DE10246013A1

DE10246013A1 - Gabelstapler und Steuereinrichtung und Steuerverfahren für einen Gabelstapler

Info

Publication number: DE10246013A1
Application number: DE10246013A
Authority: DE
Inventors: Shuming Chen
Original assignee: Nippon Yusoki Co Ltd
Current assignee: Nippon Yusoki Co Ltd
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2003-09-11
Also published as: FR2836679B1; GB2385844B; GB2385844A; US20030167114A1; GB0221106D0; JP2003252592A; FR2836679A1; US6850828B2

Abstract

Eine Steuereinrichtung weist eine Sollbeschleunigungserhaltungsvorrichtung zum Erhalten einer Sollbeschleunigung eines Hydraulikmotors auf der Grundlage eines Betätigungsausmaßes eines Hebehebels auf; eine Drehmomentvorgabewerterhaltungsvorrichtung zum Erhalten eines Drehmomentvorgabewertes eines Hydraulikmotors auf Grundlage der Sollbeschleunigung; eine Bestimmungsvorrichtung zur Bestimmung eines Zustands ohne Rückgewinnung oder eines Zustands mit Rückgewinnung auf Grundlage des Drehmomentvorgabewertes und eine Umschaltsteuervorrichtung zum Umschalten eines Umschaltteils, um einen Hebezylinder mit einem Flussratensteuerventil zu verbinden, wenn der Zustand ohne Rückgewinnung festgestellt wird, und zum Umschalten des Umschaltteils so, dass der Hebezylinder mit einer Hydraulikpumpe verbunden wird, und eine Wechselrichtersteuerung den Hydraulikmotor entsprechend dem Drehmomentvorgabewert steuert, wenn der Rückgewinnungszustand festgestellt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung und ein Verfahren für einen Gabelstapler, der mit einer Hydraulikpumpe und einem Hydraulikmotor zum Betätigen eines Hebezylinders zum Anheben und Absenken einer Gabel versehen ist.

Herkömmlich wurde als Frachteinrichtung für einen Gabelstapler, der zum Laden und Entladen von Lasten verwendet wird, eine derartige Einrichtung eingesetzt, die mit Hydraulikdruck arbeitet. Die Hydraulikschaltung einer derartigen Frachteinrichtung ist beispielsweise wie in Fig. 6 dargestellt aufgebaut. Hierbei ist ein Hebezylinder 3 zum Anheben und Absenken einer Gabel 1 mit einer Hydraulikpumpe 9 über ein Ventil 5 gekuppelt, und mit einem Hebesteuerventil (nachstehend als Hebeventil bezeichnet) 7, das zwischen einer Anhebeseite (der linken Seite in Fig. 6) und einer Absenkseite (der rechten Seite in Fig. 6) durch Betätigung eines Hebehebels umgeschaltet wird. Die Hydraulikpumpe 9 wird von einem Hydraulikmotor 11 angetrieben, wodurch in einem Öltank 13 vorhandenes Öl dem Hebezylinder 3 zugeführt wird. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet ein Rückschlagventil, das in dem Weg zwischen der Hydraulikpumpe und dem Hebeventil 7 vorgesehen ist.

Weiterhin ist, wie in Fig. 6 gezeigt, ein Schubmastzylinder 15 zum Bewegen der Gabel 1 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung mit einem Schubmaststeuerventil (nachstehend als Schubmastventil bezeichnet) 17 gekuppelt, das zwischen einer Einfahrseite (der linken Seite in Fig. 6) und einer Ausfahrseite (der rechten Seite in Fig. 6) durch Betätigung eines Schubmasthebels umgeschaltet wird. Das Schubmastventil 17 ist mit der Hydraulikpumpe 9 über ein Rückschlagventil 19 gekuppelt, und weiterhin mit dem Öltank 13 gekuppelt.

Weiterhin ist, wie in Fig. 6 gezeigt, ein Kippzylinder 21 zum Verkippen der Gabel 1 mit einem Kippsteuerventil (nachstehend als Kippventil bezeichnet) 23 gekuppelt, das zwischen einer Aufwärtskippseite (der linken Seite in Fig. 6) und einer Abwärtskippseite (der rechten Seite in Fig. 6) durch Betätigung eines Kipphebels umgeschaltet wird. Das Kippventil 23 ist mit der Hydraulikpumpe 9 über ein Rückschlagventil 25 gekuppelt, und weiterhin mit dem Öltank 13 gekuppelt.

Weiterhin ist, wie in Fig. 6 gezeigt, ein Entlastungsventil 27 zwischen einem Verbindungsrohr auf der Seite des Öltanks 13 des Schubmastventils 17 und einem Verbindungsrohr auf der Seite des Öltanks 13 des Kippventils 23 angeordnet. Das Ventil 5 und ein Flussratensteuerventil 29 sind zwischen dem Verbindungsrohr des Hebezylinders 3 und dem Verbindungsrohr des Hebeventils 7 angeordnet. Insbesondere wird, wenn der Hebezylinder 3 abgesenkt wird, die Flussrate des Öls, das zum Öltank 13 zurückgeschickt werden soll, durch das Flussratensteuerventil 29 gesteuert. Ein Rückschlagventil 31 ist parallel zum Flussratensteuerventil 29 geschaltet.

Wenn bei dem voranstehend geschilderten, herkömmlichen Aufbau die Gabel 1 aus einer hohen Position abgesenkt wird, wird jedoch das Öl nur von dem Hebezylinder 3 zum Öltank 13 über das Ventil 5 und das Flussratensteuerventil 29 zurückgeschickt, ohne die potentielle Energie der Gabel 1 zu nutzen. Diese potentielle Energie wird daher verschwendet.

Insbesondere wird, wenn eine Last auf der Gabel 1 liegt, da das Gewicht der Last zum Totgewicht der Gabel 1 hinzukommt, die potentielle Energie sehr groß. Es ist daher wünschenswert, eine derartige große potentielle Energie wirksam zu nutzen.

Weiterhin wird die Geschwindigkeit oder Maximalgeschwindigkeit der Gabel zum Zeitpunkt von deren Absenken durch das Totgewicht der Gabel 1 bestimmt, das Gewicht einer Last, den Öffnungsgrad des Hebeventils 7, und die Eigenschaften des Flussratensteuerventils 29. Insbesondere im vollständig geöffneten Zustand des Hebeventils 7 tritt daher das Problem auf, dass es schwierig ist, die Geschwindigkeit beim Absenkvorgang auf eine gewünschte Geschwindigkeit zu steuern.

Herkömmlich wurde bereits überlegt, einen Gleichstrommotor als Hydraulikmotor einzusetzen, und die potentielle Energie der Gabel in einer Batterie zurückzugewinnen, die als Antriebsquelle dient, zum Zeitpunkt des Absenkvorgangs. Allerdings wird bei Verwendung eines Gleichstrommotors infolge der Tatsache, dass eine Rückgewinnungssteuerschaltung zusätzlich zu einer normalen Antriebssteuerschaltung erforderlich ist, der Aufbau der Steuerschaltung kompliziert und teuer. Daher tritt der Nachteil auf, dass zwar die potentielle Energie genutzt werden kann, jedoch der Kostenwirkungsgrad beeinträchtigt wird.

Daher besteht ein Ziel der Erfindung in der Bereitstellung einer Steuereinrichtung und eines Steuerverfahrens für einen Gabelstapler, mit welchen die potentielle Energie zum Zeitpunkt des Absenkvorgangs einer Gabel zurückgewonnen und wirksam genutzt werden kann, und die Absenkgeschwindigkeit der Gabeln exakt auf eine gewünschte Geschwindigkeit gesteuert werden kann.

