JP3109995B2 - 昇降装置の制御装置及び方法 - Google Patents

昇降装置の制御装置及び方法

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JP3109995B2
JP3109995B2 JP08272914A JP27291496A JP3109995B2 JP 3109995 B2 JP3109995 B2 JP 3109995B2 JP 08272914 A JP08272914 A JP 08272914A JP 27291496 A JP27291496 A JP 27291496A JP 3109995 B2 JP3109995 B2 JP 3109995B2
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一海 西沢
豊 泉田
均 藤澤
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株式会社パブコ
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60P—VEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P1/00—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading
    • B60P1/44—Vehicles predominantly for transporting loads and modified to facilitate loading, consolidating the load, or unloading having a loading platform thereon raising the load to the level of the load-transporting element
    • B60P1/4471—General means for controlling movements of the loading platform, e.g. hydraulic systems

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は貨物等を積み降ろし
するための昇降装置の制御に関し，特に，テールゲート
の昇降作動の制御装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は，貨物トラック自動車の後部に装
着された従来の一般的な昇降装置を示したものである。
この種の昇降装置は概して，複数の昇降用シリンダと複
数の開閉用シリンダから成る機構により荷受台（概して
テールゲート）を開閉及び昇降させるようなものであ
る。
【０００３】図３は，該昇降装置の昇降機構の一部を拡
大したものである。昇降装置30の昇降機構は，テールゲ
ート31，リフトシリンダ32，メインアーム36，及び取付
ブラケット38から成る。リフトシリンダ32の一端はピン
34でメインアーム36と枢着され，他端はピン39で取付ブ
ラケット38に枢着されている。メインフレーム36の一端
はピン33でテールゲート31と枢着され，他端はピン35で
取付ブラケット38に枢着されている。取付ブラケットは
車体シャーシ37に溶接されている。
【０００４】テールゲート31の上昇または下降動作は，
ピン33，33’，35及び35’の作る平行四辺形のリンク機
構によって支配される。ピン33’及び35’の間にはテー
ルゲートを開閉するためのチルトシリンダ（図示せず）
が枢着されている。該チルトシリンダはテールゲートの
昇降作動中にその長さを固定することでメインアーム36
とともに平行リンクを保持する機能を有する。上昇工程
では，油圧ポンプからリフトシリンダ32の一方の油室に
作動油が供給されてリフトシリンダ32のピストンが伸長
し，テールゲート31は平行リンクを保持しながら徐々に
(b)から(a)の位置まで立ち上がる。逆に下降工程では，
リフトシリンダ32の一方の油室内の作動油が油圧ポンプ
に還流されシリンダ内の圧力が下がってピストンが元に
戻り，該テールゲート31は平行リンクを保持しながら徐
々に(a)から(b)の位置まで下がってくる。このように，
昇降装置30の昇降動作はリフトシリンダ32のピストンの
往復運動により実行されている。
【０００５】リフトシリンダ32の上記動作は，油圧ポン
プ，該油圧ポンプを駆動するための電動モータ，及びソ
レノイドバルブ等から成るパワーユニット並びに電気的
な制御装置によって，制御される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の昇降装置ではテ
ールゲートの昇降速度は積荷の重量により変化するため
その正確な制御が困難であった。そのため始動時及び停
止時の衝撃が大きく，荷物が損傷するという問題があっ
た。
【０００７】また，テールゲートの接地時の衝撃は荷物
ばかりかテールゲートへもダメージを与えるため，装置
の寿命及びメンテナンスコストの点から問題であった。
【０００８】さらに，従来の昇降装置では，テールゲー
トを中途停止させる際は作業者が手動で行っており，目
標位置に達するまで何度も始動及び停止が繰り返される
ことによりその衝撃が大きく装置寿命の短縮の原因にも
なっていた。
【０００９】さらにまた，従来の昇降装置のテールゲー
トの急始動及び急停止は荷役作業の安全性の観点から改
善すべき問題であった。
【００１０】そこで，本願の目的は，積荷の重量に無関
係に昇降工程を通じてテールゲートを正確に緩始動及び
緩停止させるような昇降装置の制御を与えることであ
る。
【００１１】また，本願の他の目的は，テールゲートの
接地時の衝撃を緩和し，貨物及びテールゲートへのダメ
