(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リフト装置を昇降させるリフトシリンダと、バッテリ電源によって駆動する電動機と、同電動機によって作動し前記リフトシリンダに圧液を吐出してリフト装置を上昇させる液圧ポンプと、同リフトシリンダと同液圧ポンプとの間に介設されたコントロール弁とを備え、同リフト装置の下降時前記リフトシリンダに加わる負荷により同リフトシリンダから同液圧ポンプに圧液を戻したときに生じるモータ作用で前記電動機を発電機として機能させ前記バッテリ電源で動力回収を行なうバッテリ式産業車両の液圧装置において、前記リフト装置の下降時に前記液圧ポンプへの圧液戻り量を制御する前記コントロール弁の開度と、前記電動機の回転数とを検知して前記コントロール弁の開度を、該開度を通過する前記圧液戻り量が前記電動機の回転数制御により設定される圧液戻り量より大きくなるように設定して、同電動機の回転数により前記リフト装置の下降速度を制御することを特徴とするバッテリ式産業車両の荷役回生方法。
【請求項２】
前記リフト装置の下降初動時に前記電動機を前記コントロール弁が開く前に回転させることを特徴とする請求項１記載のバッテリ式産業車両の荷役回生方法。
【請求項３】
前記液圧装置が第２のコントロール弁を介して前記液圧ポンプから圧液を供給する第２のアクチュエータを備え、前記リフト装置の下降動作と前記第２アクチュエータの作動とを同時に行なうに際し、前記電動機の回転数を同リフト装置の下降速度にのみ対応して設定することを特徴とする請求項１記載のバッテリ式産業車両の荷役回生方法。
【請求項４】
リフト装置を昇降させるリフトシリンダと、バッテリ電源によって駆動する電動機と、同電動機によって作動し前記リフトシリンダに圧液を吐出してリフト装置を上昇させる液圧ポンプと、同リフトシリンダと同液圧ポンプとの間に介設されたコントロール弁とを備え、同リフト装置の下降時前記リフトシリンダに加わる負荷により同リフトシリンダから同液圧ポンプに圧液を戻したときに生じるモータ作用で前記電動機を発電機として機能させ前記バッテリで動力回収を行なうバッテリ式産業車両の液圧装置において、前記リフト装置の下降時に前記液圧ポンプへの圧液戻り量を制御する前記コントロール弁の開度と、前記電動機の回転数とを制御することにより前記リフト装置の下降速度を制御するコントローラを設け、該コントローラは、前記コントロール弁の開度を、該開度を通過する前記圧液戻り量が前記電動機の回転数制御により設定される圧液戻り量より大きくなるように設定して、同電動機の回転数により前記リフト装置の下降速度を制御するコントローラであることを特徴とするバッテリ式産業車両の荷役回生システム。
【請求項５】
前記リフトシリンダから前記コントロール弁を介して前記圧液貯留タンクに圧液を回収する配管に同リフトシリンダからの圧液を受けて駆動される液圧モータを介設し、同液圧モータ及び前記電動機間を、同液圧モータから同電動機にのみ駆動トルクを伝達するワンウェイクラッチで接続したことを特徴とする請求項４記載のバッテリ式産業車両の荷役回生システム。
【請求項６】
前記リフトシリンダとは別に他の動作をさせる第２のアクチュエータを備え、同第２のアクチュエータに第２のコントロール弁を介して前記液圧ポンプから圧液を供給するようにしたことを特徴とする請求項４又は５記載のバッテリ式産業車両の荷役回生システム。
【請求項７】
前記第２のアクチュエータがフォークリフトのフォークを設置したマストを傾動させるチルトシリンダであることを特徴とする請求項６記載のバッテリ式産業車両の荷役回生システム。
【請求項８】
前記コントローラが、前記電動機回転数の変更指令に対し同電動機の回転数速度変化の応答性を遅くする演算回路を備えていることを特徴とする請求項４記載のバッテリ式産業車両の荷役回生システム。
【請求項９】
前記液圧モータはその理論容積が前記液圧ポンプの理論容積より大きいものを使用し、前記第２のアクチュエータの定格速度時の電動機回転数とリフト装置の下降定格速度時の電動機回転数とを実質的に同一としたことを特徴とする請求項６記載のバッテリ式産業車両の荷役回生システム。
【請求項１０】
前記リフトシリンダのボトム油室内圧力を検出する圧力センサを設け、同圧力センサの検出値に基づいて前記電動機の応答感度を変えるように構成したことを特徴とする請求項４記載のバッテリ式産業車両の荷役回生システム。
【請求項１１】