Um das voranstehende Ziel zu erreichen, wird eine Steuereinrichtung für einen Gabelstapler zur Verfügung gestellt, der einen Hebehebel aufweist; einen Hydraulikmotor; eine Hydraulikpumpe; einen Öltank; und einen Hebezylinder, wobei zum Zeitpunkt eines Anhebevorgangs auf Grundlage einer Betätigung des Hebehebels der Hydraulikmotor die Hydraulikpumpe antreibt, um Öl von dem Öltank durch die Hydraulikpumpe einem Hebezylinder zuzuführen, um hierdurch den Hebezylinder auszufahren, während zum Zeitpunkt eines Absenkvorgangs auf Grundlage einer Betätigung des Hebehebels, das Öl sich von dem Hebezylinder in dem Öltank infolge eines Einfahrvorgangs des Hebezylinders sammelt, wobei die Steuereinrichtung aufweist: eine Wechselrichtersteuerung zum Steuern der Ausgangsleistung des Hydraulikmotors; ein mit dem Öltank verbundenes Flussratensteuerventil zur Begrenzung der Flussrate des Öls, dass sich in dem Öltank sammelt; ein Umschaltteil zum wahlweisen Verbinden des Hebezylinders mit dem Flussratensteuerventil oder mit der Hydraulikpumpe; einen Betätigungsausmaßdetektor zur Feststellung des Ausmaßes der Betätigung des Hebehebels; eine Sollbeschleunigungserhaltungsvorrichtung zum Erhalten einer Sollbeschleunigung des Hydraulikmotors auf der Grundlage des Betätigungsausmaßes, das von dem Betätigungsausmaßdetektor festgestellt wird; eine Drehmomentvorgabewerterhaltungsvorrichtung zum Erhalten eines Drehmomentvorgabewertes des Hydraulikmotors auf der Grundlage der Sollbeschleunigung; eine Bestimmungsvorrichtung zur Festlegung eines Rückgewinnungszustands oder eines Zustands ohne Rückgewinnung, auf Grundlage des Drehmomentvorgabewertes; und eine Umschaltsteuervorrichtung zum Umschalten des Umschaltteils, um den Hebezylinder mit dem Flussratensteuerventil zu verbinden, wenn der Zustand ohne Rückgewinnung festgelegt wird, und zur Umschaltung des Umschaltteils, um den Hebezylinder mit der Hydraulikpumpe zu verbinden, und die Wechselrichtersteuerung zum Steuern des Hydraulikmotors entsprechend dem Drehmomentvorgabewert zu veranlassen, wenn der Rückgewinnungszustand festgelegt wird.

Bei einer derartigen Anordnung wird der Drehmomentvorgabewert des Hydraulikmotors von der Drehmomentvorgabewerterhaltungsvorrichtung erhalten, auf Grundlage der Sollbeschleunigung, die von der Sollbeschleunigungserhaltungsvorrichtung erhalten wird, und wird eine Bestimmung getroffen, ob es sich um den Zustand ohne Rückgewinnung oder um den Zustand mit Rückgewinnung handelt, auf der Grundlage des so erhaltenen Drehmomentvorgabewertes. Wird der Zustand ohne Rückgewinnung festgestellt, so schaltet die Umschaltsteuervorrichtung das Umschaltteil auf eine Seite um, an welcher der Hebezylinder mit dem Flussratensteuerventil verbunden ist. Wird im Gegensatz dazu festgestellt, dass es sich um den Rückgewinnungszustand handelt, so schaltet die Umschaltsteuervorrichtung das Umschaltteil auf eine Seite um, an welcher der Hebezylinder mit der Hydraulikpumpe verbunden ist, und der Hydraulikmotor durch die Wechselrichtersteuerung gesteuert wird.

Wenn daher festgestellt wird, dass die Rückgewinnung unmöglich ist, und daher der Zustand ohne Rückgewinnung zum Zeitpunkt des Absenkvorgangs festgestellt wird, so wird das Umschaltteil so umgeschaltet, dass es den Hebezylinder mit dem Flussratensteuerventil verbindet, wodurch ein Absenkvorgang wie nach der herkömmlichen Vorgehensweise durchgeführt werden kann.

Wird im Gegensatz hierzu zum Zeitpunkt eines Absenkvorgangs festgestellt, dass es sich um den Rückgewinnungszustand handelt, wird das Umschaltteil so umgeschaltet, dass es den Hebezylinder mit dem Hydraulikmotor verbindet, um hierdurch den Hydraulikmotor zu steuern. Auf diese Weise kann die potentielle Energie der Gabeln und die potentielle Energie einer Last zurückgewonnen und wirksam genutzt werden.

Das Umschaltteil kann mit einem elektromagnetischen Umschaltventil versehen sein. Bei einer derartigen Anordnung kann das Umschaltteil so gesteuert werden, dass es mit guter Verlässlichkeit entsprechend einem elektrischen Signal von außerhalb umgeschaltet wird.

Der Betätigungsausmaßdetektor kann mit einem Potentiometer zur Feststellung des Betätigungsausmaßes des Hebehebels versehen sein, der zu einer Anhebeseite und zu einer Absenkseite hin betätigt wird. Bei einer derartigen Anordnung kann das Potentiometer feststellen, ob der Hebehebel auf die Anhebeseite oder auf die Absenkseite betätigt wird, und kann auch exakt das Betätigungsausmaß des Hebehebels feststellen.

Die Erfindung kann weiterhin einen Geschwindigkeitsdetektor zur Feststellung einer tatsächlichen Umdrehungsgeschwindigkeit des Hydraulikmotors aufweisen, wobei die Sollbeschleunigungserhaltungsvorrichtung die tatsächliche Beschleunigung des Hydraulikmotors auf der Grundlage der tatsächlichen Umdrehungsgeschwindigkeit erhält, die von dem Geschwindigkeitsdetektor festgestellt wird, und die Sollbeschleunigung des Hydraulikmotors auf der Grundlage des Betätigungsausmaßes erhält, das von dem Betätigungsausmaßdetektor festgestellt wird, und wobei die Drehmomentvorgabewerterhaltungsvorrichtung den Drehmomentvorgabewert auf der Grundlage der Differenz zwischen der tatsächlichen Beschleunigung und der Sollbeschleunigung erhält.

Bei einer derartigen Anordnung wird die tatsächliche Beschleunigung des Hydraulikmotors durch die Sollbeschleunigungserhaltungsvorrichtung erhalten, auf der Grundlage der von dem Geschwindigkeitsdetektor festgestellten Umdrehungsgeschwindigkeit, und wird die Sollbeschleunigung auf der Grundlage des Betätigungsausmaßes des Hebehebels erhalten, das von dem Betätigungsausmaßdetektor festgestellt wird. Der Drehmomentvorgabewert wird auf der Grundlage der Differenz zwischen der tatsächlichen Beschleunigung und der Sollbeschleunigung von der Drehmomentvorgabewerterhaltungsvorrichtung erhalten. Daher ist es möglich, exakt zu bestimmen, ob es sich um den Zustand ohne Rückgewinnung oder den Zustand mit Rückgewinnung handelt, und kann auch die Ausgangsleistung des Hydraulikmotors geeignet gesteuert werden.

Die Sollbeschleunigungserhaltungsvorrichtung kann einen Speicherabschnitt zum Speichern von Beziehungsdaten aufweisen, welche die Beziehung zwischen der tatsächlichen Umdrehungsgeschwindigkeit und der Sollbeschleunigung angeben, und die Sollbeschleunigungserhaltungsvorrichtung erhält eine Sollgeschwindigkeit des Hydraulikmotors auf Grundlage des Betätigungsausmaßes des Hebehebels, liest dann die Beziehungsdaten aus dem Speicherabschnitt aus, und erhält die Sollbeschleunigung mittels Berechnung unter Verwendung der tatsächlichen Umdrehungsgeschwindigkeit, der Sollgeschwindigkeit und der Beziehungsdaten.

Bei einer derartigen Anordnung erhält die Sollbeschleunigungserhaltungsvorrichtung die Sollgeschwindigkeit des Hydraulikmotors auf der Grundlage des Betätigungsausmaßes des Hebehebels, liest dann die Beziehungsdaten aus dem Speicherabschnitt aus, der die Beziehungsdaten speichert, welche die Beziehung zwischen der tatsächlichen Umdrehungsgeschwindigkeit und der Sollbeschleunigung angeben, und erhält die Sollbeschleunigung über eine Berechnung, bei welcher die Sollgeschwindigkeit und die Beziehungsdaten in Bezug auf die tatsächliche Umdrehungsgeschwindigkeit und die Sollbeschleunigung verwendet werden.

Die Bestimmungsvorrichtung kann bestimmen, dass es sich um den Zustand ohne Rückgewinnung handelt, wenn der Drehmomentvorgabewert, der von der Drehmomentvorgabewerterhaltungsvorrichtung erhalten wird, größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und feststellen, dass es sich um den Rückgewinnungszustand handelt, wenn der Drehmomentvorgabewert kleiner als der vorbestimmte Wert ist.

