JP3161381B2

JP3161381B2 - 産業車両の揺動制御装置

Info

Publication number: JP3161381B2
Application number: JP27292997A
Authority: JP
Inventors: 和男石川; 隆希小川; 正勝鈴木; 忠山田
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 2001-04-25
Anticipated expiration: 2017-10-06
Also published as: CN1213620A; DE69800467D1; KR100315275B1; CA2249160A1; AU8424398A; AU708695B2; JPH11105524A; DE69800467T2; EP0908333B1; KR19990036657A; US6290245B1; CA2249160C; TW543559U; EP0908333A1; CN1071204C

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車軸を揺動可能に
設けた産業車両の揺動制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、フォークリフト等の産業車両で
は、車両の走行安定性と乗り心地を考慮して、後輪を支
持する車軸が車体フレームに対して揺動可能に取り付け
られている。しかし、このフォークリフトでは、当該フ
ォークリフトの旋回時に、遠心力による横向きの力を受
けて車体が傾くことになって、走行安定性が却って低下
する場合がある。

【０００３】そこで、特開昭５８−２１１９０３号公報
には、フォークリフトの旋回時に生じる遠心力を検出す
る旋回検出手段を設け、車両に働く遠心力の値が所定値
以上になると、前記揺動可能に支持された車軸を車軸固
定機構にて固定（ロック）する技術が開示されている。
このフォークリフトでは、フォークリフトに作用する遠
心力が所定値以上となった時、車軸がロックされること
で旋回時の車体の傾きが小さく抑えられ、安定した状態
で旋回することができる。

【０００４】また、車軸が揺動可能な状態で荷役作業を
行い、荷を積載した状態でフォークを高揚高にすること
により左右方向（ロール方向）の安定性が低下するのを
防止するため、荷有りで高揚高の場合に車軸の揺動を規
制する場合もある。

【０００５】この車軸のロックは、車体フレームと車軸
との間に配設されたダンパをロックすることによって行
う。即ち、ダンパが作動油の給排を行うことができない
ように当該ダンパに対して作動油を給排する管路を遮断
（閉塞）することによりダンパをロックして車軸をロッ
クする。また、前記管路を連通状態とすることによりダ
ンパのロック状態が解除され、車軸が揺動可能な状態と
なる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車軸を
ロックした状態からそのロックを解除すると、ダンパ内
の作動油の圧力が高まっている状態から急激に圧力が低
下するため、車軸が急に揺動を始める。従って、車軸の
ロック解除時におけるショックが大きくなるという問題
がある。特に車軸が傾いた状態で車軸をロックして、平
坦な路面でロックを解除する場合は、前記ショックが大
きくなる。

【０００７】また、特開昭５８−１８３３０７号公報に
は、チェック弁と固定絞り弁とからなるアブソーバニッ
プルを使用して車軸のロック解除時に車軸の揺動が急に
行われないようにする技術が開示されている。しかしな
がら、この技術では、チェック弁及び固定絞り弁の２つ
の弁を配管する必要があり、配管作業が複雑であるとい
う問題がある。

【０００８】また、本願出願人は前記ダンパに対して作
動油を給排する管路に電磁比例弁を設け、該電磁比例弁
を閉鎖状態とすることでダンパをロックして車軸をロッ
クさせ、開放状態とすることで車軸を揺動可能とすると
ともに、車軸のロック解除時にその開度を調整して急な
姿勢変化を防止する装置を提案している。しかし、電磁
比例弁を使用すると装置のコストが高くなるという問題
がある。

【０００９】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、車軸のロック解除時における
急な姿勢変化によるショックを回避でき、しかもコスト
を低く抑えることができる産業車両の揺動制御装置を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに請求項１に記載の発明では、車体フレームに対して
車軸を上下方向に揺動可能に支持した産業車両におい
て、前記車体フレームと車軸との間に配設され、前記車
軸の揺動に従って作動油を給排するダンパと、前記ダン
パに対して給排される作動油が流れる管路と、前記管路
の途中に設けられ、開状態及び閉状態に切換制御される
オン・オフソレノイド弁と、前記車軸の揺動速度を検出
する揺動速度検出手段と、所定のロック条件に従って前
記オン・オフソレノイド弁を開状態あるいは閉状態に切
換制御するとともに、前記車軸のロック解除時に、車軸
の揺動速度が所定値になるまでは前記オン・オフソレノ
イド弁をオン・オフ制御し、車軸の揺動速度が所定値以
下になったら前記オン・オフソレノイド弁を開状態に保
持するように制御する制御手段とを備えた。

【００１１】請求項２に記載の発明では、車体フレーム
に対して車軸を上下方向に揺動可能に支持した産業車両
において、前記車体フレームと車軸との間に配設され、
前記車軸の揺動に従って作動油を給排するダンパと、前
記ダンパに対して給排される作動油が流れる管路と、前
記管路の途中に設けられ、開状態及び閉状態に切換制御
されるオン・オフソレノイド弁と、所定のロック条件に
従って前記オン・オフソレノイド弁を開状態あるいは閉
状態に切換制御するとともに、前記車軸のロック解除時
に、予め設定されたオン・オフ切換時間で所定回数前記
オン・オフソレノイド弁のオン・オフ制御を行った後、
オン・オフソレノイド弁を開状態に保持するように制御
する制御手段とを備えた。請求項３に記載の発明では、
請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記所定
のロック条件は荷役状態に基づくロック条件である。

