JP2014162624A - フォークリフトの油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の動作対象を良好に動作させること。
【解決手段】制御部Ｓは、フォークの下降動作と他動作が同時に行われる場合、リフト用の操作レバー２２の操作量に応じた指示速度で下降動作を行わせるために必要な油圧ポンプモータ３０の必要回転数と、他動作を行わせるために必要な油圧ポンプモータ３０の必要回転数との回転数差を算出する。そして、回転数差に応じて下降用比例弁３６の開度を制御し、下降用比例弁３６の開度に応じて流量制御弁３５を開弁させることで、複数の動作対象を動作させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、フォークリフトの油圧制御装置に関する。

従来、フォークリフトでは、フォークやマストなどの可動部材を動作させる機構として、油圧シリンダが採用されている。例えば、特許文献１の油圧装置では、単一の油圧ポンプと当該油圧ポンプを駆動させる単一の電動機を備え、油圧ポンプを回転させることによって、フォークを昇降動作させるための油圧シリンダ（リフトシリンダ）とマストを傾動動作させるための油圧シリンダ（ティルトシリンダ）と、を動作させている。

特開平２−２３１３９８号公報

ところで、単一の油圧ポンプを採用する油圧装置では、フォークの昇降動作とマストの傾動動作をそれぞれ単独で行う場合は、その動作対象を動作させるために指示された速度に合わせて電動機の駆動を制御することで、動作対象を指示速度で動作させることができる。しかしながら、上記油圧装置では、フォークとマストというように複数の動作対象を同時動作させる場合は、何れか一方の動作対象を動作させるために指示された速度に合わせて電動機の駆動を制御することになるので、両動作対象を指示速度で動作させることが難しかった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、複数の動作対象を良好に動作させることができるフォークリフトの油圧制御装置を提供することにある。

上記課題を解決する油圧制御装置は、昇降指示部材の操作によって作動油を給排させることによりフォークを昇降動作させる昇降用油圧シリンダと、傾動指示部材の操作によって作動油を給排させることにより前記フォークが装着されるマストを傾動動作させる傾動用油圧シリンダと、を含む複数の油圧機構を備えたフォークリフトの油圧制御装置において、油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動させる電動機と、前記昇降用油圧シリンダと前記油圧ポンプとの間に配設されるとともに、前記フォークを下降動作させる場合には前記昇降用油圧シリンダから前記油圧ポンプへの作動油の流出を許容する一方で、前記フォークを停止させている場合又は上昇動作させる場合には前記昇降用油圧シリンダから前記油圧ポンプへの作動油の流出を遮断する流出制御機構と、前記流出制御機構とドレイン部との間に配設される比例弁と、前記流出制御機構とドレイン部との間に配設されるとともに、前記比例弁の前後の圧力差に応じた開度で開弁する流量制御弁と、前記電動機の駆動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記昇降用油圧シリンダによる前記フォークの下降動作と他の油圧機構による他動作が同時に行われる場合、前記昇降指示部材の操作量に応じた指示速度で前記下降動作を行わせるために必要な前記油圧ポンプの下降動作用必要回転数と、前記他動作を行わせるために必要な前記油圧ポンプの他動作用必要回転数との回転数差に応じて前記比例弁の開度を制御する。

この構成によれば、フォークの下降動作と他動作とが同時に行われる場合において、下降動作用必要回転数と他動作用必要回転数に差が生じ得るとき、比例弁と流量制御弁によって回転数差に相当する流量分の作動油をドレイン部に流通させる。すなわち、比例弁と流量制御弁は、指示速度で動作させるために必要な流量に対して不足する流量をドレイン部に流通させる。したがって、下降動作と他動作というように複数の動作対象を良好に動作させることができる。

上記油圧制御装置において、前記制御部は、前記下降動作と複数の他動作が同時に行われる場合、前記下降動作用必要回転数と、前記他動作の前記他動作用必要回転数のうち、最大の他動作用必要回転数との回転数差に応じて前記比例弁の開度を制御しても良い。この構成によれば、複数の動作対象を良好に動作させることができる。

上記油圧制御装置において、前記制御部は、前記下降動作が単独で行われる場合、前記下降動作用必要回転数と、前記油圧ポンプの実回転数との回転数差に応じて前記比例弁の開度を制御しても良い。この構成によれば、下降動作を単独で行う場合であっても、下降動作の指示速度を充足させることができる。

上記油圧制御装置において、前記流出制御機構は、開状態と閉状態の２位置を取り得るＯＮ−ＯＦＦ弁としても良い。この構成によれば、流出制御機構からの作動油のリーク量を抑制することができる。

本発明によれば、複数の動作対象を良好に動作させることができる。

フォークリフトの側面図。 フォークリフトの油圧制御装置の回路図。 複数の動作対象を動作させる時の制御内容を示すフローチャート。 同じく、制御内容を示すフローチャート。 動作対象の回転数差と下降用比例弁の開度との関係を説明する説明図。 別例の油圧制御装置の一部を示す回路図。 別例の油圧制御装置の一部を示す回路図。

以下、フォークリフトの油圧制御装置を具体化した一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
図１に示すように、バッテリ式のフォークリフト１１の車体フレーム１２にはその前部にマスト１３が設けられている。マスト１３は車体フレーム１２に対して傾動可能に支持された左右一対のマストとしてのアウタマスト１３ａと、その内側に昇降可能に装備されたインナマスト１３ｂとからなる。両アウタマスト１３ａの後側には油圧機構及び昇降用油圧シリンダとしてのリフトシリンダ１４がアウタマスト１３ａと平行に固定されるとともに、リフトシリンダ１４のピストンロッド１４ａの先端がインナマスト１３ｂの上部に連結されている。

