-
Technisches
Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein so genanntes Betriebsgerät eines
Hybridtyps, das in einem industriellen Arbeitsfahrzeug bereitgestellt
ist.
-
Stand der Technik
-
Ein
Beispiel eines Betriebsgeräts
für ein
industrielles Fahrzeugs dieses Typs ist in der JP 2005-298163 A
offenbart. Gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der JP 2005-298163 A (siehe 1) ist ein
industrielles Frachtladefahrzeug bzw. Frachttransportfahrzeug mit
einer Kraftmaschine, einem Generator-Motor, einer Kupplung zur Verbindung
und Trennung einer Leistung zwischen der Kraftmaschine und dem Generator-Motor,
einer Elektrizitätsspeichereinrichtung,
einer Frachtladeeinrichtung (anzusteuernde Last) und einer Frachtladelasterfassungseinrichtung
zur Erfassung einer Widerstandslast offenbart. Der Generator-Motor
ist entweder in eine Generatorbetriebsart, in der eine Antriebskraft
der Kraftmaschine zu dem Generator-Motor über die Kupplung übertragen
wird, um Leistung bzw. Energie zu erzeugen und die Leistung in der
Elektrizitätsspeichereinrichtung
zu speichern, oder eine Elektrischer-Motor-Betriebsart eingestellt,
in der der Generator-Motor mit einer Antriebsleistung von der Elektrizitätsspeichereinrichtung
versorgt wird, um als ein elektrischer Motor zu arbeiten.
-
In
dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird, wenn die Last, die durch
die Frachtladelasterfassungseinrichtung erfasst wird, klein ist,
die Kupplung in einen getrennten bzw. entkuppelten Zustand eingestellt,
um die Kraftmaschine zu stoppen oder in den Leerlauf zu versetzen,
wobei die Frachtladeeinrichtung durch den Generator-Motor in der
Elektrischer-Motor-Betriebsart
angetrieben wird, um Frachtladeoperationen auszuführen. Wenn
während der
Frachtladeoperation die Frachtladelasterfassungseinrichtung eine
Vergrößerung in
der Last über einen
vorbestimmten Wert hinaus erfasst, wird eine Vergrößerung in
der Kraftmaschinen-UPM (Umdrehung pro Minute (RPM)) gestartet, während eine Ausgabe
des Generator-Motors in der Elektrischer-Motor-Betriebsart vergrößert wird.
Wenn die Kraftmaschine-UPM gleich der UPM des Generator-Motors wird,
wird die Kupplung in einen verbundenen bzw. eingekuppelten Zustand
eingestellt und die Antriebskraft der Kraftmaschine wird zu der
Frachtladeeinrichtung übertragen,
um Frachtladeoperationen auszuführen.
-
Ferner
wird gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der JP 2005-298163 A die Kraftmaschine durch ein Ankurbeln durch
den Generator-Motor in der Elektrischer-Motor-Betriebsart mit der
Kupplung in dem verbundenen Zustand gestartet.
-
Gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der JP 2005-298163 A (siehe 3) ist ein
Aufbau offenbart, bei dem die Kraftmaschine und der Generator-Motor
miteinander durch die Vermittlung einer Ein-Wege-Kupplung an Stelle der vorstehend genannten
Kupplung verbunden sind. Mit diesem Aufbau wird, wenn während der
Frachtladeoperationen die Frachtladelasterfassungseinrichtung eine
Vergrößerung einer
Last über
einen vorbestimmten Wert hinaus erfasst, eine Vergrößerung in
der Kraftmaschine-UPM gestartet, während die Ausgabe des Generator-Motors in der Elektrischer-Motor-Betriebsart vergrößert wird.
Wenn die Kraftmaschine-UPM gleich der UPM des Generator-Motors wird,
wird die Ein-Wege-Kupplung automatisch verbunden und die Antriebskraft
der Kraftmaschine wird zu der Frachtladeeinrichtung übertragen.
-
Mit
diesem Aufbau besteht keine Notwendigkeit, die Kupplungsverbindungs-/-trennungssteuerung
(einschließlich
einer Steuerung zur Überwachung,
um zu prüfen,
ob die Kraftmaschine-UPM gleich der UPM des Generator-Motors geworden
ist) auszuführen,
die in dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel erforderlich
ist, wodurch eine Vereinfachung im elektrischen Aufbau erreicht
wird.
-
Mit
dem Aufbau des dritten Ausführungsbeispiels
der JP 2005-298163 A ist es jedoch nicht möglich, die Kraftmaschine durch
den Generator-Motor anzutreiben, da die Ein-Wege-Kupplung dann in
den getrennten Zustand eingestellt ist. Somit ist es zum Starten
der Kraftmaschine notwendig, einen zugeordneten Anlassermotor bereitzustellen,
was bedeutet, dass mehr Raum für
Verbesserungen vorhanden ist (siehe zweite und dritte Sätze in Absatz
[0063] der JP 2005-298163 A.
-
Darstellung der Erfindung
-
Technische Aufgabe
-
Die
vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehend genannten
Schwierigkeiten in dem Stand der Technik gemacht worden. Es ist
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Nutzen aus einem Generator-Motor
als eine Antriebsquelle zu ziehen, während die Einfachheit bezüglich eines
elektrischen Aufbaus der Kupplungsverbindungs-/-trennungssteuerung
wie in dem dritten Ausführungsbeispiel
der JP 2005-298163 A beibehalten wird.
-
Diese
Aufgabe wird durch ein Betriebsgerät gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
-
Technische Lösung
-
Gemäß einer
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Betriebsgerät für ein industrielles
Arbeitsfahrzeug bereitgestellt, das umfasst: eine Kraftmaschine;
einen Generator-Motor; eine Zwei-Wege-Kupplung, die zwischen der Kraftmaschine
und dem Generator-Motor bereitgestellt ist; eine Elektrizitätsspeichereinrichtung,
eine Last, die durch zumindest eine der Kraftmaschine und des Generator-Motors
angesteuert wird, und eine Arbeitslasterfassungseinrichtung zur
Erfassung der Größe einer Widerstandslast
während
eines Betriebs.
-
Der
Generator-Motor ist entweder in eine Generatorbetriebsart, bei der
Antriebskraft der Kraftmaschine zu dem Generator-Motor über die Zwei-Wege-Kupplung übertragen
wird, um eine Leistung zu erzeugen und die Leistung in der Elektrizitätsspeichereinrichtung
zu speichern, oder eine Elektrischer-Motor-Betriebsart eingestellt,
bei der der Generator-Motor mit einer Antriebsleistung von der Elektrizitätsspeichereinrichtung
versorgt wird, um als ein elektrischer Motor zu arbeiten. Die Zwei-Wege-Kupplung
erlaubt ein Schalten zwischen einem ersten Zustand, bei dem die Übertragung
der Antriebskraft von der Kraftmaschine zu dem Generator- Motor ermöglicht ist
und bei der die Übertragung der
Antriebskraft von dem Generator-Motor zu der Kraftmaschine verhindert
ist, sowie einem zweiten Zustand, bei dem die Übertragung der Antriebskraft von
dem Generator-Motor zu der Kraftmaschine ermöglicht ist und bei dem die Übertragung
der Antriebskraft von der Kraftmaschine zu dem Generator-Motor verhindert
ist.
-
Der
Begriff „Vergrößerung einer
Widerstandslast auf eine Stufe über
einen vorbestimmten Wert" umfasst
einen Fall, bei dem der Grad der Schnelligkeit einer Vergrößerung in
einer Widerstandslast höher
ist als ein vorbestimmter Grad der Schnelligkeit, sowie einen Fall,
bei dem die Widerstandslast selbst nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert
ist. Dies trifft auf die nachstehende Beschreibung zu.
