JP5842749B2

JP5842749B2 - 産業用車両

Info

Publication number: JP5842749B2
Application number: JP2012146937A
Authority: JP
Inventors: 岳央久保谷; 加藤　紀彦; 紀彦加藤; 仁福岡
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: JP2014011882A; DE102013212402B4; DE102013212402A1; CN103507643A; US20140005869A1; CN103507643B; US8862303B2

Description

本発明は、産業用車両に関する。

産業用車両としてのフォークリフトでは、アクセル操作量から車両の目標速度を算出して車速を制御している（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、アクセルが操作されていない状態で、現実の車速が予め定めた設定速度よりも所定速度以上大きくなった場合に、現実の車速と設定速度との差により演算される制動トルクによって走行用モータを回生制動させることが行われている。この制御は、降坂時など、設定速度以上に車速が上昇する場合などに利用される。

特開平８−２５６４０１号公報

アクセル操作量から目標速度を設定する場合は、そのアクセル操作量に応じた速度で車両を走行させることができる。しかしながら、車速制限値を定めて当該車速制限値未満の速度で走行させる車速制限を加えて降坂走行させるような場合に、現在の目標速度よりも小さい目標速度を指令するアクセル操作が行われると、その目標速度に向けて減速してしまう可能性がある。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、車両の走行状態において運転者のアクセル操作を適切に反映させる走行制御を実現し得る産業用車両を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、最高車速値よりも小さい車速制限値を定めて、車速が前記車速制限値を超えないように車両の走行を制御する車速制限モードを有する産業用車両において、運転者の操作により車両の加速を指示するアクセル操作部材と、前記アクセル操作部材の操作量をもとに車両の目標速度を算出する目標速度算出部と、運転者の操作により車両の走行方向を指示する方向指示部材と、前記方向指示部材の操作位置をもとに車両の指示走行方向を算出する方向算出部と、車両の実速度を算出する車速算出部と、車両の走行を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記車速制限モード中、車両の実走行方向と車両の指示走行方向が一致し、かつ目標速度が実速度よりも小さい場合、前記車速制限モードを維持し、前記制御部は、前記車速制限モード中、車両の実走行方向と車両の指示走行方向が一致しない、又は目標速度が実速度よりも大きい場合、前記車速制限モードによる走行の制御を中止し、目標速度に応じた車速となるように車両の走行を制御する通常走行モードに移行することを要旨とする。

これによれば、車速制限モード中に実速度よりも小さい目標速度を設定するアクセル操作が行われた場合には、車速制限モードを維持して走行を制御する。このため、アクセル操作が行われた場合であっても減速させることなく、車速制限モードによって車速制限された状態で車両を走行させることができる。したがって、運転者のアクセル操作を適切に反映させる走行制御を実現し得る。
また、車速制限モード中に実速度よりも大きい目標速度を設定するアクセル操作が行われた場合、車速制限モードを中止し、その目標速度に応じた車速で走行させる。このため、運転者の加速させたい意思を反映させて車両を走行させることができる。
さらに、車速制限モード中に実走行方向と指示走行方向が一致しない場合、車速制限モードを中止することにより、運転者の意思を反映させることができる。つまり、車速制限モードを中止することにより、運転者が進みたい方向に、アクセル開度に応じた目標速度で車両を走行させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の産業用車両において、前記制御部は、前記車速制限モード中、目標速度が実速度よりも小さくなる前記アクセル操作部材の操作状態が非操作状態に移行した場合、前記車速制限モードによる走行の制御を中止して前記通常走行モードに移行することを要旨とする。

これによれば、車速制限モード中にアクセル操作部材が操作状態から非操作状態へ移行した場合、車速制限モードを中止することにより、運転者の停止させたい意思を反映させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の産業用車両において、車速を目標速度に到達させるために必要な制御情報を演算する演算部と、前記車速制限モードによる走行の制御を中止する場合、前記演算部の演算結果をリセットするリセット部と、を備えたことを要旨とする。

これによれば、車速制限モードの中止後、当該モード中の演算結果によって車両の駆動力が急変してしまうことを回避することができる。例えば、車両の急加速などを回避することができる。

