JPH0729683Y2

JPH0729683Y2 - バツテリ式産業車両の走行制御装置

Info

Publication number: JPH0729683Y2
Application number: JP1986020464U
Authority: JP
Inventors: 時彦市川
Original assignee: 株式会社豊田自動織機製作所
Priority date: 1986-02-15
Filing date: 1986-02-15
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2001-02-15
Also published as: JPS62132604U

Description

【考案の詳細な説明】考案の目的（産業上の利用分野）この考案はバッテリを駆動電源とするフォークリフト等
の産業車両に係り、詳しくはバッテリ式産業車両の走行
速度を制御する走行制御装置に関するものである。

（従来技術）一般にバッテリフォークリフトの走行用直流モータはサ
イリスタチョッパ回路により駆動制御されている。そし
て、従来から前記フォークリフトの走行速度を変更する
制御回路としては種々の方式が提案されている。

例えばコントローラを使用する方式のものとして低速走
行させるために連続チョッパを併用することにより行な
われている。又、電圧切替方式のものとしては第６図に
示すものが提案されている。なお、図中、Ｂはバッテ
リ、S1,S2はスイッチ、Ｆは保護ヒューズ、１は直巻の
直流モータ、1aはその電機子、２はその界磁巻線、３は
前進用コンタクタ、４は後進用コンタクタ、５はモータ
駆動回路としてのサイリスタチョッパ回路である。すな
わち、この方式はスイッチS1を閉路することにより、バ
ッテリＢの両端電圧全部を直流モータ１に印加させ、高
速度の走行を得るようにしている。又、反対にスイッチ
S2を閉路することにより、バッテリＢにおけるｂ部分の
両端電圧を直流モータ１に印加させ、低速度の走行を得
るようにしている。

又、第７図に示すように二界磁切替方式は直流モータ１
の電機子1aに切替スイッチS3と界磁巻線６との直列回路
を並列に接続しており、切替スイッチS3を開閉路するこ
とにより、走行速度の制御を行うようになっている。

又、ミッション式のものも提案されており、直流モータ
１の回動トルクを伝達する伝達機構にミッションを設
け、ギヤ比を変更することにより速度制御が行われる。

さらに一般的に行なわれている方式としてはサイリスタ
チョッパ回路に対して直流モータをバッテリに直結する
バイパス回路を並列に設けたものもある。

（考案が解決しようとする問題点）ところが、前記コントローラ方式のものは使用するサイ
リスタが大容量のものを必要とするばかりか、連続チョ
ッパのとき発熱が大きくなるため、放熱フィンを大きく
するか、あるいは強制ファンにて冷却する必要がある。
又、電圧切替式においてはバッテリＢ全体が一様に使用
されないため、第６図に示すバッテリーＢのａ部分に比
べｂ部分が早く劣化する問題がある。

さらに二界磁切替方式においては界磁巻線２の外にさら
に界磁巻線６を追加する構成となるため、直流モータ１
全体が1.5〜２倍程度大きくなる問題がある。又、ミッ
ション式のものは小幅の速度変更は容易に行えるが、例
えばギヤ比を２倍にしても速度は７割増し程度にしか速
度変更を行うことができなかった。

この考案の目的は前記問題点を解消するためになされた
ものであって、バッテリ式産業車両において走行速度を
大幅に変更することができ、従来と異なり冷却ファン等
の熱対策を必要とせず、バッテリ寿命を短縮する問題が
ないとともに、直流モータも大型化する必要もないバッ
テリ式産業車両の走行制御装置を提供することにある。

考案の構成（問題点を解決するための手段）この考案は前記問題点を解消するためになされたもので
あって、走行制御装置はオフ又はオン制御信号に基づい
て駆動される第一のバイパスコンタクタ投入回路により
開閉路される第一のバイパスコンタクタを備え、前記第
一のバイパスコンタクタが閉路したとき前記走行モータ
に大きな負荷電流を流させるとともに、前記モータ駆動
回路に対して並列に接続した第一のバイパス回路と、オ
フ又はオン制御信号に基づいて駆動される第二のバイパ
スコンタクタ投入回路により開閉路される第二のバイパ
スコンタクタを備え、前記第二のバイパスコンタクタが
閉路したとき前記走行モータに小さな負荷電流を流され
るとともに、前記モータ駆動回路に対して並列に接続し
た第二のバイパス回路とを設けている。

