WO2006090655A1

WO2006090655A1 - バッテリ式産業車両の荷役回生方法及び荷役回生システム

Info

Publication number: WO2006090655A1
Application number: PCT/JP2006/302899
Authority: WO
Inventors: Kensuke Nihashi; Hiroshi Satou; Masataka Kawaguchi; Tomohiro Akagi; Fujio Eguchi; Keizo Ogino; Shingo Yuguchi; Kazushi Kawashima; Michio Akao
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2006-02-13
Publication date: 2006-08-31
Also published as: EP1852387A1; JP4727653B2; EP1852387B1; US7770697B2; EP1852387A4; US20080128214A1; JPWO2006090655A1

Abstract

　本発明は、バッテリ式産業車両のリフト装置に係る荷役回生システムにおいて、簡単な装置構成で、回生に係る動作中に他の油圧アクチュエータへ作動油を供給できるとともに、圧油の脈動を防止し、回生効率の良い荷役回生システムを実現する。フォークＦを昇降させるリフトシリンダ１と、バッテリ電源５によって作動する電動モータ４と、リフトシリンダ１に圧油を供給する油圧ポンプ３と、圧液供給路２３に介設したコントロール弁１４とを備え、フォークＦの下降時リフトシリンダ１に加わる負荷により圧油が油圧ポンプ３に戻るときに生じるモータ作用で電動機４を発電機として機能させバッテリ電源５で動力回収を行なう際に、フォークＦの下降時に油圧ポンプ３への圧油戻り量を制御するコントロール弁１４の開度と、電動機５の回転数とを制御するコントローラ１７を設けた。

Description

バッテリ式産業車両の荷役回生方法及び荷役回生システム技術分野

本発明は、フォークリフトを始めとする各種バッテリ式産業車両において、リフトシリンダに圧液を供給する液圧ポンプをリフト装置の下降時リフトシリンダのポトム油室から回収される圧液によって液圧モータとして作用させ、液圧ポンプを駆動する電動機を発電機として作用させることにより、リフト装置の位置ェネルギーを回収（回生）する荷役回生方法及びそのシステムに関し、簡単な装置構成で、回生に係る動作中に他の油圧ァクチユエ一夕へ作動油を供給できるとともに、リフトエネルギーの回生中に油圧脈動の発生を防止して、操作性を改善し、回生効率を向上することを可能にしたものである。背景技術

荷役用油圧装置のポンプを駆動する電動機を備えたバッテリ駆動式産業車両として例えばフォークリフトがあるが、フォークリフトにおいては、フォークの降下時リフトシリンダからの戻り油によりモータとして機能する油圧ポンプを使用し、電動機を発電機として作用させてバッテリ電源の回収（回生）を行なっている。

このリフト装置下降時の回生システムとして、例えば特開平 2— 1 6 9 4 9 9 号公報及び米国特許第 5 5 0 5 0 4 3号公報に記載のように、リフト下降時にリフトシリンダから押し出される作動油で油圧ポンプを逆転させて、油圧モ一夕として作動させ、油圧ポンプに連結された電動機を発電機として作動させることにより、発電機に接続されたバッテリを充電する方式がある。

なお特開平 2— 1 6 9 4 9 9号公報に開示された方式では、電動機と油圧ボンプとの間に電磁クラッチを設け、リフト下降時にリフト装置の積載重量の不足により十分な下降速度が得られず、そのため回収される作動油の不足により回生動作が不能であれば、電磁クラッチにより油圧ポンプと電動機との動力伝達を遮断し、これによつてエネルギーの節約を図るようにしている。

また米国特許第 5 5 0 5 0 4 3号公報に開示された構成は、リフトシリンダへの給油と他の負荷への給油とにそれぞれ 1組ずつの液圧ポンプ及び直流モータを有している。

また特開 2 0 0 3— 2 5 2 5 8 8号公報には、リフトエネルギーの回生操作時に、電動機及び油圧モータとして作用する油圧ポンプの回転制御を行なって、リフト装置の降下速度が設定された降下速度となるように、圧油（作動油）の流量、圧力を制御し、これによつて圧力損失や熱の発生によるエネルギーロスをなくす手段が開示されている。

しかしながら特開平 2— 1 6 9 4 9 9号公報及び米国特許第 5 5 0 5 0 4 3号公報に開示されている回生システムでは、位置エネルギーの有効利用を図ることはできるが、リフトシリンダへの作動油供給中又はリフト装置の位置エネルギーの回生中に、同じ油圧ポンプ及び電動機を使って他の動作を行なうァクチユエ一夕に圧油を供給できないという問題がある。

また米国特許第 5 5 0 5 0 4 3号公報においては、複数組の油圧ポンプ及び電動機を要し、構造が複雑になり、重量も増えるという問題がある。

また特開 2 0 0 3— 2 5 2 5 8 8号公報に開示された手段では、リフトェネルギ一の回生操作中に油圧脈動が発生して、それが回生システムの操作性を悪くし、エネルギー回生効率を低下させる原因となる問題点がある。発明の開示

