WO2008056729A1 - Dispositif de freinage pour véhicule de chantier et véhicule de chantier - Google Patents

Description

明 細 書

作業車両用制動装置および作業車両

技術分野

[0001] 本発明は、作業車両用制動装置および作業車両、特に駆動源として電動機を備え

、荷役、土木等の作業を行う作業車両用制動装置および作業車両に関する。

背景技術

[0002] 作業車両において駆動源として電動機 (モータ）を用いる作業車両、例えば、モー タのみで駆動されるバッテリ式作業車両や、モータおよびエンジンで駆動されるハイ プリッド式作業車両では、制動時にモータを発電機とした回生制動を行い、車両の運 動エネルギを電気工ネルギとして回収する方法が知られている（例えば、特許文献 1 および 2参照。）。

上述の回生制動では、ブレーキペダルの操作量から制動トルクが算出され、モータ により求められた制動トルクを発生させ、制動力と回生動力とを得る方法が一般的で ある。

[0003] 上述のモータを用いた回生制動では制動力が不足する場合や、バッテリの過充電 やモータの故障等により制動力を発揮できない場合のバックアップとして、一般的な 機械式ブレーキによる制動が併せて使用されることが多い。

機械式ブレーキにおける制動力は以下のようにして発生している。

例えば、ブレーキペダルが踏まれると、リンク機構により連結されたマスタシリンダが 圧縮される。圧縮されたマスタシリンダにはブレーキ圧が発生し、ブレーキ圧がブレ ーキシリンダに伝わる。ブレーキシリンダはドラムブレーキを押し広げ、ドラムブレーキ は車輪の内面に押し付けられる。押し付けられたドラムブレーキと車輪との間に働く 摩擦力により、制動力が生じている。

特許文献 1 :特開 2004— 338546号公報

特許文献 2 :特開平 10— 271608号公報

発明の開示

[0004] バッテリ式作業車両や、ハイブリッド式作業車両では、制動時に機械式ブレーキと モータを用いた回生制動とを同時に使用して、モータによる制動力の発揮と、運動ェ ネルギの回収とを図って!/、る。

しかしながら、機械式ブレーキとモータを用いた回生制動とを同時に使用すると、機 械式ブレーキが支配的に作用し、モータによるエネルギ回収量が著しく減少するとい う問題があった。

[0005] 本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、作業車両の制動 時において、回生制動によるエネルギ回収量の向上を図るとともに、信頼性の低下を 防止することができる作業車両を提供することを目的とする。

[0006] 上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。

本発明の第 1の態様は、運転者が操作するブレーキ操作部と、該ブレーキ操作部 の操作量を検知する操作量検出部と、車輪の回転を電気工ネルギに変換することに より、前記車輪の回転を制動する回生部と、前記操作量検出部の出力に基づいて前 記回生部を制御する制御部と、前記操作量が所定値より小さ V、ときには前記操作量 の伝達を遮断し、前記操作量が前記所定値以上のときには、前記操作量から前記所 定値を除去した操作量を伝達する伝達部と、該伝達部から伝達された前記操作量に 基づいて、前記車輪の回転を摩擦力により制動する制動部と、が設けられている作 業車両用制動装置を提供する。

[0007] 本発明の第 1の態様によれば、ブレーキ操作部の操作量が所定値より小さいときに は、操作量検出部の出力に基づいて、回生部による回生制動が行われる一方、伝達 部から制動部に操作量が伝達されず、制動部による摩擦による制動は行われない。 つまり、作業車両の初期制動時 (操作量が所定値より小さいとき）において、作業車 両の運動エネルギが摩擦制動により消耗されることなぐ回生部による電気工ネルギ に変換されるため、電気工ネルギの回収量向上が図られる。

[0008] 操作量が所定値以上のときには、操作量検出部の出力に基づいて、回生部による 回生制動が行われるとともに、伝達部から制動部に操作量が伝達され、制動部によ る摩擦制動も行われる。

そのため、例えば作業車両の制動に対して回生制動のみの制動力では不足する 場合に、ブレーキ操作部の操作量を増やすことで回生制動と摩擦制動とを同時に行 うことができ、作業車両を制動するために十分な制動力が確保される。 回生された電気を蓄えるバッテリの過充電などの原因により回生制動が十分に行え なレ、場合にも、ブレーキ操作部の操作量を増やすことで摩擦制動を行うことができ、 作業車両を制動する制動力が確保される。

[0009] ここで、操作量の所定値は、回生制動によるエネルギ回収量の向上と、摩擦制動に よる制動の確実性の確保とのバランスにより設定される値である。

[0010] 上記発明にお!/、ては、前記ブレーキ操作部の操作に対して反力を発生させる反力 発生部が設けられて V、る構成が望ましレ、。

[0011] このようにすることにより、ブレーキ操作部の操作量が所定値より少ない場合でも、 運転者はブレーキ操作部を操作するのに反力（抵抗力）を受けるため、制動部のみ を備えた従来の作業車両用制動装置と同等な操作感が得られる。

[0012] 上記構成においては、前記反力発生部が、前記操作量に基づいて変形することに より前記反力を発生する弾性部材であり、前記反力発生部の配置位置を変更するこ とで、前記反力の強さを調節する反力調節部が設けられていることが望ましい。

[0013] このようにすることにより、操作量に比例して発生する反力の強さが変化するため、 制動部のみを備えた従来の作業車両用制動装置と同等な操作感が得られる。 反力調節部により反力発生部の配置位置をブレーキ操作部の移動方向に変更し て、弾性部材の変形量を調節することで、反力が発生する最低限の操作量や発生す る反力の強さが調節される。このような調節により、例えば、作業車両の車速に応じて 回生制動のみが働く操作量の範囲や、運転者に伝わる反力を調節することができ、 常に同じ制動力や減速度が得られる。

[0014] 上記構成においては、前記反力発生部が、前記操作量に基づいて変形することに より前記反力を発生する弾性部材であり、該弾性部材の一方の端部に、有底円筒状 の反カシリンダ部および該反カシリンダ部の内部に相対移動可能に配置された棒状 の反力ピストン部の一方が配置され、前記反カシリンダ部と前記反力ピストン部との 間の反力空間に液体が満たされ、前記反カシリンダの外部と前記反力空間とを繋ぐ 流路に、前記液体の流れを制御する反力制御弁が設けられてレ、ることが望ましレ、。

[0015] このようにすることにより、反力制御弁が開かれているときは、液体は流路を介して 反力空間から流入流出するため、反カシリンダ部と反力ピストン部とは相対移動が可 能で、弾性部材は自由に移動する。すると、回生制動のみが働く操作量の範囲にお ける反力が無くなる。一方、反力制御弁が閉じられると、液体は反力空間内に封じ込 められ反カシリンダ部と反力ピストン部とは相対移動できなくなる。すると、回生制動 のみが働く操作量の範囲においても反力が発生する。

[0016] そのため、反力制御弁が開かれているときに、反力制御弁が閉じているときと同じ 力でブレーキ操作部を操作すると、操作量が回生制動のみが働く操作量の範囲を容 易に超えて直ちに制動部による制動が行われる。

[0017] 上記発明にお!/、ては、前記制動部には、前記伝達部から伝達された前記操作量 に基づいて流体の圧力を高める圧力発生部と、前記流体の圧力に基づいて前記車 輪との間で摩擦力を発生させる摩擦発生部と、が設けられて!/、ることが望ましレ、。

[0018] このようにすることにより、操作量に基づいて流体圧力が高められ、その流体圧力に 基づいて摩擦制動力が発生されるため、圧力発生部と摩擦発生部とを離れた位置に 配置しても、複数の車輪に対して略同時に、かつ、略同じ強さの制動力が作用される

[0019] 上記発明にお!/、ては、前記制動部には、前記伝達部から伝達された前記操作量 に基づいて流体の圧力を高める圧力発生部と、前記流体の圧力に基づいて前記車 輪との間で摩擦力を発生させる摩擦発生部と、が設けられ、前記伝達部は、前記ブ レーキ操作部に接続された入力部と、前記圧力発生部に接続されるとともに前記入 力部に対して相対移動可能に配置された出力部と、を有し入力部および出力部の少 なくとも一方には、前記相対移動可能な距離を制限する制限部が設けられていること が望ましい。

