JP2003063372A - リーチ型フォークリフトの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】精度の高いアンチスリップ制御が可能な制御装
置を提供する。 【解決手段】両前輪用エンコーダ２２，２３により、両
前輪の回転速度Ｖｌ，Ｖｒがそれぞれ検出され、検出さ
れた両前輪の回転速度Ｖｌ，Ｖｒ、両前輪及び駆動輪の
配置寸法、ポテンショメータ２４による操舵角θに基づ
き、導出部２６による演算により、駆動輪がスリップし
ないための第２、第３、第１の推定回転速度Ｖｄｌ，Ｖ
ｄｒ，Ｖｄｌｒが導出されると共に、これらの誤差Ｅｖ
ｄｌ，Ｅｖｄｒ，Ｅｖｄｌｒが演算により導出され、誤
差の最も小さくなる推定回転速度が目標回転速度Ｖｄｔ
として導出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、左右一対の前
輪、駆動輪及びキャスタ輪を備え、走行モータにより駆
動輪を駆動するリーチ型フォークリフトの制御装置に関
し、特にアンチスリップ制御の精度向上を図るものに関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、リーチ型フォークリフトは、図
４及び図５に示すように構成されている。即ち、リーチ
型フォークリフト１における車体２の前部の左右両端に
それぞれストラドルアーム３が前方に突設固定され、こ
れら両ストラドルアーム３間に、リフトシリンダ（図示
せず）により昇降されるフォーク４を案内するマスト５
が前後に移動可能に立設されている。また、両ストラド
ルアーム３それぞれには左右の前輪６ｌ，６ｒが回転自
在に取り付けられ、車体２の後部下方には１個の駆動輪
７が取り付けられると共に、車体２を支持し車体２の進
行に従動する２個のキャスタ輪８が取り付けられてい
る。

【０００３】更に、図４に示すように、車体２には、マ
スト５やフォーク４を動作させるための各種の油圧操作
レバー９が配設されると共に、駆動輪７を回転駆動する
ためのアクセラレータ１０が配設され、操舵用のステア
リングハンドル１１が配設されている。尚、図４には示
されていないが、運転者により操作されるブレーキペダ
ルが車体２に配設され、このブレーキペダルを踏み込ん
でいる間は、駆動輪７の駆動用走行モータの回転軸をロ
ックして駆動輪７に制動をかけるディスクブレーキから
成る駆動輪制動部がロック解除されて走行可能になり、
ブレーキペダルの踏み込みを解除すると、駆動輪制動部
により走行モータの回転軸がロックされて駆動輪７に制
動力がかかるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、リーチ型フ
ォークリフト１の場合、通常図５に示すように、駆動輪
７が車体２の中心を通る前後方向の中心線上には配置さ
れておらず、この中心線に対して左右（ここでは、左
方）にずれて配設されているため、駆動輪７のスリップ
が発生し易く、駆動輪７の制動力と車体２の慣性力によ
り、車体２に回転モーメントが作用して運転者の予期し
ない方向へ車体２が旋回し始めるなどの問題点があっ
た。

【０００５】このような駆動輪７のスリップを防止する
には、駆動輪７のスリップが発生すれば、駆動輪７の回
転速度を両前輪６ｌ，６ｒの回転速度に見合うように制
御すればよく、同様の制御として、乗用車におけるトラ
クションコントロールシステムがあるが、バッテリ式の
リーチ型フォークリフト１にもこの手法を適用すること
は可能である。このとき、駆動輪７がスリップしない目
標回転速度を計算してその速度になるように走行モータ
を制御する必要がある。

【０００６】しかしながら、この場合の目標回転速度
は、両前輪６ｌ，６ｒのいずれかの回転速度と操舵角に
基づいて計算されるため、ある操舵角付近において計算
誤差が非常に大きくなることがある。このように、従来
の目標回転速度の計算では、計算誤差が十分に評価され
ないため、車両の走行状況によっては計算した駆動輪７
の目標回転速度の誤差が大きくなりすぎ、アンチスリッ
プ制御の精度が悪く、駆動輪７のスリップを抑えること
ができずに駆動輪のタイヤ摩耗を招くという問題があっ
た。