インナマスト１３ｂの内側にはリフトブラケット１５がインナマスト１３ｂに沿って昇降可能に装備され、リフトブラケット１５にはフォーク１６が取着されている。インナマスト１３ｂの上部にはチェーンホイール１７が支承され、チェーンホイール１７には、第１端部がリフトシリンダ１４の上部に、第２端部がリフトブラケット１５にそれぞれ連結されたチェーン１８が掛装されている。そして、リフトシリンダ１４の伸縮によりチェーン１８を介してフォーク１６がリフトブラケット１５とともに昇降動される。

車体フレーム１２の左右両側には油圧機構及び傾動用油圧シリンダとしてのティルトシリンダ１９の基端が回動可能に支持されるとともに、ティルトシリンダ１９のピストンロッド１９ａの先端がアウタマスト１３ａの上下方向ほぼ中央部に回動可能に連結されている。そして、ティルトシリンダ１９の伸縮によりマスト１３が傾動される。

運転室２０の前部にはステアリング２１、昇降指示部材としてのリフト用の操作レバー２２及び傾動指示部材としてのティルト用の操作レバー２３がそれぞれ設けられている。図１においては操作レバー２２，２３が重なった状態で示されている。リフト用の操作レバー２２の操作によりリフトシリンダ１４が伸縮されるとともにフォーク１６が昇降するようになっている。また、ティルト用の操作レバー２３の操作によりティルトシリンダ１９が伸縮されるとともに、マスト１３が傾動するようになっている。

マスト１３は、予め定めた最後傾位置から最前傾位置の間で傾動可能とされている。図１に示すマスト１３の位置を垂直位置とした場合、運転室２０に接近する方向に傾動する動作が後傾動作となり、運転室２０から離間する方向に傾動する動作が前傾動作となる。本実施形態のフォークリフト１１の構成では、ティルトシリンダ１９が伸びる方向に動作した時にマスト１３が前傾動作する一方で、ティルトシリンダ１９が縮む方向に動作した時にマスト１３が後傾動作する。

また、フォークリフト１１は、油圧式のアタッチメントを有する場合、そのアタッチメントを動作させる油圧機構が装備される。油圧機構としては、例えば、油圧シリンダである。アタッチメントには、例えばフォーク１６を左右動作、傾動動作又は回転動作させるアタッチメントがある。そして、運転室２０には、アタッチメントの動作を指示するアタッチメント用の操作レバーが装備されている。

次に、図２にしたがって本実施形態の油圧制御装置を説明する。
この実施形態の油圧制御装置は、リフトシリンダ１４、ティルトシリンダ１９及びアタッチメント用の油圧シリンダ２５の動作を制御する。そして、油圧制御装置は、単一のポンプと該ポンプを駆動する単一の電動機により、各油圧シリンダを動作させる油圧回路を構成している。

リフトシリンダ１４のボトム室１４ｂに接続される配管Ｋ１は、油圧ポンプ及び油圧モータとして機能する油圧ポンプモータ３０に接続されている。油圧ポンプモータ３０には、電動機及び発電機として機能するモータ（回転電機）３１が接続されている。本実施形態においてモータ３１は、油圧ポンプモータ３０を油圧ポンプとして作動させる場合に電動機となり、油圧ポンプモータ３０を油圧モータとして作動させる場合に発電機となる。本実施形態の油圧ポンプモータ３０は、一方向に回転可能な構成とされている。

リフトシリンダ１４と油圧ポンプモータ３０の間には、開状態としての第１位置３２ａと、閉状態としての第２位置３２ｂとの２位置を取り得るＯＮ−ＯＦＦ弁としての下降用切換弁３２が配設されている。この実施形態において下降用切換弁３２は、第１位置３２ａの時、リフトシリンダ１４のボトム室１４ｂから油圧ポンプモータ３０への作動油の流出を許容する一方で、第２位置３２ｂの時、ボトム室１４ｂから油圧ポンプモータ３０への作動油の流出を遮断する流出制御機構を構成する。また、油圧ポンプモータ３０の吸入口３０ａには、チェック弁３３を介して作動油を貯留する油タンク３４が接続されている。チェック弁３３は、油タンク３４からの作動油を流通させる一方で、その逆方向からの作動油を流通させないように配設されている。

下降用切換弁３２における作動油の流出側には、配管Ｋ１から分岐形成されて油タンク３４に接続されるドレイン部としての配管Ｋ２が接続されている。配管Ｋ２には、配管Ｋ１との分岐部から油タンク３４に向かって、流量制御弁３５と、比例弁としての下降用比例弁３６と、が順に配設されている。

流量制御弁３５は、開状態としての第１位置３５ａと、閉状態としての第２位置３５ｂと、開状態としてその開度を調整可能な第３位置３５ｃと、を取り得る。この本実施形態の流量制御弁３５は、下降用比例弁３６の前後の圧力差に応じた開度で開弁する。つまり、流量制御弁３５は、前記圧力差により、第１位置３５ａ、第２位置３５ｂ、及び第３位置３５ｃの何れかの位置を取り得るように作動する。下降用比例弁３６は、開状態としてその開度を任意に変更可能な第１位置３６ａと、作動油の流通を許容しない閉状態としての第２位置３６ｂと、を取り得る。この実施形態の油圧制御装置では、流量制御弁３５と下降用比例弁３６により、ドレイン部である配管Ｋ２を流れる作動油の流量を制御する。配管Ｋ２を流れる作動油は、油タンク３４に戻される。

