JP2017114674A - Battery type forklift - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バッテリ式フォークリフトに関する。 The present invention relates to a battery-type forklift.
近年、バッテリ式フォークリフトの需要が増大している。バッテリ式フォークリフトは、エンジンにより駆動する従来のエンジン式フォークリフトから置き換えられることが多いため、エンジン式フォークリフトの操作に慣れたオペレーターが、バッテリ式フォークリフトに乗り換えても、同様の操作感でオペレートできることが要求される。 In recent years, the demand for battery-powered forklifts has increased. Since battery-type forklifts are often replaced with conventional engine-type forklifts driven by an engine, operators who are used to operating engine-type forklifts should be able to operate with the same operational feeling even if they switch to battery-type forklifts. Is done.
このような観点に基づくバッテリ式フォークリフトに関して、下記の特許文献1に開示されているものがある。特許文献1に開示されたバッテリ式フォークリフトにおいては、左ブレーキペダル(インチングペダル)とアクセルペダルとリフトレバーとを同時操作した際に、リフトレバーのみの操作によるリフト速度よりも所定量だけリフト速度を増大させるように構成されている。特許文献1には、このバッテリ式フォークリフトは、エンジン式フォークリフトにおいてリフトレバーとクラッチペダルとアクセルペダルとを操作するのと同じような操作感で荷役作業ができると記載されている(特許文献1)。
Regarding a battery-type forklift based on such a viewpoint, there is one disclosed in
しかしながら、特許文献1に開示されたバッテリ式フォークリフトは、インチングペダルとアクセルペダルとを操作するだけで荷役速度をきめ細かく制御することは難しい。
However, in the battery-type forklift disclosed in
本発明によるバッテリ式フォークリフトは、油圧ポンプの吐出油で駆動される荷役用油圧シリンダと、バッテリから電力供給を受けて駆動される走行用電動モータと、バッテリから電力供給を受けて駆動され、前記油圧ポンプを駆動する荷役用電動モータと、荷役用操作部材の操作に応じて前記油圧ポンプからの吐出油の流れを制御する制御弁と、操作量を出力するインチングペダルと、操作量を出力するアクセルペダルと、前記インチングペダルのインチング操作量に応じて、前記走行用電動モータの回転数特性および前記荷役用電動モータの回転特性を制御し、前記アクセルペダルのアクセル操作量に応じて、 アクセルペダルで前記走行用電動モータの回転数および前記荷役用電動モータの回転数を制御する制御部と、を備える。 A battery-type forklift according to the present invention is a hydraulic cylinder for cargo handling that is driven by discharge oil of a hydraulic pump, an electric motor for travel that is driven by receiving power supply from the battery, and that is driven by receiving power supply from the battery. A cargo handling electric motor that drives the hydraulic pump, a control valve that controls the flow of discharged oil from the hydraulic pump in response to an operation of the cargo handling operation member, an inching pedal that outputs an operation amount, and an operation amount that is output An accelerator pedal and a rotational speed characteristic of the electric motor for traveling and a rotational characteristic of the electric motor for cargo handling are controlled according to an inching operation amount of the inching pedal, and an accelerator pedal according to an accelerator operation amount of the accelerator pedal And a controller for controlling the rotational speed of the electric motor for traveling and the rotational speed of the electric motor for cargo handling.
本発明によれば、インチングペダルとアクセルペダルとの操作で荷役速度をきめ細かく制御でき、エンジン式フォークリフトと同様の操作感で操作が可能なバッテリ式フォークリフトを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a battery-type forklift that can finely control the cargo handling speed by operating the inching pedal and the accelerator pedal and that can be operated with the same operational feeling as an engine-type forklift.
(第1の実施の形態)
以下、本発明の第1の実施の形態に係るバッテリ式フォークリフトについて図面に基づき説明する。図1は、第1の実施の形態に係るバッテリ式フォークリフト1の概略図である。また、図2は、第1の実施の形態に係るバッテリ式フォークリフト1の制御系統を説明する概念図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a battery-type forklift according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a battery-
図1に示すように、バッテリ式フォークリフト1は、下部に走行用車輪12が設けられた車両本体11と、車両本体11の前部に傾動自在に保持されたリフト装置13とを有する。リフト装置13は、油圧リフトシリンダ13aと伸縮可能な左右一対のマスト13bとを有する。マスト13bには、スプロケットとチェーンからなる巻き掛け伝動機構を介してキャリッジ(不図示)が昇降自在に支持され、キャリッジには、バックレスト14を介して一対のフォーク15が幅方向に間隔調整可能に設けられている。また、バッテリ式フォークリフト1は、車両本体11内部にバッテリ16を搭載可能に構成されている。
As shown in FIG. 1, the battery-
図2に示すように、バッテリ式フォークリフト1は、走行用電動モータ31、荷役用電動モータ32、油圧ポンプ34、制御弁35を備えている。走行用電動モータ31はバッテリ16から供給される電力により回転して走行用車輪12を駆動し、バッテリ式フォークリフト1を走行させる。荷役用電動モータ32はバッテリ16から供給される電力により回転して油圧ポンプ34を駆動する。油圧ポンプ34から吐出された圧油は制御弁35を介して油圧リフトシリンダ13aに供給され、油圧リフトシリンダ13aが駆動される。これにより、マスト13bは伸縮してスプロケットとチェーンからなる巻き掛け伝動機構を動作させキャリッジを昇降させる。その結果、フォークが昇降する。なお、フォーク15はティルトレバー(不図示)の操作により油圧ティルトシリンダ(不図示)を動作させることによりティルト動作を行うことが可能である。
As shown in FIG. 2, the battery-
バッテリ式フォークリフト1は、走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32の回転数や制御弁35の開度等を制御する制御部51を備える。制御部51は、CPUやメモリ等を備えて構成される。制御部51は、走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32を制御するモータ制御機能部51aと、制御弁35の切換え方向と開度を制御する油圧制御機能部51bとを備えている。制御部51には、アクセル操作部(アクセルペダル36)の操作量を検出するアクセル検出部36a、インチング操作部(インチングペダル37)の操作量を検出するインチング検出部37a、ブレーキ操作部(ブレーキペダル38)の操作量を検出するブレーキ検出部38a、リフト操作部39(リフトレバー)の操作方向と操作量を検出するリフト検出部39aから出力される検出信号が入力される。
The battery-
モータ制御機能部51aは、アクセル操作量とインチング操作量とに基づいてインバータ駆動信号を生成する。インバータ31a,32aはインバータ駆動信号により駆動され、バッテリ16から供給される電力を必要な交流電力に変換して電動モータ31,32に供給する。
油圧制御機能部51bは、リフト操作部39の操作方向と操作量に基づいて弁駆動信号を生成する。制御弁35は弁駆動信号に基づき切換え方向と開度が制御される。
The motor
The hydraulic control function unit 51 b generates a valve drive signal based on the operation direction and the operation amount of the lift operation unit 39. The switching direction and opening degree of the control valve 35 are controlled based on the valve drive signal.