-
Vorteilhafte Wirkungen
der Erfindung
-
Kurze Beschreibung der
Abbildungen der Zeichnungen
-
Es
zeigen:
-
1 ein
Blockschaltbild, das einen Gabelstapler zeigt, der mit einem Frachtladegerät gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist,
-
2A eine
Teilschnittdarstellung, die eine Zwei-Wege-Kupplung in einem ersten
Zustand zeigt,
-
2B eine
Teilschnittdarstellung, die die Zwei-Weg-Kupplung in einem zweiten
Zustand zeigt, und
-
3 ein
Blockschaltbild, das einen Gabelstapler gemäß einer Modifikation zeigt.
-
Bester Weg zur Ausführung der
Erfindung
-
Weg(e) zur Ausführung der
Erfindung
-
Nachstehend
ist ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. In 1 ist ein Blockschaltbild
gezeigt, das einen Gabelstapler zeigt, der mit einem Frachtladegerät bzw. Frachttransportgerät gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden ausgestattet ist, in 2A ist
eine Teilschnittdarstellung gezeigt, die eine Zwei-Wege-Kupplung
in einem ersten Zustand zeigt, und in 2B ist
eine Teilschnittdarstellung gezeigt, die die Zwei-Wege-Kupplung
in einem zweiten Zustand zeigt.
-
In 1 ist
der allgemeine Aufbau eines Frachtladegeräts (Arbeitsvorrichtung) 201 eines
Gabelstaplers 101 als ein industrielles Arbeitsfahrzeug gezeigt.
Das Frachtladegerät 201 ist
hauptsächlich aus
einer Kraftmaschine 111, einem Generator-Motor 113,
einer Batterie (die Elektrizitätsspeichereinrichtung) 115,
einer Frachtladepumpe 117, einem Frachtladeventil 119,
einer Gabel 118, einem Fahrmotor 121, einer Fahreinheit 123,
einer Umrichterbaugruppe 131 und einer ECU (Steuerungseinrichtung) 135 aufgebaut.
Die Frachtladepumpe 117, die Gabel 118 und das
Frachtladeventil 119 bilden eine Frachtladeeinrichtung
(Arbeitseinrichtung). Gemäß diesem Ausführungsbeispiel
entspricht die Frachtladepumpe 117 einer Last, die durch
die Kraftmaschine 111 und den Generator-Motor 113 angesteuert
bzw. angetrieben wird.
-
Die
Ansteuerung der Kraftmaschine 111 wird auf der Grundlage
eines Drehungssteuerungssignals gesteuert, das einer Drosselbetätigungseinrichtung 151 von
der ECU 135, die nachstehend beschrieben ist, übermittelt
wird. Eine (nicht gezeigte) Kurbelwelle der Kraftmaschine ist koaxial
mit einer (nicht gezeigten) Antriebswelle des Generator-Motors 113 durch die
Vermittlung einer Zwei-Wege-Kupplung 112 für eine Verbindung/Trennung
einer Leistung verbunden.
-
Der
Generator-Motor 113 kann in geeigneter Weise zwischen einer
Generator-Betriebsart, bei der der Generator-Motor 113 durch
die Kraftmaschine angetrieben wird, um Leistung zu erzeugen und
die Leistung in der Batterie 115 zu speichern, und einer Elektrischer-Motor-Betriebsart geschaltet
werden, bei der der Generator-Motor 113 mit einer Antriebsleistung
von der Batterie 115 versorgt wird, um als ein elektrischer
Motor zu arbeiten. Die Schaltungssteuerung wird auf der Grundlage
eines Steuerungsbefehls ausgeführt,
der von der ECU 135 über
die Umrichterbaugruppe 131 zugeführt wird.
-
Der
Gabelstapler 101 ist mit Sensoren usw. ausgestattet, die
einen Schaltpositionssensor 141, einen Beschleunigungseinrichtungsschalter 142,
einen Beschleunigungseinrichtungspositionssensor 143, einen
Frachtladehebelschalter 144, einen Frachtladehebelpositionssensor
(eine Frachtladelasterfassungseinrichtung) 145 und einen
Zündschalter 146 umfassen.
Jeder dieser Sensoren usw. ist elektrisch mit der ECU 135 verbunden.
-
Wenn
der Generator-Motor 113 in der Generator-Betriebsart ist,
dient die Kraftmaschine 111 als die Antriebsquelle für den Generator-Motor 113 und die
Frachtladepumpe 117, die koaxial damit angeordnet ist.
Demgegenüber
dienen, wenn der Generator-Motor 113 in der Elektrischer-Motor-Betriebsart ist,
sowohl die Kraftmaschine 111 als auch der Generator-Motor 113,
oder der Generator-Motor 113 alleine, als die Antriebsquelle
für die
Frachtladepumpe 117.
-
In 2A ist
eine schematische Teilschnittdarstellung eines Aufbaubeispiels der
Zwei-Wege-Kupplung 112 gezeigt, die mit einer Nockenwelle 51,
die bei der Kurbelwelle der Kraftmaschine 111 befestigt
ist, einem ringförmigen
Außenring 52,
der bei dem Außenumfang
der Nockenwelle 51 angeordnet ist und bei der Antriebswelle
des Generator-Motors 113 befestigt
ist, einer Vielzahl von Rollen bzw. Walzen 53, die umfänglich zwischen
der Nockenwelle 51 und dem äußeren Ring 52 angeordnet
sind, und einer Halterung 54, die die Rollen 53 hält, ausgestattet
ist. Die Zwei-Wege-Kupplung 112 ist ferner mit einem (nicht
gezeigten) Elektromagneten ausgestattet. Durch ein Schalten zwischen
einer Energieversorgung und einer Nicht-Energieversorgung des Elektromagneten
wird die Phase der Halterung 54 in Bezug auf die Nockenwelle 51 geändert, wodurch
es möglich
ist, die Positionen der Rollen 53 in was als keilförmige Räume, die
nachstehend beschrieben sind, bezeichnet werden kann zu ändern.
-
Die
Außenumfangsoberfläche der
Nockenwelle 51 ist teilweise in flache Oberflächen geschnitten,
um Nockenoberflächen 55 zu
bilden. Die Abschnitte, die den Nockenoberflächen 55 entsprechen,
bilden die keilförmigen
Räume 56 zwischen
der Nockenwelle 51 und dem äußeren Ring 52. Jeder keilförmige Raum 56 ist
so konfiguriert, dass seine Breite bei der Mitte in der Umfangsrichtung
maximal ist, während
sich die zugehörige
Breite hin zu beiden Umfangsenden allmählich verkleinert. In den keilförmigen Räumen 56 sind
die Rollen 53, die durch die Halterung 54 gehalten
werden, angeordnet.
-
Die
Breite des Mittelabschnitts in der Umfangsrichtung jedes keilförmigen Raumes 56 wird
etwas größer als
der Außendurchmesser
der Walzen 53 eingestellt, so dass, wenn die Walzen 53 jeweils bei
den Umfangsmitten der keilförmigen
Räume 56 untergebracht
sind, die Nockenwelle 51 und der äußere Ring 52 in Bezug
zueinander gleiten bzw. rutschen. Wenn die Halterung 54 versetzt
wird, um jede Rolle 53 zu einem Ende jedes keilförmigen Raums 56 zu
bewegen, ist es möglich,
die Rollen 53 in den keilförmigen Räumen 56 einzuklemmen.
