JP5004192B2

JP5004192B2 - Forklift hydraulic system

Info

Publication number: JP5004192B2
Application number: JP2008257976A
Authority: JP
Inventors: 治和木村
Original assignee: 日本輸送機株式会社
Priority date: 2008-10-03
Filing date: 2008-10-03
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2028-10-03
Also published as: JP2010083672A

Description

本発明は、フォークを昇降させるためのリフトシリンダと他の油圧アクチュエータとを同時に作動させることができるフォークリフトの油圧システムに関する。 The present invention relates to a hydraulic system for a forklift that can simultaneously operate a lift cylinder for raising and lowering a fork and another hydraulic actuator.

荷役作業を行うフォークリフトには、通常、フォークを昇降させるためのリフトシリンダ、マストを傾動（ティルト）させるためのティルトシリンダ等の複数の油圧アクチュエータ、及びこれらを同時作動させるための油圧システムが備えられている。また、近年では、フォーク下降時にフォークや荷物の位置エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリを充電する、いわゆる下降回生技術を用いた油圧システムが主流となってきている。 Forklifts that perform cargo handling work are usually provided with a plurality of hydraulic actuators such as a lift cylinder for raising and lowering the fork, a tilt cylinder for tilting the mast, and a hydraulic system for operating these simultaneously. ing. In recent years, a hydraulic system using a so-called descending regenerative technique that charges a battery by converting the potential energy of a fork or a baggage into electric energy when the fork descends has become mainstream.

下降回生が可能な公知の油圧システムとして、例えば、特許文献１に記載のものがある。図７に示すように、この油圧システムはリフトシリンダ２３及びティルトシリンダ２４を作動させるためのもので、主に、作動油を貯留するタンク１３と、油圧ポンプ４と、油圧ポンプ４に機械的に連結された電動機３と、油圧モータ８と、油圧モータ８と電動機３とを連結するワンウェイクラッチ９と、作動油の流れを制御するリフト上昇制御弁５、ティルト制御弁６及びリフト下降制御弁７と、各部を結ぶ油圧配管とからなっている。ここで、ワンウェイクラッチ９は、油圧モータ８から電動機３への一方向にのみトルクを伝達可能で、逆方向のトルクに対しては空転してトルクの伝達が行われないよう構成されている。 As a known hydraulic system capable of descending regeneration, for example, there is one described in Patent Document 1. As shown in FIG. 7, this hydraulic system is for operating the lift cylinder 23 and the tilt cylinder 24, and is mainly mechanically connected to the tank 13 for storing hydraulic oil, the hydraulic pump 4, and the hydraulic pump 4. The connected motor 3, the hydraulic motor 8, the one-way clutch 9 that connects the hydraulic motor 8 and the motor 3, the lift control valve 5, the tilt control valve 6, and the lift control valve 7 that control the flow of hydraulic fluid. And hydraulic piping connecting each part. Here, the one-way clutch 9 can transmit torque from the hydraulic motor 8 to the electric motor 3 only in one direction, and is configured so as not to idle and transmit torque in the reverse direction.

この油圧システムにおいてフォーク下降操作とティルト操作が同時に行われると、リフトシリンダ２３内の作動油は、リフト下降制御弁７及び油圧モータ８を経由してタンク１３に返送される。このとき、油圧モータ８は返送される作動油の量に応じて回転し、その回転トルクはワンウェイクラッチ９を介して電動機３に伝達される。すなわち、電動機３は油圧モータ８からのトルクによってアシストされるので、油圧ポンプ４を駆動してティルトシリンダ２４を作動させるのに必要な電力を低減することができる。 When the fork lowering operation and the tilting operation are simultaneously performed in this hydraulic system, the hydraulic oil in the lift cylinder 23 is returned to the tank 13 via the lift lowering control valve 7 and the hydraulic motor 8. At this time, the hydraulic motor 8 rotates according to the amount of hydraulic fluid returned, and the rotational torque is transmitted to the electric motor 3 via the one-way clutch 9. That is, since the electric motor 3 is assisted by the torque from the hydraulic motor 8, the electric power required to drive the hydraulic pump 4 and operate the tilt cylinder 24 can be reduced.

また、この従来の油圧システムでは、ティルト操作が行われていない状態でリフトレバー２５が下降側に所定の角度以上に操作されると、リフト下降制御弁７が全開となる。そして、油圧モータ８からのトルクによって電動機３が発電機として動作し、バッテリが充電されるようになっている。これにより、リフト下降制御弁７における圧損が低減され、フォーク２１及び荷物の位置エネルギーを効率的に回生に利用することができる。
特開２００７−２５４０５８号公報（特に、実施例２） Further, in this conventional hydraulic system, when the lift lever 25 is operated to a lower side by a predetermined angle or more when the tilt operation is not performed, the lift lowering control valve 7 is fully opened. The electric motor 3 operates as a generator by the torque from the hydraulic motor 8, and the battery is charged. Thereby, the pressure loss in the lift lowering control valve 7 is reduced, and the potential energy of the fork 21 and the load can be efficiently used for regeneration.
Japanese Patent Laying-Open No. 2007-254058 (particularly Example 2)

しかしながら、上述の油圧システムでは、リフトレバー角が所定の角度以上であるか否かのみに基づいてリフト下降制御弁７を全開とするか否かが決定されるので、全開にすべき状況で全開とならなかったり、反対に全開にすべきでない状況で全開となったりする場合があり、リフト下降制御弁７における圧損が十分に低減できていなかった。 However, in the hydraulic system described above, whether or not the lift lowering control valve 7 is fully opened is determined based only on whether or not the lift lever angle is equal to or greater than a predetermined angle. However, the pressure drop in the lift lowering control valve 7 could not be sufficiently reduced.

