JPWO2014128870A1 - 産業車両、産業車両の電解液量状態管理システム、及び電動式フォークリフト - Google Patents

産業車両、産業車両の電解液量状態管理システム、及び電動式フォークリフト Download PDF

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Abstract

バッテリ液を有する複数の電池セルが直列接続されたバッテリ１１と、複数の電池セル間の電圧値を検出してバッテリ液不足を検出するバッテリ液不足検出部２２ａと、バッテリ液不足検出部２２ａによって検出されたバッテリ液不足の累積時間であるバッテリ液不足時間を算出するバッテリ液不足時間算出部２２ｂと、バッテリ液不足時間算出部２２ｂが算出したバッテリ液不足時間を記憶するメモリ２２ｄと、所定のタイミングに、メモリ２２ｄに記憶されたバッテリ液不足時間に時刻情報を付して管理サーバ１０２に出力させる通信コントローラ２１と、を備える。これによって、バッテリ液不足を簡易に検出し、バッテリ液不足の状態管理を容易に行うことができる。

Description

この発明は、バッテリ液不足を簡易に検出し、バッテリ液不足の状態管理を容易に行うことができる産業車両、産業車両の電解液量状態管理システム、及び電動式フォークリフトに関する。
フォークリフトなどの産業車両には、バッテリが搭載されている。特に、電動式フォークリフト（以下、バッテリフォークリフト）は、バッテリを動力源として走行モータを駆動して走行するとともに、荷役モータの駆動によって荷役装置を作動させて荷役作業を行う。ここで、バッテリが鉛蓄電池の場合、頻繁な充放電の繰り返し等によってバッテリのバッテリ液（電解液）が減少する。バッテリ液が減少した状態でバッテリを放電させると、バッテリ劣化を促進し、バッテリ寿命を短くするおそれがある。
一般に、バッテリが直列に接続されていると、充電も直列に行うことになる。ここで、いずれかのバッテリの容量が不足していると、不足しているバッテリの方に合わせて充電量が多くなってしまい、不足していない他方のバッテリは過充電の状態になってしまう。過充電は、バッテリの寿命を縮めることになる。
特に、バッテリ内のバッテリ液は、自然蒸発が無くとも電気分解によって減る場合がある。バッテリ液不足によってバッテリの電極板が露出すると、酸化によって電極板の劣化を促進させバッテリが破損に至る。このため、バッテリ液が不足した場合、バッテリ補充液を補水するようにしている。
このため、特許文献１には、バッテリ液面低下時の放電によるバッテリ劣化を抑制し、オペレータに対してバッテリ低下状態を確実に認識させるものが記載されている。特に、液面低下状態稼動時間に応じて走行モータのトルク制限を段階的に行うものが記載されている。
また、特許文献２には、バッテリ近傍に水素ガス濃度センサを設け、この水素ガス濃度センサが検出した水素ガス濃度をもとに、充電中に発生した水素ガスによる爆発を未然に防止するものが記載されている。
さらに、特許文献３には、液面センサによってバッテリ液不足を検知し、この検知結果をデータとして格納するものが記載されている。その後、このデータは、データ処理用のコンピュータによってデータ処理される。
特開２０１２−１００３７９号公報 特開２００３−００９４０２号公報 特開２００２−１２０９９９号公報
ところで、近年の産業車両は、通信システムを介して遠隔地から管理されるものが多くなってきている。一方、上述した従来のバッテリ液不足は、個々の車両毎に管理することが可能になっている。
ここで、遠隔地で管理される各産業車両に対してバッテリ液不足を個々の産業車両毎に管理する場合、産業車両を操作するオペレータやメンテナンスするサービスマンがバッテリ液不足の管理を怠ってしまう場合がある。このバッテリ液不足の管理を怠ってしまうと、産業車両のバッテリの寿命が短くなるという問題があった。特に、バッテリフォークリフトは、バッテリの充放電が頻繁に行われ、しかも、バッテリを動力源として駆動するため、バッテリの寿命の短縮は荷役作業に支障を生じてしまう。ここで、遠隔地で管理される各産業車両のすべてに対してバッテリ液不足の状態を管理するうえで、バッテリ液不足の状態を簡易かつ迅速に検出できることが要望される。また、複数の産業車両に対するバッテリ液不足の管理が容易に行えることも要望される。
なお、バッテリ液不足を検出するフロートセンサなどの液面センサを各バッテリに備えることは、バッテリの構成が複雑になり、しかもバッテリの汎用化を妨げることになる。
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バッテリ液不足を簡易に検出し、バッテリ液不足の状態管理を容易に行うことができる産業車両、産業車両の電解液量状態管理システム、及び電動式フォークリフトを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる産業車両は、電解液を有する複数の電池セルが直列接続された蓄電池と、複数の電池セル間の電圧値を検出して電解液不足を検出する電解液不足検出部と、前記電解液不足検出部によって検出された電解液不足の累積時間である電解液不足時間を算出する電解液不足時間算出部と、前記電解液不足時間算出部が算出した電解液不足時間を記憶する記憶部と、時刻情報を生成する時刻情報生成部と、所定のタイミングに、前記記憶部に記憶された電解液不足時間に前記時刻情報を付して出力部に出力する出力処理を行う出力処理部と、を備えたことを特徴とする。
また、この発明にかかる産業車両は、上記の発明において、前記電解液不足検出部は、電解液不足を検出した時刻である最終電解液不足時刻を前記記憶部に記憶し、その後、前記電解液不足検出部により電解液不足が検出されず前記最終電解液不足時刻からの経過時間が所定時間を超える場合、前記記憶部に記憶されている電解液不足時間をリセットすることを特徴とする。