In diesem Zustand ist es möglich,
die Drehung der Nockenwelle 51 in die Richtung, in die
das Einklemmen verstärkt wird,
zu dem äußeren Ring 52 zu übertragen
(oder die Drehung des äußeren Rings 52 in
die Richtung, in die das Einklemmen verstärkt wird, zu der Nockenwelle 51 zu übertragen).
-
Während in
den 2A und 2B lediglich
die Nockenoberfläche 55,
der keilförmige
Raum 56 und eine Rolle bzw. Walze 53 gezeigt sind,
ist eine Vielzahl von ähnlichen
Aufbauten umfänglich
um die Nockenwelle 51 herum angeordnet, wodurch die Zwei-Wege-Kupplung 112 gebildet
wird.
-
In
der vorstehend beschriebenen Zwei-Wege-Kupplung 112 werden
in dem Zustand, der beispielsweise in 2A gezeigt
ist, die Rollen 53 nach links durch die Vermittlung der
Halterung 54 bewegt, um zwischen der Nockenwelle 51 und
dem äußeren Ring 52 eingeklemmt
zu werden. Wenn in diesem Zustand die Kraftmaschine 11 angetrieben
wird, um die Nockenwelle 51 in die Richtung eines Pfeils
A zu drehen, führen
die Rollen 53 eine relative Bewegung zur linken Seite in 2A,
das heißt
in die Richtung aus, in der der Keileingriff, bei dem sie zwischen
der Nockenwelle 51 und dem äußeren Ring 52 eingeklemmt sind,
weiter verstärkt
wird. Somit wird die vorstehend genannte Drehung der Nockenwelle 51 zu
dem äußeren Ring 52 über die
Rollen 53 übertragen,
wodurch es möglich
wird, die Antriebswelle des Generator-Motors 113, die bei
dem äußeren Ring 52 befestigt
ist, in die Richtung eines Pfeils B anzutreiben.
-
Wenn
in dem Zustand gemäß 2A der Generator-Motor 113 angetrieben
wird, um den äußeren Ring 52 in
die Richtung des Pfeils B zu drehen, werden die Rollen 53 durch
den äußeren Ring 52 nachgeschleppt,
um sich nach rechts zu bewegen (zu den jeweiligen Umfangsmitten
der keilförmigen Räume 56),
so dass der Eingriff zwischen der Nockenwelle 51 und dem äußeren Ring 52 durch
die Vermittlung der Rollen 53 aufgehoben ist. Somit gleitet
der äußere Ring 52 relativ
zu der Nockenwelle 51 und es wird unmöglich, die Nockenwelle 51 (das heißt die Kurbelwelle
der Kraftmaschine 111) in die Richtung des Pfeils A anzusteuern
bzw. anzutreiben.
-
Demgegenüber machen
in einem Fall, bei dem die Zwei-Wege-Kupplung 112 zu dem
Zustand gemäß 2B geschaltet
ist, wenn der Generator-Motor 113 den äußeren Ring 52 in
die Richtung des Pfeils B relativ zu der Kraftmaschine 111 in
einem Nicht-Antriebszustand oder einem niedrigen Drehzustand, wie
beispielsweise einem Leerlaufzustand (wenn die Kraftmaschine 111 in
dem niedrigen Drehzustand, wie beispielsweise dem Leerlaufzustand, ist,
treibt der Generator-Motor 113 den äußeren Ring 52 mit
einer UPM an, die im Wesentlichen höher ist als die UPM der Kraftmaschine 111)
antreibt, die Rollen 53 eine relative Bewegung nach links
in 2B, um sich jeweils zu den Umfangsmitten der keilförmigen Räume 56 zu
bewegen, so dass der Eingriff zwischen der Nockenwelle 51 und
dem äußeren Ring 52 durch
die Vermittlung der Rollen 53 aufgehoben ist. In diesem
Zustand gleitet der äußere Ring 52 relativ zu
der Nockenwelle 51. Somit kann sich der äußere Ring 52 (das
heißt
die Antriebswelle des Generator-Motors 113) in die Richtung
des Pfeils B drehen, ohne die Last der Kraftmaschine in dem Nicht-Antriebszustand
zu empfangen.
-
Demgegenüber werden,
wenn der Generator-Motor 113 ferner den äußeren Ring 52 in
die Richtung des Pfeils B relativ zu der Kraftmaschine 111 in dem
Nicht-Antriebszustand oder dem niedrigen Drehzustand, wie beispielsweise
dem Leerlaufzustand, antreibt, die Rollen 53 durch den äußeren Ring geschleppt,
um sich nach rechts in 2B zu bewegen, um zwischen der
Nockenwelle 51 und dem äußeren Ring 52 eingeklemmt
zu werden, so dass die vorstehend genannte Drehung des äußeren Rings 52 zu
der Nockenwelle 51 übertragen
wird, was es ermöglicht,
eine Kraft zum Antreiben der Nockenwelle 51 (das heißt der Kurbelwelle
der Kraftmaschine 111) in die gleiche Richtung wie die
des Pfeils B zu erzeugen.
-
Wie
es vorstehend beschrieben ist, kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel
die Zwei-Wege-Kupplung 112 zwischen dem Zustand gemäß 2A,
bei dem die Übertragung
einer Antriebskraft von der Kraftmaschine 111 zu dem Generator-Motor 113 ermöglicht ist
und bei dem die Übertragung
einer Antriebskraft von dem Generator-Motor 113 zu der Kraftmaschine 111 verhindert
ist, und dem Zustand gemäß 2B,
bei dem die Übertragung
der Antriebskraft von dem Generator-Motor 113 zu der Kraftmaschine 111 ermöglicht ist
und bei dem die Übertragung
der Antriebskraft von der Kraftmaschine 111 zu dem Generator-Motor 113 verhindert
ist, umgeschaltet werden.
-
Anders
ausgedrückt
ist in dem Zustand gemäß 2A,
wenn die UPM der Kraftmaschine 111 höher als die UPM des Generator-Motors 113 ist,
die Zwei-Wege-Kupplung 112 in dem verbundenen Zustand und überträgt die Antriebskraft,
wohingegen, wenn die UPM des Generator-Motors 113 höher als die
UPM der Kraftmaschine 111 ist, die Zwei-Wege-Kupplung 111 in
dem getrennten Zustand ist und keine Antriebskraft überträgt. Auf ähnliche
Weise ist in dem Zustand gemäß 2B,
wenn die UPM des Generator-Motors 113 höher ist als die UPM der Kraftmaschine 111,
die Zwei-Wege-Kupplung 112 in dem verbundenen Zustand und überträgt eine
Antriebskraft, die in die gleiche Richtung wie die des Pfeils B
wirkt. Nachstehend wird der Zustand gemäß 2A als „erster
Zustand" bezeichnet
und der Zustand gemäß 2B wird
als „zweiter
Zustand" bezeichnet.
Das Umschalten zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand
wird durch ein Umschalten zwischen einer Energieversorgung und einer
Nicht-Energieversorgung des vorstehend genannten Elektromagneten
auf der Grundlage eines Schaltsignals von der ECU 135 bewirkt.
-
Die
Batterie 115 speichert die Elektrizität, die durch den Generator-Motor 113 in
der Generatorbetriebsart (und den Fahrmotor 121) erzeugt
wird, und führt,
wenn es erforderlich ist, eine Antriebsleistung für die Fahroperation
und die Frachtladeoperation des Gabelstaplers in geeigneter Weise
zu. Das Speichern und Entladen der Elektrizität in die und aus der Batterie 115 wird
durch die Umrichterbaugruppe 131 gesteuert, die mit der
ECU 135 verbunden ist.