そこで、本発明は、より確実にリフト下降制御弁における圧損を低減し、フォーク及び荷物の位置エネルギーを無駄なく回生に利用することができる、フォークリフトの油圧システムを提供することを課題とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a hydraulic system for a forklift that can more reliably reduce pressure loss in the lift lowering control valve and can use the potential energy of the fork and the load for regeneration without waste.

上記課題を解決するために、本発明に係る油圧システムは、リフトレバーの操作量に応じてフォークを昇降させるリフトシリンダと、前記フォーク以外の他の可動部材を動作させる油圧アクチュエータと、作動油を貯留するタンクと、前記タンクの作動油を前記リフトシリンダ及び／または前記油圧アクチュエータに送り出す油圧ポンプと、前記油圧ポンプに機械的に連結された電動機と、前記フォークの下降に伴って前記リフトシリンダから前記タンクに返送される作動油の量を制限するリフト下降制御弁と、前記リフト下降制御弁を通って返送されてきた作動油の量に応じた回転数で回転する油圧モータと、前記油圧モータと前記電動機とを連結し、前記油圧モータから前記電動機への一方向にのみトルクを伝達するトルク伝達手段とを備え、前記フォークの下降と前記油圧アクチュエータの動作とが同時に行われると、前記リフト下降制御弁が前記リフトレバーの操作量に比例した開度に制御されるとともに、前記電動機が前記油圧アクチュエータに必要な量の作動油を送り出せるような所定の回転数に制御されるよう構成された油圧システムであって、前記フォークの実際の下降速度、前記リフトレバーの操作量に比例した前記フォークの目標下降速度、前記電動機の実際の回転数から求められた前記フォークの下降速度、及び前記所定の回転数から求められた前記フォークの下降速度が全て一致した場合に、前記リフト下降制御弁の開度が全開に制御されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a hydraulic system according to the present invention includes a lift cylinder that raises and lowers a fork according to an operation amount of a lift lever, a hydraulic actuator that operates a movable member other than the fork, and hydraulic oil. A storage tank, a hydraulic pump for sending hydraulic oil from the tank to the lift cylinder and / or the hydraulic actuator, an electric motor mechanically connected to the hydraulic pump, and the lift cylinder as the fork descends. A lift lowering control valve for limiting the amount of hydraulic oil returned to the tank, a hydraulic motor rotating at a rotational speed corresponding to the amount of hydraulic oil returned through the lift lowering control valve, and the hydraulic motor And a torque transmitting means for transmitting torque in only one direction from the hydraulic motor to the motor. If the lowering of the fork and the operation of the hydraulic actuator are performed simultaneously, the lift lowering control valve is controlled to an opening degree proportional to the operation amount of the lift lever, and the electric motor is required for the hydraulic actuator. A hydraulic system configured to be controlled to a predetermined rotational speed capable of delivering a proper amount of hydraulic oil, wherein the target fork of the fork is proportional to an actual descending speed of the fork and an operation amount of the lift lever When the speed, the descending speed of the fork determined from the actual rotational speed of the electric motor, and the descending speed of the fork determined from the predetermined rotational speed all match, the opening degree of the lift lowering control valve is It is controlled to be fully open.

好ましくは、上記油圧システムは、前記油圧モータの回転数を検出する油圧モータ回転検出器をさらに備え、前記フォークの実際の下降速度は、前記油圧モータの回転数に基づいて求められることを特徴とする。 Preferably, the hydraulic system further includes a hydraulic motor rotation detector that detects a rotation speed of the hydraulic motor, and an actual lowering speed of the fork is obtained based on the rotation speed of the hydraulic motor. To do.

さらに好ましくは、上記油圧システムにおける前記油圧アクチュエータは、ティルトシリンダまたはステアリングシリンダであることを特徴とする。 More preferably, the hydraulic actuator in the hydraulic system is a tilt cylinder or a steering cylinder.

本発明によれば、より確実にリフト下降制御弁における圧損を低減し、フォーク及び荷物の位置エネルギーを無駄なく回生に利用することができる、フォークリフトの油圧システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hydraulic system of a forklift which can reduce the pressure loss in a lift lowering | lowering control valve more reliably, and can utilize the positional energy of a fork and a luggage | load for a regeneration without waste can be provided.

以下、添付図面を参照しつつ、本発明に係る油圧システムの好ましい実施形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a hydraulic system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

本発明に係る油圧システムは、例えば、図１に示すようなフォークリフトに備えられる。フォークリフト２０は、前後に傾動可能に支持されたマスト２２を備え、このマスト２２には上下に昇降可能に支持されたフォーク２１と、フォーク２１を昇降させるためのリフトシリンダ２３が備えられている。また、マスト２２とフォークリフト本体との間には、マスト２２を傾動させるためのティルトシリンダ２４が備えられている。 The hydraulic system according to the present invention is provided, for example, in a forklift as shown in FIG. The forklift 20 is provided with a mast 22 supported so as to be tiltable back and forth. The mast 22 is provided with a fork 21 supported so as to be movable up and down and a lift cylinder 23 for raising and lowering the fork 21. Further, a tilt cylinder 24 for tilting the mast 22 is provided between the mast 22 and the forklift body.