流量制御弁３５は、下降用比例弁３６の前後の圧力差が大きくなるほど開度を閉じるように作動するとともに、前記圧力差が小さくなるほど開度を開くように作動する。下降用比例弁３６の前後の圧力は、下降用比例弁３６の開度が大きくなるほど小さくなる。流量制御弁３５が閉状態である第２位置３５ｂのとき、リフトシリンダ１４のボトム室１４ｂから排出された作動油は、図１に示す流量Ｑ１となって油圧ポンプモータ３０の吸入口３０ａに流通する。一方、流量制御弁３５が開状態である第１位置３５ａ又は第３位置３５ｃのとき、リフトシリンダ１４のボトム室１４ｂから排出された作動油は、油圧ポンプモータ３０の吸入口３０ａと油タンク３４のそれぞれに流通する。つまり、作動油は、図１に示す流量Ｑ１が油圧ポンプモータ３０の吸入口３０ａに流通する一方で、図１に示す流量Ｑ２が油タンク３４に流通する。流量制御弁３５は、圧力差に応じて所望の開度を取り得るように予め調整されている。

油圧ポンプモータ３０の吐出口３０ｂ側の配管Ｋ１には、上昇用比例弁３７と、チェック弁３８とが接続されている。上昇用比例弁３７は、油圧ポンプモータ３０から吐出される作動油をボトム室１４ｂへ流通させる開状態としてその開度を任意に変更可能な第１位置３７ａと、前記作動油を配管Ｋ３に接続されるティルト用比例弁３９へ流通させる閉状態としての第２位置３７ｂを取り得る。チェック弁３８は、上昇用比例弁３７からの作動油をリフトシリンダ１４のボトム室１４ｂへ流通させる一方で、その逆方向からの作動油を流通させないように接続されている。

油圧ポンプモータ３０の吐出口３０ｂ側の配管Ｋ１には、油タンク３４にフィルタ４０を介して接続される配管Ｋ４と、ティルト用比例弁３９に接続される配管Ｋ５とが、分岐接続されている。配管Ｋ４には、油圧上昇を防止するリリーフ弁４１が接続されている。また、配管Ｋ４には、ティルト用比例弁３９からの作動油を油タンク３４に流通させる配管Ｋ６が接続されている。配管Ｋ５には、油圧ポンプモータ３０からの作動油を流通させる一方で、その逆方向からの作動油を流通させないようにチェック弁４２が接続されている。

ティルト用比例弁３９は、閉状態としての第１位置３９ａと、開状態としてその開度を調整可能な第２位置３９ｂと、開状態としてその開度を調整可能な第３位置３９ｃと、を取り得る。第１位置３９ａは、配管Ｋ３を通じて上昇用比例弁３７からの作動油を油タンク３４に流通させる。本実施形態のティルト用比例弁３９は、第１位置３９ａを中立位置とし、制御部Ｓの制御によって第２位置３９ｂ又は第３位置３９ｃの何れかの方向に動く。第２位置３９ｂは、チェック弁４２からの作動油を、ティルトシリンダ１９のロッド室１９ｒに接続される配管Ｋ７に流通させる。また、第２位置３９ｂは、ティルトシリンダ１９のボトム室１９ｂに接続される配管Ｋ８からの作動油を、配管Ｋ６に流通させる。第３位置３９ｃは、チェック弁４２からの作動油を配管Ｋ８に流通させるとともに、配管Ｋ７からの作動油を配管Ｋ６に流通させる。

また、配管Ｋ３には、ティルト用比例弁３９と油タンク３４との間に、アタッチメント用比例弁４３が接続されている。また、配管Ｋ４には、アタッチメント用比例弁４３からの作動油を油タンク３４に流通させる配管Ｋ９が接続されている。また、配管Ｋ５は、アタッチメント用比例弁４３にも接続されている。配管Ｋ５には、油圧ポンプモータ３０からの作動油を流通させる一方で、その逆方向からの作動油を流通させないようにチェック弁４４が接続されている。

アタッチメント用比例弁４３は、閉状態としての第１位置４３ａと、開状態としてその開度を調整可能な第２位置４３ｂと、開状態としてその開度を調整可能な第３位置４３ｃと、を取り得る。第１位置４３ａは、配管Ｋ３を通じてティルト用比例弁３９からの作動油を油タンク３４に流通させる。本実施形態のアタッチメント用比例弁４３は、第１位置４３ａを中立位置とし、制御部Ｓの制御によって第２位置４３ｂ又は第３位置４３ｃの何れかの方向に動く。第２位置４３ｂは、チェック弁４４からの作動油を、アタッチメント用の油圧シリンダ２５のロッド室２５ｒに接続される配管Ｋ１０に流通させる。また、第２位置４３ｂは、アタッチメント用の油圧シリンダ２５のボトム室２５ｂに接続される配管Ｋ１１からの作動油を、配管Ｋ９に流通させる。第３位置４３ｃは、チェック弁４４からの作動油を配管Ｋ１１に流通させるとともに、配管Ｋ１０からの作動油を配管Ｋ９に流通させる。

次に、油圧制御装置の制御部Ｓの構成を説明する。
制御部Ｓには、リフト用の操作レバー２２の操作量を検出するポテンショメータ２２ａと、ティルト用の操作レバー２３の操作量を検出するポテンショメータ２３ａと、アタッチメント用の操作レバー４５の操作量を検出するポテンショメータ４５ａと、が電気的に接続されている。制御部Ｓは、リフト用の操作レバー２２の操作量に基づくポテンショメータ２２ａからの検出信号をもとに、モータ３１の回転を制御するとともに、下降用切換弁３２と、下降用比例弁３６と、上昇用比例弁３７の切換えを制御する。制御部Ｓは、ティルト用の操作レバー２３の操作量に基づくポテンショメータ２３ａからの検出信号をもとに、モータ３１の回転を制御するとともに、ティルト用比例弁３９の切換えを制御する。制御部Ｓは、アタッチメント用の操作レバー４５の操作量に基づくポテンショメータ４５ａからの検出信号をもとに、モータ３１の回転を制御するとともに、アタッチメント用比例弁４３の切換えを制御する。

