JP5245927B2 - Control system for hybrid forklift - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド型フォークリフトの制御システムに関する。 The present invention relates to a control system for a hybrid forklift.
近年、内燃機関及び電動発電機を駆動源として備えるハイブリッド型の自動車やフォークリフトが種々提案されている。このようなハイブリッド型の車両においては、内燃機関と電動発電機との駆動力を車両の走行状況に応じて組み合わせることにより、車両の動力性能を十分に確保しつつ燃料消費率やエミッション性能を向上させることができるようになっている。そして、このようなハイブリッド型の車両の制御システムとして、例えば特許文献1に開示のものがある。 In recent years, various hybrid automobiles and forklifts that include an internal combustion engine and a motor generator as drive sources have been proposed. In such a hybrid type vehicle, the driving power of the internal combustion engine and the motor generator is combined in accordance with the traveling state of the vehicle, thereby improving the fuel consumption rate and emission performance while ensuring sufficient vehicle power performance. It can be made to. An example of such a hybrid vehicle control system is disclosed in Patent Document 1.
特許文献1において、ハイブリッド電気自動車(以下HEV(Hybrid Electric Vehicle)と記載する)の制御システムは、車両を統合制御する上位のコントロールユニットであるHCM(Hybrid Controller Module)を備えている。また、HEVの制御システムは、エンジンを制御するECM(Engine Controller Module)、モータを制御するM/C(Motor Controller)、及び変速機に対して変速制御指令を行うATCU(Automatic Transmission Control Unit)といったHCMより下位のコントロールユニットを備えている。HCMと、各コントロールユニット(ECM、M/C、ATCU)とは、シリアル通信バスを介して通信可能に接続されている。HCMは、各種信号から各コントロールユニットへの指令を演算し、その演算結果に基づく制御指令を、シリアル通信バスを介して下位の各コントロールユニットに出力する。制御指令に従って各コントロールユニットがエンジン、モータ、及び変速機を制御する結果、HEVが最適な状態で運転できるようになっている。 In Patent Document 1, a control system of a hybrid electric vehicle (hereinafter referred to as HEV (Hybrid Electric Vehicle)) includes an HCM (Hybrid Controller Module) that is a higher-level control unit that performs integrated control of the vehicle. The HEV control system includes an ECM (Engine Controller Module) for controlling the engine, an M / C (Motor Controller) for controlling the motor, and an ATCU (Automatic Transmission Control Unit) for issuing a shift control command to the transmission. A control unit lower than the HCM is provided. The HCM and each control unit (ECM, M / C, ATCU) are communicably connected via a serial communication bus. The HCM calculates a command to each control unit from various signals, and outputs a control command based on the calculation result to each lower control unit via the serial communication bus. As a result of each control unit controlling the engine, motor, and transmission according to the control command, the HEV can be operated in an optimum state.
また、上位及び下位のコントロールユニットを備えた制御システムでは、上位及び下位のコントロールユニットのいずれかが故障した場合、下位のコントロールユニットを制御することができなくなることがあるため、HEVの走行が停止してしまう。しかし、特許文献1の制御システムにおいては、車両の走行停止を防止するためのフェールセーフ機能を有している。 In addition, in a control system having upper and lower control units, if either the upper or lower control unit fails, the lower control unit may not be controlled, so the HEV stops running. Resulting in. However, the control system of Patent Document 1 has a fail-safe function for preventing the vehicle from stopping.
このフェールセーフ機能を実現するため、特許文献1における制御システムのHCMには、各コントロールユニットに搭載されている機能の一部が搭載されているとともに、HCMはHEV統合制御に加えECU故障時制御を実行可能になっている。そして、HCMは、シリアル通信バスを介して、各コントロールユニットの入力情報及び出力情報と、HCMのECU故障時制御における各コントロールユニットの制御情報とを相互にやり取りして、各コントロールユニットからの情報をHCMが照合している。この照合の結果、各コントロールユニットからの情報と、HCMの内部演算値とが異なっていれば、各コントロールユニットのハードウェア(CPU等)が故障していると判定する。故障判定後は、フェールセーフ機能によりHCMが制御対象となるコントロールユニットを制御することで、HCMがコントロールユニットの代わりの機能を実現させ、車両の走行が可能となる。 In order to realize this fail-safe function, the HCM of the control system in Patent Document 1 includes a part of the functions installed in each control unit, and the HCM is an ECU failure control in addition to the HEV integrated control. Can be executed. The HCM exchanges the input information and output information of each control unit with the control information of each control unit in the control of the HCM ECU through the serial communication bus, and receives information from each control unit. HCM is collating. As a result of this collation, if the information from each control unit is different from the internal calculation value of the HCM, it is determined that the hardware (CPU or the like) of each control unit has failed. After the failure determination, the HCM controls the control unit to be controlled by the fail-safe function, so that the HCM realizes a function instead of the control unit, and the vehicle can travel.
