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Title:
CONTROL DEVICE FOR INDUSTRIAL VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/126874
Kind Code:
A1
Abstract:
A control device for an industrial vehicle having an electricity storage device, a load handling device, a hydraulic pump, and a load handling motor. The electricity storage device stores regenerative electric power generated by regenerative braking of a travel motor. The hydraulic pump supplies hydraulic oil to a hydraulic circuit for operating the load handling device. The load handling motor drives the hydraulic pump. The control device has an electric-power control section and a resistance flow path. When the electricity storage device is in a fully charged state in regenerative braking of the travel motor, the electric-power control section performs control for supplying regenerative electric power to the load handling motor. The resistance flow path provided in the hydraulic circuit allows the hydraulic oil to pass through the flow path while applying flow resistance to the hydraulic oil. When the electricity storage device is in a fully charged state in regenerative braking of the travel motor and, at the same time, when load handling work is not performed by the load handling device, the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump is led to the resistance flow path.

Inventors:
YASUFUKU AKIRA (JP)
NISHIO JUN (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/057032
Publication Date:
October 23, 2008
Filing Date:
April 09, 2008
Export Citation:
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Assignee:
TOYOTA JIDOSHOKKI KK (JP)
YASUFUKU AKIRA (JP)
NISHIO JUN (JP)
International Classes:
B66F9/24; B60L9/18; B60L11/18; B60L50/13; B66F9/22
Foreign References:
JP2001011899A2001-01-16
JP2005312243A2005-11-04
JP2000324608A2000-11-24
JPH0965505A1997-03-07
Attorney, Agent or Firm:
ONDA, Hironori et al. (Ohmiya-cho 2-chome Gifu-sh, Gifu 31, JP)
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Claims:
 走行用モータと、当該走行用モータの回生制動によって生成される回生電力を蓄電可能な蓄電装置と、荷役装置と、当該荷役装置を作動させるための油圧回路に作動油を供給する油圧ポンプと、当該油圧ポンプを駆動するための荷役用モータとを備える産業車両の制御装置であって、
 前記走行用モータの回生制動時において前記蓄電装置が満充電状態である場合は、前記回生電力を前記荷役用モータに供給する制御を行なう電力制御部と、
 前記油圧回路に設けられる抵抗流路であって、該抵抗流路は作動油に流動抵抗を付与しつつ作動油を通過させることが可能であることと、を備え、
 前記走行用モータの回生制動時において前記蓄電装置が満充電状態であり、且つ、前記荷役装置によって荷役作業が行われていない場合においては、前記油圧ポンプから供給される作動油は前記抵抗流路に導かれる制御装置。
 前記油圧ポンプを前記抵抗流路に連通させる流路を選択的に開閉するための開閉弁と、
 前記走行用モータの回生制動時において前記蓄電装置が満充電状態であり、且つ、前記荷役装置によって荷役作業が行われていない場合においては、前記開閉弁を開状態に切り替える切替制御部と、を更に備える請求項1に記載の制御装置。
 前記抵抗流路は、作用する油圧が所定の圧力に達すると流路を開放するリリーフ弁を備えるリリーフ流路である請求項2に記載の制御装置。
 前記抵抗流路は、部分的に流路が絞られた絞り流路である請求項2に記載の制御装置。
 前記荷役装置としてのリフト装置と、
 当該リフト装置を傾動させるためのティルト用シリンダと、
 前記ティルト用シリンダと前記油圧ポンプとの間に設けられるティルト用切替弁とをさらに備え、当該ティルト用切替弁は、前記リフト装置を後傾動作させるように前記油圧ポンプを前記ティルト用シリンダに連通させる後傾位置に少なくとも切り替え可能であり、
 前記抵抗流路は、前記油圧ポンプとティルト用切替弁との間の油圧回路の圧力が所定の圧力を超えると開放されるリリーフ弁を備えるリリーフ流路であり、
 前記走行用モータの回生制動時において前記蓄電装置が満充電状態であり、且つ、前記荷役装置によって荷役作業が行われていない場合においては、前記ティルト用切替弁を前記後傾位置に切り替える切替制御部をさらに備える請求項1に記載の制御装置。
Description:
産業車両の制御装置

 本発明は、回生制動時に生じる回生電力 蓄電可能な蓄電装置を備える産業車両に関 る。

 電流回生時にその回生電流によって生じ 過電圧からバッテリーフォークリフトの制 回路を保護することが可能な制御回路保護 式が特許文献1に開示されている。特許文献 1に記載のバッテリーフォークリフトにおい は、バッテリーに接続されるラインの電圧 検出され、その検出電圧が所定値以上であ ば、回生電流を荷役用モータに供給する制 が行なわれる。これにより、断線等により ッテリーに回生電流を流入させることがで なくなった場合でも、荷役ポンプを駆動す 荷役用モータに回生電流が流されるので、 御回路上のラインの電圧が過度に上昇する とを抑制し、当該制御回路内に設置された 子の破壊を防ぐことができる。