本発明によれば、車両の走行状態において運転者のアクセル操作を適切に反映させる走行制御を実現することができる。

フォークリフトの電気的構成を示すブロック図。走行制御モードを示す模式図。通常走行モード中の制御内容を示すフローチャート。車速制限モード中の制御内容を示すフローチャート。車両の指示走行方向と実走行方向が同一方向である場合の車速制限モードの変遷を示すタイミングチャート。車両の指示走行方向と実走行方向が異なる方向である場合の車速制限モードの変遷を示すタイミングチャート。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１に示すように、産業用車両としてのフォークリフト１０は、コントローラ１１を備えている。コントローラ１１には、車両に装備されるとともに運転者の操作により車両の加速を指示するアクセル操作部材としてのアクセルペダル１２の操作量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ１３が接続されている。アクセルセンサ１３は、アクセルペダル１２の操作量に応じた電気信号をコントローラ１１に送信する。そして、目標速度算出部としてのコントローラ１１は、アクセルペダル１２の操作量をもとに車両の目標速度を算出する。また、コントローラ１１には、車両に装備されるともに運転者の操作により車両の走行方向を指示する方向指示部材としてのディレクションレバー１４の操作位置を検出するディレクションスイッチ１５が接続されている。ディレクションスイッチ１５は、ディレクションレバー１４の操作位置に応じた電気信号をコントローラ１１に送信する。そして、方向算出部として機能するコントローラ１１は、ディレクションレバー１４の操作位置をもとに車両の指示走行方向を算出する。

また、コントローラ１１には、モータドライバ１６を介して車両に走行力を付与する走行用モータ１７が接続されている。走行用モータ１７には、モータドライバ１６を介して車載バッテリ１８から電力が供給される。本実施形態のフォークリフト１０は、走行用モータ１７の動力で走行するバッテリ式（電気式）とされている。

コントローラ１１からモータドライバ１６には、加減速指令や回転数指令などの各種電気信号が送信される。そして、モータドライバ１６は、コントローラ１１が送信した電気信号を受信し、走行用モータ１７を駆動する。一方、モータドライバ１６からコントローラ１１には、走行用モータ１７の実回転などの各種電気信号が送信される。そして、車速算出部としてのコントローラ１１は、モータドライバ１６が送信した実回転を車両の実速度に変換する。また、コントローラ１１は、実回転をもとに車両が実際に走行している実走行方向を算出する。

本実施形態において制御部として機能するコントローラ１１は、車両の走行状態に応じて図２に示す走行制御モードを選択し、当該モードの制御内容にしたがって車両の走行を制御する。走行制御モードには、通常走行モードＭ１と車速制限モードＭ２がある。そして、コントローラ１１は、通常走行モードＭ１の滞在中に移行条件Ｘが成立すると、走行制御モードを車速制限モードＭ２に移行させる。一方、コントローラ１１は、車速制限モードＭ２の滞在中に移行条件Ｙが成立すると、走行制御モードを通常走行モードＭ１に移行させる。通常走行モードＭ１は、運転者のアクセル操作にしたがって、そのアクセル開度に応じた速度で車両を走行させるモードである。通常走行モードＭ１では、走行用モータ１７の力行動作及び回生動作が許容される。一方、車速制限モードＭ２は、運転者のアクセル操作がなくても車両が外力を受けて走行可能なモードである。例えば、車両が受ける外力としては、坂道における重力などがある。車速制限モードＭ２では、車速制限値を定めて当該車速制限値未満の車速となるように走行を制御する。車速制限値は、車両の最高車速値よりも小さい値であり、例えば、２〜４ｋｍ／ｈに設定される。そして、車速制限モードＭ２では、走行用モータ１７の回生動作が許容されており、その走行用モータ１７の回生動作を利用して車速制限値未満の車速に制御される。

以下、走行制御モードにおけるコントローラ１１の制御内容を説明する。
図３に示すように、通常走行モードＭ１においてコントローラ１１は、目標速度が「０（零）」で、かつ実速度が「０（零）」であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。このステップＳ１０では、運転者が車両を停止させたいという意思があり、かつ実際に車両が停止しているかを判定する。目標速度を「０」とする場合には、アクセル操作が行われていない場合、又はアクセル操作を行っているが、その操作量が極めて小さい場合がある。操作量が極めて小さい場合とは、図５及び図６に示すように、アクセル開度が予め定めた不感帯領域（図中の０〜γの領域）に入っている場合である。

