JP5788351B2 - フォークリフトの走行モータ用の電力変換装置およびそれを用いたフォークリフト - Google Patents

Description

本発明は、フォークリフトの走行モータ用の電力変換装置に関する。

産業車両のひとつに、電池を動力源とする電動フォークリフトがある。電動フォークリフト（以下単にフォークリフトとも称する）は、走行用車輪（駆動輪）である前輪に動力を伝達する走行モータと、転舵輪である後輪の転舵角（操舵角）を制御する油圧ポンプに動力を伝達する油圧アクチュエータ用モータ（ステアリングモータ）と、昇降体を制御する油圧ポンプに動力を伝達する油圧アクチュエータ用モータ（荷役モータ）と、走行モータ、ステアリングモータ、荷役モータそれぞれを駆動する電力変換装置を備える。

特開２００１−１１３９８９号公報

電池の容量は有限である一方、フォークリフトには長い動作可能時間が要求される。限られた電池容量内で長時間動作を実現するためには、走行モータおよび荷役モータでの消費電力を抑制する必要がある。走行モータや荷役モータの消費電力を制限するには、電流すなわちトルクを制限する必要があるが、それを一律に制限すると、加速したいときに加速しない、坂が上れない、あるいは重い荷物を持ち上げたいときに時間がかかるなど、快適な操作感が損なわれ、ユーザがストレスを感じるという問題が生ずる。

本発明者は、この問題を解決するために、トルクの制限値が異なる複数のモード、たとえば通常モードとエコモードを用意することを検討した。通常モードではストレスのない操作感が得られ、エコモードでは操作感が犠牲となる代わりに、電池の寿命を延ばすことができる。

しかしながらこの場合に、フォークリフトのフロントパネルに、モードを切りかえるためのセレクタを設け、ユーザが任意に選択できるようにすると、ユーザはモードの切りかえが煩わしくなり、結局はモードを切りかえることなく、同じモード、おそらく通常モードで固定的に使用するという状況が生ずることが予想される。

本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、消費電力を低減可能なフォークリフトの提供にある。

本発明のある態様は、フォークリフトの車輪に動力を伝達する走行モータに電力を供給する電力変換装置に関する。電力変換装置は、ユーザが走行モータを制御するための走行操作手段から走行操作量を示す信号を受け、当該走行操作量に応じたトルク指令値を生成する指令値生成部と、トルク指令値を、走行モータの回転−トルク（Ｎ−Ｔ）特性の上限を規定する制限曲線以下に制限するトルク制限部であって、複数のモードごとにあらかじめ定められた制限曲線を保持しており、走行操作量に応じて、モードを切りかえることにより制限曲線を切りかえるトルク制限部と、トルク指令値に応じた電力を走行モータに供給するインバータと、を備える。

この態様によると、ユーザがモードを意識せずに、走行操作手段を操作すると、走行操作量に応じてモードが自動的に切りかわる。その結果、ユーザが意図的にモードを切りかえる必要がなくなり、消費電力を低減できる。

トルク制限部は、走行操作量と所定のしきい値との比較結果に応じて、モードを切りかえてもよい。
走行操作量が大きい場合、すなわちアクセルの踏み込み量が大きく、あるいは走行レバーを大きく傾けた場合には、ユーザが高速走行を意図している可能性が高く、走行操作量が小さい場合、それほどの高い速度は必要ない可能性が高い。そこで走行操作量が大きい場合には、高トルクを出力するモードを選択し、走行操作量が小さい場合には、低トルクを出力するモードを選択することにより、ユーザの操作感を損なわずに、消費電力を低減できる。

トルク制限部は、走行操作量と所定のしきい値との比較結果に加えて、操作時間に応じて、モードを切りかえてもよい。

トルク制限部は、あらかじめ定められたイベントの発生を監視し、その結果にもとづいてモードを切りかえてもよい。

トルク制限部は、走行モータが加減速を繰り返したか否かを検出する加減速検出部を含み、検出結果に応じてモードを切りかえてもよい。
フォークに荷物を載せる際には、荷物に対してフォークを高い精度で制御する必要がある。またフォークから荷物をおろす際にも、荷物を下ろす場所に対してフォークを高い精度で制御する必要がある。この場合、フォークリフトのユーザは走行操作手段を頻繁に動かしながら、車体を前後に動かす動作を繰り返し、位置決めを行う。そしてこのように車体を細かく動かす際には、走行モータのトルクが低くても、ユーザはストレスを感じにくい。そこで、加減速の繰り返しを検出し、検出された場合には、低トルクを出力するモードを選択することにより、ユーザの操作感を損なわずに、消費電力を低減できる。