ージを最小限にする昇降装置の制御を与えることであ
る。
【００１２】さらに，本願の他の目的は，任意の設定高
さにテールゲートを自動的に緩停止させることが可能で
あり，その任意の高さからの上昇工程においてもテール
ゲートを最高点で緩停止させることが可能な昇降装置の
制御を与えることである。
【００１３】さらにまた，本願発明の他の目的は，荷役
作業の安全性が高くしかもコストの安い昇降装置の制御
を与えることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本出願に係る昇降装置用の制御装置及び方法は以下の
手段及び工程から成る。
【００１５】少なくとも一つの昇降用油圧シリンダ及び
少なくとも一つの開閉用油圧シリンダにより昇降及び回
動可能に支持されたテールゲートから成る昇降装置にお
いて，該テールゲートの昇降動作を制御するための制御
装置は，(a)パワーユニットであって，油圧ポンプと，
前記油圧ポンプを駆動させるための電動モータと，前記
油圧シリンダへ作動油を供給しまたは遮断するための少
なくとも一つのバルブ手段と，から成るパワーユニット
と，(b)前記油圧シリンダ内の圧力を測定するための圧
力センサと，(c)少なくとも一つの外部スイッチと，(d)
前記圧力センサ及び前記外部スイッチからの入力信号に
応答して，前記電動モータ及び前記バルブ手段に制御信
号を送るためのコントローラと，から成り，前記テール
ゲートは昇降工程を通じて緩始動及び緩停止することを
特徴とする。
【００１６】該制御装置の前記バルブ手段は，前記油圧
ポンプと各前記油圧シリンダの間に設けられたメインバ
ルブと，前記メインバルブと前記開閉用油圧シリンダと
の間に設けられたチルトバルブと，前記メインバルブと
前記昇降用油圧シリンダとの間に設けられたリフトバル
ブと，から成る。
【００１７】また，少なくとも一つの昇降用油圧シリン
ダ及び少なくとも一つの開閉用油圧シリンダにより昇降
及び回動可能に支持されたテールゲートから成る昇降装
置において，該テールゲートの昇降速度を制御するコン
トローラは，圧力センサ及びタイマーからの信号に応答
して矩形波信号を発振する処理装置と，該矩形波信号に
同期してスイッチングする半導体スイッチと，から成
り，前記処理装置により生成される矩形波のデューティ
比を変化させることによりバルブまたは電動モータの動
作速度を制御可能としたことを特徴とする。
【００１８】一方，少なくとも一つの昇降用油圧シリン
ダ及び少なくとも一つの開閉用油圧シリンダにより昇降
及び回動可能に支持されたテールゲートから成る昇降装
置において，該テールゲートの下降工程を制御するため
の方法は，前記テールゲートの下降動作を緩始動させ徐
々に下降速度を増加させる工程と，基準点からの前記テ
ールゲートの位置を一次元の位置座標としてリアルタイ
ムに決定する工程と，前記テールゲートの前記位置座標
が所定の値以上になったとき，該テールゲートを緩作動
させる工程と，から成る。
【００１９】上記方法の前記テールゲートの位置座標を
リアルタイムに決定する工程は，具体的には昇降用シリ
ンダ内の圧力及びデューティ比より該昇降用シリンダの
一方の油室から流れ出す単位時間当たりの作動油の流量
を算出し，該流量から前記テールゲートの下降速度を計
算する工程と，速度と時間のグラフを積分し移動距離を
算出する工程と，予め記憶しておいた下降開始点の位置
座標及び前記移動距離より，現在の位置座標を算出する
工程と，から成る。
【００２０】当該方法において，前記緩始動，緩作動ま
たは緩停止は，好適には，油圧ポンプのバルブ開閉デュ
ーティ比を変化させることにより実行する。
【００２１】また当該方法は，さらに前記昇降用シリン
ダ内の圧力が所定の値以下になったとき，下降動作を全
停止させ，その後テールゲートを徐々に前傾斜させる工
程を含むことができる。
【００２２】一方，少なくとも一つの昇降用油圧シリン
ダ及び少なくとも一つの開閉用油圧シリンダにより昇降
及び回動可能に支持されたテールゲートから成る昇降装
置において，該テールゲートの上昇工程を制御するため
の方法は，前記テールゲートの上昇動作を緩始動させ徐
々に上昇速度を増加させる工程と，基準点からの前記テ
ールゲートの位置を一次元の位置座標としてリアルタイ
ムに決定する工程と，前記テールゲートの前記位置座標
が所定の値以下になったとき，該テールゲートを緩作動
させながら緩停止させる工程と，から成る。
【００２３】当該方法の前記テールゲートの位置座標を
リアルタイムに決定する工程は，具体的には昇降用シリ
ンダ内の圧力及びデューティ比からテールゲートの上昇
速度を計算する工程と，速度と時間のグラフを積分し移
動距離を算出する工程と，予め記憶しておいた上昇開始
点の位置座標及び前記移動距離より，現在の位置座標を
算出する工程と，から成る。
【００２４】また当該方法において，前記緩始動，緩作
動または緩停止は，好適には油圧ポンプを駆動する電動
モータの印加電圧を変化させることにより実行する。
【００２５】さらに，少なくとも一つの昇降用油圧シリ
ンダ及び少なくとも一つの開閉用油圧シリンダにより昇
降及び回動可能に支持されたテールゲートから成る昇降
装置において，該テールゲートの上昇工程を制御するた
めの他の方法は，前記テールゲートの上昇動作を緩始動
させ徐々に上昇速度を増加させる工程と，前記テールゲ
ートの位置座標と上昇速度から緩作動開始時間を決定す
る工程と，該緩作動開始時間になったとき前記テールゲ
ートを緩作動させながら緩停止させる工程と，から成
る。
【００２６】当該方法において，前記緩作動時間を決定
する工程は，具体的には昇降用シリンダ内の圧力及びデ
ューティ比からテールゲートの上昇速度を計算する工程
と，速度と時間のグラフを積分し移動距離を算出する工
程と，予め記憶しておいた上昇開始点の位置座標及び前
