JP7192365B2 - battery-powered industrial vehicle - Google Patents
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Description
この発明は、バッテリ式産業車両に関する。 The present invention relates to battery powered industrial vehicles.
バッテリフォークリフト等のバッテリ式産業車両では、リチウムイオン電池装置が搭載されている場合がある。一般的なリチウムイオン電池装置は、高温時では、リチウムイオン電池装置が備えるバッテリの故障等の可能性が高くなる。また、一般的なリチウムイオン電池装置は、リチウムイオン電池とコントローラを内蔵してパッケージ化されており、コントローラは、リチウムイオン電池の閾値を越える温度上昇を検出すると、リチウムイオン電池装置の入出力を遮断する。 Battery-powered industrial vehicles such as battery forklifts may be equipped with a lithium-ion battery device. In a general lithium ion battery device, the possibility of failure of the battery included in the lithium ion battery device increases at high temperatures. In addition, a general lithium-ion battery device is packaged with a built-in lithium-ion battery and a controller. When the controller detects a temperature rise exceeding the threshold value of the lithium-ion battery, the input/output of the lithium-ion battery device is switched off. Cut off.
しかしながら、バッテリ式産業車両を稼働させている作業時に、リチウムイオン電池装置の閾値を越える温度上昇が検出されると、リチウムイオン電池装置の入出力が遮断され、バッテリ式産業車両を使用できなくなりバッテリ式産業車両による作業は中断される。そこで、バッテリ式産業車両の運転席付近に表示装置を設けておき、リチウムイオン電池装置の入出力が遮断される前に、表示装置に入出力の遮断が迫っていることを警告表示してオペレータに報知している。 However, if a temperature rise exceeding the threshold value of the lithium-ion battery device is detected during work while the battery-powered industrial vehicle is in operation, the input/output of the lithium-ion battery device is cut off and the battery-powered industrial vehicle cannot be used. Work with industrial vehicles is suspended. Therefore, a display device is installed near the driver's seat of the battery-powered industrial vehicle, and before the input/output of the lithium-ion battery device is cut off, the display device warns the operator that the input/output is about to be cut off. is notified to
一方、バッテリ式産業車両に関する従来技術としては、例えば、特許文献1に開示されたバッテリ制御装置が知られている。特許文献1に開示されたバッテリ制御装置では、バッテリ温度と、バッテリの充電率(SOC)と、モータの要求出力とに基づいて、バッテリからの出力が制御されている。バッテリ温度が閾値温度以上の場合には、バッテリが高温状態にありバッテリの故障等の可能性がある。このため、出力制御手段は、バッテリからの出力を抑制する出力抑制を行い、バッテリからの出力をバッテリの性能範囲内に制限するように制御する構成が記載されている。また、別の従来技術として特許文献2に開示された電動車両の制御装置が知られている。
On the other hand, as a conventional technology related to battery-powered industrial vehicles, for example, a battery control device disclosed in
しかしながら、運転席付近に設けた表示装置に入出力の遮断が迫っていることを警告表示しても、作業に集中しているオペレータは、その報知に気付かない場合がある。従って、リチウムイオン電池装置の温度上昇による遮断状態が迫っていることを、より確実にオペレータが認識できるようにすることが望まれている。また、温度上昇によるリチウム電池装置の遮断前に作業を中断しても、その後に温度上昇したままのバッテリの充電を行うと、充電によりバッテリ温度がさらに上昇して充電が遮断されるという問題がある。 However, even if the warning that the input/output is about to be cut off is displayed on the display device provided near the driver's seat, the operator who is concentrating on the work may not notice the warning. Therefore, it is desired that the operator can more reliably recognize that the shutdown state due to the temperature rise of the lithium ion battery device is imminent. In addition, even if work is interrupted before the lithium battery device shuts down due to a rise in temperature, if the battery is charged while the temperature has risen after that, the temperature of the battery will rise further and charging will be shut down. be.
また、特許文献1に記載されたバッテリ制御装置では、高温時におけるバッテリの出力に対してのみ制限するとしているが、具体的なバッテリの出力に対する制限をどのように行うか不明である。また、回生や充電によるバッテリの温度上昇に対しては何ら考慮されていない。一方、特許文献2に記載された電動車両の制御装置は、バッテリの高温域にて放電電流を急激に制限するが、産業車両の場合、急激な放電電流の制限をオペレータが認識することなく、産業車両による固有の作業が突然中断されてしまうおそれがある。また、高温域では充電電流よりも先に放電電流が制限されるため、回生による制動の際に所望の制動力が不足するおそれがある。
Further, in the battery control device described in
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、バッテリ装置の温度上昇による入出力の遮断状態の発生頻度を低下させるとともに、温度上昇による遮断状態が迫っていることを確実にオペレータが認識できるバッテリ式産業車両の提供にある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the frequency of input/output cutoff due to a temperature rise in a battery device, and to reduce the possibility of a cutoff due to a temperature rise. To provide a battery-powered industrial vehicle in which an operator can surely recognize
上記の課題を解決するために、本発明は、駆動モータと、前記駆動モータを駆動動作する際の電力を出力し、前記駆動モータを回生動作させた際の電力が入力されるバッテリ装置と、前記バッテリ装置に備えられるバッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、アクセルレバーの操作方向と操作量を取得するアクセルセンサと接続され、前記アクセルセンサにより取得された前記アクセルレバーの操作量に応じた走行速度となるように前記駆動モータを制御する制御装置と、を備えたバッテリ式産業車両において、前記制御装置は、前記バッテリ温度検出手段によって検出された前記バッテリの温度が予め設定された制限開始温度以上であって使用可能上限温度未満の第1高温状態であるとき、前記バッテリの温度に応じて前記駆動モータの出力を制限し、前記第1高温状態であるときに、前記バッテリの温度に応じて制限する前記駆動モータの出力の上限値を、前記バッテリの温度が前記制限開始温度から上昇するに従って段階的に減少させて設定するように制御し、前記バッテリの温度が前記第1高温状態であるとき、前記駆動モータの出力の上限値は、搭乗オペレータが前記走行速度の低下や加速の遅さを体感でき、前記バッテリ装置の入出力が所定時間後に遮断されて停止する旨の遮断警告の発生前に前記バッテリの遮断状態が迫っていることを認識できるように、前記制限開始温度から所定温度ずつ上昇して設定された温度上昇時の複数の前記バッテリの温度に対応して所定の割合で多段階に順次低下することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a drive motor, a battery device that outputs power when the drive motor is driven and receives power when the drive motor is regenerated, Battery temperature detecting means for detecting the temperature of the battery provided in the battery device, and an accelerator sensor for acquiring the operation direction and operation amount of the accelerator lever are connected, and according to the operation amount of the accelerator lever acquired by the accelerator sensor. and a control device for controlling the drive motor so that the running speed of the battery-powered industrial vehicle is equal to or higher than a preset limit for the temperature of the battery detected by the battery temperature detection means. When the first high temperature state is equal to or higher than the starting temperature and less than the usable upper limit temperature , the output of the drive motor is restricted according to the temperature of the battery, and when the first high temperature state is reached, the temperature of the battery an upper limit value of the output of the drive motor to be limited according to the temperature of the battery is controlled so as to be set to decrease stepwise as the temperature of the battery rises from the limit start temperature, and the temperature of the battery rises to the first high temperature state, the upper limit value of the output of the drive motor is set so that the boarding operator can feel the decrease in traveling speed and the slowness of acceleration, and the input/output of the battery device is cut off after a predetermined time. Predetermined temperatures corresponding to the temperatures of the plurality of batteries at the time of temperature rise, which are set by increasing the temperature by predetermined increments from the limit start temperature, so that it can be recognized that the battery is about to shut down before a warning is issued. It is characterized by a sequential decrease in multiple stages at a rate of
本発明では、バッテリの温度が予め設定された制限開始温度以上の第1高温状態であるときバッテリの温度に応じて駆動モータの出力が制限される。このため、バッテリ式産業車両は駆動モータの出力の制限を受けつつ作動される。その結果、オペレータは、駆動モータの出力の制限をバッテリ式産業車両の動作から体感でき、バッテリの遮断状態が迫っていることを認識することができる。また、バッテリの遮断状態が発生する前に、駆動モータの出力を制限することにより、オペレータは作業を中断することができ、バッテリの遮断状態の発生頻度を低下させることができる。
また、第1高温状態であるときに、バッテリの温度に応じて制限する駆動モータの出力の上限値が、バッテリの温度が制限開始温度から上昇するに従って段階的に減少させて設定される。このため、駆動モータの動作を段階的に低下させることができる。オペレータは、駆動モータの動作が段階的に低下することが体感でき、バッテリの遮断状態が迫っていることを認識することができる。
In the present invention, the output of the drive motor is limited according to the temperature of the battery when the temperature of the battery is in the first high temperature state equal to or higher than the preset limit start temperature. Therefore, the battery-powered industrial vehicle is operated while the output of the drive motor is limited. As a result, the operator can feel the limitation of the output of the drive motor from the operation of the battery-powered industrial vehicle, and can recognize that the battery is about to be cut off. In addition, by limiting the output of the drive motor before the battery disconnection state occurs, the operator can interrupt the work, and the frequency of the battery disconnection state can be reduced.
