JP2013203490A - Motor drive device for forklift and forklift using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power consumption while suppressing reduction of an operation feeling.SOLUTION: A motor drive device 300 drives a plurality of motors mounted on a forklift 600. A plurality of power conversion devices 100, 102 and 104 are provided for each of motors M1, M2 and M3, and supply power to the corresponding motors. An output limit part 302 gives priority to the plurality of motors M1-M3 and limits output of the power conversion devices 100, 102 and 104 supplying power to the motor M1-M3 with low priority.

Description

本発明は、フォークリフト用のモータ駆動装置に関する。   The present invention relates to a motor drive device for a forklift.

産業車両のひとつに、電池を動力源とする電動フォークリフトがある。電動フォークリフト(以下単にフォークリフトとも称する)は、走行用車輪(駆動輪)である前輪に動力を伝達する走行モータと、転舵輪である後輪の転舵角(操舵角)を制御する油圧ポンプに動力を伝達する油圧アクチュエータ用モータ(ステアリングモータ)と、昇降体を制御する油圧ポンプに動力を伝達する油圧アクチュエータ用モータ(荷役モータ)と、走行モータ、ステアリングモータ、荷役モータそれぞれを駆動する電力変換装置を備える。   One of the industrial vehicles is an electric forklift that uses a battery as a power source. An electric forklift (hereinafter simply referred to as a forklift) is a traveling motor that transmits power to a front wheel that is a traveling wheel (driving wheel) and a hydraulic pump that controls a turning angle (steering angle) of a rear wheel that is a steered wheel. Hydraulic actuator motor (steering motor) that transmits power, hydraulic actuator motor (loading motor) that transmits power to the hydraulic pump that controls the lifting body, and power conversion that drives each of the travel motor, steering motor, and cargo handling motor Equipment.

特開2001−113989号公報JP 2001-113989 A

電池の容量は有限である一方、フォークリフトには長い動作可能時間が要求される。限られた電池容量内で長時間動作を実現するためには、走行モータおよび荷役モータでの消費電力を抑制する必要がある。   While the capacity of the battery is finite, the forklift requires a long operable time. In order to realize long-time operation within a limited battery capacity, it is necessary to suppress power consumption in the traveling motor and the cargo handling motor.

電池が発生する直流電圧(電池電圧)は時間とともに低下していく。そして電池電圧が低下すると、モータのコイルに印加される電圧振幅が小さくなるため、モータに対して同じ電力を供給するために必要な電流は大きくなる。回路電流が大きくなると、配線抵抗での電力損失が大きくなり、効率が低下するという問題がある。したがって電池電圧が低下したとにも、電力変換装置の消費電力を低減することが好ましい。   The DC voltage (battery voltage) generated by the battery decreases with time. When the battery voltage decreases, the voltage amplitude applied to the motor coil decreases, so the current required to supply the same power to the motor increases. When the circuit current increases, there is a problem that power loss at the wiring resistance increases and efficiency decreases. Therefore, it is preferable to reduce the power consumption of the power conversion device even when the battery voltage decreases.

走行モータや荷役モータおよびそれらを駆動する電力変換装置の消費電力を制限するには、電流すなわちトルクを制限する必要がある。ここでモータおよび電力変換装置の消費電力を低減するために、走行モータ、荷役モータ、ステアリングモータの区別無く、各モータを駆動する電力変換装置の出力を一律に制限すると、加速したいときに加速しない、坂が上れない、あるいは重い荷物を持ち上げたいときに時間がかかるなど、快適な操作感が損なわれ、ユーザがストレスを感じるという問題が生ずる。   In order to limit the power consumption of the travel motor, the cargo handling motor, and the power conversion device that drives them, it is necessary to limit the current, that is, the torque. Here, in order to reduce the power consumption of the motor and the power converter, regardless of whether it is a traveling motor, a cargo handling motor, or a steering motor, if the output of the power converter that drives each motor is uniformly limited, it will not accelerate when it wants to accelerate A problem arises that the user feels stressed because the comfortable operation feeling is impaired, such as when it is difficult to climb a hill or when it is necessary to lift a heavy load.

本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、操作感の低下を抑制しつつ、消費電力を低減可能なフォークリフトの提供にある。   The present invention has been made in view of the problems, and one of the exemplary purposes of an aspect thereof is to provide a forklift capable of reducing power consumption while suppressing a decrease in operational feeling.

