JP4811423B2 - Fuel cell industrial vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、産業車両に搭載されモータに対して電力を供給する鉛バッテリと置き換えて燃料電池ユニットを搭載した燃料電池型産業車両に関する。   The present invention relates to a fuel cell type industrial vehicle in which a fuel cell unit is mounted instead of a lead battery that is mounted on an industrial vehicle and supplies electric power to a motor.

近年、産業車両をはじめとする車両用の駆動源等として、クリーンでエネルギ効率に優れた燃料電池が注目されている。燃料電池を駆動源等とした産業車両として、燃料電池システムと並列にキャパシタを接続し、該キャパシタの検出電圧を制御部により監視しつつ燃料電池システムの発電を制御することで、燃料電池システム全体の効率を向上させることが提案されている（例えば、特許文献１）。また、直列に接続された複数のキャパシタの各電圧を監視し、複数のキャパシタ間の電圧の分布を均等化することが提案されている（例えば、特許文献２）。
特開２００３−１８７８１６号公報 特開２００５−２７８２９４号公報 In recent years, clean and energy-efficient fuel cells have attracted attention as drive sources for vehicles including industrial vehicles. As an industrial vehicle using a fuel cell as a drive source or the like, a capacitor is connected in parallel with the fuel cell system, and the power generation of the fuel cell system is controlled while monitoring the detection voltage of the capacitor by the control unit. It has been proposed to improve the efficiency (for example, Patent Document 1). In addition, it has been proposed to monitor the voltages of a plurality of capacitors connected in series to equalize the voltage distribution among the plurality of capacitors (for example, Patent Document 2).
JP 2003-187816 A JP 2005-278294 A

ところで、燃料電池を搭載した燃料電池式フォークリフトとして、図６に示すように、鉛バッテリＢを駆動源として走行及び荷役動作するバッテリ式のフォークリフト５１の鉛バッテリＢを、燃料電池ユニットＦＵに置き換えてバッテリ室５２に搭載したものが知られている（所謂「バッテリリプレイスメントタイプ」）。燃料電池ユニットＦＵは、図示しない燃料電池システムや二次電池から主に構成されている。一般に、燃料電池ユニットＦＵの二次電池には、鉛バッテリや電気二重層キャパシタが用いられている。図７（ａ）に示すように、二次電池として鉛バッテリＢを用いた場合、放電量と電圧の関係は、略一定の電圧を保ったのち所定の放電量に達してから急激に電圧が低下する特性を示す。また、図７（ｂ）に示すように、二次電池として電気二重層キャパシタを使用した場合には、放電量に略比例して電圧が低下する特性を示すことが知られている。   By the way, as a fuel cell type forklift equipped with a fuel cell, as shown in FIG. 6, the lead battery B of the battery type forklift 51 that travels and loads using the lead battery B as a drive source is replaced with a fuel cell unit FU. Those mounted in the battery chamber 52 are known (so-called “battery replacement type”). The fuel cell unit FU is mainly composed of a fuel cell system and a secondary battery (not shown). Generally, a lead battery or an electric double layer capacitor is used for the secondary battery of the fuel cell unit FU. As shown in FIG. 7A, when the lead battery B is used as the secondary battery, the relationship between the discharge amount and the voltage is that the voltage suddenly increases after the predetermined discharge amount is reached after maintaining a substantially constant voltage. Deteriorating properties are shown. Moreover, as shown in FIG.7 (b), when an electric double layer capacitor is used as a secondary battery, it is known that the voltage will decrease in proportion to the amount of discharge.

一方、フォークリフト５１には、鉛バッテリＢの電圧を計測して放電量を計測する鉛バッテリ用の容量計（電圧計）が搭載されており、該容量計により鉛バッテリＢの放電量を確認できるようになっている。そして、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、フォークリフト５１は、容量計が計測した電圧が所定の閾値電圧Ｖｋ未満の場合、すなわち放電量が予め定めた放電量より多い場合には、所定の警告（報知）を行ったり、フォークリフト５１の動作に制限を設けたりして、充電を促すようになっている。ここで閾値電圧Ｖｋは、鉛バッテリＢの許容限界放電量を基準として予め定められる値であり、閾値電圧Ｖｋ未満となるまで放電すると鉛バッテリＢに悪影響を及ぼすおそれがある。   On the other hand, the forklift 51 is equipped with a capacity meter (voltmeter) for a lead battery that measures the discharge amount by measuring the voltage of the lead battery B, and the discharge amount of the lead battery B can be confirmed by the capacity meter. It is like that. As shown in FIGS. 7A and 7B, the forklift 51 is used when the voltage measured by the capacity meter is less than a predetermined threshold voltage Vk, that is, when the discharge amount is larger than a predetermined discharge amount. In this case, a predetermined warning (informing) is performed or a restriction is imposed on the operation of the forklift 51 to promote charging. Here, the threshold voltage Vk is a value determined in advance with reference to the allowable limit discharge amount of the lead battery B, and if the battery is discharged until it becomes less than the threshold voltage Vk, the lead battery B may be adversely affected.

バッテリリプレイスメントタイプの燃料電池式フォークリフトでは、鉛バッテリＢを搭載することを前提とした容量計や制御装置をそのまま利用し、燃料電池ユニットＦＵに対応するように部品の交換や大掛かりな改修を加えることなく燃料電池ユニットＦＵに置き換えることが行われている。フォークリフト５１に対して、鉛バッテリＢと置き換えて燃料電池ユニットＦＵを搭載することで、既に普及しているバッテリ式フォークリフトをそのまま燃料電池式フォークリフトに転用することが出来るという利点がある一方、次の様な問題点があった。すなわち、二次電池として電気二重層キャパシタを使用した燃料電池ユニットＦＵを搭載した場合、自然放電などにより充電量が少なくなると電気二重層キャパシタの特性から低い電圧になりやすい。そして、フォークリフト５１は、該フォークリフト５１に鉛バッテリＢを搭載することを前提とした容量計により計測された電圧が、同じく鉛バッテリＢを前提として設定された閾値電圧Ｖｋ未満となることにより「搭載された鉛バッテリの放電量が大きい（電圧が低い）」と判断して、前述の警告や動作の制限を実行してしまうことがあった。なお、これらの警告や動作の制限は、鉛バッテリＢに悪影響を及ぼすことを回避するためのものである。このため、これら警告（報知）や動作の制限は、燃料電池ユニットＦＵにより電力が供給されてキャパシタの電圧が閾値電圧Ｖｋ以上となっても再起動しない限り解除されないようになっている。このため、一度警告や動作の制限が実行されると、復帰に時間がかかるという問題があった。   In the battery replacement type forklift of the battery replacement type, the capacity meter and the control device on the premise that the lead battery B is mounted are used as they are, and the parts are replaced or subjected to major repairs so as to correspond to the fuel cell unit FU. Instead, the fuel cell unit FU is replaced. By installing the fuel cell unit FU in place of the lead battery B for the forklift 51, there is an advantage that the battery-type forklift that has already been widely used can be directly used as a fuel cell-type forklift. There were various problems. That is, when a fuel cell unit FU using an electric double layer capacitor is mounted as a secondary battery, if the amount of charge decreases due to natural discharge or the like, the voltage tends to be low due to the characteristics of the electric double layer capacitor. Then, the forklift 51 detects that the voltage measured by the capacity meter on the assumption that the lead battery B is mounted on the forklift 51 is less than the threshold voltage Vk set on the assumption of the lead battery B. In some cases, it is determined that the discharge amount of the lead battery is large (the voltage is low) ", and the above-described warning or operation restriction is executed. Note that these warnings and operation restrictions are for avoiding adverse effects on the lead battery B. For this reason, these warnings (notifications) and operation restrictions are not canceled unless power is supplied from the fuel cell unit FU and the voltage of the capacitor becomes equal to or higher than the threshold voltage Vk unless the capacitor is restarted. For this reason, there is a problem in that it takes time to recover once a warning or operation restriction is executed.

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、鉛バッテリと置き換えて燃料電池ユニットを搭載した燃料電池型産業車両において、低電圧による動作の規制が実行されることを回避することにある。   The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art, and the object of the present invention is to replace the lead battery with a fuel cell type industrial vehicle equipped with a fuel cell unit. The purpose is to avoid the restriction of operation.

