JP2009274777A - Cargo-handling regeneration device of forklift - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フォークリフトの荷役回生装置に関するものである。 The present invention relates to a cargo handling regeneration device for a forklift.
特許文献１にはリフトシリンダの戻り管路に配置された油圧モータで発電機を駆動してバッテリを充電する技術が開示されている。詳しくは、戻り管路から油圧モータの上流側において分岐されるとともに途中に流量制御弁を備えた迂回路を設け、流量制御弁の流量特性を、油圧モータの流量と流量制御弁の流量との和が軽負荷時での荷役部材の目標下降速度相当の流量となるようにしている。そして、リフトシリンダのボトム室内の作動油の圧力が低い場合は流量制御弁の流量が多くなり、リフトシリンダのボトム室内の作動油の圧力が高い場合は油圧モータの流量が多くなる。よって、荷役部材の下降速度が負荷にかかわらず一定となる。
ところが、戻り管路において油圧モータを迂回する迂回路を形成して迂回路の途中に設けた流量制御弁にて油圧モータの流量と流量制御弁の流量との和が目標下降速度相当の流量となるようにしているので、荷が軽い場合、即ち、リフトシリンダのボトム室内の作動油の圧力が低い場合には、油圧モータの流量が少なくなり油圧モータの回転を速やかに上昇させることが難しかった。 However, in the return pipe, a bypass that bypasses the hydraulic motor is formed, and the sum of the flow rate of the hydraulic motor and the flow rate of the flow control valve is a flow rate equivalent to the target lowering speed in the flow rate control valve provided in the middle of the bypass route. Therefore, when the load is light, that is, when the pressure of the hydraulic oil in the bottom chamber of the lift cylinder is low, the flow rate of the hydraulic motor is reduced and it is difficult to quickly increase the rotation of the hydraulic motor. .
本発明は、このような背景の下になされたものであり、その目的は、リフトシリンダの戻り管路に設けられた油圧モータの回転を速やかに上昇させて回生、即ち、油圧モータの回転駆動に伴い発電機で発生する交流電流でインバータを介してバッテリの充電を行うことができるフォークリフトの荷役回生装置を提供することにある。 The present invention has been made under such a background, and an object of the present invention is to quickly raise the rotation of a hydraulic motor provided in a return pipe of a lift cylinder to regenerate, that is, to rotate the hydraulic motor. Accordingly, an object of the present invention is to provide a forklift cargo handling and regeneration device capable of charging a battery via an inverter with an alternating current generated by a generator.
請求項１に記載の発明では、フォークを昇降させるためのリフトレバーと、作動油の供給により伸長動作して前記フォークを上昇させるリフトシリンダと、前記リフトシリンダへの作動油の供給管路に設けられたコントロールバルブと、前記供給管路に設けられた油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動して前記リフトシリンダに作動油を供給する電動機と、前記リフトシリンダの作動油の戻り管路に設けられ、作動油の通過により回転駆動する油圧モータと、前記油圧モータの回転駆動に伴い発電する永久磁石式発電機と、前記永久磁石式発電機の発電により発生した交流電流を直流電流に変換するインバータと、前記インバータによる直流電流にて充電されるバッテリと、前記油圧モータの回転数を検出する油圧モータ回転数検出手段と、前記リフトレバーの操作量を検出するリフトレバー操作量検出手段と、前記リフトレバーによる前記フォークの降下操作に伴い前記リフトシリンダの作動油を前記コントロールバルブを介して戻すときにおいて、前記リフトレバー操作量検出手段による前記リフトレバーの操作量に応じた前記油圧モータの目標回転数が前記永久磁石式発電機の発電電圧がバッテリ電圧を超えることができる最低回転数よりも大きいか否か判定する判定手段と、前記判定手段により前記目標回転数が前記最低回転数よりも大きいと判定されたときに、前記コントロールバルブの開度を全開にするとともに、前記油圧モータ回転数検出手段による油圧モータの回転数が少なくとも前記最低回転数に達するまで回生を開始せず、回生開始後は前記油圧モータの回転数が前記目標回転数になるように前記インバータを制御する制御手段と、を備えたことを要旨とする。 According to the first aspect of the present invention, a lift lever for raising and lowering the fork, a lift cylinder for extending the fork by supplying hydraulic oil, and a hydraulic oil supply line to the lift cylinder are provided. A control valve, a hydraulic pump provided in the supply pipe, an electric motor that drives the hydraulic pump to supply hydraulic oil to the lift cylinder, and a hydraulic oil return pipe in the lift cylinder. , A hydraulic motor that is rotationally driven by the passage of hydraulic oil, a permanent magnet generator that generates electric power when the hydraulic motor is rotationally driven, and an inverter that converts alternating current generated by power generation of the permanent magnet generator into direct current A battery charged with a direct current from the inverter, a hydraulic motor rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the hydraulic motor, The lift lever operation amount detection means for detecting the operation amount of the lift lever, and when the hydraulic oil of the lift cylinder is returned via the control valve in accordance with the lowering operation of the fork by the lift lever, the lift lever operation amount Determining means for determining whether the target rotational speed of the hydraulic motor according to the operation amount of the lift lever by the detecting means is larger than the minimum rotational speed at which the power generation voltage of the permanent magnet generator can exceed the battery voltage And when the determination means determines that the target rotational speed is greater than the minimum rotational speed, the control valve is fully opened, and the hydraulic motor rotational speed is detected by the hydraulic motor rotational speed detection means. Does not start until at least the minimum number of rotations is reached, and after the start of regeneration, the hydraulic motor rotates. There is summarized as further comprising a control means for controlling said inverter such that the target rotational speed.
請求項１に記載の発明によれば、コントロールバルブの開度が全開にされた状態で油圧モータの回転数が少なくとも最低回転数に達するまでは回生が行われずに油圧モータが空回りしており、作動油の戻りの際にロスなく作動油のエネルギーを油圧モータの回転に利用することができ、油圧モータの回転数を速やかに上昇させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the hydraulic motor is idled without being regenerated until the rotational speed of the hydraulic motor reaches at least the minimum rotational speed in a state where the opening degree of the control valve is fully opened. When the hydraulic oil returns, the energy of the hydraulic oil can be used for the rotation of the hydraulic motor without loss, and the rotational speed of the hydraulic motor can be increased quickly.
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のフォークリフトの荷役回生装置において、前記制御手段が前記回生を開始する油圧モータの回転数は、前記目標回転数であることを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the forklift cargo handling regenerative device according to the first aspect, the rotational speed of the hydraulic motor at which the control means starts the regeneration is the target rotational speed.
請求項２に記載の発明によれば、目標回転数で回生を開始することにより油圧モータの空回りを長くしてより早く油圧モータの回転数を上昇させることができる。
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載のフォークリフトの荷役回生装置において、前記制御手段が前記回生を開始する油圧モータの回転数は、前記最低回転数であることを要旨とする。
According to the invention described in
According to a third aspect of the present invention, in the forklift cargo handling regenerative device according to the first aspect, the rotational speed of the hydraulic motor at which the control means starts the regeneration is the minimum rotational speed.