[0020] このようにすることにより、入力部と出力部とが相対移動することにより、ブレーキ操 作部の操作量は入力部から出力部 伝達されない。一方、相対移動の距離が大きく なり、入力部と出力部の相対移動が制限部により制限されると、ブレーキ操作部の操 作量は入力部から出力部 伝達される。

[0021] 上記発明にお!/、ては、前記制動部には、前記伝達部から伝達された前記操作量 に基づいて流体の圧力を高める圧力発生部と、前記流体の圧力に基づいて前記車 輪との間で摩擦力を発生させる摩擦発生部と、が設けられ、前記伝達部は、前記ブ レーキ操作部に接続された入力部と、前記圧力発生部に接続されるとともに前記入 力部に対して相対移動可能に配置された出力部と、を有し入力部および出力部の少 なくとも一方には、前記相対移動可能な距離を制限する制限部が設けられ、前記入 力部と前記出力部との相対移動可能な距離を調節する伝達調節部が設けられてい ることが望ましい。

[0022] このようにすることにより、相対移動可能な距離を調節することにより、制動部による 摩擦制動が作用する最低限のブレーキ操作部の操作量が調節される。このような調 節により、例えば、作業車両の車速に応じて回生制動のみが働く操作量の範囲を調 節すること力 Sでき、同じ操作量で常に同じ制動力や減速度が得られる。

[0023] 上記発明にお!/、ては、前記制動部には、前記伝達部から伝達された前記操作量 に基づいて流体の圧力を高める圧力発生部と、前記流体の圧力に基づいて前記車 輪との間で摩擦力を発生させる摩擦発生部と、が設けられ、前記伝達部は、前記ブ レーキ操作部に接続された入力部と、前記圧力発生部に接続されるとともに前記入 力部に対して相対移動可能に配置された出力部と、を有し入力部および出力部の少 なくとも一方には、前記相対移動可能な距離を制限する制限部が設けられ、前記入 力部および前記出力部の一方が有底円筒状の伝達シリンダ部であって、他方が前 記伝達シリンダ部の内部に相対移動可能に配置された棒状の伝達ピストン部であり 、前記伝達シリンダ部と前記伝達ピストン部との間の伝達空間に液体が満たされ、前 記伝達シリンダの外部と前記伝達空間とを繋ぐ流路に、前記液体の流れを制御する 伝達制御弁が設けられたことが望ましレ、。

[0024] このようにすることにより、伝達制御弁が開かれているときは、液体は流路を介して 伝達空間から流入流出するため、伝達シリンダ部と伝達ピストン部とは相対移動が可 能で、ブレーキ操作部の操作量は圧力発生部に伝達されない。一方、相対移動の 距離が大きくなり、伝達ピストン部が伝達シリンダ部の底面に接触すると、ブレーキ操 作部の操作量は圧力発生部に伝達される。

伝達制御弁が閉じられると、液体は伝達空間内に封じ込められ伝達シリンダ部と伝 達ピストン部とは相対移動できなくなる。そのため、ブレーキ操作部の操作量は圧力 発生部に直接伝達される。

[0025] 上記発明にお!/、ては、前記制動部には、前記伝達部から伝達された前記操作量 に基づいて流体の圧力を高める圧力発生部と、前記流体の圧力に基づいて前記車 輪との間で摩擦力を発生させる摩擦発生部と、が設けられ、前記圧力発生部の流体 圧力を検出する圧力検出部が設けられ、前記制御部は、少なくとも前記操作量検出 部の出力と前記圧力検出部の出力とに基づいて、前記回生部が発生する制動力を 制御することが望ましい。

[0026] このようにすることにより、操作量に基づいて高められた流体圧力を検出することに より、制動部による摩擦制動力が推定され、推定された摩擦制動力に基づいて回生 部による回生制動力が制御される。

このように制御されることで、回生制動力のみが作用している状態および回生制動 力および摩擦制動力が作用している状態のいずれであっても、操作量に応じた制動 力が車輪に作用し、操作量と作業車両の減速度との関係が一定に保たれ、過大また は過小な制動力が車輪に作用することが防止される。

[0027] 本発明の第 2の態様は、走行の動力源に用いられる電動機と、上記本発明の第 1 の態様における作業車両用制動装置と、が設けられ、前記電動機が、前記制動装置 の回生部として用いられる作業車両を提供する。

[0028] 本発明の第 2の態様によれば、上記本発明の第 1の態様における作業車両用制動 装置が設けられているため、回生部による電気工ネルギの回収量の向上が図られる 走行に用いられる電動機を回生部として用いるため、電動機と回生部とを別々に設 ける場合と比較して、作業車両の構成が簡略化される。

[0029] 本発明の第 1の態様に係る作業車両用制動装置および第 2の態様に係る作業車 両によれば、ブレーキ操作部の操作量が所定値より小さいときには、回生部による回 生制動が行われる一方、制動部による摩擦による制動は行われない。操作量が所定 値以上のときには、回生部による回生制動が行われるとともに、制動部による摩擦制 動も行われるため、作業車両の制動時において、回生制動によるエネルギ回収量の 向上を図るとともに、信頼性の低下を防止することができるという効果を奏する。 図面の簡単な説明

[図 1]本発明の第 1の実施形態に係るフォークリフトにおける制動装置の構成を説明 する模式図である。

[図 2]図 1のフォークリフトにおける制動時の制御を説明するフローチャートである。

[図 3]制御器で決定される制動トルクと、車速および踏み込み量との関係を説明する グラフである。

[図 4]ブレーキペダルの踏み込み量と制動力との関係を示すグラフである。

[図 5]ブレーキペダルの踏み込み量とオペレータに伝わる反力との関係を示すグラフ である。

[図 6]図 1のストロークセンサの他の実施例を説明する模式図である。

[図 7]本発明の第 2の実施形態に係るフォークリフトにおける制動装置の構成を説明 するものである。

[図 8]図 7のフォークリフトにおける制動時の制御のうち、本実施形態に特有な部分を 説明するフローチャートである。

[図 9]本発明の第 3の実施形態に係るフォークリフトにおける制動装置の構成を説明 するものである。

[図 10]図 9のフォークリフトにおける制動時の制御のうち、本実施形態に特有な部分 を説明するフローチャートである。

[図 11]本発明の第 4の実施形態に係るフォークリフトにおける制動装置の構成を説明 するものである。

[図 12]図 10のフォークリフトにおける制動時の制御のうち、本実施形態に特有な部分 を説明するフローチャートである。

[図 13]本発明の第 5の実施形態に係るフォークリフトにおける制動装置の構成を説明 するものである。

[図 14]図 13のフォークリフトにおける制動時の制御のうち、本実施形態に特有な部分 を説明するフローチャートである。

[図 15]本発明の第 6の実施形態に係るフォークリフトにおける制動装置の構成を説明 するものである。 [図 16]図 15のフォークリフトにおける制動時の制御のうち、本実施形態に特有な部分 を説明するフローチャートである。

符号の説明

[0031] 1 , 101 , 201 , 301 , 401 , 601 フォークリフ卜（作業車両）

9 ブレーキペダル（ブレーキ操作部）

11 ストロークセンサ (操作量検出部）

13 反カバネ (反力発生部、弾性部材）

17, 217, 417 ガタ部（伝達部）

25 伝達シリンダ部（出力部）

27 伝達ピストン部（入力部）

29 底面（制限部）

31 間隔 (所定値）

35 電動モータ（回生部）

37 インバータ（制御部）

39, 139, 239, 339, 439, 539, 639 制徒 P器（制徒 P部）

45 ドラムブレーキ（制動部、摩擦発生部）

148 圧力センサ (圧力検出部）

231 伝達空間

237 制御弁 (伝達制御弁）

314 反力調節部

315 油圧シリンダ (反カシリンダ部）

316 油圧ピストン (反力ピストン部）

318 制御弁 (反力制御弁）

319 空間 (反力空間）

431 電動ァクチユエータ (伝達調節部）

631 電動ァクチユエータ (伝達調節部）

発明を実施するための最良の形態

[0032] 〔第 1の実施形態〕 以下、本発明の第 1の実施形態に係るフォークリフトついて図 1から図 6を参照して 説明する。

なお、本実施形態では、本発明を電動モータ 35およびエンジン（図示せず）を動力 源とするハイブリッド式フォークリフトまたは電動モータにより駆動されるバッテリ式フォ 一クリフト（以下、フォークリフトと表記する。）に適用して説明する。