前記リフトシリンダのボトム油室内圧力を検出する圧力センサを設け、前記コントローラが、同圧力センサの検出値から脈動値を算出するバンドパスフィルタと、同脈動値の逆位相を前記電動機の回転数指令値に加算する演算回路とを備えたことを特徴とする請求項４記載のバッテリ式産業車両の荷役回生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォークリフトを始めとする各種バッテリ式産業車両において、リフトシリンダに圧液を供給する液圧ポンプをリフト装置の下降時リフトシリンダのボトム油室から回収される圧液によって液圧モータとして作用させ、液圧ポンプを駆動する電動機を発電機として作用させることにより、リフト装置の位置エネルギーを回収（回生）する荷役回生方法及びそのシステムに関し、簡単な装置構成で、回生に係る動作中に他の油圧アクチュエータへ作動油を供給できるとともに、リフトエネルギーの回生中に油圧脈動の発生を防止して、操作性を改善し、回生効率を向上することを可能にしたものである。
【背景技術】
【０００２】
荷役用油圧装置のポンプを駆動する電動機を備えたバッテリ駆動式産業車両として例えばフォークリフトがあるが、フォークリフトにおいては、フォークの降下時リフトシリンダからの戻り油によりモータとして機能する油圧ポンプを使用し、電動機を発電機として作用させてバッテリ電源の回収（回生）を行なっている。
このリフト装置下降時の回生システムとして、例えば特開平２−１６９４９９号公報及び米国特許第５５０５０４３号公報に記載のように、リフト下降時にリフトシリンダから押し出される作動油で油圧ポンプを逆転させて、油圧モータとして作動させ、油圧ポンプに連結された電動機を発電機として作動させることにより、発電機に接続されたバッテリを充電する方式がある。
なお特開平２−１６９４９９号公報に開示された方式では、電動機と油圧ポンプとの間に電磁クラッチを設け、リフト下降時にリフト装置の積載重量の不足により十分な下降速度が得られず、そのため回収される作動油の不足により回生動作が不能であれば、電磁クラッチにより油圧ポンプと電動機との動力伝達を遮断し、これによってエネルギーの節約を図るようにしている。
また米国特許第５５０５０４３号公報に開示された構成は、リフトシリンダへの給油と他の負荷への給油とにそれぞれ１組ずつの液圧ポンプ及び直流モータを有している。
また特開２００３−２５２５８８号公報には、リフトエネルギーの回生操作時に、電動機及び油圧モータとして作用する油圧ポンプの回転制御を行なって、リフト装置の降下速度が設定された降下速度となるように、圧油（作動油）の流量、圧力を制御し、これによって圧力損失や熱の発生によるエネルギーロスをなくす手段が開示されている。
【０００３】
しかしながら特開平２−１６９４９９号公報及び米国特許第５５０５０４３号公報に開示されている回生システムでは、位置エネルギーの有効利用を図ることはできるが、リフトシリンダへの作動油供給中又はリフト装置の位置エネルギーの回生中に、同じ油圧ポンプ及び電動機を使って他の動作を行なうアクチュエータに圧油を供給できないという問題がある。
また米国特許第５５０５０４３号公報においては、複数組の油圧ポンプ及び電動機を要し、構造が複雑になり、重量も増えるという問題がある。
また特開２００３−２５２５８８号公報に開示された手段では、リフトエネルギーの回生操作中に油圧脈動が発生して、それが回生システムの操作性を悪くし、エネルギー回生効率を低下させる原因となる問題点がある。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、バッテリ式産業車両のリフト装置に係る荷役回生システムにおいて、簡単な装置構成で、回生に係る動作中に他の油圧アクチュエータへ作動油を供給できるとともに、リフトエネルギーの回生中に油圧脈動の発生を防止して、操作性を改善し、回生効率を向上し得る荷役回生方法及びそのシステムを実現することを目的とする。
【０００５】
本発明の荷役回生方法は、かかる目的を達成するもので、リフト装置を昇降させるリフトシリンダと、バッテリ電源によって駆動する電動機と、同電動機によって作動し前記リフトシリンダに圧液を吐出してリフト装置を上昇させる液圧ポンプと、同リフトシリンダと同液圧ポンプとの間に介設されたコントロール弁とを備え、同リフト装置の下降時前記リフトシリンダに加わる負荷により同リフトシリンダから同液圧ポンプに圧液を戻したときに生じるモータ作用で前記電動機を発電機として機能させ前記バッテリ電源で動力回収を行なうバッテリ式産業車両の液圧装置において、前記リフト装置の下降時に前記液圧ポンプへの圧液戻り量を制御する前記コントロール弁の開度と、前記電動機の回転数とを検知して前記コントロール弁の開度を、該開度を通過する前記圧液戻り量が前記電動機の回転数制御により設定される圧液戻り量より大きくなるように設定して、同電動機の回転数により前記リフト装置の下降速度を制御することを特徴とする。
