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。図中、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、本発明の一実施形態に係る産業車両の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1は、産業車両の一つであるエンジン式のフォークリフト100に搭載されている。
油圧駆動装置1は、リフトシリンダ2と、ティルトシリンダ3とを備えている。リフトシリンダ2は、作動油の給排によりフォーク4(昇降物)を昇降させる油圧シリンダである。ティルトシリンダ3は、作動油の給排によりマスト(図示せず)を傾動させる油圧シリンダである。
リフトシリンダ2は、フォーク4を昇降させるためのリフト操作レバー5の操作によって動作する。ティルトシリンダ3は、マストを傾動させるためのティルト操作レバー6の操作によって動作する。リフト操作レバー5及びティルト操作レバー6は、油圧シリンダを動作させるための操作部を構成する。
また、油圧駆動装置1は、作動油を貯留するタンク7と、メインポンプ8と、このメインポンプ8と同軸上に配置されたサブポンプモータ9とを備えている。メインポンプ8及びサブポンプモータ9は、ギア10を介してエンジン11と直結され、エンジン11により駆動される。
メインポンプ8は、比較的安価な固定容量型の油圧ポンプである。メインポンプ8は、作動油を吐出する吐出口8aを有している。メインポンプ8は、作動油をタンク7から吸い上げてリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3に供給する。
サブポンプモータ9は、可変容量型の油圧ポンプである。サブポンプモータ9の最大押しのけ容積は、メインポンプ8の最大押しのけ容積よりも大きい。サブポンプモータ9は、作動油を吸い込む吸込口9aと、作動油を吐出する吐出口9bとを有している。
また、サブポンプモータ9は、斜板12と、この斜板12を駆動する斜板駆動部13とを有している。斜板駆動部13は、例えば電磁比例圧力制御弁である。斜板駆動部13は、斜板12の傾斜角度を制御することで、サブポンプモータ9の容量を制御する容量制御部を構成している。
メインポンプ8の吐出口8aとリフトシリンダ2のヘッド室2aとは、作動油供給流路14を介して接続されている。作動油供給流路14は、メインポンプ8とリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3とを接続し、メインポンプ8から吐出された作動油がリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3に向けて流れる第1作動油流路を構成している。作動油供給流路14には、リフト上昇用の操作弁15が配設されている。作動油供給流路14における操作弁15とリフトシリンダ2との間には、操作弁15側からリフトシリンダ2側への作動油の流れのみを許容する逆止弁16が配設されている。
操作弁15は、電磁比例弁で構成されている。操作弁15のソレノイド操作部15aには、制御ユニット43(後述)からの上昇制御信号が入力される。上昇制御信号は、リフト操作レバー5の上昇操作の操作量に応じた電流指令値である。
操作弁15は、通常はメインポンプ8からリフトシリンダ2への作動油の流れを遮断する閉位置(図示)にある。操作弁15のソレノイド操作部15aに上昇操作信号が入力されると、操作弁15は上昇操作信号に応じた開度で開く。すると、メインポンプ8から吐出された作動油が作動油供給流路14を流れてリフトシリンダ2のヘッド室2aに供給され、リフトシリンダ2が伸長するため、フォーク4が上昇する。
作動油供給流路14におけるメインポンプ8と操作弁15との間には、作動油供給流路17を介してティルト用の操作弁18が接続されている。作動油供給流路17には、メインポンプ8側から操作弁18側への作動油の流れのみを許容する逆止弁19が配設されている。操作弁18とティルトシリンダ3のヘッド室3a及びロッド室3bとは、作動油供給流路20,21を介してそれぞれ接続されている。
操作弁18は、電磁比例弁で構成されている。操作弁18のソレノイド操作部18aには、制御ユニット43(後述)からの前傾制御信号が入力され、操作弁18のソレノイド操作部18bには、制御ユニットからの後傾制御信号が入力される。前傾制御信号は、ティルト操作レバー6の前傾操作の操作量に応じた電流指令値であり、後傾制御信号は、ティルト操作レバー6の後傾操作の操作量に応じた電流指令値である。
操作弁18は、通常はメインポンプ8からティルトシリンダ3への作動油の流れを遮断する閉位置(図示)にある。操作弁18のソレノイド操作部18aに前傾操作信号が入力されると、操作弁18は前傾操作信号に応じた開度で開く。すると、メインポンプ8から吐出された作動油が作動油供給流路17,20を流れてティルトシリンダ3のヘッド室3aに供給され、ティルトシリンダ3が伸長するため、マスト(図示せず)が前傾する。操作弁18のソレノイド操作部18bに後傾操作信号が入力されると、操作弁18は後傾操作信号に応じた開度で開く。すると、メインポンプ8から吐出された作動油が作動油供給流路17,21を流れてティルトシリンダ3のロッド室3bに作動油が供給され、ティルトシリンダ3が収縮するため、マスト(図示せず)が後傾する。