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、駆動力を発するモータと、前記モータへ電力を供給する鉛バッテリと、前記鉛バッテリの電圧を計測する鉛バッテリ用電圧計と、車両の動作を制御するとともに前記鉛バッテリ用電圧計により計測した電圧が所定の閾値電圧に達していない場合に前記車両の動作を規制する車両制御手段と、を備えた産業車両の前記鉛バッテリと置き換えて搭載することにより、前記モータへ供給する電力を燃料電池システムで発電した電力とする燃料電池ユニットを搭載した燃料電池型産業車両において、前記燃料電池ユニットは、前記燃料電池システムで発電した電力を充電可能であって、前記モータを含む電力供給先に対して前記電力を供給可能に接続されるキャパシタと、前記燃料電池ユニットを起動させるための起動信号を入力する信号入力部と、前記燃料電池ユニットの起動により、前記キャパシタの電圧を検出するユニット用電圧計と、前記キャパシタの電圧が前記所定の閾値電圧に達しているか否かを判定する電圧判定手段と、前記電圧判定手段により前記キャパシタの電圧が前記所定の閾値電圧に達していると判定されると、前記車両制御手段による前記車両の制御を開始させる制御開始手段と、を備えたことを要旨とする。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a motor that generates a driving force, a lead battery that supplies power to the motor, and a voltmeter for a lead battery that measures the voltage of the lead battery. And a vehicle control means for controlling the operation of the vehicle when the voltage measured by the voltmeter for the lead battery does not reach a predetermined threshold voltage, and for controlling the operation of the vehicle. In the fuel cell type industrial vehicle equipped with the fuel cell unit that uses the power supplied to the motor as the power generated by the fuel cell system, the fuel cell unit generates power with the fuel cell system. A capacitor capable of charging electric power and connected to be able to supply the electric power to a power supply destination including the motor; and the fuel cell unit. A signal input unit for inputting an activation signal for activating the unit, a unit voltmeter for detecting the voltage of the capacitor by activation of the fuel cell unit, and whether the voltage of the capacitor has reached the predetermined threshold voltage Voltage determination means for determining whether or not the voltage determination means determines that the voltage of the capacitor has reached the predetermined threshold voltage, and starts control of the vehicle by the vehicle control means And the gist of the above.

これによれば、燃料電池ユニットに備えられた制御開始手段は、ユニット用電圧計が検出するキャパシタの電圧が所定の閾値電圧に達していると電圧判定手段が判定してから、車両制御手段による車両の制御を開始させるようにした。このため、キャパシタの電圧が所定の閾値電圧に達していない状態で車両制御手段による車両の制御が開始され、燃料電池型産業車両の動作が規制されることを回避することができる。   According to this, the control start means provided in the fuel cell unit is determined by the vehicle control means after the voltage determination means determines that the voltage of the capacitor detected by the unit voltmeter has reached the predetermined threshold voltage. The vehicle control is started. For this reason, it is possible to avoid the control of the vehicle by the vehicle control means being started in a state where the voltage of the capacitor has not reached the predetermined threshold voltage, and the operation of the fuel cell type industrial vehicle being restricted.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料電池型産業車両において、前記燃料電池システム及び前記キャパシタは、前記電力供給先に対して常時電力を供給可能な状態で給電経路に接続されており、前記制御開始手段は、前記車両制御手段に制御の開始を指示する制御開始信号を出力することを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the fuel cell type industrial vehicle according to the first aspect, the fuel cell system and the capacitor are connected to a power supply path in a state where electric power can be constantly supplied to the power supply destination. The gist of the invention is that the control start means outputs a control start signal instructing the vehicle control means to start control.

これによれば、車両制御手段は、制御開始手段が出力する制御開始信号を入力して車両の制御を開始する。このため、燃料電池ユニットに備えられたキャパシタの電圧が閾値電圧に達しない状態のまま車両制御手段による車両の制御が開始されることを確実に回避することができる。   According to this, a vehicle control means inputs the control start signal which a control start means outputs, and starts control of a vehicle. For this reason, it is possible to reliably avoid starting the vehicle control by the vehicle control means while the voltage of the capacitor provided in the fuel cell unit does not reach the threshold voltage.

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の燃料電池型産業車両において、前記燃料電池ユニットは、前記産業車両に設けられた車両始動部材と前記信号入力部とを接続する入力側接続部と、前記制御開始手段と前記車両制御手段とを接続する出力側接続部と、を備え、前記信号入力部には、前記車両始動部材が始動操作されて出力する車両始動信号が前記起動信号として入力され、前記車両始動信号の入力を契機に前記燃料電池ユニットが起動されることを要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the fuel cell type industrial vehicle according to the second aspect, the fuel cell unit is an input side connection for connecting a vehicle starting member provided in the industrial vehicle and the signal input unit. And an output-side connection unit that connects the control start unit and the vehicle control unit, and the signal input unit includes a vehicle start signal that is output when the vehicle start member is started. And the fuel cell unit is started when the vehicle start signal is input.

これによれば、車両始動部材の操作によって燃料電池ユニットが起動され、さらにキャパシタの電圧が閾値電圧に達すると制御開始手段が車両制御手段に車両の制御を開始させる。したがって、単一の操作によって燃料電池ユニットを起動し、且つ車両制御手段の動作を開始させることができ、産業車両全体の起動操作が簡便となる。   According to this, the fuel cell unit is activated by the operation of the vehicle starting member, and when the voltage of the capacitor reaches the threshold voltage, the control start unit causes the vehicle control unit to start controlling the vehicle. Therefore, the fuel cell unit can be activated by a single operation and the operation of the vehicle control means can be started, and the activation operation of the entire industrial vehicle is simplified.

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の燃料電池型産業車両において、前記燃料電池ユニットの前記燃料電池システム及び前記キャパシタと、前記電力供給先とを接続する給電経路には、該給電経路を、電力の供給が可能な電力供給状態と、電力の供給が遮断された電力非供給状態とに切替える切替手段が設けられており、前記制御開始手段は、前記切替手段を前記電力非供給状態から、前記電力供給状態へ切替えることで、電力の供給を開始して前記車両制御手段による前記車両の制御を開始させることを要旨とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel cell type industrial vehicle according to the first aspect, the power supply path connecting the fuel cell system and the capacitor of the fuel cell unit and the power supply destination includes the power supply path. Switching means is provided for switching the power supply path between a power supply state in which power can be supplied and a power non-supply state in which power supply is interrupted. The gist is to start the supply of electric power and start the control of the vehicle by the vehicle control means by switching from the supply state to the electric power supply state.

これによれば、制御開始手段は、キャパシタの電圧が閾値電圧に達してから電力供給先への電力供給を開始し、車両制御手段に車両の制御を開始させる。このため、燃料電池ユニットに備えられたキャパシタの電圧が閾値電圧に達しない状態で車両制御手段の動作が開始されることを確実に回避することができる。   According to this, the control start unit starts power supply to the power supply destination after the voltage of the capacitor reaches the threshold voltage, and causes the vehicle control unit to start control of the vehicle. For this reason, it is possible to reliably avoid the operation of the vehicle control means in a state where the voltage of the capacitor provided in the fuel cell unit does not reach the threshold voltage.

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の燃料電池型産業車両において、前記信号入力部には、前記産業車両に設けられ始動操作に基づく車両始動信号を前記車両制御手段に対し出力可能に構成された車両始動部材とは別に前記燃料電池ユニットに設けられたユニット起動操作部材が接続されており、前記信号入力部には、前記ユニット起動操作部材が始動操作されて出力するユニット起動信号が前記起動信号として入力され、前記ユニット起動信号の入力を契機に前記燃料電池ユニットが起動されることを要旨とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the fuel cell type industrial vehicle according to the fourth aspect, the signal input unit outputs a vehicle start signal based on a start operation provided to the industrial vehicle to the vehicle control means. A unit starting operation member provided in the fuel cell unit is connected to a vehicle starting member configured to be capable of being connected, and a unit starting that is output when the unit starting operation member is started is output to the signal input unit. A gist is that a signal is input as the activation signal, and the fuel cell unit is activated in response to the input of the unit activation signal.

これによれば、燃料電池ユニットは、ユニット起動操作部材が始動操作されることで起動する。このため、産業車両に燃料電池ユニットを搭載する際に、制御用の配線を別途行う必要がなく、鉛バッテリとの置き換え作業が簡便となる。   According to this, the fuel cell unit is activated when the unit activation operation member is activated. For this reason, when mounting a fuel cell unit on an industrial vehicle, it is not necessary to separately perform control wiring, and the replacement work with a lead battery becomes simple.

本発明によれば、鉛バッテリと置き換えて燃料電池ユニットを搭載した燃料電池型産業車両において、低電圧による動作の規制が実行されることを回避できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can avoid that the regulation of operation | movement by a low voltage is performed in the fuel cell type industrial vehicle which replaced the lead battery and mounted the fuel cell unit.

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態について図１〜図３にしたがって説明する。以下の説明において、「前」「後」「上」「下」は、フォークリフトの運転者がフォークリフトの前方（前進方向）を向いた状態を基準とした場合の「前」「後」「上」「下」を示すものとする。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the following description, “front”, “rear”, “upper”, and “lower” are “front”, “rear”, and “upper” when the forklift driver is directed to the front (forward direction) of the forklift. “Bottom” shall be indicated.

