JP3144019B2 - 産業車両における荷役用油圧制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフォークリフト等の産業
車両における荷役用油圧制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばフォークリフトのフォーク
を昇降動作させる場合、図７，図９に示すように上昇と
下降はリフトレバー５１の操作方向に基づいて行われ、
その昇降速度はリフトレバー５１のレバー操作角（操作
量）θによって行われている。即ち、リフトレバー５１
の操作方向に基づいて電磁比例制御バルブ５２が切り換
わりリフトシリンダ５３に供給又は排出される作動油の
供給方向を変えてフォーク５４を昇降させる。又、リフ
トレバー５１の操作角（操作量）θに基づいて電磁比例
制御バルブ５２の作動油の供給又は流出が調整されてフ
ォーク５４の昇降速度が制御される。

【０００３】前記フォーク５４の昇降速度制御について
詳述すると、リフトレバー５１のレバー操作角θをポテ
ンショメータよりなるレバー操作検出センサ５５にて検
出し、この検出信号をコントローラ５６に出力する。

【０００４】前記コントローラ５６はＡ／Ｄコンバータ
５７、ＣＰＵ５８、ＲＯＭ５９、ＲＡＭ６０、Ｄ／Ａコ
ンバータ６１及び定電流アンプ６２とから構成されてい
る。そして、前記レバー操作検出センサ５５からの検出
信号はＡ／Ｄコンバータ５７にてデジタル値に変換され
てＣＰＵ５８に出力され、ＣＰＵ５８はその時のリフト
レバー５１の操作角θを演算する。該ＣＰＵ５８はレバ
ー操作角θを演算すると、操作角θに対する前記電磁比
例制御バルブ５２に通電する駆動電流値ＩをＲＯＭ５９
に記憶される図９に示すマップに基づいて割り出す。
尚、図９に示す操作角θに対する駆動電流値Ｉは予め試
験又は論理的に求めたものであって、これをデータとし
て前記ＲＯＭ５９に記憶させている。

【０００５】前記ＣＰＵ５８は前記駆動電流値Ｉにて電
磁比例制御バルブ５２を駆動制御すべくこの駆動電流値
Ｉに対する駆動制御信号をＤ／Ａコンバータ６１に出力
し、Ｄ／Ａコンバータ６１はこの駆動制御信号をアナロ
グ変換し、定電流アンプ６２から該駆動電流値Ｉを電磁
比例制御バルブ５２に通電する。電磁比例制御バルブ５
２はこの駆動電流値Ｉ（即ちレバー操作角θ）によって
決まる供給又は流出量にて作動油をリフトシリンダ５３
に供給する。従って、レバー操作角θにより駆動電流値
Ｉが求められ、その駆動電流値Ｉによってその時の作動
油の供給又は流出量が決まり昇降速度が決定される。即
ち、リフトレバー５１の操作角θによってフォーク５４
の昇降速度が決定される。

【０００６】又、前記作動油はエンジン６３の駆動によ
って回転するオイルポンプ６４によって前記電磁比例制
御バルブ５２に供給される。この作動油が該電磁比例制
御バルブ５２によって流量が調整されてリフトシリンダ
５３に供給される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記オ
イルポンプ６４から電磁比例制御バルブ５２に供給され
る作動油の供給量は、エンジン回転数の変化によって変
化する。そのため、駆動電流値Ｉの変化に基づいて電磁
比例制御バルブ５２が制御されても、リフトシリンダ５
３に供給される作動油の供給量が変化する。

【０００８】つまり、図８に示すように、エンジン回転
数が最大の場合には、駆動電流値Ｉ１から作動油の流量
が電磁比例制御バルブ５２によって調整されてリフトシ
リンダ５３に供給される。又、エンジン回転数がアイド
リング（最低）の場合には、駆動電流値Ｉ２から作動油
の流量が電磁比例制御バルブ５２によって調整されてリ
フトシリンダ５３に供給される。従って、エンジン回転
数が変化すると、作動油を電磁比例制御バルブ５２を介
してリフトシリンダ５３に供給するための駆動電流値Ｉ
が駆動電流値Ｉ１からＩ２の間で変化する。