【００１２】

【００１３】従って、請求項１又は請求項２に記載の発
明では、車体フレームに対して揺動可能に支持された車
軸は、ダンパに対する作動油の給排が不能な状態、即ち
ダンパのロック状態において揺動不能に（固定）ロック
される。一方、ダンパに対する作動油の給排が可能な状
態において、車軸は車体フレームに対して揺動可能な状
態となる。管路の途中に設けられたオン・オフソレノイ
ド弁の切換作動により、管路が遮断状態及び連通状態に
切り換えられる。ノーマルクローズタイプのオン・オフ
ソレノイド弁ではオンのときに開状態となって管路が連
通状態となる。制御手段は産業車両が所定のロック条件
を満足する状態となったときにオン・オフソレノイド弁
を閉状態に切り換え、ロック条件を満足しない状態とな
ったときにオン・オフソレノイド弁を開状態に切り換え
る。そして、請求項１に記載の発明では、車軸のロック
解除時に車軸の揺動速度が所定値以下か否かを判断し、
車軸の揺動速度が所定値になるまでは前記オン・オフソ
レノイド弁をオン・オフ制御する。車軸の揺動速度が所
定値以下になったら前記オン・オフソレノイド弁はオン
状態に保持される。

【００１４】また、請求項２に記載の発明では、車軸の
ロック解除時に、オン・オフソレノイド弁は予め設定さ
れたオン・オフ切換時間で所定回数、開状態と閉状態と
に切り換えられる。その後、オン・オフソレノイド弁は
開状態に保持される。

【００１５】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
請求項２に記載の発明において、ロック解除時において
オン・オフソレノイド弁が繰り返しオン・オフ制御され
るのは、前記所定のロック条件が荷役状態に基づくロッ
ク条件の場合である。従って、ロック条件が横加速度や
ヨーレート変化率に基づく場合のロック解除時には、オ
ン・オフソレノイド弁は開状態に保持される。

【００１６】

【００１７】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、本発明を産業車両としての
フォークリフトに具体化した第１の実施の形態を図１〜
図７に従って説明する。

【００１８】フォークリフトは前輪駆動・後輪操舵の四
輪車である。図２に示すように、フォークリフト１の機
台前部に立設された左右一対のアウタマスト２間にはイ
ンナマスト３が昇降可能に配設されており、このインナ
マスト３に荷役用アタッチメントとしてのフォーク４が
リフトブラケット及びチェーン（いずれも図示せず）を
介して昇降可能に吊下されている。

【００１９】アウタマスト２は車体フレーム１ａに対し
て傾動可能に支持され、アウタマスト２と車体フレーム
１ａ間に連結されたティルトシリンダ５のピストンロッ
ド５ａが伸縮駆動されることにより傾動するようになっ
ている。アウタマスト２の裏面に配設されたリフトシリ
ンダ６のピストンロッド６ａがインナマスト３の上端部
に連結されており、リフトシリンダ６のピストンロッド
６ａが伸縮駆動されることにより、フォーク４が昇降す
るようになっている。左右の前輪７はデフリングギア８
（図３に示す）及び変速機（図示せず）を介してエンジ
ン９と作動連結され、エンジン９によって駆動される。

【００２０】図１及び図３に示すように、車体フレーム
１ａの後下部には、車軸としてのリアアクスル１０が車
幅方向へ延びた状態でセンタピン１０ａを中心に上下方
向に揺動（回動）可能に支持されている。左右の後輪１
１は、リアアクスル１０に配設されたステアリングシリ
ンダ（図示せず）の左右一対のピストンロッドの各先端
にリンク機構（図示せず）を介して操向可能に連結され
ており、リアアクスル１０と一体揺動可能に支持されて
いる。左右の後輪１１はハンドル１２の操作に基づいて
ステアリングシリンダが駆動されることにより操舵され
る。

【００２１】図１に示すように、車体フレーム１ａとリ
アアクスル１０との間には、１個の油圧式ダンパ（以
下、単に「ダンパ」という。）１３が両者を連結する状
態で配設されている。このダンパ１３は複動式の油圧シ
リンダであり、ダンパ１３のシリンダ１３ａが車体フレ
ーム１ａ側に連結され、シリンダ１３ａ内に収容された
ピストン１３ｂから延出するピストンロッド１３ｃの先
端がリアアクスル１０側に連結されている。

【００２２】ダンパ１３は、ピストン１３ｂにて区画さ
れた第１室Ｒ１と第２室Ｒ２との各々に連通状態に接続
された第１管路Ｐ１と第２管路Ｐ２を介してオン・オフ
ソレノイド弁（以下、オン・オフ弁という）１４に接続
されている。オン・オフ弁１４は、ソレノイド１４ａの
消磁時にばね１４ｂの付勢力により閉弁するノーマルク
ローズタイプの２ポート２位置切換弁であり、そのスプ
ールには止弁部１５と流弁部１６とが形成されている。
第２管路Ｐ２には作動油を貯溜するアキュムレータ（リ
ザーバ）１７が第３管路Ｐ３を介して接続されている。
第３管路Ｐ３にはチェック弁１８が設けられている。