記移動距離より，基準点からの現在の位置座標を算出す
る工程と，前記上昇速度及び前記位置座標から所望の地
点に到着するまでの時間を計算し，緩作動開始時間を決
定する工程と，から成る。
【００２７】該方法において，前記緩始動，緩作動また
は緩停止は，好適には油圧ポンプを駆動する電動モータ
の印加電圧を変化させることにより実行する。
【００２８】
【発明の実施の形態】図１は，少なくとも一つの昇降用
油圧シリンダ及び少なくとも一つの開閉用油圧シリンダ
により昇降及び回動可能に支持されたテールゲートから
成る昇降装置において，該テールゲートの昇降動作を制
御するための制御装置の好適実施例のシステム回路図で
ある。システムは昇降用のリフトシリンダ1，開閉用の
チルトシリンダ2，油圧ポンプ6，電動モータ5，圧力セ
ンサ3，コントローラ7，メインバルブ4，チルトバルブ
8，リフトバルブ9，外部スイッチ10，11，電源12，フラ
イホイール・ダイオード13，油吐出口ポート14，15，1
6，17，及びオイルタンク18から成る。リフトシリンダ1
及びチルトシリンダ2の作動用動力源として，油圧ポン
プ6，電動モータ5，メインバルブ4，及びコントローラ7
にてパワーユニット19が構成されている。リフトシリン
ダ1及びチルトシリンダ2は油圧式シリンダであり，油圧
ポンプ6から供給される作動油によりピストンを往復運
動させる。メインバルブ4，チルトバルブ8及びリフトバ
ルブ9はソレノイドバルブでありその動作はコントロー
ラ7からの出力信号により制御される。チルトバルブ8の
一端はチルトシリンダ2の一方の油室に，他端はメイン
バルブ4に接続されている。またリフトバルブ9の一端は
リフトシリンダ1の一方の油室に，他端はメインバルブ4
に接続されている。圧力センサ3は圧力を電気信号に換
える圧電素子から成り，圧力の大きさによって信号レベ
ルが異なるようなアナログ素子である。圧力センサ3の
一端はリフトシリンダ1のリフトバルブ9付近に，他端は
コントローラ7の入力端子に接続されている。他の付加
的圧力センサをチルトシリンダ2の内部圧力を感知する
よう補助的に使用することもできる。外部スイッチ10及
び11は直列に接続され，いずれかがオフされれば装置全
体が全停止する構成となっている。外部スイッチは一般
のボタンスイッチであり，運転席と荷台後部にそれぞれ
配置される。また外部スイッチは単一でも良く，また３
つ以上が直列に接続されていてもよい。コントローラ7
は以下に詳説する複数の手段から成り，圧力センサ3及
び外部スイッチ10，11からの信号に応答して，電動モー
タ5，メインバルブ4，チルトバルブ8，及びリフトバル
ブ9に制御信号を送信する。フライホイール・ダイオー
ド13は電動モータ5がオフされた直後のサージ電圧を吸
収する役割を果たす。電動モータ5と油圧ポンプ6はカッ
プリング（図示せず）により結合されている。
【００２９】電動モータ5により油圧ポンプ6が回転駆動
されると，オイルタンク18内の作動油がメインバルブ4
を介して油吐出口ポート14または15から吐き出される。
吐き出された作動油はチルトバルブ8またはリフトバル
ブ9を介してチルトシリンダ2またはリフトシリンダ1の
それぞれの一方の油室に送られピストンを押し出す。そ
の際もう一方の油室から流出された作動油は油吐出口ポ
ート16，17及びメインバルブ4を介して，オイルタンク1
8に還流される。リフトシリンダ1から流出された作動油
は油吐出口ポート17を介して直接オイルタンク18に還流
されてもよい。
【００３０】本出願に係る制御装置の第１の特徴は，圧
力センサ3を有する点である。該圧力センサ3はテールゲ
ートの昇降工程を通じてリフトシリンダ1内の圧力を感
知しその圧力の大きさに応じた信号をアナログ的にコン
トローラ7に送信する。後述するように，当該圧力セン
サ3からの信号に応答して，コントローラ7が電動モータ
5，メインバルブ4，チルトバルブ8，及びリフトバルブ9
をリアルタイムに制御する。
【００３１】本出願に係る制御装置の第２の特徴は，後
述するコントローラ7を含む点である。上記圧力センサ3
と組み合わせることで，昇降装置のテールゲートは昇降
工程を通じて常に緩始動及び緩停止することが可能とな
る。
【００３２】本出願に係る制御装置の第３の特徴は，メ
インバルブ4，チルトバルブ8，及びリフトバルブ9の計
３つのバルブ構成をとる点である。しかも，図１に示さ
れるように，チルトバルブ8及びリフトバルブ9はチルト
シリンダ2及びリフトシリンダ1にそれぞれ近接配置さ
れ，それぞれの一方の油室に直結されているのである。
このようなバルブ構成により，チルトシリンダ及びリフ
トシリンダが独立に制御可能となり，またもし通油管に
亀裂等が生じても，急激な油圧低下による事故の発生も
防止できる。
【００３３】図４は，本出願に係る昇降装置用のコント
ローラ7の好適実施例のブロック図である。本出願に係
るコントローラ7は中央演算処理装置（ＣＰＵ）42，波
形変換器43，半導体スイッチ45，メモリ49，タイマー40
及びインタフェイス41，44から成る。圧力センサ3から
のアナログ信号がインタフェイス41を介してデジタル変
換されCPU42に入力される。CPU42はタイマー40からのク
ロック信号に同期して上記圧力センサ3からの信号を受
信する。また外部スイッチ10，11からのオン／オフ信号
もCPU42に入力される。CPU42は圧力センサ3及びタイマ
ー40からの信号に応答し，メモリ49(ROM)に予めインプ
ットされたプログラムに従ってテールゲートの位置座標
をリアルタイムに解析しかつ電動モータ用制御信号及び
ソレノイドバルブ用制御信号46及び47を出力する。電動
モータ用またはソレノイドバルブ用の制御信号46は波形
変換器43により矩形波48に変換される。一方，バルブ用
の制御信号47はインタフェイス44を介して，それぞれの