 しかしながら、特許文献1に記載された制御 回路方式においては、例えば、フォークリフ トが長い坂を降り続ける場合など、荷役用モ ータを作動させて荷役ポンプを空回しするだ けでは、回生電流を消費しきれない虞がある 。また、バッテリーが満充電の状態である場 合においては、回生電流をバッテリーに還流 させるとバッテリーが損傷する虞がある。そ のため、バッテリーに回生電流を流すための 回路が断線した場合に限らず、回生電流を確 実に消費することができる制御を行うことが 望まれる。

特開平9-65505号公報

 本発明の目的は、蓄電装置に還流できない 剰回生電力を確実に消費するように制御可 な産業車両の制御装置を提供することにあ 。
 上記目的を達成するため、本発明の一態様 は、走行用モータと、蓄電装置と、荷役装 と、油圧ポンプと、荷役用モータとを含む 業車両の制御装置が提供される。前記蓄電 置は、前記走行用モータの回生制動によっ 生成される回生電力を蓄電可能である。前 油圧ポンプは、前記荷役装置を作動させる めの油圧回路に作動油を供給する。前記荷 用モータは、前記油圧ポンプを駆動する。 記制御装置は、電力制御部と、抵抗流路と 含む。前記電力制御部は、前記走行用モー の回生制動時において前記蓄電装置が満充 状態である場合は、前記回生電力を前記荷 用モータに供給する制御を行なう。前記抵 流路は、前記油圧回路に設けられる。前記 抗流路は、作動油に流動抵抗を付与しつつ 動油を通過させることが可能である。前記 行用モータの回生制動時において前記蓄電 置が満充電状態であり、且つ、前記荷役装 によって荷役作業が行われていない場合に いては、前記油圧ポンプから供給される作 油は前記抵抗流路に導かれる。

本発明の第1実施形態に係る制御装置を 備えるフォークリフトを示す斜視図。 図1のフォークリフトの主要部を示す図 。 図2の制御装置が実行する制御手順を示 すフローチャート。 本発明の第2実施形態に係る制御装置を 備えるフォークリフトの主要部を示す図。 本発明の第3実施形態に係る制御装置を 備えるフォークリフトの主要部を示す図。 図5のコントロールバルブの構成を示す 図。 図5の制御装置が実行する制御手順示す フローチャート。

 以下、本発明を実施するための最良の形態 ついて図面を参照しつつ説明する。
 図1は、本発明の第1実施形態に係る制御装 1を備えるフォークリフト100(産業車両)を斜 後方から見た斜視図である。図2は、図1のフ ォークリフト100の主要部を示す概略図である 。図2において、車両コントローラ17から延び る破線は、車両コントローラ17が送受信する 御信号の経路を模式的に示している。また バッテリー16(蓄電装置)からインバータ18、1 9を介してそれぞれ走行用モータ12、荷役用モ ータ15に延びる実線は、モータ12、15を駆動す るための電力や発電された電力を伝達する電 力経路を模式的に示している。また、油圧ポ ンプ14から荷役装置13等に延びる実線は、油 経路を模式的に示している。

 図1及び図2に示すように、フォークリフ 100は、走行装置11、走行用モータ12、荷役装 13、油圧ポンプ14、荷役用モータ15、バッテ ー16(蓄電装置)、及び車両コントローラ17(電 力制御部及び切替制御部)を備えている。ま 、フォークリフト100には、図1に示すように 運転席の作業者に面する箇所に配置される ィレクションレバー25、リフトレバー26(荷 レバー)、ティルトレバー27(荷役レバー)、ア クセルペダル28、ブレーキペダル29、及びハ ドル30などが設けられている。ディレクショ ンレバー25は、フォークリフト100を前進させ ための前進位置と後進させるための後進位 との間で切り替え操作可能な操作部材であ 。リフトレバー26は、リフト装置31を操作し てフォーク31bの昇降動作を行うときに操作さ れる操作部材である。ティルトレバー27は、 ィルト装置32を操作してマスト31aの前傾動 、後傾動作を行うときに操作される操作部 である。また、アクセルペダル28はフォーク リフト100の走行速度を変更するために操作さ れ、ブレーキペダル29は走行中のフォークリ ト100に制動力を付与するために操作される

 図2に示すように、走行装置11は、走行用 ータ12、車輪41、及び減速機42を含む。車輪4 1は、走行用モータ12から駆動力が減速機42を して伝達されることによって回転される。 行用モータ12は、例えば交流誘導型モータ ある。そして、バッテリー16の電圧から、図 示しない昇圧コンバータにより所定の電圧に 昇圧された直流電流は、走行用インバータ18 より交流電流に変換され、当該交流電流に り走行用モータ12が駆動される。フォーク フト100の制動時や降坂時には、当該走行用 ータ12は発電機として機能し、発生した電気 エネルギーは走行用インバータ18を通してバ テリー16に還流されることができる。この うな還流により、蓄電装置としてのバッテ ー16は蓄電される。回生電力を蓄電する蓄電 装置としては、バッテリー16に限らず、二次 池が利用されてもよい。

