JP2015117488A

JP2015117488A - 作業機械

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Publication number: JP2015117488A
Application number: JP2013260251A
Authority: JP
Inventors: 勝彦鷹箸; Katsuhiko Takahashi
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2015-06-25
Anticipated expiration: 2033-12-17
Also published as: JP6315441B2

Abstract

【課題】作業機械に搭載される電源回路を小型化し、および／または低コスト化する。【解決手段】制御電源回路３０は、蓄電手段１０からのＤＣ電圧を受け、安定化された電源電圧を生成する。複数の駆動回路４０は、複数の電装部品２０に対応づけられ、それぞれが電源電圧を受け、対応する電装部品２０を制御する。駆動回路４０は、その制御性能が可変に構成される。コントローラ５０は、複数の駆動回路４０が要求する電源容量の合計が、電源回路３０の電源容量を超えないように、複数の駆動回路４０それぞれの制御性能を適応的に制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、電動フォークリフトなどの作業機械に関する。

図１は、作業機械の電気系統のシステムブロック図である。作業機械１ｒは、蓄電手段１０、複数の電装部品２０、制御電源回路３０、主電源回路３１、複数の駆動回路４０を備える。

たとえば作業機械１ｒは、フォークリフトなどが例示される。電装部品２０は、可動機構ごとに設けられたモータや電磁リレー、ソレノイド、マグネットコンダクタンスなどである。蓄電手段１０は、２次電池あるいはキャパシタであり、直流電圧Ｖ_ＢＡＴを生成する。主電源回路３１は、直流電圧Ｖ_ＢＡＴを受け、それを昇圧または降圧して、主電源電圧Ｖ_ＤＤを生成する。

制御電源回路３０は、直流電圧Ｖ_ＢＡＴを受け、それを昇圧または降圧して、制御用電源電圧Ｖ_ＤＣを生成する。

複数の駆動回路４０は、複数の電装部品２０に対応づけられる。各駆動回路４０は、主電源電圧Ｖ_ＤＤおよび制御用電源電圧Ｖ_ＤＣを受け、対応する電装部品２０を駆動する。駆動回路は、パワー部と、パワー部を制御する制御部（駆動部）と、を含む構成が一般的である。パワー部は、パワートランジスタなどを含み大電力を消費する部分である。制御部は、パワートランジスタを制御するための回路ブロックである。主電源電圧Ｖ_ＤＤはパワー部の電源として利用され、制御用電源電圧Ｖ_ＤＣは、制御部の電源として利用される。

特開２００２−２７２１２６号公報特開２００２−１０６６８号公報特開平１０−１１１１１号公報

こうした作業機械１ｒの電源系統に使用される制御電源回路３０は、電源容量に配慮して設計される。すなわち制御電源回路３０の電源容量は、複数の駆動回路４０それぞれが要求する電源容量の合計に、ある程度のマージンを加味して決定される。フォークリフトのように、モータやソレノイドにより形成される制御軸の個数が多い作業機械では、制御電源回路３０の電源容量が非常に大きくなり、制御電源回路３０の構成部品が大型化し、またコストが高くなる。

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、作業機械に搭載される電源回路の小型化、および／または低コスト化にある。

本発明のある態様は作業機械に関する。作業機械は、蓄電手段と、複数の電装部品と、蓄電手段からのＤＣ電圧を受け、安定化された電源電圧を生成する電源回路と、複数の駆動回路と、コントローラと、を備える。複数の駆動回路は、複数の電装部品に対応づけられ、それぞれが電源電圧を受け、対応する電装部品を制御するとともに、その制御性能（能力）が可変に構成される。コントローラは、複数の駆動回路が要求する電源容量の合計が、電源回路の電源容量を超えないように、複数の駆動回路それぞれの制御性能を適応的に制御するコントローラと、を備える。