作動油供給流路14におけるメインポンプ8と操作弁15との間には、作動油排出流路22を介してタンク7が接続されている。作動油排出流路22には、アンロード弁23が配設されている。操作弁18は、作動油排出流路24を介して作動油排出流路22と接続されている。
サブポンプモータ9の吸込口9aは、作動油吸込流路25を介してタンク7と接続されている。作動油吸込流路25には、タンク7側からサブポンプモータ9側への作動油の流れのみを許容する逆止弁26が配設されている。
作動油供給流路14と作動油吸込流路25とは、作動油回生流路27を介して接続されている。作動油回生流路27の一端は、作動油供給流路14におけるリフトシリンダ2の近傍に接続されている。作動油回生流路27の他端は、作動油吸込流路25におけるサブポンプモータ9と逆止弁26との間に接続されている。作動油吸込流路25の一部、作動油回生流路27及び作動油供給流路14の一部は、サブポンプモータ9の吸込口9aとリフトシリンダ2とを接続し、リフトシリンダ2からの作動油がサブポンプモータ9の吸込口9aに向けて流れる第2作動油流路を構成している。
作動油回生流路27には、リフト下降用の操作弁28が配設されている。操作弁28は、電磁比例弁で構成されている。操作弁28のソレノイド操作部28aには、制御ユニット43(後述)からの下降制御信号が入力される。下降制御信号は、リフト操作レバー5の下降操作の操作量に応じた電流指令値である。
操作弁28は、通常はリフトシリンダ2のヘッド室2aからの作動油の流れを遮断する閉位置(図示)にある。操作弁28のソレノイド操作部28aに下降操作信号が入力されると、操作弁28は下降操作信号に応じた開度で開く。すると、フォーク4が自重により下降するため、リフトシリンダ2が収縮し、リフトシリンダ2のヘッド室2aから作動油が流れ出る。そして、リフトシリンダ2からの作動油は、作動油回生流路27を流れる。
作動油回生流路27における操作弁28よりも下流側には、油圧回路29が配設されている。油圧回路29は、流量制御弁及びオリフィス等を有している。作動油回生流路27における油圧回路29よりも下流側には、油圧回路29側からサブポンプモータ9側への作動油の流れのみを許容する逆止弁30が配設されている。
サブポンプモータ9の吐出口9bには、作動油蓄圧流路31を介してアキュムレータ32が接続されている。アキュムレータ32は、サブポンプモータ9の吐出口9bから吐出された作動油を蓄圧する。アキュムレータ32には、ガスが充填されている。アキュムレータ32に作動油が貯蔵されていくにつれてガスが圧縮され、アキュムレータ32の内部圧力が高まっていく。作動油蓄圧流路31は、サブポンプモータ9の吐出口9bとアキュムレータ32とを接続し、吐出口9bから吐出された作動油がアキュムレータ32に向けて流れる第3作動油流路を構成している。
作動油蓄圧流路31には、電磁式の切換弁33(第1弁部)が配設されている。切換弁33のソレノイド操作部33aには、制御ユニット43(後述)からの制御信号が入力される。切換弁33は、その制御信号によって、吐出口9b及びアキュムレータ32を連通させる開位置33bと吐出口9b及びアキュムレータ32を遮断する閉位置33c(図示)とが切り換えられる。
アキュムレータ32に作動油が蓄圧されるときは、切換弁33が開位置33bとなることで、サブポンプモータ9の吐出口9bとアキュムレータ32とが連通される。アキュムレータ32に作動油が蓄圧されないときは、切換弁33が閉位置33cとなることで、サブポンプモータ9の吐出口9bとアキュムレータ32とが遮断される。これにより、アキュムレータ32に蓄圧された作動油の逆流が防止される。ただし、アキュムレータ32に蓄圧された作動油がリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3に供給されるときは、切換弁33が開位置33bとなる(後述)。
作動油蓄圧流路31は、作動油排出流路34を介してタンク7と接続されている。作動油排出流路34の一端は、作動油排出流路34におけるサブポンプモータ9と切換弁33との間に接続されている。作動油排出流路34の他端は、タンク7に接続されている。作動油蓄圧流路31の一部及び作動油排出流路34は、サブポンプモータ9の吐出口9bとタンク7とを接続し、吐出口9bから吐出された作動油がタンク7に向けて流れる第4作動油流路を構成している。
作動油排出流路34には、電磁式の切換弁35(第2弁部)が配設されている。切換弁35のソレノイド操作部35aには、制御ユニット43(後述)からの制御信号が入力される。切換弁35は、その制御信号によって、吐出口9b及びタンク7を連通させる開位置35bと吐出口9b及びタンク7を遮断する閉位置35c(図示)とが切り換えられる。
アキュムレータ32に作動油を蓄圧されるときは、切換弁35が閉位置35cとなることで、サブポンプモータ9の吐出口9bとタンク7とが遮断される。アキュムレータ32に作動油が蓄圧されないときは、切換弁35が開位置35bとなることで、サブポンプモータ9の吐出口9bとタンク7とが連通される。これにより、サブポンプモータ9がアンロードされるため、燃料消費量が低減される。ただし、サブポンプモータ9の吐出口9bから吐出された作動油がリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3に供給されるときは、切換弁35が閉位置35cとなる(後述)。
