JP2003267697A - バッテリ式フォークリフト - Google Patents

バッテリ式フォークリフト

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JP2003267697A
JP2003267697A JP2002067595A JP2002067595A JP2003267697A JP 2003267697 A JP2003267697 A JP 2003267697A JP 2002067595 A JP2002067595 A JP 2002067595A JP 2002067595 A JP2002067595 A JP 2002067595A JP 2003267697 A JP2003267697 A JP 2003267697A
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torque
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Shiyomei Chin
曙銘 陳
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Nippon Yusoki Co Ltd
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Nippon Yusoki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 暖機状態に影響されることなく、運転開始直
後から所定の最高速度が得られるようにして、常に円滑
な走行を可能としたバッテリ式フォークリフトを提供す
る。 【解決手段】 走行用モータ2の回転速度を検出する速
度検出手段4と、車体の現在の暖機温度txを検出する
温度センサ5と、所定の基準温度twにおける走行用モ
ータ2の回転速度Vに応じた駆動トルクTwを設定する
基準トルク設定手段21と、温度センサ5により検出さ
れる暖機温度txと基準温度twとの差に基づき駆動ト
ルクTwを補正し、補正したトルクTxでもって走行用
モータ2を駆動制御するモータ制御手段22とを備え
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、バッテリ式フォー
クリフトに係り、特には、暖機状態に影響されることな
く所定の走行性能を実現するための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、フォークリフトのうちには車体に
搭載されるバッテリから各種のモータへ電力を供給して
走行・荷役作業を行うバッテリ式フォークリフトがあ
り、このバッテリ式フォークリフトは、ガソリンエンジ
ン式のものに比べで静粛であり、また排気ガスを出さな
いので地球環境に優しいなどの利点がある。
【0003】バッテリ式フォークリフトを走行させると
きには、例えば車体に設けられたアクセルレバーやアク
セルペダルを運転者が操作することで、その操作量に応
じた出力トルクで走行用モータが駆動され、走行用モー
タにギヤボックスなどからなる駆動力伝達機構を介して
連結されているドライブ輪が回転させられて、走行する
ようになっている。そして、アクセルレバーやアクセル
ペダルの操作量が多いほど走行用モータが速く回転させ
られて、バッテリ式フォークリフトの走行速度が速くな
り、アクセルレバーやアクセルペダルを操作していない
ときには走行用モータは回転させられず、バッテリ式フ
ォークリフトも停止する。なお、このようなアクセルレ
バーやアクセルペダルの操作量に応じた走行用モータの
駆動制御は、車体に具備されている制御装置によって行
われる。
【0004】制御装置には、アクセルレバーやアクセル
ペダルの操作量と走行用モータの回転速度との関係が一
義的に設定されており、制御装置はこの関係に基づいて
走行用モータの回転速度を決定する。また、制御装置に
は、図4に示すような、走行用モータの回転速度と出力
トルクとの関係(以下、トルク曲線とも称す)が一義的
に設定されており、制御装置はこのトルク曲線に基づい
て決定した出力トルクで走行用モータを駆動制御する。
すなわち、走行用モータに対する出力トルクが過剰にな
らないように、モータ回転速度の低速領域では走行用モ
ータの最大許容電流によって決まる最大トルクが出力さ
