JP2008296602A - 荷役車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】荷役対象物の軽重に関わらず、荷役車両の旋回を正確に制御することが可能な荷役車両の制御装置を提供する。
【解決手段】ＣＰＵは、最初に、記憶装置に記憶されている制御プログラムに基づいて、ステアリングモータの駆動制御を開始する。次に、ＣＰＵは、後輪の操舵指示角と、ステアリングポテンショメータから与えられる後輪の現在の操舵角との差ｘを算出する。次いで、ＣＰＵは、算出した上記差ｘが、記憶装置に記憶されているしきい値よりも大きいか否かを判別する。算出した差ｘがしきい値よりも大きい場合、ＣＰＵはステアリングモータの回転数を上げるよう制御する。一方、算出した差ｘがしきい値以下の場合、ＣＰＵはステアリングモータの回転数を下げるよう制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、荷を載置して走行する荷役車両の制御装置に関する。

従来から、荷役対象物を搬送するための荷役車両の一例としてフォークリフトが用いられている（例えば、特許文献１参照）。フォークリフトは、荷役対象物を例えばトラックに積載する場合に多く用いられている。

通常、フォークリフトの本体部である車台の前方にはマストが立設されている。このマストは昇降キャリッジを昇降可能に保持している。昇降キャリッジには、荷役対象物を載置するフォークが取り付けられている。

また、フォークリフトの車台には、一対の前輪と一対の後輪とが設けられており、当該後輪が駆動輪として構成されており、当該後輪が操舵も担う操舵輪として構成されている。
特開２００３−２４１８３７号公報

しかしながら、次のような問題が生じている。すなわち、フォーク上に載置された荷役対象物の重量が大きい場合、操舵輪である後輪の輪重が小さくなる。その結果、予め設定される操舵指示角に対して実際の操舵角が大きくなる場合がある。この場合、フォークリフトが過度に旋回（小回り）してしまう。

これに対して、フォーク上に載置された荷役対象物の重量が小さい場合、操舵輪である後輪の輪重が大きくなる。その結果、操舵指示角に対して実際の操舵角が小さくなる場合がある。この場合、フォークリフトが大回りしてしまう。

このように、従来のフォークリフトにおいては、荷役対象物の重量に起因した輪重の変化に伴って、所望の旋回を実現することが困難である。

上記の課題に鑑みて、本発明の目的は、荷役対象物の軽重に関わらず、荷役車両の旋回を正確に制御することが可能な制御装置およびこれを備えた荷役車両を提供することである。

第１の発明に係る制御装置の要旨とするところは、無人の荷役車両の操舵輪の操舵角を、駆動手段を介して制御する荷役車両の制御装置であって、予め設定された前記操舵輪の操舵指示角およびしきい値を記憶する記憶装置と、前記記憶装置に記憶された前記操舵指示角と前記操舵輪の操舵角との差を算出し、算出した当該差と前記しきい値との比較に基づいて前記駆動手段を制御するＣＰＵとを備えた荷役車両の制御装置であることにある。

第２の発明に係る制御装置の要旨とするところは、有人の荷役車両の操舵輪の操舵角を、駆動手段を介して制御する荷役車両の制御装置であって、しきい値を記憶する記憶装置と、運転者によるハンドルの切角度を検出して得られる操舵指示角と前記操舵輪の操舵角との差を算出し、算出した当該差と前記しきい値との比較に基づいて前記操舵輪の操舵角を大きくする、または小さくするように前記駆動手段を制御するＣＰＵとを備えた荷役車両の制御装置であることにある。

前記第１の発明または第２の発明の制御装置においては、前記駆動手段は、ステアリングモータにより構成され、前記ＣＰＵは、前記差が前記しきい値よりも大きい場合に、前記ステアリングモータの回転数を上げるよう制御し、前記差が前記しきい値以下である場合に、前記ステアリングモータの回転数を下げるよう制御し得る。

