JP2008168962A - 作業車両のステアリングおよび作業機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリング機構および作業機の両方が同時に動作する場合に、作業機用油圧アクチュエータ側に供給される圧油の流量が、作業機が単独で動作している場合の流量に比べて、不足したり、過剰に供給されたりすることのないようにする。
【解決手段】ステアリング操作検出手段と作業機操作検出手段の検出結果に基づいて、作業機操作のみが行なわれたことが検出された場合には、作業機用制御弁側に必要な第２の流量Ｑｃの圧油が油圧ポンプから吐出されるように、駆動手段が制御される。ステアリング操作検出手段と作業機操作検出手段の検出結果に基づいて、ステアリング操作と作業機操作の両方が同時に行なわれたことが検出された場合には、現在のステアリング操作手段の操作速度若しくは操舵輪の転舵角速度に対応する第１の流量ＱA（あるいはＱB）に対して、第２の流量Ｑｃを加算した流量の圧油が油圧ポンプから吐出されるように、駆動手段が制御される。
【選択図】図９

Description

本発明は、フォークリフト等の作業車両に関し、特に作業車両のステアリングおよび作業機を制御する装置に関するものである。

作業車両としてのフォークリフトには、操舵輪を動作させるステアリング機構が設けられている。ステアリングハンドルの操作に応じてステアリング機構が駆動され、これにより操舵輪が動いて操舵輪の転舵角が変化し、作業車両の走行方向が変化される。

また、フォークリフトには、作業機としてのマストおよびフォークが設けられている。作業機操作レバーの操作に応じて作業機が駆動されマストがチルトされたりフォークがリフトされたりして、フォークに載せられた積荷の位置、姿勢が変化される。

ステアリング機構および作業機は、ともにフォークリフトに搭載された油圧ポンプによって駆動される。すなわち、油圧ポンプから吐出された圧油がステアリング用制御弁を介してステアリング用油圧シリンダに供給され、これによりステアリング用油圧シリンダが作動され、これによりステアリング用油圧シリンダに連結されたステアリング機構が駆動され、これに応じて操舵輪の転舵角が変化されて作業車両の走行方向が変化される。また、油圧ポンプから吐出された圧油が作業機用制御弁を介して作業機用油圧シリンダに供給され、これにより作業機用油圧シリンダが作動され、これにより作業機用油圧シリンダに連結されたマストがチルト作動されたり、フォークがリフト作動されることにより、フォークに載せられた積荷の位置、姿勢が変化される。

こうした２種類の異なるステアリング機構および作業機を駆動制御しようとするときに、油圧ポンプを各機構それぞれに設け各機構を独立して駆動制御するという考え方と、両機構で共通の油圧ポンプを設け必要に応じて油圧ポンプの吐出流量を配分するという考え方とがある。

また、油圧ポンプを駆動する駆動手段に、エンジン（内燃機関）を使用する考え方と、蓄電器（バッテリ）と電動モータを使用する考え方とがある。

（特許文献にみられる従来技術１）
特許文献１には、フォークリフトに、作業機専用の油圧ポンプを設け、油圧ポンプを電動モータによって駆動することにより、作業機を独立して動作させるという技術思想が開示されている。

特許文献１に記載されたものでは、作業機を操作する操作レバーの操作量がポテンショメータにて検出され、検出された操作量に対応する回転数となるように電動モータが制御され、これにより操作レバーの操作量に対応する流量の圧油を作業機用油圧シリンダに供給するようにしている。

（実施技術としての従来技術２）
図１は、フォークリフトに搭載された油圧回路を例示している。すなわち、マスト７１とフォーク７２とからなる作業機７０と、作業機専用の油圧ポンプ２と、油圧ポンプ２を駆動するエンジン１と、作業機７０に連結され作業機７０を作動させる作業機用油圧シリンダ２１と、作業機用操作レバー１３の操作に応じた流量の圧油が作業機用油圧シリンダ２１に供給されるように動作する作業機用制御弁２０とが設けられている。作業機用制御弁２０には、チルトロック弁９０が内臓されている。

図２は、フォークリフトに搭載された他の油圧回路を例示している。すなわち、マスト７１とフォーク７２とからなる作業機７０と、作業機専用の油圧ポンプ２と、油圧ポンプ２を駆動する電動モータ１Ｍと、作業機７０に連結され作業機７０を作動させる作業機用油圧シリンダ２１と、作業機用操作レバー１３の操作に応じた流量の圧油が作業機用油圧シリンダ２１に供給されるように動作する作業機用制御弁２０とが設けられている。図１の油圧回路と異なり、作業機用制御弁２０には、チルトロック弁９０は内臓されていない。

チルトロック弁９０は、「積荷前傾時の真空現象」をなくすために設けられている。

すなわち、作業機７０のマスト７１が前傾となるようにチルト動作させると、積荷の自重により作業機用油圧シリンダ２１のロッドを引っ張る方向に力が作用する。このとき油圧シリンダ２１の圧油供給側への供給流量が不足していると、供給流路が負圧となり、油圧ホースが縮む。この状態で作業機７０の操作を終え、作業機用制御弁２０を中立位置に戻すと、油圧ホースが縮んだ状態から膨れた状態までの体積変化が可能となり、車両が走行状態から停止状態に移行するときにマスト７１の慣性で、マスト７１が前後に揺れ動くという現象が発生する。特に、図１のようにエンジン１を駆動源とする場合であって、エンジン１を低回転（たとえばローアイドル回転）で稼動させているときに、こうした「積荷前傾時の真空現象」が発生しやすい。しかも、エンジン１を駆動源とする場合には、応答性よくエンジン回転数が上昇しないため、流量不足に対してエンジン回転数を上昇させる制御で迅速に対処することは難しい。このためエンジン１を駆動源とする油圧回路にはチルトロック弁９０が備えられている。チルトロック弁９０は、作業機用制御弁２０の入口側の油圧が大きくならないと開口しないように動作する弁であり、作業機用制御弁２０に供給される流量が不足している場合に、マスト７１が前後に揺れ動くことを回避することができる。

これに対して、電動モータ１Mを駆動源とする場合には、応答性よく電動モータ１Mの回転数を変化させることができる。このため、流量不足に対して電動モータ１Ｍの回転数を上昇させる制御で迅速に対処することが可能であり、チルトロック弁９０は備えられていない。
特開平６−１１５８９８号公報