さらに、この装置は高速モード又は低速モードに切換る
速度切換手段と、前記速度切換手段の切換操作により出
力される高速信号又は低速信号に基づいて高速モード
か、低速モードかを判断する判断手段と、前記投入タイ
ミングを決定するための投入タイミング信号を出力する
投入タイミング情報付与手段と、前記判断手段が高速モ
ード又は低速モードと判断したとき、投入タイミング情
報付与手段からの投入タイミング信号に基づいて第一の
バイパスコンタクタ投入回路に対してオン制御信号を出
力する第一の制御手段と、前記判断手段が低速モードと
判断したときは前記第一の制御手段が第一のバイパスコ
ンタクタ投入回路にオン制御信号を出力した後、さら
に、投入タイミング情報付与手段からの投入タイミング
信号に基づいて前記第一のバイパスコンタクタ投入回路
にオフ制御信号を出力するとともに、第二のバイパスコ
ンタクタ投入回路に対してオン制御信号を出力する第二
の制御手段とを設けている。

（作用）前記構成により、この装置は速度切換手段が高速モード
に切換えられている時には、前記速度切換手段の切換操
作により出力される高速信号を判断手段が高速モードと
判断する。すると、第一の制御手段は投入タイミング決
定付与手段からの投入タイミング信号に基づいて第一の
バイパスコンタクタ投入回路に対してオン制御信号を出
力する。

又、速度切替手段が低速モードに切換えられているとき
には判断手段は速度切換手段から出力される低速信号に
基づいて低速モードと判断する。すると、第一の制御手
段は第一の制御手段は投入タイミング情報付与手段から
の投入タイミング信号に基づいて第一のバイパスコンタ
クタ投入回路に対してオン制御信号を出力する。

さらに、第二の制御手段は前記第一の制御手段が第一の
バイパスコンタクタ投入回路にオン制御信号を出力した
後、さらに、投入タイミング情報付与手段からの投入タ
イミグ信号に基づいて前記第一のバイパスコンタクタ投
入回路にオフ制御信号を出力するとともに、第二のバイ
パスコンタクタ投入回路に対してオン制御信号を出力す
る。

（実施例）以下、この考案を具体化した一実施例を第１図〜第５図
に従って説明する。

第１図はバッテリフォークリフトの電気回路を示し、走
行用モータとしての直流モータ11は保護ヒューズ12及び
キースイッチ13を介してバッテリＢに接続されている。
直流モータ11は直巻の直流電動機であって、図示しない
駆動輪を駆動させるようになっている。前記直流モータ
11の界磁巻線11bには前進用コンタクタ14及び後進用コ
ンタクタ15が接続され、両コンタクタ14,15の切換動作
に基づいて直流モータ11を正逆回転、すなわち、フォー
クリフトを前後進させるようになっている。

フライホイールダイオード16は直流モータ11の界磁巻線
11bにおける前進用コンタクタ14側端子と保護ヒューズ1
2のマイナス端子に対して接続されている。又、フライ
ホイールダイオード17は直流モータ11の界磁巻線11bに
おける後進用コンタクタ15側端子と保護ヒューズ12のマ
イナス端子に対して接続されている。モータ駆動回路と
してのサイリスタチョッパ回路18は前記直流モータ11に
対して直列に接続されていて、サイリスタを使用した公
知のチョッパ回路が構成されており、公知のチョッパ信
号に基づいてオン・オフされ、同直流モータ11を駆動制
御する。

