JP6237444B2

JP6237444B2 - 産業車両

Info

Publication number: JP6237444B2
Application number: JP2014091213A
Authority: JP
Inventors: 博之牛田; 利成深津
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2017-11-29
Anticipated expiration: 2034-04-25
Also published as: JP2015211526A

Description

この発明は、産業車両に関し、特に、路面の勾配を検出する勾配センサを備えた産業車両に関する。

産業車両に関係する従来の技術としては、例えば、特許文献１に開示された車両の制御装置が知られている。
この車両の制御装置は、駆動輪に駆動トルクを出力する動力源と、路面勾配を検知する路面勾配検知手段と、車両停止状態からの発進時、所定増加割合により動力源の駆動トルクを増加させる駆動トルク制御手段と、を備えている。
さらに、この車両の制御装置は、検知された路面勾配が所定以上のときは、所定増加割合よりも大きな勾配路用増加割合に変更する増加割合変更手段を備えている。

この車両の制御装置によれば、勾配路における発進時の応答性を向上することができるとしている。
すなわち、高勾配路における車両発進時、実際に車両が移動を開始する前段階において、駆動トルクを素早く立ち上げることで、発進開始タイミングを早めるとしている。

特開２０１２−１５３１７５号公報

ところで、平坦路を走行中の産業車両が登坂路に進入すると、車速が低下して平坦路での走行時における十分な車速を出すことができないという問題が生じるおそれがある。
例えば、平坦路を一定速度により走行している産業車両が高勾配の登坂路に進入すると、登坂路において一定速度を出すことができないという場合である。
因みに、特許文献１に開示された車両の制御装置は、勾配路における発進時の応答性を向上する技術に過ぎず、産業車両が平坦路から登坂路へ進入して平坦路での走行時における車速を出すことができないという問題を解決するものではない。
そこで、登坂路に進入した場合には、産業車両の駆動装置に対して登坂路の勾配に応じた出力制御を行う必要がある。例えば、産業車両に勾配検出センサを設けておき、勾配検出センサの勾配検出値に基づいて、駆動装置に対する出力制御を行えばよい。
しかしながら、産業車両が旋回すると、勾配検出センサは旋回による加速度の影響を受け、平坦路であっても登坂路としての勾配を示す勾配検出値を出力し、平坦路を登坂路として誤検出するという問題がある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、車体の旋回により勾配検出センサが勾配を誤検出しても、駆動装置に対する出力制御を変更することのない産業車両の提供にある。

上記の課題を解決するために、本発明は、車体に搭載される走行用の駆動装置と、前記駆動装置に対する出力制御を行う制御装置とを備えた産業車両において、路面の勾配を検出する勾配検出センサと、前記車体の旋回を検出する旋回検出手段と、を備え、前記制御装置は、前記勾配検出センサが検出する勾配検出値が予め設定した勾配設定値以上で、前記旋回検出手段が前記車体の旋回を検出しなかった場合、前記駆動装置に対する出力を増大させる出力制御を行い、前記勾配検出センサが検出する勾配検出値が前記勾配設定値以上で、前記旋回検出手段が前記車体の旋回を検出した場合、および、前記勾配検出センサが検出する勾配検出値が前記勾配設定値未満の場合、前記駆動装置に対する出力を変更せず現状維持とすることを特徴とする。

本発明によれば、制御装置は、勾配検出センサが検出する勾配検出値が予め設定した勾配設定値以上で、旋回検出手段が車体の旋回を検出した場合、および、勾配検出センサが検出する勾配検出値が勾配設定値未満の場合、駆動装置に対して出力制御を変更せず現状維持する出力制御を行う。
一方、制御装置は、勾配検出センサが検出する勾配検出値が予め設定した勾配設定値以上で、前記旋回検出手段が前記車体の旋回を検出しなかった場合、駆動装置に対する出力を増大させる出力制御を行なう。
その結果、勾配検出センサが旋回に伴う加速度の影響により勾配を誤検出しても、駆動装置に対する出力制御が変更されることはない。
また、車体の旋回が検出されず、勾配検出センサが検出する勾配検出値が予め設定した勾配設定値以上のとき、路面の勾配に応じた駆動装置に対する出力制御を行うことができる。

