JP2016000647A - 荷役車両の油圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軽負荷時における昇降物の下降速度を速くすることができる荷役車両の油圧駆動装置を提供する。【解決手段】油圧駆動装置１６は、油圧ポンプモータ１７の吸込口１７ａとリフトシリンダ４のボトム室４ｂとを接続する油圧配管４７と、油圧配管４７とタンク１９とを接続する油圧配管４９とを備えている。油圧配管４９には、リフトシリンダ４からタンク１９に戻る作動油の流量を制御する流量制御弁５０が配設されている。油圧配管４９における流量制御弁５０の上流側には、タンク１９に戻る方向にのみ作動油を通過させるパイロットチェック弁５４が配設されている。パイロットチェック弁５４と油圧配管４９における流量制御弁５０の下流側とは、パイロット流路５５を介して接続されている。パイロット流路５５上には、パイロット用電磁切換弁５６が配設されている。【選択図】図２

Description

本発明は、フォークリフト等の荷役車両の油圧駆動装置に関するものである。

荷役車両の一つであるバッテリ式のフォークリフトは、フォークを昇降させるリフトシリンダと、マストを傾動させるティルトシリンダと、リフトシリンダ及びティルトシリンダに作動油を供給する油圧ポンプと、油圧ポンプを駆動する電動機とを備えている。このようなフォークリフトでは、フォークにより荷物を降ろす際に、荷物の重さを利用してリフトシリンダから油圧ポンプに作動油を戻して発電を行う荷役回生を実施することがある。

そのような荷役回生動作を行う従来技術としては、例えば特許文献１に記載されているような油圧リフト装置が知られている。特許文献１に記載の油圧リフト装置は、リフトシリンダのボトム室と油圧ポンプとの間に配設された制御弁アセンブリと、制御弁アセンブリと油圧ポンプとの間に油圧ポンプ側に向かって直列に配設された油圧パイロット切換弁及び電磁切換弁とを備えている。

米国特許５６４９４２２号

上記従来技術においては、フォーク（昇降物）の積荷荷重が小さい状態（軽負荷状態）でフォークを下降させると、荷役回生が行われずに、リフトシリンダからの作動油が油圧パイロット切換弁及び電磁切換弁を通ってタンクに戻るようになる。このとき、油圧パイロット切換弁及び電磁切換弁が直列に配置されているため、作動油が流れる際の圧力損失が大きくなる。特に、近年における装置の小型化の要求に伴い、油圧パイロット切換弁及び電磁切換弁を小型にした場合には、油圧パイロット切換弁及び電磁切換弁の流路面積（流路径）が小さくならざるを得ないため、そのような問題が顕著となる。このように作動油が流れる際の圧力損失が大きくなると、軽負荷状態においてフォークを下降させるときに、タンクに戻る作動油の流量が少なくなるため、フォークの下降速度が遅くなる。

本発明の目的は、軽負荷時における昇降物の下降速度を速くすることができる荷役車両の油圧駆動装置を提供することである。

本発明は、作動油の給排により昇降物を昇降させる油圧シリンダを有する荷役車両の油圧駆動装置において、作動油を貯留するタンクと、作動油をタンクから吸い込んで油圧シリンダに供給する油圧ポンプと、油圧ポンプの吸込口と油圧シリンダのボトム室とを接続し、油圧シリンダからの作動油を油圧ポンプに送るための第１作動油流路と、第１作動油流路とタンクとを接続し、油圧シリンダからの作動油をタンクに戻すための第２作動油流路と、第２作動油流路上に配設され、油圧シリンダからタンクに戻る作動油の流量を制御する流量制御弁と、第２作動油流路上における流量制御弁の上流側に配設され、タンクに戻る方向にのみ作動油を通過させるパイロットチェック弁と、第２作動油流路における流量制御弁の下流側とパイロットチェック弁とを接続するパイロット流路と、パイロット流路上に配設された開閉弁とを備えることを特徴とする。

このような本発明に係る荷役車両の油圧駆動装置においては、昇降物の積荷荷重が小さい状態（軽負荷状態）で昇降物を下降させると、油圧シリンダからの作動油が第２作動油流路を通ってタンクに戻る。第２作動油流路上には、油圧シリンダからタンクに戻る作動油の流量を制御する流量制御弁と、タンクに戻る方向にのみ作動油を通過させるパイロットチェック弁とが配設されている。このため、油圧シリンダからの作動油は、パイロットチェック弁及び流量制御弁を通ってタンクに戻るようになる。ところで、パイロットチェック弁の開度は、第２作動油流路におけるパイロットチェック弁の上流側の圧力とパイロット流路の圧力との差圧によって決まる。当該差圧が大きくなるほど、パイロットチェック弁の開度が大きくなる。ここで、パイロットチェック弁は、第２作動油流路上における流量制御弁の上流側に配設されている。このため、第２作動油流路におけるパイロットチェック弁の上流側の圧力が流量制御弁により損失することは無い。また、パイロット流路は、第２作動油流路における流量制御弁の下流側とパイロットチェック弁とを接続している。軽負荷状態で昇降物を下降させるときは、パイロット流路上に配設された開閉弁を開弁する。このとき、パイロット流路の圧力は、十分低い圧力（例えばタンク圧）となる。従って、第２作動油流路におけるパイロットチェック弁の上流側の圧力とパイロット流路の圧力との差圧が大きくなるため、パイロットチェック弁の開度が大きくなり、タンクに戻る作動油の流量が多くなる。これにより、軽負荷時における昇降物の下降速度を速くすることができる。

流量制御弁は、パイロット圧に応じた開度で開くパイロット式流量制御弁であってもよい。この場合には、安価な流量制御弁を使用することができる。

流量制御弁は、制御信号に応じた開度で開く電磁比例式流量制御弁であってもよい。この場合には、流量制御弁を通過する作動油の流量を円滑に制御可能となるため、昇降物の下降動作（下降速度）を円滑に制御することができる。

本発明に係る荷役車両の油圧駆動装置によれば、軽負荷時における昇降物の下降速度を速くすることができる。

本発明に係る油圧駆動装置の第１実施形態を備えた荷役車両を示す側面図である。 本発明に係る油圧駆動装置の第１実施形態を示す油圧回路図である。 図２に示したパイロットチェック弁の構造を示す図である。 図２に示した油圧駆動装置の制御系を示す構成図である。 図４に示したコントローラにより実行される制御処理手順を示すフローチャートである。 図４に示したコントローラにおいて、リフト下降操作時に使用される制御項目の一覧を示す表である。 図５に示したパイロット用電磁切換弁の制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。 図５に示したモータトルク出力処理手順の詳細を示すブロック図である。 積荷荷重が大きい状態（重負荷状態）において、リフト下降単独操作を行う場合のタイミングチャートを示す図である。 積荷荷重が小さい状態（軽負荷状態）において、リフト下降単独操作を行う場合のタイミングチャートを示す図である。 積荷荷重が大きい状態（重負荷状態）において、リフト下降とティルトとの同時操作を行う場合のタイミングチャートを示す図である。 積荷荷重が小さい状態（軽負荷状態）において、リフト下降とティルトとの同時操作を行う場合のタイミングチャートを示す図である。 本発明に係る油圧駆動装置の第２実施形態の制御系を示す構成図である。 図１３に示したコントローラにおいて、リフト下降操作時に使用される制御項目の一覧を示す表である。 図１３に示したコントローラにより実行される力行トルク制限値設定処理手順の詳細を示すフローチャートである。 図１５に示した力行トルク制限値設定処理手順を実行したときの電動モータの回転数及び力行トルク制限値のタイムチャートを示す図である。 図１５に示した力行トルク制限値設定処理手順の変形例を示すフローチャートである。 図１７に示した力行トルク制限値設定処理手順を実行したときの電動モータの回転数及び力行トルク制限値のタイムチャートを示す図である。 本発明に係る油圧駆動装置の第３実施形態においてコントローラの一部の構成を示すブロック図である。 図１９に示したコントローラにおいて、リフト下降操作時に使用される制御項目の一覧を示す表である。 図１９に示したトルク制限値設定部により力行トルク制限値を設定したときの電動モータの回転数及び力行トルク制限値のタイムチャートを示す図である。 本発明に係る油圧駆動装置の第４実施形態を示す油圧回路図である。 図２２に示したコントローラにより実行される電磁比例弁の制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明に係る油圧駆動装置の第１実施形態を備えた荷役車両を示す側面図である。同図において、本実施形態に係る荷役車両１は、バッテリ式のフォークリフトである。フォークリフト１は、車体フレーム２と、この車体フレーム２の前部に配置されたマスト３とを備えている。マスト３は、車体フレーム２に傾動可能に支持された左右１対のアウターマスト３ａと、これらのアウターマスト３ａの内側に配置され、アウターマスト３ａに対して昇降可能なインナーマスト３ｂとからなっている。