トルク制限部は、フォークリフトが登坂中か否かを検出する登坂検出部を含み、検出結果に応じてモードを切りかえてもよい。
登坂には高トルクが必要とされる。そこで登坂を検出した場合には、高トルクを出力するモードを選択することにより、操作感を高めることができる。

トルク制限部は、フォークリフトの車体の急旋回を検出する急旋回検出部をさらに備え、検出結果に応じてモードを切りかえてもよい。
急旋回を行う際には、走行モータのトルクが低くても、ユーザはストレスを感じにくい。そこで、急旋回が検出された場合には、低トルクを出力するモードを選択することにより、ユーザの操作感を損なわずに、消費電力を低減できる。

トルク制限部は、フォークに荷物が積載されているか否かを検出する荷物検出部をさらに備え、検出結果に応じてモードを切りかえてもよい。
フォークリフトが荷物を搭載した状態で、急発進、高速移動、急停止を行うと、車体が不安定となるため、かえってトルクは制限することが望ましい。そこで荷物の搭載が検出された場合には、低トルクを出力するモードを選択することにより、車体の安定性を確保しつつ、消費電力を低減できる。

トルク制限部は、荷物の重さを検出する重力検出部をさらに備え、検出結果に応じてモードを切りかえてもよい。
荷物が重い場合に、トルクが低いと加速が遅くなり、操作感が損なわれる。そこで、高トルクを出力するモードを選択することで操作感を維持できる。

トルク制限部は、所定のアップシーケンスイベントを検出すると、トルクの制限値が１段階高いモードに切りかえ、所定のダウンシーケンスイベントを検出すると、トルクの制限値が１段階低いモードに切りかえてもよい。

トルク制限部は、第１モードと、第２モードが切りかえ可能に構成され、第１モードに対して第１制限曲線が規定され、第２モードに対して第１制限曲線よりも上限が高い第２制限曲線が規定されてもよい。

トルク制限部は、第１モード、第２モードに加えて第３モードが規定され、第３モードに対して第２制限曲線よりも上限が高い第３制限曲線が規定されてもよい。

本発明の別の態様はフォークリフトに関する。フォークリフトは、車体と、車体を支持する車輪と、車輪に動力を伝達する走行モータと、走行モータを駆動する上述のいずれかの態様の電力変換装置と、を備えてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、消費電力を低減できる。

フォークリフトの外観図を示す斜視図である。 フォークリフトの操縦パネルの一例を示す図である。 フォークリフトの電気系統、機械系統の構成を示すブロック図である。 第１電力変換装置の構成を示すブロック図である。 回転−トルク特性を示す図である。 図６（ａ）〜（ｄ）は、走行操作量に応じたモード切りかえの例を示す波形図である。 トルク制限部の構成例を示すブロック図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

図１は、フォークリフトの外観図を示す斜視図である。フォークリフト６００は、車体（シャーシ）６０２、フォーク６０４、昇降体（リフト）６０６、マスト６０８、車輪６１０、６１２を備える。マスト６０８は車体６０２の前方に設けられる。昇降体６０６は、油圧アクチュエータ（図１（ａ）に不図示、図３の１１６）などの動力源によって駆動され、マスト６０８に沿って昇降する。昇降体６０６には、荷物を支持するためのフォーク６０４が取り付けられている。

図２は、フォークリフトの操縦パネル７００の一例を示す図である。操縦パネル７００は、イグニッションスイッチ７０２、ステアリングホイール７０４、リフトレバー７０６、アクセルペダル７０８、ブレーキペダル７１０、ダッシュボード７１４、前後進レバー７１２を備える。

