転数が要求される。ここで、エンジン回転数によって、最適なエンジン効率を得られる負荷値が決まるので、エンジン効率を向上させるためには、荷役の負荷にかかわらずエンジンの負荷を最適値に保つ必要がある。 In a so-called cargo handling parallel hybrid forklift, the engine, the generator, and the cargo handling pump are connected on the same axis, so the engine speed and the cargo handling pump speed are equal. For this reason, in order to realize a desired cargo handling speed, an engine speed corresponding to this is required. Here, since the load value for obtaining the optimum engine efficiency is determined by the engine speed, in order to improve the engine efficiency, it is necessary to keep the engine load at the optimum value regardless of the load of the cargo handling.
このため、荷役パラレル方式のハイブリッド型フォークリフトでは、発電機に接続されたバッテリの充放電によって、エンジンの負荷が調整される。すなわち、荷役負荷が軽い場合にはバッテリへの充電を行ってエンジンの負荷を上昇させ、逆に荷役負荷が重い場合にはバッテリを放電させてエンジンをアシストし、エンジンの負荷を軽減する。
たとえば、特許文献1に記載された荷役パラレル方式ハイブリッド型フォークリフトでは、荷役負荷に応じてバッテリの充放電を行い、エンジンの燃費を最適な状態に保つ制御をおこなっている。
For this reason, in a hybrid forklift of a cargo handling parallel system, the load on the engine is adjusted by charging / discharging of a battery connected to the generator. That is, when the handling load is light, the battery is charged to increase the engine load. Conversely, when the handling load is heavy, the battery is discharged to assist the engine and reduce the engine load.
For example, in the cargo handling parallel hybrid forklift described in
しかしながら、従来の制御では、状況によってはバッテリ充放電が大量に発生するので、バッテリ温度が上昇してしまうという問題点があった。バッテリ温度の上昇は、たとえばバッテリの劣化を早める原因となる。 However, the conventional control has a problem in that the battery temperature rises because a large amount of battery charge / discharge occurs depending on the situation. The rise in the battery temperature causes, for example, the deterioration of the battery to be accelerated.
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、燃費を維持しつつバッテリ温度の上昇を防ぐ荷役制御方法及び装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a cargo handling control method and apparatus that prevents an increase in battery temperature while maintaining fuel efficiency.
上述の問題点を解決するため、この発明に係るハイブリッド型荷役車両の荷役制御方法は、エンジンと、バッテリに接続された発電機と、荷役ポンプとが同軸上に連結される、ハイブリッド型荷役車両の荷役制御方法において、所望の荷役ポンプ回転数を決定し、バッテリの温度が所定の温度未満である場合には、荷役ポンプ回転数におけるエンジンの燃費とトルクとの関係に基づいてエンジンのトルクを決定するとともに、エンジンのトルクに基づいてバッテリの充放電の電力を制御し、バッテリの温度が所定の温度を超える場合には、充放電の電力を抑制するように制御する。 In order to solve the above-described problems, a cargo handling control method for a hybrid cargo handling vehicle according to the present invention is a hybrid cargo handling vehicle in which an engine, a generator connected to a battery, and a cargo handling pump are coaxially coupled. In this cargo handling control method, when a desired cargo handling pump speed is determined and the battery temperature is lower than a predetermined temperature, the engine torque is calculated based on the relationship between the engine fuel consumption and the torque at the cargo handling pump speed. At the same time, the charging / discharging power of the battery is controlled based on the engine torque. When the battery temperature exceeds a predetermined temperature, the charging / discharging power is controlled to be suppressed.
この荷役制御方法は、バッテリが低温である場合にはエンジンの燃費向上を優先させ、バッテリが高温である場合には充放電の電力を抑制するので、燃費を維持しつつバッテリ温度の上昇を防ぐことができる。 This cargo handling control method gives priority to improving the fuel efficiency of the engine when the battery is at a low temperature, and suppresses charge / discharge power when the battery is at a high temperature, thus preventing an increase in the battery temperature while maintaining the fuel efficiency. be able to.