作動油蓄圧流路31は、作動油供給流路36を介して作動油供給流路14と接続されている。作動油供給流路36の一端は、作動油蓄圧流路31におけるサブポンプモータ9と切換弁33との間に接続されている。作動油供給流路36の他端は、作動油供給流路14におけるメインポンプ8と操作弁15との間に接続されている。作動油蓄圧流路31の一部及び作動油供給流路36は、サブポンプモータ9の吐出口9bと作動油供給流路14(第1作動油流路)とを接続し、吐出口9bから吐出された作動油が作動油供給流路14に向けて流れる第5作動油流路を構成している。
作動油供給流路36には、電磁式の切換弁37(第3弁部)が配設されている。切換弁37のソレノイド操作部37aには、制御ユニット43(後述)からの制御信号が入力される。切換弁37は、その制御信号によって、吐出口9b及び作動油供給流路14を連通させる開位置37bと吐出口9b及び作動油供給流路14を遮断する閉位置37c(図示)とが切り換えられる。
通常は切換弁37が閉位置37cとなることで、サブポンプモータ9の吐出口9bと作動油供給流路14とが遮断される。サブポンプモータ9の吐出口9bから吐出された作動油がリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3に供給されるときは、切換弁37が開位置37bとなることで、サブポンプモータ9の吐出口9bと作動油供給流路14とが連通される(後述)。
作動油蓄圧流路31は、作動油アシスト流路38を介して作動油回生流路27と接続されている。作動油アシスト流路38の一端は、作動油蓄圧流路31におけるアキュムレータ32と切換弁33との間に接続されている。作動油アシスト流路38の他端は、作動油回生流路27における逆止弁30とサブポンプモータ9との間に接続されている。作動油蓄圧流路31の一部、作動油アシスト流路38、作動油回生流路27の一部及び作動油吸込流路25の一部は、アキュムレータ32とサブポンプモータ9の吸込口9aとを接続し、アキュムレータ32からの作動油が吸込口9aに向けて流れる第6作動油流路を構成している。
作動油アシスト流路38には、電磁式の切換弁39(第4弁部)が配設されている。切換弁39のソレノイド操作部39aには、制御ユニット43(後述)からの制御信号が入力される。切換弁39は、その制御信号によって、アキュムレータ32及び吸込口9aを連通させる開位置39bとアキュムレータ32及び吸込口9aを遮断する閉位置39c(図示)とが切り換えられる。
通常は切換弁39が閉位置39cとなることで、アキュムレータ32とサブポンプモータ9の吸込口9aとが遮断される。アキュムレータ32に蓄圧された作動油がサブポンプモータ9の吸込口9aに供給されるときは、切換弁39が開位置39bとなることで、アキュムレータ32とサブポンプモータ9の吸込口9aとが連通される。
以上のような油圧駆動装置1において、フォーク4の下降時には、リフト操作レバー5の操作量に応じた作動油が作動油回生流路27を流れる。その作動油は、サブポンプモータ9の吸込口9aに供給されてサブポンプモータ9の吐出口9bから吐出される。このとき、切換弁33が開位置33bとなり、切換弁35が閉位置35cとなり、切換弁37が閉位置37cとなり、切換弁39が閉位置39cとなることで、サブポンプモータ9の吐出口9bから吐出された作動油がアキュムレータ32に蓄圧される。これにより、積荷の位置エネルギーがアキュムレータ32に回収されることにより。このとき、サブポンプモータ9の斜板12の傾斜角度を制御してサブポンプモータ9の容量を制御することにより、フォーク4の下降速度が制御される。また、油圧回路29の流量制御弁によってフォーク4の下降速度を制御してもよい。
フォーク4の上昇時またはティルトシリンダ3の動作時には、切換弁33が閉位置33cとなり、切換弁35が開位置35bとなり、切換弁37が閉位置37cとなり、切換弁39が開位置39bとなることで、アキュムレータ32に蓄圧された作動油が作動油アシスト流路38及び作動油回生流路27を通ってサブポンプモータ9の吸込口9aに供給される。そして、その作動油によりサブポンプモータ9が回転してモータ駆動される。これにより、エンジン11のトルクを軽減し、燃料消費量を低減することができる。つまり、アキュムレータ32に蓄積されたエネルギーを利用して、エンジン11のトルクがアシストされる。このとき、サブポンプモータ9の斜板12の傾斜角度を制御することにより、サブポンプモータ9によるアシストトルクを調整し、エンジン11の動作点を燃費の良い最適点に近づけることができる。なお、サブポンプモータ9をモータ駆動するタイミングとしては、フォークリフト100の走行中もあり得る。
また、エンジン11が軽負荷で動作しており、燃費の良い最適点に対してエンジン11のトルクに余裕がある状態では、エンジン11の余剰トルクによりサブポンプモータ9をポンプ駆動することで、アキュムレータ32に作動油を蓄圧しておく。そして、エンジン11が高負荷で動作するときに、上記のようにアキュムレータ32に蓄圧された作動油を再使用してサブポンプモータ9をモータ駆動する。これにより、燃料消費量の改善を図ることができる。
また、油圧駆動装置1は、リフト操作レバーセンサ40と、ティルト操作レバーセンサ41と、アクセル開度センサ42と、制御ユニット43とを備えている。
リフト操作レバーセンサ40は、リフト操作レバー5の操作状態(操作方向、操作量及び操作速度)を検出する操作状態検出部である。ティルト操作レバーセンサ41は、ティルト操作レバー6の操作状態(操作方向、操作量及び操作速度)を検出する操作状態検出部である。アクセル開度センサ42は、アクセル44の開度を検出するアクセル開度検出部である。