また、この発明にかかる産業車両は、上記の発明において、前記電解液不足検出部は、複数の電池セル間の複数の電圧値を検出して電解液不足を検出することを特徴とする。
また、この発明にかかる産業車両は、上記の発明において、前記出力処理部は、所定のタイミングに、累積された前記電解液不足時間の差分時間に前記時刻情報を付して出力部に出力する出力処理を行うことを特徴とする。
また、この発明にかかる産業車両は、上記の発明において、前記所定のタイミングは、定期的時刻及び不定期時刻を含むことを特徴とする。
また、この発明にかかる産業車両は、上記の発明において、更に、前記産業車両の位置を示す位置情報を生成する位置検出部を備え、前記出力処理部は、前記所定のタイミングに、前記位置情報と前記電解不足時間とを出力部に出力する出力処理を行うことを特徴とする。
また、この発明にかかる産業車両のバッテリ液量状態管理システムは、上記の発明において、上記発明のいずれか一つに記載の産業車両と、前記産業車両と通信可能な管理サーバとを備え、前記出力処理部は、所定のタイミングに、前記記憶部に記憶された電解液不足時間に前記時刻情報を付して前記管理サーバに無線通信出力させることを特徴とする。
また、この発明にかかる産業車両のバッテリ液量状態管理システムは、上記の発明において、前記管理サーバは、前記電解液不足時間の長さに応じた警告レベルを設け、該警告レベルに応じた警告を出力する警告部を備えたことを特徴とする。
また、この発明にかかる電動式フォークリフトは、電解液を有する複数の電池セルが直列接続された蓄電池と、複数の電池セル間の電圧値を検出して電解液不足を検出する電解液不足検出部と、前記電解液不足検出部によって検出された電解液不足の累積時間である電解液不足時間を算出する電解液不足時間算出部と、前記電解液不足時間算出部が算出した電解液不足時間を記憶する記憶部と、時刻情報を生成する時刻情報生成部と、所定のタイミングに、前記記憶部に記憶された電解液不足時間に前記時刻情報を付して出力部に出力する出力処理を行う出力処理部と、を備え、前記電解液不足検出部は、複数の電池セル間の複数の電圧値を検出して電解液不足を検出し、前記出力部は、無線通信により前記記憶部に記憶された電解液不足時間に前記時刻情報を付した情報を送信することを特徴とする。
この発明によれば、電解液不足検出部が、電解液を有する複数の電池セルが直列接続された蓄電池の複数の電池セル間の電圧値を検出して電解液不足を検出するようにしているので、簡易な構成で電解液不足を容易に検出することができる。また、電解液不足時間算出部が前記電解液不足検出部によって検出された電解液不足の累積時間である電解液不足時間を算出し、出力処理部が、所定のタイミングに、記憶部に記憶された電解液不足時間に時刻情報を付して出力部に出力する出力処理を行うようにしているので、電解液不足時間の管理が容易となる。
図１は、この発明の実施の形態である産業車両の一例であるバッテリフォークリフトの全体概要構成を示す左側面図である。 図２は、この発明の実施の形態にかかるバッテリフォークリフトのバッテリ液量状態管理システムの全体構成及びバッテリフォークリフトの電気的構成を示す模式図である。 図３は、マスタコントローラによるバッテリ液不足時間の算出処理手順を示すフローチャートである。 図４は、通信コントローラによるバッテリ液不足時間の送信処理手順を示すフローチャートである。 図５は、バッテリの電圧検出位置を示す模式図である。 図６は、バッテリを構成する全電池セルのバッテリ液不足を検出する場合の検出回路構成を示す模式図である。 図７は、バッテリを構成する全電池セルをグループ化してバッテリ液不足を検出する場合の検出回路構成を示す模式図である。 図８は、バッテリ液不足時間のリセット処理を含むバッテリ液不足時間の算出処理手順を示すフローチャートである。 図９は、管理サーバ側でバッテリ液不足時間をリセット処理する場合におけるバッテリフォークリフト側での送信処理手順を示すフローチャートである。 図１０は、管理サーバによるバッテリ液不足時間の履歴管理の一例を示す図である。
以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。
（バッテリフォークリフトの全体構成）
図１は、この発明の実施の形態である産業車両の一例である電動式フォークリフト（以下、バッテリフォークリフト）の全体概要構成を示す左側面図である。図１に示すように、バッテリフォークリフト１は、車体２の前部に荷役装置３を有する。荷役装置３は、マスト３ａ及びフォーク３ｂを有する。フォーク３ｂは、マスト３ａにガイドされて上下に昇降する。また、マスト３ａは、前後にチルトする。
車体２の中央付近には、運転席４が設けられている。運転席４の前方には、フロントコンソール５、ステアリングホイール６、前後進レバー７、リフトレバー８、チルトレバー９が設けられる。また、運転席４の前方下部には、アクセルペダル１０が設けられている。さらに、運転席４の前方下部には、図示しないブレーキペダルも設けられている。
運転席４の下方にはバッテリ１１が収容されている。蓄電池であるバッテリ１１は、鉛蓄電池であり、２Ｖ電池セルが３６個、直列接続され各２Ｖ電池セルに所定の量の電解液が満たされている。以下、電解液はバッテリ液として適宜表現する。なお、電池セルの電圧と電池セルの個数は、本実施の形態において一例として説明するだけであって、以下に説明する発明は、これに限らず適用可能である。各２Ｖ電池セルには、バッテリ液が満たされている。また、バッテリ１１の前部には、キャパシタ１２が設けられている。なお、本実施の形態では鉛蓄電池の例で説明するが、電解液の減少を生じて補水が必要な他の蓄電池であってもよい。
