JP3601296B2 - 産業車両の車体揺動制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、リーチ式フォークリフトなど、駆動輪と補助輪とが車体に対してロール方向に揺動可能にリンク機構を介して懸架されているサスペンション機構を備えた産業車両において、リンク機構をロックさせて車体のロール方向の揺動を規制する制御を行なう産業車両の車体揺動制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えばリーチ式のフォークリフトには、前二輪・後一輪の3輪車タイプのものがある。この3輪車タイプでは、通常、後側の一輪である駆動輪と対をなすように補助輪が備えられている。駆動輪と補助輪は、車体のロール方向の揺動を許容するように車体フレームに対してリンク機構を介して懸架されており、車体とリンク機構との間にバネやダンパが介装されてリアのサスペンションが構成されている。例えば凹凸のある路面を走行するときには、駆動輪と補助輪がリンク機構の動きによって車体に対して揺動することで、路面の凹凸を吸収し、車体姿勢の左右方向の安定化が図られている。しかし、フォークリフトが旋回する時は、遠心力による横向きの力によって車体に横方向に働くが、このサスペンション機能によって車体を却って大きく傾けさせることになり、旋回時の車体の安定性を低下させることになっていた。
【0003】
そこで、特開平6−191250号公報や特開平6−191251号公報には、リーチ式のフォークリフトに加速度センサを設け、加速度センサにより検出された傾転加速度(横加速度)Gが所定値以上になると、開閉バルブを閉じることで車体フレームとリンク機構との間に介装されたシリンダ装置がロックされるサスペンション装置が開示されている。このフォークリフトによれば、旋回時に傾転加速度が所定値以上になると、リンク機構が車体フレームに固定されて車体のロール方向の揺動が規制されるので、車体の横方向の傾きが小さく抑えられ、旋回時に安定な車体姿勢を保ち易くなる。
【0004】
また、特開平6−191250号公報や特開平6−191251号公報では、車速が設定値未満のときにも、シリンダ装置をロックさせるようにしていた。これは、荷役作業をするときには荷を高く持ち上げて車両の重心高さが高くなって車両が相対的に不安定になり易いため、通常、低速あるいは停止状態で行われる荷役作業の際にシリンダ装置をロックさせるためである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、リーチ式フォークリフトでは、通常、補助輪(キャスタ輪)は、リンク機構に対してキャスタスプリングを介して取付けられている。このため、フォークリフトが補助輪を外輪とする方向に旋回するときに、傾転加速度Gが所定値以上となってシリンダ装置がロックされても、そのロックされた時の車体姿勢からキャスタスプリングが横加速度Gによって圧縮変形する余裕がまだあると、キャスタスプリングが圧縮変形して車体がさらに横方向に傾く。車体がさらに多少傾くことそれ自体は、その傾きが安全な範囲内にあればさほど問題ではない。しかし、シリンダ装置がロックされて駆動輪が車体フレームに固定された状態で車体が横方向に傾くことで、駆動輪が路面から浮き上がり気味となる。その結果、駆動輪の接地圧が低下したり、場合によっては駆動輪が路面から浮き上がる事態を招く恐れがあった。
【0006】
駆動輪の接地圧の低下やその路面からの浮き上がりは、駆動輪のスリップや空回りを招き、その駆動力が路面に伝わり難く走行速度が鈍ったり、ブレーキをかけたときの制動力が弱くなるなどの恐れがあった。また、通常、駆動輪は操舵輪を兼ねているので、補助輪が外輪となる旋回時に操舵性能が低下する恐れもあった。そのため、補助輪が外輪となる旋回時にシリンダ装置をロックすることによって駆動輪の接地圧が低下することを防ぐ対策が必要であった。なお、キャスタスプリングは路面の凹凸を吸収するために設けられているもので、リンク機構の弾性力に比べてバネ定数は小さいし、キャスタスプリングが圧縮されてリンク機構が動き始めるときの車体の傾きは、十分安全範囲内の傾きである。
【0007】
また、荷役作業が行われる可能性のある低車速のときに常にシリンダ装置がロックされていたため、フォークリフトの重心高さが低くときも不要にリンク機構がロックされていた。このような不要なロックは却って不都合な場合もあった。例えば低車速で常時ロックされていると、路面の凹凸による振動を吸収し難い。補助輪はキャスタスプリングの伸縮により多少の振動を吸収できるものの、駆動輪が路面の凹凸を走行するときは車体が揺れが吸収され難くなる。さらに凹凸路面を走行しているときに車重が前輪側にかかった状態でロックされると、前二輪と後側の補助輪との三点支持状態となって後側の駆動輪が浮き上がることが起こる場合があり、駆動輪の接地圧の低下によるスリップを招き易くなる。そのため、リンク機構のロックは必要時に限ることが望ましかった。
【0008】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その第1の目的は、左右で対をなす駆動輪と従動輪を車体のロール方向の揺動を許容するように懸架するリンク機構が車両の旋回時にロック制御される産業車両において、従動輪が外輪となる車両の旋回時における駆動輪の接地圧の低下をなるべく小さく抑えつつ、リンク機構の不要なロックを低減することができる産業車両の車体揺動制御装置を提供することにある。第2の目的は、従動輪がリンク機構に弾性部材を介して取付けられた補助輪である構成において、補助輪が外輪となる車両の旋回時に、駆動輪の接地圧の低下を効果的に小さく抑えることにある。第3の目的は、車両の重心高さを実際に計算する手間を省くことができ、しかも重心高さを決めるパラメータをすべて検出せずに、おおよそ重心高さが考慮されたロック制御を実現させることにある。第4の目的は、検出器により検出されたパラメータの連続変化に応じて横加速度の設定値を連続的に変化させることにより、車両の重心高さに応じたよりきめ細かなロック制御を実現して不要なロックを一層減らすことにある。第5の目的は、少なくとも駆動輪が外輪となる車両の旋回開始時に素早くリンク機構をロックすることにある。第6の目的は、横加速度が車両の旋回に起因するときにだけリンク機構をロックさせることにある。第7の目的は、リンク機構のロックが解除される際の車体のショックを緩和することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記第1の目的を達成するために請求項1に記載の発明では、左右で対をなす駆動輪と従動輪が、車体のロール方向の揺動を許容するように、車体に対してリンク機構を介して懸架されている産業車両において、前記リンク機構をロックするための揺動規制機構と、車両の横加速度を測定する横加速度測定手段と、車両の重心高さまたは重心高さを決める少なくとも一つのパラメータを連続的または断続的に測定する重心高測定手段と、予め前記重心高さまたは前記パラメータに対して不連続もしくは連続的に変化して設定された横加速度の設定値の中から、前記重心高測定手段により測定された測定値に応じた設定値を選び、前記横加速度測定手段により測定された横加速度がこの設定値以上のときに前記揺動規制機構を作動させて前記リンク機構をロックさせるロック制御を行なうとともに、前記従動輪が外輪となる車両の旋回方向のときにロックをしないか、そのロックのタイミングが、前記駆動輪が外輪となる車両の旋回方向のときのロックのタイミングより相対的に遅れるように設定されている制御手段とを備えている。
【0010】
第2の目的を達成するために請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記従動輪は前記リンク機構に弾性部材を介して取付けられた補助輪であって、前記補助輪が外輪となる車両の旋回方向のときは、前記弾性部材が所定量縮むまで待ったタイミングで前記リンク機構がロックされるように設定されている。
【0011】
第3の目的を達成するために請求項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、前記重心高測定手段は、車両の重心高さを決めるパラメータを連続的または断続的に検出する少なくとも一つの検出器を備え、前記制御手段には、前記横加速度の設定値が、予め前記パラメータに対して車両の重心高さが高いほど小さな値をとる傾向で、不連続もしくは連続的に変化して設定されている。
【0012】
第4の目的を達成するために請求項4に記載の発明では、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の発明において、前記重心高測定手段は、車両の重心高さを決める複数のパラメータを検出する複数の前記検出器を備え、そのうち少なくとも一方の検出器が前記パラメータを連続的に検出するものであって、前記制御手段には、前記横加速度の設定値が少なくとも一つのパラメータについて連続的に変化するように設定されている。
【0013】
第4の目的を達成するために請求項5に記載の発明では、請求項3又は請求項4に記載の発明において、前記重心高測定手段は、車両に昇降可能に設けられた積載機器の揚高を前記パラメータとして検出する揚高検出器と、前記積載機器上の荷の荷重を前記パラメータとして検出する荷重検出器とを備えている。
【0014】
第5の目的を達成するために請求項6に記載の発明では、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の発明において、車両のヨーレート変化率または横加速度変化率を測定する旋回変化測定手段を備え、前記制御手段は、前記駆動輪が外輪となる旋回方向のときに前記ヨーレート変化率または前記横加速度変化率がその設定値以上になると、前記揺動規制機構を作動させることをその要旨とする。
【0015】
請求項7に記載の発明では、請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の発明において、前記横加速度測定手段は、車両の車速を検出する車速検出器と、車速を使って横加速度を演算するのに必要な物理量を検出する物理量検出器と、両検出器により検出された各検出データを用いた演算により前記横加速度を推定する横加速度推定手段とを備えている。