Bei einer derartigen Anordnung stellt die Bestimmungsvorrichtung fest, dass es sich um den Zustand ohne Rückgewinnung handelt, wenn der Drehmomentvorgabewert, der von der Drehmomentvorgabewerterhaltungsvorrichtung erhalten wird, größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, und stellt fest, dass es sich um den Rückgewinnungszustand handelt, wenn der Drehmomentvorgabewert kleiner ist als der vorbestimmte Wert. Daher kann die Bestimmung, ob es sich um den Zustand ohne Rückgewinnung oder den Zustand mit Rückgewinnung handelt, auf geeignete Weise einfach dadurch durchgeführt werden, dass vorher der geeignete vorbestimmte Wert entsprechend den Eigenschaften des Hydraulikmotors und einer gewünschten Absenkgeschwindigkeit usw. eingestellt wird.

Die Erfindung kann weiterhin aufweisen: einen sich von dem Hebezylinder unterscheidenden Zylinder; einen sich von dem Hebehebel unterscheidenden Betätigungshebel; und einen Betätigungsdetektor zur Feststellung einer Betätigung des Betätigungshebels, wobei der Zylinder einen Ausfahrvorgang oder einen Einfahrvorgang in Reaktion auf das Öl durchführt, das von der durch den Hydraulikmotor angetriebenen Hydraulikpumpe geliefert wird, auf der Grundlage der Betätigung des Betätigungshebels; und wobei die Bestimmungsvorrichtung den Zustand ohne Rückgewinnung feststellt, wenn die Betätigung des Betätigungshebels von dem Betätigungsdetektor unabhängig von dem Drehmomentvorgabewert festgestellt wird.

Bei einer derartigen Anordnung stellt, wenn die Betätigung des Betätigungshebels festgestellt wird, der sich von dem Hebehebel unterscheidet, und zwar von dem Betätigungsdetektor, die Bestimmungsvorrichtung fest, dass es sich um den Zustand ohne Rückgewinnung handelt, und unabhängig von dem Drehmomentvorgabewert. Daher kann das Öl von der Hydraulikpumpe dem Zylinder zugeführt werden, der sich von dem Hebezylinder unterscheidet, ohne irgendwelche Schwierigkeiten hervorzurufen, so dass keine Befürchtung dafür besteht, dass der Arbeitswirkungsgrad beeinträchtigt wird.

Weiterhin wird ein Verfahren zum Steuern eines Gabelstaplers zur Verfügung gestellt, der einen Hebehebel aufweist; einen Hydraulikmotor; eine Hydraulikpumpe; einen Öltank; einen Hebezylinder; und ein mit dem Öltank verbundenes Flussratensteuerventil, wobei zum Zeitpunkt eines Anhebevorgangs auf Grundlage einer Betätigung des Hebehebels, der Hydraulikmotor die Hydraulikpumpe so antreibt, dass Öl von dem Öltank einem Hebezylinder durch die Hydraulikpumpe zugeführt wird, um den Hebezylinder auszufahren, während zum Zeitpunkt eines Absenkvorgangs auf Grundlage einer Betätigung des Hebehebels das Öl von dem Hebezylinder infolge eines Einfahrvorgangs des Hebezylinders in dem Öltank gesammelt wird, wobei das Verfahren umfasst: Feststellung eines Betätigungsausmaßes des Hebehebels; Erhalten einer Sollbeschleunigung des Hydraulikmotors auf der Grundlage des Betätigungsausmaßes, das festgestellt wurde, Erhalten eines Drehmomentvorgabewertes des Hydraulikmotors auf Grundlage der Sollbeschleunigung; Bestimmung eines Zustands ohne Rückgewinnung oder eines Zustands mit Rückgewinnung, auf Grundlage des Drehmomentvorgabewertes; Verbinden des Flussratensteuerventils mit dem Hebezylinder, wenn der Zustand ohne Rückgewinnung festgestellt wird; und Verbinden der Hydraulikpumpe mit dem Hebezylinder und Steuern der Ausgangsleistung des Hydraulikmotors durch Steuern eines Wechselrichters entsprechend dem Drehmomentvorgabewert, wenn der Rückgewinnungszustand festgestellt wird.

Bei einer derartigen Anordnung wird der Drehmomentvorgabewert des Hydraulikmotors aus der Sollbeschleunigung erhalten, die aus dem Betätigungsausmaß des Hebehebels erhalten wird, und wird festgestellt, ob es sich um den Zustand ohne Rückgewinnung oder den Zustand mit Rückgewinnung handelt, und zwar aus dem so erhaltenen Drehmomentvorgabewert. Wird der Zustand ohne Rückgewinnung festgestellt, wird der Hebezylinder mit dem Flussratensteuerventil verbunden. Im Gegensatz hierzu wird, wenn der Rückgewinnungszustand festgestellt wird, der Hebezylinder mit der Hydraulikpumpe verbunden, und wird der Hydraulikmotor unter Verwendung des Wechselrichters gesteuert.

Wenn daher festgestellt wird, dass eine Rückgewinnung unmöglich ist, und es sich daher um den Zustand ohne Rückgewinnung handelt, zum Zeitpunkt eines Absenkvorgangs, wird der Hebezylinder mit dem Flussratensteuerventil verbunden, wodurch ein Absenkvorgang wie bei der herkömmlichen Vorgehensweise durchgeführt werden kann.