制御部Ｓには、インバータＳ１が電気的に接続されている。モータ３１には、バッテリＢＴの電力がインバータＳ１を介して供給される。モータ３１で生じた電力は、インバータＳ１を介してバッテリＢＴに蓄電される。

以下、本実施形態の油圧制御装置の作用を説明する。
最初に、図３及び図４にしたがって、フォーク１６の下降動作を単独で行う場合、及びフォーク１６の下降動作とマスト１３やアタッチメントなどの他動作を同時に行う場合の制御内容を説明する。

制御部Ｓは、リフト用の操作レバー２２が下降動作を指示するように操作されると、各操作レバー２２，２３，４５の操作量を取得する（ステップＳ１０）。次に、制御部Ｓは、ステップＳ１０で取得した操作量をもとに、ティルト用の操作レバー２３が操作されているか否かを判定する（ステップＳ１１）。この判定結果が肯定の場合、制御部Ｓは、ステップＳ１０で取得した操作量をもとに、アタッチメント用の操作レバー４５が操作されているか否かを判定する（ステップＳ１２）。この判定結果が肯定の場合、制御部Ｓは、フォーク１６の下降動作と、マスト１３の前傾動作又は後傾動作と、アタッチメントの動作とが同時に行われることから、ステップＳ１３以降の処理を実行する。

ステップＳ１３において制御部Ｓは、モータ３１の出力トルクを制限するトルク制限をＯＦＦする。トルク制限をＯＦＦした場合、制御部Ｓは、モータ３１を力行動作させることができる。次に、制御部Ｓは、ステップＳ１０で取得した操作量から、それぞれの操作量に応じた指示速度で動作させるために必要な油圧ポンプモータ３０の必要回転数を算出する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において制御部Ｓは、フォーク１６を指示速度で下降動作させるために必要な下降動作用必要回転数としてのリフト用の必要回転数を算出する。また、制御部Ｓは、他動作用必要回転数として、マスト１３を指示速度で前傾動作又は後傾動作させるために必要なティルト用の必要回転数と、アタッチメントを指示速度で動作させるために必要なアタッチメント用の必要回転数と、を算出する。

次に、制御部Ｓは、ステップＳ１４で算出した必要回転数のうち、ティルト用の必要回転数とアタッチメント用の必要回転数を比較し、最大回転数を判定する（ステップＳ１５）。次に、制御部Ｓは、ステップＳ１４で算出したリフト用の必要回転数とステップＳ１５で判定した最大回転数をもとに、回転数差を算出する（ステップＳ１６）。そして、制御部Ｓは、ステップＳ１６で算出した回転数差から下降用比例弁３６の開度を算出する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７において制御部Ｓは、予め記憶してある回転数差と下降用比例弁３６の開度の関係を示す情報をもとに下降用比例弁３６の開度を算出する。

図５に示すように、回転数差と下降用比例弁３６の開度の関係を示す情報は、マップ化されて記憶されている。この情報は、回転数差が大きくなるほど、下降用比例弁３６の開度が大きくなるように構築されている。回転数差は、リフト用の必要回転数と比較する比較回転数が小さいほど、大きくなる。比較回転数は、例えば、前述したステップＳ１６の場合、最大回転数となる。この実施形態の油圧制御装置は、比較回転数がリフト用の必要回転数に満たない場合、下降動作の指示速度を充足させるためにリフトシリンダ１４から排出される作動油を配管Ｋ２から油タンク３４へ流通させる。このため、図５に示す情報は、回転数差が大きくなるほど、下降用比例弁３６の開度を大きくし、配管Ｋ２へ流通させる流量を増加させている。

次に、制御部Ｓは、ステップＳ１０で取得したティルト用の操作レバー２３の操作量をもとにティルト用比例弁３９の弁開度を算出するとともに、ステップＳ１０で取得したアタッチメント用の操作レバー４５の操作量をもとにアタッチメント用比例弁４３の弁開度を算出する（ステップＳ１８）。そして、制御部Ｓは、下降用切換弁３２を第１位置３２ａで開く（ステップＳ１９）。また、制御部Ｓは、ステップＳ１５で判定した最大回転数をモータ３１の指令回転数として出力する（ステップＳ２０）。また、制御部Ｓは、ステップＳ１８で算出したティルト用比例弁３９の弁開度を指令し、ティルト用の操作レバー２３の操作によって指示された動作が行われるようにティルト用比例弁３９を第２位置３９ｂ又は第３位置３９ｃで開く（ステップＳ２１）。また、ステップＳ２１において制御部Ｓは、ステップＳ１８で算出したアタッチメント用比例弁４３の弁開度を指令し、アタッチメント用の操作レバー４５の操作によって指示された動作が行われるようにアタッチメント用比例弁４３を第２位置４３ｂ又は第３位置４３ｃで開く。また、制御部Ｓは、ステップＳ１７で算出した下降用比例弁３６の弁開度を指令し、下降用比例弁３６を開く（ステップＳ２２）。

一方、ステップＳ１２の判定結果が否定の場合、制御部Ｓは、フォーク１６の下降動作と、マスト１３の前傾動作又は後傾動作と、が同時に行われることから、ステップＳ２３以降の処理を実行する。