Further, when the battery is in the first high-temperature state, the upper limit value of the output of the drive motor to be limited according to the temperature of the battery is set so as to decrease stepwise as the temperature of the battery rises from the limitation start temperature. Therefore, the operation of the drive motor can be reduced step by step. The operator can feel that the operation of the drive motor is gradually lowered, and can recognize that the battery is about to be cut off.
また、上記のバッテリ式産業車両において、前記制御装置から制限される前記駆動モータの出力は、前記駆動モータの回転数又は前記駆動モータのトルクである構成としてもよい。
この場合、バッテリの温度が制限開始温度以上の第1高温状態であるとき、バッテリの温度に応じて駆動モータの回転数又はトルクが制限される。駆動モータが走行用の駆動源である場合では、バッテリの温度に応じて走行速度が低下したり、加速が遅くなったりする。その結果、オペレータは、走行速度の低下や加速の遅さを体感でき、バッテリの遮断状態が迫っていることを認識することができる。
In the battery-powered industrial vehicle described above, the output of the drive motor limited by the control device may be the number of revolutions of the drive motor or the torque of the drive motor.
In this case, when the temperature of the battery is in the first high temperature state equal to or higher than the limitation start temperature, the rotation speed or torque of the drive motor is limited according to the temperature of the battery. When the drive motor is the drive source for running, the running speed decreases or the acceleration slows down depending on the temperature of the battery. As a result, the operator can feel a decrease in running speed and slow acceleration, and can recognize that the battery is about to be cut off.
また、上記のバッテリ式産業車両において、前記制御装置は、前記バッテリ温度検出手段によって検出された前記バッテリの温度が前記制限開始温度以上の第1高温状態であるとき、前記バッテリの温度に応じて前記駆動モータの回生動作による回生力を制限する構成としてもよい。
この場合、バッテリの温度が制限開始温度以上の第1高温状態であるときバッテリの温度に応じて駆動モータの回生動作による回生力が制限される。駆動モータが走行用の駆動源である場合では、バッテリ式産業車両の制動時における制動動作が制限される。その結果、オペレータは、制動時における制動動作の制限を体感でき、バッテリの遮断状態が迫っていることを認識することができる。
In the battery-powered industrial vehicle described above, the control device controls the temperature of the battery according to the temperature of the battery when the temperature of the battery detected by the battery temperature detection means is in a first high-temperature state equal to or higher than the limit start temperature. A configuration may be adopted in which the regenerative force generated by the regenerative operation of the drive motor is limited.
In this case, when the temperature of the battery is in the first high-temperature state equal to or higher than the limit start temperature, the regenerative power of the drive motor is limited according to the temperature of the battery. In the case where the drive motor is the drive source for running, the braking operation during braking of the battery-powered industrial vehicle is limited. As a result, the operator can feel the limitation of the braking operation during braking, and can recognize that the battery is about to be cut off.
また、上記のバッテリ式産業車両において、前記バッテリ装置は、前記バッテリ温度検出手段にて検出した温度が、前記制限開始温度よりも高い温度として予め設定された規定温度以上であるとき、前記バッテリ装置からの電力の出力と前記バッテリ装置への電力の入力を遮断し、
前記制御装置には、前記制限開始温度よりも高く、且つ、前記規定温度よりも低い使用可能上限温度が予め設定されており、前記制御装置は、前記バッテリ温度検出手段によって検出された前記バッテリの温度が前記使用可能上限温度以上から前記規定温度までの第2高温状態であるとき、前記バッテリの温度に応じて制限する前記駆動モータの出力の上限値を、最低上限値に設定するように制御する構成としてもよい。
この場合、制限開始温度よりも高く、且つ、規定温度よりも低い使用可能上限温度が予め設定されている。バッテリの温度が、使用可能上限温度以上から規定温度までの第2高温状態であるとき、バッテリの温度に応じて制限する前記駆動モータの出力の上限値を、最低上限値に設定して駆動モータを駆動する。このため、第2高温状態では、バッテリ式産業車両の駆動モータの動作が最大に制限される。その結果、オペレータは、駆動モータの動作が最大に制限されることが体感でき、バッテリの遮断状態が迫っていることを認識することができる。
Further, in the battery-powered industrial vehicle, the battery device detects that the temperature detected by the battery temperature detection means is equal to or higher than a specified temperature that is preset as a temperature higher than the restriction start temperature. cut off power output from and power input to the battery device;
A usable upper limit temperature higher than the restriction start temperature and lower than the specified temperature is set in advance in the control device, and the control device controls the temperature of the battery detected by the battery temperature detection means. When the temperature is in a second high temperature state from the usable upper limit temperature to the specified temperature, the upper limit value of the output of the drive motor, which is limited according to the temperature of the battery, is controlled to be set to the lowest upper limit value. It is good also as a structure which carries out.
In this case, a usable upper limit temperature that is higher than the restriction start temperature and lower than the specified temperature is set in advance. When the temperature of the battery is in the second high temperature state from the usable upper limit temperature or higher to the specified temperature, the upper limit value of the output of the drive motor, which is limited according to the battery temperature, is set to the lowest upper limit value, and the drive motor is operated. to drive. Thus, in the second high temperature condition, the operation of the drive motor of the battery powered industrial vehicle is maximally restricted. As a result, the operator can feel that the operation of the drive motor is maximally restricted, and can recognize that the battery is about to be cut off.
また、上記のバッテリ式産業車両において、前記制御装置は、前記バッテリの充電率に基づいて前記制限開始温度を変更する構成としてもよい。
この場合、バッテリ充電率に基づいて制限開始温度を変更することにより、温度上昇したままでバッテリの充電をしても、バッテリが遮断状態となる規定温度まで上昇しないように、バッテリの特性に応じた適切な制限開始温度を設定することができる。
Further, in the battery-powered industrial vehicle described above, the control device may change the restriction start temperature based on the charging rate of the battery.
In this case, by changing the limit start temperature based on the battery charging rate, even if the battery is charged while the temperature is still rising, the temperature does not rise to the specified temperature at which the battery is cut off, depending on the characteristics of the battery. An appropriate limit start temperature can be set.
また、上記のバッテリ式産業車両において、前記制御装置は、前記バッテリの充電率が予め設定した閾値未満のとき、前記制限開始温度を前記バッテリの充電率が前記閾値以上のときよりも低くする構成としてもよい。
この場合、バッテリ充電率が予め設定された閾値未満の場合には、制限開始温度、使用可能上限温度が、バッテリ充電率が閾値以上の場合よりも低く設定される。従って、駆動モータの出力の制限は、バッテリ充電率が閾値以上の場合よりも低い温度から開始される。その結果、駆動モータの出力の制限を受けた後、温度上昇したままでバッテリを充電しても、バッテリは遮断状態となる規定温度まで上昇しない。つまり、作業中断後の急速充電によってバッテリは遮断状態となることはない。
Further, in the battery-powered industrial vehicle, the control device is configured to lower the restriction start temperature when the charging rate of the battery is less than a preset threshold than when the charging rate of the battery is equal to or higher than the threshold. may be
In this case, when the battery charging rate is less than a preset threshold, the restriction start temperature and the usable upper limit temperature are set lower than when the battery charging rate is equal to or higher than the threshold. Therefore, the limitation of the output of the drive motor starts at a lower temperature than when the battery charging rate is equal to or higher than the threshold. As a result, even if the battery is charged while the temperature rises after the output of the drive motor is restricted, the battery does not rise to the specified temperature at which the battery is cut off. In other words, the battery will not be cut off due to rapid charging after work is interrupted.
本発明によれば、バッテリ装置の温度上昇による入出力の遮断状態の発生頻度を低下させるとともに、温度上昇による遮断状態が迫っていることを確実にオペレータが認識できるバッテリ式産業車両を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a battery-powered industrial vehicle that reduces the frequency of occurrence of input/output cutoff due to temperature rise of the battery device and allows the operator to reliably recognize that the cutoff due to temperature rise is imminent.