【０００６】
本発明の荷役回生方法において、さらにリフト装置の下降時に初動トルクが大きくて、リフト装置の積載重量で液圧ポンプを液圧モータとして作動させるトルクが不足する場合は、前記構成に加えて、前記リフト装置の下降初動時に前記電動機を前記コントロール弁が開く前に回転させるようにする。
また本発明の荷役回生方法は、前記液圧装置が第２のコントロール弁を介して前記液圧ポンプから圧液を供給する第２のアクチュエータを備えた場合にも適用でき、この場合、前記リフト装置の下降動作と前記第２アクチュエータの作動とを同時に行なう場合、好ましくは、前記電動機の回転数を同リフト装置の下降速度にのみ対応して設定する。
【０００７】
リフト装置の下降動作中に第２のアクチュエータに圧液を供給する指令が発せられると、電動機の回転数の急激な変化を招くおそれがある。このため電動機の回転数を同リフト装置の下降速度にのみ対応して設定することにより電動機の回転数の急激な変化を抑制し、リフト装置の急激な速度変化を防止する。
第２のアクチュエータとしては、フォークリフトのフォークを昇降可能に設置したマストを傾動させるチルトシリンダ、フォークの爪を動かす駆動装置、パワーステアリング、ブレーキ装置、その他のアタッチメントがある。
【０００８】
また本発明の荷役回生システムは、リフト装置を昇降させるリフトシリンダと、バッテリ電源によって駆動する電動機と、同電動機によって作動し前記リフトシリンダに圧液を吐出してリフト装置を上昇させる液圧ポンプと、同リフトシリンダと同液圧ポンプとの間に介設されたコントロール弁とを備え、同リフト装置の下降時前記リフトシリンダに加わる負荷により同リフトシリンダから同液圧ポンプに圧液を戻したときに生じるモータ作用で前記電動機を発電機として機能させ前記バッテリで動力回収を行なうバッテリ式産業車両の液圧装置において、前記リフト装置の下降時に前記液圧ポンプへの圧液戻り量を制御する前記コントロール弁の開度と、前記電動機の回転数とを制御することにより前記リフト装置の下降速度を制御するコントローラを設け、該コントローラは、前記コントロール弁の開度を、該開度を通過する前記圧液戻り量が前記電動機の回転数制御により設定される圧液戻り量より大きくなるように設定して、同電動機の回転数により前記リフト装置の下降速度を制御するコントローラであることを特徴とする。
そして本発明の荷役回生システムは、リフトシリンダから前記コントロール弁を介して前記圧液貯留タンクに圧液を回収する配管に同リフトシリンダからの圧液を受けて駆動される液圧モータを介設し、同液圧モータ及び前記電動機間を、同液圧モータから同電動機にのみ駆動トルクを伝達するワンウェイクラッチで接続した構成の液圧装置にも適用可能である。
なお本発明において、「ワンウェイクラッチ」とは、「液圧モータから電動機に駆動トルクを伝達可能で、かつ電動機から液圧モータに駆動トルクを伝達不可能な伝達手段」の総称を意味する。
また本発明の荷役回生システムは、前記リフトシリンダとは別に他の動作をさせる第２のアクチュエータ、例えばフォークリフトのフォークを設置したマストを傾動させるチルトシリンダ等を備え、同第２のアクチュエータに第２のコントロール弁を介して前記液圧ポンプから圧液を供給するようにした構成の液圧装置にも適用可能である。
【０００９】
また本発明の荷役回生システムは、好ましくは、前記コントローラが、前記電動機回転数の変更指令に対し同電動機の回転数速度変化の応答性を遅くする演算回路を備えるようにする。これによって電動機の回転数の急激な変化を抑制する。
液圧装置が第２のアクチュエータを備えているとき、液圧装置がリフトエネギーの回生動作と第２のアクチュエータへの圧液供給とを同時に行なうと、電動機が通常の応答性のままでは、電動機の回転数変化が急激に起こり、急激な圧力変化が生じてしまう。これに対し前記演算回路によって、電動機回転数の急激な変化を抑制する。
また好ましくは、前記液圧モータはその理論容積が前記液圧ポンプの理論容積より大きいものを使用し、前記第２のアクチュエータの定格速度時の電動機回転数とリフト装置の下降定格速度時の電動機回転数とを実質的に同一とする。