バッテリの温度が所定の温度を超える場合には、荷役ポンプの吐出圧力および荷役ポンプ回転数に基づいて荷役トルクを算出し、算出された荷役トルクと等しくなるようにエンジンのトルクを決定してもよい。
このようにすると、要求される荷役トルクと、エンジンが発生するトルクとが等しくなるので、発電機の出力を0とすることができ、バッテリの温度の上昇をより確実に抑制することができる。
バッテリの温度が所定の温度を超える場合には、荷役ポンプ回転数における所定の荷役出力変動範囲の中央点としてエンジンのトルクを決定してもよい。
このようにすると、バッテリが高温である場合の充放電の電力を、最大でも荷役出力変動範囲の1/2に抑制することができる。
バッテリの温度が所定の温度を超える場合であって、充放電の電力が所定の電力を超える場合には、充放電の電力を徐々に減少させてもよい。
このようにすると、バッテリが高温かつ充放電の電力が大きい場合、充放電の電力を徐々に抑制するので、充放電の電力を抑制することができる。また、調整は徐々に行われるので、ハンチングを回避することができる。
バッテリの温度が所定の温度未満である場合における、荷役ポンプ回転数におけるエンジンの燃費とトルクとの関係に基づいてエンジンのトルクを決定することは、荷役ポンプ回転数における燃費を最適とするようにエンジンのトルクを決定することであってもよい。
このようにすると、バッテリが低温である場合にエンジンの燃費を最適に維持するので、燃費をさらに向上させることができる。
When the battery temperature exceeds a predetermined temperature, the cargo handling torque is calculated based on the discharge pressure of the cargo handling pump and the cargo handling pump rotation speed, and the engine torque is determined to be equal to the calculated cargo handling torque. Good.
If it does in this way, since the required cargo handling torque and the torque which an engine generate | occur | produce will become equal, the output of a generator can be set to 0 and the raise of the temperature of a battery can be suppressed more reliably.
When the temperature of the battery exceeds a predetermined temperature, the engine torque may be determined as the center point of a predetermined cargo handling output fluctuation range at the cargo handling pump rotation speed.
If it does in this way, the electric power of charging / discharging when a battery is high temperature can be suppressed to 1/2 of the cargo handling output fluctuation range at the maximum.
If the battery temperature exceeds a predetermined temperature and the charge / discharge power exceeds the predetermined power, the charge / discharge power may be gradually reduced.
If it does in this way, since the electric power of charging / discharging is gradually suppressed when the battery is high temperature and charging / discharging electric power is large, the electric power of charging / discharging can be suppressed. Further, since the adjustment is performed gradually, hunting can be avoided.
Determining the engine torque based on the relationship between the engine fuel consumption and the torque at the load pump speed when the battery temperature is lower than the predetermined temperature is to optimize the fuel consumption at the load pump speed. It may be to determine the torque of the engine.
In this way, since the fuel efficiency of the engine is optimally maintained when the battery is at a low temperature, the fuel efficiency can be further improved.
また、この発明に係るハイブリッド型荷役車両の荷役制御装置は、エンジンと、バッテリに接続された発電機と、荷役ポンプとが同軸上に連結される、ハイブリッド型荷役車両の荷役制御装置であって、所望の荷役ポンプ回転数を決定する、荷役ポンプ回転数決定手段と、バッテリの温度を検出する、バッテリ温度センサと、エンジンのトルクおよびバッテリの充放電の電力を制御する、駆動系制御手段と、荷役ポンプ回転数に応じたエンジンの燃費とトルクとの関係を表す燃費データを記憶する、記憶手段とを備え、駆動系制御手段は、バッテリの温度が所定の温度未満である場合には、燃費データに基づいてエンジンのトルクを決定するとともに、エンジンのトルクに基づいてバッテリの充放電の電力を制御し、バッテリの温度が所定の温度を超える場合には、充放電の電力を抑制するよう制御する。
この荷役制御装置は、バッテリが低温である場合にはエンジンの燃費向上を優先させ、バッテリが高温である場合には充放電の電力を抑制するので、燃費を維持しつつバッテリ温度の上昇を防ぐことができる。
A cargo handling control device for a hybrid cargo handling vehicle according to the present invention is a cargo handling control device for a hybrid cargo handling vehicle in which an engine, a generator connected to a battery, and a cargo handling pump are coaxially coupled. A cargo handling pump speed determining means for determining a desired cargo handling pump speed, a battery temperature sensor for detecting a battery temperature, and a drive system control means for controlling engine torque and battery charge / discharge power. Storage means for storing fuel consumption data representing the relationship between the fuel consumption and torque of the engine according to the load pump speed, and the drive system control means, when the temperature of the battery is lower than a predetermined temperature, The engine torque is determined based on the fuel consumption data, and the charge / discharge power of the battery is controlled based on the engine torque. When exceeding degree is controlled so as to suppress power of charging and discharging.
This cargo handling control device gives priority to improving the fuel efficiency of the engine when the battery is at a low temperature, and suppresses charge / discharge power when the battery is at a high temperature, thus preventing the battery temperature from rising while maintaining the fuel efficiency. be able to.