本発明のある態様は、フォークリフトに搭載される複数のモータを駆動するモータ駆動装置に関する。モータ駆動装置は、それぞれがモータごとに設けられ、対応するモータに電力を供給する複数の電力変換装置と、複数の電力変換装置に優先順位を付与し、優先順位の低い電力変換装置から順に消費電力を制限する出力制限部と、を備える。   One embodiment of the present invention relates to a motor drive device that drives a plurality of motors mounted on a forklift. A motor drive device is provided for each motor, and a plurality of power conversion devices that supply power to the corresponding motor and a priority order are assigned to the plurality of power conversion devices. An output limiting unit that limits power.

この態様によると、電力変換装置、言い換えればモータに優先順位を付け、優先すべきモータには十分な電力を供給し、それ以外のモータへの電力供給を制限することにより、操作感の低下を抑制しつつ、消費電力を低減できる。本明細書において、「電力変換装置の消費電力」は、それにより駆動される負荷の消費電力も含むものとする。   According to this aspect, the power conversion device, in other words, prioritizing the motor, supplying sufficient power to the motor to be prioritized, and limiting the power supply to the other motors, reduces the operational feeling. While suppressing, power consumption can be reduced. In this specification, “power consumption of the power conversion device” includes power consumption of a load driven by the power conversion device.

複数のモータは、走行モータおよび荷役モータを含んでもよい。出力制限部は、荷役モータを駆動する電力変換装置よりも走行モータを駆動する電力変換装置の優先順位を高く設定してもよい。
この態様によれば、荷物は運べなくても、最低限の走行能力は確保できる。
The plurality of motors may include a traveling motor and a cargo handling motor. The output restriction unit may set the priority of the power converter that drives the traveling motor higher than the power converter that drives the cargo handling motor.
According to this aspect, even if the luggage cannot be carried, the minimum traveling ability can be secured.

複数のモータは、走行モータ、荷役モータおよびステアリングモータを含んでもよい。出力制限部は、荷役モータを駆動する電力変換装置の優先順位を最も低く、走行モータを駆動する電力変換装置の優先順位を次いで低く、ステアリングモータを駆動する電力変換装置の優先順位を最も高く設定してもよい。   The plurality of motors may include a travel motor, a cargo handling motor, and a steering motor. The output limiting unit sets the power converter that drives the cargo handling motor to the lowest priority, sets the power converter that drives the traveling motor to the next lowest priority, and sets the power converter that drives the steering motor to the highest priority. May be.

出力制限部は、複数の電力変換装置の優先順位を、フォークリフトの状態に応じて切りかえてもよい。
フォークリフトには、荷役を優先すべき場合、走行を優先すべき場合がある。この場合に、フォークリフトの状態に応じて優先順位を切りかえることで、操作感の低下を抑制しつつ、消費電力を低減できる。
The output restriction unit may switch the priority order of the plurality of power conversion devices according to the state of the forklift.
Forklifts may sometimes prioritize traveling when priority should be given to cargo handling. In this case, by switching the priority according to the state of the forklift, it is possible to reduce power consumption while suppressing a decrease in operational feeling.

出力制限部は、複数のモータのうち、先に駆動された電力変換装置の優先順位を高く設定し、非駆動中の電力変換装置の優先順位を低く設定してもよい。   The output restriction unit may set the priority of the power conversion device driven first among the plurality of motors to be high and set the priority of the power conversion device not being driven low.

出力制限部による消費電力の制限は、トルクの制限、速度の制限、加速度の制限、電流の制限、キャリア周波数の低下、3相変調から2相変調への切りかえ、キャリア周波数の低下のいずれかひとつ、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。   The power limitation by the output limiting unit is any one of torque limitation, speed limitation, acceleration limitation, current limitation, carrier frequency reduction, switching from three-phase modulation to two-phase modulation, and carrier frequency reduction. , Or any combination thereof.

本発明の別の態様は、フォークリフトに関する。フォークリフトは、車体と、車体を支持する車輪と、車輪に動力を伝達する走行モータと、車体の前部に設けられた昇降体と、昇降体を駆動する油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータに動力を伝達する荷役モータと、走行モータおよび荷役モータを駆動する上述のモータ駆動装置と、を備える。   Another aspect of the present invention relates to a forklift. A forklift is a vehicle body, wheels that support the vehicle body, a traveling motor that transmits power to the wheels, a lifting body provided at the front of the vehicle body, a hydraulic actuator that drives the lifting body, and power transmission to the hydraulic actuator. And a motor for driving the traveling motor and the cargo handling motor.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。   Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.

本発明によれば、消費電力を低減できる。   According to the present invention, power consumption can be reduced.