走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32はそれぞれ定格回転数を有している。制御部51は、インチング操作量、すなわち、インチング検出器37aからの出力に基づいて、走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32の定格回転数(最高回転数)に対する定格率を設定する。定格率は、走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32それぞれの定格回転数に対するインチングにより制限する回転数の割合(回転特性)である。すなわち、定格率100%に設定するとは、インチングによる電動モータの制限回転数を定格回転数に設定することを意味し、定格率50%に設定するとは、インチングによる電動モータの制限回転数を定格回転数の50%の回転数に設定することを意味する。言うまでもなく、定格率をゼロに設定した場合には電動モータは回転しない。図3は、インチング操作量と走行用電動モータ31あるいは荷役用電動モータ32の定格率との関係の一例を概念的に説明するグラフである。
Each of the traveling
図3において、横軸はインチング操作量(%)を示す。インチング操作量0%とはインチングペダル37が全く踏み込まれていない状態を意味し、インチング操作量100%とはインチングペダル37が操作ストローク一杯まで踏み込まれた状態を意味する。縦軸は上記説明の定格率(%)を示す。
In FIG. 3, the horizontal axis represents the inching operation amount (%). The
図3に示す通り、オペレーターによりインチングペダル37が所定の操作量X1より小さい範囲で操作されている場合、走行電動モータの定格率は100%に設定される。一方、荷役用電動モータ32の定格率は小さい値、たとえば、20%に設定される。インチングペダル37が操作量0〜X1の範囲で操作されている場合における走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32の制限回転数の設定に関する状態を、以下、第1状態と呼ぶ。
As shown in FIG. 3, when the inching pedal 37 is operated within a range smaller than the predetermined operation amount X1 by the operator, the rated rate of the traveling electric motor is set to 100%. On the other hand, the rating rate of the
図3に示す通り、オペレーターによるインチングペダル37が操作量X2を超えた範囲で操作されている場合は、走行用電動モータの定格率はゼロに設定される。すなわち、走行用電動モータは回転しない。一方、荷役用電動モータ32の定格率は100%に設定される。インチングペダル37が操作量X2を超えた範囲で操作されている場合における走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32の制限回転数の設定に関する状態を、以下、第2状態と呼ぶ。
As shown in FIG. 3, when the inching pedal 37 by the operator is operated in a range exceeding the operation amount X2, the rating ratio of the traveling electric motor is set to zero. That is, the traveling electric motor does not rotate. On the other hand, the rated rate of the
オペレーターによるインチングペダル37の操作量が、操作量X1を超えX2より小さい範囲で操作されている場合、すなわち、上記第1の状態と第2の状態と間の操作位置に操作されている場合について説明する。図3に示す通り、このような場合、走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32の定格率は、第1状態において設定された定格率と第2状態において設定された定格率との間の領域の値のいずれか、たとえば共に50%に設定される。走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32の制限回転数の設定に関するこのような状態を、以下、第3状態と呼ぶ。
When the operation amount of the inching pedal 37 by the operator is operated in a range exceeding the operation amount X1 and smaller than X2, that is, when operating to the operation position between the first state and the second state. explain. As shown in FIG. 3, in such a case, the rating ratios of the traveling
アクセルペダル36の操作量と電動モータの回転数の関係について説明する。図4は、アクセル操作量と電動モータ回転数との関係を定格率別に示すグラフである。図4の横軸はアクセルペダル36の操作量、すなわち、アクセル操作量を示す。アクセル操作量100%とはアクセルペダルがその操作ストローク一杯まで踏み込まれた状態を意味する。縦軸は、電動モータ回転数を定格回転数に対するパーセント表示としている。すなわち、電動モータ回転数100%とは定格回転数であることを意味する。 The relationship between the operation amount of the accelerator pedal 36 and the rotation speed of the electric motor will be described. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the accelerator operation amount and the electric motor rotation speed for each rating rate. The horizontal axis of FIG. 4 indicates the operation amount of the accelerator pedal 36, that is, the accelerator operation amount. The accelerator operation amount of 100% means a state where the accelerator pedal is depressed to the full operation stroke. The vertical axis represents the electric motor speed as a percentage of the rated speed. That is, the electric motor rotation speed of 100% means the rated rotation speed.
