JP4072885B2 - バッテリフォークリフトの作業機制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリフォークリフトの作業機制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図11(a)、(b)に、バッテリフォークリフトの例機としてのリーチフォークリフト(以降、リーチフォーク1と呼ぶ)の平面図及び側面図を示す。リーチフォーク1の前部に設けられている左右一対のリーチレッグ2,2には、作業機としてのフォーク3のリフト機構及びチルト機構が搭載されたフォーク装置4が前後に移動自在に取着されている。運転席5に設けられたリフトレバー6及びチルトレバー7の操作によりフォーク3がそれぞれ昇降及びチルトするようになっている。また、図示しないリーチレバーの操作により、フォーク装置4の全体がリーチレッグ2,2の上で前後進するようになっている。
【0003】
図12に、フォーク3の昇降部の制御ブロック図を示す。フォーク3の昇降は、電動モータ12で駆動される油圧ポンプ14の吐出油で制御され、油圧ポンプ14の吐出油は、レバー操作量Leに対応して開度が設定される比例電磁弁15を介してリフトシリンダ16のボトム室に供給されている。また、フォーク13は、リフトシリンダ16の伸縮により昇降するようになっている。なお、レバー操作量Leは、リフトレバー6の回転中心近傍に設けたレバー操作量検出器10により検出され、電動モータ12は、車載のバッテリ(図示せず)で駆動されている。
【0004】
レバー操作量Leは、コントローラ11に入力され、コントローラ11では、レバー操作量Leに基づいて通流率Dが演算され、電動モータ12に出力されている。なお、電動モータ12の回転速度は、通流率Dに応じた値となる。
また、コントローラ11は、1〜8と表示されている8個のスイッチ13a,13b,…,13hを有する速度設定釦13から入力された速度信号V1,V2,…,V8に対応した通流率を設定する。なお、速度設定釦13のスイッチ13a,13b,…,13hをオン操作すると速度信号V1,V2,…,V8がコントローラ11にそれぞれ出力され、速度信号V1の入力時には例えば30%の通流率が設定され、速度信号V2,V3,…,V8が入力されたときには、40,50,…,90,100%の通流率が設定される。
リフトレバー6、レバー操作量検出器10、コントローラ11、速度設定釦13、電動モータ12、油圧ポンプ14、比例電磁弁15を併せて作業機制御装置20と呼ぶ。
無負荷時に低速で昇降させたいときに、オペレータは速度設定釦13のスイッチ13aをオン操作して、通流率を30%と設定する。また、負荷時に高速で昇降させたいときには速度設定釦13のスイッチ13hをオン操作して、通流率を100%と設定する。このように、負荷の大きさ、希望する昇降速度に応じて適宜、通流率を設定し、電動モータ12が不必要に大きな回転速度にならないようにしてバッテリ蓄電量を節約している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、以下のような問題がある。
無負荷時に設定した速度信号V1又はV2のときに、フォーク3が負荷を積載すると通流率が小さいために電動モータ12がストールして荷が上昇しない場合がある。このとき、オペレータは、スイッチ13g又は13hをオン操作して電動モータ12の回転速度を大きくし再度リフトレバー6を操作して荷を上昇させるので、操作が煩雑となり、操作性がよくないという問題がある。
【0006】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、操作性のよいバッテリフォークリフトの作業機制御装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第1発明は、速度指令値により回転制御される電動モータと、電動モータが駆動する油圧ポンプと、オペレータが操作する作業機レバーの操作量に基づいて油圧ポンプから供給される吐出油を流量制御する制御弁とを備え、制御弁が吐出する圧油により作業機を制御するバッテリフォークリフトの作業機制御装置において、作業機への負荷を検出する負荷検出器と、作業機レバーの操作量に応じて速度指令値を制御すると共に、前記負荷検出器で検出した負荷に基づいて速度指令値の最大値を変更するコントローラと、無負荷時の最大速度指令値を選択する無負荷時速度選択手段とを具備し、
