JP2819656B2 - 産業車両の作動油流量制御装置 - Google Patents

産業車両の作動油流量制御装置

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JP2819656B2
JP2819656B2 JP1228336A JP22833689A JP2819656B2 JP 2819656 B2 JP2819656 B2 JP 2819656B2 JP 1228336 A JP1228336 A JP 1228336A JP 22833689 A JP22833689 A JP 22833689A JP 2819656 B2 JP2819656 B2 JP 2819656B2
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勝美 永井
輝之 西明
正敬 大澤
仁司 伴
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株式会社豊田自動織機製作所
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、フォークリフトやショベルローダのような
産業車両における油圧回路に関し、特に油圧式のパワー
ステアリング装置に供給される作動油の流量を制御する
ための作動油流量制御装置に関するものである。
[従来の技術] フォークリフトにおける一般的な油圧回路としては、
第6図及び第7図に示す型式が一般に知られている。第
6図の油圧回路は、エンジン1により油圧ポンプ2を駆
動してオイルタンク3内の作動油をコントロールバルブ
4に圧送し、コントロールバルブ4の荷役レバー5、6
を傾動操作することにより、必要量の作動油をリフトシ
リンダ7又はティルトシリンダ8に給排するようになっ
ている。また、コントロールバルブ4内には定流量型フ
ローデバイダ(図示しない)が設けられており、その定
流量流出口にブレーキブースター9、クラッチブースタ
ー10及びパワーステアリング装置11等の走行制御系回路
12が接続されている。
他方、第7図に示す油圧回路においては、油圧ポンプ
が大容量の油圧ポンプ13と、小容量の油圧ポンプ14とか
ら成るタンデム型となっており、小容量の油圧ポンプ14
の吐出口に定流量型フローデバイダ15を介して上記走行
制御系回路12が接続されている。また、大容量の油圧ポ
ンプ13には、リフトシリンダ7及びティルトシリンダ8
を制御するコントロールバルブ4が接続されている。
[発明が解決しようとする課題] 上記の油圧回路はいずれも定流量型フローデバイダ15
により走行制御系回路12、ひいてはパワーステアリング
装置11に一定流量Q1の作動油を供給するようになってい
る。このため、エンジン1の回転数が増すと、油圧ポン
プ2、14から吐き出される作動油の流量が増加し、パワ
ーステアリング装置11で使用されない余剰作動油が増加
する。このような余剰作動油は最終的にはオイルタンク
3に還流されるが、エルネギーロスを生じて燃料を浪費
し、油温を必要以上に上昇させる恐れがあった。
また、高速走行中はステアリング操作量を小さく抑え
ることが転倒防止等の観点から望ましいが、パワーステ
アリング装置11に供給される作動油の流量Q1は車速によ
らず一定であるので、実際には急激なステアリング操作
が可能となっている。
本発明の目的は、かかる技術的課題を解決することの
できる産業車両の作動油流量制御装置を提供することに
ある。
[課題を解決するための手段] 本発明による作動油流量制御装置は、車両エンジンに
より直接駆動され、油圧式パワーステアリング装置に作
動油を供給すると共に、その他の少なくとも1つの油圧
駆動装置に作動油を供給する可変容量型の油圧ポンプ
と、車速を検出する車速検出器と、前記油圧ポンプの回
転軸の回転数を検出する回転数検出器と、前記車速検出
器からの信号に基づきステアリング操作に必要十分な前
記油圧ポンプからの作動油の吐出流量を決定し、該吐出
流量と前記回転数検出器からの信号とに基づき前記油圧
ポンプの一回転当たりの吐出量を演算し、該演算結果を
制御信号として出力するコントローラと、該コントロー
ラからの制御信号に基づき前記油圧ポンプの前記吐出量
を変える吐出量可変手段とから成ることを特徴としてい