制御ユニット43は、CPU、RAM、ROM及び入出力インターフェース等により構成されている。制御ユニット43は、リフト操作レバーセンサ40の検出信号に基づいて操作弁15,28を制御すると共に、ティルト操作レバーセンサ41の検出信号に基づいて操作弁18を制御する。具体的には、制御ユニット43は、リフト操作レバーセンサ40の検出信号に応じた制御信号を求め、その制御信号を操作弁15,28のソレノイド操作部15a,28aにそれぞれ出力すると共に、ティルト操作レバーセンサ41の検出信号に応じた制御信号を求め、その制御信号を操作弁18のソレノイド操作部18a,18bにそれぞれ出力する。
また、制御ユニット43は、リフト操作レバーセンサ40、ティルト操作レバーセンサ41及びアクセル開度センサ42の検出信号に基づいて切換弁33,35,37,39を制御する。
図2は、制御ユニット43により実行される切換弁制御処理の手順を示すフローチャートである。図2において、制御ユニット43は、まずリフト操作レバーセンサ40、ティルト操作レバーセンサ41及びアクセル開度センサ42の検出信号を取得する(手順S101)。続いて、制御ユニット43は、アクセル開度センサ42により検出されたアクセル44の開度に基づいてアクセル44の踏み込み速度(図3参照)を求める(手順S102)。
続いて、制御ユニット43は、アクセル44の踏み込み速度が所定速度以上であるかどうかを判断する(手順S103)。制御ユニット43は、アクセル44の踏み込み速度が所定速度以上である(図3の実線I参照)と判断したときは、高踏み込み速度用制御処理を実行する(手順S104)。制御ユニット43は、アクセル44の踏み込み速度が所定速度以上でない(図3の破線J参照)と判断したときは、低踏み込み速度用制御処理を実行する(手順S105)。
図4は、図3に示された高踏み込み速度用制御処理(S104)の手順の詳細を示すフローチャートである。図4において、制御ユニット43は、まずアクセル44の開度が開度閾値A1(図5参照)よりも小さいかどうかを判断する(手順S111)。開度閾値A1は、第1開度閾値である。
制御ユニット43は、アクセル44の開度が開度閾値A1よりも小さいと判断したときは、作動油の要求流量が小流量であると判定し(図5参照)、切換弁35を開くような制御信号を求め、その制御信号を切換弁35のソレノイド操作部35aに出力すると共に、切換弁33,37,39を閉じるような制御信号を求め、その制御信号を切換弁33,37,39のソレノイド操作部33a,37a,39aにそれぞれ出力する(手順S112)。また、制御ユニット43は、サブポンプモータ9の容量がゼロになるように斜板駆動部13を制御する(手順S113)。
制御ユニット43は、手順S111でアクセル44の開度が開度閾値A1よりも小さくないと判断したときは、アクセル44の開度が開度閾値A1以上であり且つ開度閾値A2(図5参照)よりも小さいかどうかを判断する(手順S114)。開度閾値A2は、第2開度閾値であり、開度閾値A1よりも大きい。
制御ユニット43は、アクセル44の開度が開度閾値A1以上であり且つ開度閾値A2よりも小さいと判断したときは、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量が何れも操作量閾値B1(図5参照)よりも少ないかどうかを判断する(手順S115)。操作量閾値B1は、第1操作量閾値である。
制御ユニット43は、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量が何れも操作量閾値B1よりも少ないと判断したときは、作動油の要求流量が小流量であると判定し(図5参照)、上記の手順S112,S113を順次実行する。
一方、制御ユニット43は、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量の少なくとも一方が操作量閾値B1以上であると判断したときは、作動油の要求流量が中流量であると判定し(図5参照)、切換弁37を開くような制御信号を求め、その制御信号を切換弁37のソレノイド操作部37aに出力すると共に、切換弁33,35,39を閉じるような制御信号を求め、その制御信号を切換弁33,35,39のソレノイド操作部33a,35a,39aにそれぞれ出力する(手順S116)。
また、制御ユニット43は、サブポンプモータ9の容量が所定量になるように斜板駆動部13を制御する(手順S117)。このとき、サブポンプモータ9の容量は、例えばリフト操作レバー5及びティルト操作レバー6の操作量に応じて設定される。
制御ユニット43は、手順S114でアクセル44の開度が開度閾値A2以上であると判断したときは、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量が何れも操作量閾値B1よりも少ないかどうかを判断する(手順S118)。
制御ユニット43は、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量が何れも操作量閾値B1よりも少ないと判断したときは、作動油の要求流量が小流量であると判定し(図5参照)、上記の手順S112,S113を順次実行する。
一方、制御ユニット43は、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量の少なくとも一方が操作量閾値B1以上であると判断したときは、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量が少なくとも一方が操作量閾値B1以上であり且つ操作量閾値B2(図5参照)よりも少ないかどうかを判断する(手順S119)。操作量閾値B2は、第2操作量閾値であり、操作量閾値B1よりも大きい。
