JP2011116279A - 産業車両の走行制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 過剰な加速制限を行うこと無く、バッテリ放電電力制限値を守ることができる産業車両の走行制御装置を提供する。
【解決手段】 走行制御装置は、アクセル開度に基づいて走行モータ回転数指令値を求める回転数指令値算出部３２と、走行モータ実回転数と走行モータ回転数指令値とに基づいて加速度指令基準値を求める加速度指令基準値算出部３３と、走行モータ実回転数と発電モータ電力とバッテリ放電電力制限値とを含む情報に基づいて、バッテリ放電電力制限値を超過しない範囲内に加速度指令値を制限するための加速度制限値を求める加速度制限値算出部３５と、加速度指令基準値及び加速度制限値のうち値の小さいほうを加速度指令値として選択し、その加速度指令値を走行モータ駆動制御部２７に送出する加速度指令値決定部３６とを有している。
【選択図】 図３

Description

本発明は、エンジンと同軸上に配置された発電電動機と走行モータとを備えた産業車両の走行制御装置に関するものである。
従来の産業車両としては、例えば特許文献１に記載されているように、同軸上に配置されたエンジン、発電電動機及び荷役ポンプと、走行モータと、発電電動機及び走行モータに駆動電力を供給するバッテリとを備えたハイブリッド型の荷役作業用産業車両が知られている。
また、特許文献２には、ハイブリッド型自動車において、走行モータの目標トルクがトルク許容範囲内にないときに、走行モータの目標トルクをバッテリ出力制限の範囲内に制限して出力することが記載されている。
特開２００５−２９８１６３号公報 特開２００４−３５７４５９号公報
ところで、フォークリフトに代表される産業車両では、アクセル開度によって車速が決まるものが多い。この場合には、荷物による負荷の増減でアクセル調整を行うこと無く、所望の車速を確保することができる。このようなタイプの産業車両では、走行モータの回転数、加速度及び減速度を制御して所望の車速となるようにする。このとき、走行モータの電力と発電電動機の電力との差分がバッテリに流入出されるが、加速時には走行モータの電力の変化が速くなるため、発電電動機の電力が走行モータの電力に追従できず、エンジン−発電機系の応答遅れによってバッテリから大電力が放電されることになる。バッテリから放電される電力には、バッテリ状態により変化する制限値がある。かかるバッテリ放電電力制限値を守るために過剰な加速制限を行うと、加速性能の低下につながることがある。そのため、過剰な加速制限を行うこと無しに、バッテリ放電電力制限値を守ることが望まれている。しかし、上記特許文献２では、そのような要求については一切考慮されていない。
本発明の目的は、過剰な加速制限を行うこと無く、バッテリ放電電力制限値を守ることができる産業車両の走行制御装置を提供することである。
本発明は、エンジンと同軸上に配置された発電電動機と、走行動作を行うための走行モータと、走行モータの駆動に関する操作を行う操作手段と、発電電動機及び走行モータに駆動電力を供給するバッテリとを備えた産業車両の走行制御装置において、操作手段の操作状態及び走行モータの回転数に基づいた加速度指令基準値を求める加速度指令基準値生成手段と、走行モータの回転数と発電電動機の出力電力とを含む情報に基づいて、バッテリの放電電力制限値を超過しない範囲内に加速度指令値を制限するための加速度制限値を求める加速度制限値生成手段と、加速度指令基準値生成手段により求められた加速度指令基準値と加速度制限値生成手段により求められた加速度制限値とに基づいて、走行モータに対する加速度指令値を決定する加速度指令値決定手段と、加速度指令値決定手段により決定された加速度指令値を用いて走行モータを制御する走行モータ制御手段とを備えることを特徴とするものである。
このように本発明に係る産業車両の走行制御装置においては、走行モータの回転数と発電電動機の出力電力とを含む情報に基づいて、バッテリの放電電力制限値を超過しない範囲内に加速度指令値を制限するための加速度制限値を求める。そして、操作手段の操作状態及び走行モータの回転数に基づいた加速度指令基準値と当該加速度制限値とに基づいて、走行モータに対する加速度指令値を決定することにより、予めバッテリの放電電力制限値を超過しない範囲内に制限された加速度指令値が得られるようになる。これにより、過剰な加速制限を行うこと無しに、バッテリの放電電力制限値を守ることができる。