運転席前方には、フォーク２１を昇降させるためのリフトレバー２５と、マスト２２を傾動させるためのティルトレバー２６とが備えられている。例えば、作業者がリフトレバー２５を上昇側（手前方向）に操作すると、リフトレバー角に応じた量の作動油が油圧システム１からリフトシリンダ２３に送られ、フォーク２１が上昇する。反対に、作業者がリフトレバー２５を下降側（奥方向）に操作すると、リフトレバー角に応じた量の作動油がリフトシリンダ２３から油圧システム１に返送され、フォーク２１が下降する。作業者がティルトレバー２６を操作した場合も、同様に、油圧システム１とティルトシリンダ２４との間で作動油の受け渡しが行われ、マスト２２が前傾／後傾する。 A lift lever 25 for raising and lowering the fork 21 and a tilt lever 26 for tilting the mast 22 are provided in front of the driver seat. For example, when the operator operates the lift lever 25 to the upward side (frontward direction), an amount of hydraulic oil corresponding to the lift lever angle is sent from the hydraulic system 1 to the lift cylinder 23 and the fork 21 is raised. On the other hand, when the operator operates the lift lever 25 to the lower side (backward direction), an amount of hydraulic oil corresponding to the lift lever angle is returned from the lift cylinder 23 to the hydraulic system 1 and the fork 21 is lowered. Similarly, when the operator operates the tilt lever 26, hydraulic oil is transferred between the hydraulic system 1 and the tilt cylinder 24, and the mast 22 tilts forward / backward.

また、作業者は、リフトレバー２５によるフォーク２１の昇降とティルトレバー２６によるマスト２２の傾動とを同時に行うこともできる。例えば、リフトレバー２５を手前方向に操作しながらティルトレバー２６を奥方向に操作すると、フォーク２１の上昇とマスト２２の前傾とが同時に行われる。 In addition, the operator can simultaneously raise and lower the fork 21 by the lift lever 25 and tilt the mast 22 by the tilt lever 26. For example, when the tilt lever 26 is operated in the back direction while operating the lift lever 25 in the forward direction, the fork 21 is raised and the mast 22 is tilted forward at the same time.

本発明に係る油圧システムの構成をブロック図で表したのが図２、具体的な油圧回路図で表したのが図３である。これらの図を参照して、本発明に係る油圧システム１は、主に、作動油を貯留するタンク１３と、タンク１３の作動油を各部に送り出す油圧ポンプ４と、油圧ポンプ４に機械的に連結された電動機３と、リフトシリンダ２３から返送されてくる作動油量に応じて回転する油圧モータ８と、油圧モータ８と電動機３とを連結するワンウェイクラッチ９と、作動油の流れを制御するリフト上昇制御弁５、ティルト制御弁６及びリフト下降制御弁７と、各部を結ぶ油圧配管とを備えている。 FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the hydraulic system according to the present invention, and FIG. 3 is a specific hydraulic circuit diagram. Referring to these drawings, a hydraulic system 1 according to the present invention mainly includes a tank 13 for storing hydraulic oil, a hydraulic pump 4 for sending hydraulic oil in the tank 13 to each part, and mechanically connected to the hydraulic pump 4. The connected electric motor 3, the hydraulic motor 8 that rotates according to the amount of hydraulic oil returned from the lift cylinder 23, the one-way clutch 9 that connects the hydraulic motor 8 and the electric motor 3, and the flow of hydraulic oil are controlled. The lift raising control valve 5, the tilt control valve 6, and the lift lowering control valve 7 are provided, and hydraulic piping connecting each part.

ここで、ワンウェイクラッチ９は、油圧モータ８から電動機３への一方向にのみトルクを伝達可能で、逆方向のトルクに対しては空転してトルクの伝達が行われないよう構成されている。すなわち、リフトシリンダ２３から返送されてくる作動油によって油圧モータ８が発生したトルクは電動機３に伝達される（アシストされる）が、油圧モータ８が電動機３の回転の影響を受けることはない。なお、油圧ポンプ４を駆動する際の電動機３の回転方向と、油圧モータ８からのトルクでアシストされて回転する際の電動機３の回転方向は同一である。 Here, the one-way clutch 9 can transmit torque from the hydraulic motor 8 to the electric motor 3 only in one direction, and is configured so as not to idle and transmit torque in the reverse direction. That is, the torque generated by the hydraulic motor 8 by the hydraulic fluid returned from the lift cylinder 23 is transmitted (assisted) to the electric motor 3, but the hydraulic motor 8 is not affected by the rotation of the electric motor 3. Note that the rotation direction of the electric motor 3 when driving the hydraulic pump 4 is the same as the rotation direction of the electric motor 3 when rotating by being assisted by torque from the hydraulic motor 8.