本発明によれば、操舵指示角と操舵輪の実際の操舵角との差を算出し、当該差と記憶装置に記憶されたしきい値との比較に基づいて、駆動手段が制御される。このような構成により、上記差がしきい値よりも大きい場合における荷役車両の大回りを未然に防止することができ、上記差がしきい値以下である場合における当該荷役車両の小回りを未然に防止することが可能となる。

したがって、荷役対象物の軽重に関わらず、換言すれば、当該荷役対象物の重量に起因して操舵輪の輪重が変化する場合においても、本発明に係る制御装置により荷役車両が所望の旋回を行えるよう制御することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態に係る制御装置およびこれを備えた荷役車両の詳細について図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では、上記荷役車両の一例として、荷役対象物を搬送するフォークリフトを用いる場合について説明する。

図１は、本実施の形態に係る重量検出方法を用いるフォークリフト１００の構成を示す模式的側面図である。なお、フォークリフト１００の走行方向の前方および後方を、それぞれ図中に矢印Ｆおよび矢印Ｒにより示す。また、車台（後述）の前部とは矢印Ｆの方向を向く車台の部分であり、車台の後部とは矢印Ｒの方向を向く車台の部分である。また、図１のフォークリフト１００では運転者が描かれているが、本フォークリフト１００は無人用及び有人用の双方の機能を備えたフォークリフト１００であって、本実施例では運転者が乗車して運転しない無人のフォークリフト１００として説明し、次の実施例で運転者が乗車してハンドル操作をしながら運転する有人のフォークリフト１００として説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係るフォークリフト１００は、本体部である車台１を有する。この車台１の前部には、当該車台１の上側に延出するマスト２が設けられている。

上記のマスト２は、昇降キャリッジ３を昇降可能に保持する。それにより、昇降キャリッジ３は、マスト２の長さ方向に沿って昇降される。また、昇降キャリッジ３にはフォーク４が取り付けられている。このフォーク４上に荷役対象物Ｗが載置される。このような構成により、荷役対象物Ｗはフォーク４上に載置されつつ昇降キャリッジ３により昇降される。

車台１上の前部には、後で詳述する電磁クラッチ５を収納するクラッチボックス６が設けられている。また、クラッチボックス６上には、制御装置７および作業者が操作するステアリングハンドル８が設けられている。クラッチボックス６内には、ハンドルポテンショメータ８ａが設けられている。なお、上記の制御装置７の構成部の詳細については後述する。

ハンドルポテンショメータ８ａは、作業者によりステアリングハンドル８が操作された場合における当該ステアリングハンドル８の切角度を検出する。

車台１の前部および後部には、それぞれ一対の前輪９および一対の後輪１０が設けられている。本実施の形態において、一対の前輪９は駆動輪であり、図示しない車軸を介して車台１に取り付けられている。また、一対の後輪１０は操舵を担う操舵輪である。

前輪９の各々には、エンコーダ９ａが取り付けられている。エンコーダ９ａは前輪９の回転数を検出する。これにより、フォークリフト１００の走行距離が得られる。

後輪１０の近傍の車台１には、ステアリングポテンショメータ１１が設けられている。このステアリングポテンショメータ１１は、後輪１０の操舵角（切角度）を検出する。そして、ステアリングポテンショメータ１１は検出した後輪１０の操舵角を、制御装置７内の後述するＣＰＵ（中央演算処理装置）に与える。

車台１の内部にはステアリングモータ（駆動手段）１２が設けられている。このステアリングモータ１２にはステアリング機構１３が接続されている。ステアリング機構１３は一対の後輪１０を旋回（操舵）させる動作を行う。

車台１の前部の下方にはガイドセンサ１４が取り付けられており、当該車台１の後部の下方にはガイドセンサ１５が取り付けられている。これらのガイドセンサ１４，１５は、フォークリフト１００の自動制御時（無人搬送時）に、所定の走行ガイドからの走行ズレを検出する。なお、上記走行ガイドは例えば磁石から構成され、ガイドセンサ１４，１５は当該磁石の磁力を検出する。