本発明は、力かる従来技術の課題に鑑み、パッテリ式産業車両のリフト装置に係る荷役回生システムにおいて、簡単な装置構成で、回生に係る動作中に他の油圧ァクチユエ一夕へ作動油を供給できるとともに、リフトエネルギーの回生中に油圧脈動の発生を防止して、操作性を改善し、回生効率を向上し得る荷役回生方法及びそのシステムを実現することを目的とする。

本発明の荷役回生方法は、かかる目的を達成するもので、リフト装置を昇降させるリフトシリンダと、バッテリ電源によって駆動する電動機と、同電動機によつて作動し前記リフトシリンダに圧液を吐出してリフト装置を上昇させる液圧ポンプと、同リフトシリンダと同液圧ポンプとの間に介設されたコント口一フレ弁とを備え、同リフト装置の下降時前記リフトシリンダに加わる負荷により同リフトシリンダから同液圧ポンプに圧液を戻したときに生じるモータ作用で前記電動機を発電機として機能させ前記バッテリ電源で動力回収を行なうバッテリ式産業車両の液圧装置において、前記リフト装置の下降時に前記液圧ポンプへの圧液戻り量を制御する前記コントロール弁の開度と、前記電動機の回転数とを制御することにより前記リフ卜装置の下降速度を制御することを特徴とする。

本発明の荷役回生方法において、好ましくは、前記コントロール弁の開度を前記電動機の回転数制御により設定される圧液戻り量より大きくし、同電動機の回転数により前記リフト装置の下降速度を制御する。

さらにリフト装置の下降時に初動トルクが大きくて、リフト装置の積載重量で液圧ポンプを液圧モ一夕として作動させるトルクが不足する場合は、前記構成に加えて、前記リフト装置の下降初動時に前記電動機を前記コントロール弁が開く前に回転させるようにする。

また本発明の荷役回生方法は、前記液圧装置が第 2のコントロール弁を介して前記液圧ポンプから圧液を供給する第 2のァクチユエ一夕を備えた場合にも適用でき、この場合、前記リフト装置の下降動作と前記第 2ァクチユエ一夕の作動とを同時に行なう場合、好ましくは、前記電動機の回転数を同リフト装置の下降速度にのみ対応して設定する。

リフト装置の下降動作中に第 2のァクチユエ一夕に圧液を供給する指令が発せられると、電動機の回転数の急激な変化を招くおそれがある。このため電動機の回転数を同リフト装置の下降速度にのみ対応して設定することにより電動機の回転数の急激な変化を抑制し、リフト装置の急激な速度変化を防止する。

第 2のァクチユエ一夕としては、フォークリフトのフォークを昇降可能に設置したマストを傾動させるチルトシリンダ、フォークの爪を動かす駆動装置、パヮ一ステアリング、ブレーキ装置、その他のアタッチメントがある。

また本発明の荷役回生システムは、リフト装置を昇降させるリフトシリンダと、パッテリ電源によって駆動する電動機と、同電動機によって作動し前記リフトシリンダに圧液を吐出してリフト装置を上昇させる液圧ポンプと、同リフトシリンダと同液圧ポンプとの間に介設されたコントロール弁とを備え、同リフト装置の下降時前記リフトシリンダに加わる負荷により同リフトシリンダから同液圧ボンプに圧液を戻したときに生じるモー夕作用で前記電動機を発電機として機能させ前記パッテリで動力回収を行なうバッテリ式産業車両の液圧装置において、前記リフト装置の下降時に前記液圧ポンプへの圧液戻り量を制御する前記コントロール弁の開度と、前記電動機の回転数とを制御することにより前記リフト装置の下降速度を制御するコントローラを設けたことを特徴とする。

本発明の荷役回生システムにおいては、リフト装置の下降時にエネルギー回生を行なうに際し、前記コントローラにより、前記コントロール弁の開度と前記電動機の回転数とを制御することによってリフト装置の下降速度を制御する。

本発明の荷役回生システムは、リフトシリンダから前記コントロール弁を介して前記圧液貯留タンクに圧液を回収する配管に同リフトシリンダからの圧液を受けて駆動される液圧モータを介設し、同液圧モ一夕及び前記電動機間を、同液圧モ一夕から同電動機にのみ駆動トルクを伝達するワンウェイクラツチで接続した構成の液圧装置にも適用可能である。

なお本発明において、「ワンウェイクラッチ」とは、「液圧モータから電動機に駆動トルクを伝達可能で、かつ電動機から液圧モータに駆動トルクを伝達不可能な伝達手段」の総称を意味する。

また本発明の荷役回生システムは、前記リフトシリンダとは別に他の動作をさせる第 2のァクチユエ一夕、例えばフォークリフトのフォークを設置したマストを傾動させるチルトシリンダ等を備え、同第 2のァクチユエ一夕に第 2のコントロール弁を介して前記液圧ポンプから圧液を供給するようにした構成の液圧装置にも適用可能である。

