JPH0382675A - 産業車両の作動油流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フォークリフトやショベルローダ等の産業車
両に使用される油圧回路に関し、特に油圧ポンプから吐
き出される作動油の流量を制御するための装置に関する
ものである。

し従来の技術］ フォークリフトにおける従来一般の油圧回路は、例えば
第１３図に示すように、エンジン１により油圧ポンプ２
を駆動してオイルタンク３内の作動油をコントロールバ
ルブ４に圧送し、コントロールバルブ４の荷役レバー５
．６を傾動操作することにより、必要量の作動油をリフ
トシリンダ７又はティルトシリンダ８に給排するように
なっている。また、コントロールバルブ４内には定量型
フローデバイダ（図示しない）が設けられており、その
流出［（１則に、ブレーキブースタ９、クラッチブース
タ１０及びパワーステアリングギヤボックス１１等の走
行制御系回路１２が接続されている。

し発明が解決しようとする課題］ 従来においては、油圧ポンプ２は固定容量型であるため
、油圧ポンプ２の吐出流量Ｑ０は、エンジン１の回転数
が一定ならば常に一定であり、走行制御系回路１２に供
給される流量Ｑ、も、コントロールバルブ４内のフロー
デイバイダが定量型であるので、荷役操作の有無に拘わ
らず一定となっている。また、油圧ポンプ２の吐出流量
Ｑ０は、走行制御系回路１２への流量Ｑ１と、荷役操作
を行った場合にリフトシリンダ７又はティルトシリンダ
８に供給される流量Ｑ２Ｌ％Ｑ２Ｔの最大値Ｑ　２＋ａ
ｍｘとを足した値に設定されている。従って、第１４０
に概略的に示すように、荷役レバー５．６の動作量が小
さく、荷役操作に必要な作動油の量Ｑ　２Ｌ、Ｑ　２？
が少ない場合には、荷役操作に用いられなかった作動油
が余剰分としてコントロールバルブ４からドレン管１３
を介してオイルタンク３に還流されることとなる。特に
荷役操作を全く行っていない場合には、Ｑ　２ｍａｍの
全てが余剰分としてオイルタンク３に戻される。この余
剰分作動油の流れによるエネルギーロスが、油温の上昇
を招き、燃料を浪費するという問題を生じていた。

従って、本発明の第１の目的は、上記技術的課題を解決
するために、油圧ポンプから吐き出される作動油の流量
を必要に応じて制御する作動油流量制御装置を提供する
ことにある。

また、車両を停＋ｈ　ｌ、た状態で荷役操作を行う場合
、従来においてはアクセルペダルを踏み込んでエンジン
の回転数を上げる必要があり、煩わしいものであった。

そこで、本発明の第２の目的は、アクセルペダルの非踏
込み時であっても、荷役操作を叶能とする作動油流量制
御装置を提供することにある。

し課題を解決するための手段］ 上記第１の目的を達成するために、本発明による産業車
両の作動油流量制御装置は、産業車両の荷役用油圧回路
において、可変容量型の油圧ポンプと、荷役レバーの動
作量を検出するレバー動作量検出器と、前記レバー動作
量検出器からの信号に応じて前記油圧ポンプからの作動
油の吐出流量が荷役操作に必要な量だけ増量されるよう
に前記油圧ポンプの一回転当たりの吐出量を変化させる
信号を出力するコントローラと、該コントローラからの
信号に基づいて前記吐出量を変化させる吐出量可変手段
とから成ることを特徴としている。

以下、この発明を第１の発明と称する。

また、上記第２の目的を達成するために、第２の発明は
、前記第１の発明による作動油流量制御装置において、
油圧ポンプを駆動するエンジンと、該エンジンの出力を
車両の走行動力へと変換する変速機と、前記エンジンへ
の燃料供給量を調整するスロットルアクチュエータと、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出器
と、クラッチの断続を検出するクラッチ断続検出器又は
前記変速機がニュートラルであることを検出するニュー
トラル検出器と、前記クラッチ断続検出器又は前記ニュ
ートラル検出器からの出力信号及び前記レバー動作量検
出器からの出力信号に基づいて前記クラッチが切られて
いるか又は前記変速機がニュートラルであり且つ荷役レ
バーが傾動操作されていると判定した場合に、前記エン
ジン回転数検出器及びレバー動作量検出器からの信号に
応じて前記エンジンの回転数を所定値まで上げるように
前記スロットルアクチュエータの操作量の信号を出力す
るコントローラとから戒ることを特徴としている。