図4に実線で表されている401は、定格率100%における電動モータの回転数の変化を示す。図4に示す通り、アクセル操作量が増加するに従って、電動モータ回転数は上昇し、アクセルペダルが一杯に踏む込まれた状態、すなわち、アクセル操作量100%では、電動モータは定格回転数で回転する。一方、実線402に示すように、定格率80%の場合、アクセル操作量100%における電動モータ回転数は定格回転数の80%に抑えられる。なお、図4では、走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32の両方の特性の概念を、便宜上一つのグラフで示したものである。言うまでもなく、走行用電動モータ31の定格回転数と荷役用電動モータ32の定格回転数とは、必ずしも同じでない。
401 indicated by a solid line in FIG. 4 indicates a change in the rotational speed of the electric motor at a rated rate of 100%. As shown in FIG. 4, as the accelerator operation amount increases, the electric motor rotation speed increases, and when the accelerator pedal is fully depressed, that is, when the accelerator operation amount is 100%, the electric motor rotates at the rated rotation speed. To do. On the other hand, as indicated by a
上記の第1〜第3状態のそれぞれの場合におけるバッテリ式フォークリフト1の動作について、以下詳しく説明する。初めに、第1の状態〜第3の状態に共通する電動モータ回転数制御について説明する。
制御部51は、アクセルペダル36の踏み込み量とインチングペダル37の踏み込み量とに応じた回転数となるように走行用電動モータ31と荷役用電動モータ32を駆動制御する。すなわち、制御部51は、図3に示すような特性に従い、インチングペダル37の踏み込み量に基づき定格率を求め、図4に示すように、アクセルペダル36の踏み込み量に基づき要求回転数を求める。制御部51は、要求回転数に定格率を乗じて走行電動モータ31の走行目標回転数と荷役用電動モータ32の荷役目標回転数とを算出する。さらに、制御部51は、走行目標回転数で走行電動モータ31が回転するように走行用インバータ駆動信号を生成し、このインバータ駆動信号でインバータ31aを駆動する。また制御部51は、荷役目標回転数で荷役電動モータ32が回転するように荷役用インバータ駆動信号を生成し、このインバータ駆動信号でインバータ32aを駆動する。
インバータ31a,32aには直流電圧が印加されており、インバータ31a、32aはインバータ駆動信号に基づく交流モータ駆動電流を走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32に通電する。走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32は、アクセルペダル操作量とインチングペダル操作量とに基づき決定された回転数でそれぞれ回転する。
The operation of the battery-
The control unit 51 drives and controls the traveling
A DC voltage is applied to the
目標の走行速度Vtは次のように求められる。まず、走行用電動モータ31の要求回転数は、Ntr×Ftである。ここで、Ntrは走行用電動モータ31の定格(最高)回転数(rpm)、Ftはアクセルペダル36の操作量に応じて決まる回転係数(0%≦Ft≦100%)である。走行用電動モータ31の目標回転数Nt(rpm)は、次式
Nt=Ntr×Ft×Rt
により求められる。ここで、Rtは走行用電動モータ31の定格率(0%≦Rt≦100%)である。従って、バッテリ式フォークリフト1の目標走行速度Vt(km/h)は、次式
Vt=Nt×D×TL×60/1000
により求まる。ここで、Dは総減速比、TLは走行用車輪周長(m)である。
The target travel speed Vt is obtained as follows. First, the required number of revolutions of the traveling
Is required. Here, Rt is the rating ratio (0% ≦ Rt ≦ 100%) of the
It is obtained by. Here, D is the total reduction ratio, and TL is the traveling wheel circumference (m).
また、目標の荷役速度は次のように求められる。まず、荷役用電動モータ32の要求回転数は、Ncr×Fcである。ここで、Ncrは荷役用電動モータ32の定格回転数(rpm)、Fcはアクセルペダル36の操作量に応じて決まる回転係数(0%≦Fc≦100%)である。荷役用電動モータ32の目標の回転数Nc(rpm)は、次式
Nc=Ncr×Fc×Rc
により求められる。ここで、Rcは荷役用電動モータ31の定格率(0%≦Rc≦100%)である。従って、バッテリ式フォークリフト1の荷役速度Vc(mm/sec)は、次式
Vc=Nc×PC×CS×VE×10/60
ここで、PCは油圧ポンプ34の1回転あたりの容積(cm3/rev)、CSは油圧リフトシリンダの断面積(cm2)、VEは油圧ポンプ34の容積効率である。
The target cargo handling speed is obtained as follows. First, the required rotation speed of the
Is required. Here, Rc is a rating rate (0% ≦ Rc ≦ 100%) of the
Here, PC is the volume per rotation (cm 3 / rev) of the
(インチング操作量第1状態)
第1状態は上記の通り、インチング操作量が所定の値X1より小さい場合である。走行用電動モータ31の定格率は100%に設定されるので、走行用電動モータ31は、アクセルペダルの踏み込み量に応じて、定格回転数の100%の回転数から0%の回転数の間で回転して走行駆動力を得る。したがって、オペレーターによるアクセルペダル36の操作により、大きな走行速度と機敏な走行速度の変化を実現することができる。
(Inching operation amount 1st state)
As described above, the first state is when the inching operation amount is smaller than the predetermined value X1. Since the rated rate of the
一方、第1状態における荷役用電動モータ32の定格率は小さい値、たとえば20%に設定される。荷役用電動モータ32は、アクセルペダルの踏み込み量に応じて、定格回転数の0%の回転数から定格回転数の20%の回転数の間で回転して油圧ポンプ34を駆動する。油圧ポンプ34は所定量の圧油を吐出する。この状態でオペレーターがリフトレバー39を操作して所定の位置に保持すると、その操作方向と操作量に応じた弁駆動信号が荷役検出器39aから制御部51に入力され、制御部51はその信号に基づいて制御弁35の切換え方向と開度を設定する。油圧ポンプ34から吐出された圧油は、制御弁35でその流れ方向と流量が制御される。このように制御された圧油が油圧リフトシリンダに流入してリフトシリンダが伸縮動作する。
第1の状態では、油圧ポンプ34から吐出される圧油の流量は少ないので、油圧リフトシリンダ13aの動作速度は遅い。その結果、穏やかな荷役動作が行われる。リフトレバー39が操作されていない場合、制御弁35は閉じた状態なので、油圧ポンプ34からの圧油が油圧リフトシリンダに供給されない。この状態においては、仮にオペレーターがアクセルペダル36を踏み込んでも油圧リフトシリンダは動作しない。すなわち、荷役動作(フォークが上昇/下降)はしない。