図 1は、本実施形態に係るフォークリフトにおける制動装置の構成を説明するもの である。

[0033] フォークリフト（作業車両） 1は、図 1に示すように、オペレータ（運転者）がブレーキ ペダル 9を踏むことで制動指示を入力する入力部 3と、フォークリフト 1の運動エネル ギから電気工ネルギを回収することにより制動を行う回生制動部 5と、フォークリフトの 運動エネルギを熱エネルギに変換することにより制動を行う機械式制動部 7と、を備 えている。

[0034] 入力部 3は、オペレータが踏むブレーキペダル（ブレーキ操作部） 9と、ブレーキぺ ダル 9の踏み込み量 (操作量)を検出するストロークセンサ（操作量検出部） 11と、踏 み込み量に応じてブレーキペダル 9に反力を発生させる反カバネ（反力発生部、弹 性部材） 13と、踏み込み量をマスタシリンダ 15に伝達するガタ部（伝達部） 17と、を備 えている。

[0035] ブレーキペダル 9には、オペレータが踏む踏み部 19と、ブレーキペダル 9を回転可 能に支持する支持部 ²1と、オペレータが踏み部 19を踏むことにより回動するストロー ク部 23とが設けられている。

[0036] ストロークセンサ 11は支持部 21に配置され、ブレーキペダル 9の回動角度を検出 することにより踏み込み量を検出している。ストロークセンサ 11の検出信号は制御器 39に入力される。なお、ストロークセンサとしては、公知の角度センサを用いることが でき、特に限定するものではない。

[0037] 反カバネ 13は、一方の端部がストローク部 23に固定され、他方の端部がフォークリ フト 1のフレームなどの壁部 Wに固定されている。踏み部 19が踏まれてストローク部 2 3が回動すると、反カバネ 13は伸ばされて踏み込みに対する反力を発生する。

[0038] ガタ部 17は、有底円筒状の伝達シリンダ部（出力部） 25と、伝達シリンダ部 25の内 部に伝達シリンダ部 25と相対移動可能に配置された棒状の伝達ピストン部（入力部）

27とを、備えている。伝達シリンダ部 25はマスタシリンダ 15に接続され、伝達ピストン 部 27はストローク部 23に接続されている。

伝達シリンダ部 25の底面（制限部） 29は伝達ピストン部 27との相対移動を制限す る役割を果たす。伝達シリンダ部 25と伝達ピストン部 27との間の間隔 (所定値) 31は 伝達ピストン部 27から伝達シリンダ部 25への踏み込み量の伝達を制限する機械的 不感帯として働くものである。

[0039] 回生制動部 5は、車輪 33と電動モータ 35との間で動力を伝達する動力伝達機構 3

4と、車輪 33の回転により発電する電動モータ（回生部） 35と、電動モータ 35の制動 トルクを制御するインバータ（制御部） 37および制御器 (制御部） 39と、発電された電 気が蓄えられるバッテリ 41と、を備えている。

[0040] 動力伝達機構 34は車輪 33と電動モータ 35との間に配置され、トランスミッションや デフアレンシャルギアや車軸など（図示せず）を含むものである。

電動モータ 35は車輪 33の回転により発電を行って回生制動を行う一方、インバー タ 37から供給された交流電流により動力を発生して車輪 33を回転駆動するものであ

[0041] インバータ 37は、回生制動時に電動モータ 35が発電した交流電流を直流電流に 変換する一方、バッテリ 41から供給された直流電流を電動モータ 35の駆動に用いる 交流電流に変換するものである。

[0042] 制御器 39は、インバータ 37を制御することにより、回生制動時に電動モータ 35が 発生する制動トルクほたは回生トルク）を制御する一方、供給する交流電流を制御し て電動モータ 35が発生する駆動トルクを制御するものである。

ノ ッテリ 41はインバータ 37と電気的に接続され、回生制動時にはインバータ 37に おいて変換された直流電流（回生電流）が蓄電される一方、インバータ 37に直流電 流を供給して (放電して）電動モータ 35を回転駆動させるものである。

[0043] 機械式制動部 7は、伝達された踏み込み量に応じて油圧を発生するマスタシリンダ 15と、マスタシリンダ 15との間で油の流入流出がされるリザーバタンク 43と、発生した 油圧により車輪 33の回転を制動するドラムブレーキ (制動部、摩擦発生部） 45と、を 備えている。

このような構成にすることで、マスタシリンダ 15とドラムブレーキ 45とを離れた位置に 配置しても、複数の車輪 33に対して略同時に、かつ、略同じ強さの制動力を作用さ せること力 Sでさる。

[0044] マスタシリンダ 15は内部に油を蓄え、ガタ部 17により伝達された踏み込み量に応じ て、内部の油を押圧して油圧を発生させるものである。マスタシリンダ 15には、発生し た油圧をブレーキシリンダ 51に伝達するブレーキ配管 47が設けられている。

[0045] リザーバタンク 43は、マスタシリンダ 15との間で油の流通が可能に接続された油の 貯留部である。

ドラムブレーキ 45は、車輪 33に固定されたドラム 49と、油圧に応じてブレーキシュ 一 53を押し広げるブレーキシリンダ 51と、ドラム 49の内周面に押し付けられ摩擦力 により制動力を発揮するブレーキシュ一 53とを備えている。

[0046] 次に、上記の構成からなるフォークリフトにおける制動時の動作について、図 1から 図 6を参照しながら説明する。

図 2は、図 1のフォークリフトにおける制動時の制御を説明するフローチャートである 。図 3は、制御器で決定される制動トルクと、車速および踏み込み量との関係を説明 走行しているフォークリフト 1の制動を行う場合には、図 1に示すように、オペレータ がブレーキペダル ₉の踏み部 i ₉を踏む（ステップ Sl)。

[0047] 踏まれたブレーキペダル 9は支持部 21を中心に回動し、回動角はストロークセンサ

11に検出される（ステップ S 11)。

一方、ブレーキペダル 9のストローク部 23は、マスタシリンダ 15側に向って回動し、 反カバネ 13を伸ばす（ステップ S21)とともに、ガタ部 17の伝達ピストン部 27をマスタ シリンダ 15側に移動させる。伸ばされた反カバネ 13は、ストローク部 23の回動方向と は反対向きに働く反力（オペレータ反力）を発生する (ステップ S22)。

[0048] ブレーキペダル 9の踏み込み量が間隔 31より少ない場合には、伝達ピストン部 27 の移動は、伝達ピストン部 27と伝達シリンダ部 25との間の間隔 31 (ガタ部 17の隙間） に吸収される。そのため、ガタ部 17の隙間が残っている間は、マスタシリンダ 15は圧 縮されない（ステップ S23、ステップ S24)。

この場合、機械式制動部 7による制動は行われな!/、。

[0049] ストロークセンサ 11の検出信号は回生制動部 5の制御器 39に入力され、制御器 39 は電動モータ 35にお!/、て発生させる制動トルクを決定する（ステップ S 12)。

制動トルクの決定は、図 3に示すように、ストロークセンサ 11の検出信号 (踏み込み 量）の他にフォークリフト 1の走行速度（車速）にも基づいて行われる。

制動トルクの決定に用いられる車速は、図 1に示すように、制御器 39に入力される 電動モータ 35の回転数に係る信号に基づいて算出される。

[0050] 制御器 39は、決定した制動トルクを電動モータ 35に発生させるため、制動トルク指 令をインバータ 37に出力する (ステップ S 13)。インバータ 37は制動トルク指令に基 づいて駆動され回生電力を発生する (ステップ S 14)。発生された回生電力はバッテ リ 41に蓄電される。