ソレノイドバルブへ制御信号として送信される。波形変
換器43で生成された矩形波48は半導体スイッチ45をスイ
ッチングする。矩形波48の周波数は半導体スイッチのス
イッチング周波数と完全に一致し，両者は同期してい
る。
【００３４】図５は，本出願に係るコントローラ7によ
るリフトバルブ及び電動モータの作動制御原理を示した
ものである。(A)は図４の波形変換器43で生成された矩
形波の一部を示したものである。波の山部分はモータ電
源オン（またはリフトバルブ開）状態を，谷部分はモー
タ電源オフ（またはリフトバルブ閉）状態をそれぞれ表
している。図のT0は波の１周期を表し，T1は１周期の内
でモータ電源がオン（またはリフトバルブ開）状態すな
わち電圧を印加している（またはリフトバルブを開放し
ている）時間間隔を示す。ここでD=T1/T0*100(%)で定義
されるDはデューティ比と呼ばれ，印加電圧の平均値
（またはリフトバルブの平均断面積）を表す量である。
例えば電動モータの場合，２００ボルトの電源を使用し
デューティ比を５０％にすると，印加電圧の平均値は１
００ボルトとなる。矩形波の周波数を変化させれば，デ
ューティ比も同時に変化させることができる。一般に直
流電動モータの回転速度は印加電圧に比例するから，矩
形波のデューティ比を制御することで電動モータの回転
速度を制御することが可能となるのである。同様に矩形
波のデューティ比を制御することでリフトバルブの断面
積を制御することができる。
【００３５】さて，昇降装置のテールゲートの昇降動作
の制御に上記原理を応用したのが図１に示されるところ
の本出願に係る制御装置である。図５(B)は，テールゲ
ートの昇降動作に伴うデューティ比の時間的変化を示し
たものである。実際のテールゲートの昇降工程を例にと
り図３とともに以下説明する。
【００３６】まず下降工程では，外部スイッチ10または
11の下降ボタンが押されて閉路状態になると，メインバ
ルブ4が開放され，デューティ比は０％から徐々に上昇
するよう制御される。リフトバルブ9は閉止状態と開放
状態をゆっくり繰り返し徐々に開閉周期を短縮してい
く。図３のテールゲート31は(a)の位置からゆっくり下
降し始め徐々に下降速度を増して行く。時刻t1にはデュ
ーティ比は１００％になりリフトバルブは全開状態とな
る。テールゲート31は時刻t1からt2まで等速運動する。
時刻t2を過ぎると，デューティ比が下降するように制御
され，リフトバルブ9の断面積が絞られてテールゲート3
1の下降速度は徐々に減少する。時刻t3（図３では(b)の
接地位置）で接地状態を感知した圧力センサ3からの信
号に応答してデューティ比は０％に制御され，リフトバ
ルブ9が閉じられる。その直後，今度はチルトバルブ8が
開かれ作動油がチルトシリンダ2の一方の油室からメイ
ンバルブ4を介してオイルタンク18に還流される。同時
にチルトシリンダ2の他方の油室に作動油が流入し，ピ
ストンが収縮する。その結果テールゲート31はゆっくり
前傾斜して停止する（図３では(b)から(c)へ）。最後に
メインバルブ4及びチルトバルブ8を閉じて装置を全停止
させる。
【００３７】一方，上昇工程では，外部スイッチ10また
は11の上昇ボタンが押されて閉路状態になると，リフト
バルブ9及びメインバルブ4が開放され，デューティ比は
０％から徐々に上昇するよう制御される。電動モータは
停止状態からゆっくり回転を始め徐々に回転速度を増し
ていく。図３のテールゲート31は(b)の位置からゆっく
り上昇を始め徐々に上昇速度を増して行く。時刻t1には
デューティ比は１００％になり電源電圧が直接電動モー
タに印加された状態となる。テールゲート31は時刻t1か
らt2まで等速運動する。時刻t2を過ぎると，デューティ
比が下降するように制御され，テールゲート31の上昇速
度は徐々に減少する。時刻t3（図３では(a)の最高点位
置）でデューティ比は０％に制御され，リフトバルブ9
及びメインバルブ4が閉じられた後，装置全体が全停止
する。
【００３８】次に，上記制御装置を使った昇降装置の制
御方法について説明する。
【００３９】図７は本出願に係るテールゲートの昇降動
作の制御方法の好適実施例を示したものである。少なく
とも一つの昇降用油圧シリンダ及び少なくとも一つの開
閉用油圧シリンダにより昇降及び回動可能に支持された
テールゲートから成る昇降装置において，該テールゲー
トの下降工程を制御する方法は，外部スイッチがオンさ
れメインバルブを開放すると同時にタイマーをクリアす
る工程70と，デューティ比を徐々に上昇させてリフトバ
ルブの開閉周期を徐々に短縮させる工程71と，タイマー
からのクロックに同期して圧力センサからの信号及びデ
ューティ比を観測しそこからテールゲートの移動距離ｘ
を計算する工程72と，メモリに記憶されたテールゲート
の初期座標ｘ0と該移動距離ｘから現在の位置座標ｘ＋
ｘ0を算出し該位置座標が所定値以上であるかどうかを
判断する工程73と，当該位置座標が所定値以上である場
合にデューティ比を減少させてリフトバルブを緩作動さ
せる工程74と，圧力センサによる検知圧力が１０kg/cm2
以下であるかどうかを判断する工程75と，圧力が１０kg
/cm2以下である場合にリフトバルブを閉じてチルトバル
ブを開きテールゲートをゆっくり前傾斜させる工程76
と，すべてのバルブを閉じて装置を全停止させる工程77
と，停止と同時に停止位置座標をメモリに記憶させる工
程78と，から成る。下降工程の途中で圧力センサによる
検知圧力が１０kg/cm2以下になったときは，強制的に装
置が全停止75’する。たとえば，下降中にテールゲート
が障害物と接触したような場合に装置が緊急停止する。
ただし，この場合は上記工程76と異なり，テールゲート
は前傾斜せずにそのままの状態で停止する。また，外部
スイッチが強制的にオフされても装置が全停止79する。