また、上記の産業車両において、前記車体は操舵可能な操舵輪を備え、前記旋回検出手段は、前記操舵輪のタイヤ角を検出するタイヤ角検出センサを備え、前記タイヤ角検出センサにより検出されるタイヤ角検出値に基づいて前記車体の旋回を検出する構成としてもよい。
この場合、タイヤ角検出センサが操舵輪のタイヤ角検出値を検出し、タイヤ角検出値に基づいて、車体の旋回の有無を判別することができる。

本発明によれば、車体の旋回により勾配検出センサが勾配を誤検出しても、駆動装置に対する出力制御を変更することのない産業車両を提供することができる。

本発明の実施形態に係るフォークリフトを示す側面図である。本発明の実施形態に係るフォークリフトの概略平面図である。本発明の実施形態に係るフォークリフトにおける出力制御の概略構成を示す概略ブロック図である。本発明の実施形態に係るフォークリフトにおける出力制御を示すフローチャートである。産業車両が平坦路において旋回して発進したときの勾配検出センサの検出値を示す図である。

以下、本発明の実施形態に係る産業車両としてのフォークリフトを図面に基づいて説明する。
なお、方向を特定する「前後」、「左右」および「上下」については、フォークリフトのオペレータが運転席の運転シートに着座して、フォークリフトの前進側を向いた状態を基準として示す。

図１に示すように、産業車両としてのフォークリフト１０は、車体１１の前部に荷役手段としての荷役装置１２を備えている。
車体１１の中央付近には運転席１３が設けられており、車体１１における運転席１３の下方にはバッテリ１４が収容されている。
車体１１の前部には前輪としての駆動輪１５が設けられ、車体１１の後部には後輪としての操舵可能な操舵輪１６が設けられている。
車体１１には、走行駆動力を生じる走行用の駆動装置としての走行モータ１７が設けられている。
走行モータ１７と駆動輪１５との間には、動力伝達機構（図示せず）が設けられ、動力伝達機構は走行モータ１７の走行駆動力を駆動輪１５へ伝達する。
本実施形態のフォークリフト１０は、車体１１に搭載されたバッテリ１４の電力により作動するバッテリフォークリフトである。

荷役装置１２はアウタマスト１９およびインナマスト（図示せず）を有するマスト１８を備えている。
左右一対のアウタマスト１９には、アウタマスト１９の内側にてスライド可能なインナマストが備えられている。
アウタマスト１９には油圧により作動するティルトシリンダ２０が設置されており、ティルトシリンダ２０の作動により、マスト１８が前後方向に傾動する。
インナマストには油圧により作動するリフトシリンダ２１が設けられており、リフトシリンダ２１の作動により、インナマストがアウタマスト１９内でスライドして昇降する。
マスト１８には左右一対のフォーク２２がリフトブラケット２３を介して設けられ、リフトブラケット２３はインナマストに対して昇降するように設けられている。

車体１１における運転席１３には、オペレータが着座可能な運転シート２４が設けられている。
運転シート２４は車体１１に設けられたシートスタンド２５上に配置されている。
運転シート２４の前方には、操舵のためのステアリングホイール２６が設けられている。
運転席１３の床にはアクセルペダル２７が設けられており、アクセルペダル２７はフォークリフト１０の車速を調整するためのものである。
フォークリフト１０は、オペレータによるアクセルペダル２７の踏み込み量に応じた車速となるように走行モータ１７の駆動を制御する。
車体１１は、フォークリフト１０の各種制御を行うコントローラ２９を搭載している。
ステアリングホイール２６の前部にはディスプレイユニット２８が設けられている。
ディスプレイユニット２８は、車体１１において着座したオペレータから視認しやすい位置に設置されている。

図２に示すように、車体１１には操舵輪１６のタイヤの角度（タイヤ角）θを検出するタイヤ角検出センサ３１が設けられている。
タイヤ角検出センサ３１は、例えば、操舵輪１６の操舵軸（図示せず）に設けられたポテンショメータである。
このタイヤ角検出センサ３１は、ステアリングホイール２６の右操舵または左操舵に対応する操舵輪１６のタイヤ角θを検出する。
なお、操舵輪１６のタイヤ角θは、フォークリフト１０が直進するときの状態を基準とした角度である。
タイヤ角θは、例えば、右側操舵時のタイヤ角範囲（０〜＋９０゜）および左側操舵時のタイヤ角範囲（０〜−９０゜）が設定されている。
タイヤ角検出センサ３１は、進行方向に対する操舵輪１６のタイヤ角θを常に検出する。