一方、電動モータ 35は制動トルクを発生し (ステップ S15)、発生された制動トルク は動力伝達機構 34に伝達され (ステップ S 16)、車輪 33において制動力（回生制動 力）が発揮される (ステップ S30)。

[0051] オペレータがブレーキペダル 9の踏み込み量を増やし、ガタ部 17の隙間がゼロに なると（ステップ S23)、伝達シリンダ部 25の底面 29に伝達ピストン部 27が接触する。 そのため、ブレーキペダル 9からマスタシリンダ 15に踏み込み量が伝達され、内部の 油が押圧、圧縮され (ステップ S25)、ブレーキ圧が発生する（ステップ S26)。

ブレーキ圧が発生すると、ストローク部 23の回動方向とは反対向きに働く反力（ォ ペレータ反力）も発生する（ステップ S22)。

[0052] 一方、ブレーキ圧はブレーキ配管 47を通してブレーキシリンダ 51に伝達され、ブレ ーキシリンダ 51が押し広げられる（ステップ S27)。ブレーキシリンダは、ブレーキシュ 一を押し広げ、ドラムの内周面に押し付ける（ステップ S28)。ブレーキシュ一とドラム との間に摩擦力が働き、車輪 33において摩擦力による制動力（機械制動力）が発揮 される（ステップ S30)。

[0053] 図 4は、ブレーキペダルの踏み込み量と制動力との関係を示すグラフである。

このように制御することで、図 4に示すように、ブレーキペダル 9の踏み込み量が小 さいときには、回生制動力 Rのみが作用する。ブレーキペダル 9の踏み込み量が大き くなると、機械制動力 Fが作用し始める。

図 4における破線は機械式制動部のみを備えた従来のフォークリフトにおける制動

[0054] 図 5は、ブレーキペダルの踏み込み量とオペレータに伝わる反力との関係を示すグ ラフである。

オペレータに伝わるオペレータ反力は、図 5に示すように、ブレーキペダル 9の踏み 込み量が小さく回生制動力のみが作用している範囲であっても、反カバネ 13により 発生している。ブレーキペダル 9の踏み込み量が大きくなり、機械制動力が発生し始 めると、マスタシリンダ 15により発生する反力も加わり、オペレータ反力は大きくなる。 オペレータ反力は機械式制動部のみを備えた従来のフォークリフトにおけるォペレ ータ反力と同等となっている。

[0055] 上記の構成によれば、ブレーキペダル 9の踏み込み量が間隔 31より小さいときには

、ストロークセンサ 11の検出信号に基づいて、電動モータ 35による回生制動が行わ れる一方、ガタ部 17からドラムブレーキ 45に踏み込み量が伝達されず、ドラムブレー キ 45による制動は行われない。

つまり、フォークリフト 1の初期制動時において、フォークリフト 1の運動エネルギが 摩擦制動により消耗されることなぐ電動モータ 35により電気工ネルギに変換される。 そのため、本実施形態のフォークリフト 1では、電気工ネルギの回収量の向上が図ら れ、高い回生能力を得ることができる。

[0056] 具体的には、ガタ部 17の伝達ピストン部 27と伝達シリンダ部 25とが相対移動するこ とにより、ブレーキペダル 9の踏み込み量はガタ部 17の間隔 31に吸収される。そのた め、伝達ピストン部 27から伝達シリンダ部 25への踏み込み量の伝達を遮断すること ができる。

[0057] 一方、踏み込み量が間隔 31以上のときには、ストロークセンサ 11の出力に基づい て、電動モータ 35による回生制動が行われるとともに、ガタ部 17からドラムブレーキ 4 5に踏み込み量が伝達され、ドラムブレーキ 45による摩擦制動も行われるため、機械 式制動部のみを備えた従来のフォークリフトと同じ程度の信頼性を確保することがで きる。

例えばフォークリフト 1の制動に対して回生制動のみの制動力では不足する場合に 、ブレーキペダル 9の踏み込み量を増やすことで回生制動と摩擦制動とを同時に行う ことができ、フォークリフト 1を制動するために十分な制動力が確保される。

回生された電気を蓄えるバッテリ 41の過充電などの原因により回生制動が十分に 行えな!/、場合にも、ブレーキペダル 9の踏み込み量を増やすことで摩擦制動を行うこ とができ、フォークリフト 1を制動する制動力を確保することができる。

[0058] 具体的には、踏み込み量が大きくなり、伝達ピストン部 27と伝達シリンダ部 25との 相対移動の距離が大きくなると、伝達シリンダ部 25の底面 29に伝達ピストン部 27が 接触する。すると、伝達ピストン部 27と伝達シリンダ部 25のそれ以上の相対移動が制 限され、ガタ部 17は踏み込み量を伝達ピストン部 27から伝達シリンダ部 25へ伝達す ること力 Sでさる。

[0059] ブレーキペダル 9の踏み込み量が間隔 31より少ない場合でも、オペレータはブレー キペダル 9を操作するのに反カバネ 13から反力（抵抗力）を受けるとともに、踏み込 み量に比例して発生する反力の強さが変化するため、機械式制動部のみを備えた 従来のフォークリフトと同じ程度の操作感を確保することができる。

[0060] ガタ部 17の伝達ピストン部 27と伝達シリンダ部 25とが相対移動することにより、ブレ ーキペダル 9の踏み込み量はガタ部 17の間隔 31に吸収され、伝達ピストン部 27から 伝達シリンダ部 25へ伝達されず、遮断される。この間はフォークリフト 1の運動エネル ギが摩擦制動により消耗されることなぐ電動モータ 35により電気工ネルギに変換さ れる。そのため、本実施形態のフォークリフト 1では、電気工ネルギの回収量の向上 が図られ、高い回生能力を得ることができる。

[0061] 図 6は、図 1のストロークセンサの他の実施例を説明するものである。

なお、上述の実施形態のように、ストロークセンサ 11としてブレーキペダル 9の回動 角を検出する角度センサを用いてもよいし、図 6に示すように、ストローク部 23の回動 距離を検出するストロークセンサ 11Aをセンサとして用いてもよぐ特に限定するもの ではない。

[0062] なお、上述の実施形態のように、ストロークセンサが検出したブレーキペダルの回 動角から踏み込み量を算出して、算出された踏み込み量に基づいて回生制動部を 制御してもよいし、ストロークセンサの代わりにロードセルなどの荷重センサを用いて 、オペレータがブレーキペダルを踏む踏み込み力を検出し、検出された踏み込み力 に基づいて回生制動部を制御してもよぐ特に限定するものではない。

[0063] 〔第 2の実施形態〕

次に、本発明の第 2の実施形態について図 7および図 8を参照して説明する。 本実施形態のフォークリフトの基本構成は、第 1の実施形態と同様である力 第 1の 実施形態とは、回生制動部の制御方法が異なっている。よって、本実施形態におい ては、図 7および図 8を用いて回生制動部の制御方法およびそれに関する構成要素 のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。

図 7は、本実施形態に係るフォークリフトにおける制動装置の構成を説明するもの である。

なお、第 1の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説 明を省略する。

[0064] フォークリフト（作業車両） 101は、図 7に示すように、オペレータがブレーキペダル 9 を踏むことで制動指示を入力する入力部 3と、フォークリフト 101の運動エネルギから 電気工ネルギを回収することにより制動を行う回生制動部 105と、フォークリフト 101 の運動エネルギを熱エネルギに変換することにより制動を行う機械式制動部 107と、 を備えている。

[0065] 回生制動部 105は、車輪 33と電動モータ 35との間で動力を伝達する動力伝達機 構 34と、車輪 33の回転により発電する電動モータ 35と、電動モータ 35の制動トルク を制御するインバータ 37および制御器 (制御部） 139と、発電された電気が蓄えられ るバッテリ 41と、を備えている。

[0066] 制御器 139は、インバータ 37を制御することにより、回生制動時に電動モータ 35が 発生する制動トルクほたは回生トルク）を制御する一方、供給する交流電流を制御し て電動モータ 35が発生する駆動トルクを制御するものである。