ステップＳ２３において制御部Ｓは、ステップＳ１３と同様にトルク制限をＯＦＦする。次に、制御部Ｓは、ステップＳ１０で取得した操作量から、フォーク１６を指示速度で下降動作させるために必要なリフト用の必要回転数と、マスト１３を指示速度で前傾動作又は後傾動作させるために必要なティルト用の必要回転数と、を算出する（ステップＳ２４）。次に、制御部Ｓは、ステップＳ２４で算出したリフト用の必要回転数とティルト用の必要回転数をもとに、回転数差を算出する（ステップＳ２５）。そして、制御部Ｓは、ステップＳ２５で算出した回転数差から下降用比例弁３６の開度を算出する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６において制御部Ｓは、ステップＳ１７と同様に、図５に示す情報をもとに下降用比例弁３６の開度を算出する。

次に、制御部Ｓは、ステップＳ１０で取得したティルト用の操作レバー２３の操作量をもとにティルト用比例弁３９の弁開度を算出する（ステップＳ２７）。そして、制御部Ｓは、下降用切換弁３２を第１位置３２ａで開く（ステップＳ２８）。また、制御部Ｓは、ステップＳ２４で算出したティルト用の必要回転数をモータ３１の指令回転数として出力する（ステップＳ２９）。また、制御部Ｓは、ステップＳ２７で算出したティルト用比例弁３９の弁開度を指令し、ティルト用の操作レバー２３の操作によって指示された動作が行われるようにティルト用比例弁３９を第２位置３９ｂ又は第３位置３９ｃで開く（ステップＳ３０）。また、制御部Ｓは、ステップＳ２６で算出した下降用比例弁３６の弁開度を指令し、下降用比例弁３６を開く（ステップＳ３１）。

一方、ステップＳ１１の判定結果が否定の場合、制御部Ｓは、図４に示すステップＳ３２に移行し、ステップＳ１０で取得した操作量をもとに、アタッチメント用の操作レバー４５が操作されているか否かを判定する。この判定結果が肯定の場合、制御部Ｓは、フォーク１６の下降動作と、アタッチメントの動作とが同時に行われることから、ステップＳ３３以降の処理を実行する。

ステップＳ３３において制御部Ｓは、ステップＳ１３，Ｓ２３と同様にトルク制限をＯＦＦする。次に、制御部Ｓは、ステップＳ１０で取得した操作量から、フォーク１６を指示速度で下降動作させるために必要なリフト用の必要回転数と、アタッチメントを指示速度で動作させるために必要なアタッチメント用の必要回転数と、を算出する（ステップＳ３４）。次に、制御部Ｓは、ステップＳ３４で算出したリフト用の必要回転数とアタッチメント用の必要回転数をもとに、回転数差を算出する（ステップＳ３５）。そして、制御部Ｓは、ステップＳ３５で算出した回転数差から下降用比例弁３６の開度を算出する（ステップＳ３６）。ステップＳ３６において制御部Ｓは、ステップＳ１７，Ｓ２６と同様に、図５に示す情報をもとに下降用比例弁３６の開度を算出する。

次に、制御部Ｓは、ステップＳ１０で取得したアタッチメント用の操作レバー４５の操作量をもとにアタッチメント用比例弁４３の弁開度を算出する（ステップＳ３７）。そして、制御部Ｓは、下降用切換弁３２を第１位置３２ａで開く（ステップＳ３８）。また、制御部Ｓは、ステップＳ３４で算出したアタッチメント用の必要回転数をモータ３１の指令回転数として出力する（ステップＳ３９）。また、制御部Ｓは、ステップＳ３７で算出したアタッチメント用比例弁４３の弁開度を指令し、アタッチメント用の操作レバー４５の操作によって指示された動作が行われるようにアタッチメント用比例弁４３を第２位置４３ｂ又は第３位置４３ｃで開く（ステップＳ４０）。また、制御部Ｓは、ステップＳ３６で算出した下降用比例弁３６の弁開度を指令し、下降用比例弁３６を開く（ステップＳ４１）。

フォーク１６の下降動作と他動作を同時に行う場合、下降動作の必要回転数に対して他動作の必要回転数が小さく回転数差が生じているときに、リフトシリンダ１４から排出される全ての作動油を油圧ポンプモータ３０へ流通させると、他動作の指示速度を充足できない。つまり、他動作は、下降動作の指示速度を充足させるためにリフトシリンダ１４から排出される全ての作動油が油圧シリンダへ供給されることで、指示速度よりも速い速度で動作する。一方、回転数差が生じている場合に他動作の必要回転数で油圧ポンプモータ３０を制御すると、リフトシリンダ１４から排出される作動油の流量が不足し、下降動作の指示速度が充足されない。

このため、この実施形態の油圧制御装置では、下降動作の必要回転数と他動作の必要回転数の回転数差をもとに下降用比例弁３６の弁開度を制御することで、リフトシリンダ１４から排出された作動油を配管Ｋ２から油タンク３４へ流通させ、下降動作の指示速度を充足させるようにしている。この制御によれば、流量制御弁３５は、ステップＳ１７，Ｓ２６，Ｓ３６の算出結果をもとに下降用比例弁３６の弁開度が制御されることにより、下降用比例弁３６の前後の圧力差に応じた開度とされる。そして、流量制御弁３５が開いた場合、下降動作時にリフトシリンダ１４から排出された作動油は、流量制御弁３５及び下降用比例弁３６の弁開度に応じて、油圧ポンプモータ３０と油タンク３４のそれぞれに流通する。これにより、フォーク１６の下降動作は、油圧ポンプモータ３０の回転数が下降動作の必要回転数よりも低い回転数であっても、指示速度を充足させるために不足する流量の作動油が配管Ｋ２を通じて油タンク３４へ流通することにより、指示速度が充足される。一方、フォーク１６の下降動作と同時に行われる他動作については、油圧ポンプモータ３０から吐出された作動油によって油圧シリンダが駆動されて制御される。

