JPH10251000A - バッテリー式フォークリフトのモータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の高速走行時等における走行性能を向上
させながら、バイパスコンタクタＯＦＦ時のアーク発生
の問題をなくす。 【解決手段】 高速走行時には荷役操作を禁止するべ
く、ポンプモータ９の運転を停止する。コンタクタ１１
の切り換えにより、ポンプモータ９用の第２のパワート
ランジスタ１０を走行用モータ１側の第１のパワートラ
ンジスタ２と並列接続する。これら二つのパワートラン
ジスタ２，１０のチョッパ制御により走行用モータ１を
可変制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリー式のフ
ォークリフトのモータ制御装置に関し、特に、直流式の
走行用モータをチョッパ制御方式で制御する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のバッテリー式フォークリフトに
おけるモータ制御装置として特開昭６２−５８８９３号
公報および特開昭６２−５８８９４号公報に記載されて
いるものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来の技術では、
走行用モータとチョッパ制御用のパワートランジスタお
よびバッテリーとを直列に接続した給電回路に、前記パ
ワートランジスタと並列にバイパスコンタクタを設け、
アクセルセンサ等による速度指令信号が所定値未満の場
合には、その速度指令信号に追従して走行用モータに印
加する電圧を可変するべくパワートランジスタをＯＮ−
ＯＦＦ制御する一方、速度指令信号が所定値以上となっ
た場合には、バイパスコンタクタを投入し、パワートラ
ンジスタを短絡して走行用モータに電源電圧が印加され
るように制御することを基本としている。

【０００４】そして、速度指令信号が再び所定値未満ま
で復帰した場合には、バイパスコンタクタをＯＦＦにす
るものであるが、その際に上記のパワートランジスタを
所定時間ＯＮにすることによって、バイパスコンタクタ
のＯＦＦ動作に伴うその接点部でのアークの発生を防止
するようにしている。

【０００５】しかしながら、前述したようにバイパスコ
ンタクタがＯＮしないかぎり、走行用モータは速度指令
信号のレベルに追従してチョッパ制御によって可変制御
されるものの、そのチョッパ制御可能な領域はパワート
ランジスタの定格によっておのずと制約される。したが
って、例えば高速走行時、登坂走行時および溝脱出時の
ように（以下、高速走行時等という）速度指令信号のレ
ベルが大きくなると、チョッパ制御領域からバイパスコ
ンタクタのＯＮ状態へと切り換わってしまい、結果的に
高速走行時等における走行性能の向上に限界がある。

【０００６】また、上記のバイパスコンタクタのＯＦＦ
時にパワートランジスタを所定時間だけ導通させること
により、そのバイパスコンタクタの接点部でのアークの
発生を防止することができたとしても、そもそもパワー
トランジスタの許容電流値以上の電流がバイパスコンタ
クタを流れているときには、パワートランジスタを導通
させるとそのトランジスタの破壊を招くことからパワー
トランジスタをＯＮさせることができず、このような場
合については所期の目的であるバイパスコンタクタＯＦ
Ｆ時のアークの発生を防止することができなくなる。

【０００７】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、車両の高速走行時等においてもチョッパ制
御による走行用モータの可変制御ができるようにして、
その高速走行時等における走行性能の向上を図り、併せ
て、従来はアーク消去が不可能であった大電流時におい
てもバイパスコンタクタのＯＦＦ動作に伴うアークの発
生を防止できるようにした構造を提供しようとするもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、直流式の走行用モータと、この走行用モータに対し
てそれぞれ直列に接続され、前記走行用モータをチョッ
パ制御する第１のパワートランジスタおよびバッテリー
と、前記走行用モータに対して並列的に設けられ、荷役
作業用の油圧ポンプを駆動するためのポンプモータと、
前記第１のパワートランジスタに対して並列的に設けら
れ、ポンプモータをチョッパ制御する第２のパワートラ
ンジスタと、前記ポンプモータと第２のパワートランジ
スタとの間に介挿され、この第２のパワートランジスタ
をポンプモータに対して直列接続するか第１のパワート
ランジスタに対して並列接続するかを選択的に切り換え
る切換手段と、速度指令信号および荷役レバーセンサか
らの信号を入力として各信号レベルに応じて第１，第２
のパワートランジスタを制御する一方、速度指令信号レ
ベルが基準レベル未満の時には第２のパワートランジス
タをポンプモータに直列接続し、かつ基準レベル以上の
時には第２のパワートランジスタを第１のパワートラン
ジスタに並列接続するように前記切換手段を切換制御す
る制御手段とを備えていることを特徴としている。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明における第１のパワートランジスタと並列に制御
手段によってＯＮ−ＯＦＦ制御されるバイパスコンタク
タが接続されていて、前記制御手段は、速度指令信号レ
ベルが第１の基準レベル未満の時に第２のパワートラン
ジスタをポンプモータに直列接続するとともに、速度指
令信号レベルが第１の基準レベル以上で第２の基準レベ
ル未満の時には第２のパワートランジスタを第１のパワ
ートランジスタに並列接続し、かつ速度指令信号レベル
が第２の基準レベル以上の時にはバイパスコンタクタが
ＯＮ状態となるように前記切換手段およびバイパスコン
タクタをそれぞれ切換制御するものであることを特徴と
している。