しかしながら、特許文献1のハイブリッド電気自動車の制御システムでは、コントロールユニットの故障が発生したときにフェールセーフ機能へ移行させるため、シリアル通信バスを介して各コントロールユニットからの情報と、HCMのECU故障時制御における各コントロールユニットの制御情報との照合を常に行っている。そして、この情報の照合は、HCM及び各コントロールユニットの双方が同期して内部演算を行って実行しているため、制御システムによる制御が複雑化してしまっている。また、フォークリフトでは、走行及び荷役作業を行うため、フォークリフトに特許文献1のフェールセーフ機能を有した制御システムを用いると、制御がさらに複雑化する虞があった。 However, in the control system of the hybrid electric vehicle of Patent Document 1, in order to shift to the fail-safe function when a control unit failure occurs, information from each control unit via the serial communication bus and when the ECU of the HCM fails The control information of each control unit is always checked in the control. And since the collation of this information is performed by both the HCM and each control unit performing internal calculations in synchronization, the control by the control system is complicated. Further, since the forklift performs traveling and cargo handling work, if the control system having the fail-safe function disclosed in Patent Document 1 is used for the forklift, the control may be further complicated.
本発明の目的は、ハイブリッド型フォークリフトにおける制御を簡素化することができるハイブリッド型フォークリフトの制御システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a control system for a hybrid forklift that can simplify control in the hybrid forklift.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、内燃機関及び電動発電機の少なくともいずれか一方の動力を用いて走行及び荷役作業を行うとともに、前記電動発電機で発電された電力を蓄電し、前記電動発電機に電力を供給可能なバッテリを備えたハイブリッド型フォークリフトの制御システムであって、前記荷役作業を行うために用いられる前記電動発電機の駆動を制御する荷役モータコントロールユニットと、荷役作業に必要な指令を演算する荷役コントロールユニットと、前記ハイブリッド型フォークリフトを統合制御するとともに前記荷役コントロールユニットの演算機能を有するハイブリッドコントロールユニットと、を有し、前記ハイブリッドコントロールユニットと前記荷役コントロールユニットとの間が通信可能な状態においては、前記荷役コントロールユニットへ入力される荷役作業に必要な入力情報が、前記荷役コントロールユニットから前記ハイブリッドコントロールユニットへ入力されることで、前記ハイブリッドコントロールユニットが荷役作業に必要な指令を演算する一方で、前記ハイブリッドコントロールユニットと前記荷役コントロールユニットとの間が通信不能な状態においては、前記荷役コントロールユニットが荷役作業に必要な指令を演算するフェールセーフ機能を実行することを要旨とする。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is characterized in that the power generated by the motor generator is performed while running and cargo handling work using the power of at least one of the internal combustion engine and the motor generator. Control system for a hybrid forklift having a battery that can store electric power and supply electric power to the motor generator, and controls a drive of the motor generator used to perform the cargo handling operation A cargo handling control unit that computes a command required for cargo handling work, and a hybrid control unit that performs integrated control of the hybrid forklift and has a computing function of the cargo handling control unit, the hybrid control unit and the cargo handling Communication with the control unit is possible In this state, input information necessary for the cargo handling operation input to the cargo handling control unit is input from the cargo handling control unit to the hybrid control unit, so that the hybrid control unit calculates a command necessary for the cargo handling operation. On the other hand, when the hybrid control unit and the cargo handling control unit cannot communicate with each other, the cargo handling control unit executes a fail-safe function for calculating a command necessary for the cargo handling operation.