第一のバイパス回路19aは前記サイリスタチョッパ回路1
8に対して並列に接続されていて、前記直流モータ11を
バッテリＢにダイレクトに接続するための第一のバイパ
スコンタクタ20から構成されている。同第一のバイパス
コンタクタ20に対して並列回路となる第二のバイパス回
路19bは第二のバイパスコンタクタ21とバイパス抵抗22
との直列回路とから構成されている。この実施例では前
記バイパス抵抗22の抵抗値は第二のバイパスコンタクタ
21を閉路したときに直流モータ11に流れる負荷電流が第
一のバイパスコンタクタ20を閉路したときに直流モータ
11に流れる負荷電流よりも1/2程度になるように設定さ
れている。

次に上記のように構成された駆動回路の各コンタクタ及
びサイリスタチョッパ回路18を動作制御して直流モータ
11を駆動する電気回路を第２図に従って説明する。

アクセル操作量センサ23はポテンショメータよりなり、
運転席に設けられたアクセル（図示しない）の操作量を
検出し、その操作量検出信号を後記する中央処理装置25
に出力する。前後進選択スイッチ24は運転席に設けら
れ、前進側に操作したときに前進操作位置を検出して前
進位置検出信号を、後進側に操作したときに後進操作位
置を検出して後進操作位置検出信号を後記する中央処理
装置25に出力するようになっている。

判断手段、及び第一、第二の制御手段としての中央処理
装置（以下、CPUという）25は読み出し専用のメモリ（R
OM）よりなるプログラムメモリ26に記憶された制御プロ
グラムに基づいて動作するようになっている。CPU25は
前記前進操作位置検出信号，後進操作位置検出信号に応
答して直流モータ11の回転方向を反転すべくそれぞれ前
記前進用コンタクタ14及び後進用コンタクタ15を作動さ
せる前進用駆動回路27、後進用駆動回路28を駆動させる
ための制御信号を出力する。

そして、この各前進用駆動回路27、後進用駆動回路28が
駆動されることにより、前進用コンタクタ14及び後進用
コンタクタ15にそれぞれ設けられた前進用及び後進用リ
レー（図示しない）がそれぞれ励磁制御されて前進用及
び後進用コンタクタ14,15を作動させることになる。

すなわち、CPU25は前進用及び後進用コンタクタ14,15が
それぞれ直流モータ11の界磁巻線11bを正転（前進）の
ために接続状態にあるとき、これを逆転（後進）のため
の接続に両コンタクタ14,15を切換えるように駆動制御
する。反対に、CPU25は前進用及び後進用コンタクタ14,
15がそれぞれ直流モータ11の界磁巻線11bを逆転（後
進）のための接続状態にあるとき、これを正転（前進）
のための接続に両コンタクタ14,15を切り換えるように
駆動制御するようになっている。

CPU25は走行時においてはアクセルの操作量を検出する
アクセル操作量センサ23の検出信号に基づいて前記チョ
ッパ駆動回路29を制御するようになっている。すなわ
ち、CPU25はアクセルの操作量に相対した制御信号をチ
ョッパ駆動回路29に出力し、同チョッパ駆動回路29を制
御することによってチョッパ回路18からチョッパ信号を
出力する。従って、チョッパ駆動回路29はアクセルの操
作量に相対して制御されることによって、直流モータ11
の回転速度は制御、すなわち、フォークリフトの走行速
度は制御されることになる。

投入タイミング情報付与手段としての車速センサ30は前
記直流モータ11の回転トルクが伝達される駆動軸（図示
しない）の回転速度を検出し、投入タイミング信号とし
ての速度検出信号をCPU25に出力するようになってい
る。

速度切換スイッチ31は運転席に設けられ、運転者が高速
モード又は低速モードへ切換操作することにより、高速
信号又は低速信号をCPU25に出力する。

又、CPU25は前記速度検出信号，高速信号及び低速信号
に応答してそれぞれ前記第一のバイパスコンタクタ20及
び第二のバイパスコンタクタ21を作動させる第一のバイ
パスコンタクタ投入回路32、第二のバイパスコンタクタ
投入回路33を駆動させるための制御信号を出力する。そ
して、この各第一のバイパスコンタクタ投入回路32、第
二のバイパスコンタクタ投入回路33が駆動されることに
より、第一のバイパスコンタクタ20及び第二のバイパス
コンタクタ21にそれぞれ設けられた第一のバイパス用及
び第二のバイパス用リレー（図示しない）がそれぞれ励
磁制御されて第一のバイパスコンタクタ20及び第二のバ
イパスコンタクタ21を作動させることになる。