マスト３の後側には、昇降用油圧シリンダとしてのリフトシリンダ４が配置されている。リフトシリンダ４のピストンロッド４ｐの先端部は、インナーマスト３ｂの上部に連結されている。

インナーマスト３ｂには、リフトブラケット５が昇降可能に支持されている。リフトブラケット５には、荷物を積載するフォーク（昇降物）６が取り付けられている。インナーマスト３ｂの上部にはチェーンホイール７が設けられ、チェーンホイール７にはチェーン８が掛装されている。チェーン８の一端部はリフトシリンダ４に連結され、チェーン８の他端部はリフトブラケット５に連結されている。リフトシリンダ４を伸縮させると、チェーン８を介してフォーク６がリフトブラケット５と共に昇降する。

車体フレーム２の左右両側には、傾動用油圧シリンダとしてのティルトシリンダ９がそれぞれ支持されている。ティルトシリンダ９のピストンロッド９ｐの先端部は、アウターマスト３ａの高さ方向ほぼ中央部に回動可能に連結されている。ティルトシリンダ９を伸縮させると、マスト３が傾動する。

車体フレーム２の上部には、運転室１０が設けられている。運転室１０の前部には、リフトシリンダ４を作動させてフォーク６を昇降させるためのリフト操作レバー１１と、ティルトシリンダ９を作動させてマスト３を傾動させるためのティルト操作レバー１２とが設けられている。

また、運転室１０の前部には、操舵を行うためのステアリング１３が設けられている。ステアリング１３は、油圧式のパワーステアリングであり、パワーステアリング（ＰＳ）用油圧シリンダとしてのＰＳシリンダ１４（図２参照）により運転者の操舵をアシストすることが可能である。

また、フォークリフト１は、アタッチメント（図示せず）を動作させるアタッチメント用油圧シリンダとしてのアタッチメントシリンダ１５（図２参照）を備えている。アタッチメントとしては、例えばフォーク６を左右移動、傾動、回転させるもの等がある。また、運転室１０には、アタッチメントシリンダ１５を作動させてアタッチメントを動作させるためのアタッチメント操作レバー（図示せず）が設けられている。

さらに、運転室１０には、特に図示はしないが、フォークリフト１の走行方向（前進／後進／ニュートラル）を切り換えるためのディレクションスイッチが設けられている。

図２は、本発明に係る油圧駆動装置の第１実施形態を示す油圧回路図である。同図において、本実施形態の油圧駆動装置１６は、リフトシリンダ４、ティルトシリンダ９、アタッチメントシリンダ１５及びＰＳシリンダ１４を駆動する装置である。

油圧駆動装置１６は、単一の油圧ポンプモータ１７と、この油圧ポンプモータ１７を駆動する単一の電動モータ１８とを備えている。油圧ポンプモータ１７は、作動油を吸い込むための吸込口１７ａと、作動油を吐出するための吐出口１７ｂとを有している。油圧ポンプモータ１７は、一方向に回転可能な構成とされている。

電動モータ１８は、電動機または発電機として機能する。具体的には、油圧ポンプモータ１７が油圧ポンプとして作動する場合には、電動モータ１８は電動機として機能し、油圧ポンプモータ１７が油圧モータとして作動する場合には、電動モータ１８は発電機として機能する。電動モータ１８が発電機として機能すると、電動モータ１８で発生した電力がバッテリ（図示せず）に蓄電される。つまり、回生動作が行われることとなる。

油圧ポンプモータ１７の吸込口１７ａには、作動油を貯留するタンク１９が油圧配管２０を介して接続されている。油圧配管２０には、タンク１９から油圧ポンプモータ１７への方向にのみ作動油を流通させる逆止弁２１が設けられている。

油圧ポンプモータ１７の吐出口１７ｂとリフトシリンダ４のボトム室４ｂとは、油圧配管２２を介して接続されている。油圧配管２２には、リフト上昇用の電磁比例弁２３が配設されている。電磁比例弁２３は、油圧ポンプモータ１７からリフトシリンダ４のボトム室４ｂへの作動油の流通を許容する開位置２３ａと、油圧ポンプモータ１７からリフトシリンダ４のボトム室４ｂへの作動油の流通を遮断する閉位置２３ｂとの間で切り換えられる。

電磁比例弁２３は、通常は閉位置２３ｂ（図示）にあり、ソレノイド操作部２３ｃに操作信号（リフト操作レバー１１の上昇操作の操作量に応じたリフト上昇用ソレノイド電流指令値）が入力されると、開位置２３ａに切り換わる。すると、油圧ポンプモータ１７からリフトシリンダ４のボトム室４ｂに作動油が供給され、リフトシリンダ４が伸長し、これに伴ってフォーク６が上昇する。なお、電磁比例弁２３は、開位置２３ａにあるときは、操作信号に応じた開度で開く。油圧配管２２における電磁比例弁２３とリフトシリンダ４との間には、電磁比例弁２３からリフトシリンダ４への方向にのみ作動油を流通させる逆止弁２４が設けられている。

油圧配管２２における油圧ポンプモータ１７と電磁比例弁２３との分岐点には、油圧配管２５を介してティルト用の電磁比例弁２６が接続されている。油圧配管２５には、油圧ポンプモータ１７から電磁比例弁２６への方向にのみ作動油を流通させる逆止弁２７が設けられている。

電磁比例弁２６とティルトシリンダ９のロッド室９ａ及びボトム室９ｂとは、油圧配管２８，２９を介してそれぞれ接続されている。電磁比例弁２６は、油圧ポンプモータ１７からティルトシリンダ９のロッド室９ａへの作動油の流通を許容する開位置２６ａと、油圧ポンプモータ１７からティルトシリンダ９のボトム室９ｂへの作動油の流通を許容する開位置２６ｂと、油圧ポンプモータ１７からティルトシリンダ９への作動油の流通を遮断する閉位置２６ｃの間で切り換えられる。

電磁比例弁２６は、通常は閉位置２６ｃ（図示）にあり、開位置２６ａ側のソレノイド操作部２６ｄに操作信号（ティルト操作レバー１２の後傾操作の操作量に応じたティルト用ソレノイド電流指令値）が入力されると、開位置２６ａに切り換わり、開位置２６ｂ側のソレノイド操作部２６ｅに操作信号（ティルト操作レバー１２の前傾操作の操作量に応じたティルト用ソレノイド電流指令値）が入力されると、開位置２６ｂに切り換わる。電磁比例弁２６が開位置２６ａに切り換わると、油圧ポンプモータ１７からティルトシリンダ９のロッド室９ａに作動油が供給され、ティルトシリンダ９が収縮し、これに伴ってマスト３が後傾する。電磁比例弁２６が開位置２６ｂに切り換わると、油圧ポンプモータ１７からティルトシリンダ９のボトム室９ｂに作動油が供給され、ティルトシリンダ９が伸長し、これに伴ってマスト３が前傾する。なお、電磁比例弁２６は、開位置２６ａ，２６ｂにあるときは、操作信号に応じた開度で開く。

油圧配管２５における逆止弁２７の上流側には、油圧配管３０を介してアタッチメント用の電磁比例弁３１が接続されている。油圧配管３０には、油圧ポンプモータ１７から電磁比例弁３１への方向にのみ作動油を流通させる逆止弁３２が設けられている。

電磁比例弁３１とアタッチメントシリンダ１５のロッド室１５ａ及びボトム室１５ｂとは、油圧配管３３，３４を介してそれぞれ接続されている。電磁比例弁３１は、油圧ポンプモータ１７からアタッチメントシリンダ１５のロッド室１５ａへの作動油の流通を許容する開位置３１ａと、油圧ポンプモータ１７からアタッチメントシリンダ１５のボトム室１５ｂへの作動油の流通を許容する開位置３１ｂと、油圧ポンプモータ１７からアタッチメントシリンダ１５への作動油の流通を遮断する閉位置３１ｃの間で切り換えられる。