請求項３に記載の発明によれば、最低回転数で回生を開始することにより、回生をより早く開始することができる。
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフォークリフトの荷役回生装置において、前記インバータの制御は、ＰＩ制御であることを要旨とする。
According to the invention described in
The gist of the invention described in
請求項４に記載の発明によれば、ＰＩ制御により油圧モータの回転数が目標回転数になるようにインバータを制御することにより、収束性に優れたものとなる。
請求項５に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフォークリフトの荷役回生装置において、前記フォークの降下操作時の前記リフトシリンダの作動油の圧力を検出する圧力検出手段を更に備え、前記インバータの制御は、マップを用いて前記リフトレバー操作量検出手段による前記リフトレバーの操作量および前記圧力検出手段による前記リフトシリンダの作動油の圧力に応じた制御であることを要旨とする。
According to the fourth aspect of the invention, the convergence is excellent by controlling the inverter so that the rotational speed of the hydraulic motor becomes the target rotational speed by PI control.
According to a fifth aspect of the present invention, in the forklift cargo handling regenerative device according to any one of the first to third aspects, the pressure detection means detects the pressure of the hydraulic oil in the lift cylinder when the fork is lowered. The control of the inverter is a control according to the operation amount of the lift lever by the lift lever operation amount detection means and the pressure of the hydraulic oil of the lift cylinder by the pressure detection means using a map. The gist.
請求項５に記載の発明によれば、マップを用いてインバータを制御することができる。
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフォークリフトの荷役回生装置において、前記インバータの制御は、前記永久磁石式発電機の出力電流の制御であることを要旨とする。
According to invention of
According to a sixth aspect of the present invention, in the forklift cargo handling regenerative apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the control of the inverter is a control of an output current of the permanent magnet generator. The gist.
請求項６に記載の発明によれば、永久磁石式発電機の出力電流を制御することにより油圧モータの回転数を目標回転数にすることができる。
請求項７に記載の発明では、請求項１〜６のいずれか１項に記載のフォークリフトの荷役回生装置において、前記リフトシリンダの作動油の戻り管路に設けられた圧力調整弁を更に備え、前記制御手段は、前記コントロールバルブの開度を全開にすると同時に前記圧力調整弁を全開にするように制御し、前記油圧モータ回転数検出手段による油圧モータの回転数が前記目標回転数に達すると、前記油圧モータの回転数が前記目標回転数を保持するように前記圧力調整弁を制御することを要旨とする。
According to the invention described in claim 6, the rotational speed of the hydraulic motor can be set to the target rotational speed by controlling the output current of the permanent magnet generator.
The invention described in claim 7 is the forklift cargo handling regenerative device according to any one of
請求項７に記載の発明によれば、戻り管路に設けた圧力調整弁を制御することにより油圧モータの回転数を目標回転数に保持することができる。
請求項８に記載の発明では、請求項１に記載のフォークリフトの荷役回生装置において、前記リフトシリンダの作動油の戻り管路に設けられた圧力調整弁と、前記フォークの降下操作時の前記リフトシリンダの作動油の圧力を検出する圧力検出手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記コントロールバルブの開度を全開にすると同時に前記圧力調整弁を全開にするように制御し、前記油圧モータ回転数検出手段による油圧モータの回転数が前記最低回転数に達すると回生を開始してマップを用いて前記リフトレバーの操作量および前記圧力検出手段による前記リフトシリンダの作動油の圧力に応じて前記インバータを制御し、前記油圧モータ回転数検出手段による油圧モータの回転数が前記目標回転数に達すると、前記油圧モータの回転数が前記目標回転数を保持するように前記圧力調整弁を制御することを要旨とする。
According to the seventh aspect of the present invention, the rotational speed of the hydraulic motor can be maintained at the target rotational speed by controlling the pressure regulating valve provided in the return pipe.
According to an eighth aspect of the present invention, in the forklift cargo handling regenerative device according to the first aspect, the pressure adjusting valve provided in the return line of the hydraulic oil of the lift cylinder and the lift during the lowering operation of the fork Pressure detecting means for detecting the pressure of the hydraulic oil in the cylinder, and the control means controls the opening of the control valve to be fully open and at the same time to fully open the pressure adjustment valve, and the hydraulic motor When the rotational speed of the hydraulic motor by the rotational speed detection means reaches the minimum rotational speed, regeneration is started and a map is used to determine the amount of operation of the lift lever and the pressure of the hydraulic oil in the lift cylinder by the pressure detection means. When the rotational speed of the hydraulic motor by the hydraulic motor rotational speed detection means reaches the target rotational speed by controlling the inverter, the rotational speed of the hydraulic motor And summarized in that for controlling said pressure regulating valve to maintain the target speed.
請求項８に記載の発明によれば、油圧モータの回転数が目標回転数に達するまではマップを用いたリフトレバーの操作量およびフォークの降下操作時のリフトシリンダの作動油の圧力に応じた制御を行い、目標回転数に達すると圧力調整弁の制御にて油圧モータの回転数を目標回転数に保持することによりオーバーシュートを抑制することができる。 According to the invention described in claim 8, until the rotational speed of the hydraulic motor reaches the target rotational speed, it depends on the amount of operation of the lift lever using the map and the pressure of the hydraulic oil in the lift cylinder when the fork is lowered. When control is performed and the target rotational speed is reached, overshoot can be suppressed by maintaining the rotational speed of the hydraulic motor at the target rotational speed by controlling the pressure regulating valve.
請求項９に記載の発明では、請求項５に記載のフォークリフトの荷役回生装置において、前記マップは、バルブ効率と発電機効率の積が最大となるときを動作点とするものであることを要旨とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the forklift cargo handling regenerative device according to the fifth aspect, the map has an operating point when the product of the valve efficiency and the generator efficiency is maximized. And
請求項９に記載の発明によれば、バルブ効率と発電機効率の積が最大となるときを動作点とするマップを用いることによりバルブ効率も発電機効率もよい動作点で使用することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, by using a map whose operating point is when the product of the valve efficiency and the generator efficiency becomes maximum, the valve efficiency and the generator efficiency can be used at an operating point. .
請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載のフォークリフトの荷役回生装置において、前記リフトシリンダの作動油の戻り管路に設けられた圧力調整弁を更に備え、前記制御手段は、前記コントロールバルブの開度を全開にすると同時に前記圧力調整弁を全開にするように制御し、前記油圧モータ回転数検出手段による油圧モータの回転数が前記目標回転数に達すると、前記油圧モータの回転数が前記目標回転数を保持するように前記圧力調整弁を制御することを要旨とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the forklift cargo handling regenerative device according to the ninth aspect, the forklift cargo handling regenerator further comprises a pressure adjusting valve provided in a return line for the hydraulic oil of the lift cylinder, and the control means includes the control When the opening degree of the valve is controlled to be fully opened at the same time as the pressure adjustment valve is fully opened, when the rotational speed of the hydraulic motor by the hydraulic motor rotational speed detection means reaches the target rotational speed, the rotational speed of the hydraulic motor Is to control the pressure regulating valve so as to maintain the target rotational speed.
請求項１０に記載の発明によれば、戻り管路に設けた圧力調整弁を制御することにより油圧モータの回転数を目標回転数に保持することができる。
According to the invention described in
本発明によれば、リフトシリンダの戻り管路に設けられた油圧モータの回転を速やかに上昇させて回生、即ち、油圧モータの回転駆動に伴い発電機で発生する交流電流でインバータを介してバッテリの充電を行うことができる。 According to the present invention, the rotation of the hydraulic motor provided in the return line of the lift cylinder is quickly raised to regenerate, that is, the battery is connected via the inverter with the alternating current generated in the generator as the hydraulic motor is driven to rotate. Can be charged.