フォークリフトにおいて、２種類の異なるステアリング機構および作業機を駆動制御しようとするときに、両機構で共通の油圧ポンプを設け必要に応じて油圧ポンプの吐出流量を配分するように油圧回路を構成するとともに、油圧ポンプを駆動する駆動手段に、蓄電器（バッテリ）と電動モータを使用したいとの要請がある。

また、チルトロック弁９０を備えることを不要とし、コスト低減を図りたいとの要請がある。

これに対して、上述の特許文献１には、油圧ポンプを駆動する駆動手段に、蓄電器（バッテリ）と電動モータを使用する点は記載されているものの、ステアリング機構および作業機に共通の油圧ポンプを設けた場合に、電動モータをどのように制御するかについては何ら記載されていない。

ステアリング機構および作業機に共通の油圧ポンプを設けた場合に予測される問題点は、
ステアリング機構および作業機の両方が同時に動作する場合に作業機用油圧アクチュエータ側に供給される圧油の流量が、作業機が単独で動作している場合の流量に比べて、不足したり、過剰に供給されたりするという点である。

仮に、ステアリング機構および作業機の同時動作時に、作業機用油圧アクチュエータ側に供給される流量が過剰となると、オペレータの意に反して作業機が急作動する挙動を示し、積荷がバランスを崩したりオペレータにショックを与えたりするという問題が起きるおそれがある。

逆に、ステアリング機構および作業機の同時動作時に、作業機用油圧アクチュエータ側に供給される流量が不足すると、作業機が緩慢にしか動作しなくなり、作業効率が損なわれるという問題が起きるおそれがある。しかも、流量不足によって上述した「積荷前傾時の真空現象」が発生するおそれがある。このためチルトロック弁９０を設けることで、対処せざるを得なくなり、コスト上昇を招くおそれがある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、ステアリング機構および作業機の両方が同時に動作する場合に、作業機用油圧アクチュエータ側に供給される圧油の流量が、作業機が単独で動作している場合の流量に比べて、不足したり、過剰に供給されたりすることのないようにすることを解決課題とするものである。また、流量不足をなくすことで、チルトロック弁９０の配設を不要とし、コスト低減を図ることを解決課題とするものである。

第１発明は、
操舵輪を作動させるためのステアリング操作に応じて操舵輪を駆動制御するとともに、作業機を作動させるための作業機操作に応じて作業機を駆動制御する油圧回路が備えられた作業車両のステアリングおよび作業機の制御装置であって、
圧油を吐出する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動する駆動手段と、
操舵輪を作動させるステアリング用油圧アクチュエータと、
作業機を作動させる作業機用油圧アクチュエータと、
ステアリング操作に応じた流量の圧油が前記ステアリング用油圧アクチュエータに供給されるように動作するステアリング用制御弁と、
作業機操作に応じた流量の圧油が前記作業機用油圧アクチュエータに供給されるように動作する作業機用制御弁と、
ステアリング操作を行なうステアリング操作手段と、
作業機操作を行なう作業機操作手段と、
ステアリング操作が行なわれたことを検出するステアリング操作検出手段と、
作業機操作が行なわれたことを検出する作業機操作検出手段と、
前記油圧ポンプと前記ステアリング用制御弁との間に設けられ、前記油圧ポンプの吐出圧油を前記ステアリング用制御弁に供給するとともに、前記作業機用制御弁側に分流する分流弁と、
前記ステアリング操作手段の操作速度若しくは前記操舵輪の転舵角速度の増加に応じて、前記油圧ポンプから前記ステアリング用制御弁に供給すべき第１の流量が増加する対応関係が予め設定された設定手段と、
前記ステアリング操作検出手段と前記作業機操作検出手段の検出結果に基づいて、作業機操作のみが行なわれたことが検出された場合には、前記作業機用制御弁側に必要な第２の流量の圧油が前記油圧ポンプから吐出されるように、前記駆動手段を制御するとともに、
前記ステアリング操作検出手段と前記作業機操作検出手段の検出結果に基づいて、ステアリング操作と作業機操作の両方が同時に行なわれたことが検出された場合には、現在のステアリング操作手段の操作速度若しくは前記操舵輪の転舵角速度に対応する第１の流量に対して、前記第２の流量を加算した流量の圧油が前記油圧ポンプから吐出されるように、前記駆動手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする。

第２発明は、第１発明において、
前記駆動手段は、蓄電器と、この蓄電器から供給された電力によって駆動される電動モータとからなること
を特徴とする。

第３発明は、第１発明において、
前記分流弁は、
前記油圧ポンプと前記ステアリング用制御弁との間に設けられ、前記ステアリング用制御弁の前後差圧が設定値になるように前記油圧ポンプの吐出圧油を前記ステアリング用制御弁に供給するとともに、前記作業機用制御弁側に分流するプライオリティ弁であること
を特徴とする。

本発明によれば、ステアリング操作検出手段１４ａ、８１ａと作業機操作検出手段１３ａ、１１３ａの検出結果に基づいて、作業機操作のみが行なわれたことが検出された場合には、作業機用制御弁２０、１２０側に必要な第２の流量Ｑｃの圧油が油圧ポンプ２から吐出されるように、駆動手段１Ｍが制御される（図７のＬ２参照）。

ステアリング操作検出手段１４ａ、８１ａと作業機操作検出手段１３ａ、１１３ａの検出結果に基づいて、ステアリング操作と作業機操作の両方が同時に行なわれたことが検出された場合には、現在のステアリング操作手段１４ａの操作速度若しくは操舵輪８１の転舵角速度γA（γB）に対応する第１の流量ＱA（あるいはＱB）に対して、第２の流量Ｑｃを加算した流量の圧油が油圧ポンプ２から吐出されるように、駆動手段１Ｍが制御される（図７のＬ２参照）。

本発明によれば、ステアリング機構８０および作業機７０の両方が同時に動作する場合に、作業機用油圧アクチュエータ側に供給される圧油の流量が、作業機７０が単独で動作している場合の流量Ｑｃに比べて、不足することがない（図８参照）。よって、作業効率が損なわれたり、「積荷前傾時の真空現象」が発生することを回避できる。またチルトロック弁９０の配設が不要となり、コストが低減する。