ステップＳ１０の判定結果が否定（目標速度＞０又は実速度＞０）の場合、コントローラ１１は、アクセル開度に応じて設定される目標速度で車両を走行させるように制御する（ステップＳ１１）。一方、ステップＳ１０の判定結果が肯定（目標速度＝０かつ実速度＝０）の場合、コントローラ１１は、目標速度が「０」となってからの時間が予め定めた時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ１２）。この判定結果が否定の場合、コントローラ１１は、ステップＳ１０の処理に戻る。一方、ステップＳ１２の判定結果が肯定の場合、コントローラ１１は、走行制御モードを車速制限モードＭ２へ移行させる。上記のように、本実施形態では、ステップＳ１０，Ｓ１２を肯定判定すること、すなわち目標速度が「０」であること、実速度が「０」であること、及びこれらの状態が所定時間経過したことを、通常走行モードＭ１から車速制限モードＭ２への移行条件Ｘとしている。このようなモード移行によれば、例えば、坂道の降坂中にアクセル非操作とした場合に、一度車両を確実に停止させてから車速制限モードＭ２へ移行し、坂道での降坂を許容し得る。

図４に示すように、車速制限モードＭ２においてコントローラ１１は、目標速度が「０」よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０）。このステップＳ２０では、車速制限モードＭ２において運転者がアクセル操作を行っているか否かを判定する。そして、ステップＳ２０の判定結果が肯定（目標速度＞０）の場合、コントローラ１１は、車両の指示走行方向と実走行方向が一致するか否かを判定する（ステップＳ２１）。この判定結果が肯定（方向一致）の場合、コントローラ１１は、目標速度と実速度を比較し、実速度が目標速度以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。この判定結果が肯定（目標速度≦実速度）の場合、コントローラ１１は、車速制限モードＭ２を維持し、その車速制限モードＭ２による走行の制御を継続する（ステップＳ２３）。一方、ステップＳ２１の判定結果が否定（方向不一致）の場合、コントローラ１１は、車速制限モードＭ２による走行の制御を中止し、走行制御モードを通常走行モードＭ１へ移行させる（ステップＳ２４）。また、ステップＳ２２の判定結果が否定（目標速度＞実速度）の場合、コントローラ１１は、車速制限モードＭ２による走行の制御を中止し、走行制御モードを通常走行モードＭ１へ移行させる（ステップＳ２４）。

車速制限モードＭ２では、前述のように走行用モータ１７の回生動作を許容する一方で、力行動作を禁止している。つまり、車速制限モードＭ２では、走行駆動力は出力されない。一方、演算部としてのコントローラ１１は、車速制限モードＭ２中にアクセル操作が行われることによって目標速度を算出するとともに、その目標速度に到達させるために必要な制御情報（加速度演算値など）を演算する。このため、本実施形態においてリセット部となるコントローラ１１は、ステップＳ２４で通常走行モードＭ１へ移行させる場合、車速制限モードＭ２中の演算結果をリセットする。なお、車速制限モードＭ２中の演算結果に基づく制御情報は、モータドライバ１６に送信されるが、モータドライバ１６はその制御情報に基づいて走行用モータ１７を駆動させない。

図４の説明に戻り、ステップＳ２０の判定結果が否定（目標速度＝０）の場合、コントローラ１１は、アクセル操作の状態からアクセル非操作の状態へ移行したか否かを判定する（ステップＳ２５）。この判定結果が肯定の場合、コントローラ１１は、車速制限モードＭ２による走行の制御を中止し、走行制御モードを通常走行モードＭ１へ移行させる（ステップＳ２４）。一方、ステップＳ２５の判定結果が否定の場合、コントローラ１１は、車速制限モードＭ２を維持し、その車速制限モードＭ２による走行の制御を継続する（ステップＳ２６）。

上記のように、本実施形態では、ステップＳ２０を肯定判定し、かつステップＳ２１を否定判定すること、すなわち目標速度が「０」よりも大きく、かつ指示走行方向と実走行方向が一致しないことを、車速制限モードＭ２から通常走行モードＭ１への移行条件Ｙとしている。また、本実施形態では、ステップ２０，Ｓ２１を肯定判定し、かつステップＳ２２を否定判定すること、すなわち目標速度が「０」よりも大きく、指示走行方向と実走行方向が一致し、かつ目標速度が実速度よりも大きいことを、車速制限モードＭ２から通常走行モードＭ１への移行条件Ｙとしている。また、本実施形態では、ステップＳ２０を否定判定し、かつステップＳ２５を肯定判定すること、すなわち目標速度が「０」であり、アクセル操作の状態からアクセル非操作の状態へ移行したことを、車速制限モードＭ２から通常走行モードＭ１への移行条件Ｙとしている。

その一方、本実施形態では、ステップ２０，Ｓ２１，Ｓ２２を肯定判定すること、すなわち目標速度が「０」よりも大きく、指示走行方向と実走行方向が一致し、かつ目標速度が実速度以下であることを、車速制限モードＭ２を維持する条件としている。