（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。
図１には、本実施形態におけるフォークリフトの概略側面図を示す。図２には荷役回生装置の油圧系および電気系の回路図を示す。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, the schematic side view of the forklift in this embodiment is shown. FIG. 2 shows a circuit diagram of a hydraulic system and an electrical system of the cargo handling regeneration device.
図１に示すように、バッテリフォークリフト１の車体２の前側下部には駆動輪（前輪）３ａが設けられ、車体２の後側下部には操舵輪（後輪）３ｂが設けられている。車体２の前部にはマスト４が立設されている。マスト４は車体２に対して前後に傾動可能に支持された左右一対のアウタマスト４ａと、これにスライドして昇降するインナマスト４ｂとからなる。各アウタマスト４ａの後部にはリフトシリンダ５が配設されている。インナマスト４ｂの内側にはフォーク６を備えたリフトブラケット７が昇降可能に支持されている。そして、リフトシリンダ５の伸縮作動によりフォーク６がリフトブラケット７とともに昇降される。
As shown in FIG. 1, a driving wheel (front wheel) 3 a is provided at the front lower part of the
左右一対のティルトシリンダ８は、その基端側が車体（車体フレーム）２に対して回動可能に連結されるとともに、先端側がアウタマスト４ａの側面に回動可能に連結されている。マスト４はティルトシリンダ８が伸縮駆動されることで前後に傾動する。
The pair of left and right tilt cylinders 8 is pivotally connected to the vehicle body (vehicle body frame) 2 at the base end side, and is rotatably connected to the side surface of the
運転室９にはその前側にハンドル１０、リフトレバー１１およびティルトレバー１２が装備されている。リフトレバー１１はフォーク６を昇降させるためのレバーであり、ティルトレバー１２はマスト４を前後方向に傾動させるためのレバーである。
The cab 9 is equipped with a
車体２にはバッテリ１３が搭載されている。バッテリ１３により荷役用電動機（図２に図示）が駆動される。また、バッテリ１３により走行用電動機（図示略）を駆動させ、駆動輪３ａが駆動されるようになっている。
A
図２において、タンク２０から各シリンダ５，８への作動油の供給管路２１には、フィルタ２２および油圧ポンプ２３が設けられている。供給管路２１における油圧ポンプ２３の吐出側とシリンダ５，８との間にはコントロールバルブ２４が設けられている。コントロールバルブ２４により各シリンダ５，８における作動油の流路の切り換えを行うことができる。また、リフトシリンダ５への作動油の供給管路２１に設けられたコントロールバルブ２４によりリフトシリンダ５への作動油の流量が調整できる。同様に、ティルトシリンダ８への作動油の供給管路２１に設けられたコントロールバルブ２４によりティルトシリンダ８への作動油の流量が調整できる。油圧ポンプ２３には荷役用電動機２５が連結され、荷役用電動機２５は、油圧ポンプ２３を駆動してリフトシリンダ５やティルトシリンダ８に作動油を供給する。リフトシリンダ５は作動油の供給により伸長動作してフォーク６を上昇させる。
In FIG. 2, a
コントロールバルブ２４からタンク２０へのリフトシリンダ５の作動油の戻り管路２６には油圧モータ２７が設けられ、作動油の通過により油圧モータ２７が回転駆動する。詳しくは、油圧モータ２７において作動油の通過により出力軸が回転する。油圧モータ２７の出力軸には永久磁石式発電機２８の入力軸が直結され、油圧モータ２７の出力軸の回転にて永久磁石式発電機２８の入力軸が同期して回転して発電する。即ち、油圧モータ２７の回転駆動に伴い永久磁石式発電機２８が発電する。
A
このように、図２において、荷役用電動機２５、油圧ポンプ２３とは別に荷役回生専用の永久磁石式発電機２８、油圧モータ２７を備えたシステムとなっている。そして、図１の積荷（荷物）Ｗを下降させる際に、積荷Ｗの位置エネルギーによりリフトシリンダ５から作動油が送り出される。その作動油により油圧モータ２７を回転駆動させ、それと同期して発電機２８が発電する。
In this way, in FIG. 2, the system includes a
永久磁石式発電機２８にはインバータ２９を介してバッテリ１３が接続されている。インバータ２９には制御装置３０が接続されている。制御装置３０は、ＣＰＵやメモリを主要部品としたマイクロコンピュータで構成されている。リフトレバー１１にはリフトレバー操作量検出手段としてのリフトレバー操作量センサ３１が備えられ、リフトレバー操作量センサ３１はリフトレバー１１の操作量を検出する。油圧モータ回転数検出手段としての回転数センサ３２は油圧モータ２７の回転数を検出する。
A
図３には、インバータ２９の回路構成を示す。インバータ２９は、整流回路４０とコンバータ５０を備えている。
整流回路４０はＨブリッジ回路４１により構成され、Ｈブリッジ回路４１は６つのダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６を備えている。ダイオードＤ１はカソードが正側配線に接続され、アノードがダイオードＤ２のカソードに接続されている。ダイオードＤ２のアノードは負側配線に接続され、ダイオードＤ１のアノードとダイオードＤ２のカソードとの接続点が永久磁石式発電機２８のＵ相配線に接続されている。同様に、ダイオードＤ３はカソードが正側配線に接続され、アノードがダイオードＤ４のカソードに接続されている。ダイオードＤ４のアノードは負側配線に接続され、ダイオードＤ３のアノードとダイオードＤ４のカソードとの接続点が永久磁石式発電機２８のＶ相配線に接続されている。また、ダイオードＤ５はカソードが正側配線に接続され、アノードがダイオードＤ６のカソードに接続されている。ダイオードＤ６のアノードは負側配線に接続され、ダイオードＤ５のアノードとダイオードＤ６のカソードとの接続点が永久磁石式発電機２８のＷ相配線に接続されている。
FIG. 3 shows a circuit configuration of the
The rectifier circuit 40 includes an H bridge circuit 41, and the H bridge circuit 41 includes six diodes D1, D2, D3, D4, D5, and D6. The diode D1 has a cathode connected to the positive wiring and an anode connected to the cathode of the diode D2. The anode of the diode D2 is connected to the negative side wiring, and the connection point between the anode of the diode D1 and the cathode of the diode D2 is connected to the U-phase wiring of the
コンバータ５０はＨブリッジ回路５１とトランス５２とフィルタ回路５３とドライブ回路５４を備えている。
Ｈブリッジ回路５１は、４つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を備え、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４として絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタ（ＩＧＢＴ）が使用されている。スイッチング素子Ｑ１は、コレクタが正側配線に接続され、エミッタがスイッチング素子Ｑ２のコレクタに接続されている。スイッチング素子Ｑ２のエミッタは負側配線に接続され、スイッチング素子Ｑ１のエミッタとスイッチング素子Ｑ２のコレクタとの接続点がトランス５２の一次巻線５２ａの第１端部に接続されている。スイッチング素子Ｑ３は、コレクタが正側配線に接続され、エミッタがスイッチング素子Ｑ４のコレクタに接続されている。スイッチング素子Ｑ４のエミッタは負側配線に接続され、スイッチング素子Ｑ３のエミッタとスイッチング素子Ｑ４のコレクタとの接続点がトランス５２の一次巻線５２ａの第２端部に接続されている。各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のゲートはドライブ回路５４に接続されている。ドライブ回路５４により各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４がＰＷＭ（パルス幅変調）制御されるとともに、そのオン・デューティ（オン期間）も変更することができるようになっている。なお、本実施の形態ではトランス５２の巻線比は１：１である。