制動トルクの制御方法については、以下の本実施形態のフォークリフト 101の制動 時の動作の説明にお!/、て詳細に説明する。 [0067] 機械式制動部 107は、伝達された踏み込み量に応じて油圧を発生するマスタシリ ンダ 15と、マスタシリンダ 15との間で油の流入流出がされるリザーバタンク 43と、発 生した油圧により車輪 33の回転を制動するドラムブレーキ 45と、を備えている。 マスタシリンダ 15には、発生した油圧をブレーキシリンダ 51に伝達するブレーキ配 管 147が設けられ、ブレーキ配管 147には発生した油圧を計測する圧力センサ (圧 力検出部） 148が配置されている。圧力センサ 148の出力が制御器 139に入力され ている。

[0068] 次に、上記の構成からなるフォークリフトにおける制動時の動作について、図 7およ び図 8を参照しながら説明する。

図 8は、図 7のフォークリフトにおける制動時の制御のうち、本実施形態に特有な部 分を説明するフローチャートである。

なお、機械式制動部 107における制動時の動作は、第 1の実施形態と同様である のでその説明を省略する。

[0069] 走行しているフォークリフト 101の制動を行う場合には、図 8に示すように、オペレー タがブレーキペダル 9の踏み部 19を踏む（ステップ S l)。

踏まれたブレーキペダル 9は支持部 21を中心に回動し、回動角はストロークセンサ 11に検出される（ステップ S 11；図 2参照）。

ストロークセンサ 11の検出信号は回生制動部 105の制御器 139に入力され、制御 器 139は車輪 33に作用させる制動力 Tを算出する（ステップ S112)。

[0070] 一方、圧力センサ 148によりブレーキ配管 147における油圧が測定され、圧力セン サ 148の出力が制御器 139に入力される (ステップ S 113)。制御器 139は、入力され た油圧の測定値に基づいて、機械式制動部 107による摩擦制動力 Fを算出する（ス テツプ S 114)。

制御器 139は、以下に示す式（1)に基づいて、回生制動部 105による回生制動力 Rを算出する（ステップ S 115)。

R=T-F · · · (1)

[0071] 回生制動力 Rが算出されると、算出された回生制動力 Rを電動モータ 35に発生さ せるため、制動トルク指令をインバータ 37に出力する（ステップ S116)。 以後の回生制動部 105における制動時の動作は第 1の実施形態と同様であるので 、その説明を省略する。

[0072] 上記の構成によれば、踏み込み量に応じて高められたブレーキ圧を検出することに より、ドラムブレーキ 45による摩擦制動力が推定され、推定された摩擦制動力に基づ いて電動モータ 35による回生制動力が制御される。

このように制御されることで、回生制動力のみが作用している状態、および、回生制 動力および摩擦制動力が作用している状態のいずれであっても、踏み込み量に応じ た制動力を車輪 33に作用させることができ、踏み込み量とフォークリフト 101の減速 度との関係を一定に保つことができ、過大または過小な制動力が車輪 33に作用する ことを防止すること力でさる。

[0073] 〔第 3の実施形態〕

次に、本発明の第 3の実施形態について図 9および図 10を参照して説明する。 本実施形態のフォークリフトの基本構成は、第 2の実施形態と同様である力、第 2の 実施形態とは、機械式制動部の制御方法が異なっている。よって、本実施形態にお いては、図 9および図 10を用いて機械式制動部の制御方法およびそれに関する構 成要素のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。

図 9は、本実施形態に係るフォークリフトにおける制動装置の構成を説明するもの である。

なお、第 2の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説 明を省略する。

[0074] フォークリフト（作業車両） 201は、図 9に示すように、オペレータがブレーキペダル 9 を踏むことで制動指示を入力する入力部 203と、フォークリフト 201の運動エネルギ 力、ら電気工ネルギを回収することにより制動を行う回生制動部 205と、フォークリフト 2 01の運動エネルギを熱エネルギに変換することにより制動を行う機械式制動部 107 と、を備えている。

[0075] 入力部 203は、オペレータが踏むブレーキペダル 9と、ブレーキペダル 9の踏み込 み量 (操作量）を検出するストロークセンサ 11と、踏み込み量に応じてブレーキぺダ ル 9に反力を発生させる反カバネ 13と、踏み込み量をマスタシリンダ 15に伝達する ガタ部（伝達部） 217と、を備えている。

[0076] ガタ部 217は、有底円筒状の伝達シリンダ部 25と、伝達シリンダ部 25の内部に伝 達シリンダ部 25と相対移動可能に配置された棒状の伝達ピストン部 27と、伝達シリン ダ部 25と伝達ピストン部 27との間の伝達空間 231を密封するシール部 233とを、備 えている。シール部 233により密封された伝達空間 231には、リザーバタンク 43に貯 留されている油と同じ油が封入されている。

[0077] 伝達空間 231とリザーバタンク 43とは、制御配管 235により油が流通可能に接続さ れ、制御配管 235には油の流れを制御する電磁弁である制御弁 (伝達制御弁） 237 が配置されている。制御弁 237には、制御器 239から弁の開閉を制御する制御信号 が入力されている。

伝達シリンダ部 25の底面 29は伝達ピストン部 27との相対移動を制限する役割を果 たす。伝達シリンダ部 25と伝達ピストン部 27との間の伝達空間 231は伝達ピストン部 27から伝達シリンダ部 25への踏み込み量の伝達を制限する機械的不感帯として働 くものである。

[0078] 回生制動部 205は、車輪 33と電動モータ 35との間で動力を伝達する動力伝達機 構 34と、車輪 33の回転により発電する電動モータ 35と、電動モータ 35の制動トルク を制御するインバータ 37および制御器 (制御部） 239と、発電された電気が蓄えられ るバッテリ 41と、を備えている。

[0079] 制御器 239は、インバータ 37を制御することにより、回生制動時に電動モータ 35が 発生する制動トルクほたは回生トルク）を制御する一方、供給する交流電流を制御し て電動モータ 35が発生する駆動トルクを制御するものである。

制御器 239は制御弁 237の開閉を制御するものである。制御弁 237の開閉制御に つ!/、ては、以下の本実施形態のフォークリフト 201の制動時の動作の説明にお!/、て 詳細に説明する。

[0080] 次に、上記の構成からなるフォークリフトにおける制動時の動作について、図 9およ び図 10を参照しながら説明する。

図 10は、図 9のフォークリフトにおける制動時の制御のうち、本実施形態に特有な 部分を説明するフローチャートである。 なお、回生制動部 205における制動時の動作は、第 2の実施形態と同様であるの でその説明を省略する。

[0081] フォークリフト 201を制動させる場合、オペレータはブレーキペダル 9を踏む。踏ま れたブレーキペダル 9は支持部 21を中心に回動し、回動角はストロークセンサ 11に 検出される（ステップ S11 ;図 2参照。）。

制御器 239は、電動モータ 35に設けられた温度センサ（図示せず）の出力や、電 動モータ 35からインバータ 37に流れる電流や、バッテリ 41の電圧などに基づいて、 回生制動が行えるか否かを判断する (ステップ S223)。

具体的には、電動モータ 35の故障により回生制動が行えるか否力、、バッテリ 41の 過充電により回生制動が行えるか否か等を判断する。

[0082] 回生制動が行える場合には、制御器 239は制御弁 237を開く制御信号 (OFF信号

)を出力し、制御弁 237が開かれる（ステップ S224)。すると、伝達空間 231とリザー バタンク 43との間で油が自由に流通し、伝達シリンダ部 25と伝達ピストン部 27とが相 対移動可能となる。以後の機械式制動部 107における制動動作は第 1の実施形態と 同様であるため、その説明を省略する。

[0083] 一方、回生制動が行えない場合には、制御器 239は制御弁 237を閉じる制御信号

(ON信号)を出力し、制御弁 237を閉じる（ステップ S225)。すると、伝達空間 231と リザーバタンク 43との間で油の流通が遮断され、伝達空間 231内の油が封入状態と なる。

