JP3876399B2 - フォークリフトトラックの荷役用シリンダの制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォークリフトトラックにおいて、フォークを昇降動するリフトシリンダやマストを傾動するチルトシリンダ、その他のアタッチメント用のシリンダ等の荷役用シリンダを制御する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フォークリフトトラックは車体に作業機を装着しており、この作業機としては、車体の前部にチルトシリンダにより前後傾動自在となるマストを備え、このマストに沿ってリフトシリンダ及びチェーンにより昇降動自在となるリフトブラケットを備え、このリフトブラケットにフォークを備えた構成となる。
【０００３】
このようになる作業機を備えたフォークリフトトラックにおいて、例えば、荷役用シリンダであるリフトシリンダの制御装置としては、図１に示すように、油圧タンク１の作動油を吐出する油圧ポンプ２と、この油圧ポンプ２を駆動するポンプモータ３を備え、油圧ポンプ２より吐出する作動油の流量を規制して所望の流量をリフトシリンダ４に供給する比例電磁弁５を備えている。
【０００４】
この比例電磁弁５は、入力する指令信号に基づいてソレノイドＡとソレノイドＢによりスプールを動かして、上昇位置Ｕ、停止位置Ｎ、下降位置Ｄにおいて移動するようになり、作動油の流れる方向とバルブ開度変更による作動油の流量を変更して、リフトシリンダ４における上昇、停止、下降を行う。
【０００５】
そして、ソレノイドＡとソレノイドＢは車体に搭載したコントローラ６に接続しており、このコントローラ６より指令信号を受けて制御されている。そして、このコントローラ６においては車体の運転室に設置した操作レバーであるリフトレバー７に接続し、このリフトレバー７の操作方向や操作量を入力し、これによりポンプモータ３に駆動信号を出力してポンプモータ３の駆動を制御すると共に、リフトレバー７の操作量に基づいてレノイドＡあるいはソレノイドＢに指令信号を出力して比例電磁弁５の作動を制御する。
【０００６】
このようになるリフトシリンダ４の制御装置においては、図２に示すように、リフトレバー７を操作すると、リフトレバー７が中立領域から出た時にポンプモータ３へ駆動信号を出力すると共に、比例電磁弁５へリフトレバー７の操作量に基づいた指令信号を出力する。この比例電磁弁５へ出力するリフトレバー７の操作量に基づいた指令信号は、リフトレバー７の操作量に応じて大きさが変化する、すなわち、リフトレバー７の操作量が大きいほど大きさが大きくなっていた。なお、この指令信号にあっては、リフトレバー７の操作速度に応じて単位時間当りの比例電磁弁５への指令信号の増加量が変化するが、リフトレバー７を急操作した時にリフトシリンダ４において起動時の大きなショックの発生を防止するため、ある所定の単位時間当りの比例電磁弁５への指令信号の増加量である最大の単位時間当りの比例電磁弁５への指令信号の増加量以上にならないように規制していた。そして、このポンプモータ３及びリフトシリンダ４の実際の作動にあっては、ポンプモータ３の実際の駆動が立上がり遅れにより駆動信号より若干遅れて駆動することで、リフトシリンダ４の実際の作動は比例電磁弁５における指令信号の立上がりより若干遅れた時刻Ｓより作動するようになっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来のフォークリフトトラックの荷役用シリンダであるリフトシリンダの制御装置にあって、操作レバーであるリフトレバー７を急操作した場合、図３に示すように、リフトレバー７が中立領域から出た時にポンプモータ３へ駆動信号を出力すると共に、比例電磁弁５へ前述したリフトレバー７を急操作した時にリフトシリンダ４において起動時の大きなショックの発生を防止するために設定する最大の単位時間当りの比例電磁弁５への指令信号の増加量に則ってリフトレバー７の操作量に基づいた指令信号を出力するようになるが、この時、ポンプモータ３の実際の駆動は立上がり遅れにより駆動信号より若干遅れて駆動するため、作動油における所望の流量がポンプモータ３から比例電磁弁５より先に供給されずに、比例電磁弁５においてはリフトレバー７の操作量に基づいた（通常操作時にはリフトシリンダが動き出す）バルブ開度となっていても、比例電磁弁５より先への作動油の流量が不足することで、比例電磁弁５より先のリフトシリンダ４の実際に作動する時刻Ｓが、リフトレバー７を操作したにもかかわらず、大幅に遅れる。