JP3295048B2 - 産業用車両の走行駆動装置 - Google Patents

産業用車両の走行駆動装置

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浩巳 石田
信夫 正野
正美 桧垣
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    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の作業を同時
に行う産業用車両において、電動モータにより駆動車輪
を駆動して走行する産業用車両、たとえば荷役現場や建
設現場などで使用されるダンプトラック、ホイールロー
ダ、フォークリフト、コンテナキャリヤなどの走行駆動
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の上記産業用車両の走行駆動方式に
ついて説明する。
【０００３】図３は従来の産業用車両（たとえば、ホイ
ールローダなど）の電気制御ブロック図である。
【０００４】図３において、１は各車輪２の軸にその回
転軸が連結された誘導モータ（電動モータの一例）であ
り、電磁ブレーキ（図示せず）が付設されている。また
これら各モータ１をそれぞれ駆動するインバータ（走行
駆動手段の一例）３が設けられ、前輪用と後輪用のそれ
ぞれ２台のインバータ３に、モータ１の回生制動エネル
ギーを消費する制動用抵抗器４が接続され、さらにモー
タ１に設けられた回転数検出器５により検出されたモー
タ回転数の信号がインバータ３へフィードバックされて
いる。また４台のインバータ３は、制御装置６に接続さ
れている。
【０００５】また図３において、11はエンジンであり、
このエンジン11の回転軸にブラシレス発電機12、車両に
装備されたバケットやフォークやクランプなど油圧によ
り駆動される荷役装置７へ圧油を供給する油圧ポンプ1
3、およびモータ１とインバータ３の冷却ファン14の各
軸が連結されており、エンジン11が回転することによ
り、ブラシレス発電機12により発電され、油圧ポンプ13
より荷役装置７へ圧油が供給され、冷却ファン14により
モータ１とインバータ３が冷却される。また、上記エン
ジン11の回転信号が制御装置６へフィードバックされて
おり、制御装置６よりエンジン11のアクセルアクチュエ
ータ11Ａへ回転指令信号が出力され、エンジン11の回転
数が制御されている。また、上記ブラシレス発電機12よ
りコンダクタ15を介して４台のインバータ３およびモー
タ１へ給電され、さらに制御装置６と、車両の運転席に
設けられた操作盤16とモニタ装置17へ給電されている。
また図１において、18はエンジン11と制御装置６の始動
用のバッテリである。
【０００６】また制御装置６へ、操作盤16に設けられた
アクセルペダル19の操作角度（たとえば１０〜５０°）
の信号が入力されており、制御装置６は、アクセルペダ
ル19の踏み込み量（たとえば操作角度；１０〜５０°）
によりモータ１の回転数の指令値を演算し、この演算し
たモータ１の回転数の指令値をインバータ３へ出力して
いる。
【０００７】インバータ３には、図４に示すモータ１の
トルク／回転数制御曲線が予め設定されており、インバ
ータ３は、制御装置６より入力したモータ１の回転数の
指令値にしたがってモータ１のトルク／回転数制御を行
っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記産業用車両、たと
えばホイールローダは、バケットを使用して荷役作業を
行う際には、油圧ポンプ13の負荷が大きくなることか
ら、このような荷役作業と走行作業を同時に満足させる
には、エンジン11の容量を大きくしなければならず、し
たがって車体の大きくなり、コストが増加するという問
題があった。
【０００９】そこで、本発明は、複数の作業を同時に行
う産業用車両において、エンジンの容量の増加を回避で
きる産業用車両の走行駆動装置を提供することを目的と
したものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、請求項１に記載の発明は、複数の作業の駆動源
となるエンジンと、前記エンジンに連結された発電機よ
り給電される走行用電動モータを備え、走行作業と荷役
作業を同時に行う産業用車両において、アクセルペダル
の踏み込み量により前記電動モータを駆動する走行駆動
装置であって、前記荷役作業の負荷を検出する負荷検出
手段と、前記電動モータの複数のトルク／回転数制御曲