【００２３】オン・オフ弁１４のスプールがボディに対
して図１に示す開位置に配置されることにより、ダンパ
１３は両室Ｒ１，Ｒ２における作動油の給排（流出・流
入）が不能なロック状態となり、リアアクスル１０はそ
の揺動が規制されてロック（固定）される。一方、オン
・オフ弁１４のスプールがボディに対して閉位置（図１
の状態からスプール位置が反対側に切換えられた状態）
に配置されることにより、ダンパ１３は両室Ｒ１，Ｒ２
間における作動油の給排が可能なフリー状態となり、リ
アアクスル１０の揺動が許容されるようになっている。
また、第２管路Ｐ２の経路上には絞り弁１９が設けられ
ている。なお、ダンパ１３及びオン・オフ弁１４等にて
車軸の揺動を規制するための車軸規制機構が構成されて
いる。

【００２４】図１及び図３に示すように、後輪１１を回
動可能に支持するキングピン２０の片側には、操舵角検
出手段としてのタイヤ角センサ２１が設けられている。
タイヤ角センサ２１はキングピン２０の回転量を検出し
て後輪１１の操舵角（タイヤ角）を検出する。タイヤ角
センサ２１は例えばポテンショメータからなる。また、
図３に示すように、デフリングギヤ８の近傍には車速セ
ンサ２２が設けられている。車速センサ２２はデフリン
グギヤ８の回転を検出することによりフォークリフト１
の車速ｖを検出し、フォークリフト１の走行速度を示す
走行速度信号を出力する。なお、タイヤ角センサ２１と
車速センサ２２は車両の横加速度を検出する横加速度検
出手段と、車両のヨーレートの時間に対する変化率を検
出するヨーレート変化検出手段を構成する。

【００２５】図２及び図３に示すように、アウタマスト
２の上端には、揚高検出手段としての揚高センサ２３が
取付けられている。揚高センサ２３は例えばリミットス
イッチからなり、フォーク４の揚高が設定値ｈo 以上と
なるとオンし、設定値ｈo 未満でオフするように設定さ
れている。この実施の形態では設定値ｈo を最大揚高ｈ
max のほぼ２分の１の高さに設定している。

【００２６】また、リフトシリンダ６には積載荷重を検
出する荷重検出手段としての圧力センサ２４が設けられ
ている。圧力センサ２４はリフトシリンダ６の内部の油
圧を検出して、フォーク４上の積載荷重に応じた検出信
号ｗを出力する。揚高センサ２３及び圧力センサ２４は
車両の荷役状態を検出する荷役状態検出手段を構成す
る。図１に示すように、オン・オフ弁１４に備えられた
ソレノイド１４ａ及び各センサ２１〜２４は、制御手段
としてのコントローラ２５と電気的に接続されている。

【００２７】次にフォークリフトの揺動制御系の電気的
構成を図４に基づいて説明する。フォークリフト１の揺
動制御等を司るコントローラ２５には、マイクロコンピ
ュータ２６、ＡＤ変換回路２７〜２９及び励消磁駆動回
路３０等が内蔵されている。マイクロコンピュータ２６
は、ＣＰＵ（中央処理装置）３１、ＲＯＭ（読出専用メ
モリ）３２、ＲＡＭ（読出書込可能メモリ）３３、カウ
ンタ３４、入力インタフェース３５及び出力インタフェ
ース３６を備えている。

【００２８】制御手段を構成するとともに判断手段及び
演算手段としてのＣＰＵ３１には、タイヤ角センサ２
１、車速センサ２２及び圧力センサ２４が各ＡＤ変換回
路２７〜２９及び入力インタフェース３５を介して接続
され、揚高センサ２３が入力インタフェース３５を介し
て接続されている。また、ＣＰＵ３１にはソレノイド１
４ａが励消磁駆動回路３０及び出力インタフェース３６
を介して接続されている。オン・オフ弁１４はＣＰＵ３
１からのロック解除信号（この実施の形態では励磁電
流）が消失することに基づきソレノイド１４ａが消磁さ
れることで閉位置に切り換えられ、ロック解除信号が出
力されることに基づきソレノイド１４ａが励磁されるこ
とで開位置に切り換えられる。

【００２９】ＲＯＭ３２には、揺動制御処理のプログラ
ムデータをはじめとする各種プログラムデータが記憶さ
れている。ここで、揺動制御とは、予め設定されたロッ
ク条件が成立したときに走行安定性を保持するためリア
アクスル１０をロックしてその揺動を規制する制御であ
る。この実施の形態では次の（１）〜（６）に示す条件
のうち少なくとも一つを満たす場合に、ＣＰＵ３１は前
記ロック条件が成立と判断する。（１）ヨーレート変化率Δω／ΔＴが上基準値Ｋ１より
大きな値である時。（２）ヨーレート変化率Δω／ΔＴが、上基準値Ｋ１よ
り大きな値から当該上基準値Ｋ１以下の値となって、下
基準値Ｋ２よりも大きな値である時。（３）上記（２）に示す状態からヨーレート変化率Δω
／ΔＴが下基準値Ｋ２以下の値となり、その下基準値Ｋ
２以下の値となった時点から所定時間Ｔ以内である時。（４）横加速度（推定遠心力）Ｇｓの絶対値が上基準遠
心力値Ｈ１より大きな値である時。（５）横加速度（推定遠心力）Ｇｓの絶対値が上基準遠
心力値Ｈ１よりも大きな値から当該上基準遠心力値Ｈ１
以下の値となって、下基準遠心力値Ｈ２よりも大きな値
である時。（６）揚高センサ２３からオン信号が出力され、かつ圧
力センサ２４の検出圧力が基準圧力値Ｎ以上である時。