すなわち、リフトレバー７を操作してから実際にリフトシリンダ４が動き出す（作動する）のが大幅に遅れる応答遅れといった問題が発生していた。なお、操作レバーであるリフトレバー７を通常に操作した場合は、図２に示すように、リフトシリンダ４の実際に作動する時刻Ｓが遅いため、ポンプモータ３が立上がり遅れにより駆動信号より若干遅れて駆動しても、リフトシリンダ４が実際に作動する時にはポンプモータ３の立上がり遅れが解消されており、前述したリフトレバー７を急操作した場合のような問題は発生しない。
【０００８】
このように、リフトレバー７を急操作した場合、どうしてもリフトシリンダ４の動き出しがリフトレバー７を急操作したにもかかわらず大幅に遅れるため、リフトレバー７を頻繁に入り切りしてリフトシリンダ４を微動作させながら動かすようになるインチング動作を行う際、リフトレバー７を急操作するが、前述のようにリフトシリンダ４の実際の作動が大幅に遅れることで、操作応答性が非常に悪い、あるいは操作時のフィーリングに違和感を感じるといったことがあり、実際にはインチング動作が行えないといった問題も生じるおそれがあった。
本発明は、これらの問題を解消することを、その課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第一の発明は、作業油を吐出する油圧ポンプと、この油圧ポンプを駆動するポンプモータとを備え、油圧ポンプより吐出する作動油の流量を規制して所望の流量を作業機における荷役用シリンダに供給する比例電磁弁を備え、ポンプモータに駆動信号を出力してポンプモータの駆動を制御すると共に比例電磁弁に操作レバーの操作量に基づいた指令信号を出力して比例電磁弁の作動を制御するコントローラを備えたフォークリフトトラックの荷役用シリンダの制御装置において、操作レバーの操作速度を検出する操作速度検出手段を備えると共に、前記コントローラにおいて操作速度検出手段で検出した操作レバーの操作速度より操作レバーの操作速度が急操作であると判断した場合に、比例電磁弁に出力する操作レバーの操作量に基づいた指令信号にあっては、初期指令信号を、操作レバーの操作速度が急操作ではない時の初期指令信号の値より大きな値にし、この初期指令信号の後の指令信号を、大きな値にした初期指令信号を基準にして操作レバーの操作速度が急操作ではない時の値より大きな値にし、かつ単位時間当りの比例電磁弁への指令信号の増加量を、荷役シリンダにおける起動時の大きなショックの発生を防止するために設定する最大の単位時間当りの比例電磁弁への指令信号の増加量以下にする。
【００１０】
第二の発明は、第一の発明において、作業機における負荷を検出する負荷検出手段を備えると共に、前記コントローラ６では、操作レバーの操作速度が急操作であると判断した場合に比例電磁弁５に出力する操作レバーの操作量に基づいた指令信号を、この負荷検出手段で検出した負荷に応じて変更する。
【００１１】
【作用】
第一の発明によれば、荷役レバーを急操作した際、比例電磁弁ではバルブ開度が操作レバーの操作速度が急操作ではない時である通常時のバルブ開度より大きくなり、荷役シリンダに所望の流量を供給することができ、これにより、荷役シリンダにおける起動時の大きなショックの発生を防止しつつ、荷役シリンダの実際の作動が大幅に遅れるのを無くすことができる。
【００１２】