The
The H bridge circuit 51 includes four switching elements Q1, Q2, Q3, and Q4, and an insulated gate bipolar transistor (IGBT) is used as each of the switching elements Q1 to Q4. The switching element Q1 has a collector connected to the positive wiring and an emitter connected to the collector of the switching element Q2. The emitter of the switching element Q2 is connected to the negative wiring, and the connection point between the emitter of the switching element Q1 and the collector of the switching element Q2 is connected to the first end of the primary winding 52a of the
フィルタ回路５３はコイル５５とコンデンサ５６を備えている。トランス５２の二次巻線５２ｂの正極端子はコイル５５を介してバッテリ１３の正極に接続される。コイル５５におけるバッテリ側端子とトランス５２の二次巻線５２ｂの負極端子との間にはコンデンサ５６が接続されている。トランス５２の二次巻線５２ｂの負極端子はバッテリ１３の負極に接続される。
The
そして、永久磁石式発電機２８に発生した交流電流電圧はインバータ２９の整流回路４０により直流電流電圧にされ、コンバータ５０に供給される。コンバータ５０においてドライブ回路５４は、制御装置３０からの信号によりスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のオン・デューティ（オン期間）を制御する。
The alternating current voltage generated in the
ここで、整流回路４０からコンバータ５０に供給される電気エネルギーのうち電流を「Ｉ」とするとともに電圧を「Ｖ」とする。
図２において、制御装置３０には、リフトレバー操作量センサ３１および回転数センサ３２が接続されている。そして、回転数センサ３２により油圧モータ２７の回転数が検出されて制御装置３０に取り込まれる。リフトレバー操作量センサ３１によりリフトレバー１１の操作量が検出されて制御装置３０に取り込まれる。また、制御装置３０にはコントロールバルブ２４が接続され、制御装置３０はコントロールバルブ２４から戻り管路２６へ戻る作動油に対してのコントロールバルブ２４のバルブ開度について、リフトレバーの降下操作量に応じた開度にする状態と強制的に全開させる状態とを制御する。
Here, it is assumed that the electric energy supplied from the rectifier circuit 40 to the
In FIG. 2, a lift lever
次に、フォークリフトの荷役回生装置の作用、即ち、リフトレバー１１によるフォーク６の降下操作に伴いリフトシリンダ５の作動油を、コントロールバルブ２４を介して戻すときの動作について説明する。
Next, the operation of the forklift cargo handling regeneration device, that is, the operation when the hydraulic oil of the
図４は、制御装置３０が実行するフローチャートである。図５にはタイムチャートを示す。図５において上から、油圧モータ２７の回転数Ｎ、整流回路４０からコンバータ５０に供給される電圧Ｖ、同じく整流回路４０からコンバータ５０に供給される電流Ｉ、コントロールバルブ２４の開度を示す。
FIG. 4 is a flowchart executed by the
図４において、制御装置３０はステップ１００でリフトレバー操作量θを取り込む。そして、制御装置３０はステップ１０１でリフトレバー操作量θからフォーク６及びリフトブラケット７の目標下降速度ｖｔを設定する。さらに、制御装置３０はステップ１０２で目標下降速度ｖｔから油圧モータ２７の目標回転数Ｎｔを設定する。
In FIG. 4, the
制御装置３０はステップ１０３で目標回転数Ｎｔが、発電電圧（実質的には、永久磁石式発電機２８の発電によりインバータ２９のバッテリ１３側の端子に発生しうる電圧のことであるが、本実施の形態ではトランス５２の巻線比は１：１であるので整流回路４０からの電圧Ｖと同じ電圧である）がバッテリ電圧を超えることができる最低の回転数Ｎｍよりも大きいか否か判定する。即ち、判定手段としての制御装置３０はステップ１０３の処理を実行して、リフトレバー操作量センサ３１によるリフトレバー１１の操作量θに応じた油圧モータ２７の目標回転数Ｎｔが永久磁石式発電機２８の発電電圧がバッテリ電圧を超えることができる最低回転数Ｎｍよりも大きいか否か判定する。
In
制御装置３０は目標回転数Ｎｔが最低回転数Ｎｍよりも小さいと、ステップ１０８でコントロールバルブ２４によるリフトレバー１１の下降操作量に応じた流量調整を行う（下降速度が低く、発電電圧がバッテリ電圧を超えない場合は回生を取らずコントロールバルブ２４により流量調整を行う）。
When the target rotational speed Nt is smaller than the minimum rotational speed Nm, the
一方、制御装置３０はステップ１０３で目標回転数Ｎｔが最低回転数Ｎｍよりも大きいと、ステップ１０４〜１０７の処理を実行する。まず、制御装置３０はステップ１０４でコントロールバルブ２４を全開にする。さらに、制御装置３０はステップ１０５で回転数センサ３２から現在の回転数Ｎｃを取り込み、ステップ１０６で現在の回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｔに達したか否か判定する。制御装置３０は現在の回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｔに達していないとステップ１０５に戻り、油圧モータ回転数（＝発電機回転数）が目標下降速度に対応した回転数（目標回転数Ｎｔ）よりも小さい状態では回生電流を取り出さない。
On the other hand, if the target rotational speed Nt is larger than the minimum rotational speed Nm in
そして、制御装置３０は現在のモータ回転数Ｎｃが図５のｔ１のタイミングで最低回転数Ｎｍを超えて図５のｔ２のタイミングで目標回転数Ｎｔに達すると、図４のステップ１０７に移行する。制御装置３０はステップ１０７において、回生制御を開始して回生電流を流し始める。すなわちインバータ２９のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を、トランス５２の一次巻線５２ａに交流が入力されるように制御をはじめる。以後、モータ回転数が目標回転数Ｎｔになるようにインバータ２９のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオン・デューティを制御する。このとき、モータ回転数が目標回転数Ｎｔと一致するようにＰＩ制御される。ＰＩ制御することにより収束性がよい。なお、ＰＩ制御のゲインはオーバーシュートせず、かつ、発振動作もしないような適正な値になっている。
When the current motor rotational speed Nc exceeds the minimum rotational speed Nm at the timing t1 in FIG. 5 and reaches the target rotational speed Nt at the timing t2 in FIG. 5, the
このように、制御手段としての制御装置３０は、目標回転数Ｎｔが最低回転数Ｎｍよりも大きいと判定されたときに、ステップ１０４〜１０７の処理を実行してコントロールバルブ２４の開度を全開にするとともに、回転数センサ３２による油圧モータ２７の回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｔに達すると回生を開始して油圧モータ２７の回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｔになるようにインバータ２９を制御する。
As described above, when it is determined that the target rotational speed Nt is larger than the minimum rotational speed Nm, the
