JP7501354B2 - 車両の非常停止装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の非常停止装置に関する。

車両の非常停止装置としては、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載の非常停止装置は、自動運転を行うフォークリフトに具備されている。フォークリフトの走行中に異常等が発生することで、非常停止ボタンまたは自動運転コントローラから非常停止回路に非常停止の指令が入力されると、コンタクタが遮断され、主バッテリから電磁切換弁への電力の供給が遮断される。すると、アキュムレータに蓄圧された作動油が電磁切換弁を通って油圧シリンダに供給され、ブレーキが作動する。これにより、フォークリフトが緊急停止する。

特開２０２０－６８６２号公報

上記従来技術においては、コンタクタが遮断された後は、全ての非常停止ボタンがＯＦＦ状態であり、且つ自動運転コントローラから正常信号が出力されている状態において、非常停止解除スイッチをＯＮ操作しないと、コンタクタが導通状態とならない。コンタクタが導通状態になっていないと、車載充電器により主バッテリを充電することができない。従って、車載充電器により主バッテリを充電する際には、主バッテリとは別に自動運転コントローラ用に搭載された補助バッテリの電力を供給することで、コンタクタを導通状態とする必要がある。しかし、車載充電器による主バッテリの充電完了後は、コンタクタが遮断状態となり、主バッテリから補助バッテリに充電できなくなるが、自動運転コントローラに補助バッテリの電力を供給するための電源スイッチが入ったままとなるため、作業者等が電源スイッチを落とさない限り、補助バッテリの電力が消費され続ける。例えば翌日が休日である場合には、電源スイッチをそのまま放置しておくと、補助バッテリが上がってしまう。

本発明の目的は、主バッテリの充電完了後における補助バッテリの上がりを防止することができる車両の非常停止装置を提供することである。

本発明の一態様は、電気機器に電力を供給する主バッテリと、主バッテリと電気機器との接続を開閉するコンタクタと、コンタクタと接続され、主バッテリを充電するための充電器と、自動運転を行うように制御する自動運転制御装置と、自動運転制御装置に電力を供給する補助バッテリと、自動運転と手動運転とを切り換えるための運転切換スイッチとを具備した車両の非常停止装置であって、車両が非常停止される状態であるかどうかを検知する検知部と、検知部により車両が非常停止される状態であることが検知されたときに、コンタクタを遮断する電源遮断部と、コンタクタを遮断する動作を無効化するための無効化スイッチと、コンタクタを強制的に遮断するための電源遮断スイッチと、無効化スイッチがＯＮ操作されたときに、運転切換スイッチが自動運転に設定されている状態でも、自動運転を許可しないように切り換える切換部とを備える。

このような非常停止装置においては、検知部により車両が非常停止される状態であることが検知されると、電源遮断部によりコンタクタが遮断される。このため、主バッテリと電気機器とが遮断された状態となる。その状態で、充電器により主バッテリの充電を行う際には、無効化スイッチによってコンタクタの遮断を無効化することにより、コンタクタが導通状態となる。このため、充電器によって、コンタクタを介して主バッテリの充電を行うことが可能となる。従って、コンタクタを導通状態とするために補助バッテリの電力を供給しなくて済む。これにより、主バッテリの充電完了後における補助バッテリの上がりが防止される。

また、運転切換スイッチが自動運転に設定されている状態で、主バッテリの充電完了後に、無効化スイッチをＯＦＦ操作することを忘れ、電源遮断スイッチによってコンタクタを強制的に遮断することができない場合でも、自動運転が実施されることはない。

切換部は、無効化スイッチと連動していてもよい。このような構成では、切換部の回路構成が簡素化される。

本発明によれば、主バッテリの充電完了後における補助バッテリの上がりを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る非常停止装置が適用されるブレーキシステムを示す概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る非常停止装置を備えたフォークリフトを示す概略構成図である。 比較例としての非常停止装置を備えたフォークリフトを示す概略構成図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る非常停止装置が適用されるブレーキシステムを示す概略構成図である。図１において、ブレーキシステム１は、自動運転を行う車両である電動式のフォークリフト２に搭載されている。なお、フォークリフト２には、自動運転に関するシステムとして、ブレーキシステム１の他に操舵システム及び駆動システム等も搭載されている。