車体２の前部には、駆動輪１３が設けられる。また、車体２の後部には、操舵輪１４が設けられる。駆動輪１３は、バッテリ１１及びキャパシタ１２の電力を用いて駆動する走行モータ１５が、図示しない動力伝達機構を介して接続される。走行モータ１５は、アクセルペダル１０及び前後進レバー７などの操作に応じて駆動制御される。また、操舵輪１４は、ステアリングホイール６の操作に応じて操舵される。
車体２の後部には、バッテリ１１及びキャパシタ１２の電力を用いて駆動する荷役モータ１６が設けられる。荷役モータ１６は図示しない油圧ポンプに接続される。油圧ポンプは、図示しないリフトシリンダ及びチルトシリンダを油圧駆動する。リフトレバー８を操作するとリフトシリンダが伸縮し、チルトレバー９を操作するとチルトシリンダが伸縮する。このリフトシリンダ及びチルトシリンダの伸縮によって、フォーク３ｂが昇降し、マスト３ａがチルトする。
なお、運転席４を囲うキャビン１７上部には、ＧＰＳアンテナ１７ａ及び送受信アンテナ１７ｂが設けられている。また、運転席４の下部には、バッテリフォークリフト１の全体制御を行うコントローラ２０が配置されている。
（システム概要及びバッテリフォークリフトの電気的構成）
図２は、この発明の実施の形態にかかるバッテリフォークリフト１のバッテリ液量状態管理システム１００の全体構成及びバッテリフォークリフト１の電気的構成を示す模式図である。図２に示すように、このバッテリ液量状態管理システム１００は、管理対象である、少なくとも一台あるいは複数のバッテリフォークリフト１と管理サーバ１０２とにより構成され、管理サーバ１０２は、バッテリフォークリフト１に通信接続され、バッテリフォークリフト１から送信されるバッテリ液量状態情報を用いて各バッテリフォークリフト１のバッテリ液不足の状態を管理する。バッテリフォークリフト１は、複数のＧＰＳ衛星ＳＴから送られる電波をもとに自己の位置を検出することが可能である。また、バッテリフォークリフト１は、無線通信によって基地局サーバ１０１と通信可能である。さらに、管理サーバ１０２は、ネットワークＮＷを介して基地局サーバ１０１に通信接続される。
バッテリフォークリフト１は、ＧＰＳセンサ３０及び送受信器３１を有する。ＧＰＳセンサ３０は、位置検出部であって、ＧＰＳ衛星ＳＴから送られる電波を、ＧＰＳアンテナ１７ａを介して受信し、バッテリフォークリフト１の位置を検出し位置情報を生成する。なお、ＧＰＳ衛星ＳＴから送られる電波には、時刻データが含まれており、後述するように、その時刻データを用いて、時刻情報生成部は時刻情報を生成する。また、送受信器３１は、送受信アンテナ１７ｂ、及び基地局サーバ１０１の送受信アンテナ１０１ａを介して、基地局サーバ１０１との間で情報の送受信を行う。
バッテリフォークリフト１は、コントローラ２０、キースイッチ３２、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３、荷役モータ１６を駆動する荷役インバータ３４、走行モータ１５を駆動する走行インバータ３５、フロントコンソール５に配置されるモニタパネル３６、充電器３７、バッテリ１１、及びキャパシタ１２を有する。
コントローラ２０は、通信コントローラ２１、マスタコントローラ２２、モニタコントローラ２３、及びＩＤキーコントローラ２４を有する。通信コントローラ２１、マスタコントローラ２２、モニタコントローラ２３、及びＩＤキーコントローラ２４は、通信ラインＬ１を介して相互に通信接続される。コントローラ２０は、モニタパネル３６や送受信器３１などの出力部に対して、後述する位置情報やバッテリ液量状態情報、時刻情報などを出力させる出力処理部２２ｃを有する。なお、出力処理部２２ｃは、通信コントローラ２１やモニタコントローラ２３にあってもよい。
バッテリ１１は、電源ラインＬ２を介して、荷役インバータ３４、走行インバータ３５、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３に接続され、各装置に電力を供給する。なお、電源ラインＬ２には、充電器３７が接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、電源ラインＬ３を介して、通信コントローラ２１、マスタコントローラ２２、モニタコントローラ２３、及びＩＤキーコントローラ２４に接続され、例えば２４Ｖといった所定電圧に変換された電力を各コントローラに供給する。また、キースイッチ３２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、キースイッチ３２がキーオン状態の場合に、制御ラインＬ４を介して、所定電圧のキーオン信号を、通信コントローラ２１、マスタコントローラ２２、モニタコントローラ２３、及びＩＤキーコントローラ２４に送出する。マスタコントローラ２２と、荷役インバータ３４及び走行インバータ３５との間は、駆動制御ラインＬ５を介して接続される。マスタコントローラ２２は、リフトレバー８、チルトレバー９、ステアリングホイール６、前後進レバー７、アクセルペダル１０の操作量に応じて、荷役インバータ３４及び走行インバータ３５を駆動制御し、荷役モータ１６及び走行モータ１５を駆動させる。なお、荷役インバータ３４及び走行インバータ３５には、キャパシタ１２が接続される。キャパシタ１２は、荷役インバータ３４及び走行インバータ３５による制御のもとに、回生エネルギーを一時的に蓄え、あるいは放出する。このキャパシタ１２を用いることによって、エネルギー使用効率を格段に向上させることができる。