本実施例において，位置座標の所定値及び圧力のしきい
値は任意に選択可能である。また，ここでは位置座標の
基準点を最高点にとっているが，最低点に設定すること
も可能である。上記工程はテールゲートの位置座標また
はリフトバルブの圧力がそれぞれの所定値に達するまで
繰り返される。
【００４０】本方法の工程71及び74を図５(C)とともに
説明する。図５(C)は，下降工程でのテールゲートの位
置座標とデューティ比との関係を略示したものである。
ｘ0はテールゲートの初期座標を表す。ｘ0は通常は最高
点を表しその座標はゼロである。外部スイッチがオンさ
れ工程71でデューティ比が増加するにしたがいテールゲ
ートが徐々に下降し始める（図５(C)でｘ0からｘ1）。
ｘ1の座標まで下降したときデューティ比は１００％と
なり，リフトバルブが全開の状態となる。テールゲート
はｘ1からｘ2まで等速運動する。ここでｘ2は工程73の
所定値に設定されている。圧力センサ及びタイマーから
の信号に応答して工程73でテールゲートがｘ2の位置に
達したことが判断され，工程74でデューティ比は減少し
始める（ｘ2からｘmへ）。次に工程75でテールゲートが
接地したことが確認され，工程76でチルト動作し，工程
77で装置が全停止する。最後に工程78で停止位置ｘmが
メモリに記憶される。
【００４１】次に本方法の工程72を図６(A)とともに説
明する。図６(A)はテールゲートの下降工程における下
降速度と時間の関係を示したグラフである。工程72にお
いて，まずタイマーからの一定周期のクロックに応答し
てリフトバルブの圧力及びデューティ比が観測される。
上記したように下降工程において該デューティ比はバル
ブの断面積を表す。したがって，時刻ｔ，圧力ｐ，断面
積ｓから作動油の時刻ｔにおける単位時間あたりの流量
Ｄが計算できる。作動油は非圧縮性流体であるので単位
時間当たりの流量Ｄからテールゲートの下降速度ｖを次
に決定できる。すなわち，時刻ｔにおけるテールゲート
の下降速度ｖはリフトバルブの圧力とデューティ比から
一義的に決まる。さらに図６(A)のように時刻ｔと速度
ｖの関係を表したグラフを積分し移動距離ｘを正確に計
算する。最後にメモリ内の初期座標値ｘ0を検索して時
刻ｔでの位置座標ｘ0＋ｘを正確に算出する。図６(A)に
おいて，時刻ｔ1まではデューティ比が増加してテール
ゲートの下降速度が徐々に上昇する。時刻ｔ1からｔ2ま
ではデューティ比が１００％でありテールゲートは等速
運動する。時刻ｔ2でテールゲートの位置座標が所定値
以上になるとデューティ比が減少しテールゲートの速度
も減少する。時刻ｔ3でテールゲートが接地したことが
確認され緩停止する。
【００４２】本方法の第１の特徴はバルブの開閉周期を
変化させることで緩始動及び緩停止を制御している点で
ある。
【００４３】本方法の第２の特徴はテールゲートの位置
座標を正確に把握し，該位置座標から緩停止のタイミン
グを正確に計っている点である。したがって，積み荷の
重量に無関係に動作制御が可能である。
【００４４】本方法の第３の特徴はテールゲートの接地
を感知して装置全体が自動的に全停止する点である。
【００４５】さて次に，図８に示されるのは，本出願に
係るテールゲートの上昇工程の制御方法である。少なく
とも一つの昇降用油圧シリンダ及び少なくとも一つの開
閉用油圧シリンダにより昇降及び回動可能に支持された
テールゲートから成る昇降装置において，該テールゲー
トの上昇工程を制御する方法は，外部スイッチがオンさ
れタイマーをクリアすると同時にメインバルブ及びリフ
トバルブを開放する工程80と，デューティ比を徐々に増
加させて電動モータの回転速度を徐々に増加させる工程
81と，タイマーからのクロックに同期して圧力センサか
らの信号及びデューティ比を観測しそこからテールゲー
トの移動距離ｘ’を計算する工程82と，メモリに記憶さ
れたテールゲートの初期座標ｘ0’と該移動距離ｘ’か
ら現在の位置座標ｘ0’−ｘ’を算出し該位置座標が所
定値以下であるかどうかを判断する工程83と，該位置座
標が所定値以下である場合にデューティ比を減少させて
電動モータを緩作動させる工程84と，位置座標ｘ0’−
ｘ’がゼロであるかどうかを判断する工程85と，位置座
標ｘ0’−ｘ’がゼロである場合にリフトバルブ及びメ
インバルブを閉じて装置を全停止させる工程86と，停止
と同時に停止位置座標をメモリに記憶させる工程87と，
から成る。上昇工程の途中で外部スイッチが強制的にオ
フされると，装置全体が全停止88する。本実施例におい
て，位置座標の所定値は任意に選択可能である。また，
ここでは位置座標の基準点を最高点にとっているが，最
低点に設定することも可能である。上記工程はテールゲ
ートの位置座標が各所定値に達するまで繰り返される。
【００４６】本方法の工程81及び84を図５(D)とともに
説明する。図５(Ｄ)は，上昇工程でのテールゲートの位
置座標とデューティ比との関係を略示したものである。
ｘ0’はメモリ内に記憶されたテールゲートの初期座標
を表す。ｘ0’は通常はテールゲートが接地した状態の
最低点の位置座標を表す。外部スイッチがオンされ工程
81でデューティ比が増加するにしたがいテールゲートが
徐々に上昇し始める（図５(D)でｘ0’からｘ2’へ）。
ｘ2’の座標まで上昇したときデューティ比は１００％
となり，電動モータに電源電圧が印加された状態とな
る。テールゲートはｘ2’からｘ1’まで等速運動する。
ここでｘ1’は工程83の所定値に設定されている。圧力
センサ及びタイマーからの信号に応答して工程83でテー
ルゲートがｘ1’の位置に達したことが判断され，工程8
4でデューティ比は減少し始める（ｘ1’からｘm’
へ）。次に工程85でテールゲートが最高点に達したこと
が確認され，工程86で装置が全停止する。最後に工程87
で停止位置ｘm’がメモリに記憶される。