 荷役装置13は、油圧ポンプ14から供給され る作動油の油圧により作動する。当該荷役装 置13は、例えば、荷(図示せず)の昇降動作を うリフト装置31や、リフト装置31の前傾、後 動作を行うティルト装置32などを含む。荷 装置13はリフト装置31やティルト装置32に限 ず、油圧により作動される装置であればよ 。

 リフト装置31は、左右一対のアウタマス 31aと、それらの間に昇降可能に配設された 対のインナマストとを含む。フォーク31bは インナマストの上部に設けられたスプロケ トに掛装されたチェーンを介して昇降可能 吊り下げられている。アウタマスト31aは、 ォークリフト100の車体フレームにティルト 置32を介して連結されており、車体フレーム に対して傾動可能である。フォーク31bは、リ フト装置31のリフトシリンダが駆動されてイ ナマストが上下動することにより昇降する

 油圧ポンプ14は、荷役用モータ15により駆 動され、オイルタンク40内の作動油を昇圧し 油圧回路に供給することが可能である。オ ルタンク40から吸い込まれて油圧ポンプ14で 昇圧された圧油は、オイルコントロールバル ブユニット53を介してリフト装置31やティル 装置32へと供給される。

 荷役用モータ15は、例えば交流誘導型モ タである。バッテリー16からの直流電流は、 荷役用インバータ19により交流電流に変換さ 、当該交流電圧が荷役用モータ15を駆動す 。

 車両コントローラ17は、CPU及びメモリを む制御部である。車両コントローラ17は、ア クセルペダル28及びブレーキペダル29等の操 に基づいて走行用インバータ18を適宜制御し 、それによって走行インバータ18が走行装置1 1を制御する。また、車両コントローラ17は、 リフトレバー26やティルトレバー27の操作に づいて荷役用インバータ19を適宜制御し、そ れによってリフト装置31による荷の昇降動作 ティルト装置32による前傾動作、後傾動作 行われる。また、走行用インバータ18及び荷 役用インバータ19をバッテリー16へつなぐ電 経路には、電力の伝達を遮断可能なスイッ 20が設けられる。スイッチ20が当該車両コン ローラ17により制御されることで、バッテ ー16への電力供給の許容と遮断とが切り替え られる。

 図2に示すように、本実施形態に係る制御 装置1は、リリーフ弁50を有するリリーフ流路 51(抵抗流路)と、当該リリーフ流路51を開閉す るための電磁切替弁52(開閉弁)とを備えてい 。リリーフ流路51は、油圧ポンプ14とオイル ントロールバルブユニット53とを結ぶ流路 途中から電磁切替弁52を介して分岐するとと もに、オイルタンク40に接続される流路に連 する。電磁切替弁52は、第1状態(図2におい 部分「a」が油圧回路に連結された状態)と第 2状態(図2において部分「b」が油圧回路に連 された状態)との間で切り替え可能である。 1状態にある電磁切替弁52は、油圧ポンプ14 らの作動油をオイルコントロールバルブユ ット53に導く流路を開く一方、リリーフ流路 51に導く流路を閉じる。第2状態にある電磁切 替弁52は、油圧ポンプ14からの作動油をオイ コントロールバルブユニット53に導く流路と リリーフ流路51に導く流路との両方を開く。 該切り替えは、図3のフローチャートに示す ように、車両コントローラ17により走行用モ タ12の状態、バッテリー16の状態、及び、荷 役作業の有無に基づいて、自動的に制御され る(詳細は後述する)。

 次に、フォークリフト100の回生制動につ て説明する。フォークリフト100の走行は、 ッテリー16からの電力が走行用モータ12に供 給されて当該走行用モータ12が駆動されるこ により行われる。フォークリフト100が走行 ている状態において、運転者によってブレ キペダル29が踏込まれると、車両コントロ ラ17はバッテリー16から走行用モータ12への 力供給を停止する。これにより、フォーク フト100の走行が停止するまでの間、走行用 ータ12は空回り状態(車輪41から伝わる動力に より回転した状態)となる。この場合、走行 モータ12自身が発電機として機能し、運動エ ネルギーが電気エネルギーに変換される。

 この回生制動により得られる電力は、図3 に示すフローチャートに基づいた車両コント ローラ17の制御により、バッテリー16、又は 役用モータ15に供給される。以下、図3に示 フローチャートに沿って、回生制動時に車 コントローラ17が実行する制御を説明する。 車両コントローラ17は、回生制動を行ってい 間、図3に示すルーチンを所定の時間間隔で 繰り返し実行する。