し作用」 前記第１の発明によれば、荷役レバーの動作量から油圧
回路に必要な流量を求め、その流量となるように叶変容
量型油圧ポンプを制御することができる。従って、油圧
回路中を流れる不必要な作動油が低減される。

また、第２の発明によれば、車両停止時に荷役操作を行
う場合、クラッチの一断続又は変速機がニュートラルで
あることを検出することで車両停止状態を判断し、エン
ジンの回転数を自動的に上げ、アクセルペダルの踏込み
を不要とする。

［実施例］ 以下、図面と共に第１及び第２の発明による好適な実施
例について詳細に説明するが、図中、同−又は相当部分
には同一符号を用いることとする。

第１図は第１の発明の第１実施例が適用されるフォーク
リフトの油圧回路を示しており、オイルタンク３と、エ
ンジン１により駆動される油圧ポンプ２０と、油圧ポン
プ２の吐出口に接続されたコントロールバルブ４と、コ
ントロールバルブ４に接続されたリフトシリンダ７及び
ティルトシリンダ８とを備えている。また、ブレーキブ
ースタ９、クラッチブースタ１０及びパワーステアリン
グギヤボックス１１から成る走行制御系回路１２がコン
トロールバルブ４内の定量型フローデバイダ（図示しな
い）の流出口に接続されている。

上記構成は先に説明した従来構成とほぼ同じであるが、
本発明では油圧ポンプ２０が可変容量型となっている。

・この実施例では、可変容量型油圧ポンプ２０として斜
板式ラジアルピストンポンプが用いられており、斜板２
１の角度を容量可変機ｌ’１２２によって調節すること
で一回転当たりの吐出量を変化させることができる。

コントロールバルブ４にはリフト用とティルト用の荷役
レバー５．６が接続されており、これらを傾動操作する
ことによりリフトシリンダ７及びティルトシリンダ８に
対して必要量の作動油を給排できるようになっている。

各荷役レバー５．６にはその動作量を検出するためのレ
バー動作量検出器としてポテンショメータ２３．２４が
設けられている。これらのポテンショメータ２３．２４
の取付方法は、例えば第２図に示すように、コントロー
ルバルブ４の近傍のフレーム２５にポテンショメータ２
３を固定し、荷役レバー５とコントロールバルブ４のス
プール２６との間のロッド２７にレバー２８を溶着し、
このレバー２８とポテンショメータ２３の可動軸２９を
連結するものが考えられる。この場合、荷役レバー５を
傾動操作すると、その動きがロッド２７及びレバー２８
を介して可動軸２９に伝えられ、その動作量に応じた信
号がポテンショメータ２３から発せられる。

各ポテンショメータ２３．２４はコントローラ（例えば
マイクロコンピュータ）３０の入力部に接続されている
。また、コントローラ３０の出力部は油圧ポンプ２０の
容量可変機′１ｌＩ２２に接続されており、ポテンショ
メータ２３．２４からの信号に応じて容量可変機構２２
に制御信号を出力し、斜板２１の角度を調節するように
なっている。

第３図はコントローラ３０の制御ロジックを示したもの
である。５４示の如く、コントローラ３０においては、
各ポテンショメータ２３．２４から荷役レバー５．６の
動作量に対応する信号を受け、その信号からリフトシリ
ンダ７とティルトシリンダ８に必要な一回転当たりの吐
出量ｑ２Ｌ、Ｑｚｔをそれぞれ算出する０次に、これら
の吐出量Ｑ２Ｌ、Ｑ２？の大小を比較し、大きい方を選
択し荷役作業に必要な真の吐出量ｑ２とする。更に、こ
の吐出ｆｉｒ、　ｑ　２に走行制御系回路１２への必要
流ｔＱ、に相当する一回転当たりの吐出量ｑ、を加え、
当該油圧回路全体で必要とされる一回転当たりの吐出量
ｑを求め、それに対応する制御信号Ｖを容量可変機構２
２に出力する。この結果、油圧ポンプ２０の斜板２１の
傾斜角が調節され、エンジン１の回転数が基準回転数ｎ
６の場合、油圧ポンプ２０からの吐出流量Ｑ０は荷役に
必要とされる流量Ｑとなる。尚、本実施例においては、
エンジン１は基準回転数ｎ０で運転されるものとする。

