JP2010208828A

JP2010208828A - 荷役車両

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Publication number: JP2010208828A
Application number: JP2009058589A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Yamada; 和俊山田; Takayuki Hirayama; 喬之平山
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2010-09-24
Anticipated expiration: 2029-03-11
Also published as: JP5453857B2

Abstract

【課題】荷役ポンプ用電動機の過剰な運転を防止し、消費エネルギーを十分に節約することができる荷役車両を提供する。
【解決手段】フォークリフト１のコントローラ２７は、リフトレバー操作角センサ３０、ティルトレバー操作角センサ３１及びアタッチメントレバー操作角センサ３２の計測値に基づいて、リフト動作、ティルト動作及びアタッチメント動作に必要な作動油量をそれぞれ求め、各必要作動油量を積算して荷役動作に必要な総作動油量を求め、その総作動油量に応じて荷役モータ２８を駆動する。このとき、リフトレバー操作角センサ３０、ティルトレバー操作角センサ３１、荷重センサ３３及びティルト角センサ３４の計測値に基づいて、リフトレバー及びティルトレバーの操作が無効であることが検出されたときは、リフト動作及びティルト動作に必要な作動油量をゼロとする。
【選択図】図３

Description

本発明は、荷役装置を備えたフォークリフト等の荷役車両に関するものである。

従来の荷役車両としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載の荷役車両は、操作レバーが操作されたときに、荷役ポンプの吐出圧力を検出し、荷役ポンプの吐出圧力がリリーフ弁のリリーフ設定圧力を越えない目標圧力となるようなチョッパ導通率を決定し、このチョッパ導通率に応じて荷役ポンプを駆動する電動機を制御するというものである。

特開平６−３０５６９９号公報

しかしながら、上記従来技術のように、操作レバーが操作されたときに、荷役ポンプの吐出圧力がリリーフ弁のリリーフ設定圧力を越えないように荷役ポンプ用電動機を制御するだけでは、荷役ポンプ用電動機が過剰に運転され、電気エネルギーが無駄に消費されることがある。

本発明の目的は、荷役ポンプ用電動機の過剰な運転を防止し、消費エネルギーを十分に節約することができる荷役車両を提供することである。

本発明は、電動機により駆動される荷役ポンプからの作動油により作動する荷役装置と、荷役装置の作動操作を行うための荷役操作手段とを備えた荷役車両において、荷役操作手段の操作量を検出する荷役操作量検出手段と、荷役操作量検出手段により検出された荷役操作手段の操作量に基づいて、荷役装置を作動させるための作動油の必要油量を求める必要油量演算手段と、必要油量演算手段により求めた作動油の必要油量に応じて電動機を制御する制御手段とを備えることを特徴とするものである。

このように本発明の荷役車両においては、荷役操作手段の操作量に基づいて、荷役装置を動作させるための作動油の必要油量を求め、その作動油の必要油量に応じて、荷役ポンプを駆動する電動機を制御することにより、荷役ポンプから必要以上に多くの作動油を吐出させることが無い。これにより、荷役ポンプ用電動機の過剰な運転が防止され、省エネルギー化に十分寄与することができる。

好ましくは、荷役装置の作動状態を検出する荷役状態検出手段と、荷役操作量検出手段により荷役操作手段の操作が検出されたにもかかわらず、荷役状態検出手段により荷役装置の作動が可能と検出されないときに、荷役操作手段の操作を無効と判断する操作無効判断手段とを更に備え、必要油量演算手段は、操作無効判断手段により荷役操作手段の操作が無効と判断されたときは、作動油の必要油量をゼロとする。

荷役装置の作動部がエンド位置に達すると、荷役操作手段が操作されていても、荷役装置は作動しない状態となる。この状態でも、荷役操作手段が操作されているため、荷役ポンプ用電動機の運転が継続されることになる。しかし、荷役装置が作動しない状態で荷役操作手段が操作され続けると、荷役ポンプ用電動機の運転は全く無駄となってしまう。そこで、荷役操作手段の操作が検出されたにもかかわらず、荷役装置の作動が可能と検出されないときには、荷役操作手段の操作を無効と判断し、作動油の必要油量をゼロとすることにより、荷役ポンプ用電動機の運転が必要最小限に抑えられるため、荷役ポンプ用電動機の過剰な運転をより一層防止することができる。

また、好ましくは、荷役装置を駆動する油圧アクチュエータと荷役ポンプとの間に接続され、油圧アクチュエータを制御する電磁制御弁を更に備え、必要油量演算手段は、荷役操作手段の操作量と電磁制御弁に対する電流値との関係を表す第１マップデータを用いて、荷役操作手段の操作量に応じた電磁制御弁に対する電流値を求める手段と、電磁制御弁に対する電流値と作動油の必要油量との関係を表す第２マップデータを用いて、電磁制御弁に対する電流値に応じた作動油の必要油量を求める手段とを有する。

荷役操作手段として例えばミニレバーやジョイスティックを使用している荷役車両においては、荷役操作手段の操作量を検出し、その検出値に応じて電磁制御弁のスプールを電気的に動かす。このような荷役車両では、まず予め設定された第１マップデータを用いて、荷役操作手段の操作量に応じた電磁制御弁に対する電流値を求め、続いて予め設定された第２マップデータを用いて、電磁制御弁に対する電流値に応じた作動油の必要油量を求めることで、荷役装置を動作させるための作動油の必要油量を容易に求めることができる。また、第１マップデータ及び第２マップデータを変えるだけで、荷役操作手段の操作量に応じた作動油の必要油量が変更可能となるため、作動油の必要油量のチューニングも容易に行うことができる。