【０００９】そして、図９に示すように、エンジン回転
数が最大の場合、前記リフトレバー５１の操作角θをθ
１まで操作すれば、電磁比例制御バルブ５２によって流
量が調整された作動油がリフトシリンダ５３に供給さ
れ、該リフトシリンダ５３が上昇を開始する。又、エン
ジン回転数がアイドリングの場合、前記リフトレバー５
１の操作角θをθ２まで操作すれば、電磁比例制御バル
ブ５２によって流量が調整された作動油がリフトシリン
ダ５３に供給され、該リフトシリンダ５３が上昇を開始
する。

【００１０】従って、エンジン回転数が最大の場合、リ
フトレバー５１が中立位置から操作角θ１までの間、リ
フトシリンダ５３が動作せず、エンジン回転数がアイド
リングの場合、リフトレバー５１が中立位置から操作角
θ２までの間、リフトシリンダ５３が動作しない。この
結果、エンジン回転数の変化によってリフトシリンダ５
３が動作を開始する動作点が変化するため、リフトレバ
ー５１の操作性が悪くなるという問題がある。

【００１１】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は作動油を供給するための
エンジン又は供給ポンプの回転数が変化しても操作手段
を基準量操作したときには荷役用油圧機器を作動させる
ことができる産業車両における荷役用油圧制御装置を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、荷役用油圧機器の作動速度を設定する操作
手段の操作量を検出する操作量検出手段と、前記荷役用
油圧機器の作動油の流量を調整して作動速度を調整する
コントロールバルブと、前記コントロールバルブに対し
て作動油をエンジンの回転により供給する供給ポンプ
と、前記エンジン又は供給ポンプの回転数を検出する回
転数検出手段と、前記操作手段を基準操作量操作したと
き、前記各エンジン又は供給ポンプの回転数毎に、前記
荷役用油圧機器を始動させるためのコントロールバルブ
の開度指令値を記憶した記憶手段と、前記操作手段の操
作量が基準操作量になったとき、そのときの回転数に対
応した前記開度指令値に基づいて前記コントロールバル
ブの開度を制御して前記荷役用油圧機器を始動させる荷
役用油圧制御手段とを備えたことをその要旨とする。

【００１３】

【作用】操作量検出手段の検出信号に基づいて前記操作
手段の操作量が基準操作量のとなったとき、荷役用油圧
制御手段は回転数検出手段の検出信号に基づくエンジン
又は供給ポンプの回転数の回転数毎に、荷役用油圧機器
を始動させるべくコントロールバルブの開度指令値を記
憶手段から読み出す。前記荷役用油圧制御手段は記憶手
段から読み出された開度指令値に基づいてコントロール
バルブを制御して荷役用油圧機器を始動させる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明をフォークリフトのリフトシリ
ンダに具体化した一実施例を図１〜図５に基づいて説明
する。尚、フォークの下降はその自重によって行われる
ため、フォークの上昇時における速度制御について説明
する。

【００１５】図１に示すように、フォークリフトにはそ
の運転席にリフト操作のための操作手段としてのリフト
レバー１が備えられている。そして、そのリフトレバー
１の操作方向及び操作角（操作量）θが操作量検出手段
としてのレバー操作量検出センサ（例えば、ポテンショ
メータ）２にて検出され荷役用油圧制御手段としてのコ
ントローラ３に出力される。このコントローラ３によっ
てコントロールバルブ４が開閉制御されて作動油の流量
が調整される。調整された作動油がリフトシリンダ５に
供給され、該リフトシリンダ５が上昇制御されるように
なっている。前記リフトシリンダ５の上昇制御により、
フォーク６が上昇速度が制御されるようになっている。