荷役操作を行わない場合は、荷役用流量Ｑ、はゼロであ
るので、油圧回路に必要な流量Ｑは走行制御系回路１２
への流量Ｑ１だけとなる。よって、コントローラ３０に
よる制御によって、ポンプ吐出流Ｊｌ：Ｑ、はＱｌに設
定される。

このようにして油圧ポンプ２０が制御されると、第４図
に概略的に示すように、レバー動作量が大きくなったと
きだけその増加量に従って油圧ポンプ２０の吐出流１１
Ｑ、が増加するので、油圧回路内で余剰作動油は殆ど生
じなくなり、コントロールバルブ４からドレン管１３を
介して還流される作動油は微小となる。

尚、作動油の体積は油温及び圧力によって変化するので
、例えばオイルタンク３内に油温計３１を配置すると共
に、油圧ポンプ２の吐出側の管路１４中に圧力計３２を
設け、これらの検出値をコントローラ３０に入力し、−
回転当たりの吐出量ｑの計寡において、例えば次式のよ
うな補正を施すことにより、より正確な流量を供給でき
る。

ｑ＝ｑ／（α×β） ｖ　＝　ｆｕｎｃ（ｑ’） 式中、ｑ　：　必要吐出量 ｑ′：　補正後必要吐出量 α　：　温度補正係数 β　：　圧力補正係数 ｆｉｎｅ（ｑ　’）　　：　　制御信号Ｖへの変換演算
上記実施例では、エンジン１の回転数を予め定めておき
、その値に基づき一回転当たりの吐出量ｑを算出するこ
ととしているが、エンジン１の回転数が基準回転数ｎ０
に設定されていない場合には、ポンプ吐出量に過不足を
生じてしまう、そこで、本発明の第１の発明に属する第
２実施例、では、第５図に示すように、エンジン回転数
検出器４２をエンジンｌに取り付け、コントローラ３０
において、荷役操作時におけるエンジン回転数とレバー
動作量とから油圧ポンプの１回転当たりの吐出１ｑを求
めるようにしても良い、第５図の槽底は、エンジン回転
数検出器４２を付加した以外は前記第１実施例の構成と
同一なので、コントローラ３０の制御ロジックとその作
用のみを説明する。

第６図は、コントローラ３０の制御ロジックを示したも
のである０図示の如く、コントローラ３０においては、
各ポテンショメータ２３．２４から荷役レバー５．６の
動作量に対応する信号を受け、その信号からリフトシリ
ンダ７とティルトシリンダ８に必要な流量Ｑ　、Ｌ、、
Ｑｏをそれぞれ算出する０次に・これらの流量Ｑ２Ｌ、
Ｑｔ・の大小を比較し、大きい方を選択し、荷役作業に
必要な真の流量Ｑ。

とする。更に、この流量Ｑ２に走行制御系回路１２への
必要流量Ｑ＋　を加え、当該油圧回路全体で必要とされ
る流量Ｑを求める。一方、コントローラ３０は、エンジ
ン１の回転数を検出する回転数検出器４２からの信号を
受け、前記流量Ｑをエンジン１の回転数ｎで除すること
により、油圧ポンプ２ｏの一回転当たりの吐出量ｑを求
め、該吐出量ｑに対応する制御信号Ｖを容量可変機構２
２に出力する。

このようにして、油圧ポンプ２０がｒｉｓｍされると、
エンジン回転数ｎが基準回転数ｎ０でない時にも、荷役
レバー５．６の動作量に対応した流量が過不足なく供給
され、余剰作動油の削減により効果を発揮すると共に、
エンジン回転数ｎが基準回転数ｎ０に満たない時にも、
必要流量Ｑが供給され、より迅速な荷役作業が可能とな
る。更に、荷役を行わない時には、該ポンプ吐出流量Ｑ
は、走行制御系回路１２への必要流量Ｑ、のみとなるが
、該流量Ｑ１は、回転数信号を用いて、常に所定の優に
制御されるため、エンジン回転数の増加に伴う余剰流量
が減少でき、本発明の目的とする余剰作動油の削減によ
り効果を発揮する。