すなわち、高速信号又は低速信号が入力されていると
き、CPU25は前記車速センサ30の検出信号を読込みその
速度が所定の速度V1に達しているか否かを判断する。そ
して、所定の速度V1に達していると判断したときには第
一のバイパスコンタクタ投入回路32に制御信号を出力す
る。又、低速信号が入力されているときには、前記第一
のバイパスコンタクタ20を投入後、CPU25は前記車速セ
ンサ30の検出信号を読込みその速度が所定の速度V2（＞
V1）に達しているか否かを判断する。そして、所定の速
度V2に達していると判断したときには第二のバイパスコ
ンタクタ投入回路33に制御信号を出力する。

又、低速走行時にフォークリフトの速度が所定の低速度
V2よりもさらに低速になった場合には、CPU25は前記第
二のバイパスコンタクタ投入回路33をオフ制御する制御
信号を出力するとともに、第一のバイパスコンタクタ投
入回路32をオン制御する制御信号を出力する。これによ
り、前記第二のバイパスコンタクタ21を開路させるとと
もに、第一のバイパスコンタクタ20を閉路する。

なお、作業用メモリ34は読み出し及び書き換え可能なメ
モリ（RAM）であって、前記CPU25が演算した演算結果が
一時記憶させるようになっている。

次に上記のように構成したフォークリフトの作用につい
て説明する。

今、キースイッチ13をオン操作し、前後進選択スイッチ
24を前後進いずれかに選択操作する（ステップ１）。CP
U25は前記前後進選択スイッチ24からの前進位置検出信
号又は後進操作位置検出信号に基づいて制御信号を出力
し、前進用駆動回路27、後進用駆動回路28をいずれかを
駆動させる。すると、前進用コンタクタ14及び後進用コ
ンタクタ15にそれぞれ設けられた前記用及び後進用リレ
ー（図示しない）がそれぞれ励磁制御されて前進用又は
後進用コンタクタ14,15を作動させる。

次に、運転者が速度切換スイッチ31を高速モードにオン
操作すると、CPU25は速度切換スイッチ31からの信号が
高速信号か低速信号かを判断する（ステップ２）。続い
て、運転者がアクセルを踏込み操作すると（ステップ
３）、アクセル操作量センサ23の検出信号に基づいてCP
U25はオン制御信号をチョッパ駆動回路29に出力する。
すると、同チョッパ駆動回路29を制御することによって
チョッパ回路18からチョッパ信号を出力する（ステップ
４）。

そして、前記チョッパ回路18からのチョッパ信号により
直流モータ11の回転は徐々に加速されるが、CPU25は常
に車速センサ30からの速度検出信号を読込み、現在の走
行速度が所定の速度V1に達しているか否かを判断する
（ステップ５）。そして、所定の速度V1に達していると
判断すると、CPU25は第一のバイパスコンタクタ投入回
路32に制御信号を出力するとともに、チョッパ駆動回路
29にオフ制御信号を出力してチョッパ回路18をオフ動作
させる。

このことにより、第一のバイパスコンタクタ投入回路32
は第一バイパス用リレー（図示しない）を励磁して第一
のバイパスコンタクタ20を閉路作動させる（ステップ
６）。なお、前記第一のバイパスコンタクタ20の閉路動
作の時点は第４図においてはT1時とする。

従って、直流モータ11には大きな負荷電流が流れるた
め、直流モータ11の回転速度が増し、その結果、フォー
クリフトは第４図の二点鎖線で示す高速度に達する。

又、運転者が速度切換スイッチ31を低速モードにオン操
作すると、ステップ２において、CPU25は速度切換スイ
ッチ31からの信号が低速信号と判断する。続いて運転者
がアクセルを踏込み操作すると（ステップ７）、アクセ
ル操作量センサ23の検出信号に基づいてCPU25は制御信
号をチョッパ駆動回路29に出力し、同チョッパ駆動回路
29を制御することによってチョッパ回路18からチョッパ
信号を出力する（ステップ８）。