【0016】
第6の目的を達成するために請求項8に記載の発明では、請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の発明において、前記制御手段は、前記揺動規制機構を作動させるためのロック条件が不成立となった時点から所定時間経過後に前記揺動規制機構の作動を停止させるように設定されている。
【0017】
第7の目的を達成するために請求項9に記載の発明では、請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の発明において、前記制御手段が前記揺動規制機構を作動するときの設定値より、前記揺動規制機構の作動を停止するときの設定値が小さく設定されている。
【0018】
第7の目的を達成するために請求項10に記載の発明では、請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の発明において、前記揺動規制機構は、前記リンク機構にロックのために付与する規制力を調節可能な規制力調節手段を備え、前記制御手段は、前記規制力調節手段を制御することにより前記ロック制御を行うととも、前記揺動規制機構の作動を停止するときは、前記リンク機構のロックが徐々に解除されるように前記規制力調整手段を制御することをその要旨とする。
【0019】
(作用)
従って、請求項1に記載の発明によれば、横加速度測定手段により測定された横加速度が設定値以上になると、揺動規制機構を作動させてリンク機構をロックさせるロック制御が制御手段により行われる。この際使用される横加速度の設定値は、予め重心高さまたは重心高さを決めるパラメータに対して不連続もしくは連続的に変化して設定された設定値の中から、重心高測定手段により測定された測定値に応じた設定値が選ばれる。つまり、リンク機構をロックさせるタイミングを決めるのに車両の重心高さが考慮される。例えば重心が高いほど小さな横加速度でリンク機構がロックされる。横加速度の設定値が一通りであると、最も重心が高いときを基準にして設定値を決めなければならず、重心が低いときに不要にロックされることになるが、この種の不要なロックが低減される。また、従動輪が外輪となる車両の旋回方向の時には、リンク機構をロックしないか、駆動輪が外輪となる旋回方向のときよりもロックのタイミングが相対的に遅れる。このため、リンク機構がロックされたまま車体が従動輪側に傾いたため、駆動輪が路面から浮き上がることが回避され易くなる。
【0020】
請求項2に記載の発明によれば、補助輪が外輪となる車両の旋回時は、弾性部材が所定量縮んだタイミングでリンク機構がロックされるようにロックのタイミングが遅れる。その結果、ロック後の弾性部材の縮み量が無くなるか、相対的に少なくなるので、補助輪が外輪となる車両の旋回時において駆動輪の接地圧の低下がなるべく小さく抑えられる。
【0021】
請求項3に記載の発明によれば、少なくとも一つの検出器により車両の重心高さを決めるパラメータが連続的または断続的に検出される。予めパラメータに対して車両の重心高さが高いほど小さな値をとる傾向で、不連続もしくは連続的に変化して設定された横加速度の設定値の中から、検出されたパラメータ(検出値)に応じた設定値が選ばれる。車両の重心高さを実際に求めるのではなく、重心高さを決めるパラメータを見て間接的に重心高さが考慮される。よって、検出器による検出データから重心高さを計算する手間を省いて、その検出データから直接設定値を選ぶことが可能になる。また、重心高さを決めるうえで寄与率が高いと考えられる要素をパラメータをして選択的に選ぶようにすれば、検出器の個数の低減が図られる。
【0022】
請求項4に記載の発明によれば、複数の検出器によりそれぞれ検出される複数のパラメータのうち少なくとも一つのパラメータが連続的に検出される。そのパラメータの連続変化に応じて横加速度の設定値が連続的に変化するように選ばれる。車両の重心高さに応じたよりきめ細かな横加速度の設定値が選ばれるので、車両重心高さに応じたより適切なロック制御が実現される。
【0023】
請求項5に記載の発明によれば、揚高検出器により積載機器の揚高が検出され、荷重検出器により積載機器上の荷の荷重が検出される。揚高と荷重との2つのパラメータから横加速度の設定値が選ばれる。揚高と荷重は車両の重心高さを決めるうえで寄与率の最も高い二つであるので、この2つの要素をパラメータとすることで、車両の重心高さに応じてよりきめ細かなロック制御が実現される。
【0024】
請求項6に記載の発明によれば、旋回時の横加速度は値の立ち上がりが相対的に遅いが、駆動輪が外輪となる旋回方向のときは、旋回変化測定手段により測定された、旋回時の値の立ち上がりの早いヨーレート変化率または横加速度変化率がその設定値以上になった時点で、揺動規制機構が作動される。従って、旋回開始時にタイミングの遅れなく素早くリンク機構がロックされる。
【0025】
請求項7に記載の発明によれば、車速検出器により車速が検出され、物理量検出器により車速を使って横加速度を演算するのに必要な物理量が検出される。横加速度推定手段は、両検出器により検出された車速と物理量との各検出データを用いて横加速度を演算する。車速検出器は元々車両に備えられているので、物理量検出器を付け足すだけでよい。
【0026】
請求項8に記載の発明によれば、揺動規制機構を作動させるロック条件が不成立となった時点から所定時間経過後に、揺動規制機構の作動が停止される。このため、ロック条件の成立・不成立の境界付近の状態をたまたまとったときや、横加速度とヨーレート変化率(または横加速度変化率)の測定値を共にロック制御のパラメータとして使用する際、横加速度とヨーレート変化率が各々の設定値以上の値になるタイミングがずれたときなどに、制御の不要な頻繁な切換わりが回避される。
【0027】
請求項9に記載の発明によれば、揺動規制機構が一旦作動されると、その作動時の設定値より小さな作動停止時の設定値を下回らない限り、揺動規制機構の作動が維持される。このため、ロック条件の成立・不成立の境界付近の状態をたまたまとったときや、横加速度とヨーレート変化率(または横加速度変化率)の測定値を共にロック制御のパラメータとして使用する際、横加速度とヨーレート変化率が各々の設定値以上の値になるタイミングがずれたときなどに、制御の不要な頻繁な切換わりが回避される。
【0028】
請求項10に記載の発明によれば、揺動規制機構の作動が停止される際、制御手段により規制力調整手段は、リンク機構をロックさせている規制力を徐々に緩和するように制御される。その結果、リンク機構のロックが徐々に解除されるため、リンク機構のロック解除時に車体にショックが発生し難くなる。
【0029】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図1〜図15に基づいて説明する。
【0030】
図2,図3に示すように、産業車両としてのリーチ式フォークリフト1(以下、フォークリフトという)は、前二輪・後一輪の3輪車タイプである。左右の前輪2が従動輪で、後側一輪が操舵輪を兼ねた駆動輪3となっている。駆動輪3は車幅方向左寄りにオフセットされて位置し、その右隣には駆動輪3と左右で対をなす従動輪としての補助輪(キャスタ輪)4が設けられている。
【0031】
フォークリフト1は車体(機台)1a前側にマスト5を備える。マスト5は、リーチシリンダ(図示せず)の駆動によって、車体1aの前方に延出する左右一対のリーチレグ6に沿って前後方向に移動可能になっている。マスト5はアウタマスト7とインナマスト8とからなり、アウタマスト7に配設されたリフトシリンダ9の駆動によってインナマスト8がアウタマスト7に対して昇降することにより、その約2倍のストロークでリフトブラケット10が昇降する。リフトブラケット10には、アタッチメントとして使用される積載機器としてのフォーク11が傾動可能に取付けられている。
【0032】
車体1aの後部右側には立席型の運転室12が設けられている。運転室12の左隣に立設された収容ボックス13の上面にはステアリングホイール14が設けられている。運転室12の前側にあるインストルメントパネル15には荷役操作やアクセル操作のための操作レバー16が設けられている。
【0033】
図4は、フォークリフト1のリアサスペンション構造を示す。車体1aの後部には、駆動輪3を有するドライブユニット17と、補助輪4を有するキャスタユニット18とが、車体1aのロール方向の揺動を許容するように、車体フレーム19に対してリンク機構20を介して上下に揺動可能に懸架されている。
【0034】
リンク機構20は、アッパリンク21、リンク22、ロアリンク23およびキャスタリンク24の四つを備える。各リンク21〜24は四辺形の頂点に位置する四つの軸25,26,27,28により連結されている。
【0035】
アッパリンク21は、駆動輪3のやや上方にほぼ水平に延びて配置され、その右端部が固定軸25によって車体フレーム19に対して回動可能に連結されている。ロアアーム23は、アッパリンク21の斜め下方においてほぼ水平に延びて配置され、その中央寄りに位置する固定軸26によって車体フレーム19に対して回動可能に連結されている。アッパリンク21の左端部とロアリンク23の左端部は、ほぼ鉛直に延びる略L字状のリンク22の両端部とそれぞれ軸27,28によって相対回動可能に連結されている。
【0036】
図4,図5に示すように、キャスタリンク24は、ロアリンク23の下面側右寄りにほぼ水平に配置され、その右端部がロアリンク23の右端部に取付けられたガイド軸29に挿通されて鉛直方向に相対変位可能に連結されている。キャスタリンク24の左端部は固定軸26に回動可能に連結されている。ロアリンク23とキャスタリンク24との間には、弾性部材としての前後一対のキャスタスプリング30が介装されている。そして、2個一組の補助輪4は、キャスタリンク24に対して回動機構(図示せず)を介して水平面内を回動可能な状態で支持されている。こうしてキャスタユニット18が構成される。なお、各リンク22〜24は、図5に示すように前後方向に所定距離を隔して対向する2本の腕を有する平面視で略コ字形状に形成されており、またリンク22は前後に一対設けられている。
【0037】