ト記第２実施例においては、荷役レバーの動作量に対応
して作動油流量Ｑ２を設定し、走行制御系回路１２の必
要流量Ｑ、を加えて油圧ポンプ吐出流量Ｑを調節してい
たのであるが、第１実施例との組合せも容易に考えられ
る。即ち、走行制御系回路１２に必要とされる流量Ｑ１
はエンジン回転数信号を用いて所定値に制御すると共に
、Ｑｌを越える荷役に必要とされる流量は、荷役レバー
の動作量に対応したボンブー回転当たりの吐出量ｑ２を
用いる。容量可変機構２２への制御信号Ｖは、Ｑをエン
ジン回転数ｎで除したボンブー回転当たりの吐出量ｑ、
と、荷役レバーの動作量に対応したｑ、とを加えたｑに
対応する値を用いる。このように油圧ポンプ２０を制御
することにより、荷役を行わない時の走行制御系回路１
２の流量は、エンジン回転数に関係なく所定値に設定さ
れ、余剰流量の削減に効果を発揮すると共に、荷役時に
は、操作者は荷役レバーの動作量に対応したポンプ−回
転当たりの吐出量、即ち斜板傾斜角と、アクセルを踏み
込むことにより設定されるエンジン回転数の両方を制御
することが可能となり、微少流量の制御、即ち緩やかな
荷役作業や、連続した荷役作業等、荷役操作の自由度が
増し、余剰流量の削減と共に、作業効率の向上が図られ
る。

また、Ｅ記実施例においては、荷役レバー５．６の動作
量を検出するための手段としてポテンショメータ２３．
２４を用いているが、その他の手段も考えられる。例え
ば、ポテンショメータに代えてリミットスイッチを用い
ても良い、この場合、荷役操作を行うべく荷役レバー５
．６を所定量動かすと、リミットスイッチがオンとなり
、コントローラ３０はその信号を受けて油圧ポンプ２の
一回転当たりの吐出量ｑが最大となるように制御信号を
容量可変機構２２に発する。非荷役操作時には、リミッ
トスイッチはオフのままで、コントローラ３０は吐出量
ｑを最小とするよう油圧ポンプ２０を制御するので、荷
役作業時以外には無駄な還流が生じない、この関係を第
７図に示す。

しかしながら、各荷役レバー５．６に対して１個のリミ
ットスイッチしか設けられていない場合、第７閏から理
解されるように、吐出容量Ｑ０を大小２段階にしか調節
できないので、荷役作業に必要な流ＩＱ、が少ない場合
には余剰作動油が生ずる。そこで、リミットスイッチを
複数個設けて、ポンプ吐出流量Ｑ０を多段階に切り換え
るようにすると、より有効なものとなることは当業者な
らば容易に理解されよう。

第８図はタンデム型油圧ポンプが用いられている油圧回
路に第１の発明を適用した本発明の第３実施例である。

タンデム型油圧ポンプとは、同一のエンジン１によって
駆動される大小２個の油圧ポンプ４０．４１から成るも
のをいい、大容量の油圧ポンプ４０はコントロールバル
ブ４に接続されている。また、走行制御系回路１２は小
容量の油圧ポンプ４１に接続されている。これらの油圧
ポンプ４０．４１は共に可変容量型となっている。エン
ジン１にはその回転数を検出するためのエンジン回転数
検出器４２が設けられている。

このような構成において、コントローラ３０は、エンジ
ン回転数検出器４２及びポテンショメータ２３．２４か
らそれぞれエンジン１の回転数及び荷役レバー５．６の
動作量を読み収り、各油圧ポンプ４０．４１の吐出容量
Ｑ’、、Ｑ’、を制御する。即ち、大容量の油圧ポンプ
４０は荷役専用となっているため、荷役作業を行ってい
ない場合には、油圧ポンプ４０の吐出流量Ｑ′。はゼロ
若しくは最小に制限され、荷役操作時には、前述したよ
うに荷役レバー５．６の動作量及びエンジン回転数に応
じて容量可変機構４３が制御され、吐出流量Ｑ′。が増
大される。