この発明によれば、ハイブリッドコントロールユニットと荷役コントロールユニットとが通信不能になると、制御システムはフェールセーフ機能を実行し、荷役コントロールユニットが荷役制御のための指令演算を実行する一方で、ハイブリッドコントロールユニットでは指令演算が行われない。よって、フェールセーフ機能を実行可能とするために、特許文献1のように、ハイブリッドコントロールユニットと荷役コントロールユニットとが同期して内部演算を実行し、演算結果を照合している場合に比べて、制御システムによる制御を簡素化することができる。その結果、走行及び荷役作業を行うフォークリフトに特許文献1のフェールセーフ機能を有した制御システムを用いた場合と比較して、制御を簡素化することができる。 According to the present invention, when the hybrid control unit and the cargo handling control unit become unable to communicate with each other, the control system performs a fail-safe function, and the cargo handling control unit executes a command calculation for cargo handling control, while the hybrid control unit Then, command calculation is not performed. Therefore, in order to enable execution of the fail-safe function, as in Patent Document 1, the hybrid control unit and the cargo handling control unit execute internal calculations synchronously and compare the calculation results, Control by the control system can be simplified. As a result, the control can be simplified as compared with the case where the control system having the fail-safe function disclosed in Patent Document 1 is used for the forklift that performs traveling and cargo handling work.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記ハイブリッドコントロールユニットと前記荷役コントロールユニットとの間が通信可能な状態においては、前記荷役コントロールユニットの演算機能を停止させることを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, when the hybrid control unit and the cargo handling control unit can communicate with each other, the calculation function of the cargo handling control unit is stopped. The gist.
この発明によれば、ハイブリッドコントロールユニットと荷役コントロールユニットとの間が通信可能な状態である場合、ハイブリッドコントロールユニット及び荷役コントロールユニットに搭載されている演算機能のうち、荷役コントロールユニットの演算機能を停止させることで、重複した無駄な制御を無くすことができる。したがって、ハイブリッド型フォークリフトにおける制御をさらに簡素化することができる。 According to the present invention, when the hybrid control unit and the cargo handling control unit are in a communicable state, the computation function of the cargo handling control unit is stopped among the computation functions mounted on the hybrid control unit and the cargo handling control unit. By doing so, it is possible to eliminate redundant useless control. Therefore, the control in the hybrid forklift can be further simplified.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記ハイブリッドコントロールユニットと前記荷役コントロールユニットとの間が通信不能な状態において、前記ハイブリッドコントロールユニットは、前記内燃機関の駆動を停止又は一定とするように制御するとともに、前記ハイブリッド型フォークリフトにおける荷役作業に必要なエネルギーの余剰分又は不足分を、前記バッテリに蓄電又は前記バッテリから出力させることを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the hybrid control unit may be configured such that the hybrid control unit does not communicate between the hybrid control unit and the cargo handling control unit. The gist of the invention is to control the driving of the vehicle so that it is stopped or constant, and to cause the battery to store or output the surplus or deficiency of the energy required for the cargo handling work in the hybrid forklift from the battery.
ハイブリッドコントロールユニットと荷役コントロールユニットとの間が通信不能な状態になると、ハイブリッドコントロールユニットは、荷役作業に必要なエネルギーを考慮した上で内燃機関を最小燃費曲線上に沿うように運転させることができない。よって、ハイブリッドコントロールユニットは、荷役作業に必要なエネルギーの情報を得ることができない状態で内燃機関を制御するため、内燃機関が荷役作業のために出力したエネルギーと、荷役作業で実際に使用されたエネルギーとで、差分が発生してしまい、内燃機関の燃費等の問題を考えると、この差分を補うことが望まれる。 If communication between the hybrid control unit and the cargo handling control unit becomes impossible, the hybrid control unit cannot operate the internal combustion engine along the minimum fuel consumption curve in consideration of the energy required for the cargo handling operation. . Therefore, since the hybrid control unit controls the internal combustion engine in a state where energy information necessary for the cargo handling work cannot be obtained, the hybrid control unit is actually used for the energy output for the cargo handling work and the cargo handling work. A difference occurs with energy, and it is desirable to compensate for this difference in view of problems such as fuel consumption of the internal combustion engine.