【００１０】上記の速度指令信号としては、例えばアク
セルペダルに付設されてそのアクセルペダルの踏込量を
電圧信号として出力するアクセルセンサの信号を用いる
ことができる。

【００１１】したがって、請求項１に記載の発明では、
第２のパワートランジスタは本来、荷役作業用の油圧ポ
ンプを駆動するためのポンプモータをチョッパ制御する
ために設けられているものであるが、前述したように速
度指令信号に追従して大電流が流れる高速走行時等にお
いては、車両の安定性を保つ上から荷役作業を行うこと
はまれである。

【００１２】そこで、速度指令信号が基準レベル以上の
ときには、ポンプモータをチョッパ制御するための第２
のパワートランジスタを、走行用モータをチョッパ制御
するための第１のパワートランジスタに対して並列接続
し、実質的に高速走行時等における荷役作業を強制的に
不能にする一方、その第２のパワートランジスタを第１
のパワートランジスタとともに走行用モータのチョッパ
制御に一時的に使用する。

【００１３】これにより、並列接続された第１，第２の
パワートランジスタのために、トランジスタの見かけ上
の全許容電流がおよそ倍くらいまで増加し、相対的にチ
ョッパ制御可能な領域が拡大化されて、高速走行時等に
おいても速度指令信号のレベルに追従して走行用モータ
のチョッパ制御が可能となる。

【００１４】しかも、上記のように高速走行時等におい
ては、ポンプモータの停止によって荷役作業が禁止され
ても実害は全くなく、逆にその高速走行時等における荷
役作業を積極的に禁止することで一段と安全性も高いも
のとなる。

【００１５】また、請求項２に記載のように、第１のパ
ワートランジスタと並列にバイパスコンタクタが設けら
れている場合には、第１，第２のパワートランジスタが
並列接続されることによって上記のようにトランジスタ
の全許容電流がおよそ倍くらいまで増加していることか
ら、従来よりも大きな電流が流れている状態でバイパス
コンタクタをＯＦＦにしたとしても、その接点部でのア
ークの発生を防止することができるようになる。

【００１６】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、高速走
行時等のように速度指定信号が基準レベル以上にあると
きには、ポンプモータをチョッパ制御するための第２の
パワートランジスタを、走行用モータをチョッパ制御す
るための第１のパワートランジスタに対して並列接続し
て、その第２のパワートランジスタまでも走行用モータ
のチョッパ制御に一時的に使用するようにしたことか
ら、トランジスタの全許容電流の増大に伴って相対的に
チョッパ制御可能な領域が拡大化されて、従来はチョッ
パ制御が不可能であった高速走行時等においても走行用
モータのチョッパ制御が可能となって、特にその高速走
行時等における走行性能が向上する効果がある。

【００１７】しかも、第２のパワートランジスタを走行
用モータのチョッパ制御に使用することは、その間すな
わち高速走行時等においては実質的にポンプモータの起
動が阻止されて荷役作業が強制的に禁止されることを意
味することから、一段と安全性が向上する効果がある。