また、本発明に係る油圧システム１は、少なくとも電動機３及びリフト下降制御弁７を制御するコントローラ２と、コントローラ２を介して主に電動機３に電力を供給するバッテリ１１と、油圧モータ８の実際の回転数（以下、「油圧モータ実回転数」という）を検出するための油圧モータ回転検出器１２とを備え、さらに電動機３は自己の実際の回転数（以下、「電動機実回転数」という）を検出するための電動機回転検出器１０を有している。油圧モータ回転検出器１２が検出した油圧モータ実回転数に関する信号と、電動機回転検出器１０が検出した電動機実回転数に関する信号は、いずれもコントローラ２に入力される。 The hydraulic system 1 according to the present invention includes a controller 2 that controls at least the electric motor 3 and the lift lowering control valve 7, a battery 11 that mainly supplies electric power to the electric motor 3 via the controller 2, and the actual hydraulic motor 8. And a hydraulic motor rotation detector 12 for detecting the number of rotations (hereinafter referred to as “hydraulic motor actual rotation number”), and the electric motor 3 further includes its own actual rotation number (hereinafter referred to as “motor actual rotation number”). ) To detect the motor rotation detector 10. A signal related to the actual rotational speed of the hydraulic motor detected by the hydraulic motor rotation detector 12 and a signal related to the actual rotational speed of the motor detected by the motor rotation detector 10 are both input to the controller 2.

リフトレバー２５が操作されてリフトレバー角が変化すると、その角度に応じてリフト上昇制御弁５の開度が変化するとともに、リフトレバー角に関する信号がコントローラ２に入力される。ティルトレバー２６が操作された場合も、同様に、ティルトレバー角に応じてティルト制御弁６の開度が変化するとともに、ティルトレバー角に関する信号がコントローラ２に入力される。 When the lift lever angle is changed by operating the lift lever 25, the opening degree of the lift raising control valve 5 is changed according to the angle, and a signal related to the lift lever angle is input to the controller 2. Similarly, when the tilt lever 26 is operated, the opening degree of the tilt control valve 6 changes according to the tilt lever angle, and a signal related to the tilt lever angle is input to the controller 2.

コントローラ２は、リフトレバー角、ティルトレバー角、電動機実回転数及び油圧モータ実回転数に基づいて、電動機３の回転数Ｒとリフト下降制御弁７の開度Ｍを制御する。回転数Ｒ及び開度Ｍの具体的な制御については、後で詳細に説明する。 The controller 2 controls the rotational speed R of the electric motor 3 and the opening degree M of the lift lowering control valve 7 based on the lift lever angle, the tilt lever angle, the actual electric motor speed, and the actual hydraulic motor speed. Specific control of the rotational speed R and the opening degree M will be described later in detail.

リフトレバー２５が上昇側に操作されるか、あるいはティルトレバー２６が前傾／後傾側に操作されて電動機３が回転すると、その回転数に応じた量の作動油が油圧ポンプ４によってリフト上昇制御弁５及び／またはティルト制御弁６に送られる。そして、リフト上昇制御弁５及びティルト制御弁６の開度に応じた量の作動油が、リフトシリンダ２３及びティルトシリンダ２４に送られる。つまり、油圧ポンプ４から送り出された作動油は、リフト上昇制御弁５及びティルト制御弁６の開度に応じて、リフトシリンダ２３及びティルトシリンダ２４に分配される。 When the lift lever 25 is operated to the ascending side or the tilt lever 26 is operated to the forward / backward tilting and the electric motor 3 rotates, the hydraulic pump 4 controls the lift ascent of the amount corresponding to the number of rotations. Sent to valve 5 and / or tilt control valve 6. Then, an amount of hydraulic oil corresponding to the opening degree of the lift raising control valve 5 and the tilt control valve 6 is sent to the lift cylinder 23 and the tilt cylinder 24. That is, the hydraulic oil sent out from the hydraulic pump 4 is distributed to the lift cylinder 23 and the tilt cylinder 24 according to the opening degree of the lift raising control valve 5 and the tilt control valve 6.

一方、リフトレバー２５が下降側に操作されると、それに応じてリフト上昇制御弁５が閉じるとともに、コントローラ２に制御されてリフト下降制御弁７が開く。そして、フォーク２１を上昇させていたリフトシリンダ２３内の作動油は、リフト下降制御弁７及び油圧モータ８を経由してタンク１３に返送される。このとき、油圧モータ８は返送されてきた作動油の量に応じて回転し、その回転トルクはワンウェイクラッチ９を介して電動機３に伝達される。これにより、電動機３を力行制御する際に必要となる電力を低減したり、バッテリ１１を充電したりすることができる。 On the other hand, when the lift lever 25 is operated to the lowering side, the lift raising control valve 5 is closed accordingly, and the lift lowering control valve 7 is opened under the control of the controller 2. The hydraulic oil in the lift cylinder 23 that has lifted the fork 21 is returned to the tank 13 via the lift lowering control valve 7 and the hydraulic motor 8. At this time, the hydraulic motor 8 rotates in accordance with the amount of returned hydraulic oil, and the rotational torque is transmitted to the electric motor 3 via the one-way clutch 9. Thereby, the electric power required when carrying out power running control of the electric motor 3 can be reduced, or the battery 11 can be charged.

続いて、図４〜図６を参照して、本発明に係る油圧システムの具体的な動作、特にコントローラ２によって行われる電動機３の回転数Ｒとリフト下降制御弁７の開度Ｍの制御について説明する。 4 to 6, the specific operation of the hydraulic system according to the present invention, particularly the control of the rotational speed R of the electric motor 3 and the opening degree M of the lift lowering control valve 7 performed by the controller 2. explain.