線を有し、前記負荷検出手段により検出される荷役作業
の負荷が大きいと判断すると、複数のトルク／回転数制
御曲線の中から、アクセルペダルの踏み込み量に対する
トルクと回転数を抑えた曲線を選択し、選択されたトル
ク／回転数制御曲線により、前記アクセルペダルの踏み
込み量による前記電動モータのトルク／回転数制御を行
う制御手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】ここで、産業用車両は、ダンプトラック、
ホイールローダ、フォークリフト、コンテナキャリヤな
どである。
【００１２】上記構成によると、荷役作業の負荷が大き
いと判断されると、複数の設定されたトルク／回転数制
御曲線の中からアクセルペダルの踏み込み量に対するト
ルクと回転数を抑えた曲線が選択され、選択されたトル
ク／回転数制御曲線により、アクセルペダルの踏み込み
量による電動モータのトルク／回転数制御が行われる。
トルク／回転数制御曲線を変えることにより、電動モー
タのトルク／回転数を抑えることができ、走行作業に対
するエンジンの負担を軽減することができ、よってエン
ジンは容量を増加させることなく、荷役作業の重い負荷
を負担することができる。
【００１３】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の発明であって、前記負荷検出手段は、荷役装置へ供給
される圧油の圧力と流量を検出する装置であることを特
徴とするものである。
【００１４】上記構成によると、荷役装置の負荷の状況
が、荷役装置へ供給される圧油の圧力と流量により判断
される。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、従来例の図３の構成と同一
の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００１８】図１は本実施の形態における、電動モータ
により駆動車輪を駆動して走行する産業用車両（たとえ
ば、ホイールローダなど）の電気制御ブロック図であ
る。
【００１９】図１に示すように、新たに、油圧ポンプ13
から荷役装置７へ圧油を供給する供給ライン21に、流量
計（負荷検出手段の一例）22が介装され、また圧力計
（負荷検出手段の一例）23が取付けられ、流量計22によ
り検出された圧油の流量と、圧力計23により検出された
圧油の圧力は制御装置（制御手段の一例）６’へ入力さ
れている。
【００２０】また図２に示すように、インバータ（モー
タコントローラ；制御手段の一例）３’には、荷役装置
７の負荷に応じた複数のトルク／回転数制御曲線−１〜
−３が設定されている。すなわち、トルク／回転数制御
曲線−１は荷役作業なし（荷役作業の負荷なし）に対応
し、トルク／回転数制御曲線−２は軽負荷（荷役作業）
に対応し、トルク／回転数制御曲線−３は重負荷（荷役
作業）に対応している。
【００２１】また各曲線における最高速トルクラインの
位置がアクセル踏み込み量１００％に相当しており、ア
クセル踏み込み量１００％に対応して、たとえばトルク
／回転数制御曲線−１では１１５ｋｍ／ｈｒの速度、ト
ルク／回転数制御曲線−２では８０ｋｍ／ｈｒの速度、
トルク／回転数制御曲線−３では５５ｋｍ／ｈｒの速度
に相当する回転数が指定されている。
【００２２】上記構成による作用を説明する。
【００２３】操作員により、荷役作業が実行されると、
荷役装置７へ供給された圧油の流量が流量計22により検
出され、また圧力が圧力計23により検出され、制御装置
６’へ入力される。
【００２４】制御装置６’は、圧油の流量と圧力により
荷役作業の負荷の状況を３段階、すなわち負荷なし、軽
負荷、重負荷に分類して判断し、この判断した負荷の状
況をインバータ３’へ出力する。
【００２５】また制御装置６’は、アクセルペダル19が
踏み込まれ、その操作角度信号を入力すると、このアク
セルペダル19の操作角度（たとえば１０〜５０°）を踏
み込み量（０〜１００％）へ変換し、インバータ３’へ
出力する。
【００２６】インバータ３’は、入力した負荷の状況に
より３通りのトルク／回転数制御曲線の中から一トルク
／回転数制御曲線を選択し、続いて踏み込み量（０〜１
００％）を入力すると、選択したトルク／回転数制御曲
線により入力した踏み込み量が指定する回転数を求め、
この回転数およびトルク／回転数制御曲線にしたがって
モータ１のトルク／回転数制御を行う。
【００２７】上記作用により、荷役作業の負荷が重く
（大きく）なると、制御装置６’はトルク／回転数制御