電磁比例弁３１は、通常は閉位置３１ｃ（図示）にあり、開位置３１ａ側のソレノイド操作部３１ｄに操作信号（アタッチメント操作レバーの一方側操作の操作量に応じたアタッチメント用ソレノイド電流指令値）が入力されると、開位置３１ａに切り換わり、開位置３１ｂ側のソレノイド操作部３１ｅに操作信号（アタッチメント操作レバーの他方側操作の操作量に応じたアタッチメント用ソレノイド電流指令値）が入力されると、開位置３１ｂに切り換わる。なお、アタッチメントシリンダ１５の動作については省略する。また、電磁比例弁３１は、開位置３１ａ，３１ｂにあるときは、操作信号に応じた開度で開く。

油圧配管３０における逆止弁３２の上流側には、油圧配管３５を介してＰＳ用の電磁比例弁３６が接続されている。油圧配管３５には、油圧ポンプモータ１７から電磁比例弁３６への方向にのみ作動油を流通させる逆止弁３７が設けられている。

電磁比例弁３６とＰＳシリンダ１４のロッド室１４ａ及びボトム室１４ｂとは、油圧配管３８，３９を介してそれぞれ接続されている。電磁比例弁３６は、油圧ポンプモータ１７からＰＳシリンダ１４のロッド室１４ａへの作動油の流通を許容する開位置３６ａと、油圧ポンプモータ１７からＰＳシリンダ１４のボトム室１４ｂへの作動油の流通を許容する開位置３６ｂと、油圧ポンプモータ１７からＰＳシリンダ１４への作動油の流通を遮断する閉位置３６ｃの間で切り換えられる。

電磁比例弁３６は、通常は閉位置３６ｃ（図示）にあり、開位置３６ａ側のソレノイド操作部３６ｄに操作信号（ステアリング１３の左右一方側操作の操作速度に応じたＰＳ用ソレノイド電流指令値）が入力されると、開位置３６ａに切り換わり、開位置３６ｂ側のソレノイド操作部３６ｅに操作信号（ステアリング１３の左右他方側操作の操作速度に応じたＰＳ用ソレノイド電流指令値）が入力されると、開位置３６ｂに切り換わる。なお、ＰＳシリンダ１４の動作については省略する。また、電磁比例弁３６は、開位置３６ａ，３６ｂにあるときは、操作信号に応じた開度で開く。

油圧配管２２における油圧ポンプモータ１７と電磁比例弁２３との分岐点は、油圧配管４０を介してタンク１９と接続されている。油圧配管４０には、アンロード弁４１及びフィルタ４２が設けられている。また、油圧配管４０と電磁比例弁２６，３１，３６とは、油圧配管４３〜４５を介して接続されている。さらに、電磁比例弁２３，２６，３１，３６は、油圧配管４６を介して油圧配管４０と接続されている。

油圧ポンプモータ１７の吸込口１７ａとリフトシリンダ４のボトム室４ｂとは、油圧配管４７を介して接続されている。油圧配管４７は、リフトシリンダ４からの作動油を油圧ポンプモータ１７に送るための第１作動油流路を構成している。

油圧配管４７には、リフト下降用の電磁比例弁４８が配設されている。電磁比例弁４８は、リフトシリンダ４のボトム室４ｂから油圧ポンプモータ１７の吸込口１７ａへの作動油の流通を許容する開位置４８ａと、リフトシリンダ４のボトム室４ｂから油圧ポンプモータ１７の吸込口１７ａへの作動油の流通を遮断する閉位置４８ｂとの間で切り換えられる。

電磁比例弁４８は、通常は閉位置４８ｂ（図示）にあり、ソレノイド操作部４８ｃに操作信号（リフト操作レバー１１の下降操作の操作量に応じたリフト下降用ソレノイド電流指令値）が入力されると、開位置４８ａに切り換わる。すると、フォーク６の自重によりフォーク６が下降し、これに伴ってリフトシリンダ４が収縮し、リフトシリンダ４のボトム室４ｂから作動油が流れ出る。なお、電磁比例弁４８は、開位置４８ａにあるときは、操作信号に応じた開度で開く。

油圧配管４７における油圧ポンプモータ１７と電磁比例弁４８との分岐点は、油圧配管４９を介してタンク１９と接続されている。つまり、油圧配管４９は、油圧配管４７とタンク１９とを接続している。油圧配管４９は、リフトシリンダ４からの作動油をタンク１９に戻すためのバイパス作動油流路（第２作動油流路）を構成している。

油圧配管４９には、リフトシリンダ４からタンク１９に戻る作動油の流量を制御する圧力補償機能付きの流量制御弁５０が配設されている。流量制御弁５０は、パイロット圧に応じた開度で開くパイロット式流量制御弁である。なお、油圧配管４９における流量制御弁５０とタンク１９との間には、フィルタ５１が設けられている。

流量制御弁５０は、作動油の流通を許容する開位置５０ａと、作動油の流通を遮断する閉位置５０ｂと、作動油の流通量を調整する絞り位置５０ｃとの間で切り換えられる。流量制御弁５０の閉位置５０ｂ側のパイロット操作部と油圧配管４７における電磁比例弁４８の上流側とは、パイロット流路５２を介して接続されている。流量制御弁５０の開位置５０ａ側のパイロット操作部と油圧配管４９における流量制御弁５０の上流側とは、パイロット流路５３を介して接続されている。

流量制御弁５０は、油圧配管４７における電磁比例弁４８の上流側の圧力と油圧配管４９における流量制御弁５０の上流側の圧力との圧力差（差圧）に応じた開度で開く。具体的には、流量制御弁５０は、通常は開位置５０ａ（図示）にある。そして、油圧配管４７における電磁比例弁４８の上流側の圧力と油圧配管４９における流量制御弁５０の上流側の圧力との差圧が大きくなるほど、流量制御弁５０の開度が小さくなる。

油圧配管４９における流量制御弁５０の上流側には、タンク１９に戻る方向にのみ作動油を通過させるパイロットチェック弁５４が配設されている。パイロットチェック弁５４と油圧配管４９における流量制御弁５０の下流側とは、パイロット流路５５を介して接続されている。パイロット流路５５上には、パイロット用電磁切換弁５６が配設されている。パイロット用電磁切換弁５６は、開位置５６ａまたは閉位置５６ｂに切り換えられる開閉弁である。パイロット用電磁切換弁５６は、通常は閉位置５６ｂ（図示）にあり、ソレノイド操作部５６ｃにＯＮ信号が入力されると、開位置５６ａに切り換わる。

パイロットチェック弁５４は、図３に示すように、電磁比例弁４８と流量制御弁５０との間の流路を開閉させるプランジャ５７と、電磁比例弁４８と流量制御弁５０との間の流路を閉じる方向にプランジャ５７を付勢するバネ５８とを有している。プランジャ５７には、リフトシリンダ４からの作動油をパイロット流路５５に供給するためのオリフィス５７ａが形成されている。

フォーク６の下降動作（リフト下降動作）を行うときは、電磁比例弁４８を閉位置４８ｂから開位置４８ａに切り換えると共に、パイロット用電磁切換弁５６を閉位置５６ｂから開位置５６ａに切り換える。すると、上述したように、フォーク６の自重によりフォーク６が下降し、リフトシリンダ４が収縮する。このとき、パイロット用電磁切換弁５６を開いた直後は、リフトシリンダ４からの作動油がパイロットチェック弁５４のオリフィス５７ａ及びパイロット流路５５を通ってタンク１９に戻る（矢印Ａ参照）。

そして、オリフィス５７ａを通過する作動油の流量が増えると、オリフィス５７ａの上流側の圧力とオリフィス５７ａの下流側の圧力との圧力差（差圧）によってバネ５８の付勢力に抗してプランジャ５７が押し上げられることで、電磁比例弁４８と流量制御弁５０との間の流路が開くようになる。これにより、リフトシリンダ４からの作動油がパイロットチェック弁５４及び流量制御弁５０を通過してタンク１９に戻るようになる（矢印Ｂ参照）。