ここで、上記の電磁クラッチ５は、フォークリフト１００の自動制御時に、ステアリングハンドル８とステアリングモータ１２との接続を切り離す。これにより、フォークリフト１００の自動制御および手動制御が切り替えられる。

フォークリフト１００の自動制御時においては、後述のＣＰＵが制御プログラムに基づいて、ステアリングモータ１２の回転動作を制御することによって、後輪１０の旋回動作が制御される。

これに対して、フォークリフト１００の手動制御時、すなわち、作業者がフォークリフト１００を操作する場合には、ハンドルポテンショメータ８ａにより検出されたステアリングハンドル８の切角度が、後述のＣＰＵに与えられる。そして、ＣＰＵは、与えられた上記切角度に基づいてステアリングモータ１２の回転動作を制御する。これにより、自動制御時と同様に、後輪１０の旋回動作が制御される。

続いて、上述の制御装置７の構成について図面を参照しながら説明する。

図２は、図１の制御装置７の構成部を示すブロック図である。図２に示すように、制御装置７は、ＣＰＵ７０、記憶装置７１、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）７２、およびＲＯＭ（リードオンリメモリ）７３を含む。

記憶装置７１は、ハードディスク装置等から構成され、自動制御時における後輪１０の旋回動作を制御する制御プログラム、すなわちステアリングモータ１２の回転動作を制御する制御プログラム、予め設定される後述のしきい値、および各種データ等を記憶する。

上記の制御プログラムは、ＣＤ（コンパクトディスク）ドライブ、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）ドライブ、またはＦＤ（フレキシブルディスク）ドライブ等からなる記録媒体駆動装置を介して読み込まれ、記憶装置７１に記憶される。上記制御プログラムを通信回線等の通信媒体を介して記憶装置７１にダウンロードしてもよい。

ＣＰＵ７０は、記憶装置７１に記憶された上記制御プログラムをＲＡＭ７２上で実行する。ＲＯＭ７３は半導体メモリ等から構成され、フォークリフト１００のシステムプログラムを記憶する。

上述したように、ハンドルポテンショメータ８ａは、ステアリングハンドル８の切角度をＣＰＵ７０に与え、ステアリングポテンショメータ１１は、後輪１０の操舵角を検出し当該ＣＰＵ７０に与える。

ここで、後輪１０の操舵角は、例えば０．５秒のサンプリング時間で検出される。すなわち、ＣＰＵ７０がステアリングモータ１２に駆動指示を与え、当該ステアリングモータ１２が駆動することにより後輪１０が旋回を始めてから０．５秒後における操舵角が、上記後輪１０の操舵角として用いられる。なお、上記サンプリング時間は任意に設定することができる。

ＣＰＵ７０は、ハンドルポテンショメータ８ａから与えられた後輪１０の操舵角に基づいて、ステアリングモータ１２を駆動制御する。詳細について以下に説明する。

次いで、フォークリフト１００の自動制御時および手動制御時におけるＣＰＵ７０の制御処理について図面を参照しながら説明する。

図３は、フォークリート１００の自動制御時におけるＣＰＵ７０の制御処理を示すフローチャートである。

図３に示すように、ＣＰＵ７０は、最初に、記憶装置７１に記憶されている制御プログラムに基づいて、ステアリングモータ１２の駆動制御を開始する（ステップＳ１）。

次に、ＣＰＵ７０は、予め設定され記憶装置７１に記憶されている後輪１０の操舵指示角と、ステアリングポテンショメータ１１から与えられる後輪１０の現在の操舵角との差ｘを算出する（ステップＳ２）。

本実施の形態において、上記ステップＳ１の処理が開始されてからステップＳ２の処理が行われるまでの時間は、予め任意に設定することができ、例えば０．１秒である。

次いで、ＣＰＵ７０は、算出した上記差ｘが、記憶装置７１に記憶されているしきい値よりも大きいか否かを判別する（ステップＳ３）。当該しきい値は、フォークリフト１００が走行する走行路の状態または後輪１０の摩耗状態等に基づいて、予め任意に設定することができる。算出した差ｘがしきい値よりも大きい場合、ＣＰＵ７０は、ステアリングモータ１２の回転数を上げるよう制御する（ステップＳ４）。