また、ドライブユニット17は次のように構成される。リンク22の上面と車体フレーム19に固定された支持部材31との間には、サスペンションスプリング32が介装され、リンク22はサスペンションスプリング32によって車体フレーム19に対して下方へ付勢されている。アッパリンク21とリンク22とを連結している軸27は、ドライブモータ33が組付けられている支持台34に連結されている。
【0038】
支持台34の下部にはギヤボックス35が水平面内を相対回動可能に取付けられており、ギヤボックス35の下部に駆動輪3が回転可能に支持されている。ギヤボックス35の上部に固定されたギヤホイール36は、図6に示すようにステアリングホイール14の操作に連動して回転するステアリングシャフト37の下端部のギヤ部38と噛合しており、ステアリングホイール14の回転操作に応じて駆動輪3が操舵される。ステアリングシャフト37はパワーステアリング用のモータ39と作動連結されたギヤボックス40に挿通されてこれと連結されている。ステアリングホイール14の操作時にモータ39が駆動されることによりその操作力が軽減される。なお、ステアリングホイール14とステアリングシャフト37は、その間を連結するシャフト41の両端部とユニバーサルジョイントにより連結されている。
【0039】
サスペンションスプリング32は、駆動輪3を路面に押えつけてその接地圧を確保する目的で備えられ、その弾性力は比較的強い。これに対し、路面からの振動を吸収する目的で設けられているキャスタスプリング30は、サスペンションスプリング32に比べて弾性力が相対的に弱い。そのため、補助輪4からの力の入力はキャスタスプリング30が所定長さにほぼ縮み切った後にロアリンク23へ伝えられる。但し、キャスタスプリング30が縮む過程でロアリンク23は厳密には僅かながら変位はする。
【0040】
図4に示すように、支持台34から水平に延びる支持板42と、車体フレーム19から水平に延出する支持部材43との間には、1個の油圧式のダンパ44が介装されている。ダンパ44は複動式の油圧シリンダからなる。ダンパ44はシリンダ44aの基端部を支持部材43に連結するとともに、そのピストンロッド44bを支持板42に連結する状態に取付けられている。
【0041】
シリンダ44aには、その内部においてピストン44cにて区画された二室とそれぞれ連通するように2本の管路45,46が接続されており、両管路45,46のその反対側端部は、電磁切換弁47の2つのポートにそれぞれ接続されている。電磁切換弁47は、消磁時に閉弁するノーマルクローズタイプの2ポート2位置切換弁である。管路46に接続された管路48には、作動油を貯溜するアキュムレータ49が接続されており、管路48上にはアキュムレータ49の下流側にチェック弁50が設けられている。また、管路46上には絞り弁51が設けられている。
【0042】
電磁切換弁47のスプールが図4に示す遮断位置に切換えられた状態では、シリンダ44aの二室の作動油が移動するための流路が遮断され、ダンパ44はピストロッド44bが伸縮不能な状態にロックされる。また、電磁切換弁47のスプールが連通位置(図4の位置と反対側に切換えられた位置)に切換えられた状態では、シリンダ44aの二室が作動油の移動が可能な状態に連通され、ダンパ44はそのピストンロッド44bの伸縮が許容されるフリー(アンロック)状態となる。なお、ダンパ44と電磁切換弁47等により、揺動規制機構が構成される。
【0043】
ダンパ44がロックされていない状態では、駆動輪3と補助輪4との接地圧(輪重)が適切比に分配されるようにリンク機構20が動くようになっている。例えばマスト5が前進して重心位置が前輪2側に移動した状態では、駆動輪3を車体フレーム19に対して相対的に下降させるようにリンク機構20が動き、駆動輪3に所定圧以上の接地圧が確保される。一方、マスト5が後退して重心位置が後輪側に移動した状態では、駆動輪3を車体フレーム19に対して相対的に上昇させるようにリンク機構20が動き、駆動輪3に過剰な接地圧がかからないように荷重の一部を補助輪4に分配する。
【0044】
図1,図4に示すように、ギヤホイール36の近傍には、その回転を検出して駆動輪3の操舵角(タイヤ角)θを求めるのに必要な検出信号を出力する物理量検出器としての操舵角センサ52が設けられている。操舵角センサ52は、例えばギヤホイール36の回転を検出してその回転量に比例する振幅回数の検出信号を出力するような一組の磁気センサからなり、ギヤホイール36の回転量とともにその操舵方向を識別できるように、各磁気センサから出力される2つの検出信号はそれぞれの位相差が例えば1/4波長だけ異なっている。操舵角センサとしては、駆動輪3の操舵角θを検出可能なその他の検出方法を採用することもでき、例えばパワーステアリング用のモータ39の駆動制御に必要なステアリングホイール14の回転方向を検出する公知のセンサにより操舵方向を検出し、その操舵方向と例えばモータ39の回転量の検出データとから操舵角θを検出する構成でもよい。また、ドライブモータ33の上部には、その駆動軸と一体回転するブレーキディスク53の回転を検出して車速Vを間接的に検出する車速検出器としての車速センサ54が設けられている。
【0045】
また、図1,図2に示すように、アウタマスト7には、検出器及び揚高検出器としての揚高センサ55が所定高さに取付けられている。揚高センサ55は、本実施形態ではインナマスト8の下端に当たって回動するレバーを備え、レバーの回動位置によってオン・オフされるリミットスイッチ(いずれも図示せず)を備えるスイッチ式センサである。揚高センサ55は、フォーク11が設定値Ho 以上の揚高にある高揚高のときにオンし、フォーク11が設定値Ho 未満の揚高にある低揚高のときにオフするように設定されている。例えば最大揚高Hmax のほぼ2分の1の高さを設定値Ho に定めている。また、リフトシリンダ9にはそのシリンダ内部の油圧を検出するための検出器及び荷重検出器としての荷重センサ56が接続されている。荷重センサ56は、本実施形態ではリフトシリンダ9の油圧を検出する圧力センサからなり、フォーク11に積載された荷の荷重に応じた検出値Wを出力する。なお、揚高センサ55と荷重センサ56により重心高測定手段が構成される。
【0046】
次に、フォークリフト1に備えられた車体揺動制御装置の電気的構成を図7に基づいて説明する。
フォークリフト1は、収容ボックス13の内部に制御手段としてのコントローラ57を備えている。コントローラ57は、マイクロコンピュータ58、A/D変換回路59〜61および励消磁駆動回路62等を内蔵する。マイクロコンピュータ58は、中央処理装置(以下、CPUという)63、読取専用メモリ(ROM)64、読取書替可能メモリ(RAM)65、カウンタ66、入力インタフェイス67及び出力インタフェイス68を備える。なお、操舵角センサ52、車速センサ54およびCPU63により、横加速度測定手段及び旋回変化測定手段が構成される。また、CPU63により横加速度推定手段が構成される。
【0047】
CPU63は、操舵角センサ52、車速センサ54および荷重センサ56からAD変換回路59〜61を介して入力する各検出信号および揚高センサ55から入力するオン・オフ信号に基づいて、操舵角θ、車速V、荷重Wおよび揚高Hのデータを取得する。また、CPU63から出力される制御信号に基づき励消磁駆動回路62から出力される励磁用の電流がオン・オフされることにより、電磁切換弁47のソレノイド47aが励磁・消磁される。すなわち、CPU63からロック信号が指令され、励消磁駆動回路62から電流が出力されなくなってソレノイド47aが消磁されると、電磁切換弁47が遮断位置に切換えられる。そして、CPU63からロック信号の指令が停止され、励消磁駆動回路62から電流が出力されてソレノイド47aが励磁されると、電磁切換弁47が連通位置に切換えられる。
【0048】
ROM64には、図12,図13にフローチャートで示すスウィング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、スウィング制御とは、車体1aの旋回時の遠心力が大きくなる所定時期にダンパ44をロックし、車体1aの左右方向の安定性を高めるための制御である。この実施形態では、車体1aに働く横加速度(車体横方向に働く遠心加速度)Gと、車両が旋回するときのヨーレート(旋回角速度)Yの時間に対する変化率(ヨーレート変化率)ΔY/ΔTとを経時的に検出し、横加速度とヨーレート変化率の各測定値のいずれか一方でも各々の設定値以上になる時期に、ダンパ44をロックするように設定されている。
【0049】
この実施形態では、操舵角センサ52と車速センサ54の各検出信号から得られる操舵角θと車速Vのデータを用いた演算により、横加速度Gとヨーレート変化率ΔY/ΔTを推定している。横加速度の推定値Gs は、操舵角θから決まる旋回半径rを用い、次の(1)式により計算する。
【0050】
Gs =V2 /r … (1)
また、ヨーレート変化率ΔY/ΔTは、2つの検出値θ,Vを用いて次の(2)式により計算する。
【0051】
ΔY/ΔT=V・{Δ(1/r)/ΔT}… (2)
ここで、rは、後述するマップMRを用いて操舵角θから決まる車両の旋回半径、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、RAM65に保存した過去複数回分(所定時間ΔT分を一回とする)の操舵角データθから、所定時間ΔT前の操舵角データθ1を読出し、このデータθ1から決まる旋回半径r1 を用い、Δ(1/r)=|1/r−1/r1 |により計算する。
【0052】
ところで、ヨーレート変化率ΔY/ΔTは、ヨーレートYを表わす式 Y=V/r を時間微分して次式で表される。
ΔY/ΔT=V・{Δ(1/r) /ΔT}+ (1/r)・{ΔV/ΔT} … (3)
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、本実施形態では(3)式中の後項を無視した近似式である(2)式をΔY/ΔT値を推定する演算式として採用している。
【0053】
また、ROM64には、操舵角θから車両の旋回半径rを求めるための図8に示すマップMRが記憶されている。本実施形態では、操舵輪である駆動輪3が車幅方向にオフセットされていることを考慮し、操舵角θから旋回半径rを求めるために右旋回用と左旋回用の2種類のマップ線R,Lを用意している。例えば操舵角θ=θ1のとき、駆動輪3が外輪になる右旋回時に旋回半径rR が決まり、補助輪4が外輪になる左旋回時には右旋回時のrR 値より小さい旋回半径rL が決まる。このため、操舵角データθを用いても、横加速度Gs とヨーレート変化率ΔY/ΔTの推定値を正しく算出できるようになっている。