On the other hand, the rating rate of the
In the first state, since the flow rate of the pressure oil discharged from the
上記の通り、第1状態においては、走行用電動モータ31の定格率は100%に設定され、荷役用電動モータ32の定格率は小さい値(たとえば20%)に設定される。その結果、バッテリ式フォークリフト1は、オペレーターによるアクセルペダル36の操作により、大きな走行速度と機敏な走行速度の変化を実現することができる。一方、荷役作業においては、荷役最大速度を遅い状態に維持し、かつ、オペレーターによるアクセルペダル36の操作に応じて、穏やかな荷役速度の変化を実現することができる。
As described above, in the first state, the rating rate of the traveling
(インチング操作量第2状態)
第2状態は上記の通り、インチングペダル37の操作量が値X2を超えた場合である。この場合には、走行用電動モータ31の定格率はゼロに、荷役用電動モータ32の定格率は100%に設定される。第2の状態では、オペレーターがアクセルペダル36を踏み込んでも、走行用電動モータ31は回転せず、バッテリ式フォークリフト1は走行しない。この様子を図4の404に示す。
(Inching operation amount 2nd state)
As described above, the second state is when the operation amount of the inching pedal 37 exceeds the value X2. In this case, the rating ratio of the traveling
一方、第2状態における荷役用電動モータ32の定格率は100%に設定される。したがって、荷役用電動モータ32は、アクセルペダルの踏み込み量に応じて、定格回転数の0%の回転数から定格回転数の100%の回転数の間で回転して油圧ポンプ34を駆動する。油圧ポンプ34はモータ回転数に応じた所定量の圧油を吐出する。この状態でオペレーターがリフトレバー39を操作すると、制御弁35はレバー操作量に応じた切換え方向と開度に調節され、油圧ポンプ34から吐出された圧油の流れ方向と流量が制御される。このように制御された圧油が油圧リフトシリンダ13aに流入して油圧リフトシリンダ13aが伸縮動作する。
第2の状態では、リフトレバー操作量を一定のままアクセルペダルを操作すると、操作量に比例して油圧ポンプ34から吐出される圧油の流量が変動する。したがって、油圧リフトシリンダ13aの伸縮速度をアクセルペダル操作に応じて機敏に動作することができる。リフトレバーをフルストローク操作しておけば、アクセル操作のみでゆっくりした伸縮速度から素早い伸縮速度を実現できる。
On the other hand, the rating rate of the
In the second state, when the accelerator pedal is operated with the lift lever operation amount kept constant, the flow rate of the pressure oil discharged from the
上記の通り、第2状態においては、走行用電動モータ31の定格率はゼロに設定され、荷役用電動モータ32の定格率は100%に設定される。その結果、バッテリ式フォークリフト1は、オペレーターによるアクセルペダル36の操作では走行しない状態に維持される。一方、荷役作業においては、リフトレバーが固定されている場合、オペレーターによるアクセルペダル36の操作に応じたリフトシリンダの伸縮速度を実現できる。
As described above, in the second state, the rating ratio of the traveling
(インチング操作量第3状態)
第3状態は上記の通り、インチングペダル37の操作量が第1状態と第2状態との間の領域の場合である。図3に示す通り、第3状態においては、インチングペダル37の操作量の増加に伴って、走行用電動モータ31の定格率は連続的に減少するのに対して、荷役用電動モータ32の定格率は連続的に増加する。たとえば、走行用電動モータ31の定格率は100%からゼロまで連続的に減少し、一方、荷役用電動モータ32の定格率は、小さい値、たとえば20%から100%に連続的に増加する。
(Inching operation amount 3rd state)
As described above, the third state is a case where the operation amount of the inching pedal 37 is in a region between the first state and the second state. As shown in FIG. 3, in the third state, the rated rate of the
図3に示すように、インチングペダル37の操作量がAの場合、走行用電動モータ31の定格率は80%程度、荷役用電動モータ32の定格率は30%程度に設定される。一方、インチングペダル37の操作量がBの場合、走行用電動モータ31の定格率は23%程度、荷役用電動モータ32の定格率は80%程度に設定される。また、インチングペダル37の操作量がCの場合、走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32の定格率は共に50%程度に設定される。
As shown in FIG. 3, when the operation amount of the inching pedal 37 is A, the rating rate of the
第3状態において、オペレーターがアクセルペダル36を踏み込むと、走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32の回転数は、インチングペダル37の操作量に相当する定格率とアクセルペダル踏み込み量に応じた目標回転数とを乗じた回転数で回転する。これにより、バッテリ式フォークリフト1の走行速度は、アクセルペダル36の操作により変化させることができる。
When the operator depresses the accelerator pedal 36 in the third state, the rotational speeds of the
バッテリ式フォークリフト1の走行に関して、アクセルペダル36の操作による走行速度変化の敏感さの程度は、インチングペダル37の踏み込み量に応じて決まる。すなわち、インチングペダル37の踏み込み量が比較的小さい場合には、走行用電動モータ31の定格率が大きいので、アクセルペダル36の踏み込み量に応じた速度変化の割合は比較的大きい。すなわち、比較的機敏に速度変化させることができる。逆に、インチングペダル37の踏み込み量が比較的大きい場合には、走行用電動モータ31の定格率が小さいので、アクセルペダル36の踏み込み量に応じた速度変化の割合は比較的小さい。すなわち、比較的穏やかに速度変化させることができる。
Regarding the travel of the battery-
第3状態における荷役動作について次に説明する。第1状態と同様に、リフトレバー39が操作されていない場合に荷役動作が行われない。一方、リフトレバー39が所定の位置に保持されると、その操作量に応じて制御弁35の切換え方向と開度が設定される。 Next, the cargo handling operation in the third state will be described. As in the first state, the cargo handling operation is not performed when the lift lever 39 is not operated. On the other hand, when the lift lever 39 is held at a predetermined position, the switching direction and the opening degree of the control valve 35 are set according to the operation amount.