バッテリ１１は、上述したように、２Ｖ電極セルが３６個、直列接続され、７２Ｖの電圧を出力する。ここで、バッテリ１１のマイナス側（接地側）から所定の位置の２Ｖ電極セルのプラス端子と４つ目の２Ｖ電極セルのマイナス端子との間の分岐点Ｐ１から分岐され、マスタコントローラ２２に入力される電圧検出ラインＬ６が設けられる。本実施の形態では、分岐点Ｐ１は、バッテリ１１のマイナス側から３つ目の位置としているが、その個数は３つ目に限定されず他の個数でも実施可能である。本実施の形態の場合、分岐点Ｐ１の検出電圧（以下、適宜、バッテリ液量検出電圧）は、０Ｖ〜６Ｖの範囲を示すことになる。バッテリ液量検出電圧が所定の閾値以下のときは、後述するように、マイナス側から３つの２Ｖ電極セルのうち、１以上の２Ｖ電極セルのバッテリ液が減少し、電極板が電解液に浸かっている割合が減少している状態である。電解液が減少すると、２Ｖ電極セルの内部抵抗が増し、出力電圧が減少するためバッテリ液量検出電圧が減少する。この状態が検出されると、バッテリ液不足であると判断される。その所定の閾値は、予め定めた閾値であって、例えば３Ｖといった値に設定されている。バッテリ１１のバッテリ液量が不足していることを検出するために、バッテリ１１内の各２Ｖ電極セル内にフロートセンサなどの液面センサを設けるようにしてもよい。しかし、この実施の形態では、２Ｖ電極セルの外部の分岐点Ｐ１に電圧検出ラインＬ６を設けるという、簡易な構成で、バッテリ液不足を検出することができる。
通信コントローラ２１は、ＧＰＳセンサ３０から位置情報を取得する。また、通信コントローラ２１は、定期的あるいは管理サーバ１０２側からの指示によって、マスタコントローラ２２あるいはモニタコントローラ２３を介してバッテリフォークリフト１の稼働状態を取得する。さらに通信コントローラ２１は、時刻情報生成部を構成する時計２１ｂを備えている。時計２１ｂは例えば時計ＩＣにより構成され、時刻を示す情報を常に生成する。また、ＧＰＳ衛星ＳＴから送られる電波には、時刻データが含まれており、その時刻データをＧＰＳアンテナ１７ａおよびＧＰＳセンサ３０を介して通信コントローラ２１は受信する。そして、通信コントローラ２１のメモリ２１ａに記憶された図示しない時刻補正プログラムによって、時計ＩＣにより計時した時刻と受信した時刻データとを比較して現在時刻を補正する。時刻補正プログラムは、時刻情報生成部を構成するものであって、通信コントローラ２１の内部に存在する、メモリ２１ａとは異なる記憶装置に記憶されていてもよい。ＧＰＳ衛星ＳＴから受信した時刻データを用いた現在時刻の補正は、時刻補正プログラムに設定された所定の周期で実行される。以下、補正後の現在時刻を時刻情報と称する。なお、時計ＩＣにより得られる現在時刻を補正せずに、そのまま時刻情報として用いてもよい。つまり、時刻情報は、ＧＰＳ衛星ＳＴから送られる電波を利用した補正後の現在時刻やそのような時計ＩＣからえられた現在時刻のいずれかを用いればよい。そして、通信コントローラ２１は、稼働状態、位置情報、時刻情報、車両ＩＤを含む移動体情報を、送受信器３１を介して管理サーバ１０２側に送信する。この稼働状態の中には、バッテリ１１のバッテリ液不足が検出された時間であるバッテリ液不足時間が含まれる。なお、メモリ２１ａは、通信コントローラ２１が取得した各種情報を記憶する。通信コントローラ２１は、後述するように時刻情報をバッテリ液不足時間に添付した形で、管理サーバ１０２に送信する。ここで、通信コントローラ２１は、あらかじめ定められている時刻、すなわち後述する送信タイミングを示す時刻を時刻情報として、その時刻情報を時刻情報生成部から取得し、その時刻情報をバッテリ液不足時間に添付した形の情報として管理サーバ１０２に送信してもよい。
マスタコントローラ２２は、バッテリ液不足検出部２２ａ、バッテリ液不足時間算出部２２ｂ、及びメモリ２２ｄを有する。バッテリ液不足検出部２２ａは、電圧検出ラインＬ６を介して入力されたバッテリ液量検出電圧が所定の閾値以下であるか否かを判断する。バッテリ液不足検出部２２ａは、バッテリ液量検出電圧が所定の閾値以下のとき、バッテリ液不足を検出する。バッテリ液不足時間算出部２２ｂは、バッテリ液不足が検出された時間を累積加算する。この累積加算されたバッテリ液不足時間は、メモリ２２ｄに格納される。このバッテリ液不足時間は、バッテリ液不足検出部２２ａが所定サンプリングで検出処理を行うため、サンプリング結果がバッテリ液不足である毎に、所定サンプリング時間が加算されることになる。マスタコントローラ２２は、通信コントローラ２１からバッテリ液不足時間の取得要求があった場合、バッテリ液不足時間を示す情報を出力処理部２２ｃから出力し、通信コントローラ２１は、時刻情報生成部によって計時された現在時刻を示す時刻情報をタイムスタンプとしてバッテリ液不足時間に添付して出力する。すなわち、出力部に出力されるバッテリ液不足時間に添付された時刻情報は、出力部にバッテリ液不足時間を出力する時を示す時刻であってもよいし、出力部からさらにバッテリ液不足時間を出力する時を示す時刻、例えば後述する送信タイミングであってもよい。メモリ２２ｄには、上記に述べた移動体情報が記憶され、メモリ２２ｄは、位置情報やバッテリ液不足時間といった、更新されるような情報を更新可能な書き換え可能なメモリである。