この発明によれば、ハイブリッド型荷役車両の荷役制御方法及び装置は、バッテリ温度が低い場合には燃費を優先して充放電を制御し、バッテリ温度が高い場合には充放電を抑制するよう制御するので、好適な燃費を維持しつつバッテリ温度の上昇を防ぐことができる。 According to the present invention, a cargo handling control method and apparatus for a hybrid cargo handling vehicle controls charging / discharging giving priority to fuel consumption when the battery temperature is low, and controls charging / discharging when the battery temperature is high. Therefore, it is possible to prevent the battery temperature from rising while maintaining a suitable fuel consumption.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1に、実施の形態1に係る荷役制御装置を備えたハイブリッド型フォークリフトの構成を示す。エンジン1の駆動軸にクラッチ2を介して発電機3が連結され、発電機3の回転軸に荷役ポンプ4が直結されている。この荷役ポンプ4に荷役バルブ5を介して荷役シリンダ6が接続されると共に、荷役ポンプ4と荷役バルブ5に作動油タンク7が接続されている。
また、発電機3に発電機インバータ8を介してバッテリ9が電気的に接続されている。バッテリ9には、走行インバータ10を介して走行モータ11が電気的に接続され、走行モータ11に走行装置12が連結されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a hybrid forklift provided with a cargo handling control apparatus according to the first embodiment. A generator 3 is connected to a drive shaft of the
A battery 9 is electrically connected to the generator 3 via a generator inverter 8. A travel motor 11 is electrically connected to the battery 9 via a
そして、エンジン1、クラッチ2、荷役バルブ5、発電機インバータ8及び走行インバータ10にECU13が電気的に接続されている。さらに、フォークリフトには、アクセルポジションセンサ14、荷役レバーポジションセンサ15、エンジン回転数センサ16、荷役ポンプ回転数センサ17、荷役ポンプ吐出圧力センサ18、走行モータ回転数センサ19、バッテリ電力センサ20、バッテリ温度センサ21のセンサ及びスイッチが配設されており、これらのセンサ及びスイッチがそれぞれECU13に電気的に接続されている。
なお、ECU13は、フォークリフト全体のシステム制御を司るもので、この発明の荷役ポンプ回転数決定手段、駆動系制御手段、および記憶手段を構成している。
The ECU 13 is electrically connected to the
The ECU 13 is responsible for system control of the entire forklift, and constitutes a cargo handling pump rotation speed determination means, drive system control means, and storage means of the present invention.
エンジン1は、ECU13から与えられるエンジン出力指令値に基づいて駆動されると共に、その駆動軸がクラッチ2を介して発電機3の回転軸と連結されており、クラッチ2を断接制御することによりエンジン1と発電機3との間で動力の断接が行われる。
発電機3は、エンジン1によって駆動されて発電を行い、バッテリ9への充電を行うが、バッテリ9から発電機インバータ8を介して駆動電力が供給されると、電動機として回転軸を回転駆動する。
The
The generator 3 is driven by the
通常、クラッチ2は接続状態とされ、発電機3が発電機として動作する場合は、エンジン1が発電機3と荷役ポンプ4の駆動源となる。一方、発電機3が電動機として動作する場合には、エンジン1と発電機3が荷役ポンプ4の駆動源となる。ただし、クラッチ2を切断状態にすると共に発電機3を電動機として動作させると、発電機3のみを荷役ポンプ4の駆動源とすることもできる。クラッチ2の断接制御はECU13からの制御信号によって行われる。
Normally, the
バッテリ9は、発電機3によって発電された電気を蓄積すると共に、フォークリフトの走行動作や荷役動作のために、必要に応じて適宜駆動電力を供給する。バッテリ9への充電及びバッテリ9からの放電は、ECU13に接続された発電機インバータ8及び走行インバータ10を介して行われる。
The battery 9 accumulates the electricity generated by the generator 3 and supplies driving power as needed for running operation and cargo handling operation of the forklift. Charging to the battery 9 and discharging from the battery 9 are performed via a generator inverter 8 and a
フォークリフトの荷役作業は、荷役ポンプ4と、図示しないフォークを昇降させる荷役シリンダ6と、荷役ポンプ4から作動油を荷役シリンダ6に適宜分配するための荷役バルブ5を介して行われる。
