WO2015190307A1

WO2015190307A1 - 荷役車両の油圧駆動装置

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Publication number: WO2015190307A1
Application number: PCT/JP2015/065442
Authority: WO
Inventors: 峰志宇野; 尚也横町; 力松尾; 祐規上田
Original assignee: 株式会社豊田自動織機
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2015-12-17
Also published as: JP2016000647A; JP6318891B2

Abstract

油圧駆動装置（１６）は、油圧ポンプモータ（１７）の吸込口（１７ａ）とリフトシリンダ（４）のボトム室（４ｂ）とを接続する油圧配管（４７）と、油圧配管（４７）とタンク（１９）とを接続する油圧配管（４９）とを備えている。油圧配管（４９）には、リフトシリンダ（４）からタンク（１９）に戻る作動油の流量を制御する流量制御弁（５０）が配設されている。油圧配管（４９）における流量制御弁（５０）の上流側には、タンク（１９）に戻る方向にのみ作動油を通過させるパイロットチェック弁（５４）が配設されている。パイロットチェック弁（５４）と油圧配管（４９）における流量制御弁（５０）の下流側とは、パイロット流路（５５）を介して接続されている。パイロット流路（５５）上には、パイロット用電磁切換弁（５６）が配設されている。

Description

荷役車両の油圧駆動装置

　本発明は、荷役車両の油圧駆動装置に関する。

　荷役車両の一つであるバッテリ式のフォークリフトは、例えば、フォークを昇降させるリフトシリンダと、マストを傾動させるティルトシリンダと、リフトシリンダ及びティルトシリンダに作動油を供給する油圧ポンプと、油圧ポンプを駆動する電動機とを備えている。このようなフォークリフトでは、次のような荷役回生が実施される場合がある。荷物が搭載されたフォークが下降する際に、荷物の重さを利用することにより、作動油がリフトシリンダから油圧ポンプに戻す。これにより、油圧ポンプが電動機を駆動し、電動機が発電する。

　荷役回生動作が行われる従来技術として、例えば特許文献１に記載されている油圧リフト装置が知られている。特許文献１に記載の油圧リフト装置は、制御弁アセンブリ、油圧パイロット切換弁、及び電磁切換弁を備えている。制御弁アセンブリは、リフトシリンダのボトム室と油圧ポンプとの間に配設されている。油圧パイロット切換弁と電磁切換弁とは、制御弁アセンブリと油圧ポンプとの間に油圧ポンプ側に向かって直列に配設されている。

米国特許５６４９４２２号

　上記従来技術においては、フォーク（昇降物）の積荷荷重が小さい状態（軽負荷状態）でフォークが下降すると、荷役回生が行われない。リフトシリンダからの作動油は、油圧パイロット切換弁及び電磁切換弁を通ってタンクに戻る。油圧パイロット切換弁及び電磁切換弁が直列に配置されているため、作動油が油圧パイロット切換弁及び電磁切換弁を流れる際の圧力損失が大きい。近年における装置の小型化の要求に伴い、油圧パイロット切換弁及び電磁切換弁が小型化されている場合には、油圧パイロット切換弁及び電磁切換弁の流路面積（流路径）が小さくならざるを得ない。この場合、圧力損失の問題がより顕著となる。作動油が油圧パイロット切換弁及び電磁切換弁を流れる際の圧力損失が大きいと、軽負荷状態においてフォークが下降するときに、タンクに戻る作動油の流量が減少する。このため、フォークの下降速度が低下する。

　本技術分野では、軽負荷時における昇降物の下降速度を速くすることができる荷役車両の油圧駆動装置が望まれている。

　本発明の一態様は、作動油の給排により昇降物を昇降させる油圧シリンダを有する荷役車両の油圧駆動装置であって、作動油を貯留するタンクと、作動油をタンクから吸い込んで油圧シリンダに供給する油圧ポンプと、油圧ポンプの吸込口と油圧シリンダのボトム室とを接続し、油圧シリンダからの作動油を油圧ポンプに送るための第１作動油流路と、第１作動油流路とタンクとを接続し、油圧シリンダからの作動油をタンクに戻すための第２作動油流路と、第２作動油流路上に配設され、油圧シリンダからタンクに戻る作動油の流量を制御する流量制御弁と、第２作動油流路上における流量制御弁の上流側に配設され、タンクに戻る方向にのみ作動油を通過させるパイロットチェック弁と、第２作動油流路における流量制御弁の下流側とパイロットチェック弁とを接続するパイロット流路と、パイロット流路上に配設された開閉弁と、を備えている。

　この荷役車両の油圧駆動装置においては、昇降物の積荷荷重が小さい状態（軽負荷状態）で昇降物が下降すると、油圧シリンダからの作動油が第２作動油流路を通ってタンクに戻る。第２作動油流路上には、油圧シリンダからタンクに戻る作動油の流量を制御する流量制御弁と、タンクに戻る方向にのみ作動油を通過させるパイロットチェック弁と、が配設されている。このため、油圧シリンダからの作動油は、パイロットチェック弁及び流量制御弁を通ってタンクに戻る。パイロットチェック弁の開度は、第２作動油流路におけるパイロットチェック弁の上流側の圧力とパイロット流路の圧力との差圧によって決まる。当該差圧が大きくなるほど、パイロットチェック弁の開度が大きくなる。パイロットチェック弁は、第２作動油流路上における流量制御弁の上流側に配設されているため、第２作動油流路におけるパイロットチェック弁の上流側の圧力は、流量制御弁によって損失することは無い。パイロット流路は、第２作動油流路における流量制御弁の下流側とパイロットチェック弁とを接続している。軽負荷状態で昇降物が下降するときは、パイロット流路上に配設された開閉弁が開弁する。このとき、パイロット流路の圧力は、十分低い圧力（例えばタンク圧）となる。従って、第２作動油流路におけるパイロットチェック弁の上流側の圧力とパイロット流路の圧力との差圧が大きくなる。このため、パイロットチェック弁の開度が大きくなり、タンクに戻る作動油の流量が多くなる。これにより、軽負荷時における昇降物の下降速度を速くすることができる。

　本発明の上記一態様では、流量制御弁は、パイロット圧に応じた開度で開くパイロット式流量制御弁であってもよい。この場合には、安価な流量制御弁を使用することができる。

　本発明の上記一態様では、流量制御弁は、制御信号に応じた開度で開く電磁比例式流量制御弁であってもよい。この場合には、流量制御弁を通過する作動油の流量を円滑に制御可能となるため、昇降物の下降動作（下降速度）を円滑に制御することができる。

　本発明の上記一態様では、油圧ポンプに連結されている電動モータと、電動モータの実回転数を検出する回転数センサと、リフト操作レバーの操作量を検出する第１操作量センサと、リフト操作レバー以外の手動操作部材の操作量を検出する第２操作量センサと、第１操作量センサ、第２操作量センサ、及び回転数センサからの出力が接続されていると共に開閉弁を操作するように構成されているコントローラと、を更に備え、コントローラは、第１操作量センサ及び第２操作量センサからの出力に基づいて、リフト操作レバーの下降操作が単独で行われたか否かを判定し、リフト操作レバーの下降操作が単独で行われたと判定した場合、モータ指令回転数を設定すると共に、モータ指令回転数と回転数センサにより検出された実回転数との差に基づいて開閉弁を操作してもよい。

　本発明の上記一態様では、コントローラは、リフト操作レバーの下降操作が単独で行われたと判定した場合、モータ指令回転数と実回転数との差が開操作閾値以上であるときに、開閉弁を開位置に切り換え、モータ指令回転数と実回転数との差が開操作閾値以上であるときに、開閉弁を開位置に切り換え、モータ指令回転数と実回転数との差が開操作閾値よりも小さいときに、開閉弁を閉位置に切り換えるように、開閉弁を操作してもよい。

　本発明の上記一態様では、コントローラは、リフト操作レバーの下降操作が単独で行われていないと判定した場合、開閉弁を開位置に切り換えるように開閉弁を操作してもよい。

　本発明の一態様によれば、軽負荷時における昇降物の下降速度を速くすることができる。

図１は、第１実施形態に係る油圧駆動装置を備えた荷役車両を示す側面図である。図２は、第１実施形態に係る油圧駆動装置を示す油圧回路図である。図３は、図２に示されたパイロットチェック弁の構成を示す模式図である。図４は、図２に示された油圧駆動装置の制御系を示す構成図である。図５は、図４に示されたコントローラにより実行される制御処理手順を示すフローチャートである。図６は、図４に示されたコントローラにおいて、リフト下降操作時に使用される制御項目の一覧を示す表である。図７は、図５に示されたパイロット用電磁切換弁の制御処理手順を示すフローチャートである。図８は、図５に示されたモータトルク出力処理手順を示すブロック図である。図９は、積荷荷重が大きい状態（重負荷状態）において、リフト下降単独操作が行われる場合のタイミングチャートを示す図である。図１０は、積荷荷重が小さい状態（軽負荷状態）において、リフト下降単独操作が行われる場合のタイミングチャートを示す図である。図１１は、積荷荷重が大きい状態（重負荷状態）において、リフト下降とティルトとの同時操作が行われる場合のタイミングチャートを示す図である。図１２は、積荷荷重が小さい状態（軽負荷状態）において、リフト下降とティルトとの同時操作が行われる場合のタイミングチャートを示す図である。図１３は、第２実施形態に係る油圧駆動装置の制御系を示す構成図である。図１４は、図１３に示されたコントローラにおいて、リフト下降操作時に使用される制御項目の一覧を示す表である。図１５は、図１３に示されたコントローラにより実行される力行トルク制限値設定処理手順を示すフローチャートである。図１６は、図１５に示された力行トルク制限値設定処理手順が実行されたときの電動モータの回転数及び力行トルク制限値のタイムチャートを示す図である。図１７は、図１５に示された力行トルク制限値設定処理手順の変形例を示すフローチャートである。図１８は、図１７に示された力行トルク制限値設定処理手順が実行されたときの電動モータの回転数及び力行トルク制限値のタイムチャートを示す図である。図１９は、第３実施形態に係る油圧駆動装置において、コントローラの一部の構成を示すブロック図である。図２０は、図１９に示つれたコントローラにおいて、リフト下降操作時に使用される制御項目の一覧を示す表である。図２１は、図１９に示されたトルク制限値設定部により力行トルク制限値が設定されたときの電動モータの回転数及び力行トルク制限値のタイムチャートを示す図である。図２２は、第４実施形態に係る油圧駆動装置を示す油圧回路図である。図２３は、図２２に示されたコントローラにより実行される電磁比例弁の制御処理手順を示すフローチャートである。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