以下、本発明の実施形態に係るバッテリ式産業車両としてのリーチ式フォークリフト(以下、単に「フォークリフト」と表記する)について図面を参照して説明する。なお、方向を特定する「前後」、「左右」および「上下」については、フォークリフトのオペレータが立席運転席に搭乗して、フォークリフトの前進側を向いた状態を基準として示す。 Hereinafter, a reach-type forklift (hereinafter simply referred to as "forklift") as a battery-powered industrial vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The terms "back and forth", "left and right", and "up and down" that specify directions are based on the condition that the operator of the forklift sits in the standing driver's seat and faces the forward side of the forklift.
図1に示すように、フォークリフト10は車体11および荷役装置14を備えている。図1、図2に示すように、フォークリフト10の車体11の前部には、左右一対のリーチレグ12が設けられている。各リーチレグ12の先端部には、前輪13L、13Rがそれぞれ支持されている。図1では左のリーチレグ12と左の前輪13Lのみが示される。両リーチレグ12の間には、荷役装置14が備えられており、荷役装置14は前後方向へのリーチ動作を行えるように支持されている。荷役装置14のリーチ動作は、車体11の後部に設けられたリーチシリンダ(図示せず)の作動により行われる。
As shown in FIG. 1, the
荷役装置14は、左右のリーチレグ12に支持されたアウタマスト15と、アウタマスト15に昇降可能に支持されたインナマスト16とを備えている。インナマスト16には、リフトサポート17が昇降可能に支持されている。リフトサポート17の前面には、左右一対のフォーク18が支持されている。フォーク18の上端は、フォーク18のティルト動作を可能とするようにリフトサポート17に軸支されている。従って、フォーク18は前後に傾動可能である。フォーク18の上方には、リフトブラケット19が備えられている。アウタマスト15の後方にはインナマスト16を昇降させるリフトシリンダ20が固定されている。
The
車体11の後部の左側には、ドライブユニット22が設けられている。ドライブユニット22は駆動モータとしての走行用モータ23と、走行用モータ23の下部に減速機構(図示せず)を介して支持された駆動輪24を備えている。走行用モータ23は駆動輪24を駆動し、フォークリフト10は駆動輪24の駆動により路面Fを走行する。また、ドライブユニット22には駆動輪24を操舵するための操舵用モータ(図示せず)が備えられている。車体11の後部右側には運転席としての立席運転席25が設けられている。車体11における立席運転席25の下方には、キャスタ輪26が支持されている。
A
立席運転席25の床面には、搭乗オペレータ検知手段としてのフロアスイッチ27が備えられている。フロアスイッチ27は、搭乗オペレータの有無を検知するスイッチであり、搭乗オペレータが立席運転席25に搭乗すると搭乗オペレータの自重によりオンとなる。立席運転席25の床面には、ブレーキペダル28が備えられている。ブレーキペダル28は踏み込まれることにより制動を解除するブレーキペダルである。立席運転席25の前部には右から順番にアクセルレバー29、リフトレバー30、リーチレバー31、ティルトレバー32が備えられている。立席運転席25の左側には操舵用のノブ付のステアリングホイール33が備えられている。なお、図2に示すように、アクセルレバー29、リフトレバー30、リーチレバー31、ティルトレバー32およびステアリングホイール33は、車体11に備えられたインストルメントパネル21上に設けられている。インストルメントパネル21には、表示装置としてのモニタ34が備えられている。モニタ34には各種の情報が表示される。
A
アクセルレバー29は、アクセル操作手段に相当し、フォークリフト10の走行と停止をオペレータが指示するためのものであり、操作状態に応じた走行速度を指示可能とする。オペレータがアクセルレバー29に手を触れていない場合では、アクセルレバー29は、ほぼ直立状態となった中立の状態に維持されており、中立の状態から前方に傾斜可能、または中立の状態から後方に傾斜可能である。
The
車体11は、ピラー35およびヘッドガード36を備えている。車体11の前部には、左右一対のピラー35が備えられており、左右一対のピラー35はヘッドガード36を支持している。ヘッドガード36は、立席運転席25の上方に設けられており、立席運転席25に搭乗した搭乗オペレータを保護する機能を備えている。
The
図3に示すように、本実施形態のフォークリフト10は、バッテリ装置40と、インバータ装置41と、コントローラ42と、アクセルセンサ43と、モニタ34と、を備えている。
As shown in FIG. 3 , the
バッテリ装置40は、バッテリ制御装置45とバッテリ46を有している。バッテリ46は、遮断スイッチ47、複数の電池モジュールユニット48を備えている。電池モジュールユニット48は、複数の電池セル50を備える電池モジュール49、電池モジュール49を制御するモジュールコントローラ51、電池モジュール49の温度を検出するバッテリ温度検出手段としてのバッテリ温度検出器52を有している。モジュールコントローラ51は、電池モジュール49の温度監視や各電池セル50の状態監視や充放電制御を行う。本実施形態の電池セル50はリチウムイオン二次電池である。
The
バッテリ制御装置45は、遮断スイッチ47および各モジュールコントローラ51と通信可能に接続されている。バッテリ制御装置45は、各モジュールコントローラ51と種々の情報を送受信するほか、遮断スイッチ47を制御する。バッテリ制御装置45は、各モジュールコントローラ51との通信により、バッテリ46の充電率(SOC:State of charge)を取得する。また、バッテリ制御装置45は、コントローラ42と通信可能であり、種々の情報をコントローラ42と送受信する。バッテリ装置40は、走行用モータ23を駆動させる場合、端子53、54から供給電力Wout1を出力する。また、走行用モータ23を回生動作させた場合は、充電電力Win2が端子53、54に入力される。供給電力Wout1および充電電力は直流電力である。
The
インバータ装置41は、インバータ制御装置55とインバータ56とを有している。インバータ56は、インバータ回路57を備えている。インバータ回路57は、インバータ制御装置55と通信可能に接続されている。走行用モータ23を駆動させる場合、インバータ回路57はインバータ制御装置55からの制御信号に基づいて制御される。バッテリ装置40から入力された供給電力Wout1を駆動電力Wout2(交流電力)に変換して走行用モータ23に出力する。
インバータ回路57は、走行用モータ23を回生動作させる場合、インバータ制御装置55からの制御信号に基づいて制御される。走行用モータ23から入力された回生電力Win1(交流電力)はインバータ回路57により充電電力Win2(直流電力)に変換されてバッテリ装置40へ出力される。
The
The
インバータ制御装置55は、コントローラ42と通信可能に接続されており、コントローラ42と種々の情報を送受信する。インバータ制御装置55は、コントローラ42から走行用モータ23の駆動の指示(例えば、走行用モータ23の回転方向など)と目標回転数等を含む駆動情報を受信すると、受信した駆動情報に基づいてインバータ回路57を制御する。
The
インバータ制御装置55は、走行用モータ23の回転方向および回転数を検出するモータ回転検出器58と接続されている。インバータ制御装置55は、コントローラ42から走行用モータ23の回生動作の指示(例えば、走行用モータ23の回転方向など)と回生力等を含む回生情報を受信すると、受信した回生情報に基づいて、インバータ回路57を制御する。インバータ制御装置55には、モータ回転検出器58からの検出信号が入力され、走行用モータ23の回転軸の回転方向および回転数を検出することができる。
The
走行用モータ23は、駆動される場合では、インバータ装置41からの駆動電力Wout2によって前進方向または後進方向に回転駆動される。また、走行用モータ23は、回生動作される場合、減速機構を介して駆動輪24から回転駆動され、回生電力Win1を発生する。
Traveling
コントローラ42は制御装置に相当し、バッテリ制御装置45と通信可能に接続されている。コントローラ42とバッテリ制御装置45との間では種々の情報が送受信される。例えば、コントローラ42は、バッテリ制御装置45にバッテリ情報の送信を要求する送信要求情報を送信し、バッテリ制御装置45から、バッテリ温度、バッテリ電圧、バッテリ充電率およびバッテリ状態(バッテリ異常の有無等)を含むバッテリ情報を受信する。
The
また、コントローラ42は、インバータ制御装置55と通信可能に接続されている。コントローラ42とインバータ制御装置55との間では種々の情報が送受信される。例えば、コントローラ42は、インバータ制御装置55にインバータ情報の送信を要求する送信要求情報を送信し、インバータ制御装置55から、走行用モータ23の回転数および回転方向を含むインバータ情報を受信する。また、コントローラ42は、走行用モータ23を駆動させる場合、駆動動作と回転数と回転方向を含む駆動情報をインバータ制御装置55に送信する。また、コントローラ42は、走行用モータ23を回生動作させる場合、回生動作と回生力を含む回生情報をインバータ制御装置55に送信する。
Also, the
図3に示すように、コントローラ42は、アクセル操作状態検出手段に相当するアクセルセンサ43と通信可能に接続されている。アクセルセンサ43は、アクセルレバー29の前後への傾斜方向と、中立状態からの傾斜角度(アクセル開度(操作量))を検出する。本実施形態のアクセルセンサ43は、ポテンションメータを用いたアクセルセンサである。アクセルセンサ43からの検出信号はコントローラ42に伝達され、コントローラ42は、アクセルレバー29の傾斜方向、および中立状態からの傾斜角度(アクセル開度(操作量))を検出することができる。
As shown in FIG. 3, the