る。
[作用] 上述のように構成された本発明の作動油流量制御装置
によれば、車両エンジンに油圧ポンプを直結しながら
も、この油圧ポンプとして容量可変型のものを用いるこ
とにより、コントローラの制御下において、パワーステ
アリング装置に供給される作動油の流量をその時々の車
速に基づいた最適な量とすることができる。従って、油
圧回路を流れる余剰作動油が低減されると共に、車速に
適応したステアリング操作が可能となる。
[実施例] 以下、図面と共に本発明の好適な実施例について詳細
に説明するが、図中、同一又は相当部分には同一符号を
用いることとする。
第1図は、フォークリフトの油圧回路に本発明を適用
した実施例を示すものである。この油圧回路における油
圧ポンプはタンデム型、即ち1個のエンジン1により駆
動される大小2個の油圧ポンプ10、20から成っている。
大容量の油圧ポンプ10は、リフトシリンダ7及びティル
トシリンダ8を制御するためのコントロールバルブ4に
接続され、また、小容量の油圧ポンプ20は走行制御系回
路12、即ちブレーキブースター9、クラッチブースター
10及び油圧式パワーステアリング装置11に接続されてい
る。
本発明においては、小容量の油圧ポンプ20は可変容量
型、好ましくは斜板式ラジアルピストンポンプとなって
おり、斜板21の角度を容量可変機構22によって調節する
ことにより、一回転当たりの吐出量を変化させることが
できるようになっている。
また、エンジン1にはその回転軸の回転数、即ち油圧
ポンプ10、20の回転軸の回転数をエンジンフライホイー
ルから検出する電磁式回転数検出器23が取り付けられて
おり、この検出器23はコントローラ(例えばマイクロコ
ンピュータ)30の入力部に接続されている。また、フォ
ークリフトにはその車速を検出する電磁式車速検出器24
が減速機部歯車に設けられ、これもまたコントローラ30
の入力部に接続されている。コントローラ30の出力部
は、小容量油圧ポンプ20の容量可変機構22に接続されて
おり、回転数検出器23及び車速検出器24からの信号に応
じて容量可変機構22に制御信号を出力し、斜板21の角度
を調節する。
第2図は車速に対するパワーステアリング装置の作動
油流量Q1の一例を示したグラフである。この図から諒解
される通り、走行制御系回路12、ひいてはパワーステア
リング装置11に供給される作動油の流量は、車両が停止
又は低速走行時には多量の作動油が必要となり、高速走
行時には小量で良い。コントローラ30はこのグラフの関
係が得られるように小容量油圧ポンプ20の容量可変機構
22を制御するものである。
第3図はコントローラ30の制御ロジックを示したもの
である。図示の如く、コントローラ30が車速検出器24か
ら車速に対応する信号を受け取り、変換器24aにより車
速に変換し、演算式又はマップによりパワーステアリン
グ装置11への必要流量Q1を求めることができる。また、
コントローラ30は回転数検出器23からの信号を受け取
り、変換器23aによりエンジン回転数nに変換し、前述
の必要流量Q1とエンジン1の回転数nから油圧ポンプ20
の一回転当たりの吐出量qを算出し、この吐出量qに対
応する制御信号vを容量可変機構22に出力する。従っ
て、パワーステアリング装置11への流量が、その際の車
速に最も適した流量となるように、小容量油圧ポンプ20
の斜板21の角度が車速とエンジン回転数とにより調節さ
れる。これにより、パワーステアリング装置11において
使用されない余剰作動油は従来に比して大幅に低減す
る。
尚、作動油の体積は油温及び圧力によって変化するの
で、例えばオイルタンク3内に油温計を設置すると共
に、油圧ポンプ20の吐出側管路中に圧力計を設け、これ
らの検出値をコントローラ30に入力し、一回転当たりの
吐出量qの計算において、例えば次式のような補正を施
すことにより、より正確な流量を供給できる。
q′=q/(α×β) v=func(q′) 式中、q :必要吐出量 q′:補正後必要吐出量 α :温度補正係数 β :圧力補正係数 func(q′):制御信号vへの変換演算 第4図は本発明の第2の実施例を示すものである。こ
の実施例の油圧回路では、油圧ポンプ25が可変容量型、
好ましくは斜板式ラジアルピストンポンプとなっている
点を除き、先に第6図に沿って説明した従来の油圧回路