好ましくは、加速度指令値決定手段は、加速度指令基準値生成手段により求められた加速度指令基準値と加速度制限値生成手段により求められた加速度制限値のうち値の小さいほうを走行モータに対する加速度指令値と決定する。
この場合には、バッテリの放電電力制限値を超過しない範囲内に制限された加速度指令値を簡単な処理で且つ確実に得ることができる。
また、好ましくは、産業車両の総重量を推定する車両重量推定手段を更に備え、加速度制限値生成手段は、走行モータの回転数と発電電動機の出力電力と車両重量推定手段により推定された産業車両の総重量とを含む情報に基づいて、加速度制限値を求める。
産業車両としては、フォークリフト等のように荷物を搬送するものが多い。このような産業車両では、積載する荷物の重量によって車両総重量が変わってくる。車両総重量が変化すると、加速度制限値も変化する。従って、産業車両の総重量を推定し、その産業車両の総重量の情報も用いて加速度制限値を求めることにより、荷物の重量が考慮された高精度の加速度制限値を得ることができる。
本発明によれば、過剰な加速制限を行うこと無く、バッテリ放電電力制限値を守ることができる。これにより、性能低下を運転者に意識させずに、バッテリを保護することが可能となる。
本発明に係わる走行制御装置の一実施形態を備えた産業車両としてハイブリッド型フォークリフトの概略構成を示すブロック図である。 図１に示したＥＣＵの構成を示す機能ブロック図である。 本発明に係わる走行制御装置の一実施形態を示す機能ブロック図であり、図２に示した走行モータ指令生成部の構成の一部を示す図である。 図３に示した回転数指令値算出部及び加速度指令基準値算出部で使用されるマップの一例を示すグラフである。 図３に示した加速度指令基準値算出部及び加速度制限値算出部により得られた加速度指令基準値及び加速度制限値をプロットした一例を示すグラフである。 図１に示したフォークリフトにおけるフル加速時のパワーの流れを示す概念図である。
以下、本発明に係わる産業車両の走行制御装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係わる走行制御装置の一実施形態を備えた産業車両としてハイブリッド型フォークリフトの概略構成を示すブロック図である。同図において、本実施形態に係るハイブリッド型フォークリフト１では、アクセル開度に応じて車速が決まる構成となっている。
フォークリフト１は、機械式または電子式のガバナ（図示せず）を有するエンジン２と、このエンジン２と駆動軸（図示せず）を介して同軸に連結された発電モータ（発電電動機）３と、エンジン２と発電モータ３との間に介在されたクラッチ４とを備えている。なお、このクラッチ４は特に無くても良い。
発電モータ３は、発電機モードのときはエンジン２により回転駆動されて発電を行う発電機として動作し、電動機モードのときはモータ（電動機）として動作するように構成されている。発電モータ３の動作モードは、ＥＣＵ２４（後述）からのモード切換信号により選択される。
また、フォークリフト１は、エンジン２及び発電モータ３と駆動軸（図示せず）を介して同軸に連結された荷役ポンプ５と、この荷役ポンプ５と接続された作動油タンク６と、フォーク（図示せず）を昇降させるリフトシリンダ７と、荷役ポンプ５とリフトシリンダ７との間に設けられた荷役バルブ８とを有している。荷役ポンプ５は、エンジン２及び発電モータ３により駆動され、作動油タンク６内の作動油を吸い上げて吐出する。リフトシリンダ７は、荷役ポンプ５から吐出された作動油により駆動される。
また、フォークリフト１は、走行モータ９と、この走行モータ９により駆動され、フォークリフト１を走行動作させる走行ユニット１０とを有している。
さらに、フォークリフト１は、バッテリ１１と、このバッテリ１１と接続されたインバータ（電力変換器）１２とを備えている。バッテリ１１としては、ニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリ及び鉛蓄電池等が用いられる。インバータ１２は、発電機モードとして動作する発電モータ３により発生した電気をバッテリ１１に蓄えると共に、電動機モードとして動作する発電モータ３及び走行モータ９が回転駆動されるときに、バッテリ１１の電力を発電モータ３及び走行モータ９に供給する。バッテリ１１に対する充放電は、ＥＣＵ２４からのモード切換信号及び駆動指令信号により制御される。
