JP2017040298A - 荷役車両の油圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャビテーションの発生を容易に防止することができる荷役車両の油圧駆動装置を提供する。【解決手段】作動油温度推定部６９は、回転数センサ５９が検出した実回転数と、リフト操作レバー操作量センサ５５が検出した操作量と、リフトシリンダボトム圧センサ７０が検出したボトム圧とに基づいて作動油温度を推定することができる。このように、作動油温度を直接測定するためのセンサ等を別途設けなくとも、各種検出部で検出された検出結果に基づいて、容易に作動油温度を推定することが可能となる。作動油温度を推定することで、例えば、作動油温度が低くて作動油の粘度が低いと推定した場合に、キャビテーションの発生を防止できる条件にて油圧シリンダの運転を行うことができる。【選択図】図４

Description

本発明は、荷役車両の油圧駆動装置に関するものである。

荷役車両の油圧駆動装置として、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載の油圧駆動装置は、作動油の給排により昇降物を昇降させる昇降用油圧シリンダと、昇降用油圧シリンダを作動させるための昇降操作部と、昇降用油圧シリンダに対する作動油の給排を行う油圧ポンプと、油圧ポンプを駆動する電動機と、油圧ポンプの吸込口と昇降用油圧シリンダのボトム室との間に配設され、昇降操作部の下降操作の操作量に基づいて作動油の流れを制御する制御弁と、を備えている。

米国特許第５６４９４２２号明細書

ここで、上述のような従来の油圧駆動装置においては、以下の問題点が存在する。すなわち、作動油温度が低い場合は作動油の粘度が高くなる。従って、作動油温度が低い場合に油圧駆動装置内のシリンダの速度を高めようとすると、例えば、油圧ポンプの吸込み口側に設けられたサクションチェック弁などによる圧力損失によってキャビテーションが発生し、油圧ポンプがダメージを受ける可能性がある。このようなキャビテーションの発生を防止するために、サクションチェック弁の流路径を大きくして圧力損失を低減するとした場合には油圧駆動装置が大型化してしまうという問題が発生し、また、作動油の温度を検出する温度センサを設けて作動油温に応じたポンプ制御を行うとした場合にはコストが増大してしまうという問題が発生する。従って、装置の大型化や高コスト化を伴うことなく、キャビテーションの発生を容易に防止することが要請されている。

本発明の目的は、キャビテーションの発生を容易に防止することができる荷役車両の油圧駆動装置を提供することである。

本発明の一側面に係る荷役車両の油圧駆動装置は、作動油の給排により昇降物を昇降させる昇降用油圧シリンダと、昇降用油圧シリンダを作動させるための昇降操作部と、昇降操作部による上昇操作時には昇降用油圧シリンダに作動油を供給するポンプとして機能するとともに、昇降操作部による下降操作時には昇降用油圧シリンダから排出される作動油により駆動される油圧モータとして機能する油圧ポンプと、油圧ポンプに接続されて、電動機または発電機として機能する電動モータと、昇降操作部による単独下降操作時には昇降用油圧シリンダから排出される作動油が油圧ポンプの吸込口へと流れるように昇降用油圧シリンダのボトム室と油圧ポンプの吸込口とを接続する下降油路と、下降油路に配設され、昇降操作部の下降操作に基づいて作動油の流れを制御する制御弁と、電動モータの実回転数を検出する回転数検出部と、昇降操作部の操作量を検出する操作量検出部と、昇降用油圧シリンダのボトム圧を検出するボトム圧検出部と、昇降操作部による単独下降操作がなされて電動モータの力行トルク制限制御が行われている時において、回転数検出部が検出した実回転数と、操作量検出部が検出した操作量と、及びボトム圧検出部が検出したボトム圧とに基づいて作動油温度を推定する作動油温度推定部と、を備える。