フォークリフトの外観図を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external view of a forklift. フォークリフトの操縦パネルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control panel of a forklift. フォークリフトの電気系統、機械系統の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric system of a forklift, and a mechanical system. 実施の形態に係るモータ駆動装置の動作の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of operation | movement of the motor drive device which concerns on embodiment. 実施の形態に係るモータ駆動装置の動作の別の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows another example of operation | movement of the motor drive device which concerns on embodiment.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。   The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Aと部材Bが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
In this specification, “the state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are electrically connected to each other in addition to the case where the member A and the member B are physically directly connected. It includes cases where the connection is indirectly made through other members that do not substantially affect the general connection state, or that do not impair the functions and effects achieved by their combination.
Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as their electric It includes cases where the connection is indirectly made through other members that do not substantially affect the general connection state, or that do not impair the functions and effects achieved by their combination.

図1は、フォークリフトの外観図を示す斜視図である。フォークリフト600は、車体(シャーシ)602、フォーク604、昇降体(リフト)606、マスト608、車輪610、612を備える。マスト608は車体602の前方に設けられる。昇降体606は、油圧アクチュエータ(図1(a)に不図示、図3の116)などの動力源によって駆動され、マスト608に沿って昇降する。昇降体606には、荷物を支持するためのフォーク604が取り付けられている。   FIG. 1 is a perspective view showing an external view of a forklift. The forklift 600 includes a vehicle body (chassis) 602, a fork 604, a lifting body (lift) 606, a mast 608, and wheels 610 and 612. The mast 608 is provided in front of the vehicle body 602. The elevating body 606 is driven by a power source such as a hydraulic actuator (not shown in FIG. 1A, 116 in FIG. 3) and moves up and down along the mast 608. A fork 604 for supporting a load is attached to the elevating body 606.

図2は、フォークリフトの操縦パネル700の一例を示す図である。操縦パネル700は、イグニッションスイッチ702、ステアリングホイール704、リフトレバー706、アクセルペダル708、ブレーキペダル710、ダッシュボード714、前後進レバー712を備える。   FIG. 2 is a view showing an example of a control panel 700 of a forklift. The control panel 700 includes an ignition switch 702, a steering wheel 704, a lift lever 706, an accelerator pedal 708, a brake pedal 710, a dashboard 714, and a forward / reverse lever 712.

イグニッションスイッチ702は、フォークリフト600の起動用のスイッチである。ステアリングホイール704は、フォークリフト600の操舵を行うための操作手段である。リフトレバー706は、昇降体606を上下に移動させるための操作手段である。アクセルペダル708は、走行用の車輪の回転を制御する操作手段であり、ユーザが踏み込み量を調節することでフォークリフト600の走行が制御される。ユーザがブレーキペダル710を踏み込むと、ブレーキがかかる。前後進レバー712は、フォークリフト600の走行方向を、前進と後進で切りかえるためのレバーである。そのほか、図示しないインチングペダルが設けられてもよい。   The ignition switch 702 is a switch for starting the forklift 600. The steering wheel 704 is an operation means for steering the forklift 600. The lift lever 706 is an operation means for moving the elevating body 606 up and down. The accelerator pedal 708 is an operating means that controls the rotation of the traveling wheels, and the travel of the forklift 600 is controlled by the user adjusting the amount of depression. When the user depresses the brake pedal 710, the brake is applied. The forward / reverse lever 712 is a lever for switching the traveling direction of the forklift 600 between forward and reverse. In addition, an inching pedal (not shown) may be provided.

続いて、フォークリフト600の構成を、走行、荷役、操舵それぞれについて説明する。図3は、フォークリフト600の電気系統、機械系統の構成を示すブロック図である。ECU(電子制御コントローラ)110は、フォークリフト600全体を制御するためのプロセッサである。   Next, the configuration of the forklift 600 will be described for traveling, cargo handling, and steering. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the electrical system and the mechanical system of the forklift 600. The ECU (electronic control controller) 110 is a processor for controlling the forklift 600 as a whole.

電池106は、P線およびN線の間に、電池電圧VBATを出力する。
第1電力変換装置100、第2電力変換装置102、第3電力変換装置104および出力制御部302は、モータ駆動装置300を構成する。モータ駆動装置300は、ECU110からの、第1制御指令値S1〜第3制御指令値S3にもとづき、走行モータM1、荷役モータM2、ステアリングモータM3それぞれを駆動する。第1電力変換装置100、第2電力変換装置102、第3電力変換装置104はそれぞれ、電池電圧VBATを出力を受け、3相交流信号に変換して、対応するモータM1、M2、M3に供給する。
Battery 106 outputs battery voltage V BAT between P line and N line.
The first power conversion device 100, the second power conversion device 102, the third power conversion device 104, and the output control unit 302 constitute a motor drive device 300. The motor driving device 300 drives each of the traveling motor M1, the cargo handling motor M2, and the steering motor M3 based on the first control command value S1 to the third control command value S3 from the ECU 110. The first power conversion device 100, the second power conversion device 102, and the third power conversion device 104 each receive the battery voltage V BAT and convert it into a three-phase AC signal, which is then transferred to the corresponding motors M1, M2, and M3. Supply.