図４に示すように、リフトレバー２５が操作されると、まず、その操作がフォーク２１を“上昇”させるものであるのか、“下降”させるものであるのか、または上昇／下降を“停止”させるものであるのかが判定される（図４のステップＳ１）。そして、“上昇”と判定された場合は、ティルト操作の有無が判定され（ステップＳ２）、ティルト操作が“なし”の場合は、コントローラ２によって電動機３が回転数Ｒ₁で力行制御される（ステップＳ４、図６のグラフＣ）。これにより、作動油がリフトシリンダ２３に送られ、フォーク２１が上昇する。一方、ティルト操作が“あり”の場合、電動機３はティルトシリンダ２４を作動させるのに必要な回転数Ｒ₂（Ｒ₂＜Ｒ₁）で力行制御される（ステップＳ５、グラフＡ）。これにより、作動油がリフトシリンダ２３及びティルトシリンダ２４に送られ、フォーク２１が上昇するとともに、マスト２２が前傾／後傾する。なお、この場合は、電動機３の回転数がＲ₁ではなくＲ₂に制限されるので、リフトレバー角を大きくしても、フォーク２１の上昇速度は頭打ちとなる。 As shown in FIG. 4, when the lift lever 25 is operated, first, whether the operation is “raising” or “lowering” the fork 21 or “stopping” raising / lowering. It is determined whether or not it is intended (step S1 in FIG. 4). If it is determined that the engine is “rising”, the presence / absence of a tilt operation is determined (step S2). If the tilt operation is “none”, the controller 2 performs power running control on the motor 3 at the rotational speed R ₁ ( Step S4, graph C in FIG. Thereby, hydraulic oil is sent to the lift cylinder 23 and the fork 21 rises. On the other hand, when the tilt operation is “present”, the electric motor 3 is subjected to power running control at the rotational speed R ₂ (R ₂ <R ₁ ) necessary for operating the tilt cylinder 24 (step S5, graph A). Thereby, hydraulic oil is sent to the lift cylinder 23 and the tilt cylinder 24, the fork 21 is raised, and the mast 22 is tilted forward / backward. In this case, since the rotational speed of the electric motor 3 is limited to R ₂ instead of R ₁ , the ascending speed of the fork 21 reaches a peak even if the lift lever angle is increased.

リフト操作が“停止”で、かつティルト操作が“あり”の場合も、電動機３は回転数Ｒ₂で力行制御される（ステップＳ５、グラフＩ）。これにより、ティルトシリンダ２４に作動油が送られ、マスト２２が前傾／後傾する。 Even when the lift operation is “stop” and the tilt operation is “present”, the electric motor 3 is subjected to power running control at the rotation speed R ₂ (step S5, graph I). As a result, hydraulic oil is sent to the tilt cylinder 24, and the mast 22 tilts forward / backward.

なお、リフト操作が“上昇”及び“停止”の場合は、ティルト操作の有無にかかわらず、リフト下降制御弁７は閉じられたままである（グラフＢ，Ｄ，Ｊ，Ｌ）。これらの場合は、リフトシリンダ２３から作動油が返送されることはないからである。また、リフト操作が“停止”でかつティルト操作が“なし”の場合は、電動機３は力行制御も回生制御もされない（グラフＫ）。タンク１３とリフトシリンダ２３及びティルトシリンダ２４との間で、作動油の受け渡しを行う必要がないからである。 When the lift operation is “up” and “stop”, the lift lowering control valve 7 remains closed regardless of the tilt operation (graphs B, D, J, L). This is because the hydraulic oil is not returned from the lift cylinder 23 in these cases. When the lift operation is “stop” and the tilt operation is “none”, the electric motor 3 is not subjected to power running control or regenerative control (graph K). This is because it is not necessary to transfer hydraulic oil between the tank 13 and the lift cylinder 23 and the tilt cylinder 24.

ステップＳ１においてリフト操作が“下降”と判定された場合も、続いてティルト操作の有無が判定される（ステップＳ６）。そして、ティルト操作が“なし”の場合は、コントローラ２によってリフト下降制御弁７が全開（Ｍ_MAX）とされ（ステップＳ７、グラフＨ）、さらにリフトレバー角Ｌに比例した回転数Ｒを超えないように電動機３が回生制御される（ステップＳ８、グラフＧ）。これにより、リフトレバー角Ｌに比例した速度でフォーク２１を下降させることができる。また、フォーク２１の自重や荷物が重く（位置エネルギーが大きく）、下降速度が速くなるような場合（すなわち、油圧モータ８からのトルクによって電動機３の回転数がリフトレバー角Ｌに比例した回転数Ｒを超えようとする場合）は、その超えようとする分のエネルギーでバッテリ１１を充電することができる。 If it is determined in step S1 that the lift operation is “down”, the presence / absence of the tilt operation is subsequently determined (step S6). When the tilt operation is “none”, the lift lowering control valve 7 is fully opened (M _MAX ) by the controller 2 (step S7, graph H), and does not exceed the rotational speed R proportional to the lift lever angle L. Thus, the electric motor 3 is regeneratively controlled (step S8, graph G). As a result, the fork 21 can be lowered at a speed proportional to the lift lever angle L. Further, when the fork 21 has a heavy weight or a large load (position energy is large) and the descending speed is high (that is, the rotation speed of the electric motor 3 is proportional to the lift lever angle L by the torque from the hydraulic motor 8). In the case of trying to exceed R), the battery 11 can be charged with the energy for the excess.