本発明に係る荷役車両の油圧駆動装置において、作動油温度推定部は、回転数検出部が検出した実回転数と、操作量検出部が検出した操作量と、ボトム圧検出部が検出したボトム圧とに基づいて、作動油温度を推定することができる。このように、作動油温度を直接測定するためのセンサ等を別途設けなくとも、各種検出部で検出された検出結果に基づいて、容易に作動油温度を推定することが可能となる。作動油温度を推定することで、例えば、作動油温度が低くて作動油の粘度が低いと推定した場合に、キャビテーションの発生を防止できる条件にて油圧シリンダの運転を行うことができる。以上により、キャビテーションの発生を容易に防止することができる。

また、本発明の他の側面に係る荷役車両の油圧駆動装置において、昇降操作部による単独下降操作がなされて電動モータの力行トルク制限制御が行われている時、電動機の実回転数、昇降操作部の操作量、昇降用油圧シリンダのボトム圧、及び作動油温度同士の関係を示す複数のマップを記憶する記憶部を更に備え、複数のマップは、ボトム圧に基づいて複数種類に分類されると共に、操作量に基づいて複数種類に分類され、複数のマップの各々は、所定の作動油温度における実回転数のデータを複数有しており、作動油温度推定部は、操作量検出部が検出した操作量、及びボトム圧検出部が検出したボトム圧に基づいて複数のマップの内から一のマップを選定し、選定された一のマップと回転数検出部が検出した実回転数とを照会することで、作動油温度を推定してよい。これによれば、作動油温度を直接測定するためのセンサ等を別途設けなくとも、予め記憶されたマップと各種検出部で検出された検出結果とを照会させることで、容易に作動油温度を推定することが可能となる。また、操作条件が変化しても、精度良く作動油温度を推定することができ、不要にモータ回転数を落として作業効率を悪化させることを防止することができる。

また、本発明の他の側面に係る荷役車両の油圧駆動装置において、作動油温度推定部は、マップの中に、回転数検出部が検出した実回転数、操作量検出部が検出した操作量、及びボトム圧検出部が検出したボトム圧に対応する作動油温度が存在しない場合、補完演算によって作動油温度を推定してよい。これによれば、検出した条件が、記憶部に記憶されているマップの条件に合致しない場合であっても、作動油温度を推定することができる。従って、過度な量のデータを準備しなくとも、あらゆる条件における作動油温度を推定することができる。

本発明によれば、キャビテーションの発生を容易に防止することができる。

本発明の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。 本発明の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２に示した油圧駆動装置の制御系を示す構成図である。 図２に示した油圧駆動装置の制御系を示すブロック構成図である。 図３に示し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３に示したコントローラにより実行される作動油温度推定の制御処理手順を示すフローチャートである。 記憶部が記憶するマップの一例を示す図である。 記憶部が記憶するマップの一例を示す図である。 記憶部が記憶するマップの一例を示す図である。 記憶部が記憶するマップの他の例を示す図である。

以下、本発明に係る荷役車両の油圧駆動装置の好適な実施形態について、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、本発明の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１は、バッテリ式のフォークリフトである。荷役車両１は、車体フレーム２と、この車体フレーム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、車体フレーム２に傾動可能に支持された左右１対のアウターマスト３ａと、これらのアウターマスト３ａの内側に配置され、アウターマスト３ａに対して昇降可能なインナーマスト３ｂとからなっている。

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（昇降用油圧シリンダ）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を伸縮させると、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（昇降操作部）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。

また、運転室１０の前部には、操舵を行うためのステアリング１３が設けられている。ステアリング１３は、油圧式のパワーステアリングであり、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。

また、荷役車両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、回転させるもの等がある。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。

さらに、運転室１０には、特に図示はしないが、荷役車両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、本発明に係る油圧駆動装置の第１実施形態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を駆動する装置である。

油圧駆動装置１６は、単一の油圧ポンプモータ（油圧ポンプ）１７と、この油圧ポンプモータ１７を駆動する単一の電動モータ（電動機）１８とを備えている。油圧ポンプモータ１７は、リフトシリンダ４に対する作動油の給排を行うポンプである。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、電動機または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こととなる。