れるようにし、中高速領域では走行用モータの回転速度
が速くなるのに従って漸次、出力トルクが低下するよう
に設定されている。そして、このときトルク曲線は、車
両が十分に暖機された状態を基準として設定されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、車両が十分
に暖機運転されていない状態では、たとえば駆動力伝達
機構のギヤボックス内のギヤオイルの粘性抵抗も大きい
ので、これらが車両内部の走行抵抗となり負荷トルクが
増加する。上述のごとく、従来はトルク曲線を暖機状態
とは無関係に一義的に決めているので、十分に暖機運転
を行わないと負荷トルクが大きくて最高速度が出なかっ
た。特に、冬場や寒冷地などの外気温度が低いときには
負荷トルクが大きくなり、最高速度が出るまでに時間が
かかっていた。
【0006】たとえば、図4のトルク曲線において、十
分に暖機運転された後の負荷トルクTaに対応した走行
用モータの回転速度Vaのときに最高速度が得られると
したとき、外気温度が低くて負荷トルクがTbと大きい
ときには、走行用モータの回転速度はVbとなり、この
ときには暖機状態の最高速度Vaに達しない。暖機運転
を十分に行えば最高速度は次第にVbからVaになる
が、それまでには余分な時間がかかる。
【0007】このように、従来は、寒冷地や冬場などの
ように外気温度が低いときには、運転開始直後において
所望の最高速度が得られず、所望の最高速度が得られる
ようになるまでに時間を要する。また、夏場と冬場とい
った季節の変化によって運転開始直後の走行フィーリン
グが大きく異なってくるため、運転がしずらく、荷役運
搬作業の円滑さを損なうことがあった。
【0008】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、暖機状態に影響されることなく、運転開
始直後から所定の最高速度が得られるようにして、常に
円滑な走行を可能としたバッテリ式フォークリフトを提
供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、次のようにしている。すなわち、請求
項1記載の発明に係るバッテリ式フォークリフトは、駆
動輪を走行用モータによって回転させて走行するバッテ
リ式フォークリフトであって、前記走行用モータの回転
速度を検出する速度検出手段と、車体の現在の暖機温度
を検出する温度検出手段と、所定の基準温度における前
記走行用モータの回転速度に応じた駆動トルクを設定す
る基準トルク設定手段と、前記温度検出手段により検出
される前記暖機温度と前記基準温度との差に基づき前記
駆動トルクを補正し、補正したトルクでもって前記走行
用モータを駆動制御するモータ制御手段と、を備えるこ
とを特徴としている。
【0010】このような構成によれば、基準トルク設定
手段により走行用モータの回転速度に応じた駆動トルク
が設定され、この駆動トルクがモータ制御手段により暖
機温度と基準温度との差に基づき補正され、補正された
トルクでもって走行用モータが駆動制御されることとな
る。したがって、暖機温度に応じた適切なトルクで走行
用モータを駆動させることができ、その結果例えば十分
に暖機されていないために必要な走行速度を出すことが
できないといった不具合が生じる恐れがなくなり、作業
性の向上を図ることができる。
【0011】請求項2記載の発明に係るバッテリ式フォ
ークリフトは、請求項1記載の発明の構成において、前
記温度検出手段は、前記走行用モータの回転を前記駆動
輪に伝達するギヤボックス内のギヤオイルの温度、また
は前記走行用モータの回転に係る電気機器の温度を、前
記暖機温度として検出することを特徴としている。
【0012】このような構成によれば、ギヤオイルの温
度や走行用モータの回転に係る電気機器の温度は車体の
暖機状態を直接的に表わすものであるので、温度検出手
段によりギヤオイルの温度、または走行用モータの回転
に係る電気機器の温度を暖機温度として検出することに
よって正確な車体の暖機状態を駆動トルクの補正に反映
させることができる。
【0013】請求項3記載の発明では、請求項1または
2記載の発明の構成において、前記基準トルク設定手段
は、暖機完了状態を示す第1の基準温度における前記駆
動トルクと、前記第1の基準温度よりも低い第2の基準