この発明によれば、ハイブリッドコントロールユニットと荷役コントロールユニットとの間が通信不能な状態である場合、ハイブリッドコントロールユニットは、荷役作業を最低限行うことができるように、荷役作業に必要なエネルギーを予め設定しておくとともに、一定値として出力できるように内燃機関の駆動を制御する。また、バッテリの蓄電量が過多の状態であれば、内燃機関の駆動を停止させる。そして、ハイブリッドコントロールユニットは、荷役作業を最低限行うことができるように、荷役作業に必要なエネルギーを電動発電機に出力させるために、電動発電機に電力を供給するようにバッテリを制御する。一方、バッテリの蓄電量が不足の状態であれば、内燃機関の駆動を停止の状態から再始動させ、上記一定値として出力できるように内燃機関を制御する。よって、ハイブリッドコントロールユニットが荷役作業に必要なエネルギーの情報を得ることができない状態であったとしても、内燃機関が荷役作業のために出力したエネルギーと、荷役作業で実際に使用されたエネルギーとの差分が発生してしまうことを抑制することができる。 According to this invention, when the communication between the hybrid control unit and the cargo handling control unit is impossible, the hybrid control unit preliminarily supplies energy necessary for the cargo handling work so that the cargo handling work can be performed at a minimum. The drive of the internal combustion engine is controlled so that it can be set and output as a constant value. Further, if the amount of power stored in the battery is excessive, the driving of the internal combustion engine is stopped. The hybrid control unit controls the battery so as to supply electric power to the motor generator in order to output the energy necessary for the cargo handling work to the motor generator so that the cargo handling work can be performed at a minimum. On the other hand, if the storage amount of the battery is insufficient, the internal combustion engine is controlled so that the drive of the internal combustion engine can be restarted from the stopped state and output as the constant value. Therefore, even if the hybrid control unit cannot obtain information on the energy required for the cargo handling operation, the energy output by the internal combustion engine for the cargo handling operation and the energy actually used in the cargo handling operation Generation of a difference can be suppressed.
この発明によれば、ハイブリッド型フォークリフトにおける制御を簡素化することができる。 According to the present invention, control in a hybrid forklift can be simplified.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図4にしたがって説明する。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は、フォークリフトの運転者が車両前方(前進方向)を向いた状態を基準とした場合の「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」を示す。 Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, “front”, “back”, “left”, “right”, “up”, and “down” are based on the state in which the forklift driver faces the front (forward direction) of the vehicle. “Front”, “Back”, “Left”, “Right”, “Up”, “Down” are shown.
図1に示すように、ハイブリッド型フォークリフト10(以下、単に「フォークリフト10」と記載する)には、車体11の前部に荷役装置12が設けられている。また、車体11の前下部には駆動輪(前輪)13が設けられているとともに、車体11の後下部には操舵輪(後輪)14が設けられている。車体11の中央には、運転室15が設けられている。運転室15には、運転者が着座可能な運転シート16が設けられている。運転シート16の下方には、内燃機関としてのエンジン17、走行モータ19、及びオイルポンプ20が車体フレームFの後部に固定されて、フード21で覆われた状態で装備されている。オイルポンプ20は、オイルタンク22(図2参照)に貯油されている作動油を汲み上げ、汲み上げられた作動油は荷役バルブ23(図2参照)を介してティルトシリンダ24及びリフトシリンダ25に供給されるようになっている。荷役バルブ23は、作動油の流路を形成する管路を介して、ティルトシリンダ24、リフトシリンダ25、オイルタンク22及びオイルポンプ20に接続されている。