-
Die
Fahroperation des Gabelstaplers 101 wird durch den Fahrmotor 121 und
die Fahreinheit 123, die durch den Fahrmotor 121 angetrieben
wird, bewirkt. Der Fahrmotor 121 wird durch die Antriebsleistung
angetrieben, die von der Batterie 115 über die Umrichterbaugruppe 131 zugeführt wird.
Die Frachtladeoperation des Gabelstaplers 101 wird durch
die Frachtladepumpe 117, die Gabel 118 und das
Frachtladeventil 119 für
eine Verteilung einer Arbeitsflüssigkeit
in geeigneter Weise von der Frachtladepumpe 117 zu der
Seite der Gabel 118 (genauer gesagt zu einem Mastanheb-/-absenkzylinder)
bewirkt.
-
Die
ECU 135 führt
eine Systemsteuerung, bei dem Gabelstapler 101 als Ganzes
aus, wobei die Systemsteuerung eine Speicher-/Entladesteuerung für die Batterie 115 umfasst.
Eine geeignete Eingabe für
die ECU 135 sind eine Schaltpositionsinformation, die durch
den Schaltpositionssensor 141 erfasst wird, eine Beschleunigungseinrichtungs-EIN/AUS-Information,
die durch den Beschleunigungseinrichtungsschalter 142 erfasst,
eine Beschleunigungseinrichtungsöffnungsinformation,
die durch den Beschleunigungseinrichtungspositionssensor 143 erfasst
wird, eine Frachtladehebel-EIN/AUS-Information, die durch den Frachtladehebelschalter 144 erfasst
wird, eine Frachtladehebelöffnungsinformation,
die durch den Frachtladehebelpositionssensor 145 erfasst
wird, eine EIN/AUS-Information,
die durch den Zündschalter 146 erfasst wird,
eine Information über
die Kraftmaschine 111, wie beispielsweise eine UPM (die
durch einen UPM-Erfassungssensor 152 erfasst werden kann) und
eine Temperatur, Spannungs-/Temperaturinformationen über die
Batterie 115, Informationen über den Generator-Motor 113,
wie beispielsweise eine UPM (die durch einen UPM-Erfassungssensor 153 erfasst
werden kann), eine Ausgabe, eine Temperatur usw.
-
Auf
der Grundlage der Eingabeinformationen, wie sie vorstehend beschrieben
sind, wird ein Steuerungssignal für die Kraftmaschine 111 von
der ECU 135 zu der Drosselbetätigungseinrichtung 151 ausgegeben.
Ferner werden verschiedene Steuerungssignale, wie beispielsweise
ein Betriebsartumschaltsignal für
den Generator-Motor 113, ein Elektrizitätsspeichersteuerungssignal
für die
Batterie 115 und ein Steuerungssignal für den Fahrmotor 121 von der
ECU 135 zu der Umrichterbaugruppe 131 ausgegeben,
um eine Systemsteuerung bei dem Gabelstapler 101 auszuführen. Ferner
gibt die ECU 135 ein Schaltsignal zu der Zwei-Wege-Kupplung 112 aus, um
eine Steuerung zum Umschalten der Zwei-Wege-Kupplung 112 zwischen
dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand auszuführen.
-
Als
nächstes
wird der Betrieb des Betriebsgeräts
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
beschrieben. Insbesondere wird, wenn keine hohe Ausgabe für den Frachtladebetrieb
erforderlich ist, die Zwei-Wege-Kupplung 112 in
einen Zustand (das heißt
den ersten Zustand, der in 2A gezeigt
ist) eingestellt, bei dem es möglich
ist, den Generator-Motor 113 von der Seite der Kraftmaschine 111 anzutreiben,
aber bei dem es nicht möglich
ist, die Kraftmaschine 111 von der Seite des Generators 113 anzutreiben.
Der Generator-Motor 113 wird in die Generatorbetriebsart
eingestellt.
-
In
diesem Zustand dient die Kraftmaschine 111 als eine Antriebsquelle
sowohl für
den Generator-Motor 113 in der Generatorbetriebsart als
auch für die
Frachtladepumpe 117. Nachstehend wird dieser Zustand als
eine „erste
Betriebsart" bezeichnet.
Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
wird die Beurteilung, ob eine hohe Ausgabe für den Frachtladebetrieb erforderlich
ist oder nicht, durch die ECU 135 ausgeführt, die
in geeigneter Weise auf der Grundlage von Informationen von dem
Frachtladehebelpositionssensor 145 überprüft, ob es eine hohe Anforderung
für eine
Frachtladeansteuerung bzw. einen Frachtladeantrieb gibt oder nicht.
-
In
der ersten Betriebsart wird die Antriebskraft der Kraftmaschine 111 zu
dem Generator-Motor 113 in der Generatorbetriebsart übertragen
und die Elektrizität,
die durch den Generator-Motor 113 erzeugt wird, wird nachfolgend
in der Batterie 115 gespeichert. Die Frachtladepumpe 117 wird
konstant angetrieben, wenn die Kurbelwelle der Kraftmaschine 111 sich
dreht, wobei Arbeitsflüssigkeit
(Drucköl gemäß diesem
Ausführungsbeispiel)
dem Frachtladeventil 119 zugeführt wird. Wenn kein Frachtladebetrieb
auszuführen
ist, geht die Arbeitsflüssigkeit durch
das Frachtladeventil 119 hindurch, um zu einem (nicht gezeigten)
Tank zurückgeführt zu werden.
-
In
der ersten Betriebsart führt,
wenn die Frachtladelast (Widerstandslast) klein ist, die ECU 135 eine
Steuerung beispielsweise zur Vergrößerung der Menge der erzeugten
Elektrizität,
die in der Batterie 115 zu speichern ist, aus, wobei eine
derartige Steuerung bewirkt wird, dass die Last auf die Kraftmaschine 111 eine
Größe aufweist,
die für
ein Betreiben der Kraftmaschine 111 unter einer vorbestimmten
optimalen Bedingungen geeignet ist. Die optimale Bedingung ist eine
Bedingung (hinsichtlich der UPM, einer Kraftstoffeinspritzmenge
usw.), die einen Betrieb der Kraftmaschine bei einer optimalen Kraftstoffeffektivität erlaubt,
wobei sie im Vorfeld durch ein Experiment oder dergleichen bestimmt
wird. In einem Fall, bei dem beispielsweise die Frachtladelast klein ist,
wenn die Batterie 115 beinahe vollständig aufgeladen ist, kann eine
Steuerung durch die ECU 135 durchgeführt werden, um eine Leistungserzeugung durch
den Generator-Motor 113 zu verhindern.
-
Wenn
der Gabelstapler 101 bewegt werden soll, veranlasst die
ECU 135 die Batterie 115, über die Umrichterbaugruppe 131 zu
entladen, wobei eine Antriebsleistung dem Fahrmotor 121 zugeführt wird. Durch
Antreiben des Fahrmotors 121 führt die Fahreinheit 123,
die mit dem Fahrmotor 121 verbunden ist, die Bewegungsoperation
aus.