モニタコントローラ２３は、モニタパネル３６に接続される。モニタパネル３６は、液晶モニタと所定のスイッチとを備えたものやタッチパネルなどであって、各種情報の入力及び表示出力が可能である。なお、モニタパネル３６は、液晶モニタのみで構成されるものであって、各種情報の入力は別のスイッチなどで可能とするものであってもよい。ＩＤキーコントローラ２４は、オペレータのＩＤ管理を行う。例えば、管理サーバ１０２から通信要求があった場合、ＩＤキーコントローラ２４に記憶されているオペレータＩＤ情報を、通信コントローラ２１を介して管理サーバ１０２に送信したり、キースイッチ３２にキーが挿入された場合あるいはモニタパネル３６の特殊操作が行われた場合、オペレータがバッテリフォークリフト１の運転を許可された者であるか否かを判定するためにオペレータＩＤの認証処理を行う。そのキーとしては、ＩＤを記憶した電子チップが組み込まれたＩＤキーを用いることができる。ＩＤキーコントローラ２４がオペレータＩＤが正規なものであるとの認証を行った場合、ＩＤキーコントローラ２４は、その認証結果を示す信号をマスタコントローラ２２に送信する。その結果、マスタコントローラ２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３、荷役インバータ３４、走行インバータ３５に対して走行や荷役の作業を可能とする制御信号を出力する。
管理サーバ１０２は、位置情報データベース（ＤＢ）１０２ａ、地図情報データベース（ＤＢ）１０２ｂ、ＩＤ情報データベース（ＤＢ）１０２ｃ、バッテリ液量状態情報データベース（ＤＢ）１０２ｄ、警告部１０２ｅ、及び表示部１０２ｆを有する。位置情報ＤＢ１０２ａは、バッテリフォークリフト１から送信されたバッテリフォークリフト１の位置情報を記憶する。地図情報ＤＢ１０２ｂは、各バッテリフォークリフト１がどの場所で稼働しているのかを表示部１０２ｆに示すために必要な地図情報を記憶する。ＩＤ情報ＤＢ１０２ｃは、オペレータＩＤ情報を記憶する。ＩＤ情報ＤＢ１０２ｃに、各バッテリフォークリフト１を個別に識別するための車両ＩＤ情報を記憶してもよい。バッテリ液量状態情報ＤＢ１０２ｄは、バッテリ液が不足しているか否かを示すバッテリ液量状態情報を記憶する。警告部１０２ｅは、バッテリ液不足時間の長さに応じた段階的な警告レベルを設定しておき、この警告レベルに従って警告を出力するものである。この警告の出力先は、管理サーバ１０２の表示部１０２ｆ、あるいは管理サーバ１０２に接続される図示しないユーザ端末であってもよい。その警告を示す情報をバッテリフォークリフト１に無線送信しバッテリフォークリフト１側のモニタパネル３６の図示しない表示部や図示しないスピーカによる発音装置を用いて出力するようにしてもよい。なお、表示部１０２ｆは液晶パネルなどの表示装置で構成される。
（バッテリ液不足時間の算出処理）
次に、図３に示すフローチャートを参照して、マスタコントローラ２２によるバッテリ液不足時間の算出処理手順について説明する。図３に示すように、バッテリ液不足検出部２２ａは、所定の周期のサンプリングで、電圧検出ラインＬ６を介してバッテリ液量検出電圧を取得する（ステップＳ１０１）。その後、バッテリ液量検出電圧が所定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。
バッテリ液量検出電圧が所定の閾値以下である場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）は、バッテリ液不足であるため、メモリ２２ｄに記憶されているバッテリ液不足時間に、前回のサンプリングから今回のサンプリングまでの経過時間、すなわちサンプリング時間を加算する累積演算を行う（ステップＳ１０３）。その後、メモリ２２ｄに記憶されているバッテリ液不足時間の更新を行って（ステップＳ１０４）、本処理を終了する。一方、バッテリ液量検出電圧が所定の閾値以下でない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）には、そのまま本処理を終了する。
（バッテリ液不足時間の送信処理）
次に、図４に示すフローチャートを参照して、通信コントローラ２１によるバッテリ液不足時間の送信処理手順について説明する。図４に示すように、通信コントローラ２１は、まず、マスタコントローラ２２のメモリ２２ｄに記憶されているバッテリ液不足時間を所定の周期のサンプリングで取得する（ステップＳ２０１）。そして、この取得したバッテリ液不足時間をメモリ２１ａ内に記憶する。なお、ステップＳ２０１において、通信コントローラ２１は、メモリ２２ｄからバッテリ液不足時間を所定の時刻に取得するようにしてもよいし、管理サーバ１０２からの送信要求を受けたことをトリガーとして取得するようにしてもよい。
その後、管理サーバ１０２に対して移動体情報を送信するタイミングであるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。送信タイミングは、毎日の定時刻、毎月の定時刻といった定期的時刻、あるいは管理サーバ１０２側からの送信要求があった時といった不定期的時刻である。送信タイミングが、毎日の定時刻や毎月の定時刻である場合、それらのタイミングは、通信コントローラ２１の図示しない記憶装置あるいはメモリ２１ａに予め記憶されている。また、それらのタイミングを変更したい場合は、管理サーバ１０２からの変更指令により変更することが可能である。送信タイミングである場合（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）には、バッテリ液不足時間、時刻情報生成部により計時された送信時刻を示す時刻情報、車両ＩＤを含む情報（以下、バッテリ液量状態情報）を管理サーバ１０２に送信する（ステップＳ２０３）。一方、送信タイミングでない場合（ステップＳ２０２，Ｎｏ）には、そのまま本処理を終了する。ただし、バッテリ液不足時間は、メモリ２１ａに最新のものが記憶更新される。
なお、マスタコントローラ２２が更新するバッテリ液不足時間は、累積時間であることを前提として説明した。この場合、通信コントローラ２１が送信するバッテリ液不足時間は、前回送信時と今回送信時との差分時間であってもよいし、累積時間であってもよい。毎日の定時刻送信の場合を差分時間とし、毎月の定時刻送信の場合を累積時間とすることが好ましい。また、マスタコントローラ２２自体が毎日の差分時間をメモリ２２ｄに記憶し、通信コントローラ２１が差分時間を送るようにしてもよい。
