(57)【要約】【課題】  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。【解決手段】  運転者が操作するブレーキ操作部９と、ブレーキ操作部９の操作量を検知する操作量検出部１１と、車輪３３の回転を電気エネルギに変換することにより、車輪３３の回転を制動する回生部３５と、操作量検出部１１の出力に基づいて回生部３５を制御する制御部３９と、操作量が所定値より小さいときには操作量の伝達を遮断し、操作量が所定値以上のときには、操作量から所定値を除去した操作量を伝達する伝達部１７と、伝達部１７から伝達された操作量に基づいて、車輪３３の回転を摩擦力により制動する制動部４５と、が設けられていることを特徴とする。【選択図】  図１
2008120157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
車輪の回転を電気エ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。
【請求項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い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。
【請求項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。
【請求項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、有底円筒状の反力シリンダ部および該反力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、
前記反力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、
前記反力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。
【請求項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、が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の作業車両用制動装置。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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いて、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のいずれかに記載の作業車両用制動装置。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【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ブ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エ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】
また、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】
【発明が解決しようとする課題】
【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、運動エネルギの回収とを図っている。
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。
【課題を解決するための手段】
【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。
本発明の作業車両用制動装置は、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、車輪の回転を電気エ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。
【０００７】
本発明によれば、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く、回生部による電気エネルギに変換されるため、電気エ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。
また、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い場合にも、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】
なお、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】
上記発明においては、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いることが望ましい。
【００１１】
本発明によれば、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】
上記発明においては、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】
本発明によれば、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】
上記発明においては、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、有底円筒状の反力シリンダ部および該反力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、前記反力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、前記反力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が望ましい。
【００１５】
本発明によれば、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、反力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力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】
上記発明においては、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、が設けられていることが望ましい。
【００１８】
本発明によれば、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】
上記発明においては、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】
本発明によれば、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へ伝達されない。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へ伝達される。
【００２１】
上記発明においては、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】
本発明によれば、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ができ、同じ操作量で常に同じ制動力や減速度が得られる。
【００２３】
上記発明においては、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い。
【００２４】
本発明によれば、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。
また、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】
上記発明においては、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】
本発明によれば、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】
本発明の作業車両は、走行の動力源に用いられる電動機と、上記本発明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。
【００２８】
本発明によれば、上記本発明の作業車両用制動装置が設けられているため、回生部による電気エネルギの回収量の向上が図られる。
また、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。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の作業車両用制動装置および作業車両によれば、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。また、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
〔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ークリフト（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。
【００３１】
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エ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。
【００３２】
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（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力バネ（反力発生部、弾性部材）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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
反力バネ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２３が回動すると、反力バネ１３は伸ばされて踏み込みに対する反力を発生する。
【００３６】
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。
【００３７】
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３４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。
【００３８】
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ァ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る。
【００３９】
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。
【００４０】
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（または回生トルク）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。
バッテリ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。
【００４１】
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ができる。
【００４２】
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。
【００４３】
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ー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ー５３とを備えている。
【００４４】
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するグラフである。
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１９を踏む（ステップＳ１）。
【００４５】
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）。
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、反力バネ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。伸ばされた反力バネ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）。
【００４６】
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い。
【００４７】
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において発生させる制動トルクを決定する（ステップＳ１２）。
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。
なお、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。
【００４８】
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Ｓ１３）。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Ｓ１４）。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Ｓ１６）、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）。
【００４９】
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（オペレータ反力）も発生する（ステップＳ２２）。
【００５０】
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、ブレーキシューを押し広げ、ドラムの内周面に押し付ける（ステップＳ２８）。ブレーキシュー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）。
【００５１】
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。
なお、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力を示すものである。
【００５２】
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。
また、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、反力バネ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。
なお、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オペレータ反力と同等となっている。
【００５３】
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く、電動モータ３５により電気エ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、電気エ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。
【００５４】
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。
【００５５】
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４５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。
また、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い場合にも、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。
【００５６】
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へ伝達することができる。
【００５７】
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を操作するのに反力バネ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。
【００５８】
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く、電動モータ３５により電気エ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、電気エ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。
【００５９】
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く、特に限定するものではない。
【００６０】
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く、特に限定するものではない。
【００６１】
〔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が、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。