第二の発明によれば、フォーク上の荷重に影響されることなく常に略一定に荷役シリンダを作動することができ、これにより、オペレータにおいてはどのような状態時でも同じフィーリングで操作することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明によるフォークリフトトラックの荷役用シリンダの制御装置の実施の形態について説明する。
車体の前部にチルトシリンダにより前後傾動自在となるマストを備え、このマストに沿ってリフトシリンダ及びチェーンにより昇降動自在となるリフトブラケットを備え、このリフトブラケットにフォークを備えた構成となる作業機を装着したフォークリフトトラックにおいて、荷役用シリンダの一種であるリフトシリンダの制御装置としては、従来と同様、図１に示すように、油圧タンク１の作動油を吐出する油圧ポンプ２と、この油圧ポンプ２を駆動するポンプモータ３を備え、油圧ポンプ２より吐出する作動油の流量を規制して所望の流量をリフトシリンダ４に供給する比例電磁弁５を備えている。
【００１４】
この比例電磁弁５は、入力する指令信号に基づいてソレノイドＡとソレノイドＢによりスプールを動かして、リフトシリンダ４のボトム４ａ側に作動油を供給するようになる上昇位置Ｕ、作動油の流れを遮断するようになる停止位置Ｎ、リフトシリンダ４のボトム４ａ側より作動油を油圧タンク１に流すようになる下降位置Ｄにおいて移動するようになり、作動油の流れる方向とバルブ開度変更による作動油の流量を変更して、リフトシリンダ４における上昇、停止、下降を行う。
【００１５】
そして、ソレノイドＡとソレノイドＢは車体に搭載したコントローラ６に接続しており、このコントローラ６より指令信号を受けて制御されている。そして、このコントローラ６においては車体の運転室に設置した操作レバーであるリフトレバー７に装着しているレバー検出手段であるポテンショメータ１０に接続し、このポテンショメータ１０よりリフトレバー７の操作方向や操作量を入力し、これによりポンプモータ３に駆動信号を出力してポンプモータ３の駆動を制御すると共に、リフトレバー７の操作量に基づいてレノイドＡあるいはソレノイドＢに指令信号を出力して比例電磁弁５の作動を制御する。
【００１６】
また、リフトレバー７の操作速度を検出する操作速度検出手段を備え、この操作速度検出手段としては前述したリフトレバー７に装着したポテンショメータ１０を用いており、コントローラ６にてポテンショ信号の変化により操作速度を算出する。
【００１７】
そして、この荷役用シリンダの制御装置にあって、前記コントローラ６においては、通常、リフトレバー７を操作すると、リフトレバー７が中立領域から出た時にポンプモータ３へリフトレバー７の操作量に基づいた駆動信号を出力すると共に、比例電磁弁５へリフトレバー７の操作量に基づいた指令信号を出力する。
【００１８】
一方、コントローラ６においては、操作速度検出手段としてのポテンショメータ１０より操作レバーであるリフトレバー７の操作速度を入力し、このリフトレバー７の操作速度が急操作か否かを判断する。これはリフトレバー７が中立領域から出る直前である操作初期に、時間をおいて検出した複数のリフトレバー７の操作量より操作速度を算出し、この操作速度が予め設定した速度より早いと急操作と判断するものである。そして、リフトレバー７の操作速度が急操作であると判断した場合、コントローラ６においては、ポンプモータ３へリフトレバー７の操作速度が急操作ではない時である通常時と同様にリフトレバー７の操作量に基づいた駆動信号を出力すると共に、比例電磁弁５に出力するリフトレバー７の操作量に基づいた指令信号にあっては、初期指令信号を、操作レバーであるリフトレバー７の操作速度が急操作ではない時の初期指令信号の値より大きな値にし、この初期指令信号の後の指令信号を、大きな値にした初期指令信号を基準にしてリフトレバー７の操作速度が急操作ではない時の値より大きな値にし、かつ単位時間当りの比例電磁弁５への指令信号の増加量を、荷役シリンダであるリフトシリンダ４における起動時の大きなショックの発生を防止するために設定する最大の単位時間当りの比例電磁弁５への指令信号の増加量以下する。