【００１６】前記コントローラ３は入力される検出信号
をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ７、演算結
果を一時的に記憶するＲＡＭ８、作業プログラムを記憶
するＲＯＭ９、前記入力信号、ＲＡＭ８及びＲＯＭ９に
基づいて演算処理を行うＣＰＵ１０、ＣＰＵ１０からの
指令信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ１
１及び指令信号に基づいて出力信号を前記コントロール
バルブ４に出力する定電流アンプ１２とから構成されて
いる。

【００１７】前記コントローラ３のＡ／Ｄコンバータ７
にはレバー操作量検出センサ２からの検出信号がデジタ
ル信号に変換されてＣＰＵ１０に出力されるようになっ
ている。又、前記コントローラ３のＡ／Ｄコンバータ７
には回転数検出手段としての回転数センサ１３の検出信
号がデジタル信号に変換されてＣＰＵ１０に出力される
ようになっている。前記回転数センサ１３はリフトシリ
ンダ５に作動油を供給するための油圧ポンプ１４を作動
させるエンジン１５の回転数を検出するようになってい
る。

【００１８】図３に示すように、前記ＲＯＭ９にはリフ
トレバー１の操作角θに対して駆動電流値Ｉを設定する
マップが記憶されている。前記マップはリフトレバー１
を基準操作角θ１としたとき、エンジン回転数、即ちコ
ントロールバルブ４への作動油の供給量に関係なく、エ
ンジン回転数毎にコントロールバルブ４を開度制御して
リフトシリンダ５を確実に始動させるための駆動電流値
Ｉが記憶されている。この各回転数毎の駆動電流値Ｉは
予め試験又は論理的に求めたものであって、これを開度
指令値としてＲＯＭ９に記憶している。従って、リフト
レバー１が基準操作角θ１となったとき、エンジン回転
数毎にコントロールバルブ４を開度制御する駆動電流値
Ｉが設定される。その結果、リフトレバー１を基準操作
角θ１としたとき、その時のエンジン回転数に関係なく
リフトシリンダ５が常に始動するようになっている。

【００１９】つまり、例えばエンジン回転数が最大のと
きには油圧ポンプ１４からコントロールバルブ４に供給
される作動油の供給量が最大となる。そのため、リフト
レバー１が基準操作角θ１となったとき、コントロール
バルブ４の開度量を小さくしてリフトシリンダ５が始動
するように駆動電流値Ｉ１が設定されている。

【００２０】又、エンジン回転数がアイドリングのとき
には油圧ポンプ１４からコントロールバルブ４に供給さ
れる作動油の供給量が最小となる。そのため、リフトレ
バー１が基準操作角θ１となったとき、コントロールバ
ルブ４の開度量を大きくしてリフトシリンダ５が始動す
るよう駆動電流値Ｉ２（＞Ｉ１）が設定されている。

【００２１】従って、エンジン回転数がアイドリングか
ら最大の間において、リフトレバー１が基準操作角θ１
となったとき、その時のエンジン回転数毎にリフトシリ
ンダ５を始動させるための駆動電流値ＩがＩ１〜Ｉ２の
間で設定されるようになっている。

【００２２】更に、ＲＯＭ９に記憶されるマップはリフ
トレバー１が基準操作角θ１以下のとき、前記駆動電流
値Ｉが０となるように設定されており、コントロールバ
ルブ４の動作によりリフトシリンダ５が動作しないよう
に設定されている。そして、前記マップはリフトレバー
１が基準操作角θ１以上となったとき、リフトシリンダ
５を動作させるべくエンジン回転数毎にその操作角θに
対する駆動電流値Ｉが設定されるようになっている。
又、リフトレバー１が操作角θn 以上となったとき、エ
ンジン回転数に係わらず最大の駆動電流値Ｉとなるよう
にマップが設定されている。

【００２３】図１に示すように、前記ＣＰＵ１０は回転
数センサ１３からの検出信号及びレバー操作量検出セン
サ２からの検出信号をＡ／Ｄコンバータ７を介して検出
する。そして、前記ＣＰＵ１０はリフトレバー１が基準
操作角θ１以上のとき、エンジン回転数毎に設定された
操作角θに対する駆動電流値ＩをＲＯＭ９から読み出
し、この駆動電流値Ｉに基づいたデューティ比を演算す
るようになっている。