（バッテリ液不足検出の変形例）
図５に示すように、上述した実施の形態では、バッテリ液不足検出部２２ａが、バッテリ１１のマイナス側から３つ目の２Ｖ電池セルＣ３と４つ目の２Ｖ電池セルＣ４との間の分岐点Ｐ１での電圧を、バッテリ液量検出電圧として検出していた。そして、図５の下段に示すように、例えば、２Ｖ電池セルＣ２にバッテリ液不足が発生すると、２Ｖ電池セルＣ２は、出力電圧が低下した状態となる。バッテリ液不足検出部２２ａは、バッテリ液量検出電圧の大きさを０〜６Ｖの範囲で検出し、バッテリ液量検出電圧が所定の閾値以下の場合はバッテリ液不足の状態であることを検出していた。すなわち、この実施の形態では、２Ｖ電池セルＣ１〜Ｃ３を全ての２Ｖ電池セルの代表としていた。この実施の形態では、０〜６Ｖをそのまま検出電圧として用いることができる点で有利であった。
この変形例では、図６に示すように、最もプラス側に位置する２Ｖ電池セルＣ３６のプラス側電圧（０〜７２Ｖ）を取り出し、分圧器４０によって０〜６Ｖの電圧に変換してバッテリ液不足検出部２２ａに出力するようにしている。これによって、全ての２Ｖ電池セルＣ１〜Ｃ３６に対するバッテリ液不足を検出することができる。
また、図７に示すように、全ての２Ｖ電池セルＣ１〜Ｃ３６に対して、３つの２Ｖ電池セル毎にグループ化し、各グループ毎にバッテリ液不足を検出するようにしてもよい。このグループ化によって、バッテリ液不足が生じている２Ｖ電池セルの特定が容易になる。なお、この場合の電圧検出ラインＬ６は１２本となる。また、分岐点Ｐ１の電圧検出ラインを除いて各電圧検出ラインごとにそれぞれ０〜６Ｖの検出電圧となるように分圧器を設ける必要がある。例えば、分岐点Ｐ１１では、０〜３０Ｖの電圧を検出するが、この電圧レンジを０〜６Ｖにする分圧器４１が必要である。
（バッテリ液不足時間のリセット処理）
上述した実施の形態では、バッテリ液不足時間を管理サーバ１０２に送信するものであった。ここで、オペレータ等が、バッテリ液不足を認識し、バッテリ液を補水した場合、バッテリ液不足状態が解消されることになる。この場合、バッテリフォークリフト１側がバッテリ液不足を解消しているにもかかわらず、管理サーバ１０２側は依然としてバッテリ液不足であると認識している可能性がある。このため、この変形例では、バッテリ液不足検出がなくなってから所定時間を経過した場合はバッテリ液が補水されたものとして、保持されているバッテリ液不足時間をリセットするようにしている。
図８は、バッテリ液不足時間のリセット処理を含むバッテリ液不足時間の算出処理手順を示すフローチャートである。図８に示すように、バッテリ液不足検出部２２ａは、所定の周期のサンプリングで、電圧検出ラインＬ６を介してバッテリ液量検出電圧を取得し、さらに時刻情報生成部から現在時刻を示す時刻情報を取得する（ステップＳ３０１）。その後、バッテリ液量検出電圧が所定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ３０２）。
バッテリ液量検出電圧が所定の閾値以下である場合（ステップＳ３０２，Ｙｅｓ）は、バッテリ液不足であるため、メモリ２２ｄに記憶されているバッテリ液不足時間に、前回のサンプリングから今回のサンプリングまでの経過時間、すなわちサンプリング時間を加算する累積演算を行う（ステップＳ３０３）。さらに、ステップＳ３０１で取得した現在時刻を最終バッテリ液不足時刻に設定する（ステップＳ３０４）。その後、メモリ２２ｄに記憶されているバッテリ液不足時間及び最終バッテリ液不足時刻の更新を行って（ステップＳ３０５）、本処理を終了する。
一方、バッテリ液量検出電圧が所定の閾値以下でない場合（ステップＳ３０２，Ｎｏ）には、さらに、直近に更新された最終バッテリ液不足時刻からの経過時間が所定時間を超えたか否かを判断する（ステップＳ３０６）。経過時間が所定時間を超えた場合（ステップＳ３０６，Ｙｅｓ）には、既にバッテリ液の補水が行われたものとして、メモリ２２ｄに記憶されているバッテリ液不足時間をリセットする処理を行い（ステップＳ３０７）、本処理を終了する。一方、経過時間が所定時間を超えていない場合（ステップＳ３０６，Ｎｏ）には、そのまま本処理を終了する。なお、ステップＳ３０７の後、リセット処理が行われたことに連動してバッテリ正常信号を生成し、稼動状態の一つとして管理サーバ１０２に送信するようにしてもよい。バッテリ正常信号とは、バッテリ１１のバッテリ液不足が解消したことを示す信号である。この信号を管理サーバ１０が受信すると、管理サーバ１０２を操作する者、例えばバッテリフォークリフト１をメンテナンスする者は、バッテリ液不足が生じていたバッテリフォークリフト１のバッテリ液不足が解消したことを明確に把握することができる。なお、バッテリ正常信号と共に時刻情報生成部により計時される時刻情報とを紐づけて管理サーバ１０２に送信するようにすれば、いつ頃、バッテリ液不足が解消したのかを把握することができる。この時刻情報は、管理サーバ１０へ稼働状態などの移動体情報を送信する時刻を示すものであるが、上記のようにモニタパネル３６や送受信部３１などの出力部にバッテリ液不足時間を出力した時を示す時刻を示すものであってもよい。
なお、上述したリセット処理は、バッテリフォークリフト１側で行うものであったが、管理サーバ１０２側で行うようにしてもよい。この場合、バッテリフォークリフト１側では、最終バッテリ液不足時刻を含めたバッテリ液量状態情報を管理サーバ１０２に送信することになる。
すなわち、図９に示すように、通信コントローラ２１は、まず、マスタコントローラ２２のメモリ２２ｄに記憶されているバッテリ液不足時間及び最終バッテリ液不足時刻を所定の周期のサンプリングで取得する（ステップＳ４０１）。そして、この取得したバッテリ液不足時間及び最終バッテリ液不足時刻をメモリ２１ａ内に記憶する。