なお、下降動作の必要回転数と他動作の必要回転数に回転数差が生じていない場合は、下降用比例弁３６が第２位置３６ｂになることで流量制御弁３５も開かない。そして、リフトシリンダ１４から排出された作動油の全ては油圧ポンプモータ３０へ流通する。これにより、フォーク１６の下降動作は、指示速度が充足される。一方、フォーク１６の下降動作と同時に行われる他動作については、油圧ポンプモータ３０から吐出された作動油によって油圧シリンダが駆動されて制御される。

図４の説明に戻り、ステップＳ３２の判定結果が否定の場合、制御部Ｓは、フォーク１６の下降動作が単独で行われることから、ステップＳ４２以降の処理を実行する。単独動作とは、１つの動作対象（例えばフォーク１６）を動作させる時には他の動作対象（この場合はマスト１３やアタッチメント）を動作させないことである。

ステップＳ４２において制御部Ｓは、トルク制限をＯＮする。これにより、制御部Ｓは、モータ３１が必要以上に電力を消費しないように、出力トルクの上限値（例えば０Ｎｍ）を設定する。つまり、制御部Ｓは、トルク制限をＯＮにすることにより、モータ３１の力行動作を規制する。

次に、制御部Ｓは、ステップＳ１０で取得した操作量から、フォーク１６を指示速度で下降動作させるために必要なリフト用の必要回転数を算出する（ステップＳ４３）。次に、制御部Ｓは、下降用切換弁３２を第１位置３２ａで開く（ステップＳ４４）。次に、制御部Ｓは、ステップＳ４３で算出したリフト用の必要回転数をモータ３１の指令回転数として出力する（ステップＳ４５）。

次に、制御部Ｓは、ステップＳ４５で出力した指令回転数とモータ３１の実回転数をもとに、回転数差を算出する（ステップＳ４６）。そして、制御部Ｓは、ステップＳ４６で算出した回転数差から下降用比例弁３６の開度を算出する（ステップＳ４７）。ステップＳ４７において制御部Ｓは、ステップＳ１７，Ｓ２６，Ｓ３６と同様に、図５に示す情報をもとに下降用比例弁３６の開度を算出する。そして、制御部Ｓは、ステップＳ４７で算出した下降用比例弁３６の弁開度を指令し、下降用比例弁３６を開く（ステップＳ４８）。

下降用切換弁３２が開弁すると、リフトシリンダ１４のボトム室１４ｂから排出される作動油は、油圧ポンプモータ３０へ流通する。このとき、モータ３１は、油圧ポンプモータ３０がボトム室１４ｂから排出された作動油を駆動力として指令回転数で動作する場合、出力トルクがマイナス側の値となり、回生動作を行う。つまり、モータ３１は、油圧ポンプモータ３０が油圧モータとして機能することで発電機として機能する。このため、発電機として動作するモータ３１で生じた電力は、インバータＳ１を介してバッテリＢＴに蓄電される。

このような回生動作は、フォーク１６の積荷が十分に重い状態での下降動作時に生じ得る。つまり、この場合の下降動作では、フォーク１６や積荷の重量によってボトム室１４ｂ内の作動油が排出され易く、リフト用の操作レバー２２の操作量に応じた指示速度で下降動作させるために必要な流量の作動油が油圧ポンプモータ３０に流通する。このため、油圧ポンプモータ３０は、モータ３１を力行側で動作させなくても、リフト用の操作レバー２２の操作量に応じた指示速度で下降動作させるために必要な必要回転数、すなわち指令回転数で動作する。

一方、制御部Ｓは、回生動作時のように下降動作の速度を指示速度で制御できない場合、下降用比例弁３６を開弁することにより指示速度を充足させるための動作を行う。
フォーク１６の積荷が軽い状態で下降動作が行われる場合は、フォーク１６や積荷の重量のみによってはボトム室１４ｂ内の作動油が排出され難く、リフト用の操作レバー２２の操作量に応じた指示速度で下降動作させるために必要な流量の作動油が油圧ポンプモータ３０に流通し難い。このため、油圧ポンプモータ３０を指令回転数で回転させて指示速度を充足させるためには、モータ３１を力行動作させる必要がある。しかし、モータ３１を力行動作させる場合は電力を消費することになるので、この実施形態の油圧制御装置ではトルク制限による制御を行うことで、消費電力を抑制させている。このようにトルク制限によってモータ３１を制御した場合は、モータ３１の回転数が抑えられることになるので、下降動作を指示速度で行わせるために必要な流量が不足することになるが、この不足分の流量を補うように流量制御弁３５と下降用比例弁３６が動作する。

つまり、下降用比例弁３６は、指令回転数と実回転数の回転数差に応じた開度で開かれる。そして、流量制御弁３５は、下降用比例弁３６の前後の圧力差に応じた開度で開く。これにより、リフトシリンダ１４から排出される作動油は、油圧ポンプモータ３０に流通する流量（図１に示す流量Ｑ１）と、流量制御弁３５及び下降用比例弁３６を介して油タンク３４（ドレイン側）に流通する流量（図１に示す流量Ｑ２）と、に分配される。したがって、流量制御弁３５と下降用比例弁３６が作動油の流通路となる配管Ｋ２を開くことによって前述した不足分の流量が補われることにより、下降動作の指示速度が充足されることになる。このように本実施形態の油圧制御装置では、単独動作による下降動作時、回生動作を行うことができない条件下において、モータ３１の制御、流量制御弁３５及び下降用比例弁３６の作用によって消費電力を抑制しつつ、下降動作の指示速度を充足させることが実現される。