この状態で、オペレーターがアクセルペダル36を踏み込むと、アクセル操作量とインチング操作量とに基づき荷役用電動モータ32が所定の回転数で回転する。すなわち、荷役用電動モータ32は、インチングペダル37の操作量とアクセルペダル36の踏み込み量に応じた回転数で回転して油圧ポンプ34を駆動する。
In this state, when the operator depresses the accelerator pedal 36, the cargo handling
上記の通り、第3状態においては、走行用モータ31および荷役用モータ32の定格率は、インチングペダル37の操作量に応じて設定される。その結果、バッテリ式フォークリフト1においては、オペレーターによるインチングペダル37の操作量に応じて、アクセルペダル36の操作による走行速度の制御と荷役速度の制御とを適当な組み合わせとすることができる。
As described above, in the third state, the rating ratios of the traveling
例えば、インチングペダル37を、第3状態を実現する範囲内において比較的小さい領域の操作量とした場合、アクセルペダル36の操作に応じて、走行については、比較的大きい速度と比較的機敏な速度変化を実現することができ、荷役については、比較的ゆっくりとした速度と比較的穏やかな速度変化を実現することができる。 For example, when the inching pedal 37 has an operation amount in a relatively small region within the range for realizing the third state, a relatively high speed and a relatively agile speed for traveling according to the operation of the accelerator pedal 36. A change can be realized, and for cargo handling, a relatively slow speed and a relatively gentle speed change can be realized.
一方、インチングペダル37を、第3状態を実現する範囲内において比較的大きい領域の操作量とした場合、アクセルペダル36の操作に応じて、走行については、比較的ゆっくりとした速度と比較的穏やかな機敏な速度変化を実現することができ、荷役については、比較的大きな速度と比較的機敏な速度変化を実現することができる。 On the other hand, when the inching pedal 37 is set to an operation amount in a relatively large region within the range for realizing the third state, the traveling speed is relatively slow and relatively gentle according to the operation of the accelerator pedal 36. It is possible to realize a quick change in speed, and it is possible to realize a relatively large speed and a change in speed with respect to cargo handling.
第3の状態における走行電動モータ31の定格率と荷役電動モータ32の定格率は概ね以下のように決定される。
走行電動モータ31と荷役電動モータ32の双方が駆動しているときの消費電力は、バッテリ16の放電電力以下にしてバッテリ16の過電流を抑制することが望ましい。バッテリ16の寿命を延ばすためである。実施の形態のバッテリフォークリフトでは、たとえば、新品のバッテリ16の残容量(SOC)が80%のときの過電流閾値を予め設定し、このように設定された過電流閾値を用いて走行電動モータ31と荷役電動モータ32のインチング操作量に対する定格率を予め算出してメモリ51cに記憶する。
The rating rate of the traveling
It is desirable that power consumption when both the traveling
好ましくは、バッテリ16の使用状況や劣化度を検知し、バッテリ16の使用状況や劣化度に応じた過電流閾値を常時計算し、走行電動モータ31と荷役電動モータ32の合算した消費電力が設定された閾値以下となるように定格率を計算することが望ましい。
Preferably, the usage status and deterioration level of the
次に、図5のフローチャートを参照して、第1の実施の形態のバッテリ式フォークリフト1において、走行用電動モータおよび荷役用電動モータの目標の回転数を設定するフローについて説明する。なお、図5にフローチャートとして示す処理手順は、制御部51のメモリ51cに格納したプログラムをCPUが実行して行われる。
Next, with reference to the flowchart of FIG. 5, the flow for setting the target rotational speed of the electric motor for traveling and the electric motor for cargo handling in the battery-
ステップS1において、インチング操作量およびアクセル操作量が検出され、これらに基づく信号が制御部51に入力され、ステップS2に進む。すなわち、オペレーターによるインチングペダル37およびアクセルペダル36が操作されると、インチング検出部37aおよびアクセル検出部36aで検出されたインチング操作量およびアクセル操作量に関する信号が制御部51に取り込まれる。ステップS2において、制御部51は、インチング操作量に関する信号に基づいて、走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32に対して定格率を設定し、ステップS3に進む。
In step S1, the inching operation amount and the accelerator operation amount are detected, and a signal based on these is input to the control unit 51, and the process proceeds to step S2. That is, when the inching pedal 37 and the accelerator pedal 36 are operated by the operator, signals related to the inching operation amount and the accelerator operation amount detected by the inching
ステップS3において、制御部51は、アクセル操作量に関する信号に基づいて、走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32に対して回転係数を設定し、ステップS4に進む。ステップS4において、制御部51は、走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32のそれぞれの定格回転数に、それぞれの電動モータに関する定格率および回転係数を乗じて目標の回転数を設定し、本ルーチンを終了する。
In step S3, the control unit 51 sets a rotation coefficient for the traveling
以上説明した第1の実施の形態の作用効果は次の通りである。
(1)第1の実施の形態のフォークリフト1は、油圧ポンプの吐出油で駆動される荷役用油圧シリンダ13aと、バッテリから電力供給を受けて駆動される走行用電動モータ31と、バッテリから電力供給を受けて駆動され、油圧ポンプを駆動する荷役用電動モータ32と、荷役用操作部材の操作に応じて油圧ポンプからの吐出油の流れを制御する制御弁35と、インチング操作量を出力するインチングペダル37と、アクセル操作量を出力するアクセルペダル36と、インチング操作量に応じて、走行用電動モータ31の回転特性および荷役用電動モータ32の回転特性を制御し、アクセル操作量に応じて、走行用電動モータ31の回転数および荷役用電動モータ32の回転数を制御する制御部51と、を備える。このように構成したバッテリ式フォークリフト1によれば、インチングペダルとアクセルペダルとの操作により、荷役速度をきめ細かく制御できる。
The operational effects of the first embodiment described above are as follows.