また、小容量の油圧ポンプ４１は走行制御系回路１２専
用となっているので、エンジン１が設定回転数、例えば
アイドル回転数以上になるとその吐出流量Ｑ′１が所定
値で一定に保持されるように、エンジン回転数に従って
油圧ポンプ４１の容量可変機構４４が制御される。第９
図は大容量の油圧ポンプ４０についてのレバー動作量と
ポンプ吐出流量Ｑ′。との関係を示し、第１０図は小容
量の油圧ポンプ４１についてのエンジン回転数とポンプ
吐出流量Ｑ′、との関係を示すものである。この精成で
はフローデバイダを廃止することができるので、圧力損
失を低減でき、油圧系の効率がより一層向上するという
利点がある。

次に、第２の発明について説明する。第１１図は第２の
発明が適用されたフォークリフトの油圧回路であり、第
１図に示した油圧回路とほぼ同様であるが、エンジン１
に取り付けられたスロットルアクチュエータ５０と、ク
ラッチ５１の断続を検出するクラッチ断続検出器５２と
、図示しない変速機のニュートラル検出器５３と、エン
ジン回転数検出器４２とを備えている点で第１図のもの
とは異なっている。クラッチ断続検出器５２、ニュート
ラル検出器５３及びエンジン回転数検出器４２はコント
ローラ３０の入力部に接続されており、スロットルアク
チュエータ５０はコントローラ３０の出力部に接続され
ている。

コントローラ３０においては、第１２図に示すように、
ポテンショメータ２３．２４からのレバー動作量に対応
する信号を受けて荷役作業に必要な流量Ｑ２を決定する
と共に、エンジン回転数検出器４２からの実際の回転数
ｎを収り入れ、油圧ポンプ２０の一回転当たりの吐出量
ｑを算出する。また、クラッチ断続検出器５２及びニュ
ートラル検出器５３からの信号により、クラッチ５１の
断続及び変速機位置がニュートラルであるか否かを認識
する。クラッチ５１がつながっていて、しかも変速機位
置がニュートラルでない場合には、第１図の実施例と同
様に、コントローラ３０は先に算出した吐出量ｑに対応
する制御信号を油圧ポンプ２０の容量可変機構２２に発
して油圧ポンプ２０の流量制御を行う、一方、クラッチ
５１が切られているか或は変速機がニュートラルである
場合であって、荷役レバー５．６が傾動操作された場合
には、コントローラ３０はスロットルアクチュエータ５
０にエンジン回転数増加指令を出力し、エンジン１の回
転数を上げ、エンジン回転数検出器４２からの検出値が
所定の値に達したところでエンジン１をその回転数に維
持する。

この回転数は荷役操作に必要な基準回転数ｎ０に設定す
るのが好適である。また、コントローラ３０は、エンジ
ン回転数増加指令をスロットルアクチュエータ５０に発
するのと同時に、容量可変機構２２にレバー動作量に応
じた制御信号を発し、油圧ポンプ２０の吐出流量Ｑ０を
増加させる。このように、車両が停止トしている状態で
荷役作業を行う場合、アクセルペダルを踏み込まなくて
も、荷役レバー５．６の傾動操作を行うだけでエンジン
１の回転数が自動的に上がり、必要な荷役操作を行うこ
とができる。

Ｅ発明の効果］ 以Ｅのように、第１の発明によれば、荷役操作を行った
場合に、その荷役操作に必要な流量分だけ油圧ポンプの
吐出流量が増加するので、油圧回路中を流れる余剰分の
作動油が低減される。従って、流量損失や圧力損失が著
しく減少し、油圧系の効率が上がり、燃費も向上する。

また、作動油の油温の上昇も抑えられるので、油温上昇
による各種トラブル、例えばパツキン、シール類の劣化
、ポンプの摩耗、作動油の劣化等を防止することができ
る。これらは、油圧部品の長寿命化、車両全体の信頼性
の向ヒにつながる。