この態様では、複数の駆動回路が要求する電源容量の合計を監視しながら、その合計容量が大きいときには、駆動回路の制御性能を低下させる。これにより電源回路に要求される電源容量を小さくでき、電源回路を小型化でき、および／または、低コスト化できる。

コントローラは、少なくとも電源回路の出力電流にもとづいて、複数の駆動回路それぞれの制御性能を制御してもよい。

コントローラは、少なくとも電源回路の出力電圧の電圧降下にもとづいて、複数の駆動回路それぞれの制御性能を制御してもよい。

コントローラは、複数の電装部品それぞれが現在使用中であるか否かに応じて、複数の駆動回路それぞれの制御性能を制御してもよい。

複数の駆動回路はそれぞれ、電装部品をスイッチング駆動するよう構成されてもよい。コントローラは、駆動回路のスイッチング周波数を制御してもよい。
スイッチング周波数を低下させることにより、駆動回路が要求する電源容量を低下させることができる。

電源回路の電源容量は、複数の駆動回路が最大能力で動作したときに要求される電源容量の合計よりも小さいことが好ましい。この場合、電源回路の小型化の効果をより享受できる。

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。

本発明によれば、作業機械の電源回路を小型化できる。

作業機械の電気系統のシステムブロック図である。実施の形態に係る作業機械の電気系統を示すブロック図である。図３（ａ）は、図２の作業機械における電源回路の電源容量Ｐ_ＭＡＸと出力電力Ｐ_ＯＵＴとの関係を示す図であり、図３（ｂ）は、従来の作業機械におけるそれらの関係を示す図である。フォークリフトの外観図を示す斜視図である。フォークリフトの操縦パネルの一例を示す図である。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。

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。

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。

図２は、実施の形態に係る作業機械１の電気系統を示すブロック図である。作業機械１は、蓄電手段１０、リレー１２およびその制御回路１４、複数の電装部品２０、制御電源回路３０、複数の駆動回路４０およびコントローラ５０を備える。

たとえば作業機械１は、フォークリフトである。電装部品２０は、可動機構ごとに設けられたモータや電磁リレー、ソレノイド、マグネットコンダクタンスなどである。本実施の形態では、電装部品２０＿１は走行用モータ、電装部品２０＿２は荷役用モータ、電装部品２０＿３はパワステ用モータ、電装部品２０＿５は油圧制御用のソレノイド（ソレノイドバルブともいう）、電装部品２０＿６は、リレーやマグネットコンダクタンス等の機械式スイッチである。

蓄電手段１０は、２次電池あるいはキャパシタであり、直流電圧Ｖ_ＢＡＴを生成する。制御電源回路３０は、直流電圧Ｖ_ＢＡＴを受け、それを昇圧または降圧して、制御用電源電圧Ｖ_ＤＣを生成する。蓄電手段１０と制御電源回路３０の間には、リレー１２およびリレー制御回路１４が設けられる。

リレー制御回路１４は、メインスイッチ１４ａ、抵抗１４ｂ、トランジスタ１４ｃを含む。メインスイッチ１４ａはイグニッションキーと連動しており、イグニッションキーが回されると導通状態となる。メインスイッチ１４ａがオンすると、トランジスタ１４ｃのゲートに電池電圧Ｖ_ＢＡＴが印加され、トランジスタ１４ｃがオンする。これによりリレー１２のコイルＬに電流が流れ、スイッチＳＷがオンし、電池電圧Ｖ_ＢＡＴが制御電源回路３０に供給される。

制御電源回路３０は、たとえばスイッチング電源３２および３端子レギュレータ３６を有する。スイッチング電源３２は、トランスＴ１、スイッチングトランジスタＱ１、入力キャパシタＣ１、整流ダイオードＤ１、出力キャパシタＣ２、コントローラ３４などを備える。コントローラ３４は、スイッチング電源３２の出力電圧が所定の目標値に近づくように、スイッチングトランジスタＱ１のスイッチングのデューティ比を調節する。