　図１は、第１実施形態に係る油圧駆動装置を備えた荷役車両を示す側面図である。同図において、本実施形態に係る荷役車両は、バッテリ式のフォークリフト１である。フォークリフト１は、車体フレーム２と、車体フレーム２の前部に配置されたマスト３と、を備えている。マスト３は、左右１対のアウターマスト３ａと、インナーマスト３ｂと、からなっている。各アウターマスト３ａは、車体フレーム２に傾動可能に支持されている。インナーマスト３ｂは、アウターマスト３ａの内側に配置され、アウターマスト３ａに対して昇降可能である。

　マスト３の後側には、昇降用油圧シリンダとしてのリフトシリンダ４が配置されている。リフトシリンダ４のピストンロッド４ｐの先端部は、インナーマスト３ｂの上部に連結されている。

　インナーマスト３ｂには、リフトブラケット５が昇降可能に支持されている。リフトブラケット５には、荷物を積載するフォーク（昇降物）６が取り付けられている。インナーマスト３ｂの上部にはチェーンホイール７が設けられ、チェーンホイール７にはチェーン８が掛装されている。チェーン８の一端部はリフトシリンダ４に連結され、チェーン８の他端部はリフトブラケット５に連結されている。リフトシリンダ４を伸縮させると、チェーン８を介してフォーク６がリフトブラケット５と共に昇降する。

　車体フレーム２の左右両側には、傾動用油圧シリンダとしてのティルトシリンダ９がそれぞれ支持されている。ティルトシリンダ９のピストンロッド９ｐの先端部は、アウターマスト３ａの高さ方向でのほぼ中央部に回動可能に連結されている。ティルトシリンダ９が伸縮すると、マスト３が傾動する。

　車体フレーム２の上部には、運転室１０が設けられている。運転室１０の前部には、リフトシリンダ４を作動させてフォーク６を昇降させるためのリフト操作レバー１１と、ティルトシリンダ９を作動させてマスト３を傾動させるためのティルト操作レバー１２とが設けられている。リフト操作レバー１１及びティルト操作レバー１２は、手動操作部材である。

　運転室１０の前部には、操舵を行うためのステアリング機構１３が設けられている。ステアリング機構１３は、油圧式のパワーステアリング機構である。ステアリング機構１３は、パワーステアリング（ＰＳ）用油圧シリンダとしてのＰＳシリンダ１４（図２参照）により、運転者の操舵をアシストすることが可能である。

　フォークリフト１は、アタッチメント（図示せず）を動作させるアタッチメント用油圧シリンダとしてのアタッチメントシリンダ１５（図２参照）を備えている。アタッチメントとしては、例えばフォーク６を左右移動、傾動、又は回転させる機構等がある。また、運転室１０には、アタッチメントシリンダ１５を作動させてアタッチメントを動作させるためのアタッチメント操作レバー（図示せず）が設けられている。アタッチメント操作レバーも、リフト操作レバー１１及びティルト操作レバー１２と同様に、手動操作部材である。

　運転室１０には、特に図示はしないが、フォークリフト１の走行方向（前進／後進／ニュートラル）を切り換えるためのディレクションスイッチが設けられている。

　図２は、第１実施形態に係る油圧駆動装置を示す油圧回路図である。同図において、本実施形態の油圧駆動装置１６は、リフトシリンダ４、ティルトシリンダ９、アタッチメントシリンダ１５、及びＰＳシリンダ１４を駆動する。

　油圧駆動装置１６は、単一の油圧ポンプモータ１７と、油圧ポンプモータ１７を駆動する単一の電動モータ１８と、を備えている。油圧ポンプモータ１７は、作動油を吸い込むための吸込口１７ａと、作動油を吐出するための吐出口１７ｂと、を有している。油圧ポンプモータ１７は、一方向に回転可能な構成とされている。

　電動モータ１８は、電動機及び発電機として機能する。具体的には、油圧ポンプモータ１７が油圧ポンプとして作動する場合には、電動モータ１８は電動機として機能し、油圧ポンプモータ１７が油圧モータとして作動する場合には、電動モータ１８は発電機として機能する。電動モータ１８が発電機として機能すると、電動モータ１８で発生した電力がバッテリ（図示せず）に蓄電される。つまり、回生動作が行われる。

　油圧ポンプモータ１７の吸込口１７ａには、作動油を貯留するタンク１９が油圧配管２０を介して接続されている。油圧配管２０には、逆止弁２１が設けられている。逆止弁２１は、タンク１９から油圧ポンプモータ１７への方向にのみ作動油を流通させる。

　油圧ポンプモータ１７の吐出口１７ｂとリフトシリンダ４のボトム室４ｂとは、油圧配管２２を介して接続されている。油圧配管２２には、リフト上昇用の電磁比例弁２３が配設されている。電磁比例弁２３は、開位置２３ａと閉位置２３ｂとの間で切り換えられる。開位置２３ａでは、電磁比例弁２３は、油圧ポンプモータ１７からリフトシリンダ４のボトム室４ｂへの作動油の流通を許容する。閉位置２３ｂでは、電磁比例弁２３は、油圧ポンプモータ１７からリフトシリンダ４のボトム室４ｂへの作動油の流通を遮断する。

　電磁比例弁２３は、通常は閉位置２３ｂ（図示）にある。電磁比例弁２３は、ソレノイド操作部２３ｃに操作信号（リフト操作レバー１１の上昇操作の操作量に応じたリフト上昇用ソレノイド電流指令値）が入力されると、開位置２３ａに切り換わる。すると、油圧ポンプモータ１７からリフトシリンダ４のボトム室４ｂに作動油が供給され、リフトシリンダ４が伸長する。これにより、フォーク６が上昇する。電磁比例弁２３は、開位置２３ａにあるときは、操作信号に応じた開度で開く。油圧配管２２における電磁比例弁２３とリフトシリンダ４との間には、逆止弁２４が設けられている。逆止弁２４は、電磁比例弁２３からリフトシリンダ４への方向にのみ作動油を流通させる。

　油圧配管２２における油圧ポンプモータ１７と電磁比例弁２３との分岐点には、油圧配管２５を介してティルト用の電磁比例弁２６が接続されている。油圧配管２５には、逆止弁２７が設けられている。逆止弁２７は、油圧ポンプモータ１７から電磁比例弁２６への方向にのみ作動油を流通させる。

　電磁比例弁２６とティルトシリンダ９のロッド室９ａ及びボトム室９ｂとは、油圧配管２８，２９を介してそれぞれ接続されている。電磁比例弁２６は、開位置２６ａと、開位置２６ｂと、閉位置２６ｃと、の間で切り換えられる。開位置２６ａでは、電磁比例弁２６は、油圧ポンプモータ１７からティルトシリンダ９のロッド室９ａへの作動油の流通を許容する。開位置２６ｂでは、電磁比例弁２６は、油圧ポンプモータ１７からティルトシリンダ９のボトム室９ｂへの作動油の流通を許容する。閉位置２６ｃでは、電磁比例弁２６は、油圧ポンプモータ１７からティルトシリンダ９への作動油の流通を遮断する。

　電磁比例弁２６は、通常は閉位置２６ｃ（図示）にある。電磁比例弁２６は、開位置２６ａ側のソレノイド操作部２６ｄに操作信号（ティルト操作レバー１２の後傾操作の操作量に応じたティルト用ソレノイド電流指令値）が入力されると、開位置２６ａに切り換わる。電磁比例弁２６は、開位置２６ｂ側のソレノイド操作部２６ｅに操作信号（ティルト操作レバー１２の前傾操作の操作量に応じたティルト用ソレノイド電流指令値）が入力されると、開位置２６ｂに切り換わる。電磁比例弁２６が開位置２６ａに切り換わると、油圧ポンプモータ１７からティルトシリンダ９のロッド室９ａに作動油が供給され、ティルトシリンダ９が収縮する。これにより、マスト３が後傾する。電磁比例弁２６が開位置２６ｂに切り換わると、油圧ポンプモータ１７からティルトシリンダ９のボトム室９ｂに作動油が供給され、ティルトシリンダ９が伸長する。これにより、マスト３が前傾する。電磁比例弁２６は、開位置２６ａ，２６ｂにあるときは、操作信号に応じた開度で開く。