なお、制御部Ｓは、フォーク１６の上昇動作、マスト１３の前傾動作、マスト１３の後傾動作、及びアタッチメントの動作を、それぞれ単独動作させる場合、以下の制御を行う。

フォーク１６を上昇動作させる場合、制御部Ｓは、リフト用の操作レバー２２の操作量に応じた指示速度で上昇動作させるために必要な油圧ポンプモータ３０の必要回転数と、上昇用比例弁３７の弁開度を算出する。そして、制御部Ｓは、算出した必要回転数をモータ３１の指令回転数としてモータ３１の駆動を制御するとともに、上昇用比例弁３７を算出した弁開度の第１位置３７ａで開く。これにより、油圧ポンプモータ３０が油圧ポンプとして機能し、吐出口３０ｂから吐出された作動油が上昇用比例弁３７とチェック弁３８を通じてリフトシリンダ１４のボトム室１４ｂに供給される。

マスト１３を前傾動作又は後傾動作させる場合、制御部Ｓは、ティルト用の操作レバー２３の操作量に応じた指示速度で後傾動作又は前傾動作させるために必要な油圧ポンプモータ３０の必要回転数と、ティルト用比例弁３９の弁開度を算出する。そして、制御部Ｓは、算出した必要回転数をモータ３１の指令回転数としてモータ３１の駆動を制御するとともに、ティルト用比例弁３９を算出した弁開度の第２位置３９ｂ又は第３位置３９ｃで開く。また、制御部Ｓは、下降用切換弁３２を第２位置３２ｂとするとともに上昇用比例弁３７を第２位置３７ｂとする。

これにより、油圧ポンプモータ３０が油圧ポンプとして機能し、吐出口３０ｂから吐出された作動油がチェック弁４２及びティルト用比例弁３９を通じて、前傾動作時にはボトム室１９ｂに供給されるとともに、後傾動作時にはロッド室１９ｒに供給される。一方、前傾動作時にはロッド室１９ｒの作動油が排出されるとともに、後傾動作時にはボトム室１９ｂの作動油が排出される。

アタッチメントを動作させる場合、制御部Ｓは、アタッチメント用の操作レバー４５の操作量に応じた指示速度で動作させるために必要な油圧ポンプモータ３０の必要回転数と、アタッチメント用比例弁４３の弁開度を算出する。そして、制御部Ｓは、算出した必要回転数をモータ３１の指令回転数としてモータ３１の駆動を制御するとともに、アタッチメント用比例弁４３を算出した弁開度の第２位置３９ｂ又は第３位置３９ｃで開く。また、制御部Ｓは、下降用切換弁３２を第２位置３２ｂとするとともに上昇用比例弁３７を第２位置３７ｂとし、さらにティルト用比例弁３９を第１位置３９ａとする。

これにより、油圧ポンプモータ３０が油圧ポンプとして機能し、吐出口３０ｂから吐出された作動油がチェック弁４４及びアタッチメント用比例弁４３を通じて、ボトム室２５ｂ又はロッド室２５ｒに供給される。一方、ボトム室２５ｂに作動油が供給される場合にはロッド室２５ｒの作動油が排出されるとともに、ロッド室２５ｒに作動油が供給される場合にはボトム室２５ｂの作動油が排出される。

したがって、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）フォーク１６の下降動作と他動作とが同時に行われる場合において、リフト用の必要回転数と他動作の必要回転数に差が生じ得るとき、流量制御弁３５と下降用比例弁３６によって回転数差に相当する流量分の作動油を配管Ｋ２（油タンク３４）に流通させることができる。したがって、下降動作と他動作というように複数の動作対象を良好に動作させることができる。

（２）フォーク１６の下降動作と他動作とが同時に行われる場合、他動作の必要回転数のうち最大回転数を用いて回転数差を算出するので、複数の動作対象を良好に動作させることができる。

（３）フォーク１６の下降動作を単独で行う場合でも、下降動作の指示速度を充足させることができる。
（４）流出制御機構を、ＯＮ−ＯＦＦ弁である下降用切換弁３２で構成したことにより、下降用切換弁３２に代えて電磁比例弁を設ける場合に比して作動油のリーク量を抑制することができる。そして、回生動作には、圧力損失を低減させ、高効率に回生動作を行わせることができる。

（５）配管Ｋ２上に流量制御弁３５と下降用比例弁３６を配設し、流量制御弁３５を圧力補償弁として機能させている。この構成により、配管Ｋ２を通じて油タンク３４に流通する作動油の流量を流量制御弁３５によって調整できる。つまり、回転数差に応じて下降用比例弁３６の開度を決めるだけの構成の場合には、フォーク１６の積荷が重いほど配管Ｋ２を通じてバイパスさせる流量が増えてしまい、同じ指示速度であっても荷重によって下降速度が変動してしまう。しかし、この実施形態では流量制御弁３５を圧力補償弁としていることで、荷重による下降動作の速度の変動を小さく抑えることができる。したがって、フォークリフト１１の操作性を安定化させることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ フォーク１６の下降動作又は上昇動作、マスト１３の前傾動作又は後傾動作、アタッチメントの動作を指示する部材はレバー式に限らず、他の構造でも良い。例えば、ボタン式でも良い。