とほぼ同様な構成となっている。即ち、油圧ポンプ25の
吐出口がコントロールバルブ4に設けられた定流量型フ
ローデバイダ26に接続されており、フローデバイダ26の
定流量流出口26aは走行制御系回路12、ひいては油圧式
パワーステアリング装置11に接続されている。また、フ
ローデバイダ26の余剰流出口26bは、リフト用コントロ
ールバルブ4L及びティルト用コントロールバルブ4Tと連
通している。フローデバイダ26は、油圧ポンプ25の吐出
流量Q0がパワーステアリング装置11に必要とされる最大
流量Q1max(第2図参照)を越えた場合に、余剰流出口2
6bを開き、リフト用及びティルト用コントロールバルブ
4L、4T側に作動油を供給する。
リフト用及びティルト用コントロールバルブ4L、4
Tは、それぞれ、荷役レバー5、6の動作量に応じた量
の作動油をリフトシリンダ7及びティルトシリンダ8に
給排するように構成されているが、各荷役レバー5、6
には、その動作量を検出するためのポテンショメータ2
7、28が設けられている。各ポテンショメータ27、28
は、油圧ポンプ25の容量可変機構29を制御するコントロ
ーラ30の入力部に接続されている。また、このコントロ
ーラ30の入力部には、第1の実施例と同様に、エンジン
1の回転数を検出する回転数検出器23、及び車速検出器
24が接続されている。
第5図に示すように、このコントローラ30において
は、ポテンショメータ27、28から荷役レバー5、6の動
作量に対応する信号を受け、その信号からリフトシリン
ダ7とティルトシリンダ8に必要な流量Q2L、Q2Tをそれ
ぞれ算出する。次に、これらの流量Q2L、Q2Tの大小を比
較し、大きい方を選択して荷役操作に必要な流量Q2とす
る。同時に、車速検出器24からの信号を車速に変換し、
車速に応じて、パワーステアリング装置11に必要な流量
Q1を求める。ここで、Q2がゼロの時、即ち荷役レバー
5、6の操作が行われない時には、油圧回路全体で必要
な流量QをQ1とし、Q2がゼロでない時には、Qは、フロ
ーデバイダ26により走行制御系回路12に供給される流量
Q1maxにQ2を加算した値とする。
回転数検出器23からは、その時点のエンジン1の回転
数、即ち油圧ポンプ25の回転軸の回転数nに対応する信
号がコントローラ30に入力されてエンジン回転数に変換
され、該回転数と上記必要流量Qから油圧ポンプ25の一
回転当たりの吐出量qが算出され、この吐出量qとポン
プ傾斜角制御信号vとの変換演算により制御信号vが容
量可変機構29に出力される。この結果、油圧ポンプ25の
斜板31の傾斜角が調節され、油圧ポンプ25の吐出流量Q0
は所望の流量Qとなる。
従って、ステアリング操作のみを行う場合、つまり荷
役レバー5、6の動作量を検出する動作量検出手段であ
るポテンショメータ27、28からの信号に基づき動作量の
ないことをコントローラ30で判定した場合、荷役操作に
必要な流量Q2はゼロであるので、その際の車速検出器24
からの信号に応じたステアリング操作に必要十分な所定
の吐出流量となるよう、回転数検出器23からの信号に基
づき油圧ポンプの一回転当たりの吐出量qをコントロー
ラ30で決定し、容量可変機構22によって吐出量qが制御
され、パワーステアリング装置11の必要流量Q1のみが油
圧ポンプ25から吐き出され、その全てがフローデバイダ
26の定量流出口26aを経てパワーステアリング装置11に
供給される。
また、荷役操作のみを行う場合には、荷役操作に必要
な流量Q2に走行制御系回路12に供給されるQ1maxを加算
した流量Qが油圧ポンプ25の吐出流量Q0となり、パワー
ステアリング装置11にはフローデバイダ26により流量Q
1maxの作動油が供給されるため、荷役操作からステアリ
ング操作に円滑に移行することができる。尚、上記フロ
ーデバイダ26は、定流量型を用いるとしているが、走行
制御系回路12への流量Q1を調節する可変流量調節機構を
具備したフローデバイダを使用し、前記可変流量調節機
構により走行制御系回路12への流量Q1を走行制御系回路
12に必要とされる最小流量に制御することによって、油
圧ポンプ25の吐出流量Q0は、荷役に必要な流量Q2に必要
最小流量Q1を加算した流量となり、余剰な流量を省略で
きる。また、ポンプ吐出量最大時には、荷役用作動油流