イグニッションスイッチ７０２は、フォークリフト６００の起動用のスイッチである。ステアリングホイール７０４は、フォークリフト６００の操舵を行うための操作手段である。リフトレバー７０６は、昇降体６０６を上下に移動させるための操作手段である。アクセルペダル７０８は、走行用の車輪の回転を制御する操作手段であり、ユーザが踏み込み量を調節することでフォークリフト６００の走行が制御される。ユーザがブレーキペダル７１０を踏み込むと、ブレーキがかかる。前後進レバー７１２は、フォークリフト６００の走行方向を、前進と後進で切りかえるためのレバーである。そのほか、図示しないインチングペダルが設けられてもよい。

続いて、フォークリフト６００の構成を、走行、荷役、操舵それぞれについて説明する。図３は、フォークリフト６００の電気系統、機械系統の構成を示すブロック図である。ＥＣＵ（電子制御コントローラ）１１０は、フォークリフト６００全体を制御するためのプロセッサである。

（走行）
ＥＣＵ１１０は、前後進レバー７１２からの前進、後進を指示する信号と、アクセルペダル７０８からの、踏み込み量に応じた走行操作量を示す信号を受け、それに応じた信号（走行操作量ともいう）Ｓ１を第１電力変換装置２００に出力する。第１電力変換装置２００は、走行操作量Ｓ１に応じて走行モータＭ１に供給する電力を制御する。走行操作量Ｓ１は、走行モータＭ１の目標回転数を指示する速度指令値と相関を有する。駆動輪である前輪６１０は、ドライブシャフト１１４と接続される。ギアボックス１１２およびドライブシャフト１１４は、走行モータＭ１からの動力を前輪６１０に伝達する。

（荷役）
リフトレバー７０６の傾きによって、昇降体６０６の上下動が制御される。ＥＣＵ１１０は、リフトレバー７０６の傾きを検出し、傾きに応じた荷役操作量Ｓ２を示す信号を第２電力変換装置１０２に出力する。第２電力変換装置１０２は、荷役操作量Ｓ２に応じた電力を荷役モータＭ２に供給し、その回転を制御する。昇降体６０６は、油圧アクチュエータ１１６と連結される。油圧アクチュエータ１１６は、荷役モータＭ２が生成する回転運動を、直線運動に変換し、昇降体６０６を制御する。

（操舵）
レゾルバ１２２は、ステアリングホイール７０４の回転角を検出し、回転角を示す信号をＥＣＵ１１０に出力する。ＥＣＵ１１０は、回転角に応じた制御信号Ｓ３を第３電力変換装置１０４に出力する。第３電力変換装置１０４は、制御信号Ｓ３に応じた電力をステアリングモータＭ３に供給し、その回転数を制御する。転舵輪である後輪６１２は、タイロッド１２６を介してギアボックス１２４と連結される。ステアリングモータＭ３の回転運動は、油圧アクチュエータ１１８およびギアボックス１２４を介して、タイロッド１２６に伝達され、操舵が制御される。

以上がフォークリフト６００全体の構成の説明である。続いて実施の形態に係る第１電力変換装置２００の構成を説明する。

図４は、第１電力変換装置２００の構成を示すブロック図である。第１電力変換装置２００は、コントローラ２０２およびインバータ２２０を備える。インバータ２２０は、出力段２２４Ｕ〜２２４Ｗ、ゲート駆動回路２２２Ｕ〜２２２Ｗを備える。出力段２２４はそれぞれ、Ｐ線とＮ線の間に直列に設けられた上アームと下アームを含む。ゲート駆動回路２２２Ｕ〜Ｗはそれぞれ、コントローラ２０２からの駆動信号Ｓ７に応じて、対応する出力段２２４Ｕ〜Ｗをスイッチングする。

コントローラ２０２は、指令値生成部２０３、トルク制限部２０８、メモリ２１２、パルス変調器２１０を含む。
指令値生成部２０３は、ＥＣＵ１１０から制御指令値として、走行操作量Ｓ１を示す信号を受け、走行操作量Ｓ１に応じたトルク指令値Ｓ５を生成する。指令値生成部２０３の構成は特に限定されないが、たとえば指令値生成部２０３は、減算器２０４およびＰＩ（比例・積分）制御部２０６を含む。減算器２０４には、走行モータＭ１の回転状態（回転数）を示す検出信号Ｓ４がフィードバックされる。減算器２０４は、走行操作量Ｓ１と検出信号Ｓ４の偏差を算出する。ＰＩ制御部２０６は、偏差を受け、偏差がゼロとなるように値が制御されるトルク指令値Ｓ５を出力する。