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、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逆止弁２１が設けられている。油圧ポンプモータ１７は、リフト操作レバー１１による上昇操作時にはリフトシリンダ４に作動油を供給するポンプとして機能するとともに、リフト操作レバー１１による下降操作時にはリフトシリンダ４から排出される作動油により駆動される油圧モータとして機能する。

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、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開位置２３ａ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への作動油の流通を遮断する閉位置２３ｂとの間で切り換えられる。

電磁比例弁２３は、通常は閉位置２３ｂ（図示）にあり、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が伸長し、これに伴ってフォーク６が上昇する。なお、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、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逆止弁２４が設けられている。

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、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逆止弁２７が設けられている。

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、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２６ａ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への作動油の流通を許容する開位置２６ｂと、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閉位置２６ｃの間で切り換えられる。

電磁比例弁２６は、通常は閉位置２６ｃ（図示）にあり、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に切り換わり、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が収縮し、これに伴ってマスト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が伸長し、これに伴ってマスト３が前傾する。なお、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、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逆止弁３２が設けられている。

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、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３１ａと、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開位置３１ｂと、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閉位置３１ｃの間で切り換えられる。

電磁比例弁３１は、通常は閉位置３１ｃ（図示）にあり、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に切り換わり、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。なお、アタッチメントシリンダ１５の動作については省略する。また、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、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逆止弁３７が設けられている。

電磁比例弁３６とＰＳシリンダ１４の第１ロッド室１４ａ及び第２ロッド室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、油圧ポンプモータ１７からＰＳシリンダ１４の第１ロッド室１４ａへの作動油の流通を許容する開位置３６ａと、油圧ポンプモータ１７からＰＳシリンダ１４の第２ロッド室１４ｂへの作動油の流通を許容する開位置３６ｂと、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閉位置３６ｃの間で切り換えられる。

電磁比例弁３６は、通常は閉位置３６ｃ（図示）にあり、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に切り換わり、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。なお、ＰＳシリンダ１４の動作については省略する。また、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。また、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。さらに、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（下降油路）４７を介して接続されている。油圧配管４７は、リフト操作レバー１１による単独下降操作時にはリフトシリンダ４から排出される作動油が油圧ポンプモータ１７の吸込口１７ａへと流れるように、リフトシリンダ４のボトム室４ｂと油圧ポンプモータ１７の吸込口１７ａとを接続する。油圧配管４７には、リフト下降用の電磁比例弁（制御弁）４８が配設されている。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開位置４８ａと、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閉位置４８ｂとの間で切り換えられる。

電磁比例弁４８は、通常は閉位置４８ｂ（図示）にあり、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、これに伴ってリフトシリンダ４が収縮し、リフトシリンダ４のボトム室４ｂから作動油が流れ出る。なお、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には、圧力補償弁５０が配設されている。圧力補償弁５０は、圧力補償機能付きの流量制御弁である。なお、油圧配管４９には、フィルタ５４が設けられている。

圧力補償弁５０は、作動油の流通を許容する開位置５０ａと、作動油の流通を遮断する閉位置５０ｂと、作動油の流通量を調整する絞り位置５０ｃとの間で切り換えられる。圧力補償弁５０の閉位置５０ｂ側のパイロット操作部と電磁比例弁４８の上流側（前側）とは、パイロット流路５１を介して接続されている。圧力補償弁５０の開位置５０ａ側のパイロット操作部と電磁比例弁４８の下流側（後側）とは、パイロット流路５２を介して接続されている。圧力補償弁５０は、電磁比例弁４８の前後の圧力差に応じた開度で開く。具体的には、圧力補償弁５０は、通常は閉位置（図示）にある。そして、電磁比例弁４８の前後の圧力差が大きくなるほど、圧力補償弁５０の開度が小さくなる。

図３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、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（操作量検出部）５５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５６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５７と、ステアリング１３の操作速度を検出するステアリング操作速度センサ５８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（回転数検出手段）５９と、リフトシリンダ４のボトム圧を検出するリフトシリンダボトム圧センサ（ボトム圧検出部）７０と、コントローラ６０と、各種情報を記憶する記憶部７１と、を備えている。