【００１８】請求項２に記載の発明によれば、第１のパ
ワートランジスタと並列にバイパスコンタクタが接続さ
れている場合に、上記と同様にして、高速走行時等のよ
うに速度指定信号が第１の基準レベル以上で第２の基準
レベル未満であるときには、ポンプモータをチョッパ制
御するための第２のパワートランジスタを、走行用モー
タをチョッパ制御するための第１のパワートランジスタ
に対して並列接続して、その第２のパワートランジスタ
までも走行用モータのチョッパ制御に一時的に使用する
ようにしたことから、請求項１に記載の発明と同様の効
果のほかに、従来よりも大きな電流が流れている状態で
バイパスコンタクタをＯＦＦにしたとしても、その接点
部でのアークの発生を確実に防止することができる効果
がある。

【００１９】その上、回路を流れる電流が第２の基準レ
ベル以内にあるかぎりバイパスコンタクタをＯＮにする
必要がなく、上記のアークの発生の防止とも相俟って、
バイパスコンタクタの接点摩耗を低減することができ、
結果的にバイパスコンタクタの長寿命化を図ることがで
きる効果がある。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の好ましい実施の形
態を示す図であって、バッテリー式フォークリフトの走
行用モータと、荷役作業用の油圧ポンプを駆動するため
のポンプモータとを制御する回路の構成を示している。

【００２１】同図に示すように、直流式の走行用モータ
１と、このモータ１をチョッパ制御する第１のパワート
ランジスタ２およびバッテリー３とが直列に接続されて
走行用モータ１の給電回路を形成しており、また第１の
パワートランジスタ２と並列にバイパスコンタクタ４が
設けられている。そして、上記給電回路を流れる電流が
電流センサ５により検出されて制御部６に取り込まれる
一方、制御部６からの指令によりバイパスコンタクタ４
がＯＮ−ＯＦＦ制御される。

【００２２】また、制御部６には、速度指令信号として
アクセルセンサ７からの信号すなわちアクセルペダルの
踏込量に応じた電圧信号が入力されるようになってお
り、制御部６は、アクセルセンサ７からの信号に応じて
第１のパワートランジスタ２をチョッパ制御することに
より走行用モータ１を可変速制御する一方、そのアクセ
ルセンサ７からの信号が予め設定された基準レベルに達
すると第１のパワートランジスタ２を短絡するべくバイ
パスコンタクタ４をＯＮにして、結果的に電源電流をそ
のまま走行用モータ１に付与することにより走行用モー
タ１の出力をアップさせるようになっている。なお、８
はフライホイールダイオードである。

【００２３】一方、上記の走行用モータ１と第１のパワ
ートランジスタ２に対して並列関係となるように、互い
に直列関係にあるポンプモータ９と第２のパワートラン
ジスタ１０とが接続されているとともに、そのポンプモ
ータ９と第２のパワートランジスタ１０との間には切換
手段としてのコンタクタ１１が介装されている。このコ
ンタクタ１０は制御部６からの指令により作動して、ポ
ンプモータ９と第２のパワートランジスタ１０とを直列
接続する（可動接点１１ｃをａ接点側にする）か、第
１，第２のパワートランジスタ２，１０同士を並列接続
する（可動接点１１ｃをｂ接点側にする）かを選択的に
切り換える役目をする。

【００２４】また、上記のポンプモータ９に関連して、
リフト操作用、チルト操作用あるいはリーチ操作用等の
各荷役操作レバーに個別に対応した荷役レバーセンサ１
２が設けられており、各荷役レバーセンサ１２によって
それぞれの荷役操作レバーの操作量に応じた電圧信号が
検出されて制御部６に取り込まれるようになっている。

【００２５】そして、通常は可動接点１１ｃがａ接点側
にあることから、その荷役レバーセンサ１２からの電圧
信号に応じて第２のパワートランジスタ１０をチョッパ
制御することでポンプモータ９を可変速制御するように
なっている。なお、１３はフライホイールダイオードで
ある。

【００２６】ここで、従来より、バイパスコンタクタ４
がＯＮする状況としては、アクセルセンサ７からの信号
レバルがある程度大きい状態、すなわち高速走行、登坂
走行および溝脱出時等が考えられ、このような状況下で
の荷役操作が可能であることは、車両の安定性を保つ上
で必ずしも好ましいものではない。