温度における前記駆動トルクと、を設定し、前記モータ
制御手段は、前記第1の基準温度における前記駆動トル
クと前記第2の基準温度における前記駆動トルクとの差
を、前記暖機温度と前記第1の基準温度との差に基づき
比例配分して前記第1の基準温度における前記駆動トル
クに加算し補正を行うことを特徴としている。
【0014】このような構成によれば、基準トルク設定
手段により、暖機完了状態を示す第1の基準温度と、第
1の基準温度よりも低温の第2の基準温度とにおいてそ
れぞれ駆動トルクが設定され、モータ制御手段により、
これら駆動トルクの差が暖機温度と第1の基準温度との
差に基づき比例配分され、この比例配分された分が第1
の基準温度における駆動トルクに加算されることで補正
が行われる。そのため、第1の基準温度における駆動ト
ルクを現在の暖機温度に応じた適切なトルクに補正する
ことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の実
施の形態に係るバッテリ式フォークリフトの走行制御系
の構成を示すブロック図である。なお、この実施の形態
でのバッテリ式フォークリフトは、バッテリを走行動力
源とするものであれば、特にカウンタバランス型やリー
チ型等のフォークリフトに限定されるものではない。
【0016】図1において、1は速度調整用のアクセル
レバー、2はドライブ輪を駆動する走行用モータ、3は
走行用モータ2を駆動する走行用モータ駆動ユニット、
4は走行用モータ2の回転速度を検出する速度検出手
段、5は現在の暖機温度を検出する温度検出手段として
の温度センサ、6はマイクロコンピュータ等からなるコ
ントローラである。
【0017】アクセルレバー1にはその操作量θを検出
するポテンショメータが内蔵されており、速度検出手段
4は、たとえば走行用モータ2の駆動軸に取り付けられ
たロータリエンコーダで構成される。また、温度センサ
5は、本実施の形態ではギヤボックスに取り付けられて
内部のギヤオイルの温度を現在の暖機温度として検出す
る。なお、温度センサ5はギヤボックスに取り付ける他
に、走行用モータ駆動ユニット3あるいはコントローラ
6を構成する基板や素子の温度を暖機温度として検出す
るようにしてもよい。
【0018】図1に示すように、コントローラ6にはア
クセルレバー1からその操作量θが入力され、温度セン
サ5から現在の暖機温度txが入力され、また速度検出
手段4から走行用モータ2の回転速度Vが入力される。
そして、これらの入力に基づき、コントローラ6は以下
に詳述する制御を実行する。
【0019】コントローラ6にはROMなどからなるメ
モリが内蔵されており、このメモリにはアクセルレバー
1の操作量θと走行用モータ2の目標回転速度Voとの
関係データが予め記憶されている。そして、コントロー
ラ6にアクセルレバー1からその操作量θが入力される
と、コントローラ6はアクセルレバー1の操作量θに対
応する目標回転速度Voをこのメモリから読み出すこと
で、目標回転速度Voの決定処理を実行する。そして、
速度検出手段4により検出される回転速度Vと目標回転
速度Voとが一致するように走行用モータ2の出力トル
クが決定される。
【0020】また、上記のメモリには、図2の破線で示
すような、暖機温度tw(例えば40℃)時において最
適に(例えば、電力消費の観点から最も効率が良くなる
ように)設定された回転速度Vと出力トルクTwとの関
係データが予め記憶されており、コントローラ6はこの
関係データをメモリから読み出すと共に、この関係デー
タと温度センサ5により検出される現在の暖機温度tx
と回転速度Vとを用いて演算を行い、出力トルクTxの
決定処理を実行する。なお、暖機温度tw(例えば40
℃)が本発明における第1の基準温度であり、コントロ
ーラ6が回転速度Vと出力トルクTwとの関係データを
メモリから読み出す処理が本発明における基準トルク設
定手段である。
【0021】(a)低速領域 コントローラ6は、回転速度Vが0<V≦V1の範囲に
あると判断した場合には、現在の暖機温度txに対応す
る出力トルクTxを、常に一定値Tmaxに決定する。
すなわち、 Tx=Tmax …(1) ここで、V1は、例えばフォークリフトの走行速度が時
速3kmとなるときの走行用モータ2の回転速度として
予め設定されているものであり、Tmaxは、時速3k
m以下での低速走行時に所定の登坂能力を実現できるト