この状態では、伝達シリンダ部 25と伝達ピストン部 27とは相対移動できず、踏み込 み量はストローク部 23からマスタシリンダ 15に伝達される（ステップ S23、ステップ S2 4)。

以後の機械式制動部 107における制動動作は第 1の実施形態と同様であるため、 その説明を省略する。

[0084] 上記の構成によれば、制御器 239により回生制動可能と判断された場合には、制 御弁 237は開かれ、油は制御配管 235を介して伝達空間 231から流入流出するた め、伝達シリンダ部 25と伝達ピストン部 27とは相対移動が可能となる。すると、第 1の 実施形態と同様に、相対移動の距離が小さいときには、踏み込み量はマスタシリンダ 15に伝達されない。一方、相対移動の距離が大きくなり、伝達ピストン部 27が伝達シ リンダ部 25の底面 29に接触すると、踏み込み量はマスタシリンダ 15に伝達される。

[0085] 一方、制御器 239により回生制動ができないと判断された場合には、制御弁 237は 閉じられ、油は伝達空間 231内に封じ込められ伝達シリンダ部 25と伝達ピストン部 2 7とは相対移動できなくなる。そのため、踏み込み量はマスタシリンダ 15に直接伝達 され、機械式制動部 107による機械制動を優先的に作用させることができ、機械式制 動部のみを備えた従来のフォークリフトと同じ程度の操作性を確保することができる。

[0086] 〔第 4の実施形態〕

次に、本発明の第 4の実施形態について図 11および図 12を参照して説明する。 本実施形態のフォークリフトの基本構成は、第 2の実施形態と同様である力、第 2の 実施形態とは、機械式制動部の制御方法が異なっている。よって、本実施形態にお いては、図 11および図 12を用いて機械式制動部の制御方法およびそれに関する構 成要素のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。

図 11は、本実施形態に係るフォークリフトにおける制動装置の構成を説明するもの である。

なお、第 2の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説 明を省略する。

[0087] フォークリフト（作業車両） 301は、図 11に示すように、オペレータがブレーキペダル 9を踏むことで制動指示を入力する入力部 303と、フォークリフト 301の運動エネルギ 力も電気工ネルギを回収することにより制動を行う回生制動部 305と、フォークリフト 3 01の運動エネルギを熱エネルギに変換することにより制動を行う機械式制動部 107 と、を備えている。

[0088] 入力部 303は、オペレータが踏むブレーキペダル 9と、ブレーキペダル 9の踏み込 み量 (操作量）を検出するストロークセンサ 11と、踏み込み量に応じてブレーキぺダ ノレ 9に反力を発生させる反カバネ 13と、反カバネ 13による反力の発生を調整する反 力調節部 314と、踏み込み量をマスタシリンダ 15に伝達するガタ部 17と、を備えてい

[0089] 反力調節部 314は、壁部 Wに固定された油圧シリンダ（反カシリンダ部） 315と、反 カバネ 13の他方の端部に固定された油圧ピストン (反力ピストン部） 316と、油圧シリ ンダ 315とリザーノ タンク 43との間を繋ぐ油酉己管 317と、油配管 317内の油の流通を 制御する電磁弁である制御弁（反力制御弁） 318とを備えている。

[0090] 油圧ピストン 316はストローク部 23の回動方向に移動可能に配置され、油圧シリン ダ 315と油圧ピストン 316との間の空間（反力空間） 319には油が満たされている。油 は油圧ピストン 316の移動により、油配管 317を通って油圧シリンダ 315とリザーバタ ンク 43との間を流通する。

制御弁 318には制御器 339から弁の開閉を制御する開閉信号が入力されることに より、油配管 317内の油の流通を制御する。制御弁 318が閉じられると、油配管 317 内の油の流通が止められ、油圧ピストン 316の移動が規制される一方、制御弁 318 が開かれると、油配管 317内の油の流通が自由となり、油圧ピストン 316は自由に移 動できる。

[0091] 回生制動部 305は、車輪 33と電動モータ 35との間で動力を伝達する動力伝達機 構 34と、車輪 33の回転により発電する電動モータ 35と、電動モータ 35の制動トルク を制御するインバータ 37および制御器 (制御部） 339と、発電された電気が蓄えられ るバッテリ 41と、を備えている。

[0092] 制御器 339は、インバータ 37を制御することにより、回生制動時に電動モータ 35が 発生する制動トルクほたは回生トルク）を制御する一方、供給する交流電流を制御し て電動モータ 35が発生する駆動トルクを制御するものである。

制御器 339は制御弁 318の開閉を制御するものである。制御弁 318の開閉制御に つ!/、ては、以下の本実施形態のフォークリフト 301の制動時の動作の説明にお!/、て 詳細に説明する。

[0093] 次に、上記の構成からなるフォークリフトにおける制動時の動作について、図 11お よび図 12を参照しながら説明する。

図 12は、図 10のフォークリフトにおける制動時の制御のうち、本実施形態に特有な 部分を説明するフローチャートである。

なお、回生制動部 305における制動時の動作は、第 2の実施形態と同様であるの でその説明を省略する。 [0094] 踏まれたブレーキペダル 9は支持部 21を中心に回動し、回動角はストロークセンサ 11に検出される (ステップ S 11 ;図 2参照。）。

制御器 239は、電動モータ 35に設けられた温度センサ（図示せず）の出力や、電 動モータ 35からインバータ 37に流れる電流や、バッテリ 41の電圧などに基づいて、 回生制動が行えるか否かを判断する (ステップ S223)。

[0095] 回生制動が行える場合には、制御器 339は制御弁 318を閉じる制御信号 (ON信 号)を出力し、制御弁 318が開かれる（ステップ S324)。すると、空間 319とリザーバ タンク 43との間の油の流通が遮断され、空間 319内の油が封入状態となる。

この状態では、油圧シリンダ 31525の移動が規制され、踏み込み量に応じて反力 パネ 13が伸ばされ反力を発生させる。

以後の機械式制動部 107における制動動作は第 1の実施形態と同様であるため、 その説明を省略する。

[0096] 一方、回生制動が行えない場合には、制御器 339は制御弁 318を開く制御信号（ OFF信号)を出力し、制御弁 318を開く（ステップ S325)。すると、空間 319とリザー バタンク 43との間で油が自由に流通し、油圧ピストン 316が移動可能となる。

この状態で、オペレータがブレーキペダル 9を踏むと、油圧ピストン 316は反カバネ 13およびストローク部 23と共に移動して反カバネ 13による反力が発生しないため、 伝達ピストン部 27が伝達シリンダ部 25に容易に接触する。そのため、ブレーキぺダ ノレ 9を踏むことにより、機械式制動部 107による制動が直ちに開始される。

以後の機械式制動部 107における制動動作は第 1の実施形態と同様であるため、 その説明を省略する。

[0097] 上記の構成によれば、制御器 339により回生制動ができないと判断された場合に は、制御弁 318が開かれ、油は油配管 317を介して空間 319から流入流出するため 、油圧ピストン 316は移動可能となり、反カバネ 13は自由に移動する。すると、回生 制動のみが働く踏み込み量の範囲における反力が無くなる。

一方、制御器 239により回生制動可能と判断された場合には、制御弁 318が閉じら れ、油は空間 319内に封じ込められ油圧ピストン 316移動できなくなる。すると、回生 制動のみが働く踏み込み量の範囲においても反力が発生する。 [0098] そのため、制御弁 318が開かれているときに、制御弁 318が閉じているときと同じ力 でブレーキペダル 9を踏むと、踏み込み量が回生制動のみが働く踏み込み量の範囲 を容易に超えて直ちに機械式制動部 107による制動が行われる。言い換えると、電 動モータ故障時、バッテリ満充電による回生制動が不可能の場合には、機械式制動 部 107を優先的に作用させることができ、機械式制動部のみを備えた従来のフォー クリフトと同じ程度の操作性を確保することができる。

[0099] 〔第 5の実施形態〕

次に、本発明の第 5の実施形態について図 13および図 14を参照して説明する。 本実施形態のフォークリフトの基本構成は、第 2の実施形態と同様である力、第 2の 実施形態とは、機械式制動部の制御方法が異なっている。よって、本実施形態にお いては、図 13および図 14を用いて機械式制動部の制御方法およびそれに関する構 成要素のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。