また、本発明によれば、ステアリング機構８０および作業機７０の両方が同時に動作する場合に、作業機用油圧アクチュエータ側に供給される圧油の流量が、作業機７０が単独で動作している場合の流量Ｑｃに比べて、過剰となることがない（図８参照）。よって、オペレータの意に反して作業機７０が急作動する挙動を示したり、積荷がバランスを崩したりオペレータにショックを与えたりすることを回避できる。

以下、図面を参照して本発明に係る車両のステアリングおよび作業機の制御装置の実施の形態について説明する。

図３は、実施例のステアリングおよび作業機の駆動制御用油圧回路を示している。図３の油圧回路は、たとえばフォークリフトなどの作業車両に搭載される。

フォークリフトには、ステアリング機構８０が搭載されている。ステアリングハンドル１４の操作に応じて車両のステアリング機構８０が駆動制御され、操舵輪８１の転舵角αが変化され、車両の走行方向が変化される。ステアリング機構８０は、ステアリング用油圧シリンダ５の作動によって駆動される。

フォークリフトには、作業機７０が搭載されている。作業機７０は、マスト７１と、積荷が載せられるフォーク７２とからなる。作業機用操作レバー１３、１１３の操作に応じて作業機７０がチルト動作、リフト動作され、フォーク７２に載せられた積荷の位置、姿勢が変化される。作業機７０は、作業機用油圧シリンダ２１、１２１の作動によって駆動される。

ステアリング機構８０および作業機７０は、ともにフォークリフトに搭載された油圧ポンプ２によって駆動制御される。すなわち、油圧ポンプ２から吐出された圧油がステアリング用制御弁４を介してステアリング用油圧シリンダ５に供給され、これによりステアリング用油圧シリンダ５が作動され、これによりステアリング用油圧シリンダ５に連結されたステアリング機構８０が駆動されることにより、操舵輪８１の転舵角αが変化され、車両の走行方向が変化される。また、油圧ポンプ２から吐出された圧油が作業機用制御弁２０、１２０を介して作業機用油圧シリンダ２１、１２１に供給され、これにより作業機用油圧シリンダ２１、１２１が作動され、これにより作業機用油圧シリンダ２１、１２１に連結された作業機７０が駆動されることにより、作業機７０がチルト動作、リフト動作する。

このように本実施例では、ステアリング機構８０と作業機７０で共通の油圧ポンプ２を設け必要に応じて油圧ポンプ２の吐出流量を配分するようにしている。以下、更に詳細に説明する。

油圧ポンプ２は、定容量型の油圧ポンプであり、蓄電器、たとえばバッテリ１Ｂと、電動モータ１Ｍを駆動源として駆動される。バッテリ１Ｂは、電動モータ１Ｍに電力を供給する。電動モータ１Ｍは、供給された電力によって駆動される。定容量型油圧ポンプ２の吐出口には、油路３ａが接続している。この油路３ａは、分流弁として機能するプライオリティ弁６の油圧ポンプ２側からみて上流側の入力ポートに連通している。プライオリティ弁６の油圧ポンプ２側からみて下流側の第１の出口ポート６ｇは、油路３ｂに連通し、第２の出口ポート６ｈは、分流回路３０の分流油路３１に連通している。油路３ｂは、ステアリング用制御弁４の油圧ポンプ２側からみて上流側の入力ポート４Ｐに連通している。

プライオリティ弁６は、作業機用制御弁２０、１２０に優先してステアリング用制御弁４に圧油を供給するとともに、ステアリング用制御弁４に供給される圧油の流量が、負荷によらずに開口面積に応じた大きさになるように制御するために設けられている。プライオリティ弁６は、弁位置６ａ、６ｂを有している。弁位置６ａは、出口ポート６ｇ、油路３ｂを介してステアリング用制御弁４に圧油を供給させるとともに出口ポート６ｈ、分流油路３１を介して作業機用制御弁２０、１２０に圧油を供給させる弁位置である。弁位置６ｂは、出口ポート６ｇ、油路３ｂを介してステアリング用制御弁４のみに圧油を供給させる弁位置である。

プライオリティ弁６には、設定圧を与えるばね６ｆが付与されている。

ステアリング用制御弁４の下流側の圧つまりステアリング用油圧シリンダ５の負荷圧ＰLは、ステアリング用制御弁４内の絞りの下流側の検出ポート４ｆの圧として検出することができる。ステアリング用制御弁４の検出ポート４ｆは、パイロット油路１２を介して、プライオリティ弁６のばね６ｆと同じ側のパイロットポート６ｅに連通している。

ステアリング用制御弁４の上流側の圧つまりプライオリティ弁６の下流側の圧Ｐp′は油路３ｂ内の圧として検出することができる。油路３ｂはパイロット油路１１を介して、プライオリティ弁６のばね６ｆとは反対側のパイロットポート６ｄに連通している。

プライオリティ弁６では、パイロット油路１１を介して作用するステアリング用流量制御弁４の上流側圧Ｐp′とパイロット油路１２を介して作用するステアリング用流量制御弁４の下流側圧ＰL（ステアリング用油圧シリンダ５の負荷圧ＰL）との差圧（Ｐp′−ＰL）がばね６ｆのばね力に応じた設定圧に一致するように、弁位置が調整される。これによりステアリング用油圧シリンダ５の負荷にかかわりなく、ステアリング用流量制御弁４の開口面積に応じた必要流量がステアリング用油圧シリンダ５に供給される。

ステアリング用制御弁４は、入力回動軸１６の入力回動量に応じて、つまりステアリングハンドル１４の操舵角βに応じて、開口量が変化し開口量に応じた流量の圧油を入出力ポート４ｇ、４ｈを介してステアリング用油圧シリンダ５に供給するように構成されている。ステアリング用制御弁４は、たとえばスリーブに対してスプールが相対的に回転移動することで開口量が変化するロータリバルブで構成されている。

ステアリング用油圧シリンダ５のロッドは、ステアリング機構８０に連結されている。ステアリング機構８０は、図３の図中、ステアリング用油圧シリンダ５のロッドが左方向、右方向に移動するにしたがって、操舵輪８１の向きがそれぞれ同じ左方向、右方向に変化して、それにより操舵輪８１の転舵角αが変化して、作業車両（フォークリフト）が同じ左方向、右方向に旋回するように構成されている。