図１に示すように、燃料電池型産業車両としてのバッテリ置き換え燃料電池式のフォークリフト１１には、車体１２の前部にマスト１５とフォーク１６とを有する荷役装置１４が設けられている。車体１２の前側下部には、駆動輪（前輪）１３ａが設けられ、車体１２の後側下部には操舵輪（後輪）１３ｂが設けられている。駆動輪１３ａは、車体１２に搭載された走行用モータ１３ｃにより駆動される。なお、荷役装置１４を駆動するための荷役系油圧回路の作動油を供給する荷役ポンプは図示しない荷役用モータにより駆動される。   As shown in FIG. 1, a battery replacement fuel cell type forklift 11 as a fuel cell type industrial vehicle is provided with a cargo handling device 14 having a mast 15 and a fork 16 at a front portion of a vehicle body 12. A driving wheel (front wheel) 13 a is provided at the front lower portion of the vehicle body 12, and a steering wheel (rear wheel) 13 b is provided at the rear lower portion of the vehicle body 12. The driving wheel 13a is driven by a traveling motor 13c mounted on the vehicle body 12. A cargo handling pump that supplies hydraulic oil of a cargo handling hydraulic circuit for driving the cargo handling device 14 is driven by a cargo handling motor (not shown).

また、車体１２の中央には、運転室１９が設けられている。運転室１９の前側には、ハンドル２０、荷役装置１４の操作を行う操作レバー２１、及びフォークリフト１１を起動する車両キースイッチ（車両始動部材）２２が装備されている。車両キースイッチ２２には、フォークリフト１１を電源ＯＦＦする停止位置と、電源ＯＮする始動位置との間で操作可能に構成されている。そして、車両キースイッチ２２は、始動位置へ操作されると、車両キースイッチ２２の操作位置が始動位置にあることを示す「車両キースイッチＯＮ信号（起動信号，車両始動信号）」を出力可能に構成されている。また、運転室１９には、バッテリ容量や走行速度等を表示するための表示装置Ｄと、音声や効果音等により所定の報知を行う音声装置Ｓが備えられている（図２に示す）。   A cab 19 is provided at the center of the vehicle body 12. A front side of the cab 19 is equipped with a handle 20, an operation lever 21 for operating the cargo handling device 14, and a vehicle key switch (vehicle starting member) 22 for starting the forklift 11. The vehicle key switch 22 is configured to be operable between a stop position where the power of the forklift 11 is turned off and a start position where the power is turned on. When the vehicle key switch 22 is operated to the start position, a “vehicle key switch ON signal (start signal, vehicle start signal)” indicating that the operation position of the vehicle key switch 22 is at the start position can be output. It is configured. Further, the cab 19 is provided with a display device D for displaying battery capacity, traveling speed, and the like, and an audio device S for performing predetermined notification by voice, sound effects, etc. (shown in FIG. 2).

車体１２のうち、運転室１９のフロア１９ａの下側には、バッテリ室２３が備えられている。バッテリ室２３は、本来鉛バッテリＢを搭載するために形成されているが、本実施形態では鉛バッテリＢに置き換えて燃料電池ユニットＦＵが搭載されている。バッテリ室２３には、バッテリ室２３に搭載された燃料電池ユニットＦＵの配線（給電経路）１７と、フォークリフト１１側の電力回路を構成する配線１８とを電気的に接続して、フォークリフト１１側に電力を供給可能とするコネクタＫが設けられている（図２に示す）。図２に示すように、フォークリフト１１の配線１８には、コネクタＫを介して燃料電池ユニットＦＵから供給される直流を交流に変換するインバータ３４が接続されており、該インバータ３４により変換された交流により走行用モータ１３ｃなどの各モータが駆動されるようになっている。また、フォークリフト１１の配線１８には、コネクタＫと接続された燃料電池ユニットＦＵ（鉛バッテリＢを搭載した場合は、鉛バッテリＢ）の電圧を検出（計測）する電圧センサ３３（鉛バッテリ用容量計）が接続されている。電圧センサ３３は、燃料電池ユニットＦＵから供給される電力の電圧を検出するとともに、検出した電圧に応じた検出信号を出力可能に構成されている。なお、電圧センサ３３は、バッテリ室２３に鉛バッテリＢが搭載されることを前提とした電圧計である。また、電圧センサ３３は、コネクタＫを介して接続された電源装置が、燃料電池ユニットＦＵであるか鉛バッテリＢであるかを判断することなく、電圧を検出するようになっている。本実施形態では、配線１８を含む走行用モータ１３ｃや荷役用モータ等が、燃料電池ユニットＦＵからの電力供給先（負荷）となる。   A battery chamber 23 is provided below the floor 19 a of the cab 19 in the vehicle body 12. The battery chamber 23 is originally formed for mounting the lead battery B, but in this embodiment, the fuel cell unit FU is mounted instead of the lead battery B. The battery chamber 23 is electrically connected to the wiring (feeding path) 17 of the fuel cell unit FU mounted in the battery chamber 23 and the wiring 18 constituting the power circuit on the forklift 11 side, and is connected to the forklift 11 side. A connector K that can supply power is provided (shown in FIG. 2). As shown in FIG. 2, the wiring 18 of the forklift 11 is connected to an inverter 34 that converts the direct current supplied from the fuel cell unit FU to the alternating current via the connector K. The alternating current converted by the inverter 34 Thus, each motor such as the traveling motor 13c is driven. Further, the wiring 18 of the forklift 11 has a voltage sensor 33 (lead battery capacity) for detecting (measuring) the voltage of the fuel cell unit FU (lead battery B when the lead battery B is mounted) connected to the connector K. Is connected. The voltage sensor 33 is configured to detect a voltage of electric power supplied from the fuel cell unit FU and to output a detection signal corresponding to the detected voltage. The voltage sensor 33 is a voltmeter on the premise that the lead battery B is mounted in the battery chamber 23. Further, the voltage sensor 33 detects a voltage without determining whether the power supply device connected via the connector K is the fuel cell unit FU or the lead battery B. In the present embodiment, the traveling motor 13c and the cargo handling motor including the wiring 18 are the power supply destination (load) from the fuel cell unit FU.

図１及び図２に示すように、車体１２には、フォークリフト１１の走行及び荷役動作を制御する車両コントローラ（車両制御手段）２６が搭載されている。本実施形態では、車両コントローラ２６は、電力供給先（負荷）の１つとなる。車両コントローラ２６には、表示装置Ｄ及び音声装置Ｓが接続されており、所定の表示や音声出力が可能に構成されている。また、車両コントローラ２６には、インバータ３４が電気的に接続されており、該インバータ３４の動作を制御して走行用モータ１３ｃに供給する交流の電圧を調節し、走行用モータ１３ｃの回転数を制御可能に構成されている。同様に、車両コントローラ２６には、図示しない荷役用インバータが電気的に接続されており、荷役用モータの回転数を制御可能となっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, a vehicle controller (vehicle control means) 26 that controls the traveling and cargo handling operations of the forklift 11 is mounted on the vehicle body 12. In the present embodiment, the vehicle controller 26 is one of power supply destinations (loads). A display device D and a sound device S are connected to the vehicle controller 26, and a predetermined display and sound output are possible. In addition, an inverter 34 is electrically connected to the vehicle controller 26. The operation of the inverter 34 is controlled to adjust the AC voltage supplied to the traveling motor 13c, and the rotational speed of the traveling motor 13c is adjusted. It is configured to be controllable. Similarly, a cargo handling inverter (not shown) is electrically connected to the vehicle controller 26 so that the rotation speed of the cargo handling motor can be controlled.

また、図２に示すように、車両コントローラ２６には、電圧センサ３３が電気的に接続されており、電圧センサ３３が出力する検出信号を入力可能に構成されている。そして、本実施形態の車両コントローラ２６は、電圧センサ３３が検出する電圧が閾値電圧Ｖｋ未満の場合（閾値電圧Ｖｋに達していない場合）には、所定の報知及びフォークリフト１１の動作を規制するように構成されている。ここで閾値電圧Ｖｋは、鉛バッテリＢの許容限界放電量を基準として予め定められる値であり、閾値電圧Ｖｋ未満となるまで放電すると鉛バッテリＢに悪影響を及ぼすおそれがある。すなわち、閾値電圧Ｖｋは、バッテリ室２３に鉛バッテリＢが搭載されることを前提として設定される判定値となっている。具体的には、車両コントローラ２６は、運転室１９に設けられた表示装置Ｄを制御して「搭載された鉛バッテリの放電量が大きい（電圧が低い）」旨を表示させたり、音声装置Ｓを制御して「搭載された鉛バッテリの放電量が大きい（電圧が低い）」旨を音声により出力させたりして、警告（報知）を実行する。また、車両コントローラ２６は、インバータ３４や図示しない荷役用インバータの動作を制御して走行用モータ１３ｃ等の各モータへの電力供給を制限し、フォークリフトの走行及び荷役動作を規制する。なお、車両コントローラ２６が実行する警告（報知）及び動作の規制は、燃料電池ユニットＦＵを一旦取り外して再起動しない限り解除できないようになっている。また、鉛バッテリＢを搭載している場合であれば鉛バッテリＢの充電を行うことで、警告及び動作の規制を解除することができる。   As shown in FIG. 2, a voltage sensor 33 is electrically connected to the vehicle controller 26 so that a detection signal output from the voltage sensor 33 can be input. The vehicle controller 26 of the present embodiment regulates the predetermined notification and the operation of the forklift 11 when the voltage detected by the voltage sensor 33 is less than the threshold voltage Vk (when the voltage does not reach the threshold voltage Vk). It is configured. Here, the threshold voltage Vk is a value determined in advance with reference to the allowable limit discharge amount of the lead battery B, and if the battery is discharged until it becomes less than the threshold voltage Vk, the lead battery B may be adversely affected. That is, the threshold voltage Vk is a determination value that is set on the assumption that the lead battery B is mounted in the battery chamber 23. Specifically, the vehicle controller 26 controls the display device D provided in the cab 19 to display that “the amount of discharge of the mounted lead battery is large (the voltage is low)” or the sound device S. And a warning (notification) is executed by outputting a voice to the effect that “the discharge amount of the mounted lead battery is large (voltage is low)”. Further, the vehicle controller 26 controls the operation of the inverter 34 and a cargo handling inverter (not shown) to restrict power supply to each motor such as the travel motor 13c, and regulates the travel and cargo handling operation of the forklift. Note that the warning (notification) and operation restriction performed by the vehicle controller 26 cannot be canceled unless the fuel cell unit FU is once removed and restarted. Further, if the lead battery B is mounted, the warning and operation regulation can be released by charging the lead battery B.