３端子レギュレータ３６は、スイッチング電源３２の出力電圧をさらに安定化し、制御用電源電圧Ｖ_ＤＣを生成する。制御用電源電圧Ｖ_ＤＣは、ＤＣバス３８を介して、複数の駆動回路４０の制御部（不図示）に供給される。
主電源回路３１は、直流電圧Ｖ_ＢＡＴを受け、それを昇圧または降圧して、主電源電圧Ｖ_ＤＤを生成する。主電源電圧Ｖ_ＤＤは、ＤＣバス３９を介して、複数の駆動回路４０のパワー部（不図示）に供給される。

駆動回路４０＿１〜４０＿５は、対応する電装部品２０＿１〜２０＿５を駆動する。当業者によれば、駆動回路４０それぞれが駆動対象の負荷（電装部品２０）に応じた回路構成を取り得ることが理解される。たとえば走行用、あるいは荷役用モータの駆動回路は、インバータ形式で構成してもよい。またパワステ用モータの駆動回路はチョッパ形式で構成してもよい。

本実施の形態において、駆動回路４０＿１〜４０＿５はそれぞれ、制御性能が可変に構成されている。駆動回路４０の制御部は、制御性能が高いほど、必要とする電源容量が大きくなる。制御性能は、２段階あるいは離散的な多段階で切りかえ可能であってもよいし、連続的に制御可能であってもよい。

たとえば駆動回路４０は、対応する電装部品２０をスイッチング駆動するよう構成される。この場合、駆動回路４０は、スイッチング周波数（キャリア周波数ともいう）を変化させることにより、制御性能を変化させることができる。

コントローラ５０は、作業機械１全体を統括的に制御する。コントローラ５０には、操作パネルやアクセルペダル、ブレーキペダル等に対する操作入力に関する情報が入力される。コントローラ５０は、入力された情報にもとづいて、駆動回路４０＿１〜４０＿５を制御することにより、電装部品２０＿１〜２０＿５に所望の動作を実行させる。

コントローラ５０は、複数の駆動回路４０＿１〜４０＿５が要求する電源容量の合計が、制御電源回路３０の電源容量を超えないように、複数の駆動回路４０＿１〜４０＿５それぞれの制御性能を適応的に制御する。

また制御電源回路３０の電源容量は、複数の駆動回路４０＿１〜４０＿５が最大能力で動作したときに要求される電源容量の合計よりも小さく設計される。

コントローラ５０による駆動回路４０の制御性能について具体的に説明する。

（第１の制御）
複数の駆動回路４０＿１〜４０＿５の制御部が要求する電源容量の合計、すなわち制御電源回路３０の出力電力Ｐ_ＯＵＴは、制御電源回路３０の出力電流（負荷電流）Ｉ_ＯＵＴにもとづいて推定することができる。そこでコントローラ５０は、制御電源回路３０の出力電流Ｉ_ＯＵＴを検出し、検出した電流Ｉ_ＯＵＴにもとづいて、複数の駆動回路４０＿１〜４０＿５それぞれの制御性能を制御してもよい。

（第２の制御）
あるいはコントローラ５０は、制御電源回路３０の出力である制御用電源電圧Ｖ_ＤＣを監視してもよい。制御用電源電圧Ｖ_ＤＣは、無負荷状態において目標値Ｖ_ＲＥＦに一致するが、重負荷になるに従い、目標値Ｖ_ＲＥＦを維持できなくなり、目標値Ｖ_ＲＥＦに対して電圧降下が発生する。そこでコントローラ５０は、制御用電源電圧Ｖ_ＤＣの電圧降下ΔＶ＝Ｖ_ＲＥＦ−Ｖ_ＤＣにもとづいて、複数の駆動回路４０＿１〜４０＿５それぞれの制御性能を制御してもよい。