　油圧配管２５における逆止弁２７の上流側には、油圧配管３０を介してアタッチメント用の電磁比例弁３１が接続されている。油圧配管３０には、逆止弁３２が設けられている。逆止弁３２は、油圧ポンプモータ１７から電磁比例弁３１への方向にのみ作動油を流通させる。

　電磁比例弁３１とアタッチメントシリンダ１５のロッド室１５ａ及びボトム室１５ｂとは、油圧配管３３，３４を介してそれぞれ接続されている。電磁比例弁３１は、開位置３１ａと、開位置３１ｂと、閉位置３１ｃと、の間で切り換えられる。開位置３１ａでは、電磁比例弁３１は、油圧ポンプモータ１７からアタッチメントシリンダ１５のロッド室１５ａへの作動油の流通を許容する。開位置３１ｂでは、電磁比例弁３１は、油圧ポンプモータ１７からアタッチメントシリンダ１５のボトム室１５ｂへの作動油の流通を許容する。閉位置３１ｃでは、電磁比例弁３１は、油圧ポンプモータ１７からアタッチメントシリンダ１５への作動油の流通を遮断する。

　電磁比例弁３１は、通常は閉位置３１ｃ（図示）にある。電磁比例弁３１は、開位置３１ａ側のソレノイド操作部３１ｄに操作信号（アタッチメント操作レバーの一方側操作の操作量に応じたアタッチメント用ソレノイド電流指令値）が入力されると、開位置３１ａに切り換わる。電磁比例弁３１は、開位置３１ｂ側のソレノイド操作部３１ｅに操作信号（アタッチメント操作レバーの他方側操作の操作量に応じたアタッチメント用ソレノイド電流指令値）が入力されると、開位置３１ｂに切り換わる。アタッチメントシリンダ１５の動作については、説明を省略する。電磁比例弁３１は、開位置３１ａ，３１ｂにあるときは、操作信号に応じた開度で開く。

　油圧配管３０における逆止弁３２の上流側には、油圧配管３５を介してＰＳ用の電磁比例弁３６が接続されている。油圧配管３５には、逆止弁３７が設けられている。逆止弁３７は、油圧ポンプモータ１７から電磁比例弁３６への方向にのみ作動油を流通させる。

　電磁比例弁３６とＰＳシリンダ１４のロッド室１４ａ及びボトム室１４ｂとは、油圧配管３８，３９を介してそれぞれ接続されている。電磁比例弁３６は、開位置３６ａと、開位置３６ｂと、閉位置３６ｃと、の間で切り換えられる。開位置３６ａでは、電磁比例弁３６は、油圧ポンプモータ１７からＰＳシリンダ１４のロッド室１４ａへの作動油の流通を許容する。開位置３６ｂでは、電磁比例弁３６は、油圧ポンプモータ１７からＰＳシリンダ１４のボトム室１４ｂへの作動油の流通を許容する。閉位置３６ｃでは、電磁比例弁３６は、油圧ポンプモータ１７からＰＳシリンダ１４への作動油の流通を遮断する。

　電磁比例弁３６は、通常は閉位置３６ｃ（図示）にある。電磁比例弁３６は、開位置３６ａ側のソレノイド操作部３６ｄに操作信号（ステアリング機構１３の左右一方側操作の操作速度に応じたＰＳ用ソレノイド電流指令値）が入力されると、開位置３６ａに切り換わる。電磁比例弁３６は、開位置３６ｂ側のソレノイド操作部３６ｅに操作信号（ステアリング機構１３の左右他方側操作の操作速度に応じたＰＳ用ソレノイド電流指令値）が入力されると、開位置３６ｂに切り換わる。ＰＳシリンダ１４の動作については、説明を省略する。電磁比例弁３６は、開位置３６ａ，３６ｂにあるときは、操作信号に応じた開度で開く。

　油圧配管２２における油圧ポンプモータ１７と電磁比例弁２３との分岐点は、油圧配管４０を介してタンク１９と接続されている。油圧配管４０には、アンロード弁４１及びフィルタ４２が設けられている。油圧配管４０と電磁比例弁２６，３１，３６とは、油圧配管４３～４５を介して接続されている。電磁比例弁２３，２６，３１，３６は、油圧配管４６を介して油圧配管４０と接続されている。

　油圧ポンプモータ１７の吸込口１７ａとリフトシリンダ４のボトム室４ｂとは、油圧配管４７を介して接続されている。油圧配管４７は、リフトシリンダ４からの作動油を油圧ポンプモータ１７に送るための第１作動油流路を構成している。

　油圧配管４７には、リフト下降用の電磁比例弁４８が配設されている。電磁比例弁４８は、開位置４８ａと閉位置４８ｂとの間で切り換えられる。開位置４８ａでは、電磁比例弁４８は、リフトシリンダ４のボトム室４ｂから油圧ポンプモータ１７の吸込口１７ａへの作動油の流通を許容する。閉位置４８ｂでは、電磁比例弁４８は、リフトシリンダ４のボトム室４ｂから油圧ポンプモータ１７の吸込口１７ａへの作動油の流通を遮断する。油圧配管４７に配設されるリフト下降用の制御弁は、電磁比例弁４８に限られない。リフト下降用の制御弁は、手動式比例弁、機械式比例弁、又は油圧式比例弁などであってもよい。

　電磁比例弁４８は、通常は閉位置４８ｂ（図示）にある。電磁比例弁４８は、ソレノイド操作部４８ｃに操作信号（リフト操作レバー１１の下降操作の操作量に応じたリフト下降用ソレノイド電流指令値）が入力されると、開位置４８ａに切り換わる。すると、フォーク６の自重によりフォーク６が下降し、フォーク６が下降に伴ってリフトシリンダ４が収縮する。これにより、リフトシリンダ４のボトム室４ｂから作動油が流れ出る。電磁比例弁４８は、開位置４８ａにあるときは、操作信号に応じた開度で開く。

　油圧配管４７における油圧ポンプモータ１７と電磁比例弁４８との分岐点は、油圧配管４９を介してタンク１９と接続されている。油圧配管４９は、油圧配管４７とタンク１９とを接続している。油圧配管４９は、リフトシリンダ４からの作動油をタンク１９に戻すためのバイパス作動油流路（第２作動油流路）を構成している。

　油圧配管４９には、流量制御弁５０が配設されている。流量制御弁５０は、リフトシリンダ４からタンク１９に戻る作動油の流量を制御する圧力補償機能を有している。流量制御弁５０は、パイロット圧に応じた開度で開くパイロット式流量制御弁である。油圧配管４９における流量制御弁５０とタンク１９との間には、フィルタ５１が設けられている。油圧配管４９に配設される開閉弁は、流量制御弁５０に限られない。開閉弁は、機械式切換弁、手動式切換弁、又は油圧式切換弁などであってもよい。

　流量制御弁５０は、開位置５０ａと、閉位置５０ｂと、絞り位置５０ｃと、の間で切り換えられる。開位置５０ａでは、流量制御弁５０は、作動油の流通を許容する。閉位置５０ｂでは、流量制御弁５０は、作動油の流通を遮断する。絞り位置５０ｃでは、流量制御弁５０は、作動油の流通量を調整する。流量制御弁５０の閉位置５０ｂ側のパイロット操作部と油圧配管４７における電磁比例弁４８の上流側とは、パイロット流路５２を介して接続されている。流量制御弁５０の開位置５０ａ側のパイロット操作部と油圧配管４９における流量制御弁５０の上流側とは、パイロット流路５３を介して接続されている。

　流量制御弁５０は、油圧配管４７における電磁比例弁４８の上流側の圧力と油圧配管４９における流量制御弁５０の上流側の圧力との圧力差（差圧）に応じた開度で開く。具体的には、流量制御弁５０は、通常は開位置５０ａ（図示）にある。油圧配管４７における電磁比例弁４８の上流側の圧力と油圧配管４９における流量制御弁５０の上流側の圧力との差圧が大きくなるほど、流量制御弁５０の開度が小さくなる。

　油圧配管４９における流量制御弁５０の上流側には、パイロットチェック弁５４が配設されている。パイロットチェック弁５４は、タンク１９に戻る方向にのみ作動油を通過させる。パイロットチェック弁５４と油圧配管４９における流量制御弁５０の下流側とは、パイロット流路５５を介して接続されている。パイロット流路５５上には、パイロット用電磁切換弁５６が配設されている。パイロット用電磁切換弁５６は、開位置５６ａと閉位置５６ｂとで切り換えられる開閉弁である。パイロット用電磁切換弁５６は、通常は閉位置５６ｂ（図示）にある。パイロット用電磁切換弁５６は、ソレノイド操作部５６ｃにＯＮ信号が入力されると、閉位置５６ｂから開位置５６ａに切り換わる。

　パイロットチェック弁５４は、図３に示されるように、プランジャ５７とバネ５８とを有している。プランジャ５７は、電磁比例弁４８と流量制御弁５０との間の流路を開閉する。バネ５８は、電磁比例弁４８と流量制御弁５０との間の流路を閉じる方向にプランジャ５７を付勢している。プランジャ５７には、オリフィス５７ａが形成されている。オリフィス５７ａは、リフトシリンダ４からの作動油をパイロット流路５５に供給する。