また、フォークリフトの走行動作は、走行モータ11と、走行モータ11によって駆動される走行装置12とにより行われる。走行モータ11は、走行インバータ10を介してバッテリ9から供給される駆動電力により駆動される。なお、走行減速時には走行モータ11により回生電力が発生し、この回生電力が走行インバータ10を介してバッテリ9に蓄積されるように構成されている。
The forklift cargo handling operation is performed through a
The traveling operation of the forklift is performed by the traveling motor 11 and the
次に、実施の形態1に係る荷役制御装置の動作について、図2のフローチャートおよび図3のグラフを参照して説明する。なお図3において、エンジン最適燃費線Cは、エンジン1の回転数(すなわち荷役ポンプ4の回転数)と、その回転数において燃費が最適となるエンジン1のトルクとの関係を表す、燃費データである。また、最大トルク線Tは、エンジン1の回転数と、その回転数におけるエンジン1の最大トルクとの関係を表す、最大トルクデータである。ECU13は、記憶手段として、この燃費データおよび最大トルクデータを記憶する。
Next, the operation of the cargo handling control apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 2 and the graph of FIG. In FIG. 3, the engine optimum fuel consumption line C is fuel consumption data representing the relationship between the rotation speed of the engine 1 (that is, the rotation speed of the cargo handling pump 4) and the torque of the
まず、ECU13は、運転者が設定する所望の荷役速度に基づき、所望の荷役ポンプ回転数を決定する(ステップS1)。ここで、所望の荷役速度は、たとえば荷役レバーポジションセンサ15等から出力される信号に基づいてECU13が決定する。
次に、ECU13は、荷役ポンプ吐出圧力センサ18から出力される信号に基づき、荷役ポンプ吐出圧力を検出する(ステップS2)。さらに、ECU13は、ステップS1で決定された荷役ポンプ回転数と、ステップS2で検出された荷役ポンプ吐出圧力とに基づき、荷役トルクを算出する(ステップS3)。ここで、荷役トルクは、たとえば荷役ポンプ回転数および荷役ポンプ吐出圧力に比例するものとして算出される。
図3において、たとえば所望の荷役ポンプ回転数が2000rpmであり、荷役トルクが20Nmであるとすると、荷役の動作点は点W1となる。
First, the
Next, the
In FIG. 3, for example, if the desired cargo handling pump rotation speed is 2000 rpm and the cargo handling torque is 20 Nm, the operating point of cargo handling is point W1.
次に、ECU13は、バッテリ温度センサ21から出力される信号に基づいてバッテリ9の温度を検出し、バッテリ9が高温であるかどうかを判定する(ステップS4)。ここで、ECU13は、バッテリ9の温度が所定の値を超える場合には、バッテリ9が高温であると判定する。また、バッテリ9の温度が所定の値未満である場合には、バッテリ9が低温であると判定する。
Next, ECU13 detects the temperature of the battery 9 based on the signal output from the
ステップS4においてバッテリ9が低温であると判定された場合、ECU13は、エンジン1の燃費が最適となるようにエンジン1のトルクを決定する(ステップS5)。ここで、ECU13は、エンジン最適燃費線Cに基づいてエンジン1のトルクを決定する。エンジン1と荷役ポンプ4とは同軸に設けられるので、クラッチ2がすべりなく接続された状態では荷役ポンプ回転数はエンジン1の回転数に等しい。このため、所望の荷役ポンプ回転数が2000rpmである場合は、エンジン1の回転数も2000rpmとなり、エンジン1の動作点は点EL1となる。なお、このステップS5において、ECU13は、決定されたエンジン1のトルクに基づき、エンジン出力指令値をエンジン1に出力してエンジン1を駆動する。
このように、ECU13は、バッテリ9が低温である場合には、エンジン1の燃費向上を優先させ、燃費を最適に維持することができる。
When it is determined in step S4 that the battery 9 is at a low temperature, the
As described above, when the battery 9 is at a low temperature, the
ステップS5の後、ECU13は、ステップS3で算出された荷役トルクと、ステップS5で決定されたエンジン1のトルクとに基づき、発電機3の出力を決定する(ステップS6)。ここで、発電機3の出力は、荷役トルクからエンジン1のトルクを減算して得られる。荷役負荷が軽く、動作点がエンジン最適燃費線Cより下側にある場合、すなわち発電機3の出力が負である場合には、発電機3はエンジン1に負荷を与えて発電動作を行い、バッテリ9を充電する。逆に、荷役負荷が重く、動作点がエンジン最適燃費線Cより上側にある場合、すなわち発電機3の出力が正である場合には、発電機3はバッテリ9を放電させて電動機として働き、エンジン1をアシストしてエンジン1の負荷を軽減する。図3の例では、発電機3は出力ΔL1に相当する電力をバッテリ9に充電する。
上記の例を図3上でまとめると、バッテリ9が低温である場合は、エンジン1が点EL1で動作し、発電機3が出力ΔL1をバッテリ9に充電するので、結果として荷役の動作点が点W1に保たれるということができる。