制御ユニット43は、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量の少なくとも一方が操作量閾値B1以上であり且つ操作量閾値B2よりも少ないと判断したときは、作動油の要求流量が中流量であると判定し(図5参照)、上記の手順S116,S117を順次実行する。
一方、制御ユニット43は、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量の少なくとも一方が操作量閾値B2以上であると判断したときは、作動油の要求流量が大流量であると判定し(図5参照)、切換弁33,37を開くような制御信号を求め、その制御信号を切換弁33,37のソレノイド操作部33a,37aにそれぞれ出力すると共に、切換弁35,39を閉じるような制御信号を求め、その制御信号を切換弁35,39のソレノイド操作部35a,39aにそれぞれ出力する(手順S120)。
また、制御ユニット43は、サブポンプモータ9の容量が所定量になるように斜板駆動部13を制御する(手順S121)。このとき、サブポンプモータ9の容量は、例えばリフト操作レバー5及びティルト操作レバー6の操作量に応じて設定される。
以上において、手順S112,S113が実行されたときは、図6に示されるように、メインポンプ8の吐出口8aから吐出された作動油のみが作動油供給流路14を流れるようになる(1点鎖線R参照)。つまり、作動油供給流路14を流れる作動油の総流量をQとし、メインポンプ8の吐出口8aから吐出された作動油の流量をQmainとすると、Q=Qmainとなる。タンク7から吸い上げられてサブポンプモータ9の吐出口9bから吐出された作動油は、作動油蓄圧流路31及び作動油排出流路34を通ってタンク7に戻る(破線S参照)。サブポンプモータ9の容量がゼロになると、サブポンプモータ9の吐出口9bから作動油が吐出されなくなる。
手順S116,S117が実行されたときは、図7に示されるように、メインポンプ8の吐出口8aから吐出された作動油が作動油供給流路14を流れる(1点鎖線R参照)と共に、サブポンプモータ9の吐出口9bから吐出された作動油が作動油蓄圧流路31及び作動油供給流路36を通って作動油供給流路14を流れるようになる(実線T参照)。つまり、サブポンプモータ9の吐出口9bから吐出された作動油の流量をQsubとすると、Q=Qmain+Qsubとなる。
手順S120,S121が実行されたときは、図8に示されるように、メインポンプ8の吐出口8aから吐出された作動油が作動油供給流路14を流れる(1点鎖線R参照)と共に、サブポンプモータ9の吐出口9bから吐出された作動油が作動油蓄圧流路31及び作動油供給流路36を通って作動油供給流路14を流れる(実線T参照)。さらに、アキュムレータ32に蓄圧された作動油が作動油蓄圧流路31及び作動油供給流路36を通って作動油供給流路14を流れるようになる(2点鎖線U参照)。つまり、アキュムレータ32から出た作動油の流量をQaccとすると、Q=Qmain+Qsub+Qaccとなる。
図9は、図3に示された低踏み込み速度用制御処理(S105)の手順の詳細を示すフローチャートである。図9において、制御ユニット43は、まずアクセル44の開度が開度閾値A1(図10参照)よりも小さいかどうかを判断する(手順S131)。
制御ユニット43は、アクセル44の開度が開度閾値A1よりも小さいと判断したときは、作動油の要求流量が小流量であると判定し(図10参照)、切換弁35を開くような制御信号を求め、その制御信号を切換弁35のソレノイド操作部35aに出力すると共に、切換弁33,37,39を閉じるような制御信号を求め、その制御信号を切換弁33,37,39のソレノイド操作部33a,37a,39aにそれぞれ出力する(手順S132)。また、制御ユニット43は、サブポンプモータ9の容量がゼロになるように斜板駆動部13を制御する(手順S133)。
制御ユニット43は、手順S131でアクセル44の開度が開度閾値A1以上であると判断したときは、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量が何れも操作量閾値B1(図10参照)よりも少ないかどうかを判断する(手順S134)。制御ユニット43は、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量が何れも操作量閾値B1よりも少ないと判断したときは、作動油の要求流量が小流量であると判定し(図10参照)、上記の手順S132,S133を順次実行する。
一方、制御ユニット43は、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量の少なくとも一方が操作量閾値B1以上であると判断したときは、作動油の要求流量が中流量であると判定し(図10参照)、切換弁37を開くような制御信号を求め、その制御信号を切換弁37のソレノイド操作部37aに出力すると共に、切換弁33,35,39を閉じるような制御信号を求め、その制御信号を切換弁33,35,39のソレノイド操作部33a,35a,39aにそれぞれ出力する(手順S135)。
また、制御ユニット43は、サブポンプモータ9の容量が所定量になるように斜板駆動部13を制御する(手順S136)。このとき、サブポンプモータ9の容量は、例えばリフト操作レバー5及びティルト操作レバー6の操作量に応じて設定される。
