JP4992738B2 - 充電ユニット - Google Patents
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Description
まず、本発明の第1実施形態に係る充電ユニットを含む産業車両の全体構成について説明する。図1及び図2に示すように、フォークリフト(バッテリ式産業車両)10は、荷の昇降動作に用いられる荷役機構14と、車両の走行動作に用いられる走行機構13と、を有している。そして、フォークリフト10には、バッテリ2を含む充電ユニット1が搭載されており、フォークリフト10は、駆動用電源としてのバッテリ2を有するバッテリ車として構成されている。
走行機構13は、走行用モータ13mを有して構成されている。そして、バッテリ2の動力が走行用モータ13mに伝達されることにより(図2参照)、前輪側に配置された走行機構13が駆動するようになっている。即ち、フォークリフト10は、前輪駆動・後輪操舵の四輪車として構成されている。
荷役機構14は、荷(図1の荷80参照)の昇降動作に用いられるものであり、荷役機構14は、左右一対のアウタマスト14aと、その間において昇降可能に配置されたインナマスト(図示せず)と、荷役用モータ14mと、フォーク14bと、油圧式のリフトシリンダ(図示せず)と、油圧式のティルトシリンダ(図示せず)と、を有して構成される(図1参照)。ティルトシリンダは、荷役機構14のティルト動作のために用いられる。
フォークリフト10には、図1、図2に示すように、操作機構として、作業者(操作者)の運転席に面する箇所に配置されるリフトレバー26、ティルトレバー27、アクセルペダル28、ブレーキペダル29、ハンドル31、充電用スイッチ4などが設けられている。
上記のように、充電ユニット1は、バッテリ車であるフォークリフト10に搭載されるものである。そして、図2に示すように、充電ユニット1は、バッテリ2、充電器3、充電用スイッチ4、電圧センサ6、時刻把握部8、コントローラ70を有して構成されており、商用電源である外部電源20に充電器3を接続することで、バッテリ2を充電できるようになっている。なお、図2において、破線で囲まれた部分が充電ユニット1である。以下、各部の構成について説明する。
バッテリ2は、具体的には鉛蓄電池であり、荷役機構14及び走行機構13の駆動用電源となるものである。また、バッテリ2は、複数のセル2aを備えて構成されており(図1参照)、フォークリフト10において、シート10sの下部スペースに配置されている。そして、一つのセル2aの公称電圧が2Vであり、そのセル2aを24個直列に接続することで、バッテリ2の公称電圧は全体として48Vとなっている。なお、バッテリ車におけるバッテリは鉛蓄電池以外でもよく、例えば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池であってもよい。また、バッテリの公称電圧は48Vには限られない。
充電器3は、バッテリ2の充電時に用いられ、バッテリ2の充電時には外部電源20に対して接続可能なものである。そして、充電器3は、充電用スイッチ4のオン操作により、バッテリ2に対する充電動作を行なう。また、充電器3は、トランスとダイオードブリッジ整流回路で構成された準定電圧充電方式の充電器である。なお、本実施形態においては、外部電源20は3相200V、30Aの商用電源であり、充電器3においては、外部電源20との接続により、バッテリ2の充電に必要な直流が生成されるようになっている。外部電源の相数は単相でも可能である。また、充電器3はコントローラ70に接続されており、適宜その動作が制御されるようになっている。なお、充電器はこのようなものには限られず、例えば、充電電流を制御する方式(定電流-定電圧-定電流方式)の充電器のようなものであってもよい。
充電用スイッチ4は、バッテリ2の充電を行なうために操作者によって操作されるものである。そして、充電用スイッチ4を押すとオン状態となり、バッテリ2の普通充電が行なわれる。充電用スイッチ4は、オン状態から再度押すことでオン状態が解除され、オフ状態となるように構成されている。なお、スイッチのオン操作とは、スイッチをオン状態にすることであり、オフ操作とは、スイッチをオフ状態にすることである。なお、本実施形態において、充電用スイッチは押しボタンタイプのものであるが、スイッチはこのようなものには限られず、オン操作、オフ操作が可能なものであればよく、例えば、レバータイプのものや、ダイヤルタイプのものであってもよい。また、本実施形態において、充電用スイッチ4は普通充電を行なうためのものであるが、これは一例であり、充電ユニットは、充電用スイッチを操作することにより均等充電を行なうように構成されていてもよい。また、普通充電用のスイッチの他に、均等充電用のスイッチが設けられていてもよい。
電圧センサ(電圧検知手段)6は、バッテリ2の電圧値を検知するためのものである。電圧センサ6において検知された電圧値はコントローラ70へと伝達される。
時刻把握部(時刻把握手段)8は、現在の時刻を把握するためのものである。具体的には、時刻把握部8は、時計部を内蔵しており、この時計部によって現在時刻を検知・把握している。そして、時刻把握部8において検知・把握された時刻の値は、コントローラ70へと伝達される。
コントローラ70は、主制御部71、充電制御部(制御手段)7、記憶部(記憶手段)9を有して構成されている。なお、本実施形態においては、コントローラ70が充電ユニット1の一部となっているが、コントローラ70は、フォークリフト10に含まれる各部(荷役装置等)を総括的に制御するものであり、充電ユニット1以外の部分の制御も行なう。すなわち、コントローラ70は、フォークリフト10全体に共通のものである。コントローラ70は、図示しないCPU(Central Processing Unit)やメモリ(ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory))などを備えて構成されている。メモリには、各部の制御プログラムを含む各種ソフトウェアが格納されている。これらのハードウェア及びソフトウェアが組み合わされることによって、主制御部71等がコントローラ70内に構築される。