(1) The
(2)第1の実施の形態のバッテリ式フォークリフト1において、制御部51は、インチング操作量の第1の所定の範囲において、インチングペダルの操作量増加に応じて走行用電動モータ31の制限回転数を減少させ、荷役用電動モータ32の制限回転数を増加させるようにそれぞれ設定する。このような構成により、走行と荷役の操作を、エンジン式フォークリフトの操作と同様に行うことができる。その結果、エンジン式フォークリフトの操作に慣れたオペレーターがこのバッテリ式フォークリフト1を操作する際にも戸惑うことがない。
(2) In the battery-
(3)第1の実施の形態のバッテリ式フォークリフト1において、制御部51は、インチング操作量が第1の所定の範囲よりも大きいおよび/または小さい第2の所定の範囲において、走行用電動モータ31の制限回転数および荷役用電動モータ32の制限回転数をそれぞれ一定に設定する。このような構成により、インチングペダル37を踏み始めの僅かな操作量変化や、インチングペダル37を一杯に踏み込んだ状態からの戻し始めの僅かな操作量変化により、走行速度や荷役速度が急激に変化することがない。すなわち、安全な操作を実現することができる。
(3) In the battery-
(変形例1)
上記の第1の実施の形態のバッテリ式フォークリフト1においては、走行用電動モータ31に対する第1状態と荷役用電動モータ32に対する第1状態とは、同様のインチング操作量領域で設定されるようにした。また、第2領域および第3領域についても、走行用電動モータ31と荷役用電動モータ32とが、それぞれ同様のインチング操作量領域で設定されるようにした。しかし、走行用電動モータ31に対する第1状態と荷役用電動モータ32に対する第1状態とが設定されるインチング操作量領域は異なっていてもよい。第2領域および第3領域についても同様である。このような構成とすることで、様々な使用状況に適したバッテリ式フォークリフトを提供することが可能となる。
(Modification 1)
In the battery-
(変形例2)
上記の第1の実施の形態のバッテリ式フォークリフト1においては、第1状態では走行用電動モータ31の定格率100%に設定し、また、第2状態では荷役用電動モータ32の定格率を100%に設定している。しかし、定格率は必ずしも100%である必要はなく、100%に近い大きい値であってもよい。同様に、第2状態では走行用電動モータ31の定格率をゼロに設定している。しかし、定格率は必ずしもゼロである必要はなく、バッテリ式フォークリフト1が動作しない程度の小さい値であってもよい。
(Modification 2)
In the battery-
(変形例3)
上記の第1の実施の形態のバッテリ式フォークリフト1においては、第3状態では、インチングペダル37の操作量の増加に伴って、走行用電動モータ31の定格率は連続的に減少し、荷役用電動モータ32の定格率は連続的に増加するようにした。しかし、第3状態において定格率を必ずしも連続的に変化させる必要はない。たとえば、走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32のうち少なくとも一方の定格率を段階的に変化させてもよい。この場合、電動モータの回転をきめ細かく制御するためには、段階数は多いことが好ましい。
(Modification 3)
In the battery-
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態のバッテリ式フォークリフト1は、第1の実施の形態のバッテリ式フォークリフトと基本的な構成は同様であり、次に記載の構成が付加されたものである。すなわち、第2の実施の形態のバッテリ式フォークリフト1は、図6に示すように、走行用電動モータ31に供給する電流および荷役用電動モータ32に供給される電流を検出する走行用電流検出部41と荷役用電流検出部42とをさらに備える。
(Second Embodiment)
The basic configuration of the battery-
第2の実施の形態のバッテリ式フォークリフト1において、上記の走行用電流検出部41と荷役用電流検出部42は、走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32に供給される電流に関する情報を制御部51に出力する。制御部51は、走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32に供給されている合計電流を算出し、この合計電流とバッテリ16の定格電流とを比較する。制御部51は、この合計電流がバッテリ16の定格電流を超えないように、走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32の回転数を制御する。たとえば、アクセルペダル36の操作量に応じて決まる回転係数Ftおよび/またはFcの値を変化させることで、この合計電流がバッテリ16の定格電流を超えないように制御する。
In the battery-
図7のフローチャートを参照して、第2の実施の形態のバッテリ式フォークリフト1において、走行用電動モータおよび荷役用電動モータの目標の回転数を設定するフローについて説明する。なお、図7にフローチャートとして示す処理手順は、制御部51のメモリ51cに格納したプログラムをCPUが実行して行われる。
With reference to the flowchart of FIG. 7, in the battery-
本ルーチンにおいて、ステップS1〜S4は、図5を参照して説明した第1の実施の形態のバッテリ式フォークリフト1に関するフローチャートにけるステップS1〜S4と同様である。すなわち、ステップS4において、制御部51は、走行用電動モータおよび荷役用電動モータのそれぞれ定格回転数に、それぞれの電動モータに関する定格率および回転係数を乗じて、目標の回転数を設定する。
In this routine, steps S1 to S4 are the same as steps S1 to S4 in the flowchart relating to the battery-
本ルーチンにおいては、ステップS4において走行用電動モータおよび荷役用電動モータの目標の回転数を設定した後、ステップS15に進む。ステップS15において、制御部51は、走行用電流検出部41と荷役用電流検出部42とからそれぞれ出力された、走行用電動モータ31の通電電流と荷役用電動モータ32の通電電流の合計電流を算出して、ステップS16に進む。ステップS16において、この合計電流とバッテリ16の定格電流とを比較する。ステップS16において否定判定された場合、すなわち、合計電流がバッテリ16の定格電流以上であると判定された場合、ステップS3に戻る。この場合、ステップS3において、走行用電動モータ31および/または荷役用電動モータ32の回転係数を再設定する。ステップS16において肯定判定された場合、すなわち、合計電流がバッテリ16の定格電流より小さいと判定された場合、本ルーチンを終了する。
In this routine, after setting the target rotational speed of the electric motor for traveling and the electric motor for cargo handling in step S4, the routine proceeds to step S15. In step S <b> 15, the control unit 51 calculates the total current of the energization current of the traveling
上記説明の第2の実施の形態によるバッテリ式フォークリフトによれば、バッテリが過負荷状態となることを防止し、バッテリの長寿命化を図れる。なお、図7のフローチャートにおいて、ステップS16において否定判定された場合にステップS3に戻るルーチンとしているが、ステップS2に戻って定格率を調整してもよい。あるいは、ステップS4に戻って回転数を調整してもよい。 According to the battery-type forklift according to the second embodiment described above, the battery can be prevented from being overloaded, and the life of the battery can be extended. In the flowchart of FIG. 7, when a negative determination is made in step S16, the routine returns to step S3. However, the rating ratio may be adjusted by returning to step S2. Or you may return to step S4 and adjust rotation speed.