図２に示すように、車体１１には、勾配検出センサ３２が設けられている。
勾配検出センサ３２は、車体１１の前後の傾斜から路面の勾配を検出し、勾配検出値の信号を出力するセンサである。
本実施形態の勾配検出センサ３２は、センサ本体（図示せず）の内部に封入された液体の液面とセンサ本体との傾斜により路面の勾配を検出する液面式のセンサである。

次に、フォークリフト１０における走行モータ１７の出力制御の概略構成について説明する。
図３に示すように、本実施形態のコントローラ２９は、走行モータ１７の駆動制御を行う駆動回路３０と接続されている。
走行モータ１７は駆動回路３０を介してバッテリ１４の電力供給を受けることができるように接続されている。
走行モータ１７はコントローラ２９の指令に基づいて駆動回路３０が作動することにより駆動される。
この実施形態では、コントローラ２９は制御装置に相当し、図示はしないが各種の制御を所定の手順で実行するＣＰＵ、各種のデータを記憶するメモリ等を備えている。
コントローラ２９に備えられたメモリ（図示せず）には、走行モータ１７の駆動トルクの制御を行うためのプログラムが格納されている。

コントローラ２９は、運転席１３に設けられたディスプレイユニット２８と通信可能に接続されている。
ディスプレイユニット２８は、各種情報を表示する表示手段としての表示部（図示せず）を有するほか、入力手段としてのキーボード部（図示せず）を備えている。
また、コントローラ２９はタイヤ角検出センサ３１と接続されており、タイヤ角検出センサ３１の検出値の信号の伝達を受ける。

本実施形態では、コントローラ２９は、タイヤ角比較手段としてのタイヤ角比較部３３を備えている。
タイヤ角比較部３３は、操舵輪１６のタイヤ角θについて予め設定されたタイヤ角設定値とタイヤ角検出センサ３１により検出されるタイヤ角検出値とを比較する。
コントローラ２９には、操舵輪１６のタイヤ角θについて予め設定された設定値が記憶されている。
コントローラ２９では、タイヤ角比較部３３によるタイヤ角設定値とタイヤ角検出値との比較結果に基づいて車体１１の旋回の有無を認識する。
タイヤ角検出センサ３１がタイヤ角設定値未満（右側操舵時のタイヤ角設定値および左側操舵時のタイヤ角設定値）のタイヤ角検出値を検出したとき、コントローラ２９は車体１１が旋回していると認識しない。
タイヤ角検出センサ３１がタイヤ角設定値以上のタイヤ角検出値を検出したとき、コントローラ２９は車体１１が旋回していると認識する。
つまり、コントローラ２９は、タイヤ角検出センサ３１が検出するタイヤ角検出値に基づいて車体１１の旋回の有無を判定する。
従って、本実施形態では、タイヤ角検出センサ３１およびコントローラ２９は、車体１１の旋回を検出する旋回検出手段に相当する。

また、コントローラ２９は、車体１１に設けた勾配検出センサ３２と接続されており、勾配検出センサ３２により検出される勾配検出値の信号の伝達を受ける。
本実施形態のコントローラ２９は、勾配比較手段としての勾配検出値比較部３４を備えている。
勾配検出値比較部３４は、予め設定された勾配設定値と勾配検出値とを比較する。
本実施形態では、コントローラ２９に予め設定した勾配設定値が記憶されている。
車体１１の旋回が検出されず、勾配検出センサ３２により検出された勾配検出値が勾配設定値以上のときに、コントローラ２９は、勾配検出値に基づいて駆動回路３０に対して走行モータ１７の駆動トルクを所定割合で増大させる出力制御を指令する。
一方、勾配検出値が勾配設定値未満のときには、コントローラ２９は、勾配検出値に基づいて駆動回路３０にして走行モータ１７の駆動トルクを増大させる出力制御は行わず、走行モータ１７の駆動トルクの出力制御を現状維持とする。
なお、勾配設定値は、ディスプレイユニット２８のキーボード部の入力操作により変更可能である。