リフト操作が“下降”でかつティルト操作が“あり”と判定されると、図５のフローチャートに従って電動機３の回転数Ｒ及びリフト下降制御弁７の開度Ｍの制御が行われる。すなわち、コントローラ２は、電動機３及びリフト下降制御弁７の制御のために必要な情報として、リフトレバー２５から出力されるリフトレバー角Ｌ、油圧モータ回転検出器１２から出力される油圧モータ実回転数Ｒ_H及び電動機回転検出器１０から出力される電動機実回転数Ｒ_Mに関する信号を参照する（図５のステップＳ９）。 When it is determined that the lift operation is “down” and the tilt operation is “present”, the rotational speed R of the electric motor 3 and the opening degree M of the lift lowering control valve 7 are controlled according to the flowchart of FIG. That is, the controller 2 uses the lift lever angle L output from the lift lever 25 and the actual hydraulic motor rotation output from the hydraulic motor rotation detector 12 as information necessary for controlling the electric motor 3 and the lift lowering control valve 7. the number R _H and reference signals relating to motor actual rotation speed R _M output from the motor rotation detector 10 (step S9 in FIG. 5).

続いて、コントローラ２は、参照した各信号のうち、リフトレバー角Ｌに基づいてフォーク２１の目標下降速度Ｖ_DLを求める（ステップＳ１０）。リフトレバー角Ｌと目標下降速度Ｖ_DLは比例関係にあり、一のリフトレバー角Ｌに基づいて一の目標下降速度Ｖ_DLが所定の計算式またはマップ等で求められる。例えば、リフトレバー角Ｌが７ビットのディジタル信号（０［digit］〜１２７［digit］）で表される場合に、コントローラ２に３９［digit］が入力されると、目標下降速度Ｖ_DL２４３［mm/s］が求められるようになっている。 Subsequently, the controller 2 obtains the target lowering speed V _DL of the fork 21 based on the lift lever angle L among the referenced signals (step S10). The lift lever angle L and the target lowering speed V _DL are in a proportional relationship, and one target lowering speed V _DL is obtained based on one lift lever angle L by a predetermined calculation formula or a map. For example, when the lift lever angle L is represented by a 7-bit digital signal (0 [digit] to 127 [digit]), when 39 [digit] is input to the controller 2, the target lowering speed V _DL 243 [ mm / s] is required.

次に、コントローラ２は、油圧モータ実回転数Ｒ_Hに基づいてフォーク２１の実際の下降速度Ｖ_DHを求める（ステップＳ１１）。下降速度Ｖ_DHは、例えば、次式で求めることができる。

ここで、Ｒ_Hは油圧モータ実回転数［rpm］、ｑは油圧モータ８を１回転させるのに理論的に必要となる作動油の量［mm³］、ηは油圧モータ８の効率（例えば、０．９）、Ｓはリフトシリンダ２３の断面積［mm²］である。油圧モータ実回転数Ｒ_H以外のｑ、η、Ｓは全て定数なので、結局、油圧モータ実回転数Ｒ_Hが分かると、それに応じた下降速度Ｖ_DHを簡単に求めることができる。具体的には、油圧モータ実回転数Ｒ_Hが１１１９［rpm］の場合、下降速度Ｖ_DHは２４３［mm/s］となる。また、油圧モータ実回転数Ｒ_Hが５６０（１１１９の約半分）［rpm］の場合、下降速度Ｖ_DHは１２２（２４３の約半分）［mm/s］となる。 Next, the controller 2 obtains the actual lowering speed _VDH of the fork 21 based on the actual hydraulic motor rotational speed _RH (step S11). The descending speed V _DH can be obtained by the following equation, for example.

Here, R _H is the actual number of revolutions of the hydraulic motor [rpm], q is the amount of hydraulic oil theoretically required to rotate the hydraulic motor 8 once [mm ³ ], and η is the efficiency of the hydraulic motor 8 (for example, 0.9), S is the cross-sectional area [mm ² ] of the lift cylinder 23. Since q, η, and S other than the actual hydraulic motor speed _RH are all constants, if the actual hydraulic motor speed _RH is known, the descending speed V _DH corresponding thereto can be easily obtained. Specifically, when the actual rotational speed _RH of the hydraulic motor is 1119 [rpm], the lowering speed _VDH is 243 [mm / s]. Further, when the actual rotational speed _{RH of} the hydraulic motor is 560 (about half of 1119) [rpm], the lowering speed V _DH is 122 (about half of 243) [mm / s].

続いて、コントローラ２は、電動機３の指令回転数Ｒ₂に基づいてフォーク２１の下降速度Ｖ_DCを求め（ステップＳ１２）、さらに電動機実回転数Ｒ_Mに基づいて下降速度Ｖ_DMを求める（ステップＳ１３）。下降速度Ｖ_DC及び下降速度Ｖ_DMは、例えば、次式で求めることができる。

ここで、ｑ、η、Ｓは、下降速度Ｖ_DHと同じ定数である。 Subsequently, the controller 2 on the basis of the command rotation speed R ₂ of the motor 3 obtains the lowering speed V _DC of the fork 21 (step S12), the determining the lowering speed V _DM based on the further electric motor actual rotation speed R _M (step S13). The descending speed V _DC and the descending speed V _DM can be obtained by the following equations, for example.

Here, q, η, and S are the same constants as the descending speed V _DH .