次に、以上のように構成される充電ユニット1による充電動作について、図4を参照しながら説明する。当初(フォークリフトの始動時)、記憶部9における条件判定変数DaはFALSE(0)となっているものとする。また、フォークリフト10の充電時には、外部電源20に接続するための接続用コンセント20cの近くでフォークリフト10を停止させ(図1参照)、図示しない接続ケーブルにより、フォークリフト10と接続用コンセント20cとを接続することで、充電器3と外部電源20とを接続する。また、図4の動作フローは、コントローラ70における制御について説明したものである。なお、充電動作の終了には、強制終了と、充電完了と、の二種類がある。強制終了とは、充電用スイッチ4のオフ操作により、充電動作が終了することをいう。充電完了とは、満充電状態であって、且つ、充電動作が強制終了されていない状態をいう。
本実施形態にかかる充電ユニット1の効果について説明する。本実施形態に係る充電ユニット1によると、検知されたバッテリ2の電圧値Vが所定値Vs以下であって、且つ、充電用スイッチ4のオフ操作により充電動作が強制終了した場合には、荷役性能及び走行性能の少なくともいずれか一方が、通常運転状態における荷役性能及び走行性能よりも低下するので、充電の強制終了後の作業において、電圧が低くなっているバッテリ2が、深い放電によりダメージを受けることを抑止することができる。また、この構成では、バッテリ2の電圧値を充電時に検知しており、充電終了直後(放電開始直後)からその動作に伴う放電が制限されるので、バッテリ2がダメージを受けることを効率的に抑止することができる。以上により、バッテリ式産業車両におけるバッテリの寿命低下を効率的に防止できる。
次に、本発明にかかる充電ユニットの第2実施形態について、上記の実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、上記の実施形態と同様の部分については、図に同一の符号を付してその説明を省略する。図5は、第2実施形態に係る充電ユニットの構成をフォークリフトの一部及び商用電源と共に示す概略構成図である。図6は、図5に示す第2実施形態に係る充電ユニットによる制御動作の一例を示す制御フローチャートである。
次に、本発明に係る充電ユニットの第3実施形態について、上記の実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、上記の実施形態と同様の部分については図に同一の符号を付してその説明を省略する。図7は、第3実施形態に係る充電ユニットの構成をフォークリフトの一部及び商用電源と共に示す概略構成図である。
(第4実施形態)
次に、上記の実施形態に係る充電ユニットの第4実施形態について、上記の実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、上記の実施形態と同様の部分については図に同一の符号を付してその説明を省略する。図8は、第4実施形態に係る充電ユニットの構成をフォークリフトの一部及び商用電源と共に示す概略構成図である。図9は、図8に示す第4実施形態に係る充電ユニットによる制御動作の一例を示す制御フローチャートである。
次に、上記の実施形態に係る充電ユニットの第5実施形態について、上記の第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。図10は、第5実施形態に係る充電ユニットによる制御動作の一例を示す制御フローチャートである。
2 バッテリ
3 充電器
4 充電用スイッチ
6 電圧センサ(電圧検知手段)
7,107,207,307 充電制御部(制御手段)
7r,307r 荷役側上限値設定部(荷役側上限値設定手段)
7s,307s 走行側上限値設定部(走行側上限値設定手段)
8 時刻把握部(時刻把握手段)
10 フォークリフト(バッテリ式産業車両)
13 走行機構
14 荷役機構
20 外部電源
Claims (3)
- 荷の昇降動作に用いられる荷役機構と、車両の走行動作に用いられる走行機構と、を有するバッテリ式産業車両に用いられる充電ユニットであって、
前記荷役機構及び前記走行機構のための駆動用電源となるバッテリと、
前記バッテリの充電を行なうために操作者によって操作される充電用スイッチと、
前記バッテリの充電時には外部電源に対して接続可能であり、且つ、前記充電用スイッチのオン操作により前記バッテリに対する充電動作を行なう充電器と、
前記バッテリの電圧値を検知するための電圧検知手段と、
現在の時刻を把握するための時刻把握手段と、
前記電圧検知手段において検知された前記電圧値が所定値以下であって、且つ、前記充電用スイッチのオフ操作により前記充電動作が強制終了した場合において、前記時刻把握手段において把握された当該強制終了の時点における前記時刻が、前記バッテリ式産業車両を使用する作業における、その日の作業開始時間帯に含まれるときには、前記荷役機構による荷役性能、及び、前記走行機構による走行性能の少なくともいずれか一方を、通常運転状態よりも低下させる性能低下制御を行ない、前記時刻が前記作業開始時間帯に含まれないときには、前記荷役性能及び前記走行性能を、通常運転状態における荷役性能及び走行性能とする通常運転制御を行なう制御手段と、を有することを特徴とする充電ユニット。 - 前記荷役機構は、荷役用モータを備え、
前記走行機構は、走行用モータを備え、
前記制御手段は、前記昇降動作における前記荷役用モータの回転数の上限値を設定する荷役側上限値設定手段と、前記走行動作における前記走行用モータの回転数の上限値を設定する走行側上限値設定手段と、を含んで構成され、
前記制御手段は、前記荷役側上限値設定手段において前記荷役用モータの回転数の上限値を通常運転状態における上限値よりも低く制限することで、前記荷役性能を通常運転状態よりも低下させ、
前記制御手段は、前記走行側上限値設定手段において前記走行用モータの回転数の上限値を通常運転状態における上限値よりも低く制限することで、前記走行性能を通常運転状態よりも低下させることを特徴とする請求項1に記載の充電ユニット。 - 前記性能低下制御は、前記荷役機構及び前記走行機構の同時動作を制限していずれか一方のみの動作を許容することで、前記荷役機構による荷役性能、及び、前記走行機構による走行性能の少なくともいずれか一方を、通常運転状態よりも低下させるものであることを特徴とする請求項1に記載の充電ユニット。
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