【００４７】次に本方法の工程82を図６(B)とともに説
明する。図６(B)はテールゲートの上昇工程における上
昇速度と時間の関係を示したグラフである。工程82にお
いて，まずタイマーからの一定周期のクロックに応答し
てリフトバルブの圧力及び電動モータのデューティ比が
観測される。上記したように上昇工程において該デュー
ティ比は電動モータの回転速度を表す。該回転速度は油
圧ポンプの送油量と比例しているので，時刻ｔ，圧力
ｐ，回転速度ωから作動油の時刻ｔにおける単位時間あ
たりの流量Ｄが計算できる。作動油は非圧縮性流体であ
るので単位時間当たりの流量Ｄからテールゲートの上昇
速度ｖを次に決定できる。すなわち，時刻ｔにおけるテ
ールゲートの上昇速度ｖはリフトバルブの圧力とデュー
ティ比から一義的に決まる。さらに図６(B)のように表
した時刻ｔと速度ｖとの関係のグラフを積分し移動距離
ｘ’を正確に計算する。最後にメモリ内の初期座標値ｘ
0’を検索して時刻ｔでの位置座標ｘ0’−ｘ’を正確に
算出する。図６(B)において，時刻ｔ4まではデューティ
比が増加してテールゲートの上昇速度が徐々に増加す
る。時刻ｔ4からｔ5まではデューティ比が１００％であ
りテールゲートは等速運動する。時刻ｔ5でテールゲー
トの位置座標が所定値以下になるとデューティ比が減少
しテールゲートの速度も減少する。時刻ｔ6でテールゲ
ートが最高点に達したことが確認され緩停止する。
【００４８】本方法の第１の特徴は電動モータの印加電
圧を変化させることで緩始動及び緩停止を制御している
点である。
【００４９】本方法の第２の特徴はテールゲートの位置
座標を正確に把握し，該位置座標から緩停止のタイミン
グを正確に計っている点である。したがって，積み荷の
重量に無関係に動作制御が可能である。
【００５０】本方法の第３の特徴はテールゲートが最高
点に達したことを位置座標で感知して装置全体が自動的
に全停止する点である。
【００５１】図９は本出願に係るテールゲートの上昇工
程の制御方法の他の実施例を示したものである。少なく
とも一つの昇降用油圧シリンダ及び少なくとも一つの開
閉用油圧シリンダにより昇降及び回動可能に支持された
テールゲートから成る昇降装置において，該テールゲー
トの上昇工程を制御する方法は，外部スイッチがオンさ
れタイマーをクリアし同時にメインバルブ及びリフトバ
ルブを開放する工程90と，デューティ比を徐々に増加さ
せて電動モータの回転速度を徐々に増加させる工程91
と，タイマーからのクロックに同期して圧力センサから
の信号及びデューティ比を観測しそこからテールゲート
の移動速度ｖを計算する工程92と，タイマーからの時刻
ｔとテールゲートの移動速度ｖより緩作動開始時刻及び
停止時刻を計算する工程93と，時刻が緩作動開始時刻で
あるかどうかを判断する工程94と，時刻が緩作動開始時
刻に達したときデューティ比を減少させて電動モータを
緩作動させる工程95と，時刻が停止時刻に達したかどう
かを判断する工程96と，時刻が停止時刻である場合にリ
フトバルブ及びメインバルブを閉じて装置を全停止させ
る工程97と，から成る。上昇工程の途中で外部スイッチ
が強制的にオフされると，装置全体が全停止98する。ま
た，緩作動開始時間は任意に選択可能である。上記工程
は時刻が所定の各時刻に達するまで繰り返される。
【００５２】工程92において，テールゲートの移動速度
ｖは上記図８で説明した方法と全く同様に計算できる。
図８の方法との違いは，重要なのがある時刻ｔでのテー
ルゲートの速度ｖであって，位置座標ｘ0’−ｘ’では
ない点である。工程93において，緩作動開始時刻ｔ5は
図６(B)のｔ4からｔ6までの間に存在するように設定さ
れる。緩作動開始時刻ｔ5は，図６(B)のグラフから図形
的に決定することができる。すなわち，図６(A)のグラ
フの面積と図６(B)のグラフの面積が同一となるようｔ5
及びｔ6が決定されるのである。
【００５３】本方法の第１の特徴は電動モータの印加電
圧を変化させることで緩始動及び緩停止を制御している
点である。
【００５４】本方法の第２の特徴はテールゲートの移動
速度を正確に把握することにより緩作動開始時刻及び停
止時刻を求め，緩停止のタイミングを正確に計っている
点である。したがって，積み荷の重量に無関係に動作制
御が可能である。
【００５５】本方法の第３の特徴はテールゲートが最高
点に達したことを時間で感知して装置全体が自動的に全
停止する点である。
【００５６】図１０は本願に係る上記制御方法の実行例
を示したものである。図１０(A)は，空のテールゲート
を接地するまで下降させ，荷物を積載して最高点まで上
昇させる作業工程を示している。本願に係る制御方法に
したがって，リフトバルブがデューティ制御され，テー
ルゲートはゆっくり下降を始める。移動距離ｘが計算さ
れてテールゲートの位置座標が決定される。(A)の場合
には初期座標ｘ0はゼロである。位置座標（すなわち移
動距離ｘ）が所定値（例えば１００cm）以上になるとリ
フトバルブが再びデューティ制御され緩作動を開始す
る。接地と同時にリフトバルブの圧力が１０kg/cm2以下
となり，テールゲートはチルト作動して前傾斜する。そ
の後装置が全停止し，最後に停止位置ｘmが記憶され
る。(A)の場合ｘmは最高点から最低点までの最大移動距
離を表す。荷物をテールゲートに積載した後，タイマー
をクリアしバルブを開いて電動モータをデューティ制御
する。テールゲートは緩始動しゆっくり上昇し始める。
移動距離ｘ’が計算されてテールゲートの位置座標が決
定される。この場合初期座標ｘ0’はさきほど記憶した
ｘmである。位置座標（すなわちｘm−ｘ’）が所定値
（例えば５０cm）以下になると電動モータが再びデュー
ティ制御され緩作動を開始する。テールゲートが最高点
に達する（すなわち位置座標がゼロとなる）と同時に装