このようにパイロットチェック弁５４の開度は、オリフィス５７ａの上流側（油圧配管４９におけるパイロットチェック弁５４の上流側）の圧力とオリフィス５７ａの下流側（パイロット流路５５）の圧力との差圧、つまり流量制御弁５０の上流側の圧力と流量制御弁５０の下流側の圧力との差圧（流量制御弁５０の前後差圧）によって決まる。言い換えると、パイロットチェック弁５４を開弁させる差圧としては、流量制御弁５０の前後差圧が用いられる。

図４は、油圧駆動装置１６の制御系を示す構成図である。同図において、油圧駆動装置１６は、コントローラ６０と、リフト操作レバー１１の操作量を検出するリフト操作レバー操作量センサ６１と、ティルト操作レバー１２の操作量を検出するティルト操作レバー操作量センサ６２と、アタッチメント操作レバー（図示せず）の操作量を検出するアタッチメント操作レバー操作量センサ６３と、ステアリング１３の操作速度を検出するステアリング操作速度センサ６４と、電動モータ１８の実回転数（モータ実回転数）を検出する回転数センサ６５とを備えている。

コントローラ６０は、操作レバー操作量センサ６１〜６３、ステアリング操作速度センサ６４及び回転数センサ６５の検出値を入力し、所定の処理を行い、電動モータ１８、電磁比例弁２３，２６，３１，３６，４８及びパイロット用電磁切換弁５６を制御する。

図５は、コントローラ６０により実行される制御処理手順を示すフローチャートである。なお、本制御処理では、フォーク６の下降（リフト下降）を含む動作のみを対象としている。また、本制御処理を実行する周期は、実験等により適宜決められている。

同図において、まず操作レバー操作量センサ６１〜６３により検出されたリフト操作レバー１１、ティルト操作レバー１２及びアタッチメント操作レバーの操作量と、ステアリング操作速度センサ６４により検出されたステアリング１３の操作速度とを取得する（手順Ｓ１０１）。

続いて、手順Ｓ１０１で取得されたリフト操作レバー１１、ティルト操作レバー１２、アタッチメント操作レバーの操作量及びステアリング１３の操作速度に基づいて、操作条件としてのリフト下降モードを判定する（手順Ｓ１０２）。リフト下降モードとしては、リフト下降単独操作、リフト下降＋ティルト操作、リフト下降＋アタッチメント操作、リフト下降＋パワーステアリング操作、リフト下降＋ティルト＋パワーステアリング操作がある。

続いて、手順Ｓ１０１で取得されたリフト操作レバー１１、ティルト操作レバー１２、アタッチメント操作レバーの操作量及びステアリング１３の操作速度と手順Ｓ１０２で判定されたリフト下降モードとに応じた電磁比例弁ソレノイド電流指令値を求める（手順Ｓ１０３）。電磁比例弁ソレノイド電流指令値としては、リフト操作レバー１１の下降操作の操作量に応じたリフト下降用ソレノイド電流指令値、ティルト操作レバー１２の操作量に応じたティルト用ソレノイド電流指令値、アタッチメント操作レバーの操作量に応じたアタッチメント用ソレノイド電流指令値、ステアリング１３の操作速度に応じたパワーステアリング（ＰＳ）用ソレノイド電流指令値がある。

続いて、手順Ｓ１０２で得られた操作条件に対するモータ必要回転数を求める（手順Ｓ１０４）。モータ必要回転数としては、リフト必要モータ回転数、ティルト必要モータ回転数、アタッチメント必要モータ回転数及びパワーステアリング（ＰＳ）必要モータ回転数がある。リフト必要モータ回転数は、リフト動作を行うのに必要な電動モータ１８の回転数である。ティルト必要モータ回転数は、ティルト動作を行うのに必要な電動モータ１８の回転数である。アタッチメント必要モータ回転数は、アタッチメント動作を行うのに必要な電動モータ１８の回転数である。ＰＳ必要モータ回転数は、ＰＳ動作を行うのに必要な電動モータ１８の回転数である。

続いて、手順Ｓ１０２で判定されたリフト下降モードと手順Ｓ１０４で得られたモータ必要回転数に基づいて、モータ回転数指令値（モータ指令回転数）を設定する（手順Ｓ１０５）。このとき、モータ指令回転数は、図６に示す通りである。具体的には、リフト下降単独操作の場合は、モータ指令回転数をリフト必要モータ回転数N_liftとする。リフト下降＋ティルト操作の場合は、モータ指令回転数をティルト必要モータ回転数N_tiltとする。リフト下降＋アタッチメント操作の場合は、モータ指令回転数をアタッチメント必要モータ回転数N_atmtとする。リフト下降＋パワーステアリング操作の場合は、モータ指令回転数をＰＳ必要モータ回転数N_psとする。リフト下降＋ティルト＋パワーステアリング操作の場合は、モータ指令回転数をティルト必要モータ回転数N_tiltとＰＳ必要モータ回転数N_psとの最大値とする。

続いて、手順Ｓ１０２で判定されたリフト下降モードに基づいて、電動モータ１８の力行トルク制限値を設定する（手順Ｓ１０６）。力行トルク制限値は、許容する力行トルクの値のことである。図６に示すように、リフト下降単独操作の場合は、力行トルク制限をＯＮにする。このとき、力行トルク制限値は、例えば０Ｎｍ（０％）もしくはそれに近い値に設定される。リフト下降＋ティルト操作、リフト下降＋アタッチメント操作、リフト下降＋パワーステアリング操作、リフト下降＋ティルト＋パワーステアリング操作の場合は、力行トルク制限をＯＦＦにする。つまり、この時の力行トルク制限値は、１００％に設定される。

続いて、手順Ｓ１０２で判定されたリフト下降モードと手順Ｓ１０５で設定されたモータ指令回転数と回転数センサ６５により検出されたモータ実回転数とに基づいて、パイロット用電磁切換弁５６の開閉（ＯＮ／ＯＦＦ）動作を制御する。パイロット用電磁切換弁５６の制御処理手順の詳細を図７に示す。

図７において、まずリフト下降モードがリフト下降単独操作であるかどうかを判断する（手順Ｓ１１１）。リフト下降モードがリフト下降単独操作であると判断されたときは、回転数センサ６５により検出されたモータ実回転数を取得する（手順Ｓ１１２）。

続いて、手順Ｓ１０５（図４参照）で設定されたモータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎ以上であるかどうかを判断する（手順Ｓ１１３）。モータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎ以上であると判断されたときは、パイロット用電磁切換弁５６のソレノイド操作部５６ｃにＯＮ信号を送出することで、パイロット用電磁切換弁５６を開位置５６ａ（ＯＮ）にする（手順Ｓ１１４）。モータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎ以上でないと判断されたときは、パイロット用電磁切換弁５６のソレノイド操作部５６ｃにＯＦＦ信号を送出することで、パイロット用電磁切換弁５６を閉位置５６ｂ（ＯＦＦ）にする（手順Ｓ１１５）。

また、手順Ｓ１１１でリフト下降モードがリフト下降単独操作でない、つまりリフト下降モードがリフト下降＋ティルト操作、リフト下降＋アタッチメント操作、リフト下降＋パワーステアリング操作、リフト下降＋ティルト＋パワーステアリング操作の何れかであると判断されたときは、図６にも示すように、パイロット用電磁切換弁５６のソレノイド操作部５６ｃにＯＮ信号を送出することで、パイロット用電磁切換弁５６をＯＮにする（手順Ｓ１１４）。

なお、本処理では、モータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎ以上であるときは、パイロット用電磁切換弁５６をＯＮにし、モータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎ以上でないときは、パイロット用電磁切換弁５６をＯＦＦにするようにしたが、特にその態様には限られない。例えばチャタリングを防止するために、モータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎ_on以上であるときは、パイロット用電磁切換弁５６をＯＮにし、モータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎ_off（＜Ｎ_on）以下であるときは、パイロット用電磁切換弁５６をＯＦＦにするようにしても良い。