コントローラ６０は、操作レバー操作量センサ５５〜５７、ステアリング操作速度センサ５８、回転数センサ５９、及びリフトシリンダボトム圧センサ７０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を制御する。また、コントローラ６０は、記憶部７１へ要求信号を送信すると共に、当該要求信号に基づいて記憶部７１より出力された情報を取得する。なお、記憶部７１が記憶する情報の詳細については後述する。

図４は、油圧駆動装置１６の制御系のブロック構成を示すブロック構成図である。図４に示すように、コントローラ６０は、モータドライバ６１と、力行トルク制限制御目標回転数算出部６６と、モータ指令回転数算出部６７と、作動油温度推定部６９と、を備える。

モータドライバ６１は、比較部６２Ａ，６２Ｂと、ＰＩＤ演算部６３と、出力トルク決定部６４と、モータ制御部６５とを有している。比較部６２Ａは、モータ指令回転数算出部６７で設定されたモータ指令回転数と回転数センサ５９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。比較部６２Ｂは、力行トルク制限制御目標回転数算出部６６で設定された力行トルク制限制御目標回転数と回転数センサ５９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６３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。力行トルク制限値算出部６８は、力行トルク制限制御目標回転数と回転数センサ５９により検出されたモータ実回転数との回転数偏差に基づいて、電動モータ１８の力行トルク制限値を算出する。

出力トルク決定部６４は、ＰＩＤ演算部６３で得られた力行トルク指令値と力行トルク制限値算出部６８で設定された電動モータ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、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の出力トルクとし、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６５は、出力トルク決定部６４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。

モータ指令回転数算出部６７は、各センサ５５，５６，５７，５８で検出された検出値を取得し、当該検出値に基づいてモータ指令回転数を設定する。モータ指令回転数算出部６７は、各操作レバーの操作量に応じてモータ指令回転数を設定する。力行トルク制限制御目標回転数算出部６６は、各センサ５５，５６，５７，５８で検出された検出値を取得し、当該検出値に基づいて力行トルク制限制御目標回転数を設定する。力行トルク制限制御目標回転数算出部６６は、各操作レバーの操作状況に応じて力行トルク制限制御目標回転数を設定する。

作動油温度推定部６９は、回転数センサ５９が検出した電動モータ１８の実回転数（以下の説明では、単に「実回転数」と称する）、リフト操作レバー操作量センサ５５が検出したリフト操作レバー１１の操作量（以下の説明では、単に「操作量」と称する）、及びリフトシリンダボトム圧センサ７０が検出したリフトシリンダ４のボトム圧（以下の説明では、単に「ボトム圧」と称する）と、記憶部７１に記憶されたマップとを照会することで、作動油温度を推定する。

記憶部７１は、リフト操作レバー１１による単独下降操作時（リフト操作レバー１１で下降操作がなされ、他の操作レバーの操作がなされていない状態）における、電動モータ１８の実回転数、リフト操作レバー１１の操作量、リフトシリンダ４のボトム圧、及び作動油温度の関係を示す複数のマップを記憶する。また、このマップは、力行トルク制限制御が行われたときの各条件と作動油温度との関係を示す。具体的には、記憶部７１は、図７〜図９に示すような複数のマップを有している。複数のマップは、ボトム圧に基づいて複数種類に分類されると共に、操作量に基づいて複数種類に分類されている。例えば、図７（ａ）、図８（ａ）及び図９（ａ）のマップは「ボトム圧＝高」に分類される。当該条件は、積荷が重い場合に分類される。図７（ｂ）、図８（ｂ）及び図９（ｂ）のマップは「ボトム圧＝低」に分類される。当該条件は、積荷が軽い場合に分類される。また、図７のマップは「操作量＝大」に分類され、図８のマップは「操作量＝中」に分類され、図９のマップは「操作量＝小」に分類される。複数のマップの各々は、所定の作動油温度における実回転数のデータを複数有している。例えば、図７（ａ）に示すマップは、「ボトム圧＝高」及び「操作量＝大」という条件における指令回転数Ａに対して、作動油温度が５０℃、２０℃、０°、及び−２０℃の場合における実回転数のデータを有している。他のマップについても同様である。なお、操作量の大、中、小は、電磁比例弁４８の開度の大、中、小時に対応している。このように、操作量に応じて最大回転数が規定される。また、積荷が軽くなると、積荷が重い場合に比べて回転数が低くなる。