図５において発電機出力電流Ｉの挙動として、モータ回転数を目標回転数Ｎｔにすることにより発電機出力電流Ｉが一定にされる（発電機２８の出力トルクが一定にされる）。
特許文献１では低負荷時には作動油を油圧モータに対し迂回して流して回生は行わずに下降速度を確保していた。これに対し、本実施形態では油圧モータ２７に対し作動油を迂回させずにコントロールバルブ２４を全開にして油圧モータ２７が目標回転数Ｎｔよりも小さい低回転では回生を行わず油圧モータ２７を空回りさせる。これにより、特許文献１のように油圧モータ２７に対し作動油を迂回して流していないので油圧モータ２７に回転力を付与でき、かつ、コントロールバルブ２４の開度を全開にするので、多くの作動油が油圧モータ２７を通過して速やかに油圧モータ２７の回転数を上げることができる。つまり、特許文献１においては作動油を迂回路に流しているのでロスが生じるが、本実施形態ではその分を油圧モータ２７の回転数上昇に使え、しかも、コントロールバルブ２４を全開にすることによりバルブロスが少ない（バルブ損失が小さく高効率である）。
In FIG. 5, as the behavior of the generator output current I, the generator output current I is made constant (the output torque of the
In
このようにして、コントロールバルブ２４の開度が全開にされた状態で油圧モータ２７の回転数が目標回転数Ｎｔに達するまでは回生が行われずに油圧モータ２７が空回りしており、作動油の戻りの際にロスなく作動油のエネルギーを油圧モータ２７の回転に利用することができ、油圧モータ２７の回転数を速やかに上昇させることができる。そして、油圧モータ２７が目標回転数Ｎｔになると回生を開始するとともに目標回転数Ｎｔになるようにインバータ２９を制御する。
Thus, until the rotational speed of the
また、永久磁石式発電機２８により回生を行うので、励磁電流が不要であるとともに、誘導電動機にて回生を行う場合には励磁電流が必要なため発電機効率が悪いが、本実施形態では、永久磁石式発電機を用いることにより発電機効率がよく、回生効率の向上が図られる。さらに、特許文献１に比べ荷役条件に応じて油圧モータ２７をバイパスさせるといった必要が無いため配管がシンプルである。
In addition, since regeneration is performed by the
また、荷役用電動機２５と油圧ポンプ２３が永久磁石式発電機２８と油圧モータ２７とは別に設けられているので回生時にもティルト制御や他の油圧駆動装置の操作が可能である。
Further, since the
以上のごとく本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）リフトレバー１１によるフォーク６の降下操作に伴いリフトシリンダ５の作動油をコントロールバルブ２４を介して戻すときにおいて、制御装置３０は、リフトレバー１１の操作量に応じた油圧モータ２７の目標回転数Ｎｔが永久磁石式発電機２８の発電電圧がバッテリ電圧を超えることができる最低回転数Ｎｍよりも大きいか否か判定する。そして、目標回転数Ｎｔが最低回転数Ｎｍよりも大きいと、コントロールバルブ２４の開度を全開にするとともに、油圧モータ２７の回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｔになるまで（広義には、少なくとも最低回転数Ｎｍに達するまで）回生を開始せず、回生開始後は油圧モータ２７の回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｔになるようにインバータ２９を制御する。よって、リフトシリンダ５の戻り管路２６に設けられた油圧モータ２７の回転を速やかに上昇させて回生、即ち、油圧モータ２７の回転駆動に伴い永久磁石式発電機２８で発生する交流電流でインバータ２９を介してバッテリ１３の充電を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When returning the hydraulic oil of the
（２）制御装置３０が回生を開始する油圧モータ２７の回転数は目標回転数Ｎｔであるので、目標回転数Ｎｔで回生を開始することにより油圧モータ２７の空回りを長くしてより早く油圧モータ２７の回転数を上昇させることができる。
(2) Since the rotational speed of the
（３）制御装置３０は、ＰＩ制御により、油圧モータ２７の回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｔになるようにインバータ２９を制御するので、収束性に優れたものとなる。
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
(3) Since the
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.
第２の実施形態は、第１の実施形態とは、電流を流し始めるタイミングが異なっている。
図６には、図４に代わる第２の実施形態におけるフローチャートを示す。図７には、図５に代わる第２の実施形態におけるタイムチャートを示す。
The second embodiment is different from the first embodiment in the timing at which a current starts to flow.
FIG. 6 shows a flowchart in a second embodiment instead of FIG. In FIG. 7, the time chart in 2nd Embodiment which replaces FIG. 5 is shown.
図６において、ステップ１０１〜１０５およびステップ１０８の処理は第１の実施形態（図４）と同じであるので説明は省略する。
制御装置３０は図６のステップ１０５で現在の回転数Ｎｃを取り込んだ後、ステップ１１０で現在の回転数Ｎｃが、発電電圧がバッテリ電圧を超えることができる最低の回転数Ｎｍに達したか否か判定する。そして、制御装置３０は現在の回転数Ｎｃが、発電電圧がバッテリ電圧を超えることができる最低の回転数Ｎｍに達すると（図７のｔ１０のタイミング）、図７のステップ１０７で回生制御を開始して回生電流を流し始め、以後、回転数が目標回転数Ｎｔになるようにインバータ２９を制御する。このとき、制御装置３０は油圧モータ回転数（＝発電機回転数）が目標回転数と一致するようにＰＩ制御する。
In FIG. 6, the processing in
After capturing the current rotation speed Nc in
なお、図７において電圧Ｖの挙動として回生開始によりバッテリ最低電圧Ｖｍを下回らないようにインバータ２９を制御している。
本実施形態によれば、制御手段としての制御装置３０が回生を開始する油圧モータ２７の回転数は最低回転数Ｎｍであるので、最低回転数Ｎｍで回生を開始することにより、回生をより早く開始することができる。また、後記する第３の実施形態でのマップ（図１１参照）を使った場合に比べ、高効率である。即ち、マップは飛び飛びの値をとるが（図１１においては階段状になっているが）、これに対し、本実施形態ではリニアにでき、回生時間を可能な限り長くとることができる。
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
In FIG. 7, the
According to the present embodiment, since the rotation speed of the
(Third embodiment)
Next, the third embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment.
図８には、図２に代わる第３の実施形態における荷役回生装置の油圧系および電気系の回路図を示す。図９，１０には、図４に代わる第３の実施形態におけるフローチャートを示す。図１１には、第３の実施形態で使用するマップを示す。図１２には、図５に代わる第３の実施形態におけるタイムチャートを示す。 FIG. 8 shows a circuit diagram of a hydraulic system and an electric system of a cargo handling regeneration device according to a third embodiment instead of FIG. 9 and 10 show a flowchart in a third embodiment instead of FIG. FIG. 11 shows a map used in the third embodiment. FIG. 12 shows a time chart in the third embodiment instead of FIG.