（第３の制御）
駆動回路４０＿１〜４０＿５は、コントローラ５０によって制御されるため、コントローラ５０は、各時刻において電装部品２０が動作状態であるか停止状態であるかを知っている。したがって各電装部品２０の動作状態における対応する駆動回路４０の消費電力の最大値あるいは典型値を予め取得しておくことにより、電装部品２０の状態にもとづいて、全体の消費電力Ｐ_ＯＵＴを推定することができる。つまりコントローラ５０は、複数の電装部品２０それぞれが現在使用中であるか否かに応じて、複数の駆動回路４０＿１〜４０＿５それぞれの制御性能を制御してもよい。

本実施の形態において、コントローラ５０は、複数の駆動回路４０＿１〜４０＿５が要求する電源容量の合計、すなわち制御電源回路３０の出力電力Ｐ_ＯＵＴを取得し、取得した値にもとづいて、駆動回路４０＿１〜４０＿５のスイッチング周波数を２値、あるいは多値で切りかえる。

たとえば、制御電源回路３０の出力電力Ｐ_ＯＵＴをランク分けし、ランク毎に、駆動回路４０＿１〜４０＿５を異なる周波数で動作させてもよい。たとえば、制御電源回路３０の出力電力Ｐ_ＯＵＴを所定のしきい値と比較し、しきい値より大きい状態を重負荷状態、しきい値より小さい状態を軽負荷状態とし、軽負荷状態において、駆動回路４０＿１〜４０＿５を相対的に高い周波数ｆ１_Ｈ〜ｆ５_Ｈで動作させ、重負荷状態において、駆動回路４０＿１〜４０＿５を相対的に低い周波数ｆ１_Ｌ〜ｆ５_Ｌで動作させる。周波数ｆ１_Ｈ〜ｆ５_Ｈは負荷に応じて異なった値であってよく、同様に、周波数ｆ１_Ｌ〜ｆ５_Ｌは負荷に応じて異なった値でよい。

コントローラ５０は、軽負荷状態の周波数を、重負荷状態の周波数に係数Ｋを乗じた値としてもよい。
ｆ１_Ｌ＝ｆ１_Ｈ×Ｋ１
ｆ２_Ｌ＝ｆ２_Ｈ×Ｋ２
…
ｆ５_Ｌ＝ｆ５_Ｈ×Ｋ５

係数Ｋ１〜Ｋ５は、複数の駆動回路４０に対して一律に同じ値を設定してもよいし、駆動回路４０ごとに異なる値としてもよい。

以上が作業機械１の構成である。続いてその動作を説明する。
図３（ａ）は、図２の作業機械１における制御電源回路３０の電源容量Ｐ_ＭＡＸと出力電力Ｐ_ＯＵＴとの関係を示す図であり、図３（ｂ）は、従来の作業機械１ｒにおけるそれらの関係を示す図である。

実施の形態に係る作業機械１の利点は、従来技術との対比によってより明確となる。そこではじめに、図３（ｂ）を参照して、従来の作業機械１ｒについて説明する。従来では、駆動回路４０＿１〜４０＿５は、制御電源回路３０の電源容量Ｐ_ＭＡＸを、駆動回路４０＿１〜４０＿５を所定の能力（所定の周波数）で動作させたときのそれらの消費電力Ｐ１〜Ｐ５の合計よりも大きく設計していた。このため、制御電源回路３０の電源容量Ｐ_ＯＵＴが非常に大きなものとなっていた。

続いて図３（ａ）を参照し、本実施の形態について説明する。本実施の形態では、駆動回路４０＿１〜４０＿５は、消費電力に影響する制御性能が可変に構成されている。制御電源回路３０は、その電源容量Ｐ_ＭＡＸが、駆動回路４０＿１〜４０＿５を最大能力（高い周波数ｆ１_Ｈ〜ｆ５_Ｈ）で動作させたときの駆動回路４０＿１〜４０＿５の消費電力Ｐ１_Ｈ〜Ｐ５_Ｈの合計よりも小さくなるように設計される。
Ｐ_ＭＡＸ＜Ｐ１_Ｈ＋Ｐ２_Ｈ＋…＋Ｐ５_Ｈ