As shown in FIG. 1, a hybrid forklift 10 (hereinafter simply referred to as “forklift 10”) is provided with a
荷役装置12について説明する。車体11の前部にはマスト26が立設されている。マスト26は、左右一対のアウタマスト27とインナマスト28からなる多段式とされている。アウタマスト27には油圧式のティルトシリンダ24が連結されるとともに、ティルトシリンダ24の作動により車体11に対して前後に傾動可能とされている。インナマスト28には油圧式のリフトシリンダ25が連結されるとともに、リフトシリンダ25の作動によりアウタマスト27内をスライドし昇降可能とされている。マスト26には左右一対のフォーク29がリフトブラケット30を介して設けられている。リフトブラケット30は、インナマスト28に昇降可能に設けられている。
The
また、運転室15において、運転シート16の前方には、ハンドルコラム31が設けられている。ハンドルコラム31には操舵輪14の舵角を変更するための操舵ハンドル32が装着されている。ハンドルコラム31の左方には、車両の走行方向(進行方向)を指示する前後進レバー(ディレクションレバー)33が設けられている。一方、ハンドルコラム31の右方には、荷役装置12(フォーク29)を昇降動作させるときに操作するリフトレバー34(図3参照)と、荷役装置12(マスト26)を傾動動作させるときに操作するティルトレバー35(図3参照)が設けられている。また、運転シート16の下方(フロア)には、アクセルペダルAが設けられている。
A handle column 31 is provided in front of the
次に、本実施形態のフォークリフト10の概略構成を図2にしたがって説明する。
図2に示すように、フォークリフト10は、走行モータ19を備えるとともに、この走行モータ19にはトルクコンバータ41及び変速機42を介して駆動輪13が接続されている。また、フォークリフト10が備えるエンジン17の出力軸17aには、クラッチ18を介してオイルポンプ20を駆動させるための電動発電機としての荷役モータ43における回転軸の一端部が接続されるとともに、荷役モータ43における回転軸の他端部にはオイルポンプ20が接続されている。クラッチ18によりエンジン17と荷役モータ43との間の接続/切り離しが行われるようになっている。また、荷役モータ43にはインバータ19aが接続されるとともに、インバータ19aを介してバッテリ55が接続されている。また、インバータ19aには走行モータ19が接続されている。バッテリ55は、荷役モータ43が発電状態となったときに発電された電力を蓄電する。また、荷役モータ43が電動状態となったとき、バッテリ55から荷役モータ43に電力が供給されるようになっている。そして、例えば、バッテリ55に十分な電力が蓄えられている場合や、荷役作業の負荷が小さい場合、クラッチ18によりエンジン17の出力軸17aと荷役モータ43との間を切り離して動力の伝達を遮断する。そして、エンジン17を停止させるとともにバッテリ55から荷役モータ43に電力を供給して荷役モータ43を駆動させ、荷役モータ43の動力のみにより荷役作業を行うことができる。
Next, a schematic configuration of the
As shown in FIG. 2, the
図3にフォークリフト10の制御システムのブロック図を示す。図3に示すように、荷役モータ43には、該荷役モータ43の駆動を制御する荷役モータコントロールユニット51(以下、単に「LMECU51」と記載する)が接続されている。LMECU51は、荷役モータ43の回転数を制御するようになっている。また、LMECU51には荷役コントロールユニット52(以下、単に「LECU52」と記載する)が接続されている。LMECU51とLECU52とは通信可能になっている。LECU52は、リフトレバー34又はティルトレバー35からの出力がLECU52に入力されることで、荷役バルブ23の開閉指令値を演算する荷役バルブ23の開閉指令演算機能、及び荷役モータ43における回転数の指令値を演算する荷役モータ43の回転数指令演算機能を有している。さらに、LECU52は、その他の荷役制御を行うようになっている。そして、LECU52は、回転数指令演算を実行してLMECU51へ荷役モータ43の回転数指令を送信可能になっている。
FIG. 3 shows a block diagram of the control system of the
また、フォークリフト10には、エンジン17、走行モータ19、荷役モータ43及びバッテリ55等のフォークリフト10全体を統合制御するハイブリッドコントロールユニット53(以下、単に「HVECU53」と記載する)が設けられている。HVECU53は、LECU52と通信可能となっており、リフトレバー34又はティルトレバー35からLECU52へ入力される入力情報がLECU52からHVECU53へバイパスされるようになっている。なお、HVECU53は、エンジン17の駆動を制御するエンジンコントロールユニット(以下、単に「ECU54」と記載する)を備えている。ECU54は、エンジン17の回転数等、エンジン17の各種制御を行うようになっている。そして、HVECU53は、エンジン出力指令演算機能を有している。
Further, the
HVECU53は、LECU52が有する荷役モータ43の回転数指令演算機能と、荷役バルブ23の開閉指令演算機能とを有する。そして、HVECU53は、LECU52からバイパスされた入力情報に基づいて荷役バルブ23の開閉指令を演算するとともに、荷役モータ43における回転数指令を演算して、LECU52へ荷役バルブ23の開閉指令及び荷役モータ43の回転数指令を送信可能になっている。荷役バルブ23の開閉指令及び荷役モータ43における回転数指令は、フォークリフト10の荷役作業に必要な指令である。
The