【００２４】そして、ＣＰＵ１０はリフトレバー１の操
作角θに応じたレベルの駆動電流値Ｉに基づくデューテ
ィ比をＤ／Ａコンバータ１１を介して定電流アンプ１２
に出力し、この定電流アンプ１２は駆動電流値Ｉに基づ
くデューティ制御された駆動電流をコントロールバルブ
４の電磁比例ソレノイド４ａ，４ｂに出力する。そし
て、コントロールバルブ４の電磁比例ソレノイド４ａ，
４ｂはデューティ制御された駆動電流の平均駆動電流に
よって後述する制御バルブ２９ａ，２９ｂを開閉制御す
るようになっている。

【００２５】又、前記コントロールバルブ４の制御バル
ブ２９ａ，２９ｂは前記リフトレバー１の操作角θに応
じたレベルの駆動電流値Ｉに基づくデューティ比の平均
駆動電流によって動作し、リフトシリンダ５に供給され
る作動油の流量を調整する。そして、リフトシリンダ５
及びフォーク６の上昇速度が制御されるようになってい
る。

【００２６】従って、リフトレバー１の操作角θが基準
操作角θ１〜θn の間、エンジン回転数がアイドリング
となる場合、リフトレバー１の操作角θに基づくフォー
ク６の上昇速度は低速となり、エンジン回転数が最大と
なる場合、リフトレバー１の操作角θに基づくフォーク
６の上昇速度は高速となる。

【００２７】次に、前記コントロールバルブ４の油圧回
路について詳述する。図２に示すように、前記コントロ
ールバルブ４には前記油圧ポンプ１４から供給される作
動油が供給管路２１及び分流弁２２によってコントロー
ルバルブ４側の主管路２３を介して供給される。又、前
記分流弁２２には逆止弁２４を介してパワーステアリン
グ用のＰＳ管路２５が設けられている。

【００２８】前記コントロールバルブ４内にはスプール
２６が配設されるとともに、その両端にはパイロット操
作用の油室２７がそれぞれ形成されている。この油室２
７により前記スプール２６が摺動自在となっている。
尚、前記油室２７にはスプリング２８が配設され、この
スプリング２８によってスプール２６は常には中立位置
に保持されている。

【００２９】前記油室２７には前記電磁比例ソレノイド
４ａ，４ｂによって開閉制御される制御バルブ２９ａ，
２９ｂが接続されている。従って、前記定電流アンプ１
２から出力される駆動電流値Ｉに基くデューティ比の駆
動電流が電磁比例ソレノイド４ａ，４ｂに通電され、前
記制御バルブ２９ａ，２９ｂはデューティ比に基づく平
均駆動電流で開閉制御される。前記制御バルブ２９ａ，
２９ｂの開閉制御により該制御バルブ２９ａ，２９ｂに
供給される作動油の流量が調整されて油室２７に供給さ
れるようになっている。

【００３０】前記それぞれの油室２７にはパイロットド
レイン管３０が接続され、タンクあるいは戻り管路に導
出されるようになっており、このパイロットドレイン管
３０にはそれぞれの油室２７から流出される作動油の流
出量を規制する絞り弁（オリフィス）３１が設けられて
いる。

【００３１】即ち、コントロールバルブ４は上昇用又は
下降用の電磁比例ソレノイド４ａ，４ｂの通電に基づく
制御バルブ２９ａ，２９ｂの開閉制御により作動油が油
室２７に導入する一方、該油室２７内の作動油をパイロ
ットドレイン管３０の絞り弁３１により制限された流量
で流出されることによってスプール２６に作用する作動
油圧の大きさを制御し、この作動油圧とスプリング２８
の力がバランスした位置にスプール２６が変位されるよ
うになっている。