負荷時の最大速度指令値は、無負荷時速度選択手段で予め選択した無負荷時最大速度指令値より検出された負荷に応じた量だけ大きい値である構成としている。
【0010】
第1発明によると、無負荷時速度選択手段で無負荷時の小さい最大速度指令値を選択すればレバー操作量が大きいときでも小さい作業機速度しか出さない。しかし、無負荷時の大きい最大速度指令値を選択すればレバー操作量に応じた作業機速度を出すことができる。このように、無負荷時の作業機速度を作業現場に応じて任意に設定でき、また負荷が変化しても設定した無負荷時の最大速度指令値より負荷に応じた量だけ大きい値の速度指令値が自動的に設定される。これにより、操作が簡単となり、操作性のよいバッテリフォークリフトの作業機制御装置が得られる。
【0013】
第2発明は、第1発明に基づき、速度選択手段で選択される無負荷時及び定格負荷時のそれぞれの最大速度指令値を調整可能とする最大速度調整手段を備える構成としている。
【0014】
第2発明によると、選択された最大速度指令値を最大速度調整手段でよりきめ細かく調整できるので、操作性のよいバッテリフォークリフトの作業機制御装置が得られる。
【0015】
第3発明は、第1発明または第2発明に基づき、電動モータは直流モータであり、速度指令値は通流率である構成としている。
【0016】
第3発明によると、速度指令値は、デューティが変化するパルス列からなる通流率としている。即ち、0%デューティ時にはゼロ値の電流値、100%デューティ時には定格電流値がそれぞれ直流モータに出力される。これにより、効率のよい電流値制御が行なえるのでバッテリ充電量を節約できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る実施形態を図を参照して説明する。なお、以降の図において、図11,12と同一構成要素には同一符号を付して説明する。
【0018】
まず、図1〜図5により、第1実施形態を説明する。
図1に本実施形態のブロック図を示す。作業機制御装置20は、図11で説明した作業機制御装置20と同様に、リフトレバー6、レバー操作量検出器10、コントローラ11、電動モータ12、油圧ポンプ14、比例電磁弁15を有し、レバー操作量Leはコントローラ11に入力されている。また、図12で説明した速度設定釦13の代わりに、無負荷時の最大速度を選択する手段としての無負荷時速度設定釦17を備えている。また、リフトシリンダ16のボトム室の負荷圧Pを検出する負荷検出器としての油圧検出器19を新たに設け、検出した負荷圧Pはコントローラ11に入力されている。
無負荷時速度設定釦17は、1〜8と表示されている8個のスイッチ17a,17b,…,17hを有し、各スイッチ17a,17b,…,17hをそれぞれ個別にオン操作すると無負荷時速度信号M1,M2,…,M8がそれぞれ個別にコントローラ11に入力される。
【0019】
ここで、図2(a)により電動モータ12の速度指令値としての通流率Dを説明する。横軸にレバー操作量Le、縦軸に流通率Dをそれぞれとる。レバー操作量Leがゼロ値と比例電磁弁15が開口し始めるときの最小レバー操作量Lesとの間では通流率Dはゼロ値である。レバー操作量Leが最小レバー操作量Lesに達したときに通流率Dはゼロ値から最小通流率dに大きくなり、その後、通流率Dはレバー操作量Leに応じて、座標(Les,d)と座標(Lem,Dx)とを通る直線上の値をとる。そして、設定した最大通流率dxで一定となる。なお、最大レバー操作量Lemはリフトレバー6の所定の最大ストロークであり、定格通流率Dxはコントローラ11が備えている通流率Dの最大値である。
なお、通流率Dは、デューティが変化するパルス列である。即ち、0%デューティ時にはゼロ値の通流率D、100%デューティ時には定格通流率Dxがそれぞれ直流モータに出力される。