(第3の実施の形態)
第3の実施の形態のバッテリ式フォークリフト1は、第2の実施の形態のバッテリ式フォークリフトと基本的な構成は同様であり、次に記載の構成が付加されたものである。すなわち、図8に示すように、バッテリ式フォークリフト1は、バッテリ16の電圧を検出するバッテリ電圧検出部18を備え、このバッテリ電圧検出部18による検出信号は制御部51に出力される。また、制御部51には、バッテリ16の充電残量を算出するバッテリ残量算出部51dが備えられる。バッテリ残量算出部51dは、バッテリ電圧検出部18からの検出信号に基づいてバッテリ16の充電残量を算出する。
(Third embodiment)
The basic configuration of the battery-
第3の実施の形態のバッテリ式フォークリフト1において、制御部51は、上記のバッテリ残量算出部51dが算出したバッテリ充電残量に関する情報に基づいて、走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32の回転数を制御する。たとえば、バッテリ残量算出部51dからの出力に基づいて、バッテリ充電残量が所定値より低くなった場合には、走行用電動モータ31および荷役用電動モータ32の回転数の定格率をより低く設定する。
In the battery-
図9のフローチャートを参照して、第3の実施の形態のバッテリ式フォークリフト1において、走行用電動モータおよび荷役用電動モータの目標の回転数を設定するフローについて説明する。なお、図9にフローチャートとして示す処理手順は、制御部51のメモリ51cに格納したプログラムをCPUが実行して行われる。
With reference to the flowchart of FIG. 9, the flow for setting the target rotational speeds of the electric motor for traveling and the electric motor for cargo handling in the battery-
本ルーチンにおいて、ステップS1〜S4は、図5を参照して説明した第1の実施の形態のバッテリ式フォークリフト1に関するフローチャートにけるステップS1〜S4と同様である。すなわち、ステップS4において、制御部51は、走行用電動モータおよび荷役用電動モータのそれぞれ定格回転数に、それぞれの電動モータに関する定格率および回転係数を乗じて、目標の回転数を設定する。
In this routine, steps S1 to S4 are the same as steps S1 to S4 in the flowchart relating to the battery-
本ルーチンにおいては、ステップS4において走行用電動モータおよび荷役用電動モータの目標の回転数を設定した後、ステップS25に進む。ステップS25においては、バッテリ16の充電残量と制御部51に記憶された所定値とを比較する。ステップS25において否定判定された場合、すなわち、バッテリ充電残量が所定値以下であると判定された場合、ステップS2に戻る。この場合、ステップS2において、走行用電動モータおよび荷役用電動モータの定格率を再設定する。ステップS25において肯定判定された場合、すなわち、バッテリ残量が所定値を上回っていると判定された場合、本ルーチンを終了する。
In this routine, after setting the target rotational speeds of the electric motor for traveling and the electric motor for cargo handling in step S4, the routine proceeds to step S25. In step S <b> 25, the remaining charge of the
上記の第3の実施の形態によるバッテリ式フォークリフト1によれば、バッテリが過放電状態となることを防止し、バッテリの長寿命化を図れる。なお、図9のフローチャートにおいて、ステップS25において否定判定された場合にステップS2に戻るルーチンとしているが、ステップS3に戻って回転係数を調整してもよい。あるいは、ステップS4に戻って回転数を調整してもよい。
According to the battery-
(第3の実施の形態の変形例)
バッテリ残量に応じて定格率や回転係数を補正することにより、ステップS4で計算されるモータ回転数がバッテリ残量を反映した値となるようにしてもよい。
(Modification of the third embodiment)
By correcting the rating rate and the rotation coefficient according to the remaining battery level, the motor rotation number calculated in step S4 may be a value reflecting the remaining battery level.
(第4の実施の形態)
上記の第1〜第3の実施の形態のバッテリ式フォークリフトにおいては、既に説明した通り、ティルトレバー(不図示)の操作により油圧ティルトシリンダ(不図示)を動作させることによりティルト動作を行うことが可能である。油圧ティルトシリンダへの圧油の供給は、荷役用電動モータ32により油圧ポンプ34を動作させることにより行われる。従って、荷役用電動モータ32の回転数の制御は、ティルト動作による負荷も考慮して行ってもよい。すなわち、上記説明では、荷役動作としてフォークの上昇・下降について主に説明したが、ティルト動作も含めて荷役用電動モータ32の回転数を制御してもよい。
(Fourth embodiment)
In the battery-type forklifts according to the first to third embodiments, as described above, the tilt operation can be performed by operating a hydraulic tilt cylinder (not shown) by operating a tilt lever (not shown). Is possible. Supply of pressure oil to the hydraulic tilt cylinder is performed by operating a
なお、本発明は、以上説明した実施の形態に限定されない。本発明の要旨を変更しない範囲で、具体的な構成材料、部品などを変更しても良い。また、本発明の構成要素を含んでいれば、公知の技術を追加し、あるいは公知の技術で置き換えることも可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above. Specific constituent materials, parts, and the like may be changed without departing from the scope of the present invention. In addition, if the constituent elements of the present invention are included, a known technique can be added or replaced with a known technique.
1 フォークリフト
11 車両本体
12 走行用車輪
13 リフト装置
13a 油圧リフトシリンダ
14 バックレスト
15 フォーク
16 バッテリ
31 走行用電動モータ
32 荷役用電動モータ
31a、32a インバータ
34 油圧ポンプ
35 制御弁
36 アクセルペダル(アクセル操作部)
37 インチングペダル(インチング操作部)
38 ブレーキペダル(ブレーキ操作部)
39 リフトレバー(リフト操作部)
51 制御部
51a モータ制御機能部
51b 油圧制御機能部
51c メモリ
DESCRIPTION OF
37 Inching pedal (Inching operation part)
38 Brake pedal (brake operation part)
39 Lift lever (lift operation part)
51
Claims (9)
バッテリから電力供給を受けて駆動される走行用電動モータと、
バッテリから電力供給を受けて駆動され、前記油圧ポンプを駆動する荷役用電動モータと、
荷役用操作部材の操作に応じて前記油圧ポンプからの吐出油の流れを制御する制御弁と、
インチング操作量を出力するインチングペダルと、
アクセル操作量を出力するアクセルペダルと、
前記インチング操作量に応じて、前記走行用電動モータの回転特性および前記荷役用電動モータの回転特性を制御し、前記アクセル操作量に応じて、 アクセル前記走行用電動モータの回転数および前記荷役用電動モータの回転数を制御する制御部と、を備えるバッテリ式フォークリフト。 A hydraulic cylinder for cargo handling driven by the discharge oil of the hydraulic pump;
A traveling electric motor driven by receiving power supply from the battery;
An electric motor for cargo handling which is driven by receiving power supply from a battery and drives the hydraulic pump;
A control valve for controlling the flow of discharged oil from the hydraulic pump in accordance with the operation of the cargo handling operation member;
An inching pedal that outputs an inching operation amount;
An accelerator pedal that outputs the accelerator operation amount;
Rotational characteristics of the electric motor for traveling and rotational characteristics of the electric motor for cargo handling are controlled according to the inching operation amount, and the rotational speed of the electric motor for traveling and the cargo handling are controlled according to the accelerator operational amount. A battery-type forklift comprising: a control unit that controls the rotation speed of the electric motor.
