JP4343400B2 - Industrial vehicle swing control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は産業車両の揺動制御装置に関するものであり、特に、フォークリフト等の産業車両に於いて後車軸に対するフレームの揺動を規制または許容する揺動制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
此種産業車両の一例としてフォークリフトが挙げられ、図13に一般的なフォークリフトの概要を示す。同図に於いて、1はフレーム、2はフレーム1の前側に前後方向へ回動可能に立設されたマスト、3はマスト2に沿って上昇下降する荷役用のフォーク、4はフォークを昇降させるリフトシリンダ、5はマスト2を前後に傾斜させるチルトシリンダである。また、6はフォークリフトの走行駆動輪である前車輪、7は操舵輪である後車輪、8はフォークリフトの操舵ハンドルである。
【0003】
図14及び図15は従来のフォークリフトの揺動装置を示し、9は左右の後車輪7,7が装着される後車軸、10は該後車軸9の長手方向略中央部の前後両側に凸設された支持ピン、11は夫々の支持ピン10,10を前記フレーム1に保持する支持サポートである。また、12はフレーム1の下面両側に固設されたストッパであり、通常走行状態に於いて後車軸9の上面と所定の間隙を有するように設けられ、左右何れかのストッパ12が後車軸9の上面に当接するまで、後車軸9に対してフレーム1が揺動可能となっている。
【0004】
斯くして、フォークリフトが走行する路面に凹凸があったり、或いは路面が傾斜している場合であっても、前記フレーム1が後車軸9の支持ピン10を中心に左右に揺動するので、前車輪6及び後車輪7は路面に接地して安定走行することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフォークリフトは、前述したようにフレームが後車軸に対して揺動可能に形成されているが、フォークリフトが旋回するときには車両に遠心力や慣性力が働き、横方向力が前車輪間の中心と後車輪間の中心を結ぶ車両センタ軸に垂直方向に働くため、図16に示すように、後車軸に対してフレームが揺動して旋回中心側の前車輪が路面から浮上し、車両の姿勢が不安定になることがある。
【0006】
また、高積み荷役作業に於いては、荷重の重心位置の左右へのずれやマストの左右のガタや撓み等により車両に横方向力が働くため、然るときも、後車軸に対してフレームが揺動し、横方向力がかかる側と反対側の前車輪が路面から浮上して車両の姿勢が不安定になることがある。
【0007】
これに対して、フレームの揺動を規制する装置が提案されているが(例えば特開平10−58935号公報等)、フォークリフト等の産業車両が走行する路面は必ずしも平面ではないため、フレームが水平であっても後車軸が路面の凹凸や傾斜により大きく揺動している状態のときにフレームの揺動を規制すると、後車軸が接している路面が水平に戻ったときや、路面の傾斜が反対になったときは、フレームを横方向に揺動させた状態で固定することになり、揺動を規制する装置を装備していない産業車両よりも車両の姿勢が不安定となる。
【0008】
そこで、後車軸に対してフレームが揺動可能に支持された産業車両に於いて、車両の状態に応じてフレームの揺動を規制または許容して、車両の姿勢を安定に保持するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、後車軸の略中央部にフレームを揺動可能に支持した産業車両に於いて、該後車軸の端部とフレームとの間に油圧シリンダを介装し、この油圧シリンダの上室と下室とを結ぶ油路に、作動油の連通と遮断とを切り替える電磁切替弁と、作動油の給排をするアキュムレータと、前記油圧シリンダの荷重を検出する手段とを設け、前記フレームの揺動角及び前記油圧シリンダの荷重に応じて電磁切替弁を切り替え操作し、フレームの揺動を規制し得る制御手段を備えた産業車両の揺動制御装置を提供するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に従って詳述する。尚、産業車両の一例としてフォークリフトの揺動制御装置について説明するが、フォークリフトの概要は図13に示したものと同一であるので、その説明は省略するものとし、また、従来と同一構成部分には同一符号を使用する。
【0011】
図1は本発明の実施形態1を示し、同図に於いて、13は両ロッド式の油圧シリンダであり、該油圧シリンダ13のロッド側は後車軸9の左右何れかの端部に固設したブラケット14に支持され、該油圧シリンダ13のヘッド側は前記フレーム1の下面に固設したブラケット15に支持されている。該油圧シリンダ13の上室13aに連通する油路16と下室13bに連通する油路17の途中に、3ポート2位置の電磁切替弁18を設け、油路16と油路17に作動油を給排するアキュムレータ19を配設する。油圧回路から作動油が漏れた場合は、該アキュムレータ19内の油を油路16,17に補給し、油圧回路の作動油が熱膨張した場合は該アキュムレータ19に油を吸収する。また、油圧シリンダ13の上室13aの圧力を検出する手段として油路16に圧力センサ20を設けるとともに、下室13bの圧力を検出する手段として油路17に圧力センサ21を設ける。これら圧力センサ20,21の検出信号はコントローラ22へ入力され、上室13aと下室13bの圧力が演算される。
【0012】