つまり、差ｘがしきい値よりも大きいということは、後輪１０の旋回遅れが生じている状態を示している。この場合、荷役対象物Ｗの重量は小さく、当該後輪１０の輪重は大きいこととなる。よって、後輪１０が大回りしないように、ＣＰＵ７０は、ステアリングモータ１２の回転数を上げ、後輪１０の旋回動作を促進する。

例えば、しきい値が１０°および操舵指示角が５０°に設定されており、実際の後輪１０の操舵角が３０°である場合、差ｘは２０°となる。したがって、差ｘがしきい値よりも大きいので、ＣＰＵ７０はステアリングモータ１２の回転数を上げる。

次に、ＣＰＵ７０は、上記差ｘが０となったか否かを判別する（ステップＳ５）。差ｘが０となった場合、ＣＰＵ７０は本例の処理を終了し、差ｘが０となっていない場合、ＣＰＵ７０は、上記ステップＳ４の処理に戻り、当該ステップＳ４およびステップＳ５の処理を繰り返す。なお、差ｘが０となった場合には、操舵指示角と実際の操舵角とが等しくなっているので、フォークリフト１００は所望の旋回を行うことが可能となる。

上述のステップＳ３の処理において、算出した差ｘがしきい値以下の場合、ＣＰＵ７０は、ステアリングモータ１２の回転数を下げるよう制御する（ステップＳ６）。

つまり、差ｘがしきい値以下であるということは、将来において後輪１０が過度に旋回してしまうことを暗示している。この場合、荷役対象物Ｗの重量は大きく、当該後輪１０の輪重は小さいこととなる。よって、後輪１０が小回りにしないように、ＣＰＵ７０は、ステアリングモータ１２の回転数を下げ、後輪１０の旋回動作を抑制する。

そして、ＣＰＵ７０は、上記差ｘが０となったか否かを判別する（ステップＳ７）。差ｘが０となった場合、ＣＰＵ７０は本例の処理を終了し、差ｘが０となっていない場合、ＣＰＵ７０は、上記ステップＳ６の処理に戻り、当該ステップＳ６およびステップＳ７の処理を繰り返す。

図４は、別の実施例であるフォークリフト１００の手動制御時におけるＣＰＵ７０の制御処理を示すフローチャートである。

図４に示すように、ＣＰＵ７０は、最初に、ハンドルポテンショメータ８ａから与えられるステアリングハンドル８の切角度に基づいて、ステアリングモータ１２の駆動制御を開始する（ステップＳ１１）。

次に、ＣＰＵ７０は、後輪１０の操舵指示角と、ステアリングポテンショメータ１１から与えられる後輪１０の現在の操舵角との差ｘを算出する（ステップＳ１２）。ここで、手動制御の場合、自動制御の場合のように予め設定された操舵指示角がない。このため、手動制御の場合は正確性は欠けるものの、例えば９０度曲がるために運転者が回したハンドルからハンドルポテンショメータ８ａによりハンドルの切角度を得ることにより、後輪１０（操舵輪）のおよその操舵指示角を決定し、この操舵指示角と、ステアリングポテンショメータ１１から与えられる後輪１０の現在の操舵角との差ｘを算出するものである。。

次いで、ＣＰＵ７０は、算出した上記差ｘが、記憶装置７１に記憶されているしきい値よりも大きいか否かを判別する（ステップＳ１３）。算出した差ｘがしきい値よりも大きい場合、ＣＰＵ７０は、ステアリングモータ１２の回転数を上げるよう制御する（ステップＳ１４）。

次に、ＣＰＵ７０は、上記差ｘが０となったか否かを判別する（ステップＳ１５）。差ｘが０となった場合、ＣＰＵ７０は本例の処理を終了し、差ｘが０となっていない場合、ＣＰＵ７０は、上記ステップＳ１４の処理に戻り、当該ステップＳ１４およびステップＳ１５の処理を繰り返す。