 まず、ステップS101においてバッテリー16 満充電状態か否かが判断される。当該満充 状態か否かの判断は、予め定められた許容 圧と、回生制動時におけるバッテリー電圧 を比較して行われる。バッテリー電圧の情 は、バッテリー16に設けられた電圧センサ( 示せず)により車両コントローラ17に送信さ る。回生制動時におけるバッテリー電圧が め定められた許容電圧以上である場合は、 ッテリー16は満充電状態であると判断され 。許容電圧の値は、バッテリーの残存容量 100%の時におけるバッテリー電圧の値に限ら 、回生電力を蓄電することによりバッテリ の残存容量が100%に達する可能性がある状態 のバッテリー電圧の値であってもよい。また 、当該電圧センサはバッテリー16に限らず、 えば、バッテリー16に連結する電気経路に けられてもよい。

 バッテリー16が満充電状態ではないと判 された場合は、ステップS102において走行用 ータ12から生じた回生電力がバッテリー16に 蓄電される。具体的には、走行用インバータ 18からバッテリー16に電流が流れるのを許容 るように、車両コントローラ17がスイッチ20 切り替え制御する。

 一方、バッテリー16が満充電状態である 判断された場合は、走行用モータ12から生じ た回生電力は、バッテリー16に蓄電されるこ なく荷役用モータ15に供給される。そして ステップS103において当該回生電力を利用し 荷役用モータ15が駆動される。具体的には 走行用インバータ18からバッテリー16に流れ 電流が遮断されるように、車両コントロー 17がスイッチ20を切り替え制御する。

 バッテリー16が満充電状態であると判断 れた場合は、更に、ステップS104において荷 作業がなされているか否かの判断がなされ 。ステップS104の判断は、例えば、リフトレ バー26やティルトレバー27に設置されたセン 等が対応するレバー26、27の操作状態を検知 ることにより行われる。

 荷役作業がなされていると判断された場 は、ステップS105において電磁切替弁52が第1 状態に切り替えられる。これにより、作動油 が油圧ポンプ14からオイルコントロールバル ユニット53に供給され、リリーフ流路51には 作動油が供給されない。従って、回生制動に より生じた回生電力は、荷役装置13を駆動す ためのエネルギーとして有効に利用される

 一方、荷役作業がなされていないと判断 れた場合は、ステップS106において電磁切替 弁52が第2状態に切り替えられる。そのため、 作動油が油ポンプ14からリリーフ流路51に流 る。なお、電磁切替弁52は第2状態において イルコントロールバルブユニット53への作動 油の供給も許容するように構成されている。 しかし、荷役作業が行われていない場合にお いては、油圧ポンプ14から供給される作動油 、当該オイルコントロールバルブユニット5 3で堰き止められるため、リリーフ流路51を通 ってオイルタンク40まで流動する。

 リリーフ弁50は、油圧ポンプ14からの作動 油の圧力が所定の圧力を超えると開状態とな る開閉弁である。リリーフ弁50は、リリーフ 50の上流及び下流に位置する流路よりも、 い流路抵抗を有するように形成されている したがって、油圧ポンプ14からの作動油が当 該リリーフ弁50を通過する際には、当該作動 とリリーフ弁50の流路との間で摩擦が生じ く、したがって摩擦熱が発生し易い。すな ち、本実施形態のリリーフ流路51は、作動油 の運動エネルギーを当該摩擦熱に変換して容 易に消費可能に構成されている。また、所定 の圧力に達した作動油が急激に流れることに よりリリーフ流路51内における作動油の流れ 渦が発生しやすく、当該渦の発生によって エネルギーが消費される。

 以上、説明したように、本実施形態に係 産業車両の制御装置は、走行用モータ12と 当該走行用モータ12の回生制動によって生成 される回生電力を蓄電可能なバッテリー16と リフト装置31及びティルト装置32を作動させ るための油圧回路に作動油を供給する油圧ポ ンプ14と、当該油圧ポンプ14を駆動するため 荷役用モータ15と、を備えるフォークリフト 100に設けられる。そして、前記油圧ポンプ14 ら供給される作動油を、同作動油に流動抵 を付与しつつ通過させることが可能なリリ フ流路51と、当該リリーフ流路51を開閉する ための電磁切替弁52と、車両コントローラ17 、を備えている。車両コントローラ17は、前 記走行用モータ12の回生制動時において前記 ッテリー16が満充電状態である場合は、前 回生電力を前記荷役用モータ15に供給する制 御を行うとともに、前記走行用モータ12の回 制動時において前記バッテリー16が満充電 態であり、且つ、リフト装置31及びティルト 装置32による荷役作業が行われていない場合 、前記リリーフ流路51が開状態になるよう 前記電磁切替弁52を切り替える。