【００３２】従って、電磁比例ソレノイド４ａ，４ｂに
通電されるディーティ制御された駆動電流の平均駆動電
流に基づいて制御バルブ２９ａ，２９ｂの開度を制御す
ることにより、それに対応するスプール２６の位置が得
られるようになっており、リフトシリンダ５はスプール
２６の位置に対応する量の作動油が供給又は排出され
る。即ち、リフトシリンダ５はスプール２６の位置に対
応した速度で上昇するようになっている。

【００３３】次に、上記のように構成された荷役用油圧
制御装置の作用について図４に示すフローチャートに基
づいて説明する。ステップ１において、イグニッション
スイッチが操作されるとコントローラ３はイニシャライ
ズされる。そして、ステップ２においてＣＰＵ１０はＡ
／Ｄコンバータ７を介して入力される回転数センサ１３
からの検出に基づいてエンジン１５の回転数を検出す
る。又、ステップ３においてＣＰＵ１０はＡ／Ｄコンバ
ータ７を介して入力されるレバー操作量検出センサ２の
検出信号に基づいてリフトレバー１の操作角θを検出す
る。

【００３４】次に、ステンプ４においてＣＰＵ１０はリ
フトレバー１の操作角θが基準操作角θ１〜θn の範囲
であるか否かを判断し、該リフトレバー１の操作角θが
基準操作角θ１〜θn の範囲の場合、前記ＣＰＵ１０は
ステップ５においてＣＰＵ１０は図３に示すＲＯＭ９に
記憶されたマップからエンジン１５のその時のエンジン
回転数に対応した駆動電流値Ｉのマップを選択する。

【００３５】そして、ステップ６においてＣＰＵ１０は
ＲＯＭ９から選択されたマップに基づいてリフトレバー
１の操作角θに対応した駆動電流値Ｉを設定するととも
に、駆動電流値Ｉに基づいたデューティ比を演算する。

【００３６】次に、ステップ７においてＣＰＵ１０は、
Ｄ／Ａコンバータ１１を介して前記駆動電流値Ｉに基づ
いたデューティ比を定電流アンプ１２に出力する。定電
流アンプ１２は駆動電流値Ｉに基くデューティ比により
デューティー制御された駆動電流を前記電磁比例ソレノ
イド４ａ，４ｂに通電する。すると、デューティ制御さ
れた駆動電流の平均駆動電流によって制御バルブ２９
ａ，２９ｂが開閉制御される。従って、コントロールバ
ルブ４から供給される作動油の流量が調整され、リフト
シリンダ５の上昇速度が調整される。つまり、エンジン
１５のエンジン回転数及びリフトレバー１の操作角θに
基づいてリフトシリンダ５の上昇速度が設定される。

【００３７】一方、ステップ４において、リフトレバー
１の操作角θが基準操作角θ１〜θn の範囲でない場
合、ステップ８においてＣＰＵ１０は操作角θが操作角
θn 以上であるか否かを判断する。そして、リフトレバ
ー１の操作角θが操作角θn 以上でない場合、ステップ
２に移行して上記と同様の処理を行う。

【００３８】又、リフトレバー１の操作角θが操作角θ
n 以上の場合、ステップ９においてＣＰＵ１０はＲＯＭ
９のマップに基づいて最大の駆動電流値Ｉを読み出す。
そして、ステップ１０においてＣＰＵ１０は最大の駆動
電流値Ｉに基づいたデューティー比を演算する。その
後、上記と同様にステップ７においてＣＰＵ１０はこの
デューティ比をＤ／Ａコンバータ１１を介して定電流ア
ンプ１２に出力し、定電流アンプ１２はデューティ制御
された駆動電流を電磁比例ソレノイド４ａ，４ｂに通電
する。すると、上記と同様に制御バルブ２９ａ，２９ｂ
を開閉制御してリフトシリンダ５が上昇する。このと
き、エンジン回転数毎に対応したコントロールバルブ４
から供給される作動油が最大となるため、そのときのエ
ンジン回転数におけるリフトシリンダ５の上昇速度は最
高（最大）となる。