ステアリング用制御弁４の入力回動軸１６は、ステアリングハンドル１４の回転操作に応じて回動される。ステアリング用制御弁４は、ステアリングハンドル１４が左方向、右方向にも回転操作されていないときに、中立位置に保持される。このときプライオリティ弁６から油路３ｂを介して供給された圧油は、ステアリング用制御弁４の入口ポート４Ｐにてブロックされる。

ステアリングハンドル１４が左方向に回転操作されると、ステアリング用制御弁４の入力回動軸１６が同じ左方向に回動されて、それに応じて、油圧ポンプ２の吐出圧油は、油路３ａ、プライオリティ弁６、油路３ｂ、ステアリング用制御弁４の入出力ポート４ｇを介してステアリング用油圧シリンダ５の一方のシリンダ室５Ｌに供給される。一方、ステアリング用油圧シリンダ５の他方のシリンダ室５Ｒの圧油は、ステアリング用制御弁４の入出力ポート４ｈを介してタンク９に排出される。このためステアリング用油圧シリンダ５のロッドは図中左方向に移動して、操舵輪８１の向きが同左方向に変化し作業車両は左旋回する。

ステアリングハンドル１４が右方向に回転操作されると、ステアリング用制御弁４の入力回動軸１６が同じ右方向に回動されて、それに応じて、油圧ポンプ２の吐出圧油は、油路３ａ、プライオリティ弁６、油路３ｂ、ステアリング用制御弁４の入出力ポート４ｈを介してステアリング用油圧シリンダ５の他方のシリンダ室５Ｒに供給される。一方、ステアリング用油圧シリンダ５の一方のシリンダ室５Ｌの圧油は、ステアリング用制御弁４の入出力ポート４ｇを介してタンク９に排出される。このためステアリング用油圧シリンダ５のロッドは図中右方向に移動して、操舵輪８１の向きが同右方向に変化し作業車両は右旋回する。

定容量型油圧ポンプ２の回転数は、電動モータ１Ｍの回転数に比例して変化される。このため電動モータ１Ｍの回転数の増加に伴って、定容量型油圧ポンプ２から吐出される圧油の流量が増加される。

つぎに、分流回路３０の構成について説明する。

分流回路３０は、プライオリティ弁６より分流された圧油がオープンセンタ方式の作業機用制御弁２０、１２０を介してタンク９に導かれるように構成されている。

作業機用制御弁２０は、前傾チルト位置２０ａ、中立位置２０ｃ、後傾チルト位置２０ｂを備え、作業機用操作レバー１３の操作に応じて、各弁位置に移動するように動作する制御弁である。

作業機用制御弁１２０は、リフト位置１２０ａ、中立位置１２０ｃ、ダウン位置１２０ｂを備え、作業機用操作レバー１１３の操作に応じて、各弁位置に移動するように動作する制御弁である。

分流油路３１は、作業機用制御弁２０、１２０、センタバイパス油路３３を介してタンク９に連通している。また分流油路３１は、リリーフ弁３２を介してタンク９に連通している。

作業機用制御弁２０は、油路３４、３５を介して、作業機用油圧シリンダ２１のシリンダ室２１Ｂ、２１Ｈに連通している。

作業機用油圧シリンダ２１のロッドは、作業機７０のマスト７１のアウタレールに連結されている。作業機用油圧シリンダ２１のロッドが伸張方向、縮退方向に移動するにしたがって、作業機７０のマスト７１が前傾方向、後傾方向それぞれにチルト動作する。

作業機用制御弁１２０は、油路３６を介して、作業機用油圧シリンダ１２１のシリンダ室１２１Ｂに連通している。

作業機用油圧シリンダ１２１のロッドは、作業機７０のマスト７１のインナレールを介してフォーク７２に連結されている。作業機用油圧シリンダ１２１のロッドが伸張方向、縮退方向に移動するにしたがって、フォーク７２がリフト方向（上方向）、ダウン方向（下方向）それぞれに昇降動作する。

作業機用制御弁２０、１２０が中立位置２０ｃ、１２０ｃに位置されると、プライオリティ弁６より分流された圧油が分流油路３１、作業機用制御弁２０、１２０、センタバイパス油路３３を経由してタンク９に排出される。

作業機用制御弁２０が前傾チルト位置２０ａに位置されると、プライオリティ弁６より分流された圧油が分流油路３１、作業機用制御弁２０、油路３４を経由して作業機用油圧シリンダ２１のシリンダ室２１Ｂに供給されるとともに、作業機用油圧シリンダ２１のシリンダ室２１Ｈの圧油が油路３５、作業機用制御弁２０を経由してタンク９に排出される。このため、作業機用油圧シリンダ２１のロッドが伸張方向に移動し、作業機７０のマスト７１が前傾方向にチルト動作する。

作業機用制御弁２０が後傾チルト位置２０ｂに位置されると、プライオリティ弁６より分流された圧油が分流油路３１、作業機用制御弁２０、油路３５を経由して作業機用油圧シリンダ２１のシリンダ室２１Ｈに供給されるとともに、作業機用油圧シリンダ２１のシリンダ室２１Ｂの圧油が油路３４、作業機用制御弁２０を経由してタンク９に排出される。このため、作業機用油圧シリンダ２１のロッドが縮退方向に移動し、作業機７０のマスト７１が後傾方向にチルト動作する。

作業機用制御弁１２０がリフト位置１２０ａに位置されると、プライオリティ弁６より分流された圧油が分流油路３１、作業機用制御弁１２０、油路３６を経由して作業機用油圧シリンダ１２１のシリンダ室２１Ｂに供給される。このため、作業機用油圧シリンダ１２１のロッドが伸張方向に移動し、作業機７０のフォーク７２がリフト方向に上昇動作する。

作業機用制御弁１２０がダウン位置１２０ｂに位置されると、作業機用油圧シリンダ１２１のシリンダ室１２１Ｂの圧油が油路３６、作業機用制御弁１２０を経由してタンク９に排出される。このため、作業機用油圧シリンダ１２１のロッドが縮退方向に移動し、作業機７０のフォーク７２がダウン方向に下降動作する。