以上において、手順S132,S133が実行されたときは、図6に示されるように、メインポンプ8の吐出口8aから吐出された作動油のみが作動油供給流路14を流れるようになる(1点鎖線R参照)。タンク7から吸い上げられてサブポンプモータ9の吐出口9bから吐出された作動油は、作動油蓄圧流路31及び作動油排出流路34を通ってタンク7に戻る(破線S参照)。サブポンプモータ9の容量がゼロになると、サブポンプモータ9の吐出口9bから作動油が吐出されなくなる。
手順S134,S135が実行されたときは、図7に示されるように、メインポンプ8の吐出口8aから吐出された作動油が作動油供給流路14を流れる(1点鎖線R参照)と共に、サブポンプモータ9の吐出口9bから吐出された作動油が作動油蓄圧流路31及び作動油供給流路36を通って作動油供給流路14を流れるようになる(実線T参照)。
図11は、作動油の要求流量が大流量である場合の動作を示すタイムチャートである。図11において、例えばリフト操作レバー5が操作されると、その操作量に応じて作動油の要求流量が決定され、サブポンプモータ9の斜板12の傾斜角度が大きくなる。メインポンプ8から吐出される作動油の流量は一定であるが、サブポンプモータ9から吐出される作動油の流量は、斜板12の傾斜角度の増大に応じて多くなる。
このとき、斜板12の応答遅れによって、サブポンプモータ9からの吐出流量に応答遅れが発生する。サブポンプモータ9を大容量化すると、図11(e)の1点鎖線Wで示されるように、吐出流量の応答性は改善されるが、吐出流量が過剰気味になる。また、サブポンプモータ9を小容量化することにより、図11(e)の実線Xで示されるように、吐出流量が少なくなり、吐出流量の応答性が悪化する。ここで、アキュムレータ32が無い場合には、図11(g)の破線Yで示されるように、吐出流量の応答遅れによって作動油の実流量の応答性が低下する。
しかし、本実施形態では、作動油の要求流量が大流量であるときは、メインポンプ8及びサブポンプモータ9から吐出された作動油に加えてアキュムレータ32に蓄圧された作動油がリフトシリンダ2に供給される。従って、図11(g)の実線Zで示されるように、作動油の実流量の応答性が改善され、実流量が要求流量に近づくようになる。
以上のように本実施形態にあっては、メインポンプ8から吐出された作動油が作動油供給流路14を流れてリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3に供給される。また、リフト操作レバーセンサ40及びティルト操作レバーセンサ41によりそれぞれ検出されたリフト操作レバー5及びティルト操作レバー6の操作状態に基づいて切換弁33,35,37が制御される。このとき、切換弁33,35が閉まるように制御されると共に切換弁37が開くように制御されると、サブポンプモータ9から吐出された作動油が作動油蓄圧流路31、作動油供給流路36及び作動油供給流路14を流れてリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3に供給される。切換弁35が閉まるように制御されると共に切換弁33,37が開くように制御されると、アキュムレータ32に蓄圧された作動油が作動油蓄圧流路31、作動油供給流路36及び作動油供給流路14を流れてリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3に供給される。このようにメインポンプ8だけでなくサブポンプモータ9及びアキュムレータ32も、作動油の供給源として有効活用されることとなる。これにより、メインポンプ8及びサブポンプモータ9の小型化を図りつつ、リフトシリンダ2及びティルトシリンダ3を効果的に動作させることができる。
また、本実施形態では、アクセル44の開度が開度閾値A1よりも小さいときは、リフト操作レバー5及びティルト操作レバー6の操作量に関わらず、切換弁33,37が閉まるように制御され、アクセル44の開度が開度閾値A1以上であるときは、リフト操作レバー5及びティルト操作レバー6の操作量が何れも操作量閾値B1よりも小さいときに、切換弁33,37が閉まるように制御される。このような構成では、メインポンプ8から吐出された作動油のみが作動油供給流路14を流れてリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3に供給される。従って、サブポンプモータ9の吐出口9bから吐出された作動油がリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3に供給されることはないため、燃料消費量を低減することができる。
また、本実施形態では、アクセル44の開度が開度閾値A1よりも小さいときは、リフト操作レバー5及びティルト操作レバー6の操作量に関わらず、切換弁35が開くように制御され、アクセル44の開度が開度閾値A1以上であるときは、リフト操作レバー5及びティルト操作レバー6の操作量が何れも操作量閾値B1よりも小さいときに、切換弁35が開くように制御される。このような構成では、サブポンプモータ9の吐出口9bから吐出された作動油は作動油蓄圧流路31及び作動油排出流路34を流れてタンク7に戻る。つまり、サブポンプモータ9はアンロードされるため、燃料消費量を確実に低減することができる。