制御システムにおいて、HVECU53とLECU52との間が通信可能な状態では、リフトレバー34又はティルトレバー35からLECU52に入力された入力情報はLECU52からHVECU53へバイパスすることで入力され、HVECU53により荷役バルブ23の開閉指令演算及び荷役モータ43の回転数指令演算が実行される。そして、荷役モータ43の回転数指令はLECU52へ送信され、さらに、LECU52からLMECU51へ送信されるようになっている。そして、回転数指令を受信したLMECU51は、回転数指令に基づいて荷役モータ43の回転数を制御するようになっている。また、荷役バルブ23の開閉指令はLECU52へ送信され、開閉指令を受信したLECU52は、開閉指令に基づいて荷役バルブ23の開閉を制御するようになっている。そして、HVECU53とLECU52との間が通信可能な状態においては、LECU52における荷役モータ43の回転数指令演算機能と、荷役バルブ23の開閉指令演算機能は停止した状態となっている。
In a state where the
一方、フォークリフト10の制御システムは、HVECU53とLECU52との間が通信不能な状態のときに荷役制御が停止することを回避するためのフェールセーフ機能を有している。HVECU53とLECU52との間が通信不能のとき、すなわち、リフトレバー34又はティルトレバー35からLECU52へ入力される入力情報が、LECU52からHVECU53へバイパスされなくなったとき、制御システムはフェールセーフ機能を実行する。フェールセーフ機能の実行時、制御システムにおいては、LECU52により、荷役バルブ23の開閉指令演算及び荷役モータ43の回転数指令演算が実行される。そして、LECU52の演算により得られた荷役モータ43の回転数指令は、LMECU51へ送信されるとともに、回転数指令を受信したLMECU51は、回転数指令に基づいて荷役モータ43の回転数を制御するようになっている。また、LECU52の演算により荷役バルブ23の開閉指令が得られると、LECU52は開閉指令に基づいて荷役バルブ23の開閉を制御するようになっている。
On the other hand, the control system of the
ここで、図4に、燃費が最小となるエンジン回転数とエンジントルクとの関係を表す最小燃費曲線を示す。すなわち、図4に示す曲線Lは、エンジン17を燃費が最小となる最適な動作状態で運転することができる運転条件を表している。
Here, FIG. 4 shows a minimum fuel consumption curve representing the relationship between the engine speed and the engine torque at which the fuel consumption is minimized. That is, the curve L shown in FIG. 4 represents an operating condition in which the
HVECU53とLECU52との間が通信可能な状態において、HVECU53は、エンジン17を最小燃費曲線上の動作点(Ne,Te)で運転させて、フォークリフト10における走行及び荷役作業を行っている。すなわち最小燃費曲線上に沿ってエンジン17の駆動を運転させるように、HVECU53はエンジン出力指令演算を実行し、得られたエンジン出力指令に基づいてECU54はエンジン17を制御する。そして、出力軸17aに出力されるエンジン17の動力が余る場合には、HVECU53は、エンジン17の動力の余剰分により作動される荷役モータ43により電力を発電させるとともに、荷役モータ43から発電された電力をバッテリ55へ蓄電させるように制御する。
In a state where communication between the
また、フォークリフト10は、走行モータ19の回転の動力によって駆動輪13を駆動させることで走行する。よって、例えば、フォークリフト10における走行のエネルギーが足りない場合、HVECU53は、バッテリ55からインバータ19aを介して走行モータ19に供給される電力を通常よりも多く供給されるように制御する。その結果、走行モータ19において、駆動輪13を駆動させるために必要な電力をバッテリ55に蓄電された電力によって補うことができる。
Further, the
また、フォークリフト10による荷役作業時、エンジン17の動力が不足の場合には、HVECU53が、バッテリ55から荷役モータ43に電力を供給して荷役モータ43を作動させるように制御する。よって、荷役モータ43によりオイルポンプ20の駆動をアシストし、荷役作業をアシストすることができる。一方、エンジン17の動力が余る場合には、HVECU53は、エンジン17の動力の余剰分により作動される荷役モータ43により電力を発電させるとともに荷役モータ43から発電された電力をバッテリ55へ蓄電させるように制御する。
When the power of the
ここで、HVECU53とLECU52との間が通信不能な状態になると、制御システムは、上記フェールセーフ機能を実行するとともに、HVECU53はECU54に対しエンジン17を制御する指令を送信する。このとき、HVECU53は、フォークリフト10における荷役作業に必要なエネルギーを考慮した上でエンジン17を最小燃費曲線上に沿って運転させるように、エンジン出力指令演算を実行できない。よって、HVECU53は、荷役作業に必要なエネルギーの情報を得ることができない状態で、ECU54にエンジン17の制御を行わせるため、エンジン17が荷役作業のために出力したエネルギーと、荷役作業で実際に使用されたエネルギーとで、差分が発生してしまう。
When the communication between the
そこで、本実施形態では、HVECU53は、荷役作業を最低限行うことができるように、荷役作業に必要なエネルギーを予め設定しておくとともに、その荷役作業に必要なエネルギーをエンジン17から一定値で出力できるようにエンジン出力指令演算を実行する。そして、エンジン出力指令を受けたECU54はエンジン17の駆動を制御する。
Therefore, in the present embodiment, the