その後、コントローラ２では、ステップＳ１０で求めた目標下降速度Ｖ_DL、ステップＳ１１で求めた下降速度Ｖ_DH、ステップ１２で求めた下降速度Ｖ_DC、及びステップ１３で求めた下降速度Ｖ_DMが全て一致しているか否かの判定が行われる（ステップＳ１４）。すなわち、このステップでは、フォーク２１が作業者の思い通りの速度で下降しているか否か、ティルトシリンダ２４に必要な量の作動油が送られているか否か、及びリフトレバー角Ｌから見たフォーク２１の目標下降速度Ｖ_DLとティルト操作に必要な電動機３の回転数Ｒ₂から見たフォーク２１の下降速度Ｖ_DCとが釣り合っているか否かが判定される。 Thereafter, in the controller 2, the target descending speed V _DL obtained in step S10, the descending speed V _DH obtained in step S11, the descending speed V _DC obtained in step 12, and the descending speed V _DM obtained in step 13 are all equal. A determination is made as to whether or not it has been done (step S14). That is, in this step, whether the fork 21 is descending at the speed desired by the operator, whether the necessary amount of hydraulic oil is being sent to the tilt cylinder 24, and the fork viewed from the lift lever angle L It is determined whether or not the target lowering speed V _{DL of} 21 and the lowering speed V _DC of the fork 21 as seen from the rotational speed R ₂ of the electric motor 3 necessary for the tilt operation are balanced.

図５に示すように、本発明に係る油圧システムでは、ステップＳ１４の条件を満たしている場合と満たしていない場合とで、異なった制御が行われる。 As shown in FIG. 5, in the hydraulic system according to the present invention, different control is performed depending on whether or not the condition of step S14 is satisfied.

具体的には、ステップＳ１４の条件を満たしている場合、すなわち、リフトレバー角ＬがＬ_t以上となり、フォーク２１の下降速度と電動機３の回転数とが作業者の思い通りに制御されている場合、コントローラ２はリフト下降制御弁７の開度を全開（Ｍ_MAX）に制御し（ステップＳ１５、グラフＦ（Ｌ≧Ｌ_tの領域））、さらに電動機３の回転数をＲ₂一定となるように回生制御する（ステップ１６、グラフＥ（Ｌ≧Ｌ_tの領域））。 Specifically, when the condition of step S14 is satisfied, that is, when the lift lever angle L is _{equal to} or greater than Lt, the lowering speed of the fork 21 and the rotation speed of the electric motor 3 are controlled as the operator desires. Then, the controller 2 controls the opening degree of the lift lowering control valve 7 to be fully open (M _MAX ) (step S15, graph F (L ≧ L _t region)), and the rotation speed of the motor 3 is made constant R _2. to regenerative control (step 16, the graph E (region of L ≧ L _t)).

これにより、リフト下降制御弁７による圧損を生じさせることなく油圧モータ８を回転させることができ、その回転トルクによって電動機３をアシストすることができる。また、リフト下降制御弁７が全開になると、油圧モータ８を通る作動油の量が増大して油圧モータ８の回転数も上昇するが、電動機３の回転数はＲ₂一定に回生制御されているので、結局、電動機３の回転数がＲ₂を超えようとする分のエネルギーはバッテリ１１に充電されることになる。
なお、電動機３の回転数はＲ₂に保たれているので、リフト下降制御弁７が全開になっても、フォーク２１の下降速度はリフトレバー角Ｌ_tに対応する速度以上にはならない。したがって、下降速度の急激な変化に起因する荷崩れ等が起こる心配はない。 As a result, the hydraulic motor 8 can be rotated without causing pressure loss due to the lift lowering control valve 7, and the electric motor 3 can be assisted by the rotational torque. When the lift lowering control valve 7 is fully opened, the amount of hydraulic oil passing through the hydraulic motor 8 is increased and the rotational speed of the hydraulic motor 8 is also increased. However, the rotational speed of the electric motor 3 is regeneratively controlled to be constant R _2. As a result, the battery 11 is charged with the energy that the rotational speed of the electric motor 3 tends to exceed R ₂ .
The rotational speed of the motor 3 because it is kept at R _2, even lift lowering control valve 7 is fully opened, the lowering speed of the fork 21 is not a higher speed corresponding to the lift lever angle L _t. Therefore, there is no worry that the collapse of the load caused by the rapid change in the descending speed will occur.

一方、ステップＳ１４の条件を満たさない場合、コントローラ２はリフト下降制御弁７をリフトレバー角Ｌに比例した開度Ｍに制御し（ステップＳ１７、グラフＦ（Ｌ＜Ｌ_tの領域））、さらに電動機３の回転数をＲ₂一定となるように力行制御する（ステップ１８、グラフＥ（Ｌ＜Ｌ_tの領域））。 On the other hand, if the condition of step S14 is not satisfied, the controller 2 controls the lift lowering control valve 7 to an opening degree M proportional to the lift lever angle L (step S17, graph F (L < _Lt region)), and further Power running control is performed so that the rotation speed of the electric motor 3 becomes constant R ₂ (step 18, graph E (L < _Lt region)).

これにより、フォーク２１をリフトレバー角Ｌに応じた速度で下降させることができるとともに、マスト２２を傾動させるのに必要な量の作動油をティルトシリンダ２４に送ることができる。なお、このとき、電動機３は、油圧モータ８からのトルクでアシストされるので、単に電動機３の回転数をＲ₂で力行制御する場合よりも、電動機３に供給する電力を低減することができる。 As a result, the fork 21 can be lowered at a speed corresponding to the lift lever angle L, and an amount of hydraulic oil necessary to tilt the mast 22 can be sent to the tilt cylinder 24. At this time, the motor 3, since it is assisted by the torque from the hydraulic motor 8, just the rotational speed of the electric motor 3 than when powering control with R _2, it is possible to reduce the power supplied to the electric motor 3 .