 この構成によると、走行用モータ12の回 制動時においてバッテリー16が満充電状態で ある場合は車両コントローラ17により、回生 力が荷役用モータ15に供給されるため、バ テリー16が過充電により損傷することを防ぐ ことが可能となる。これにより、荷役作業が 行われている場合は、当該回生電力は、当該 荷役作業に必要なエネルギーとして消費され ることになる。一方、荷役作業が行われてい ない場合においては、車両コントローラ17に って電磁切替弁52が切り替えられ、油圧ポ プ14から供給される作動油がリリーフ流路51 供給されるため、当該リリーフ流路51で発 する摩擦熱として前記回生電力を消費する とが可能となる。したがって、バッテリー16 に還流することができない余剰回生電力を荷 役作業の状態によらず確実に消費することが 可能となる。

 回生制動により発生した余剰回生電力を 単に荷役用モータ15の空回しにより消費す ことも可能である。しかしながら、大きな 生電力を消費するためには、荷役用モータ15 の回転速度を著しく大きくする必要がある。 この場合、過度に荷役用モータ15の回転速度 大きくすることで、モータ摺動部の焼き付 が発生する虞がある。この点、本実施形態 おいては、流路抵抗が他の流路よりも大き リリーフ流路51を作動油が通過するように 磁切替弁52が切り替えられることで、荷役用 モータ15には大きな回転抵抗が働く。従って 荷役用モータ15の回転速度を過度に大きく ることなく回生電力を消費することが可能 なる。これにより、モータ摺動部の焼き付 の発生を防ぎながら確実に大きな回生電力 消費することができる。

 また、本実施形態に係る産業車両の制御装 は、作用する油圧が所定の圧力に達すると 路を開放するリリーフ弁50を備えるリリー 流路51を有する。
 この構成によると、走行用モータ12の回生 動時においてバッテリー16が満充電状態であ り、且つ、荷役作業が行われていない場合は 、リリーフ流路51におけるリリーフ弁50を通 する前の作動油の油圧が所定の圧力に達す とリリーフ弁50の流路が開放されて作動油が 油圧ポンプ14側からオイルタンク40側へ流れ 。この場合、流路が開放される際、リリー 弁50の上流及び下流の所定の圧力差により作 動油が急激に通過するため、摩擦熱により大 きなエネルギーを消費することができる。ま た、作動油の流れに渦が発生し易くなり、当 該渦発生によりエネルギーを消費させること もできるため有効である。

 第1実施形態に係るフォークリフト100の制 御装置には、作動油に流動抵抗を付与するこ とができるリリーフ弁50が設けられているが 例えば、リリーフ弁50に換えて、部分的に 路が絞られた絞り流路を設けることも可能 ある。

 この構成によれば、走行用モータ12の回 制動時においてバッテリー16が満充電状態で あり、且つ、荷役作業が行われていない場合 は、油圧ポンプ14からの作動油が前記絞り流 を通過して流れる。前記絞り流路内におい は、通過する一定量の作動油に対して接触 る流路壁面の面積は増加することになり、 擦熱が発生し易くなるため、消費されるエ ルギーをより大きくすることができる。

 バッテリー16等の蓄電装置に対して発電 た電力を供給可能な燃料電池を更に備えた ォークリフト(燃料電池フォークリフト)に、 第1実施形態に係る制御装置1を適用すること 可能である。

 次に、第2実施形態に係る制御装置2につい 説明する。
 図4は、制御装置2を含むフォークリフト101( 業車両)の主要部を示す図である。フォーク リフト100は、荷役用モータ15を駆動可能なエ ジン60を備えるハイブリッド型である。図4 示す制御装置2は、このようなハイブリッド 型のフォークリフト101に設置されている点で 第1実施形態に係る制御装置1と異なる。以下 図2に示す構成要素と同一構成要素には同一 符号を付し説明を省略する。

 フォークリフト101において、エンジン60 、車両コントローラ17からスロットルアクチ ュエータ(図示せず)に与えられる回転制御信 により駆動されるとともに、エンジン60の 動軸は、荷役用モータ15の駆動軸に、動力を 断接可能なクラッチ(図示せず)を介して同軸 連結される。荷役用モータ15は、バッテリ 16から駆動電力の供給を受けて電動機として 駆動できるとともに、エンジン60によって駆 されて発電機として発電を行うことができ 。荷役用モータ15により発電された電力は 役用インバータ19を介してバッテリー16に蓄 されることができる。荷役用モータ15をバ テリー16からの電力により駆動するか、エン ジン60により駆動するかの切替制御は、車両 ントローラ17から出力される制御指令に基 いて行われる。

 フォークリフト101の回生制動時において 、第1実施形態で示したフローチャート(図3) に従って回生電力の供給が制御される。詳細 には、バッテリー16が満充電状態、すなわち 該バッテリー16に回生電力を還流できない 合は、回生電力が荷役用モータ15に供給され 、したがって荷役作業又はリリーフ流路51に ける摩擦熱等により確実に消費される。