記憶部７１が記憶する複数のマップは、事前に実験によって取得される。例えば、「操作量＝大」に該当する条件として操作量が大きい範囲に属する値のうち所定の値を設定し、「操作量＝中」に該当する条件として操作量が中間の範囲に属する値のうち所定の値を設定し、操作量が小さい範囲に属する値のうち所定の値を設定する。なお、条件設定のための所定の操作量の値は、どのような値に設定してもよい。例えば、一般的な運転者が操作量を大きくする場合に採用される操作量の値を設定してよい。あるいは、運転者が固定されている場合は、当該運転者の過去の運転の履歴データに基づいて値を設定してもよい。また、各条件を定める値として、一つの値が設定されてもよく、一定の範囲を持った値が設定されてもよい。なお、操作量の条件として３種類に分類されているが、２種類に分類してもよく、４種類以上に分類してもよい。「ボトム圧＝高」に該当する条件としてボトム圧が大きい範囲に属する値のうち所定の値を設定し、「ボトム圧＝低」に該当する条件として操作量が低い範囲に属する値のうち所定の値を設定する。なお、条件設定のための所定の操作量の値は、どのような値に設定してもよい。例えば、一般的に積荷が大きいとされる場合におけるボトム圧の値を設定してよい。あるいは、運転者が固定されている場合は、当該運転者の過去の運転の履歴データに基づいて値を設定してもよい。また、各条件を定める値として、一つの値が設定されてもよく、一定の範囲を持った値が設定されてもよい。なお、ボトム圧の条件として２種類に分類されているが、３種類に分類してもよい。操作量の条件及びボトム圧の条件を所定の値に設定（これにより、指令回転数が所定の値に設定される）した上で、各作動油温度における実際の実回転数を測定し、データとして記録する。なお、本実施形態では、作動油温度の条件として５０℃、２０℃、０°、及び−２０℃を採用しているが、条件の数は限定されず、異なる温度を採用してもよい。あるいは一定の範囲を持った温度範囲を設定してもよい。なお、作動油温度が低い程、作動油の粘度が高くなり、作動油温度が高い程、作動油の粘度が低くなる。このような影響により、作動油温度が低くなれば回転数の上限が低くなり、作動油温度が高くなれば回転数の上限が高くなる。従って、回転数の上限は、作動油温度に応じて規定される。

作動油温度推定部６９は、リフト操作レバー操作量センサ５５が検出した操作量、及びリフトシリンダボトム圧センサ７０が検出したボトム圧に基づいて複数のマップの内から一のマップを選定する。作動油温度推定部６９は、選定された一のマップと回転数センサ５９が検出した実回転数とを照会することで、作動油温度を推定する。また、作動油温度推定部６９は、複数のマップの中に、回転数センサ５９が検出した実回転数、リフト操作レバー操作量センサ５５が検出した操作量、及びリフトシリンダボトム圧センサ７０が検出したボトム圧に対応する作動油温度が存在しない場合、補完演算によって作動油温度を推定する。補完演算とは、記憶部７１に予め記憶している条件に対応するデータを用いて、記憶部７１に記憶されていない条件に対応する値を算出することである。例えば、図に示す例では、回転数が５０℃のときの回転数と２０℃のときの回転数との間の値であった場合、作動油温度推定部６９は、５０℃と２０℃との間の温度であると推定すると共に、５０℃の回転数及び２０℃の回転数を参考にして、具体的な作動油温度を算出する。

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。なお、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。また、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。

同図において、コントローラ６０は、まず操作レバー操作量センサ５５〜５７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操作量と、ステアリング操作速度センサ５８により検出されたステアリング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操作量及びステアリング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）。リフト下降モードとしては、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、リフト下降＋ティルト＋パワーステアリング操作がある。