また、必要油量演算手段は、荷役操作手段の操作量と作動油の必要油量との関係を表すマップデータを用いて、荷役操作手段の操作量に応じた作動油の必要油量を求める手段を有していても良い。

荷役操作手段として例えばカウルレバーを使用している荷役車両においては、荷役操作手段の操作量に連動して弁のスプールが機械的に動かされる。このような荷役車両では、予め設定されたマップデータを用いて、荷役操作手段の操作量に応じた作動油の必要油量を求めることで、荷役装置を動作させるための作動油の必要油量を容易に求めることができる。また、マップデータを変えるだけで、荷役操作手段の操作量に応じた作動油の必要油量が変更可能となるため、作動油の必要油量のチューニングも容易に行うことができる。

さらに、好ましくは、荷役装置は、荷物を保持する荷物保持部材と、荷物保持部材を昇降自在に支持するマストと、荷物保持部材をマストに沿って昇降させる昇降手段と、マストを前後傾させる前後傾手段とを有し、荷役操作手段は、昇降手段の作動操作を行うための昇降操作手段と、前後傾手段の作動操作を行うための前後傾操作手段とを有し、荷役操作量検出手段は、昇降操作手段の操作量を検出する昇降操作量検出手段と、前後傾操作手段の操作量を検出する前後傾操作量検出手段とを有し、必要油量演算手段は、昇降操作手段の操作量に基づいて、昇降手段を作動させるための作動油の必要油量を求める手段と、前後傾操作手段の操作量に基づいて、前後傾手段を作動させるための作動油の必要油量を求める手段と、各作動油の必要油量を積算する手段とを有する。

このような構成では、昇降操作手段及び前後傾操作手段が同時に操作されるときは、昇降手段を動作させるための作動油の必要油量と前後傾手段を動作させるための作動油の必要油量とを積算し、その必要油量の合計値に応じて荷役ポンプ用電動機を制御する。従って、昇降操作手段及び前後傾操作手段を同時に操作する場合でも、荷役ポンプ用電動機の過剰な運転を確実に防止することができる。

本発明によれば、荷役ポンプ用電動機の過剰な運転を防止できるので、消費エネルギーを十分に節約し、省エネに対する貢献度を高めることが可能となる。

本発明に係わる荷役車両の一実施形態としてバッテリ式のフォークリフトを示す側面図である。図１に示した荷役装置の駆動系を示す概略構成図である。図２に示した荷役モータ等の制御系を示すブロック図である。図３に示したリフト操作無効検出部による処理手順の詳細を示すフローチャートである。図３に示したティルト操作無効検出部による処理手順の詳細を示すフローチャートである。リフトレバーの操作角とリフト弁のソレノイドに対する電流量との関係を表すマップデータの一例を示す図である。図３に示したリフト必要油量算出部による処理手順の詳細を示すフローチャートである。リフト弁、ティルト弁及びアタッチメント弁のソレノイドに対する電流量とリフト動作、ティルト動作及びアタッチメント動作に必要な作動油量との関係を表すマップデータの一例を示す図である。リフト弁のソレノイドに対する電流量とリフト動作に必要な作動油量との関係を表すマップデータの他の例を示す図である。図３に示したティルト必要油量算出部による処理手順の詳細を示すフローチャートである。荷役動作に必要な総作動油量と荷役モータの目標回転速度との関係を表すマップデータの一例を示す図である。本発明に係わる荷役車両の他の実施形態における荷役モータ等の制御系を示すブロック図である。本発明に係わる荷役車両の更に他の実施形態における荷役モータの制御系を示すブロック図である。リフトレバー、ティルトレバー及びアタッチメントレバーの操作角とリフト動作、ティルト動作及びアタッチメント動作に必要な作動油量との関係を表すマップデータの一例を示す図である。

以下、本発明に係わる荷役車両の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係わる荷役車両の一実施形態としてバッテリ式のフォークリフトを示す側面図である。同図において、本実施形態のフォークリフト１は、４つの車輪２ａを有する走行装置２と、この走行装置２の前部に搭載された荷役装置３とを備えている。４つの車輪２ａのうち駆動輪（前輪）は、電動式の走行モータ（図示せず）により回転駆動される。

荷役装置３は、走行装置２の車体フレーム４の前部に立設されたマスト５を有し、このマスト５には、荷物を積載する荷物保持部材である１対のフォーク６がリフトブラケット７を介して昇降自在に支持されている。

マスト５の後部には、フォーク６をマスト５に沿って昇降動作させる油圧式リフトシリンダ８と、車体フレーム４に対してマスト５を前後傾動作させる１対の油圧式ティルトシリンダ９とが配設されている。マスト５の上端部にはチェーンホイール１０が取り付けられ、このチェーンホイール１０にはチェーン１１が巻き掛けられている。チェーン１１の一端はリフトシリンダ８に連結され、チェーン１０の他端はリフトブラケット７に連結されている。

また、荷役装置３は、アタッチメントを動作させる油圧式アタッチメントシリンダ１２（図２参照）を有している。アタッチメントとしては、例えば各フォーク６の左右位置を調整するサイドシフトや、各フォーク６間の間隔を調整するフォークシフター等が挙げられる。

走行装置２の運転室１３には、運転席１４と、ハンドル１５と、走行装置及び荷役装置の駆動操作を行うための操作レバー類と、走行装置２の加減速や制動等の操作を行うためのペダル類と、計器類等（図示せず）とが配置されている。