ここで、前記電磁切替弁18のソレノイド23がコントローラ22からの電流によって励磁されたときは、該電磁切替弁18が遮断位置18aから連通位置18bに切り替わる。従って、油圧シリンダ13の上室13aと下室13bの作動油が流出入して、油圧シリンダ13の伸縮が可能になるとともに、アキュムレータ19が油路16,17に連通して作動油がアキュムレータ19に給排される。然るときは、後車軸9に対してフレーム1の左右方向の揺動、即ち支持ピン10を中心とする時計方向及び反時計方向の両方向の揺動が可能となる(以後、本作動モードを「規制解除」と称する)。
【0013】
一方、コントローラ22からの電流が停止してソレノイド23が非励磁になると、前記電磁切替弁18が遮断位置18aに切り替わる。従って、油圧シリンダ13の上室13aと下室13bの作動油が流出入できなくなり、油圧シリンダ13の伸縮が不可能となる。然るときは、後車軸9に対して前記フレーム1の時計方向及び反時計方向の両方向の揺動が規制される(以後、本作動モードを「両方向規制」と称する)。
【0014】
ここで、前記圧力センサ20,21以外のセンサについて説明すれば、後車軸9に対するフレーム1の揺動角を検出する手段として、前記支持サポート11の上部に揺動角センサ24を設け、車両の操舵角を検出する手段として、後車軸9のキングピン25に操舵角センサ26を設ける。また、27は車両の走行速度を検出するためにトランスミッションやデファレンシャルギヤ等の減速機構部(図示せず)に取り付けられた速度センサ、28は積載荷重を検出するためにリフトシリンダ4等の油圧回路(図示せず)に設けられた荷重センサであり、29は積載荷重の揚高を検出するためにマスト2に取り付けられた揚高センサである。
【0015】
図2は本発明の実施形態2を示し、図1に示した実施形態1と同一構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。同図に於いて、31は片ロッド式の油圧シリンダであり、該油圧シリンダ31のロッド側は後車軸9の左右何れかの端部に固設したブラケット14に支持され、該油圧シリンダ31のヘッド側は前記フレーム1の下面に固設したブラケット15に支持されている。該油圧シリンダ31の上室31aに連通する油路16と下室31bに連通する油路17の途中に、2ポート2位置の電磁切替弁32,33を直列に設け、双方の電磁切替弁32と33の間にアキュムレータ19を配設する。油圧回路から作動油が漏れた場合は、該アキュムレータ19内の油を油路16,17に補給し、油圧回路の作動油が熱膨張した場合は該アキュムレータ19に油を吸収するとともに、油圧シリンダ31のロッドの差体積を給排する作用をなすものである。
【0016】
一方の電磁切替弁32のソレノイド34がコントローラ22からの電流によって励磁されたときは、該電磁切替弁32が遮断位置32aから連通位置32bに切り替わり、他方の電磁切替弁33のソレノイド35がコントローラ22からの電流によって励磁されたときは、該電磁切替弁33が遮断位置33aから連通位置33bに切り替わる。従って、双方の電磁切替弁32,33が夫々連通位置32b,33bに切り替わった状態では、油圧シリンダ31の上室31aと下室31bの作動油が流出入して、油圧シリンダ31の伸縮が可能になるとともに、アキュムレータ19が油路16,17に連通して作動油がアキュムレータ19に給排される。然るときは、後車軸9に対してフレーム1が時計方向及び反時計方向に揺動が可能な「規制解除」の作動モードとなる。
【0017】
これに対して、コントローラ22からの電流によってソレノイド34及び35が非励磁になると、前記電磁切替弁32,33が夫々遮断位置32a,33aに切り替わる。従って、油圧シリンダ31の上室31aと下室31bの作動油が流出入できなくなり、油圧シリンダ31の伸縮が不可能となる。然るときは、後車軸9に対するフレーム1の揺動が規制される「両方向規制」の作動モードとなる。
【0018】
図3は本発明の実施形態に相当するものではないが、本発明に関連しているので、同時に説明するものとする。尚、図1に示した実施形態1及び図2に示した実施形態2と同一構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。同図に於いて、13は両ロッド式の油圧シリンダであり、該油圧シリンダ13の上室13aに連通する油路16と下室13bに連通する油路17の途中に、2ポート2位置の電磁切替弁36を設け、この電磁切替弁36と並列に油路16と油路17に作動油を給排するアキュムレータ19を配設する。38,39はアキュムレータ19と油圧シリンダ13の上室13aまたは下室13bとの間に設けられた絞り弁であり、この絞り弁38,39は遮断されてはいないが略全閉に近い状態に絞られており、油漏れ時にアキュムレータ19から作動油を補給するとともに、作動油膨張時にアキュムレータ19へ作動油の排出を可能にしている。
【0019】
電磁切替弁36のソレノイド37がコントローラ22からの信号によって励磁されたときは、該電磁切替弁36が遮断位置36aから連通位置36bに切り替わる。従って、油圧シリンダ13の上室13aと下室13bの作動油が流出入して、油圧シリンダ13の伸縮が可能となる。然るときは、後車軸9に対してフレーム1が時計方向及び反時計方向に揺動が可能な「規制解除」の作動モードとなる。
【0020】
これに対して、コントローラ22からの信号がなくなりソレノイド37が非励磁になると、前記電磁切替弁36が遮断位置36aに切り替わる。従って、油圧シリンダ13の上室13aと下室13bの作動油が流出入できなくなり、油圧シリンダ13の伸縮が不可能となる。然るときは、後車軸9に対するフレーム1の揺動が規制される「両方向規制」の作動モードとなる。
【0021】