(走行)
ECU110は、前後進レバー712からの前進、後進を指示する信号と、アクセルペダル708からの、踏み込み量に応じた走行操作量を示す信号を受け、それに応じた第1制御指令値S1を第1電力変換装置100に出力する。第1電力変換装置100は、第1制御指令値S1に応じて走行モータM1に供給する電力を制御する。第1制御指令値S1は、走行モータM1の目標回転数を指示する速度指令値と相関を有する。駆動輪である前輪610は、ドライブシャフト114と接続される。ギアボックス112およびドライブシャフト114は、走行モータM1からの動力を前輪610に伝達する。
(Running)
The ECU 110 receives a signal for instructing forward and backward from the forward / reverse lever 712 and a signal indicating a travel operation amount corresponding to the depression amount from the accelerator pedal 708, and receives a first control command value S1 corresponding to the first control command value S1 as a first value. It outputs to the power converter 100. The first power conversion device 100 controls the power supplied to the travel motor M1 according to the first control command value S1. The first control command value S1 has a correlation with a speed command value that indicates the target rotational speed of the traveling motor M1. The front wheels 610 that are drive wheels are connected to the drive shaft 114. The gear box 112 and the drive shaft 114 transmit power from the travel motor M1 to the front wheels 610.

(荷役)
リフトレバー706の傾きによって、昇降体606の上下動が制御される。ECU110は、リフトレバー706の傾きを検出し、傾きに応じた荷役操作量を示す第2制御指令値S2を第2電力変換装置102に出力する。第2電力変換装置102は、第2制御指令値S2に応じた電力を荷役モータM2に供給し、その回転を制御する。昇降体606は、油圧アクチュエータ116と連結される。油圧アクチュエータ116は、荷役モータM2が生成する回転運動を、直線運動に変換し、昇降体606を制御する。
(Handling)
The vertical movement of the elevating body 606 is controlled by the inclination of the lift lever 706. The ECU 110 detects the tilt of the lift lever 706 and outputs a second control command value S <b> 2 indicating a cargo handling operation amount corresponding to the tilt to the second power conversion device 102. The second power converter 102 supplies power corresponding to the second control command value S2 to the cargo handling motor M2, and controls its rotation. The elevating body 606 is connected to the hydraulic actuator 116. The hydraulic actuator 116 converts the rotary motion generated by the cargo handling motor M2 into a linear motion and controls the lifting body 606.

(操舵)
レゾルバ122は、ステアリングホイール704の回転角を検出し、回転角を示す信号をECU110に出力する。ECU110は、回転角に応じた第3制御指令値S3を第3電力変換装置104に出力する。第3電力変換装置104は、第3制御指令値S3に応じた電力をステアリングモータM3に供給し、その回転数を制御する。転舵輪である後輪612は、タイロッド126を介してギアボックス124と連結される。ステアリングモータM3の回転運動は、油圧アクチュエータ118およびギアボックス124を介して、タイロッド126に伝達され、操舵が制御される。
(steering)
The resolver 122 detects the rotation angle of the steering wheel 704 and outputs a signal indicating the rotation angle to the ECU 110. ECU 110 outputs third control command value S3 corresponding to the rotation angle to third power conversion device 104. The third power converter 104 supplies power corresponding to the third control command value S3 to the steering motor M3, and controls the number of rotations thereof. A rear wheel 612 that is a steered wheel is connected to a gear box 124 via a tie rod 126. The rotational motion of the steering motor M3 is transmitted to the tie rod 126 via the hydraulic actuator 118 and the gear box 124, and the steering is controlled.

出力制御部302は、電池電圧VBATを監視し、VBATの低下にともない、モータ駆動装置300全体の許容出力電力PTOTALを低下させる。許容出力電力PTOTALは、第1電力変換装置100および走行モータM1の消費電力の合計P1、第2電力変換装置102および荷役モータM2の消費電力の合計P2、第3電力変換装置104およびステアリングモータM3の消費電力の合計P3の総和である。これにより、電池電圧VBATの低下に回路電流が増大するのを防止でき、電流経路の抵抗における電力損失を低減できる。 The output control unit 302 monitors the battery voltage V BAT, and decreases the allowable output power P TOTAL of the entire motor driving device 300 as the V BAT decreases. The allowable output power P TOTAL is the total power consumption P1 of the first power conversion device 100 and the traveling motor M1, the total power consumption P2 of the second power conversion device 102 and the cargo handling motor M2, the third power conversion device 104, and the steering motor. This is the sum of the total power consumption P3 of M3. Thereby, it is possible to prevent the circuit current from increasing due to the decrease in the battery voltage VBAT , and to reduce the power loss in the resistance of the current path.