荷役装置用の操作レバー類としては、リフトレバー１６、ティルトレバー１７（図２参照）及びアタッチメントレバー１８（図２参照）がある。リフトレバー１６は、フォーク６を昇降させるための操作レバーである。ティルトレバー１７は、マスト５を前後傾させるための操作レバーである。アタッチメントレバー１８は、アタッチメントを動作させるための操作レバーである。これらのレバー１６〜１８は、ミニレバーまたはジョイスティックで構成され、アームレスト１９に設けられている。

図２は、荷役装置３の駆動系を示す概略構成図である。同図において、走行装置２には、作動油を貯留するタンク２０と、このタンク２０内の作動油を吸い上げてリフトシリンダ８、ティルトシリンダ９及びアタッチメントシリンダ１２に供給する荷役ポンプ２１と、これらのタンク２０、荷役ポンプ２１、リフトシリンダ８、ティルトシリンダ９及びアタッチメントシリンダ１２と配管を介して接続されたコントロールバルブユニット２２とが設けられている。

コントロールバルブユニット２２は、リフト弁２３と、ティルト弁２４と、アタッチメント弁２５と、リリーフ弁２６とを有している。リフト弁２３、ティルト弁２４及びアタッチメント弁２５は、１対のソレノイドを有する電磁制御弁である。

リフト弁２３、ティルト弁２４及びアタッチメント弁２５は、コントローラ２７によって制御される。リフト弁２３は、コントローラ２７からの駆動信号に応じて、タンク２０及び荷役ポンプ２１とリフトシリンダ８との間で作動油の流れる方向を切り替える。ティルト弁２４は、コントローラ２７からの駆動信号に応じて、タンク２０及び荷役ポンプ２１とティルトシリンダ９との間で作動油の流れる方向を切り替える。アタッチメント弁２５は、コントローラ２７からの駆動信号に応じて、タンク２０及び荷役ポンプ２１とアタッチメントシリンダ１２との間で作動油の流れる方向を切り替える。

リリーフ弁２６は、荷役ポンプ２１の吐出圧がリリーフ設定圧以上になると、荷役ポンプ２１から吐出された作動油を強制的にタンク２０に戻すバルブである。

荷役ポンプ２１は、電動式の荷役モータ２８によって駆動される。荷役モータ２８は荷役モータ駆動部２９により回転駆動され、その荷役モータ駆動部２９はコントローラ２７により制御される。

図３は、荷役モータ２８等の制御系を示すブロック図である。同図において、コントローラ２７には、上記のリフト弁２３、ティルト弁２４、アタッチメント弁２５及び荷役モータ駆動部２９の他に、リフトレバー操作角センサ３０、ティルトレバー操作角センサ３１、アタッチメントレバー操作角センサ３２、荷重センサ３３、ティルト角センサ３４が接続されている。

リフトレバー操作角センサ３０は、リフトレバー１６の操作角を計測するセンサであり、ティルトレバー操作角センサ３１は、ティルトレバー１７の操作角を計測するセンサであり、アタッチメントレバー操作角センサ３２は、アタッチメントレバー１８の操作角を計測するセンサである。荷重センサ３３は、リフトシリンダ８にかかる荷重（リフトシリンダ８内の油圧）を計測するセンサである。ティルト角センサ３４は、マスト５の傾斜角（ティルト角）を計測するセンサである。

コントローラ２７は、リフトレバー操作角検出部３５と、ティルトレバー操作角検出部３６と、アタッチメントレバー操作角検出部３７と、リフト操作無効検出部３８と、ティルト操作無効検出部３９と、リフトソレノイド電流量算出部４０と、ティルトソレノイド電流量算出部４１と、アタッチメントソレノイド電流量算出部４２と、リフトソレノイド駆動部４３と、ティルトソレノイド駆動部４４と、アタッチメントソレノイド駆動部４５と、リフト必要油量算出部４６と、ティルト必要油量算出部４７と、アタッチメント必要油量算出部４８と、荷役必要油量算出部４９と、荷役モータ目標回転速度算出部５０とを有している。

リフトレバー操作角検出部３５は、リフトレバー操作角センサ３０の計測値からリフトレバー１６の操作角を検出する。ティルトレバー操作角検出部３６は、ティルトレバー操作角センサ３１の計測値からティルトレバー１７の操作角を検出する。アタッチメントレバー操作角検出部３７は、アタッチメントレバー操作角センサ３２の計測値からアタッチメントレバー１８の操作角を検出する。

リフト操作無効検出部３８は、リフトレバー操作角検出部３５で検出されたリフトレバー１６の操作角と荷重センサ３３の計測値とに基づいて、リフトレバー１６の操作が無効であるかどうかを検出する。リフト操作無効検出部３８による処理手順の詳細を図４に示す。

図４において、まずリフトレバー１６の操作角が中立位置相当でないかどうかを判定し（手順Ｓ１０１）、リフトレバー１６の操作角が中立位置相当であるときは、リフトレバー１６の操作が無効でないと判断する（手順Ｓ１０２）。

リフトレバー１６の操作角が中立位置相当でないときは、リフトレバー１６の操作角が上昇操作に相当するかどうかを判定し（手順Ｓ１０３）、リフトレバー１６の操作角が上昇操作に相当するときは、荷重センサ３３の計測値が上昇エンド判定閾値以上でないかどうかを判定する（手順Ｓ１０４）。上昇エンド判定閾値は、リフトシリンダ８がほぼ上昇側ストロークエンド位置にあるときの荷重（圧力）に相当する値である。

荷重センサ３３の計測値が上昇エンド判定閾値以上でないときは、リフトレバー１６の上昇操作が無効でないと判断する（手順Ｓ１０５）。荷重センサ３３の計測値が上昇エンド判定閾値以上であるときは、リフトレバー１６を上昇操作してもフォーク６の上昇動作（リフト上昇動作）がそれ以上行われないとして、リフトレバー１６の上昇操作が無効であると判断する（手順Ｓ１０６）。