トルク制限部２０８は、トルク指令値Ｓ５を、走行モータＭ１の回転−トルク（Ｎ−Ｔ）特性の上限を規定する制限曲線以下に制限する。図５は、回転−トルク特性を示す図である。トルク制限部２０８は複数のモードが切りかえ可能に構成され、モードごとに、制限曲線が定義される。本実施の形態では、トルク制限部２０８は３つのモード（第１〜第３モード）が切りかえ可能であり、図５には３つの制限曲線（i）〜（iii）が例示される。第１モードを省エネモード、第２モードを通常モード、第３モードをパワーモードとも称する。モードごとの制限曲線は、メモリ２１２に格納される。

後述するようにトルク制限部２０８は、フォークリフト６００に対する操作入力、フォークリフト６００の動作状態に応じて、自律的にモードを切りかえ、トルク指令値Ｓ５に対して適用する制限曲線を切りかえる。

パルス変調器２１０は、トルク制限部２０８によって制限を受けたトルク指令値Ｓ６を受け、トルク指令値Ｓ６に応じてパルス変調された駆動信号Ｓ７を生成する。その結果、インバータ２２０は、トルク指令値Ｓ６に応じた電力を、走行モータＭ１に供給する。

以上が第１電力変換装置２００の構成である。続いてトルク制限部２０８によるモード制御を説明する。

（走行操作量にもとづくモード制御）
トルク制限部２０８は、走行操作量Ｓ１に応じて、モードを切りかえることにより、制限曲線を切りかえる。カウンターフォークリフトにおいては、走行操作量Ｓ１は、アクセルペダル７０８の踏み込み量に対応し、リーチフォークリフトでは、走行レバー（アクセルレバー）の傾きが走行操作量Ｓ１に対応する。

図６（ａ）〜（ｄ）は、走行操作量に応じたモード切りかえの例を示す波形図である。縦軸は、走行操作量Ｓ１を、横軸は、アクセルペダル７０８を踏み込みはじめてからの経過時間（操作時間）を示す。ＭＯＤＥ１〜ＭＯＤＥ３はそれぞれ、第１モード（省エネモード）、第２モード（通常モード）、第３モード（ハイパワーモード）を示す。図６（ａ）では、トルク制限部２０８は、走行操作量Ｓ１と所定のしきい値ＴＨ１、ＴＨ２との比較結果に応じて、モードを切りかえる。走行操作量Ｓ１が大きい場合、すなわちアクセルの踏み込み量が大きく、あるいは走行レバーを大きく傾けた場合には、ユーザが高速走行を意図している可能性が高く、走行操作量Ｓ１が小さい場合、それほどの高い速度は必要ない可能性が高い。そこで走行操作量Ｓ１が大きい場合には、高トルクを出力するモードを選択し、走行操作量Ｓ１が小さい場合には、低トルクを出力するモードを選択することにより、ユーザの操作感を損なわずに、消費電力を低減できる。

図６（ｂ）〜（ｄ）の例では、トルク制限部２０８は、走行操作量Ｓ１と所定のしきい値ＴＨ１、ＴＨ２との比較結果に加えて、アクセルペダル７０８の操作時間ｔを、モードの切りかえに反映させる。図６（ｂ）では、ｔ＜ｔ１においては、Ｓ１＜ＴＨ１のとき第１モードが選択され、ＴＨ１＜Ｓ１＜ＴＨ２のとき第２モードが選択され、ＴＨ２＜Ｓ１の範囲のとき第３モードが選択される。ｔ１＜ｔ＜ｔ２においては、Ｓ１＜ＴＨ２のとき第２モードが選択され、ＴＨ２＜Ｓ１のとき第３モードが選択される。ｔ２＜ｔ＜ｔ３においては、Ｓ１＜ＴＨ２のとき第２モードが選択され、ＴＨ２＜Ｓ１のとき第３モードが選択される。ｔ３＜ｔにおいては、第３モードが選択される。

図６（ｃ）では、ｔ＜ｔ１においては第１モードが選択される。ｔ１＜ｔ＜ｔ２においては、Ｓ１＜ＴＨ１のとき第１モードが選択され、ＴＨ１＜Ｓ１のとき第２モードが選択される。ｔ２＜ｔにおいては、Ｓ１＜ＴＨ１のとき第１モードが選択され、ＴＨ１＜Ｓ１＜ＴＨ２のとき第２モードが選択され、ＴＨ２＜Ｓ１のとき第３モードが選択される。