また好ましくは、前記リフトシリンダのボトム油室内圧力を検出する圧力センサを設け、同圧力センサの検出値に基づいて前記電動機の応答感度を変えるように構成する。即ちリフト装置の積載量が重いときは、電動機の応答感度を下げて微操作域を広げるようにする。
さらに好ましくは、前記リフトシリンダのボトム油室内圧力を検出する圧力センサを設け、前記コントローラが、同圧力センサの検出値から脈動値を算出するバンドパスフィルタと、同脈動値の逆位相を前記電動機の回転数指令値に加算する演算回路とを備え、液圧脈動を減衰させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の荷役回生方法によれば、前記リフト装置の下降時に前記液圧ポンプへの圧液戻り量を制御する前記コントロール弁の開度と、前記電動機の回転数とを制御して、前記リフト装置の下降速度を制御することにより、リフトエネルギーの回生中に油圧脈動の発生を防止して、操作性を改善し、回生効率を向上し得る。
本発明の荷役回生方法において、好ましくは、前記コントロール弁の開度を前記電動機の回転数制御により設定される圧液戻り量より大きくし、同電動機の回転数により前記リフト装置の下降速度を制御することにより、前記コントロール弁での圧損を小さくすることができ、回生効率を向上することができる。
さらにリフト装置の下降時に初動トルクが大きくて、リフト装置の積載重量で液圧ポンプを液圧モータとして作動させるトルクが不足する場合は、前記構成に加えて、前記リフト装置の下降初動時に前記電動機を前記コントロール弁が開く前に回転させるようにすることにより、回生時において液圧ポンプの液圧モータとしての初期作動を確実に行なうことができる。
また本発明の荷役回生方法において、好ましくは、前記液圧装置が第２のコントロール弁を介して前記液圧ポンプから圧液を供給する第２のアクチュエータを備え、前記リフト装置の下降動作と前記第２アクチュエータの作動とを同時に行うに際し、前記電動機の回転数を同リフト装置の下降速度にのみ対応して設定することにより、電動機の回転数の急激な変化を抑制し、リフト装置の急激な速度変化を防止して、操作性を確保することができる。
【００１１】
本発明の荷役回生システムによれば、前記リフト装置の下降時に前記液圧ポンプへの圧液戻り量を制御する前記コントロール弁の開度と、前記電動機の回転数とを制御することにより前記リフト装置の下降速度を制御するコントローラを設けたことにより、リフトエネルギーの回生中に油圧脈動の発生を防止して、操作性を改善し、回生効率を向上することができる。
また本発明の荷役回生システムにおいて、前記リフトシリンダから前記コントロール弁を介して前記圧液貯留タンクに圧液を回収する配管に同リフトシリンダからの圧液を受けて駆動される液圧モータを介設し、同液圧モータ及び前記電動機間を、同液圧モータから同電動機にのみ駆動トルクを伝達するワンウェイクラッチで接続した構成の液圧装置に適用した場合、簡単な装置構成で、回生に係る動作中に他の油圧アクチュエータへ作動油を供給できるとともに、リフトエネルギーの回生中に油圧脈動の発生を防止して、操作性を改善し、回生効率を向上することができる。
またリフト装置が上昇している時で液圧ポンプが電動機により作動しているとき、液圧ポンプの動きは液圧モータには伝わらないため、電動機から液圧モータへ駆動トルクが伝達されて液圧モータが無用に駆動され、エネルギを無駄にすることを防止することができるとともに、リフト装置が下降している時、エネルギ回生のため液圧モータが駆動しているときは、液圧モータから電動機へ確実に駆動トルクを伝達することができる。
また液圧ポンプの駆動によって液圧モータの駆動が妨げられることはなく、むしろ液圧モータからの駆動トルクを利用して液圧ポンプを駆動することができる。
しかも液圧ポンプを駆動する圧液供給用の電動機と、液圧モータによって駆動されるエネルギ回生用の電動機とを兼用しているので、別に発電機（あるいは電動機）を設ける場合に比べて設置スペースが少なくて済み、システム全体としての重量を軽くすることができる。
【００１２】
また本発明の荷役回生システムにおいて、好ましくは、前記コントローラが、前記電動機回転数の変更指令を受けたときに同電動機の回転数速度変化の応答性を遅くする演算回路を備えるようにしたことにより、電動機の回転数速度変化の応答性を遅くしてその急激な変化を抑制し、操作性を確保することができる。