あるいは出力制御部302は、あらかじめ定められた複数のモード(たとえば省エネモード、通常モード、パワーモード)が切りかえ可能に構成される。そして各モードごとに、異なる許容出力電力PTOTALが定められている。具体的にはパワーモードでは許容出力電力は最大値PMAXであり、省エネモードでは最小値PMINであり、通常モードではそれらの間の値PNORMをとる。 Alternatively, the output control unit 302 is configured to be able to switch between a plurality of predetermined modes (for example, an energy saving mode, a normal mode, and a power mode). A different allowable output power P TOTAL is determined for each mode. Specifically, the allowable output power is the maximum value P MAX in the power mode, the minimum value P MIN in the energy saving mode, and the value P NORM between them in the normal mode.

出力制御部302は、第1電力変換装置100、第2電力変換装置102、第3電力変換装置104に優先順位を付与し、優先順位の低い電力変換装置から順に消費電力を制限する。言い換えれば走行モータM1、荷役モータM2、ステアリングモータM3が順位づけられる。   The output control unit 302 gives priority to the first power conversion device 100, the second power conversion device 102, and the third power conversion device 104, and limits power consumption in order from the power conversion device with the lowest priority. In other words, the traveling motor M1, the cargo handling motor M2, and the steering motor M3 are ranked.

ここでの消費電力は、電力変換装置そのものの消費電力と負荷であるモータに投入される電力の合計である。以下、第1電力変換装置100の消費電力をP1、第2電力変換装置102の消費電力をP2、第3電力変換装置104の消費電力をP3と記す。   The power consumption here is the sum of the power consumption of the power conversion device itself and the power input to the motor as a load. Hereinafter, the power consumption of the first power conversion device 100 is denoted as P1, the power consumption of the second power conversion device 102 as P2, and the power consumption of the third power conversion device 104 as P3.

消費電力の制限とは、トルクの制限、速度の制限、加速度の制限、電流の制限、キャリア周波数の低下、3相変調から2相変調への切りかえ、キャリア周波数の低下のいずれかひとつ、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。本発明において、ある電力変換装置の出力の制限の手法は限定されず、結果として、その電力変換装置自体とそれによって駆動されるモータの消費電力の合計が低下すればよい。   The power consumption limit is any one of torque limit, speed limit, acceleration limit, current limit, carrier frequency decrease, switching from three-phase modulation to two-phase modulation, carrier frequency decrease, or those Any combination of the above may be included. In the present invention, the method for limiting the output of a certain power converter is not limited, and as a result, the total power consumption of the power converter itself and the motor driven by the power converter may be reduced.

また消費電力を制限する手段は、第1電力変換装置100、第2電力変換装置102、第3電力変換装置104ごとに異なっていてもよい。たとえば第1電力変換装置100ではトルクの制限を行い、第2電力変換装置102では3相変調と2相変調の切りかえを行い、第3電力変換装置104ではキャリア周波数を変化させてもよい。   Further, the means for limiting the power consumption may be different for each of the first power conversion device 100, the second power conversion device 102, and the third power conversion device 104. For example, the first power conversion device 100 may limit torque, the second power conversion device 102 may switch between three-phase modulation and two-phase modulation, and the third power conversion device 104 may change the carrier frequency.

本実施の形態において、第1電力変換装置100、第2電力変換装置102、第3電力変換装置104の優先順位はあらかじめ定められている。具体的には、走行モータM1を駆動する第1電力変換装置100の優先順位は、荷役モータM2を駆動する電力変換装置102のそれよりも高く定められる。ステアリングモータM3を駆動する電力変換装置104の優先順位は、走行モータM1を駆動する電力変換装置100より高く設定してもよい。   In this Embodiment, the priority of the 1st power converter device 100, the 2nd power converter device 102, and the 3rd power converter device 104 is predetermined. Specifically, the priority order of the first power conversion device 100 that drives the traveling motor M1 is set higher than that of the power conversion device 102 that drives the cargo handling motor M2. The priority order of the power conversion device 104 that drives the steering motor M3 may be set higher than that of the power conversion device 100 that drives the travel motor M1.