停止しているフォークリフト10にてオペレータがアクセルレバー29を操作して中立の状態から前方に傾斜させた場合、フォークリフト10は前進を開始し、アクセルレバー29の前方への傾斜角度に応じた速度に達するように加速する。また、停止しているフォークリフト10にてオペレータがアクセルレバー29を操作して中立の状態から後方に傾斜させた場合、フォークリフト10は後進を開始し、アクセルレバー29の後方への傾斜角度に応じた速度に達するように加速する。
When the operator operates the
図3に示すように、コントローラ42は、モニタ34と通信可能に接続されている。モニタ34は、コントローラ42からの表示情報に基づいて種々の情報を表示する。
As shown in FIG. 3,
次に、コントローラ42による走行用モータ23の制御の手順について図4のフローチャートを参照して説明する。まず、コントローラ42は、インバータ制御装置55からインバータ情報を取得する(ステップS01を参照)。インバータ情報は、走行用モータ23の回転数および回転方向を含む情報である。
Next, a procedure for controlling the traveling
次に、コントローラ42は、アクセルレバー29の操作方向と操作量を取得する(ステップS02を参照)。アクセルレバー29の操作方向と操作量は、アクセルセンサ43から入力された検出信号に基づいて取得される。アクセルセンサ43は、アクセルレバー29の操作方向(前進方向、後進方向および中立位置のいずれか)と、アクセルレバー29の中立状態からの傾斜角度(前傾角度または後傾角度)を検出する。つまり、アクセルセンサ43は、アクセルレバー29の操作方向とアクセルレバー29のアクセル開度に相当する操作量とを検出する。コントローラ42は、アクセルレバー29の操作方向と操作量に基づき、走行用モータ23の仮回転方向と、仮目標回転数と、仮目標回転数に対応する仮目標トルクを取得して記憶するほか、仮目標回生力を求め、求められた仮目標回生力を記憶する(ステップS03を参照)。
Next, the
次に、コントローラ42は、バッテリ制御装置45に対して送信要求情報を送信し、バッテリ制御装置45からバッテリ電圧やバッテリ温度およびバッテリ状態等を含むバッテリ情報を受信する(ステップS04を参照)。
Next, the
次に、コントローラ42は、バッテリ情報に含まれているバッテリ46の充電率(バッテリ充電率)を読み出し、バッテリ充電率が閾値以下であるか否かを判定する(ステップS05を参照)。本実施形態では、バッテリ充電率が満充電の状態を100%とするとき、例えば、バッテリ充電率80%(第1閾値)およびバッテリ充電率50%(第2閾値)を閾値としている。コントローラ42は、第1閾値以下であるバッテリ充電率が80%未満であるとき、制限開始温度T11(℃)を変更し、第2閾値以下であるバッテリ充電率が50%以下であるとき、制限開始温度T11を変更する(ステップS06を参照)。制限開始温度T11は、例えば、50℃~53℃である。
Next, the
ここで、制限開始温度T11を示す「バッテリ・上限回転数情報」について図5を参照して説明する。「バッテリ温度・上限回転数情報」は、バッテリ温度と走行用モータ23の上限回転数との関係を示す情報であり、予めコントローラ42に記憶されている。バッテリ温度には、制限開始温度T11から所定温度ずつ(例えば、1℃~4℃ずつ)上昇した各バッテリ温度T12、T13、T14、T15、T2(℃)が設定されている。バッテリ温度の使用可能上限温度T2は、バッテリ46の警告・入出力遮断が行われる規定温度T3よりも少し低い温度に設定されている。例えば、バッテリ46の規定温度T3が、60℃である場合には、使用可能上限温度T2は、55℃~58℃に設定される。
Here, the "battery/upper limit rotation speed information" indicating the restriction start temperature T11 will be described with reference to FIG. The “battery temperature/upper limit rotation speed information” is information indicating the relationship between the battery temperature and the upper limit rotation speed of the
バッテリ温度が制限開始温度T11よりも低い温度の場合には、走行用モータ23の上限回転数は、通常の上限の回転数である上限回転数N1(rpm)に設定してもよいし、制限無しとしてもよい。一方、バッテリ温度が制限開始温度T11以上の第1高温状態である場合には、走行用モータ23の上限回転数は、バッテリ温度が上昇する毎に、段階的に順次低下した上限回転数に設定され、制限される。具体的には、各バッテリ温度T12、T13、T14、T15、T2に上昇する毎に、通常の上限回転数N1から約10%~15%ずつ段階的に順次低下した各上限回転数N2、N3、N4、N5、N6、N7(rpm)に設定され、制限される。上限回転数N1~N7は、バッテリ46の温度に応じて制限する駆動モータの出力の上限値に相当する。
When the battery temperature is lower than the limit start temperature T11, the upper limit rotation speed of the
例えば、バッテリ温度が使用可能上限温度T2まで上昇した場合には、走行用モータ23の上限回転数は、通常の上限回転数N1の約30%~40%に低下した最低上限回転数N7(最低上限値)に設定され、制限される。そして、バッテリ温度が使用可能上限温度T2以上となる第2高温状態に上昇した場合には、走行用モータ23の上限回転数は、最低上限回転数N7(最低上限値)に設定され、制限される。なお、制限開始温度T11は、規定温度T3よりも低い温度として設定されている。そして、規定温度T3と制限開始温度T11の間に、使用可能上限温度T2が設定されており、制限開始温度T11と使用可能上限温度T2の間に、T12~T15が設定されている。規定温度T3、使用可能上限温度T2、制限開始温度T11および図5に示す上限回転数情報は、コントローラ42に予め記憶されている。また、バッテリ制御装置45は、後述するように、バッテリ温度が規定温度T3以上になると、遮断スイッチ47を用いて、バッテリ46への電力の入出力を遮断する。
For example, when the battery temperature rises to the usable upper limit temperature T2, the upper limit rotation speed of the
つまり、バッテリ温度が使用可能上限温度T2から規定温度T3に上昇して、バッテリ装置40による電力の入出力遮断が行われるまで、走行用モータ23の上限回転数は、最低上限回転数N7(最低上限値)に設定される。従って、コントローラ42は、バッテリ温度が使用可能上限温度T2から規定温度T3に上昇するまで、走行用モータ23を最低上限回転数N7(最低上限値)で駆動させることができる。
That is, until the battery temperature rises from the usable upper limit temperature T2 to the specified temperature T3 and the input/output of electric power by the
図4に戻るが、ステップS05においてバッテリ充電率が第1閾値である80%以上と判定されるとき、コントローラ42は制限開始温度T11を変更しない。因みに、リチウムイオン二次電池の場合、制限開始温度T11は、バッテリ充電率が80%以上のとき、例えば、53℃である。バッテリ充電率が第2閾値である50%以上で第1閾値である80%未満となり、ステップS05にて制限開始温度T11が変更される場合、制限開始温度T11は、例えば、53℃から2℃低い51℃に変更される。
Returning to FIG. 4, when it is determined in step S05 that the battery charging rate is equal to or higher than the first threshold of 80%, the
本実施形態では、バッテリ充電率に応じた制限開始温度T11の変更とともに、使用可能上限温度T2が変更される。例えば、バッテリ46の規定温度T3が60℃である場合には、変更前の使用可能上限温度T2は、例えば、58℃に設定されるが、制限開始温度T11の変更とともに、使用可能上限温度T2は、例えば、58℃から2℃低い56℃に変更される。低下分の温度は、使用可能上限温度T2まで温度上昇したバッテリ46を急速充電したとしても、バッテリ46の温度が急速充電によって規定温度T3を超えない範囲で設定される。また、上限回転数が制限される各バッテリ温度T12~T15は、制限開始温度T11および使用可能上限温度T2と同様に、バッテリ充電率に応じて変更される。
In this embodiment, the usable upper limit temperature T2 is changed as well as the restriction start temperature T11 is changed according to the battery charging rate. For example, if the specified temperature T3 of the
バッテリ充電率が第2閾値である50%未満となり、ステップS05にて制限開始温度T11が変更される場合、制限開始温度T11は、例えば、53℃から3℃低い50℃に変更される。また、本実施形態では、制限開始温度T11の変更とともに、使用可能上限温度T2が変更される。例えば、バッテリ46の規定温度T3が60℃である場合には、バッテリ充電率が50%未満となると、制限開始温度T11の変更とともに、使用可能上限温度T2は、例えば、58℃から3℃低い55℃に変更される。上限回転数が制限される各バッテリ温度T12~T15は、制限開始温度T11および使用可能上限温度T2と同様に、バッテリ充電率に応じて変更される。