次に、図4及び図5に従って、操舵角センサ26の組み付け構造について説明する。後車軸9の中央部にベルクランク40が回動可能に枢着され、後車軸9の両端部にブラケット41,41を設け、このブラケット41,41に後車輪7,7を支持するナックルアーム42,42を装着する。ナックルアーム42にはキングピン25を固着してあり、該キングピン25の上端部及び下端部が軸受43,43を介して後車軸9に回動自在に支持されている。また、ベルクランク40は左右一対のタイロッド44,44を介してナックルアーム42,42に連結してある。前記操舵ハンドル8の操作によってベルクランク40がベルクランクピン45を中心に回動し、タイロッド44,44が左右方向に押し引きされると、ナックルアーム42,42がキングピン25,25を中心に回動して後車輪7,7が操舵される。操舵角センサ26は左右何れかのキングピン25に装着されている。而して、操舵ハンドル8の操作によって後車輪7,7が操舵されると、キングピン25の回転が操舵角センサ26に伝達され、キングピン25の回転変位をコントローラ22にて判別することにより操舵角が演算される。
【0022】
図6は揺動角センサ24の組み付け構造を示し、該揺動角センサ24は円筒形の本体部24aと、本体部24aの端部に設けられた取付フランジ24bと、取付フランジ24bから水平に突出する入力軸24cとを備え、入力軸24cの先端部にリンクプレート50を固着してあり、このリンクプレート50の先端部には長手方向に沿ってガイド孔51が開穿されている。そして、前記取付フランジ24bにより揺動角センサ24をフレーム1にボルト付けしてある。一方、後車軸9に逆L字形のアーム52を立設するとともに、該アーム52の先端部にピン53を揺動角センサ24側へ突設し、このピン53が前記リンクプレート50のガイド孔51に挿入されている。
【0023】
同図(a)の二点鎖線に示すように、後車軸9に対してフレーム1が支持ピン10を中心に時計方向へ揺動したときは、前記揺動角センサ24の位置が図中右上方へ移動し、アーム52のピン53がリンクプレート50のガイド孔51に係合しているために、揺動角センサ24に対して該リンクプレート50及び入力軸24cが反時計方向に回動する。従って、該揺動角センサ24の検出信号の変化がコントローラ22に入力されて、後車軸9に対するフレーム1の揺動方向及び揺動角(換言すればフレーム1に対する後車軸9の揺動方向及び揺動角)が演算される。
【0024】
このように、揺動角センサ24を後車軸9の揺動中心である支持ピン10から離れた位置で、且つ、該支持ピン10と、揺動角センサ24の入力軸24cと、リンクプレート50のガイド孔51と、アーム52のピン53とを直線状に設置することにより、揺動角センサ24の回動角度が増幅されて、安価なセンサにて正確な揺動角を検出することができる。後車軸9の揺動角が例えば±3°であっても、揺動角センサ24の入力軸24cに対する前記ピン53の回転角度が例えば±45°に増幅されるため、高精度の特別なセンサを使用せずに一般的なセンサにて揺動角を正確に検出できる。また、前記支持ピン10と、揺動角センサ24の入力軸24cと、リンクプレート50のガイド孔51と、アーム52のピン53とが直線状に設置されているので、時計方向と反時計方向の揺動角センサ24の回転角度が対称となり、揺動角の正と負の値が同一となって判定が容易になる。
【0025】
更に、リンケージを使用しないので誤差が少なく、リンケージの調整が不要であるとともに、部品点数の減少によって組み立て工数が低減でき、簡易且つ安価構成で正確な揺動角を検出することが可能となる。また、組み立てに際しても、フレーム1に揺動角センサ24を取り付け、後車軸9にピン53の付いたアーム52を装着するのみであり、きわめて簡単な構造で正確な揺動角の検出が可能である。
【0026】
而して、前記コントローラ22は制御システム起動時に故障フラグfを初期化し、圧力センサ20及び21、揺動角センサ24、操舵角センサ26、速度センサ27、荷重センサ28、揚高センサ29からの検出信号を読み込み、各センサからの入力値が故障や断線または短絡時に発生する値になっているか否かを検証して故障の有無を判断する。
【0027】
ここで、図1に示した実施形態1及び図2に示した実施形態2に於いては、圧力センサ20,21が正常であるときは夫々の入力値から油路16と油路17の圧力を演算し、油圧シリンダ13の上室13aと下室13bの圧力差または油圧シリンダ31の上室31aと下室31bの圧力差を算出する。この圧力差pは上室の圧力から下室の圧力を引いた差圧である。圧力センサ20,21からの入力値が故障や断線等の値であるときは圧力差pに「0」を入力し、故障フラグfに「圧力センサ20(または21)の故障」を入力する。
【0028】
揺動角センサ24が正常であるときは入力値から後車軸9に対するフレーム1の揺動角yを演算する。揺動角yはフレーム1が時計方向へ揺動したときに正の値とする。揺動角センサ24からの入力値が故障や断線等の値であるときは揺動角yに「エラー」を入力し、故障フラグfに「揺動角センサ24の故障」を入力する。
【0029】
また、操舵角センサ26が正常であるときは入力値から操舵角r、操舵方向d、操舵角速度drを演算する。ここでいう操舵角rはキングピン25の切れ角ではなく、車両の実操舵角の絶対値であり、操舵角速度drは実操舵角の時間に対する変化率である。操舵角センサ26からの入力値が故障や断線等の値であるときは、操舵角rに「最大操舵角」を入力するとともに操舵方向dに「エラー」を入力し、且つ、操舵角速度drに「最大操舵角速度」を入力し、故障フラグfに「操舵角センサ26の故障」を入力する。
【0030】