図５に戻り、手順Ｓ１０７を実施した後、手順Ｓ１０３で得られた電磁比例弁ソレノイド電流指令値を対応する電磁比例弁のソレノイド操作部に送出する（手順Ｓ１０８）。このとき、リフト下降用ソレノイド電流指令値を電磁比例弁４８のソレノイド操作部４８ｃに送出する。また、ティルト用ソレノイド電流指令値を求めたときは、その電流指令値を電磁比例弁２６のソレノイド操作部２６ｄ，２６ｅの何れかに送出し、アタッチメント用ソレノイド電流指令値を求めたときは、その電流指令値を電磁比例弁３１のソレノイド操作部３１ｄ，３１ｅの何れかに送出し、ＰＳ用ソレノイド電流指令値を求めたときは、その電流指令値を電磁比例弁３６のソレノイド操作部３６ｄ，３６ｅの何れかに送出する。

続いて、手順Ｓ１０５で設定されたモータ回転数指令値（モータ指令回転数）と回転数センサ６５により検出されたモータ実回転数と手順Ｓ１０６で設定された電動モータ１８の力行トルク制限値とに基づいて電動モータ１８の出力トルクを求め、その出力トルクを制御信号として電動モータ１８に送出する（手順Ｓ１０９）。手順Ｓ１０９の処理は、図８に示すように、コントローラ６０に含まれるモータトルク出力部６６により実行される。

図８において、モータトルク出力部６６は、比較部６７と、ＰＩＤ演算部６８と、出力トルク決定部６９と、モータ制御部７０とを有している。比較部６７は、上記手順Ｓ１０５で設定されたモータ指令回転数と回転数センサ６５により検出されたモータ実回転数との回転数偏差を算出する。ＰＩＤ演算部６８は、モータ指令回転数とモータ実回転数との回転数偏差のＰＩＤ演算を行い、当該回転数偏差がゼロになるような電動モータ１８の力行トルク指令値を求める。ＰＩＤ演算は、比例（Proportional）動作、積分（Integral）動作及び微分（Derivative）動作を組み合わせた演算である。

出力トルク決定部６９は、ＰＩＤ演算部６８で得られた力行トルク指令値と上記手順Ｓ１０６で設定された電動モータ１８の力行トルク制限値とを比較し、電動モータ１８の出力トルクを決定する。具体的には、力行トルク指令値が力行トルク制限値以下のときは、力行トルク指令値を電動モータ１８の出力トルクとし、力行トルク指令値が力行トルク制限値よりも高いときは、力行トルク制限値を電動モータ１８の出力トルクとする。モータ制御部７０は、出力トルク決定部６９で決定された出力トルクを電流信号に変換して電動モータ１８に送出する。

以上において、リフト操作レバー操作量センサ６１、ティルト操作レバー操作量センサ６２、アタッチメント操作レバー操作量センサ６３、ステアリング操作速度センサ６４及びコントローラ６０は、電動機１８の指令回転数を設定する設定手段と、昇降操作手段１１の下降操作が単独で行われたかどうかと、昇降操作手段１１の下降操作を含む複数の手動操作手段の操作が同時に行われたかどうかとを判定する判定手段とを構成する。コントローラ６０は、設定手段により設定された指令回転数と回転数検出手段６５により検出された実回転数とに基づいて電動機１８を制御する電動機制御手段を構成する。

また、コントローラ６０は、判定手段により昇降操作手段１１の下降操作が単独で行われたと判定された場合は、設定手段により設定された電動機１８の指令回転数と回転数検出手段６５により検出された電動機１８の実回転数との差が所定値以上であるときに、弁手段５６を開位置５６ａに切り換えるように制御し、判定手段により昇降操作手段１１の下降操作を含む複数の手動操作手段の操作が同時に行われたと判定された場合は、弁手段５６を無条件に開位置５６ａに切り換えるように制御する弁開閉制御手段を構成する。

さらに、コントローラ６０は、判定手段により昇降操作手段１１の下降操作が単独で行われたと判定された場合は、電動機１８の力行トルクを制限し、判定手段により昇降操作手段１１の下降操作を含む複数の手動操作手段の操作が同時に行われたと判定された場合は、電動機１８の力行トルクの制限を解除するトルク制限制御手段を構成する。

ここで、図５に示す手順Ｓ１０１，１０２は、判定手段の一部として機能する。同手順Ｓ１０１，Ｓ１０３〜Ｓ１０５は、設定手段の一部として機能する。同手順Ｓ１０６は、トルク制限制御手段として機能する。同手順Ｓ１０７は、弁開閉制御手段として機能する。同手順Ｓ１０９は、電動機制御手段として機能する。

次に、本実施形態の油圧駆動装置１６の動作を図９〜図１２により説明する。図９は、フォーク６の積荷荷重が大きい状態（重負荷状態）において、リフト下降単独操作を行う場合のタイミングチャートを示す図である。

図９において、まず時刻ｔ１では、リフト下降単独操作が開始されるため、電動モータ１８の力行トルク制限がＯＮになる。また、リフト操作レバー１１の操作量（実線Ａ参照）に応じたリフト下降用ソレノイド電流指令値（破線Ｂ参照）が求められ、その電流指令値が電磁比例弁４８に出力される。すると、電磁比例弁４８が閉位置４８ｂから開位置４８ａに切り換えられる。このとき、フォーク６の積荷荷重が大きいため、油圧配管４７における電磁比例弁４８の上流側の圧力と油圧配管４９における流量制御弁５０の上流側の圧力との差圧が大きくなり、流量制御弁５０が開位置５０ａから閉位置５０ｂ側に切り換えられる。そして、リフト下降用ソレノイド電流指令値に応じたリフト必要モータ回転数がモータ指令回転数（破線Ｃ_０参照）として求められ、そのモータ指令回転数が電動モータ１８に出力される。

その後の時刻ｔ２では、モータ指令回転数とモータ実回転数（実線Ｃ参照）との差が一定値Ｎ以上になると、パイロット用電磁切換弁５６がＯＮになる（実線Ｄ参照）。このとき、油圧ポンプモータ１７の吸込圧力によって油圧ポンプモータ１７が回転させられるため、モータ実回転数がモータ指令回転数に近づくようになる。

その後の時刻ｔ３では、モータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎより小さくなるため、パイロット用電磁切換弁５６がＯＦＦになる（実線Ｄ参照）。すると、タンク１９に戻る作動油の流量（バイパス流量）Ｑ３が０となり、リフトシリンダ４からの作動油の流量Ｑ１が全て油圧ポンプモータ１７に供給される作動油の流量Ｑ２となる。従って、油圧ポンプモータ１７が油圧モータとして作動しやすくなり、電動モータ１８が発電機として機能するようになる。これにより、上述した荷役回生を効率的に行うことができる。

図１０は、フォーク６の積荷荷重が小さい状態（軽負荷状態）において、リフト下降単独操作を行う場合のタイミングチャートを示す図である。

図１０において、まず時刻ｔ１では、リフト下降単独操作が開始されるため、電動モータ１８の力行トルク制限がＯＮになる。また、リフト操作レバー１１の操作量（実線Ａ参照）に応じたリフト下降用ソレノイド電流指令値（破線Ｂ参照）が求められ、その電流指令値が電磁比例弁４８に出力される。すると、電磁比例弁４８が閉位置４８ｂから開位置４８ａに切り換えられる。このとき、フォーク６の積荷荷重が小さいため、油圧配管４７における電磁比例弁４８の上流側の圧力と油圧配管４９における流量制御弁５０の上流側の圧力との差圧が小さく、流量制御弁５０が開いている。そして、リフト下降用ソレノイド電流指令値に応じたリフト必要モータ回転数がモータ指令回転数（破線Ｃ_０参照）として求められ、そのモータ指令回転数が電動モータ１８に出力される。

その後の時刻ｔ２では、モータ指令回転数とモータ実回転数（実線Ｃ参照）との差が一定値Ｎ以上になると、パイロット用電磁切換弁５６がＯＮになる（実線Ｄ参照）。このとき、油圧ポンプモータ１７の吸込圧力が低いため、油圧ポンプモータ１７は回転させられず、モータ実回転数がモータ指令回転数に到達することは無い。このため、パイロット用電磁切換弁５６は、ＯＮの状態に維持される。

その状態で、タンク１９に戻る作動油のバイパス流量Ｑ３が必要な量になるまで、流量制御弁５０の開度が大きくなる。すると、リフトシリンダ４からの作動油の流量Ｑ１が必要な分だけ確保されるようになる。これにより、必要なリフト下降速度を確保することができる。また、電動モータ１８を力行させることは無いので、消費電力を低く抑えることができる。