-
Wenn
eine hohe Ausgabe für
den Frachtladebetrieb erforderlich ist, das heißt, wenn durch die ECU 135 auf
der Grundlage von Informationen von dem Frachtladehebelpositionssensor 145 bestimmt wird,
dass es eine hohe Anforderung für
eine Frachtladeansteuerung bzw. einen Frachtladeantrieb gibt, überträgt die ECU 135 ein
Steuerungssignal, um den Generator-Motor 113 in die Elektrischer-Motor-Betriebsart
zu schalten. Die ECU 135 gibt ein Schaltsignal aus, um
die Zwei-Wege-Kupplung 112 zu
dem Zustand zu schalten, bei dem es möglich ist, die Kraftmaschine 111 von
der Seite des Generator-Motors 113 anzutreiben, aber bei
dem es nicht möglich ist,
den Generator-Motor 113 von der Seite der Kraftmaschine 111 anzutreiben
(das heißt
der zweite Zustand, der in 2B gezeigt).
Nachstehend wird dieser Zustand als eine „zweite Betriebsart" bezeichnet.
-
In
der zweiten Betriebsart wird die Frachtladepumpe 117 sowohl
durch die Kraftmaschine 111 als auch durch den Generator-Motor 113 in
der Elektrischer-Motor-Betriebsart angetrieben. Somit wird das Antreiben
der Frachtladepumpe 117 durch die Kraftmaschine 111 durch
den Generator-Motor 113 in der
Elektrischer-Motor-Betriebsart unterstützt, wodurch es ermöglicht wird,
einen Frachtladebetrieb mit hoher Ausgabe bis zu einem ausreichenden
Grad auszuführen,
auch wenn die Kraftmaschine 111 von einem Typ mit niedriger
Ausgabe ist.
-
Wenn
die Frachtladeantriebsanforderung relativ niedrig ist und es durch
die ECU 135 bestimmt wird, dass es keinen Bedarf für eine derartige
Ausgabe gibt, die eine Zusammenarbeit der Kraftmaschine 111 und
des Generator-Motors 113 in der Elektrischer-Motor-Betriebsart
erfordern würde,
gibt die ECU 135 ein Steuerungssignal aus, um den Generator-Motor 113 auf
die Elektrischer-Motor-Betriebsart einzustellen. Die Zwei-Wege-Kupplung 112 wird
in den vorstehend beschriebenen ersten Zustand eingestellt. In diesem
Fall leistet die Kraftmaschine 111 keinen Beitrag zu dem
Antrieb der Frachtladepumpe 117, während der Generator-Motor 113 in
der Elektrischer-Motor-Betriebsart die Frachtladepumpe 117 antreibt.
Nachstehend wird dieser Zustand als eine „dritte Betriebsart" bezeichnet.
-
In
der dritten Betriebsart wird die Kraftmaschine 111 in den
Leerlauf versetzt oder gestoppt, wodurch die Energieeffektivität zu der
Zeit eines Antreibens der Frachtladepumpe 117 verbessert
wird. Ferner besteht, da die Zwei-Wege-Kupplung in dem ersten Zustand
ist, keine Gefahr einer großen
Last (Kraftmaschinenbremsung), die von der Seite der Kraftmaschine 111 angelegt
wird, wenn der Generator-Motor 113 die Frachtladepumpe 117 antreibt.
-
Während des
Frachtladebetriebs in der dritten Betriebsart kann es zu einem Fall
kommen, bei dem die Frachtladelast als Ergebnis beispielsweise einer
Vergrößerung in
der Öffnung
des Frachtladehebelpositionssensors 145 zunimmt. Bei einer
Erfassung der Vergrößerung der
Frachtladelast überprüft die ECU 135 den
Grad der Vergrößerung (Schnelligkeit)
der Frachtladelast. Beispielsweise wird, wenn der Frachtladehebel
um einen Winkel, der größer als ein
vorbestimmter Winkel ist, in einer vorbestimmten Zeitdauer geneigt
wird, bestimmt, dass der Grad der Vergrößerung (die Schnelligkeit)
der Frachtladelast groß ist.
-
Wenn
die ECU 135 bestimmt wird, dass der Grad der Vergrößerung der
Frachtladelast unter einem vorbestimmten Wert ist, überträgt die ECU 135 ein
Steuerungssignal zu der Umrichterbaugruppe 131, um einfach
die Ausgabe des Generator-Motors 113 in der Elektrischer-Motor-Betriebsart
zu vergrößern, wodurch
mit der Vergrößerung der
Frachtladelast Schritt gehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt hält die Kraftmaschine 111 den
Leerlaufzustand oder den gestoppten Zustand aufrecht, wodurch eine
Verbesserung in der Energieeffektivität erreicht wird.
-
Demgegenüber wird,
wenn der Grad der Vergrößerung der
Frachtladelast nicht kleiner als der vorbestimmte Wert ist, eine
Steuerung ausgeführt,
so dass die Ausgabe des Generator-Motors 113 in der Elektrischer-Motor-Betriebsart vergrößert wird
und die Vergrößerung der
UPM der Kraftmaschine 111 unmittelbar gestartet wird (wenn
die Kraftmaschine 111 gestoppt ist, wird die Kraftmaschine 111 wieder gestartet
und eine Vergrößerung der
UPM der Kraftmaschine wird gestartet). Im Vergleich mit der Kraftmaschine 111 erlaubt
der Generator-Motor 113 einen schnelleren Übergang
zu einem hohen Ausgabezustand, so dass die Verzögerung in dem Frachtladebetrieb
minimiert werden kann oder im Wesentlichen auf Null verringert werden
kann.
-
Bei
der Stufe, bei der die UPM der Kraftmaschine 111 allmählich vergrößert worden
ist, um gleich der UPM des Generator-Motors 113 zu werden,
wird die Zwei-Wege-Kupplung 112, die in dem ersten Zustand
gewesen ist, automatisch verbunden und die Antriebskraft der Kraftmaschine 111 wird
zu der Frachtladepumpe 117 übertragen.
-
Wie
es vorstehend beschrieben ist, wird, wenn die Frachtladelast relativ
klein ist, das Frachtladegerät
auf die dritte Betriebsart eingestellt, um die Kraftmaschine 111 in
den Leerlauf zu versetzen oder zu stoppen, um dadurch eine Verbesserung
in der Energieeffektivität
(Kraftstoffeffektivität)
zu erreichen. Wenn in der dritten Betriebsart die Frachtladelast (schnell) über den
vorbestimmten Wert hinaus zunimmt, wird ein Schalten zu dem Antreiben
der Frachtladepumpe 117 durch die Kraftmaschine 111 ausgeführt, wodurch
es möglich
ist, den Frachtladebetrieb rasch durchzuführen, indem die große Ausgabe,
die durch die Kraftmaschine 111 bereitgestellt wird, genutzt
wird. Um die Kraftmaschine 111, die in dem Leerlauf gewesen
ist oder gestoppt ist, auf einen hohen Ausgabezustand einzustellen,
um den Übergang
zu dem Antreiben durch die Kraftmaschine 111 zu bewirken,
ist eine Erzeugung einer gewissen zeitlichen Verzögerung unvermeidbar.
Dies kann jedoch bewältigt
werden, indem die Ausgabe des Generator-Motors 113 schnell
vergrößert wird,
so dass es keine Gefahr einer Verzögerung in dem Frachtladebetrieb
aufgrund einer Verringerung einer operativen Ansprechempfindlichkeit
gibt, wobei es auch keine Verringerung einer operativen Effektivität, die an
dem Frachtladebetrieb beteiligt ist, gibt.
-
Ferner
wird, wenn die UPM der Kraftmaschine 111 gleich der UPM
des Generator-Motors 113 wird, die Zwei-Wege-Kupplung 112 in
dem ersten Zustand automatisch verbunden, so dass es möglich ist, eine
zeitweilige Verringerung der Eingabe-UPM der Frachtladepumpe 117 zu
der Zeit eines Übergangs zu
dem Antreiben durch die Kraftmaschine 111 zu vermeiden.