これと同様に、速度センサ27が正常であるときは入力値から車両の走行速度vを演算する。速度センサ27からの入力値が故障や断線等の値であるときは走行速度vに「最高速」を入力し、故障フラグfに「速度センサ27の故障」を入力する。また、荷重センサ28が正常であるときは入力値から積載荷重wを演算する。荷重センサ28からの入力値が故障や断線等の値であるときは積載荷重wに「最大荷重」を入力し、故障フラグfに「荷重センサ28の故障」を入力する。
【0031】
更に、揚高センサ29が正常であるときは入力値から積載荷重の揚高hを演算する。揚高センサ29からの入力値が故障や断線等の値であるときは揚高hに「最高値」を入力し、故障フラグfに「揚高センサ29の故障」を入力する。例えば、低揚高と中揚高と高揚高との3つの揚高センサを装備した場合は、▲1▼低揚高以下の揚高、▲2▼低揚高から中揚高までの揚高、▲3▼中揚高から高揚高までの揚高、▲4▼高揚高以上の揚高と4段階の揚高を出力できるが、いま仮に、中揚高のセンサが故障したときは、低揚高以下の揚高、低揚高から高揚高までの揚高、高揚高以上の揚高と3段階の揚高を出力する。
【0032】
また、コントローラ22は各電磁切替弁のソレノイド23及び34,35並びに37の通電状態を検証することにより、各ソレノイド23,34,35,37の故障を調査する。何れかのソレノイドが故障しているときは、故障フラグfに「ソレノイド24(または34,35,37)が故障」と入力する。そして、故障フラグfに故障したセンサまたはソレノイドが入力された場合は、インストルメントパネルに設けられている故障ランプ(図示せず)を点灯し、LEDもしくはLCD(いずれも図示せず)に故障個所を表示する。
【0033】
次に、本発明の揺動制御装置により後車軸9に対するフレーム1の揺動を規制または許容する制御方法について説明する。コントローラ22は荷役作業時に於ける揚高hと積載荷重wを検出し、図7に示すように、予め設定されたマップのどの領域に該揚高hと積載荷重wの交点が存在するかを検出する。例えば、該揚高hと積載荷重wの交点がA1領域内にあるときは揺動規制が不要であると判断し、荷役規制フラグfnに「解除」を入力する。これに対して、該揚高hと積載荷重wの交点がA3領域内にあるときは揺動規制が必要であると判断し、荷役規制フラグfnに「規制」を入力する。尚、A2領域は「規制」及び「解除」を頻繁に繰り返すことを防止するために設けられたヒステリシス領域であり、A1領域またはA3領域からA2領域内に入ったときはそれまでの荷役規制フラグfnを保持する。
【0034】
また、コントローラ22は走行状態に於ける揺動規制の要否を判断するために、揚高hと荷重wに基づいて予め複数設定されたマップ、例えば図8に示すような走行速度vと操舵角rとの関係を示すマップと、図9に示すような走行速度vと操舵角速度drとの関係を示すマップを設定しておく。尚、前記操舵角センサ26によって検出した操舵角速度drと操舵方向dを比較し、操舵角速度drが操舵角rを減少させる数値になっている場合は操舵角速度drに0を入力し、操舵角速度drが操舵角rを増加させる数値になっている場合は操舵角速度drの検出値を絶対値に置き換える。
【0035】
例えば、走行速度vと操舵角rの交点が図8のB1領域内にあるときは揺動規制が不要であると判断し、走行規制フラグfS1に「解除」を入力する。これに対して、該走行速度vと操舵角rの交点がB3領域内にあるときは揺動規制が必要であると判断し、走行規制フラグfS1に「規制」を入力する。一方、走行速度vと操舵角速度drの交点が図9のC1領域内にあるときは揺動規制が不要であると判断し、走行規制フラグfS2に「解除」を入力する。これに対して、該走行速度vと操舵角速度drの交点がC3領域内にあるときは揺動規制が必要であると判断し、走行規制フラグfS2に「規制」を入力する。尚、B2領域及びC2領域は「規制」及び「解除」を頻繁に繰り返すことを防止するために設けられたヒステリシス領域であり、B1領域またはB3領域からB2領域内に入ったとき、或いは、C1領域またはC3領域からC2領域内に入ったときは、夫々それまでの荷役規制フラグfS1またはfS2を保持する。
【0036】
そして、図1に示した実施形態1並びに図2に示した実施形態2に於いては、コントローラ22は、前記走行規制フラグfS1とfS2の双方が「解除」になっている場合は走行規制フラグfSに「解除」を入力し、それ以外の場合は走行規制フラグfSに「規制」を入力する。また、走行規制フラグfSに基づく揺動制御よりも、フレーム1の揺動方向が不明確な荷役規制フラグfnによる揺動制御を優先的に処理する。即ち、荷役規制フラグfnと走行規制フラグfSの双方が「規制」となっている場合は、荷役規制フラグfnから決定される作動モードを優先する。但し、揺動角yに「エラー」が入力されたときは荷役規制フラグfnによる作動モードは採用せず、走行規制フラグfSによる作動モードのみを採用して揺動制御を行う。
【0037】
而して、荷役規制フラグfnが「規制」に設定されている場合は、「両方向規制」の作動モードにてフレーム1の揺動を規制する。コントローラ22は「両方向規制」が機能しているときに、図10に示すように、揺動角yがy5以上大きく揺動し且つ圧力センサ20,21の圧力差pがp1以上大きくなった場合、或いは、揺動角yが−y5より小さく揺動し且つ圧力センサ20,21の圧力差pが−p1より小さくなった間は、作動モードを「規制解除」に変更してフレーム1の揺動を許容する。
【0038】
例えば、図11(a)に示すように、フレーム1が水平であっても路面の凹凸や傾斜面等によって後車軸9が右下がりに揺動した場合は、揺動角yが負の値になるとともに、油圧シリンダ13が収縮しようとして上室13aの圧力が下室13bの圧力よりも大きくなり、圧力差pが正方向に増加するため「両方向規制」の作動モードにて揺動を規制する。
【0039】