【００２７】そこで、本実施の形態では、アクセルセン
サ７からの信号レベルが予め設定された所定の基準レベ
ルに達したならば、制御部６は、ポンプモータ９のチョ
ッパ制御を、荷役レバーセンサ１２からの信号レベルに
無関係に強制的に中止する。そして、コンタクタ１１を
ｂ接点側に切り換えて、第１のパワートランジスタ２に
対して第２のパワートランジスタ１０を並列接続する。

【００２８】この状態で、アクセルセンサ７からの信号
レベルに応じて、走行用モータ１を、第１，第２のパワ
ートランジスタ２，１０をチョッパ制御することによっ
て可変制御し、結果的にバイパスコンタクタ４をＯＮさ
せずに走行用モータ１の出力をアップすることができ
る。

【００２９】図２は、図１の回路構成のもとでの処理手
順を示しており、制御部６には基準レベル信号（電圧レ
ベル信号）として第１の基準レベルＶ₁と第２の基準レ
ベルＶ₂（Ｖ₁＜Ｖ₂）とが予め設定されている。

【００３０】同図に示すように、制御部６はアクセルセ
ンサ７からの信号レベルＶが第１の基準レベルＶ₁に達
しているかどうか判断し（ステップＳ₁）、Ｖ＞Ｖ₁でな
ければステップＳ₂に移行して、制御部６はアクセルセ
ンサ７からの信号レベルに応じて第１のパワートランジ
スタ２に指令を与えて、その第１のパワートランジスタ
２のみで走行用モータ１をチョッパ制御する。

【００３１】他方、Ｖ＞Ｖ₁である場合にはステップＳ₃
に移行して、そのアクセルセンサ７からの信号レベルＶ
が第２の基準レベルＶ₂に達しているかどうか判断す
る。そして、Ｖ＞Ｖ₂でない場合にはステップＳ₄に移行
し、制御部６は車両が高速走行等の状態にあると判断し
て、ポンプモータ９のチョッパ制御を禁止するべく、コ
ンタクタ１１に指令を与えて該コンタクタ１１を一旦Ｏ
ＦＦにし、結果的に第２のパワートランジスタ１０をＯ
ＦＦにする。さらに、コンタクタ１１の可動接点１１ｃ
をｂ接点側に切り換えて、第１のパワートランジスタ２
に対して第２のパワートランジスタ１０を並列接続する
（ステップｓ₅）。そして、アクセルセンサ７からの信
号レベルに応じて双方のパワートランジスタ２，１０を
デューティ制御し、この二つのパワートランジスタ２，
１０により走行用モータ１をチョッパ制御する（ステッ
プＳ₆）。

【００３２】また、ステップＳ₃でＶ＞Ｖ₂であると判断
された場合にはステップＳ₇に移行し、制御部６は第１
のパワートランジスタ２を短絡するべくバイパスコンタ
クタ４をＯＮにする。

【００３３】ここで、図３は、従来の制御方式による走
行用モータ１の出力とアクセルセンサ７の信号レベルと
の関係を、図４は本発明の実施の形態による走行用モー
タ１の出力とアクセルセンサ７の信号レベルとの関係を
それぞれ示しており、アクセルセンサ７からの信号レベ
ルＶが第１の基準レベルＶ₁にあるときに走行用モータ
１に流れる電流をＩ₁とし、同様に第２の基準レベルＶ₂
にあるときに走行用モータ１に流れる電流をＩ₂とし、
かつＩ₁＜Ｉ₂であるとする。

【００３４】図３から明らかなように、従来ではＩ₁よ
り大きな電流が流れたときには、第１のパワートランジ
スタ２がＯＦＦのままでバイパスコンタクタ４をＯＦＦ
にしているので、そのバイパスコンタクタ４の接点に生
ずるアークを消去することができなかったのに対して、
本実施の形態では、図４から明らかなように第２の基準
レベルＶ₂に対応するＩ₂の電流値までであれば、走行用
モータ１を二つのパワートランジスタ２，１０でチョッ
パ制御することができるようになってチョッパ制御可能
領域が拡大化されることから、バイパスコンタクタ４を
ＯＮにする必要がなく、それに伴って、バイパスコンタ
クタ４をＯＦＦにする頻度も少なくなる。