【００３０】ＲＯＭ３２にはヨーレート変化率Δω／Δ
Ｔに基づくロック条件の判断設定値としてヨーレート変
化率Δω／ΔＴの上基準値Ｋ１、下基準値Ｋ２及び所定
時間Ｔが記憶されている。ＲＯＭ３２にはフォークリフ
ト１に作用する遠心力に基づくロック条件の判断設定値
として、上基準遠心力値Ｈ１及び下基準遠心力値Ｈ２が
記憶されている。また、ＲＯＭ３２には荷役状態に基づ
くロック条件の判断設定値として、基準圧力値Ｎが記憶
されている。各基準値Ｋ１，Ｋ２，Ｈ１，Ｈ２及び所定
時間Ｔは、リアアクスル１０が走行安定性を図り得る必
要な時期にロックされるように、走行実験もしくは理論
計算から得られた値である。また、基準圧力値Ｎはフォ
ークリフト１の荷役作業の安定性を図るために必要な時
期にロックされるように、荷役作業実験もしくは理論計
算から得られた値である。

【００３１】また、ＲＯＭ３２には、タイヤ角θ１から
車両の旋回半径の逆数値１／ｒを求めるためのマップが
記憶されている。ＣＰＵ３１はタイヤ角センサ２１及び
車速センサ２２の検出信号からタイヤ角θ１及び走行速
度ｖを演算するとともに、横加速度及びヨーレート変化
率を演算する。推定値としての横加速度Ｇｓは、タイヤ
角θ１から決まる旋回半径の逆数値１／ｒを用い、次の
（１）式により算出される。

【００３２】Ｇs ＝ｖ²／ｒ …（１）また、推定値としてのヨーレート変化率Δω／ΔＴは、
式（２）により算出される。

【００３３】 Δω／ΔＴ＝ｖ・｛Δ（１／ｒ）／ΔＴ｝…（２）（２）式はヨーレートωが式ω＝ｖ／ｒで表されること
から、この式を時間微分することにより導かれる次式の
近似式として算出される。

【００３４】Δω／ΔＴ＝ｖ・｛Δ（１／ｒ）／ΔＴ｝
＋｛Δｖ／ΔＴ｝・（１／ｒ）フォークリフト１の旋回中においては、時間ΔＴにおけ
る車速ｖをほぼ一定と見なせるので、前式の後項を無視
でき、（２）式が得られる。

【００３５】ここで、Δ（１／ｒ）は、旋回半径の逆数
値１／ｒの所定時間ΔＴ（例えば数１０ミリ秒）当たり
の変化量（偏差）である。偏差Δ（１／ｒ）は、ＲＡＭ
３３に保存した過去複数回分（所定時間ΔＴ分を一回と
する）のタイヤ角データから、所定時間ΔＴ前のタイヤ
角θ１を読出し、このタイヤ角θ１から決まる旋回半径
の逆数値１／ｒ1 を用い、Δ（１／ｒ）＝｜１／ｒ−１
／ｒ1 ｜により算出される。なお、旋回半径の逆数値１
／ｒは、この実施の形態ではタイヤ角θ１が左切角のと
きに負の値、右切角のときに正の値をとる。

【００３６】ＣＰＵ３１は圧力センサ２４からの検出信
号に基づいてフォーク４上に載置された荷の重量を判断
するようになっている。そして、ＣＰＵ３１は圧力セン
サ２４からの検出信号と、揚高センサ２３からの出力信
号とに基づいて荷役作業のロック条件が満足されている
か否かを判断する。

【００３７】ＣＰＵ３１は、前記（１）〜（６）のロッ
ク条件のうち少なくとも一つの条件を満たす時、オン・
オフ弁１４にロック信号を出力し、オン・オフ弁１４は
閉位置に保持される。また、ＣＰＵ３１は前記ロック条
件が全て満たされない時、オン・オフ弁１４にロック解
除信号を出力し、オン・オフ弁１４は開位置に移動され
る。ロック信号はソレノイド１４ａの消磁指令であり、
ロック解除を必要とするときまでソレノイド１４ａが消
磁状態に保持される。

【００３８】リアアクスル１０のロック解除時には、Ｃ
ＰＵ３１はオン・オフ弁１４を単に開位置に保持するの
ではなく、ＣＰＵ３１はリアアクスル１０の揺動速度が
所定速度以下となるようにオン・オフ弁１４の実質的な
開度を制御する。実質的な開度とは１制御周期における
ソレノイド１４ａの励磁時間の割合を意味する。