手順Ｓ１０３においてリフトレバー１６の操作角が上昇操作に相当しない、言い換えるとリフトレバー１６の操作角が下降操作に相当すると判定されたときは、荷重センサ３３の計測値が下降エンド判定閾値以下でないかどうかを判定する（手順Ｓ１０７）。下降エンド判定閾値は、リフトシリンダ８がほぼ下降側ストロークエンド位置にあるときの荷重（圧力）に相当する値である。

荷重センサ３３の計測値が下降エンド判定閾値以下でないときは、リフトレバー１６の下降操作が無効でないと判断する（手順Ｓ１０８）。荷重センサ３３の計測値が下降エンド判定閾値以下であるときは、リフトレバー１６を下降操作してもフォーク６の下降動作（リフト下降動作）がそれ以上行われないとして、リフトレバー１６の下降操作が無効であると判断する（手順Ｓ１０９）。

なお、上昇エンド判定閾値としては、上記のものに限られず、例えば機種毎の最大許容荷重相当値としても良い。この場合には、機種毎に、許容荷重を越えたリフト上昇が防止されるため、フォーク６への過積載を防ぐことができる。

図３に戻り、ティルト操作無効検出部３９は、ティルトレバー操作角検出部３６で検出されたティルトレバー１７の操作角とティルト角センサ３４の計測値とに基づいて、ティルトレバー１７の操作が無効であるかどうかを検出する。ティルト操作無効検出部３９による処理手順の詳細を図５に示す。

図５において、まずティルトレバー１７の操作角が中立位置相当でないかどうかを判定し（手順Ｓ１１１）、ティルトレバー１７の操作角が中立位置相当であるときは、ティルトレバー１７の操作が無効でないと判断する（手順Ｓ１１２）。

ティルトレバー１７の操作角が中立位置相当でないときは、ティルトレバー１７の操作角が後傾操作に相当するかどうかを判定し（手順Ｓ１１３）、ティルトレバー１７の操作角が後傾操作に相当するときは、ティルト角センサ３４の計測値が後傾エンド判定閾値よりも前傾側であるかどうかを判定する（手順Ｓ１１４）。後傾エンド判定閾値は、ティルトシリンダ９がほぼ後傾側ストロークエンド位置にあるときのティルト角に相当する値である。

ティルト角センサ３４の計測値が後傾エンド判定閾値よりも前傾側であるときは、ティルトレバー１７の後傾操作が無効でないと判断する（手順Ｓ１１５）。ティルト角センサ３４の計測値が後傾エンド判定閾値よりも前傾側でないときは、ティルトレバー１７を後傾操作してもマスト５の後傾動作（マスト後傾動作）がそれ以上行われないとして、ティルトレバー１７の後傾操作が無効であると判断する（手順Ｓ１１６）。

手順Ｓ１１３においてティルトレバー１７の操作角が後傾操作に相当しない、言い換えるとティルトレバー１７の操作角が前傾操作に相当すると判定されたときは、ティルト角センサ３４の計測値が前傾エンド判定閾値よりも後傾側であるかどうかを判定する（手順Ｓ１１７）。前傾エンド判定閾値は、ティルトシリンダ８がほぼ前傾側ストロークエンド位置にあるときのティルト角に相当する値である。

ティルト角センサ３４の計測値が前傾エンド判定閾値よりも後傾側であるときは、ティルトレバー１７の前傾操作が無効でないと判断する（手順Ｓ１１８）。ティルト角センサ３４の計測値が前傾エンド判定閾値よりも後傾側でないときは、ティルトレバー１７を前傾操作してもマスト５の前傾動作（マスト前傾動作）がそれ以上行われないとして、ティルトレバー１７の前傾操作が無効であると判断する（手順Ｓ１１９）。

図３に戻り、リフトソレノイド電流量算出部４０は、リフトレバー操作角検出部３５で検出されたリフトレバー１６の操作角から、リフト弁２３のソレノイドに供給される電流量を算出する。

具体的には、リフトソレノイド電流量算出部４０は、図６に示すようなマップデータを用いて、リフト弁２３のソレノイドに供給される電流量を求める。図６に示すマップデータは、リフトレバー１６の操作角とリフト弁２３のソレノイドに対する電流量との関係を表したものであり、リフトレバー１６の上昇側操作角が大きくなると、リフト弁２３の上昇側ソレノイドに対する電流量が大きくなり、リフトレバー１６の下降側操作角が大きくなると、リフト弁２３の下降側ソレノイドに対する電流量が大きくなるように設定されている。なお、かかるマップデータは、必要に応じて任意に変更することができる。

ティルトソレノイド電流量算出部４１は、ティルトレバー操作角検出部３６で検出されたティルトレバー１７の操作角から、ティルト弁２４のソレノイドに供給される電流量を算出する。ティルトソレノイド電流量算出部４１は、リフトソレノイド電流量算出部４０と同様に、予め設定されたマップデータ（図示せず）を用いて、ティルト弁２４のソレノイドに供給される電流量を求める。

アタッチメントソレノイド電流量算出部４２は、アタッチメントレバー操作角検出部３７で検出されたアタッチメントレバー１８の操作角から、アタッチメント弁２５のソレノイドに供給される電流量を算出する。アタッチメントソレノイド電流量算出部４２は、リフトソレノイド電流量算出部４０と同様に、予め設定されたマップデータ（図示せず）を用いて、アタッチメント弁２５のソレノイドに供給される電流量を求める。