次に、フォークリフト１１のバッテリ室２３に搭載される燃料電池ユニットＦＵについて詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の燃料電池ユニットＦＵは、鉛バッテリＢと置き換えてフォークリフト１１のバッテリ室２３に搭載可能な形状及び大きさに形成されている。そして、図１及び図２に示すように、燃料電池ユニットＦＵは、バッテリ室２３に搭載されるとともに、コネクタＫで配線１８と接続されることで、フォークリフト１１の走行用モータ１３ｃ等に対して電力を供給可能となっている。なお、フォークリフト１１に備えられた電圧センサ３３及び車両コントローラ２６は、鉛バッテリＢと置き換えて燃料電池ユニットＦＵを搭載する際、所定の配線を除いて燃料電池ユニットＦＵ用に部品交換したり、改修したりしないでそのまま利用される。 Next, the fuel cell unit FU mounted in the battery chamber 23 of the forklift 11 will be described in detail.
As shown in FIG. 1, the fuel cell unit FU of the present embodiment is formed in a shape and size that can be mounted in the battery chamber 23 of the forklift 11 in place of the lead battery B. As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel cell unit FU is mounted in the battery chamber 23 and connected to the wiring 18 by the connector K, so that the traveling motor 13c of the forklift 11 and the like is connected. Electric power can be supplied. Note that the voltage sensor 33 and the vehicle controller 26 provided in the forklift 11 replace the lead battery B and mount the fuel cell unit FU, and replace or repair parts for the fuel cell unit FU except for predetermined wiring. It is used as it is without doing.

図２に示すように、燃料電池ユニットＦＵには、水素及び酸素を使用して発電する燃料電池システム２７が搭載されている。燃料電池システム２７には、水素及び酸素により発電する燃料電池ＦＣ、水素を貯蔵するとともに燃料電池ＦＣに対して水素を供給する水素タンク２８、及び燃料電池ＦＣに対して酸素（圧縮空気）を供給するエアコンプレッサ２９が備えられている。燃料電池ユニットＦＵの配線１７には、燃料電池システム２７が接続されているとともに、該燃料電池システム２７に対して並列に電気二重層キャパシタ（以下、「キャパシタ」と示す）３１がＤＣ／ＤＣコンバータ３０を介して接続されている。キャパシタ３１は、コネクタＫを介して接続されたフォークリフト１１側に、コンバータ等の電圧変換装置等を介することなく直接電力を供給可能に接続されている。そして、キャパシタ３１は、燃料電池システム２７からの電力供給を受けて充電可能とされている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、燃料電池システム２７で発電された所定の電圧（例えば、１２０［Ｖ］）の電力を、フォークリフト１１で使用可能な所定の電圧（例えば、８０［Ｖ］）を目標電圧として変換する。   As shown in FIG. 2, a fuel cell system 27 that generates power using hydrogen and oxygen is mounted on the fuel cell unit FU. The fuel cell system 27 includes a fuel cell FC that generates power using hydrogen and oxygen, a hydrogen tank 28 that stores hydrogen and supplies hydrogen to the fuel cell FC, and oxygen (compressed air) to the fuel cell FC. An air compressor 29 is provided. A fuel cell system 27 is connected to the wiring 17 of the fuel cell unit FU, and an electric double layer capacitor (hereinafter referred to as “capacitor”) 31 is connected in parallel to the fuel cell system 27 to a DC / DC converter. 30 is connected. The capacitor 31 is connected to the forklift 11 connected via the connector K so as to be able to supply power directly without going through a voltage converter such as a converter. The capacitor 31 can be charged by receiving power supplied from the fuel cell system 27. Further, the DC / DC converter 30 uses a predetermined voltage (for example, 80 [V]) that can be used by the forklift 11 by using a predetermined voltage (for example, 120 [V]) generated by the fuel cell system 27. Convert as target voltage.

また、燃料電池ユニットＦＵの配線１７には、キャパシタ３１の電圧（以下、「キャパシタ電圧」と示す）Ｖｃを検出する電圧センサ（ユニット用電圧計）３２がキャパシタ３１に対して並列に接続されている。電圧センサ３２は、キャパシタ電圧Ｖｃを検出するとともに、検出したキャパシタ電圧Ｖｃに応じた「電圧検出信号」を出力可能に構成されている。   Further, a voltage sensor (unit voltmeter) 32 for detecting the voltage Vc of the capacitor 31 (hereinafter referred to as “capacitor voltage”) Vc is connected in parallel to the capacitor 31 to the wiring 17 of the fuel cell unit FU. Yes. The voltage sensor 32 is configured to detect the capacitor voltage Vc and to output a “voltage detection signal” corresponding to the detected capacitor voltage Vc.

そして、燃料電池ユニットＦＵには、燃料電池ユニットＦＵの動作を制御する燃料電池ユニットコントローラ（以下、「ユニットコントローラ」と示す）２５が搭載されている。ユニットコントローラ２５には、予め定められた制御プログラムに従って所定の演算などを実行するＣＰＵ、該ＣＰＵで各種演算処理を実行するために必要な制御プログラムや制御データ等が予め記憶されたＲＯＭ、前記ＣＰＵで演算処理を実行するのに必要な各種データが一時的に読み書きされるＲＡＭ、及び各種の信号を入出力する入出力ポート等が備えられており、燃料電池システム２７を含む燃料電池ユニットＦＵの制御を実行可能に構成されている。なお、前記入出力ポートを備えたユニットコントローラ２５が、信号入力部、入力側接続部、及び出力側接続部を構成している。   The fuel cell unit FU is mounted with a fuel cell unit controller (hereinafter referred to as “unit controller”) 25 that controls the operation of the fuel cell unit FU. The unit controller 25 includes a CPU that executes predetermined calculations according to a predetermined control program, a ROM that stores in advance control programs and control data necessary for executing various calculation processes by the CPU, and the CPU Are provided with a RAM for temporarily reading and writing various data necessary for executing the arithmetic processing, an input / output port for inputting and outputting various signals, and the like of the fuel cell unit FU including the fuel cell system 27. The control is configured to be executable. The unit controller 25 including the input / output port constitutes a signal input unit, an input side connection unit, and an output side connection unit.

そして、ユニットコントローラ２５は、燃料電池システム２７と電気的に接続されており、燃料電池システム２７による発電の開始及び停止やその発電量を制御している。ユニットコントローラ２５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０と電気的に接続されており、燃料電池システム２７の供給電圧をフォークリフト１１で使用可能な所定の電圧（例えば、８０［Ｖ］）に変換するように制御している。また、ユニットコントローラ２５は、電圧センサ３２と電気的に接続されており、電圧センサ３２が出力する「電圧検出信号」を入力可能に構成されている。また、ユニットコントローラ２５は、車両キースイッチ２２と電気的に接続されており、車両キースイッチ２２が出力する「車両キースイッチＯＮ信号」を入力可能に構成されている。そして、ユニットコントローラ２５は、「車両キースイッチＯＮ信号」を入力して各種演算処理を開始するようになっている。なお、ユニットコントローラ２５が各種演算処理を開始し、燃料電池システム２７が発電を開始した状態が、燃料電池ユニットＦＵが起動した状態である。   The unit controller 25 is electrically connected to the fuel cell system 27 and controls the start and stop of power generation by the fuel cell system 27 and the amount of power generated. The unit controller 25 is electrically connected to the DC / DC converter 30 and is controlled so as to convert the supply voltage of the fuel cell system 27 into a predetermined voltage (for example, 80 [V]) that can be used by the forklift 11. is doing. The unit controller 25 is electrically connected to the voltage sensor 32 and is configured to be able to input a “voltage detection signal” output from the voltage sensor 32. The unit controller 25 is electrically connected to the vehicle key switch 22 and is configured to be able to input a “vehicle key switch ON signal” output from the vehicle key switch 22. The unit controller 25 inputs a “vehicle key switch ON signal” and starts various arithmetic processes. The state in which the unit controller 25 has started various arithmetic processes and the fuel cell system 27 has started generating electricity is the state in which the fuel cell unit FU has been activated.