Wird im Gegensatz hierzu zum Zeitpunkt eines Absenkvorgangs der Rückgewinnungszustand festgestellt, so wird der Hebezylinder mit dem Hydraulikmotor verbunden, um hierdurch den Hydraulikmotor unter Verwendung des Wechselrichters zu steuern. Daher kann die potentielle Energie der Gabeln und die potentielle Energie einer Last zurückgewonnen und wirksam genutzt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Schubmast- Gabelstaplers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ein Hydraulikschaltbild des Schubmast-Gabelstaplers gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Steuersystems gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4A und 4B Darstellungen zur Erläuterung des Betriebsablaufs der Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Betriebsablaufs der Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 6 ein Hydraulikschaltbild eines herkömmlichen Beispiels.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 wird eine Ausführungsform erläutert, bei welcher die Erfindung bei einem Schubmast-Gabelstapler eingesetzt wird. Fig. 1 ist eine Perspektivansicht des Schubmast-Gabelstaplers, Fig. 2 ist ein Hydraulikschaltbild des in Fig. 1 gezeigten Schubmast- Gabelstaplers, Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines Steuersystems, Fig. 4A und 4B sind Darstellungen zur Erläuterung von dessen Betriebsablauf, und Fig. 5 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung des Betriebsablaufs.
Der Schubmast-Gabelstapler gemäß der Ausführungsform ist so aufgebaut, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Zwei Torarme 53 sind so befestigt, dass sie am linken bzw. rechten Ende des Vorderabschnittes einer Fahrzeugkarosserie 52 des Schubmast-Gabelstaplers vorspringen. Ein Mast 55, auf welchem ein Hebezylinder 71 (in Fig. 1 nicht dargestellt) angeordnet ist, ist zwischen den Torarmen 53 so angeordnet, dass er sich nach vorne und hinten bewegen kann. Zwei L-förmige Gabeln 54, die durch den Hebezylinder 71 angehoben oder abgesenkt werden können, werden durch den Mast 55 über eine Kippstütze 60 geführt.
Ein linkes bzw. rechtes, angetriebenes Rad 56 sind so an den beiden Torarmen 53 angebracht, dass sie sich jeweils frei bewegen können. Am unteren Abschnitt des hinteren Abschnittes der Fahrzeugkarosserie 52 ist ein Antriebsrad 57 angebracht, und sind zwei Nachlaufräder 58 angebracht, um die Fahrzeugkarosserie 52 abzustützen. Die Nachlaufräder 58 laufen entsprechend der Bewegung der Fahrzeugkarosserie 52 ab.
Weiterhin sind, wie in Fig. 1 gezeigt, im Abschnitt eines Fahrersitzes, der in der Fahrzeugkarosserie 52 vorhanden ist, und als Raum dient, in welchem ein Fahrer stehend fährt, verschiedene Arten von Hydraulikbetätigungshebeln 59 vorgesehen, beispielsweise ein Hebehebel 59a zum Anheben und Absenken der Gabeln 54, ein Schubmasthebel 59b zur Bewegung der Gabeln 54 nach vorne und hinten, und ein Kipphebel 59c zur Einstellung der Neigung der Gabeln 54.
Ein (nicht dargestellter) Hydraulikmotor 81, der später beschrieben wird, wird auf Grundlage eines Steuerwertes entsprechend dem Hebevorgang des Hebehebels 59a betrieben, dann wird der Hebezylinder 71 betätigt, um den Mast 55 auszufahren, so dass die an dem Mast 55 über die Kippstütze 60 angebrachten Gabeln 54 angehoben werden. Entsprechend wird der Hydraulikmotor 81 auf der Grundlage eines Steuervorgabewertes entsprechend der Betätigung des Schubmasthebels 59b betrieben, so dass ein Schubmastzylinder 85 (nicht gezeigt) hierdurch betätigt wird, um die Gabeln 54 zusammen mit dem Mast 55 nach vorne und hinten zu bewegen. Weiterhin wird der Hydraulikmotor 81 auf der Grundlage eines Steuervorgabewertes entsprechend der Betätigung des Kipphebels 59c betrieben, so dass ein (nicht gezeigter) Kippzylinder 91 hierdurch betätigt wird, um die Gabeln 54 zu verkippen.
Ein Gashebel 62, um das Antriebsrad 57 zur Drehung zu veranlassen, ist am Fahrersitzabschnitt der Fahrzeugkarosserie 52 angeordnet. Die Fahrrichtung in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung und die Fahrgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie 52 werden durch den Kippvorgang des Gashebels 62 festgelegt. Weiterhin ist ein Lenkrad 63 am Fahrersitzabschnitt der Fahrzeugkarosserie 52 vorgesehen. Wenn die Richtung des Antriebsrads 57, also der Lenkwinkel entsprechend der Drehbetätigung des Lenkrads 63 im Fahrzustand festgelegt wird, kann eine Kurvenfahrt erfolgen.
Obwohl nicht in Fig. 1 dargestellt, ist an der Fahrzeugkarosserie 52 ein vom Fahrer betätigbares Bremspedal vorgesehen. Eine Totmannbremse, die durch eine Scheibenbremse gebildet wird, ist zu dem Zweck vorgesehen, die Drehwelle eines Fahrmotors zum Antrieb des Antriebrads 57 zu verriegeln, und so das Antriebsrad 57 abzubremsen. Der Verriegelungszustand des Fahrmotors wird aufgehoben, und die Bremswirkung durch Totmannbremse wird aufgehoben, wenn das Bremspedal gedrückt wird. Wird das Bremspedal freigegeben, wird die Drehwelle des Fahrmotors verriegelt durch die Totmannbremse, um das Antriebsrad 57 abzubremsen. Im Falle eines anormalen Zustands und dergleichen, wenn der Fahrer das Bremspedal freigibt, wird daher zum Anhalten des Fahrzeugs die Totmannbremse betätigt.
Innerhalb der Fahrzeugkarosserie 52 unterhalb des Lenkrads 63 ist ein Gehäuseabschnitt vorgesehen, der durch einen Unterteilungsdeckel abgedeckt wird, der geöffnet werden kann. Innerhalb des Gehäuseabschnittes ist eine Batterie vorgesehen. Die Batterie liefert elektrische Energie an die jeweiligen Abschnitte des Gabelstaplers 51, beispielsweise an den Fahrmotor, den Hydraulikmotor 81 usw. , sowie an eine CPU 109, die später genauer erläutert wird, und zum Steuern dieser jeweiligen Abschnitte dient.
Die Hydraulikschaltung des Gabelstaplers 51 mit dem voranstehend geschilderten Aufbau ist wie in Fig. 2 gezeigt aufgebaut. Der Hebezylinder 71 zum Anheben und Absenken der Gabeln 54 ist mit einer Hydraulikpumpe 79 über ein Ventil 73 verbunden, mit einem Hebesteuerventil (nachstehend als Hebeventil bezeichnet) 75, das zwischen einer Anhebeseite (der linken Seite in Fig. 2) und einer Absenkseite (der rechten Seite in Fig. 2) durch die Betätigung des Hebehebels 59a umgeschaltet wird, sowie mit einem Rückschlagventil 77. Die Hydraulikpumpe 79 wird durch den Hydraulikmotor 81 angetrieben, wodurch in einem Öltank 83 vorhandenes Öl dem Hebezylinder 71 zugeführt wird. Der Hydraulikmotor 81 ist als Dreiphasen-Wechselstrommotor ausgebildet.
Weiterhin ist, wie in Fig. 2 gezeigt, ein Schubmastzylinder 85 zur Bewegung der Gabeln 54 zusammen mit dem Mast 55 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung mit einem Schubmaststeuerventil (nachstehend als Schubmastventil bezeichnet) 87 verbunden, das zwischen einer Einfahrseite (der linken Seite in Fig. 2) und einer Ausfahrseite (der rechten Seite in Fig. 2) durch die Betätigung des Schubmasthebels 59b umgeschaltet wird. Das Schubmastventil 87 ist mit der Hydraulikpumpe 79 über ein Rückschlagventil 89 verbunden, sowie mit dem Öltank 83.
Weiterhin ist, wie in Fig. 2 gezeigt, ein Kippzylinder 91 zum Verkippen der Gabel 54 mit einem Kippsteuerventil (nachstehend als Kippventil bezeichnet) 93 verbunden, das zwischen einer Heraufkippseite (der linken Seite in Fig. 2) und einer Herabkippseite (der rechten Seite in Fig. 2) durch die Betätigung des Kipphebels 59c umgeschaltet wird. Das Kippventil 93 ist mit der Hydraulikpumpe 79 über ein Rückschlagventil 94 verbunden, sowie mit dem Öltank 83.
Weiterhin ist, wie in Fig. 2 gezeigt, ein Entlastungsventil 97 zwischen einem Verbindungsrohr an der Seite des Öltanks des Schubmastventils 87 und einem Verbindungsrohr an der Seite des Öltanks des Kippventils 93 angeordnet. Ein elektromagnetisches Umschaltventil 99, das als Umschaltteil dient, und ein Flussratensteuerventil 101 sind in einem Rückführweg zum Zurückführen des Öls zum Öltank 83 zum Zeitpunkt des Absenkvorgangs des Hebezylinders 71 angeordnet. Das Flussratensteuerventil 101 ist mit dem Umschaltventil 99 und dem Öltank 83 verbunden, um die Flussrate des Öls zu begrenzen, das von dem Umschaltventil 99 zum Öltank 83 fließt. Ein Rückschlagventil 103 ist parallel zu dem Flussratensteuerventil 101 geschaltet, um zu verhindern, dass das Öl von dem Umschaltventil 99 in den Öltank 83 fließt.
Wenn eine nachstehend genauer erläuterte Steuerung zum Zeitpunkt des Absenkvorgangs feststellt, dass der Rückgewinnungszustand vorhanden ist, wird das Umschaltventil 99 auf die Rückgewinnungsseite (die rechte Seite in Fig. 2) umgeschaltet. Im Gegensatz hierzu wird, wenn zum Zeitpunkt des Absenkvorgangs festgestellt wird, dass es sich um den Zustand ohne Rückgewinnung handelt, das Umschaltventil 99 auf die Seite ohne Rückgewinnung umgeschaltet (die linke Seite in Fig. 2), so dass das zurückkehrende Öl von dem Hebezylinder 71 zum Öltank 83 über das Ventil 73, das Hebeventil 75, das Umschaltventil 99 und das Flussratensteuerventil 101 zurückgeschickt wird.
Als nächstes wird der Aufbau des Steuersystems erläutert. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist ein Potentiometer 107 vorgesehen, das als Betätigungsausmaßdetektor dient, um die jeweiligen Betätigungsausmaße θ des Hebehebels 59a zu der Anhebeseite bzw. der Absenkseite aus dem Neutralzustand zu bestimmen. Das festgestellte Betätigungsausmaß des Potentiometers wird der CPU 109 zugeführt, die als Steuerung dient.
Die CPU 109 steuert das Umschaltventil 99 so, dass dies wie voranstehend geschildert umgeschaltet wird, und steuert weiterhin eine Wechselrichtersteuerung 111, die durch eine Wechselrichterschaltung gebildet wird, um so den Strom zu steuern, der dem Hydraulikmotor 81 zugeführt wird. Weiterhin ist, wie in Fig. 3 gezeigt, ein Kodierer 113 vorgesehen, der als Geschwindigkeitsdetektor dient. Der Kodierer 113 stellt eine tatsächliche Umdrehungsgeschwindigkeit (nachstehend als tatsächliche Geschwindigkeit bezeichnet) ω des Hydraulikmotors 81 fest, und der CPU 109 wird die tatsächliche Geschwindigkeit ω zugeführt, die von dem Kodierer 113 ermittelt wird.
Die CPU 109 erhält eine Sollgeschwindigkeit ω0 und eine Sollbeschleunigung β0 des Hydraulikmotors 81 zum Zeitpunkt des Absenkvorgangs aus dem Betätigungsausmaß θ des Hebehebels 59a, das von dem Potentiometer 107 festgestellt wird, und erhält einen Drehmomentvorgabewert T0 des Hydraulikmotors 81 aus der Sollbeschleunigung β0 zum Zeitpunkt des Absenkvorgangs. Dann bestimmt die CPU aus dem so erhaltenen Drehmomentvorgabewert T0, ob der Zustand ohne Rückgewinnung oder der Zustand mit Rückgewinnung vorliegt.
Im einzelnen führt die CPU 109 eine Differenzierung nach der Zeit der tatsächlichen Geschwindigkeit ω durch, die von dem Kodierer 113 festgestellt wird, um eine tatsächliche Beschleunigung θ zu ermitteln. Das Betätigungsausmaß θ des Hebehebels 59a, das von dem Potentiometer 107 festgestellt wird, und die Sollgeschwindigkeit ω0 des Hydraulikmotors 81 zum Zeitpunkt des Absenkvorgangs werden vorher so eingestellt, dass sie annähernd proportional zueinander sind, wie dies in Fig. 4A ist. Die Sollgeschwindigkeit ω0 wird aus dem Betätigungsausmaß θ, das von dem Potentiometer 107 festgestellt wird, auf Grundlage dieser Beziehung erhalten. Die Beziehungsdaten der Sollbeschleunigung β0 in Bezug auf das Betätigungsausmaß θ, das von dem Potentiometer 107 festgestellt wird, wie dies in Fig. 4B gezeigt ist, werden vorher in einem internen oder eingebauten Speicher (nicht gezeigt) gespeichert, der beispielsweise durch einen ROM gebildet wird, und als Speicherabschnitt dient. Die Beziehungsdaten werden ausgelesen, und die Sollbeschleunigung b0 entsprechend der tatsächlichen Geschwindigkeit ω und die Sollgeschwindigkeit ω0 werden erhalten. Weiterhin wird der Drehmomentvorgabewert T0 aus der tatsächlichen Beschleunigung β und der Sollbeschleunigung β0 erhalten, die so erhalten wurden.
Die Sollbeschleunigung β0 wird so eingestellt, dass sie in den folgenden Beziehungen zu der Sollgeschwindigkeit β0 und der tatsächlichen Geschwindigkeit ω steht, wie dies in Fig. 4B gezeigt ist. Liegt daher ω in einem Bereich (einem Bereich A in der Figur) von 0 < ω ≤ ω1,