【０００７】そこで、本発明は、精度の高いアンチスリ
ップ制御が可能な制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、左右一対の前輪、駆動輪及びキャス
タ輪を備え、走行モータにより前記駆動輪を駆動するリ
ーチ型フォークリフトの制御装置において、前記両前輪
の回転速度をそれぞれ検出する左、右前輪速度検出部
と、前記両前輪速度検出部によりそれぞれ検出される前
記両前輪の回転速度、並びに、前記両前輪及び前記駆動
輪の配置寸法に基づき、前記駆動輪がスリップしないた
めの推定回転速度を目標回転速度として演算により導出
する導出部とを備えていることを特徴としている。

【０００９】このような構成によれば、両前輪速度検出
部により、両前輪の回転速度がそれぞれ検出され、検出
された両前輪の回転速度並びに、両前輪及び駆動輪の配
置寸法に基づき、導出部により、駆動輪がスリップしな
いための推定回転速度が目標回転速度として演算により
導出されるため、従来のように操舵角の影響を受けず、
どのような走行状況であっても比較的安定した誤差の少
ない目標回転速度を得ることができ、駆動輪のスリップ
を確実に防止することができて駆動輪のタイヤ摩耗を抑
制することができる。

【００１０】また、本発明は、左右一対の前輪、駆動輪
及びキャスタ輪を備え、走行モータにより前記駆動輪を
駆動するリーチ型フォークリフトの制御装置において、
前記両前輪の回転速度をそれぞれ検出する左、右前輪速
度検出部と、前記駆動輪の操舵角を検出する操舵角検出
部と、前記両前輪速度検出部によりそれぞれ検出される
前記両前輪の回転速度、並びに、前記両前輪及び前記駆
動輪の配置寸法に基づき、前記駆動輪がスリップしない
ための第１の推定回転速度を演算し、前記左前輪速度検
出部により検出される前記左前輪の回転速度、前記操舵
角検出部により検出される操舵角、並びに、前記配置寸
法に基づき、前記駆動輪がスリップしないための第２の
推定回転速度を演算すると共に、前記右前輪速度検出部
により検出される前記右前輪の回転速度、前記操舵角、
並びに、前記配置寸法に基づき、前記駆動輪がスリップ
しないための第３の推定回転速度を演算し、前記第１な
いし第３の前記推定回転速度それぞれの誤差を演算し、
前記第１ないし第３の推定回転速度のうち前記誤差の最
も小さいものを前記目標回転速度として導出する導出部
とを備えていることを特徴としている。

【００１１】このような構成によれば、格納部の格納デ
ータから、現在の操舵角において第１ないし第３の推定
回転速度のうち誤差が最も小さくなるものを判断し、こ
れを目標回転速度として導出するため、さらに誤差の少
ない目標回転速度を得ることができ、駆動輪のスリップ
をいっそう確実に防止することができる。

【００１２】また、本発明は、前記駆動輪の全操舵角に
わたり、前記第１ないし第３の推定回転速度それぞれの
演算による前記誤差のうち、前記第１の推定回転速度の
前記誤差が最も小さくなる前記操舵角の範囲、前記第２
の推定回転速度の前記誤差が最も小さくなる前記操舵角
の範囲、前記第３の推定回転速度の前記誤差が最も小さ
くなる前記操舵角の範囲をそれぞれ予め求めて格納部に
格納しておき、前記導出部が、前記第１ないし第３の推
定回転速度のうち、前記操舵角検出部により検出される
現在の操舵角に対応する前記誤差の最も小さい前記推定
回転速度を前記目標回転速度とすることを特徴としてい
る。

【００１３】このような構成によれば、例えばＲＯＭ等
からなる格納部に予め操舵角に対応する配置寸法にかか
わる三角関数演算データを格納しておけばよいため、そ
の都度全演算により目標回転速度を求める必要がなく、
格納部から読み出した三角関数演算データを比例係数と
して目標回転速度を容易に算出することができ、導出部
の負担を軽減することができる。