【0054】
図9は、ダンパ44をロックするロック条件を示すグラフであり、(a)は横加速度についてのロック条件、(b)はヨーレート変化率ΔY/ΔTについてのロック条件である。図9に示すように、車両の旋回方向が左右どちらであるかによって、ダンパ44をロックする条件に差をもたせている。各グラフは、旋回方向の違いを横加速度の働く方向の違いとして示したもので、横軸は横加速度の方向を示している。
【0055】
図9(a)に示すように、左方向の横加速度が発生する右旋回時(駆動輪3が外輪となる時)にはその旋回時にはなるべく早期にダンパ44をロックさせるようにしている。これに対し、右方向の横加速度が発生する左旋回時(補助輪4が外輪となる時)には、その遠心力によって車体1aが右傾してキャスタスプリング30が所定長さにほぼ縮み切ったタイミングでダンパ44がロックされるように設定されている。つまり、キャスタスプリング30が所定長さにほぼ縮み切るときの横加速度Gc より横加速度Gs が小さいうちはダンパ44をロックさせないようにしている。横加速度Gc は、使用されているキャスタスプリング30の弾性係数に応じて決まる値である。
【0056】
また、図9(b)に示すように、車両に左方向の横加速度がかかる右旋回時(駆動輪3が外輪となる時)には、ヨーレート変化率ΔY/ΔTを考慮し、その検出値ΔY/ΔTが設定値yo 以上になると、ダンパ44をロックさせるようにしている。ヨーレート変化率ΔY/ΔTをロックを決めるパラメータに採用したのは、横加速度が旋回開始のタイミングに若干遅れて立ち上がるのに対し、ヨーレート変化率ΔY/ΔTを見ることで、旋回開始後速やかにダンパ44をロックするようにするためである。一方、右方向の横加速度がかかる左旋回時はキャスタスプリング30が所定長さにほぼ縮み切るまではダンパ44がロックされないように、ヨーレート変化率ΔY/ΔTを考慮しないようにしている。
【0057】
ROM64には、図10に示すマップM1が記憶されている。マップM1は、横加速度の設定値を決めるためのものであり、荷重Wと揚高Hをパラメータとして車両の重心高さが高いときほどその傾向としてより小さな値の横加速度の設定値が決まるように定められている。特に本実施形態では、図10(a),(b)に示すように、荷重Wが低荷重(W<Wo )か高荷重(W≧Wo )であるか、また揚高Hが低揚高(H<Ho )か高揚高(H≧Ho )であるかの合計4通りの組合わせに分けて横加速度の設定値が設定されている。
【0058】
図10において、マップM1には、右旋回(左方向の横加速度)用のマップ線GL と、左旋回(右方向の横加速度)用のマップ線GR が用意されている。左旋回用のマップ線GR は、右旋回用のマップ線GL によればロック領域となる場合でも、横加速度Gs がGc 値未満のときはフリー領域にとなるように作成され、この例ではそのような状況が生じる低荷重かつ高揚高のときの左旋回時の横加速度の設定値が図10(a)中の破線で示すように設定されている。その他の場合は、荷重Wと揚高Hの2つをパラメータとして重心高さに応じた適切な横加速度の設定値が選択されるように、旋回方向ごとに横加速度の設定値がそれぞれ 3段階で設定されている。
すなわち、図10(a)に示す低荷重のときは、高揚高のときに右旋回時の横加速度の設定値がG1、左旋回時の横加速度の設定値がGc に設定され、低揚高のときに左右旋回方向共に横加速度の設定値がG2(但し、G2>G1)に設定されている。また、図10(b)に示す高荷重のときは、低揚高のとき、左右旋回方向共に横加速度の設定値がG2、高揚高のときは、左右旋回方向共に横加速度の設定値が「0」に設定されている。つまり、この例では、高荷重かつ高揚高のときは常にダンパ44がロックされるようになっている。ここで、横加速度の設定値がG2に定められた重心高さにおいては、横加速度の推定値Gs がG2に達したときにはキャスタスプリング30が既に縮み切っているので、左右旋回方向共にロックのタイミングが同じになる。なお、キャスタスプリング30が所定長さにほぼ縮み切るまでの横加速度は重心高さに応じて若干異なり、厳密には重心高さが高くなるほどその値Gc は小さくなる。また、高荷重かつ高揚高の場合でも、左旋回時にはキャスタスプリング30が所定長さにほぼ縮み切るまで、あるいは縮み切るまででもなくても許容できる範囲で横加速度の設定値を「0」を超える値に設定することもできる。
【0059】
CPU63は3つのフラグFg ,Fy ,FL を備えている。フラグFg は、横加速度Gs が荷重W、揚高H、旋回方向に応じたその時の設定値(G1,G2,G3,G4)以上のときにセットされ、それ以外のときにリセットされる。また、フラグFy は、右旋回時にヨーレート変化率ΔY/ΔTが設定値yo 以上のときにセットされ、それ以外のときにリセットされる。さらにロックフラグFL は、ダンパ44のロック中にセットされ、ダンパ44のアンロック中にリセットされる。
【0060】
また、図11に示すように、ダンパ44のロックの解除は、ロック条件解除(ロック条件不成立)の状態が所定時間Tだけ継続したときにのみ行われる。ロック条件解除の状態の継続時間は、カウンタ66により計数される。
【0061】
次に、スウィング制御処理について図12,図13のフローチャートに従って説明する。イグニションキーのオン中、CPU63は各センサ52,54,55,56から検出信号を入力する。CPU63は各センサ52,54,55,56からの検出信号から得られる操舵角θ、車速V、揚高Hおよび荷重Wのデータに基づいて所定時間(例えば数10ミリ秒)間隔でスイング制御処理を実行する。
【0062】
まず、CPU63は、ステップ10において、検出データである操舵角θ、車速V、揚高Hおよび荷重Wを読み込む。ステップ20では、横加速度の推定値Gs を演算する。すなわち、ROM64に記憶されたマップMRを用いて操舵角θから旋回半径rを求め、車速Vと旋回半径rから(1)式を用いて、横加速度の推定値Gs を計算する。
【0063】
ステップ30では、ヨーレート変化率ΔY/ΔTを演算する。すなわち、RAM65の所定記憶領域から所定時間ΔT前の操舵角データθ1を読出し、このデータθ1から決まる旋回半径r1と、現在の操舵角データθから決まる旋回半径rとを用いてΔ(1/r)=|1/r−1/r1|とみなし、(2)式よりΔY/ΔTを演算する。
【0064】
ステップ40では、現在の旋回方向を判定する。旋回方向は操舵角θから判定される。左切れ角のときに右旋回、右切れ角のときに左旋回と判定される。但し切れ角0°の直進姿勢にあるときはこの例では右旋回とみなされる。右旋回のときはステップ50に進み、左旋回のときはステップ100に進む。
【0065】
右旋回時は、まずステップ50において、揚高Hと荷重WからマップM1を参照して、右旋回用のマップ線GL を使用し、揚高Hと荷重Wをパラメータとして重心高さに応じた横加速度の設定値GL (=0,G1,G2)を求める。次のステップ60において、ΔY/ΔTが設定値yo 以上であるか否かを判断する。ΔY/ΔT≧yo が成立すれば、ステップ70に進んでフラグFy をセットし、ΔY/ΔT≧yo が不成立であれば、ステップ80に進んでフラグFy をリセットする。
【0066】
次のステップ90では、横加速度Gs が設定値GL 以上であるか否を判断する。Gs ≧GL が成立すれば、ステップ120に進んでフラグFg をセットし、Gs ≧GL が不成立であれば、ステップ130に進んでフラグFg をリセットする。
【0067】
また、左旋回時は、まずステップ100において、揚高Hと荷重WからマップM1を参照して、左旋回用のマップ線GR を使用し、揚高Hと荷重Wをパラメータとして重心高さに応じた横加速度の設定値GR (=0,Gc ,G2)を求める。次のステップ110において、横加速度Gs が設定値GR 以上であるか否を判断する。Gs ≧GR が成立すれば、ステップ120に進んでフラグFg をセットし、Gs ≧GR が不成立であれば、ステップ130に進んでフラグFg をリセットする。このように右旋回時と左旋回時でロック条件が異なっている。なお、左旋回時のときはフラグFy はリセットされる。
【0068】
ステップ140では、フラグFy ,Fg のうち少なくとも一方がセットされているか否かを判断する。つまり、ロック条件が成立したか否かを判断する。ロック条件が成立すればステップ150に進み、ロック信号を指令する。その結果、電磁切換弁47のスプールが遮断位置に切換えられ、ダンパ44がロックされる。一方、ロック条件不成立であればステップ160に進む。
【0069】
ステップ160では、ロックからアンロックへの切換わりであるか否かを判断する。CPU63は現在ロック状態にあってロックフラグFL がセットされていれば、ロックからアンロックへの切換わりであると判断する。ロックからアンロックへの切換わりであるときはステップ170に進んで、カウンタ66の計数値Kをインクリメントする(K=K+1)。カウンタ66は、例えばダンパ44がアンロックからロックに切換えられた時にリセットされている。一方、ロックからアンロックへの切換わりでないときはステップ190に進む。
【0070】
ステップ180では、カウンタ66の計時が所定時間Tを経過したか否かを判断する。つまり、ロック条件解除の状態(フラグFg ,Fy が共にリセット状態)が所定時間T継続したか否かを判断する。カウンタ66の計数値Kから所定時間Tが経過したと判断されたときは、ステップ190に進む。ステップ190では、ロック信号の指令を停止する。その結果、電磁切換弁47のスプールが連通位置に切換えられ、ダンパ44のロックが解除される。このようにロックからアンロックに切換わるときはロック条件の解除と同時に直ちにロック解除される訳ではなく、ロック条件解除の状態が所定時間Tだけ継続した後、ダンパ44のロック解除が実行される。
【0071】