東に、第２の発明によれば、上記効果を奏することはも
とより、車両停止時に荷役作業を行う場合、アクセルペ
ダル操作を行わなくとも荷役操作に必要なエンジン回転
数が自動的に得られ、荷役作業が容易化される。

また、本発明の第１の発明及び第２の発明によれば、荷
役レバーをその他の特殊作業用の可変アタッチメント操
作レバーに置き換えても、またこれらを並列に構成して
も、上記と同様な効果が得られる。

４、四面のｍ１ｔｔな説明 第１Ｉ５４は第１の発明の第１実施例が適用されたフォ
ークリフトの油圧回路の回路図、第２図はレバー動作量
検出器であるポテンショメータの取付方法を示す概略説
明図、第３図は第１図のコントローラにおける制御ロジ
ックを概略的に示す図、第４図は第１の発明によるレバ
ー動作量とポンプ吐出流量との関係を示すグラフ、第５
図は第１の発明の第２実施例が適用されたフォークリフ
トの油圧回路の回路図、第６図は第５図のコントローラ
における制御ロジックを概略的に示す同、第７図はレバ
ー動作量検出器としてリミットスイッチを用いた場合に
おけるレバー動作量とポンプ吐出流量との関係を示すグ
ラフ、第８図はタンデム型油圧ポンプを用いた油圧回路
に第１の発明を適用した第３実施例を示す回路図、第９
図は第８図の大容量油圧ポンプについてのレバー動作量
とポンプ吐出流量との関係を示すグラフ、第１０図は第
８図の小容量油圧ポンプについてのエンジン回転数とポ
ンプ吐出流量との関係を示すグラフ、第１ｔｒｉ＋＋は
第２の発明が適用されたフォークリフトの油圧回路の回
路図、第１２１５Ｎ１は第１１図のコントローラにおけ
る制御ロジックを概略的に示す図、第１３図は従来の油
圧回路の回路図、第１４図は従来におけるレバー動作量
とポンプ吐出流量との関係を示すグラフである。図中、 １・・・エンジン　　　　４・・・コントロールバルブ
５．６・・・荷役レバー　１２・・・走行制御系回路２
０．４０．４１・・・用゛変容量型泊圧ポンプ２２，４
３．４４・・・容量可変機構 ２３．２４・・・ポテンショメータ ３０・・・コントローラ ４２・・・エンジン回転数検出器 ５０・・・スロットルアクチュエータ ５１・・・クラッチ　　　　５２・・・クラッチ断続検
出器５３・・・ニュートラル検出器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、産業車両の荷役用油圧回路において、可変容量型の
   油圧ポンプと、荷役レバーの動作量を検出するレバー動
   作量検出器と、前記レバー動作量検出器からの信号に応
   じて前記油圧ポンプからの作動油の吐出流量が荷役操作
   に必要な量だけ増量されるように前記油圧ポンプの一回
   転当たりの吐出量を変化させる信号を出力するコントロ
   ーラと、該コントローラからの信号に基づいて前記吐出
   量を変化させる吐出量可変手段とから成ることを特徴と
   する産業車両の作動油流量制御装置。 ２、請求項１記載の産業車両の作動油流量制御装置にお
   いて、油圧ポンプを駆動するエンジンと、該エンジンの
   出力を車両の走行動力へと変換する変速機と、前記エン
   ジンへの燃料供給量を調整するスロットルアクチュエー
   タと、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数
   検出器と、クラッチの断続を検出するクラッチ断続検出
   器又は前記変速機がニュートラルであることを検出する
   ニュートラル検出器と、前記クラッチ断続検出器又は前
   記ニュートラル検出器からの出力信号及び前記レバー動
   作量検出器からの出力信号に基づいて前記クラッチが切
   られているか又は前記変速機がニュートラルであり且つ
   荷役レバーが傾動操作されていると判定した場合に、前
   記エンジン回転数検出器及びレバー動作量検出器からの
   信号に応じて前記エンジンの回転数を所定値まで上げる
   ように前記スロットルアクチュエータの操作量の信号を
   出力するコントローラとから成ることを特徴とする産業
   車両の作動油流量制御装置。