【００６２】
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エ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。
【００６３】
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。
【００６４】
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（または回生トルク）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いて詳細に説明する。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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Ｓ１）。
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）。
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）。
【００６８】
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Ｓ１１３）。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（ステップＳ１１４）。
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Ｓ１１５）。
Ｒ＝Ｔ−Ｆ                                                  ・・・（１）
【００６９】
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。
踏み込み量
【００７０】
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ができる。
【００７１】
〔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が、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。
【００７２】
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の運動エネルギから電気エ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２０１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。
【００７３】
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ペダル９に反力を発生させる反力バネ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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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（または回生トルク）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。
また、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の開閉制御については、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いて詳細に説明する。
【００７８】
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。
【００７９】
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か、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。
【００８０】
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。
【００８１】
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Ｓ２４）。
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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２７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。
【００８４】
〔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が、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。
【００８５】
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の運動エネルギから電気エ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３０１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。
【００８６】
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ペダル９に反力を発生させる反力バネ１３と、反力バネ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、を備えている。
【００８７】
反力調節部３１４は、壁部Ｗに固定された油圧シリンダ（反力シリンダ部）３１５と、反力バネ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とリザーバタンク４３との間を繋ぐ油配管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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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（または回生トルク）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。
また、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の開閉制御については、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いて詳細に説明する。
【００９１】
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。
【００９２】
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）。
【００９３】
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バネ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。
【００９４】
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は反力バネ１３およびストローク部２３と共に移動して反力バネ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、ブレーキペダル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。
【００９５】
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、反力バネ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。
【００９６】
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。
【００９７】
〔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が、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。
【００９８】
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の運動エネルギから電気エ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４０１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。
【００９９】
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ペダル９に反力を発生させる反力バネ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。
【０１００】
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に設けられた電動アクチュエータ（伝達調節部）４３１とを備えている。
電動アクチュエータ４３１は、制御器４３９から電動アクチュエータ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アクチュエータ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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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（または回生トルク）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。
また、制御器４３９は電動アクチュエータ４３１の伸縮を制御するものである。電動アクチュエータ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いて詳細に説明する。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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か、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。
【０１０５】
回生制動が行える場合には、制御器４３９は電動アクチュエータ４３１を縮める制御信号を出力し、電動アクチュエータ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、その説明を省略する。
【０１０６】
なお、電動アクチュエータ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。また、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。
【０１０７】
一方、回生制動が行えない場合には、制御器４３９は電動アクチュエータ４３１を伸ばす制御信号を出力し、電動アクチュエータ４３１が伸ばされる（ステップＳ４２５）。電動アクチュエータ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。
【０１０８】
電動アクチュエータ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アクチュエータ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。
【０１０９】
上記の構成によれば、電動アクチュエータ４３１により、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。
【０１１０】
また、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。
【０１１１】
〔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が、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。
【０１１２】
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の運動エネルギから電気エ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６０１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。
【０１１３】
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ペダル９に反力を発生させる反力バネ１３と、反力バネ１３による反力の発生を調整する電動アクチュエータ（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。
【０１１４】
電動アクチュエータ６３１は壁部Ｗと反力バネ１３との間に配置されている。また、電動アクチュエータ６３１は、制御器６３９から電動アクチュエータ６３１を制御する制御信号が入力され、制御信号に基づいて伸縮するものである。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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（または回生トルク）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。
また、制御器６３９は電動アクチュエータ６３１の伸縮を制御するものである。電動アクチュエータ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いて詳細に説明する。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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か、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。
【０１１９】
回生制動が行える場合には、制御器６３９は電動アクチュエータ６３１を縮める制御信号を出力し、電動アクチュエータ６３１が縮む（ステップＳ６２４）。
電動アクチュエータ６３１が縮むと、反力バネ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、反力バネ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く、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。
【０１２０】
なお、電動アクチュエータ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。また、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。
【０１２１】
一方、回生制動が行えない場合には、制御器６３９は電動アクチュエータ６３１を伸ばす制御信号を出力し、電動アクチュエータ６３１が伸ばされる（ステップＳ６２５）。電動アクチュエータ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。
【０１２２】
電動アクチュエータ６３１が伸びると、反力バネ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。
【０１２３】
上記の構成によれば、電動アクチュエータ６３１により、反力バネ１３の配置位置をストローク部の移動方向に変更して、反力バネ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。
【０１２４】
また、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。
【０１２５】
さらに、オペレータが電動アクチュエータ６３１の伸縮を調節することにより、オペレータ反力や、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アクチュエータ６３１の伸縮が初期値に戻される方法が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【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】
【０１２７】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，６０１  フォークリフト（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  反力バネ（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  制御器（制御部）
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（反力シリンダ部）
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  電動アクチュエータ（伝達調節部）
６３１  電動アクチュエータ（伝達調節部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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