一例として、ｆ１_Ｈ＝ｆ２_Ｈ＝ｆ３_Ｈ＝１０ｋＨｚ、ｆ４_Ｈ＝ｆ５_Ｈ＝５００Ｈｚであり、ｆ１_Ｌ＝ｆ２_Ｌ＝ｆ３_Ｌ＝８ｋＨｚ、ｆ４_Ｌ＝ｆ５_Ｌ＝４００Ｈｚである。

また制御電源回路３０は、その電源容量Ｐ_ＭＡＸが、駆動回路４０＿１〜４０＿５を低い能力（低い周波数ｆ１_Ｌ〜ｆ５_Ｌ）で動作させたときの駆動回路４０＿１〜４０＿５の消費電力Ｐ１_Ｌ〜Ｐ５_Ｌの合計よりも大きくなるように設計される。
Ｐ_ＭＡＸ＞Ｐ１_Ｌ＋Ｐ２_Ｌ＋…＋Ｐ５_Ｌ

そしてコントローラ５０は、電装部品２０＿１〜２０＿５の動作状態に応じて、制御電源回路３０の出力電力が電源容量Ｐ_ＭＡＸを超えないように、駆動回路４０＿１〜４０＿５それぞれの制御性能（動作周波数）を変化させる。

たとえば、すべての電装部品２０＿１〜２０＿５が同時に動作する状況においては、すべての駆動回路４０＿１〜４０＿５の制御性能を一律に低下させる。これにより、制御電源回路３０の出力電力Ｐ_ＯＵＴは、電源容量Ｐ_ＭＡＸより小さくなることが保証される。

また、一部の電装部品（たとえば２０＿１、２０＿２、２０＿５）のみを動作させる場合、駆動回路４０＿１、４０＿２、４０＿５を最大能力（周波数ｆ１_Ｈ、ｆ２_Ｈ、ｆ５_Ｈ）で動作させたとしても、制御電源回路３０の出力電力Ｐ_ＯＵＴは電源容量Ｐ_ＭＡＸを超えない。

このように、実施の形態に係る作業機械１によれば、従来よりも制御電源回路３０の電源容量Ｐ_ＭＡＸを小さく設計することができるため、制御電源回路３０の回路部品を小型化し、回路面積を削減し、および／または低コスト化することができる。

フォークリフトのような作業機械において、すべての制御軸が同時駆動されることは稀である。たとえば走行中にフォークを昇降させること、あるいは、フォークの昇降中に走行することは稀であるから、通常の使用形態において電装部品２０＿１〜２０＿５の動作の組み合わせには、排他的な関係が成り立っている。したがって通常の使用形態では、駆動回路４０の性能が低下することは稀であり、多くの状況において、作業機械１の使用者は、性能の低下を知覚することなく、作業を行うことができる。

なお従来において、フォークリフトなどの省エネ化の目的で、負荷（電装部品２０）の状態に応じて、駆動回路４０のスイッチング周波数を変化させる技術は提案されている。この従来技術を、本実施の形態に係る作業機械１と混同してはならない。従来では、あくまでも、あるチャンネル（制御軸）の駆動回路４０のスイッチング周波数ｆの制御は、そのチャンネルの負荷である電装部品２０の状態にのみ依存している。したがって各チャンネルのスイッチング周波数は、他のチャンネルとは独立に制御される。つまり従来技術では、（i）消費電量を低減することはできても、制御電源回路３０の電源容量を低減することはできない、もしくは（ii）必要以上に駆動回路４０の制御性能を低下させることとなり、作業機械１の操作性能が悪化することになる。これに対して、実施の形態に係る作業機械１によれば、作業機械１の操作性能を損なうことなく、電源容量を小さくできる。

以上が作業機械１の動作および利点である。続いて、作業機械１の一例であるフォークリフトについて説明する。

図４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４に不図示、図６の８１６）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。