【００３９】デューティ弁はその応答性が１〜２ｍｓ
（ミリ秒）程度と速いのに対して、オン・オフソレノイ
ド弁はその応答性が１０〜２０ｍｓ程度と一桁遅い。従
って、デューティ弁のように高速でオン・オフ制御する
ことにより、短時間における見かけの上の開度を細かく
調整することは、オン・オフソレノイド弁では難しい。
そこで、数十ミリ秒程度を１周期として、その間におけ
るソレノイド１４ａの通電時間を調整することにより、
オン・オフ弁１４の見かけの上の開度調整を行ってリア
アクスル１０の揺動速度を調整するようになっている。

【００４０】一回当たりのオフ時間を短くすると荷役ロ
ック解除時のマストの揺れが大きくなり、オフ時間を長
くするとダンパ１３の圧力脈動が大きくなって乗員に振
動を感じさせるため、適切なオン・オフ時間の設定が必
要となる。この実施の形態では図５に示すようにオン時
間を２０ｍsec 、オフ時間を５０ｍsec に設定してい
る。また、この設定時間でオン・オフの繰り返しを所定
回数（この実施の形態では１０回）行った後、ロック条
件が成立するまでオン・オフ弁１４をオン状態に保持す
るようになっている。この所定回数は予め実験あるいは
理論的に求められたものが使用され、リアアクスル１０
が大きく傾いた状態から水平に復帰する際に必要な回数
に設定されている。

【００４１】次に前記のように構成された揺動制御装置
の作用を説明する。ＣＰＵ３１は各センサ２１〜２４の
検出信号に基づいて所定時間毎に揺動制御処理を実行す
る。ＣＰＵ３１はロック条件を何れも満たしていない状
態、即ちリアアクスル１０が自由に揺動可能な状態か
ら、何れか一つのロック条件を満足する状態になると、
直ちにロック信号を出力する。そして、リアアクスル１
０の非ロック状態において励磁状態に保持されていたオ
ン・オフ弁１４のソレノイド１４ａが消磁されて、オン
・オフ弁１４ははばね１４ｂの付勢力により直ちに閉位
置に配置される。その結果、ダンパ１３に対する作動油
の給排が不能な状態となって、リアアクスル１０がロッ
ク（固定）される。

【００４２】ＣＰＵ３１はヨーレート変化率Δω／ΔＴ
が上基準値Ｋ１より大きな値となってヨーレート変化率
Δω／ΔＴに基づくロック条件が成立した後、ヨーレー
ト変化率Δω／ΔＴが上基準値Ｋ１以下の値となって
も、ヨーレート変化率Δω／ΔＴが下基準値Ｋ２よりも
大きな値であれば、ＣＰＵ３１はロック条件が成立と判
断してリアアクスル１０をロック状態に保持する。そし
て、ＣＰＵ３１はヨーレート変化率Δω／ΔＴが更に小
さくなって、下基準値Ｋ２以下になると、その時からの
時間の経過をカウンタ３４により計時する。そして、ヨ
ーレート変化率Δω／ΔＴが下基準値Ｋ２以下の継続時
間が所定時間に達すると、ＣＰＵ３１はヨーレート変化
率Δω／ΔＴに基づくロック条件不成立と判断する。従
って、リアアクスル１０がヨーレート変化率Δω／ΔＴ
に基づいて一旦ロックされた後に、その判断基準値付近
の値を取ることに起因するロック・ロック解除の頻繁な
切り換え動作が防止される。

【００４３】ＣＰＵ３１は推定横加速度Ｇｓの絶対値が
上基準遠心力値Ｈ１より大きな値となって、推定横加速
度Ｇｓに基づくロック条件が成立した後、推定横加速度
Ｇｓが上基準値Ｈ１以下の値となっても、推定横加速度
Ｇｓが下基準値Ｈ２よりも大きな値であれば、ＣＰＵ３
１はロック条件が成立と判断してリアアクスル１０をロ
ック状態に保持する。従って、リアアクスル１０が推定
横加速度Ｇｓに基づいて一旦ロックされた後に、その判
断基準値付近の値を取ることに起因するロック・ロック
解除の頻繁な切り換え動作が防止される。

【００４４】リアアクスル１０がロックされている状態
から、ロック条件が何れも満たされていない状態、即ち
ロックを解除すべき状態になると、ＣＰＵ３１はロック
解除制御を行う。ＣＰＵ３１はオン・オフ弁１４を図５
に示すように、オン時間ｔ１が２０ｍsec 、オフ時間ｔ
２が５０ｍsec の間隔でオン・オフの繰り返しを１０回
行う。即ち、リアアクスル１０の揺動速度が所定速度以
下となるように、オン・オフ弁１４の実質的な開度が制
御される。実質的な開度とはオン・オフ弁１４が繰り返
しオン・オフ制御される際の開状態の時間割合を意味す
る。