図１１は、フォーク６の積荷荷重が大きい状態（重負荷状態）において、リフト下降とティルトとの同時操作を行う場合のタイミングチャートを示す図である。図１１において、時刻ｔ１〜ｔ３での動作については、図９に示すものと同様であるため、省略する。

その後の時刻ｔ４では、ティルト操作が開始されるため、電動モータ１８の力行トルク制限がＯＦＦになると共に、パイロット用電磁切換弁５６がＯＦＦからＯＮになる（実線Ｄ参照）。そして、ティルト操作レバー１２の操作量（実線Ｅ参照）に応じたティルト用ソレノイド電流指令値が求められ、その電流指令値が電磁比例弁２６に出力される。すると、電磁比例弁２６が閉位置２６ｃから開位置２６ａ，２６ｂの何れかに切り換えられる。そして、ティルト用ソレノイド電流指令値に応じたティルト必要モータ回転数がモータ指令回転数（破線Ｃ_０参照）として求められ、そのモータ指令回転数が電動モータ１８に出力される。

このとき、電動モータ１８の力行トルク制限はＯＦＦであるため、モータ実回転数がモータ指令回転数に追従するようになる。なお、積荷荷重によっては荷役回生を行うことが可能である。

ここで、モータ指令回転数がリフト必要モータ回転数からティルト必要モータ回転数に下がるため、モータ実回転数が低下する。このため、油圧ポンプモータ１７に供給される作動油の流量Ｑ２が少なくなる。すると、流量制御弁５０は、減少した流量Ｑ２を補える開度になるまで開くようになる。従って、タンク１９に戻る作動油のバイパス流量Ｑ３が増加するため、リフトシリンダ４からの作動油の流量Ｑ１がほぼ一定になる。これにより、リフト下降とティルトとの同時操作を行っても、リフト下降速度を一定に保つことができる。また、積荷の回生エネルギーを最大限利用して、リフト下降動作及びティルト動作を同時に行うことができる。

図１２は、フォーク６の積荷荷重が小さい状態（軽負荷状態）において、リフト下降とティルトとの同時操作を行う場合のタイミングチャートを示す図である。図１２において、時刻ｔ１，ｔ２での動作については、図１０に示すものと同様であるため、省略する。

その後の時刻ｔ４では、ティルト操作が開始されるため、電動モータ１８の力行トルク制限がＯＦＦになると共に、パイロット用電磁切換弁５６がＯＮの状態に維持される（実線Ｄ参照）。そして、ティルト操作レバー１２の操作量に応じたティルト用ソレノイド電流指令値が求められ、その電流指令値が電磁比例弁２６に出力される。すると、電磁比例弁２６が閉位置２６ｃから開位置２６ａ，２６ｂの何れかに切り換えられる。そして、ティルト用ソレノイド電流指令値に応じたティルト必要モータ回転数がモータ指令回転数（破線Ｃ_０参照）として求められ、そのモータ指令回転数が電動モータ１８に出力される。

このとき、電動モータ１８の力行トルク制限はＯＦＦであるため、モータ実回転数がモータ指令回転数に追従するようになる。なお、積荷荷重によっては荷役回生を行うことが可能である。

ここで、時刻ｔ４以前ではモータ実回転数がモータ指令回転数に到達していないため、モータ実回転数が上昇する（実線Ｃ参照）。このため、油圧ポンプモータ１７に供給される作動油の流量Ｑ２が増加する。すると、増加した流量Ｑ２分だけタンク１９に戻る作動油のバイパス流量Ｑ３を減少させるように、流量制御弁５０の開度が小さくなるため、リフトシリンダ４からの作動油の流量Ｑ１がほぼ一定になる。これにより、リフト下降とティルトとの同時操作を行っても、リフト下降速度を一定に保つことができる。

なお、リフト下降とアタッチメントとの同時操作、リフト下降とパワーステアリングとの同時操作を行う場合の動作については、リフト下降とティルトとの同時操作を行う場合の動作とほぼ同様である。

以上のように本実施形態にあっては、油圧ポンプモータ１７とリフトシリンダ４とを油圧配管４７により接続し、油圧配管４７とタンク１９とを油圧配管４９により接続し、油圧配管４９に流量制御弁５０を配設し、油圧配管４９における流量制御弁５０の上流側にパイロットチェック弁５４を配設し、パイロットチェック弁５４と油圧配管４９における流量制御弁５０の下流側とをパイロット流路５５により接続し、パイロット流路５５上にパイロット用電磁切換弁５６を配設した構成となっている。

このような構成により、パイロットチェック弁５４を開弁させる差圧（パイロットチェック弁５４の開弁差圧）は、流量制御弁５０の上流側の圧力と流量制御弁５０の下流側の圧力（タンク圧に相当）との差圧によって得られることになる。このため、油圧配管４９におけるパイロットチェック弁５４の上流側に流量制御弁５０を配設する場合に比べて、流量制御弁５０による圧力損失が発生しない分だけパイロットチェック弁５４の開弁差圧が大きくなる。従って、パイロットチェック弁５４の開度が大きくなり、油圧配管４９を流れる作動油の圧力損失が低減される。これにより、軽負荷時においてリフト下降動作を行う際に、タンク１９に戻る作動油の流量が多くなるため、リフト下降速度を速くすることができる。

また、本実施形態においては、重負荷状態のリフト下降単独動作時には、リフトシリンダ４からの作動油の流量全てが油圧ポンプモータ１７に送られるので、荷役回生を高効率に行うことができる。また、軽負荷状態のリフト下降単独動作時には、リフトシリンダ４からの作動油の流量の大部分がタンク１９に戻るので、必要最小限の電力で必要なリフト下降速度を確保することができる。

また、リフト下降単独動作時には、リフト下降速度が低速の状態では回生可能な積荷であっても、リフト下降速度が高速になると、作動油の圧力が回生不能な圧まで下がってしまう。しかし、この場合には、リフトシリンダ４からの作動油の流量の大部分がタンク１９に戻るので、電動モータ１８を力行させることが無く、消費電力を低減することができる。

さらに、リフト下降動作中に、ティルト及びアタッチメントといった他の荷役動作またはステアリング動作が行われた場合でも、リフトシリンダ４からの作動油の流量の一部がタンク１９に戻るので、リフト下降速度の変動を抑えることができる。また、積荷荷重及び操作レバーの操作量によっては積荷の回生エネルギーを最大限利用して、他の荷役動作またはステアリング動作を行うことができるので、消費電力を低減することができる。

また、リフト下降動作と他の荷役動作またはステアリング動作とを同時に行う場合には、リフト必要モータ回転数がティルト必要モータ回転数、アタッチメント必要モータ回転数及びパワーステアリング必要モータ回転数よりも高くても、リフト必要モータ回転数以外の必要モータ回転数がモータ指令回転数として設定される。このため、ティルトシリンダ９、アタッチメントシリンダ１５及びＰＳシリンダ１４に必要以上の作動油が供給されることが防止されるため、損失の増大を防ぐことができる。

また、油圧配管４７における電磁比例弁４８の上流側の圧力と油圧配管４９における流量制御弁５０の上流側の圧力との圧力差が変動しても速度変化を小さくする圧力補償機能付きの流量制御弁５０を使用するので、積荷荷重の変動によるリフト下降速度の変動を抑えることができる。

さらに、パイロット用電磁切換弁５６のＯＮ／ＯＦＦの判断は、モータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎ以上であるか否かによって行うので、圧力センサ及びストロークセンサ等を必要としなくて済む。また、油圧ポンプモータ１７及び電動モータ１８も複数設けなくて済む。また、流量制御弁５０として、安価なパイロット式流量制御弁を使用している。従って、油圧駆動装置１６を安価に構成することができる。

図１３は、本発明に係る油圧駆動装置の第２実施形態の制御系を示す構成図である。同図において、本実施形態の油圧駆動装置１６は、図４に示す構成に加え、ディレクションセンサ７５を更に有している。

ディレクションセンサ７５は、ディレクションスイッチ（前述）により選択操作されたフォークリフト１の走行方向（前進／後進／ニュートラル）を検知するセンサである。ディレクションスイッチが前進または後進に切り換えられたときは、ディレクションセンサ７５がＯＮとなり、ディレクションスイッチがニュートラルに切り換えられたときは、ディレクションセンサ７５がＯＦＦとなる。