また、ユニットコントローラ２５は、車両コントローラ２６と電気的に接続されており、該車両コントローラ２６に対して車両制御の開始を指示する「制御開始信号」を出力可能に構成されている。なお、鉛バッテリＢと置き換えて燃料電池ユニットＦＵをフォークリフト１１に搭載する際には、車両キースイッチ２２と車両コントローラ２６とを接続していた信号線をユニットコントローラ２５に接続して、車両キースイッチ２２とユニットコントローラ２５とを電気的に接続する。同時に、ユニットコントローラ２５と車両コントローラ２６とを新たな信号線を用いて電気的に接続する。   The unit controller 25 is electrically connected to the vehicle controller 26 and is configured to output a “control start signal” that instructs the vehicle controller 26 to start vehicle control. When the fuel cell unit FU is mounted on the forklift 11 instead of the lead battery B, the signal line connecting the vehicle key switch 22 and the vehicle controller 26 is connected to the unit controller 25, and the vehicle key switch is connected. 22 and the unit controller 25 are electrically connected. At the same time, the unit controller 25 and the vehicle controller 26 are electrically connected using a new signal line.

次に、上記燃料電池ユニットＦＵを搭載したフォークリフト１１において、ユニットコントローラ２５が実行する制御について図３に従って説明する。なお、以下に説明する制御を実行するユニットコントローラ２５が電圧判定手段、及び制御開始手段を構成している。   Next, the control executed by the unit controller 25 in the forklift 11 equipped with the fuel cell unit FU will be described with reference to FIG. The unit controller 25 that executes the control described below constitutes a voltage determination unit and a control start unit.

ユニットコントローラ２５は、「車両キースイッチＯＮ信号」を入力する（ステップＳ１１）と各種演算処理を開始し、燃料電池システム２７を制御して発電を開始させる（ステップＳ１２）。すなわち、ユニットコントローラ２５は、「車両キースイッチＯＮ信号」を入力すると、燃料電池ユニットＦＵを起動させる。次に、ユニットコントローラ２５は、電圧センサ３２から入力した「電圧検出信号」に示されたキャパシタ電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｋ以上であるか否か（閾値電圧Ｖｋに達しているか否か）を判定する（ステップＳ１３）。ユニットコントローラ２５は、ステップＳ１３における判定結果が否定である場合には、該判定結果が肯定となるまで待機する。一方、ユニットコントローラ２５は、ステップＳ１３における判定結果が肯定である場合には、車両コントローラ２６に車両制御を開始させる「制御開始信号」を生成するとともに車両コントローラ２６に対して出力する（ステップＳ１４）。つまり、ユニットコントローラ２５は、燃料電池システム２７の発電によって、キャパシタ電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｋ以上となるまで、「制御開始信号」を出力せずに待機することになる。換言すれば、ユニットコントローラ２５は、キャパシタ電圧Ｖｃが、車両コントローラ２６により「搭載された鉛バッテリの放電量が大きい（電圧が低い）」と判定されない電圧に達してから、車両コントローラ２６に対して「制御開始信号」を出力する。   When the “vehicle key switch ON signal” is input (step S11), the unit controller 25 starts various arithmetic processes and controls the fuel cell system 27 to start power generation (step S12). That is, the unit controller 25 activates the fuel cell unit FU when receiving the “vehicle key switch ON signal”. Next, the unit controller 25 determines whether or not the capacitor voltage Vc indicated by the “voltage detection signal” input from the voltage sensor 32 is equal to or higher than the threshold voltage Vk (whether or not the threshold voltage Vk has been reached). (Step S13). If the determination result in step S13 is negative, the unit controller 25 waits until the determination result becomes affirmative. On the other hand, if the result of determination in step S13 is affirmative, the unit controller 25 generates a “control start signal” that causes the vehicle controller 26 to start vehicle control and outputs it to the vehicle controller 26 (step S14). . That is, the unit controller 25 stands by without outputting the “control start signal” until the capacitor voltage Vc becomes equal to or higher than the threshold voltage Vk by the power generation of the fuel cell system 27. In other words, the unit controller 25 sets the capacitor voltage Vc to the vehicle controller 26 after the vehicle controller 26 reaches a voltage at which it is not determined that “the discharge amount of the mounted lead battery is large (the voltage is low)”. Outputs “control start signal”.

以上の制御を実行するユニットコントローラ２５は、キャパシタ電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｋ以上となるまで、車両コントローラ２６に車両制御を開始させるタイミングを遅延させる遅延手段としてや、キャパシタ電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｋ以上となるまでの間、車両コントローラ２６による車両制御の開始を規制する規制手段として把握することもできる。   The unit controller 25 that performs the above control serves as delay means for delaying the timing at which the vehicle controller 26 starts vehicle control until the capacitor voltage Vc becomes equal to or higher than the threshold voltage Vk, or the capacitor voltage Vc becomes equal to or higher than the threshold voltage Vk. Until it becomes, it can also be grasped as a restricting means for restricting the start of vehicle control by the vehicle controller 26.

「制御開始信号」を入力した車両コントローラ２６は、入力した「制御開始信号」に基づき車両制御を開始するとともに、電圧センサ３３が検出する電圧の監視や、インバータ３４等の制御を実行する。そして、「制御開始信号」を入力して車両コントローラ２６が車両制御を開始した時点では、キャパシタ電圧Ｖｃは既に閾値電圧Ｖｋ以上となっていることから、車両コントローラ２６は、「搭載された鉛バッテリの放電量が大きい（電圧が低い）」と判定することがない。したがって、車両コントローラ２６は、所定の警告（報知）やフォークリフト１１の動作の規制を実行することがない。   The vehicle controller 26 that has input the “control start signal” starts vehicle control based on the input “control start signal”, monitors the voltage detected by the voltage sensor 33, and controls the inverter 34 and the like. When the “control start signal” is input and the vehicle controller 26 starts vehicle control, the capacitor voltage Vc is already equal to or higher than the threshold voltage Vk. It is not determined that the amount of discharge is large (voltage is low). Therefore, the vehicle controller 26 does not execute a predetermined warning (notification) or regulation of the operation of the forklift 11.

したがって、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）燃料電池ユニットＦＵの起動時において、ユニットコントローラ２５は、電圧センサ３２が検出するキャパシタ電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｋ以上と判定される状態となってから、車両コントローラ２６に対して該車両コントローラ２６に制御を開始させる「制御開始信号」を出力するようにした。このため、車両コントローラ２６は、キャパシタ電圧Ｖｃが車両コントローラ２６により「搭載された鉛バッテリの放電量が大きい（電圧が低い）」と判定される低電圧状態のまま制御を開始することがない。したがって、車両コントローラ２６により、所定の警告（報知）やフォークリフト１１の動作の規制が実行されることを回避することができる。すなわち、鉛バッテリＢを前提とした電圧センサ３３や車両コントローラ２６をそのまま利用し、鉛バッテリＢと置き換えて燃料電池ユニットＦＵを搭載した燃料電池式のフォークリフト１１であっても、車両コントローラ２６により、フォークリフト１１の動作の規制が実行されることを回避することができる。 Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the fuel cell unit FU is started, the unit controller 25 determines that the capacitor voltage Vc detected by the voltage sensor 32 is greater than or equal to the threshold voltage Vk, and then the vehicle controller 26 26, a “control start signal” for starting control is output. For this reason, the vehicle controller 26 does not start the control in the low voltage state in which the capacitor voltage Vc is determined by the vehicle controller 26 as “the discharge amount of the mounted lead battery is large (the voltage is low)”. Therefore, it can be avoided that the vehicle controller 26 performs a predetermined warning (notification) or regulation of the operation of the forklift 11. That is, even if it is the fuel cell type forklift 11 in which the fuel cell unit FU is mounted by replacing the lead battery B by using the voltage sensor 33 and the vehicle controller 26 based on the lead battery B as they are, The restriction of the operation of the forklift 11 can be avoided.

（２）車両コントローラ２６は、ユニットコントローラ２５が出力する「制御開始信号」を入力することを条件として、車両の制御を開始するようにした。このため、キャパシタ電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｋ未満の状態のまま車両コントローラ２６が制御を開始することを確実に回避することができる。   (2) The vehicle controller 26 starts the vehicle control on condition that the “control start signal” output from the unit controller 25 is input. For this reason, it can be reliably avoided that the vehicle controller 26 starts control while the capacitor voltage Vc is lower than the threshold voltage Vk.