リフトソレノイド駆動部４３は、リフトソレノイド電流量算出部４０で得られた電流値を駆動信号としてリフト弁２３のソレノイドに送出する。

ここで、リフト弁２３の上昇側ソレノイドに電流が供給されると、リフト弁２３のスプールが荷役ポンプ２１から供給されるパイロット圧により中立位置から一方の開位置に移動し、荷役ポンプ２１からの作動油がリフト弁２３を介してリフトシリンダ８に供給されることで、リフトシリンダ８が伸長し、これに伴ってフォーク６が上昇する。リフト弁２３の下降側ソレノイドに電流が供給されると、リフト弁２３のスプールが荷役ポンプ２１から供給されるパイロット圧により中立位置から他方の開位置に移動し、フォーク６の自重によってリフトシリンダ８内の作動油がリフト弁２３を介してタンク２０にドレインされることで、リフトシリンダ８が収縮し、これに伴ってフォーク６が下降する。つまり、フォーク６を下降させるときは、パイロット圧分以上に荷役ポンプ２１を駆動させる必要が無い。

ティルトソレノイド駆動部４４は、ティルトソレノイド電流量算出部４１で得られた電流値を駆動信号としてティルト弁２４のソレノイドに送出する。

ここで、ティルト弁２４の前傾側ソレノイドに電流が供給されると、ティルト弁２４のスプールが荷役ポンプ２１から供給されるパイロット圧により中立位置から一方の開位置に移動し、荷役ポンプ２１からの作動油がティルト弁２４を介してティルトシリンダ９の一方の油圧室に供給されることで、ティルトシリンダ９が伸長し、これに伴ってマスト５が前傾する。ティルト弁２４の後傾側ソレノイドに電流が供給されると、ティルト弁２４のスプールが荷役ポンプ２１から供給されるパイロット圧により中立位置から他方の開位置に移動し、荷役ポンプ２１からの作動油がティルト弁２４を介してティルトシリンダ９の他方の油圧室に供給されることで、ティルトシリンダ９が収縮し、これに伴ってマスト５が後傾する。

アタッチメントソレノイド駆動部４５は、アタッチメントソレノイド電流量算出部４２で得られた電流値を駆動信号としてアタッチメント弁２５のソレノイドに送出する。なお、アタッチメント弁２５及びアタッチメントシリンダ１２の具体的動作については、説明を省略する。

リフト必要油量算出部４６は、リフト操作無効検出部３８による検出結果とリフトソレノイド電流量算出部４０で得られた電流量とに基づいて、フォーク６の昇降動作（リフト動作）に必要な作動油量を算出する。リフト必要油量算出部４６による処理手順の詳細を図７に示す。

図７において、まずリフト操作無効検出部３８によりリフトレバー１６の操作が無効でないかどうかを判定し（手順Ｓ１２１）、リフトレバー１６の操作が無効でないときは、リフトソレノイド電流量算出部４０で得られた電流量から、リフト動作に必要な作動油量を求める（手順Ｓ１２２）。

具体的には、図８（ａ）に示すようなマップデータを用いて、リフト動作に必要な作動油量を求める。図８（ａ）に示すマップデータは、リフト弁２３のソレノイドに対する電流量とリフト動作に必要な作動油量との関係を表したものであり、リフト上昇側については、リフト弁２３のソレノイドに対する電流量が増加すると、リフト動作に必要な作動油量が多くなるように設定されている。フォーク６の下降時には、上述したようにフォーク６の自重により作動油をドレインさせるため、リフト下降側については、リフト弁２３のスプールを動かすためのパイロット圧分だけ作動油量を必要とする。

なお、リフト弁２３のソレノイドに対する電流量とリフト動作に必要な作動油量との関係を表すマップデータとしては、図８（ａ）に示すような曲線状には限られず、図９（ａ）に示すような直線状であっても良いし、図９（ｂ）に示すような折れ線状であっても良く、必要に応じて適宜変えることができる。

図７の手順Ｓ１２１においてリフトレバー１６の操作が無効であると判定されたときは、リフト動作に必要な作動油量を無条件にゼロとする（手順Ｓ１２３）。

図３に戻り、ティルト必要油量算出部４７は、ティルト操作無効検出部３９による検出結果とティルトソレノイド電流量算出部４１で得られた電流量とに基づいて、マスト５の前後傾動作（ティルト動作）に必要な作動油量を算出する。ティルト必要油量算出部４７による処理手順の詳細を図１０に示す。

図１０において、まずティルト操作無効検出部３９によりティルトレバー１７の操作が無効でないかどうかを判定し（手順Ｓ１３１）、ティルトレバー１７の操作が無効でないときは、ティルトソレノイド電流量算出部４１で得られた電流量から、ティルト動作に必要な作動油量を求める（手順Ｓ１３２）。

具体的には、図８（ｂ）に示すようなマップデータを用いて、ティルト動作に必要な作動油量を求める。図８（ｂ）に示すマップデータは、ティルト弁２４のソレノイドに対する電流量とティルト動作に必要な作動油量との関係を表したものであり、ティルト弁２４のソレノイドに対する電流量が増加すると、ティルト動作に必要な作動油量が多くなるように設定されている。前傾側の必要作動油量が後傾側の必要作動油量よりも僅かに多いのは、ティルトシリンダ９において前傾側の油圧室がピストンを伸長させる側（ピストンロッドが無い側）であることによる。なお、かかるマップデータも、必要に応じて適宜変えることができる。