量Q2が(Q1max−Q1)だけ多く使えることになり、作業
性が向上する。
この実施例では、ステアリング操作に必要な流量ばか
りでなく荷役操作に必要な流量も考慮して油圧ポンプ25
を制御するようになっている。従って、荷役操作に不必
要な余剰作動油も低減することができる。また、荷役レ
バー5、6の動作量が小さい場合には、荷役シリンダ
7、8に対する作動油流量が少量となるが、これによっ
て微妙な操作が可能となる利点がある。
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、車両エンジンに油圧
ポンプを直結しながらも、この油圧ポンプとして容量可
変型のものを用いることにより、油圧ポンプの駆動のた
めにコストアップを招く電気モータのような駆動源を別
に使用することなく、車速に応じた量の作動油がパワー
ステアリング装置に供給されるので、不必要な作動油の
流れが低減される。従って、流量損失や圧力損失が著し
く減少し、油圧系の効率が上がり、燃費も向上する。ま
た、作動油の油温の上昇も抑えられるので、油温上昇に
よる各種トラブル、例えばパッキン、シール類の劣化、
ポンプの摩耗、作動油の劣化等を防止することができ
る。これらは、油圧部品の長寿命化、車両全体の信頼性
の向上につながる。
また、高速走行時にはパワーステアリング装置に供給
される作動油が少量となるので、急激なステアリング操
作ができなくなり、従って高速急旋回による転倒事故等
を防止することができる。
更に、温度と圧力によって必要吐出量を補正すること
によって、不要な油圧の供給を防止すると共に、車速に
応じた十分な量の油圧を供給できる。また、本発明にお
いて、荷役レバーをその他の特殊作業用の可変アタッチ
メント操作レバーに置き換えても、またこれらを並列に
構成しても、同様な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用されたフォークリフトの油圧回路
の回路図、第2図は車速とパワーステアリング装置の作
動油必要流量との関係を示すグラフ、第3図は第1図の
コントローラにおける制御ロジックを概略的に示す図、
第4図は本発明の第2の実施例を示す回路図、第5図は
第4図のコントローラにおける制御ロジックを概略的に
示す図、第6図及び第7図はそれぞれ、従来の油圧回路
の回路図である。図中、 1……エンジン、 11……パワーステアリング装置 20,25……可変容量型の油圧ポンプ 22,29……容量可変機構 23……回転数検出器 24……車速検出器 30……コントローラ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B62D 123:00 127:00 (72)発明者 伴 仁司 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の1 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−188752(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B62D 6/00 - 6/02 B62D 5/07

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両エンジンにより直接駆動され、油圧式
    パワーステアリング装置に作動油を供給すると共に、そ
    の他の少なくとも1つの油圧駆動装置に作動油を供給す
    る可変容量型の油圧ポンプと、車速を検出する車速検出
    器と、前記油圧ポンプの回転軸の回転数を検出する回転
    数検出器と、前記車速検出器からの信号に基づきステア
    リング操作に必要十分な前記油圧ポンプからの作動油の
    吐出流量を決定し、該吐出流量と前記回転数検出器から
    の信号とに基づき前記油圧ポンプの一回転当たりの吐出
    量を演算し、該演算結果を制御信号として出力するコン
    トローラと、該コントローラからの制御信号に基づき前
    記油圧ポンプの前記吐出量を変える吐出量可変手段とか
    ら成ることを特徴とする産業車両の作動油流量制御装
    置。
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