以下、本実施形態の作用を説明する。
図５に示すように、車速制限モードＭ２では、車両の指示走行方向と実走行方向とが一致する場合、目標速度が実速度を超えない範囲でアクセル操作が行われても車速制限モードＭ２を維持する。図５には、車速制限モードＭ２を維持するアクセル開度を「α」で示し、その時の目標速度をβで示す。一方、目標速度が実速度を超えるアクセル操作が行われると、車速制限モードＭ２から通常走行モードＭ１へ移行する。また、図６に示すように、車速制限モードＭ２では、車両の指示走行方向と実走行方向とが一致しない場合、不感帯領域を越えるアクセル開度のアクセル操作が行われると、車速制限モードＭ２から通常走行モードＭ１へ移行する。

このようなモード移行によれば、例えば、坂道を車速制限されながら走行している状態においてアクセル操作が行われた時、そのアクセル操作を行う運転者の意思を反映させるように走行を制御し得る。例えば、降坂方向に進む意思を持ってアクセル操作が行われた場合に、アクセル操作が行われたことを条件に通常走行モードＭ１へ移行させてしまうと車両を減速させてしまう可能性がある。つまり、通常走行モードＭ１は、車速制限モードＭ２とは異なり、車速制限を加えずにアクセル開度に応じた目標速度を設定し、走行させるモードであるから、車速制限値に相当する速度未満の目標速度が設定される微小なアクセル操作が行われた場合、そのアクセル開度に応じた速度で走行することになる。このため、車速制限モードＭ２では、微小なアクセル操作が行われた場合、降坂方向に走行させたいという運転者の意思通りに減速させることなく、車速制限値未満の速度で走行するように車速制限モードＭ２を維持し、走行を制御する（図５）。

一方、車速制限値に相当する速度を超える目標速度が設定される大きなアクセル操作が行われた場合、運転者は、例えば、降坂方向に加速させたいという意思を持っていると考えられる。この場合、車速制限モードＭ２を維持すると、車両が加速せずに運転者の意思に反することになる。このため、大きなアクセル操作が行われた場合には、通常走行モードＭ１へ移行させて、アクセル開度に応じた目標速度によって車両を加速させる。

また、坂道では、車両に対して重力方向の力が付与されるので、運転者がアクセル操作を行わなくても車両は重力方向に走行する。このため、運転者の意思に反する方向に車両が走行してしまう可能性がある。例えば、車両前方を昇坂方向に向けて運転者が前進を指示している場合であっても、車両が重力方向の力を受けて降坂方向に後進してしまう可能性がある。このため、指示走行方向と実走行方向が異なる場合には、図６に示すように、通常走行モードＭ１へ移行させて、アクセル開度に応じた目標速度によって車両を加速させる。

また、車速制限モードＭ２中にアクセル操作を止めた場合、運転者は、車両を停止させたいという意思を持っていると考えられる。このため、この場合には、運転者の意思を反映させるように、アクセル開度に応じた目標速度を設定し、その目標速度で走行を制御する通常走行モードＭ１へ移行させる。

したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）車速制限モードＭ２において、指示走行方向と実走行方向が一致し、目標速度が実速度よりも小さい場合には、車速制限モードＭ２を維持して走行を制御する。このため、例えば、降坂走行中に微小なアクセル操作が行われた場合であっても減速させることなく、車速制限モードＭ２によって車速制限された状態で車両を走行させることができる。したがって、運転者のアクセル操作を適切に反映させる走行制御を実現できる。

（２）また、車速制限モードＭ２において、指示走行方向と実走行方向が一致し、目標速度が実速度よりも大きい場合には、車速制限モードＭ２から通常走行モードＭ１へ移行させて走行を制御する。このため、例えば、降坂走行中に大きなアクセル操作が行われた場合には、運転者の加速したい意思を反映させて走行を制御することができる。

（３）車速制限モードＭ２において、アクセル操作からアクセル非操作の状態へ移行した場合には、車速制限モードＭ２から通常走行モードＭ１へ移行させる。これにより、運転者の停止させたい意思を反映させて走行を制御することができる。

（４）車速制限モードＭ２において、指示走行方向と実走行方向が異なる場合には、車速制限モードＭ２から通常走行モードＭ１へ移行させて走行を制御する。このため、例えば、降坂走行中において運転者が進みたい方向に車両を走行させることができる。つまり、運転者の意思を反映させて走行を制御することができる。