また本発明の荷役回生システムにおいて、好ましくは、前記液圧モータはその理論容積が前記液圧ポンプの理論容積より大きいものを使用し、前記第２のアクチュエータの定格速度時の電動機回転数とリフト装置の下降定格速度時の電動機回転数とを実質的に同一とすることにより、リフトエネルギーの回生操作と第２のアクチュエータへの圧液供給とを同時に行なう場合、電動機の回転数の急激な変化を抑えることができ、液圧装置の操作性を確保することができる。
また本発明の荷役回生システムにおいて、好ましくは、前記リフトシリンダのボトム油室内圧力を検出する圧力センサを設け、同圧力センサの検出値に基づいて前記電動機の応答感度を変えるように構成したことにより、リフト装置の積載重量が重いとき、電動機の応答感度を下げて、電動機回転数の急激な変化を抑えることができる。
また本発明の荷役回生システムにおいて、好ましくは、前記リフトシリンダのボトム油室内圧力を検出する圧力センサを設け、前記コントローラが、同圧力センサの検出値から脈動値を算出するバンドパスフィルタと、同脈動値の逆位相を前記電動機の回転数指令値に加算する演算回路とを備えたことにより、リフトエネルギー回生動作中に生じる液圧脈動を減衰させ、無駄なエネルギー損出を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明をフォークリフトの荷役装置に適用した第１実施例を示す系統図、図２は、前記第１実施例において、レバー操作量に対する電動モータ回転数ｘ及びコントロール弁１４の開度ｙの制御量を示す線図である。
図１において、１は、フォークリフトのフォークＦ（リフト装置）を昇降させるためのリフトシリンダ、１ａはリフトシリンダ１のボトム油室、２は、第２のアクチュエータを構成する油圧シリンダで、フォークリフトの他のアタッチメント、例えばフォークＦの図示しない爪を駆動する駆動装置等の油圧シリンダである。３は、電動モータ４に駆動されて圧油を貯留タンク６からリフトシリンダ１及び油圧シリンダ２の各油圧室に供給する油圧ポンプ、５は電動モータ４のバッテリ電源である。
７は、第２の油圧ポンプであり、電動モータ８によって駆動され、貯留タンク６に圧油をバルブユニット９を介して、他のアクチュエータ、例えばフォークＦを昇降可能に設置したマストを傾動させるチルトシリンダ、パワーステアリング、ブレーキ装置、その他に供給する圧油管路１０〜１３に供給する。１４は、リフトシリンダ１と油圧ポンプ３との間の圧油供給管路２３に介設されたコントロール弁、１５は、管路２３から分岐した圧油供給管路２４及び圧油回収管路２５に介設されたコントロール弁である。２１はリリーフ弁であり、２２は、圧油回収管路２９に設けられた逆止弁である。
１６は、リフトシリンダ１を上昇又は下降させるための操作レバーで、矢印１６ａは上昇時の操作方向、矢印１６ｂは下降時の操作方向を示す。１７は、操作レバー１６による操作指令及びボトム油室１ａ内の圧力を検知する圧力センサ３０の検出値を入力して、これらの入力に基づいてコントロール弁１４の開閉を制御するとともに、インバータ１８を介して電動モータ４の回転数を制御するコントローラである。
【００１５】
かかる第１実施例の装置において、フォークＦを上昇させるときは、操作レバー１６を矢印１６ａ方向に操作して、リフト用コントロール弁１４のｂポートを供給管路２３に合わせることにより、圧油を油圧ポンプ３により供給管路２３から、リフトシリンダ１のボトム油室１ａに供給する。また同時にアタッチメントを駆動させる場合には、コントロール弁１５を中立位置のａポートからｂポートまたはｃポートを供給管路２４に合わせることにより、油圧シリンダ２の右油室２ａ又は左油室２ｂに圧油を供給する。
またフォークＦを下降させる時は、操作レバー１６を矢印１６ｂ方向に操作する。これによってリフトシリンダ１のボトム油室１ａへの圧油供給を止め、逆にフォークＦの積載重量によりフォークＦの下降が始まり、ボトム油室１ａ内の圧油が供給管路２３を通って油圧ポンプ３に戻ってくる。そのとき油圧ポンプ３が圧油によって回転駆動され、これによって電動モータ４を発電機として作動させ、その発電電力をインバータ２４で直流変換した後にインバータ２４に接続されたバッテリ電源５を充電する。
一方他のアクチュエータには、油圧ポンプ７により圧油供給管路２６からバルブユニット９及び管路１０〜１３を経て圧油が供給され、他のアクチュエータの作動が行なわれる。なお、１９は逆止弁、２０はフィルタ、２７は圧油の回収管路である。
従来はコントロール弁１４の絞り量により、リフト装置（フォークＦ）のリフト速度を制御していたが、第１実施例では、リフト装置の下降時の回生動作時には、図２に示すように、レバー操作量に対してコントロール弁１４をすぐに開き、電動モータ４の回転数でフォークＦの下降速度を制御する。