図 13は、本実施形態に係るフォークリフトにおける制動装置の構成を説明するもの である。

なお、第 2の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説 明を省略する。

[0100] フォークリフト（作業車両） 401は、図 13に示すように、オペレータがブレーキペダル

9を踏むことで制動指示を入力する入力部 403と、フォークリフト 401の運動エネルギ 力も電気工ネルギを回収することにより制動を行う回生制動部 405と、フォークリフト 4 01の運動エネルギを熱エネルギに変換することにより制動を行う機械式制動部 107 と、を備えている。

[0101] 入力部 403は、オペレータが踏むブレーキペダル 9と、ブレーキペダル 9の踏み込 み量 (操作量）を検出するストロークセンサ 11と、踏み込み量に応じてブレーキぺダ ル 9に反力を発生させる反カバネ 13と、踏み込み量をマスタシリンダ 15に伝達する ガタ部（伝達部） 417と、を備えている。

[0102] ガタ部 417は、有底円筒状の伝達シリンダ部 25と、伝達シリンダ部 25の内部に伝 達シリンダ部 25と相対移動可能に配置された棒状の伝達ピストン部 27と、底面 29に 設けられた電動ァクチユエータ (伝達調節部） 431とを備えて!/、る。 電動ァクチユエータ 431は、制御器 439から電動ァクチユエータ 431を制御する制 御信号が入力され、制御信号に基づいて伸縮するものである。伸縮することにより電 動ァクチユエータ 431は、伝達シリンダ部 25と伝達ピストン部 27との相対移動可能な 距離を調節する役割を果たす。

[0103] 回生制動部 205は、車輪 33と電動モータ 35との間で動力を伝達する動力伝達機 構 34と、車輪 33の回転により発電する電動モータ 35と、電動モータ 35の制動トルク を制御するインバータ 37および制御器 (制御部） 439と、発電された電気が蓄えられ るバッテリ 41と、を備えている。

[0104] 制御器 439は、インバータ 37を制御することにより、回生制動時に電動モータ 35が 発生する制動トルクほたは回生トルク）を制御する一方、供給する交流電流を制御し て電動モータ 35が発生する駆動トルクを制御するものである。

制御器 439は電動ァクチユエータ 431の伸縮を制御するものである。電動ァクチュ エータ 431の伸縮制御については、以下の本実施形態のフォークリフト 401の制動 時の動作の説明にお!/、て詳細に説明する。

[0105] 次に、上記の構成からなるフォークリフトにおける制動時の動作について、図 13お よび図 14を参照しながら説明する。

図 14は、図 13のフォークリフトにおける制動時の制御のうち、本実施形態に特有な 部分を説明するフローチャートである。

なお、回生制動部 205における制動時の動作は、第 2の実施形態と同様であるの でその説明を省略する。

[0106] フォークリフト 201を制動させる場合、オペレータはブレーキペダル 9を踏む。踏ま れたブレーキペダル 9は支持部 21を中心に回動し、回動角はストロークセンサ 11に 検出される（ステップ S11 ;図 2参照。）。

制御器 239は、電動モータ 35に設けられた温度センサ（図示せず）の出力や、電 動モータ 35からインバータ 37に流れる電流や、バッテリ 41の電圧などに基づいて、 回生制動が行えるか否かを判断する (ステップ S223)。

具体的には、電動モータ 35の故障により回生制動が行えるか否力、、バッテリ 41の 過充電により回生制動が行えるか否か等を判断する。 [0107] 回生制動が行える場合には、制御器 439は電動ァクチユエータ 431を縮める制御 信号を出力し、電動ァクチユエータ 431が縮む (ステップ S424)。すると、伝達シリン ダ部 25と伝達ピストン部 27とが相対移動可能な距離が確保される。以後の機械式制 動部 107における制動動作は第 1の実施形態と同様であるため、その説明を省略す

[0108] 電動ァクチユエータ 431の縮め量は、制御器 439においてフォークリフト 401の車 速や電動モータ 35の特性などに基づいて算出される。具体的には、車速が早いとき には縮め量を減らし、遅いときには縮め量を増やす。電動モータの発生する制動トル クが大きいときには縮め量を増やし、小さいときには縮め量を減らす。

[0109] 一方、回生制動が行えない場合には、制御器 439は電動ァクチユエータ 431を伸 ばす制御信号を出力し、電動ァクチユエータ 431が伸ばされる (ステップ S425)。電 動ァクチユエータ 431の伸ばし量は、制御器 439においてフォークリフト 401の車速 などに基づいて算出される。具体的には、車速が早いときには伸ばし量を増やし、遅 いときには伸ばし量を減らす。

[0110] 電動ァクチユエータ 431が伸びると、伝達シリンダ部 25と伝達ピストン部 27とが相 対移動可能な距離が短くなる。この状態では、伝達シリンダ部 25は小さな踏み込み 量で電動ァクチユエータ 431と接触し、踏み込み量はストローク部 23からマスタシリン ダ 15に伝達される。

[0111] 上記の構成によれば、電動ァクチユエータ 431により、伝達シリンダ部 25と伝達ビス トン部 27との相対移動可能な距離を調節することにより、機械式制動部 107による摩 擦制動が作用する最低限の踏み込み量を調節することができる。そのため、フォーク リフト 401の車速に応じて回生制動のみが働く踏み込み量の範囲を調節することが でき、同じ踏み込み量で常に同じ制動力や減速度を得ることができる。

[0112] 電動モータ 35の故障時や、バッテリ 41の満充電時における回生制動が行えない 場合であっても、機械式制動部 107を優先的に作用させることができ、機械式制動 部のみを備えた従来のフォークリフトと同じ程度の操作性を確保することができる。

[0113] 〔第 6の実施形態〕

次に、本発明の第 6の実施形態について図 15および図 16を参照して説明する。 本実施形態のフォークリフトの基本構成は、第 2の実施形態と同様である力、第 2の 実施形態とは、機械式制動部の制御方法が異なっている。よって、実施形態におい ては、図 15および図 16を用いて機械式制動部の制御方法およびそれに関する構成 要素のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。

図 15は、本実施形態に係るフォークリフトにおける制動装置の構成を説明するもの である。

なお、第 2の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説 明を省略する。

[0114] フォークリフト（作業車両） 601は、図 15に示すように、オペレータがブレーキペダル 9を踏むことで制動指示を入力する入力部 603と、フォークリフト 601の運動エネルギ 力も電気工ネルギを回収することにより制動を行う回生制動部 605と、フォークリフト 6 01の運動エネルギを熱エネルギに変換することにより制動を行う機械式制動部 107 と、を備えている。

[0115] 入力部 403は、オペレータが踏むブレーキペダル 9と、ブレーキペダル 9の踏み込 み量 (操作量）を検出するストロークセンサ 11と、踏み込み量に応じてブレーキぺダ ノレ 9に反力を発生させる反カバネ 13と、反カバネ 13による反力の発生を調整する電 動ァクチユエータ（伝達調節部） 631と、踏み込み量をマスタシリンダ 15に伝達するガ タ部 17と、を備えている。

[0116] 電動ァクチユエータ 631は壁部 Wと反カバネ 13との間に配置されている。電動ァク チユエータ 631は、制御器 639から電動ァクチユエータ 631を制御する制御信号が 入力され、制御信号に基づレ、て伸縮するものである。

[0117] 回生制動部 605は、車輪 33と電動モータ 35との間で動力を伝達する動力伝達機 構 34と、車輪 33の回転により発電する電動モータ 35と、電動モータ 35の制動トルク を制御するインバータ 37および制御器 (制御部） 639と、発電された電気が蓄えられ るバッテリ 41と、を備えている。