【0020】
コントローラ11には図2(b)に示すような、最大レバー操作量Lem、最小レバー操作量Les、定格通流率Dx、無負荷時最小通流率dm、定格負荷時最小通流率dtが予め記憶されている。無負荷時最小通流率dm及び定格負荷時最小通流率dtは、実車テストで得られるテスト値であり、無負荷及び定格負荷のときにフォーク3が最小速度で上昇する通流率Dである。なお、定格負荷とは、リーチフォーク1の使用限度と定められている大きさの負荷である。
コントローラ11は予め記憶している、無負荷時最小通流率dm及び定格通流率Dxの間を無負荷時速度設定釦17の個数である8に対応するように8等分し、小さい方から通流率dm1,dm2,…,dm8とする。なお、通流率dm8は定格通流率Dxである。また、オペレータが無負荷時最大速度調整手段30から無負荷時最大速度調整信号Smをコントローラ11に出力することにより、通流率dm1,dm2,…,dm8を任意の値に調整してもよいが、本実施形態では、コントローラ11により自動的に8等分される例で説明する。
無負荷のときに例えばスイッチ17aをオン操作すると無負荷時速度信号M1がコントローラ11に入力され、図3(a)に示すカーブC1のように通流率dm1がコントローラ11から出力できる最大通流率dxとなる。同様に、スイッチ17b,17c,…,17hをオン操作すると図3(b),(c),…,図3(h)に示すカーブC2,C3,…,C8のように通流率dm2,dm3,…,dm8がコントローラ11から出力できる最大通流率dxとなる。
【0021】
次に、図4により、負荷の大きさが無負荷と定格負荷との間のときにコントローラ11が出力する通流率Dを説明する。
負荷が例えば定格負荷の三分の一のとき、スイッチ17bをオン操作している場合には、図4(a)に示すように、点P1,P2,P3,P4,P5を通るカーブC10で示す通流率Dを出力する。点P1,P2間は通流率Dはゼロ値であり、点P3は、無負荷時最小通流率dmと定格負荷時最小通流率dtとの間を1対2に内分する点である。点P4及びP5間の通流率Dは、通流率dm2とdm8との間を1対2に内分する値である。なお、点P4は、点P3及び座標(Lem,Dx)を通る直線上にある。
また、負荷が定格負荷の三分の二のとき、スイッチ17bをオン操作している場合には、図4(a)に示すように、点P1,P2,P6,P7,P8を通るカーブC11で示す通流率Dを出力する。点P6は、無負荷時最小通流率dmと定格負荷時最小通流率dtとの間を2対1に内分する点である。点P7及びP8間の通流率Dは、通流率dm2とdm8との間を2対1に内分する値である。なお、P7は、点P6及び座標(Lem,Dx)を通る直線上にある。
スイッチ17dをオン操作していて、負荷が定格負荷の三分の一の場合には、図4(b)に示すように、点P1,P2,P3,P9,P10を通るカーブC12で示す通流率Dを出力する。点P9及びP10間の通流率Dは、通流率dm4とdm8との間を1対2に内分する値である。なお、P9は、点P3及び座標(Lem,Dx)を通る直線上にある。
【0022】
このように、オン操作するスイッチ及び負荷の大きさに基づいてコントローラ11から出力される通流率Dを図5にまとめて示す。図5(a),(b),…,(h)は、スイッチ17a,17b,…,17hのそれぞれをオン操作しているときに、負荷が無負荷から定格負荷まで20%ずつ大きくなった場合のコントローラ11から出力される通流率Dを6本のカーブ群で示す。
【0023】
本実施形態の作動及び効果を説明する。
無負荷時のとき、レバー操作量Leを大きくしても上昇速度は最小がよいと判断したときには、オペレータは無負荷時速度設定釦17の1と表示されているスイッチ17aをオン操作する。この場合に、油圧検出器19で検出された負荷圧Pにより負荷が無負荷と検知されたときには、コントローラ11は図5(a)に示すカーブC1の通流率Dを電動モータ12に出力する。また、負荷が定格負荷の20%、40%、60%、80%と大きくなるにしがって通流率Dは、カーブC11,C12,C13,C14の順で大きくなり、定格負荷のときにはカーブCtで表示される値となる。