図14は、左右旋回方向でダンパ44のロックタイミングの異なる低荷重かつ高揚高の状態において、横加速度(横加速度)Gs とヨーレート変化率ΔY/ΔTの変化を示すグラフである。例えば図14(a)に示すように、走行中に直進から右旋回したときは、横加速度が設定値G1に達する前にヨーレート変化率ΔY/ΔTがその設定値yo を超えることで早めにダンパ44がロックされる。つまり、旋回開始とほぼ同時に素早くダンパ44がロックされる。そのため、右旋回時には、図15(a)に示すように、車体1aが右旋回し始めてまだほぼ水平姿勢にある時点でダンパ44がロックされ、ヨーレート変化率ΔY/ΔTが設定値yo 以上の値をとるうちに横加速度Gs がやや遅れたタイミングで設定値G1以上となるので、ダンパ44のロックが継続される。そのため、右旋回中は、車体フレーム19とリンク機構20との関係が、図15(a)に示すほぼ水平姿勢時に固定されたままの状態に保たれる。リンク機構20が車体フレーム19に対して固定されたままの状態で車体1aが右旋回時の遠心力によって左傾することになるが、補助輪4が路面からやや浮き上がり気味になることがあっても、駆動輪3の接地圧は確保される。
【0072】
その後、図14(a)に示すように右旋回から左旋回へハンドル(ステアリングホイール)14を切返すときは、車体1aが直進姿勢となる手前で横加速度Gs がその向きの切り換わりの区間で一瞬だけ設定値G1未満となる。しかし、旋回方向の切返し中であって、ヨーレート変化率ΔY/ΔTが設定値yo 以上の値をとるため、直進姿勢に到達するまでダンパ44のロックは継続される。そして、直進姿勢を過ぎて左旋回に切換わると、ヨーレート変化率ΔY/ΔTがロック制御の判定のパラメータとして使われなくなるので、ダンパ44のロックが解除される。
【0073】
そして、左旋回となって右方向の横加速度によって車体1aが右傾し、図15(b)に示すようにキャスタスプリング30が所定長さまでほぼ縮み切った時点で横加速度の推定値Gs が設定値Gc に達し、ダンパ44がロックされる。キャスタスプリング30が所定長さまでほぼ縮み切るまでに車体1aがやや右傾するが、この過程ではリンク機構20がまだロックされていないので、車体1aがやや右傾しても、駆動輪3と補助輪4との接地圧(輪重)を適切比に分配するようにリンク機構20が動くことによって駆動輪3の接地圧が確保される。つまり、駆動輪3が車体フレーム19に対して下降変位してその接地圧が確保される。
【0074】
そして、ダンパ44がロックされたときの車体姿勢からさらに右傾するときだけ、リンク機構20が車体フレーム19に固定される。このため、車体1aがダンパ44のロック後にさらに右傾したとしても、その時の車体1aの右傾角度の割りに駆動輪3の接地圧の低下が小さく抑えられ、駆動輪3には比較的高い接地圧が確保される。従って、駆動輪3の接地圧が多少低くはなるものの、スリップを招いて加速が鈍ったり、制動の効きや操舵性能に悪影響を与える心配はない。
【0075】
この実施形態では、リンク機構20をロックするタイミングが従来装置に比べて遅れることになる。しかし、従来装置ではリンク機構が早めにロックされても、キャスタスプリングが所定長さに縮み切るまでは、車体1aの補助輪4側への沈み込みは依然起こるので、リンク機構をロックすることそれ自体は、車体の安定性にとってさほど効果がなかった。そのため、キャスタスプリング30が所定長さに縮み切るまでダンパ44のロックのタイミングを遅らせても、車体1aの安定性はさほど犠牲にされない。
【0076】
そして、キャスタスプリング30が所定長さにほぼ縮み切った後にダンパ44がロックされるので、リンク機構20が車体フレーム19に固定され、リンク機構20に対して車体1aがロール方向に回動することが止められる。よって、車体1aの横方向に作用する力の割りに車体1aの傾き量が小さくて済む。その結果、駆動輪3の接地圧の低下を抑えつつ車体の左右の安定性が確保される。
【0077】
一方、図14(b)に示すように、走行中に直進から左旋回したときは、図15(b)に示すようにキャスタスプリング30が所定長さまでほぼ縮み切った時点で横加速度の推定値Gs が設定値Gc に達し、ダンパ44がロックされる。キャスタスプリング30が所定長さにほぼ縮み切るまでに車体1aがやや右傾する過程では、駆動輪3と補助輪4との接地圧(輪重)を適切比に分配するようにリンク機構20が動くことによって駆動輪3の接地圧が確保される。キャスタスプリング30がほぼ縮み切ってからダンパ44がロックされるので、その後、さらに車体1aが右傾しても、駆動輪3の接地圧の低下が相対的に小さく抑えられる。その結果、駆動輪3の接地圧の低下を抑えつつ車体1aの左右の安定性が確保される。
【0078】
その後、左旋回から右旋回へハンドル14を切返すときは、横加速度の推定値Gs が設定値Gc 未満になった時点でダンパ44のロックが解除される。ダンパ44はロック条件解除時から所定時間Tだけ遅れてロック解除されることになるが、極く短時間なのでタイミング的な遅れはさほど生じない。ダンパ44のロックが解除された後は、駆動輪3と補助輪4との接地圧(輪重)を適切比に分配するようにリンク機構20が動きながら、キャスタスプリング30の縮みが次第に復元し、車体1aが水平姿勢に立ち直る。
【0079】
左旋回中は、ヨーレート変化率ΔY/ΔTが考慮されないので、直進姿勢になるまではダンパ44のアンロック(フリー)状態が継続される。そして、直進姿勢になると、既にヨーレート変化率ΔY/ΔTが設定値yo 以上の値になっているので、右旋回へ移行するとほぼ同時に車体1aがほぼ水平姿勢の状態で素早くダンパ44がロックされる。ヨーレート変化率ΔY/ΔTが設定値yo 以上のうちに、横加速度Gs が設定値G1以上となり、ダンパ44のロックが継続される。
【0080】
ダンパ44のロック解除は、ロック条件が不成立となった時点から所定時間Tの遅れて実行される。そのため、右旋回開始時にΔY/ΔT値とGs 値の変化のちょっとしたタイミングのずれからロックを継続させるべきときに、両フラグFy ,Fg が共にリセットされることがあっても、ダンパ44のロックは継続される。また、旋回中に横加速度の推定値Gs がその時の設定値G1,Gc ,G2付近の値をたまたまとり、その値Gs がその時の設定値を中心にして上下に揺れ動く変動があっても、ダンパ44のロックが継続される。そのため、横加速度Gs がその時の設定値付近の値をたまたまとったことに起因する不要なロック・アンロックの頻繁な切り換わりの発生も防止される。
【0081】
ここで、本実施形態では荷重Wと揚高Hの両検出値をパラメータとして横加速度の設定値が車両の重心高さに応じて段階的に選択される。そのため、常にダンパ44がロックされる重荷重(W≧Wo )かつ高揚高(H≧Ho )以外のときには、旋回方向ごとに横加速度の設定値がその時々の重心高さに応じて2段階で選択される。ところで、横加速度の設定値を重心高さを考慮せずに一律に一定値に定めるようにした場合、その一定の設定値を重心が高いときにも大丈夫なように重心高さが最高にあるときを基準にして例えばG1に定める必要がある。この場合は重心高さが相対的に低いときにダンパの不要なロックが増えることになる。これに対し、荷重Wと揚高Hをパラメータとして重心高さに応じて設定値を決める本実施形態では、図10におけるフリー領域のうちG1とG2との間に挟まれた領域が、フリー領域として増えたことになる。そのため、横加速度の設定値が重心高さの考慮されない一定値である場合に比べ、ダンパ44の不要なロックが相対的に減ることになる。
【0082】
ダンパ44の不要なロックが減ることで、リンク機構20の動きによる安定走行が不要に損なわれずに済む。また、前輪2に車重がかかった状態で凹凸路面を走行しているときにダンパ44がロックされたために、駆動輪3が路面から浮き上がってスリップすることが相対的に起き難くなる。
【0083】
以上詳述したように本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)右旋回時と左旋回時でダンパ44をロックするロック条件に差をもたせ、左旋回時にキャスタスプリング30が所定長さにほぼ縮み切った後にダンパ44をロックするようにしたので、左旋回時に駆動輪3の接地圧が低下することをなるべく小さく抑えつつ車体1aの左右の安定性を確保できる。従って、左旋回中において、駆動輪3の接地圧が低下することによる例えば加速の鈍り、制動の効き難さ、操舵性能の低下などの不具合の発生の心配を解消できる。
【0084】
(2)ダンパ44をロックすべきか否かの判定のために使用する横加速度の設定値を、荷重Wと揚高Hの2つをパラメータとする車両の重心高さに応じた適切値が選択されるように、重心高さに応じて段階的に変化させて設定したので、ダンパ44の不要なロックを減らすことができる。従って、リンク機構20が動くことによる車体1aのロール方向の揺動による走行安定性が不要なロックのために損なわれ難く、しかも前輪2に車重がかかった状態でダンパ44がロックされたために引き起こるスリップを減らすことができる。
【0085】
(3)ヨーレート変化率ΔY/ΔTを、ダンパ44をロックすべきか否かの判定のパラメータの一つに加えたので、右旋回開始時に素早くダンパ44をロックでき、右旋回時の遠心力による車体1aの傾きをなるべく小さく抑えることができる。
【0086】
(4)荷重Wと揚高Hをパラメータとして車両の重心高さに応じたより適切な横加速度の設定値を決定できるようにしたので、重心高さを実際に計算しなくて済む。
【0087】
(5)ダンパ44のロック解除は、ロック条件解除の状態が所定時間Tだけ継続した後に実行されるので、ロック・アンロックの不要な切り換わりを防止することができる。例えば右旋回開始時にヨーレート変化率ΔY/ΔTと横加速度Gs の変化にちょっとしたタイミングのずれがあっても、ダンパ44をロック状態を保って、右旋回中の車体姿勢を安定に保ことができる。また、旋回中に横加速度の推定値Gs がたまたまその時の設定値(G1,Gc ,G2)付近の値をとった場合でも、ダンパ44のロック・アンロックの頻繁な切り換わりを回避することができる。
【0088】
(6)横加速度Gs およびヨーレート変化率ΔY/ΔTを、操舵角θと車速Vの各検出データを用いて演算するようにしたので、横加速度を直接検出する加速度センサ等の比較的高価な検出器を設けなくて済む。特にフォークリフト1に元々取付けられている車速センサ54を利用でき、センサ類の共用により装置コストを相対的に安価に抑えることができる。