図５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。

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。

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６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。コントローラ８１０は、フォークリフト６００全体を制御する。

電池８０６は、電池電圧Ｖ_ＢＡＴを出力する。電源回路８０８は、上述の主電源回路３１および制御電源回路３０を含む。主電源回路３１、制御電源回路３０はそれぞれ、電池電圧Ｖ_ＢＡＴを昇圧（あるいは降圧）し、Ｐ線およびＮ線の間に制御用電源電圧Ｖ_ＤＣ、主電源電圧Ｖ_ＤＤを発生させる。図６には、一対のＰ線とＮ線のみが示されるが、実際には、Ｖ_ＤＣとＶ_ＤＤごとに１ペアずつ設けられる。

電力変換装置８００は、コントローラ８１０により生成された第１制御信号Ｓ２１〜第３制御信号Ｓ２３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（操舵モータ）Ｍ３それぞれを駆動する。第１電力変換装置１００は、ＤＣ電圧Ｖ_ＤＣを３相交流信号に変換して、走行モータＭ１に供給する。第２電力変換装置２００は、ＤＣ電圧Ｖ_ＤＣを３相交流信号に変換して、荷役モータＭ２に供給する。第３電力変換装置３００は、ＤＣ電圧Ｖ_ＤＣを受け、チョッパ制御によりＤＣモータであるステアリングモータＭ３を駆動する。

（走行）
コントローラ８１０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第１指令値Ｓ１１を受け、それに応じた第１制御信号Ｓ２１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制御信号Ｓ２１に応じて走行モータＭ１に供給する電力を制御する。第１制御信号Ｓ２１は、走行モータＭ１の目標速度を指示する速度指令値と相関を有する。駆動輪である左前輪（左駆動輪）６１０Ｌおよび右前輪（右駆動輪）６１０Ｒは、ディファレンシャルギア８２８を介して走行モータＭ１の動力により回転する。

（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。コントローラ８１０は、リフトレバー７０６の傾きを示す第２指令値Ｓ１２を受け、傾きに応じた荷役操作量を示す第２制御信号Ｓ２２を第２電力変換装置２００に出力する。第２電力変換装置２００は、第２制御信号Ｓ２２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８１６と連結される。油圧アクチュエータ８１６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。

（操舵）
回転センサ８２２は、ステアリングホイール７０４の回転角を検出し、回転角を示す第３指令値Ｓ１３をコントローラ８１０に出力する。コントローラ８１０は、回転角に応じた第３制御信号Ｓ２３を第３電力変換装置３００に出力する。第３電力変換装置３００は、第３制御信号Ｓ２３に応じてステアリングモータＭ３を制御する。ステアリングモータＭ３の回転運動によって、油圧アクチュエータ８１８を介して、操舵が制御される。電力変換装置３００、ステアリングモータＭ３、油圧アクチュエータ８１８は、いわゆるパワーステアリング機構を構成する。

以上がフォークリフト６００の全体構成である。図６の電池８０６は、図２の蓄電手段１０に、図６の電源回路８０８は、図２の制御電源回路３０および主電源回路３１に相当する。また図６の走行モータＭ１および第１電力変換装置１００は、図２の電装部品２０＿１および駆動回路４０＿１に相当する。図６の荷役モータＭ２および第２電力変換装置２００は、図２の電装部品２０＿２および駆動回路４０＿２に相当する。図６のステアリングモータＭ３および第３電力変換装置３００は、図２の電装部品２０＿３および駆動回路４０＿３に相当する。図６のコントローラ８１０は、図２のコントローラ５０に相当する。図２の駆動回路４０＿４、４０＿５、電装部品２０＿４、２０＿５等は、図６には図示されない。

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、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、こうした変形例について説明する。

（第１の変形例）
本発明は、電動フォークリフトには限定されず、さまざまな作業機械に適用できる。
特に作業機械としては、通常の使用形態において、同時に動作することが稀であるような複数の制御軸（可動部分）を有するものが好適である。こうした作業機械としては、フォークリフトの他に、電動パワーショベルや、掃除ロボットなどが例示される。