When the battery charging rate is less than the second threshold of 50% and the restriction start temperature T11 is changed in step S05, the restriction start temperature T11 is changed from 53°C to 50°C, which is 3°C lower, for example. Further, in the present embodiment, the usable upper limit temperature T2 is changed together with the change of the restriction start temperature T11. For example, when the specified temperature T3 of the
次に、コントローラ42は、バッテリ情報に含まれているバッテリ温度を読み出し、バッテリ温度が、走行用モータ23の上限回転数に対して制限を開始する制限開始温度T11以上に上昇しているか否かを判定する(ステップS07を参照)。制限開始温度T11以上の温度は、第1高温状態に相当する。
Next, the
バッテリ温度が制限開始温度T11以上に上昇しているとコントローラ42が判定した場合には、バッテリ温度に基づいて上限回転数を算出する(ステップS08を参照)。バッテリ温度が制限開始温度T11よりも低い温度であると判定した場合には、高温警告を解除し、停止警告を解除する(ステップS09を参照)。
When the
コントローラ42は、図5に示す「バッテリ温度・上限回転数情報」に基づいて、バッテリ温度に対応する走行用モータ23の上限回転数を求め、記憶する(ステップS07を参照)。ステップS08にてバッテリ温度に基づいて上限回転数が算出された後、コントローラ42は、ステップS03にて求めた仮目標回転数が、ステップS07にて算出した上限回転数よりも大きいか否かを判定する(ステップS10を参照)。
The
ステップS10において、仮目標回転数が走行用モータ23の上限回転数以下であると判定した場合には、コントローラ42は、後述するステップS12に進む。一方、ステップS10において、仮目標回転数が走行用モータ23の上限回転数よりも大きいと判定した場合には、コントローラ42は、バッテリ温度に基づいて算出した走行用モータ23の上限回転数を仮目標回転数として記憶する(ステップS11を参照)。このとき、コントローラ42は、バッテリ温度に基づいて段階的に低下した上限回転数を仮目標回転数として記憶するほか、バッテリ温度に基づいて段階的に低下した上限回転数に対応する走行用モータ23のトルクを求めて仮目標トルクとして記憶する。
When it is determined in step S10 that the provisional target rotation speed is equal to or lower than the upper limit rotation speed of the traveling
次に、コントローラ42は、ステップS04にて取得したバッテリ温度を読み出し、このバッテリ温度が使用可能上限温度T2以上であるか否かを判定する(ステップS12を参照)。そして、バッテリ温度が、制限開始温度T11よりも高く、かつ、使用可能上限温度T2よりも低い第1高温状態であるとコントローラ42が判定した場合には、コントローラ42は、高温警告を報知する(ステップS13を参照)。この場合、コントローラ42は、バッテリ46のバッテリ温度が制限開始温度T11以上の高温になった旨を警告する「高温警告」をモニタ34に表示してオペレータに報知する。モニタ34に表示する警告表示は、例えば、「バッテリ温度が上昇しています。」とする。
Next, the
バッテリ温度が使用可能上限温度T2以上の第2高温状態であるとコントローラ42が判定した場合には、コントローラ42は、停止警告を報知する(ステップS14を参照)。コントローラ42は、バッテリ46のバッテリ温度が使用可能上限温度T2以上の高温になっており、このままだと、バッテリ装置40の入出力が遮断されて停止する旨の「停止警告」をモニタ34に表示し、オペレータに報知する。高温警告および停止警告による「報知」は、モニタ34への表示に限定されず、ブザーやランプ等にて報知するようにしてもよい。
When the
続いて、コントローラ42は、仮回転方向に記憶されている回転方向を最終回転方向に記憶し、仮目標回転数に記憶されている回転数を最終目標回転数に記憶し、仮目標トルクに記憶されているトルクを最終目標トルクに記憶し、仮目標回生力に記憶されている回生力を最終目標回生力に記憶する(ステップS15を参照)。
Subsequently, the
次に、コントローラ42は、最終回転方向、最終目標回転数、最終目標トルクおよび最終目標回生力を含むモータ制御情報をインバータ制御装置55に送信する(ステップS16を参照)。最終回転方向、最終目標回転数、最終目標トルクおよび最終目標回生力は、ステップS15においてコントローラ42に記憶された情報である。インバータ制御装置55は、モータ制御情報に基づいて走行用モータ23を制御する。
Next, the
次に、コントローラ42は、バッテリ制御装置45から、X秒後に入出力遮断を行う旨、つまり、バッテリ装置40の電力供給をX秒後に遮断する旨を表す遮断メッセージ情報が入力されたか否かを判定する(ステップS17を参照)。コントローラ42がバッテリ制御装置45から遮断メッセージ情報が入力されている判定した場合には、バッテリ装置40の入出力がX秒後に遮断されて停止する旨を示す「遮断警告」がモニタ34に表示される(ステップS18を参照)。モニタ34に表示される「遮断警告」としては、例えば、「X秒後に停止します。」である。一方、コントローラ42は、バッテリ制御装置45から遮断メッセージ情報が入力されていないと判定した場合には、遮断警告を解除する(ステップS19を参照)。コントローラ42は、「遮断警告」がモニタ34に表示されている場合、モニタ34の「遮断警告」の表示を解除(消去)する。一連のステップS01~S19を経ることにより図4に示すフローの処理を終了する。
Next, the
次に、本実施形態に係るフォークリフト10の作動について説明する。オペレータはアクセルレバー29の操作によりフォークリフト10を加速させたり制動させたりする。
Next, operation of the
フォークリフト10の加速時には、バッテリ46の直流電力がインバータ56により交流電力に変換され、交流電力により走行用モータ23の回転数が上昇する。バッテリ充電率が第1閾値である80%以上の場合、バッテリ46の放電等によりバッテリ温度が、制限開始温度T11よりも高く、かつ、使用可能上限温度T2よりも低い第1高温状態であると、走行用モータ23は上限回転数の制限を受ける。このため、オペレータは意図する加速が得られないことを体感し、モニタ34に表示される高温警告の表示とともに、バッテリ46の温度(バッテリ温度)が上昇していることを認識する。また、バッテリ温度が、規定温度T3より低く、使用可能上限温度T2よりも高い第2高温状態であると、走行用モータ23は上限回転数が最大の制限を受ける。このため、オペレータは意図する加速が得られないことを強く体感し、モニタ34に表示される停止警告の表示とともに、バッテリ46の温度が規定温度T3付近まで上昇していることを認識する。
During acceleration of the
フォークリフト10の制動時には、走行用モータ23の回生動作により回生力が生じる。走行用モータ23に生じた回生電力Win1をインバータ56により直流電力の充電電力Win2に変換され、バッテリ46に充電される(図3を参照)。バッテリ温度が、制限開始温度T11よりも高く、かつ、使用可能上限温度T2よりも低い第1高温状態であると、走行用モータ23は上限回転数の制限を受ける。上限回転数の制限を受けた状態にて回生により得られた充電電力は、制限を受けている上限回転数に対応する回生力から得られる電力であり、制限のない回転数に対応する回生力から得られる充電電力よりも少ない。つまり、バッテリ46の温度に応じた走行用モータ23の回転数の制限に伴って走行用モータ23の回生動作による回生力は制限される。従って、バッテリ温度は、制限を受けている上限回転数に対応する回生による充電によって、規定温度T3まで上昇することはない。また、バッテリ温度が、規定温度T3より低く、使用可能上限温度T2よりも高い第2高温状態であると、走行用モータ23は上限回転数が最大の制限を受ける。このため、制限された上限回転数に対応する回生力から得られる充電電力は、制限のない回転数に対応する回生力から得られる充電電力よりもより少なくなる。従って、バッテリ温度は最大制限の上限回転数に対応する回生による充電により規定温度T3まで上昇することはない。
When the
一方、バッテリ充電率が第2閾値である50%以上で第1閾値である80%未満の場合、制限開始温度T11、使用可能上限温度T2が、バッテリ充電率が80%以上の場合よりも低く設定される。また、バッテリ充電率が第2閾値である50%未満の場合、制限開始温度T11、使用可能上限温度T2が、バッテリ充電率が50%以上で80%未満の場合よりも低く設定される。また、制限開始温度T11から所定温度ずつ(例えば、1℃~4℃ずつ)上昇した各バッテリ温度T12、T13、T14、T15、T2も、バッテリ充電率の閾値(第1閾値、第2閾値)に応じて低く設定される。走行用モータ23の回転数の制限が、バッテリ充電率が80%以上の場合よりも低い温度で開始される。このため、走行用モータ23の回転数の制限を受けた後、フォークリフト10による作業を中断して、バッテリ46の温度が下がらない状態のバッテリ46を直ちに急速充電しても、バッテリ46は規定温度T3まで上昇しない。