【００３９】従って、リフトレバー１を基準操作角θ１
以上操作すれば、必ずＣＰＵ１０はエンジン回転数に対
応したその操作角θに対応する駆動電流値Ｉを設定する
ため、図５に示すようにエンジン回転数に見合った作動
油をコントロールバルブ４を介してリフトシリンダ５に
供給し、該リフトシリンダ５及びフォーク６を作動油の
供給量に基づく速度で上昇させることができる。

【００４０】この結果、エンジン１５のエンジン回転数
が変化してもリフトシリンダ５が動作しない領域（不感
帯）の幅を一定にすることができるため、リフトレバー
１の操作性を向上させることができる。

【００４１】又、不感帯の幅を一定にすることができる
ことから、リフトシリンダ５及びフォーク６の速度制御
域が広くなり、リフトシリンダ５及びフォーク６の任意
の速度に合わせやすくなる。

【００４２】本実施例においては、フォークリフトのリ
フトシリンダを上昇させる上昇制御に応用したが、この
他にティルトシリンダ、リーチシリンダに適用すること
も可能である。この場合、フォークリフトの降下はその
自重で行うため、降下時における制御を考慮する必要は
ないが、ティルトシリンダ、リーチシリンダの場合にお
いては、これを考慮する必要があり、図６に示す特性に
基づいて速度制御を行う必要がある。

【００４３】本実施例においては、フォークリフトに具
体化したがその他の産業車両に適応することも可能であ
る。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、作
動油を供給するためのエンジン又供給ポンプの回転数が
変化しても操作手段を基準量操作したとき、荷役用油圧
機器を確実に作動させることができる優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化したフォークリフトの荷役用油
圧制御装置のブロック回路図である。

【図２】コントロールバルブの油圧制御回路図である。

【図３】エンジン回転数毎に操作角に対応した駆動電流
値を設定するマップを示す特性図である。

【図４】荷役用油圧制御装置の作用を説明するフローチ
ャート図である。

【図５】リフトレバーの操作角に対する作動油の供給量
を示す特性図である。

【図６】ティルトシリンダ、リーチシリンダに適用した
ときにおけるエンジン回転数毎に操作角に対応した駆動
電流値を設定するマップを示す特性図である。

【図７】従来のフォークリフトにおける荷役用油圧制御
装置のブロック回路図である。

【図８】エンジン回転数の変化に基づく駆動電流値に対
する作動油の供給量を示す特性図である。

【図９】リフトレバーの操作角に対する駆動電流値の変
化を示す特性図である。

【符号の説明】

１…操作手段としてのリフトレバー、２…操作量検出手
段としてのレバー操作量検出センサ、３…荷役用油圧制
御手段としてのコントローラ、４…コントロールバル
ブ、５…荷役用油圧機器としてのリフトシリンダ、９…
記憶手段としてのＲＯＭ、１３…回転数検出手段として
の回転数センサ、１４…供給ポンプとしての油圧ポン
プ、１５…供給駆動手段としてのエンジン、Ｉ…駆動電
流値、θ…操作量としての操作角、θ１…基準操作量と
しての基準操作角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F15B 11/04 B66F 9/22

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷役用油圧機器の作動速度を設定する操
   作手段の操作量を検出する操作量検出手段と、 前記荷役用油圧機器の作動油の流量を調整して作動速度
   を調整するコントロールバルブと、 前記コントロールバルブに対して作動油をエンジンの回
   転により供給する供給ポンプと、 前記エンジン又は供給ポンプの回転数を検出する回転数
   検出手段と、 前記操作手段を基準操作量操作したとき、前記各エンジ
   ン又は供給ポンプの回転数毎に、前記荷役用油圧機器を
   始動させるためのコントロールバルブの開度指令値を記
   憶した記憶手段と、 前記操作手段の操作量が基準操作量になったとき、その
   ときの回転数に対応した前記開度指令値に基づいて前記
   コントロールバルブの開度を制御して前記荷役用油圧機
   器を始動させる荷役用油圧制御手段とを備えた産業車両
   における荷役用油圧制御装置。