コントローラ６０は、操作レバー操作量センサ６１〜６３、ステアリング操作速度センサ６４及び回転数センサ６５の検出値とディレクションセンサ７５の検知信号とを入力し、所定の処理を行い、電動モータ１８、電磁比例弁２３，２６，３１，３６，４８及びパイロット用電磁切換弁５６を制御する。コントローラ６０は、図５に示した手順Ｓ１０１〜Ｓ１０９に従って、リフト下降を含む動作の制御処理を実行する。手順Ｓ１０１〜Ｓ１０４の処理については、上記第１実施形態と同様である。

手順Ｓ１０５において設定されるモータ指令回転数（モータ回転数指令値）は、図１４に示す通りである。具体的には、ディレクションセンサ７５がＯＦＦであるときは、全てのリフト下降モードについて、モータ指令回転数は上記の実施形態と同様である。ディレクションセンサ７５がＯＮであるときに、リフト下降単独操作の場合は、モータ指令回転数をリフト必要モータ回転数N_liftとＰＳ用のアイドル回転数N_psiとの最大値とする。なお、ＰＳ用のアイドル回転数N_psiは、実験等により予め求められている。ディレクションセンサ７５がＯＮであるときに、他のリフト下降モードの場合は、モータ指令回転数は上記第１実施形態と同様である。

続いて、手順Ｓ１０６において設定される電動モータ１８の力行トルク制限値は、図１４に示すように、２値制御により設定される。電動モータ１８の力行トルク制限値の設定処理手順の詳細を図１５に示す。

図１５において、まずリフト下降モードがリフト下降単独操作であるかどうかを判断する（手順Ｓ１２１）。リフト下降モードがリフト下降単独操作であると判断されたときは、ディレクションセンサ７５がＯＮであるかどうかを判断する（手順Ｓ１２２）。ディレクションセンサ７５がＯＮであると判断されたときは、回転数センサ６５により検出されたモータ実回転数を取得する（手順Ｓ１２３）。

続いて、モータ実回転数がアイドル回転数以上であるかどうかを判断する（手順Ｓ１２４）。モータ実回転数がアイドル回転数以上であると判断されたときは、電動モータ１８の力行トルク制限値を最小設定値Ｓ_Ｌ（図１６参照）に設定する（手順Ｓ１２５）。このとき、最小設定値Ｓ_Ｌ（第１設定値）は、例えば作動油の油温が十分高いときでも、油圧ポンプモータ１７の回転数をアイドル回転数に維持するような値（トルク）であり、実験等により求められている。

モータ実回転数がアイドル回転数以上でないと判断されたときは、電動モータ１８の力行トルク制限値を最大設定値Ｓ_Ｕ（図１６参照）に設定する（手順Ｓ１２６）。このとき、最大設定値Ｓ_Ｕ（第２設定値）は、最小設定値Ｓ_Ｌよりも大きい値であり、実験等により求められている。最大設定値Ｓ_Ｕは、例えば作動油の油温が十分低いときでも、油圧ポンプモータ１７をアイドル回転数で回転させるのに必要な値（トルク）である。

手順Ｓ１２２でディレクションセンサ７５がＯＮでなくＯＦＦであると判断されたときは、上記第１実施形態と同様に力行トルク制限をＯＮにする（手順Ｓ１２７）。手順Ｓ１２１でリフト下降モードがリフト下降単独操作でないと判断されたときは、上記第１実施形態と同様に力行トルク制限をＯＦＦにする（手順Ｓ１２８）。

このように本処理においては、モータ実回転数がアイドル回転数以上であるときは、電動モータ１８の力行トルク制限値を最小設定値Ｓ_Ｌに設定することで、電動モータ１８が許容する力行トルクを小さくし、モータ実回転数がアイドル回転数以上でないときは、電動モータ１８の力行トルク制限値を最大設定値Ｓ_Ｕに設定することで、電動モータ１８が許容する力行トルクを大きくする。これにより、図１６に示すように、積荷荷重が軽い軽負荷時のようにモータ実回転数Ｐがモータ指令回転数Ｑに追従することができない状態では、モータ実回転数Ｐがアイドル回転数に近づくようになる。

なお、その後の手順Ｓ１０７〜Ｓ１０９の処理については、上記第１実施形態と同様である。

以上において、図１５に示す手順Ｓ１２７は、走行方向検知手段７５により荷役車両１の走行方向がニュートラルであると検知された状態で、判定手段により昇降操作手段の下降操作が単独で行われたと判定された場合に、電動機１８の力行トルク制限値を予め決められた値に設定する第１力行トルク制限値設定手段として機能する。同手順Ｓ１２３〜Ｓ１２６は、走行方向検知手段７５により荷役車両１の走行方向が前進または後進であると検知された状態で、判定手段により昇降操作手段の下降操作が単独で行われたと判定された場合に、回転数検出手段６５により検出された実回転数と油圧ポンプ１７のアイドル回転数または当該アイドル回転数よりも高い回転数に相当する目標回転数とに基づいて電動機１８の力行トルク制限値を設定する第２力行トルク制限値設定手段として機能する。

ところで、ディレクションスイッチ（前述）が前進または後進の状態にあるときは、ステアリング１３の操作（操舵）に備えて、油圧ポンプモータ１７をアイドル回転数以上の回転数で回転させる必要がある。他方で、作動油の油温が低くなるに従って、作動油の粘度が高くなり、圧力損失が増大するため、油圧ポンプモータ１７をアイドル回転数以上の回転数で回転させるのに必要な力行トルクが大きくなる。従って、作動油の油温が低いときに油圧ポンプモータ１７の回転数をアイドル回転数以上に確保可能となるように、力行トルク制限値を設定する必要がある。しかし、この場合には、作動油の油温が常温のときでも、油圧ポンプモータ１７は大きな力行トルクを許容することになるため、油圧ポンプモータ１７の回転数が必要以上に上昇し、結果的に消費電力が増大してしまう。

これに対し本実施形態では、ディレクションスイッチが前進または後進の状態にあって、リフト下降単独動作を行うときには、モータ実回転数をアイドル回転数と比較し、その比較結果に応じて電動モータ１８の力行トルク制限値を最小設定値Ｓ_Ｌまたは最大設定値Ｓ_Ｕに設定するので、作動油の油温に関係無く、油圧ポンプモータ１７の回転数をアイドル回転数に近づけることができる。これにより、リフト下降単独動作中に滑らかな操舵を行うことができる。

また、積荷荷重が軽い状態では、油圧ポンプモータ１７はほぼアイドル回転数という必要最小限の回転数で回転するため、消費電力の増大を抑制することができる。一方、積荷荷重が十分に重い状態では、油圧ポンプモータ１７はアイドル回転数よりも高いモータ指令回転数で回転するため、荷役回生を高効率に行うことができる。

図１７は、図１５に示した力行トルク制限値設定処理手順の変形例を示すフローチャートである。本フローチャートは、手順Ｓ１２４の処理のみが図１５に示すフローチャートと異なっている。

手順Ｓ１２４では、モータ実回転数が（アイドル回転数＋α）以上であるかどうかを判断する。αは、予め決められた一定の回転数である。モータ実回転数が（アイドル回転数＋α）以上であると判断されたときは、電動モータ１８の力行トルク制限値を最小設定値Ｓ_Ｌ（図１８参照）に設定し（手順Ｓ１２５）、モータ実回転数が（アイドル回転数＋α）以上でないと判断されたときは、電動モータ１８の力行トルク制限値を最大設定値Ｓ_Ｕ（図１８参照）に設定する（手順Ｓ１２６）。

本変形例では、力行トルク制限値を切り換える閾値をアイドル回転数＋αとしたので、図１８に示すように、モータ実回転数Ｐがモータ指令回転数Ｑに追従することができない状態では、モータ実回転数Ｐが目標回転数である（アイドル回転数＋α）に近づくようになる。これにより、モータ実回転数Ｐがアイドル回転数付近で多少脈動しても、油圧ポンプモータ１７の回転数を確実にアイドル回転数以上に確保することができる。