これは、急操作時におけるポンプモータ３の立上がり遅れによる比例電磁弁５での作動油の流量不足を補うように比例電磁弁５におけるバルブ開度をリフトレバー７の操作速度が急操作ではない時である通常時のバルブ開度より大きくするもので、このバルブ開度を大きくするための比例電磁弁５へ出力する指令信号の求め方は、図４に示すリフトレバー７の操作速度が急操作ではない時である通常時のリフトレバー７の操作量に対する指令信号を示す演算式より通常指令信号Ｋ０ を算出し、これに初期係数αを加算（Ｋ０ ＋α）して比例電磁弁５へ出力するリフトレバー７の操作速度が急操作ではない時である通常時の初期指令信号の値より大きな値の初期指令信号Ｋ１ を求める。このようにリフトレバー７の操作速度が急操作ではない時の初期指令信号の値より大きな値になる初期指令信号Ｋ１ を求める。そして、この求めた初期指令信号Ｋ１ に係数βを加算（Ｋ１ ＋β）し、その後は前回出力した指令信号Ｋｎ−１ に係数βを加算（Ｋｎ−１ ＋β）して行く。このようにこの初期指令信号の後の指令信号を、大きな値にした初期指令信号を基準にしてリフトレバー７の操作速度が急操作ではない時の値より大きな値にする。なお、このとき、単位時間当りの比例電磁弁５への指令信号の増加量を、リフトシリンダ４における起動時の大きなショックの発生を防止するために設定する最大の単位時間当りの比例電磁弁５への指令信号の増加量以下にする。また、この係数βの加算の代わりに前回出力した指令信号Ｋｎ−１ に係数βを乗算（Ｋｎ−１ ×β）するようにしても良い。これにより、比例電磁弁５においてはポンプモータ３の立上がり遅れによる作動油の流量が不足してもバルブ開度を大きくすることで、所望の流量をリフトシリンダ４に供給する。
【００１９】
このようになる荷役用シリンダの制御装置において、リフトレバー７を急操作した際、図５に示すように、リフトレバー７が中立領域から出た時にポンプモータ３へリフトレバー７の操作量に基づいた駆動信号を出力すると共に、比例電磁弁５に出力するリフトレバー７の操作量に基づいた指令信号にあっては、初期指令信号を、リフトレバー７の操作速度が急操作ではない時の初期指令信号の値より大きな値にし、この初期指令信号の後の指令信号を、大きな値にした初期指令信号を基準にしてリフトレバー７の操作速度が急操作ではない時の値より大きな値にし、かつ単位時間当りの比例電磁弁５への指令信号の増加量を、リフトシリンダ４における起動時の大きなショックの発生を防止するために設定する最大の単位時間当りの比例電磁弁５への指令信号の増加量以下にする。この時、ポンプモータ３の実際の駆動は立上がり遅れにより駆動信号より若干遅れて駆動するようになるが、比例電磁弁５においてバルブ開度を通常時のバルブ開度より大きくすることにより、リフトシリンダ４に所望の流量を供給し、リフトシリンダ４の実際の動き出し（作動）がリフトレバー７の操作開始から大幅に遅れるのを無くす。
【００２０】
このようになることで、リフトレバー７を急操作して例えばインチング動作を行っても、リフトシリンダ４の実際の作動が大幅に遅れることが無くなり、これにより、リフトレバー７における操作応答性を向上及び操作時のフィーリングの違和感をなくすことができ、インチング動作を良好に行うことができる。
【００２１】
また、ポンプモータ３の立上がり遅れを解消するために予めポンプモータ３を早めに駆動するといった制御があるが、このような制御を行うと、回路に大きな負担がかかるため、回路等の容量アップからコスト高となるおそれがあったが、前述のようにしてポンプモータ３の立上がり遅れによる不具合の解消を行うことで、回路等のコスト高をなくすようにしている。
【００２２】
次に、本発明によるフォークリフトトラックの荷役用シリンダの制御装置の他の実施の形態について説明する。