β0 = βa + {(βmax - βa)/ω1} × ω (1)

liegt ω in einem Bereich (einem Bereich B in der Figur) von ω1 < ω ≤ ω0 - ω2,

β0 = βmax (2)

liegt ω in einem Bereich (einem Bereich C in der Figur) von ω0 - ω2 < ω ≤ ω0 + ω2,

β0 = (βmax/ω2) × ω0 - (βmax/ω2) × ω (3)

und wenn ω in einem Bereich (einem Bereich D in der Figur) von ω > ω0 + ω2 liegt,

β0 = βmax (4)

wobei βmax, βa, ω1 und ω2 Werte (Beziehungsdaten) sind, die vorher entsprechend den Eigenschaften des Hydraulikmotors 81 eingestellt werden, und in dem eingebauten Speicher gespeichert werden, der als der Speicherabschnitt dient. Die CPU 109 erhält die Sollbeschleunigung β0 entsprechend der Berechnung auf der Grundlage eines der Ausdrücke (1) bis (4). Eine derartige Verarbeitung der CPU 109, um die Sollbeschleunigung β0 zu erhalten, entspricht einer Sollbeschleunigungserhaltungsvorrichtung.
Weiterhin erhält die CPU 109 den Drehmomentvorgabewert T0 unter Verwendung der tatsächlichen Beschleunigung β und der Sollbeschleunigung β0, die so erhalten wurden, gemäß dem folgenden Ausdruck,

T0 = kt1 × (β0 - β) + kt2 × ∫(β0 - β)dt (5)

wobei kt1 und kt2 Koeffizienten sind, die vorher entsprechend den Eigenschaften des Hydraulikmotors 81 eingestellt werden, und in dem eingebauten Speicher gespeichert werden, der als der Speicherabschnitt dient. Der Drehmomentvorgabewert T0 wird auf einen positiven Wert in jener Richtung eingestellt, in welcher der Hydraulikmotor 81 in Vorwärtsrichtung dreht.
Weiterhin führt für eine stabile Steuerung die CPU 109 eine sogenannte Filterbearbeitung durch, bei welcher der Drehmomentvorgabewert T, der zur Bestimmung des Umschaltens des Umschaltventils 99 verwendet wird, unter Verwendung der Verzögerung erster Ordnung des Drehmomentvorgabewertes T0 erhalten wird, entsprechend dem folgenden Ausdruck

T(s) = T0(s)/(1 - s/τ) (6)