前記制御部は、前記走行用電動モータの消費電力と前記荷役用電動モータの消費電力の和が前記バッテリの放電容量を越えないように、前記走行用電動モータおよび前記荷役用電動モータの回転速度を制御するバッテリ式フォークリフト。 The battery-powered forklift according to claim 1,
The controller controls the rotational speeds of the electric motor for traveling and the electric motor for cargo handling so that the sum of the electric power consumed by the electric motor for traveling and the electric power consumed by the electric motor for cargo handling does not exceed the discharge capacity of the battery. To control the battery-powered forklift.
前記制御部は、前記インチング操作量の第1の所定の範囲において、インチングペダルの操作量増加に応じて前記走行用電動モータの制限回転数を減少させ、前記荷役用電動モータの制限回転数を増加させるようにそれぞれ設定する、バッテリ式フォークリフト。 The battery-powered forklift according to claim 1 or 2,
The control unit decreases a limit rotation speed of the electric motor for traveling in accordance with an increase in an operation amount of the inching pedal in a first predetermined range of the inching operation amount, and sets a limit rotation speed of the electric motor for cargo handling. Battery-powered forklift, each set to increase.
前記制御部は、前記走行用電動モータの制限回転数は連続的に減少させ、前記荷役用電動モータの制限回転数は連続的に増加させるようにそれぞれ設定する、バッテリ式フォークリフト。 The battery-powered forklift according to claim 3,
The battery control forklift, wherein the control unit is configured to continuously decrease the limit rotation speed of the electric motor for traveling and continuously increase the limit rotation speed of the electric motor for cargo handling.
前記制御部は、前記インチング操作量が前記第1の所定の範囲よりも大きいおよび/または小さい第2の所定の範囲において、前記走行用電動モータの制限回転数および前記荷役用電動モータの制限回転数をそれぞれ一定に設定する、バッテリ式フォークリフト。 The battery-powered forklift according to claim 3 or 4,
In the second predetermined range in which the inching operation amount is larger and / or smaller than the first predetermined range, the control unit is configured to limit the rotational speed limit of the traveling electric motor and the limited rotational speed of the cargo handling electric motor. Battery-powered forklift that sets each number to a constant value.
前記走行用電動モータへの通電電流および前記荷役用電動モータへの通電電流をそれぞれ検出する電流検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記電流検出部により検出された通電電流に基づいて、前記走行用電動モータの回転数および前記荷役用電動モータの回転数をそれぞれ設定する、バッテリ式フォークリフト。 In the battery-type forklift according to any one of claims 1 to 5,
A current detection unit for detecting an electric current supplied to the electric motor for traveling and an electric current supplied to the electric motor for cargo handling, respectively;
The control unit is a battery-type forklift that sets the number of rotations of the electric motor for traveling and the number of rotations of the electric motor for cargo handling based on the energization current detected by the current detection unit.
バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記バッテリ電圧検出部により検出されたバッテリの電圧に基づいて、前記走行用電動モータの回転数および前記荷役用電動モータの回転数をそれぞれ設定する、バッテリ式フォークリフト。 In the battery-type forklift according to any one of claims 1 to 6,
A battery voltage detector for detecting the voltage of the battery;
The said control part is a battery-type forklift which each sets the rotation speed of the said electric motor for driving | running | working and the rotation speed of the said electric motor for cargo handling based on the voltage of the battery detected by the said battery voltage detection part.
前記制御部は、前記バッテリ電圧検出部により検出された前記バッテリの電圧に基づいて、前記バッテリの充電残量が所定量より少ないと判断した場合、前記バッテリの充電残量が前記所定量より多いと判断した場合に比べて、前記走行用電動モータおよび前記荷役用電動モータの消費電力が少なくなるように、前記走行用電動モータの制限回転数および記荷役用電動モータの制限回転数をそれぞれ設定する、バッテリ式フォークリフト。 The battery-powered forklift according to claim 7,
When the control unit determines that the remaining charge amount of the battery is less than a predetermined amount based on the voltage of the battery detected by the battery voltage detection unit, the remaining charge amount of the battery is larger than the predetermined amount Compared to the case where it is determined that the power consumption of the electric motor for traveling and the electric motor for cargo handling is reduced, the limited rotational speed of the electric motor for traveling and the limited rotational speed of the electric motor for cargo handling are set respectively. A battery-powered forklift.
リフト操作部とティルト操作部とをさらに有し、
前記制御部は、前記リフト操作部と前記ティルト操作部の双方が操作された場合、前記リフト操作部だけが操作されたときに比べて、前記走行用電動モータの制限回転数および前記荷役用電動モータの制限回転数のうち少なくとも一方が小さくなうように制限回転数を設定する、バッテリ式フォークリフト。 In the battery-type forklift according to any one of claims 1 to 8,
A lift operation unit and a tilt operation unit;
The control unit is configured such that when both the lift operation unit and the tilt operation unit are operated, compared to when only the lift operation unit is operated, the rotational speed limit of the traveling electric motor and the electric motor for cargo handling are increased. A battery-type forklift that sets a speed limit so that at least one of the motor speed limits is reduced.
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