【００４５】オン・オフ弁１４のオン・オフの繰り返し
により、図６に示すように、揺動角θ２は段階的に小さ
くなる。このとき、マストが左右に振れるときの加速度
の差は０．１８Ｇとなった。一方、オン・オフ弁１４を
最初からオン状態に保持した場合は、揺動角θ２は図６
に破線で示すように連続的にほぼ直線状態で減少した。
また、マストが左右に振れるときの加速度の差は０．３
Ｇ程度となった。オン・オフの繰り返しを１０回行った
後は、揺動角の変化は非常に小さくなった。従って、オ
ン・オフの繰り返しを１０回行った後は、オン・オフ弁
１４をオン状態に保持しても差し支えない。

【００４６】なお、図７はマストが左右に振れるときの
加速度の変化と、リアアクスル１０の揺動角の変化を示
すグラフであり、横軸の時間が図６の場合より圧縮され
た状態で示されている。

【００４７】この実施の形態では以下の効果を有する。（イ）リアアクスル１０のロック解除時に、リアアク
スル１０の揺動速度が所定速度以下となるように、ダン
パ１３に対する作動油の給排量が制御されるため、リア
アクスル１０のロック解除時における急な姿勢変化によ
るショックを回避できる。

【００４８】（ロ）ダンパ１３に対する作動油の給排
量の制御がオン・オフ弁１４により行われるため、比例
弁やデューティ弁を使用する場合に比較して装置の製造
コストを低くできる。

【００４９】（ハ）ロック条件及びロック解除時のリ
アアクスルの状態に関係なく、オン・オフ弁１４のオン
・オフ制御を所定回数実施した後、オン・オフ弁１４を
オン状態に保持するため、制御が簡単になる。

【００５０】（ニ）オン時間が２０ｍsec オフ時間が
５０ｍsec と、いずれもオン・オフソレノイド弁の応答
性に適した間隔でオン・オフ制御が行われるため、作動
が良好に行われ所望の開度に調整できる。

【００５１】（ホ）オン・オフ切換時間及び所定回数
は、予めリアアクスル１０の揺動速度が所定速度以下と
なる切換時間及び切換回数を実験により求めて設定さ
れ、それに従ってオン・オフ弁１４が制御される。その
結果、車両に揺動角センサを装備する必要がなくなると
ともに、その分、組付け工数が減るとともに製造コスト
が安くなる。また、揺動速度の演算や基準値との比較も
不要となり、制御が容易となる。

【００５２】（第２の実施の形態）次に第２の実施の形
態を図８〜図１０に従って説明する。この実施の形態で
はリアアクスル１０のロック解除時にその揺動角（リア
アクスル１０が水平方向となす角度）θ２を検出し、揺
動角速度が一定になるまでオン・オフ弁１４の所定時間
の毎の繰り返しオン・オフ制御を行い、その後、オン状
態に保持する点が前記実施の形態と異なっている。ハー
ドウエアとしてはリアアクスル１０の揺動角θ２を検出
する揺動角検出手段が設けられている点と、その減少信
号をＣＰＵ３１に入力する回路が設けられている点とが
前記実施の形態と大きく異なっている。前記実施の形態
と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。

【００５３】図８に示すように、車体フレーム１ａには
揺動角検出手段としての揺動角センサ３７が装備されて
いる。揺動角センサ３７には回転式ポテンショメータが
使用され、リアアクスル１０の揺動がリンク３８を介し
て揺動角センサ３７に伝達されるようになっている。揺
動角センサ３７はリアアクスル１０の揺動角θ２を示す
検出信号を出力する。

【００５４】また、図１０に示すように、揺動角センサ
３７はＡＤ変換回路３９、ロウパスフィルタ（図示せ
ず）及び入力インタフェース３５を介してＣＰＵ３１に
接続されている。

【００５５】この実施の形態では、リアアクスル１０の
ロック解除時に、ＣＰＵ３１は揺動角センサ３７からの
検出信号に基づいてリアアクスル１０の揺動角を所定時
間毎に演算し、揺動角の時間変化から揺動速度を求め
る。そして、ＣＰＵ３１はリアアクスル１０の揺動速度
が所定速度になるまでオン・オフ弁１４をオン・オフ制
御するとともに、その後はオン状態に保持する。オン時
間及びオフ時間は前記実施の形態と同様に設定されてい
る。即ち、この実施の形態ではＣＰＵ３１はオン・オフ
弁１４が所定回数オン・オフ動作を繰り返すように制御
するのではなく、リアアクスル１０の揺動速度が所定速
度になるまでオン・オフ制御を行う。ロック解除時にお
けるリアアクスル１０の状態によっては、オン・オフの
回数を１０回行う前にリアアクスル１０の揺動速度が所
定速度以下になる。前記実施の形態では常にオン・オフ
を１０回繰り返すため、必要以上のオン・オフ制御が行
われる場合が多い。しかし、この実施の形態では不要な
オン・オフの繰り返しが回避され、オン・オフ弁１４の
寿命が延びる。