　フォーク６の下降動作（リフト下降動作）が行われる場合、電磁比例弁４８が閉位置４８ｂから開位置４８ａに切り換えられると共に、パイロット用電磁切換弁５６が閉位置５６ｂから開位置５６ａに切り換えられる。すると、上述したように、フォーク６の自重によりフォーク６が下降し、リフトシリンダ４が収縮する。このとき、パイロット用電磁切換弁５６が開いた直後は、リフトシリンダ４からの作動油がパイロットチェック弁５４のオリフィス５７ａ及びパイロット流路５５を通ってタンク１９に戻る（矢印ＦＡ参照）。

　オリフィス５７ａを通過する作動油の流量が増えると、オリフィス５７ａの上流側の圧力とオリフィス５７ａの下流側の圧力との圧力差（差圧）によってバネ５８の付勢力に抗してプランジャ５７が押し上げられる。これにより、電磁比例弁４８と流量制御弁５０との間の流路が開く。この結果、リフトシリンダ４からの作動油が、パイロットチェック弁５４及び流量制御弁５０を通過してタンク１９に戻る（矢印ＦＢ参照）。

　パイロットチェック弁５４の開度は、オリフィス５７ａの上流側（油圧配管４９におけるパイロットチェック弁５４の上流側）の圧力とオリフィス５７ａの下流側（パイロット流路５５）の圧力との差圧、つまり流量制御弁５０の上流側の圧力と流量制御弁５０の下流側の圧力との差圧（流量制御弁５０の前後差圧）によって決まる。言い換えると、パイロットチェック弁５４を開弁させる差圧としては、流量制御弁５０の前後差圧が用いられる。

　図４は、油圧駆動装置１６の制御系を示す構成図である。同図において、油圧駆動装置１６は、コントローラ６０と、リフト操作レバー１１の操作量を検出するリフト操作レバー操作量センサ６１と、ティルト操作レバー１２の操作量を検出するティルト操作レバー操作量センサ６２と、アタッチメント操作レバー（図示せず）の操作量を検出するアタッチメント操作レバー操作量センサ６３と、ステアリング機構１３の操作速度を検出するステアリング操作速度センサ６４と、電動モータ１８の実回転数（モータ実回転数）を検出する回転数センサ６５と、を備えている。

　コントローラ６０は、各操作レバー操作量センサ６１～６３、ステアリング操作速度センサ６４及び回転数センサ６５の検出値を入力し、所定の処理を行い、電動モータ１８、電磁比例弁２３，２６，３１，３６，４８及びパイロット用電磁切換弁５６を制御する。すなわち、コントローラ６０は、電動モータ１８、各電磁比例弁２３，２６，３１，３６，４８及びパイロット用電磁切換弁５６を操作するように構成されている。コントローラ６０は、油圧駆動装置１６を統括的に制御する電子制御ユニットである。コントローラ６０は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、及びＲＡＭ（Random　Access　Memory）などを備えており、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで各種の制御を行う。

　図５は、コントローラ６０により実行される制御処理手順を示すフローチャートである。本制御処理では、フォーク６の下降（リフト下降）を含む動作のみを対象としている。本制御処理を実行する周期は、実験等により適宜決められている。

　まず、コントローラ６０は、操作レバー操作量センサ６１～６３により検出されたリフト操作レバー１１、ティルト操作レバー１２及びアタッチメント操作レバーの各操作量と、ステアリング操作速度センサ６４により検出されたステアリング機構１３の操作速度とを取得する（手順Ｓ１０１）。

　続いて、コントローラ６０は、手順Ｓ１０１で取得されたリフト操作レバー１１、ティルト操作レバー１２、アタッチメント操作レバーの各操作量及びステアリング機構１３の操作速度に基づいて、操作条件としてのリフト下降モードを判定する（手順Ｓ１０２）。リフト下降モードは、リフト下降単独操作、リフト下降＋ティルト操作、リフト下降＋アタッチメント操作、リフト下降＋パワーステアリング操作、及び、リフト下降＋ティルト＋パワーステアリング操作を含んでいる。

　続いて、コントローラ６０は、手順Ｓ１０１で取得されたリフト操作レバー１１、ティルト操作レバー１２、アタッチメント操作レバーの各操作量及びステアリング機構１３の操作速度と、手順Ｓ１０２で判定したリフト下降モードと、に応じた電磁比例弁ソレノイド電流指令値を求める（手順Ｓ１０３）。電磁比例弁ソレノイド電流指令値は、リフト操作レバー１１の下降操作の操作量に応じたリフト下降用ソレノイド電流指令値、ティルト操作レバー１２の操作量に応じたティルト用ソレノイド電流指令値、アタッチメント操作レバーの操作量に応じたアタッチメント用ソレノイド電流指令値、及び、ステアリング機構１３の操作速度に応じたパワーステアリング（ＰＳ）用ソレノイド電流指令値を含んでいる。

　続いて、コントローラ６０は、手順Ｓ１０２で得た操作条件に対応するモータ必要回転数を求める（手順Ｓ１０４）。モータ必要回転数は、リフト必要モータ回転数、ティルト必要モータ回転数、アタッチメント必要モータ回転数、及び、パワーステアリング（ＰＳ）必要モータ回転数を含んでいる。リフト必要モータ回転数は、リフト動作を行うのに必要な電動モータ１８の回転数である。ティルト必要モータ回転数は、ティルト動作を行うのに必要な電動モータ１８の回転数である。アタッチメント必要モータ回転数は、アタッチメント動作を行うのに必要な電動モータ１８の回転数である。ＰＳ必要モータ回転数は、ＰＳ動作を行うのに必要な電動モータ１８の回転数である。

　続いて、コントローラ６０は、手順Ｓ１０２で判定したリフト下降モードと、手順Ｓ１０４で得たモータ必要回転数と、に基づいて、モータ回転数指令値（モータ指令回転数）を設定する（手順Ｓ１０５）。このとき、モータ指令回転数は、図６に示される通りである。具体的には、リフト下降単独操作の場合は、コントローラ６０は、モータ指令回転数をリフト必要モータ回転数N_liftとする。リフト下降＋ティルト操作の場合は、コントローラ６０は、モータ指令回転数をティルト必要モータ回転数N_tiltとする。リフト下降＋アタッチメント操作の場合は、コントローラ６０は、モータ指令回転数をアタッチメント必要モータ回転数N_atmtとする。リフト下降＋パワーステアリング操作の場合は、コントローラ６０は、モータ指令回転数をＰＳ必要モータ回転数N_psとする。リフト下降＋ティルト＋パワーステアリング操作の場合は、コントローラ６０は、モータ指令回転数をティルト必要モータ回転数N_tiltとＰＳ必要モータ回転数N_psとの最大値とする。

　続いて、コントローラ６０は、手順Ｓ１０２で判定したリフト下降モードに基づいて、電動モータ１８の力行トルク制限値を設定する（手順Ｓ１０６）。力行トルク制限値は、許容する力行トルクの値である。図６に示されるように、リフト下降単独操作の場合は、コントローラ６０は、力行トルク制限をＯＮにする。このとき、力行トルク制限値は、例えば０Ｎｍ（０％）もしくはそれに近い値に設定される。リフト下降＋ティルト操作、リフト下降＋アタッチメント操作、リフト下降＋パワーステアリング操作、又はリフト下降＋ティルト＋パワーステアリング操作の場合は、コントローラ６０は、力行トルク制限をＯＦＦにする。つまり、この場合、力行トルク制限値は、１００％に設定される。

　続いて、コントローラ６０は、手順Ｓ１０２で判定したリフト下降モードと、手順Ｓ１０５で設定したモータ指令回転数と、回転数センサ６５により検出されたモータ実回転数と、に基づいて、パイロット用電磁切換弁５６の開閉（ＯＮ／ＯＦＦ）動作を制御する（手順Ｓ１０７）。コントローラ６０が行うパイロット用電磁切換弁５６の制御処理手順の詳細を図７に示す。

　図７において、まず、コントローラ６０は、リフト下降モードがリフト下降単独操作であるか否かを判断する（手順Ｓ１１１）。コントローラ６０は、リフト下降モードがリフト下降単独操作であると判断したときは、回転数センサ６５により検出されたモータ実回転数を取得する（手順Ｓ１１２）。

　続いて、コントローラ６０は、手順Ｓ１０５（図４参照）で設定したモータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎ以上であるか否かを判断する（手順Ｓ１１３）。コントローラ６０は、モータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎ以上であると判断したときは、パイロット用電磁切換弁５６のソレノイド操作部５６ｃにＯＮ信号を送出する。これにより、コントローラ６０は、パイロット用電磁切換弁５６を開位置５６ａ（ＯＮ）にする（手順Ｓ１１４）。一定値Ｎは、開操作閾値である。コントローラ６０は、モータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎ以上でないと判断したときは、パイロット用電磁切換弁５６のソレノイド操作部５６ｃにＯＦＦ信号を送出する。これにより、コントローラ６０は、パイロット用電磁切換弁５６を閉位置５６ｂ（ＯＦＦ）にする（手順Ｓ１１５）。

　コントローラ６０は、手順Ｓ１１１でリフト下降モードがリフト下降単独操作でない、つまりリフト下降モードがリフト下降＋ティルト操作、リフト下降＋アタッチメント操作、リフト下降＋パワーステアリング操作、及びリフト下降＋ティルト＋パワーステアリング操作の何れかであると判断したときは、図６にも示されるように、パイロット用電磁切換弁５６のソレノイド操作部５６ｃにＯＮ信号を送出する。これにより、コントローラ６０は、パイロット用電磁切換弁５６をＯＮにする（手順Ｓ１１４）。