（５）車速制限モードＭ２から通常走行モードＭ１へ移行させる場合、車速制限モードＭ２中にコントローラ１１が演算した制御情報（加速度演算の結果など）をリセットする。これにより、通常走行モードＭ１への移行に伴って、車速制限モードＭ２中の演算結果により車両の駆動力が急変してしまうことを回避することができる。例えば、車両の急加速などを回避することができる。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、走行中にアクセル操作からアクセル非操作に移行したことによって、通常走行モードＭ１から車速制限モードＭ２へ移行させても良い。そして、この場合の車速制限モードＭ２における車速制限値を、アクセル非操作移行時の実速度に設定しても良い。この構成によれば、移行後の車速制限モードＭ２の実速度（車速制限値）は、その車速制限モードＭ２への移行直前の通常走行モードＭ１における実速度となり、その実速度（車速制限値）を超えた速度による走行が制限される。したがって、車速制限モードＭ２の車速制限値を事前設定していなくても、車速制限モードＭ２において車両の走行を制御できる。また、例えば、降坂時などの車両速度（車速制限値）を運転者が決めることができる。

○ 実施形態において、車速制限モードＭ２中に、目標速度が実速度を超えない範囲でアクセル操作が行われた場合、そのアクセル開度に応じた速度分を車速制限値に上積みしても良い。この構成によれば、車速制限値を増速方向にオフセットすることになるので、車両の加速によって車速制限モードＭ２中の実速度を増速させることができる。

○ 実施形態において、アクセル操作部材や方向指示部材の構成を変更しても良い。例えば、アクセル操作部材は、ペダル式に限らず、グリップ式やレバー式でも良い。また、アクセル操作と方向指示操作を同時に行う構成でも良い。

○ 実施形態における走行制御を、フォークリフト１０以外の産業車両に適用しても良い。
○ 実施形態において、車速制限モードＭ２中は目標速度に到達させるために必要な制御情報（加速度演算値など）を演算しないようにしても良い。

○ また、本実施形態の走行制御をハイブリッド式の車両に適用した場合、前記制御情報として出力演算や電力収支演算などが行われるが、実施形態と同様にこれらの演算結果をリセットしても良いし、前記別例のように演算しないようにしても良い。

○ 実施形態において、車速制限モードＭ２中に目標速度と比較する実速度を増速方向及び減速方向の何れかにオフセットさせる速度オフセット部としてコントローラ１１を機能させても良い。実速度がアクセル開度に応じた速度になるように減速方向へオフセットさせれば、減速しながら通常走行モードＭ１へ移行させることができる。また、早い段階で通常走行モードＭ１へ移行させることもできる。また、実速度を増速方向へオフセットさせれば、速度差のある状態で通常走行モードＭ１へ移行させることになるので、加速感を得られることができる。つまり、この構成によれば、車両に求められるアクセルフィーリングにしたがって、加減速を適合させることができる。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）前記実速度を、増速方向及び減速方向の何れかにオフセットさせる速度オフセット部を備えた産業用車両。

１０…フォークリフト、１１…コントローラ、１２…アクセルペダル、１３…アクセルセンサ、１４…ディレクションレバー、１５…ディレクションスイッチ、Ｍ１…通常走行モード、Ｍ２…車速制限モード。

Claims

最高車速値よりも小さい車速制限値を定めて、車速が前記車速制限値を超えないように車両の走行を制御する車速制限モードを有する産業用車両において、
運転者の操作により車両の加速を指示するアクセル操作部材と、
前記アクセル操作部材の操作量をもとに車両の目標速度を算出する目標速度算出部と、
運転者の操作により車両の走行方向を指示する方向指示部材と、
前記方向指示部材の操作位置をもとに車両の指示走行方向を算出する方向算出部と、
車両の実速度を算出する車速算出部と、
車両の走行を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記車速制限モード中、車両の実走行方向と車両の指示走行方向が一致し、かつ目標速度が実速度よりも小さい場合、前記車速制限モードを維持し、
前記制御部は、前記車速制限モード中、車両の実走行方向と車両の指示走行方向が一致しない、又は目標速度が実速度よりも大きい場合、前記車速制限モードによる走行の制御を中止し、目標速度に応じた車速となるように車両の走行を制御する通常走行モードに移行することを特徴とする産業用車両。
前記制御部は、前記車速制限モード中、目標速度が実速度よりも小さくなる前記アクセル操作部材の操作状態が非操作状態に移行した場合、前記車速制限モードによる走行の制御を中止して前記通常走行モードに移行する請求項１に記載の産業用車両。
車速を目標速度に到達させるために必要な制御情報を演算する演算部と、
前記車速制限モードによる走行の制御を中止する場合、前記演算部の演算結果をリセットするリセット部と、を備えた請求項１又は請求項２に記載の産業用車両。