また、フォークリフト１は、エンジン２を始動するためのイグニッションスイッチ１３と、アクセル１４の開度（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１５と、ブレーキ１６の開度（ブレーキ開度）を検出するブレーキ開度センサ１７と、フォークリフト１の進行方向（前進・後進）を切り換えるためのディレクションスイッチ１８と、走行モータ９の回転数（走行モータ実回転数）を検出する走行モータ回転数センサ１９と、発電モータ３の出力電力（発電モータ電力）を検出する発電モータ電力検出器２０と、走行モータ９の出力電力（走行モータ電力）を検出する走行モータ電力検出器２１と、バッテリ１１の温度や充電状態等といったバッテリ１１の状態を検出するバッテリ状態検出器２２と、リフトシリンダ７にかかる圧力を検出する圧力センサ２３と、上記のＥＣＵ（Electronic Control Unit）２４とを備えている。
ＥＣＵ２４は、フォークリフト１全体のシステム制御を行う。ＥＣＵ２４は、イグニッションスイッチ１３のＯＮ／ＯＦＦ信号、ディレクションスイッチ１８の前進／後進信号、アクセル開度センサ１５、ブレーキ開度センサ１７、走行モータ回転数センサ１９、発電モータ電力検出器２０、走行モータ電力検出器２１、バッテリ状態検出器２２及び圧力センサ２３の検出信号を入力し、所定の処理を行い、エンジン２、発電モータ３、走行モータ９及びインバータ１２に各種信号を出力する。具体的には、ＥＣＵ２４は、エンジン２、発電モータ３及び走行モータ９に駆動指令信号を出力し、インバータ１２にモード切換信号を出力する。また、ＥＣＵ２４は、発電モータ３及び走行モータ９に対する駆動指令信号をインバータ１２にも出力する。
図２は、ＥＣＵ２４の構成を示す機能ブロック図である。同図において、ＥＣＵ２４は、バッテリ放電電力制限値決定部２５と、走行モータ指令生成部２６と、走行モータ駆動制御部２７と、発電モータ指令生成部２８と、発電モータ駆動制御部２９と、エンジン指令生成部３０と、エンジン駆動制御部３１とを有している。
バッテリ放電電力制限値決定部２５は、バッテリ状態検出器２２により検出されたバッテリ１１の温度や充電状態等に基づいて、バッテリ１１の放電電力制限値（バッテリ放電電力制限値）を決定する。
走行モータ指令生成部２６は、ディレクションスイッチ１８の前進／後進信号、アクセル開度センサ１５、ブレーキ開度センサ１７、走行モータ回転数センサ１９、発電モータ電力検出器２０及び圧力センサ２３の検出信号、バッテリ放電電力制限値決定部２５により決定されたバッテリ放電電力制限値に基づいて、走行モータ指令として回転数指令値、加速度指令値、減速度指令値及び電力制限値を求める。このとき、走行モータ指令生成部２６は、フォークリフト１がアクセル１４の開度に応じた速度を維持するような走行モータ指令を求める。
電力制限値は、バッテリ放電電力制限値を守るために走行モータ９に対して力行電力制限を行うための値であり、下記式により算出される。
電力制限値＝バッテリ放電電力制限値−発電モータ電力≧０
なお、走行モータ指令生成部２６により回転数指令値及び加速度指令値を求める方法については、後で詳述する。
走行モータ駆動制御部２７は、走行モータ指令生成部２６により得られた回転数指令値、加速度指令値、減速度指令値及び電力制限値に基づいて駆動指令信号を生成し、その駆動指令信号に応じて走行モータ９を制御する。
発電モータ指令生成部２８は、走行モータ電力検出器２１の検出信号に基づいて発電モータ指令電力を求める。発電モータ指令電力は、下記式により算出される。なお、発電モータ３による発電電力は負（−）で表されるため、走行動作に必要な発電モータ指令電力は０以下となる。
発電モータ指令電力＝（−１）×走行モータ電力≦０
発電モータ駆動制御部２９は、発電モータ指令生成部２８により得られた発電モータ指令電力に基づいて駆動指令信号を生成し、その駆動指令信号に応じて発電モータ３を制御する。