リフトシリンダの制御装置としては、前述した実施の形態と略同様となるが、以下の点で若干異なる。つまり、図６に示すように、前述した実施の形態のおいて、さらに、リフトシリンダ４の負荷すなわち作業機における負荷を検出する負荷検出手段をリフトシリンダ４の近傍に備える。この負荷検出手段としては圧力センサー１１であり、この圧力センサー１１によりリフトシリンダ４にかかる圧力を検出することで負荷を検出する。この負荷は具体的にはフォーク上の荷重である。そして、この圧力センサー１１もコントローラ６に接続し、圧力センサー１１で検出したリフトシリンダ４の負荷をコントローラ６に入力する。そして、前記コントローラ６においては、リフトレバー７の操作速度が急操作であると判断した場合、比例電磁弁５に出力するリフトレバー７の操作量に基づいた指令信号にあっては、初期指令信号を、リフトレバー７の操作速度が急操作ではない時である通常時の初期指令信号の値より大きな値にし、この初期指令信号の後の指令信号を、大きな値にした初期指令信号を基準にしてリフトレバー７の操作速度が急操作ではない時である通常時の値より大きな値にし、かつ単位時間当りの比例電磁弁５への指令信号の増加量を、リフトシリンダ４における起動時の大きなショックの発生を防止するために設定する最大の単位時間当りの比例電磁弁５への指令信号の増加量以下にするが、この時の比例電磁弁５に出力する操作レバーであるリフトレバー７の操作量に基づいた指令信号を、圧力センサー１１で検出した負荷に応じて変更するもので、このバルブ開度を大きくするための比例電磁弁へ出力する指令信号の求め方は、まず、前述と同様にリフトレバー７の操作速度が急操作ではない時である通常時のリフトレバー７の操作量に対する指令信号を示す演算式より通常指令信号Ｋ０ を算出し、これに初期係数αを加算（Ｋ０ ＋α）して比例電磁弁５へ出力するリフトレバー７の操作速度が急操作ではない時である通常時の初期指令信号の値より大きな値の初期指令信号Ｋ１ を求める。この時の初期係数αは、図７に示すように、負荷が小さいと初期係数αも小さく、負荷が大きいと初期係数αも大きくなるように負荷に応じて変更する。そして、この求めた初期指令信号Ｋ１ に係数βを加算（Ｋ１ ＋β）し、その後は前回出力した指令信号Ｋｎ−１ に係数βを加算（Ｋｎ−１ ＋β）して行く。この時の係数βは、図８に示すように、負荷が小さいと係数βが大きく、負荷が大きいと係数βが小さくなるように負荷に応じて変更することで、負荷に応じたフィーリングを得るようにしている。なお、これも前述と同様にこの係数βの加算の代わりに前回出力した指令信号Ｋｎ−１ に係数βを乗算（Ｋｎ−１ ×β）するようにしても良い。
【００２３】
これにより、リフトレバー７を急操作した際の比例電磁弁５へ出力するリフトレバー７の操作量に基づいた指令信号を負荷に応じて変更して出力することで、リフトシリンダ４の作動をフォーク上の荷重に影響されることなく常に略一定とする。
【００２４】
このようになることで、前述した実施の形態と同様、リフトシリンダ４の実際の作動が大幅に遅れるのを無くして、リフトレバー７における操作応答性を向上及び操作時のフィーリングの違和感をなくし、インチング動作を良好に行うことができると共に、さらに、フォーク上の荷重に影響されることなく常に略一定にリフトシリンダ４を作動することができ、オペレータにおいてはフォーク上の荷重に関係なく常に同じフィーリングでの操作が可能となり、操作時のオペレータへの負担を低減することができる。
【００２５】
なお、前述した各実施の形態において、荷役用シリンダとしてリフトシリンダ４を用いた場合について述べているが、これに限定されるものではなく、マストを傾動するチルトシリンダやその他のアタッチメント用のシリンダ等でも良い。
【００２６】
【発明の効果】