図１９は、本発明に係る油圧駆動装置の第３実施形態においてコントローラ６０の一部の構成を示すブロック図である。本実施形態は、図５に示すフローチャートにおける手順Ｓ１０６の処理のみが上記第２実施形態と異なっている。手順Ｓ１０６の処理は、コントローラ６０に含まれるトルク制限値設定部８０により実行される。なお、図１９は、ディレクションセンサ７５がＯＮであると共に、リフト下降モードがリフト下降単独操作であるときの処理のみを示しており、他の処理については上記第２実施形態と同様である（図２０参照）。

トルク制限値設定部８０は、比較部８１と、ＰＩＤ演算部８２とを有している。比較部８１は、上記のアイドル回転数と回転数センサ６５により検出されたモータ実回転数との回転数偏差を算出する。ＰＩＤ演算部８２は、アイドル回転数とモータ実回転数との回転数偏差のＰＩＤ演算を行い、当該回転数偏差がゼロになるような電動モータ１８の力行トルク制限値を求める。その力行トルク制限値は、図５に示す手順Ｓ１０９を実行するモータトルク出力部６６の出力トルク決定部６９に送られる。

ここで、トルク制限値設定部８０は、走行方向検知手段７５により荷役車両１の走行方向が前進または後進であると検知された状態で、判定手段により昇降操作手段の下降操作が単独で行われたと判定された場合に、回転数検出手段６５により検出された実回転数と油圧ポンプ１７のアイドル回転数または当該アイドル回転数よりも高い回転数に相当する目標回転数とに基づいて電動機１８の力行トルク制限値を設定する第２力行トルク制限値設定手段を構成する。

このように本実施形態では、ディレクションスイッチが前進または後進の状態にあって、リフト下降単独動作を行うときには、電動モータ１８の力行トルク制限値をＰＩＤ制御により設定するので、図２１に示すように、モータ実回転数Ｐがモータ指令回転数Ｑに追従することができない状態では、モータ実回転数Ｐがアイドル回転数付近で殆ど脈動すること無く、モータ実回転数Ｐがアイドル回転数に滑らかに安定して追従するようになる。従って、作動油の油温に関係無く、油圧ポンプモータ１７の回転数をアイドル回転数に確保することができる。これにより、リフト下降単独動作中に滑らかな操舵を行うことができる。また、積荷荷重が軽い状態では、油圧ポンプモータ１７はアイドル回転数という必要最小限の回転数で回転するため、消費電力の増大を抑制することができる。

なお、本実施形態では、電動モータ１８の力行トルク制限値をＰＩＤ制御するようにしたが、特にＰＩＤ制御には限られず、アイドル回転数とモータ実回転数との回転数偏差がゼロになるように、ＰＩ制御等のフィードバック制御を行えば良い。

図２２は、本発明に係る油圧駆動装置の第４実施形態を示す油圧回路図である。同図において、本実施形態の油圧駆動装置１６は、第１実施形態における流量制御弁５０に代えて、リフトシリンダ４からタンク１９に戻る作動油の流量を制御する電磁比例弁９０を備えている。電磁比例弁９０は、制御信号に応じた開度で開く電磁比例式流量制御弁である。

電磁比例弁９０は、リフトシリンダ４からタンク１９への作動油の流通を許容する開位置９０ａと、リフトシリンダ４からタンク１９への作動油の流通を遮断する閉位置９０ｂとの間で切り換えられる。電磁比例弁９０は、通常は閉位置９０ｂ（図示）にあり、ソレノイド操作部９０ｃに操作信号（制御信号）が入力されると、開位置９０ａに切り換わる。なお、電磁比例弁９０は、開位置９０ａにあるときは、操作信号に応じた開度で開く。パイロットチェック弁５４は、油圧配管４９における電磁比例弁９０の上流側に配設されている。パイロット流路５５は、パイロットチェック弁５４と油圧配管４９における電磁比例弁９０の下流側とを接続している。パイロット流路５５上には、パイロット用電磁切換弁５６が配設されている。

また、油圧駆動装置１６は、リフトシリンダ４のボトム室４ｂの圧力を検出する圧力センサ９１と、この圧力センサ９１と接続されたコントローラ９２とを更に備えている。コントローラ９２は、圧力センサ９１の検出値に基づいて電磁比例弁９０を制御する。コントローラ９２による電磁比例弁９０の制御処理手順の詳細を図２３に示す。

図２３において、まず圧力センサ９１の検出値を入力する（手順Ｓ１３１）。続いて、圧力センサ９１の検出値とリフトシリンダ４の径寸法とに基づいて、フォーク６の積荷荷重（負荷）を求める（手順Ｓ１３２）。続いて、フォーク６の積荷荷重に応じた操作信号を電磁比例弁９０のソレノイド操作部９０ｃに出力する（手順Ｓ１３３）。このとき、コントローラ９２は、フォーク６の積荷荷重が小さくなる（負荷が軽くなる）に従って電磁比例弁９０の開度が大きくなるような操作信号を設定する。

このように本実施形態においては、パイロットチェック弁５４の開弁差圧は、電磁比例弁９０の上流側の圧力と電磁比例弁９０の下流側の圧力（タンク圧に相当）との差圧によって得られることになる。従って、第１実施形態と同様に、パイロットチェック弁５４の開度が大きくなり、油圧配管４９を流れる作動油の圧力損失が低減される。これにより、軽負荷時においてリフト下降動作を行う際に、タンク１９に戻る作動油の流量が多くなるため、リフト下降速度を速くすることができる。また、流量制御弁として電磁比例弁９０を使用することにより、リフト下降速度を滑らかに制御することができる。

なお、本実施形態では、上記のコントローラ６０とは異なるコントローラ９２を用いたが、コントローラ６０により電磁比例弁９０を制御するようにしても勿論構わない。また、本実施形態では、電磁比例弁９０を用いたが、流量制御弁としては、電磁比例弁９０の代わりに、開度を機械的に変えることが可能な機械式比例弁を用いてもよい。

以上、本発明の実施形態について幾つか説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、アタッチメント及びパワーステアリングが搭載されているが、本発明の油圧駆動装置は、アタッチメント及びパワーステアリングが搭載されていないフォークリフトにも適用可能である。また、本発明の油圧駆動装置は、フォークリフト以外のバッテリ式の荷役車両であれば適用可能である。

１…フォークリフト（荷役車両）、４…リフトシリンダ（油圧シリンダ）、４ｂ…ボトム室、６…フォーク（昇降物）、１６…油圧駆動装置、１７…油圧ポンプモータ（油圧ポンプ）、１７ａ…吸込口、１９…タンク、４７…油圧配管（第１作動油流路）、４９…油圧配管（第２作動油流路）、５０…流量制御弁、５４…パイロットチェック弁、５５…パイロット流路、５６…パイロット用電磁切換弁（開閉弁）、９０…電磁比例弁（流量制御弁）。

Claims (3)

1. 作動油の給排により昇降物を昇降させる油圧シリンダを有する荷役車両の油圧駆動装置において、
   前記作動油を貯留するタンクと、
   前記作動油を前記タンクから吸い込んで前記油圧シリンダに供給する油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプの吸込口と前記油圧シリンダのボトム室とを接続し、前記油圧シリンダからの前記作動油を前記油圧ポンプに送るための第１作動油流路と、
   前記第１作動油流路と前記タンクとを接続し、前記油圧シリンダからの前記作動油を前記タンクに戻すための第２作動油流路と、
   前記第２作動油流路上に配設され、前記油圧シリンダから前記タンクに戻る前記作動油の流量を制御する流量制御弁と、
   前記第２作動油流路上における前記流量制御弁の上流側に配設され、前記タンクに戻る方向にのみ前記作動油を通過させるパイロットチェック弁と、
   前記第２作動油流路における前記流量制御弁の下流側と前記パイロットチェック弁とを接続するパイロット流路と、
   前記パイロット流路上に配設された開閉弁とを備えることを特徴とする荷役車両の油圧駆動装置。
2. 前記流量制御弁は、パイロット圧に応じた開度で開くパイロット式流量制御弁であることを特徴とする請求項１記載の荷役車両の油圧駆動装置。
3. 前記流量制御弁は、制御信号に応じた開度で開く電磁比例式流量制御弁であることを特徴とする請求項１記載の荷役車両の油圧駆動装置。
   

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