【0024】
また、無負荷時のとき、レバー操作量Leを大きくするにしたがってフォーク3の上昇速度も大きくし、定格通流率Dxに対応する最大速度まで出せるのがよいと判断したときには、オペレータは無負荷時速度設定釦17の8と表示されているスイッチ17hをオン操作する。この場合に、油圧検出器19で検出された負荷圧Pにより負荷が無負荷と検知されたときには、コントローラ11は図5(h)に示すカーブC8の通流率Dを電動モータ12に出力する。負荷が定格負荷の20%、40%、60%、80%と大きくなるにしがって通流率Dは、カーブC81,C82,C83,C84の順で大きくなり、定格負荷のときにはカーブCtで表示される値となる。
【0025】
このように、オペレータが無負荷時の最大通流率dxを設定でき、かつ負荷圧Pで検知される負荷の大きさに応じて最小通流率d及び最大通流率dxが自動的に設定される。これにより、負荷に応じた最小通流率dが電動モータ12に出力できるので確実に負荷を上昇でき、かつショックなくフォーク3を上昇開始できる。
スイッチ17aをオン操作して無負荷時の小さい最大通流率dxを選択すればレバー操作量Leが大きいときでも小さい上昇速度しか出さない。しかし、スイッチ17hをオン操作して無負荷時の大きい最大通流率dxを選択すればレバー操作量Leに応じた上昇速度を出すことができる。
これらにより、負荷が変化しても確実に上昇できる最小通流率dが設定され、また無負荷時の上昇速度を作業現場に応じて任意に設定できるので、操作が簡単となり、操作性のよいバッテリフォークリフトの作業機制御装置が得られる。
【0026】
次に図6〜図10により、第2実施形態を説明する。
図6に本実施形態のブロック図を示す。本実施形態の作業機制御装置20は、図1で説明した第1実施形態の作業機制御装置20と同様に、リフトレバー6、レバー操作量検出器10、コントローラ11、電動モータ12、油圧ポンプ14、比例電磁弁15、油圧検出器19を有し、レバー操作量Le、負荷圧Pはコントローラ11にそれぞれ入力されている。また、図1で説明した無負荷時速度設定釦17に加えて定格負荷時の最大速度を選択する手段としての定格負荷時速度設定釦18を備えている。
負荷が定格負荷のときの最大速度を設定する定格負荷時速度設定釦18は、1〜8と表示されている8個のスイッチ18a,18b,…,18hを有し、各スイッチ18a,18b,…,18hをそれぞれ個別にオン操作すると定格負荷時速度信号F1,F2,…,F8がそれぞれ個別にコントローラ11に入力される。
コントローラ11には、図2で説明した第1実施形態と同様に、最大レバー操作量Lem、最小レバー操作量Les、定格通流率Dx,無負荷時最小通流率dm、定格負荷時最小通流率dtが予め記憶されている。また、第1実施形態と同様に、コントローラ11は予め記憶している、無負荷時最小通流率dm及び定格通流率Dxの間を無負荷時速度設定釦17の個数である8に対応するように8等分し、小さい方から通流率dm1,dm2,…,dm8としている。また、第1実施形態と同様に、オペレータが無負荷時最大速度調整手段30から無負荷時最大速度調整信号Smをコントローラ11に出力することにより、通流率dm1,dm2,…,dm8を任意の値に調整してもよいが、本実施形態では、コントローラ11により自動的に8等分される例で説明する。
【0027】
本実施形態では図7に示すように、さらに、コントローラ11は、定格負荷時速度設定釦18の個数である8に対応して、定格負荷時最小通流率dt及び定格通流率Dxの間を8等分している。小さい方から通流率dt1,dt2,…,dt8とし、通流率dt8は定格通流率Dxとなる。また、オペレータが定格負荷時最大速度調整手段31から定格負荷時最大速度調整信号Sfをコントローラ11に出力することにより、通流率dt1,dt2,…,dt8を任意の値に調整してもよいが、本実施形態では、コントローラ11により自動的に8等分される例で説明する。