なお、分流油路３２内の圧油の圧力がリリーフ弁３２の設定圧を超えると、分流油路３２内の圧油がリリーフ弁３２を経由してタンク９にリリーフされる。

作業機用操作レバー１３、１１３には、作業機用操作レバー１３、１１３の操作量Ｓ１、Ｓ２を検出する操作検出センサ１３ａ、１１３ａが設けられている。これら操作検出センサ１３ａ、１１３ａの検出操作量Ｓ１、Ｓ２を示す信号は、コントローラ６０に入力される。

ステアリングハンドル１４には、ステアリングハンドル１４の操作量としての操舵角βを検出する操作検出センサ１４ａが設けられている。操作検出センサ１４ａの検出操舵角βを示す信号は、コントローラ６０に入力される。

操舵輪８１には、操舵輪８１の転舵角αを検出する転舵角検出センサ８１ａが設けられている。転舵角検出センサ８１ａの検出転舵角αを示す信号は、コントローラ６０に入力される。

コントローラ６０は、入力されたセンサ１３ａ、１１３ａ、１４ａ、８１ａの検出信号Ｓ１、Ｓ２、β、αに基づいて、速度指令信号を生成し、生成した速度指令信号を電動モータ１Ｍに出力して、電動モータ１Ｍの回転数を制御する。

以下、図４以下の図面を併せ参照してコントローラ６０で行なわれる処理について説明する。

まず、コントローラ６０に記憶、設定されておかれるデータテーブルの内容について説明する。データテーブルには、油圧ポンプ２から吐出されるべき流量がステアリングハンドル１４の操作速度若しくは操舵輪８１の転舵角速度γ、あるいは作業機用操作レバー１３、１１３の操作量Ｓに対応づけられて記憶、設定されている。なお、コントローラ６０では、入力された操作検出センサ１４ａの検出信号β若しくは転舵角検出センサ８１ａの検出信号αに基づき、これらを微分処理するなどしてステアリングハンドル１４の操作速度若しくは操舵輪８１の転舵角速度γが求められる。

また、ステアリングハンドル１４の操作速度若しくは操舵輪８１の転舵角速度γを、直接センサにて検出する実施も可能である。

作業機用操作レバー１３、１１３の操作量Ｓは、それぞれのレバー操作量Ｓ１、Ｓ２のうち高いほうの値を選択してもよく、操作量Ｓ１、Ｓ２の合計値であってもよく、操作量Ｓ１、Ｓ２の平均値であってもよい。

図４は、ステアリング機構８０単独操作時においてステアリング用制御弁４に供給すべき流量Ｑのデータテーブルの内容を示している。図４は、ステアリングハンドル１４の操作速度若しくは操舵輪８１の転舵角速度γと、油圧ポンプ２からステアリング用制御弁４に供給すべき流量Ｑとの対応関係Ｌ０を示している。対応関係Ｌ０は、ステアリングハンドル１４の操作速度若しくは操舵輪８１の転舵角速度γの大きさにかかわりなく、一定の流量Ｑ0の圧油が油圧ポンプ２からステアリング用制御弁４側に供給されるような関係に設定されている。たとえばステアリングハンドル１４の操作速度若しくは操舵輪８１の転舵角速度γが小さい値γAを示すときの流量と大きい値γBを示すときの流量は同じ値Ｑ0である。

図５（ａ）は、ステアリング機構８０と作業機７０の同時操作時においてステアリング用制御弁４に供給すべき第１の流量Ｑ１のデータテーブルの内容を示している。図５（ａ）は、ステアリングハンドル１４の操作速度若しくは操舵輪８１の転舵角速度γと、油圧ポンプ２からステアリング用制御弁４に供給すべき第１の流量Ｑ１との対応関係Ｌ１を示している。この第１の流量Ｑ１は、ステアリング機構８０と作業機７０の同時操作時に後述の第２の流量Ｑ２に加算すべき流量のことである。対応関係Ｌ１は、ステアリングハンドル１４の操作速度若しくは操舵輪８１の転舵角速度γが増加するに伴って、油圧ポンプ２から吐出される流量が増加するような関係に設定されている。たとえば、ステアリングハンドル１４の操作速度若しくは操舵輪８１の転舵角速度γが小さい値γAのときに油圧ポンプ２から吐出される流量をＱAとし、ステアリングハンドル１４の操作速度若しくは操舵輪８１の転舵角速度γが大きい値γBのときに油圧ポンプ２から吐出される流量をＱBとすると、ＱA＜ＱBなる関係が成立する。図５（ａ）に示す対応関係Ｌ１は、ステアリングハンドル１４の操作速度若しくは操舵輪８１の転舵角速度γの増加に比例して、油圧ポンプ２からステアリング用制御弁４に供給すべき第１の流量Ｑ１が増加するという対応関係である。しかし、図５（ｂ）に示すように、ステアリングハンドル１４の操作速度若しくは操舵輪８１の転舵角速度γの増加に対応して、油圧ポンプ２からステアリング用制御弁４に供給すべき第１の流量Ｑ１が階段状に増加するような対応関係Ｌ１であってもよい。

図６は、作業機用制御弁２０、１２０に供給すべき第２の流量Ｑ２のデータテーブルの内容を示している。図６は、作業機用操作レバー１３、１１３の操作量Ｓと、油圧ポンプ２から作業機用制御弁２０、１２０に供給すべき第２の流量Ｑ２との対応関係Ｌ２を示している。対応関係Ｌ２は、作業機用操作レバー１３、１１３の操作量Ｓが増加するに伴って、油圧ポンプ２から吐出される流量Ｑ２が増加するような関係に設定されている。たとえば、作業機用操作レバー１３、１１３の操作量Ｓが所定値Ｓｃのときに油圧ポンプ２から吐出される流量はＱCとなる。