【００３５】したがって、双方のパワートランジスタ
２，１０を並列使いにすることによってトランジスタ
２，１０全体としての許容電流値が従来に比べておよそ
倍くらいまで増加し、従来ではアークを消去することが
できなかった大電流が流れている場合でも、確実にアー
クを消去することができるほか、従来ではチョッパ制御
できなかった高速走行領域までもチョッパ制御が可能と
なることによって、特に高速走行時等における走行性能
が一段と向上するとともに、相対的にバイパスコンタク
タ４をＯＮにする回数が減少することによって、結果的
にはバイパスコンタクタ４の接点の摩耗進行度合を低減
でき、そのバイパスコンタクタ４の寿命を伸ばすことが
できる。

【００３６】その上、上記のように、第１，第２のパワ
ートランジスタ２，１０のチョッパ制御によって走行用
モータ１を可変制御している間は、ポンプモータ９の停
止のために荷役操作が強制的に禁止されることになる
が、この状態では前述したように車両が高速走行、登坂
走行もしくは溝脱出状態にあることにほかならないこと
から、車両の安定性の悪化や荷くずれを回避でき、かえ
って安全性が高められることになる。

【００３７】ここで、図４に示したチョッパ制御領域で
の走行用モータ１の出力が要求性能を満足していれば、
図１に示したバイパスコンタクタ４を省略することもで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施の形態を示す回路説明
図。

【図２】図１の回路での処理手段を示すフローチャー
ト。

【図３】従来の制御における走行用モータの出力とアク
セルセンサの信号レベルとの関係を示す特性図。

【図４】図１の回路での走行用モータの出力とアクセル
センサの信号レベルとの関係を示す特性図。

【符号の説明】

１…走行用モータ ２…第１のパワートランジスタ ３…バッテリー ４…バイパスコンタクタ ６…制御部（制御手段） ７…アクセルセンサ ９…ポンプモータ １０…第２のパワートランジスタ １１…コンタクタ（切換手段） １２…荷役レバーセンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流式の走行用モータと、 この走行用モータに対してそれぞれ直列に接続され、前
   記走行用モータをチョッパ制御する第１のパワートラン
   ジスタおよびバッテリーと、 前記走行用モータに対して並列的に設けられ、荷役作業
   用の油圧ポンプを駆動するためのポンプモータと、 前記第１のパワートランジスタに対して並列的に設けら
   れ、ポンプモータをチョッパ制御する第２のパワートラ
   ンジスタと、 前記ポンプモータと第２のパワートランジスタとの間に
   介挿され、この第２のパワートランジスタをポンプモー
   タに対して直列接続するか第１のパワートランジスタに
   対して並列接続するかを選択的に切り換える切換手段
   と、 速度指令信号および荷役レバーセンサからの信号を入力
   として各信号レベルに応じて第１，第２のパワートラン
   ジスタを制御する一方、速度指令信号レベルが基準レベ
   ル未満の時には第２のパワートランジスタをポンプモー
   タに直列接続し、かつ基準レベル以上の時には第２のパ
   ワートランジスタを第１のパワートランジスタに並列接
   続するように前記切換手段を切換制御する制御手段、 とを備えていることを特徴とするバッテリー式フォーク
   リフトのモータ制御装置。
2. 【請求項２】 前記第１のパワートランジスタと並列に
   制御手段によってＯＮ−ＯＦＦ制御されるバイパスコン
   タクタが接続されていて、 前記制御手段は、速度指令信号レベルが第１の基準レベ
   ル未満の時に第２のパワートランジスタをポンプモータ
   に直列接続するとともに、速度指令信号レベルが第１の
   基準レベル以上で第２の基準レベル未満の時には第２の
   パワートランジスタを第１のパワートランジスタに並列
   接続し、かつ速度指令信号レベルが第２の基準レベル以
   上の時にはバイパスコンタクタがＯＮ状態となるよう
   に、前記切換手段およびバイパスコンタクタをそれぞれ
   切換制御するものであることを特徴とする請求項１記載
   のバッテリー式フォークリフトのモータ制御装置。