また本発明の荷役回生システムは、好ましくは、前記コントローラが、前記電動機回転数の変更指令に対し同電動機の回転数速度変化の応答性を遅くする演算回路を備えるようにする。これによつて電動機の回転数の急激な変化を抑制する。液圧装置が第 2のァクチユエ一夕を備えているとき、液圧装置がリフトェネルギ一の回生動作と第 2のァクチユエ一夕への圧液供給とを同時に行なうと、電動機が通常の応答性のままでは、電動機の回転数変化が急激に起こり、急激な圧力 P T/JP2006/302899

5 変化が生じてしまう。これに対し前記演算回路によって、電動機回転数の急激な変化を抑制する。

また好ましくは、前記液圧モータはその理論容積が前記液圧ポンプの理論容積より大きいものを使用し、前記第 2のァクチユエ一夕の定格速度時の電動機回転数とリフト装置の下降定格速度時の電動機回転数とを実質的に同一とする。

また好ましくは、前記リフトシリンダのポトム油室内圧力を検出する圧力センサを設け、同圧力センサの検出値に基づいて前記電動機の応答感度を変えるように構成する。即ちリフト装置の積載量が重いときは、電動機の応答感度を下げて微操作域を広げるようにする。

さらに好ましくは、前記リフトシリンダのポトム油室内圧力を検出する圧力センサを設け、前記コントローラが、同圧力センサの検出値から脈動値を算出するバンドパスフィル夕と、同脈動値の逆位相を前記電動機の回転数指令値に加算する演算回路とを備え、液圧脈動を減衰させる。

本発明の荷役回生方法によれば、前記リフト装置の下降時に前記液圧ポンプへの圧液戻り量を制御する前記コントロール弁の開度と、前記電動機の回転数とを制御して、前記リフト装置の下降速度を制御することにより、リフトエネルギーの回生中に油圧脈動の発生を防止して、操作性を改善し、回生効率を向上し得る。本発明の荷役回生方法において、好ましくは、前記コントロール弁の開度を前記電動機の回転数制御により設定される圧液戻り量より大きくし、同電動機の回転数により前記リフ卜装置の下降速度を制御することにより、前記コント口一ル弁での圧損を小さくすることができ、回生効率を向上することができる。

さらにリフト装置の下降時に初動トルクが大きくて、リフト装置の積載重量で液圧ポンプを液圧モータとして作動させるトルクが不足する場合は、前記構成に加えて、前記リフト装置の下降初動時に前記電動機を前記コントロール弁が開く前に回転させるようにすることにより、回生時において液圧ポンプの液圧モータとしての初期作動を確実に行なうことができる。

また本発明の荷役回生方法において、好ましくは、前記液圧装置が第 2のコントロール弁を介して前記液圧ポンプから圧液を供給する第 2のァクチユエ一夕を備え、前記リフト装置の下降動作と前記第 2ァクチユエ一夕の作動とを同時に行 9

6 うに際し、前記電動機の回転数を同リフ卜装置の下降速度にのみ対応して設定することにより、電動機の回転数の急激な変化を抑制し、リフト装置の急激な速度変化を防止して、操作性を確保することができる。

本発明の荷役回生システムによれば、前記リフト装置の下降時に前記液圧ボンプへの圧液戻り量を制御する前記コントロール弁の開度と、前記電動機の回転数とを制御することにより前記リフト装置の下降速度を制御するコントローラを設けたことにより、リフトエネルギーの回生中に油圧脈動の発生を防止して、操作性を改善し、回生効率を向上することができる。

また本発明の荷役回生システムにおいて、前記リフトシリンダから前記コントロール弁を介して前記圧液貯留タンクに圧液を回収する配管に同リフトシリンダからの圧液を受けて駆動される液圧モータを介設し、同液圧モータ及び前記電動機間を、同液圧モータから同電動機にのみ駆動トルクを伝達するワンウェイクラツチで接続した構成の液圧装置に適用した場合、簡単な装置構成で、回生に係る動作中に他の油圧ァクチユエ一夕へ作動油を供給できるとともに、リフトェネルギ一の回生中に油圧脈動の発生を防止して、操作性を改善し、回生効率を向上することができる。

またリフト装置が上昇している時で液圧ポンプが電動機により作動しているとき、液圧ポンプの動きは液圧モータには伝わらないため、電動機から液圧モータへ駆動トルクが伝達されて液圧モータが無用に駆動され、エネルギを無駄にすることを防止することができるとともに、リフト装置が下降している時、エネルギ回生のため液圧モータが駆動しているときは、液圧モ一夕から電動機へ確実に駆動トルクを伝達することができる。

また液圧ポンプの駆動によつて液圧モー夕の駆動が妨げられることはなく、むしろ液圧モー夕からの駆動トルクを利用して液圧ポンプを駆動することができる。しかも液圧ポンプを駆動する圧液供給用の電動機と、液圧モ一夕によつて駆動されるエネルギ回生用の電動機とを兼用しているので、別に発電機（あるいは電動機）を設ける場合に比べて設置スペースが少なくて済み、システム全体としての重量を軽くすることができる。