図７は、実施例の処理手順を示すフローチャートである。

まず、入力された操作検出センサ１３ａ、１１３ａ、１４ａの検出信号Ｓ１、Ｓ２、βに基づいて、作業機７０とステアリング機構８０の両方が同時に操作されているか否かが判断される。ここで、「作業機７０が操作されている場合」とは、作業機用操作レバー１３、１１３のうち少なくとも一方が中立位置から操作された場合をいうものとする。「作業機７０が操作されていない場合」とは、作業機用操作レバー１３、１１３の両方が中立位置に保持されている場合をいうものとする。「ステアリング機構８０が操作されている場合」とは、ステアリングハンドル１４が中立位置に保持されている場合をいうものとする。なお、操作検出センサ１４ａの検出結果の代わりに、転舵角検出センサ８１ａの検出結果を用いてステアリングハンドル１４が操作されたことを判断してもよい（ステップ２０１）。

作業機７０とステアリング機構８０の両方が同時に操作されていないと判断された場合には（ステップ２０１の判断Ｎ）、つぎに、ステアリング機構８０が単独に操作されているか、あるいは作業機７０が単独で操作されているかが判断される（ステップ２０２）。この結果、ステアリング機構８０が単独で操作されていると判断された場合には、図４に示す対応関係Ｌ０に基づいて、現在のステアリングハンドル１４の操作速度若しくは操舵輪８１の転舵角速度γに対応する流量Ｑ、つまり一定流量Ｑ0が読み出される。そして、電動モータ１Ｍに対して、油圧ポンプ２から一定流量Ｑ0の圧油を吐出させるに必要な速度指令信号が出力される。これにより電動モータ１Ｍの回転速度が制御されて、油圧ポンプ２から一定流量Ｑ0の圧油が吐出される（ステップ２０３）。

一方、ステップ２０２の判断の結果、作業機７０が単独で操作されていると判断された場合には、図６に示す対応関係Ｌ２に基づいて、現在の作業機用操作レバー１３、１１３の操作量Ｓに対応する第２の流量Ｑ２が読み出される。そして、電動モータ１Ｍに対して、油圧ポンプ２から第２の流量Ｑ２の圧油を吐出させるに必要な速度指令信号が出力される。これにより電動モータ１Ｍの回転速度が制御されて、油圧ポンプ２から第２の流量Ｑ２の圧油が吐出される（ステップ２０４）。

ステップ２０１において、作業機７０とステアリング機構８０の両方が同時に操作されていると判断された場合には（ステップ２０１の判断Ｙ）、つぎに、図６に示す対応関係Ｌ２に基づいて、現在の作業機用操作レバー１３、１１３の操作量Ｓに対応する第２の流量Ｑ２が読み出される（ステップ２０５）。

つぎに、図５（ａ）または図５（ｂ）に示す対応関係Ｌ１に基づいて、現在のステアリングハンドル１４の操作速度若しくは操舵輪８１の転舵角速度γに対応する第１の流量Ｑ１が読み出される（ステップ２０６）。

つぎに、ステップ２０５において読み出された第２の流量Ｑ２に、ステップ２０６において読み出された第１の流量Ｑ１を加算した合計流量ＱTを油圧ポンプ２から吐出させるに必要な速度指令が生成される。そして、電動モータ１Ｍに対して、油圧ポンプ２から第１の流量Ｑ１が第２の流量Ｑ２に加算された合計流量ＱTの圧油を吐出させるに必要な速度指令信号が出力される。これにより電動モータ１Ｍの回転速度が制御されて、油圧ポンプ２から、第１の流量Ｑ１が第２の流量Ｑ２に加算された合計流量ＱTの圧油が吐出される（ステップ２０７）。

図８は、ステアリング機構８０単独操作時であって操作速度が遅い場合（速度γA）、スアリング機構８０単独操作時であって操作速度が速い場合（速度γA）、作業機７０単独操作時（操作量Ｓc）の場合、ステアリング機構８０と作業機７０の同時操作時であってステアリング操作速度が遅い場合（ステアリング操作速度あるいは転舵角速度がγA、作業機操作量がＳｃ）、ステアリング機構８０と作業機７０の同時操作時であってステアリング操作速度が速い場合（ステアリング操作速度あるいは転舵角速度がγB、作業機操作量がＳｃ）それぞれにおける油圧ポンプ吐出流量の大きさを対比して示している。

図９は、第１の流量Ｑ１（ＱA、ＱB）が第２の流量Ｑ２（Ｑｃ）に加算された合計流量ＱTを、作業機用操作レバー１３、１１３の操作量Ｓに対応付けて示した図である。Ｌ２は、作業機用操作レバー１３、１１３の操作量Ｓと作業機７０単独操作時における油圧ポンプ吐出流量Ｑ２（Ｑｃ）との対応関係であり、Ｌ３は、作業機用操作レバー１３、１１３の操作量Ｓとステアリング操作が遅い場合（ステアリング操作速度あるいは転舵角速度γA）の合計流量ＱT（Ｑｃ＋ＱA）との対応関係であり、Ｌ４は、作業機用操作レバー１３、１１３の操作量Ｓとステアリング操作が速い場合（ステアリング操作速度あるいは転舵角速度γB）の合計流量ＱT（Ｑｃ＋ＱB）との対応関係である。

（実施例のステアリング機構単独操作時）
図８に示すように、ステアリング機構８０単独操作時であって、ステアリング操作が遅い場合（速度γA）には、油圧ポンプ２から一定流量Ｑ0が吐出され、そのうち流量ＱA´がステアリング用油圧シリンダ５に供給される。流量Ｑ0から流量ＱA´を差し引いた残りの流量の圧油は、タンク９に排出される。

ステアリング機構８０単独操作時であって、ステアリング操作が速い場合（速度γB）には、油圧ポンプ２から一定流量Ｑ0が吐出され、そのうち流量ＱB´がステアリング用油圧シリンダ５に供給される。流量Ｑ0から流量ＱB´を差し引いた残りの流量の圧油は、タンク９に排出される。

流量ＱA´、ＱB´の間には、ＱA´＜ＱB´なる関係がある。

（実施例の作業機単独操作時）
図８、図９に示すように、作業機用操作レバー１３、１１３を操作量Ｓｃにて操作している作業機７０単独操作時には、油圧ポンプ２から操作量Ｓｃに対応する所定流量Ｑｃが吐出される。ステアリングハンドル１４が中立位置に保持されているため、プライオリティ弁６から油路３ｂに流入した圧油は、ステアリング用制御弁４のポンプポート４Ｐでブロックされる。このため油圧ポンプ２から吐出された流量Ｑｃの全量がプライオリティ弁６から分流油路３１を経由して作業機用制御弁２０、１２０に供給される。