斯かる状態で、同図(b)に示すように、路面が水平または逆傾斜面等になった場合は、フレーム1を反時計方向に揺動させた状態で後車軸9を規制することになり、却って車両の姿勢が不安定となる。然るとき、フレーム1の水平復元力により油圧シリンダ13が伸長しようとして上室13aの圧力が下室13bの圧力よりも小さくなり、圧力差pが負方向に増加する。フレーム1の揺動角yが−y5より小さい状態で、且つ、フレーム1が水平方向に戻ろうとする状態を検出している間(圧力差pが−p1より小さいとき)は、作動モードを「規制解除」に変更する。
【0040】
従って、後車軸9に対するフレーム1の揺動が許容されて、同図(c)に示すように、車両の姿勢が安定する。尚、フレーム1に対して後車軸9が左下がりに揺動した場合は、右下がりに揺動した場合と対照的な規制を行うものとする。
【0041】
一方、荷役規制フラグfnが「解除」に設定されている場合、または揺動角yが「エラー」の場合は、走行規制フラグfSに基づいて作動モードを決定する。走行規制フラグfSが「解除」に設定されているときは「規制解除」の作動モードとし、走行規制フラグfSが「規制」に設定されているときは「両方向規制」の作動モードにて揺動を規制する。コントローラ22は、「両方向規制」が機能しているときに、車両が右旋回した場合で、且つ図10に示すように、揺動角yが−y5より小さく且つ圧力センサ20,21の圧力差pが−p1より小さくなった間は、作動モードを「規制解除」に変更してフレーム1の揺動を許容する。
【0042】
これに対して、コントローラ22は、「両方向規制」が機能しているときに、車両が左旋回した場合で、且つ図10に示すように、揺動角yが時計方向へy5以上大きく揺動し且つ圧力センサ20,21の圧力差pがp1以上大きくなった場合は、作動モードを「規制解除」に変更してフレーム1の揺動を許容する。
【0043】
また、「両方向規制」が機能しているときに、車両が直進した場合で、且つ図10に示すように、揺動角yが−y5より小さく揺動し且つ圧力センサ20,21の圧力差pが−p1より小さくなった間、或いは、揺動角yが時計方向へy5以上大きく揺動し且つ圧力センサ20,21の圧力差pがp1以上大きくなった間は、作動モードを「規制解除」に変更してフレーム1の揺動を許容する。
【0044】
このように、実施形態1及び実施形態2に於いては、フレーム1が後車軸9に対して一定以上揺動して「両方向規制」の作動モードになった場合に、フレーム1が大きく揺動した状態から水平状態に戻ろうとする状態を検出した間は、「両方向規制」を解除して揺動を許容することにより、車両の姿勢を安定させることができる。即ち、圧力センサ20,21によって油圧シリンダ13または31の荷重方向を検出し、安全側に荷重が掛かっている場合は揺動規制を解除して車両の安定化を図っている。
【0045】
そして、図3に示した本発明に関連する揺動規制装置に於いては、コントローラ22は、前記走行規制フラグfS1とfS2の双方が「解除」になっている場合は走行規制フラグfSに「解除」を入力し、それ以外の場合は走行規制フラグfSに「規制」を入力する。また、走行規制フラグfSに基づく揺動制御よりも、フレーム1の揺動方向が不明確な荷役規制フラグfnによる揺動制御を優先的に処理する。即ち、荷役規制フラグfnと走行規制フラグfSの双方が「規制」となっている場合は、荷役規制フラグfnから決定される作動モードを優先する。但し、揺動角yに「エラー」が入力されたときは荷役規制フラグfnによる作動モードは採用せず、走行規制フラグfSによる作動モードのみを採用して揺動制御を行う。
【0046】
而して、荷役規制フラグfnが「規制」に設定されている場合は、図12に示すように、揺動角yの検出値によって揺動制御の作動モードを決定する。揺動角yが時計方向にy2以上揺動している場合は「規制解除」の作動モードとし、揺動角yが0からy1までの場合は「両方向規制」の作動モードで揺動を規制する。そして、揺動角yがy1からy2の間に入った場合はそれまでの作動モードを保持する。尚、揺動角yが反時計方向へ揺動している場合は、時計方向へ揺動している場合と対照的な規制を行うものとする。尚、コントローラ22は走行規制フラグfSが「解除」に設定されている場合は作動モードを「規制解除」とし、走行規制フラグfSが「規制」に設定されている場合は作動モードを「両方向規制」とする。
【0047】
このように、図3に示す揺動規制装置に於いては、フレーム1が後車軸9に対して一定以上揺動して「両方向規制」の作動モードになった場合に、フレーム1が大きく揺動した状態では作動モードを「規制解除」に変更してフレーム1の揺動を許容するので、車両の姿勢を安定させることができる。また、アキュムレータ19と油圧シリンダ13の上室13a及び下室13bとの間に夫々絞り弁38,39を設けてあるので、電磁切替弁36を遮断位置36aに切り替えたときは油圧シリンダ13の上室13aと下室13bの作動油の流出入が阻止される。そして、油路16及び17の作動油膨張時に油圧の上昇を該アキュムレータ19にて吸収できるとともに、油漏れ時には該アキュムレータ19から作動油を補給することが可能である。斯くして、簡単な油圧回路構成となり、油圧シリンダ13の大きさを小型化することが可能となり、油圧回路の製作費用の低廉化を図ることができる。
【0048】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない範囲で、例えば下記のように変更して実施することも可能である。
1.後車軸の支持ピンを支えるフレームの部分に、ゴム製のサポートを介在させるラバーマウント式支持機構を用いた車両に適用する。
2.故障箇所を表示するLEDを搭載しない車両に適用する。
3.揺動規制作動時に揺動規制の作動をオペレータに認識させるために、揺動規制作動ランプを点灯させる。