　本処理では、コントローラ６０は、モータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎ以上であるときは、パイロット用電磁切換弁５６をＯＮにし、モータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎ以上でないときは、パイロット用電磁切換弁５６をＯＦＦにするようにしたが、特にその態様には限られない。例えば、チャタリングを防止するために、コントローラ６０は、モータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎ_on以上であるときは、パイロット用電磁切換弁５６をＯＮにし、モータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎ_off（＜Ｎ_on）以下であるときは、パイロット用電磁切換弁５６をＯＦＦにするようにしてもよい。一定値Ｎ_onは、開操作閾値である。

　図５に戻り、手順Ｓ１０７を実施した後、コントローラ６０は、手順Ｓ１０３で得た電磁比例弁ソレノイド電流指令値を、対応する電磁比例弁のソレノイド操作部に送出する（手順Ｓ１０８）。このとき、コントローラ６０は、リフト下降用ソレノイド電流指令値を電磁比例弁４８のソレノイド操作部４８ｃに送出する。コントローラ６０は、ティルト用ソレノイド電流指令値を求めたときは、その電流指令値を電磁比例弁２６のソレノイド操作部２６ｄ，２６ｅの何れかに送出する。コントローラ６０は、アタッチメント用ソレノイド電流指令値を求めたときは、その電流指令値を電磁比例弁３１のソレノイド操作部３１ｄ，３１ｅの何れかに送出する。コントローラ６０は、ＰＳ用ソレノイド電流指令値を求めたときは、その電流指令値を電磁比例弁３６のソレノイド操作部３６ｄ，３６ｅの何れかに送出する。

　続いて、コントローラ６０は、手順Ｓ１０５で設定されたモータ回転数指令値（モータ指令回転数）と、回転数センサ６５により検出されたモータ実回転数と、手順Ｓ１０６で設定した電動モータ１８の力行トルク制限値と、に基づいて、電動モータ１８の出力トルクを求める。コントローラ６０は、求めた出力トルクを制御信号として電動モータ１８に送出する（手順Ｓ１０９）。手順Ｓ１０９の処理は、図８に示されるように、コントローラ６０に含まれるモータトルク出力部６６により実行される。

　図８に示されるように、モータトルク出力部６６は、比較部６７と、ＰＩＤ演算部６８と、出力トルク決定部６９と、モータ制御部７０と、を有している。比較部６７は、上記手順Ｓ１０５で設定したモータ指令回転数と回転数センサ６５により検出されたモータ実回転数との回転数偏差を算出する。ＰＩＤ演算部６８は、モータ指令回転数とモータ実回転数との回転数偏差のＰＩＤ演算を行い、当該回転数偏差がゼロになるような電動モータ１８の力行トルク指令値を求める。ＰＩＤ演算は、比例（Proportional）動作、積分（Integral）動作及び微分（Derivative）動作を組み合わせた演算である。

　出力トルク決定部６９は、ＰＩＤ演算部６８で得られた力行トルク指令値と上記手順Ｓ１０６で設定した電動モータ１８の力行トルク制限値とを比較し、電動モータ１８の出力トルクを決定する。具体的には、出力トルク決定部６９は、力行トルク指令値が力行トルク制限値以下のときは、力行トルク指令値を電動モータ１８の出力トルクとする。出力トルク決定部６９は、力行トルク指令値が力行トルク制限値よりも高いときは、力行トルク制限値を電動モータ１８の出力トルクとする。モータ制御部７０は、出力トルク決定部６９で決定された出力トルクを電流信号に変換して電動モータ１８に送出する。

　以上において、本実施形態では、リフト操作レバー操作量センサ６１、ティルト操作レバー操作量センサ６２、アタッチメント操作レバー操作量センサ６３、ステアリング操作速度センサ６４、及びコントローラ６０は、電動モータ１８の指令回転数を設定する設定部と、リフト操作レバー１１（昇降操作部材）の下降操作が単独で行われたか否かと、リフト操作レバー１１の下降操作を含む複数の手動操作部材の操作が同時に行われたか否かと、を判定する判定部と、を構成する。コントローラ６０は、設定部により設定された指令回転数と回転数センサ６５により検出された実回転数とに基づいて電動モータ１８を制御する電動機制御部を構成する。

　本実施形態では、コントローラ６０は、判定部によりリフト操作レバー１１の下降操作が単独で行われたと判定された場合は、設定部により設定された電動モータ１８の指令回転数と回転数センサ６５により検出された電動モータ１８の実回転数との差が所定値以上であるときに、パイロット用電磁切換弁５６を開位置５６ａに切り換えるように制御し、判定部によりリフト操作レバー１１の下降操作を含む複数の手動操作部材の操作が同時に行われたと判定された場合は、パイロット用電磁切換弁５６を無条件に開位置５６ａに切り換えるように制御する弁開閉制御部を構成する。

　本実施形態では、コントローラ６０は、判定部によりリフト操作レバー１１の下降操作が単独で行われたと判定された場合は、電動モータ１８の力行トルクを制限し、判定部によりリフト操作レバー１１の下降操作を含む複数の手動操作部材の操作が同時に行われたと判定された場合は、電動モータ１８の力行トルクの制限を解除するトルク制限制御部を構成する。

　本実施形態では、図５に示される手順Ｓ１０１，１０２は、判定部の一部として機能する。手順Ｓ１０１，Ｓ１０３～Ｓ１０５は、設定部の一部として機能する。手順Ｓ１０６は、トルク制限制御部として機能する。手順Ｓ１０７は、弁開閉制御部として機能する。手順Ｓ１０９は、電動機制御部として機能する。

　次に、本実施形態の油圧駆動装置１６の動作を図９～図１２により説明する。図９は、フォーク６の積荷荷重が大きい状態（重負荷状態）において、リフト下降単独操作が行われる場合のタイミングチャートを示す図である。

　図９において、時刻ｔ１では、リフト下降単独操作が開始されるため、電動モータ１８の力行トルク制限がＯＮになる。また、リフト操作レバー１１の操作量（実線Ａ参照）に応じたリフト下降用ソレノイド電流指令値（破線Ｂ参照）が求められ、その電流指令値が電磁比例弁４８に出力される。すると、電磁比例弁４８が閉位置４８ｂから開位置４８ａに切り換えられる。このとき、フォーク６の積荷荷重が大きいため、油圧配管４７における電磁比例弁４８の上流側の圧力と油圧配管４９における流量制御弁５０の上流側の圧力との差圧が大きくなり、流量制御弁５０が開位置５０ａから閉位置５０ｂ側に切り換えられる。そして、リフト下降用ソレノイド電流指令値に応じたリフト必要モータ回転数がモータ指令回転数（破線Ｃ_０参照）として求められ、そのモータ指令回転数が電動モータ１８に出力される。

　時刻ｔ２では、モータ指令回転数とモータ実回転数（実線Ｃ参照）との差が一定値Ｎ以上になると、パイロット用電磁切換弁５６がＯＮになる（実線Ｄ参照）。このとき、油圧ポンプモータ１７の吸込圧力によって油圧ポンプモータ１７が回転させられるため、モータ実回転数がモータ指令回転数に近づく。

　時刻ｔ３では、モータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎより小さくなるため、パイロット用電磁切換弁５６がＯＦＦになる（実線Ｄ参照）。すると、タンク１９に戻る作動油の流量（バイパス流量）Ｑ３が０となり、リフトシリンダ４からの作動油の流量Ｑ１が全て油圧ポンプモータ１７に供給される作動油の流量Ｑ２となる。従って、油圧ポンプモータ１７が油圧モータとして作動しやすくなり、電動モータ１８が発電機として機能する。これにより、上述した荷役回生を効率的に行うことができる。

　図１０は、フォーク６の積荷荷重が小さい状態（軽負荷状態）において、リフト下降単独操作が行なわれる場合のタイミングチャートを示す図である。

　図１０において、時刻ｔ１では、リフト下降単独操作が開始されるため、電動モータ１８の力行トルク制限がＯＮになる。また、リフト操作レバー１１の操作量（実線Ａ参照）に応じたリフト下降用ソレノイド電流指令値（破線Ｂ参照）が求められ、その電流指令値が電磁比例弁４８に出力される。すると、電磁比例弁４８が閉位置４８ｂから開位置４８ａに切り換えられる。このとき、フォーク６の積荷荷重が小さいため、油圧配管４７における電磁比例弁４８の上流側の圧力と油圧配管４９における流量制御弁５０の上流側の圧力との差圧が小さく、流量制御弁５０が開いている。そして、リフト下降用ソレノイド電流指令値に応じたリフト必要モータ回転数がモータ指令回転数（破線Ｃ_０参照）として求められ、そのモータ指令回転数が電動モータ１８に出力される。

　時刻ｔ２では、モータ指令回転数とモータ実回転数（実線Ｃ参照）との差が一定値Ｎ以上になると、パイロット用電磁切換弁５６がＯＮになる（実線Ｄ参照）。このとき、油圧ポンプモータ１７の吸込圧力が低いため、油圧ポンプモータ１７は回転させられず、モータ実回転数がモータ指令回転数に到達することは無い。このため、パイロット用電磁切換弁５６は、ＯＮの状態に維持される。