（第２の変形例）
実施の形態では、複数チャンネルの駆動回路４０＿１〜４０＿５のすべての周波数を制御する場合を説明したが、本発明はそれには限定されない。制御電源回路３０に負荷として接続される駆動回路４０のうちの一部は、その他の駆動回路４０に比べて消費電量が相対的に小さいこともありえる。この場合、駆動回路４０の制御性能（周波数）を変化させても、制御電源回路３０の電源容量の低減にはほとんど寄与しないこともありえる。したがって、一部の駆動回路４０については、制御性能を固定してもよい。

（第３の変形例）
実施の形態では駆動回路４０の制御性能として、スイッチング周波数を変化させる場合を説明したが本発明はそれには限定されない。たとえばスイッチング周波数に代えて、あるいはそれに加えて、出力電流を変化させてもよい。出力電流は、モータ負荷の場合、トルクあるいは回転数に影響する。制御性能を低下させることには、ある駆動回路４０の出力電流を実質的にゼロとすること、すなわちその負荷（電装部品）をオフすることや、待機電力をカットすることも含まれる。

（第４の変形例）
実施の形態では、制御電源回路３０の電源容量に配慮した作業機械を説明したが、本発明はそれには限定されない。制御電源回路３０に加えて、主電源回路３１についても、制御電源回路３０と同様の設計指針にしたがって設計してもよい。あるいは主電源回路３１のみについて、制御電源回路３０と同様の設計を行ってもよい。

１…作業機械、１０…蓄電手段、１２…リレー、１４…リレー制御回路、１４ａ…メインスイッチ、１４ｂ…抵抗、１４ｃ…トランジスタ、２０…電装部品、３０…制御電源回路、３１…主電源回路、３２…スイッチング電源、３４…コントローラ、３６…３端子レギュレータ、４０…駆動回路、５０…コントローラ、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、２００…第２電力変換装置、３００…第３電力変換装置、８００…電力変換装置、８０６…電池、８０８…電源回路、８１０…コントローラ、８１６，８１８…油圧アクチュエータ、８２０…ステアリングシャフト、８２２…回転センサ、８２４…ギアボックス、８２６…タイロッド、８２８…ディファレンシャルギア、Ｍ１…走行モータ、Ｍ１Ｌ…第１走行モータ、Ｍ１Ｒ…第２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、６１０Ｌ…左駆動輪、６１０Ｒ…右駆動輪、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。

Claims

蓄電手段と、
複数の電装部品と、
前記蓄電手段からのＤＣ電圧を受け、安定化された電源電圧を生成する電源回路と、
前記複数の電装部品に対応づけられ、それぞれが前記電源電圧を受け、対応する電装部品を制御するとともに、その制御性能が可変に構成された複数の駆動回路と、
前記複数の駆動回路が要求する電源容量の合計が、前記電源回路の電源容量を超えないように、前記複数の駆動回路それぞれの制御性能を適応的に制御するコントローラと、
を備えることを特徴とする作業機械。
前記コントローラは、少なくとも前記電源回路の出力電流にもとづいて、前記複数の駆動回路それぞれの制御性能を制御することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
前記コントローラは、少なくとも前記電源回路の出力電圧の電圧降下にもとづいて、前記複数の駆動回路それぞれの制御性能を制御することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
前記コントローラは、前記複数の電装部品それぞれが現在使用中であるか否かに応じて、前記複数の駆動回路それぞれの制御性能を制御することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
前記複数の駆動回路はそれぞれ、前記電装部品をスイッチング駆動するよう構成され、前記コントローラは、前記駆動回路のスイッチング周波数を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の作業機械。
前記電源回路の電源容量は、前記複数の駆動回路が最大能力で動作したときに要求される電源容量の合計よりも小さいことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の作業機械。