（実施例のステアリング機構および作業機の同時操作時）
図８、図９に示すように、ステアリング機構８０および作業機７０の同時操作時であって、ステアリング操作が遅い場合（速度γA）には、油圧ポンプ２から第１の流量ＱAが第２の流量Ｑｃに加算された流量ＱA＋Ｑｃが吐出され、そのうち流量ＱAとほぼ同量のステアリング単独操作時の流量ＱA´がステアリング操作に必要な流量として、ステアリング用油圧シリンダ５に供給される。合計流量Ｑｃ＋ＱAから流量ＱA´を差し引いた残りの流量、つまり作業機単独操作時の流量Ｑｃとほぼ同量の圧油が、プライオリティ弁６から分流油路３１を経由して作業機用制御弁２０、１２０に供給される。

ステアリング機構８０および作業機７０の同時操作時であって、ステアリング操作が速い場合（速度γB）には、油圧ポンプ２から、第１の流量ＱBが第２の流量Ｑｃに加算された流量ＱB＋Ｑｃが吐出され、そのうち流量ＱBとほぼ同量のステアリング単独操作時の流量ＱB´がステアリング操作に必要な流量として、ステアリング用油圧シリンダ５に供給される。合計流量Ｑｃ＋ＱBから流量ＱB´を差し引いた残りの流量、つまり作業機単独操作時の流量Ｑｃとほぼ同量の圧油が、プライオリティ弁６から分流油路３１を経由して作業機用制御弁２０、１２０に供給される。

つぎに、比較例１、比較例２を挙げて本実施例の効果について説明する。

（比較例１）
図１０は、図８に対応させて比較例１を示した図である。図１０に示すように、比較例１では、作業機単独操作時と、ステアリング機構および作業機の同時操作時とで、油圧ポンプ２から吐出される流量が同じ流量Ｑｃとなるように制御される。

このためステアリング機構８０および作業機７０の同時操作時であって、ステアリング操作が遅い場合（速度γA）には、油圧ポンプ２から流量Ｑｃが吐出され、そのうちステアリング単独操作時の流量ＱA´がステアリング操作に必要な流量として、ステアリング用油圧シリンダ５に供給される。これにより流量Ｑｃから流量ＱA´を差し引いた残りの流量Ｑｃ−ＱA´の圧油が、プライオリティ弁６から分流油路３１を経由して作業機用制御弁２０、１２０に供給される。また、ステアリング機構８０および作業機７０の同時操作時であって、ステアリング操作が速い場合（速度γB）には、油圧ポンプ２から流量Ｑｃが吐出され、そのうちステアリング単独操作時の流量ＱB´がステアリング操作に必要な流量として、ステアリング用油圧シリンダ５に供給される。これにより流量Ｑｃから流量ＱB´を差し引いた残りの流量Ｑｃ−ＱB´の圧油が、プライオリティ弁６から分流油路３１を経由して作業機用制御弁２０、１２０に供給される。

（比較例２）
図１１は、図８に対応させて比較例２を示した図である。図１１に示すように、比較例２では、ステアリング機構および作業機の同時操作時には、作業機単独操作時の第２の流量Ｑｃにステアリング機構単独操作時の一定流量Ｑ0を加算した流量Ｑｃ＋Ｑ0が油圧ポンプ２から吐出されるように制御される。

このためステアリング機構８０および作業機７０の同時操作時であって、ステアリング操作が遅い場合（速度γA）には、油圧ポンプ２から流量Ｑｃ＋Ｑ0が吐出され、そのうちステアリング単独操作時の流量ＱA´がステアリング操作に必要な流量として、ステアリング用油圧シリンダ５に供給される。これにより流量Ｑｃ＋Ｑ0から流量ＱA´を差し引いた残りの流量Ｑｃ＋Ｑ0−ＱA´の圧油が、プライオリティ弁６から分流油路３１を経由して作業機用制御弁２０、１２０に供給される。また、ステアリング機構８０および作業機７０の同時操作時であって、ステアリング操作が速い場合（速度γB）には、油圧ポンプ２から流量Ｑｃ＋Ｑ0が吐出され、そのうちステアリング単独操作時の流量ＱB´がステアリング操作に必要な流量として、ステアリング用油圧シリンダ５に供給される。これにより流量Ｑｃ＋Ｑ0から流量ＱB´を差し引いた残りの流量Ｑｃ＋Ｑ0−ＱB´の圧油が、プライオリティ弁６から分流油路３１を経由して作業機用制御弁２０、１２０に供給される。

比較例１では、ステアリング操作が速い場合（速度γB）に流量Ｑｃ−ＱB´の圧油が、作業機用制御弁２０、１２０に供給される。これは、本実施例が、同じステアリング操作が速い場合（速度γB）に、作業機単独操作時の流量Ｑｃとほぼ同量の圧油を作業機用制御弁２０、１２０に供給できるのに比較して、明らかに流量が不足することになる。このように、ステアリング機構および作業機の同時動作時に、作業機用油圧アクチュエータ側に供給される流量が不足すると、作業機７０が緩慢にしか動作しなくなり、作業効率が損なわれるという問題が起きるおそれがある。しかも、流量不足によって上述した「積荷前傾時の真空現象」が発生するおそれがある。このためチルトロック弁９０を設けることで、対処せざるを得なくなり、コスト上昇を招くおそれがある。

これに対して本実施例では、ステアリング機構８０および作業機７０の両方が同時に動作する場合に、作業機用油圧アクチュエータ側に供給される圧油の流量が、作業機７０が単独で動作している場合の流量に比べて、不足することがない。よって、作業効率が損なわれたり、「積荷前傾時の真空現象」が発生することを回避できる。またチルトロック弁９０の配設が不要となり、コストが低減する。

比較例２では、ステアリング操作が遅い場合（速度γA）に流量Ｑｃ＋Ｑ0−ＱA´の圧油が、作業機用制御弁２０、１２０に供給される。これは、本実施例が、同じステアリング操作が遅い場合（速度γA）に、作業機単独操作時の流量Ｑｃとほぼ同量の圧油を作業機用制御弁２０、１２０に供給できるのに比較して、明らかに流量が過剰となる。このように、ステアリング機構および作業機の同時動作時に、作業機用油圧アクチュエータ側に供給される流量が過剰となると、オペレータの意に反して作業機７０が急作動する挙動を示し、積荷がバランスを崩したりオペレータにショックを与えたりするという問題が起きるおそれがある。