また、HVECU53は、バッテリ55に蓄電されている電力の蓄電量を監視するとともに、バッテリ55の蓄電量が過多の状態であれば、エンジン17の出力軸17aと荷役モータ43との間を切り離して動力の伝達を遮断するとともに、エンジン17の駆動を停止させる。そして、HVECU53は、荷役作業を最低限行うことができるように、荷役作業に必要なエネルギーを荷役モータ43に出力させるために、荷役モータ43にLMECU51を介して電力を供給するようにバッテリ55を制御する。一方、バッテリ55の蓄電量が不足の状態であれば、エンジン17の駆動を停止の状態から再始動させ、上記一定値として出力できるようにエンジン17を制御する。そうすることで、HVECU53が荷役作業に必要なエネルギーの情報を得ることができない状態であったとしても、エンジン17が荷役作業のために出力したエネルギーと、荷役作業で実際に使用されたエネルギーとの差分が発生してしまうことを抑制することができる。
Further, the
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)フォークリフト10は、上位のコントロールユニットたるHVECU53を備えるとともに、このHVECU53は荷役バルブ23の開閉指令演算及び荷役モータ43の回転数指令演算を実行可能になっている。また、フォークリフト10は、HVECU53の下位のコントロールユニットたるLECU52を備え、HVECU53とLECU52とが通信可能なときは、リフトレバー34又はティルトレバー35からLECU52へ入力される入力情報がLECU52からHVECU53へバイパスされる。そして、HVECU53が各指令演算を行う一方で、LECU52では各指令演算は行われない。一方、HVECU53とLECU52との間が通信不能になると、制御システムはフェールセーフ機能を実行し、LECU52が各指令演算を実行する一方で、HVECU53では各指令演算が行われない。よって、フェールセーフ機能を実行可能とするために、特許文献1のように、HVECU53とLECU52とが同期して内部演算を実行し、演算結果を照合している場合に比べて、制御システムによる制御を簡素化することができる。その結果、走行及び荷役作業を行うフォークリフト10に特許文献1のフェールセーフ機能を有した制御システムを用いた場合と比較して、制御を簡素化することができる。
In the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The
(2)HVECU53とLECU52との間が通信可能な状態である場合、HVECU53及びLECU52が有する演算機能のうち、LECU52の演算機能を停止させることで、重複した無駄な制御を無くすことができる。したがって、フォークリフト10における制御をさらに簡素化することができる。
(2) When the communication between the
(3)HVECU53とLECU52との間が通信不能な状態である場合、HVECU53は、荷役作業に必要なエネルギーをエンジン17から一定値で出力できるようにエンジン出力指令演算を実行する。また、バッテリ55の蓄電量が過多の状態であれば、クラッチ18によりエンジン17の出力軸17aと荷役モータ43との間を切り離して動力の伝達を遮断するとともに、エンジン17の駆動を停止させる。そして、HVECU53は、荷役作業を最低限行うことができるように、荷役作業に必要なエネルギーを荷役モータ43に出力させるために、LMECU51は荷役モータ43に電力を供給するようにバッテリ55を制御する。一方、バッテリ55の蓄電量が不足の状態であれば、エンジン17の駆動を停止の状態から再始動させ、上記一定値として出力できるようにエンジン17を制御する。よって、HVECU53が、LECU52と通信不能になり荷役作業に必要なエネルギーの情報を得ることができない状態であったとしても、エンジン17が荷役作業のために出力したエネルギーと、荷役作業で実際に使用されたエネルギーとの差分が発生してしまうことを抑制することができる。
(3) When the communication between the
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、HVECU53とLECU52との間が通信不能になったとき、荷役バルブ23の開閉指令演算、及び荷役モータ43における回転数指令演算の両方ともをLECU52の演算処理機能により演算するようにしたが、これに限らない。例えば、荷役作業に最低限必要な作動油流量を確保できるだけの荷役モータ43の回転数を指令する荷役モータ回転数指令を予め設定しておく。そして、通信不能時には、LECU52は、予め設定された荷役モータ回転数指令をLMECU51へ出力し、荷役モータ43により必要最低限の作動油流量を確保した状態で、LECU52の演算によって得られる荷役バルブ23の開閉指令を適宜変更して荷役バルブ23の開閉を制御して荷役速度の制御を行うようにしてもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the embodiment, when communication between the
○ 実施形態において、HVECU53とLECU52との間が通信不能になったとき、荷役バルブ23の開閉指令演算、及び荷役モータ43における回転数指令演算の両方ともをLECU52の演算処理機能により演算するようにしたが、これに限らない。例えば、LECU52の演算によって得られる荷役バルブ23の開閉指令及び制御は、荷役バルブ23の開閉を必要最低限だけ行われるものにしておき、LECU52の演算によって得られる荷役モータ43の回転数指令を適宜変更して荷役速度の制御を行うようにしてもよい。
In the embodiment, when communication between the
○ 実施形態において、HVECU53とLECU52との間が通信可能な状態においては、LECU52の演算機能は停止されている状態としたが、HVECU53とLECU52との間が通信可能な状態であってもLECU52の演算機能を停止させなくてもよい。
In the embodiment, the calculation function of the