図１０の手順Ｓ１３１においてティルトレバー１７の操作が無効であると判定されたときは、ティルト動作に必要な作動油量を無条件にゼロとする（手順Ｓ１３３）。

図３に戻り、アタッチメント必要油量算出部４８は、アタッチメントソレノイド電流量算出部４２で得られた電流量から、アタッチメント動作に必要な作動油量を算出する。具体的には、アタッチメント必要油量算出部４８は、図８（ｃ）に示すようなマップデータを用いて、アタッチメント動作に必要な作動油量を求める。図８（ｃ）に示すマップデータは、アタッチメント弁２５のソレノイドに対する電流量とアタッチメント動作に必要な作動油量との関係を表したものであり、アタッチメント弁２５のソレノイドに対する電流量が増加すると、アタッチメント動作に必要な作動油量が多くなるように設定されている。なお、かかるマップデータも、必要に応じて適宜変えることができる。

荷役必要油量算出部４９は、リフト必要油量算出部４６で得られたリフト動作に必要な作動油量と、ティルト必要油量算出部４７で得られたティルト動作に必要な作動油量と、アタッチメント必要油量算出部４８で得られたアタッチメント動作に必要な作動油量とを積算することにより、荷役動作に必要な総作動油量を算出する。

荷役モータ目標回転速度算出部５０は、図１１に示すようなマップデータを用いて、荷役必要油量算出部４９で得られた荷役動作に必要な総作動油量に応じた荷役モータ２８の目標回転速度を算出し、その目標回転速度データを荷役モータ駆動部２９に送出する。

すると、荷役モータ駆動部２９は、荷役モータ２８の回転速度が当該目標回転速度となるように荷役モータ２８を制御する。このとき、リフトレバー１６、ティルトレバー１７及びアタッチメントレバー１８のうち複数のレバーを同時に操作しても、荷役モータ２８の能力範囲内であれば、荷役速度を低下させることは無い。

なお、リフトレバー１６及びティルトレバー１７の操作の無効が所定時間連続して検出されるまでは、リフトレバー１６及びティルトレバー１７の操作に応じて荷役モータ２８を駆動しても良い。この場合には、例えばノイズ等により荷重センサ３３やティルト角センサ３４の計測値が瞬間的に変動したためにリフトシリンダ８及びティルトシリンダ９がストロークエンド位置にあると誤検出されても、リフト動作やティルト動作を妨げることが無い。

以上において、リフトレバー１６、ティルトレバー１７及びアタッチメントレバー１８は、荷役装置３の作動操作を行うための荷役操作手段を構成する。リフトレバー操作角センサ３０、ティルトレバー操作角センサ３１、アタッチメントレバー操作角センサ３２、コントローラ２７のリフトレバー操作角検出部３５、ティルトレバー操作角検出部３６及びアタッチメントレバー操作角検出部３７は、荷役操作手段の操作量を検出する荷役操作量検出手段を構成する。コントローラ２７のリフトソレノイド電流量算出部４０、ティルトソレノイド電流量算出部４１、アタッチメントソレノイド電流量算出部４２、リフト必要油量算出部４６、ティルト必要油量算出部４７、アタッチメント必要油量算出部４８及び荷役必要油量算出部４９は、荷役操作量検出手段により検出された荷役操作手段の操作量に基づいて、荷役装置３を作動させるための作動油の必要油量を求める必要油量演算手段を構成する。コントローラ２７の荷役モータ目標回転速度算出部５０、荷役モータ駆動部２９は、必要油量演算手段により求めた作動油の必要油量に応じて電動機（荷役モータ２８）を制御する制御手段を構成する。

荷重センサ３３及びティルト角センサ３４は、荷役装置３の作動状態を検出する荷役状態検出手段を構成する。コントローラ２７のリフト操作無効検出部３８及びティルト操作無効検出部３９は、荷役操作量検出手段により荷役操作手段の操作が検出されたにもかかわらず、荷役状態検出手段により荷役装置３の作動が検出されないときに、荷役操作手段の操作を無効と判断する操作無効判断手段を構成する。

以上のように本実施形態にあっては、リフトレバー１６、ティルトレバー１７及びアタッチメントレバー１８の操作角に基づいて、リフト動作、ティルト動作及びアタッチメント動作に必要な作動油量をそれぞれ求め、各必要作動油量を積算して荷役動作に必要な総作動油量を求め、その総作動油量に応じて荷役モータ２８を駆動するので、荷役ポンプ２１から必要以上に多くの作動油を吐出させることが無いように荷役モータ２８を運転することができる。

このとき、リフトレバー１６を操作してもリフト動作がそれ以上行われないときは、リフトレバー１６の操作が無効であると判断し、リフト動作に必要な作動油量をゼロとすると共に、ティルトレバー１７を操作してもティルト動作がそれ以上行われないときは、ティルトレバー１７の操作が無効であると判断し、ティルト動作に必要な作動油量をゼロとするので、荷役モータ２８の運転を必要最小限に抑えることができる。

以上により、荷役モータ２８の無駄な運転が防止されるため、バッテリ１回の充電に対する稼動時間が長くとれるようになり、省エネに十分貢献することができる。また、荷役モータ２８及び荷役ポンプ２１等にかかる負担が軽減されるため、これら部品の寿命を延ばすことができる。

また、マップデータを用いて荷役動作に必要な作動油量を求めるので、マップデータを変更するだけで、リフトレバー１６、ティルトレバー１７及びアタッチメントレバー１８の操作量に対応する各必要作動油量を容易に変更することができる。従って、例えば荷役速度が速い時にソフトに荷役させたい、荷役速度が遅い時にパワフルに荷役させたい等といった場合に、荷役動作に必要な作動油量のチューニングを簡単に行うことができる。