【００１４】また、本発明は、前記駆動輪の回転速度を
検出する駆動輪速度検出部と、前記駆動輪速度検出部に
より検出される前記駆動輪の回転速度が前記導出部によ
り導出される前記目標回転速度になるように前記走行モ
ータを制御する制御部とを備えていることを特徴として
いる。

【００１５】このような構成によれば、車両の走行状況
に応じた駆動輪のスリップを確実に防止することができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態について図
１ないし図３を参照して説明する。但し、図１はブロッ
ク図、図２及び図３は動作説明図である。尚、本実施形
態におけるリーチ型フォークリフトの基本的な構成は、
図４及び図５に示すものと同じであるため、以下では図
４及び図５も参照して説明する。

【００１７】本実施形態におけるリーチ型フォークリフ
ト１には、図１に示すように、駆動輪７（図４及び図５
参照）の駆動用走行モータ２０、及びこのモータ２０を
駆動するチョッパ回路或いはインバータ回路から成るモ
ータドライバ２１が設けられ、両前輪６ｌ，６ｒの回転
速度Ｖｌ，Ｖｒをそれぞれ検出する左、右前輪速度検出
部としての左、右前輪用エンコーダ２２，２３が設けら
れると共に、駆動輪７の操舵角θを検出する操舵角検出
部としてのポテンショメータ２４が設けられ、駆動輪７
の実際の回転速度Ｖｄを検出する駆動輪速度検出部とし
ての駆動輪用エンコーダ２５が設けられている。

【００１８】更に、図１に示すように、演算により駆動
輪７がスリップしないための目標回転速度Ｖｄｔを演算
により導出する導出部２６が設けられ、駆動輪用エンコ
ーダ２５により検出される実際の回転速度Ｖｄが、導出
部２６による目標回転速度Ｖｄｔになるようにモータド
ライバ２１を制御して走行モータ２０を駆動する制御部
２７が設けられている。

【００１９】この導出部２６は、両前輪用エンコーダ２
２，２３によりそれぞれ検出される両前輪６ｌ，６ｒの
回転速度Ｖｌ，Ｖｒ、並びに、両前輪６ｌ，６ｒ及び駆
動輪７の配置寸法に基づき、第１の推定回転速度Ｖｄ１
を演算し、左前輪用エンコーダ２２により検出される左
前輪６ｌの回転速度Ｖｌ、ポテンショメータ２４により
検出される操舵角θ、並びに、両前輪６ｌ，６ｒ及び駆
動輪７の配置寸法に基づき、第２の推定回転速度Ｖｄ２
を演算し、右前輪用エンコーダ２３により検出される左
前輪６ｒの回転速度Ｖｒ、ポテンショメータ２４により
検出される操舵角θ、並びに、両前輪６ｌ，６ｒ及び駆
動輪７の配置寸法に基づき、第３の推定回転速度Ｖｄ３
を演算する。

【００２０】更に、導出部２６は、第１ないし第３の推
定回転速度Ｖｄｌｒ，Ｖｄｌ，Ｖｄｒの計算誤差Ｅｖｄ
ｌｒ，Ｅｖｄｌ，Ｅｖｄｒをそれぞれ演算し、第１ない
し第３の推定回転速度Ｖｄｌｒ，Ｖｄｌ，Ｖｄｒのう
ち、計算誤差Ｅｖｄｌｒ，Ｅｖｄｌ，Ｅｖｄｒが最も小
さくなるものを目標回転速度Ｖｄｔとして導出する。

【００２１】ところで、図２に示すように、車体２の瞬
時旋回中心が点Ｐである状態における駆動輪７の操舵角
をθとすると、そのときの第２、第３の推定回転速度Ｖ
ｄｌ，Ｖｄｒ及び第１の推定回転速度Ｖｄｌｒはそれぞ
れ、 Ｖｄｌ＝B・Vl／(Bcosθ+Alsinθ)… Ｖｄｒ＝B・Vr／(Bcosθ-Arsinθ)… Ｖｄｌｒ＝{(B・Vl-B・Vr)²+(Al・Vr+Ar・Vl)²}^1/2／(Al+Ar)… と表わされる。ここで、Ａｌ，Ａｒ，Ｂは、それぞれ図
２に示すような各寸法である。