After step S5, the
When the above example is summarized in FIG. 3, when the battery 9 is at a low temperature, the
なお、図3の例では荷役の動作点W1がエンジン1の動作点EL1より下側にあるため、発電機3は充電を行う、すなわち電力の回生制御を行うことになるが、荷役の動作点がエンジン1の動作点より上側にある場合には、発電機3は発電を行う、すなわち電力の力行制御を行うことになる。
一方、ステップS4においてバッテリ9が高温であると判定された場合、ECU13は、エンジン1のトルクをステップS3で算出した荷役トルクと等しい値に設定する(ステップS7)。図3の場合には、エンジン1の動作点は点W1となる。ただし、荷役トルクが最大トルクより大きい場合、すなわち荷役の動作点が最大トルク線Tの上側にある場合には、エンジン1のトルクは最大トルクに設定される。
ステップS7により、発電機3の出力は0となり、バッテリ9への充放電は行われない。このように、バッテリ9が高温である場合には充放電を行わず、バッテリ9の温度の上昇を防ぐことができる。
上記の例を図3上でまとめると、バッテリ9が高温である場合は、エンジン1が点W1で動作し、荷役の動作点がそのまま点W1に保たれるということができる。
In the example of FIG. 3, since the operating point W1 for cargo handling is below the operating point EL1 for the
On the other hand, when it is determined in step S4 that the battery 9 is hot, the
By step S7, the output of the generator 3 becomes 0, and the battery 9 is not charged or discharged. Thus, when the battery 9 is hot, charging / discharging is not performed, and the temperature rise of the battery 9 can be prevented.
When the above example is summarized on FIG. 3, when the battery 9 is hot, it can be said that the
以上のように、実施の形態1に係る荷役制御装置は、バッテリ9が低温である場合にはエンジン1の燃費向上を優先させて燃費を最適に維持し、バッテリ9が高温である場合には充放電を行わずにバッテリ9の温度の上昇を防ぐので、燃費を維持しつつバッテリ温度の上昇を防ぐことができる。
As described above, the cargo handling control apparatus according to the first embodiment prioritizes the improvement of the fuel consumption of the
実施の形態2.
実施の形態2に係るハイブリッド型フォークリフトは、図1に示す実施の形態1の構成において、荷役ポンプ吐出圧力センサ18を備えない構成としたものである。
実施の形態2に係る荷役制御装置の動作について、図4のフローチャートおよび図5のグラフを参照して説明する。なお、図5は、図3と同様のエンジン最適燃費線Cおよび最大トルク線Tを含む。また、図5において、荷役出力中央値線Mは、エンジン1の回転数と、その回転数において想定され得る所定の荷役出力範囲の最大値および最小値の中央値との関係を表す。すなわち、荷役出力中央値線Mは、その回転数における荷役出力変動範囲の中央点を表し、{(最大荷役出力)+(最小荷役出力)}/2となる点の集合を表す、中央値データである。ECU13は、記憶手段としてこの中央値データを記憶する。
The hybrid forklift according to the second embodiment has a configuration in which the cargo handling pump
The operation of the cargo handling control apparatus according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 4 and the graph of FIG. 5 includes the engine optimum fuel consumption line C and the maximum torque line T similar to those in FIG. In FIG. 5, the cargo handling output median line M represents the relationship between the rotational speed of the
まず、ECU13は、図2のステップS1と同様にして、所望の荷役速度に基づき、所望の荷役ポンプ回転数を決定する(ステップS21)。次に、ECU13は、図2のステップS4と同様にして、バッテリ9が高温であるかどうかを判定する(ステップS22)。
ステップS22においてバッテリ9が低温であると判定された場合、ECU13は、図2のステップS5と同様にして、エンジン1の燃費が最適となるようにエンジン1のトルクを決定する(ステップS23)。たとえば所望の荷役ポンプ回転数が2000rpmである場合、エンジン1の動作点は点EL2となる。このように、ECU13は、バッテリ9が低温である場合には、エンジン1の燃費を最適に維持することができる。
First, the
When it is determined in step S22 that the battery 9 is at a low temperature, the