図６（ｄ）では、ｔ＜ｔ１においては、Ｓ１＜ＴＨ１のとき第１モードが選択され、ＴＨ１＜Ｓ１のとき第２モードが選択される。ｔ１＜ｔにおいては、Ｓ１＜ＴＨ１のとき第２モードが選択され、ＴＨ１＜Ｓ１のとき第３モードが選択される。
トルク制限部は、フォークリフトが登坂中か否かを検出する登坂検出部を含み、検出結果に応じてモードを切りかえてもよい。

図６（ｂ）、（ｄ）においても、図６（ｃ）と同様にモードの境界を傾斜させてもよい。当業者には、図６（ａ）〜（ｄ）に例示されるマップ以外にも、さまざまなマップが定義しうることが理解され、それらも本発明の範囲に含まれる。

（車両の状態にもとづくモード制御）
図７は、トルク制限部２０８の構成例を示すブロック図である。
トルク制限部２０８は、イベント検出部２３０、モードセレクタ２４０、クランパ２４２を備える。イベント検出部２３０は、モードを遷移させる契機となるイベントを検出する。

モードセレクタ２４０は、上述の走行操作量Ｓ１に加えて、検出されたイベントの種類に応じてモードを選択する。モードセレクタ２４０は、選択したモードに応じた制限曲線をメモリ２１２から読み出し、クランパ２４２に出力する。クランパ２４２は、与えられた制限曲線を超えないように、トルク指令値Ｓ５をクランプする。

イベント検出部２３０は、加減速検出部２３２、登坂検出部２３４、急旋回検出部２３６、荷物検出部２３８を備える。

加減速検出部２３２は、走行モータＭ１が加減速を繰り返したか否かを検出し、連続的な加減速を検出するとアサートされる検出信号Ｓ１１を生成する。加減速検出部２３２は、走行操作量Ｓ１、トルク指令値Ｓ５、走行モータＭ１のコイルに流れる電流、走行モータＭ１の回転状態を示す検出信号Ｓ４、あるいは前後進レバー７１２への操作入力のいずれか、あるいはそれらの組み合わせにもとづいて、連続的な加減速を検出してもよい。モードセレクタ２４０は、検出信号Ｓ１１がアサートされると、複数のモードの中から、トルク制限値が低いモード、すなわち第１モード（省エネモード）、あるいは第２モード（通常モード）を選択する。

フォークに荷物を載せる際には、荷物に対してフォークを高い精度で制御する必要がある。またフォークから荷物をおろす際にも、荷物を下ろす場所に対してフォークを高い精度で制御する必要がある。この場合、フォークリフトのユーザは走行操作手段であるアクセルペダル７０８、前後進レバー７１２を頻繁に動かしながら、車体を前後に動かす動作を繰り返し、位置決めを行う。そしてこのように車体を細かく動かす際には、走行モータＭ１のトルクが低くても、ユーザはストレスを感じにくい。そこで、加減速の繰り返しが検出された場合には、低トルクを出力するモードを選択することにより、ユーザの操作感を損なわずに、消費電力を低減できる。

登坂検出部２３４は、フォークリフト６００が登坂中か否かを検出し、登坂状態でアサート（たとえばハイレベル）される検出信号Ｓ１２を生成する。たとえば登坂検出部２３４は、重力センサ、加速度センサ、傾斜センサなどを用いて構成できる。モードセレクタ２４０は、検出信号Ｓ１２がアサートされると、複数のモードの中から、トルク制限値が高いモード、すなわち第３モード（ハイパワーモード）、あるいは第２モード（通常モード）を選択する。一般に登坂には高トルクが必要とされる。そこで登坂を検出した場合には、高トルクを出力可能なモードを選択することにより、操作感を高めることができる。

急旋回検出部２３６は、フォークリフトの車体の急旋回の発生を監視し、急旋回を検出するとアサートされる検出信号Ｓ１３を生成する。急旋回検出部２３６は、回転方向の加速度センサの出力、ステアリングホイール７０４への操作入力などにもとづいて検出できる。モードセレクタ２４０は、検出信号Ｓ１３がアサートされると、複数のモードの中から、トルク制限値が低いモード、すなわち第１モード（省エネモード）、あるいは第２モード（通常モード）を選択する。