さらに、他の制御で必要となる既存のセンサ等を用いてリフトレバー１６及びティルトレバー１７の操作無効を検出するので、特に新たな部品を追加する必要がなく、コスト増大を抑えることができる。

図１２は、本発明に係わる荷役車両の他の実施形態における荷役モータ等の制御系を示すブロック図である。図中、上述した実施形態と同一または同等の要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。

同図において、本実施形態のフォークリフト１のハンドル１５（図１参照）には、荷役ポンプ２１からの作動油により駆動されるパワーステアリング（パワステ）機能が装備されている。コントローラ２７には、パワステを制御するパワステ制御部６１が接続されている。

また、コントローラ２７は、パワステ制御部６１から送出されるパワステ制御信号に基づいて、パワステ動作に必要な作動油量を算出するパワステ必要油量算出部６２を有している。

荷役必要油量算出部４９は、リフト必要油量算出部４６で得られたリフト動作に必要な作動油量と、ティルト必要油量算出部４７で得られたティルト動作に必要な作動油量と、アタッチメント必要油量算出部４８で得られたアタッチメント動作に必要な作動油量と、パワステ必要油量算出部６２で得られたパワステ動作に必要な作動油量とを積算することにより、荷役動作に必要な総作動油量を算出する。

このように荷役装置３及びパワステの駆動源が同じ荷役ポンプ２１である場合でも、ベースシステムを殆ど制限すること無く、荷役モータ２８の過剰な運転を防止し、省エネに十分寄与することができる。

なお、上記のパワステ以外にも、荷役ポンプ２１が兼用で駆動源となっている油圧回路（ブレーキ等）があれば、同様に対応可能となる。

図１３は、本発明に係わる荷役車両の更に他の実施形態における荷役モータの制御系を示すブロック図である。図中、上述した実施形態と同一または同等の要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態のフォークリフト１では、リフトレバー１６、ティルトレバー１７及びアタッチメントレバー１８（図２参照）は、リフト弁２３、ティルト弁２４、アタッチメント弁２５（図２参照）とそれぞれ機械リンクで連結されたカウルレバーで構成されている。つまり、リフトレバー１６、ティルトレバー１７及びアタッチメントレバー１８の操作量に連動してリフト弁２３、ティルト弁２４、アタッチメント弁２５のスプールが移動する。従って、コントローラ２７は、図３に示すリフトソレノイド電流量算出部４０、ティルトソレノイド電流量算出部４１、アタッチメントソレノイド電流量算出部４２、リフトソレノイド駆動部４３、ティルトソレノイド駆動部４４及びアタッチメントソレノイド駆動部４５を有していない。

図１３において、リフト必要油量算出部４６は、リフト操作無効検出部３８による検出結果とリフトレバー操作角検出部３５で検出されたリフトレバー１６の操作角とに基づいて、リフト動作に必要な作動油量を算出する。

具体的には、リフト必要油量算出部４６は、リフトレバー１６の操作が無効でないときは、図１４（ａ）に示すようなマップデータを用いて、リフトレバー１６の操作角からリフト動作に必要な作動油量を求め、リフトレバー１６の操作が無効であるときは、リフト動作に必要な作動油量を無条件にゼロとする。図１４（ａ）に示すマップデータは、リフトレバー１６の操作角とリフト動作に必要な作動油量との関係を表したものであり、リフト上昇側については、リフトレバー１６の操作角が大きくなると、リフト動作に必要な作動油量が多くなるように設定され、リフト下降側については、リフト動作に必要な作動油量がゼロに設定されている。

ティルト必要油量算出部４７は、ティルト操作無効検出部３９による検出結果とティルトレバー操作角検出部３６で検出されたティルトレバー１７の操作角とに基づいて、ティルト動作に必要な作動油量を算出する。

具体的には、ティルト必要油量算出部４７は、ティルトレバー１７の操作が無効でないときは、図１４（ｂ）に示すようなマップデータを用いて、ティルトレバー１７の操作角からティルト動作に必要な作動油量を求め、ティルトレバー１７の操作が無効であるときは、ティルト動作に必要な作動油量を無条件にゼロとする。図１４（ｂ）に示すマップデータは、ティルトレバー１７の操作角とティルト動作に必要な作動油量との関係を表したものであり、ティルトレバー１７の操作角が大きくなると、ティルト動作に必要な作動油量が多くなるように設定されている。

アタッチメント必要油量算出部４８は、図１４（ｃ）に示すようなマップデータを用いて、アタッチメントレバー操作角検出部３７で検出されたアタッチメントレバー１８の操作角からアタッチメント動作に必要な作動油量を求める。図１４（ｃ）に示すマップデータは、アタッチメントレバー１８の操作角とアタッチメント動作に必要な作動油量との関係を表したものであり、アタッチメントレバー１８の操作角が大きくなると、アタッチメント動作に必要な作動油量が多くなるように設定されている。

このようにリフトレバー１６、ティルトレバー１７及びアタッチメントレバー１８がカウルレバーで構成されている場合には、コントローラ２７による制御処理を簡素化しつつ、荷役モータ２８の過剰な運転を防止し、省エネに十分寄与することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、リフトレバー１６及びティルトレバー１７の操作が無効であると判定されたときには、その旨をランプやディスプレイ等によりオペレータに通知するようにしても良い。この場合には、リフト動作やティルト動作が行われないときに、異常ではなくリフトレバー１６及びティルトレバー１７の操作が無効であることが直ちに分かるようになる。また、オペレータは、他の機台において無効となるレバー操作を行わないように学習することができる。