ルクであり、かつ、走行用モータ2や走行用モータ2の
駆動に係る電気部品に流れる電流が許容値を越えないよ
うに予め設定されたトルクである。
【0022】(b)高速領域 コントローラ6は、回転速度VがV2<V≦Vmaxの
範囲にあると判断した場合には、現在の暖機温度txに
対応する出力トルクTxを、次の演算によって決定す
る。すなわち、 Tx=Tw+ΔTm・(tw−tx)/(tw−tc) …(2) ただし、ΔTm=Tcm−Twm ここで、V2は、例えばフォークリフトの走行速度が時
速9kmとなるときの走行用モータ2の回転速度、Vm
axは、フォークリフトの走行速度が最高時速(例えば
時速12km)となるときの走行用モータ2の回転速度
として予め設定されているものである。また、Tcm
は、暖機されていない状態での温度tc(例えば0℃)
においてフォークリフトの走行速度を最高時速とするた
めに必要なトルクであり、実際の使用環境に合わせたt
c,Tcmのデータがコントローラ6のメモリに記憶さ
れている。なお、Twmは、回転速度Vと出力トルクT
wとの関係データのうちV=Vmaxのときの出力トル
クTwの値のことである。なお、暖機温度tc(例えば
0℃)が本発明における第2の基準温度であり、コント
ローラ6が出力トルクTcmのデータをメモリから読み
出す処理も本発明における基準トルク設定手段である。
【0023】先述のように暖機されていない状態では負
荷トルクが大きいため、暖機温度tc(例えば0℃)に
おいて回転速度Vmaxに対応する出力トルクTcm
は、暖機温度tw(例えば40℃)において回転速度V
maxに対応する出力トルクTwmよりもΔTmだけ増
えることとなる。本実施の形態では、(2)式にtx=
tcを代入すれば明らかなように、ある回転速度Va
(V2<Va≦Vmax)に対応する暖機温度tc(例
えば0℃)においての出力トルクTaをTa=Tw+Δ
Tmとして求めるようにしてあり、暖機温度tcでの回
転速度Vと出力トルクTcとの関係は、図2の一点鎖線
で示すトルク曲線となる。また、幾分か暖機されて暖機
温度tx(tc<tx<tw)においては、トルク増分
ΔTmを暖機温度txに応じて比例配分したものを出力
トルクTwに加算して出力トルクTxを求めるようにし
てある。そのため、暖機温度txでの回転速度Vと出力
トルクTxとの関係は、図2の実線で示すトルク曲線と
なる。そして、暖機運転が十分にされて暖気温度txが
高くなりtx=twとなると、(2)式からTx=Tw
となる。
【0024】(c)中速領域 コントローラ6は、回転速度VがV1<V≦V2の範囲
にあると判断した場合には、現在の暖機温度txに対応
する出力トルクTxを、次の演算によって決定する。す
なわち、 Tx=Tw+ΔTm・(tw−tx)/(tw−tc) ・(V−V1)/(V2−V1) …(3) つまり、高速領域(V2<V≦Vmax)ではトルク増
分ΔTmを暖機温度txに応じて比例配分したものを出
力トルクTwに加算するが、中速領域(V1<V≦V
2)ではトルク増分ΔTmを暖機温度txと回転速度V
とに応じて比例配分したものを出力トルクTwに加算す
ることで、出力トルクTxを決定する。
【0025】なお、回転速度V=V1に対応する暖機温
度tw(例えば40℃)においての出力トルクTwは、
Tw=Tmaxとされている。
【0026】したがって、0<V≦Vmaxの範囲で、
暖機温度txにおける出力トルクTxは、図2に実線で
示す一つのトルク曲線となり、コントローラ6によって
このようにして決定される出力トルクTxで走行モータ
2が駆動制御される。そして、このようなコントローラ
6による出力トルクTwを補正して出力トルクTxを決
定する処理、および出力トルクTxで走行モータ2が駆
動制御する処理が本発明におけるモータ制御手段であ
る。
【0027】例えば、フォークリフトが停止している状
態で走行速度を最高時速とするアクセルレバー1の操作
が行われると、目標回転速度Vo=Vmaxとなり、回
転速度Vとこの目標回転速度Voとが一致するように走
行用モータ2が制御される。回転速度Vが0≦V≦V1
の範囲では(1)式の演算により決定される出力トルク
Tx(=Tmax)で走行モータ2が駆動され、回転速
度Vが速まるにつれて次第にフォークリフトの走行速度
も速くなっていく。回転速度VがV1<V≦V2の範囲