　その状態で、タンク１９に戻る作動油のバイパス流量Ｑ３が必要な量になるまで、流量制御弁５０の開度が大きくなる。すると、リフトシリンダ４からの作動油の流量Ｑ１が必要な分だけ確保される。これにより、必要なリフト下降速度を確保することができる。また、電動モータ１８が力行することは無いので、消費電力を低く抑えることができる。

　図１１は、フォーク６の積荷荷重が大きい状態（重負荷状態）において、リフト下降とティルトとの同時操作が行われる場合のタイミングチャートを示す図である。図１１において、時刻ｔ１～ｔ３での動作は、図９に示す動作と同様であるため、その説明を省略する。

　時刻ｔ４では、ティルト操作が開始されるため、電動モータ１８の力行トルク制限がＯＦＦになると共に、パイロット用電磁切換弁５６がＯＦＦからＯＮになる（実線Ｄ参照）。そして、ティルト操作レバー１２の操作量（実線Ｅ参照）に応じたティルト用ソレノイド電流指令値が求められ、その電流指令値が電磁比例弁２６に出力される。すると、電磁比例弁２６が閉位置２６ｃから開位置２６ａ，２６ｂの何れかに切り換えられる。そして、ティルト用ソレノイド電流指令値に応じたティルト必要モータ回転数がモータ指令回転数（破線Ｃ_０参照）として求められ、そのモータ指令回転数が電動モータ１８に出力される。

　電動モータ１８の力行トルク制限はＯＦＦであるため、モータ実回転数がモータ指令回転数に追従するようになる。積荷荷重によっては荷役回生を行うことが可能である。

　モータ指令回転数がリフト必要モータ回転数からティルト必要モータ回転数に下がるため、モータ実回転数が低下する。モータ実回転数が低下すると、油圧ポンプモータ１７に供給される作動油の流量Ｑ２が少なくなるため、流量制御弁５０は、減少した流量Ｑ２を補える開度になるまで開く。従って、タンク１９に戻る作動油のバイパス流量Ｑ３が増加するため、リフトシリンダ４からの作動油の流量Ｑ１がほぼ一定になる。これにより、リフト下降とティルトとの同時操作が行われても、リフト下降速度を一定に保つことができる。また、積荷の回生エネルギーを最大限利用して、リフト下降動作及びティルト動作を同時に行うことができる。

　図１２は、フォーク６の積荷荷重が小さい状態（軽負荷状態）において、リフト下降とティルトとの同時操作が行われる場合のタイミングチャートを示す図である。図１２において、時刻ｔ１，ｔ２での動作は、図１０に示された動作と同様であるため、その説明を省略する。

　時刻ｔ４では、ティルト操作が開始されるため、電動モータ１８の力行トルク制限がＯＦＦになると共に、パイロット用電磁切換弁５６がＯＮの状態に維持される（実線Ｄ参照）。そして、ティルト操作レバー１２の操作量に応じたティルト用ソレノイド電流指令値が求められ、その電流指令値が電磁比例弁２６に出力される。すると、電磁比例弁２６が閉位置２６ｃから開位置２６ａ，２６ｂの何れかに切り換えられる。そして、ティルト用ソレノイド電流指令値に応じたティルト必要モータ回転数がモータ指令回転数（破線Ｃ_０参照）として求められ、そのモータ指令回転数が電動モータ１８に出力される。

　電動モータ１８の力行トルク制限はＯＦＦであるため、モータ実回転数がモータ指令回転数に追従する。積荷荷重によっては荷役回生を行うことが可能である。

　時刻ｔ４以前ではモータ実回転数がモータ指令回転数に到達していないため、モータ実回転数が上昇する（実線Ｃ参照）。モータ実回転数が上昇すると、油圧ポンプモータ１７に供給される作動油の流量Ｑ２が増加するため、増加した流量Ｑ２分だけタンク１９に戻る作動油のバイパス流量Ｑ３を減少させるように、流量制御弁５０の開度が小さくなる。従って、リフトシリンダ４からの作動油の流量Ｑ１がほぼ一定になる。これにより、リフト下降とティルトとの同時操作が行われても、リフト下降速度を一定に保つことができる。

　リフト下降とアタッチメントとの同時操作、リフト下降とパワーステアリングとの同時操作が行われる場合の動作については、リフト下降とティルトとの同時操作が行われる場合の動作とほぼ同様である。同時操作とは、リフト操作レバーと、他の操作レバー又はステアリングホイールと、が同じタイミングで操作されたことに限られない。例えば、同時操作には、リフト操作レバーが操作されている状態で、他の操作レバー又はステアリングホイールが操作されることも含まれる。すなわち、同時操作には、リフト操作レバーの操作に基づいてリフトシリンダ４が動作している状態で、他の操作レバー又はステアリングホイールが操作されることも含まれる。

　以上のように本実施形態では、油圧ポンプモータ１７とリフトシリンダ４とが油圧配管４７により接続され、油圧配管４７とタンク１９とが油圧配管４９により接続されている。油圧配管４９に流量制御弁５０が配設され、油圧配管４９における流量制御弁５０の上流側にパイロットチェック弁５４が配設されている。パイロットチェック弁５４と油圧配管４９における流量制御弁５０の下流側とがパイロット流路５５により接続されている。パイロット流路５５上にパイロット用電磁切換弁５６が配設されている。

　パイロットチェック弁５４を開弁させる差圧（パイロットチェック弁５４の開弁差圧）は、流量制御弁５０の上流側の圧力と流量制御弁５０の下流側の圧力（タンク圧に相当）との差圧によって得られる。このため、油圧配管４９におけるパイロットチェック弁５４の上流側に流量制御弁５０が配設される構成に比べて、本実施形態では、流量制御弁５０による圧力損失が発生しない分だけパイロットチェック弁５４の開弁差圧が大きい。従って、パイロットチェック弁５４の開度が大きくなり、油圧配管４９を流れる作動油の圧力損失が低減される。これにより、軽負荷時においてリフト下降動作が行われる際に、タンク１９に戻る作動油の流量が多くなるため、リフト下降速度を速くすることができる。

　本実施形態においては、重負荷状態のリフト下降単独動作時には、リフトシリンダ４からの作動油の流量全てが油圧ポンプモータ１７に送られるので、荷役回生を高効率に行うことができる。軽負荷状態のリフト下降単独動作時には、リフトシリンダ４からの作動油の流量の大部分がタンク１９に戻るので、必要最小限の電力で必要なリフト下降速度を確保することができる。

　リフト下降単独動作時には、リフト下降速度が低速の状態では回生可能な積荷であっても、リフト下降速度が高速になると、作動油の圧力が回生不能な圧まで下がってしまう。しかしながら、この場合には、リフトシリンダ４からの作動油の流量の大部分がタンク１９に戻るので、電動モータ１８を力行させることが無く、消費電力を低減することができる。

　リフト下降動作中に、ティルト及びアタッチメントといった他の荷役動作またはステアリング動作が行われた場合でも、リフトシリンダ４からの作動油の流量の一部がタンク１９に戻るので、リフト下降速度の変動を抑えることができる。積荷荷重及び操作レバーの操作量によっては積荷の回生エネルギーを最大限利用して、他の荷役動作またはステアリング動作を行うことができるので、消費電力を低減することができる。

　リフト下降動作と他の荷役動作またはステアリング動作とを同時に行う場合には、リフト必要モータ回転数がティルト必要モータ回転数、アタッチメント必要モータ回転数、及びパワーステアリング必要モータ回転数よりも高くても、リフト必要モータ回転数以外の必要モータ回転数がモータ指令回転数として設定される。このため、ティルトシリンダ９、アタッチメントシリンダ１５、及びＰＳシリンダ１４に必要以上の作動油が供給されることが防止されるため、損失の増大を防ぐことができる。

　流量制御弁５０が、油圧配管４７における電磁比例弁４８の上流側の圧力と油圧配管４９における流量制御弁５０の上流側の圧力との圧力差が変動しても速度変化を小さくする圧力補償機能を有している。このため、積荷荷重の変動によるリフト下降速度の変動を抑えることができる。

　パイロット用電磁切換弁５６のＯＮ／ＯＦＦの判断は、モータ指令回転数とモータ実回転数との差が一定値Ｎ以上であるか否かによって行われるので、圧力センサ及びストロークセンサ等を必要としなくて済む。油圧ポンプモータ１７及び電動モータ１８も複数設けなくて済む。流量制御弁５０として、安価なパイロット式流量制御弁を使用している。従って、油圧駆動装置１６を安価に構成することができる。

　図１３は、第２実施形態に係る油圧駆動装置の制御系を示す構成図である。同図において、本実施形態の油圧駆動装置１６は、図４に示される構成に加え、ディレクションセンサ７５を更に有している。

　ディレクションセンサ７５は、ディレクションスイッチ（前述）により選択操作されたフォークリフト１の走行方向（前進／後進／ニュートラル）を検知する。すなわち、ディレクションセンサ７５は、走行方向センサである。ディレクションスイッチが前進または後進に切り換えられたときは、ディレクションセンサ７５がＯＮとなる。ディレクションスイッチがニュートラルに切り換えられたときは、ディレクションセンサ７５がＯＦＦとなる。