ステップS23の後、ECU13は、ステップS21で決定された所望の荷役ポンプ回転数と、荷役ポンプ回転数センサ17から出力される信号とに基づき、所望の荷役ポンプ回転数を維持するように、発電機3の出力を決定する(ステップS24)。たとえば、荷役負荷が軽く、動作点がエンジン最適燃費線Cより下側にある場合には、エンジン1の出力が荷役負荷に打ち勝って回転数が増加しようとするので、発電機3はエンジン1に負荷を与えて回転数を維持するとともに、これによって発電動作を行ってバッテリ9を充電する。逆に、荷役負荷が重く、動作点がエンジン最適燃費線Cより上側にある場合には、エンジン1の回転数が荷役負荷に引きずられて減少しようとするので、発電機3はバッテリ9を放電させて電動機として働き、これによってエンジン1をアシストして回転数を維持する。たとえば荷役の動作点が点W2である場合、発電機3は出力ΔL2をバッテリ9に充電する。
上記の例を図5上でまとめると、バッテリ9が低温である場合は、エンジン1が点EL2で動作し、発電機3が出力ΔL2をバッテリ9に充電するので、結果として荷役の動作点が点W2に保たれるということができる。
After step S23, the
When the above example is summarized in FIG. 5, when the battery 9 is at a low temperature, the
ステップS22においてバッテリ9が高温であると判定された場合、ECU13は、エンジン1のトルクの第1の候補値として、荷役出力変動範囲の中央値を算出する(ステップS25)。すなわち、ECU13は、ステップS21で決定された荷役ポンプ回転数における荷役出力中央値線M上の点を求める。
その後、ECU13は、エンジン1のトルクの第2の候補値として、図2のステップS5と同様にして、エンジン1の燃費が最適となるようにエンジン1のトルクを決定する(ステップS26)。
When it is determined in step S22 that the battery 9 is hot, the
Thereafter, the
さらに、ECU13は、第1および第2の候補値を比較し、より小さいほうの値(大きくないほうの値)をエンジン1のトルクとして決定する(ステップS27)。すなわち、エンジン1のトルクは、エンジン最適燃費線Cおよび荷役出力中央値線Mのうち、その回転数においてより下側にあるほうに沿って決定されることになる。たとえば所望の荷役ポンプ回転数が2000rpmである場合、エンジン1の動作点は点EH2となる。
その後、ECU13は、ステップS24と同様にして、所望の荷役ポンプ回転数を維持するように発電機3の出力を決定する(ステップS28)。
上記の例を図5上でまとめると、バッテリ9が高温である場合は、エンジン1が点EH2で動作し、発電機3が出力ΔH2をバッテリ9に充電するので、結果として荷役の動作点が点W2に保たれるということができる。
Further, the
Thereafter, the
When the above example is summarized on FIG. 5, when the battery 9 is hot, the
ここで、エンジン最適燃費線Cは荷役出力変動範囲によらず決まっているので、エンジン1のトルクが最適燃費線C上にある場合は、充放電の電力(たとえばΔL2)が非常に大きくなる可能性がある。これに対し、エンジン1のトルクが荷役出力中央値線M上にある場合は、充放電の電力(たとえばΔH2)は最大でも荷役出力変動範囲の1/2に抑制されることになり、バッテリ9の温度の上昇を防ぐことができる。
Here, since the engine optimum fuel consumption line C is determined irrespective of the cargo handling output fluctuation range, when the torque of the
なお、荷役ポンプ回転数が低くなるにつれ、要求される最大トルクが急激に大きくなるため、荷役出力変動範囲も広くなり、荷役出力中央値線Mが急上昇する。実施の形態2では、エンジン1のトルクは、エンジン最適燃費線Cおよび荷役出力中央値線Mのうち、より下側にあるほうに沿って決定されるので、このような低回転領域ではエンジン最適燃費線Cが選択されることになり、燃費性能の低下を抑制することができる。
It should be noted that as the cargo handling pump speed decreases, the required maximum torque suddenly increases, so the cargo handling output fluctuation range also widens and the cargo handling output median line M rises rapidly. In the second embodiment, the torque of the
以上のように、実施の形態2に係る荷役制御装置は、バッテリ9が低温である場合にはエンジン1の燃費向上を優先させて燃費を最適に維持し、バッテリ9が高温である場合には充放電の電力を抑制してバッテリ9の温度の上昇を防ぐので、燃費を維持しつつバッテリ温度の上昇を防ぐことができる。
また、実施の形態2に係る荷役制御装置は、吐出圧力センサ18を不要とするので、構成を簡素にすることができる。
As described above, the cargo handling control device according to the second embodiment prioritizes the improvement of the fuel consumption of the
Moreover, since the cargo handling control apparatus which concerns on
実施の形態3.
実施の形態3に係るハイブリッド型フォークリフトは、実施の形態2と同様に、図1の荷役ポンプ吐出圧力センサ18を備えない構成である。
実施の形態3に係る荷役制御装置の動作について、図6のフローチャートおよび図7のグラフを参照して説明する。
Embodiment 3 FIG.