ブレーキシステム１は、フォークリフト２の車輪を制動させるブレーキユニット３と、作動油により駆動され、ブレーキユニット３を作動させる油圧シリンダ４と、作動油を貯留するタンク５と、このタンク５内の作動油を吸い込んで吐出する油圧ポンプ６と、この油圧ポンプ６からの作動油を蓄圧するアキュムレータ７と、アキュムレータ７及びタンク５と油圧シリンダ４との間に配置され、作動油の流れを制御する電磁式のコントロールバルブユニット８とを具備している。

図２は、本発明の一実施形態に係る非常停止装置を備えたフォークリフトを示す概略構成図である。図１及び図２において、フォークリフト２は、上記のブレーキシステム１に加え、主バッテリ１０と、コンタクタ１１と、充電器１２と、主制御用コントローラ１３と、自動運転コントローラ１４（自動運転制御装置）と、補助バッテリ１５と、電源スイッチ１９と、運転切換スイッチ１６と、本実施形態の非常停止装置１７とを具備している。

主バッテリ１０は、フォークリフト２の電気機器１８に電力を供給する。上記のコントロールバルブユニット８は、電気機器１８の一つである。主バッテリ１０は、例えば４８Ｖの電圧を蓄電する。

コンタクタ１１は、主バッテリ１０と電気機器１８との間に配置されている。コンタクタ１１は、主バッテリ１０と電気機器１８との接続を開閉する。コンタクタ１１は、主制御用コントローラ１３により制御される。

充電器１２は、コンタクタ１１及び主バッテリ１０と接続されている。充電器１２は、主バッテリ１０を充電するための機器である。充電器１２は、主バッテリ１０の自動充電を行う。

充電器１２は、充電プラグ２０が差し込まれるプラグ差込口２１と、このプラグ差込口２１と接続されたマグネット２２と、このマグネット２２とトランス２３を介して接続され、充電プラグ２０により供給された交流電力を直流電力に変換する整流器２４と、プラグ差込口２１及びマグネット２２と接続され、主バッテリ１０の充電に関する指示操作を行うためのスイッチボックス２５と、このスイッチボックス２５と接続され、主バッテリ１０の充電に関する表示を行うディスプレー２６とを有している。充電プラグ２０は、例えば２００Ｖの三相交流電圧を供給する。プラグ差込口２１は、例えばフォークリフト２の左側に設けられている。

主制御用コントローラ１３は、フォークリフト２の全体の制御を行う。主制御用コントローラ１３は、コンタクタ１１、充電器１２、自動運転コントローラ１４、運転切換スイッチ１６、非常停止装置１７及びイグニッションキー２８と接続されている。イグニッションキー２８は、フォークリフト２の起動スイッチである。

自動運転コントローラ１４は、フォークリフト２の自動運転を行うように走行モータ及び操舵モータ等の駆動部（図示せず）を制御する。自動運転コントローラ１４は、主制御用コントローラ１３、運転切換スイッチ１６及び非常停止装置１７と接続されている。

自動運転コントローラ１４は、フォークリフト２の自動運転時に、各種センサによりフォークリフト２の状態を監視し、その監視情報を主制御用コントローラ１３及び非常停止装置１７に出力する。自動運転コントローラ１４は、フォークリフト２の自動運転時に、フォークリフト２の異常等が発生したときに、非常停止指令信号を主制御用コントローラ１３及び非常停止装置１７に出力する。なお、自動運転コントローラ１４は、通常は正常信号を出力する。

補助バッテリ１５は、自動運転コントローラ１４に電力を供給する。補助バッテリ１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２９を介してコンタクタ１１と接続されている。補助バッテリ１５は、例えば２４Ｖの電圧を蓄電する。補助バッテリ１５は、コンタクタ１１の導通時に、主バッテリ１０からＤＣ／ＤＣコンバータ２９を介して充電される。

電源スイッチ１９は、補助バッテリ１５と自動運転コントローラ１４との間に配置されている。電源スイッチ１９は、補助バッテリ１５と自動運転コントローラ１４との接続を開閉するための操作スイッチである。電源スイッチ１９のＯＦＦ状態では、補助バッテリ１５から自動運転コントローラ１４に電力が供給されない。電源スイッチ１９のＯＮ状態では、補助バッテリ１５から自動運転コントローラ１４に電力が供給される。補助バッテリ１５からの電力は、自動運転のためのセンサや冷却ファン等にも供給される。

運転切換スイッチ１６は、作業者がフォークリフト２の自動運転と手動運転とを切り換えるための操作スイッチである。運転切換スイッチ１６は、電気線３１，３２を介して主制御用コントローラ１３と接続されていると共に、電気線３３～３５及び切換部６０（後述）を介して自動運転コントローラ１４と接続されている。