また、アタッチメントシリンダのストロークエンドを検出する手段を設けることで、アタッチメントレバー１８の操作が無効であるか否かを検出しても良い。この場合には、荷役モータ２８の過剰な運転を一層防止できるため、更なる省エネ化を図ることが可能となる。

また、上記実施形態の荷役車両では、アタッチメント機能が１つのみ設けられているが、本発明は、２つ以上のアタッチメント機能（例えばサイドシフトとフォークシフター）が設けられているフォークリフトにも適用できるし、アタッチメント機能の無い一般のフォークリフトにも適用可能である。

１…フォークリフト（荷役車両）、３…荷役装置、５…マスト、６…フォーク（荷物保持部材）、８…リフトシリンダ（油圧アクチュエータ、昇降手段）、９…ティルトシリンダ（油圧アクチュエータ、前後傾手段）、１２…アタッチメントシリンダ（油圧アクチュエータ）、１６…リフトレバー（昇降操作手段、荷役操作手段）、１７…ティルトレバー（前後傾操作手段、荷役操作手段）、１８…アタッチメントレバー（荷役操作手段）、２１…荷役ポンプ、２３…リフト弁（電磁制御弁）、２４…ティルト弁（電磁制御弁）、２５…アタッチメント弁（電磁制御弁）、２７…コントローラ、２８…荷役モータ（電動機）、２９…荷役モータ駆動部（制御手段）、３０…リフトレバー操作角センサ（昇降操作量検出手段、荷役操作量検出手段）、３１…ティルトレバー操作角センサ（前後傾操作量検出手段、荷役操作量検出手段）、３２…アタッチメントレバー操作角センサ（荷役操作量検出手段）、３３…荷重センサ（荷役状態検出手段）、３４…ティルト角センサ（荷役状態検出手段）、３５…リフトレバー操作角検出部（昇降操作量検出手段、荷役操作量検出手段）、３６…ティルトレバー操作角検出部（前後傾操作量検出手段、荷役操作量検出手段）、３７…アタッチメントレバー操作角検出部（荷役操作量検出手段）、３８…リフト操作無効検出部（操作無効判断手段）、３９…ティルト操作無効検出部（操作無効判断手段）、４０…リフトソレノイド電流量算出部（必要油量演算手段）、４１…ティルトソレノイド電流量算出部（必要油量演算手段）、４２…アタッチメントソレノイド電流量算出部（必要油量演算手段）、４６…リフト必要油量算出部（必要油量演算手段）、４７…ティルト必要油量算出部（必要油量演算手段）、４８…アタッチメント必要油量算出部（必要油量演算手段）、４９…荷役必要油量算出部（必要油量演算手段）、５０…荷役モータ目標回転速度算出部（制御手段）。

Claims

電動機により駆動される荷役ポンプからの作動油により作動する荷役装置と、前記荷役装置の作動操作を行うための荷役操作手段とを備えた荷役車両において、
前記荷役操作手段の操作量を検出する荷役操作量検出手段と、
前記荷役操作量検出手段により検出された前記荷役操作手段の操作量に基づいて、前記荷役装置を作動させるための前記作動油の必要油量を求める必要油量演算手段と、
前記必要油量演算手段により求めた前記作動油の必要油量に応じて前記電動機を制御する制御手段とを備えることを特徴とする荷役車両。
前記荷役装置の作動状態を検出する荷役状態検出手段と、
前記荷役操作量検出手段により前記荷役操作手段の操作が検出されたにもかかわらず、前記荷役状態検出手段により前記荷役装置の作動が可能と検出されないときに、前記荷役操作手段の操作を無効と判断する操作無効判断手段とを更に備え、
前記必要油量演算手段は、前記操作無効判断手段により前記荷役操作手段の操作が無効と判断されたときは、前記作動油の必要油量をゼロとすることを特徴とする請求項１記載の荷役車両。
前記荷役装置を駆動する油圧アクチュエータと前記荷役ポンプとの間に接続され、前記油圧アクチュエータを制御する電磁制御弁を更に備え、
前記必要油量演算手段は、前記荷役操作手段の操作量と前記電磁制御弁に対する電流値との関係を表す第１マップデータを用いて、前記荷役操作手段の操作量に応じた前記電磁制御弁に対する電流値を求める手段と、前記電磁制御弁に対する電流値と前記作動油の必要油量との関係を表す第２マップデータを用いて、前記電磁制御弁に対する電流値に応じた前記作動油の必要油量を求める手段とを有することを特徴とする請求項１または２記載の荷役車両。
前記必要油量演算手段は、前記荷役操作手段の操作量と前記作動油の必要油量との関係を表すマップデータを用いて、前記荷役操作手段の操作量に応じた前記作動油の必要油量を求める手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の荷役車両。
前記荷役装置は、荷物を保持する荷物保持部材と、前記荷物保持部材を昇降自在に支持するマストと、前記荷物保持部材を前記マストに沿って昇降させる昇降手段と、前記マストを前後傾させる前後傾手段とを有し、
前記荷役操作手段は、前記昇降手段の作動操作を行うための昇降操作手段と、前記前後傾手段の作動操作を行うための前後傾操作手段とを有し、
前記荷役操作量検出手段は、前記昇降操作手段の操作量を検出する昇降操作量検出手段と、前記前後傾操作手段の操作量を検出する前後傾操作量検出手段とを有し、
前記必要油量演算手段は、前記昇降操作手段の操作量に基づいて、前記昇降手段を作動させるための前記作動油の必要油量を求める手段と、前記前後傾操作手段の操作量に基づいて、前記前後傾手段を作動させるための前記作動油の必要油量を求める手段と、前記各作動油の必要油量を積算する手段とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の荷役車両。