また本発明の荷役回生システムにおいて、好ましくは、前記コントローラが、前記電動機回転数の変更指令を受けたときに同電動機の回転数速度変化の応答性を遅くする演算回路を備えるようにしたことにより、電動機の回転数速度変化の応答性を遅くしてその急激な変化を抑制し、操作性を確保することができる。また本発明の荷役回生システムにおいて、好ましくは、前記液圧モータはその理論容積が前記液圧ポンプの理論容積より大きいものを使用し、前記第 2のァクチユエ一夕の定格速度時の電動機回転数とリフト装置の下降定格速度時の電動機回転数とを実質的に同一とすることにより、リフトエネルギーの回生操作と第 2 のァクチユエ一夕への圧液供給とを同時に行なう場合、電動機の回転数の急激な変化を抑えることができ、液圧装置の操作性を確保することができる。

また本発明の荷役回生システムにおいて、好ましくは、前記リフトシリンダのボトム油室内圧力を検出する圧力センサを設け、同圧力センサの検出値に基づいそ前記電動機の応答感度を変えるように構成したことにより、リフト装置の積載重量が重いとき、電動機の応答感度を下げて、電動機回転数の急激な変化を抑えることができる。

また本発明の荷役回生システムにおいて、好ましくは、前記リフトシリンダのボトム油室内圧力を検出する圧力センサを設け、前記コントローラが、同圧力センサの検出値から脈動値を算出するバンドパスフィル夕と、同脈動値の逆位相を前記電動機の回転数指令値に加算する演算回路とを備えたことにより、リフトェネルギー回生動作中に生じる液圧脈動を減衰させ、無駄なエネルギー損出を抑えることができる。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の第 1実施例を示す系統図である。

第 2図は、前記第 1実施例において、レバ一操作量に対する電動モ一夕回転数 X及びコントロール弁 1 4の開度 yの制御量を示す線図である。

第 3図は、本発明の第 2実施例に係る図 2に相当する線図である。

第 4図は、本発明の第 3実施例に係る制御例を示す線図である。

第 5図は、本発明の第 4実施例の制御回路図である。

第 6図は、本発明の第 5実施例を示す系統図である。第 7図は、前記第 5実施例において、レバ一操作量に対する電動モータの回転数及びコントロール弁の開度を示す線図である。

第 8図は、本発明の第 6実施例に係る図 7に相当する線図である。

第 9図は、本発明の第 7実施例に係り、レバー操作量、電動モータ回転数及びリフト変位量を示す線図である。

第 1 0図は、本発明の第 8実施例に係る演算回路図である。

第 1 1図は、本発明の第 9実施例に係る図 9に相当する線図である。

第 1 2図は、本発明の第 1 0実施例に係る、レバ一操作量と電動モータ回転数との関係を示す線図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

〔実施例 1〕

図 1は、本発明をフォークリフ卜の荷役装置に適用した第 1実施例を示す系統図、図 2は、前記第 1実施例において、レバー操作量に対する電動モ一夕回転数 X及ぴコントロール弁 1 4の開度 yの制御量を示す線図である。

図 1において、 1は、フォークリフトのフォーク F (リフト装置）を昇降させるためのリフトシリンダ、 1 aはリフトシリンダ 1のボトム油室、 2は、第 2のァクチユエ一タを構成する油圧シリンダで、フォークリフトの他のアタッチメント、例えばフォーク Fの図示しない爪を駆動する駆動装置等の油圧シリンダである。 3は、電動モータ 4に駆動されて圧油を貯留タンク 6からリフトシリンダ 1 及び油圧シリンダ 2の各油圧室に供給する油圧ポンプ、 5は電動モータ 4のパッテリ電源である。

7は、第 2の油圧ポンプであり、電動モータ 8によって駆動され、貯留タンク 6に圧油をバルブュニッ卜 9を介して、他のァクチユエ一夕、例えばフォーク F を昇降可能に設置したマストを傾動させるチルトシリンダ、パワーステアリング、ブレーキ装置、その他に供給する圧油管路 1 0〜1 3に供給する。 1 4は、リフトシリンダ 1と油圧ポンプ 3との間の圧油供給管路 2 3に介設されたコントロール弁、 1 5は、管路 2 3から分岐した圧油供給管路 2 4及び圧油回収管路 2 5に介設されたコントロール弁である。 2 1はリリーフ弁であり、 2 2は、圧油回収管路 2 9に設けられた逆止弁である。

1 6は、リフトシリンダ 1を上昇又は下降させるための操作レバ一で、矢印 1 6 aは上昇時の操作方向、矢印 1 6 bは下降時の操作方向を示す。 1 7は、操作レバー 1 6による操作指令及びボトム油室 1 a内の圧力を検知する圧力センサ 3 0の検出値を入力して、これらの入力に基づいてコント口一ル弁 1 4の開閉を制御するとともに、インバー夕 1 8を介して電動モー夕 4の回転数を制御するコントロ一ラである。