【００１６】
このように第１実施例によれば、レバー操作量に対する電動モータ４の回転数の上昇よりも先にコントロール弁１４の開放を行なうことにより、過度圧の発生を防止できるとともに、バルブ圧損が減り、回生可能なエネルギー効率を上げることができ、また操作性の低下を防止することができる。
【実施例２】
【００１７】
図３は、電動モータ４の回転数及びコントロール弁１４の開度についてリフト装置の下降時（リフトエネルギー回生時）の別の制御例（第２実施例）を示し、図３のように、下降速度の小さな細かな操作が必要な初期の領域ではコントロール弁１４の開度調整によって下降速度を調整し、定格速度のような速度の大きい領域では、コントロール弁１４の開度を一気に全開させ、電動モータ４の回転数によって下降速度を制御する。これによってきめ細かな操作性を確保しつつ、回生できるエネルギー効率を向上させることができる。
【実施例３】
【００１８】
図４は、さらに別の制御例（第３実施例）を示す線図である。図１の第１実施例の装置において、フォークＦの荷役積載量で決まるリフトシリンダ１のボトム油室１ａのシリンダ圧Ｐを圧力センサ３０で検知し、同検出値Ｐに合わせて、微小操作領域でのレバー操作量に対するコントロール弁１４の開度及び電動モータ４の回転数を変化させる。
このようなフォークＦの積載重量を考慮した制御を行なうことにより、フォークＦの積載重量が大きいほど、フォークＦの昇降を滑らかに行なうことができ、かつ回生可能なエネルギー効率を上げることができる。
【実施例４】
【００１９】
次に本発明の荷役回生システムの第４実施例を図５に基づいて説明する。図５は、第４実施例の制御回路図である。図において、図１の圧力センサ３０で検出した検出値Ｐに対して、バンドパスフィルタ４０で脈動値を算出し、操作レバー１６の操作量Ｒに基づいて設定したゲインＧ１に対して、前記脈動値の逆位相を算出したゲインＧ２を加算器４１で加算して、電動モータ４の指令回転数Ｎを求め、この指令回転数Ｎによって電動モータ４を回転させる。これによって回生動作中に生じる油圧脈動を減衰させ、無駄なエネルギー損失を抑えることができる。
【実施例５】
【００２０】
次に本発明の荷役回生システムの第５実施例を図６〜７に基づいて説明する。図６は第５実施例の系統図、図７は、レバー操作量に対する電動モータの回転数及びコントロール弁の開度を示す線図である。図６において、５１は、フォークリフトのフォークＦ（リフト装置）を昇降させるためのリフトシリンダ、５２は、フォークＦを設置したマストを傾動させるチルトシリンダ、５３は、電動モータ５４に駆動されて圧油を貯留タンク５８からリフトシリンダ５１及びチルトシリンダ５２の各油圧室に供給する油圧ポンプ、５５は電動モータ５４のバッテリ電源で、インバータ７４に接続されており、油圧ポンプ５３が圧油によって回転駆動され、これによって電動モータ５４を発電機として作動させ、電動モータ５４の発電電力をインバータ５４で直流変換した後にインバータ５４に接続されたバッテリ電源５４に電動モータ４回転駆動用の電力が充電される。
５６は、リフトシリンダ５１のボトム油室５１ａに接続された圧油回収管路７０に介設されて、回収される圧油によって駆動される油圧モータで、これによって電動モータ５４を発電機として作動させることにより、インバータ５４に接続された電動モータ５４回転駆動用のバッテリ電源５５を充電する作用をもつ。
５７は、電動モータ５４の回転軸及び油圧モータ５６の回転軸にそれぞれ連結され、油圧モータ５６から電動モータ５４への一方向にのみ駆動トルクを伝達可能で、電動モータ５４からの駆動トルクに対しては空転して油圧モータ５６への駆動トルクの伝達を行なわないワンウェイクラッチである。５８及び５９は、圧油を貯留するタンクであり、６０は、リフトシリンダ５１への圧油供給を制御するコントロール弁、６１は、チルトシリンダ５２への圧油供給を制御するコントロール弁である。
６２は、コントロール弁６０を操作する操作レバー、６３は、コントロール弁６１を操作する操作レバー、６４は、圧油回収管路７２に設けられ、圧油供給管路６５に許容圧を超える圧力が付加された時に、管路６５を開放して圧油をタンク５８に逃がすリリーフ弁である。
また７３は、操作レバー６２及び６３の操作量を入力し、それらの入力値に基づいて設定された電動モータ５４の回転数をインバータ７４を介して電動モータ５４に指令し、インバータ７４では電動モータ５４の実回転数を取り込んで電動モータ５４の回転数を設定値に制御する。