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操作量及びステアリング１３の操作速度と手順Ｓ１０２で判定され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としては、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、ステアリング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がある。

続いて、コントローラ６０は、手順Ｓ１０２で得られた操作条件に対するモータ必要回転数を求める（手順Ｓ１０４）。モータ必要回転数としては、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）必要モータ回転数がある。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のモータ指令回転数算出部６７は、手順Ｓ１０２で判定されたリフト下降モードと手順Ｓ１０４で得られたモータ必要回転数に基づいて、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、リフト下降単独操作の場合は、モータ指令回転数をリフト必要モータ回転数にしてよい。リフト下降＋ティルト操作の場合、リフト下降＋アタッチメント操作の場合、リフト下降＋パワーステアリング操作の場合、リフト下降＋ティルト＋パワーステアリング操作の場合は、予め設定された条件にしたがってモータ指令回転数を設定する。

続いて、コントローラ６０の力行トルク制限値算出部６８は、手順Ｓ１０２で判定され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のことである。リフト下降単独操作の場合は、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、リフト下降＋ティルト＋パワーステアリング操作の場合は、力行トルク制限をＯＦＦにしてよい。つまり、この時の力行トルク制限値は、１００％に設定してよい。

コントローラ６０は、手順Ｓ１０７を実施した後、手順Ｓ１０３で得られ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Ｓ１０７）。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。また、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の何れかに送出し、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の何れかに送出し、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の出力トルク決定部６４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５９により検出されたモータ実回転数と手順Ｓ１０６で設定された電動モータ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、モータ制御部６５は、その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Ｓ１０８）。

図６は、コントローラ６０の作動油温度推定部６９により実行される作動油推定制御処理手順を示すフローチャートである。なお、本制御処理は、単独下降操作がなされて力行トルク制限制御が行われている時に実行される。また、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。

作動油温度推定部６９は、回転数センサ５９が検出した電動モータ１８の回転数を取得する（手順Ｓ２０１）。作動油温度推定部６９は、リフトシリンダボトム圧センサ７０が検出したリフトシリンダ４のボトム圧を取得する（手順Ｓ２０２）。作動油温度推定部６９は、リフト操作レバー操作量センサ５５が検出したリフト操作レバー１１の操作量を取得する（手順Ｓ２０３）。

作動油温度推定部６９は、手順Ｓ２０１で取得された実回転数、手順２０２で取得されたボトム圧、及び手順Ｓ２０３で取得された操作量と、記憶部に記憶された複数のマップとを照会する（手順Ｓ２０４）。作動油温度推定部６９は、手順Ｓ２０３で取得された操作量、及びＳ２０２で取得されたボトム圧に基づいて記憶部７１が記憶する複数のマップの内から一のマップを選定する。例えば、作動油温度推定部６９は、取得した値に基づいて、図７〜図９の複数のマップのうち、「ボトム圧＝高」、「ボトム圧＝低」の分類と、「操作量＝大」、「操作量＝中」、「操作量＝小」の分類の中から、一のマップを選定する。そして、作動油温度推定部６９は、手順Ｓ２０１で取得した実回転数がマップ中のどの作動油温度のデータに一致するかを照会する。

作動油温度推定部６９は、Ｓ２０４でのマップの照会の結果に基づいて、作動油温度を推定する（手順Ｓ２０５）。手順Ｓ２０５が終了すると、図６に示す制御処理が終了する。作動油温度推定部６９は、図６の制御処理が終了すると、手順Ｓ２０５にて推定した作動油温度を、例えばモータ指令回転数算出部６７へ出力する。これにより、モータ指令回転数算出部６７は、作動油温度を考慮して、上昇操作等の操作において、系内（例えば逆止弁２１等）においてキャビテーションを防止できる程度に抑えられた回転数を、モータ指令回転数に設定することができる。