【0089】
(7)操舵角θと車速Vの各検出データを用いた演算によるので、旋回時の横加速度Gs のみを推定できる。よって、直進走行しているときの凹凸路面による車体1aの左右の揺れは、このとき推定値Gs が検出されずダンパ44がロックされないことから、確実に吸収される。
【0090】
(8)駆動輪3が車幅方向にオフセットされていて、操舵角θの検出データが同じでも旋回方向によって旋回半径rが異なることを考慮したマップMRを用意したので、横加速度の推定値Gs およびヨーレート変化率ΔY/ΔTを正確に求めることができ、精度の高いスイング制御を実現できる。
【0091】
(9)例えば加速度センサを使用して横加速度を直接検出する構成とすると、加速度センサにより検出された検出値(横加速度値)は車体1aの振動等のノイズを含み、これを差分(微分)処理した値を用いてヨーレート変化率ΔY/ΔTを求めようとしても、差分処理によってノイズが増幅されて推定値ΔY/ΔTの信頼性が乏しくなる。これに対して本実施形態によれば、操舵角センサ52により検出された車体1aの振動等の影響を受け難い操舵角データθから得られた値1/rを差分(微分)するので、信頼性の高い推定値ΔY/ΔTを得ることができる。
【0092】
(第2の実施形態)
次に本発明を具体化した第2の実施形態を図16〜図18を用いて説明する。この実施形態では、横加速度の設定値を、車両の重心高さの変化に応じて連続的に変化させて設定した例である。なお、スウィング制御に使用するセンサを一部変更した以外は、前記第1の実施形態と同じ構成であるので、同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
【0093】
図16に示すように、本実施形態では揚高検出器として前記第1の実施形態で使用したスイッチ式センサに代え、フォーク11の揚高を連続的に検出可能な揚高センサ70を使用している。揚高センサ70はマスト5の下部付近に配設され、リフトブラケット10に一端が連結されたワイヤを巻取方向に付勢された状態で巻取るリールの巻取量をその回転量として検出することで揚高Hを検出するリール式タイプのものである。図17に示すように、揚高センサ70の検出信号はコントローラ57に入力され、AD変換回路71を介してマイクロコンピュータ58内のCPU63に入力されるようになっている。なお、揚高センサ70としては、揚高Hを連続的に検出できるものであればその他のセンサを使用することができ、例えばリフトシリンダ9のピストンの位置を連続的に検出する超音波センサなどを使用することもできる。なお、揚高センサ70と荷重センサ56とにより重心高測定手段が構成され、揚高センサ70により検出器及び揚高検出器が公正される。
【0094】
ROM64には図18(a),(b)に示すマップM2が記憶されている。マップM2は荷重センサ56の検出値WがWo 未満かWo 以上かによって(a),(b)が使い分けられる。マップM2は2つのパラメータのうち揚高Hに対して横加速度の設定値が連続的に変化させて設定されたものであり、重心高さに応じた適切値がより細かく選択されるように作成されている。
【0095】
マップM2には、右旋回用と左旋回用の2種類のマップ線GL ,GR が用意されている。左旋回用のマップ線GR は、右旋回用のマップ線GL が横加速度Gc 未満の横加速度Gs でロックされる領域においても、図18中の破線で示すように横加速度Gs がキャスタスプリング30が所定長さにほぼ縮み切るときの横加速度Gc に達するまでは、ロックされないように設定されている。また、荷重W≧Wo が成立する高荷重で、かつ揚高H≧H1が成立する高揚高のときは、ダンパ44が常時ロックされる。高荷重かつ高揚高の領域も、前記第1の実施形態に比べ、揚高のより高い側にシフトしてより小領域となっている。
【0096】
この実施形態によれば、CPU63は荷重センサ56と揚高センサ70からの各検出信号から得た荷重Wと揚高Hをパラメータとして図18のマップM2を参照して横加速度の設定値を選択する。この際、揚高Hのパラメータに対して横加速度の設定値がほぼ連続的に変化して設定されているので、重心高さに応じたより適切な横加速度の設定値がより細かく選択される。このため、前記第1の実施形態で述べた(1)〜(9)の効果が同様に得られるとともに、特にそのうち(2)の効果において、前記第1の実施形態の構成に比べ、ダンパ44の不要なロックを一層減らすことができる。
【0097】
(第3の実施形態)
次に本発明を具体化した第3の実施形態を図19を用いて説明する。前記第2実施形態では、揚高Hのパラメータに対して横加速度の設定値を連続変化させるように設定したが、この実施形態では荷重Wのパラメータに対して横加速度の設定値を連続変化させるように設定した例である。なお、スウィング制御に使用する横加速度の設定値を選択するマップが異なる以外は、前記第1または第2の実施形態のどちらの構成にも適用できる。つまり、少なくとも荷重センサ56が荷重Wを連続検出できるものであれば足りる。
【0098】
ROM64には図19(a),(b)に示すマップM3が記憶されている。マップM3は揚高センサ55(70)の検出値HがHo 未満かHo 以上かによって(a),(b)が使い分けられる。マップM3は2つのパラメータのうち荷重Wに対して横加速度の設定値が連続的に変化させて設定されたものであり、重心高さに応じた適切値がより細かく選択されるように作成されている。
【0099】
マップM3には、右旋回用と左旋回用の2種類のマップ線GL ,GR が用意されている。左旋回用のマップ線GR は、右旋回用のマップ線GL が横加速度Gc 未満の横加速度Gs でロックされる領域においても、図19中の破線で示すように横加速度Gs がキャスタスプリング30が所定長さにほぼ縮み切るときの横加速度Gc に達するまでは、ロックされないように設定されている。また、揚高H≧Ho が成立する高揚高で、かつ荷重W≧W1が成立する高荷重のときは、ダンパ44が常時ロックされる。高荷重かつ高揚高の領域が、前記第1の実施形態に比べ、荷重のより高い側にシフトしてより小領域となっている。なお、荷重Wmax は最大積載荷重である。
【0100】
この実施形態によれば、CPU63は荷重センサ56と揚高センサ55(70)からの各検出信号から得た荷重Wと揚高Hをパラメータとして図19のマップM3を参照して横加速度の設定値を選択する。この際、荷重Wのパラメータに対して横加速度の設定値がほぼ連続的に変化して設定されているので、重心高さに応じたより適切な横加速度の設定値がより細かく選択される。このため、前記第1の実施形態で述べた(1)〜(9)の効果が同様に得られるとともに、特にそのうち(2)の効果において、前記第1の実施形態の構成に比べ、ダンパ44の不要なロックを一層減らすことができる。
【0101】
(第4の実施形態)
以下、本発明を具体化した第4の実施形態を図20を用いて説明する。この実施形態は、揚高Hと荷重Wの2つのパラメータに対して横加速度の設定値が連続的に変化するように設定された例である。
【0102】
本実施形態では、第2実施形態と同様に、揚高検出器としてリール式の揚高センサ70を使用するとともに、荷重検出器として荷重センサ56を使用している。つまり、各センサ56,70によって荷重Wと揚高Hがそれぞれ連続的に検出される。なお、揚高センサ70としては第2の実施形態で述べた超音波センサなどその他の連続検出可能なセンサを使用することができる。もちろん荷重センサ56についても同様で連続検出可能なその他のセンサを使用できる。
【0103】
ROM64には図20に示す三次元的なマップM4が記憶されている。マップM4は荷重Wと揚高Hの2つのパラメータのそれぞれに対して横加速度の設定値が連続的に変化させて設定されている。よって、重心高さに応じた適切値が前記第2および第3の実施形態よりも さらにより細かく選択されるように作成されている。そのため、前記第2および第3の実施形態よりもさらにフリー領域が広く確保されている。
【0104】
マップM4には、右旋回用と左旋回用の2種類のマップ面GL ,GR が用意されている。左旋回用のマップ面GR は、右旋回用のマップ面GL が横加速度Gc 未満の横加速度Gs でロックされる領域においても、図20中の破線で示す面領域のように横加速度Gs がキャスタスプリング30が所定長さにほぼ縮み切るときの横加速度Gc に達するまでは、ロックされないように設定されている。また、揚高H≧H2が成立する高揚高で、かつ荷重W≧Wo が成立する高荷重のときは、ダンパ44が常時ロックされる。
【0105】
この実施形態によれば、CPU63は荷重センサ56と揚高センサ70からの各検出信号から得た荷重Wと揚高Hをパラメータとして図19のマップM4を参照して横加速度の設定値を選択する。この際、揚高Hと荷重Wの各パラメータのそれぞれに対して横加速度の設定値がほぼ連続的に変化して設定されているので、その時の重心高さにとって最適な横加速度の設定値が選択される。このため、前記第1の実施形態で述べた(1)〜(9)の効果が同様に得られるとともに、特にそのうち(2)の効果において、ダンパ44の不要なロックをさらに一層減らしてほぼ無くすことができる。
【0106】
(第5の実施形態)
次に本発明を具体化した第5の実施形態を図21,図22に従って説明する。この実施形態は、電磁切換弁47に代えて電磁比例弁を使用してその開度調節をするようにした点が前記各実施形態と異なる。なお、スウィング制御に使用する電磁切換弁を電磁比例弁に変更した以外は、前記第1の実施形態と同じ構成であるので、同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。
【0107】
図21に示すようにダンパ44のシリンダ44aに接続された2本の管路45,46は、規制力調節手段としての電磁比例弁75の2つのポートに接続されている。コントローラ57内のCPU63は、例えばデューティ値制御により電磁比例弁75のソレノイド75aに流す電流を制御し、電磁比例弁75の開度を調節するようになっている。なお、ダンパ44および電磁比例弁75等により揺動規制機構が構成される。
【0108】