wobei τ eine Verzögerungszeitkonstante ist, und s der Laplace-Operator. Eine derartige Verarbeitung der CPU 109, um den Drehmomentvorgabewert T0 und den Drehmomentvorgabewert T zu erhalten, entspricht einer Drehmomentvorgabewerterhaltungsvorrichtung.
Dann vergleicht die CPU 109 den Drehmomentvorgabewert T, der aus dem Ausdruck (6) erhalten wird, mit einem vorbestimmten Wert Tmin, um hierdurch den Rückgewinnungszustand festzustellen, wenn T ≥ Tmin ist, bzw. den Zustand ohne Rückgewinnung, wenn T < Tmin ist. Eine derartige Bestimmungsverarbeitung der CPU 109, um auf der Grundlage des Drehmomentvorgabewertes T zu bestimmen, ob es sich um den Rückgewinnungszustand oder den Zustand ohne Rückgewinnung handelt, entspricht einer Bestimmungsvorrichtung. Herbei ist Tmin ein negativer Wert. Weiterhin kann die Bestimmung, ob es sich um den Rückgewinnungszustand oder den Zustand ohne Rückgewinnung handelt, unter Einsatz einer geeigneten Hystereseeigenschaft durchgeführt werden.
Stellt die CPU 109 den Zustand ohne Rückgewinnung fest, so schaltet die CPU das Umschaltventil 99 um (auf die linke Seite in Fig. 2), damit der Hebezylinder 71 mit dem Flussratensteuerventil 101 verbunden wird. Stellt im Gegensatz hierzu die CPU den Rückgewinnungszustand fest, schaltet die CPU das Umschaltventil 99 um (auf die rechte Seite in Fig. 2), um den Hebezylinder 71 mit der Hydraulikpumpe 79 zu verbinden, und hierdurch den Hydraulikmotor 81 als Generator zu betreiben, unter Verwendung der Rückwärtsdrehung der Hydraulikpumpe 79, weil das Öl in die Hydraulikpumpe 79 von dem Hebezylinder 71 aus fließt, um elektrische Energie zurück zu gewinnen, die von dem Hydraulikmotor 81 erzeugt wird, und der Batterie zuzuführen. In diesem Fall steuert die CPU 109 die Wechselrichtersteuerung 111 so, dass bei dem Hydraulikmotor eine Rückgewinnungssteuerung durchgeführt wird, so dass der Ausgangswert des Hydraulikmotors 81 zum Drehmomentvorgabewert T0 wird. Eine derartige Umschaltverarbeitung des Umschaltventils 99 und eine Rückgewinnungsteuerverarbeitung über die Wechselrichtersteuerung 111 durch die CPU 109 entspricht einer Umschaltsteuervorrichtung.
Als nächstes wird der Betriebsablauf des Steuersystems unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird zuerst das Betätigungsausmaß θ des Hebehebels 59a, das von dem Potentiometer 107 erfasst wird, der CPU 109 zugeführt (S1), und es wird bestimmt, ob der Hebehebel 59a betätigt wird oder nicht (S2). Ist das Ergebnis der Ermittlung im Schritt S2 gleich JA, so wird bestimmt, ob der Hebehebel 59a betätigt wird oder nicht, um den Absenkvorgang durchzuführen (S3).
Ist das Ergebnis der Ermittlung im Schritt S3 JA, so wird der CPU 109 die tatsächliche Geschwindigkeit ω des Hydraulikmotors 81 zugeführt, die von dem Kodierer 113 festgestellt wird (S4). Dann ermittelt die CPU 109 die tatsächliche Beschleunigung β, die Sollgeschwindigkeit ω0, und die Sollbeschleunigung β0 des Hydraulikmotors 81 (S5), und ermittelt weiterhin den Drehmomentvorgabewert T0 über die Berechnung des Ausdrucks (5), sowie den Drehmomentvorgabewert T über die Berechnung des Ausdrucks (6) (S6).
Die CPU 109 vergleicht den Drehmomentvorgabewert T, der so erhalten wurde, mit Tmin, um hierdurch festzustellen, ob der Drehmomentvorgabewert die Beziehung T < Tmin erfüllt oder nicht (S7). Ist das Ergebnis der Ermittlung im Schritt S7 JA, so wird sie so angesehen, dass die Größe der potentiellen Energie der Gabeln 54 und der potentiellen Energie der Last ausreichend groß sind, um eine Rückgewinnung rechtzufertigen. Dann wird das Umschaltventil 99 auf die Rückgewinnungsseite (die rechte Seite in Fig. 2) umgeschaltet (S8), wodurch beim Hydraulikmotor 81 die Rückgewinnungssteuerung durch die Wechselrichtersteuerung 111 durchgeführt wird, auf der Grundlage des Drehmomentvorgabewertes T0 von der CPU 109, und dann kehrt der Vorgang zum Schritt S1 zurück.
Ist das Ergebnis der Ermittlung im Schritt S2 gleich Nein, da entweder der Schubmasthebel 59b oder der Kipphebel 59c gleichzeitig mit dem Hebehebel 59a betätigt wird, so wird festgestellt, dass die Rückgewinnungssteuerung beim Hydraulikmotor 81 nicht durchgeführt werden kann. Daher wird das Umschaltventil 99 auf die Seite ohne Rückgewinnung umgeschaltet (die linke Seite in Fig. 2) (S10), und wird beim Hydraulikmotor 81 eine Steuerung ohne Rückgewinnung durchgeführt. Daher lässt man den Hydraulikmotor in Vorwärtsrichtung drehen, um das Öl dem Schubmastzylinder 85 oder dem Kippzylinder 91 zuzuführen (S11).
Ist das Ergebnis der Ermittlung im Schritt S3 gleich Nein, so wird, da der Hebehebel 59a einen Anhebevorgang durchführt, festgestellt, dass die Rückgewinnungssteuerung des Hydraulikmotors 81 nicht durchgeführt werden kann. Daher wird das Umschaltventil 99 auf die Seite ohne Rückgewinnung umgeschaltet, also die linke Seite in Fig. 2 (S10), und wird beim Hydraulikmotor 81 eine Steuerung ohne Rückgewinnung durchgeführt. Daher lässt man den Hydraulikmotor in Vorwärtsrichtung drehen, damit er dem Hebezylinder 71 Öl zuführt (S11).
Ist das Ergebnis der Ermittlung im Schritt S7 gleich Nein, so wird sie so angesehen, dass die Größe der potentiellen Energie der Gabeln 54 und der potentiellen Energie der Last nicht dazu ausreichen, eine ausreichende Rückgewinnung durchzuführen. Ebenso wie in jenem Fall, in welchem das Ergebnis der Ermittlung im Schritt S2 oder S3 gleich Nein ist, geht daher der Vorgang zum Schritt S10 über, und wird das Umschaltventil 99 auf die Seite ohne Rückgewinnung umgeschaltet (die linke Seite der Fig. 2) (S10), wodurch beim Hydraulikmotor 81 eine Steuerung ohne Rückgewinnung durchgeführt wird. In diesem Fall wird daher der Hydraulikmotor 81 angehalten (S11).
Bei der Ausführungsform wird daher auf diese Weise festgestellt, dass es sich um den Zustand ohne Rückgewinnung handelt, falls der Hebehebel 59a gleichzeitig mit einem anderen Hydraulikbetätigungshebel betätigt wird, so dass die Rückgewinnung unter Verwendung der Hydraulikpumpe 79 und des Hydraulikmotors 81 nicht durchgeführt werden kann, oder falls der Hebehebel 59a einen Anhebevorgang durchführt, und so die Rückgewinnung unter Verwendung der potentiellen Energie nicht durchgeführt werden kann, oder falls eine Rückgewinnung als ungeeignet angesehen wird, da sie zu der schädlichen Auswirkung führen würde, dass die Absenkgeschwindigkeit zu niedrig wird (also eine wirksame Rückgewinnung nicht durchgeführt werden kann). Daher wird das Umschaltventil 99 auf die Seite ohne Rückgewinnung umgeschaltet (die linke Seite in Fig. 2) (S10), wodurch beim Hydraulikmotor 81 die Steuerung ohne Rückgewinnung durchgeführt wird (S11).
Daher wird bei dieser Ausführungsform zum Zeitpunkt eines Absenkvorgangs, wenn nur der Hebehebel 59a betätigt wird, und die Größe der potentiellen Energie der Gabeln 54 und der potentiellen Energie der Last als ausreichend groß angesehen werden, um zurückgewonnen werden zu können, das Umschaltventil 99 umgeschaltet, um hierdurch den Hebezylinder 71 mit der Hydraulikpumpe 79 zu verbinden. Dann wird bei dem Hydraulikmotor 81 die Rückgewinnungssteuerung durchgeführt, wodurch die potentielle Energie der Gabeln 54 sowie die potentielle Energie der Last zurückgewonnen werden, und wirksam genutzt werden können.
Die CPU 109 erhält die tatsächliche Beschleunigung β des Hydraulikmotors 81 aus der tatsächlichen Geschwindigkeit ω, die von dem Kodierer 113 festgestellt wird, ermittelt dann die Sollbeschleunigung β0 auf der Grundlage der Sollgeschwindigkeit ω0 des Hydraulikmotors 81, die aus dem Betätigungsausmaß θ des Hebehebels 59a erhalten wird, das von dem Potentiometer 107 festgestellt wird, und ermittelt die Drehmomentvorgabewerte T0 und T aus der tatsächlichen Beschleunigung β und der Sollbeschleunigung β0, die so ermittelt wurden. Dann stellt die CPU 109 fest, unter Verwendung der Drehmomentvorgabewerte T0 und T des Hydraulikmotors 81, ob es sich um den Zustand ohne Rückgewinnung oder den Zustand mit Rückgewinnung handelt, und steuert weiterhin die Ausgangsleistung des Hydraulikmotors 81. Es ist daher möglich, exakt zu bestimmen, ob es sich um den Zustand ohne Rückgewinnung oder den Zustand mit Rückgewinnung handelt, und darüber hinaus kann die Ausgangsleistung des Hydraulikmotors 81 geeignet gesteuert werden. Daher können die potentielle Energie der Gabeln 54 und die potentielle Energie der Last wirksam in der Batterie zurückgewonnen werden.
Die folgende Ausführungsform kann unter Einsatz der voranstehend geschilderten Ausführungsform verwirklicht werden. Bei der voranstehenden Ausführungsform stellt die CPU 109, die als die Bestimmungsvorrichtung dient, fest, dass es sich um den Zustand ohne Rückgewinnung handelt, wenn der Drehmomentvorgabewert T, der aus dem Ausdruck (6) erhalten wird, der Beziehung T ≥ Tmin genügt, während sie feststellt, dass es sich um den Zustand mit Rückgewinnung handelt, wenn die Beziehung T < Tmin erfüllt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann im Gegensatz hierzu der Zustand ohne Rückgewinnung festgestellt werden (so dass also keine Rückgewinnung erfolgen kann), wenn der Drehmomentvorgabewert T die Beziehung T ≥ Tf erfüllt, wogegen die Festlegung erfolgt, dass eine Rückgewinnung auf niedrigem Niveau möglich ist, wenn die Beziehung Tr ≤ T < Tf erfüllt ist, und die Bestimmung erfolgt, dass auf hohem Niveau eine Rückgewinnung erfolgen kann, wenn die Beziehung T < Tr erfüllt ist. In dieser Beziehung bedeutet "eine Rückgewinnung auf niedrigem Niveau ist möglich", dass zwar die Größe der potentiellen Energie der Gabeln 54 und der potentiellen Energie der Last klein ist, und die Absenkgeschwindigkeit bei der Rückgewinnung kleiner ist als ein vorbestimmter Wert V, jedoch eine Rückgewinnung durchgeführt werden kann. Weiterhin bedeutet "eine Rückgewinnung auf hohem Niveau ist möglich", dass die Größe der potentiellen Energie der Gabeln 54 und der potentiellen Energie der Last groß ist, und dass die Rückgewinnung durchgeführt werden kann, ohne dass die Absenkgeschwindigkeit bei der Rückgewinnung kleiner wird als der vorbestimmte Wert V. Falls festgestellt wird, dass die Rückgewinnung auf hohem Niveau oder niedrigem Niveau durchgeführt werden kann, schaltet die CPU 109 das Umschaltventil 99 auf die Rückgewinnungsseite um (die rechte Seite in Fig. 2).
Weiterhin schaltet bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform die CPU 109 das Umschaltventil 99 auf die Rückgewinnungsseite um (die rechte Seite in Fig. 2), und wird der Hydraulikmotor 81 gesteuert, wobei die Steuerung des Hydraulikmotors 81 zu diesem Zeitpunkt so zu verstehen ist, dass der Hydraulikmotor 81 als Generator betrieben wird, und die von dem Hydraulikmotor 81 erzeugte elektrische Energie in der Batterie zurückgewonnen wird. Im Gegensatz hierzu werden bei der vorliegenden Ausführungsform verschiedene Steuerungen durchgeführt, abhängig davon, ob die Rückgewinnung auf dem hohen Niveau oder die Rückgewinnung auf dem niedrigen Niveau möglich ist. Im einzelnen, wenn die CPU 109 feststellt, dass der Drehmomentvorgabewert die Beziehung T < Tr erfüllt, so dass die Rückgewinnung auf dem hohen Niveau möglich ist, betreibt die CPU den Hydraulikmotor 81 als Generator, und gewinnt von dem Hydraulikmotor 81 zurückgewonnene elektrische Energie in der Batterie zurück. Wenn im Gegensatz die CPU 109 feststellt, dass der Drehmomentvorgabewert der Beziehung Tr ≤ T < Tf genügt, so dass die Rückgewinnung auf dem niedrigen Niveau möglich ist, betreibt die CPU den Hydraulikmotor 81 so, dass er sich in Rückwärtsrichtung dreht, so dass die Absenkgeschwindigkeit gleich dem vorbestimmten Wert V wird, um so zwangsweise das Öl von dem Hebezylinder 71 in dem Öltank 83 zu sammeln.
Bei dieser Ausführungsform kann die Rückgewinnung nur dann durchgeführt werden, wenn eine wirksame Rückgewinnung möglich ist, und kann die Absenkgeschwindigkeit immer auf dem vorbestimmten Wert V gehalten werden, unabhängig von der Größe des Gewichts einer Last.
Zwar wird bei der voranstehenden Ausführungsform das Potentiometer 107 als der Betätigungsausmaßdetektor zur Feststellung des Betätigungsausmaßes des Hebehebels 59a verwendet, jedoch ist der Betätigungsausmaßdetektor nicht notwendigerweise auf das Potentiometer beschränkt.
Weiterhin wird zwar bei der voranstehenden Ausführungsform jener Fall erläutert, bei dem das elektromagnetische Umschaltventil 99 als das Umschaltteil verwendet wird, jedoch ist das Umschaltteil nicht auf ein elektromagnetisches Umschaltventil beschränkt, sondern kann auch ein Umschaltventil sein, das entsprechend einem von außen zugeführten, elektrischen Signal umgeschaltet wird (beispielsweise zugeführt von der CPU 109).
Weiterhin erfolgt zwar bei der voranstehenden Ausführungsform die Beschreibung eines Falls, bei dem die Erfindung bei einem Schubmast-Gabelstapler eingesetzt wird, jedoch kann selbstverständlich die Erfindung auch bei anderen Arten von Gabelstaplern eingesetzt werden, beispielsweise bei einem Gegengewicht-Gabelstapler, über einen Schubmast-Gabelstapler hinaus. In einem derartigen Fall können ähnliche Auswirkungen wie bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform erzielt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die voranstehenden Ausführungsformen beschränkt, und kann auf verschiedene Arten und Weisen abgeändert werden, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen.
Wie voranstehend geschildert wird gemäß der Erfindung, zum Zeitpunkt eines Absenkvorgangs, wenn festgestellt wird, dass die Größe der potentiellen Energie der Gabeln und der potentiellen Energie der Last ausreichend groß sind, um zurückgewonnen zu werden, der Hebezylinder mit der Hydraulikpumpe verbunden, und der Hydraulikmotor so gesteuert, dass er als Generator arbeitet, um so elektrische Energie zurückzugewinnen. Weiterhin kann eine derartige Rückgewinnung mit einer kostengünstigen Anordnung durchgeführt werden, ohne eine spezielle Steuerschaltung für die Rückgewinnung hinzufügen zu müssen.
Gemäß der Erfindung kann das Umschaltteil so gesteuert werden, dass es verlässlich entsprechend einem elektrischen Signal von außerhalb umgeschaltet wird.
Gemäß der Erfindung kann das Potentiometer feststellen, ob der Hebehebel zur Anhebeseite oder zur Absenkseite hin betätigt wird, und kann darüber hinaus das Betätigungsausmaß des Hebehebels exakt feststellen.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, exakt festzustellen, ob es sich um den Zustand ohne Rückgewinnung oder den Zustand mit Rückgewinnung handelt, und kann darüber hinaus die Ausgangsleistung des Hydraulikmotors geeignet gesteuert werden.
Gemäß der Erfindung kann das Öl von der Hydraulikpumpe jenem Zylinder, der sich von dem Hebezylinder unterscheidet, zugeführt werden, ohne Störungen hervorzurufen, so dass keine Befürchtung dafür besteht, das der Arbeitswirkungsgrad beeinträchtigt wird.