急旋回を行う際には、走行モータのトルクが低くても、ユーザはストレスを感じにくい。また安全性の観点からも速度はある程度制約した方が好ましい場合もある。そこで、急旋回が検出された場合には、低トルクを出力するモードを選択することにより、ユーザの操作感を損なわずに、消費電力を低減できる。

荷物検出部２３８は、フォークに荷物が積載されているか否かを監視し、荷物が検出されるとアサートされる検出信号Ｓ１４を生成する。荷物の積載の有無および／またはその重量は、重量センサの出力にもとづいて検出してもよい。あるいは荷物の積載の有無は、リフトレバー７０６の操作入力（荷役操作量Ｓ２）にもとづいて検出してもよい。モードセレクタ２４０は、検出信号Ｓ１４がアサートされると、複数のモードの中から、トルク制限値が低いモード、すなわち第１モード（省エネモード）、あるいは第２モード（通常モード）を選択する。

フォークリフトが荷物を搭載した状態で、急発進、高速移動、急停止を行うと、車体が不安定となるため、安全性の観点からはかえってトルクは制限することが望ましい。そこで荷物の搭載が検出された場合には、低トルクを出力するモードを選択することにより、車体の安定性を確保しつつ、消費電力を低減できる。

一方で、フォークリフトが重い荷物を搭載した状態では、トルクを制限すると、加速が悪くなり操作感が損なわれることになる。そこである程度重い荷物の搭載が検出された場合には、高トルクを出力するモードを選択することで操作感を維持してもよい。

荷物の積載時において、低トルクとすべきか、高トルクとすべきかは、荷物の重量や運転状況に応じて選択してもよい。あるいは、重さにかかわらず、安全性を優先して第１モード、第２モードを選択してもよいし、操作感を優先して第２モード、第３モードを選択してもよい。

以上がフォークリフト６００の構成である。続いてその動作を説明する。
ユーザがアクセルペダル７０８および前後進レバー７１２を操作しながら、フォークリフト６００を走行させると、走行操作量Ｓ１に応じてモードが制御される。その際には、各種イベントの発生が監視されており、イベントが検出されるとモードに反映される。すなわちモードセレクタ２４０は、走行操作量Ｓ１にもとづくモード制御と、イベント検出部２３０の検出結果にもとづくモード制御を併用する。

たとえばモードセレクタ２４０は、イベントが検出されない状態では、走行操作量Ｓ１にもとづいてモードを選択し、イベントが発生すると、そのイベントに応じたモードを選択する。

以上がフォークリフト６００の動作である。
このフォークリフト６００によれば、ユーザがモードを意識せずに、走行操作手段であるアクセルペダル７０８、前後進レバー７１２を操作すると、走行操作量Ｓ１に応じてモードが自動的に切りかわる。その結果、ユーザが意図的にモードを切りかえる必要がなくなり、消費電力を低減できる。

またフォークリフト６００のさまざまな動作状態に対応づけられるイベントにもとづいてモードを選択することにより、ユーザがモードを意識せずに、フォークリフト６００が自律的にモードを選択することができ、消費電力を低減できる。これにより、フォークリフト６００の連続動作時間を延ばすことができ、作業効率を高めることができる。

以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例を説明する。

以上が、車両の状態にもとづくモード制御である。これまでの説明では、各イベントごとに、設定すべきモードが定まる場合を説明したが、本発明はそれには限定されない。モードセレクタ２４０は、イベントが検出されるたびに、モードを１段階ずつ遷移させてもよい。本実施の形態において、モードを１段階トルクの上限が高くなる方向に遷移させる契機となるイベントをアップシーケンスイベントと称する。反対に、モードを１段階トルクの上限が低くなる方向に遷移させる契機となるイベントをダウンシーケンスイベントと称する。たとえば「登坂状態」、「重い荷物の積載」は、アップシーケンスイベントであり、その他の「加減速の繰り返し」、「急旋回」、「軽い荷物の積載」はダウンシーケンスイベントに対応づけることができる。