図22に示すように、CPU63は、ロック条件成立時はロック信号を出力してソレノイド75aへの電流を直ちに弱め、電磁比例弁75を速やかに全閉させる。また、CPU63は、ロック条件解除時はロック信号の出力を停止してソレノイド75aへの電流を徐々に上昇させて、電磁比例弁75の開度をほぼ一定の割合で徐々に全閉から全開させるように設定されている。
【0109】
よって、この実施形態によれば、ダンパ44のロックを解除する際、電磁切換弁75が全開から全閉まで徐々に閉じられるので、リンク機構20のロックが解除されるときに車体1aにショックが発生し難い。従って、例えば旋回中にロック解除されても車体1aがロック解除時のショックによって不安定になることを回避できる。
【0110】
(第6の実施形態)
次に本発明を具体化した第6の実施形態を図23,図24に従って説明する。この実施形態は、ダンパ44をロックするときとロックを解除するときでスウィング制御に使用する設定値を異ならせた点が前記各実施形態と異なる。なお、スウィング制御の内容を一部変更した以外は、前記第1の実施形態と同じ構成である。
【0111】
図23に示すように、ΔY/ΔT用の設定値として、ダンパ44をロックするとき(フラグFy がセットのとき)に「yo 」が使用され、ダンパ44のロックを解除するとき(フラグFy がリセットのとき)に「yo 」より少し小さな設定値「α・yo 」(例えば、0.5<α<1)が使用される。
【0112】
また、図24に示すように、横加速度Gs 用の設定値として、ダンパ44をロックするとき(フラグFg がセットのとき)に「G1」,「G2」,「Gc 」が使用され、ダンパ44のロックを解除するとき(フラグFg がリセットのとき)に「G1」,「G2」より少し小さな設定値「α・G1」,「α・G2」,「α・Gc 」(例えば、0.5<α<1)がそれぞれ使用される。
【0113】
よって、ダンパ44が一旦ロックされると、その際の設定値よりも少し小さめのα(例えば0<α<1)倍の設定値を下回るまで、そのロックが解除されない。そのため、例えばヨーレート変化率ΔY/ΔTがその設定値yo 付近の値をたまたまとったり、横加速度Gs がその設定値G1,G2,Gc 付近の値をたまたまとったことに起因するロック・アンロックの頻繁な切り換わりの発生が防止される。従って、ダンパ44のロック制御を安定に行なうことができる。
【0114】
なお、実施形態は、上記のものに限定されず次のように変更できる。
○ 第1の実施形態のように揚高Hと荷重Wに対して2段階ずつに分けた横加速度の設定値の設定方法に限定されない。少なくとも一方を3段階以上の複数段階に分けてもよい。揚高Hを3段階以上の複数段階に分ける場合、揚高Hを連続検出可能な揚高センサ70を使用してもよいし、例えば複数個のスイッチ式の揚高センサ55を使用してもよい。
【0115】
○ 揚高Hと荷重Wとを用いて重心高さhw を計算し、重心高さhw に応じた横Gの設定値を決める方法を採用してもよい。重心高さhw から横加速度の設定値を決める方法はマップによっても計算によってもよい。この方法によれば、第4実施形態において、図20に示すマップM4に代えて、重心高さhw と横加速度の設定値との関係を表す二次元マップで済ませられるので、横加速度の設定値を決定するための処理を簡単にできる。なお、この構成では、揚高Hと荷重Wを検出する各センサおよびCPU63により重心高測定手段が構成される。
【0116】
○ 前記各実施形態において、マップを使用することに代え、各検出値w,Hから横加速度の設定値を計算により算出する方法を採用してもよい。この構成にすれば、計算式を記憶させておくだけで済む。例えば図20で示したような比較的複雑な三次元マップを記憶する必要がなくなるので、マップの作成の手間を省け、しかもスウィング制御のために予め記憶する必要があるデータの容量を少なく済ませられる。
【0117】
○ 重荷重かつ高揚高のときに設定したダンパ44が常時ロックされる領域を無くしてもよい。つまり、どの領域にあろうとパラメータW,Hから決まる横加速度の設定値(但し、「0」より大きな値)を超えるような横加速度Gs のときにダンパ44をロックする制御とする。
【0118】
○ 車両の重心高さを決めるパラメータは揚高Hと荷重Wに限定されない。重心高さを決めるその他の要因をパラメータとして採用できる。例えばマスト5のティルト角によって重心高さが影響されるようであれば、ティルト角をパラメータの1つに採用することもできる。
【0119】
○ 車両の重心高さを決めるパラメータとして、揚高Hと荷重Wの両方を使用する必要は必ずしもない。揚高Hと荷重Wのうちいずれか一方のみを車両の重心高さを決めるためのパラメータとする横加速度の設定方法であっても構わない。この構成によっても、車両の重心高さに応じた横加速度の設定値の選択は可能になる。
【0120】
○ 前記各実施形態で使用したヨーレート変化率ΔY/ΔTに代え、横加速度変化率ΔG/ΔTを採用してもよい。操舵角センサ52と車速センサ54の各検出データを使用して横加速度変化率ΔG/ΔTは次式より計算する。
【0121】
ΔG/ΔT=V2 ・Δ(1/r) /ΔT … (4)
ここで、Δ(1/r) /ΔTは、操舵角データθから決まる旋回半径の逆数値1/rの時間差分(時間微分)である。図12に示すステップ30において、上記(9)式を用いて横加速度変化率ΔG/ΔTを演算し、ステップ60において、ΔG/ΔT≧go であるか否かを判断する。横加速度変化率ΔG/ΔTを採用した場合も、ヨーレート変化率ΔY/ΔTを採用した場合と同様の効果が得られる。
○ 前記各実施形態では、ヨーレート変化率ΔY/ΔTを計算するために、車速Vを一定とみなして車速Vの時間差分項(時間微分項)を無視した計算式を使用した。これに対し、車速Vの時間差分項(時間微分項)を考慮した計算式を使用するようにしてもよい。例えば次式のいずれかを使用できる。
【0122】
ΔY/ΔT=V・{Δ(1/r) /ΔT}+ (1/r)・{ΔV/ΔT} … (3)
ΔY/ΔT=Δ(V/r)/ΔT … (5)
ここで、ΔV/ΔTは、車速Vの時間差分(時間微分)、Δ(V/r)/ΔTは、ヨーレートの演算値V/rの時間差分(時間微分)である。
【0123】
また、ヨーレート変化率ΔY/ΔTに代えて横加速度変化率ΔG/ΔTを採用する場合は、次式のいずれかを採用すればよい。
ΔG/ΔT=V2 ・Δ(1/r) /ΔT+ (1/r)・2V・ΔV/ΔT … (6)
ΔG/ΔT=Δ(V2 /r)/ΔT … (7)
ここで、Δ(V2 /r)/ΔTは、横加速度データGs (=V2 /r)の時間差分(時間微分)である。車速Vの時間差分項を考慮した計算式を採用した場合、車速変化時でも精度の高いヨーレート変化率ΔY/ΔTまたは横加速度変化率ΔG/ΔTを得ることができるので、車速変化を伴ないながら旋回したときでも、適切な時期にダンパ44をロックさせることができる。
【0124】
○ 前記各実施形態では、横加速度を測定するのに操舵角センサ52と車速センサ54を使用してそれぞれの検出データから演算するようにしたが、これら以外の他の物理量を検出して横加速度を演算してもよい。
【0125】
例えばヨーレートYと車速Vとを用いて横加速度を演算することもできる。車速センサとヨーレートセンサ(ジャイロスコープ等)を使用する。この場合も、車速センサは元々車両に備わっているものを使えば、ヨーレートセンサを付け足すだけで済む。横加速度Gs は次式より計算する。
【0126】
Gs =Y・V … (8)
ヨーレート変化率ΔY/ΔTはヨーレートセンサの検出値Yを使ってこれを時間差分(時間微分)すれば得られる。また、ヨーレート変化率ΔY/ΔT代えて横加速度変化率ΔG/ΔTを採用する場合は、次式を使用する。
【0127】
ΔG/ΔT=V・ΔY/ΔT … (9)
さらに車速Vの時間差分項(時間微分項)を考慮、次式のいずれかを採用することもできる。
【0128】
ΔG/ΔT=V・ΔY/ΔT+Y・ΔV/ΔT … (10)
ΔG/ΔT=Δ(V・Y)/ΔT … (11)
ここで、Δ(V・Y)/ΔTは、横加速度データGs (=V・Y)の時間差分(時間微分)である。以上のどの計算式を採用する場合も、横加速度を計算するために使用する検出データを利用してΔY/ΔT値またはΔG/ΔT値を得ることができる。また、車速Vの時間差分項を考慮した計算式を採用した場合、車速変化時でも精度の高いヨーレート変化率ΔY/ΔTまたは横加速度変化率ΔG/ΔTを得ることができるので、車速変化を伴ないながら旋回したときでも、適切な時期にダンパ44をロックさせることができる。なお、CPU63、ヨーレートセンサおよび車速センサ54により、横加速度測定手段および旋回変化測定手段が構成される。
【0129】
○ 横加速度を加速度センサにより直接検出してもよい。加速度センサにより横加速度を検出すれば、旋回時以外(例えば直線走行時)の横加速度も検出できるので、例えば旋回時以外に車体に横加速度が働いた時にもダンパ44をロックして車体の左右方向の安定性を高めることができる。また、横加速度変化率ΔG/ΔTは、横加速度の検出値を時間微分(差分)すれば得られる。また、ヨーレート変化率ΔY/ΔTは、車速センサ54により検出された車速Vを用い、次式より計算される。
【0130】
ΔY/ΔT=(ΔG/ΔT)・(1/V) … (12)
ここで、ΔG/ΔTは、横加速度データGr の時間差分(時間微分)である。
車速の時間差分(時間微分)項を考慮し、次式のいずれかを採用してもよい。
【0131】
ΔY/ΔT= (ΔG/ΔT) ・(1/V) +G・{Δ(1/V) /ΔT}…(13)
ΔY/ΔT=Δ( G/V) /ΔT … (14)
ここで、Δ( 1/V) /ΔTは、車速の逆数値1/Vの時間差分(時間微分)、Δ( G/V) /ΔTは、ヨーレートの演算値G/Vの時間差分(時間微分)である。さらにΔY/ΔTに代えてΔG/ΔTを採用する場合は、横加速度データGr を時間差分(時間微分)して得ればよい。
車速Vの時間差分項を考慮した計算式を採用した場合、車速変化時でも精度の高いヨーレート変化率ΔY/ΔTまたは横加速度変化率ΔG/ΔTを得ることができるので、車速変化を伴ないながら旋回したときでも、適切な時期にダンパ44をロックさせることができる。なお、加速度センサの検出値を差分処理(微分処理)する場合には、検出値を予めフィルタ処理してノイズを除去することが望ましい。フィルタ処理としては、例えば過去複数回分の検出データの平均をとる方法がある。横加速度以外の検出データについても同様のフィルタ処理を施せばより精度の高い検出データが得られ、より好ましい。