On the other hand, when the battery charging rate is equal to or higher than the second threshold of 50% and lower than the first threshold of 80%, the restriction start temperature T11 and the usable upper limit temperature T2 are lower than when the battery charging rate is 80% or higher. set. When the battery charging rate is less than 50%, which is the second threshold, the restriction start temperature T11 and the usable upper limit temperature T2 are set lower than when the battery charging rate is 50% or more and less than 80%. In addition, each battery temperature T12, T13, T14, T15, and T2, which rises by a predetermined temperature (for example, by 1° C. to 4° C.) from the limit start temperature T11, is also the threshold of the battery charging rate (first threshold, second threshold). is set lower depending on Limitation of the number of rotations of the traveling
次に、フォークリフト10の前進(後進)走行中に、前方(後方)に傾斜されているアクセルレバー29を後方(前方)へ傾斜させるスイッチバック操作が行われる場合について説明する。スイッチバック操作が行われる場合、フォークリフト10は、前傾(後傾)状態のアクセルレバー29を中立位置に戻す操作によるアクセルオフ制動よりも大きな制動が得られる。したがって、スイッチバックの操作を行ったとき、走行用モータ23の回生動作により大きな回生力が生じ、フォークリフト10はアクセルオフ制動よりも短い距離で停止する。走行用モータ23に生じた回生電力Win1はインバータ56により直流電力の充電電力Win2に変換され、バッテリ46に充電される。
Next, a case where a switchback operation for tilting the
本実施形態では、スイッチバック操作が行われる場合についても、バッテリ46の温度によって走行用モータ23の出力および回生動作による回生力は制限される。ここでは、前方に傾斜されているアクセルレバー29を後方へ傾斜させ、前進から後進へ切り換えるスイッチバック操作の場合について説明する。
In this embodiment, even when the switchback operation is performed, the temperature of the
図6に示すように、バッテリ充電率が第1閾値である80%以上であってバッテリ温度が、制限開始温度T11以下であるとき、走行用モータ23は上限回転数の制限および回生力は制限されない。よって、スイッチバック操作前の前進走行では、オペレータの意図するとおりの加速が得られ、スイッチバック操作後は、オペレータの意図するとおりの制動力が得られる。
As shown in FIG. 6, when the battery charging rate is equal to or higher than the first threshold value of 80% and the battery temperature is equal to or lower than the limit start temperature T11, the driving
バッテリ充電率が第1閾値である80%以上の場合、バッテリ46の放電等によりバッテリ温度が、制限開始温度T11よりも高く、かつ、使用可能上限温度T2よりも低い第1高温状態であると、走行用モータ23は上限回転数および回生力の制限を受ける。このため、スイッチバック操作前の前進走行では、オペレータは意図する加速が得られないことを体感し、モニタ34に表示される高温警告の表示とともに、バッテリ46の温度(バッテリ温度)が上昇していることを認識する。また、スイッチバック操作後は、オペレータは意図する制動力が得られないことを体感する。
When the battery charging rate is equal to or higher than the first threshold of 80%, the battery temperature is higher than the limit start temperature T11 and lower than the usable upper limit temperature T2 due to discharging of the
スイッチバック操作によって得られた充電電力は、スイッチバック操作前の走行用モータ23の制限を受けている上限回転数に対応する回生力から得られる電力であり、制限のない回転数に対応する回生力から得られる充電電力よりも少ない。つまり、スイッチバック操作後の走行用モータ23の回生動作による回生力は、スイッチバック操作前のバッテリ46の温度に応じた走行用モータ23の回転数の制限に伴って制限される。従って、図6に示すように、走行用モータ23の上限回転数および回生力の制限を受けるスイッチバック操作では、上限回転数の制限および回生力は制限されないスイッチバック操作の場合と同様に、走行用モータ23の出力と回生とのバランスが保たれている。このため、走行用モータ23の上限回転数および回生力の制限を受けるスイッチバック操作では、スイッチバック操作によるフォークリフト10の制動距離は、上限回転数の制限および回生力が制限されないスイッチバック操作の制動距離と同じ制動距離とすることができる。
The charging power obtained by the switchback operation is the power obtained from the regenerative power corresponding to the limited upper limit rotational speed of the driving
因みに、第1高温状態にて走行用モータ23の出力を制限せず、回生のみを制限する制御を行う場合を仮に考えると、この場合、スイッチバック操作前の走行用モータ23の出力は制限されないので、オペレータは意図する加速が得られる。しかしながら、スイッチバック操作後では回生の制限によりオペレータは意図する制動力が得られない。図6に示すように、走行用モータ23が上限回転数の制限を受けず、回生力の制限を受ける場合のスイッチバック操作では、走行用モータ23の出力と回生とのバランスが保たれていない。このため、走行用モータ23が上限回転数の制限を受けずに回生力のみ制限を受けるスイッチバック操作では、スイッチバック操作によるフォークリフト10の制動距離は、上限回転数の制限および回生力は制限されないスイッチバック操作の制動距離よりも長くなり、オペレータの意図する制動距離にてフォークリフト10を停止させることができない。
Incidentally, assuming that control is performed to limit only the regeneration without limiting the output of the running
本実施形態では、走行用モータ23の上限回転数および回生力の制限を受けるものの、走行用モータ23の出力と回生とのバランスが保たれている。つまり、走行用モータ23出力だけでなく回生が制限を受けることから、通常の制限前と比べて制動力の低下を生じるものの、通常の制動時の制動距離と同じ距離にて停止でき、制動距離の増加は生じない。したがって、スイッチバック操作によるフォークリフト10の制動距離は、上限回転数の制限および回生力は制限されないスイッチバック操作の制動距離と同じ制動距離とすることが可能である。よって、オペレータは、スイッチバック操作によって意図する制動距離にてフォークリフト10を停止させることができる。なお、後方に傾斜されているアクセルレバー29を前方へ傾斜させ、後進から前進へ切り換えるスイッチバック操作についても、前進から後進へ切り換えるスイッチバック操作の場合と同様に、走行用モータ23の出力と回生とのバランスが保たれる。
In this embodiment, although the upper limit rotation speed and regenerative force of the traveling
本実施形態のフォークリフト10は、以下の作用効果を奏する。
(1)バッテリ46の温度が制限開始温度T11以上の第1高温状態であるときバッテリ46の温度に応じて走行用モータ23の出力が制限される。このため、フォークリフト10は走行用モータ23の出力の制限を受けつつ作動される。その結果、オペレータは、走行用モータ23の出力の制限をフォークリフト10の動作から体感でき、バッテリ46の遮断状態が迫っていることを認識することができる。また、バッテリ46の遮断状態が発生する前に、走行用モータ23の出力を制限することにより、オペレータは作業を中断することができ、バッテリ46の遮断状態の発生頻度を低下させることができる。
The
(1) When the temperature of the
(2)コントローラ42から制限される走行用モータ23の出力は、走行用モータ23の回転数であり、バッテリ46の温度が制限開始温度T11以上の第1高温状態であるときバッテリ46の温度に応じて走行用モータ23の回転数が制限される。走行用モータ23の回転数が制限されることから、バッテリ46の温度に応じて走行速度が低下したり、加速が遅くなったりする。その結果、オペレータは、走行速度の低下や加速の遅さを体感でき、バッテリ46の遮断状態が迫っていることを認識することができる。
(2) The output of the
(3)バッテリ温度検出器52が検出したバッテリ46の温度が、制限開始温度T11以上の第1高温状態であるとき、コントローラ42は、バッテリ46の温度に応じて走行用モータ23の回転数が制限される。バッテリ46の温度に応じた走行用モータ23の回転数の制限に伴って走行用モータ23の回生動作による回生力は制限される。このため、バッテリ46の温度が制限開始温度T11以上の第1高温状態であるとき、バッテリ46の温度に応じて走行用モータ23の回生動作による回生力が制限される。
(3) When the temperature of the
(4)バッテリ46の温度が第1高温状態であるときに、バッテリ46の温度に応じて制限する走行用モータ23の出力の上限値が、バッテリ46の温度が制限開始温度T11から上昇するに従って段階的に減少させて設定される。このため、走行用モータ23の動作を徐々に低下させることができる。オペレータは、走行用モータ23の動作が段階的に低下することが体感でき、バッテリ46の遮断状態が迫っていることを認識することができる。