（３）車両キースイッチ２２が出力する「車両キースイッチＯＮ信号」をユニットコントローラ２５に入力するとともに、該ユニットコントローラ２５から車両コントローラ２６に対して「制御開始信号」を出力するようにした。このため、車両キースイッチ２２を操作するだけで、すなわち単一の操作によって燃料電池ユニットＦＵ及び車両コントローラ２６を起動させることができ、燃料電池ユニットＦＵを搭載したフォークリフト１１全体の起動操作が簡便となる。
（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施形態を図４及び図５にしたがって説明する。以下の説明では、既に説明した実施形態と同一構成及び同一制御内容について同一の符号を付すなどし、その重複する説明を省略又は簡略する。 (3) A “vehicle key switch ON signal” output from the vehicle key switch 22 is input to the unit controller 25, and a “control start signal” is output from the unit controller 25 to the vehicle controller 26. Therefore, the fuel cell unit FU and the vehicle controller 26 can be activated only by operating the vehicle key switch 22, that is, by a single operation, and the activation operation of the entire forklift 11 equipped with the fuel cell unit FU is simple. Become.
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, the same configurations and the same control contents as those of the already described embodiments are denoted by the same reference numerals, and the redundant description thereof is omitted or simplified.

図４に示すように、本実施形態のフォークリフト１１に搭載される燃料電池ユニットＦＵには、燃料電池ユニットＦＵを起動するためのユニット起動スイッチ（ユニット起動操作部材）４１が設けられている。ユニット起動スイッチ４１は、ＯＮ操作されると「ユニット起動スイッチＯＮ信号（起動信号，ユニット起動信号）」を出力可能に構成されている。   As shown in FIG. 4, the fuel cell unit FU mounted on the forklift 11 of the present embodiment is provided with a unit activation switch (unit activation operation member) 41 for activating the fuel cell unit FU. The unit start switch 41 is configured to output a “unit start switch ON signal (start signal, unit start signal)” when it is turned ON.

また、本実施形態の燃料電池ユニットＦＵの配線１７には、各コネクタＫとキャパシタ３１との間にリレースイッチ（切替手段）４２がそれぞれ設けられている。リレースイッチ４２は、所定の制御信号を入力して、燃料電池システム２７及びキャパシタ３１からフォークリフト１１側に電力供給が可能に通電したＯＮ状態（電力供給状態）と、燃料電池システム２７及びキャパシタ３１からフォークリフト１１側に電力供給を非通電に遮断されたＯＦＦ状態（電力非供給状態）とに切替え動作可能に構成されている。   Further, relay switches (switching means) 42 are respectively provided between the connectors K and the capacitors 31 in the wiring 17 of the fuel cell unit FU of the present embodiment. The relay switch 42 receives a predetermined control signal, and is in an ON state (power supply state) in which power can be supplied from the fuel cell system 27 and the capacitor 31 to the forklift 11 side, and from the fuel cell system 27 and the capacitor 31. The forklift 11 is configured to be capable of switching to an OFF state (power non-supply state) in which power supply is cut off from non-energization.

本実施形態において、ユニットコントローラ２５は、ユニット起動スイッチ４１と電気的に接続されており、ユニット起動スイッチ４１が出力する「ユニット起動スイッチＯＮ信号」を前記入出力ポートから入力可能に構成されている。本実施形態では、前記入出力ポートを備えるユニットコントローラ２５が、信号入力部を構成する。また、ユニットコントローラ２５は、各リレースイッチ４２と電気的に接続されており、所定の制御信号を出力してリレースイッチ４２のＯＦＦ状態とＯＮ状態とを切替え可能に構成されている。なお、本実施形態のユニットコントローラ２５は、リレースイッチ４２を常にはＯＦＦ状態に制御している。   In the present embodiment, the unit controller 25 is electrically connected to the unit start switch 41 and is configured to be able to input a “unit start switch ON signal” output from the unit start switch 41 from the input / output port. . In this embodiment, the unit controller 25 provided with the said input / output port comprises a signal input part. The unit controller 25 is electrically connected to each relay switch 42 and is configured to output a predetermined control signal so that the relay switch 42 can be switched between an OFF state and an ON state. Note that the unit controller 25 of this embodiment always controls the relay switch 42 to be in the OFF state.

フォークリフト１１の車両コントローラ２６には、車両キースイッチ２２が電気的に接続されており、車両キースイッチ２２が出力する「車両キースイッチＯＮ信号」を入力可能に構成されている。車両コントローラ２６は、「車両キースイッチＯＮ信号」を入力して車両制御を開始可能な状態とされ、この状態で燃料電池ユニットＦＵからの電力供給が開始されることで車両制御を開始し、電圧センサ３３が検出する電圧の監視や、インバータ３４等の制御を実行する。すなわち、車両コントローラ２６は、燃料電池ユニットＦＵから電力供給されていない場合には駆動源が無いため車両制御を開始できない。   A vehicle key switch 22 is electrically connected to the vehicle controller 26 of the forklift 11 so that a “vehicle key switch ON signal” output from the vehicle key switch 22 can be input. The vehicle controller 26 is in a state where the vehicle control can be started by inputting the “vehicle key switch ON signal”, and the vehicle control is started by starting the power supply from the fuel cell unit FU in this state. Monitoring of the voltage detected by the sensor 33 and control of the inverter 34 and the like are executed. In other words, the vehicle controller 26 cannot start vehicle control because there is no drive source when power is not supplied from the fuel cell unit FU.

次に、本実施形態のユニットコントローラ２５が実行する制御について図５に従って説明する。なお、以下に説明する制御を実行するユニットコントローラ２５が電圧判定手段、及び制御開始手段を構成している。   Next, control executed by the unit controller 25 of the present embodiment will be described with reference to FIG. The unit controller 25 that executes the control described below constitutes a voltage determination unit and a control start unit.

ユニットコントローラ２５は、「ユニット起動スイッチＯＮ信号」を入力する（ステップＳ２１）と各種演算処理を開始し、燃料電池システム２７を制御して発電を開始させる（ステップＳ２２）。すなわち、ユニットコントローラ２５は、「ユニット起動スイッチＯＮ信号」を入力すると、燃料電池ユニットＦＵを起動させる。次に、ユニットコントローラ２５は、電圧センサ３２から入力した「電圧検出信号」に示されたキャパシタ電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｋ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。ユニットコントローラ２５は、ステップＳ２３における判定結果が否定である場合には、該判定結果が肯定となるまで待機する。一方、ユニットコントローラ２５は、ステップＳ２３における判定結果が肯定である場合には、ＯＦＦ状態の各リレースイッチ４２に対してＯＮ状態に切替える制御信号を出力する（ステップＳ２４）。すなわち、ユニットコントローラ２５は、燃料電池システム２７の発電によって、キャパシタ電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｋ以上となるまで、各リレースイッチ４２をＯＦＦ状態に制御したまま待機することになる。換言すれば、ユニットコントローラ２５は、キャパシタ電圧Ｖｃが、車両コントローラ２６により「搭載された鉛バッテリの放電量が大きい（電圧が低い）」と判定されない電圧に達してから、各リレースイッチ４２をＯＮ状態に制御してフォークリフト１１側へ電力供給を開始させるようになっている。   When the “unit activation switch ON signal” is input (step S21), the unit controller 25 starts various arithmetic processes and controls the fuel cell system 27 to start power generation (step S22). That is, when the unit controller 25 inputs the “unit activation switch ON signal”, the unit controller 25 activates the fuel cell unit FU. Next, the unit controller 25 determines whether or not the capacitor voltage Vc indicated by the “voltage detection signal” input from the voltage sensor 32 is equal to or higher than the threshold voltage Vk (step S23). If the determination result in step S23 is negative, the unit controller 25 waits until the determination result becomes affirmative. On the other hand, if the determination result in step S23 is affirmative, the unit controller 25 outputs a control signal for switching to the ON state for each relay switch 42 in the OFF state (step S24). That is, the unit controller 25 stands by while controlling each relay switch 42 in the OFF state until the capacitor voltage Vc becomes equal to or higher than the threshold voltage Vk by the power generation of the fuel cell system 27. In other words, the unit controller 25 turns on each relay switch 42 after the capacitor voltage Vc reaches a voltage at which the vehicle controller 26 does not determine that “the amount of discharge of the mounted lead battery is large (the voltage is low)”. The power supply to the forklift 11 side is started by controlling the state.

第１の実施形態と同様に、本実施形態のユニットコントローラ２５は、キャパシタ電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｋ以上となるまで、車両コントローラ２６に車両制御を開始させるタイミングを遅延させる遅延手段としてや、キャパシタ電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｋ以上となるまでの間、車両コントローラ２６による車両制御の開始を規制する規制手段として把握することもできる。   Similar to the first embodiment, the unit controller 25 of the present embodiment may be used as a delay means for delaying the timing at which the vehicle controller 26 starts vehicle control until the capacitor voltage Vc becomes equal to or higher than the threshold voltage Vk. Until Vc becomes equal to or higher than the threshold voltage Vk, it can be grasped as a restricting means for restricting the start of vehicle control by the vehicle controller 26.