以上のように、本発明に係る油圧システムでは、フォーク２１の下降速度と電動機３の回転数とが思い通りに制御されているか否かによって、リフト下降制御弁７を全開にするか否かが決定される。これにより、フォーク２１の下降速度をリフト下降制御弁７で調節する必要がない場合に、リフト下降制御弁７を不必要に絞ることによって発生する圧損を低減し、回生が非効率なものとなってしまうのを防ぐことができる。 As described above, in the hydraulic system according to the present invention, whether or not the lift lowering control valve 7 is fully opened is determined depending on whether or not the lowering speed of the fork 21 and the rotation speed of the electric motor 3 are controlled as intended. Is done. Thereby, when it is not necessary to adjust the descending speed of the fork 21 with the lift lowering control valve 7, the pressure loss caused by unnecessarily restricting the lift lowering control valve 7 is reduced, and the regeneration becomes inefficient. Can be prevented.

なお、上記本発明に係る油圧システムの構成は単に一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、フォーク２１の昇降と同時に作動させることができる油圧アクチュエータは、ハンドル角度に応じて操舵輪の操舵角を変化させるステアリングシリンダであってもよい。また、電動機３と油圧モータ８とをつなぐワンウェイクラッチは、一方向にのみトルクを伝達する他の公知のトルク伝達手段に変更することができる。 The configuration of the hydraulic system according to the present invention is merely an example, and the present invention is not limited to this.
For example, the hydraulic actuator that can be operated simultaneously with the raising and lowering of the fork 21 may be a steering cylinder that changes the steering angle of the steered wheels in accordance with the handle angle. The one-way clutch that connects the electric motor 3 and the hydraulic motor 8 can be changed to other known torque transmission means that transmits torque only in one direction.

フォークリフトの側面図である。It is a side view of a forklift. 本発明に係る油圧システムのブロック図である。1 is a block diagram of a hydraulic system according to the present invention. 本発明に係る油圧システムの具体的な油圧回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the concrete hydraulic circuit of the hydraulic system which concerns on this invention. 本発明に係る油圧システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the hydraulic system which concerns on this invention. 図４のα部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the (alpha) part of FIG. 本発明に係る油圧システムにおける電動機とリフト下降制御弁の動作を示すグラフである。It is a graph which shows the operation | movement of the electric motor and lift lowering control valve in the hydraulic system which concerns on this invention. 従来の油圧システムの油圧回路図である。It is a hydraulic circuit diagram of the conventional hydraulic system.

Explanation of symbols

１油圧システム
２コントローラ
３電動機
４油圧ポンプ
５リフト上昇制御弁
６ティルト制御弁
７リフト下降制御弁
８油圧モータ
９ワンウェイクラッチ（トルク伝達手段）
１０電動機回転検出器
１１バッテリ
１２油圧モータ回転検出器
１３タンク
２０フォークリフト
２１フォーク
２２マスト
２３リフトシリンダ
２４ティルトシリンダ
２５リフトレバー
２６ティルトレバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic system 2 Controller 3 Electric motor 4 Hydraulic pump 5 Lift raising control valve 6 Tilt control valve 7 Lift lowering control valve 8 Hydraulic motor 9 One-way clutch (torque transmission means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric motor rotation detector 11 Battery 12 Hydraulic motor rotation detector 13 Tank 20 Forklift 21 Fork 22 Mast 23 Lift cylinder 24 Tilt cylinder 25 Lift lever 26 Tilt lever

Claims

A lift cylinder that raises and lowers the fork according to the amount of operation of the lift lever, a hydraulic actuator that operates a movable member other than the fork, a tank that stores hydraulic oil, and hydraulic oil in the tank that is used for the lift cylinder and / or Alternatively, a hydraulic pump that feeds to the hydraulic actuator, an electric motor that is mechanically connected to the hydraulic pump, and a lift lowering control that limits the amount of hydraulic oil that is returned from the lift cylinder to the tank as the fork is lowered. A valve, a hydraulic motor that rotates at a rotational speed corresponding to the amount of hydraulic oil returned through the lift lowering control valve, the hydraulic motor and the electric motor, and the hydraulic motor to the electric motor Torque transmitting means for transmitting torque in only one direction,
When the lowering of the fork and the operation of the hydraulic actuator are performed at the same time, the lift lowering control valve is controlled to an opening proportional to the operation amount of the lift lever, and the electric motor is required for the hydraulic actuator. A hydraulic system configured to be controlled to a predetermined rotational speed capable of delivering the hydraulic oil of
It is obtained from the actual descending speed of the fork, the target descending speed of the fork proportional to the operation amount of the lift lever, the descending speed of the fork obtained from the actual rotational speed of the electric motor, and the predetermined rotational speed. The forklift hydraulic system is characterized in that when the fork lowering speeds all coincide, the opening degree of the lift lowering control valve is controlled to be fully opened.

A hydraulic motor rotation detector for detecting the rotation speed of the hydraulic motor;
The forklift hydraulic system according to claim 1, wherein an actual lowering speed of the fork is obtained based on a rotational speed of the hydraulic motor.

The forklift hydraulic system according to claim 2, wherein the hydraulic actuator is a tilt cylinder or a steering cylinder.