○ 図４のステップＳ４２のトルク制限で設定する出力トルクの上限値を０Ｎｍ以上の値、例えば５Ｎｍなどにしても良い。
○ 実施形態は、アタッチメントを装備せずに、フォーク１６の動作とマスト１３の動作を制御する油圧制御装置に具体化しても良い。

○ 実施形態は、複数のアタッチメントを装備するフォークリフト１１の油圧制御装置に具体化しても良い。
○ 油圧機構として、油圧パワーステアリング機構を備えたフォークリフト１１の油圧制御装置に具体化しても良い。油圧パワーステアリング機構に必要な作動油の流量は操舵速度に応じて決まり、その必要な流量は一般的にフォーク１６の下降動作に必要な作動油の流量に比して少ない。このため、下降動作と操舵動作を同時に行う場合には、消費電力が必要以上に大きくなったり、下降動作の速度が不足する可能性がある。このため、実施形態の油圧制御装置の構成や制御を採用することで、上記課題を解決することができる。

○ 流量制御弁３５と下降用比例弁３６の配置を逆にしても良い。この配置の場合も、流量制御弁３５は、下降用比例弁３６の前後の圧力差に応じて開弁させる。この構成によれば、実施形態と同様の効果を得ることができる。

○ 図６は、図２に破線で囲んだ領域Ａ１に対応する図である。図６に示すように、流出制御機構を、下降用切換弁３２に代えて、ポペット弁４６と電磁弁４７とによって構成しても良い。電磁弁４７は、ポペット弁４６にパイロット圧を付与する。下降動作時には、ポペット弁４６と電磁弁４７が開弁するとともに、ポペット弁４６の開度によって油圧ポンプモータ３０へ流出する作動油の流量が制御される。このように構成しても、実施形態の下降用切換弁３２と同様に、下降動作時には作動油の流出を許容し、フォーク１６の停止時及び上昇動作時には作動油の流出を遮断することができる。また、油圧制御装置として、実施形態と同様の効果を得ることができる。

○ 図７は、図２に破線で囲んだ領域Ａ１に対応する図である。図７に示すように、流出制御機構を、下降用切換弁３２に代えて、ポペット弁４６と電磁弁４７とによって構成する。また、下降用比例弁３６に代えて、パイロット圧を受けて動作するパイロット比例弁４８を設ける。パイロット比例弁４８は、電磁弁４７と配管Ｋ１の間に接続した電磁比例弁４９のパイロット圧を受けて開弁する。制御部Ｓは、回転数差に応じて電磁比例弁４９の開度を制御し、この制御によってパイロット比例弁４８の開度が制御される。また、電磁比例弁４９とパイロット比例弁４８の間の流路には、オリフィス５０が接続されている。このように構成しても、実施形態の下降用切換弁３２と同様に、下降動作時には作動油の流出を許容し、フォーク１６の停止時及び上昇動作時には作動油の流出を遮断することができる。また、油圧制御装置として、実施形態と同様の効果を得ることができる。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）制御部は、下降動作が単独で行われる場合には電動機の出力トルクを制限する一方で、下降動作と他動作が同時に行われる場合には出力トルクを制限しない。

１１…フォークリフト、１３…マスト、１４…リフトシリンダ、１６…フォーク、１９…ティルトシリンダ、２２…リフト用の操作レバー、２３…ティルト用の操作レバー、３０…油圧ポンプモータ、３１…モータ、３２…下降用切換弁、３５…流量制御弁、３６…下降用比例弁、Ｓ…制御部、Ｋ２…配管。

Claims (4)

1. 昇降指示部材の操作によって作動油を給排させることによりフォークを昇降動作させる昇降用油圧シリンダと、傾動指示部材の操作によって作動油を給排させることにより前記フォークが装着されるマストを傾動動作させる傾動用油圧シリンダと、を含む複数の油圧機構を備えたフォークリフトの油圧制御装置において、
   油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプを駆動させる電動機と、
   前記昇降用油圧シリンダと前記油圧ポンプとの間に配設されるとともに、前記フォークを下降動作させる場合には前記昇降用油圧シリンダから前記油圧ポンプへの作動油の流出を許容する一方で、前記フォークを停止させている場合又は上昇動作させる場合には前記昇降用油圧シリンダから前記油圧ポンプへの作動油の流出を遮断する流出制御機構と、
   前記流出制御機構とドレイン部との間に配設される比例弁と、
   前記流出制御機構とドレイン部との間に配設されるとともに、前記比例弁の前後の圧力差に応じた開度で開弁する流量制御弁と、
   前記電動機の駆動を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記昇降用油圧シリンダによる前記フォークの下降動作と他の油圧機構による他動作が同時に行われる場合、前記昇降指示部材の操作量に応じた指示速度で前記下降動作を行わせるために必要な前記油圧ポンプの下降動作用必要回転数と、前記他動作を行わせるために必要な前記油圧ポンプの他動作用必要回転数との回転数差に応じて前記比例弁の開度を制御することを特徴とするフォークリフトの油圧制御装置。
2. 前記制御部は、前記下降動作と複数の他動作が同時に行われる場合、前記下降動作用必要回転数と、前記他動作の前記他動作用必要回転数のうち、最大の他動作用必要回転数との回転数差に応じて前記比例弁の開度を制御する請求項１に記載のフォークリフトの油圧制御装置。
3. 前記制御部は、前記下降動作が単独で行われる場合、前記下降動作用必要回転数と、前記油圧ポンプの実回転数との回転数差に応じて前記比例弁の開度を制御する請求項１又は請求項２に記載のフォークリフトの油圧制御装置。
4. 前記流出制御機構は、開状態と閉状態の２位置を取り得るＯＮ−ＯＦＦ弁である請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載のフォークリフトの油圧制御装置。