Somit besteht während
eines Hubbetriebs einer Fracht keine Gefahr, dass die Geschwindigkeit,
mit der Gabel 118 angehoben wird, zeitweilig verringert
wird, wobei eine unangenehme Vibration in der Maschine oder eine
Verzögerung
in dem Frachtladebetrieb verursacht würde.
-
Ferner
ist es im Vergleich mit dem Aufbau (Aufbau gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der JP 2005-298163 A), bei dem die Kraftmaschine-UPM und die UPM des Generator-Motors 113 auf
der Seite der ECU 135 überwacht
werden und bei dem die elektromagnetische Kupplung verbunden wird,
wenn die Kraftmaschine-UPM gleich der UPM des Generator-Motors 113 wird,
möglich,
die Last bei der ECU 135 zu verringern und den zugehörigen elektrischen Aufbau
zu vereinfachen. Ferner ist es, da ein Erfordernis zur Ausführung einer
elektrischen Steuerung besteht, möglich, die Fehlerfrequenz zu
verringern, wodurch die Wartungsfrequenz verringert wird.
-
Als
nächstes
ist eine Steuerung zu der Zeit eines Kraftmaschinenstarts beschrieben.
Wenn der Zündschalter 146 auf
EIN gedreht wird, während
die Kraftmaschine 111 gestoppt ist, übertragt die ECU 135 unmittelbar
ein Schaltsignal zu der Zwei-Wege-Kupplung 112, um ein
Schalten in den Zustand (zweiter Zustand gemäß 2B) zu
bewirken, bei dem eine Übertragung
einer Antriebskraft von dem Generator-Motor 113 zu der
Kraftmaschine 111 ermöglicht
ist und bei dem eine Übertragung
einer Antriebskraft von der Kraftmaschine 111 zu dem Generator-Motor 113 verhindert
ist. Wenn der Generator-Motor 113 auf die Generatorbetriebsart
eingestellt wird, wird die (nicht gezeigte) Kurbelwelle der Kraftmaschine 111 durch
die Zwei-Wege-Kupplung 112 angetrieben (Ankurbeln). Dies
veranlasst die Kraftmaschine 111 zu starten, wobei danach
der Gabelstapler 101 einen Fahrbetrieb, einen Frachtladebetrieb
usw. entsprechend der ausgeführten
Bedienung ausführt.
-
Aufgrund
des vorstehend beschriebenen Aufbaus ist es möglich, einen speziellen Anlassermotor
zum Starten der Kraftmaschine 111 wegzulassen, so dass
es möglich
ist, die Anzahl von Bauelementen und die Herstellungskosten zu verringern.
Ferner ist es, da es eine allgemeine Praxis für den Generator-Motor 113 in
der Elektrischer-Motor-Betriebsart ist, so ausgelegt zu sein, dass
er ein größeres Drehmoment
als ein Anlassermotor aufweist, möglich, die Vibration zu der
Zeit eines Ankurbelns zu verringern.
-
Als
nächstes
ist eine regenerative Bremse bzw. generatorische Bremse in dem Fahrmotor 121 beschrieben.
Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel wird
der Fahrmotor 121 wie der Generator-Motor 113 entweder
auf eine Generatorbetriebsart oder eine Elektrischer-Motor-Betriebsart
eingestellt. In der Generatorbetriebsart wird der Fahrmotor 121 mit
einer Antriebsleistung von der Batterie 115 versorgt und dient
als ein elektrischer Motor, wodurch die Fahreinheit 123 wie
vorstehend beschrieben angetrieben wird, um den Gabelstapler 101 zu
veranlassen zu fahren. Demgegenüber
wird zu der Zeit beispielsweise eines Bremsens des Gabelstaplers 101 die
Fahreinheit 123 auf die Generatorbetriebsart eingestellt. Der
Fahrmotor 121 wird von der Seite der Fahreinheit 123 angetrieben,
um eine Leistung zu erzeugen, wobei die erzeugte Leistung in der
Batterie 115 gespeichert wird.
-
Hierbei
sei angenommen, dass eine große Leistungsmenge
der Batterie 115 von dem Fahrmotor 121 in der
Generatorbetriebsart wie in einem Fall, bei dem der Gabelstapler 101 einen
langen Abhang herunterfährt,
zugeführt
wird und die Batterie 115 beinahe vollständig geladen
ist. Wenn in diesem Zustand die Leistung von Fahrmotor 121 kontinuierlich zugeführt wird,
wird die Batterie 115 überladen,
was eine merkliche Verringerung der Lebensdauer der Batterie 115 zur
Folge hat.
-
In
Anbetracht hiervon erfasst und überwacht gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
die ECU 135 die Ladungsgröße der Batterie 115 durch
ein geeignetes Verfahren, wie beispielsweise eine Spannungserfassung.
Wenn bestimmt wird, dass die Ladungsgröße der Batterie 115 über eine
vorbestimmte Ladungsgröße hinausgekommen
ist (beispielsweise ein vorbestimmter Wert, der ungefähr 80 %
bis 90 % der vollen Ladungsgröße entspricht),
schaltet die ECU 135 die Zwei-Wege-Kupplung 112 in den zweiten
Zustand und stoppt die Kraftmaschine 111 (oder versetzt
sie in den Leerlauf). Ferner wird der Generator-Motor 113 in
der Elektrischer-Motor-Betriebsart angetrieben, um die Kurbelwelle
der Kraftmaschine 111 anzutreiben. Als Ergebnis wird der
Generator-Motor 113 angetrieben, während die Kraftmaschine gebremst wird,
so dass jede Überschussenergie,
die nicht in der Batterie 115 gespeichert werden kann,
auf effektive Weise durch den Generator-Motor 113 verbraucht
(entladen) werden kann, wodurch es möglich wird, in vernünftiger
Weise ein Überladen
der Batterie 115 zu vermeiden.
-
Wie
es vorstehend beschrieben ist, ist das Frachtladegerät 201 des
Gabelstaplers 101 dieses Ausführungsbeispiels mit der Kraftmaschine 111, dem
Generator-Motor 113, der Zwei-Wege-Kupplung 112,
die zwischen der Kraftmaschine 111 und dem Generator-Motor 113 bereitgestellt
ist, der Batterie 115, der Frachtladepumpe 117 zur
Ansteuerung bzw. zum Antreiben der Gabel 118 und dem Frachtladehebelpositionssensor 145 ausgestattet.