コントローラにおいて操作レバーの操作速度が急操作であると判断した場合、比例電磁弁に出力する操作レバーの操作量に基づいた指令信号にあっては、初期指令信号を、操作レバーの操作速度が急操作ではない時の初期指令信号の値より大きな値にし、この初期指令信号の後の指令信号を、大きな値にした初期指令信号を基準にして操作レバーの操作速度が急操作ではない時の値より大きな値にし、かつ単位時間当りの比例電磁弁への指令信号の増加量を、荷役シリンダにおける起動時の大きなショックの発生を防止するために設定する最大の単位時間当りの比例電磁弁への指令信号の増加量以下にすることで、操作レバーを急操作した際、比例電磁弁ではバルブ開度が操作レバーの操作速度が急操作ではない時である通常時のバルブ開度より大きくなり、荷役シリンダに所望の流量を供給することができ、これにより、荷役シリンダにおける起動時の大きなショックの発生を防止しつつ、荷役シリンダの実際の作動が大幅に遅れるのを無くすことで、操作レバーにおける操作応答性を向上及び操作時のフィーリングの違和感をなくすことができる。
また、コントローラでは、操作レバーの操作速度が急操作であると判断した場合に比例電磁弁に出力する操作レバーの操作量に基づいた指令信号を、負荷検出手段で検出した負荷に応じて変更することで、フォーク上の荷重に影響されることなく常に略一定に荷役シリンダを作動することができ、これにより、オペレータにおいてはどのような状態時でも同じフィーリングで操作することができ、操作を容易なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 フォークリフトトラックの荷役用シリンダの制御装置の構成図である。
【図２】 従来の荷役用シリンダの制御装置における作動状態を説明する図表である。
【図３】 従来の荷役用シリンダの制御装置における作動状態を説明する図表である。
【図４】 本発明による通常時のリフトレバーの操作量に対する指令信号を示す演算式の図表である。
【図５】 本発明による荷役用シリンダの制御装置における作動状態を説明する図表である。
【図６】 他のフォークリフトトラックの荷役用シリンダの制御装置の構成図である。
【図７】 負荷と初期係数との関係を示す図表である。
【図８】 負荷と係数との関係を示す図表である。
【符号の説明】
１…油圧タンク、２…油圧ポンプ、３…ポンプモータ、４…リフトシリンダ、４ａ…ボトム、５…比例電磁弁、６…コントローラ、７…リフトレバー、１０…ポテンショメータ、１１…圧力センサー。

Claims (2)

1. 作業油を吐出する油圧ポンプ２と、この油圧ポンプ２を駆動するポンプモータ３とを備え、油圧ポンプ２より吐出する作動油の流量を規制して所望の流量を作業機における荷役用シリンダに供給する比例電磁弁５を備え、ポンプモータ３に駆動信号を出力してポンプモータ３の駆動を制御すると共に比例電磁弁５に操作レバーの操作量に基づいた指令信号を出力して比例電磁弁５の作動を制御するコントローラ６を備えたフォークリフトトラックの荷役用シリンダの制御装置において、
   操作レバーの操作速度を検出する操作速度検出手段を備えると共に、前記コントローラ６において操作速度検出手段で検出した操作レバーの操作速度より操作レバーの操作速度が急操作であると判断した場合に、比例電磁弁５に出力する操作レバーの操作量に基づいた指令信号にあっては、初期指令信号を、操作レバーの操作速度が急操作ではない時の初期指令信号の値より大きな値にし、この初期指令信号の後の指令信号を、大きな値にした初期指令信号を基準にして操作レバーの操作速度が急操作ではない時の値より大きな値にし、かつ単位時間当りの比例電磁弁５への指令信号の増加量を、荷役シリンダにおける起動時の大きなショックの発生を防止するために設定する最大の単位時間当りの比例電磁弁５への指令信号の増加量以下にしたことを特徴とするフォークリフトトラックの荷役用シリンダの制御装置。
2. 作業機における負荷を検出する負荷検出手段を備えると共に、前記コントローラ６では、操作レバーの操作速度が急操作であると判断した場合に比例電磁弁５に出力する操作レバーの操作量に基づいた指令信号を、この負荷検出手段で検出した負荷に応じて変更することを特徴とする請求項１記載のフォークリフトトラックの荷役用シリンダの制御装置。

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