負荷が定格負荷のときに例えばスイッチ18aをオン操作すると、定格負荷時速度信号F1がコントローラ11に入力され、図8(a)に示すカーブK1のように通流率dt1がコントローラ11から出力する最大通流率dxとなる。同様に、スイッチ18b,18c,…,18hをオン操作すると図8(b),図8(c),…,図8(h)に示すカーブK2,K3,…,K8のように通流率dt2,dt3,…,dt8がコントローラ11から出力する最大通流率dxとなる。なお、負荷が無負荷時のときに無負荷スイッチ17のスイッチ17a,17b,…,17hをオン操作すると、図3で説明した第1実施形態と同様にカーブC1,C2,…,C8のように通流率dm1,dm2,…,dm8がコントローラ11から出力する最大通流率dxとなる。
【0028】
ここで、例えば無負荷時速度設定釦17の2と表示されているスイッチ17b及び負荷時速度設定釦18の7と表示されているスイッチ18gがオン操作されているときの通流率Dを図9により説明する。
無負荷時には図3(b)で説明したカーブC2、定格負荷時には図8(g)で説明したカーブK7により設定される通流率Dがコントローラ11から出力される。負荷が例えば定格負荷の三分の一のときには、通流率Dは、点P1,P2,P3,P11,P12を通るカーブL1で設定される。点P11及びP12間の通流率Dは、通流率dm2とdt6との間を1対2に内分した値である。なお、点P11は、点P3及び座標(Lem,Dx)を通る直線上にある。
【0029】
本実施形態の作動及び効果を説明する。
無負荷時には作業能率を上げる大きい最大速度、定格負荷時には荷崩れが起きないような小さい最大速度をそれぞれ出せるように、例えば無負荷時速度設定釦17の7と表示されているスイッチ17g及び負荷時速度設定釦18の2と表示されているスイッチ18bがオン操作されているときの通流率Dを図10により説明する。
無負荷時には図3(g)で説明したカーブC7、定格負荷時には図8(b)で説明したカーブK2により設定される通流率Dがコントローラ11から電動モータ12に出力される。負荷が例えば定格負荷の三分の一のときには、通流率Dは、点P1,P2,P3,P13,P14を通るカーブL2で設定される。点P13及びP14間の通流率Dは、通流率dm7とdt2との間を通流率dm7の方から1対2に内分した値である。なお、点P13は、点P3及び座標(Lem,Dx)を通る直線上にある。
【0030】
このように、負荷圧Pで検知される負荷が定格負荷に達する前の値のときには、無負荷時最小通流率dm及び定格負荷時最小通流率dt間を負荷に応じて無負荷時最小通流率dmを基準として内分した値を最小通流率dとする。また、二つの通流率dm7,dt2間の値を負荷に応じて通流率dm7を基準として内分した値を最大通流率dxとする。即ち、無負荷時及び定格負荷時のそれぞれの最大速度の大きさをオペレータが任意に選択でき、負荷が無負荷と定格負荷との間の値のときには、選択された二つの最大速度及び負荷の大きさに基づいて自動的に最大速度が設定される。
また、負荷に応じて自動的に最小通流率dが設定されるので、負荷に応じた最小通流率dが電動モータ12に出力する。
これらにより、無負荷時及び定格負荷時のオペレータの意図を反映した最大速度を任意に設定でき、負荷に応じて自動的に最大速度が設定され、かつ負荷を確実にショックなく上昇開始できるので操作性のよいバッテリフォークリフトの作業機制御装置が得られる。
【0031】
なお、本発明においては、最大通流率dx及び最小レバー操作量Lesのときの最小通流率dは共に負荷の大きさに応じて大きくなるとしているが、最小通流率dは無負荷時最小通流率dmの値に固定しておき最大通流率dxだけを負荷に応じて大きくなるようにしてもよい。
また、本発明においては、無負荷時最小通流率dm及び定格通流率Dxの間と、定格負荷時最小通流率dt及び定格通流率Dxの間とを8区間に分けているが、8区間に拘束されるものではなく2〜7区間、9区間以上の区間に分けてもよい。
また、本発明においては、フォーク3のリフトを例として説明したが、フォーク3のチルト又はオプションとなる把持装置等の作業機制御装置に適用しても同様の効果を発揮する。