　コントローラ６０は、操作レバー操作量センサ６１～６３、ステアリング操作速度センサ６４及び回転数センサ６５の検出値とディレクションセンサ７５の検知信号とを入力し、所定の処理を行い、電動モータ１８、電磁比例弁２３，２６，３１，３６，４８及びパイロット用電磁切換弁５６を制御する。コントローラ６０は、図５に示された手順Ｓ１０１～Ｓ１０９に従って、リフト下降を含む動作の制御処理を実行する。手順Ｓ１０１～Ｓ１０４の処理については、上記第１実施形態と同様である。

　手順Ｓ１０５において設定されるモータ指令回転数（モータ回転数指令値）は、図１４に示される通りである。具体的には、ディレクションセンサ７５がＯＦＦであるときは、全てのリフト下降モードについて、モータ指令回転数は上記の実施形態と同様である。ディレクションセンサ７５がＯＮであるときに、リフト下降単独操作の場合は、コントローラ６０は、モータ指令回転数をリフト必要モータ回転数N_liftとＰＳ用のアイドル回転数N_psiとの最大値とする。ＰＳ用のアイドル回転数N_psiは、実験等により予め求められている。ディレクションセンサ７５がＯＮであるときに、他のリフト下降モードの場合は、モータ指令回転数は上記第１実施形態と同様である。

　手順Ｓ１０６において設定される電動モータ１８の力行トルク制限値は、図１４に示されるように、２値制御により設定される。電動モータ１８の力行トルク制限値の設定処理手順を図１５に示す。

　図１５において、コントローラ６０は、まずリフト下降モードがリフト下降単独操作であるか否かを判断する（手順Ｓ１２１）。コントローラ６０は、リフト下降モードがリフト下降単独操作であると判断したときは、ディレクションセンサ７５がＯＮであるか否かを判断する（手順Ｓ１２２）。コントローラ６０は、ディレクションセンサ７５がＯＮであると判断したときは、回転数センサ６５により検出されたモータ実回転数を取得する（手順Ｓ１２３）。

　続いて、コントローラ６０は、モータ実回転数がアイドル回転数以上であるか否かを判断する（手順Ｓ１２４）。コントローラ６０は、モータ実回転数がアイドル回転数以上であると判断したときは、電動モータ１８の力行トルク制限値を最小設定値Ｓ_Ｌ（図１６参照）に設定する（手順Ｓ１２５）。このとき、最小設定値Ｓ_Ｌ（第１設定値）は、例えば作動油の油温が十分高いときでも、油圧ポンプモータ１７の回転数をアイドル回転数に維持するような値（トルク）である。最小設定値Ｓ_Ｌは、実験等により求められている。

　コントローラ６０は、モータ実回転数がアイドル回転数以上でないと判断したときは、電動モータ１８の力行トルク制限値を最大設定値Ｓ_Ｕ（図１６参照）に設定する（手順Ｓ１２６）。このとき、最大設定値Ｓ_Ｕ（第２設定値）は、最小設定値Ｓ_Ｌよりも大きい値であり、実験等により求められている。最大設定値Ｓ_Ｕは、例えば作動油の油温が十分低いときでも、油圧ポンプモータ１７をアイドル回転数で回転させるのに必要な値（トルク）である。

　コントローラ６０は、手順Ｓ１２２でディレクションセンサ７５がＯＮでなくＯＦＦであると判断したときは、上記第１実施形態と同様に力行トルク制限をＯＮにする（手順Ｓ１２７）。コントローラ６０は、手順Ｓ１２１でリフト下降モードがリフト下降単独操作でないと判断したときは、上記第１実施形態と同様に力行トルク制限をＯＦＦにする（手順Ｓ１２８）。

　本処理においては、モータ実回転数がアイドル回転数以上であるときは、電動モータ１８の力行トルク制限値を最小設定値Ｓ_Ｌに設定される。これにより、電動モータ１８が許容する力行トルクが小さくされる。モータ実回転数がアイドル回転数以上でないときは、電動モータ１８の力行トルク制限値が最大設定値Ｓ_Ｕに設定される。これにより、電動モータ１８が許容する力行トルクを大きくされる。従って、図１６に示されるように、積荷荷重が軽い軽負荷時のように、モータ実回転数Ｐがモータ指令回転数Ｑに追従することができない状態では、モータ実回転数Ｐがアイドル回転数に近づく。

　手順Ｓ１０７～Ｓ１０９の処理については、上記第１実施形態と同様である。

　本実施形態では、図１５に示される手順Ｓ１２７は、ディレクションセンサ７５によりフォークリフト１（荷役車両）の走行方向がニュートラルであると検知された状態で、判定部により昇降操作部材の下降操作が単独で行われたと判定された場合に、電動モータ１８の力行トルク制限値を予め決められた値に設定する第１力行トルク制限値設定部として機能する。手順Ｓ１２３～Ｓ１２６は、ディレクションセンサ７５（走行方向センサ）によりフォークリフト１の走行方向が前進または後進であると検知された状態で、判定部により昇降操作部材の下降操作が単独で行われたと判定された場合に、回転数センサ６５により検出された実回転数と油圧ポンプモータ１７のアイドル回転数または当該アイドル回転数よりも高い回転数に相当する目標回転数とに基づいて電動モータ１８の力行トルク制限値を設定する第２力行トルク制限値設定部として機能する。

　ディレクションスイッチ（前述）が前進または後進の状態にあるときは、ステアリング機構１３の操作（操舵）に備えて、油圧ポンプモータ１７をアイドル回転数以上の回転数で回転させる必要がある。ところで、作動油の油温が低くなるに従って、作動油の粘度が高くなり、圧力損失が増大する。このため、油圧ポンプモータ１７をアイドル回転数以上の回転数で回転させるのに必要な力行トルクが大きくなる。従って、作動油の油温が低いときに油圧ポンプモータ１７の回転数をアイドル回転数以上に確保可能となるように、力行トルク制限値を設定する必要がある。しかしながら、この場合には、作動油の油温が常温のときでも、油圧ポンプモータ１７は大きな力行トルクを許容することになるため、油圧ポンプモータ１７の回転数が必要以上に上昇し、結果的に消費電力が増大してしまう。

　これに対し本実施形態では、ディレクションスイッチが前進または後進の状態にあって、リフト下降単独動作を行うときには、コントローラ６０は、モータ実回転数をアイドル回転数と比較し、その比較結果に応じて電動モータ１８の力行トルク制限値を最小設定値Ｓ_Ｌまたは最大設定値Ｓ_Ｕに設定する。従って、作動油の油温に関係無く、油圧ポンプモータ１７の回転数をアイドル回転数に近づく。これにより、リフト下降単独動作中に滑らかな操舵を行うことができる。

　積荷荷重が軽い状態では、油圧ポンプモータ１７は、ほぼアイドル回転数という必要最小限の回転数で回転するため、消費電力の増大を抑制することができる。積荷荷重が十分に重い状態では、油圧ポンプモータ１７はアイドル回転数よりも高いモータ指令回転数で回転するため、荷役回生を高効率に行うことができる。

　図１７は、図１５に示されたた力行トルク制限値設定処理手順の変形例を示すフローチャートである。本フローチャートは、手順Ｓ１２４の処理のみが図１５に示されたフローチャートと異なっている。

　手順Ｓ１２４にて、コントローラ６０は、モータ実回転数が（アイドル回転数＋α）以上であるか否かを判断する。αは、予め決められた一定の回転数である。コントローラ６０は、モータ実回転数が（アイドル回転数＋α）以上であると判断したときは、電動モータ１８の力行トルク制限値を最小設定値Ｓ_Ｌ（図１８参照）に設定する（手順Ｓ１２５）。コントローラ６０は、モータ実回転数が（アイドル回転数＋α）以上でないと判断したときは、電動モータ１８の力行トルク制限値を最大設定値Ｓ_Ｕ（図１８参照）に設定する（手順Ｓ１２６）。

　本変形例では、力行トルク制限値を切り換える閾値回転数がアイドル回転数＋αに設定されている。図１８に示されるように、モータ実回転数Ｐがモータ指令回転数Ｑに追従することができない状態では、モータ実回転数Ｐが目標回転数である（アイドル回転数＋α）に近づく。これにより、モータ実回転数Ｐがアイドル回転数付近で多少脈動しても、油圧ポンプモータ１７の回転数を確実にアイドル回転数以上に確保することができる。

　図１９は、第３実施形態に係る油圧駆動装置においてコントローラ６０の一部の構成を示すブロック図である。本実施形態は、図５に示されるフローチャートにおける手順Ｓ１０６の処理のみが上記第２実施形態と異なっている。手順Ｓ１０６の処理は、コントローラ６０に含まれるトルク制限値設定部８０により実行される。図１９は、ディレクションセンサ７５がＯＮであると共にリフト下降モードがリフト下降単独操作であるときの処理のみに対応した図である。ディレクションセンサ７５がＯＮであると共にリフト下降モードがリフト下降単独操作であるときの処理以外の処理については、上記第２実施形態と同様である（図２０参照）。

　トルク制限値設定部８０は、比較部８１と、ＰＩＤ演算部８２と、を有している。比較部８１は、上記のアイドル回転数と回転数センサ６５により検出されたモータ実回転数との回転数偏差を算出する。ＰＩＤ演算部８２は、アイドル回転数とモータ実回転数との回転数偏差のＰＩＤ演算を行い、当該回転数偏差がゼロになるような電動モータ１８の力行トルク制限値を求める。その力行トルク制限値は、図５に示される手順Ｓ１０９を実行するモータトルク出力部６６の出力トルク決定部６９に送られる。