燃料電池ユニットＦＵからフォークリフト１１側への電力供給が開始されると、車両コントローラ２６は、車両キースイッチ２２から「車両キースイッチＯＮ信号」を入力している場合には、燃料電池ユニットＦＵから電力の供給を受けて車両制御を開始し、電圧センサ３３が検出する電圧の監視や、インバータ３４等の制御を実行する。この状態では、キャパシタ電圧Ｖｃは既に閾値電圧Ｖｋ以上となっていることから、車両コントローラ２６が「搭載された鉛バッテリの放電量が大きい（電圧が低い）」と判定することがない。なお、キャパシタ電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｋ未満である場合には、各リレースイッチ４２はＯＦＦ状態に制御されていることから、フォークリフト１１側への電力供給が遮断されている。このため、電力の供給を受けられない車両コントローラ２６は、「車両キースイッチＯＮ信号」を入力していても車両制御を開始することがない。つまり、車両コントローラ２６は、所定の警告（報知）やフォークリフト１１の動作の規制を実行することがない。   When power supply from the fuel cell unit FU to the forklift 11 is started, the vehicle controller 26 receives power from the fuel cell unit FU when the “vehicle key switch ON signal” is input from the vehicle key switch 22. Is started, vehicle control is started, and the voltage detected by the voltage sensor 33 is monitored and the inverter 34 and the like are controlled. In this state, since the capacitor voltage Vc is already equal to or higher than the threshold voltage Vk, the vehicle controller 26 does not determine that “the discharge amount of the mounted lead battery is large (the voltage is low)”. Note that, when the capacitor voltage Vc is less than the threshold voltage Vk, each relay switch 42 is controlled to be in an OFF state, so that power supply to the forklift 11 side is cut off. For this reason, the vehicle controller 26 that cannot receive power supply does not start vehicle control even when the “vehicle key switch ON signal” is input. That is, the vehicle controller 26 does not execute a predetermined warning (notification) or regulation of the operation of the forklift 11.

したがって、本実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１），（２）に加えて、以下の効果を得ることができる。
（４）燃料電池ユニットＦＵの起動時において、ユニットコントローラ２５は、電圧センサ３２が検出するキャパシタ電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｋ以上と判定される状態となってから、各リレースイッチ４２をＯＮ状態に制御してフォークリフト１１側へ電力供給を開始させるようにした。このため、車両コントローラ２６は、キャパシタ電圧Ｖｃが車両コントローラ２６により「搭載された鉛バッテリの放電量が大きい（電圧が低い）」と判定される低電圧状態のまま、電力供給が開始されて車両制御を開始してしまうことがない。したがって、鉛バッテリＢに置き換えて燃料電池ユニットＦＵを搭載しても、車両コントローラ２６により、所定の警告（報知）やフォークリフト１１の動作の規制が実行されることを回避することができる。 Therefore, according to this embodiment, in addition to the effects (1) and (2) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(4) When the fuel cell unit FU is started, the unit controller 25 controls each relay switch 42 to be in an ON state after the capacitor voltage Vc detected by the voltage sensor 32 is determined to be equal to or higher than the threshold voltage Vk. Then, the power supply to the forklift 11 side is started. For this reason, the vehicle controller 26 starts supplying power while the capacitor voltage Vc is in a low voltage state where the vehicle controller 26 determines that “the discharge amount of the mounted lead battery is large (the voltage is low)”. Control will not start. Therefore, even if the fuel cell unit FU is mounted instead of the lead battery B, it is possible to avoid the vehicle controller 26 from executing a predetermined warning (notification) or regulation of the operation of the forklift 11.

（５）ユニットコントローラ２５は、「車両キースイッチＯＮ信号」を入力していることを前提とし、燃料電池ユニットＦＵから電力の供給を受けることで車両制御を開始させる。このため、キャパシタ電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｋに達しない状態で車両コントローラ２６による車両制御が開始されることを確実に回避することができる。   (5) The unit controller 25 presupposes that the “vehicle key switch ON signal” has been input, and starts vehicle control by receiving power supply from the fuel cell unit FU. For this reason, it is possible to reliably avoid starting the vehicle control by the vehicle controller 26 in a state where the capacitor voltage Vc does not reach the threshold voltage Vk.

（６）燃料電池ユニットＦＵは、燃料電池ユニットＦＵに備えられたユニット起動スイッチ４１をＯＮ操作することにより起動されるようにした。このため、鉛バッテリＢを燃料電池ユニットＦＵへ置き換える際に、燃料電池ユニットＦＵをバッテリ室２３に収納するとともにコネクタＫと接続するだけでよく、燃料電池ユニットＦＵを起動させる制御用の配線を別途行う必要がない。したがって、燃料電池ユニットＦＵへの置き換え作業が簡便となる。   (6) The fuel cell unit FU is activated by turning on a unit activation switch 41 provided in the fuel cell unit FU. For this reason, when replacing the lead battery B with the fuel cell unit FU, the fuel cell unit FU only needs to be housed in the battery chamber 23 and connected to the connector K, and a control wiring for starting the fuel cell unit FU is separately provided. There is no need to do it. Therefore, the replacement work with the fuel cell unit FU is simplified.

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 各実施形態において、車両コントローラ２６は、該車両コントローラ２６が「搭載された鉛バッテリの放電量が大きい（電圧が低い）」と判定した場合に、表示装置Ｄの表示による警告、及び音声装置Ｓからの音声出力による警告のうちいずれか一方のみを実行させるように構成してもよい。また、車両コントローラ２６は、表示装置Ｄの表示による警告、及び音声装置Ｓからの音声出力による警告を実行させないようにして構成してもよい。 In addition, you may change the said embodiment as follows.
In each embodiment, when the vehicle controller 26 determines that “the amount of discharge of the mounted lead battery is large (the voltage is low)”, the vehicle controller 26 displays a warning by the display on the display device D, and an audio device. You may comprise so that only any one among the warnings by the audio | voice output from S may be performed. Further, the vehicle controller 26 may be configured not to execute a warning by display on the display device D and a warning by voice output from the voice device S.

○ 各実施形態において、電圧センサ３２は、キャパシタ電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｋ以上となると、電圧検出信号を出力するようにしてもよい。そして、ユニットコントローラ２５は、電圧検出信号を入力すると車両コントローラ２６に車両制御を開始させるように制御する。このように構成しても、キャパシタ電圧Ｖｃが車両コントローラ２６により「搭載された鉛バッテリの放電量が大きい（電圧が低い）」と判定される低電圧状態のまま、車両コントローラ２６が車両制御を開始してしまうことがない。   In each embodiment, the voltage sensor 32 may output a voltage detection signal when the capacitor voltage Vc becomes equal to or higher than the threshold voltage Vk. And unit controller 25 will control vehicle controller 26 to start vehicle control, if a voltage detection signal is inputted. Even in this configuration, the vehicle controller 26 controls the vehicle while the capacitor voltage Vc remains in a low voltage state where the vehicle controller 26 determines that “the amount of discharge of the mounted lead battery is large (voltage is low)”. It will never start.

○ 各実施形態において、車両コントローラ２６は、該車両コントローラ２６が「搭載された鉛バッテリの放電量が大きい（電圧が低い）」と判定した場合に、フォークリフト１１の走行及び荷役動作を不能にするように構成してもよい。また、車両コントローラ２６は、電圧センサ３３が検出する電圧に応じて、段階的にフォークリフト１１の動作を規制するように構成してもよい。   In each embodiment, the vehicle controller 26 disables the running and handling operation of the forklift 11 when the vehicle controller 26 determines that “the amount of discharge of the mounted lead battery is large (voltage is low)”. You may comprise as follows. Further, the vehicle controller 26 may be configured to regulate the operation of the forklift 11 step by step according to the voltage detected by the voltage sensor 33.

○ 各実施形態において、燃料電池ユニットＦＵには、メタノールや天然ガスなど水素以外の燃料を用いて発電する燃料電池システムを搭載してもよい。
○ 各実施形態において、フォークリフト１１に具体化したが、他種の車両（産業車両）に具体化してもよい。 In each embodiment, the fuel cell unit FU may be equipped with a fuel cell system that generates power using a fuel other than hydrogen, such as methanol or natural gas.
In each embodiment, the embodiment is embodied in the forklift 11, but may be embodied in other types of vehicles (industrial vehicles).