図８に示すように、第３の実施形態においては戻り管路２６に圧力調整弁６０が設けられている。制御装置３０は圧力調整弁６０を制御することができるようになっている。また、油圧管路におけるリフトシリンダ５とコントロールバルブ２４との間には圧力センサ６１が設けられている。圧力検出手段としての圧力センサ６１によりフォーク６の降下操作時のリフトシリンダ５の作動油の圧力を検出することができる。圧力センサ６１によって検出した圧力値はフォーク６における荷役負荷に応じたものとなる。
As shown in FIG. 8, in the third embodiment, a pressure regulating valve 60 is provided in the
また、本実施形態においては、図１１に示すマップが予め用意され、マップは制御装置３０のメモリに記憶されている。図１１のマップについて、このマップは、リフトレバー操作量θとリフトシリンダ５の作動油の圧力Ｐに対し、最適な発電機の出力トルク（発電機出力電流Ｉ）を決定するマップである。なお、このトルク値はリフトの操作性に影響を与えず、かつバルブを全開とできるトルク値とする。発電機２８の出力トルクは積荷による油圧モータ出力トルクよりわずかに低い。よって、リフトシリンダ５の作動油の圧力Ｐにより油圧モータ２７が若干過剰に回転される。また、図１１のマップは発電機とバルブ（コントロールバルブ２４および圧力調整弁６０）を含めた最も効率がよい電流Ｉを決定している。
In the present embodiment, the map shown in FIG. 11 is prepared in advance, and the map is stored in the memory of the
図９において、制御装置３０はステップ１００，１０１，１０２でリフトレバー操作量θを取り込んでリフトレバー操作量θから目標下降速度ｖｔを設定し、目標下降速度ｖｔから目標回転数Ｎｔを設定する。制御装置３０はステップ１０３で目標回転数Ｎｔが、発電電圧がバッテリ電圧を超えることができる最低の回転数Ｎｍよりも大きいか否か判定して、目標回転数Ｎｔが最低回転数Ｎｍよりも小さいと、ステップ１０８でコントロールバルブ２４によるリフトレバー１１の降下操作量に応じた流量調整を行う。
In FIG. 9, the
一方、制御装置３０はステップ１０３で目標回転数Ｎｔが最低回転数Ｎｍよりも大きいと、ステップ１２０に移行する。制御装置３０はステップ１２０において、コントロールバルブ２４を全開にするとともに圧力調整弁６０を全開にする。そして、制御装置３０はステップ１０５で現在の回転数Ｎｃを取り込み、ステップ１２１で現在の回転数Ｎｃが、発電電圧がバッテリ電圧を超えることができる最低の回転数Ｎｍに達したか否か判定する。そして、制御装置３０は現在の回転数Ｎｃが、発電電圧がバッテリ電圧を超えることができる最低の回転数Ｎｍに達していないとステップ１０５に戻る。図１２のｔ２０のタイミングでモータ回転数が最低回転数Ｎｍに達すると、図９のステップ１３０で回生制御として出力電流値制御を行う。詳しくは、図１０に示すように、制御装置３０はステップ１３１でリフトレバー操作量θおよびリフトシリンダ５の作動油の圧力Ｐを取り込む。そして、制御装置３０はステップ１３２で図１１のマップから出力電流値Ｉｔを取得し、ステップ１３３において、取得した出力電流値Ｉｔとなるようにインバータ２９のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオン・デューティを制御する。このとき、制御装置３０は、電流Ｉをモニタしている。
On the other hand, if the target rotational speed Nt is larger than the minimum rotational speed Nm in
さらに、制御装置３０は図９のステップ１０６で現在の回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｔに達したか否か判定する。そして、制御装置３０は現在のモータ回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｔに達すると（図１２のｔ２１のタイミング）、図９のステップ１４０で回生制御として圧力調整弁６０を制御して、以後、モータ回転数が目標回転数Ｎｔになるように制御する。即ち、図１２のｔ２１以降において圧力制御により回転数上昇を抑制する。このとき、流量は一定のまま圧力を調整することができる。
Furthermore, the
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）フォーク６の降下操作時のリフトシリンダ５の作動油の圧力を検出する圧力検出手段としての圧力センサ６１を備え、制御手段としての制御装置３０は、マップを用いてリフトレバー操作量検出手段としてのリフトレバー操作量センサ３１によるリフトレバー１１の操作量θおよび圧力センサ６１によるリフトシリンダ５の作動油の圧力Ｐに応じてインバータ２９を制御する。よって、マップを用いてインバータ２９を制御することができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) A
（２）制御装置３０は、インバータ２９により永久磁石式発電機２８の出力電流を制御することにより油圧モータ２７の回転数Ｎｃを目標回転数Ｎｔにする。よって、永久磁石式発電機２８の出力電流を制御することにより油圧モータ２７の回転数を目標回転数Ｎｔにすることができる。
(2) The
（３）リフトシリンダ５の作動油の戻り管路２６に設けられた圧力調整弁６０を備え、制御装置３０は、コントロールバルブ２４の開度を全開にすると同時に圧力調整弁６０を全開にするように制御し、油圧モータ２７の回転数が目標回転数Ｎｔに達すると、油圧モータ２７の回転数が目標回転数Ｎｔを保持するように圧力調整弁６０を制御する。よって、戻り管路２６に設けた圧力調整弁６０を制御することにより油圧モータ２７の回転数を目標回転数Ｎｔに保持することができる。
(3) The pressure control valve 60 provided in the
（４）リフトシリンダ５の作動油の戻り管路２６に設けられた圧力調整弁６０と、フォーク６の降下操作時のリフトシリンダ５の作動油の圧力を検出する圧力センサ６１と、を備えている。そして、制御装置３０は、コントロールバルブ２４の開度を全開にすると同時に圧力調整弁６０を全開にするように制御し、油圧モータ回転数検出手段としての回転数センサ３２による油圧モータ２７の回転数Ｎｃが最低回転数Ｎｍに達すると回生を開始してマップを用いてリフトレバー１１の操作量θおよび圧力センサ６１によるリフトシリンダ５の作動油の圧力Ｐに応じてインバータ２９を制御する。続いて、制御装置３０は、回転数センサ３２による油圧モータ２７の回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｔに達すると、油圧モータ２７の回転数が目標回転数Ｎｔを保持するように圧力調整弁６０を制御する。よって、油圧モータ２７の回転数が目標回転数Ｎｔに達するまではマップを用いたリフトレバー１１の操作量およびフォーク６の降下操作時のリフトシリンダ５の作動油の圧力に応じた制御を行い、目標回転数Ｎｔに達すると圧力調整弁６０の制御にて油圧モータ２７の回転数を目標回転数Ｎｔに保持することによりオーバーシュートを抑制することができる。
（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態を、第３の実施の形態との相違点を中心に説明する。
(4) A pressure adjustment valve 60 provided in the hydraulic
(Fourth embodiment)
Next, the fourth embodiment will be described focusing on the differences from the third embodiment.
図１３には、図８に代わる第４の実施形態における荷役回生装置の油圧系および電気系の回路図を示す。図１４には、図９に代わる第４の実施形態におけるフローチャートを示す。図１５には、図１２に代わる第４の実施形態におけるタイムチャートを示す。 FIG. 13 shows a circuit diagram of a hydraulic system and an electric system of a cargo handling regeneration device according to a fourth embodiment instead of FIG. FIG. 14 shows a flowchart in a fourth embodiment instead of FIG. In FIG. 15, the time chart in 4th Embodiment which replaces FIG. 12 is shown.