運転切換スイッチ１６のＯＦＦ状態では、電気線３１，３２が遮断されると共に電気線３３，３４が遮断される。運転切換スイッチ１６のＯＮ状態では、電気線３１，３２が導通されると共に電気線３３，３４が導通される。

非常停止装置１７は、フォークリフト２の走行中に異常等が発生すると、フォークリフト２が緊急停止するようにコンタクタ１１を遮断する装置である。非常停止装置１７は、複数（ここでは４つ）の非常停止ボタン４０と、非常停止解除スイッチ４１と、非常停止リレー４２と、緊急電源遮断回路４３と、緊急電源遮断ボタン４４と、無効化スイッチ４５とを備えている。

非常停止ボタン４０は、フォークリフト２が非常停止される状態であるときに、その旨を作業者が報知するための手動スイッチである。非常停止ボタン４０は、例えばフォークリフト２の後部、右側部、左側部及び運転席に設けられている。非常停止ボタン４０は、電気線４６，４７を介して非常停止リレー４２と接続されている。非常停止ボタン４０のＯＦＦ状態では、電気線４６，４７が導通される。非常停止ボタン４０のＯＮ状態では、電気線４６，４７が遮断される。

非常停止解除スイッチ４１は、作業者がフォークリフト２の非常停止の解除を指示するための手動スイッチである。非常停止解除スイッチ４１は、電気線４８，４９を介して非常停止リレー４２と接続されている。

非常停止リレー４２は、通常時（正常時）は導通されている。非常停止リレー４２は、複数の非常停止ボタン４０の何れかがＯＮ操作されると遮断される。また、非常停止リレー４２は、電気線５０，５１を介して自動運転コントローラ１４と接続されている。非常停止リレー４２は、自動運転コントローラ１４からの正常信号がＯＦＦ状態になると遮断される。非常停止リレー４２は、全ての非常停止ボタン４０がＯＦＦ状態であり且つ自動運転コントローラ１４からの正常信号がＯＮ状態になると導通される。

非常停止リレー４２は、非常停止ボタン４０及び自動運転コントローラ１４と協働して、フォークリフト２が非常停止される状態であるかを検知する検知部を構成する。

緊急電源遮断回路４３は、電気線５２～５４及び緊急電源遮断ボタン４４を介して非常停止リレー４２と接続されていると共に、電気線５５，５６を介して主制御用コントローラ１３と接続されている。緊急電源遮断回路４３は、非常停止リレー４２が遮断されると、ＯＮ状態となる。緊急電源遮断回路４３がＯＮ状態になると、主制御用コントローラ１３によりコンタクタ１１が遮断される。緊急電源遮断回路４３は、非常停止リレー４２によりフォークリフト２が非常停止される状態であることが検知されたときに、主制御用コントローラ１３を介してコンタクタ１１を遮断する電源遮断部である。

緊急電源遮断ボタン４４は、作業者がコンタクタ１１を強制的に遮断するための手動スイッチ（電源遮断スイッチ）である。緊急電源遮断ボタン４４のＯＦＦ状態では、電気線５３，５４が導通される。緊急電源遮断ボタン４４のＯＮ状態では、電気線５３，５４が遮断される。従って、緊急電源遮断ボタン４４がＯＮ操作されると、非常停止リレー４２の遮断と同じ状態となるため、緊急電源遮断回路４３によりコンタクタ１１が遮断される。

無効化スイッチ４５は、電気線５７，５８を介して電気線５２，５３とそれぞれ接続されている。無効化スイッチ４５は、作業者が非常停止リレー４２によりコンタクタ１１を遮断する動作を無効化するための手動スイッチである。

無効化スイッチ４５のＯＦＦ状態では、電気線５７，５８が遮断される。一方、無効化スイッチ４５のＯＮ状態では、電気線５７，５８が導通される。その状態では、非常停止リレー４２が遮断されていても、緊急電源遮断回路４３がＯＦＦ状態となる。従って、非常停止リレー４２によりコンタクタ１１を遮断する動作が無効化される。

無効化スイッチ４５には、自動運転の許可／不許可を切り換える切換部６０が連結されている。切換部６０は、電気線６１，６２を介して電気線３４，３５とそれぞれ接続されている。切換部６０は、運転切換スイッチ１６が自動運転に設定されている状態でも、自動運転を許可しないように切り換える。