上述のステップＳ１３の処理において、算出した差ｘがしきい値以下の場合、ＣＰＵ７０は、ステアリングモータ１２の回転数を下げるよう制御する（ステップＳ１６）。

そして、ＣＰＵ７０は、上記差ｘが０となったか否かを判別する（ステップＳ１７）。差ｘが０となった場合、ＣＰＵ７０は本例の処理を終了し、差ｘが０となっていない場合、ＣＰＵ７０は、上記ステップＳ１６の処理に戻り、当該ステップＳ１６およびステップＳ１７の処理を繰り返す。

（本実施の形態における効果）

このように、本実施の形態においては、操舵指示角と後輪１０の実際の操舵角との差ｘを算出し、当該差ｘと記憶装置７１に記憶されたしきい値との比較結果に基づいて、ステアリングモータ１２の回転数が制御される。このような構成により、上記差ｘがしきい値よりも大きい場合におけるフォークリフト１００の大回りを未然に防止することができ、上記差ｘがしきい値以下である場合における当該フォークリフト１００の小回りを未然に防止することが可能となる。

したがって、荷役対象物Ｗの軽重に関わらず、換言すれば、当該荷役対象物Ｗの重量に起因して後輪１０の輪重が変化する場合においても、制御装置７によりフォークリフト１００が所望の旋回を行えるよう制御することが可能となる。

上記実施の形態においては、制御装置７を、荷役車両の一例としてフォークリフト１００に用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、トラック等の貨物自動車にも同様に用いることができる。

以上、本発明に係る制御装置およびこれを備えた荷役車両の態様を説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づき種々の改良、修正又は変形を加えた態様で実施し得るものであり、これらの態様はいずれも本発明の技術的範囲に属するものである。

本発明に係る制御装置は、フォークリフトを一例とする各種荷役車両に有効に利用することができる。

本実施の形態に係る制御装置を用いるフォークリフトの構成を示す模式的側面図である。 図１の制御装置の構成部を示すブロック図である。 フォークリートの自動制御時におけるＣＰＵの制御処理を示すフローチャートである。 フォークリフトの手動制御時におけるＣＰＵの制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車台
２ マスト
３ 昇降キャリッジ
４ フォーク
５ 電磁クラッチ
６ クラッチボックス
７ 制御装置
８ ステアリングハンドル
８ａ ハンドルポテンショメータ
９，９ｂ 前輪
９ａ エンコーダ
１０，１０ａ 後輪
１１ ステアリングポテンショメータ
１２ ステアリングモータ
１３ ステアリング機構
７０ ＣＰＵ
７１ 記憶装置
１００ フォークリフト
Ｗ 荷役対象物

Claims (3)

1. 無人の荷役車両の操舵輪の操舵角を、駆動手段を介して制御する荷役車両の制御装置であって、
   予め設定された前記操舵輪の操舵指示角およびしきい値を記憶する記憶装置と、
   前記記憶装置に記憶された前記操舵指示角と前記操舵輪の操舵角との差を算出し、算出
   した当該差と前記しきい値との比較に基づいて前記操舵輪の操舵角を大きくする、または小さくするように前記駆動手段を制御するＣＰＵとを備えたことを特徴とする荷役車両の制御装置。
2. 有人の荷役車両の操舵輪の操舵角を、駆動手段を介して制御する荷役車両の制御装置であって、
   しきい値を記憶する記憶装置と、
   運転者によるハンドルの切角度を検出して得られる操舵指示角と前記操舵輪の操舵角との差を算出し、算出した当該差と前記しきい値との比較に基づいて前記操舵輪の操舵角を大きくする、または小さくするように前記駆動手段を制御するＣＰＵとを備えたことを特徴とする荷役車両の制御装置。
3. 前記駆動手段は、ステアリングモータにより構成され、
   前記ＣＰＵは、前記差が前記しきい値よりも大きい場合に、前記ステアリングモータの回転数を上げるよう制御し、前記差が前記しきい値以下である場合に、前記ステアリングモータの回転数を下げるよう制御することを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の荷役車両の制御装置。

Images