以上がフォークリフト600の構成である。続いてその動作を説明する。   The above is the configuration of the forklift 600. Next, the operation will be described.

図4は、実施の形態に係るモータ駆動装置300の動作の一例を示す波形図である。図4は、時間とともに電池電圧VBATが低下する様子が示される。このとき、出力制御部302は、電池電圧VBATの低下とともに、許容出力電力PTOTALを低下させていく。許容出力電力PTOTALがあるしきい値より大きいとき、優先順位の最も低い第2電力変換装置102の合計消費電力P2が先に制限され、徐々に小さくなっていく。第1電力変換装置100、第3電力変換装置104それぞれの消費電力P1、P3は制限されない。 FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of the operation of the motor drive device 300 according to the embodiment. FIG. 4 shows how the battery voltage VBAT decreases with time. At this time, the output control unit 302 decreases the allowable output power P TOTAL as the battery voltage V BAT decreases. When the allowable output power P TOTAL is larger than a certain threshold value, the total power consumption P2 of the second power conversion device 102 having the lowest priority is limited first and gradually decreases. The power consumptions P1 and P3 of the first power converter 100 and the third power converter 104 are not limited.

そして許容出力電力PTOTALがあるしきい値より小さくなると(時刻t1)、それ以降は、優先順位が2番目の第1電力変換装置100の合計消費電力P1が制限され、徐々に小さくなっていく。図4の例では、優先順位の最も高い第3電力変換装置104については、何の制限も行われない。 When the allowable output power P TOTAL becomes smaller than a certain threshold (time t1), thereafter, the total power consumption P1 of the first power conversion device 100 with the second priority is limited and gradually decreases. . In the example of FIG. 4, no limitation is imposed on the third power conversion device 104 having the highest priority.

図5は、実施の形態に係るモータ駆動装置300の動作の別の一例を示す波形図である。出力制御部302は、ユーザの指示にしたがって、通常モード、省エネモード、パワーモードを切りかえる。あるいは出力制御部302はフォークリフト600の状態を監視し、検出された状態に応じて自律的にモードを切りかえる。   FIG. 5 is a waveform diagram showing another example of the operation of the motor drive device 300 according to the embodiment. The output control unit 302 switches between the normal mode, the energy saving mode, and the power mode in accordance with a user instruction. Alternatively, the output control unit 302 monitors the state of the forklift 600 and autonomously switches the mode according to the detected state.

図5では、パワーモード、通常モード、省エネモードの順で切りかえられる様子が示される。このとき、許容出力電力PTOTALは、モードの切りかえに応じて、PMAX、PNORM、PMINの順に低下していく。許容出力電力PTOTALが最大値PMAXのときは、消費電力P1〜P3はいずれも制限されない。 FIG. 5 shows a state in which the mode is switched in the order of the power mode, the normal mode, and the energy saving mode. At this time, the allowable output power P TOTAL decreases in the order of P MAX , P NORM , P MIN in accordance with the mode switching. When the allowable output power P TOTAL is the maximum value P MAX , none of the power consumptions P1 to P3 is limited.

許容出力電力PTOTALが中間値PNORMに低下すると、優先順位の低い第2電力変換装置102の消費電力P2が制限される。許容出力電力PTOTALが最小値PMINに低下すると、次に優先順位の低い第1電力変換装置100の消費電力P1が制限される。図5の例においても、優先順位の最も高い第3電力変換装置104については、何の制限も行われない。 When the allowable output power P TOTAL decreases to the intermediate value PNORM , the power consumption P2 of the second power conversion device 102 having a low priority is limited. When the allowable output power P TOTAL decreases to the minimum value P MIN , the power consumption P1 of the first power conversion device 100 with the next lowest priority is limited. In the example of FIG. 5 as well, no limitation is imposed on the third power converter 104 having the highest priority.

以上がモータ駆動装置300の動作である。
このように実施の形態に係るモータ駆動装置300によれば、電力変換装置、すなわちモータに優先順位を付け、優先すべきモータには十分な電力を供給し、それ以外のモータへの電力供給を制限することにより、操作感の低下を抑制しつつ、消費電力を低減できる。
The above is the operation of the motor driving device 300.
As described above, according to the motor drive device 300 according to the embodiment, the power conversion device, that is, the motor is prioritized, sufficient power is supplied to the motor to be prioritized, and power is supplied to the other motors. By limiting, it is possible to reduce power consumption while suppressing a decrease in operational feeling.