(4) When the temperature of the
(5)バッテリ46の温度が、制限開始温度T11よりも高い使用可能上限温度T2以上から規定温度T3までの第2高温状態であるとき、バッテリ46の温度に応じて制限する走行用モータ23の出力の上限値を、最低上限値に設定して走行用モータ23を駆動する。このため、第2高温状態では、フォークリフト10の走行用モータ23の動作が最大に制限される。その結果、オペレータは、走行用モータ23の動作が最大に制限されることが体感でき、バッテリ46の遮断状態が迫っていることを認識することができる。
(5) When the temperature of the
(6)バッテリ充電率が50%以上、80%未満の場合およびバッテリ充電率が50%未満の場合には、制限開始温度T11、使用可能上限温度T2が、バッテリ充電率が80%以上の場合よりも低く設定される。走行用モータ23の回転数の制限や回生力の制限は、バッテリ充電率が80%以上の場合よりも低い温度から開始される。このため、走行用モータ23の回転数の制限や回生力の制限を受けた後、フォークリフト10による作業を中断して、バッテリ46を直ちに急速充電しても、バッテリ46は規定温度T3まで上昇しない。つまり、作業中断後の急速充電によってバッテリ46は遮断状態となることはない。
(6) When the battery charging rate is 50% or more and less than 80% and when the battery charging rate is less than 50%, the restriction start temperature T11 and the usable upper limit temperature T2 are set to the battery charging rate of 80% or more. is set lower than Restriction of the number of rotations of the traveling
(7)スイッチバック操作において走行用モータ23は上限回転数および回生力の制限を受けるものの、走行用モータ23の出力と回生とのバランスが保たれている。このため、スイッチバック操作によるフォークリフト10の制動距離は、上限回転数の制限および回生力は制限されないスイッチバック操作の制動距離と同じ制動距離とすることが可能である。つまり、走行用モータ23の回生が制限を受けることから制限前と比べて制動力の低下を生じるものの、通常の制動時の制動距離と同じ距離にて停止でき、制動距離の増加は生じず、また、急制動による衝撃を緩和することができる。オペレータは、上限回転数の制限および回生力は制限されないスイッチバック操作と同様に、スイッチバック操作によって意図する制動距離にてフォークリフト10を停止させることができる。また、オペレータは、走行用モータ23は上限回転数および回生力の制限を受けている状態でも通常のスイッチバック操作における制動と同じ感覚でアクセルレバー29を操作することができる。
(7) Although the driving
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible within the scope of the invention. For example, the following modifications may be made.
○ 上記の実施形態では、駆動モータとして走行用モータの制御を例示したが、駆動モータは走行用モータに限定されない。駆動モータは、荷役用モータであってもよい。駆動モータが荷役用モータの場合、荷役動作に必要な荷役用モータの出力がバッテリ温度上昇により制限を受けて、オペレータはバッテリの遮断状態が迫っていることを認識することができる。
○ 上記の実施形態では、バッテリ充電率が80%未満(50%以上)の場合に、第1高温状態を規定する制限開始温度を低くし、バッテリ充電率が50%未満の場合に制限開始温度さらに低くするようにしたが、この限りではない。また、バッテリ充電率に応じて充電による温度上昇を考慮して、制御装置は制限開始温度を変更するようにしてもよい。また、バッテリ充電率の閾値は、諸条件の異なるバッテリ毎の特性に応じて設定すればよく、上記の実施形態に記載した閾値に限定されない。
○ 上記の実施形態では、バッテリはリチウムイオン二次電池としたが、バッテリはリチウムイオン電池に限定されない。バッテリは、例えば、バッテリの状態を監視してバッテリを制御することができるバッテリ制御装置を備えたニッケル水素電池等の二次電池であってもよい。
○ 上記の実施形態では、バッテリ温度の上昇時において駆動モータの回転数を制限する制御としたが、駆動モータの回転数の制御に限定されない。例えば、制御装置は、駆動モータの回転数に代えて回生力を制限するようにしてもよい。この場合、バッテリの温度が制限開始温度よりも高くなり、制限開始温度よりも高く、かつ、使用可能上限温度よりも低い第1高温状態であると、駆動モータの回生力は予め設定されている上限回生力に制限されてもよい。バッテリ温度の上昇により回生力が制限を受けるので、オペレータは回生力の制限により意図する制動動作が行い辛くなることを体感し、モニタに表示される高温警告の表示とともに、バッテリの遮断状態が迫っていることを認識することができる。さらに、バッテリ温度が、規定温度より低く、使用可能上限温度よりも高い第2高温状態であると、走行用モータの回生力は最大の制限を受けるようにしてもよい。この場合、オペレータは回生力の制限により意図する制動動作が行い辛くなることを強く体感し、モニタに表示される停止警告の表示とともに、バッテリの温度が規定温度付近まで上昇していることを認識する。また、回生力の制限は、回転数の制限と同様に、バッテリの温度上昇とともに段階的に低下させてもよい。さらに、バッテリの充電率が予め設定した閾値未満のとき、制限開始温度をバッテリの充電率が前記閾値以上のときよりも低くしてもよい。
○ 上記の実施形態では、バッテリ温度の上昇時において駆動モータの回転数を制限する制御としたが、駆動モータの回転数の制御に限定されない。例えば、駆動モータの回転数に代えて、アクセルレバーの開度を制限するようにしてもよい。この場合、バッテリの温度が制限開始温度よりも高くなり、制限開始温度よりも高く、かつ、使用可能上限温度よりも低い第1高温状態であると、アクセルレバーの開度は予め設定されている上限開度に制限されてもよい。アクセルレバーの開度がバッテリ温度の上昇により制限を受けるので、オペレータはバッテリの遮断状態が迫っていることを認識することができる。例えば、前方にアクセルレバーを100%倒しても、アクセルレバーを前方に80%倒したことに相当する制限を受ける。さらに、バッテリ温度が、規定温度より低く、使用可能上限温度よりも高い第2高温状態であると、アクセルレバーの開度は最大の制限を受けるようにしてもよい。この場合、オペレータはアクセルレバーの開度の制限により意図する動作が行い辛くなることを強く体感し、モニタに表示される停止警告の表示とともに、バッテリの温度が規定温度付近まで上昇していることを認識する。また、アクセルレバーの開度の制限は、回転数の制限と同様に、バッテリの温度上昇とともに段階的に低下させてもよい。さらに、バッテリの充電率が予め設定した閾値未満のとき、制限開始温度をバッテリの充電率が前記閾値以上のときよりも低くしてもよい。
〇 上記の実施形態では、アクセル操作手段として手で操作するアクセルレバーを例示したが、アクセル操作手段はアクセルレバーに限定されない。アクセル操作手段は、例えば、踏む込みにより操作されるアクセルペダルであってもよい。
○ 上記の実施形態では、バッテリ式産業車両としてリーチ型フォークリフトについて例示したが、バッテリ式産業車両はリーチ型フォークリフトに限定されない。例えば、カウンタウエイト型のバッテリフォークリフトや電動式の牽引車であってもよい。
O In the above-described embodiment, control of the driving motor is exemplified as the driving motor, but the driving motor is not limited to the driving motor. The drive motor may be a cargo handling motor. When the drive motor is a motor for cargo handling, the output of the motor for cargo handling required for cargo handling operation is limited by the rise in battery temperature, and the operator can recognize that the battery is about to be cut off.
○ In the above embodiment, when the battery charging rate is less than 80% (50% or more), the restriction start temperature that defines the first high temperature state is lowered, and when the battery charging rate is less than 50%, the restriction start temperature I tried to make it even lower, but it's not limited to this. Also, the control device may change the limit start temperature in consideration of the temperature rise due to charging according to the battery charging rate. Also, the threshold of the battery charging rate may be set according to the characteristics of each battery with different conditions, and is not limited to the threshold described in the above embodiment.