となると、(3)式の演算により決定される出力トルク
Txで走行モータ2が駆動され、さらに回転速度Vが速
まり回転速度VがV2<V≦Vmaxの範囲となると、
(2)式の演算により決定される出力トルクTxで走行
モータ2が駆動される。やがて回転速度Vが目標回転速
度Vo(=Vmax)と一致すると、出力トルクTx
は、 Tx=Twm+ΔTm・(tw−tx)/(tw−tc) …(4) となり、この出力トルクTxでの走行モータ6の駆動が
保持され、フォークリフトは最高時速での走行を続け
る。なお、(4)式は(2)式を回転速度V=Vmax
に限定して表わしたものである。そして、走行を続ける
ことで暖機温度txが上昇し、tx=twとなると、出
力トルクTxは、 Tx=Twm となる。なお、本実施形態では、温度センサ5により検
出される暖機温度txをtc≦tx≦twの範囲に限定
しており、仮にtx>twであるときにはtx=twと
みなし、tx<tcであるときにはtx=tcとみなし
て出力トルクTxの決定を行うようになっている。
【0028】次に、上記構成を有するバッテリ式フォー
クリフトにおけるコントローラ6による走行制御動作に
ついて、図2に示すトルク曲線および図3に示すフロー
チャートを参照して説明する。なお、符号Sは各ステッ
プを意味する。
【0029】まず、コントローラ6は、速度検出手段4
により検出される走行モータ2の回転速度Vを取り込む
(S1)。続いて、回転速度Vが所定値V1以下である
かを判断し(S2)、その結果Yesとなれば、(1)
式の演算により出力トルクTxをTmaxに決定し(S
3)、この出力トルクTmaxで走行モータ2を駆動す
る(S4)。
【0030】ステップS2において判断結果がNoとな
れば、温度センサ5によって検出される暖機温度txを
取り込み(S5)、回転速度Vが所定値V2以下である
かを判断する(S6)。この判断結果がYesとなれ
ば、(3)式の演算により出力トルクTxを決定し(S
7)、この出力トルクTxで走行モータ2を駆動する
(S4)。
【0031】一方、ステップS6において判断結果がN
oとなれば、(2)式の演算により出力トルクTxを決
定し(S8)、この出力トルクTxで走行モータ2を駆
動する(S4)。
【0032】したがって、暖機されていない状態(tx
=tc)では負荷トルクが大きいため、例えばフォーク
リフトを最高時速で走行させるために走行モータ6の回
転速度をVmaxとするには出力トルクTcmが必要で
あるところ、従来技術では基準となる出力トルクTwの
トルク曲線のみに基づいて出力トルクを設定していたた
めに、出力トルクTcmでは回転速度がVc(<Vma
x)となって最高時速で走行することができなかったの
に対して、この実施の形態では、(4)式で示す通り、
暖機温度txに応じて最高時速で走行させるための出力
トルクTxが決定されるため、運転開始直後から最高時
速で走行させることができる。
【0033】また、この実施の形態では、走行用モータ
2がV1<V≦Vmaxの範囲の回転速度Vで回転して
いて、かつ、温度センサ5によって検出される現在の暖
機温度txがtwよりも低いときだけ、出力トルクTx
が、十分に暖機運転されている場合(tx=tw)の出
力トルクTwよりもトルク増分ΔTmを暖機温度txに
応じて比例配分した分だけ増加されることになるため、
走行用モータ2に過電流が流れたり、コントローラ6や
走行用モータ駆動ユニット3等の機器が過熱されるなど
して故障の原因となるといった恐れがない。
【0034】さらに、この実施の形態では、電力消費の
観点からすると、暖機運転が十分に行われるまでは効率
が悪化することになるが、暖機運転が十分に行われた後
は、回転速度Vに対し最も効率が良くなるように設定さ
れた出力トルクTwで走行用モータ2が駆動されるの
で、長期にわたって効率が悪化するおそれはない。な
お、従来は暖機運転が十分に行われるまでは最高時速で
走行させることができなかったが、この実施の形態では
運転開始直後から最高時速で走行させて作業を行うこと
ができるので、電力消費の観点から効率が悪化するとし
ても作業効率は大きく向上することになる。
【0035】なお、上記の実施の形態で説明した出力ト
ルクの決定のための演算式は、(1)〜(3)式に示し
たものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱
しない範囲で適宜に変更することが可能である。たとえ
ば、(2)式では、トルク増分ΔTm(=Tcm−Tw
m)を暖機温度txに応じて比例配分し、これを基準と
なる出力トルクTwに加算するようにしているが、ΔT
v=f(V)、つまり回転速度Vに対する関数で表わさ
れるトルク増分ΔTvを暖機温度txに応じて比例配分
して出力トルクTwに加算するようにすることも可能で
ある。また、暖機温度tw時において最適に設定された
回転速度Vと出力トルクTwとの関係データと、暖機温
度tc時において最適に設定された回転速度Vと出力ト
ルクTwとの関係データとをメモリに記憶させておき、
トルク増分ΔTをΔT=Tc−Twとして求め、このト
ルク増分ΔTを暖機温度txに応じて比例配分して出力
トルクTwに加算するようにしても構わない。
【0036】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、暖機温度
に応じた適切なトルクで走行用モータが駆動制御される
ので、運転開始直後に最高時速で走行できないといった
ように、十分に暖機されていないために必要な走行速度
を出すことができないという不具合が生じる恐れがなく
なり、作業性の向上を図ることができる。
【0037】請求項2記載の発明によれば、正確な車体
の暖機状態を駆動トルクの補正に反映させることがで
き、その結果適切なトルクで走行用モータを駆動させる
ことができる。
【0038】請求項3記載の発明によれば、そのため、
第1の基準温度における駆動トルクを現在の暖機温度に
応じた適切なトルクに補正することができ、また必要な
ときに現在の暖機温度と第1の基準温度との差に応じて
トルクが増やされる(電力消費が増える)だけなので、
著しい効率の低下を招くことはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係るバッテリ式フォー
クリフトの走行制御系の構成を示すブロック図である。
【図2】 図1のバッテリ式フォークリフトにおいて、
トルク曲線を示す特性図である。
【図3】 本発明のバッテリ式フォークリフトにおい
て、コントローラの走行制御動作の説明に供するフロー
チャートである。
【図4】従来のバッテリ式フォークリフトにおいて設定
されているトルク曲線を示す特性図である。
【符号の説明】
2 走行用モータ 4 速度検出手段 5 温度センサ(温度検出手段) 6 コントローラ 21 基準トルク設定手段 22 モータ制御手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動輪を走行用モータによって回転させ
    て走行するバッテリ式フォークリフトであって、 前記走行用モータの回転速度を検出する速度検出手段
    と、 車体の現在の暖機温度を検出する温度検出手段と、 所定の基準温度における前記走行用モータの回転速度に
    応じた駆動トルクを設定する基準トルク設定手段と、 前記温度検出手段により検出される前記暖機温度と前記
    基準温度との差に基づき前記駆動トルクを補正し、補正
    したトルクでもって前記走行用モータを駆動制御するモ
    ータ制御手段と、を備えることを特徴とするバッテリ式
    フォークリフト。
  2. 【請求項2】 前記温度検出手段は、前記走行用モータ
    の回転を前記駆動輪に伝達するギヤボックス内のギヤオ
    イルの温度、または前記走行用モータの回転に係る電気
    機器の温度を、前記暖機温度として検出することを特徴
    とする請求項1に記載のバッテリ式フォークリフト。
  3. 【請求項3】 前記基準トルク設定手段は、暖機完了状
    態を示す第1の基準温度における前記駆動トルクと、前
    記第1の基準温度よりも低い第2の基準温度における前
    記駆動トルクと、を設定し、 前記モータ制御手段は、前記第1の基準温度における前
    記駆動トルクと前記第2の基準温度における前記駆動ト
    ルクとの差を、前記暖機温度と前記第1の基準温度との
    差に基づき比例配分して前記第1の基準温度における前
    記駆動トルクに加算し補正を行うことを特徴とする請求
    項1または請求項2に記載のバッテリ式フォークリフ
    ト。
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