置が全停止する。最後に停止位置ｘm’を先ほどと同じ
メモリにオーバーライトし記憶する。この場合ｘm’は
ゼロである。このように停止する度にテールゲートの初
期座標は更新される。
【００５７】次に図１０(B)は，空のテールゲートを途
中まで下降させ，荷物を積載して最高点まで上昇させる
工程を示している。リフトバルブがデューティ制御さ
れ，テールゲートはゆっくり下降を始める。移動距離ｘ
が計算されてテールゲートの位置座標が決定される。
(B)の場合には初期座標ｘ0はゼロである。位置座標（す
なわち移動距離ｘ）が所定値（例えば５０cm）以上にな
るとリフトバルブが再びデューティ制御され緩作動を開
始する。作業者は外部スイッチを操作して所望の位置に
テールゲートを緩停止することができる。最後に停止位
置ｘmを記憶する。荷物をテールゲートに積載した後，
タイマーをクリアしバルブを開いて電動モータをデュー
ティ制御する。テールゲートは緩始動しゆっくり上昇し
始める。移動距離ｘ’が計算されてテールゲートの位置
座標が決定される。この場合初期座標ｘ0’はさきほど
記憶したｘmである。位置座標（すなわちｘm−ｘ’）が
所定値（例えば３０cm）以下になると電動モータが再び
デューティ制御され緩作動を開始する。テールゲートが
最高点に達する（すなわち位置座標がゼロとなる）と同
時に装置が全停止する。最後に停止位置ｘm’を先ほど
と同じメモリにオーバーライトし記憶する。この場合ｘ
m’はゼロである。
【００５８】さらに図１０(C)は，空のテールゲートを
途中まで下降させ，荷物を積載してそのまま接地するま
で下降させ，他の荷物を積載した後最高点まで上昇させ
る工程を示している。リフトバルブがデューティ制御さ
れ，テールゲートはゆっくり下降を始める。移動距離ｘ
が計算されてテールゲートの位置座標が決定される。こ
の場合の初期座標ｘ0はゼロである。位置座標（すなわ
ち移動距離ｘ）が所定値（例えば５０cm）以上になると
リフトバルブが再びデューティ制御され緩作動を開始す
る。作業者は外部スイッチを操作して所望の位置にテー
ルゲートを緩停止することができる。最後に停止位置ｘ
m1を記憶する。荷物をテールゲートに積載した後，再び
テールゲートを下降させる。タイマーをクリアしメイン
バルブを開いてリフトバルブをデューティ制御する。テ
ールゲートは再びゆっくり下降を始める。移動距離ｘが
計算されてテールゲートの位置座標が決定される。この
場合の初期座標ｘ0はさきほどメモリに記憶したｘm1で
ある。位置座標（すなわち移動距離ｘm1＋ｘ）が所定値
（例えば１００cm）以上になるとリフトバルブが再びデ
ューティ制御され緩作動を開始する。テールゲートの接
地と同時にリフトバルブの圧力が１０kg/cm2以下とな
り，チルト作動したのち装置が全停止する。最後に停止
位置ｘm2を記憶する。他の荷物をテールゲートに積載し
た後，タイマーをクリアしバルブを開いて電動モータを
デューティ制御する。テールゲートは緩始動しゆっくり
上昇し始める。移動距離ｘ’が計算されてテールゲート
の位置座標が決定される。この場合初期座標ｘ0’はさ
きほど記憶したｘm2である。位置座標（すなわちｘm2−
ｘ’）が所定値（例えば５０cm）以下になると電動モー
タが再びデューティ制御され緩作動を開始する。テール
ゲートが最高点に達する（すなわち位置座標がゼロとな
る）と同時に装置が全停止する。最後に停止位置ｘm’
を先ほどと同じメモリにオーバーライトし記憶する。こ
の場合ｘm’はゼロである。
【００５９】
【発明の効果】本出願に係る制御装置及び制御方法によ
って，積み荷の重量と無関係に，テールゲートの昇降動
作を正確に緩始動及び緩停止させることが可能となり，
積荷への衝撃が緩和し荷役作業の安全性が向上した。
【００６０】また，本出願に係る制御装置及び制御方法
によって，昇降工程を通じて任意の高さでのテールゲー
トの緩停止及びそこからの緩始動が可能となり，積荷へ
の衝撃緩和及び荷役作業の安全性がさらに向上した。
【００６１】さらに，本出願に係る制御装置及び制御方
法によって，複雑な装置を使用することなく正確な制御
が実現でき，装置スペースの縮小及びコストの削減を達
成することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は，本出願に係る制御装置の好適実施例を
示したシステム回路図である。
【図２】図２は，貨物自動車に装着された状態の従来の
昇降装置を示す。
【図３】図３は，従来の昇降装置のテールゲートの昇降
機構を示す。
【図４】図４は，本出願に係るコントローラのブロック
図である。
【図５】図５は，本出願に係るコントローラによる制御
原理を略示したものである。
【図６】図６は，本出願に係る制御方法の実行例を示し
たものである。
【図７】図７は，本出願に係る下降工程の制御方法の好
適実施例のフローチャートである。
【図８】図８は，本出願に係る上昇工程の制御方法の他
の実施例のフローチャートである。
【図９】図９は，本出願に係る上昇工程の制御方法の他
の実施例のフローチャートである。
【図１０】図１０は，本出願に係る制御方法の実行例を
示したものである。
【符号の説明】