【００５６】また、揺動角センサ３７の出力を単にＡＤ
変換回路３９で変換しただけでＣＰＵ３１に入力した場
合は、図９に鎖線で示すように、オン・オフ弁１４のオ
フ時に揺動角の変化がほとんど零になり、揺動角速度が
所定速度以下になったとＣＰＵ３１が誤認識する。しか
し、揺動角センサ３７の出力をＡＤ変換回路３９及びロ
ウパスフィルタを経てＣＰＵ３１に入力することによ
り、ＣＰＵ３１に入力される揺動角に対応する信号は階
段状ではなく、図９に実線で示すように、滑らかにな
る。その結果、ＣＰＵ３１は揺動角センサ３７の検出信
号に基づいて演算した、揺動角速度が所定速度以下にな
った時点から、オン・オフ弁１４をオンに保持するよう
に制御すれば、ショックのない状態でロック解除ができ
る。

【００５７】なお、実施の形態は前記に限定されるもの
ではなく、例えば次のように具体化してもよい。 ○ 前記オン・オフ切換時間及び所定回数は、オン時間
が２０ｍsec 、オフ時間が５０ｍsec 、繰り返し回数１
０回の組み合わせに限らず、適宜変更してもよい。例え
ば、オン時間を２０ｍsec 、オフ時間を４０ｍsec とし
てもよい。しかし、オン・オフ弁１４の開時間（この実
施の形態ではオン時間）は閉時間より短くする必要があ
る。また、繰り返し回数の前半と後半でオン・オフ切換
時間を変更してもよい。

【００５８】○ ロック解除時にオン・オフ弁１４のオ
ン・オフ制御を行うのを、荷役状態に基づくロック解除
時のみとし、ヨーレート変化率及び横加速度に基づくロ
ック解除時にはオン・オフ弁１４を最初から開状態に保
持してもよい。この場合、荷役状態に基づくロック解除
時にのみオン・オフ弁１４が繰り返しオン・オフ制御さ
れるので、オン・オフ弁１４のオン・オフの作動回数が
少なくなってオン・オフ弁１４の寿命が延びる。

【００５９】○ 第２の実施の形態において、ロック解
除時にオン・オフ弁１４のオン・オフ制御を所定回数行
う代わりに、所定時間オン・オフ制御を行ってもよい。
この場合も第２の実施の形態と同様の効果が得られる。

【００６０】○ オン・オフ弁１４としてノーマルクロ
ーズタイプのオン・オフソレノイド弁に代えて、ノーマ
ルオープンタイプのオン・オフソレノイド弁を使用す
る。 ○ オン・オフ弁１４のオン・オフ切換時間及び所定回
数を荷の重量に対応して変更する構成とする。この場
合、オン・オフ弁１４の実質的な開度を荷の重量に対応
した適正値に制御することができる。

【００６１】○ 第１及び第２の実施の形態では、タイ
ヤ角θ１と車速ｖとを求め、タイヤ角θ１から求めた旋
回半径の逆数１／ｒと、車速ｖとからＧｓ＝ｖ²／ｒに
よって推定値としての横加速度Ｇｓを求めた。しかし、
タイヤ角センサ２１に代えてヨーレートセンサを設け、
ヨーレートωと車速ｖとからＧ＝ω・ｖにより横加速度
Ｇを求めてもよい。即ち、図４あるいは図１０のブロッ
ク図において、タイヤ角センサ２１に代えてヨーレート
センサが使用される。この場合、タイヤ角センサ２１が
不要になる。また、タイヤ角θ１から旋回半径の逆数１
／ｒを求めるマップが不要になり、横加速度Ｇの演算が
簡単になるとともに横加速度の値が正確になる。また、
ヨーレートセンサでヨーレートωが直接検出されるた
め、ヨーレート変化率に基づくロック条件を採用する場
合、ヨーレート変化率Δω／ΔＴの演算が（２）式から
求める場合に比較して簡単になる。

【００６２】○ 横加速度に基づくロック条件を採用す
る場合、フォークリフト１に加速度センサを設け、フォ
ークリフト１の旋回時などにフォークリフト１に作用す
る遠心力を加速度センサで検出し、その値を使用しても
よい。加速度センサを使用すれば加速度センサの検出信
号から直接遠心力が求められ、走行速度ｖ及びタイヤ角
θ１から演算するより簡単に求められる。この場合、加
速度を求めるのに必要なセンサの数が１個で済む。

【００６３】○ ヨーレート変化率に基づくロック条件
を採用する場合、ヨーレートωを検出するヨーレートセ
ンサを設けてその検出信号からヨーレート変化率Δω／
ΔＴを演算してもよい。この場合タイヤ角センサ２１は
不要となる。

【００６４】○ リアアクスル１０のロック条件とし
て、ヨーレート変化率に基づくロック条件、横加速度
（遠心力）に基づくロック条件及び荷役状態に基づくロ
ック条件のすべてを備える必要はない。例えば、荷役状
態に基づくロック条件のみ、横加速度に基づくロック条
件のみ、横加速度に基づくロック条件と荷役状態に基づ
くロック条件、あるいは、横加速度に基づくロック条件
とヨーレート変化率に基づくロック条件で揺動規制を行
う装置に適用してもよい。これらの場合、ロック条件の
判断が少なくなり、制御が容易になる。

【００６５】○ 荷役状態に基づくロック条件として、
揚高及び荷重をそれぞれ一つの所定揚高及び所定荷重と
比較して、高揚高及び重荷重でのみロック状態とする代
わりに、揚高及び荷重の少なくとも一方の基準を複数あ
るいは連続して変更する構成としてもよい。この場合、
実際の荷重あるいは実際の揚高に近いより適正な条件で
荷役状態に基づくロック条件を設定でき、リアアクスル
１０の不要なロックを減らすことができる。