4.センサ故障時に特定の数値を入力して揺動規制の要否を判断する制御を用いたが、センサ故障時は揺動規制の要否を判断することなく、即時にフレームの揺動を規制してランプに故障を表示する制御とする。
5.センサ故障時に特定の数値を入力して揺動規制の要否を判断する制御を用いたが、センサ故障時は揺動規制の要否を判断することなく、即時にフレームの揺動を可能な状態にしてランプに故障を表示する制御とする。
6.揚高センサとしてはリミットスイッチをはじめとして、ポテンショメータ、ロータリエンコーダ、シリンダ内蔵ストロークセンサ等を使用する。
7.操舵角センサを後車軸のキングピン部分に取付けたが、本センサの代わりにパワーステアリングのシリンダ内蔵ストロークセンサを用いた制御とする。
8.揺動角センサを後車軸とフレームの間に取付けたが、本センサの代わりに揺動規制に用いる油圧シリンダのシリンダ内蔵ストロークセンサを用いた制御とする。
9.操舵角速度drと操舵方向dを比較し、操舵角速度drが操舵角rを減少させる数値になっている場合は操舵角速度drに0を入力することにより、操舵角rが減少する場合は揺動規制を解除して揺動規制時間を極力少なくする制御としたが、スラローム走行時に於いても揺動規制を継続させるために、操舵方向dに関わらず操舵角速度drを絶対値に変換し、その値で走行時の揺動規制の要否を判定する。この場合、スラローム走行時にも揺動規制が継続するため、規制解除時と規制時の揺動の挙動が少なくなる。
10.揺動角yがエラーの場合は荷役規制フラグfnによる揺動規制はせずに走行規制フラグfSだけで揺動規制の作動モードを決定したが、揺動角yがエラーの場合は即時に揺動規制を中止したり、荷役規制フラグfnによる揺動規制を行う制御とする。
11.図1に示した実施形態1に於いて、アキュムレータを電磁切替弁に接続する代わりに、実施形態3のように絞り弁を介してアキュムレータを油圧シリンダの上室に接続した油圧回路にする。
12.予め揚高と荷重で設定された複数のマップから、揚高と荷重で適合したマップを選定したが、マップを複数設定せずにひとつのマップだけを登録して使用する。
13.荷役規制フラグfnと走行フラグfsの両方で揺動を規制するようにしたが、どちらか一方のみを適用する。
等の改変を為すことができ、そして、本発明がこれらの改変されたものにも及ぶことは当然である。
【0049】
【発明の効果】
本発明は上記一実施例の形態に詳述したように、請求項1記載の発明は後車軸に対して揺動可能なフレームと後車軸の一端部との間に油圧シリンダを介装し、この油圧シリンダの上室と下室とを結ぶ油路に電磁切替弁とアキュムレータと油圧シリンダの荷重を検出する手段とを設け、前記フレームの揺動角及び油圧シリンダの荷重に応じて電磁切替弁を切り替え操作し、フレームの揺動を規制または許容するように構成したので、フレームが後車軸に対して一定以上揺動した場合は「両方向規制」の作動モードになり、更に、フレームが大きく揺動した状態から水平状態に戻ろうとする状態を検出している間は、「両方向規制」を解除して揺動を許容することにより、車両の姿勢を安定させることができる。即ち、油圧シリンダの上室と下室との圧力差によって油圧シリンダの荷重方向を検出し、安全側に荷重が掛かっている場合は揺動規制を解除して車両の安定化を図っている。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態1の揺動制御装置を示す解説図。
【図2】 本発明の実施形態2の揺動制御装置を示す解説図。
【図3】 本発明に関連する揺動制御装置を示す解説図。
【図4】 操舵角センサの組み付け構造を示す後車軸の平面図。
【図5】 操舵角センサの組み付け構造を示すキングピン部分の後車軸の縦断面図。
【図6】 (a)揺動角センサの組み付け構造を示す正面図。
(b)揺動角センサの組み付け構造を示す側面図。
【図7】 揚高と積載荷重に対する揺動規制の要否判断を示すマップ図。
【図8】 走行速度と操舵角に対する揺動規制の要否判断を示すマップ図。
【図9】 走行速度と操舵角速度に対する揺動規制の要否判断を示すマップ図。
【図10】 実施形態1及び実施形態2に於ける揺動角と圧力差に対する揺動規制と規制解除を示すマップ図。
【図11】 (a)乃至(c)はフレームの揺動と規制に関しての説明図。
【図12】 本発明に関連する図3に示す揺動角と揺動規制の作動モードを示すマップ図。
【図13】 産業車両の一例である一般的なフォークリフトの概要を示す側面図。
【図14】 従来のフォークリフトの揺動装置を示す後車軸の正面図。
【図15】 従来のフォークリフトの揺動装置を示す後車軸の縦断側面図。
【図16】 フレームが揺動した状態を示すフォークリフトの背面図。
【符号の説明】
1 フレーム
9 後車軸
13 油圧シリンダ
13a 上室
13b 下室
16,17 油路
18 電磁切替弁
19 アキュムレータ
20,21 圧力センサ
22 コントローラ
24 揺動角センサ
31 油圧シリンダ
31a 上室
31b 下室
32,33 電磁切替弁
36 電磁切替弁
38,39 絞り弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a swing control device for an industrial vehicle, and more particularly to a swing control device that restricts or allows swinging of a frame relative to a rear axle in an industrial vehicle such as a forklift.