【0032】
以上、本発明によると、作業機への負荷を検出する負荷検出器を備え、負荷検出器により検出した負荷に応じて油圧ポンプを駆動する電動モータの速度指令値の最大値を変更するコントローラを備えている。そして、最大速度指令値は作業機への負荷に応じて自動的に変更されるので、負荷が変化する度にオペレータが最大速度指令値を手動で設定し直すという煩わしさがなくなる。また、常に確実に負荷を制御できるので操作が簡単となり、操作性のよいバッテリフォークリフトの作業機制御装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施形態の作業機制御装置のブロック図である。
【図2】コントローラに記憶されている定数の説明図である。
【図3】無負荷時に無負荷時速度設定釦の各スイッチをオン操作したときの最大通流率の説明図である。
【図4】無負荷時速度設定釦を操作したときの負荷に応じた通流率の説明図である。
【図5】無負荷時速度設定釦を操作したときの負荷に応じた通流率の説明図である。
【図6】本発明に係る第2実施形態の作業機制御装置のブロック図である。
【図7】定格負荷時速度設定釦の各スイッチをオン操作したときの最大通流率の説明図である。
【図8】定格負荷時に定格負荷時速度設定釦の各スイッチをオン操作したときの通流率の説明図である。
【図9】無負荷時速度設定釦及び定格負荷時速度設定釦を操作したときの負荷に応じた通流率の説明図である。
【図10】無負荷時速度設定釦及び定格負荷時速度設定釦を操作したときの負荷に応じた通流率の説明図である。
【図11】バッテリフォークの説明図である。
【図12】フォークの昇降制御のブロック図である。
【符号の説明】
1…リーチフォーク、2…リーチレッグ、3…フォーク、4…フォーク装置、5…運転席、6…リフトレバー、7…チルトレバー、10…レバー操作量検出器、11…コントローラ、12…電動モータ、13…速度設定釦、14…油圧ポンプ、15…比例電磁弁、16…リフトシリンダ、17…無負荷時速度設定釦、18…定格負荷時速度設定釦、19…油圧検出器、20…作業機制御装置、30…無負荷時最大速度調整手段、31…定格負荷時最大速度調整手段、D…通流率、Dx…定格通流率、d…最小通流率、dm…無負荷時最小通流率、dt…定格負荷時最小通流率、dx…最大通流率、Le…レバー操作量、Lem…最大レバー操作量、Les…最小レバー操作量、P…負荷圧。
Claims (3)
- 速度指令値により回転制御される電動モータと、電動モータが駆動する油圧ポンプと、オペレータが操作する作業機レバーの操作量に基づいて油圧ポンプから供給される吐出油を流量制御する制御弁とを備え、制御弁が吐出する圧油により作業機を制御するバッテリフォークリフトの作業機制御装置において、
作業機への負荷を検出する負荷検出器と、
作業機レバーの操作量に応じて速度指令値を制御すると共に、前記負荷検出器で検出した負荷に基づいて速度指令値の最大値を変更するコントローラと、
無負荷時の最大速度指令値を選択する無負荷時速度選択手段と
を具備し、
負荷時の最大速度指令値は、無負荷時速度選択手段で予め選択した無負荷時最大速度指令値より検出された負荷に応じた量だけ大きい値であることを特徴とするバッテリフォークリフトの作業機制御装置。 - 速度選択手段で選択される無負荷時及び定格負荷時のそれぞれの最大速度指令値を調整可能とする最大速度調整手段を備えることを特徴とする請求項1記載のバッテリフォークリフトの作業機制御装置。
- 電動モータは直流モータであり、速度指令値は通流率であることを特徴とする請求項1または2記載のバッテリフォークリフトの作業機制御装置。
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KR102190504B1 (ko) * | 2019-08-27 | 2020-12-11 | 현대제철 주식회사 | 전로의 스커트 높이 제어 장치 및 방법 |
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