 尚、フォークリフト101で荷役作業が行わ ていない場合において、回生電力を消費す 方法はリリーフ流路51に作動油を供給する とに限らない。例えば、荷役用モータ15とエ ンジン60との間のクラッチを接続した状態(動 力を伝達できる状態)で荷役用モータ15を回生 電力により駆動すれば、回生電力を消費する ことができる。つまり、燃料を噴射せずに荷 役用モータ15でエンジン60を駆動すること(モ タリング)によって回生電力を消費すること が可能である。また、制御装置2は、リリー 流路51への作動油の供給と当該モータリング との両方を同時に行うように構成されること も可能である。

 次に、第3実施形態に係る制御装置3につい 説明する。
 図5は、制御装置3を含むフォークリフト102 主要部を示す図である。図6は、図5のオイル コントロールバルブユニット53の構成を示す である。以下、図2に示す構成要素と同一構 成要素には同一符号を付し説明を省略する。

 図5に示すように、制御装置3は、自身が 電した電力をバッテリー16に供給可能な燃料 電池21を備えるフォークリフト102に設置され 。燃料電池21で発電された電力は、DC-DCコン バータにより変圧されてバッテリー16に供給 れる。バッテリー16は、例えば、リチウム オン電池、ニッケル水素電池等の二次電池 もよい。また、バッテリー16に替えて蓄電装 置としてコンデンサ(キャパシタ)を設けても い。

 フォークリフト102は、フォークを上昇又 下降させるためのリフト用シリンダ71を有 るリフト装置31と、当該リフト装置31を傾動 せるためのティルト用シリンダ73を有する ィルト装置32とを備える。また、フォークリ フト102は、油圧により駆動されるアタッチメ ントを作動させるためのアタッチメント用シ リンダ75を有するアタッチメント装置を備え 。アタッチメントは、例えばリフト装置31 フォーク31bを左右に移動させるためのアタ チメント、箱状の荷役物を両側からクラン するためのベールクランプ、ロール紙や円 型の荷役物をクランプするためのロールク ンプ等である。

 また、制御装置3は、オペレータが視認で きる位置に設けられるとともに車両コントロ ーラ17からの電気信号により点灯する警告ラ プ22を備えている。後述するように、第3実 形態に係る制御装置3は、オイルコントロー ルバルブユニット53の制御方法において第1実 施形態に係る制御装置1と異なる。

 図6に示すように、オイルコントロールバ ルブユニット53は、リフト用シリンダ71への 油供給回路を切り替えるためのリフト用ス ール弁72と、ティルト用シリンダ73への圧油 給回路を切り替えるためのティルト用スプ ル弁74(ティルト用切替弁)と、アタッチメン ト用シリンダ75への圧油供給回路を切り替え ためのアタッチメント用スプール弁76と、 圧ポンプ14から圧油が供給されるポンプ側回 路77と、オイルタンク40に連通するタンク側 路78と、ポンプ側回路77とタンク側回路78と 連通するとともに途中にリリーフ弁80を有す るリリーフ流路79(抵抗流路)と、を備えてい 。

 リフト用スプール弁72、ティルト用スプ ル弁74、及びアタッチメント用スプール弁76 、それぞれ3位置の切替弁である。車両コン トローラ23は、荷役レバー等の操作に基づい 、リフト用スプール弁72、ティルト用スプ ル弁74、アタッチメント用スプール弁76に制 信号を送信する。当該制御信号により、こ らのスプール弁72、74、76にはパイロット油 が作用して、同スプール弁72、74、76が適宜 置に切り替えられる。スプール弁72、74、76 、車両コントローラ23からの信号が送信さ ていない場合は、中立位置(図6に示す状態) 保持される。

 具体的には、リフト用スプール弁72が、 6における部分72aが油圧回路に連結される位 に切り替えられた場合、ポンプ側回路77か リフト用シリンダ71に圧油が供給され、リフ ト装置31におけるフォーク31bが上昇される。 対に、リフト用スプール弁72が、図6におけ 部分72bが油圧回路に連結される位置に切り えられた場合、リフト用シリンダ71がタン 側回路78に連通し、リフト用シリンダ71に供 された圧油がタンク側回路78を介してオイ タンク40に排出されて、フォーク31bが下降さ れる。