【００２２】また、両前輪用エンコーダ２２，２３によ
りそれぞれ検出される両前輪６ｌ，６ｒの回転速度Ｖ
ｌ，Ｖｒの検出誤差の絶対値をそれぞれΔｖｌ，Δｖ
ｒ、操舵角θの検出誤差の絶対値をΔθとすると、第
２、第３の推定回転速度Ｖｄｌ，Ｖｄｒの計算誤差Ｅｖ
ｄｌ，Ｅｖｄｒ、及び第１の推定回転速度Ｖｄｌｒの計
算誤差Ｅｖｄｌｒは、 Ｅｖｄｌ＝{B・Δvl+｜Vdl(Bsinθ-Alcosθ)｜}Δθ／｜Bcosθ+Alsinθ｜… Ｅｖｄｒ＝{B・Δvr+｜Vdr(Bsinθ+Arcosθ)｜}Δθ／｜Bcosθ-Arsinθ｜… Ｅｖｄｌｒ=(｜VcAr/A+Vw・B^２/A^２｜Δvl+｜VcAl/A-VwB^２/A^２｜Δvr)／｜Vdlr ｜… と表わされる。但し、 Ｖｃ＝(Vl・Ar+Vr・Al)／A Ｖｗ＝Vl-Vr Ａ＝Al+Ar である。

【００２３】例えば、ある車種のリーチ型フォークリフ
ト１について、上記した〜式の演算により計算誤差
Ｅｖｄｌ，Ｅｖｄｒ，Ｅｖｄｌｒを導出した結果、それ
ぞれ図３中の１点鎖線、破線、実線に示すようになっ
た。図３によれば、実際の操舵角θが、(1) −１０゜≦
θ＜７０゜のときには、１点鎖線に示す計算誤差Ｅｖｄ
ｌが最も小さくなり、(2) −９５゜≦θ＜−１０゜のと
きには、破線に示す計算誤差Ｅｖｄｒが最も小さくな
り、(3) θ＜−９５゜及び７０゜≦θのときには、実線
に示す計算誤差Ｅｖｄｌｒが最も小さくなる。

【００２４】そこで、実際の操舵角θが、−１０゜≦θ
＜７０゜のときには、上記した式の演算により、第２
の推定回転速度Ｖｄｌを駆動輪７がスリップしないため
の目標回転速度Ｖｄｔとして導出する。また、実際の操
舵角θが、−９５゜≦θ＜−１０゜のときには、上記し
た式の演算により、第３の推定回転速度Ｖｄｒを駆動
輪７がスリップしないための目標回転速度Ｖｄｔとして
導出する。更に、実際の操舵角θが、θ＜−９５゜及び
７０゜≦θのときには、上記した式の演算により、第
１の推定回転速度Ｖｄｌｒを駆動輪７がスリップしない
ための目標回転速度Ｖｄｔとして導出するとよいことが
わかる。

【００２５】このように、両前輪用エンコーダ２２，２
３により、両前輪６ｌ，６ｒの回転速度Ｖｌ，Ｖｒがそ
れぞれ検出され、検出された両前輪６ｌ，６ｒの回転速
度Ｖｌ，Ｖｒ、両前輪６ｌ，６ｒ及び駆動輪７の配置寸
法、ポテンショメータ２４による操舵角θに基づき、導
出部２６により、〜式の演算により、駆動輪７がス
リップしないための第２、第３、第１の推定回転速度Ｖ
ｄｌ，Ｖｄｒ，Ｖｄｌｒが導出されると共に、これらの
誤差Ｅｖｄｌ，Ｅｖｄｒ，Ｅｖｄｌｒが上記した〜
式の演算により導出され、誤差の最も小さくなる推定回
転速度が目標回転速度Ｖｄｔとして導出される。

【００２６】従って、上記した実施形態によれば、駆動
輪７がスリップしないための目標回転速度Ｖｄｔとし
て、最も誤差の少ない値を得ることができ、駆動輪７の
実際の回転速度Ｖｄをその目標回転速度Ｖｄｔになるよ
うに走行モータ２０を制御することで、駆動輪７のスリ
ップを確実に防止することができて駆動輪７のタイヤ摩
耗を抑制することができる。