The hybrid forklift according to the third embodiment is configured not to include the cargo handling pump
The operation of the cargo handling control apparatus according to the third embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 6 and the graph of FIG.
まず、ECU13は、図2のステップS1と同様にして、所望の荷役速度に基づき、所望の荷役ポンプ回転数を決定する(ステップS41)。次に、ECU13は、図2のステップS5と同様にして、エンジン1の燃費が最適となるようにエンジン1のトルクを決定する(ステップS42)。たとえば所望の荷役ポンプ回転数が2000rpmである場合、エンジン1の動作点は点E3となる。
次に、ECU13は、図4のステップS24と同様にして、所望の荷役ポンプ回転数を維持するように発電機3の出力を決定する(ステップS43)。たとえば荷役の動作点が点W3である場合、発電機3は出力Δ3をバッテリ9に充電する。
First, the
Next, the
次に、ECU13は、図2のステップS4と同様にして、バッテリ9が高温であるかどうかを判定する(ステップS44)。
ステップS44においてバッテリ9が低温であると判定された場合、ECU13は、発電機3の出力、すなわちバッテリ9に対する充放電の電力を維持する(ステップS45)。このように、ECU13は、バッテリ9が低温である場合には、エンジン1の動作点をエンジン最適燃費線C上に維持し、燃費を最適とすることができる。
Next, the
When it is determined in step S44 that the battery 9 is at a low temperature, the
ステップS44においてバッテリ9が高温であると判定された場合、ECU13は、バッテリ電力センサ20から出力される信号に基づき、発電機3の出力、すなわちバッテリ9に対する充放電の電力が所定の基準値Δmaxより大きいかどうかを判定する(ステップS46)。充放電の電力が基準値Δmaxより小さい場合、ECU13は、発電機3の出力、すなわちバッテリ9に対する充放電の電力を維持する(上述のステップS45)。このように、ECU13は、バッテリ9が高温であっても、充放電の電力が小さく発熱量が小さい場合にはエンジン1の動作点をエンジン最適燃費線C上に維持し、燃費を最適とすることができる。
When it is determined in step S44 that the battery 9 is at a high temperature, the
充放電の電力が基準値Δmaxより大きい場合、ECU13は、エンジン1のトルクを徐々に調整し、これによって充放電の電力を徐々に抑制する(ステップS47)。すなわち、充電が行われている場合にはエンジン1のトルクを減少させて充電の電力を抑制し、発電が行われている場合にはエンジン1のトルクを増加させて発電の電力を抑制する。図7の例では、エンジン1の動作点は点E3から徐々に点E3’へと移動し、これに伴って充放電の電力はΔ3からΔmaxへと減少することになる。このように、ECU13は、バッテリ9が高温であり、かつ充放電の電力が大きく発熱量が大きい場合には、充放電の電力を抑制し、バッテリ9の温度の上昇を防ぐことができる。また、エンジン1のトルクの調整は徐々に行われるので、ハンチングによって制御が不安定になることがない。
When the charging / discharging power is larger than the reference value Δmax, the
以上のように、実施の形態3に係る荷役制御装置は、バッテリ9が低温である場合、および、高温であっても充放電の電力が小さい場合には、エンジン1の燃費向上を優先させて燃費を最適に維持し、バッテリ9が高温かつ充放電の電力が大きい場合には、充放電の電力を抑制してバッテリ9の温度の上昇を防ぐので、燃費を維持しつつバッテリ温度の上昇を防ぐことができる。
また、実施の形態3に係る荷役制御装置は、吐出圧力センサ18を不要とするので、構成を簡素にすることができる。
As described above, the cargo handling control apparatus according to the third embodiment gives priority to improving the fuel consumption of the
Moreover, since the cargo handling control apparatus which concerns on Embodiment 3 does not require the
上述の実施の形態3に係る制御は、実施の形態1または2に係る制御と組み合わせることができる。すなわち、実施の形態1または2において、バッテリ9が高温である場合、まずエンジン1の燃費が最適となるように発電機3の出力を決定し、その後発電機3の出力を徐々に減少させるように制御してもよい。
The control according to the third embodiment described above can be combined with the control according to the first or second embodiment. That is, in the first or second embodiment, when the battery 9 is at a high temperature, the output of the generator 3 is first determined so that the fuel consumption of the
なお、上述の実施の形態1〜3では、エンジン1と発電機3との間にクラッチ2が介在していたが、これに限るものではなく、クラッチ2を省略してエンジン1に発電機3を直結することもできる。また、この発明は、フォークリフトに限らず、エンジンと発電機と荷役ポンプとが同軸上に連結された各種のハイブリッド型荷役車両に適用することができる。
In the first to third embodiments described above, the