エンジン指令生成部３０は、走行モータ電力検出器２１の検出値に基づいて、エンジン２に対して要求される回転数指令値を求める。回転数指令値としては、発電モータ３により発電を行うのに十分な回転数まで上げた値とする。
エンジン駆動制御部３１は、エンジン指令生成部３０により得られた回転数指令に基づいて駆動指令信号を生成し、その駆動指令信号に応じてエンジン２のスロットルアクチュエータ（図示せず）を制御する。
図３は、本発明に係わる走行制御装置の一実施形態を示す機能ブロック図であり、上記走行モータ指令生成部２６の構成の一部を示している。同図において、走行モータ指令生成部２６は、回転数指令値算出部３２と、加速度指令基準値算出部３３と、車両重量推定部３４と、加速度制限値算出部３５と、加速度指令値決定部３６とを有している。
回転数指令値算出部３２は、アクセル開度センサ１５により検出されたアクセル開度に基づいて、走行モータ９に対する回転数指令値（走行モータ回転数指令値）を求める。具体的には、回転数指令値算出部３２は、例えば図４（ａ）に示すように、アクセル開度と回転数指令値との関係を表す回転数指令値マップを用いて、アクセル開度に応じた走行モータ回転数指令値を求める。図４（ａ）に示す回転数指令値マップは、アクセル開度が大きくなるに従って、走行モータ回転数指令値が２次曲線的に大きくなるように設定されている。回転数指令値マップは、メモリ（図示せず）に記憶されている。なお、回転数指令値算出部３２により算出された走行モータ回転数指令値は、走行モータ駆動制御部２７に送られる。
加速度指令基準値算出部３３は、走行モータ回転数センサ１９により検出された走行モータ実回転数と回転数指令値算出部３２により得られた走行モータ回転数指令値とに基づいて、走行モータ９に対する加速度指令基準値を求める。
具体的には、加速度指令基準値算出部３３は、走行モータ回転数指令値と走行モータ実回転数との偏差（回転数偏差）を算出した後、例えば図４（ｂ）に示すように、回転数偏差と加速度指令基準値との関係を表す加速度指令基準値マップを用いて、回転数偏差に応じた加速度指令基準値を求める。図４（ｂ）に示す加速度指令基準値マップは、加速度指令基準値が回転数偏差に比例して大きくなり、回転数偏差が所定値を越えると加速度指令基準値が一定となるように設定されている。加速度指令基準値マップは、メモリ（図示せず）に記憶されている。
車両重量推定部３４は、圧力センサ２３により検出されたリフトシリンダ７にかかる圧力に基づいて、フォーク（図示せず）に載置されている荷物の重量を推定し、その荷物の重量と予め分かっているフォークリフト１の重量との合計である車両総重量を求める。なお、荷物の重量の推定法としては、圧力センサ２３を用いる代わりに、フォークに載置される荷物の重量を重量センサ等で直接検出しても良い。
加速度制限値算出部３５は、走行モータ回転数センサ１９により検出された走行モータ実回転数と、発電モータ電力検出器２０により検出された発電モータ電力と、車両重量推定部３４により推定された車両総重量と、バッテリ放電電力制限値決定部２５により決定されたバッテリ放電電力制限値とを含む各種情報に基づいて、走行モータ９に対する加速度指令値を上記のバッテリ放電電力制限値を超過しない範囲内に制限するための加速度制限値を求める。この加速度制限値は、以下のように求められる。
即ち、まず下記式により走行に使用可能な電力が算出される。
走行に使用可能な電力＝バッテリ放電電力制限値−発電モータ電力−マージン
…（１）
また、車両の運動方程式から下記の計算式が得られる。
駆動力−走行抵抗＝（車両総重量＋回転慣性重量）×加速度 …（２）
走行抵抗＝走行抵抗係数×車両総重量×重力加速度 …（３）
回転慣性重量＝回転慣性係数×車両総重量 …（４）
タイヤ軸でのトルク＝駆動力×タイヤ半径 …（５）
モータ軸でのトルク＝タイヤ軸でのトルク／（ギヤ比×ギヤ効率） …（６）
走行モータ電力＝走行モータ回転数×モータ軸でのトルク／（６０／２π×
１０００）＋ロス分 …（７）
上記（２）式〜（７）式を整理すると、下記式により加速度が算出される。
Figure 2011116279
そして、上記（１）式及び（８）式において、走行モータ電力＝走行に使用可能な電力とすると、下記式により加速度制限値が算出される。