O In the above embodiment, the battery is a lithium ion secondary battery, but the battery is not limited to a lithium ion battery. The battery may be, for example, a secondary battery such as a nickel-metal hydride battery with a battery control device capable of monitoring the state of the battery and controlling the battery.
O In the above embodiment, the control is performed to limit the number of revolutions of the drive motor when the battery temperature rises, but the control is not limited to the control of the number of revolutions of the drive motor. For example, the control device may limit the regenerative force instead of the number of revolutions of the drive motor. In this case, the regenerative force of the drive motor is set in advance when the temperature of the battery is higher than the limit start temperature, higher than the limit start temperature, and lower than the usable upper limit temperature in the first high temperature state. It may be limited to the upper limit regenerative power. Since the regenerative power is limited due to the rise in battery temperature, the operator feels that the intended braking operation will be difficult due to the limitation of the regenerative power. can recognize that Further, when the battery temperature is lower than the specified temperature and higher than the usable upper limit temperature, which is the second high temperature state, the regenerative force of the traction motor may be restricted to the maximum. In this case, the operator strongly feels that it is difficult to perform the intended braking operation due to the limitation of regenerative power, and along with the stop warning displayed on the monitor, he/she recognizes that the battery temperature has risen to near the specified temperature. do. Further, the limit of the regenerative force may be reduced step by step as the temperature of the battery rises, similar to the limit of the number of revolutions. Furthermore, when the charging rate of the battery is less than a preset threshold, the limit start temperature may be lower than when the charging rate of the battery is equal to or higher than the threshold.
O In the above embodiment, the control is performed to limit the number of revolutions of the drive motor when the battery temperature rises, but the control is not limited to the control of the number of revolutions of the drive motor. For example, instead of the number of rotations of the drive motor, the degree of opening of the accelerator lever may be limited. In this case, the opening degree of the accelerator lever is set in advance when the temperature of the battery is higher than the limit start temperature, higher than the limit start temperature, and lower than the usable upper limit temperature in the first high temperature state. It may be limited to the upper limit opening. Since the degree of opening of the accelerator lever is limited by the increase in battery temperature, the operator can recognize that the battery is about to be cut off. For example, even if the accelerator lever is tilted forward 100%, the limit is equivalent to tilting the accelerator lever forward 80%. Further, when the battery temperature is lower than the specified temperature and higher than the usable upper limit temperature, which is the second high temperature state, the opening degree of the accelerator lever may be restricted to the maximum. In this case, the operator strongly feels that it is difficult to perform the intended operation due to the limited opening of the accelerator lever, and a stop warning is displayed on the monitor, along with the fact that the battery temperature has risen to near the specified temperature. to recognize Further, the limit on the degree of opening of the accelerator lever may be reduced in stages as the temperature of the battery rises, similar to the limit on the number of revolutions. Furthermore, when the charging rate of the battery is less than a preset threshold, the limit start temperature may be lower than when the charging rate of the battery is equal to or higher than the threshold .
In the above- described embodiment, an accelerator lever operated by hand is exemplified as the accelerator operating means, but the accelerator operating means is not limited to the accelerator lever. The accelerator operating means may be, for example, an accelerator pedal that is operated by stepping on it.
O In the above embodiment, the reach-type forklift was exemplified as the battery-powered industrial vehicle, but the battery-powered industrial vehicle is not limited to the reach-type forklift. For example, it may be a counterweight type battery forklift or an electric towing vehicle.
10 フォークリフト(バッテリ式産業車両)
11 車体
14 荷役装置
22 ドライブユニット
23 走行用モータ
24 駆動輪
29 アクセルレバー
40 バッテリ装置
41 インバータ装置
42 コントローラ(制御装置)
43 アクセルセンサ
45 バッテリ制御装置
46 バッテリ
47 遮断スイッチ
48 電池モジュールユニット
49 電池モジュール
51 モジュールコントローラ
52 バッテリ温度検出器
55 インバータ制御装置
56 インバータ
57 インバータ回路
58 モータ回転検出器
59 アクセルセンサ
T11 バッテリ温度(制限開始温度)
T12、T13、T14、T15 バッテリ温度
T2 バッテリ温度(使用可能上限温度)
T3 バッテリ温度(規定温度)
N1、N2、N3、N4、N5、N6 上限回転数
N7 上限回転数(最低上限値)
10 Forklift (battery-powered industrial vehicle)
11
43
T12, T13, T14, T15 Battery temperature T2 Battery temperature (usable upper limit temperature)
T3 Battery temperature (specified temperature)
N1, N2, N3, N4, N5, N6 Upper limit speed N7 Upper limit speed (minimum upper limit)
Claims (6)
前記駆動モータを駆動動作する際の電力を出力し、前記駆動モータを回生動作させた際の電力が入力されるバッテリ装置と、
前記バッテリ装置に備えられるバッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、
アクセルレバーの操作方向と操作量を取得するアクセルセンサと接続され、前記アクセルセンサにより取得された前記アクセルレバーの操作量に応じた走行速度となるように前記駆動モータを制御する制御装置と、を備えたバッテリ式産業車両において、
前記制御装置は、前記バッテリ温度検出手段によって検出された前記バッテリの温度が予め設定された制限開始温度以上であって使用可能上限温度未満の第1高温状態であるとき、前記バッテリの温度に応じて前記駆動モータの出力を制限し、
前記第1高温状態であるときに、前記バッテリの温度に応じて制限する前記駆動モータの出力の上限値を、前記バッテリの温度が前記制限開始温度から上昇するに従って段階的に減少させて設定するように制御し、
前記バッテリの温度が前記第1高温状態であるとき、前記駆動モータの出力の上限値は、搭乗オペレータが前記走行速度の低下や加速の遅さを体感でき、前記バッテリ装置の入出力が所定時間後に遮断されて停止する旨の遮断警告の発生前に前記バッテリの遮断状態が迫っていることを認識できるように、前記制限開始温度から所定温度ずつ上昇して設定された温度上昇時の複数の前記バッテリの温度に対応して所定の割合で多段階に順次低下することを特徴とするバッテリ式産業車両。 a drive motor;
a battery device that outputs electric power when driving the driving motor and receives electric power when the driving motor is regeneratively operated;
battery temperature detection means for detecting the temperature of the battery provided in the battery device;
a control device connected to an accelerator sensor that acquires an operation direction and an operation amount of an accelerator lever, and that controls the drive motor so as to achieve a running speed corresponding to the operation amount of the accelerator lever acquired by the accelerator sensor ; In a battery-powered industrial vehicle equipped with
When the temperature of the battery detected by the battery temperature detection means is equal to or higher than a preset limit start temperature and is lower than the usable upper limit temperature , the controller controls the temperature of the battery according to the temperature of the battery. to limit the output of the drive motor,
An upper limit value of the output of the drive motor to be limited according to the temperature of the battery when the first high-temperature state is established is set so as to decrease stepwise as the temperature of the battery rises from the limitation start temperature. control like
When the temperature of the battery is in the first high temperature state, the upper limit value of the output of the drive motor is such that the boarding operator can feel the decrease in traveling speed and slow acceleration, and the input/output of the battery device is maintained for a predetermined time. A plurality of temperature increases set by increasing the temperature by a predetermined temperature from the limit start temperature so that the impending cutoff state of the battery can be recognized before the cutoff warning to the effect that the battery will be cut off and stopped later is generated. A battery-powered industrial vehicle characterized in that the temperature of the battery decreases sequentially in multiple steps at a predetermined rate corresponding to the temperature of the battery.
前記制御装置には、前記制限開始温度よりも高く、且つ、前記規定温度よりも低い使用可能上限温度が予め設定されており、
前記制御装置は、前記バッテリ温度検出手段によって検出された前記バッテリの温度が前記使用可能上限温度以上から前記規定温度までの第2高温状態であるとき、前記バッテリの温度に応じて制限する前記駆動モータの出力の上限値を、最低上限値に設定するように制御することを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のバッテリ式産業車両。 When the temperature detected by the battery temperature detecting means is equal to or higher than a predetermined temperature higher than the restriction start temperature, the battery device outputs electric power from the battery device to the battery device. cut off the power input of
The control device is preset with a usable upper limit temperature that is higher than the restriction start temperature and lower than the specified temperature,
When the temperature of the battery detected by the battery temperature detection means is in a second high temperature state from the usable upper limit temperature or more to the specified temperature, the control device limits the driving according to the temperature of the battery. 4. The battery-powered industrial vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein control is performed so as to set the upper limit of the output of the motor to the lowest upper limit .
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