Claims

1. Steuereinrichtung für einen Gabelstapler, der einen Hebehebel aufweist; einen Hydraulikmotor; eine Hydraulikpumpe; einen Öltank; und einen Hebezylinder, wobei zum Zeitpunkt eines Anhebevorgangs auf der Grundlage einer Betätigung des Hebehebels, der Hydraulikmotor die Hydraulikpumpe so antreibt, dass Öl von dem Öltank einem Hebezylinder mit Hilfe der Hydraulikpumpe zugeführt wird, um so den Hebezylinder auszufahren, wogegen zum Zeitpunkt eines Absenkvorgangs auf Grundlage einer Betätigung des Hebehebels das Öl von dem Hebezylinder infolge eines Einfahrvorgangs des Hebezylinders in dem Öltank gesammelt wird,
wobei die Steuerung auch aufweist:
eine Wechselrichtersteuerung zum Steuern der Ausgangsleistung des Hydraulikmotors;
ein Flussratensteuerventil, das mit dem Öltank verbunden ist, um die Flussrate des in dem Öltank gesammelten Öls zu begrenzen;
ein Umschaltteil zum selektiven Verbinden des Hebezylinders mit dem Flussratensteuerventil oder der Hydraulikpumpe;
einen Betätigungsausmaßdetektor zur Feststellung des Betätigungsausmaßes des Hebehebels;
eine Sollbeschleunigungserhaltungsvorrichtung zum Erhalten einer Sollbeschleunigung des Hydraulikmotors auf der Grundlage des Betätigungsausmaßes, das von dem Betätigungsausmaßdetektor festgestellt wird;
eine Drehmomentvorgabewerterhaltungsvorrichtung zum Erhalten eines Drehmomentvorgabewertes des Hydraulikmotors auf der Grundlage der Sollbeschleunigung;
eine Bestimmungsvorrichtung zur Bestimmung eines Zustands ohne Rückgewinnung oder eines Zustands mit Rückgewinnung, auf Grundlage des Drehmomentvorgabewertes; und
eine Umschaltsteuervorrichtung zum Umschalten des Umschaltteils, um den Hebezylinder mit dem Flussratensteuerventil zu verbinden, wenn der Zustand ohne Rückgewinnung festgestellt wird, und zum Umschalten des Umschaltteils, um den Hebezylinder mit der Hydraulikpumpe zu verbinden, und die Wechselrichtersteuerung zur Steuerung des Hydraulikmotors entsprechend dem Drehmomentvorgabewert zu veranlassen, wenn der Zustand mit Rückgewinnung festgestellt wird.