1 エンジン、2 クラッチ、3 発電機、4 荷役ポンプ、5 荷役バルブ、6 荷役シリンダ、7 作動油タンク、8 発電機インバータ、9 バッテリ、10 走行インバータ、11 走行モータ、12 走行装置、13 ECU(荷役ポンプ回転数決定手段、駆動系制御手段、記憶手段)、14 アクセルポジションセンサ、15 荷役レバーポジションセンサ、16 エンジン回転数センサ、17 荷役ポンプ回転数センサ、18 荷役ポンプ吐出圧力センサ、19 走行モータ回転数センサ、20 バッテリ電力センサ、21 バッテリ温度センサ、C エンジン最適燃費線(燃費データ)、T 最大トルク線(最大トルクデータ)、M 荷役出力中央値線(中央値データ)。 1 engine, 2 clutch, 3 generator, 4 cargo handling pump, 5 cargo handling valve, 6 cargo handling cylinder, 7 hydraulic oil tank, 8 generator inverter, 9 battery, 10 travel inverter, 11 travel motor, 12 travel device, 13 ECU ( Cargo handling pump speed determining means, drive system control means, storage means), 14 accelerator position sensor, 15 cargo handling lever position sensor, 16 engine speed sensor, 17 cargo handling pump speed sensor, 18 cargo handling pump discharge pressure sensor, 19 travel motor Rotational speed sensor, 20 battery power sensor, 21 battery temperature sensor, C engine optimum fuel consumption line (fuel consumption data), T maximum torque line (maximum torque data), M cargo handling output median line (median value data).
Claims (6)
所望の荷役ポンプ回転数を決定し、
前記バッテリの温度が所定の温度未満である場合には、前記荷役ポンプ回転数における前記エンジンの燃費とトルクとの関係に基づいて前記エンジンのトルクを決定するとともに、前記エンジンのトルクに基づいて前記バッテリの充放電の電力を制御し、
前記バッテリの温度が所定の温度を超える場合には、前記充放電の電力を抑制するように制御する
ハイブリッド型荷役車両の荷役制御方法。 In a cargo handling control method for a hybrid cargo handling vehicle, in which an engine, a generator connected to a battery, and a cargo handling pump are coaxially coupled,
Determine the desired cargo handling pump speed,
When the temperature of the battery is lower than a predetermined temperature, the engine torque is determined based on the relationship between the engine fuel efficiency and torque at the cargo handling pump rotation speed, and the engine torque is determined based on the engine torque. Control the battery charge and discharge power,
A cargo handling control method for a hybrid type cargo handling vehicle, wherein the battery is controlled so as to suppress the charge / discharge power when the temperature of the battery exceeds a predetermined temperature.
所望の荷役ポンプ回転数を決定する、荷役ポンプ回転数決定手段と、
前記バッテリの温度を検出する、バッテリ温度センサと、
前記エンジンのトルクおよび前記バッテリの充放電の電力を制御する、駆動系制御手段と、
前記荷役ポンプ回転数に応じた前記エンジンの燃費とトルクとの関係を表す燃費データを記憶する、記憶手段と
を備え、
前記駆動系制御手段は、
前記バッテリの温度が所定の温度未満である場合には、前記燃費データに基づいて前記エンジンのトルクを決定するとともに、前記エンジンのトルクに基づいて前記バッテリの充放電の電力を制御し、
前記バッテリの温度が所定の温度を超える場合には、前記充放電の電力を抑制するよう制御する
ハイブリッド型荷役車両の荷役制御装置。 An engine, a generator connected to a battery, and a cargo handling pump are coaxially coupled to each other.
A cargo handling pump rotational speed determining means for determining a desired cargo handling pump rotational speed;
A battery temperature sensor for detecting the temperature of the battery;
Drive system control means for controlling the torque of the engine and the power of charging and discharging the battery;
Storage means for storing fuel consumption data representing a relationship between fuel consumption and torque of the engine according to the cargo handling pump rotation speed,
The drive system control means includes
When the temperature of the battery is lower than a predetermined temperature, the engine torque is determined based on the fuel consumption data, and the charge / discharge power of the battery is controlled based on the engine torque.
When the temperature of the battery exceeds a predetermined temperature, a cargo handling control device for a hybrid cargo handling vehicle that performs control so as to suppress the power of the charge / discharge.
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