 また、ティルト用スプール弁74が、図6に ける部分74bが油圧回路に連結される位置(以 下、後傾位置74bと称する)に切り替えられた 合、ポンプ側回路77からティルト用シリンダ 73のボトム室73aに圧油が供給され、ティルト シリンダ73のロッド室73bがタンク側回路78に 連通することで、ピストンロッド73cが延出し てリフト装置31の後傾動作が行われる。また ティルト用スプール弁74が、図6における部 74aが油圧回路に連結される位置(以下、前傾 位置74aと称する)に切り替えられた場合、ポ プ側回路77からティルト用シリンダ73のロッ 室73bに圧油が供給され、ティルト用シリン 73のボトム室73aがタンク側回路78に連通する ことで、ピストンロッド73cがシリンダ内に引 き込まれ、リフト装置31の前傾動作が行われ 。

 また、アタッチメント用スプール弁76が 図6における76a又は76bの位置に切り替えられ 場合、アタッチメント用シリンダ75に圧油 供給され、したがってアタッチメント用シ ンダ75は所定の動作を行う。

 次に、フォークリフト100の回生制動につい 説明する。
 回生制動により得られる電力は、図7に示す フローチャートに基づいた車両コントローラ 23の制御により、バッテリー16、又は荷役用 ータ15に供給される。以下、図7に示すフロ チャートに沿って、車両コントローラ23によ って行われる制御を説明する。車両コントロ ーラ23は、回生制動を行っている間、所定の 間間隔で図7に示すルーチンを繰り返し実行 する。

 まず、ステップS201においてバッテリー16 満充電状態か否かが判断される。ステップS 201における判断は第1実施形態における判断 同様である。バッテリー16が満充電状態では ないと判断された場合は、走行用モータ12か 生じた回生電力は、ステップS202においてバ ッテリー16に蓄電される。

 一方、バッテリー16が満充電状態である 判断された場合は、走行用モータ12から生じ た回生電力は、ステップS203においてバッテ ー16に蓄電されることなく荷役用モータ15に 給される。その結果、当該回生電力を利用 て荷役用モータ15が駆動される。

 バッテリー16が満充電状態であると判断 れた場合は、更に、ステップS204において荷 作業がなされているか否かの判断がなされ 。荷役作業とは、リフト用シリンダ71、テ ルト用シリンダ73、及びアタッチメント用シ リンダ75のうちの少なくとも一つの駆動によ 行われる作業である。荷役作業がなされて るか否かの判断は、例えば、リフトレバー2 6やティルトレバー27、その他の荷役レバーに 設置されたセンサ等の検出信号に基づいて行 われる。即ち、センサ等によって、荷役レバ ーについて所定の操作がなされていることが 検出された場合は荷役作業がなされていると 判断され、当該荷役レバーについて所定の操 作がなされていないことが検出された場合は 荷役作業がなされていないと判断される。

 荷役作業がなされていると判断された場 は、オイルコントロールバルブユニット53 スプール弁72、74、76は、荷役レバーの操作 基づいた位置で維持される。この場合、回 制動により生じた回生電力は、荷役装置13を 駆動するためのエネルギーとして有効に利用 される。本実施形態においては、リフト装置 31によるフォークの下降動作は、油圧ポンプ1 4から供給される圧油を要しない。したがっ 、フォーク31bの下降動作におけるエネルギ 消費はほとんどない。そのため、例えば、 ォークを下降させる荷役レバーの操作のみ 行われている場合は、ステップ204において 役作業がなされていないと判断されてもよ 。

 荷役作業がなされていないと判断された 合は、まず、ステップS205において車両コン トローラ23により警告ランプ22が点灯される 警告ランプ22が点灯される替りに、警告ブザ ーがスピーカー等によって鳴らされてもよい 。その後、車両コントローラ23により、当該 ィルト用スプール弁74に対して電気信号が 信され、ステップS206においてティルト用ス ール弁74が後傾位置74bに切り替えられる。 れにより、ティルト装置32が駆動され、リフ ト装置31の後傾動作が行われる。

 ティルト用スプール弁74が後傾位置74bに り替えられると、上述したように、ティル 用シリンダ73のボトム室73aに油圧ポンプ14か の圧油が供給される。そして、ボトム室73a 容積が増加しつつティルト用シリンダ73の ストンロッドが延出する。該ピストンロッ が所定のストロークエンドまで延出すると ボトム室73aの圧力が上昇するとともに、当 ボトム室73aに連通するポンプ側回路77の圧力 が上昇する。当該ポンプ側回路77の圧力がリ ーフ弁80のリリーフ圧に達すると、リリー 弁80が開放され、ポンプ側回路77の圧油がタ ク側回路78に放出される。

 当該リリーフ弁80は、ポンプ側回路77の作 動油の圧力が所定の圧力を超えると開状態と なる開閉弁である。リリーフ弁80の上流及び 流に位置する流路よりも、当該リリーフ弁 通過する流路の流路抵抗が高くなるように 成されている。したがって、ポンプ側回路7 7からの作動油が当該リリーフ弁80を通過する 際には、当該作動油とリリーフ弁80の流路と 間で摩擦が生じ易く、したがって摩擦熱が 生し易い。すなわち、本実施形態のリリー 流路79は、作動油の運動エネルギーを当該 擦熱に変換して容易に消費可能に構成され いる。また、所定の圧力に達した作動油が 激に流れることによりリリーフ流路79内の流 れに渦が発生しやすく、当該渦の発生によっ てもエネルギーが消費される。