図４に示すコントローラ２９による出力制御の手順について具体的に説明すると、まず、コントローラ２９は、勾配検出センサ３２の勾配検出値が勾配設定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１を参照）
勾配検出センサ３２の勾配検出値が勾配設定値以上である場合はステップＳ２へ進む。
勾配検出センサ３２の勾配検出値が勾配設定値未満である場合は、ステップＳ４へ進み、走行モータ１７に対する出力制御を変更せず現状維持とする。
ステップＳ２では、タイヤ角検出センサ３１のタイヤ角検出値がタイヤ角設定値未満か否かを判定するが、タイヤ角検出センサ３１のタイヤ角検出値がタイヤ角設定値未満の場合は、ステップＳ３へ進む。
タイヤ角検出センサ３１のタイヤ角検出値が設定値以上の場合は、ステップＳ４へ進み、走行モータ１７に対する出力制御を変更せず現状維持とする。
ステップＳ３では、勾配検出値に基づいて駆動回路３０に対して走行モータ１７の駆動トルクを所定の割合で増大させる出力制御を指令する。
図４に示す出力制御の一連の手順を実行するプログラムは、コントローラ２９に備えられたメモリに格納されている。

例えば、平坦路の発進時において車体１１が旋回する場合、勾配検出センサ３２は旋回時の加速度の影響を受けて勾配を誤検出し、例えば、図５に示すように、時間経過とともに勾配を示す勾配検出値を示す。
この場合、コントローラ２９ではステップＳ２において、タイヤ角検出センサ３１のタイヤ角検出値がタイヤ角設定値以上と判定されるため、ステップＳ４へ進み、走行モータ１７に対する出力制御は変更されず現状維持のままである。
つまり、コントローラ２９は、勾配検出センサ３２の誤検出に基づく走行モータ１７に対する駆動トルクの所定割合を増大する出力制御の指令を出さない。

次に、平坦路を走行中のフォークリフト１０が勾配設定値以上に勾配を有する登坂路に直進により進入する場合について考える。
この場合、ステップＳ１において、勾配検出センサ３２の勾配検出値が勾配設定値以上であると判定されてステップＳ２へ進む。
ステップＳ２において、タイヤ角検出センサ３１のタイヤ角検出値がタイヤ角設定値未満と判定される。
このため、ステップＳ３へ進み、勾配検出値に基づいて駆動回路３０に対して走行モータ１７の駆動トルクを所定割合で増大させる出力制御を行う。
つまり、コントローラ２９は、フォークリフト１０が車体１１の旋回はなく勾配のある登坂路を走行していると認識でき、勾配に応じて走行モータ１７の駆動トルクを所定の割合で増大させる出力制御を行うことができる。
従って、平坦路を走行中のフォークリフト１０が登坂路に進入しても、平坦路での走行時における車速（例えば、最高速度）を出すことができる。
なお、勾配設定値以上の勾配を有する登坂路を直進して走行するフォークリフト１０が登坂路の走行中にタイヤ角設定値以上のタイヤ角にて旋回すると、勾配に応じて走行モータ１７の駆動トルクを所定の割合で増大させる出力制御は中止される。
この場合、フォークリフト１０は平坦路の走行における通常の駆動トルクの出力制御により走行する。

本実施形態によれば以下の作用効果を奏する。
（１）タイヤ角検出値に基づいて車体１１の旋回が検出されると、コントローラ２９は駆動回路３０に対して走行モータ１７の駆動トルクを変更せず現状維持とする出力制御を行う指令を出す。一方、コントローラ２９は、車体１１の旋回が検出されず、勾配検出センサ３２が検出する勾配検出値が予め設定した勾配設定値以上のとき、駆動回路３０に対して走行モータ１７に対する駆動トルクを所定割合にて増大させる出力制御の指令を出す。その結果、勾配検出センサ３２が車体１１の旋回に伴う加速度の影響を受けて勾配を誤検出しても、走行モータ１７に対する出力制御を変更することなく現状維持とすることができる。また、車体１１の旋回が検出されず、勾配検出センサ３２が検出する勾配検出値が予め設定した勾配設定値以上のとき、路面の勾配に応じて走行モータ１７の駆動トルクを所定割合にて増大する出力制御を行うことができる。そして、平坦路を走行中のフォークリフト１０が登坂路に進入しても、平坦路での走行時における車速（例えば、最高速度）を出すことができる。