【００２７】なお、上記した実施形態では、上記した
〜の演算を行い、現在の操舵角θに応じて、誤差が最
も小さくなる推定回転速度を目標回転速度Ｖｄｔとして
導出する場合について説明したが、その車種についての
図３に示すような誤差Ｅｖｄｌ，Ｅｖｄｒ，Ｅｖｄｌｒ
のデータから、第１の推定回転速度Ｖｄｌｒの誤差Ｅｖ
ｄｌｒが最も小さくなる操舵角の範囲、第２の推定回転
速度Ｖｄｌの誤差Ｅｖｄｌが最も小さくなる操舵角の範
囲、第３の推定回転速度Ｖｄｒの誤差Ｅｖｄｒが最も小
さくなる操舵角の範囲をそれぞれ予め求めて、例えばＲ
ＯＭ等からなる格納部に格納しておき、導出部２６によ
り、第１ないし第３の推定回転速度Ｖｄｌｒ，Ｖｄｌ，
Ｖｄｒのうち、ポテンショメータ２４による現在の操舵
角θに対応する誤差の最も小さい推定回転速度を目標回
転速度Ｖｄｔとするようにしてもよい。

【００２８】こうすれば、その都度上記した〜の演
算を行って目標回転速度Ｖｄｔを求める必要がなく、操
舵角に対応して上記した、、式のどれかひとつだ
けを演算し、目標回転速度Ｖｄｔとして用いることで、
導出部２６の演算の負担を軽減することができる。

【００２９】更に、上記した実施形態では、操舵角検出
部であるポテンショメータ２４により検出した操舵角θ
を用いる場合について説明したが、ポテンショメータ２
４を使わない場合には、上記した式により演算される
第１の推定回転速度Ｖｄｌｒを駆動輪７の目標回転速度
Ｖｄｔとし、実際の駆動輪７の回転速度Ｖｄがこの目標
回転速度Ｖｄｔになるように、制御部２７により走行モ
ータ２０を制御しても構わない。

【００３０】この場合、操舵角θを用いずに、両前輪用
エンコーダ２２，２３によりそれぞれ検出される両前輪
６ｌ，６ｒの回転速度Ｖｌ，Ｖｒ、並びに、図２に示す
両前輪６ｌ，６ｒ及び駆動輪７の配置寸法Ａｌ，Ａｒ，
Ｂに基づいて推定回転速度Ｖｄｌｒを演算する上、図３
からもわかるように、上記した式による第１の推定回
転速度Ｖｄｌｒの誤差Ｅｖｄｌｒ（式の演算による）
は全操舵角にわたって小さい値となるため、どのような
車両の走行状況であっても、駆動輪７がスリップしない
ための目標回転速度Ｖｄｔとして誤差の少ない安定した
値を得ることができる。

【００３１】更に、ポテンショメータ２４が不要になる
分、操舵角θを用いて目標回転速度Ｖｄｔを導出する上
記した実施形態に比べて、構成が簡単で済むという利点
がある。

【００３２】また、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、両前輪速度検出部により、両前輪の回転速度が
それぞれ検出され、検出された両前輪の回転速度並び
に、両前輪及び駆動輪の配置寸法に基づき、導出部によ
り、駆動輪がスリップしないための推定回転速度が目標
回転速度として演算により導出されるため、従来のよう
に操舵角の影響を受けず、どのような走行状況であって
も比較的安定した誤差の少ない目標回転速度を得ること
ができ、駆動輪のスリップを確実に防止することができ
て駆動輪のタイヤ摩耗を抑制することができ、精度の高
いアンチスリップ制御が可能な制御装置を提供すること
ができる。

【００３４】また、請求項２に記載の発明によれば、格
納部の格納データから、現在の操舵角において第１ない
し第３の推定回転速度のうち誤差が最も小さくなるもの
を判断し、これを目標回転速度として導出するため、さ
らに誤差の少ない目標回転速度を得ることができ、駆動
輪のスリップをいっそう確実に防止することが可能にな
る。

【００３５】また、請求項３に記載の発明によれば、例
えばＲＯＭ等からなる格納部に予め一部の三角関数演算
データを格納しておけばよいため、目標回転速度を得る
ための導出部の負担を軽減することが可能になる。