その後、管理サーバ１０２に対して移動体情報を送信するタイミングであるか否かを判断する（ステップＳ４０２）。送信タイミングである場合（ステップＳ４０２，Ｙｅｓ）には、バッテリ液不足時間、最終バッテリ液不足時刻、送信時刻を示す時刻情報、車両ＩＤを含むバッテリ液量状態情報を管理サーバ１０２に送信する（ステップＳ４０３）。一方、送信タイミングでない場合（ステップＳ４０２，Ｎｏ）には、そのまま本処理を終了する。これによって、バッテリフォークリフト１側でリセット処理を行わなくても、管理サーバ１０２側でバッテリ液不足時間のリセット処理を行うことができる。
（管理サーバの管理処理）
管理サーバ１０２は、各バッテリフォークリフト１から上述したバッテリ液不足時間を得ることができるので、オペレータやメンテナンスを行う者に迅速に警告等を行うことができる。また、バッテリ液不足時間に添付された、送信時刻といった時刻情報を得ることができるので、管理サーバ１０２は、図１０に示すように、各バッテリフォークリフト１について、バッテリ液不足時間の履歴管理を行うことができる。また、各バッテリフォークリフト１は、前述のようにＧＰＳセンサ３０によって位置情報を取得することができ、得られた位置情報を図４のステップＳ２０２や図９のステップＳ４０２のタイミングで、管理サーバ１０２に送信することができる。すなわち、バッテリ液量状態情報に含まれる車両ＩＤと位置情報とが管理サーバ１０２で紐付けして記憶される。バッテリ液不足時間の履歴管理及び分析を行うことによって、バッテリフォークリフト１のメンテナンスを行う者は、バッテリ液不足の生じやすい時期を知ることができ、あるいはバッテリ液不足を示しているバッテリフォークリフト１の稼働場所を知ることができ、バッテリ液不足に対する対処方法やバッテリ液の補水に関するメンテナンス計画を検討することができる。また、表示部１０２ｆの地図上にバッテリ液不足状態のバッテリフォークリフトを所定の絵柄などを用いて重ねて表示出力することができる。そうすることで、どの場所で稼働しているバッテリフォークリフト１が、バッテリ液不足状態であるか否かが明確に認識できる。また、バッテリ液不足状態が頻発している場所が特定できれば、その場所で稼働するバッテリフォークリフト１は、充放電が頻繁に行われているであろうという推測も行うことができる。以上のようなバッテリ液量状態管理システム１００によれば、バッテリ液の補水を適切に行うことができるだけでなく、バッテリ１１そのものの交換計画の検討、新たなバッテリ１１の計画的な手配などを行うことができる。
また、管理サーバ１０２は、車両ＩＤを得ることができるため、同一地域に複数の同一車種が存在しても、各バッテリフォークリフトのバッテリ液不足状態やバッテリの状態の管理を容易に管理することができる。例えば、一つの工場で稼働する複数のバッテリフォークリフトを監視しなければならない者にとって、複数のバッテリフォークリフトのバッテリの状態の管理を一括にできる。車両ＩＤは、各フォークリフト１に固有の製造番号に相当するものでもよいし、通信コントローラ２１の製造番号などでもよい。つまり、各フォークリフトを個別に識別でいるものであればよい。
なお、上述した実施の形態では、バッテリ液不足検出部２２ａは、バッテリ液量検出電圧が所定の閾値以下のときにバッテリ液不足であると検出していたが、これに限らず、バッテリ液量検出電圧を二段階に分けて、一段階目のバッテリ液量検出電圧を例えば３Ｖ以下として、バッテリ液量検出電圧が３Ｖ以下のときはバッテリ液不足であると検出し、二段階目のバッテリ液量検出電圧の範囲を、例えば３Ｖより大きく４Ｖ以下と設定しておき、バッテリ液量検出電圧がその範囲にあるときは、バッテリ液が減少傾向にあることを検出する信号を出力するようにしてもよい。このようにバッテリ液不足という状態の度合いを二段階で検出することで細かなバッテリ液不足の状態管理を行うことができる。
また、上述した実施の形態では、通信コントローラ２１とマスタコントローラ２２とを別のコントローラとしているが、マスタコントローラ２２内に通信コントローラを内在させるようにしてもよい。
さらに、バッテリ液不足時間や最終バッテリ液不足時刻を含むバッテリ液量状態情報以外にバッテリ１１に関する情報として各種情報を管理サーバ１０２側に送信してもよい。例えば、充電が行われるたびにバッテリ１１の充電時間や充電電力量を示す情報をバッテリフォークリフト１に備えたセンサなどにより求め、それら情報を含めて管理サーバ１０２に送信してもよい。
また、上述した実施の形態では、バッテリ液不足時間の情報などを管理サーバ１０２側に送信することを前提としたが、これに限らず、通信システムを用いず、バッテリフォークリフト１のモニタパネル３６にそれらの情報を送信し、モニタパネル３６の図示しない表示部に表示するようにしてもよい。この場合も、コントローラ２０は、モニタコントローラ２３を介して、時刻情報生成部によって計時された現在時刻を示す時刻情報をタイムスタンプとしてバッテリ液不足時間に添付してモニタパネル３６に出力する。山間部や無線通信設備が整っていないような地域は、無線通信が不可能な地域であり、そのような場所で稼働するフォークリフト１の場合、モニタパネル３６に表示されたバッテリ液不足時間を示す情報、あるいは時刻情報を、オペレータやメンテナンスを行う者が見ることで、バッテリ液不足を認識することができる。
さらに、上述した実施の形態では、バッテリ１１の他にキャパシタ１２を用いることを前提として記載したが、キャパシタ１２を用いず、バッテリ１１のみで駆動するものにも適用される。また、上述したようにバッテリフォークリフト１は、産業車両の一例であり、本実施の形態は、産業車両全般に適用することができる。例えば、エンジンを搭載せずにバッテリを動力源として電動機を駆動させ、電動機により油圧ポンプを駆動させて作動油を作業機の油圧シリンダに供給し作業機を動作させるような構成とした電動式建設機械にも適用される。