○ 各実施形態において、ユニットコントローラ２５が車両コントローラ２６に対し「制御開始信号」を出力するか否か、又は各リレースイッチ４２をＯＮ状態に切替え制御するか否かを判定するための閾値電圧は、車両コントローラ２６が「搭載された鉛バッテリの放電量が大きい（電圧が低い）」と判定する閾値電圧Ｖｋと同一値としたが、閾値電圧Ｖｋ以上の電圧を設定してもよい。このような閾値電圧を設定しても、ユニットコントローラ２５は、車両コントローラ２６が「搭載された鉛バッテリの放電量が大きい（電圧が低い）」と判定する閾値電圧Ｖｋよりも高い電圧となった状態で車両コントローラ２６に車両制御を開始させることから、車両コントローラ２６により所定の警告や動作の規制が実行されることがない。   In each embodiment, the threshold voltage for determining whether the unit controller 25 outputs a “control start signal” to the vehicle controller 26 or whether to switch each relay switch 42 to the ON state is Although the vehicle controller 26 has the same value as the threshold voltage Vk that determines that “the amount of discharge of the mounted lead battery is large (the voltage is low)”, a voltage equal to or higher than the threshold voltage Vk may be set. Even when such a threshold voltage is set, the unit controller 25 has a voltage higher than the threshold voltage Vk at which the vehicle controller 26 determines that “the amount of discharge of the mounted lead battery is large (voltage is low)”. Since the vehicle controller 26 starts the vehicle control in the state, the vehicle controller 26 does not execute a predetermined warning or operation restriction.

○ 第２の実記形態において、ユニットコントローラ２５と車両キースイッチ２２とを電気的に接続し、車両キースイッチ２２から「車両キースイッチＯＮ信号」を入力したユニットコントローラ２５が、燃料電池ユニットＦＵを起動するようにしてもよい。このように構成すれば、車両キースイッチ２２を操作するだけで、燃料電池ユニットＦＵ及び車両コントローラ２６を起動させることができ、フォークリフト１１全体の起動操作が簡便となる。   In the second embodiment, the unit controller 25 that electrically connects the unit controller 25 and the vehicle key switch 22 and inputs the “vehicle key switch ON signal” from the vehicle key switch 22 activates the fuel cell unit FU. You may make it do. If comprised in this way, the fuel cell unit FU and the vehicle controller 26 can be started only by operating the vehicle key switch 22, and the starting operation of the forklift 11 whole becomes easy.

フォークリフトを示す正面図。The front view which shows a forklift. 第１の実施形態におけるフォークリフト及び燃料電池ユニットの電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electric constitution of the forklift and fuel cell unit in 1st Embodiment. 第１の実施形態の燃料電池ユニットコントローラの制御手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the control procedure of the fuel cell unit controller of 1st Embodiment. 第２の実施形態におけるフォークリフト及び燃料電池ユニットの電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electric structure of the forklift and fuel cell unit in 2nd Embodiment. 第２の実施形態の燃料電池ユニットコントローラの制御手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the control procedure of the fuel cell unit controller of 2nd Embodiment. バッテリ置き換え燃料電池式のフォークリフトの模式正面図。The model front view of the battery replacement fuel cell type forklift. （ａ）は鉛バッテリの特性を説明する説明図、（ｂ）は電気二重層キャパシタの特性を説明する説明図。(A) is explanatory drawing explaining the characteristic of a lead battery, (b) is explanatory drawing explaining the characteristic of an electric double layer capacitor.

符号の説明Explanation of symbols

１１…フォークリフト、１３ｃ…走行用モータ、１７…配線、２２…車両キースイッチ、２５…燃料電池ユニットコントローラ、２６…車両コントローラ、２７…燃料電池システム、３１…キャパシタ、３２…電圧センサ、３３…電圧センサ、４１…ユニット起動スイッチ、４２…リレースイッチ、Ｂ…鉛バッテリ、ＦＣ…燃料電池、ＦＵ…燃料電池ユニット。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Forklift, 13c ... Motor for driving, 17 ... Wiring, 22 ... Vehicle key switch, 25 ... Fuel cell unit controller, 26 ... Vehicle controller, 27 ... Fuel cell system, 31 ... Capacitor, 32 ... Voltage sensor, 33 ... Voltage Sensors 41... Unit start switch 42. Relay switch B B Lead battery FC FC Fuel cell FU Fuel cell unit

Claims (5)

駆動力を発するモータと、前記モータへ電力を供給する鉛バッテリと、前記鉛バッテリの電圧を計測する鉛バッテリ用電圧計と、車両の動作を制御するとともに前記鉛バッテリ用電圧計により計測した電圧が所定の閾値電圧に達していない場合に前記車両の動作を規制する車両制御手段と、を備えた産業車両の前記鉛バッテリと置き換えて搭載することにより、前記モータへ供給する電力を燃料電池システムで発電した電力とする燃料電池ユニットを搭載した燃料電池型産業車両において、
前記燃料電池ユニットは、
前記燃料電池システムで発電した電力を充電可能であって、前記モータを含む電力供給先に対して前記電力を供給可能に接続されるキャパシタと、
前記燃料電池ユニットを起動させるための起動信号を入力する信号入力部と、
前記燃料電池ユニットの起動により、前記キャパシタの電圧を検出するユニット用電圧計と、
前記キャパシタの電圧が前記所定の閾値電圧に達しているか否かを判定する電圧判定手段と、
前記電圧判定手段により前記キャパシタの電圧が前記所定の閾値電圧に達していると判定されると、前記車両制御手段による前記車両の制御を開始させる制御開始手段と、を備えたことを特徴とする燃料電池型産業車両。 A motor that generates driving force, a lead battery that supplies electric power to the motor, a voltmeter for a lead battery that measures the voltage of the lead battery, and a voltage that controls the operation of the vehicle and is measured by the voltmeter for the lead battery Is replaced with the lead battery of an industrial vehicle provided with a vehicle control means for restricting the operation of the vehicle when it does not reach a predetermined threshold voltage, so that the electric power supplied to the motor is supplied to the fuel cell system In a fuel cell type industrial vehicle equipped with a fuel cell unit that generates electricity generated in
The fuel cell unit is
A capacitor capable of charging the power generated by the fuel cell system and connected to be able to supply the power to a power supply destination including the motor;
A signal input unit for inputting an activation signal for activating the fuel cell unit;
A unit voltmeter that detects the voltage of the capacitor by starting the fuel cell unit; and
Voltage determination means for determining whether or not the voltage of the capacitor has reached the predetermined threshold voltage;
Control start means for starting control of the vehicle by the vehicle control means when the voltage determination means determines that the voltage of the capacitor has reached the predetermined threshold voltage. Fuel cell type industrial vehicle. 前記燃料電池システム及び前記キャパシタは、前記電力供給先に対して常時電力を供給可能な状態で給電経路に接続されており、
前記制御開始手段は、前記車両制御手段に制御の開始を指示する制御開始信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池型産業車両。 The fuel cell system and the capacitor are connected to a power supply path in a state where electric power can always be supplied to the power supply destination,
2. The fuel cell type industrial vehicle according to claim 1, wherein the control start means outputs a control start signal instructing the vehicle control means to start control. 前記燃料電池ユニットは、前記産業車両に設けられた車両始動部材と前記信号入力部とを接続する入力側接続部と、前記制御開始手段と前記車両制御手段とを接続する出力側接続部と、を備え、
前記信号入力部には、前記車両始動部材が始動操作されて出力する車両始動信号が前記起動信号として入力され、前記車両始動信号の入力を契機に前記燃料電池ユニットが起動されることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池型産業車両。 The fuel cell unit includes an input-side connecting portion that connects a vehicle starting member provided in the industrial vehicle and the signal input portion, an output-side connecting portion that connects the control start means and the vehicle control means, With
A vehicle start signal output when the vehicle start member is started is input to the signal input unit as the start signal, and the fuel cell unit is started when the vehicle start signal is input. The fuel cell type industrial vehicle according to claim 2. 前記燃料電池ユニットの前記燃料電池システム及び前記キャパシタと、前記電力供給先とを接続する給電経路には、該給電経路を、電力の供給が可能な電力供給状態と、電力の供給が遮断された電力非供給状態とに切替える切替手段が設けられており、
前記制御開始手段は、前記切替手段を前記電力非供給状態から、前記電力供給状態へ切替えることで、電力の供給を開始して前記車両制御手段による前記車両の制御を開始させることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池型産業車両。 The power supply path that connects the fuel cell system and the capacitor of the fuel cell unit to the power supply destination, the power supply state in which power can be supplied to the power supply path, and the power supply is cut off. Switching means for switching to a non-power supply state is provided,
The control start means starts supplying power and starts controlling the vehicle by the vehicle control means by switching the switching means from the non-power supply state to the power supply state. The fuel cell type industrial vehicle according to claim 1. 前記信号入力部には、前記産業車両に設けられ始動操作に基づく車両始動信号を前記車両制御手段に対し出力可能に構成された車両始動部材とは別に前記燃料電池ユニットに設けられたユニット起動操作部材が接続されており、
前記信号入力部には、前記ユニット起動操作部材が始動操作されて出力するユニット起動信号が前記起動信号として入力され、前記ユニット起動信号の入力を契機に前記燃料電池ユニットが起動されることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池型産業車両。 The signal input unit includes a unit start operation provided in the fuel cell unit separately from a vehicle start member provided in the industrial vehicle and configured to output a vehicle start signal based on a start operation to the vehicle control means. The parts are connected,
The signal input unit is supplied with a unit activation signal that is output when the unit activation operation member is activated, and the fuel cell unit is activated in response to the input of the unit activation signal. The fuel cell type industrial vehicle according to claim 4.
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