Der Generator-Motor 113 wird entweder in die Generatorbetriebsart,
in der die Antriebskraft der Kraftmaschine 111 zu dem Generator-Motor 113 über die
Zwei-Wege-Kupplung 112 übertragen
wird, um eine Leistung zu erzeugen, um die Batterie 115 damit
zu laden, oder die Elektrischer-Motor-Betriebsart eingestellt, in der
der Generator-Motor 113 mit einer Antriebsleistung von
der Batterie 115 versorgt wird, um als ein elektrischer
Motor zu arbeiten. Die Zwei-Wege-Kupplung 112 kann zwischen
dem ersten Zustand (2A), bei dem eine Übertragung
einer Antriebskraft von der Kraftmaschine 111 zu dem Generator-Motor 113 ermöglicht ist
und bei dem eine Übertragung
einer Antriebskraft von dem Generator-Motor 113 zu der
Kraftmaschine 111 verhindert ist, und dem zweiten Zustand
(2B), bei dem eine Übertragung einer Antriebskraft
von dem Generator-Motor 113 zu der Kraftmaschine 111 ermöglicht ist
und bei dem eine Übertragung
einer Antriebskraft von der Kraftmaschine 111 zu dem Generator-Motor 113 verhindert
ist, geschaltet werden. Wenn die Frachtladelast, die durch den Frachtladehebelpositionssensor 145 erfasst
wird, klein ist, wird das Frachtladegerät auf die vorstehend beschriebene
dritte Betriebsart eingestellt, die Zwei-Wege-Kupplun 112 wird
in den ersten Zustand eingestellt und die Kraftmaschine 111 wird
gestoppt oder in den Leerlauf versetzt. Ferner wird die Frachtladepumpe 117 durch
den Generator-Motor 113 in
der Elektrischer-Motor-Betriebsart angetrieben, um Frachtladebetriebe
auszuführen. Wenn
während
des Betriebs in der dritten Betriebsart der Frachtladehebelpositionssensor 145 eine
Vergrößerung der
Frachtladelast über
einen vorbestimmten Pegel hinaus erfasst, wird eine Vergrößerung der UPM
der Kraftmaschine 111 gestartet, während die Ausgabe des Generator-Motors 113 vergrößert wird. Wenn
die Kraftmaschine-UPM gleich der UPM des Generator-Motors 113 wird,
wird die Zwei-Wege-Kupplung 112 in dem ersten Zustand automatisch verbunden
und die Antriebskraft der Kraftmaschine 111 wird zu der
Frachtladepumpe 117 über
die Zwei-Wege-Kupplung 112 übertragen, um einen Frachtladebetrieb
unter Verwendung der Gabel 118 auszuführen.
-
Somit
wird, wenn die Frachtladelast klein ist, die Zwei-Wege-Kupplung 112 in
den ersten Zustand eingestellt, um die Frachtladepumpe 117 durch
den Generator-Motor 113 in der Elektrischer-Motor-Betriebsart
anzutreiben, und die Kraftmaschine 111 wird gestoppt oder
in den Leerlauf versetzt, wodurch eine Verbesserung hinsichtlich
der Energieeffektivität
erreicht wird. Wenn eine Vergrößerung der
Frachtladelast durch den Frachtladehebelpositionssensor 145 erfasst
wird, wird zuerst eine Steuerung ausgeführt, um die Ausgabe des Generator-Motors 113 zu
vergrößern, um
hierdurch die Ansprechempfindlichkeit sicherzustellen. Wenn sie
in dem ersten Zustand ist, überträgt die Zwei-Wege-Kupplung 112 ein
Drehmoment von der Kraftmaschine 111 zu dem Generator-Motor 113 und
schneidet eine Drehmomentübertragung
in die umgekehrte Richtung ab, so dass es möglich ist, in zuverlässiger Weise
zu verhindern, dass eine Last (Kraftmaschinenbremsen usw.) von der
Seite der Kraftmaschine 111 an den Generator-Motor 113 angelegt
wird. Wenn die Kraftmaschine-UPM gleich der UPM des Generator-Motors 113 wird,
wird die Zwei-Wege-Kupplung 112 in dem ersten Zustand automatisch
verbunden, so dass es kein Erfordernis gibt, eine spezielle Kupplungsverbindungs-/-trennungssteuerung
auszuführen,
wodurch es möglich
wird, den elektrischen Aufbau ECU 135 zu vereinfachen.
-
Ferner
ist es durch ein Einstellen der Zwei-Wege-Kupplung in den zweiten
Zustand, wenn es geeignet ist, möglich,
die Seite der Kraftmaschine 111 durch den Generator-Motor 113 in
der Elektrischer-Motor-Betriebsart anzutreiben.
-
Ferner
wird gemäß diesem
Ausführungsbeispiel,
wenn der Zündschalter 146 auf
EIN geschaltet wird, die Kurbelwelle der Kraftmaschine 111 durch den
Generator-Motor 113 in der Elektrischer-Motor-Betriebsart
angetrieben, während
die Zwei-Wege-Kupplung 112 in den zweiten Zustand (2B) eingestellt
wird, wodurch die Kraftmaschine gestartet wird.
-
Somit
ist es möglich,
eine Ankurbeln der Kraftmaschine 111 durch den Generator-Motor 113 in der
Elektrischer-Motor-Betriebsart zu bewirken, so dass es möglich ist,
einen zugeordneten Anlassermotor zum Starten der Kraftmaschine 111 wegzulassen,
wodurch der Aufbau des Frachtladegeräts 201 vereinfacht
wird. Ferner ist es aufgrund des großen Drehmoments des Generator-Motors 113 in
der Elektrischer-Motor-Betriebsart
möglich,
eine Vibration zu dem Zeitpunkt des Ankurbelns zu verringern.
-
Ferner
wird gemäß diesem
Ausführungsbeispiel,
wenn die Ladungsgröße der Batterie 115 über eine
vorbestimmte Ladungsgröße hinausgeht,
die Zwei-Wege-Kupplung 112 in den zweiten Zustand (2B)
eingestellt, wobei die Kurbelwelle der Kraftmaschine 111 durch
den Generator-Motor 113 in der Elektrischer-Motor-Betriebsart
angetrieben wird.
-
Somit
ist es durch ein Antreiben des Generator-Motors 113 in
der Elektrischer-Motor-Betriebsart während einer Kraftmaschinenbremsung
möglich, auf
effektive Weise die Energie der Batterie 115 zu entladen,
wodurch es möglich
wird, ein Überladen der
Batterie 115 zu verhindern.
-
Ferner
wird gemäß diesem
Ausführungsbeispiel,
wenn die Frachtladelast, die durch den Frachtladehebelpositionssensor 145 erfasst
wird, groß ist, das
Frachtladegerät
auf die zweite Betriebsart eingestellt, wobei die Zwei-Wege-Kupplung 112 in
den zweiten Zustand (2B) eingestellt wird, um einen Betrieb
durch ein Übertragen
der Antriebskraft des Generator-Motors 113 in
der Elektrischer-Motor-Betriebsart und der Kraftmaschine 111 zu
der Frachtladepumpe 117 auszuführen.
-
Somit
wird das Antreiben der Frachtladepumpe 117 durch die Kraftmaschine 111 durch
den Generator-Motor 113 in der Elektrischer-Motor-Betriebsart
unterstützt,
so dass es, auch wenn beispielsweise die Kraftmaschine 111 von
einem Typ mit niedriger Ausgabe ist, möglich ist, eine hohe Ausgabeoperation
bis zu einem ausreichenden Grad auszuführen.
-
Abgesehen
von der Vielzahl von Ausführungsbeispielen
und Modifikationen der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend
beschrieben sind, ermöglicht
die vorliegende Erfindung ferner die nachstehende Modifikation.
-
Wie
bei einem Frachtladegerät 202 für einen Gabelstapler 102,
der in 3 gezeigt ist, ist es möglich, ein CVT (stufenloses
Automatikgetriebe bzw. Continuously Velocity Transmission) 114 zwischen der
Zwei-Wege-Kupplung 112 und
dem Generator-Motor 113 anzuordnen. In diesem Fall wird,
wenn die Frachtladelast in der dritten Betriebsart rasch zunimmt,
das Übertragungsverhältnis des
CVT 114 auf einen geeigneten Pegel eingestellt, wodurch
die Kraftmaschine-UPM nach der Änderung
des Übertragungsverhältnisses
durch das CVT 114 gleich der UPM des Generator-Motors 113 bei
einem frühen Zeitpunkt
wird, um die Zwei-Wege-Kupplung 112 in dem
ersten Zustand zu veranlassen, automatisch verbunden zu werden,
wodurch es möglich
wird, die Antriebskraft der Kraftmaschine 111 zu der Frachtladepumpe 117 zu übertragen.