[0002]
[Prior art]
An example of this type of industrial vehicle is a forklift. FIG. 13 shows an outline of a general forklift. In this figure, 1 is a frame, 2 is a mast that is erected on the front side of the
[0003]
14 and 15 show a conventional forklift swinging device, wherein 9 is a rear axle on which the left and right
[0004]
Thus, even when the road surface on which the forklift travels is uneven or the road surface is inclined, the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional forklift is configured such that the frame can swing with respect to the rear axle. However, when the forklift turns, centrifugal force and inertial force act on the vehicle, and the lateral force is the center between the front wheels. As shown in FIG. 16, the frame swings with respect to the rear axle, and the front wheel on the turning center side rises from the road surface, as shown in FIG. The posture may become unstable.
[0006]
Also, in high load handling work, lateral force acts on the vehicle due to the shift of the center of gravity of the load to the left and right, the backlash and deflection of the mast, and so on. May swing and the front wheel on the side opposite to the side to which the lateral force is applied may float from the road surface and the vehicle posture may become unstable.
[0007]
On the other hand, a device for restricting the swing of the frame has been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-58935). However, since the road surface on which an industrial vehicle such as a forklift travels is not necessarily flat, the frame is horizontal. However, if the frame is restricted from swinging when the rear axle is swinging significantly due to unevenness or inclination of the road surface, when the road surface in contact with the rear axle returns to the horizontal position, In the opposite case, the frame is fixed while being oscillated in the lateral direction, and the posture of the vehicle becomes unstable compared to an industrial vehicle that is not equipped with a device that restricts oscillating.
[0008]
Therefore, in an industrial vehicle in which the frame is supported so as to be able to swing with respect to the rear axle, a solution is made to hold or stabilize the posture of the vehicle by restricting or allowing the frame to swing according to the state of the vehicle. The technical problem which should arise arises, and this invention aims at solving this subject.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been proposed in order to achieve the above object, and in an industrial vehicle in which a frame is swingably supported at a substantially central portion of a rear axle, the rear axle is provided between an end portion and the frame. An electromagnetic switching valve for switching between communication and shutoff of hydraulic oil in an oil passage that interposes the upper chamber and lower chamber of the hydraulic cylinder, an accumulator that supplies and discharges hydraulic oil, and the hydraulic cylinder Load Means for detecting the weight, the swing angle of the frame and the hydraulic cylinder Load The present invention provides a swing control device for an industrial vehicle provided with a control means that can switch a solenoid switching valve in accordance with the load and regulate the swing of the frame.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the figure Therefore, it explains in full detail. The swing control device for a forklift will be described as an example of an industrial vehicle. However, the outline of the forklift is the same as that shown in FIG. 13, and therefore the description thereof will be omitted. Use the same symbols.
[0011]
FIG. 1 shows
[0012]
Here, when the
[0013]
On the other hand, when the current from the
[0014]
Here, the sensors other than the
[0015]
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, and the same components as those of the first embodiment shown in FIG. In the drawing,
[0016]
When the
[0017]
On the other hand, when the
[0018]
FIG. 3 shows an embodiment of the present invention. Although it is not equivalent to this, it is related to the present invention and will be described at the same time. still, The same components as those of the first embodiment shown in FIG. 1 and the second embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the figure,
[0019]
When the
[0020]
On the other hand, when there is no signal from the
[0021]
Next, the assembly structure of the
[0022]
FIG. 6 shows an assembly structure of the
[0023]
As shown by a two-dot chain line in FIG. 2A, when the
[0024]
In this way, the
[0025]
Further, since no linkage is used, there are few errors, adjustment of the linkage is unnecessary, the number of assembly steps can be reduced by reducing the number of parts, and an accurate swing angle can be detected with a simple and inexpensive configuration. In assembly, the
[0026]
Thus, the
[0027]
Here, in the first embodiment shown in FIG. 1 and the second embodiment shown in FIG. 2, when the
[0028]
When the
[0029]
When the
[0030]
Similarly, when the
[0031]
Further, when the
[0032]
Moreover, the
[0033]
Next, a control method for restricting or allowing the swing of the
[0034]
In addition, the
[0035]
For example, when the intersection of the traveling speed v and the steering angle r is within the region B1 in FIG. 8, it is determined that the swing restriction is unnecessary, and the travel restriction flag f S1 Enter “Release” in. On the other hand, when the intersection of the travel speed v and the steering angle r is within the B3 region, it is determined that the swing restriction is necessary, and the travel restriction flag f S1 Enter “Regulation” in. On the other hand, when the intersection of the traveling speed v and the steering angular speed dr is within the region C1 in FIG. 9, it is determined that the swing restriction is unnecessary, and the traveling restriction flag f S2 Enter “Release” in. On the other hand, when the intersection of the travel speed v and the steering angular speed dr is within the C3 region, it is determined that the swing restriction is necessary, and the travel restriction flag f S2 Enter “Regulation” in. The B2 region and the C2 region are hysteresis regions provided to prevent frequent repetition of “regulation” and “cancellation”, and when entering the B2 region from the B1 region or the B3 region, or C1 When entering the C2 area from the area or C3 area, the cargo handling restriction flag f S1 Or f S2 Hold.