【００６６】○ 荷役状態に基づくロック条件として、
フォーク４が４ｍ程度以上の高さに上昇するフォークリ
フト１の場合、フォーク４が４ｍ程度以上の高さに上昇
したことを検知するセンサを設け、そのセンサがオンの
状態では荷の有無に拘わらずロック条件成立としてもよ
い。

【００６７】○ 本発明をバッテリ式フォークリフトに
適用してもよい。さらに、本発明をフォークリフト以外
の産業車両に適用してもよい。

【００６８】

【００６９】

【００７０】なお、本明細書で言う「産業車両」とは、
フォークリフトに限らず、ショベルカー、高所作業車等
重心が高い状態で走行する車両を含む。また、「フォー
クリフト」とは、荷役用アタッチメントとしてフォーク
以外のアタッチメント、例えばロール紙の運搬に使用す
るロールクランプ、ブロックの運搬や高積み作業に使用
するブロッククランプ、コイル状に巻かれたワイヤ及び
ケーブル等コイル状あるいは円筒状の荷の運搬に使用す
るラム等を装備したものを含む。

【００７１】

【発明の効果】以上詳述したように、各請求項に記載の
発明によれば、車軸のロック解除時における急な姿勢変
化によるショックを回避でき、しかもコストを低く抑え
ることができる。

【００７２】また、請求項１に記載の発明では、オン・
オフ弁のオン・オフ切換が必要以上に行われないため、
オン・オフ弁の寿命が延びる。また、請求項２記載の発
明では、揺動速度を実際に検出しなくても、オン・オフ
弁のオン・オフ切換を必要以上に行わずに車軸の揺動速
度を所定速度以下に抑制することができる。

【００７３】また、請求項３記載の発明では、荷役状態
に基づくロック解除時にのみオン・オフ弁が繰り返しオ
ン・オフ制御されるので、オン・オフ弁のオン・オフの
作動回数が少なくなってオン・オフ弁の寿命が延びる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の車軸規制機構を示す概略
構成図。

【図２】フォークリフトを示す側面図。

【図３】揺動制御装置の概略構成図。

【図４】揺動制御装置の電気的構成を示すブロック
図。

【図５】オン・オフ弁のオン・オフ制御時のタイミン
グチャート。

【図６】車軸の揺動角及びマストの加速度の時間変化
を示すグラフ。

【図７】車軸の揺動角及びマストの加速度の時間変化
を示すグラフ。

【図８】第２の実施の形態の車軸規制機構を示す概略
構成図。

【図９】ＣＰＵに入力される車軸の揺動角の時間変化
を示すグラフ。

【図１０】揺動制御装置の電気的構成を示すブロック
図。

【符号の説明】

１…産業車両としてのフォークリフト、１ａ…車体フレ
ーム、１０…車軸としてのリアアクスル、１３…ダン
パ、１４…オン・オフ弁、２５…制御手段としてのコン
トローラ、３７…揺動速度検出手段としての揺動角セン
サ、Ｐ１，Ｐ２…管路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田忠愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内 (56)参考文献特開昭58−211903（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−167218（ＪＰ，Ａ) 特開平４−191115（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60G 17/005 B66F 9/22 B66F 9/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車体フレームに対して車軸を上下方向に
揺動可能に支持した産業車両において、前記車体フレームと車軸との間に配設され、前記車軸の
揺動に従って作動油を給排するダンパと、前記ダンパに対して給排される作動油が流れる管路と、前記管路の途中に設けられ、開状態及び閉状態に切換制
御されるオン・オフソレノイド弁と、前記車軸の揺動速度を検出する揺動速度検出手段と、所定のロック条件に従って前記オン・オフソレノイド弁
を開状態あるいは閉状態に切換制御するとともに、前記
車軸のロック解除時に、車軸の揺動速度が所定値になる
までは前記オン・オフソレノイド弁をオン・オフ制御
し、車軸の揺動速度が所定値以下になったら前記オン・
オフソレノイド弁を開状態に保持するように制御する制
御手段とを備えた産業車両の揺動制御装置。
【請求項２】車体フレームに対して車軸を上下方向に
揺動可能に支持した産業車両において、前記車体フレームと車軸との間に配設され、前記車軸の
揺動に従って作動油を給排するダンパと、前記ダンパに対して給排される作動油が流れる管路と、前記管路の途中に設けられ、開状態及び閉状態に切換制
御されるオン・オフソレノイド弁と、所定のロック条件に従って前記オン・オフソレノイド弁
を開状態あるいは閉状態に切換制御するとともに、前記
車軸のロック解除時に、予め設定されたオン・オフ切換
時間で所定回数前記オン・オフソレノイド弁のオン・オ
フ制御を行った後、オン・オフソレノイド弁を開状態に
保持するように制御する制御手段とを備えた産業車両の
揺動制御装置。
【請求項３】前記所定のロック条件は荷役状態に基づ
くロック条件である請求項１又は請求項２に記載の産業
車両の揺動制御装置。