Somit ist es, auch wenn die Frachtladelast zunimmt, möglich, den
Generator-Motor 113 durch die Kraftmaschine 111 zu
einem frühen
Zeitpunkt zu unterstützen,
wodurch es möglich
wird zu verhindern, dass der Generator-Motor 113 überladen wird.
-
In
dem Aufbau gemäß 3 ist
es ebenso möglich,
eine Anordnung einzuführen,
bei der, auch nachdem die Kraftmaschine-UPM nach der Änderung
des Übertragungsverhältnisses
durch das CVT 114 gleich der UPM des Generator-Motors 113 geworden
ist und die Zwei-Wege-Kupplung 112 in
dem ersten Zustand automatisch verbunden worden ist, eine Steuerung
ausgeführt
wird, um das Übertragungsverhältnis des
CVT 114 in Reaktion auf eine Vergrößerung der Kraftmaschine-UPM
zu ändern. Aufgrund
dieser Anordnung ist es, auch während
die UPM der Kraftmaschine 111 von einem unteren Pegel zunimmt,
bis sie gleich der UPM des Generator-Motors 113 wird, möglich, die
Antriebskraft der Kraftmaschine 111 zu der Frachtladepumpe 117 zu übertragen.
Ferner ist es ebenso für
das CVT 114 möglich,
zwischen der Zwei-Wege-Kupplung 112 und der Kraftmaschine 111 angeordnet
zu werden.
-
Der
Geräteaufbau
für den
Generator-Motor 113, die Kraftmaschine 111 usw.
ist nicht auf den gezeigten begrenzt. Beispielsweise kann der Generator-Motor 113,
anstatt koaxial zu der Kraftmaschine 111 angeordnet zu
werden, ebenso bei einer Seite der Kraftmaschine 111 angeordnet
werden.
-
Während in
diesem Ausführungsbeispiel
der Frachtladehebelpositionssensor 145 als die Frachtladelasterfassungseinrichtung
dient, ist es ebenso möglich,
eine andere Anordnung anzuwenden. Beispielsweise ist es möglich, eine
Anordnung anzuwenden, bei der der Druck des Drucköls, das
von der Frachtladepumpe 117 ausgestoßen wird, durch einen Drucksensor
erfasst wird, wodurch die Frachtladelast (Widerstandlast) beurteilt
wird, um hoch zu sein, wenn der erfasste Druck hoch ist. Ferner
ist es ebenso möglich,
einen Lastsensor bei einer geeigneten Position bei der Gabel 118 bereitzustellen,
um ein Gewicht einer Fracht zu erfassen, wenn die Fracht durch die
Gabel 118 angehoben wird, wodurch die Frachtladelast beurteilt
wird, um hoch zu sein, wenn das Gewicht der erfassten Fracht groß ist. Selbstverständlich ist
es ebenso möglich,
einen Aufbau anzuwenden, bei dem die Erfassungswerte des Frachtladehebelpositionssensors 145 und
des Drucksensors, des Lastsensors usw. miteinander kombiniert werden,
um die Größe der Frachtladelast
umfassend zu beurteilen.
-
In
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Grad
einer Schnelligkeit einer Vergrößerung der
Frachtladelast, die durch die Frachtladelasterfassungseinrichtung
erfasst wird, berechnet, um eine Vergrößerung der Ausgabe des Generator-Motors 113 wie
vorstehend beschrieben und eine Vergrößerung der Kraftmaschine-UPM
zu steuern. Dies sollte jedoch nicht einschränkend ausgelegt werden. Es
ist ebenso möglich,
eine Vergrößerung der
Ausgabe des Generator-Motors 113 und eine Vergrößerung der
Kraftmaschine-UPM unter der Bedingung, dass der erfasste Widerstandslastwert selbst
nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, zu steuern.
-
Während in
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Frachtladepumpe 117 eine Arbeitsflüssigkeit
(Drucköl)
unter Druck dem Frachtladeventil 119 zuführt, ist
es ebenso möglich,
den Gabelstapler 101 mit einer hydraulischen Servolenkungsvorrichtung,
einer hydraulischen Bremsvorrichtung usw. zu versehen, wodurch das
Drucköl
unter Druck nicht nur zu dem Frachtladeventil 119, sondern auch
zu derartigen Vorrichtung, wie sie vorstehend genannt sind, verteilt
wird. In diesem Fall kann die einzelne Frachtladepumpe 117 als
die Druckölversorgungsquelle
für die
Servolenkungsvorrichtung, die Bremsvorrichtung usw. dienen, wodurch
die Anzahl von Bauelementen verringert wird, um eine Größenverringerung
und ferner eine Kostenverringerung zu erreichen.
-
Der
Aufbau der Zwei-Wege-Kupplung 112 kann von demjenigen,
der vorstehend unter Bezugnahme auf die 2A und 2B beschrieben
ist, zu einem anderen Aufbau verändert
werden. Ferner ist es ebenso möglich,
eine Zwei-Wege-Kupplung anzuwenden, die einen dritten Zustand annehmen kann,
bei dem die Antriebskraft von der Kraftmaschine 111 nicht
zu dem Generator-Motor 113 übertragen wird und bei dem
die Antriebskraft des Generator-Motors 113 ebenso nicht
zu der Kraftmaschine 111 übertragen wird.
-
Die
Last, die durch die Kraftmaschine 111 und den Generator-Motor 113 angetrieben
wird, kann von der Frachtladepumpe 117 zu einer anderen
Last (beispielsweise eine hydraulische Pumpe zum Antreiben einer
Servolenkungsvorrichtung) geändert werden.
Ferner ist das Betriebsgerät
gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht auf einen Gabelstapler begrenzt, sondern ist im
Allgemeinen bei industriellen Fahrzeugen zur Ausführung einer
Frachtabfertigung bzw. eines Frachttransports und anderer Betriebe
anwendbar.
-
Eine
Zwei-Wege-Kupplung ist zwischen einer Kraftmaschine und einem Generator-Motor
bereitgestellt. Ferner sind eine Batterie und eine Frachtladepumpe
bereitgestellt. Der Generator-Motor wird entweder in eine Generatorbetriebsart
oder eine Elektrischer-Motor-Betriebsart eingestellt. Wenn eine Frachtladelast
(die durch einen Sensor erfasst wird) klein ist, wird die Zwei-Wege-Kupplung
in einen ersten Zustand, bei dem eine Übertragung einer Antriebskraft
von der Kraftmaschine zu dem Generator-Motor ermöglicht ist und bei dem eine Übertragung
einer Antriebskraft in die umgekehrte Richtung verhindert ist, eingestellt.
Ferner wird, wenn die Kraftmaschine gestoppt ist oder in den Leerlauf
versetzt ist, die Frachtladepumpe durch den Generator-Motor in der
Elektrischer-Motor-Betriebsart
angetrieben. Wenn während
des vorstehend beschriebenen Betriebs die Last auf einen Pegel über einen
vorbestimmten Pegel zunimmt, werden eine Vergrößerung einer Ausgabe des Generator-Motors
und eine Vergrößerung einer
Kraftmaschine-UPM gestartet, und wenn die Kraftmaschine-UPM gleich
der UPM des Generator-Motors wird, die zuvor vergrößert wird, wird
die Zwei-Wege-Kupplung
in dem ersten Zustand verbunden und die Frachtladepumpe wird durch
die Kraftmaschine angetrieben.