曲線−３を選択し、インバータ３’へ選択した制御曲線
を出力し、よってインバータ３’は、この選択されたト
ルク／回転数制御曲線−３により、トルク／回転数を制
御することから、アクセルペダル19を踏み込んでも、モ
ータ１の出力は低トルク、５５ｋｍ／ｈｒの速度に相当
する回転数に制限される。
【００２８】このように、荷役作業の負荷が重く（大き
く）なると、走行作業のトルクと回転数（速度）が抑え
られることにより、動力源のエンジン11の走行作業に対
する負担が軽くなり、エンジン11は、油圧ポンプ13、す
なわち前記荷役作業の重負荷を負担することができる。
したがって従来問題となっていた、エンジン11の容量を
増加させる必要がなくなり、さらに車体を大きくする必
要がなくなり、コストを低減することができる。
【００２９】なお、本実施の形態では、荷役作業の負荷
の状況を３通りに設定し、対応したトルク／回転数制御
曲線を３通りとしているが、３通りに限ることはなく、
負荷の状況をさらに分類してさらに多くの曲線を設定す
ることも可能である。
【００３０】また本実施の形態では、アクセルペダル19
を使用しているが、アクセルペダル19に代えて、手で操
作するレバー、回転式ポテンショメータなどの変動量を
入力することができる入力手段を使用することも可能で
ある。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、荷役作業
の状況によりエンジンの走行作業の負担を抑えることに
よって、エンジンは容量を増加させることなく、荷役作
業の重い負荷を負担することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における産業用車両の電気
制御ブロック図である。
【図２】同産業用車両の走行駆動装置のトルク／回転数
制御曲線図である。
【図３】従来の産業用車両の電気制御ブロック図であ
る。
【図４】従来の産業用車両の走行駆動装置のトルク／回
転数制御曲線図である。
【符号の説明】
１ モータ ２ 車輪 ３’ インバータ ５ 回転数検出器 ６’ 制御装置 ７ 荷役装置 11 エンジン 11Ａ エンジンのアクチュエータ 12 ブラシレス発電機 13 油圧ポンプ 14 冷却ファン 15 コンダクタ 16 操作盤 17 モニタ装置 21 供給ライン 22 流量計 23 圧力計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−156858（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−115702（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−238407（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−72596（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−52403（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 15/20 B60K 6/02 B66F 9/24

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の作業の駆動源となるエンジンと、
    前記エンジンに連結された発電機より給電される走行用
    電動モータを備え、走行作業と荷役作業を同時に行う産
    業用車両において、アクセルペダルの踏み込み量により
    前記電動モータを駆動する走行駆動装置であって、前記荷役作業の負荷を検出する負荷検出手段と、 前記電動モータの複数のトルク／回転数制御曲線を有
    し、前記負荷検出手段により検出される荷役作業の負荷
    が大きいと判断すると、複数のトルク／回転数制御曲線
    の中から、アクセルペダルの踏み込み量に対するトルク
    と回転数を抑えた曲線を選択し、選択されたトルク／回
    転数制御曲線により、前記アクセルペダルの踏み込み量
    による前記電動モータのトルク／回転数制御を行う制御
    手段を備えたことを特徴とする産業用車両の走行駆動装
    置。
  2. 【請求項２】 前記負荷検出手段は、荷役装置へ供給さ
    れる圧油の圧力と流量を検出する装置であること を特徴とする請求項１記載の産業用車両の走行駆動装
    置。
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