　本実施形態では、トルク制限値設定部８０は、ディレクションセンサ７５によりフォークリフト１の走行方向が前進または後進であると検知された状態で、判定部によりリフト操作レバー（昇降操作部材）の下降操作が単独で行われたと判定された場合に、回転数センサ６５により検出された実回転数と油圧ポンプモータ１７のアイドル回転数または当該アイドル回転数よりも高い回転数に相当する目標回転数とに基づいて電動モータ１８の力行トルク制限値を設定する第２力行トルク制限値設定部を構成する。

　本実施形態では、ディレクションスイッチが前進または後進の状態にあって、リフト下降単独動作を行うときには、コントローラ６０は、電動モータ１８の力行トルク制限値をＰＩＤ制御により設定する。これにより、図２１に示されるように、モータ実回転数Ｐがモータ指令回転数Ｑに追従することができない状態では、モータ実回転数Ｐがアイドル回転数付近で殆ど脈動すること無く、モータ実回転数Ｐがアイドル回転数に滑らかに安定して追従する。従って、作動油の油温に関係無く、油圧ポンプモータ１７の回転数をアイドル回転数に確保することができる。この結果、リフト下降単独動作中に滑らかな操舵を行うことができる。積荷荷重が軽い状態では、油圧ポンプモータ１７はアイドル回転数という必要最小限の回転数で回転するため、消費電力の増大を抑制することができる。

　本実施形態では、電動モータ１８の力行トルク制限値をＰＩＤ制御するようにしたが、これに限られない。アイドル回転数とモータ実回転数との回転数偏差がゼロになるように、ＰＩ制御等のフィードバック制御が行われてもよい。

　図２２は、第４実施形態に係る油圧駆動装置を示す油圧回路図である。同図において、本実施形態の油圧駆動装置１６は、第１実施形態における流量制御弁５０に代えて、リフトシリンダ４からタンク１９に戻る作動油の流量を制御する電磁比例弁９０を備えている。電磁比例弁９０は、制御信号に応じた開度で開く電磁比例式流量制御弁である。

　電磁比例弁９０は、開位置９０ａと、閉位置９０ｂとの間で切り換えられる。開位置９０ａでは、電磁比例弁９０は、リフトシリンダ４からタンク１９への作動油の流通を許容する。閉位置９０ｂでは、電磁比例弁９０は、リフトシリンダ４からタンク１９への作動油の流通を遮断する。電磁比例弁９０は、通常は閉位置９０ｂ（図示）にある。電磁比例弁９０は、ソレノイド操作部９０ｃに操作信号（制御信号）が入力されると、開位置９０ａに切り換わる。電磁比例弁９０は、開位置９０ａにあるときは、操作信号に応じた開度で開く。パイロットチェック弁５４は、油圧配管４９における電磁比例弁９０の上流側に配設されている。パイロット流路５５は、パイロットチェック弁５４と油圧配管４９における電磁比例弁９０の下流側とを接続している。パイロット流路５５上には、パイロット用電磁切換弁５６が配設されている。

　油圧駆動装置１６は、リフトシリンダ４のボトム室４ｂの圧力を検出する圧力センサ９１と、圧力センサ９１と接続されたコントローラ９２とを更に備えている。コントローラ９２は、圧力センサ９１の検出値に基づいて電磁比例弁９０を制御する。コントローラ９２による電磁比例弁９０の制御処理手順の詳細を図２３に示す。

　図２３において、コントローラ９２は、まず圧力センサ９１の検出値を取得する（手順Ｓ１３１）。続いて、コントローラ９２は、圧力センサ９１の検出値とリフトシリンダ４の径寸法とに基づいて、フォーク６の積荷荷重（負荷）を求める（手順Ｓ１３２）。続いて、コントローラ９２は、フォーク６の積荷荷重に応じた操作信号を電磁比例弁９０のソレノイド操作部９０ｃに出力する（手順Ｓ１３３）。このとき、コントローラ９２は、フォーク６の積荷荷重が小さくなる（負荷が軽くなる）に従って電磁比例弁９０の開度が大きくなるような操作信号を設定する。

　本実施形態においては、パイロットチェック弁５４の開弁差圧は、電磁比例弁９０の上流側の圧力と電磁比例弁９０の下流側の圧力（タンク圧に相当）との差圧によって得られる。従って、第１実施形態と同様に、パイロットチェック弁５４の開度が大きくなり、油圧配管４９を流れる作動油の圧力損失が低減される。これにより、軽負荷時においてリフト下降動作を行う際に、タンク１９に戻る作動油の流量が多くなるため、リフト下降速度を速くすることができる。また、流量制御弁として電磁比例弁９０を使用することにより、リフト下降速度を滑らかに制御することができる。

　なお、本実施形態では、上記のコントローラ６０とは異なるコントローラ９２を用いたが、コントローラ６０により電磁比例弁９０を制御するようにしても勿論構わない。本実施形態では、電磁比例弁９０を用いたが、流量制御弁としては、電磁比例弁９０の代わりに、開度を機械的に変えることが可能な機械式比例弁を用いてもよい。

　以上、本発明の実施形態について幾つか説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、アタッチメント及びパワーステアリング機構が搭載されているが、本発明の油圧駆動装置は、アタッチメント及びパワーステアリング機構が搭載されていないフォークリフトにも適用可能である。本発明の油圧駆動装置は、フォークリフト以外のバッテリ式の荷役車両であれば適用可能である。

　本発明は、フォークリフトなどの荷役車両の油圧駆動装置に利用できる。

　１…フォークリフト（荷役車両）、４…リフトシリンダ（油圧シリンダ）、４ｂ…ボトム室、６…フォーク（昇降物）、１６…油圧駆動装置、１７…油圧ポンプモータ（油圧ポンプ）、１７ａ…吸込口、１９…タンク、４７…油圧配管（第１作動油流路）、４９…油圧配管（第２作動油流路）、５０…流量制御弁、５４…パイロットチェック弁、５５…パイロット流路、５６…パイロット用電磁切換弁（開閉弁）、９０…電磁比例弁（流量制御弁）。

Claims

　作動油の給排により昇降物を昇降させる油圧シリンダを有する荷役車両の油圧駆動装置であって、
　前記作動油を貯留するタンクと、
　前記作動油を前記タンクから吸い込んで前記油圧シリンダに供給する油圧ポンプと、
　前記油圧ポンプの吸込口と前記油圧シリンダのボトム室とを接続し、前記油圧シリンダからの前記作動油を前記油圧ポンプに送るための第１作動油流路と、
　前記第１作動油流路と前記タンクとを接続し、前記油圧シリンダからの前記作動油を前記タンクに戻すための第２作動油流路と、
　前記第２作動油流路上に配設され、前記油圧シリンダから前記タンクに戻る前記作動油の流量を制御する流量制御弁と、
　前記第２作動油流路上における前記流量制御弁の上流側に配設され、前記タンクに戻る方向にのみ前記作動油を通過させるパイロットチェック弁と、
　前記第２作動油流路における前記流量制御弁の下流側と前記パイロットチェック弁とを接続するパイロット流路と、
　前記パイロット流路上に配設された開閉弁と、を備えている。
　請求項１に記載の荷役車両の油圧駆動装置であって、
　前記流量制御弁は、パイロット圧に応じた開度で開くパイロット式流量制御弁である。
　請求項１記載の荷役車両の油圧駆動装置であって、
　前記流量制御弁は、制御信号に応じた開度で開く電磁比例式流量制御弁である。
　請求項１～３のいずれか一項に記載の荷役車両の油圧駆動装置であって、
　前記油圧ポンプに連結されている電動モータと、
　前記電動モータの実回転数を検出する回転数センサと、
　リフト操作レバーの操作量を検出する第１操作量センサと、
　前記リフト操作レバー以外の手動操作部材の操作量を検出する第２操作量センサと、
　前記第１操作量センサ、前記第２操作量センサ、及び前記回転数センサからの出力が接続されていると共に前記開閉弁を操作するように構成されているコントローラと、を更に備え、
　前記コントローラは、前記第１操作量センサ及び前記第２操作量センサからの出力に基づいて、前記リフト操作レバーの下降操作が単独で行われたか否かを判定し、前記リフト操作レバーの下降操作が単独で行われたと判定した場合、モータ指令回転数を設定すると共に、前記モータ指令回転数と前記回転数センサにより検出された前記実回転数との差に基づいて前記開閉弁を操作する。
　請求項４に記載の荷役車両の油圧駆動装置であって、
　前記コントローラは、前記リフト操作レバーの下降操作が単独で行われたと判定した場合、前記モータ指令回転数と前記実回転数との差が開操作閾値以上であるときに、前記開閉弁を開位置に切り換え、前記モータ指令回転数と前記実回転数との差が開操作閾値以上であるときに、前記開閉弁を開位置に切り換え、前記モータ指令回転数と前記実回転数との差が前記開操作閾値よりも小さいときに、前記開閉弁を閉位置に切り換えるように、前記開閉弁を操作する。
　請求項４に記載の荷役車両の油圧駆動装置であって、
　前記コントローラは、前記リフト操作レバーの下降操作が単独で行われていないと判定した場合、前記開閉弁を開位置に切り換えるように前記開閉弁を操作する。