６００…フォークリフト、６０２…車体、６０４…フォーク、６０６…昇降体、６０８…マスト、６１０…前輪、６１２…後輪、１００…電池、２００…第１電力変換装置、１０２…第２電力変換装置、１０４…第３電力変換装置、１１０…ＥＣＵ、１１２…ギアボックス、１１４…ドライブシャフト、１１６，１１８…油圧アクチュエータ、１２０…ステアリングシャフト、１２２…レゾルバ、１２４…ギアボックス、１２６…タイロッド、２０２…コントローラ、２０３…指令値生成部、２０４…減算器、２０６…ＰＩ制御部、２０８…トルク制限部、２１０…パルス変調器、２１２…メモリ、２２０…インバータ、２２２…ゲート駆動回路、２２４…出力段、２３０…イベント検出部、２３２…加減速検出部、２３４…登坂検出部、２３６…急旋回検出部、２３８…荷物検出部、２４０…モードセレクタ、２４２…クランパ、Ｍ１…走行モータ、Ｍ２…荷役モータ、Ｍ３…ステアリングモータ、７００…操縦パネル、７０２…イグニッションスイッチ、７０４…ステアリングホイール、７０６…リフトレバー、７０８…アクセルペダル、７１０…ブレーキペダル、７１２…前後進レバー、７１４…ダッシュボード。

Claims (12)

1. フォークリフトの車輪に動力を伝達する走行モータに電力を供給する電力変換装置であって、
   ユーザが前記走行モータを制御するための走行操作手段から走行操作量を受け、当該走行操作量に応じたトルク指令値を生成する指令値生成部と、
   前記トルク指令値を、前記走行モータの回転−トルク（Ｎ−Ｔ）特性の上限を規定する制限曲線以下に制限するトルク制限部であって、省エネモード、通常モードおよびハイパワーモードの中から選択される複数のモードごとにあらかじめ定められた制限曲線を保持しており、前記走行操作量に応じて、モードを切りかえることにより前記制限曲線を切りかえるトルク制限部と、
   前記トルク指令値に応じた電力を前記走行モータに供給するインバータと、
   を備えることを特徴とする電力変換装置。
2. 前記トルク制限部は、前記走行操作量と所定のしきい値との比較結果に応じて、前記モードを切りかえることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記トルク制限部は、前記走行操作量と所定のしきい値との比較結果に加えて、操作時間に応じて、前記モードを切りかえることを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記トルク制限部は、あらかじめ定められたイベントの発生を監視し、その結果にもとづいて前記モードを切りかえることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電力変換装置。
5. 前記トルク制限部は、前記走行モータが加減速を繰り返したか否かを検出する加減速検出部を含み、検出結果に応じて前記モードを切りかえることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電力変換装置。
6. 前記トルク制限部は、前記フォークリフトが登坂中か否かを検出する登坂検出部を含み、検出結果に応じて前記モードを切りかえることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電力変換装置。
7. 前記トルク制限部は、前記フォークリフトの車体の急旋回を検出する急旋回検出部を含み、検出結果に応じて前記モードを切りかえることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電力変換装置。
8. 前記トルク制限部は、フォークに荷物が積載されているか否かを検出する荷物検出部をさらに備え、検出結果に応じてモードを切りかえることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の電力変換装置。
9. 前記トルク制限部は、所定のアップシーケンスイベントを検出すると、トルクの制限値が１段階高いモードに切りかえ、所定のダウンシーケンスイベントを検出すると、トルクの制限値が１段階低いモードに切りかえることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の電力変換装置。
10. 前記トルク制限部は、第１モードと、第２モードが切りかえ可能に構成され、
    前記第１モードに対して第１制限曲線が規定され、前記第２モードに対して前記第１制限曲線よりも上限が高い第２制限曲線が規定されることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の電力変換装置。
11. 前記トルク制限部は、前記第１モード、前記第２モードに加えて第３モードが規定され、
    前記第３モードに対して前記第２制限曲線よりも上限が高い第３制限曲線が規定されることを特徴とする請求項１０に記載の電力変換装置。
12. 車体と、
    前記車体を支持する車輪と、
    前記車輪に動力を伝達する走行モータと、
    前記走行モータを駆動する請求項１から１１のいずれかに記載の電力変換装置と、
    を備えることを特徴とするフォークリフト。

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