第４の実施形態は、第３の実施形態とは、図１３に示すように図８の圧力調整弁６０を省き、制御方法を変更している。また、発電機２８の出力トルクと油圧モータ２７の出力トルクが等しくなる（発電機出力トルク＝モータ出力トルクとなる）ようなマップとなっている。
The fourth embodiment differs from the third embodiment in that the control method is changed by omitting the pressure regulating valve 60 of FIG. 8 as shown in FIG. Further, the map is such that the output torque of the
図１４において、ステップ１０１〜１０３およびステップ１０８の処理は第３の実施形態（図９）と同じであるので説明は省略する。
制御装置３０はステップ１０３で目標回転数Ｎｔが回転数Ｎｍよりも大きいと、ステップ１５０でコントロールバルブ２４を全開にする。そして、制御装置３０はステップ１０５で現在の回転数Ｎｃを取り込み、ステップ１０６で現在の回転数Ｎｃが図１５のｔ３０のタイミングで最低回転数Ｎｍを超えて目標回転数Ｎｔに達したか否か判定する。制御装置３０は現在の回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｔに達していないとステップ１０５に戻り回生は行わない。制御装置３０は、現在のモータ回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｔに達すると（図１５のｔ３１のタイミング）、図１４のステップ１６０に移行する。制御装置３０はステップ１６０において回生を開始して図１０に示した処理を実行してリフトレバー操作量θ値とリフトシリンダ５の作動油の圧力Ｐ値を取り込み、図１１で示したマップと同様なマップから出力電流値Ｉｔを算出し、この算出した出力電流値Ｉｔとなるようにインバータ２９を制御する。このため、図８の圧力調整弁６０が不要となり、効率も向上する。
In FIG. 14, the processing in
When the target rotational speed Nt is larger than the rotational speed Nm in
以上のように、本実施形態においては圧力調整弁で圧力を損失させる必要がないので効率がよい。
（第５の実施の形態）
次に、第５の実施の形態を、第３の実施の形態との相違点を中心に説明する。
As described above, in the present embodiment, it is not necessary to cause the pressure to be lost by the pressure regulating valve, so that the efficiency is high.
(Fifth embodiment)
Next, the fifth embodiment will be described with a focus on differences from the third embodiment.
本実施形態の油圧系および電気系の構成は図８と同じである。図１６には、図９，１０に代わる第５の実施形態におけるフローチャートを示す。図１７には、図１２に代わる第５の実施形態におけるタイムチャートを示す。本実施形態の油圧系および電気系の構成（図８）において、戻り管路２６に圧力調整弁６０が設けられ、制御装置３０は圧力調整弁６０を制御することができる。また、圧力センサ６１が設けられ、圧力検出手段としての圧力センサ６１によりフォーク６の降下操作時のリフトシリンダ５の作動油の圧力を検出することができる。
The configuration of the hydraulic system and the electrical system of this embodiment is the same as that in FIG. In FIG. 16, the flowchart in 5th Embodiment which replaces FIG. 9,10 is shown. In FIG. 17, the time chart in 5th Embodiment which replaces FIG. 12 is shown. In the configuration of the hydraulic system and the electric system (FIG. 8) of the present embodiment, the pressure adjustment valve 60 is provided in the
図１８に示したごとく、バルブ全開、即ち、コントロールバルブ２４および圧力調整弁６０が全開となるような発電機出力電流値で回生を取ると、バルブ効率はよいが、発電機容量によっては発電機効率が悪くなる。そこで、本実施形態においては、図１９に示すマップにより、即ち、容量の違う発電機を用いた場合にもバルブ効率と発電機効率の積が最大となるような発電機出力電流値に設定している。つまり、リフトレバー操作量θとリフトシリンダ５の作動油の圧力Ｐに対し、バルブ効率と発電機効率の積が最大となるときを動作点とする発電機出力電流マップが予め用意されている。なお、このトルク値はリフトの操作性に問題を与えないトルク値とする。
As shown in FIG. 18, when regeneration is performed with the generator output current value such that the valve is fully opened, that is, the
図１６に示すフローチャートにおいて、制御装置３０はステップ１００，１０１，１０２でリフトレバー操作量θを取り込んでリフトレバー操作量θから目標下降速度ｖｔを設定し、目標下降速度ｖｔから目標回転数Ｎｔを設定する。制御装置３０はステップ１０３で目標回転数Ｎｔが、発電電圧がバッテリ電圧を超えることができる最低の回転数Ｎｍよりも大きいか否か判定する。目標回転数Ｎｔが回転数Ｎｍよりも小さいと、ステップ１０８でコントロールバルブ２４によるリフトレバー１１の降下操作量に応じた流量調整を行う。
In the flowchart shown in FIG. 16, the
そして、制御装置３０はステップ１０３で目標回転数Ｎｔが最低回転数Ｎｍよりも大きいと、ステップ１７０でコントロールバルブ２４を全開にするとともに圧力調整弁６０を全開にする。そして、制御装置３０はステップ１０５で現在の回転数Ｎｃを取り込み、ステップ１０６で現在の回転数Ｎｃが目標回転数Ｎｔに達したか否か判定し、達しないとステップ１０５に戻る。制御装置３０は、図１７のｔ４０のタイミングで最低回転数Ｎｍを超えて図１７のｔ４１のタイミングで目標回転数Ｎｔに達すると、図１６のステップ１８０に移行する。制御装置３０はステップ１８０において、回生制御する。この回生制御においては、図１９のマップを用いてリフトレバー操作量センサ３１によるリフトレバー１１の操作量θおよび圧力センサ６１によるリフトシリンダ５の作動油の圧力Ｐに応じて発電機出力電流を求め、この電流値となるようにインバータ２９のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を制御する。また同時に、油圧モータ２７の回転数が目標回転数Ｎｔを保持するように圧力調整弁６０を制御する（流量は一定のまま）。このようにしてマップを用いた出力電流値の制御および圧力調整弁６０の制御を行ってモータ回転数を目標回転数Ｎｔにする。
When the target rotational speed Nt is larger than the minimum rotational speed Nm in
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）マップは、バルブ効率と発電機効率の積が最大となるときを動作点とするものであるので、バルブ効率も発電機効率もよい動作点で使用することができる。その結果、容量の大小にかかわらず各種の容量の発電機を使用しても効率よく回生することができることとなる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the map has an operating point when the product of the valve efficiency and the generator efficiency is maximized, the map can be used at an operating point with good valve efficiency and generator efficiency. As a result, it is possible to regenerate efficiently even if a generator having various capacities is used regardless of the capacity.