これに対して本実施例では、ステアリング機構８０および作業機７０の両方が同時に動作する場合に、作業機用油圧アクチュエータ側に供給される圧油の流量が、作業機７０が単独で動作している場合の流量に比べて、過剰となることがない。よって、オペレータの意に反して作業機７０が急作動する挙動を示したり、積荷がバランスを崩したりオペレータにショックを与えたりすることを回避できる。

以上の説明では、油圧ポンプ２を駆動する駆動手段は、バッテリ１Ｂなどの蓄電器と、この蓄電器から供給された電力によって駆動される電動モータ１Ｍとからなるものとして説明した。しかし、本発明としては、油圧ポンプ２から吐出される圧油の流量を制御することができるものであれば、駆動手段の構成は任意である。たとえばエンジンを使用する実施も可能であり、またエンジンと電動モータをハイブリッドで使用する実施も可能である。

また、以上の説明では、プライオリティ弁６は、ステアリング用制御弁４の前後差圧が設定値になるように油圧ポンプ２の吐出圧油をステアリング用制御弁４に供給する弁として説明したが、かかるロードセンシング制御の機能を省略した実施も可能である。すなわち、少なくとも、油圧ポンプ２の吐出圧油をステアリング用制御弁４に供給するとともに、作業機用制御弁２０、１２０側に分流する分流弁として機能する弁であればよい。

また、以上の説明では、作業機単独操作時と、ステアリング機構および作業機の同時操作時とで、ステアリング用制御弁４に供給すべき流量の対応関係をＬ０からＬ１に変えるようにしているが、作業機単独操作時と、ステアリング機構および作業機の同時操作時とで、共通の対応関係Ｌ１を用いる実施も可能である。

図１は、従来技術を説明する図で、フォークリフトに搭載された油圧回路を例示した図である。 図１は、従来技術を説明する図で、フォークリフトに搭載された他の油圧回路を例示した図である。 図３は、実施例のステアリングおよび作業機の駆動制御用油圧回路を示した図である。 図４は、ステアリング機構単独操作時においてステアリング用制御弁側に供給すべき流量のデータテーブルの内容を示した図である。 図５（ａ）、（ｂ）は、ステアリング機構と作業機の同時操作時においてステアリング用制御弁側に供給すべき第１の流量のデータテーブルの内容を示した図である。 図６は、作業機用制御弁側に供給すべき第２の流量のデータテーブルの内容を示した図である。 図７は、実施例の処理手順を示すフローチャートである。 図８は、実施例の各場合におけるポンプ吐出流量を対比して示した図である。 図９は、第１の流量と第２の流量を加算した合計流量を、作業機用操作レバーの操作量に対応付けて示した図である。 図１０は、比較例１の各場合におけるポンプ吐出流量を対比して示した図である。 図１１は、比較例２の各場合におけるポンプ吐出流量を対比して示した図である。

符号の説明

２ 油圧ポンプ、 ４ ステアリング用制御弁、 ５ ステアリング用油圧シリンダ、 ６、プライオリティ弁、 ２０、１２０ 作業機用制御弁、 ２１、１２１ 作業機用油圧シリンダ

Claims (3)

1. 操舵輪を作動させるためのステアリング操作に応じて操舵輪を駆動制御するとともに、作業機を作動させるための作業機操作に応じて作業機を駆動制御する油圧回路が備えられた作業車両のステアリングおよび作業機の制御装置であって、
   圧油を吐出する油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプを駆動する駆動手段と、
   操舵輪を作動させるステアリング用油圧アクチュエータと、
   作業機を作動させる作業機用油圧アクチュエータと、
   ステアリング操作に応じた流量の圧油が前記ステアリング用油圧アクチュエータに供給されるように動作するステアリング用制御弁と、
   作業機操作に応じた流量の圧油が前記作業機用油圧アクチュエータに供給されるように動作する作業機用制御弁と、
   ステアリング操作を行なうステアリング操作手段と、
   作業機操作を行なう作業機操作手段と、
   ステアリング操作が行なわれたことを検出するステアリング操作検出手段と、
   作業機操作が行なわれたことを検出する作業機操作検出手段と、
   前記油圧ポンプと前記ステアリング用制御弁との間に設けられ、前記油圧ポンプの吐出圧油を前記ステアリング用制御弁に供給するとともに、前記作業機用制御弁側に分流する分流弁と、
   前記ステアリング操作手段の操作速度若しくは前記操舵輪の転舵角速度の増加に応じて、前記油圧ポンプから前記ステアリング用制御弁に供給すべき第１の流量が増加する対応関係が予め設定された設定手段と、
   前記ステアリング操作検出手段と前記作業機操作検出手段の検出結果に基づいて、作業機操作のみが行なわれたことが検出された場合には、前記作業機用制御弁側に必要な第２の流量の圧油が前記油圧ポンプから吐出されるように、前記駆動手段を制御するとともに、
   前記ステアリング操作検出手段と前記作業機操作検出手段の検出結果に基づいて、ステアリング操作と作業機操作の両方が同時に行なわれたことが検出された場合には、現在のステアリング操作手段の操作速度若しくは前記操舵輪の転舵角速度に対応する第１の流量に対して、前記第２の流量を加算した流量の圧油が前記油圧ポンプから吐出されるように、前記駆動手段を制御する制御手段と
   を備えたことを特徴とする作業車両のステアリングおよび作業機の制御装置。
2. 前記駆動手段は、蓄電器と、この蓄電器から供給された電力によって駆動される電動モータとからなること
   を特徴とする請求項１記載の作業車両のステアリングおよび作業機の制御装置。
3. 前記分流弁は、
   前記油圧ポンプと前記ステアリング用制御弁との間に設けられ、前記ステアリング用制御弁の前後差圧が設定値になるように前記油圧ポンプの吐出圧油を前記ステアリング用制御弁に供給するとともに、前記作業機用制御弁側に分流するプライオリティ弁であること
   を特徴とする請求項１記載の作業車両のステアリングおよび作業機の制御装置。

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