かかる第 1実施例の装置において、フォーク Fを上昇させるときは、操作レバ一 1 6を矢印 1 6 a方向に操作して、リフト用コントロール弁 1 4の bポートを供給管路 2 3に合わせることにより、圧油を油圧ポンプ 3により供給管路 2 3から、リフトシリンダ 1のボトム油室 1 aに供給する。また同時にアタッチメントを駆動させる場合には、コントロール弁 1 5を中立位置の aポートから bポートまたは cポートを供給管路 2 4に合わせることにより、油圧シリンダ 2の右油室 2 a又は左油室 2 bに圧油を供給する。

またフォーク Fを下降させる時は、操作レバー 1 6を矢印 1 6 b方向に操作する。これによつてリフトシリンダ 1のボトム油室 1 aへの圧油供給を止め、逆にフォーク Fの積載重量によりフォーク Fの下降が始まり、ボトム油室 1 a内の圧油が供給管路 2 3を通って油圧ポンプ 3に戻ってくる。そのとき油圧ポンプ 3が圧油によって回転駆動され、これによつて電動モ一夕 4を発電機として作動させ、その発電電力をィンバ一夕 2 4で直流変換した後にィンバー夕 2 4に接続されたバッテリ電源 5を充電する。

一方他のァクチユエ一夕には、油圧ポンプ 7により圧油供給管路 2 6からバルブュニット 9及び管路 1 0〜 1 3を経て圧油が供給され、他のァクチユエ一夕の作動が行なわれる。なお、 1 9は逆止弁、 2 0はフィルタ、 2 7は圧油の回収管路である。従来はコントロール弁 1 4の絞り量により、リフト装置（フォーク F) のリフト速度を制御していたが、第 1実施例では、リフト装置の下降時の回生動作時には、図 2に示すように、レバー操作量に対してコントロール弁 1 4をすぐに開き、電動モ一タ 4の回転数でフォーク Fの下降速度を制御する。

このように第 1実施例によれば、レバー操作量に対する電動モータ 4の回転数の上昇よりも先にコント口一ル弁 1 4の開放を行なうことにより、過度圧の発生を防止できるとともに、バルブ圧損が減り、回生可能なエネルギー効率を上げることができ、また操作性の低下を防止することができる。

〔実施例 2〕

図 3は、電動モータ 4の回転数及びコントロール弁 1 4の開度についてリフト装置の下降時（リフトエネルギー回生時）の別の制御例（第 2実施例）を示し、図 3のように、下降速度の小さな細かな操作が必要な初期の領域ではコントロール弁 1 4の開度調整によって下降速度を調整し、定格速度のような速度の大きい領域では、コントロール弁 1 4の開度を一気に全開させ、電動モー夕 4の回転数によって下降速度を制御する。これによつてきめ細かな操作性を確保しつつ、回生できるエネルギー効率を向上させることができる。

〔実施例 3〕

図 4は、さらに別の制御例（第 3実施例）を示す線図である。図 1の第 1実施例の装置において、フォーク Fの荷役積載量で決まるリフトシリンダ 1のボトム油室 1 aのシリンダ圧 Pを圧力センサ 3 0で検知し、同検出値 Pに合わせて、微小操作領域でのレバ一操作量に対するコントロール弁 1 4の開度及び電動モータ 4の回転数を変化させる。

このようなフォーク Fの積載重量を考慮した制御を行なうことにより、フォーク Fの積載重量が大きいほど、フォーク Fの昇降を滑らかに行なうことができ、かつ回生可能なエネルギー効率を上げることができる。

〔実施例 4〕

次に本発明の荷役回生システムの第 4実施例を図 5に基づいて説明する。図 5 は、第 4実施例の制御回路図である。図において、図 1の圧力センサ 3 0で検出した検出値 Pに対して、バンドパスフィル夕 4 0で脈動値を算出し、操作レバー 1 6の操作量 Rに基づいて設定したゲイン G 1に対して、前記脈動値の逆位相を算出したゲイン G 2を加算器 4 1で加算して、電動モータ 4の指令回転数 Nを求め、この指令回転数 Nによって電動モ一タ 4を回転させる。これによつて回生動作中に生じる油圧脈動を減衰させ、無駄なエネルギー損失を抑えることができる。〔実施例 5〕

次に本発明の荷役回生システムの第 5実施例を図 6〜 7に基づいて説明する。図 6は第 5実施例の系統図、図 7は、レバー操作量に対する電動モータの回転数及びコントロール弁の開度を示す線図である。図 6において、 5 1は、フォークリフトのフォーク F (リフト装置）を昇降させるためのリフトシリンダ、 5 2は、フォーク Fを設置したマストを傾動させるチルトシリンダ、 5 3は、電動モ一夕 5 4に駆動されて圧油を貯留タンク 5 8からリフトシリンダ 5 1及びチルトシリンダ 5 2の各油圧室に供給する油圧ポンプ、 5 5は電動モー夕 5 4のバッテリ電源で、ィンバ一夕 7 4に接続されており、油圧ポンプ 5 3が圧油によって回転駆動され、これによつて電動モータ 5 4を発電機として作動させ、電動モータ 5 4 の発電電力をィンバ一夕 5 4で直流変換した後にィンバ一夕 5 4に接続されたバッテリ電源 5 4に電動モータ 4回転駆動用の電力が充電される。