[0118] 制御器 639は、インバータ 37を制御することにより、回生制動時に電動モータ 35が 発生する制動トルクほたは回生トルク）を制御する一方、供給する交流電流を制御し て電動モータ 35が発生する駆動トルクを制御するものである。 制御器 639は電動ァクチユエータ 631の伸縮を制御するものである。電動ァクチュ エータ 631の伸縮制御については、以下の本実施形態のフォークリフト 601の制動 時の動作の説明にお!/、て詳細に説明する。

[0119] 次に、上記の構成からなるフォークリフトにおける制動時の動作について、図 15お よび図 16を参照しながら説明する。

図 16は、図 15のフォークリフトにおける制動時の制御のうち、本実施形態に特有な 部分を説明するフローチャートである。

なお、回生制動部 205における制動時の動作は、第 2の実施形態と同様であるの でその説明を省略する。

[0120] フォークリフト 601を制動させる場合、オペレータはブレーキペダル 9を踏む。踏ま れたブレーキペダル 9は支持部 21を中心に回動し、回動角はストロークセンサ 11に 検出される（ステップ S11 ;図 2参照。）。

制御器 639は、電動モータ 35に設けられた温度センサ（図示せず）の出力や、電 動モータ 35からインバータ 37に流れる電流や、バッテリ 41の電圧などに基づいて、 回生制動が行えるか否かを判断する (ステップ S223)。

具体的には、電動モータ 35の故障により回生制動が行えるか否力、、バッテリ 41の 過充電により回生制動が行えるか否か等を判断する。

[0121] 回生制動が行える場合には、制御器 639は電動ァクチユエータ 631を縮める制御 信号を出力し、電動ァクチユエータ 631が縮む（ステップ S624)。

電動ァクチユエータ 631が縮むと、反カバネ 13により反力が発生しない踏み込み 量の範囲が狭くなる。ブレーキペダル 9が踏まれると、反カバネ 13により反力が発生 するため、ブレーキペダル 9の踏み込み量は、回生制動が行われる踏み込み量の範 囲に留まりやすぐ回生制動部 605による回生制動が行われる。

以後の機械式制動部 107における制動動作は第 1の実施形態と同様であるため、 その説明を省略する。

[0122] 電動ァクチユエータ 631の縮め量は、制御器 639においてフォークリフト 601の車 速や電動モータ 35の特性などに基づいて算出される。具体的には、車速が早いとき には縮め量を減らし、遅いときには縮め量を増やす。電動モータの発生する制動トル クが大きいときには縮め量を増やし、小さいときには縮め量を減らす。

[0123] 一方、回生制動が行えない場合には、制御器 639は電動ァクチユエータ 631を伸 ばす制御信号を出力し、電動ァクチユエータ 631が伸ばされる (ステップ S625)。電 動ァクチユエータ 631の伸ばし量は、制御器 639においてフォークリフト 601の車速 などに基づいて算出される。具体的には、車速が早いときには伸ばし量を増やし、遅 いときには伸ばし量を減らす。

[0124] 電動ァクチユエータ 631が伸びると、反カバネ 13により反力が発生しない踏み込み 量の範囲が広くなる。

この状態では、ブレーキペダル 9が踏まれると、反力が発生しないため、ブレーキぺ ダル 9の踏み込み量は回生制動が行われる踏み込み量範囲を容易に超える。その ため、伝達シリンダ部 25は比較的早く伝達ピストン部 27と接触し、踏み込み量はスト ローク部 23からマスタシリンダ 15に伝達される。

[0125] 上記の構成によれば、電動ァクチユエータ 631により、反カバネ 13の配置位置をス トローク部の移動方向に変更して、反カバネ 13の変形量を調節することで、反力が 発生する最低限の踏み込み量や発生する反力の強さを調節することができる。その ため、フォークリフト 601の車速に応じて回生制動のみが働く踏み込み量の範囲や、 オペレータ反力の強さを調節することができ、常に同じ制動力や減速度を得ることが できる。

[0126] 電動モータ 35の故障時や、バッテリ 41の満充電時における回生制動が行えない 場合であっても、機械式制動部 107を優先的に作用させることができ、機械式制動 部のみを備えた従来のフォークリフトと同じ程度の操作性を確保することができる。

[0127] さらに、オペレータが電動ァクチユエータ 631の伸縮を調節することにより、ォペレ 一タ反カや、機械式制動部 107が作用し始める踏み込み量を調節することもできる。 このような調節を行う場合には、オペレータによる調節をリセットする手段が設けられ ていることが好ましい。例えば、フォークリフト 601の電源が切られると自動的に電動 ァクチユエータ 631の伸縮が初期値に戻される方法が挙げられる。

Claims

請求の範囲

[1] 運転者が操作するブレーキ操作部と、

該ブレーキ操作部の操作量を検知する操作量検出部と、

車輪の回転を電気工ネルギに変換することにより、前記車輪の回転を制動する回 生部と、

前記操作量検出部の出力に基づいて前記回生部を制御する制御部と、 前記操作量が所定値より小さいときには前記操作量の伝達を遮断し、前記操作量 が前記所定値以上のときには、前記操作量から前記所定値を除去した操作量を伝 達する伝達部と、

該伝達部から伝達された前記操作量に基づいて、前記車輪の回転を摩擦力により 制動する制動部と、が設けられていることを特徴とする作業車両用制動装置。

[2] 前記ブレーキ操作部の操作に対して反力を発生させる反力発生部が設けられてレ、 ることを特徴とする請求項 1記載の作業車両用制動装置。

[3] 前記反力発生部が、前記操作量に基づいて変形することにより前記反力を発生す る弾性部材であり、

前記反力発生部の配置位置を変更することで、前記反力の強さを調節する反力調 節部が設けられていることを特徴とする請求項 2に記載の作業車両用制動装置。

[4] 前記反力発生部が、前記操作量に基づいて変形することにより前記反力を発生す る弾性部材であり、

該弾性部材の一方の端部に、有底円筒状の反カシリンダ部および該反カシリンダ 部の内部に相対移動可能に配置された棒状の反力ピストン部の一方が配置され、 前記反カシリンダ部と前記反力ピストン部との間の反力空間に液体が満たされ、 前記反カシリンダの外部と前記反力空間とを繋ぐ流路に、前記液体の流れを制御 する反力制御弁が設けられていることを特徴とする請求項 2に記載の作業車両用制 動装置。

[5] 前記制動部には、前記伝達部から伝達された前記操作量に基づいて流体の圧力 を高める圧力発生部と、前記流体の圧力に基づいて前記車輪との間で摩擦力を発 生させる摩擦発生部と、が設けられて!/、ることを特徴とする請求項 1から 4の!/、ずれか に記載の作業車両用制動装置。

[6] 前記伝達部は、前記ブレーキ操作部に接続された入力部と、前記圧力発生部に接 続されるとともに前記入力部に対して相対移動可能に配置された出力部と、を有し、 入力部および出力部の少なくとも一方には、前記相対移動可能な距離を制限する 制限部

が設けられていることを特徴とする請求項 5記載の作業車両用制動装置。

[7] 前記入力部と前記出力部との相対移動可能な距離を調節する伝達調節部が設け られていることを特徴とする請求項 6記載の作業車両用制動装置。

[8] 前記入力部および前記出力部の一方が有底円筒状の伝達シリンダ部であって、他 方が前記伝達シリンダ部の内部に相対移動可能に配置された棒状の伝達ピストン部 であり、

前記伝達シリンダ部と前記伝達ピストン部との間の伝達空間に液体が満たされ、 前記伝達シリンダの外部と前記伝達空間とを繋ぐ流路に、前記液体の流れを制御 する伝達制御弁が設けられたことを特徴とする請求項 6または 7に記載の作業車両用 制動装置。

[9] 前記圧力発生部の流体圧力を検出する圧力検出部が設けられ、

前記制御部は、少なくとも前記操作量検出部の出力と前記圧力検出部の出力とに 基づ V、て、前記回生部が発生する制動力を制御することを特徴とする請求項 5から 8 の!/、ずれかに記載の作業車両用制動装置。

[10] 走行の動力源に用いられる電動機と、

請求項 1から請求項 9のいずれかに記載の作業車両用制動装置と、

が設けられ、

前記電動機が、前記制動装置の回生部として用いられることを特徴とする作業車両