【００３６】また、請求項４に記載の発明によれば、車
両の走行状況に応じた駆動輪のスリップを確実に防止す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態のブロック図である。

【図２】この発明の一実施形態の動作説明図である。

【図３】この発明の一実施形態の動作説明図である。

【図４】この発明の背景となるリーチ型フォークリフト
の斜視図である。

【図５】この発明の背景となるリーチ型フォークリフト
の概略を表わす平面図である。

【符号の説明】

１ リーチ型フォークリフト ６ｌ，６ｒ 左、右前輪 ７ 駆動輪 ２２，２３ 左、右前輪用エンコーダ（左、右前輪速度
検出部） ２４ ポテンショメータ（操舵角検出部） ２５ 駆動輪用エンコーダ（駆動輪速度検出部） ２６ 導出部 ２７ 制御部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右一対の前輪、駆動輪及びキャスタ輪
   を備え、走行モータにより前記駆動輪を駆動するリーチ
   型フォークリフトの制御装置において、 前記両前輪の回転速度をそれぞれ検出する左、右前輪速
   度検出部と、 前記両前輪速度検出部によりそれぞれ検出される前記両
   前輪の回転速度、並びに、前記両前輪及び前記駆動輪の
   配置寸法に基づき、前記駆動輪がスリップしないための
   推定回転速度を目標回転速度として演算により導出する
   導出部とを備えていることを特徴とするリーチ型フォー
   クリフトの制御装置。
2. 【請求項２】 左右一対の前輪、駆動輪及びキャスタ輪
   を備え、走行モータにより前記駆動輪を駆動するリーチ
   型フォークリフトの制御装置において、 前記両前輪の回転速度をそれぞれ検出する左、右前輪速
   度検出部と、 前記駆動輪の操舵角を検出する操舵角検出部と、 前記両前輪速度検出部によりそれぞれ検出される前記両
   前輪の回転速度、並びに、前記両前輪及び前記駆動輪の
   配置寸法に基づき、前記駆動輪がスリップしないための
   第１の推定回転速度を演算し、前記左前輪速度検出部に
   より検出される前記左前輪の回転速度、前記操舵角検出
   部により検出される操舵角、並びに、前記配置寸法に基
   づき、前記駆動輪がスリップしないための第２の推定回
   転速度を演算すると共に、前記右前輪速度検出部により
   検出される前記右前輪の回転速度、前記操舵角、並び
   に、前記配置寸法に基づき、前記駆動輪がスリップしな
   いための第３の推定回転速度を演算し、前記第１ないし
   第３の前記推定回転速度それぞれの誤差を演算し、前記
   第１ないし第３の推定回転速度のうち前記誤差の最も小
   さいものを前記目標回転速度として導出する導出部とを
   備えていることを特徴とするリーチ型フォークリフトの
   制御装置。
3. 【請求項３】 前記駆動輪の全操舵角にわたり、前記第
   １ないし第３の推定回転速度それぞれの演算による前記
   誤差のうち、前記第１の推定回転速度の前記誤差が最も
   小さくなる前記操舵角の範囲、前記第２の推定回転速度
   の前記誤差が最も小さくなる前記操舵角の範囲、前記第
   ３の推定回転速度の前記誤差が最も小さくなる前記操舵
   角の範囲をそれぞれ予め求めて格納部に格納しておき、
   前記導出部が、前記第１ないし第３の推定回転速度のう
   ち、前記操舵角検出部により検出される現在の操舵角に
   対応する前記誤差の最も小さい前記推定回転速度を前記
   目標回転速度とすることを特徴とする請求項２に記載の
   リーチ型フォークリフトの制御装置。
4. 【請求項４】 前記駆動輪の回転速度を検出する駆動輪
   速度検出部と、前記駆動輪速度検出部により検出される
   前記駆動輪の回転速度が前記導出部により導出される前
   記目標回転速度になるように前記走行モータを制御する
   制御部とを備えていることを特徴とする請求項１ないし
   ３のいずれかに記載のリーチ型フォークリフトの制御装
   置。