（２）リフトシリンダ５の作動油の戻り管路２６に設けられた圧力調整弁６０と、フォーク６の降下操作時のリフトシリンダ５の作動油の圧力を検出する圧力センサ６１と、を備え、制御手段としての制御装置３０は、コントロールバルブ２４の開度を全開にすると同時に圧力調整弁６０を全開にするように制御し、油圧モータ２７の回転数が目標回転数Ｎｔに達すると、油圧モータ２７の回転数が目標回転数Ｎｔを保持するように圧力調整弁６０を制御する。よって、戻り管路２６に設けた圧力調整弁６０を制御することにより油圧モータ２７の回転数を目標回転数Ｎｔに保持することができる。
(2) a pressure regulating valve 60 provided in the hydraulic
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・図３でのインバータ２９のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４として、ＩＧＢＴに代わり、例えばパワーＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
As the switching elements Q1 to Q4 of the
・図３のインバータ２９のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の制御方法として、ＰＷＭ方式に代わり、例えばＰＡＭ方式（パルス振幅変調方式）でもよい。
・バッテリ１３の端子間電圧を測定する手段を備え、その測定電圧に応じてバッテリ電圧を超えることができる最低回転数Ｎｍを都度変更してもよい。
As a control method of the switching elements Q1 to Q4 of the
A means for measuring the voltage between the terminals of the
・油圧モータ回転数検出手段としての回転数センサは油圧モータ２７の回転数と永久磁石式発電機２８の回転数どちらの回転数を検出してもよい。油圧モータ２７と永久磁石式発電機２８が所定の減速比で連結されている場合はその減速比を考慮すればよい。
The rotational speed sensor as the hydraulic motor rotational speed detection means may detect either the rotational speed of the
・トランス５２の巻線比は１：１でなくてもよい。その場合、バッテリ電圧を超えることができる最低回転数Ｎｍは、巻線比を考慮して設定すればよい。
-The turns ratio of the
５…リフトシリンダ、１１…リフトレバー、１３…バッテリ、２１…供給管路、２３…油圧ポンプ、２４…コントロールバルブ、２５…電動機、２６…戻り管路、２７…油圧モータ、２８…永久磁石式発電機、２９…インバータ、３０…制御装置、３１…リフトレバー操作量検出センサ、３２…回転数センサ、６０…圧力調整弁、６１…圧力センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
作動油の供給により伸長動作して前記フォークを上昇させるリフトシリンダと、
前記リフトシリンダへの作動油の供給管路に設けられたコントロールバルブと、
前記供給管路に設けられた油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動して前記リフトシリンダに作動油を供給する電動機と、
前記リフトシリンダの作動油の戻り管路に設けられ、作動油の通過により回転駆動する油圧モータと、
前記油圧モータの回転駆動に伴い発電する永久磁石式発電機と、
前記永久磁石式発電機の発電により発生した交流電流を直流電流に変換するインバータと、
前記インバータによる直流電流にて充電されるバッテリと、
前記油圧モータの回転数を検出する油圧モータ回転数検出手段と、
前記リフトレバーの操作量を検出するリフトレバー操作量検出手段と、
前記リフトレバーによる前記フォークの降下操作に伴い前記リフトシリンダの作動油を前記コントロールバルブを介して戻すときにおいて、前記リフトレバー操作量検出手段による前記リフトレバーの操作量に応じた前記油圧モータの目標回転数が前記永久磁石式発電機の発電電圧がバッテリ電圧を超えることができる最低回転数よりも大きいか否か判定する判定手段と、
前記判定手段により前記目標回転数が前記最低回転数よりも大きいと判定されたときに、前記コントロールバルブの開度を全開にするとともに、前記油圧モータ回転数検出手段による油圧モータの回転数が少なくとも前記最低回転数に達するまで回生を開始せず、回生開始後は前記油圧モータの回転数が前記目標回転数になるように前記インバータを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするフォークリフトの荷役回生装置。 A lift lever for raising and lowering the fork;
A lift cylinder that elongates to raise the fork by supplying hydraulic oil;
A control valve provided in a hydraulic oil supply line to the lift cylinder;
A hydraulic pump provided in the supply line;
An electric motor that drives the hydraulic pump to supply hydraulic oil to the lift cylinder;
A hydraulic motor that is provided in a return conduit for the hydraulic oil of the lift cylinder and that is rotationally driven by the passage of the hydraulic oil;
A permanent magnet generator that generates electric power in accordance with the rotational drive of the hydraulic motor;
An inverter that converts alternating current generated by power generation of the permanent magnet generator into direct current;
A battery charged with a direct current by the inverter;
Hydraulic motor rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the hydraulic motor;
Lift lever operation amount detection means for detecting the operation amount of the lift lever;
The hydraulic motor target according to the amount of operation of the lift lever by the lift lever operation amount detecting means when returning the hydraulic oil of the lift cylinder through the control valve in accordance with the lowering operation of the fork by the lift lever. Determining means for determining whether the rotational speed is greater than the minimum rotational speed at which the generated voltage of the permanent magnet generator can exceed the battery voltage;
When the determination means determines that the target rotational speed is greater than the minimum rotational speed, the control valve is fully opened, and the hydraulic motor rotational speed detection means by the hydraulic motor rotational speed detection means is at least Control means for controlling the inverter so that the rotational speed of the hydraulic motor becomes the target rotational speed without starting regeneration until the minimum rotational speed is reached;
A forklift cargo handling regenerative device comprising:
前記インバータの制御は、マップを用いて前記リフトレバー操作量検出手段による前記リフトレバーの操作量および前記圧力検出手段による前記リフトシリンダの作動油の圧力に応じた制御であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフォークリフトの荷役回生装置。 Pressure detecting means for detecting the pressure of hydraulic oil in the lift cylinder when the fork is lowered;
The control of the inverter is control according to the amount of operation of the lift lever by the lift lever operation amount detection means and the pressure of hydraulic oil in the lift cylinder by the pressure detection means using a map. Item 4. The forklift cargo recovery device according to any one of Items 1 to 3.
前記制御手段は、前記コントロールバルブの開度を全開にすると同時に前記圧力調整弁を全開にするように制御し、前記油圧モータ回転数検出手段による油圧モータの回転数が前記目標回転数に達すると、前記油圧モータの回転数が前記目標回転数を保持するように前記圧力調整弁を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のフォークリフトの荷役回生装置。 A pressure regulating valve provided in the return line of the hydraulic fluid of the lift cylinder;
The control means performs control so that the opening of the control valve is fully opened and at the same time the pressure adjustment valve is fully opened, and when the rotational speed of the hydraulic motor by the hydraulic motor rotational speed detection means reaches the target rotational speed The forklift cargo handling regenerative device according to any one of claims 1 to 6, wherein the pressure regulating valve is controlled such that the rotational speed of the hydraulic motor maintains the target rotational speed.
前記フォークの降下操作時の前記リフトシリンダの作動油の圧力を検出する圧力検出手段と、
を更に備え、
前記制御手段は、前記コントロールバルブの開度を全開にすると同時に前記圧力調整弁を全開にするように制御し、前記油圧モータ回転数検出手段による油圧モータの回転数が前記最低回転数に達すると回生を開始してマップを用いて前記リフトレバーの操作量および前記圧力検出手段による前記リフトシリンダの作動油の圧力に応じて前記インバータを制御し、前記油圧モータ回転数検出手段による油圧モータの回転数が前記目標回転数に達すると、前記油圧モータの回転数が前記目標回転数を保持するように前記圧力調整弁を制御することを特徴とする請求項１に記載のフォークリフトの荷役回生装置。 A pressure regulating valve provided in a return line of hydraulic oil of the lift cylinder;
Pressure detecting means for detecting the pressure of hydraulic oil in the lift cylinder at the time of lowering the fork;
Further comprising
The control means performs control so that the opening of the control valve is fully opened and at the same time the pressure adjustment valve is fully opened, and when the rotational speed of the hydraulic motor by the hydraulic motor rotational speed detection means reaches the minimum rotational speed. The inverter is controlled according to the amount of operation of the lift lever and the pressure of the hydraulic oil in the lift cylinder by the pressure detection means using the map by starting regeneration, and the rotation of the hydraulic motor by the hydraulic motor rotation speed detection means 2. The forklift cargo recovery device according to claim 1, wherein when the number reaches the target rotational speed, the pressure regulating valve is controlled such that the rotational speed of the hydraulic motor maintains the target rotational speed.
前記制御手段は、前記コントロールバルブの開度を全開にすると同時に前記圧力調整弁を全開にするように制御し、前記油圧モータ回転数検出手段による油圧モータの回転数が前記目標回転数に達すると、前記油圧モータの回転数が前記目標回転数を保持するように前記圧力調整弁を制御することを特徴とする請求項９に記載のフォークリフトの荷役回生装置。 A pressure regulating valve provided in the return line of the hydraulic fluid of the lift cylinder;
The control means performs control so that the opening of the control valve is fully opened and at the same time the pressure adjustment valve is fully opened, and when the rotational speed of the hydraulic motor by the hydraulic motor rotational speed detection means reaches the target rotational speed The forklift cargo recovery device according to claim 9, wherein the pressure regulating valve is controlled so that a rotation speed of the hydraulic motor maintains the target rotation speed.
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