Figure 2011116279
なお、電力のマージン及びロス分は、ある値に予め設定されているが、変更可能である。ギヤ比、ギヤ効率、タイヤ半径、回転慣性係数及び走行抵抗係数は、車両スペックとして決まっている。これらの値は、メモリ（図示せず）に記憶されている。
加速度指令値決定部３６は、加速度指令基準値算出部３３により得られた加速度指令基準値と加速度制限値算出部３５により得られた加速度制限値とに基づいて、走行モータ９に対する最終的な加速度指令値を決定し、その加速度指令値を走行モータ駆動制御部２７に送出する。具体的には、加速度指令値決定部３６は、加速度指令基準値及び加速度制限値のうち値の小さいほうを加速度指令値として選択する。
図５に、加速度指令基準値及び加速度制限値をプロットした一例を示す。図５において、１点鎖線Ｐが加速度指令基準値を表し、破線Ｑが加速度制限値を表し、実線Ｒが車速を表している。グラフ中の部分Ａにおける約１３．５ｓ〜１５ｓの間では、加速度指令基準値よりも加速度制限値が小さいため、加速度制限値が走行モータ９に対する加速度指令値として選択され、それ以外の部分では、加速度制限値よりも加速度指令基準値が小さいため、加速度指令基準値が走行モータ９に対する加速度指令値として選択される。
以上において、アクセル開度センサ１５、走行モータ回転数センサ１９、走行モータ指令生成部２６の回転数指令値算出部３２及び加速度指令基準値算出部３３は、操作手段（アクセル１４）の操作状態及び走行モータ９の回転数に基づいた加速度指令基準値を求める加速度指令基準値生成手段を構成する。走行モータ回転数センサ１９、発電モータ電力検出器２０、バッテリ状態検出器２２、バッテリ放電電力制限値決定部２５、走行モータ指令生成部２６の加速度制限値算出部３５は、走行モータ９の回転数と発電電動機（発電モータ３）の出力電力とを含む情報に基づいて、バッテリ１１の放電電力制限値を超過しない範囲内に加速度指令値を制限するための加速度制限値を求める加速度制限値生成手段を構成する。走行モータ指令生成部２６の加速度指令値決定部３６は、加速度指令基準値生成手段により求められた加速度指令基準値と加速度制限値生成手段により求められた加速度制限値とに基づいて、走行モータ９に対する加速度指令値を決定する加速度指令値決定手段を構成する。走行モータ駆動制御部２７は、加速度指令値決定手段により決定された加速度指令値を用いて走行モータ９を制御する走行モータ制御手段を構成する。また、圧力センサ２３、走行モータ指令生成部２６の車両重量推定部３４は、産業車両（フォークリフト１）の総重量を推定する車両重量推定手段を構成する。
ところで、車速の変化が小さいときは、走行モータ電力の変化が小さいため、走行モータ電力に発電モータ電力を追従させることは容易である。しかし、フル加速時など大きな加速度が要求される際には、走行モータ電力が急激に変化し、中速領域で大きな電力が発生することになる。このため、走行モータ電力に発電モータ電力が追従できず、エンジン−発電機系の制御遅れ及び応答遅れが発生するため、図６に示すように、バッテリ１１から大電力をひいてしまう。この場合でも、温度や充電状態等のバッテリ状態により変動するバッテリ放電電力制限値を守る必要がある。
本実施形態においては、アクセル開度及び走行モータ回転数に基づいた加速度指令基準値を求めると共に、車両の運動方程式を用いてバッテリ放電電力制限値を超過しない範囲内に加速度指令値を制限するための加速度制限値を求め、加速度指令基準値及び加速度制限値のうち値の小さいほうを走行モータ９に対する加速度指令値と決定するので、予めバッテリ放電電力制限値の超過が発生しない範囲で走行モータ９に対する加速度指令値を生成することができる。従って、過度な加速制限を行うこと無しに、バッテリ放電電力制限値を守ることができる。これにより、ある程度の範囲内であれば、加速性能の低下を運転者に意識させること無く、バッテリ１１を保護することが可能となる。
このとき、加速度制限値の算出式では、積載した荷物を含む車両総重量がパラメータとして存在するが、圧力センサ２３等を用いて積載した荷物の重量を推定して車両総重量を算出するので、荷物の積降による車両総重量の変化に対応することができ、正確な加速度制限値を得ることが可能となる。