（２）旋回検出手段をタイヤ角検出センサ３１とコントローラ２９としているため、車体１１の旋回を簡単に検出することができるほか、車体１１の旋回を検出するための手段を他に設ける必要がない。また、タイヤ角検出センサ３１のタイヤ角検出値が予め設定したタイヤ角設定値未満では車体１１の旋回が検出されず、タイヤ角設定値以上では車体１１の旋回が検出されるように設定されている。このため、完全な直進だけでなくほぼ直進状態の場合に対しても、路面の勾配に応じて走行モータ１７の駆動トルクを所定割合にて増大させる出力制御ができる。

（３）勾配設定値は、ディスプレイユニット２８への入力により簡単に変更することができるから、例えば、フォークリフト１０のオペレータ毎の希望に応じることも可能であり、フォークリフト１０の使用条件や使用環境に合わせて勾配設定値を設定できる。

（４）勾配設定値以上の勾配を有する登坂路を直進して走行するフォークリフト１０が登坂路の走行中に旋回すると勾配に応じて走行モータ１７の駆動トルクを所定の割合で増大させる出力制御は中止される。フォークリフト１０が登坂路を旋回しつつ走行する場合には走行モータ１７の動力を抑制することができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。

○ 上記の実施形態では、車体の旋回を検出する旋回検出手段の一部としてタイヤ角検出センサを用いたがこの限りではない。車体の旋回を検出する旋回検出手段の一部としてはタイヤ角検出センサ以外の手段、例えば、ステアリングホイールのステアリング角度を検出するステアリング角検出センサや、角速度の検出により車体の旋回を検出するジャイロセンサを用いてもよい。
○ 上記の実施形態では、勾配検出センサとして液面式のセンサを採用したが、勾配検出センサは液面式のセンサに限定されない。勾配検出センサは、例えば、センサ本体の内部に振り子を備えた振り子式であってもよい。
○ 上記の実施形態では、勾配設定値をディスプレイユニットの入力により変更可能としたが、勾配設定値は固定してもよい。また、予め、通常パワーモードと通常パワーモードと比べて駆動トルクが増大されるハイパワーモードといった走行モードを設定してもよい。この場合、勾配補正値が勾配設定値以上の場合には、走行モードを通常パワーモードからハイパワーモードに切り替えるようにして出力制御を行ってもよい。
○ 上記の実施形態では、コントローラが旋回検出手段の一部と制御装置に相当するとしたが、旋回検出手段の一部と制御装置を個別に設けるようにしてもよい。
○ 上記の実施形態では、産業車両としてのバッテリフォークリフトについて説明したが、本発明は、例えば、エンジンフォークリフトに適用することも可能である。また、産業車両はフォークリフト以外に牽引車や建設車両を含む。

１０フォークリフト
１１車体
１２荷役装置
１３運転席
１５駆動輪
１６操舵輪
１７走行モータ
１８マスト
２２フォーク
２８ディスプレイユニット
２９コントローラ
３０駆動回路（走行モータ用）
３１タイヤ角検出センサ
３２勾配検出センサ
３３タイヤ角比較部
３４勾配検出値比較部

Claims

車体に搭載される走行用の駆動装置と、前記駆動装置に対する出力制御を行う制御装置とを備えた産業車両において、
路面の勾配を検出する勾配検出センサと、
前記車体の旋回を検出する旋回検出手段と、を備え、
前記制御装置は、
前記勾配検出センサが検出する勾配検出値が予め設定した勾配設定値以上で、前記旋回検出手段が前記車体の旋回を検出しなかった場合、前記駆動装置に対する出力を増大させる出力制御を行い、
前記勾配検出センサが検出する勾配検出値が前記勾配設定値以上で、前記旋回検出手段が前記車体の旋回を検出した場合、および前記勾配検出センサが検出する勾配検出値が前記勾配設定値未満の場合、前記駆動装置に対する出力を変更せず現状維持とすることを特徴とする産業車両。
前記車体は操舵可能な操舵輪を備え、
前記旋回検出手段は、前記操舵輪のタイヤ角を検出するタイヤ角検出センサを備え、
前記タイヤ角検出センサにより検出されるタイヤ角検出値に基づいて前記車体の旋回を検出することを特徴とする請求項１記載の産業車両。