 また、リフト装置31の後傾動作によっても ネルギーが消費される。
 警告ランプ22等により後傾動作が自動的に われることが通知されたときに、オペレー は、例えば操縦席に設けられたボタン等を 作して当該後傾動作を停止することができ 。この場合、スプール弁72、74、76は、中立 置に保持される。そして、ポンプ側回路77の 圧力が上昇して、所定の圧力に達すると、リ リーフ弁80が開放され、当該リリーフ弁80を 動油が通過することにより、エネルギーが 費される。

 以上、説明したように、第3実施形態に係 る制御装置3は、荷役装置としてのリフト装 31と、リフト装置31を傾動させるためのティ ト用シリンダ73と、ティルト用シリンダ73と 油圧ポンプ14との間に設けられるティルト用 プール弁74とを備えるフォークリフト102に けられる。ティルト用スプール弁74は、リフ ト装置31を後傾動作させるようにポンプ側回 77をティルト用シリンダ73におけるボトム室 73aに連通させる後傾位置74bと、リフト装置31 前傾動作させるようにポンプ側回路77をテ ルト用シリンダ73のロッド室73bに連通させる 前傾位置74aと、に少なくとも切り替え可能で ある。そして、ポンプ側回路77の圧力が所定 圧力を超えると開放されるリリーフ弁80を えるリリーフ流路79が設けられる。走行用モ ータ12の回生制動時においてバッテリー16が 充電状態であり、且つ、リフト装置31、ティ ルト装置32、その他油圧により駆動するアタ チメントによる作業が行われていない場合 、車両コントローラ23によりティルト用ス ール弁74が後傾位置74bに切り替えられる。

 この構成によると、走行用モータ12の回 制動時においてバッテリー16が満充電状態で ある場合は車両コントローラ23により、回生 力が荷役用モータ15に供給されるため、バ テリー16及びこれに電気的に接続する燃料電 池21等が、過充電により損傷することを防ぐ とが可能となる。そして、荷役作業が行わ ている場合は、当該回生電力は、当該荷役 業によって必要なエネルギーとして消費さ る。

 一方、荷役作業が行われていない場合に いては、車両コントローラ23によりティル 用スプール弁74が後傾位置74bに切り替えられ る。これにより、ティルト用シリンダ73がリ ト装置31を後傾動作させるように駆動され ティルト用シリンダ73の駆動によりエネルギ ーが消費される。

 更に、リフト装置31の傾きが所定の傾き 達して、ティルト用シリンダ73の駆動が拘束 されると、ティルト用シリンダ73のポンプ側 路77に連通するボトム室73aの容積の増加が くなり、ポンプ側回路77の圧力が増加する。 そして、リリーフ流路79の油圧が所定の圧力 達すると流路が開放されて作動油が流れる 流路が開放される際、リリーフ弁80の上流 び下流の所定の圧力差により作動油が急激 通過するため、摩擦熱により大きなエネル ーを消費することができる。また、作動油 流れに渦が発生し易くなり、当該渦発生に ってもエネルギーを消費させることもでき 。これにより、バッテリー16に還流すること ができない余剰回生電力を荷役作業の状態に よらず確実に消費することが可能となる。

 第3実施形態においては、燃料電池21を備 るフォークリフト102に制御装置3を適用した が、例えば、燃料電池21を有さないバッテリ フォークリフトに制御装置3を適用すること も可能である。バッテリーフォークリフトと は、バッテリー16に蓄えられた電力により荷 用モータ15及び走行用モータ12を駆動するこ とができるフォークリフトである。また、フ ォークリフト102において、電力供給源として の燃料電池21に換えて荷役用モータ15を駆動 能なエンジンを搭載してもよい。すなわち エンジン60により発電機としての荷役用モー タ15を駆動して、発電された電力をバッテリ 16に蓄電可能なハイブリッドフォークリフ に制御装置3を適用することもできる。

 以上、本発明の実施形態について説明した 、本発明は上述の実施の形態に限られるも ではなく、請求の範囲に記載した限りにお て様々に変更することができる。
 本発明の制御装置では、単一の車両コント ーラ17又は23により回生電力の供給先の制御 (電力制御部としての制御)、及び、電磁切替 52の切り替え制御(切替制御部としての制御) が行われているが、2つのコントローラを用 て、走行用モータ12で生じた回生電力の供給 先の制御と電磁切替弁52の切り替え制御とを 々に行うこともできる。

 本発明の制御装置は、産業車両としての ォークリフトに限らず、油圧を利用して荷 作業を行うための産業車両に適用すること 可能である。




 
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