実施の形態では、荷役モータM2よりも走行モータM1の優先順位を高く設定した。この場合、許容出力電力PTOTALが低下すると、先に積載可能な荷物に制限がかかり、続いて走行モータM1の出力が徐々に制限されていく。 In the embodiment, the priority order of the traveling motor M1 is set higher than that of the cargo handling motor M2. In this case, when the allowable output power P TOTAL decreases, the load that can be loaded first is limited, and then the output of the travel motor M1 is gradually limited.

たとえば多くの使用現場において、フォークリフト600は、安全性を考慮すると荷物が積載できなくても走行できることが望ましい。そこで、許容出力電力PTOTALが小さな領域では、消費電力P2をゼロに制限し、消費電力P1に割り当てることにより、最低限度の走行能力を確保することが望ましい。このモータ駆動装置300によれば、優先順位を定めることにより、このような制御が可能となる。 For example, in many use sites, it is desirable that the forklift 600 can travel even when a load cannot be loaded in consideration of safety. Therefore, in a region where the allowable output power P TOTAL is small, it is desirable to secure the minimum driving ability by limiting the power consumption P2 to zero and assigning it to the power consumption P1. According to the motor driving device 300, such control can be performed by determining the priority order.

以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例を説明する。   In the above, this invention was demonstrated based on the Example. It will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes are possible, various modifications are possible, and such modifications are within the scope of the present invention. By the way. Hereinafter, such modifications will be described.

実施の形態では、第1電力変換装置100、第2電力変換装置102、第3電力変換装置104の優先順位があらかじめ定められている場合を説明したが、本発明はそれに限定されない。たとえば出力制御部302は、フォークリフト600の状態に応じて、電力変換装置の優先順位を決定してもよい。   In the embodiment, the case has been described in which the priorities of the first power conversion device 100, the second power conversion device 102, and the third power conversion device 104 are determined in advance, but the present invention is not limited thereto. For example, the output control unit 302 may determine the priority order of the power converter according to the state of the forklift 600.

出力制御部302は、先に駆動された電力変換装置の優先順位を高くし、残りの非使用の電力変換装置の優先順位を低くしてもよい。たとえばユーザがフォークリフト600の走行を停止し、フォーク604に荷物を積載しようとしたとする。この場合には、第1電力変換装置100および第3電力変換装置104が非使用の状態で、荷役モータM2を駆動する第2電力変換装置102が使用される。このとき出力制御部302は、第2電力変換装置102の優先順位を最も高く設定し、そのときの許容出力電力PTOTALのすべて、あるいは大部分を第2電力変換装置102の消費電力P2に割り当て、残りを第1電力変換装置100および第3電力変換装置104の消費電力P1、P3に割り当ててもよい。 The output control unit 302 may increase the priority of the power converter that has been driven first and decrease the priority of the remaining unused power converters. For example, assume that the user stops traveling of the forklift 600 and tries to load a load on the fork 604. In this case, the second power converter 102 that drives the cargo handling motor M2 is used while the first power converter 100 and the third power converter 104 are not used. At this time, the output control unit 302 sets the priority of the second power converter 102 to the highest priority, and all or most of the allowable output power P TOTAL at that time is allocated to the power consumption P2 of the second power converter 102. The remaining power may be allocated to the power consumption P1 and P3 of the first power conversion device 100 and the third power conversion device 104.

あるいは出力制御部302は、そのときの許容出力電力PTOTALのうち、非使用状態の第1電力変換装置100および第3電力変換装置104に対して、それぞれ所定の最小値に割り当て、残りをすべて第2電力変換装置102の消費電力P2に割り当ててもよい。 Alternatively, the output control unit 302 assigns a predetermined minimum value to each of the first power conversion device 100 and the third power conversion device 104 that are not in use, out of the allowable output power P TOTAL at that time, and all the rest You may allocate to the power consumption P2 of the 2nd power converter device 102. FIG.

600…フォークリフト、602…車体、604…フォーク、606…昇降体、608…マスト、610…前輪、612…後輪、100…第1電力変換装置、102…第2電力変換装置、104…第3電力変換装置、106…電池、110…ECU、112…ギアボックス、114…ドライブシャフト、116,118…油圧アクチュエータ、120…ステアリングシャフト、122…レゾルバ、124…ギアボックス、126…タイロッド、M1…走行モータ、M2…荷役モータ、M3…ステアリングモータ、700…操縦パネル、702…イグニッションスイッチ、704…ステアリングホイール、706…リフトレバー、708…アクセルペダル、710…ブレーキペダル、712…前後進レバー、714…ダッシュボード。 600 ... Forklift, 602 ... Car body, 604 ... Fork, 606 ... Elevator, 608 ... Mast, 610 ... Front wheel, 612 ... Rear wheel, 100 ... First power converter, 102 ... Second power converter, 104 ... Third Power converter 106, battery, 110, ECU, 112, gear box, 114, drive shaft, 116, 118 ... hydraulic actuator, 120 ... steering shaft, 122 ... resolver, 124 ... gear box, 126 ... tie rod, M1 ... traveling Motor, M2 ... cargo handling motor, M3 ... steering motor, 700 ... steering panel, 702 ... ignition switch, 704 ... steering wheel, 706 ... lift lever, 708 ... accelerator pedal, 710 ... brake pedal, 712 ... forward / reverse lever, 714 ... Dashboard.