また、本実施形態では、アクセル44の開度が開度閾値A1よりも小さいときは、リフト操作レバー5及びティルト操作レバー6の操作量に関わらず、サブポンプモータ9の容量がゼロとなるように斜板駆動部13が制御され、アクセル44の開度が開度閾値A1以上であるときは、リフト操作レバー5及びティルト操作レバー6の操作量が何れも操作量閾値B1よりも少ないときに、サブポンプモータ9の容量がゼロとなるように斜板駆動部13が制御される。このような構成では、サブポンプモータ9の吐出口9bから作動油が吐出されないため、燃料消費量を一層低減することができる。
また、本実施形態では、アクセル44の開度が開度閾値A1以上であるときは、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量の少なくとも一方が操作量閾値B1以上であるときに、切換弁37が開くように制御されると共に切換弁35が閉まるように制御される。このような構成では、メインポンプ8から吐出された作動油が作動油供給流路14を流れてリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3に供給されると共に、サブポンプモータ9の吐出口9bから吐出された作動油が作動油蓄圧流路31、作動油供給流路36及び作動油供給流路14を流れてリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3に供給される。これにより、メインポンプ8及びサブポンプモータ9の小型化を図りつつ、リフトシリンダ2及びティルトシリンダ3を確実に効果的に動作させることができる。
また、本実施形態では、アクセル44の開度が開度閾値A1以上であり且つ開度閾値A2よりも小さいときは、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量の少なくとも一方が操作量閾値B1以上であるときに、切換弁37が開くように制御されると共に切換弁33,35が閉まるように制御され、アクセル44の開度が開度閾値A2以上であるときは、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量が操作量閾値B1以上であり且つ操作量閾値B2よりも少ないときに、切換弁37が開くように制御されると共に切換弁33,35が閉まるように制御され、アクセル44の開度が開度閾値A2以上であると共に、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量の少なくとも一方が操作量閾値B2以上であるときは、切換弁33,37が開くように制御されると共に切換弁35が閉まるように制御される。このような構成では、アクセル44の開度が開度閾値A2以上であると共に、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量の少なくとも一方が操作量閾値B2以上であるときは、メインポンプ8及びサブポンプモータ9から吐出された作動油が作動油供給流路14を流れてリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3に供給されることに加え、アキュムレータ32に蓄圧された作動油が作動油蓄圧流路31、作動油供給流路36及び作動油供給流路14を流れてリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3に供給される。このため、リフトシリンダ2及びティルトシリンダ3の動作時の応答性が良くなる。これにより、リフトシリンダ2及びティルトシリンダ3を更に効果的に動作させることができる。
また、本実施形態では、アクセル44の踏み込み速度が所定速度以上である場合は、アクセル44の開度が開度閾値A2以上であると共に、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量の少なくとも一方が操作量閾値B2以上であるときに、切換弁33,37が開くように制御されると共に切換弁35が閉まるように制御され、アクセル44の踏み込み速度が所定速度よりも低い場合は、アクセル44の開度が開度閾値A2以上であると共に、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量の少なくとも一方が操作量閾値B2以上であるときに、切換弁37が開くように制御されると共に切換弁33,35が閉まるように制御される。アクセル44がゆっくり踏み込まれる場合は、メインポンプ8及びサブポンプモータ9から吐出される作動油によりリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3の動作応答性が確保される。しかし、アクセル44が速く踏み込まれる場合は、メインポンプ8及びサブポンプモータ9から吐出される作動油だけではリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3の動作応答性が確保されにくい。そこで、アクセル44の踏み込み速度が所定速度以上である場合に、アキュムレータ32に蓄圧された作動油をリフトシリンダ2及びティルトシリンダ3に供給することにより、リフトシリンダ2及びティルトシリンダ3の動作時に所望の応答性を確保することができる。
また、本実施形態では、切換弁39が開くと、アキュムレータ32とサブポンプモータ9の吸込口9aとが連通されるため、アキュムレータ32に蓄圧された作動油がサブポンプモータ9の吸込口9aに供給され、その作動油によりサブポンプモータ9がモータ駆動される。従って、サブポンプモータ9によりエンジン11のトルクがアシストされることになる。これにより、エンジン11のトルクを軽減し、燃料消費量を低減することができる。
なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、アクセル44の開度が開度閾値A1よりも小さいときは、リフト操作レバー5及びティルト操作レバー6の操作量に関わらず、切換弁35が開くと共にサブポンプモータ9の容量がゼロとなり、アクセル44の開度が開度閾値A1以上であるときは、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量が何れも操作量閾値B1よりも小さいときに、切換弁35が開くと共にサブポンプモータ9の容量がゼロとなっているが、特にその形態には限られない。アクセル44の開度が開度閾値A1よりも小さいときは、リフト操作レバー5及びティルト操作レバー6の操作量に関わらず、切換弁35が開くか、或いはサブポンプモータ9の容量がゼロとなってもよい。アクセル44の開度が開度閾値A1以上であるときは、リフト操作レバー5の操作量及びティルト操作レバー6の操作量が何れも操作量閾値B1よりも小さいときに、切換弁35が開くか、或いはサブポンプモータ9の容量がゼロとなってもよい。
また、上記実施形態の油圧駆動装置1は、切換弁33,35,37,39を備えているが、特にその形態には限られず、図12に示されるように、上記の切換弁33,35,37,39の機能を切換弁51,52として集約してもよい。この場合には、部品点数の削減及び省スペース化を図ることができる。
図12において、油圧駆動装置50は、電磁式の切換弁51及び切換弁52を備えている。切換弁51は、位置51a〜51cが切り換えられる。位置51aは、サブポンプモータ9の吐出口9b及びアキュムレータ32を連通させ、作動油蓄圧流路31及び作動油排出流路34を遮断し、アキュムレータ32及びサブポンプモータ9の吸込口9aを遮断する位置である。位置51bは、サブポンプモータ9の吐出口9b及びアキュムレータ32を遮断し、作動油蓄圧流路31及び作動油排出流路34を連通させ、アキュムレータ32及びサブポンプモータ9の吸込口9aを連通させる位置である。位置51cは、サブポンプモータ9の吐出口9b及びアキュムレータ32を遮断し、作動油蓄圧流路31及び作動油排出流路34を連通させ、アキュムレータ32及びサブポンプモータ9の吸込口9aを遮断する位置である。
切換弁52は、位置52a,52bが切り換えられる。位置52aは、サブポンプモータ9の吐出口9b及びタンク7を遮断し、作動油蓄圧流路31及び作動油供給流路36を連通させる位置である。位置52bは、サブポンプモータ9の吐出口9b及びタンク7を連通させ、作動油蓄圧流路31及び作動油供給流路36を遮断する位置である。
切換弁51は、サブポンプモータ9の吐出口9b及びアキュムレータ32を連通させる開位置とサブポンプモータ9の吐出口9b及びアキュムレータ32を遮断する閉位置とが切り換えられる第1弁部と、アキュムレータ32及びサブポンプモータ9の吸込口9aを連通させる開位置とアキュムレータ32及びサブポンプモータ9の吸込口9aを遮断する閉位置とが切り換えられる第4弁部とを構成している。切換弁51,52は、サブポンプモータ9の吐出口9b及びタンク7を連通させる開位置とサブポンプモータ9の吐出口9b及びタンク7を遮断する閉位置とが切り換えられる第2弁部と、切換弁52は、サブポンプモータ9の吐出口9b及び作動油供給流路14を連通させる開位置とサブポンプモータ9の吐出口9b及び作動油供給流路14を遮断する閉位置とが切り換えられる第3弁部とを構成している。
また、上記実施形態では、サブポンプモータ9は斜板式の可変容量ポンプであるが、サブポンプモータ9としては特にそれには限られず、ベーン式の可変容量ポンプまたはギア式の可変容量ポンプ等であってもよい。
また、上記実施形態では、アタッチメントを駆動するアタッチメントシリンダ(油圧シリンダ)については省略されているが、フォークリフト100は、そのようなアタッチメントシリンダを備えていてもよい。この場合には、リフト操作レバー5、ティルト操作レバー6及びアタッチメント操作レバーの操作量に基づいて切換弁33,35,37の位置が切り換えられる。
また、上記実施形態では、パワーステアリング(操作部)の操舵操作により動作するパワーステアリングシリンダ(油圧シリンダ)については省略されているが、フォークリフト100は、そのようなパワーステアリングシリンダを備えていてもよい。パワーステアリングシリンダに関しては、アクセル44の開度に依存せず、パワーステアリングの操作速度に基づいて切換弁33,35,37の位置が切り換えられる。
具体的には、図13に示されるように、パワーステアリングの操作速度が操作速度閾値C1よりも低いときは、作動油の要求流量が小流量であると判定され、切換弁35が開くように制御されると共に切換弁33,37が閉まるように制御される。パワーステアリングの操作速度が操作速度閾値C1以上であり且つ操作速度閾値C2よりも低いときは、作動油の要求流量が中流量であると判定され、切換弁37が開くように制御されると共に切換弁33,35が閉まるように制御される。パワーステアリングの操作速度が操作速度閾値C2以上であるときは、作動油の要求流量が大流量であると判定され、切換弁33,37が開くように制御されると共に切換弁35が閉まるように制御される。
さらに、上記実施形態の油圧駆動装置1は、フォークリフト100に搭載されているが、本発明は、フォークリフト以外にも、エンジン、アクセル及び昇降物が搭載された産業車両であれば適用可能である。