[0036]
In the first embodiment shown in FIG. 1 and the second embodiment shown in FIG. 2, the
[0037]
Thus, the cargo handling restriction flag f n Is set to “regulation”, the swinging of the
[0038]
For example, as shown in FIG. 11 (a), even if the
[0039]
In such a state, as shown in FIG. 5B, when the road surface is horizontal or reversely inclined, the
[0040]
Therefore, the swing of the
[0041]
On the other hand, cargo handling restriction flag f n Is set to “Release”, or when the swing angle y is “Error”, the travel restriction flag f S The operation mode is determined based on the above. Travel restriction flag f S Is set to “Release”, the operation mode is “Release restriction” and the travel restriction flag f S Is set to “regulation”, the swing is regulated in the “bidirectional regulation” operation mode. When the “bidirectional regulation” is functioning, the
[0042]
On the other hand, the
[0043]
Further, when the “bidirectional regulation” is functioning and the vehicle goes straight, and as shown in FIG. 10, the swing angle y swings smaller than −y5 and the pressure difference between the
[0044]
Thus, in the first and second embodiments, when the
[0045]
And as shown in FIG. Swing restriction device related to the present invention In this case, the
[0046]
Thus, the cargo handling restriction flag f n Is set to “regulation”, as shown in FIG. 12, the operation mode of the swing control is determined by the detected value of the swing angle y. When the swing angle y is swinging more than y2 in the clockwise direction, the “restriction” operation mode is set. When the swing angle y is from 0 to y1, swing is controlled by the “bidirectional control” operation mode. To do. When the swing angle y is between y1 and y2, the previous operation mode is maintained. When the swing angle y swings counterclockwise, regulation is performed in contrast to the case where the swing angle y swings clockwise. Note that the
[0047]
in this way, Swing restriction device shown in FIG. In this case, when the
[0048]
It should be noted that the present invention can be implemented with the following modifications, for example, without departing from the spirit of the present invention.
1. Applicable to vehicles that use a rubber mount support mechanism in which a rubber support is interposed in the frame part that supports the support pin of the rear axle.
2. Applies to vehicles that do not have an LED that displays the failure location.
3. Turn on the rocking restriction operation lamp so that the operator can recognize the rocking restriction operation during the rocking restriction operation.
4. Control was used to determine whether or not rocking regulation is necessary by inputting a specific numerical value when the sensor failed, but when the sensor fails, the frame can be swung immediately without judging whether or not rocking regulation is necessary. Control is performed so that the failure is indicated on the lamp.
5. The control used to input a specific numerical value when a sensor failure occurs and judge whether or not rocking regulation is necessary. However, when the sensor fails, the frame can be swung immediately without judging whether or not rocking regulation is necessary. Control is performed to display a failure on the lamp in a possible state.
6. As lift sensor, limit switch, potentiometer, rotary encoder, in cylinder Warehouse Use a stroke sensor.
7. A steering angle sensor is attached to the king pin part of the rear axle. Warehouse Control is performed using a stroke sensor.
8. The swing angle sensor is installed between the rear axle and the frame. Warehouse Control is performed using a stroke sensor.
9. The steering angular velocity dr and the steering direction d are compared. If the steering angular velocity dr is a value that decreases the steering angle r, 0 is input to the steering angular velocity dr, and if the steering angle r decreases, the steering angular velocity dr Although the control is made to cancel the movement restriction and minimize the swing restriction time, in order to continue the swing restriction even during slalom traveling, the steering angular velocity dr is converted into an absolute value regardless of the steering direction d. Based on the value, it is determined whether or not the swing control is required during traveling. In this case, since the rocking restriction continues even during slalom traveling, the behavior of rocking when the restriction is released and during the restriction is reduced.
10. When the swing angle y is an error, the swing control operation mode is determined only by the travel control flag fS without the swing control by the cargo handling control flag fn, but immediately when the swing angle y is an error. In this case, the swing control is canceled or the swing control by the cargo handling control flag fn is performed.
11. In the first embodiment shown in FIG. 1, instead of connecting the accumulator to the electromagnetic switching valve, a hydraulic circuit in which the accumulator is connected to the upper chamber of the hydraulic cylinder via the throttle valve as in the third embodiment is used. .
12. A map that matches the height and load was selected from multiple maps that were set in advance with the lift and load. However, only one map is registered and used without setting multiple maps.
13. Although swinging is restricted by both the cargo handling restriction flag fn and the traveling flag fs, only one of them is applied.
It will be appreciated that the present invention extends to these modifications.
[0049]
【The invention's effect】
As described in detail in the embodiment of the present invention, the invention according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a swing control device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a swing control device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is connected with Explanatory drawing which shows a rocking | fluctuation control apparatus.
FIG. 4 is a plan view of a rear axle showing an assembly structure of a steering angle sensor.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a rear axle of a kingpin portion showing an assembly structure of a steering angle sensor.
6A is a front view showing an assembly structure of a swing angle sensor. FIG.
(B) The side view which shows the assembly structure of a rocking angle sensor.
FIG. 7 is a map diagram showing whether or not rocking regulation is necessary for lifting height and loading load.
FIG. 8 is a map diagram showing whether or not rocking regulation is necessary with respect to travel speed and steering angle.
FIG. 9 is a map diagram showing whether or not rocking restriction is necessary for the traveling speed and the steering angular speed.
FIG. 10 is a map diagram showing rocking restriction and restriction release with respect to a rocking angle and a pressure difference in the first and second embodiments.
FIGS. 11A to 11C are explanatory diagrams regarding the swinging and regulation of the frame.
FIG. FIG. 3 relating to the present invention The map figure which shows the operating mode of a rocking | fluctuation angle and rocking | fluctuation regulation.
FIG. 13 is a side view showing an outline of a general forklift that is an example of an industrial vehicle.
FIG. 14 is a front view of a rear axle showing a conventional forklift swing device.
FIG. 15 is a longitudinal side view of a rear axle showing a conventional forklift swing device.
FIG. 16 is a rear view of the forklift showing a state where the frame swings.
[Explanation of symbols]
1 frame
9 Rear axle
13 Hydraulic cylinder
13a Upper room
13b lower chamber
16, 17 Oilway
18 Solenoid switching valve
19 Accumulator
20, 21 Pressure sensor
22 Controller
24 Swing angle sensor
31 Hydraulic cylinder
31a Upper room
31b lower chamber
32, 33 Electromagnetic switching valve
36 Electromagnetic switching valve
38,39 Throttle valve
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