○ 実施形態では、HVECU53とLECU52との間が通信不能な状態である場合、HVECU53は、荷役作業に必要なエネルギーをエンジン17から一定値で出力できるようにエンジン出力指令演算を実行するようにしたが、これに限らない。HVECU53とLECU52との間が通信不能な状態である場合、HVECU53は、最小燃費曲線上であってエンジン回転数における熱効率が最大になるエンジントルクを所定の間隔(所定時刻)で出力するように制御し、エンジン17の動力の余剰分により荷役モータ43が作動されて発電される電力をバッテリ55へ蓄電させてもよい。
In the embodiment, when communication between the
○ 実施形態では、HVECU53とLECU52との間が通信不能な状態である場合、HVECU53は、荷役作業に必要なエネルギーをエンジン17から一定値で出力できるようにエンジン出力指令演算を実行するようにしたが、これに限らない。HVECU53とLECU52との間が通信不能な状態である場合、HVECU53は、最小燃費曲線上であってエンジン回転数における熱効率が最大になるエンジントルクを所定の間隔(所定時刻)で出力するように制御し、バッテリ55に蓄電されている電力により荷役モータ43を作動させてエンジン17の動力の不足分をアシストしてもよい。
In the embodiment, when communication between the
○ 実施形態において、荷役モータ43及び走行モータ19の両方に接続されるインバータ19aを設けたが、LMECU51に荷役モータ43とバッテリ55との間での電力変換を行うインバータとしての機能を持たせるとともに、インバータ19aは走行モータ19とバッテリ55との間での電力変換のみを行うようにしてもよい。
In the embodiment, the inverter 19a connected to both the
10…ハイブリッド型フォークリフト、17…内燃機関としてのエンジン、43…電動発電機としての荷役モータ、51…荷役モータコントロールユニット(LMECU)、52…荷役コントロールユニット(LECU)、53…ハイブリッドコントロールユニット(HVECU)、55…バッテリ。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記荷役作業を行うために用いられる前記電動発電機の駆動を制御する荷役モータコントロールユニットと、荷役作業に必要な指令を演算する荷役コントロールユニットと、前記ハイブリッド型フォークリフトを統合制御するとともに前記荷役コントロールユニットの演算機能を有するハイブリッドコントロールユニットと、を有し、
前記ハイブリッドコントロールユニットと前記荷役コントロールユニットとの間が通信可能な状態においては、前記荷役コントロールユニットへ入力される荷役作業に必要な入力情報が、前記荷役コントロールユニットから前記ハイブリッドコントロールユニットへ入力されることで、前記ハイブリッドコントロールユニットが荷役作業に必要な指令を演算する一方で、
前記ハイブリッドコントロールユニットと前記荷役コントロールユニットとの間が通信不能な状態においては、前記荷役コントロールユニットが荷役作業に必要な指令を演算するフェールセーフ機能を実行することを特徴とするハイブリッド型フォークリフトの制御システム。 A battery capable of running and handling work using power of at least one of an internal combustion engine and a motor generator, storing electric power generated by the motor generator, and supplying the electric power to the motor generator; A hybrid forklift control system,
A cargo handling motor control unit that controls the driving of the motor generator used for performing the cargo handling work, a cargo handling control unit that calculates a command necessary for the cargo handling work, and the hybrid forklift are integratedly controlled and the cargo handling control. A hybrid control unit having an arithmetic function of the unit,
In a state where communication between the hybrid control unit and the cargo handling control unit is possible, input information necessary for the cargo handling operation input to the cargo handling control unit is input from the cargo handling control unit to the hybrid control unit. Thus, while the hybrid control unit calculates a command required for cargo handling work,
Control of a hybrid forklift characterized in that, in a state where communication between the hybrid control unit and the cargo handling control unit is impossible, the cargo handling control unit executes a fail-safe function for calculating a command necessary for cargo handling work. system.
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