【００２１】
かかる第５実施例の構成において、リフトシリンダ５１及びチルトシリンダ５２を作動させないときは、圧油は管路６５、７１を通ってタンク５９に戻される。
フォークＦの上昇時には、操作レバー６２を操作して、リフト用コントロール弁６０のｃポートを供給管路６５に合わせ、油圧ポンプ５３により供給管路６５から、管路６６、６７を通って圧油をリフトシリンダ５１のボトム油室５１ａに供給する。また同時にフォークＦの傾動が必要なときは、操作レバー６３を操作して、チルト用コントロール弁６１のｂポート又はｃポートを供給管路６５に合わせ、供給管路６８又は６９を通ってチルトシリンダ５２の右油室５２ａ又は左油室５２ｂに圧油を供給することにより、フォークＦを手前又は前方に傾動することができる。
またフォークＦを下降させる時は、操作レバー６２を作動させて、リフト用コントロール弁６０のｂポートを回収管路７０に合わせることにより、リフトシリンダ５１のボトム油室５１ａから圧油が回収管路７０を通って回収される。そのとき回収管路７０に介設された油圧モータ５６が圧油によって回転駆動され、これによって電動モータ５４を発電機として作動させ、インバータ５４に接続された電動モータ４回転駆動用のバッテリ電源５５を充電する。
なおワンウェイクラッチ５７によって、油圧モータ５６の駆動トルクは、電動モータ５４及び油圧ポンプ５３に伝達させるが、電動モータ５４からの駆動トルクは油圧モータ５６に伝達されない。
このように第５実施例によれば、フォークＦが上昇している時で油圧ポンプ５３が電動モータ５４により作動しているとき、油圧ポンプ５３の駆動トルクは油圧モータ５６には伝わらないため、電動モータ５４から油圧モータ５６へ駆動トルクが伝達されて油圧モータ５６が無用に駆動され、エネルギを無駄にすることを防止することができる。
また油圧モータ５６からの駆動トルクを利用して油圧ポンプ５３を駆動することができるとともに、電動モータ５４が、油圧ポンプ５３を駆動する電動モータと、油圧モータ５６によって駆動されるエネルギ回生用の電動モータとを兼用しているので、別に発電機（あるいは電動機）を設ける場合に比べて設置スペースが少なくて済み、システム全体としての重量も低減することができるという利点をもつ。
このような液圧装置を用いて、操作レバー６２の操作量に対して電動モータ５４の回転数及びリフト用コントロール弁６０の開度を図７に示すように制御する。図７において、ｄ及びｅは、本発明によるコントロール弁６０の開度及び電動モータ５４の回転数を示し、ｆ及びｇは、従来の制御方式において回生動作をしていない場合のコントロール弁の開度及び電動モータの回転数を示す。
このようにレバー６２の操作量に対して、コントロール弁６０の開度を早く大きくし、電動モータ５４の回転数によりフォークＦの下降速度を制御する。なおレバー操作量が小さい初期降下のときは、コントロール弁５４の開度によりフォークＦの下降速度を制御するが、その後は前述のように電動モータ５４の回転数でフォークＦの下降速度を制御する。
このためコントロール弁６０での圧損を小さくすることができ、回生効率を向上することができる。
【実施例６】
【００２２】
またフォークＦが下降時に初動トルクが大きくて、フォークＦの積載重量によっては油圧モータ５６を回転させるトルクが不足する場合（第６実施例）は、図８に示すように、下降初動時にレバー操作量に対して、電動モータ５４をコントロール弁６０が開く前に回転させる。
これによって下降初動時に確実に下降動作を行なわしむることができ、操作性を確保することができる。
【実施例７】
【００２３】
次に図６の第５実施例の油圧装置を用いた制御方法に係る本発明の第７実施例を図９に基づいて説明する。図９において、ｈは、リフトレバー６２の操作量（回生操作）、ｉはチルトレバー６３の操作量、ｊは、リフトレバー操作量ｈに対応した電動モータ５４の回転数、ｋは、リフトレバー操作量及びチルトレバー操作量の合計に対応した電動モータ５４の回転数、ｌは、曲線ｊに対応したフォークＦの下降量、ｍは、曲線ｋに対応したフォークＦの下降量を示す。
リフトシリンダ５１によるフォークＦの下降とチルトシリンダ５２の作動とを同時に行なう場合において、１つの電動モータ５４でそれらの制御を行なうために、チルトレバー操作量ｉを無視し、リフトレバー操作量ｈのみに対応した電動モータ回転数ｊとすることにより、フォークＦの急激な下降速度の変化を制御し、操作性を確保することができる。
【実施例８】
【００２４】