１ バッテリフォークリフト
２ 車体
３ｂ フォーク
３ａ マスト
３ 荷役装置
４ 運転席
５ フロントコンソール
６ ステアリングホイール
７ 前後進レバー
８ リフトレバー
９ チルトレバー
１０ アクセルペダル
１１ バッテリ
１２ キャパシタ
１３ 駆動輪
１４ 操舵輪
１５ 走行モータ
１６ 荷役モータ
１７ キャビン
１７ａ ＧＰＳアンテナ
１７ｂ 送受信アンテナ
２０ コントローラ
２１ 通信コントローラ
２１ａ，２２ｄ メモリ
２１ｂ 時計
２２ マスタコントローラ
２２ａ バッテリ液不足検出部
２２ｂ バッテリ液不足時間算出部
２２ｃ 出力処理部
２３ モニタコントローラ
２４ ＩＤキーコントローラ
３０ ＧＰＳセンサ
３１ 送受信器
３２ キースイッチ
３３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３４ 荷役インバータ
３５ 走行インバータ
３６ モニタパネル
３７ 充電器
４０，４１ 分圧器
１００ バッテリ液量状態管理システム
１０１ 基地局サーバ
１０１ａ 送受信アンテナ
１０２ 管理サーバ
１０２ａ 位置情報データベース
１０２ｂ 地図情報データベース
１０２ｃ ＩＤ情報データベース
１０２ｄ バッテリ液量状態情報データベース
１０２ｅ 警告部
１０２ｆ 表示部
Ｌ１ 通信ライン
Ｌ２ 電源ライン
Ｌ３ 電源ライン
Ｌ４ 制御ライン
Ｌ５ 駆動制御ライン
Ｌ６ 電圧検出ライン
Ｃ１〜Ｃ３６ ２Ｖ電池セル
Ｐ１，Ｐ１１ 分岐点
ＮＷ ネットワーク
ＳＴ ＧＰＳ衛星
また、この発明にかかる産業車両は、上記の発明において、更に、前記産業車両の位置を示す位置情報を生成する位置検出部を備え、前記出力処理部は、前記所定のタイミングに、前記位置情報と前記電解液不足時間とを出力部に出力する出力処理を行うことを特徴とする。

Claims (9)

  1. 電解液を有する複数の電池セルが直列接続された蓄電池と、
    複数の電池セル間の電圧値を検出して電解液不足を検出する電解液不足検出部と、
    前記電解液不足検出部によって検出された電解液不足の累積時間である電解液不足時間を算出する電解液不足時間算出部と、
    前記電解液不足時間算出部が算出した電解液不足時間を記憶する記憶部と、
    時刻情報を生成する時刻情報生成部と、
    所定のタイミングに、前記記憶部に記憶された電解液不足時間に前記時刻情報を付して出力部に出力する出力処理を行う出力処理部と、
    を備えたことを特徴とする産業車両。
  2. 前記電解液不足検出部は、電解液不足を検出した時刻である最終電解液不足時刻を前記記憶部に記憶し、その後、前記電解液不足検出部により電解液不足が検出されず前記最終電解液不足時刻からの経過時間が所定時間を超える場合、前記記憶部に記憶されている電解液不足時間をリセットすることを特徴とする請求項１に記載の産業車両。
  3. 前記電解液不足検出部は、複数の電池セル間の複数の電圧値を検出して電解液不足を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の産業車両。
  4. 前記出力処理部は、所定のタイミングに、累積された前記電解液不足時間の差分時間に前記時刻情報を付して出力部に出力する出力処理を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の産業車両。
  5. 前記所定のタイミングは、定期的時刻及び不定期時刻を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の産業車両。
  6. 更に、前記産業車両の位置を示す位置情報を生成する位置検出部を備え、
    前記出力処理部は、前記所定のタイミングに、前記位置情報と前記電解不足時間とを出力部に出力する出力処理を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の産業車両。
  7. 請求項１〜６のいずれか一つに記載の産業車両と、
    前記産業車両と通信可能な管理サーバとを備え、
    前記出力処理部は、所定のタイミングに、前記記憶部に記憶された電解液不足時間に前記時刻情報を付して前記管理サーバに無線通信出力させることを特徴とする産業車両の電解液量状態管理システム。
  8. 前記管理サーバは、前記電解液不足時間の長さに応じた警告レベルを設け、該警告レベルに応じた警告を出力する警告部を備えたことを特徴とする請求項７に記載の産業車両の電解液量状態管理システム。
  9. 電解液を有する複数の電池セルが直列接続された蓄電池と、
    複数の電池セル間の電圧値を検出して電解液不足を検出する電解液不足検出部と、
    前記電解液不足検出部によって検出された電解液不足の累積時間である電解液不足時間を算出する電解液不足時間算出部と、
    前記電解液不足時間算出部が算出した電解液不足時間を記憶する記憶部と、
    時刻情報を生成する時刻情報生成部と、
    所定のタイミングに、前記記憶部に記憶された電解液不足時間に前記時刻情報を付して出力部に出力する出力処理を行う出力処理部と、
    を備え、
    前記電解液不足検出部は、複数の電池セル間の複数の電圧値を検出して電解液不足を検出し、前記出力部は、無線通信により前記記憶部に記憶された電解液不足時間に前記時刻情報を付した情報を送信することを特徴とする電動式フォークリフト。
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