また、上記の加速度制限値の算出処理及び加速度指令値の決定処理は、新規部品を追加すること無く、ソフトウェア上の変更のみで簡単に実現可能である。従って、特にコストを増大させなくて済む。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、加速度指令基準値及び加速度制限値のうち値の小さいほうを加速度指令値と決定するようにしたが、特にその手法には限られず、例えば加速度指令基準値と加速度制限値との割合（比率）を決めて加速度指令値を計算しても良い。
また、上記実施形態は、荷役装置を装備したフォークリフトの走行制御装置であるが、本発明は、荷役装置が装備されていない産業車両にも適用可能である。
１…フォークリフト（産業車両）、２…エンジン、３…発電モータ（発電電動機）、９…走行モータ、１１…バッテリ、１４…アクセル（操作手段）、１５…アクセル開度センサ（加速度指令基準値生成手段）、１９…走行モータ回転数センサ（加速度指令基準値生成手段、加速度制限値生成手段）、２０…発電モータ電力検出器（加速度制限値生成手段）、２２…バッテリ状態検出器（加速度制限値生成手段）、２３…圧力センサ（車両重量推定手段）、２４…ＥＣＵ、２５…バッテリ放電電力制限値決定部（加速度制限値生成手段）、２６…走行モータ指令生成部、２７…走行モータ駆動制御部（走行モータ制御手段）、３２…回転数指令値算出部（加速度指令基準値生成手段）、３３…加速度指令基準値算出部（加速度指令基準値生成手段）、３４…車両重量推定部（車両重量推定手段）、３５…加速度制限値算出部（加速度制限値生成手段）、３６…加速度指令値決定部（加速度指令値決定手段）。

Claims (3)

  1. エンジンと同軸上に配置された発電電動機と、走行動作を行うための走行モータと、前記走行モータの駆動に関する操作を行う操作手段と、前記発電電動機及び前記走行モータに駆動電力を供給するバッテリとを備えた産業車両の走行制御装置において、
    前記操作手段の操作状態及び前記走行モータの回転数に基づいた加速度指令基準値を求める加速度指令基準値生成手段と、
    前記走行モータの回転数と前記発電電動機の出力電力とを含む情報に基づいて、前記バッテリの放電電力制限値を超過しない範囲内に加速度指令値を制限するための加速度制限値を求める加速度制限値生成手段と、
    前記加速度指令基準値生成手段により求められた前記加速度指令基準値と前記加速度制限値生成手段により求められた前記加速度制限値とに基づいて、前記走行モータに対する加速度指令値を決定する加速度指令値決定手段と、
    前記加速度指令値決定手段により決定された前記加速度指令値を用いて前記走行モータを制御する走行モータ制御手段とを備えることを特徴とする産業車両の走行制御装置。
  2. 前記加速度指令値決定手段は、前記加速度指令基準値生成手段により求められた前記加速度指令基準値と前記加速度制限値生成手段により求められた前記加速度制限値のうち値の小さいほうを前記走行モータに対する加速度指令値と決定することを特徴とする請求項１記載の産業車両の走行制御装置。
  3. 前記産業車両の総重量を推定する車両重量推定手段を更に備え、
    前記加速度制限値生成手段は、前記走行モータの回転数と前記発電電動機の出力電力と前記車両重量推定手段により推定された前記産業車両の総重量とを含む情報に基づいて、前記加速度制限値を求めることを特徴とする請求項１または２記載の産業車両の走行制御装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012161255A1 (ja) 2011-05-24 2012-11-29 京セラ株式会社 電力制御装置及び電力制御方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5854265B2 (ja) * 2011-11-08 2016-02-09 株式会社ジェイテクト 操舵機構の制御装置
FR2987525B1 (fr) * 2012-02-28 2014-06-20 Renault Sa Procede et systeme de commande du frein moteur d'un moteur electrique pour vehicule automobile.