5 6は、リフトシリンダ 5 1のポトム油室 5 1 aに接続された圧油回収管路 7 0に介設されて、回収される圧油によって駆動される油圧モ一夕で、これによつて電動モー夕 5 4を発電機として作動させることにより、ィンバー夕 5 4に接続された電動モータ 5 4回転駆動用のバッテリ電源 5 5を充電する作用をもつ。

5 7は、電動モータ 5 4の回転軸及び油圧モータ 5 6の回転軸にそれぞれ連結され、油圧モータ 5 6から電動モータ 5 4への一方向にのみ駆動トルクを伝達可能で、電動モータ 5 4からの駆動トルクに対しては空転して油圧モータ 5 6への駆動トルクの伝達を行なわないワンウェイクラッチである。 5 8及び 5 9は、圧油を貯留するタンクであり、 6 0は、リフトシリンダ 5 1への圧油供給を制御するコントロール弁、 6 1は、チルトシリンダ 5 2への圧油供給を制御するコントロール弁である。

6 2は、コントロール弁 6 0を操作する操作レバー、 6 3は、コントロール弁 6 1を操作する操作レバー、 6 4は、圧油回収管路 7 2に設けられ、圧油供給管路 6 5に許容圧を超える圧力が付加された時に、管路 6 5を開放して圧油をタンク 5 8に逃がすリリーフ弁である。

また 7 3は、操作レバー 6 2及び 6 3の操作量を入力し、それらの入力値に基づいて設定された電動モータ 5 の回転数をィンパー夕 7 4を介して電動モータ 5 4に指令し、インバ一夕 7 4では電動モータ 5 4の実回転数を取り込んで電動モータ 5 4の回転数を設定値に制御する。

かかる第 5実施例の構成において、リフトシリンダ 5 1及びチルトシリンダ 5 2を作動させないときは、圧油は管路 6 5 , 7 1を通ってタンク 5 9に戻される。フォーク Fの上昇時には、操作レバー 6 2を操作して、リフト用コントロール弁 6 0の cポートを供給管路 6 5に合わせ、油圧ポンプ 5 3により供給管路 6 5 から、管路 6 6、 6 7を通って圧油をリフトシリンダ 5 1のボトム油室 5 1 aに供給する。また同時にフォーク Fの傾動が必要なときは、操作レバー 6 3を操作して、チルト用コントロール弁 6 1の bポート又は cポートを供給管路 6 5に合わせ、供給管路 6 8又は 6 9を通ってチルトシリンダ 5 2の右油室 5 2 a又は左油室 5 2 bに圧油を供給することにより、フォーク Fを手前又は前方に傾動することができる。

またフォーク Fを下降させる時は、操作レバー 6 2を作動させて、リフト用コントロール弁 6 0の bポートを回収管路 7 0に合わせることにより、リフトシリンダ 5 1のボトム油室 5 1 aから圧油が回収管路 7 0を通って回収される。そのとき回収管路 7 0に介設された油圧モ一夕 5 6が圧油によって回転駆動され、これによって電動モータ 5 4を発電機として作動させ、ィンバ一夕 5 4に接続された電動モータ 4回転駆動用のバッテリ電源 5 5を充電する。

なおワンウェイクラッチ 5 7によって、油圧モ一タ 5 6の駆動トルクは、電動モ一タ 5 4及び油圧ポンプ 5 3に伝達させるが、電動モータ 5 4からの駆動トルクは油圧モー夕 5 6に伝達されない。

このように第 5実施例によれば、フォーク Fが上昇している時で油圧ポンプ 5 3が電動モー夕 5 4により作動しているとき、油圧ポンプ 5 3の駆動トルクは油圧モータ 5 6には伝わらないため、電動モー夕 5 4から油圧モータ 5 6へ駆動トルクが伝達されて油圧モータ 5 6が無用に駆動され、エネルギを無駄にすることを防止することができる。

また油圧モ一夕 5 6からの駆動トルクを利用して油圧ポンプ 5 3を駆動することができるとともに、電動モータ 5 4が、油圧ポンプ 5 3を駆動する電動モータと、油圧モータ 5 6によって駆動されるエネルギ回生用の電動モータとを兼用しているので、別に発電機（あるいは電動機）を設ける場合に比べて設置スペースが少なくて済み、システム全体としての重量も低減することができるという利点をもつ。

このような液圧装置を用いて、操作レバ一 6 2の操作量に対して電動モータ 5 4の回転数及びリフト用コントロール弁 6 0の開度を図 7に示すように制御する。図 7において、 d及び eは、本発明によるコントロール弁 6 0の開度及び電動モ —タ 5 4の回転数を示し、 f及び gは、従来の制御方式において回生動作をしていない場合のコント口一ル弁の開度及び電動モ一夕の回転数を示す。