切換部６０は、無効化スイッチ４５に連動して動作する。無効化スイッチ４５のＯＦＦ状態では、電気線６１，６２が導通される。無効化スイッチ４５のＯＮ状態には、電気線６１，６２が遮断される。

運転切換スイッチ１６がＯＮ操作されることで、自動運転が設定されている場合に、無効化スイッチ４５がＯＮ操作されていない状態では、切換部６０により電気線３４，３５が電気線６１，６２を介して導通されているため、フォークリフト２の自動運転が実施される。運転切換スイッチ１６がＯＮ操作されることで、自動運転が設定されている場合でも、無効化スイッチ４５がＯＮ操作されると、切換部６０により電気線３４，３５が電気線６１，６２を介して遮断されるため、フォークリフト２の自動運転は実施されない。

以上において、緊急電源遮断ボタン４４がＯＮ操作されていない状態では、イグニッションキー２８がＯＮ操作されると、コンタクタ１１が導通されるため、主バッテリ１０からフォークリフト２の電気機器１８に電力が供給される。なお、緊急電源遮断ボタン４４がＯＮ操作されると、イグニッションキー２８の操作状態に関わらず、緊急電源遮断回路４３によりコンタクタ１１が遮断されるため、主バッテリ１０からフォークリフト２の電気機器１８に電力が供給されることはない。

イグニッションキー２８がＯＮ操作された後、運転切換スイッチ１６がＯＮ操作されると、自動運転コントローラ１４によってフォークリフト２が自動運転を実施するように制御される。自動運転によるフォークリフト２の走行が正常に行われているときは、自動運転コントローラ１４から正常信号が出力される。そのような正常状態では、非常停止リレー４２が導通されるため、緊急電源遮断回路４３によりコンタクタ１１が導通されたままである。

フォークリフト２の走行中に異常等が発生すると、自動運転コントローラ１４からの正常信号がＯＦＦ状態となる。すると、非常停止リレー４２が遮断されるため、緊急電源遮断回路４３によりコンタクタ１１が遮断される。また、作業者によって複数の非常停止ボタン４０の何れかがＯＮ操作されたときも、非常停止リレー４２が遮断されるため、緊急電源遮断回路４３によりコンタクタ１１が遮断される。

コンタクタ１１が遮断されると、主バッテリ１０からフォークリフト２の電気機器１８に電力が供給されなくなる。その状態では、ブレーキシステム１において、コントロールバルブユニット８が通電されないため、アキュムレータ７に蓄圧された作動油がコントロールバルブユニット８を通って油圧シリンダ４に供給され、油圧シリンダ４によりブレーキユニット３が作動する。その結果、フォークリフト２は、ブレーキがかかった状態となり、緊急停止する。

このようなフォークリフト２において、主バッテリ１０の充電は、イグニッションキー２８及び非常停止リレー４２が切れている状態で実施される。ただし、イグニッションキー２８及び非常停止リレー４２が切れている状態では、コンタクタ１１が遮断されている。

そこで、作業者は、主バッテリ１０の充電を行うときは、充電器１２のプラグ差込口２１に充電プラグ２０を差し込んだ状態で、無効化スイッチ４５をＯＮ操作する。すると、非常停止リレー４２が切れている状態が無効化される。そして、スイッチボックス２５の充電開始ボタンを押すと、主制御用コントローラ１３によりコンタクタ１１が通電状態となる。このため、充電プラグ２０からの電力がコンタクタ１１を通って主バッテリ１０に供給されることで、主バッテリ１０が充電される。

図３は、比較例としての非常停止装置を備えたフォークリフトを示す概略構成図である。図３において、本比較例の非常停止装置１００は、上記の無効化スイッチ４５を有していない。運転切換スイッチ１６は、電気線３１，３２を介して主制御用コントローラ１３と接続されていると共に、電気線３３，３５を介して自動運転コントローラ１４と接続されている。また、非常停止装置１００では、緊急電源遮断回路４３は、電気線５２，５３を介して非常停止リレー４２と接続されている。

このような非常停止装置１００でも、コンタクタ１１が導通状態になっていないと、充電器１２により主バッテリ１０を充電することができない。このため、主バッテリ１０の自動充電を行うときは、電源スイッチ１９を入れて補助バッテリ１５からの電力を供給することで、自動運転コントローラ１４を立ち上げ、非常停止解除スイッチ４１を操作して非常停止を解除し、非常停止リレー４２を導通状態にし、コンタクタ１１を導通状態にする。主バッテリ１０の充電が完了した後は、主制御用コントローラ１３によりコンタクタ１１が遮断される。