WO2014109000A1 (ja) * 2013-01-08 2014-07-17 株式会社小松製作所 バッテリ式フォークリフト
JP2014230681A (ja) * 2013-05-30 2014-12-11 船井電機株式会社 パワーアシスト装置及び歩行補助車
KR102138328B1 (ko) 2013-08-16 2020-07-28 한화디펜스 주식회사 차량 주행 장치 및 방법
FR3015452B1 (fr) * 2013-12-20 2017-02-24 Manitou Bf Chariot de manutention
US9358975B1 (en) * 2015-04-10 2016-06-07 Google Inc. Virtual moving safety limits for vehicles transporting objects
DE102015118535A1 (de) * 2015-10-29 2017-05-04 Terex MHPS IP Management GmbH Schwerlaststapler
CN106891744B (zh) * 2015-12-18 2019-11-08 比亚迪股份有限公司 电动汽车及其车载充电器和车载充电器的控制方法
CN106891748B (zh) * 2015-12-18 2019-02-26 比亚迪股份有限公司 电动汽车及其车载充电器和车载充电器的控制方法
CN106904083B (zh) * 2015-12-18 2019-09-13 比亚迪股份有限公司 电动汽车及其车载充电器和车载充电器的控制方法
JP6568158B2 (ja) * 2017-07-28 2019-08-28 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車両用制御装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003054899A (ja) * 2001-08-20 2003-02-26 Nippon Yusoki Co Ltd フォークリフトの制御装置
JP2005200212A (ja) * 2003-11-20 2005-07-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd フォークリフトの転倒防止装置
JP2005298163A (ja) * 2004-04-13 2005-10-27 Toyota Industries Corp 荷役作業用産業車両の荷役装置
JP2006050751A (ja) * 2004-08-03 2006-02-16 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車のバッテリ電力補償制御装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3912332B2 (ja) 2003-05-30 2007-05-09 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびその制御方法並びに自動車
US20100063682A1 (en) * 2004-11-19 2010-03-11 Akaki Tomihiro Overturning prevention device for forklift vehicle
JP4831824B2 (ja) 2006-09-11 2011-12-07 三菱重工業株式会社 バッテリー制御装置及びこれを備えたハイブリッド式フォークリフト
US7908841B2 (en) * 2008-10-08 2011-03-22 General Electric Company Gasifier and cyclone separator for coal combustion

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003054899A (ja) * 2001-08-20 2003-02-26 Nippon Yusoki Co Ltd フォークリフトの制御装置
JP2005200212A (ja) * 2003-11-20 2005-07-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd フォークリフトの転倒防止装置
JP2005298163A (ja) * 2004-04-13 2005-10-27 Toyota Industries Corp 荷役作業用産業車両の荷役装置
JP2006050751A (ja) * 2004-08-03 2006-02-16 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車のバッテリ電力補償制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012161255A1 (ja) 2011-05-24 2012-11-29 京セラ株式会社 電力制御装置及び電力制御方法

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