次に、本発明の実施形態に係る荷役車両の油圧駆動装置１６の作用・効果について説明する。

本実施形態に係る荷役車両１の油圧駆動装置１６においては、作動油温度推定部６９は、回転数センサ５９が検出した実回転数、リフト操作レバー操作量センサ５５が検出した操作量、及びリフトシリンダボトム圧センサ７０が検出したボトム圧と、記憶部７１に記憶されたマップとを照会することで、作動油温度を推定することができる。このように、作動油温度を直接測定するためのセンサ等を別途設けなくとも、各種センサで検出された検出結果に基づいて、容易に作動油温度を推定することが可能となる。作動油温度を推定することで、例えば、作動油温度が低くて作動油の粘度が低いと推定した場合に、キャビテーションの発生を防止できる条件にて油圧シリンダの運転を行うことができる。以上により、キャビテーションの発生を容易に防止することができる。

また、本実施形態に係る荷役車両１の油圧駆動装置１６は、リフト操作レバー１１による単独下降操作時における、電動モータ１８の実回転数、リフト操作レバー１１の操作量、リフトシリンダ４のボトム圧、及び作動油温度同士の関係を示す複数のマップを記憶する記憶部７１を更に備えている。また、複数のマップは、ボトム圧に基づいて複数種類に分類されると共に、操作量に基づいて複数種類に分類され、複数のマップの各々は、所定の作動油温度における実回転数のデータを複数有している。作動油温度推定部６９は、リフト操作レバー操作量センサ５５が検出した操作量、及びリフトシリンダボトム圧センサ７０が検出したボトム圧に基づいて複数のマップの内から一のマップを選定し、選定された一のマップと回転数センサ５９が検出した実回転数とを照会することで、作動油温度を推定する。これによれば、作動油温度を直接測定するためのセンサ等を別途設けなくとも、予め記憶されたマップと各種検出部で検出された検出結果とを照会させることで、容易に作動油温度を推定することが可能となる。また、操作条件が変化しても、精度良く作動油温度を推定することができ、不要にモータ回転数を落として作業効率を悪化させることを防止することができる。

また、本実施形態に係る荷役車両１の油圧駆動装置１６において、作動油温度推定部６９は、マップの中に、回転数センサ５９が検出した実回転数、リフト操作レバー操作量センサ５５が検出した操作量、及びリフトシリンダボトム圧センサ７０が検出したボトム圧に対応する作動油温度が存在しない場合、補完演算によって作動油温度を推定してよい。これによれば、検出した条件が、記憶部７１に記憶されているマップの条件に合致しない場合であっても、作動油温度を推定することができる。従って、過度な量のデータを準備しなくとも、あらゆる条件における作動油温度を推定することができる。

以上、本発明に係る荷役車両の油圧駆動装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

記憶部に記憶されたマップは、上述の実施形態に示したものに限らず、昇降操作部による単独下降操作時における、電動機の実回転数、昇降操作部の操作量、昇降用油圧シリンダのボトム圧、及び作動油温度同士の関係を示すものであればどのような表現態様のマップでもよい。例えば、図１０に示すようなマップを採用してもよい。図１０のマップは、横軸として回転数が設定され、縦軸として作動油温度が設定される。また、図１０（ａ）に示すマップは、「ボトム圧＝高」、すなわち積荷重量が大きい場合に分類される。また、図１０（ｂ）に示すマップは、「ボトム圧＝低」、すなわち積荷重量が小さい場合に分類される。また、図１０（ａ），（ｂ）は、「操作量＝大」、「操作量＝中」、「操作量＝小」の場合におけるデータを有している。

上述の実施形態では、作動油温度推定部６９は、記憶部７１に記憶されたマップを用いて温度を推定していた。これに代えて、実験結果から推定温度算出用の近似演算式を作成し、その演算式を用いて実回転数、操作量、ボトム圧に基づいて、作動油温度推定部６９が推定温度を算出するようにしてもよい。

下降用の電磁比例弁は、油圧ポンプの吸込口と昇降用油圧シリンダのボトム室との間に配設され、昇降操作部の下降操作に基づいて作動油の流れを制御する制御弁であればよい。従って、下降用の制御弁は、例えば、電磁式、油圧式、機械式のいずれでもよい。また、下降用の制御弁は、比例弁でなく、切替弁でもよい。