Claims (7)

フォークリフトに搭載される複数のモータを駆動するモータ駆動装置であって、
それぞれがモータごとに設けられ、対応するモータに電力を供給する複数の電力変換装置と、
前記複数の電力変換装置に優先順位を付与し、優先順位の低い電力変換装置から順に電力を制限する出力制限部と、
を備えることを特徴とするフォークリフト用のモータ駆動装置。
A motor driving device for driving a plurality of motors mounted on a forklift,
A plurality of power converters each provided for each motor and supplying power to the corresponding motor;
An output limiting unit that gives priority to the plurality of power converters and limits power in order from the power converters with the lowest priority,
A motor drive device for a forklift, comprising:
前記複数のモータは、走行モータおよび荷役モータを含み、
前記出力制限部は、前記荷役モータを駆動する電力変換装置よりも前記走行モータを駆動する電力変換装置の優先順位を高く設定することを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動装置。
The plurality of motors includes a traveling motor and a cargo handling motor,
2. The motor drive device according to claim 1, wherein the output restriction unit sets a priority of the power conversion device that drives the traveling motor higher than the power conversion device that drives the cargo handling motor.
前記複数のモータは、走行モータ、荷役モータおよびステアリングモータを含み、
前記出力制限部は、前記荷役モータを駆動する電力変換装置の優先順位を最も低く、前記走行モータを駆動する電力変換装置の優先順位を次いで低く、前記ステアリングモータを駆動する電力変換装置の優先順位を最も高く設定することを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動装置。
The plurality of motors includes a travel motor, a cargo handling motor, and a steering motor,
The output restriction unit has the lowest priority of the power converter that drives the cargo handling motor, the lowest priority of the power converter that drives the traveling motor, and the priority of the power converter that drives the steering motor. The motor driving device according to claim 1, wherein the motor driving device is set to the highest value.
前記出力制限部は、前記複数の電力変換装置の優先順位を、前記フォークリフトの状態に応じて切りかえることを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動装置。   2. The motor drive device according to claim 1, wherein the output restriction unit switches priority of the plurality of power conversion devices according to a state of the forklift. 前記出力制限部は、前記複数のモータのうち、先に駆動された電力変換装置の優先順位を高く設定し、非駆動中のモータの優先順位を低く設定することを特徴とする請求項4に記載のモータ駆動装置。   5. The output limiting unit sets a priority order of a power converter that is driven first among the plurality of motors and sets a priority order of a non-driven motor to a low level. The motor drive device described. 前記出力制限部による前記電力変換装置の消費電力の制限は、トルクの制限、速度の制限、加速度の制限、電流の制限、キャリア周波数の低下、3相変調から2相変調への切りかえ、キャリア周波数の低下のいずれかひとつ、またはそれらの任意の組み合わせを含むことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のモータ駆動装置。   The power limiting of the power conversion device by the output limiting unit includes torque limitation, speed limitation, acceleration limitation, current limitation, carrier frequency reduction, switching from three-phase modulation to two-phase modulation, carrier frequency 6. The motor drive device according to claim 1, comprising any one of the reductions in any of the above, or any combination thereof. 車体と、
前記車体を支持する車輪と、
前記車輪に動力を伝達する走行モータと、
前記車体の前部に設けられた昇降体と、
前記昇降体を駆動する油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータに動力を伝達する荷役モータと、
前記走行モータおよび前記荷役モータを駆動する請求項1から6のいずれかに記載のモータ駆動装置と、
を備えることを特徴とするフォークリフト。
The car body,
Wheels for supporting the vehicle body;
A travel motor for transmitting power to the wheels;
An elevating body provided at the front of the vehicle body;
A hydraulic actuator for driving the lifting body;
A cargo handling motor for transmitting power to the hydraulic actuator;
The motor driving device according to any one of claims 1 to 6, which drives the traveling motor and the cargo handling motor;
A forklift characterized by comprising:
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