このようにレバー 6 2の操作量に対して、コントロール弁 6 0の開度を早く大きくし、電動モータ 5 4の回転数によりフォーク Fの下降速度を制御する。なおレバ一操作量が小さい初期降下のときは、コントロール弁 5 4の開度によりフォーク Fの下降速度を制御するが、その後は前述のように電動モータ 5 4の回転数でフォーク Fの下降速度を制御する。

このためコントロール弁 6 0での圧損を小さくすることができ、回生効率を向上することができる。

〔実施例 6〕

またフォーク Fが下降時に初動トルクが大きくて、フォーク Fの積載重量によつては油圧モータ 5 6を回転させるトルクが不足する場合（第 6実施例）は、図 8に示すように、下降初動時にレバー操作量に対して、電動モータ 5 4をコントロール弁 6 0が開く前に回転させる。

これによつて下降初動時に確実に下降動作を行なわしむることができ、操作性を確保することができる。

〔実施例 7〕

次に図 6の第 5実施例の油圧装置を用いた制御方法に係る本発明の第 7実施例を図 9に基づいて説明する。図 9において、 hは、リフトレバー 6 2の操作量（回生操作)、 iはチルトレバー 6 3の操作量、 jは、リフトレバ一操作量 hに対応した電動モータ 5 4の回転数、 kは、リフトレバー操作量及びチルトレバー操作量の合計に対応した電動モータ 5 4の回転数、 1は、曲線〕'に対応したフォーク F の下降量、 mは、曲線 kに対応したフォーク Fの下降量を示す。

リフトシリンダ 5 1によるフォーク Fの下降とチルトシリンダ 5 2の作動とを同時に行なう場合において、 1つの電動モ一夕 5 4でそれらの制御を行なうために、チルトレバ一操作量 iを無視し、リフトレバ一操作量 hのみに対応した電動モータ回転数 jとすることにより、フォーク Fの急激な下降速度の変化を制御し、操作性を確保することができる。

〔実施例 8〕

次に本発明の第 8実施例を図 1 0に基づいて説明する。第 8実施例は、図 6の第 5実施例のコントローラ 7 3に図 1 0に示す演算回路を組み込んでなる油圧装置を使用する。

図 1 0において、 N sは、リフトとチルトの同時操作時における電動モータの指令回転数であり、この指令回転数 N sに加算器 8 0で図示しない検出器で検出された電動モータ 5 4の実回転数 N tが加算され、その後電動モータ 5 4の回転数速度変化の応答性を遅くするゲイン G sがスィッチ 8 2を介して演算器 8 1で付与され、電動モータ 5 4に対しモータトルク指令 T sが発せられる。

電動モータ 5 4が通常の応答性のままでは、モータ回転数変化が激しく起こり、チルト速度変化及び急激な圧力変化等が発生してしまうが、第 8実施例による制御を行なうことによって、応答性を遅くし、急激な変化を抑制し、操作性を確保することができる。

〔実施例 9〕

次に図 6の第 5実施例の油圧装置を用いた制御方法に係る本発明の第 9実施例を図 1 1に基づいて説明する。図 1 1において、曲線 oは、チルトレバー操作量、 Pは、リフトレバー操作量を示す。第 9実施例は、図 6に図示される油圧モータ 5 6を理論容積が油圧ポンプ 5 3の理論容積より大きいものを使用し、チルト定格速度時の電動モータ回転数とリフト下降定格速度時の電動モータ回転数をほぼ同一となるようにする。これによつてリフトとチルトとを同時に操作する場合に、電動モ一タ 5 4の回転数変化量を抑えることがき、チルト速度変化を抑制し、油圧装置の操作性を確保することができる。図 1 1中、 qはチルト定格速度時の電動モータ回転数とリフト下降定格速度時の電動モータ回転数をほぼ同一とした場合の電動モータ回転数を示し、 rは両者の電動モータ回転数の差が大きい場合の電動モータ回転数の変化を示す。また sは両者の電動モータ回転数が同一の場合のチルト変位量を示し、 tは両者の電動モータ回転数の差が大きい場合のチルト変位量を示す。〔実施例 1 0〕

次に図 6の第 5実施例の油圧装置を用いた制御方法に係る本発明の第 1 0実施例を図 1 2に基づいて説明する。図 1に図示される圧力センサ 3 0でリフトシリンダ 5 1のボトム油室 5 1 aの圧力を検出し、その検出値の基づいてレバー操作量に対する電動モー夕 5 4の感度を変えるように構成する。即ち図 1 2において、曲線 uは、フォーク Fの積載量がない空荷の場合の電動モータ回転数を示し、 w は、定格負荷の積載量を有する場合、 Vは、前記両者の中間の積載量の場合を示す。

このようにフォーク Fの積載重量が重いときは、電動モータ 5 4の感度を下げることにより、微操作域を広げ、急激な操作を回避できて、安全性を高めることができる。産業上の利用可能性

本発明によれば、フォークリフトを始めとするバッテリ式産業車両の荷役回生システムにおいて、簡単な装置構成で、回生に係る動作中に他の油圧ァクチユエ一夕へ作動油を同時に供給できるとともに、リフトエネルギーの回生中に油圧脈動の発生を防止して、操作性を改善し、かつ回生効率を向上し得る荷役回生方法及びそのシステムを実現することができる。