2. Steuereinrichtung für einen Gabelstapler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltteil mit einem elektromagnetischen Umschaltventil versehen ist.

3. Steuereinrichtung für einen Gabelstapler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsausmaßdetektor durch ein Potentiometer zur Feststellung des Betätigungsausmaßes des Hebehebels gebildet wird, der zu einer Anhebseite und einer Absenkseite betätigt wird.

4. Steuereinrichtung für einen Gabelstapler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geschwindigkeitsdetektor zur Feststellung einer tatsächlichen Umdrehungsgeschwindigkeit des Hydraulikmotors vorhanden ist,
wobei die Sollbeschleunigungserhaltungsvorrichtung eine tatsächliche Beschleunigung des Hydraulikmotors auf der Grundlage der tatsächlichen Umdrehungsgeschwindigkeit erhält, die von dem Geschwindigkeitsdetektor festgestellt wird, und die Sollbeschleunigung des Hydraulikmotors auf der Grundlage des Betätigungsausmaßes erhält, das von dem Betätigungsausmaßdetektor festgestellt wird, und
wobei die Drehmomentvorgabewerterhaltungsvorrichtung den Drehmomentvorgabewert auf der Grundlage der Differenz zwischen der tatsächlichen Beschleunigung und der Sollbeschleunigung erhält.

5. Steuereinrichtung für einen Gabelstapler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbeschleunigungserhaltungsvorrichtung einen Speicherabschnitt zum Speichern von Beziehungsdaten aufweist, welche die Beziehung zwischen der tatsächlichen Umdrehungsgeschwindigkeit und der Sollbeschleunigung angeben, und die Sollbeschleunigungserhaltungsvorrichtung eine Sollgeschwindigkeit des Hydraulikmotors auf der Grundlage des Betätigungsausmaßes des Hebehebels erhält, dann die Beziehungsdaten aus dem Speicherabschnitt ausliest, und die Sollbeschleunigung mittels Berechnung unter Verwendung der tatsächlichen Umdrehungsgeschwindigkeit, der Sollgeschwindigkeit und der Beziehungsdaten erhält.

6. Steuereinrichtung für einen Gabelstapler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungsvorrichtung den Zustand ohne Rückgewinnung feststellt, wenn der Drehmomentvorgabewert größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und den Zustand mit Rückgewinnung feststellt, wenn der Drehmomentvorgabewert kleiner ist als der vorbestimmte Wert.

7. Steuereinrichtung für einen Gabelstapler nach Anspruch 1, welche weiterhin aufweist: einen sich von dem Hebezylinder unterscheidenden Zylinder; einen sich von dem Hebehebel unterscheidenden Betätigungshebel; und einen Betätigungsdetektor zur Feststellung einer Betätigung des Betätigungshebels,
wobei der Zylinder einen Ausfahrvorgang oder einen Einfahrvorgang in Reaktion auf das Öl durchführt, das von der Hydraulikpumpe geliefert wird, die von dem Hydraulikmotor angetrieben wird, auf Grundlage einer Betätigung des Betätigungshebels; und
wobei die Bestimmungsvorrichtung den Zustand ohne Rückgewinnung feststellt, wenn die Betätigung des Betätigungshebels von dem Betätigungsdetektor festgestellt wird, unabhängig von dem Drehmomentvorgabewert.

8. Verfahren zum Steuern eines Gabelstaplers, der einen Hebehebel aufweist; einen Hydraulikmotor; eine Hydraulikpumpe; einen Öltank; einen Hebezylinder; und ein an den Öltank angeschlossenes Flussratensteuerventil, wobei zum Zeitpunkt eines Anhebevorgangs auf Grundlage einer Betätigung des Hebehebels der Hydraulikmotor die Hydraulikpumpe antreibt, um durch die Hydraulikpumpe Öl von dem Öltank einem Hebezylinder zuzuführen, um hierdurch den Hebezylinder auszufahren, während zum Zeitpunkt eines Absenkvorgangs auf Grundlage einer Betätigung des Hebehebels das Öl von dem Hebezylinder in dem Öltank infolge eines Einfahrvorgangs des Hebezylinders gesammelt wird,
wobei das Verfahren umfasst:
Feststellung eines Betätigungsausmaßes des Hebehebels;
Erhalten einer Sollbeschleunigung des Hydraulikmotors auf der Grundlage des so festgestellten Betätigungsausmaßes;
Erhalten eines Drehmomentvorgabewertes des Hydraulikmotors auf der Grundlage der Sollbeschleunigung;
Bestimmung eines Zustands ohne Rückgewinnung oder eines Zustands mit Rückgewinnung auf Grundlage des Drehmomentvorgabewertes;
Verbinden des Flussratensteuerventils mit dem Hebezylinder, wenn der Zustand ohne Rückgewinnung festgestellt wird; und
Verbinden der Hydraulikpumpe mit dem Hebezylinder, und Steuern der Ausgangsleistung des Hydraulikmotors durch Steuern eines Wechselrichters entsprechend dem Drehmomentvorgabewert, wenn der Rückgewinnungszustand festgestellt wird.

9. Gabelstapler, welcher aufweist:
einen Hebehebel;
einen Hydraulikmotor;
eine Hydraulikpumpe;
einen Öltank;
einen Hebezylinder; und
eine Steuervorrichtung, welche aufweist:
eine Wechselrichtersteuerung zum Steuern der Ausgangsleistung des Hydraulikmotors; ein an den Öltank angeschlossenes Flussratensteuerventil zur Begrenzung der Flussrate des in dem Öltank gesammelten Öls; ein Umschaltventil zum selektiven Verbinden des Hebezylinders mit dem Flussratensteuerventil oder der Hydraulikpumpe; und einen Betätigungsausmaßdetektor zur Feststellung des Betätigungsausmaßes des Hebehebels,
wobei zum Zeitpunkt eines Anhebevorgangs auf Grundlage einer Betätigung des Hebehebels der Hydraulikmotor die Hydraulikpumpe antreibt, um durch die Hydraulikpumpe Öl von dem Öltank einem Hebezylinder zuzuführen, und hierdurch den Hebezylinder auszufahren, während zum Zeitpunkt eines Absenkvorgangs auf Grundlage einer Betätigung des Hebehebels das Öl von dem Hebezylinder in dem Öltank infolge eines Einfahrvorgangs des Hebezylinders gesammelt wird,
wobei die Steuereinrichtung eine Sollbeschleunigung des Hydraulikmotors auf der Grundlage des Betätigungsausmaßes erhält, das von dem Betätigungsausmaßdetektor festgestellt wird; die Steuereinrichtung einen Drehmomentvorgabewert des Hydraulikmotors auf der Grundlage der Sollbeschleunigung erhält; die Steuereinrichtung einen Zustand ohne Rückgewinnung feststellt, oder einen Zustand mit Rückgewinnung, auf Grundlage des Drehmomentvorgabewertes; und die Steuereinrichtung das Umschaltteil so umschaltet, dass der Hebezylinder mit dem Flussratensteuerventil verbunden wird, wenn der . Zustand ohne Rückgewinnung festgestellt wird, und das Umschaltteil so umschaltet, dass der Hebezylinder mit der Hydraulikpumpe verbunden wird, und die Wechselrichtersteuerung den Hydraulikmotor entsprechend dem Drehmomentvorgabewert steuert, wenn der Zustand mit Rückgewinnung festgestellt wird.