しかし、主バッテリ１０の充電の完了後にコンタクタ１１が遮断されても、電源スイッチ１９が入ったままとなるため、作業者が電源スイッチ１９を落とさない限り、自動運転のためのセンサや冷却ファン等により、補助バッテリ１５の電力が消費され続ける。従って、例えば翌日が休日である場合には、電源スイッチ１９をそのまま放置しておくと、補助バッテリ１５が上がってしまう。

そのような課題に対し、本実施形態では、非常停止リレー４２によりフォークリフト２が非常停止される状態であることが検知されると、緊急電源遮断回路４３によりコンタクタ１１が遮断される。このため、主バッテリ１０と電気機器１８とが遮断された状態となる。その状態で、充電器１２により主バッテリ１０の充電を行う際には、無効化スイッチ４５によってコンタクタ１１の遮断を無効化することにより、コンタクタ１１が導通状態となる。このため、充電器１２によって、コンタクタ１１を介して主バッテリ１０の充電を行うことが可能となる。従って、コンタクタ１１を導通状態とするために電源スイッチ１９を入れて補助バッテリ１５の電力を供給しなくて済む。これにより、主バッテリ１０の充電完了後における補助バッテリ１５の上がりが防止される。

また、本実施形態では、運転切換スイッチ１６が自動運転に設定されている状態でも、無効化スイッチ４５がＯＮ状態において、自動運転を許可しないように切り換える切換部６０が備えられている。このため、主バッテリ１０の充電完了後に、無効化スイッチ４５をＯＦＦ操作することを忘れた状態で、自動運転を開始しようとしても、自動運転が実施されることはない。

また、本実施形態では、切換部６０が無効化スイッチ４５と連動しているので、切換部６０の回路構成が簡素化される。

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、専用の緊急電源遮断ボタン４４が備えられているが、特にその形態には限られず、複数の非常停止ボタン４０の何れか１つを緊急電源遮断ボタンとして代用してもよい。

また、上記実施形態では、切換部６０が無効化スイッチ４５と連動しているが、切換部６０としては、特にその形態には限られず、例えば無効化スイッチ４５とは別のスイッチで構成されていてもよい。

また、上記実施形態の非常停止装置１７は、手動運転と自動運転とが切り替え可能なフォークリフト２に搭載されているが、本発明は、自動運転のみを行うフォークリフトにも適用可能である。

また、上記実施形態の非常停止装置１７は、電動モータにより駆動される電動式のフォークリフト２に搭載されているが、本発明は、主バッテリ及び補助バッテリを備えていれば、エンジンにより駆動されるフォークリフトにも適用可能である。

また、本発明は、特にフォークリフト２には限られず、主バッテリ及び補助バッテリを備えると共に自動運転を行う車両であれば、適用可能である。

２…フォークリフト（車両）、１０…主バッテリ、１１…コンタクタ、１２…充電器、１４…自動運転コントローラ（自動運転制御装置）、１５…補助バッテリ、１６…運転切換スイッチ、１７…非常停止装置、４０…非常停止ボタン（検知部）、４２…非常停止リレー（検知部）、４３…緊急電源遮断回路（電源遮断部）、４４…緊急電源遮断ボタン（電源遮断スイッチ）、４５…無効化スイッチ、６０…切換部。

Claims (2)

1. 電気機器に電力を供給する主バッテリと、前記主バッテリと前記電気機器との接続を開閉するコンタクタと、前記コンタクタと接続され、前記主バッテリを充電するための充電器と、自動運転を行うように制御する自動運転制御装置と、前記自動運転制御装置に電力を供給する補助バッテリと、前記自動運転と手動運転とを切り換えるための運転切換スイッチとを具備した車両の非常停止装置であって、
   前記車両が非常停止される状態であるかどうかを検知する検知部と、
   前記検知部により前記車両が非常停止される状態であることが検知されたときに、前記コンタクタを遮断する電源遮断部と、
   前記コンタクタを遮断する動作を無効化するための無効化スイッチと、
   前記コンタクタを強制的に遮断するための電源遮断スイッチと、
   前記無効化スイッチがＯＮ操作されたときに、前記運転切換スイッチが前記自動運転に設定されている状態でも、前記自動運転を許可しないように切り換える切換部とを備える車両の非常停止装置。
2. 前記切換部は、前記無効化スイッチと連動している請求項１記載の車両の非常停止装置。

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