Claims

請求の範囲

1 . リフト装置を昇降させるリフトシリンダと、バッテリ電源によって駆動する電動機と、同電動機によって作動し前記リフトシリンダに圧液を吐出してリフト装置を上昇させる液圧ポンプと、同リフトシリンダと同液圧ポンプとの間に介設されたコントロール弁とを備え、同リフト装置の下降時前記リフトシリンダに加わる負荷により同リフトシリンダから同液圧ポンプに圧液を戻したときに生じるモータ作用で前記電動機を発電機として機能させ前記パッテリ電源で動力回収を行なうバッテリ式産業車両の液圧装置において、前記リフト装置の下降時に前記液圧ポンプへの圧液戻り量を制御する前記コントロール弁の開度と、前記電動機の回転数とを制御することにより前記リフト装置の下降速度を制御することを特徴とするバッテリ式産業車両の荷役回生方法。

2 . 前記コントロール弁の開度を前記電動機の回転数制御により設定される圧液戻り量より大きくし、同電動機の回転数により前記リフト装置の下降速度を制御することを特徴とする請求項 1記載のパッテリ式産業車両の荷役回生方法。

3 . 前記リフト装置の下降初動時に前記電動機を前記コントロール弁が開く前に回転させることを特徴とする請求項 2記載のパッテリ式産業車両の荷役回生方法。

4. 前記液圧装置が第 2のコントロール弁を介して前記液圧ポンプから圧液を供給する第 2のァクチユエ一夕を備え、前記リフト装置の下降動作と前記第 2 ァクチユエ一夕の作動とを同時に行なうに際し、前記電動機の回転数を同リフト装置の下降速度にのみ対応して設定することを特徴とする請求項 2記載のバッテリ式産業車両の荷役回生方法。

5 . リフト装置を昇降させるリフトシリンダと、バッテリ電源によって駆動する電動機と、同電動機によって作動し前記リフトシリンダに圧液を吐出してリフト装置を上昇させる液圧ポンプと、同リフトシリンダと同液圧ポンプとの間に介設されたコントロール弁とを備え、同リフ卜装置の下降時前記リフトシリンダに加わる負荷により同リフトシリンダから同液圧ポンプに圧液を戻したときに生じるモ一夕作用で前記電動機を発電機として機能させ前記バッテリで動力回収を行なうバッテリ式産業車両の液圧装置において、前記リフト装置の下降時に前記液圧ポンプへの圧液戻り量を制御する前記コントロール弁の開度と、前記電動機の回転数とを制御することにより前記リフト装置の下降速度を制御するコント口ーラを設けたことを特徴とするバッテリ式産業車両の荷役回生システム。

6 . 前記リフトシリンダから前記コントロール弁を介して前記圧液貯留タンクに圧液を回収する配管に同リフトシリンダからの圧液を受けて駆動される液圧モ一夕を介設し、同液圧モータ及び前記電動機間を、同液圧モ一夕から同電動機にのみ駆動トルクを伝達するワンウェイクラッチで接続したことを特徴とする請求項 5記載のバッテリ式産業車両の荷役回生システム。

7 . 前記リフトシリンダとは別に他の動作をさせる第 2のァクチユエ一夕を備え、同第 2のァクチユエ一夕に第 2のコントロール弁を介して前記液圧ポンプから圧液を供給するようにしたことを特徴とする請求項 5又は 6記載のバッテリ式産業車両の荷役回生システム。

8 . 前記第 2のァクチユエ一夕がフォークリフトのフォークを設置したマストを傾動させるチルトシリンダであることを特徴とする請求項 6記載のバッテリ式産業車両の荷役回生システム。

9 . 前記コントローラが、前記電動機回転数の変更指令に対し同電動機の回転数速度変化の応答性を遅くする演算回路を備えていることを特徴とする請求項 5記載のバッテリ式産業車両の荷役回生システム。

1 0 . 前記液圧モータはその理論容積が前記液圧ポンプの理論容積より大きいものを使用し、前記第 2のァクチユエ一夕の定格速度時の電動機回転数とリフト装置の下降定格速度時の電動機回転数とを実質的に同一としたことを特徴とする請求項 7記載のバッテリ式産業車両の荷役回生システム。

1 1 . 前記リフトシリンダのボトム油室内圧力を検出する圧力センサを設け、同圧力センサの検出値に基づいて前記電動機の応答感度を変えるように構成したことを特徴とする請求項 5記載のバッテリ式産業車両の荷役回生システム。

1 2 . 前記リフトシリンダのボトム油室内圧力を検出する圧力センサを設け、前記コントローラが、同圧力センサの検出値から脈動値を算出するバンドパスフィル夕と、同脈動値の逆位相を前記電動機の回転数指令値に加算する演算回路とを備えたことを特徴とする請求項 5記載のバッテリ式産業車両の荷役回生システム。