1 リフトシリンダ 2 チルトシリンダ 3 圧力センサ 4 メインバルブ 5 電動モータ 6 油圧ポンプ 7 コントローラ 8 チルトバルブ 9 リフトバルブ 10 運転席用外部スイッチ 11 車体後部用外部スイッチ 12 電源 13 フライホイール・ダイオード 14，15，16，17 油吐出口ポート 18 オイルタンク 19 パワーユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤澤 均 神奈川県海老名市柏ケ谷456番地 株式 会社パブコ内 (56)参考文献 特開 平７−137571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−26013（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−25546（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−63426（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−33746（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−173504（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−46075（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−26954（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−72247（ＪＰ，Ｕ) 米国特許5305680（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60P 1/44

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも一つの昇降用油圧シリンダ及び
    少なくとも一つの開閉用油圧シリンダにより昇降及び回
    動可能に支持された荷受台から成る昇降装置において，
    油圧ポンプによる前記荷受台の下降工程を制御するため
    の方法であって， 前記荷受台の下降動作を緩始動させ徐々に下降速度を増
    加させる工程と， 基準点からの前記荷受台の位置を一次元の位置座標とし
    てリアルタイムに決定する工程と， 前記荷受台の前記位置座標が所定の値以上になったと
    き，該荷受台を緩作動させながら緩停止させる工程と， から成り， 前記荷受台の位置座標をリアルタイムに決定する工程
    は，昇降用油圧シリンダ内の圧力，及び前記油圧ポンプ
    のバルブ開閉デューティ比より該昇降用油圧シリンダの
    一方の油室から流れ出す単位時間当たりの作動油の流量
    を算出し，該流量から前記荷受台の下降速度を計算する
    工程と，速度と時間のグラフを積分し移動距離を算出す
    る工程と，予め記憶しておいた下降開始点の位置座標及
    び前記移動距離より，現在の位置座標を算出する工程
    と，から成る， ところの方法。
  2. 【請求項２】 前記緩始動，緩作動または緩停止は，前
    記バルブ開閉デューティ比を変化させることにより実行
    する，請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記緩停止は，前記昇降用油圧シリンダ内
    の圧力が所定の値以下になったときに実行する，請求項
    １に記載の方法。
  4. 【請求項４】少なくとも一つの昇降用油圧シリンダ及び
    少なくとも一つの開閉用油圧シリンダにより昇降及び回
    動可能に支持された荷受台から成る昇降装置において，
    前記油圧ポンプによる前記荷受台の上昇工程を制御する
    ための方法であって， 前記荷受台の上昇動作を緩始動させ徐々に上昇速度を増
    加させる工程と， 基準点からの前記荷受台の位置を一次元の位置座標とし
    てリアルタイムに決定する工程と， 前記荷受台の前記位置座標が所定の値以下になったと
    き，該荷受台を緩作動させながら緩停止させる工程と， から成り， 前記荷受台の位置座標をリアルタイムに決定する工程
    は，昇降用油圧シリンダ内の圧力，及び前記油圧ポンプ
    を駆動する電動モータのデューティ比から荷受台の上昇
    速度を計算する工程と，速度と時間のグラフを積分し移
    動距離を算出する工程と，予め記憶しておいた上昇開始
    点の位置座標及び前記移動距離より，現在の位置座標を
    算出する工程と，から成る， ところの方法。
  5. 【請求項５】前記緩始動，緩作動または緩停止は，電動
    モータの印加電圧を前記デューティ比に基づいて変化さ
    せることにより実行する，請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】油圧ポンプにより作動する，少なくとも一
    つの昇降用油圧シリンダ及び少なくとも一つの開閉用油
    圧シリンダにより昇降及び回動可能に支持された荷受台
    から成る昇降装置において，油圧ポンプによる前記荷受
    台の上昇工程を制御するための方法であって， 前記荷受台の上昇動作を緩始動させ徐々に上昇速度を増
    加させる工程と， 前記荷受台の位置座標と上昇速度から緩作動開始時間を
    決定する工程と， 該緩作動開始時間になったとき前記荷受台を緩作動させ
    ながら緩停止させる工程と， から成り， 前記緩作動時間を決定する工程は，昇降用油圧シリンダ
    内の圧力，及び前記昇油圧ポンプを駆動する電動モータ
    のデューティ比から荷受台の上昇速度を計算する工程
    と，速度と時間のグラフを積分し移動距離を算出する工
    程と，予め記憶しておいた上昇開始点の位置座標及び前
    記移動距離より，基準点からの現在の位置座標を算出す
    る工程と，前記上昇速度及び前記位置座標から所望の地
    点に到着するまでの時間を計算し，緩作動開始時間を決
    定する工程と，から成る， ところの方法。
  7. 【請求項７】前記緩始動，緩作動または緩停止は，電動
    モータの印加電圧を前記デューティ比に基づいて変化さ
    せることにより実行する，請求項６に記載の方法。
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