そして、前記チョッパ回路18からのチョッパ信号により
直流モータ11の回転は徐々に加速されるが、CPU25は常
に車速センサ30からの速度検出信号を読込み、現在の走
行速度が所定の速度V1に達しているか否かを判断する
（ステップ９）。

そして、所定の速度V1に達していると判断すると、CPU2
5は第一のバイパスコンタクタ投入回路32にオン制御信
号を出力するとともに、チョッパ駆動回路29にオフ制御
信号を出力してチョッパ回路18をオフ動作させる。この
ことにより、第一のバイパスコンタクタ投入回路32は第
一バイパス用リレ（図示しない）を励磁して第一のバイ
パスコンタクタ20を閉路作動させる（ステップ10）。な
お、前記高速度の場合と同様に前記第一のバイパスコン
タクタ20の閉路動作の時点は第４図においてはT1時であ
る。

この結果、直流モータ11には大きな負荷電流が流れるた
め、直流モータ11の回転速度が増すが、さらにCPU25は
車速センサ30からの速度検出信号を読込み、現在の走行
速度が所定の速度V2に達しているか否かを判断する（ス
テップ12）。そして、所定の速度V2に達していると判断
すると、CPU25は第二のバイパスコンタクタ投入回路33
にオン制御信号を出力するとともに、第一のバイパスコ
ンタクタ投入回路32にオフ制御信号を出力して第一のバ
イパスコンタクタ投入回路32をオフ動作させる。

このことにより、第二のバイパスコンタクタ投入回路33
は第二バイパス用リレー（図示しない）を励磁して第二
のバイパスコンタクタ21を閉路作動させる（ステップ1
3）。なお、前記第二のバイパスコンタクタ21の閉路動
作の時点は第４図においてはT2時である。

従って、直流モータ11には第一のバイパスコンタクタ20
が閉路された時に流れる負荷電流と比べ1/2程度の負荷
電流が流れるため、直流モータ11の回転速度が減少し、
その結果、フォークリフトは第４図の実線で示す低速度
に達する。

なお、この低速走行時にフォークリフトの速度が所定の
低速度V2よりもさらに低速になった場合には、CPU25は
前記第二のバイパスコンタクタ投入回路33をオフ制御す
るオフ制御信号を出力するとともに、第一のバイパスコ
ンタクタ投入回路32をオン制御するオン制御信号を出力
する。これにより、前記第二のバイパスコンタクタ21を
開路させるとともに、第一のバイパスコンタクタ20を閉
路する。

従って、直流モータ11に流れる負荷電流は第５図の実線
で示すように流れ、T0〜T1時までがチョッパ回路18から
チョッパ信号が出力されているときに流れる負荷電流、
T1〜T2時までが直流モータ11がバッテリＢに直結されて
いる時の負荷電流であり、T2時以降に流れる負荷電流は
フォークリフトが低速度を維持するための電流となる。

なお、第４図中、点線で示す曲線は従来の方式において
連続チョッピングを行っていた場合の速度の変化を表わ
す。

このように高速度又は低速度を簡単に切換えることがで
きるため、このようなフォークリフトは安全重視の職場
に使用すれば最適なものとなる。

なお、この考案は前記実施例に限定されるものではな
く、例えば前記実施例では投入タイミング情報付与手段
として車速センサ30を使用したが、その代りに投入タイ
ミング情報付与手段としてタイマを使用しても良い。す
なわち、速度切換スイッチ31が高速モード又は低速モー
ドへ切換操作されていた場合には、フォークリフトの始
動された状態でアクセルが操作されたときにそのアクセ
ル操作量センサ23からの信号に基づいてタイマをタイム
動作させ、フォークリフトの始動時からT1時後にタイマ
は投入タイミング信号として作動信号を出力する。