次に本発明の第８実施例を図１０に基づいて説明する。第８実施例は、図６の第５実施例のコントローラ７３に図１０に示す演算回路を組み込んでなる油圧装置を使用する。
図１０において、Ｎｓは、リフトとチルトの同時操作時における電動モータの指令回転数であり、この指令回転数Ｎｓに加算器８０で図示しない検出器で検出された電動モータ５４の実回転数Ｎｔが加算され、その後電動モータ５４の回転数速度変化の応答性を遅くするゲインＧｓがスィッチ８２を介して演算器８１で付与され、電動モータ５４に対しモータトルク指令Ｔｓが発せられる。
電動モータ５４が通常の応答性のままでは、モータ回転数変化が激しく起こり、チルト速度変化及び急激な圧力変化等が発生してしまうが、第８実施例による制御を行なうことによって、応答性を遅くし、急激な変化を抑制し、操作性を確保することができる。
【実施例９】
【００２５】
次に図６の第５実施例の油圧装置を用いた制御方法に係る本発明の第９実施例を図１１に基づいて説明する。図１１において、曲線ｏは、チルトレバー操作量、ｐは、リフトレバー操作量を示す。第９実施例は、図６に図示される油圧モータ５６を理論容積が油圧ポンプ５３の理論容積より大きいものを使用し、チルト定格速度時の電動モータ回転数とリフト下降定格速度時の電動モータ回転数をほぼ同一となるようにする。
これによってリフトとチルトとを同時に操作する場合に、電動モータ５４の回転数変化量を抑えることができ、チルト速度変化を抑制し、油圧装置の操作性を確保することができる。図１１中、ｑはチルト定格速度時の電動モータ回転数とリフト下降定格速度時の電動モータ回転数をほぼ同一とした場合の電動モータ回転数を示し、ｒは両者の電動モータ回転数の差が大きい場合の電動モータ回転数の変化を示す。またｓは両者の電動モータ回転数が同一の場合のチルト変位量を示し、ｔは両者の電動モータ回転数の差が大きい場合のチルト変位量を示す。
【実施例１０】
【００２６】
次に図６の第５実施例の油圧装置を用いた制御方法に係る本発明の第１０実施例を図１２に基づいて説明する。図１に図示される圧力センサ３０でリフトシリンダ５１のボトム油室５１ａの圧力を検出し、その検出値の基づいてレバー操作量に対する電動モータ５４の感度を変えるように構成する。即ち図１２において、曲線ｕは、フォークＦの積載量がない空荷の場合の電動モータ回転数を示し、ｗは、定格負荷の積載量を有する場合、ｖは、前記両者の中間の積載量の場合を示す。
このようにフォークＦの積載重量が重いときは、電動モータ５４の感度を下げることにより、微操作域を広げ、急激な操作を回避できて、安全性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明によれば、フォークリフトを始めとするバッテリ式産業車両の荷役回生システムにおいて、簡単な装置構成で、回生に係る動作中に他の油圧アクチュエータへ作動油を同時に供給できるとともに、リフトエネルギーの回生中に油圧脈動の発生を防止して、操作性を改善し、かつ回生効率を向上し得る荷役回生方法及びそのシステムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１図は、本発明の第１実施例を示す系統図である。
【図２】第２図は、前記第１実施例において、レバー操作量に対する電動モータ回転数ｘ及びコントロール弁１４の開度ｙの制御量を示す線図である。
【図３】第３図は、本発明の第２実施例に係る図２に相当する線図である。
【図４】第４図は、本発明の第３実施例に係る制御例を示す線図である。
【図５】第５図は、本発明の第４実施例の制御回路図である。
【図６】第６図は、本発明の第５実施例を示す系統図である。
【図７】第７図は、前記第５実施例において、レバー操作量に対する電動モータの回転数及びコントロール弁の開度を示す線図である。
【図８】第８図は、本発明の第６実施例に係る図７に相当する線図である。
【図９】第９図は、本発明の第７実施例に係り、レバー操作量、電動モータ回転数及びリフト変位量を示す線図である。
【図１０】第１０図は、本発明の第８実施例に係る演算回路図である。
【図１１】第１１図は、本発明の第９実施例に係る図９に相当する線図である。
【図１２】第１２図は、本発明の第１０実施例に係る、レバー操作量と電動モータ回転数との関係を示す線図である。
【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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