上述の実施形態では、油圧配管４９及び圧力補償弁５０等によってバイパス回路が構築されていたが、当該バイパス回路は省略されてもよい。

また、上述の実施形態では、リフトシリンダ以外の油圧シリンダとして、ティルトシリンダ、ＰＳシリンダ、及びアタッチメントシリンダが設けられている。しかし、リフトシリンダ以外のシリンダは、一部又は全部が省略されてよい。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。また、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。

１…荷役車両、４…リフトシリンダ（昇降用油圧シリンダ）、４ｂ…ボトム室、６…フォーク（昇降物）、１１…リフト操作レバー（昇降操作部）、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、１７ｂ…吐出口、１８…電動モータ（電動機、発電機）、４８…リフト下降用の電磁比例弁（制御弁）、５５…リフト操作レバー操作量センサ（操作量検出部）、５９…回転数センサ（回転数検出部）、６０…コントローラ、６９…作動油温度推定部、７０…リフトシリンダボトム圧センサ（ボトム圧検出部）、７１…記憶部。

Claims (3)

1. 作動油の給排により昇降物を昇降させる昇降用油圧シリンダと、
   前記昇降用油圧シリンダを作動させるための昇降操作部と、
   前記昇降操作部による上昇操作時には前記昇降用油圧シリンダに前記作動油を供給するポンプとして機能するとともに、前記昇降操作部による下降操作時には前記昇降用油圧シリンダから排出される作動油により駆動される油圧モータとして機能する油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプに接続されて、電動機または発電機として機能する電動モータと、
   前記昇降操作部による単独下降操作時には前記昇降用油圧シリンダから排出される作動油が前記油圧ポンプの吸込口へと流れるように前記昇降用油圧シリンダのボトム室と前記油圧ポンプの吸込口とを接続する下降油路と、
   前記下降油路に配設され、前記昇降操作部の下降操作に基づいて前記作動油の流れを制御する制御弁と、
   前記電動モータの実回転数を検出する回転数検出部と、
   前記昇降操作部の操作量を検出する操作量検出部と、
   前記昇降用油圧シリンダのボトム圧を検出するボトム圧検出部と、
   前記昇降操作部による単独下降操作がなされて前記電動モータの力行トルク制限制御が行われている時において、前記回転数検出部が検出した前記実回転数と、前記操作量検出部が検出した前記操作量と、及び前記ボトム圧検出部が検出した前記ボトム圧とに基づいて作動油温度を推定する作動油温度推定部と、を備える荷役車両の油圧駆動装置。
2. 前記昇降操作部による単独下降操作がなされて前記電動モータの力行トルク制限制御が行われている時における、前記電動モータの前記実回転数、前記昇降操作部の前記操作量、前記昇降用油圧シリンダの前記ボトム圧、及び作動油温度同士の関係を示す複数のマップを記憶する記憶部を更に備え、
   複数の前記マップは、前記ボトム圧に基づいて複数種類に分類されると共に、前記操作量に基づいて複数種類に分類され、
   前記複数のマップの各々は、所定の作動油温度における前記実回転数のデータを複数有しており、
   前記作動油温度推定部は、前記操作量検出部が検出した前記操作量、及び前記ボトム圧検出部が検出した前記ボトム圧に基づいて前記複数のマップの内から一のマップを選定し、
   選定された前記一のマップと前記回転数検出部が検出した前記実回転数とを照会することで、前記作動油温度を推定する、請求項１に記載の荷役車両の油圧駆動装置。
3. 前記作動油温度推定部は、前記マップの中に、前記回転数検出部が検出した前記実回転数、前記操作量検出部が検出した前記操作量、及び前記ボトム圧検出部が検出した前記ボトム圧に対応する前記作動油温度が存在しない場合、補完演算によって前記作動油温度を推定する請求項１又は２に記載の荷役車両の油圧駆動装置。

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