そして、CPU25は同作動信号に基づいて第一のバイパス
コンタクタ投入回路32にオン制御信号を、チョッパ駆動
回路29にはオフ制御信号を出力する。さらに低速走行時
には始動時からT2時後にタイマは次の作動信号を出力
し、CPU25はその信号に基づいて第二のバイパスコンタ
クタ33にオン制御信号を、第一のバイパスコンタクタ投
入回路32にオフ制御信号を出力するようにしている。

考案の効果以上詳述したようにこの考案は従来からの直流モータの
特性を変更することなく、大幅は高速度と低速度に変更
することができる。そのため、既存の直流モータをその
まま使用することができるばかりか、直流モータそのも
のを変更する必要がないため、モータの種類を増す必要
がない。又、従来と同様に始動時にはチョッピングを行
ってから直流モータをバッテリに直結するようにしてい
るため、加速特性は従来と同様であり、加速特性が落ち
ることはない。

さらには、産業車両に特有の荷役作業時においては、低
速モードに切換えれば簡単に低速度を選択でき、しか
も、アクセル操作量にかかわらず低速度を維持できるた
め、安全重視の職場には最適なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案を具体化したフォークリフトの駆動回
路図、第２図は同じくモータ制御装置の電気ブロック回
路図、第３図は作用を説明するためのフローチャート
図、第４図は走行速度の特性図、第５図は速度制御中の
電流曲線を示す電流特性図、第６図及び第７図はそれぞ
れ従来の直流モータの駆動回路を示す電気回路図であ
る。 11は直流モータ、13はキースイッチ、14は前進用コンタ
クタ、15は後進用コンタクタ、16,17はフライホイール
ダイオード、18はサイリスタチョッパ回路、19aは第一
のバイパス回路、19bは第二のバイパス回路、20は第一
のバイパスコンタクタ、21は第二のバイパスコンタク
タ、22はバイパス抵抗、23はアクセル操作量センサ、24
は前後進選択スイッチ、25は中央処理装置（CPU）、27
は前進用駆動回路、28は後進用駆動回路、29はチョッパ
駆動回路、30は車速センサ、31は速度切換スイッチ、32
は第一のバイパスコンタクタ投入回路、33は第二のバイ
パスコンタクタ投入回路、Ｂはバッテリである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】走行用モータと、前記走行用モータを駆動するモータ駆動回路を備えたバ
ッテリ式産業車両の走行制御装置において、オフ又はオン制御信号に基づいて駆動される第一のバイ
パスコンタクタ投入回路により開閉路される第一のバイ
パスコンタクタを備え、前記第一のバイパスコンタクタ
が閉路したとき前記走行モータに大きな負荷電流を流さ
せるとともに、前記モータ駆動回路に対して並列に接続
した第一のバイパス回路と、オフ又はオン制御信号に基づいて駆動される第二のバイ
パスコンタクタ投入回路により開閉路される第二のバイ
パスコンタクタを備え、前記第二のバイパスコンタクタ
が閉路したとき前記走行モータに小さな負荷電流を流さ
せるとともに、前記モータ駆動回路に対して並列に接続
した第二のバイパス回路と、高速モード又は低速モードに切換る速度切換手段と、前記速度切換手段の切換操作により出力される高速信号
又は低速信号に基づいて高速モードか、低速モードかを
判断する判断手段と、前記投入タイミングを決定するための投入タイミング信
号を出力する投入タイミング情報付与手段と、前記判断手段が高速モード又は低速モードと判断したと
き、投入タイミング情報付与手段からの投入タイミング
信号に基づいて第一のバイパスコンタクタ投入回路に対
してオン制御信号を出力する第一の制御手段と、前記判断手段が低速モードと判断したときは前記第一の
制御手段が第一のバイパスコンタクタ投入回路にオン制
御信号を出力した後、さらに、投入タイミング情報付与
手段からの投入タイミング信号に基づいて前記第一のバ
イパスコンタクタ投入回路にオフ制御信号を出力すると
ともに、第二のバイパスコンタクタ投入回路に対してオ
ン制御信号を出力する第二の制御手段とからなるバッテリ式産業車両の走行制御装置。