【0132】
○ 横加速度の設定値に加えヨーレート変化率ΔY/ΔTの設定値をも、重心高さを決める荷重Wと揚高Hをパラメータとしてその設定値yo を重心高さに応じて設定した構成を採用することもできる。すなわち重心高さが高くなるに連れて選ばれるヨーレート変化率ΔY/ΔTの設定値がほぼ小さくなる傾向となるように、重心高さに対して設定値yo を予め連続もしくは不連続に変化させて設定しておく。この構成によれば、車両の重心が高いときを想定した設定値yo を設定しておかなくて済むため、車両の重心高さが比較的低いときのヨーレート変化率ΔY/ΔTによるダンパ44の不要なロックを低減できる。もちろん、ヨーレート変化率ΔY/ΔTに代えて横G変化率ΔG/ΔT(=V・ΔY/ΔT)を採用し、横G変化率ΔG/ΔTに対して同様の制御を行ってもよい。
【0133】
○ 補助輪4が外輪となる車両の旋回方向のときに、ダンパ44のロックを遅らせるタイミングは、キャスタスプリング30が所定長さにほぼ縮み切った時点に限定されない。キャスタスプリング30をなるべく多く縮ませてからロックする方が駆動輪3の接地圧の低下をなるべく小さく抑えるうえでは好ましいが、タイミング的な遅れを作ってロック開始時のキャスタスプリング30の縮み量を少しでも多くとることができれば、その分だけ駆動輪3の接地圧の低下の抑制に寄与する。例えばキャスタスプリング30が縮み切るまでの長さの半分程度縮んだ時点のタイミングでロックを開始してもよい。また、車体1aの左右の安定性の面から許容されるのであれば、キャスタスプリング30が完全に縮み切った時点よりさらにタイミング的に遅らせてロックを開始させる構成でも構わない。
【0134】
○ 補助輪4がリンク(キャスタリンク)に固定されていてもよい。つまりキャスタスプリング30などの弾性部材を介さずに補助輪4がリンク機構20に取付けられた構成でもよい。この構成によっても、補助輪4が外輪となる左旋回方向のときの設定値を相対的に大きく設定(ロック制御をしない場合も含む)することにより、左旋回時の駆動輪3の接地圧の低下をなるべく小さく抑えることができる。つまり、駆動輪3の接地圧の低下をなるべく抑えつつ、車体1aの傾斜防止対策をすることができ、旋回時の車体1aの走行安定性をより一層確実に確保することができる。
【0135】
○ 前記各実施形態では、駆動輪3と補助輪4が共通のリンク機構20に懸架された構成であったが、駆動輪3と補助輪4を別々のリンク機構によって懸架する独立懸架方式において実施することもできる。この場合、補助輪4がそれ専用のリンク機構に対して弾性部材を介して取付けられていても、リンク機構に直接固定されていてもよい。要するに補助輪4が外輪となる旋回時に、駆動輪3の接地圧の低下を防ぐことができる構成であれば足りる。
【0136】
○ ヨーレート変化率ΔY/ΔTや横加速度変化率ΔG/ΔTをスウィング制御(ロック制御)の判定のパラメータとして必ずしも使用する必要はない。つまり、ロック制御の判定のパラメータとして横加速度だけを使用する構成でもよい。この構成によっても、補助輪4が外輪となる車両の旋回方向のとき、駆動輪3の接地圧の低下をなるべく小さく抑えることができる。
【0137】
○ 前記各実施形態において、キャスタスプリング30が所定長さにほほ縮み切ったことを検出するセンサを設け、センサの検出値によってキャスタスプリング30が所定長さにほほ縮み切ったことが確認されたときに限り、ダンパ44をロックするようにしてもよい。この構成によれば、旋回時に検出された横加速度値にばらつきがあっても常にキャスタスプリング30が所定の長さにほぼ縮み切ったときにダンパ44をロックすることができる。
【0138】
○ 揺動規制機構は、リンク機構20と車体フレーム19との間に介装したダンパ44と、ダンパ44のロック制御をするための電磁切換弁47(または電磁比例弁75)等とにより構成されることに限定されない。例えばリンク機構と車体フレームとの隙間を進退可能に設けられたストッパと、ストッパを進退させるためのアクチュエータとから揺動規制機構を構成し、ストッパを前記隙間に進入させることによりリンク機構をロックさせる方法を採用することもできる。ストッパはリンク機構に二箇所で当接させ、リンク機構のどちらの方向の動きも規制できるようにする。また、ストッパがリンク機構に当たる当接面をその進入方向に傾斜するテーパに形成し、ストッパをゆっくり退避させることによってリンク機構のロックが徐々に解除されるようにしてもよい。
【0139】
○ 前記各実施形態では、補助輪4が外輪となる左旋回時に横加速度が右旋回時の設定値G1より大きな設定値Gc 以上になればリンク機構20をロックさせるようにしたが、補助輪4が外輪となる左旋回時にはリンク機構20をロックさせないようにしてもよい。
【0140】
○ 駆動輪3と車幅(左右)方向に対をなす従動輪は補助輪4に限定されない。例えば駆動輪と左右で対をなして共に操舵される操舵輪であってもよい。従動輪が操舵輪であっても、従動輪が外輪となる旋回方向のときの設定値をその反対の旋回方向のときの設定値より大きく設定することにより、操舵輪が外輪となる旋回時における駆動輪の接地圧の低下をなるべく小さく抑えることができる。
【0141】
○ 横加速度と、ヨーレート変化率や横加速度変化率の測定方法は、前記各実施形態の方法に限定されることなく、適宜の方法を採用することができる。例えば傾斜角センサにより検出した車体の横方向の傾斜角から、間接的に横加速度を導き出す方法を採ってもよい。また、ステアリングホイール14の回転角を検出するハンドル角センサを操舵角検出器として使用することができる。
【0142】
○ リンク機構のロックは、リンク機構を車体フレームに完全に固定することに限定されず、車体に対するリンク機構の動く範囲を狭く制限する規制であっても構わない。駆動輪と従動輪との揺動範囲が小さく抑えられれば一様の効果は得られる。
【0143】
○ 左右で対をなす駆動輪と従動輪が車体のロール方向の揺動を許容するように車体に対してリンク機構を介して懸架された構造であれば、リーチ式フォークリフト以外のフォークリフトに適用してもよい。さらにフォークリフト以外の産業車両に広く適用することができる。なお、駆動輪が操舵輪を兼ねていなくても構わない。
【0144】
次に、前記各実施形態及び別例から把握できる請求項に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効果と共に以下に記載する。
(1)請求項1〜10のいずれかにおいて、前記制御手段では前記リンク機構のロックのタイミングを決めるために、前記従動輪が外輪となる車両の旋回方向のときの横加速度の設定値が、前記駆動輪が外輪となる車両の旋回方向のときの横加速度の設定値よりも大きく設定されている。この構成によれば、請求項1〜10のいずれかの発明と同様の効果を得ることができる。
【0145】
(2)請求項1〜10のいずれかにおいて、少なくとも前記駆動輪が変位したときに前記リンク機構が動くようになっている。この構成によれば、請求項1〜10のいずれかの発明と同様の効果が得られる。
【0146】
(3)請求項1〜10のいずれかにおいて、前記制御手段は、前記駆動輪が外輪となる車両の旋回方向のときに前記ロック制御を少なくとも行なうとともに、前記従動輪が外輪となる車両の旋回方向のときは、前記リンク機構をロックさせないか、あるいは前記駆動輪が外輪となる旋回方向のときの設定値よりも大きな設定値を設定することにより、車両の旋回方向によって前記リンク機構をロックするロック条件に差をもたせている。この構成によれば、請求項1〜10のいずれかの発明と同様の効果が得られる。
【0147】
(4)請求項1〜10のいずれかにおいて、前記駆動輪と前記従動輪は、車体に対してリンク機構を介して連動して揺動するように懸架され、少なくとも前記駆動輪が前記リンク機構と一体に動くようになっている。この構成によれば、請求項1〜10のいずれかの発明と同様の効果が得られる。
【0148】
(5)請求項1〜10のいずれかにおいて、前記駆動輪は操舵輪である。この構成によれば、請求項1〜10のいずれかの発明の効果に加え、従動輪が外輪となる旋回方向のときの操舵安定性を確保できる。
【0149】
(6)請求項2〜10のいずれかにおいて、前記補助輪が外輪となる車両の旋回方向のときの前記設定値は、前記弾性部材がほぼ縮み切ったタイミングで前記リンク機構がロックされるように設定されている。この構成によれば、駆動輪の接地圧の低下を一層効果的に小さく抑えることができる。
【0150】
(7)請求項3において、前記重心高測定手段は、車両に荷を積載するために設けられた積載機器の揚高を前記パラメータとして検出する揚高検出器と、該積載機器上の積荷の荷重を前記パラメータとして検出する荷重検出器とのうち少なくとも一方を備えている。この構成によれば、産業車両の重心高さを変化させる大きな要素である揚高と荷重のうち少なくとも一方をパラメータとするので、重心高さに応じた適切なリンク機構のロックが実現される。
【0151】
(8)請求項4又は請求項5において、前記重心高測定手段に備えられた前記複数の検出器は、車両の重心高さを決める複数のパラメータをそれぞれ連続的に検出するものであって、前記制御手段には、前記横加速度の設定値が前記複数のパラメータのそれぞれについて連続的に変化するように設定されている。この構成によれば、車両の重心高さにとってほぼ最適な横加速度の設定値が選択されるので、車両重心高さに応じたほぼ最適なロック制御が実現される。
【0152】
(9)請求項7において、前記物理量検出器は、操舵輪の操舵角を検出する操舵角検出器である。この構成によれば、車速検出器は元々車両に備えられているので、操舵輪の操舵角を検出する操舵角検出器を付け足すだけで、横加速度を測定することができる。
【0153】
(10)請求項7において、前記物理量検出器は、車両が旋回するときのヨーレートを検出するヨーレート検出器である。この構成によれば、車速検出器は元々車両に備えられているので、ヨーレートを検出するヨーレート検出器を付け足すだけで、横加速度を測定することができる。
【0154】
(11)請求項1〜請求項6のいずれかにおいて、前記横加速度測定手段は、加速度センサである。この構成によれば、車両の旋回時以外の横加速度も検出でき、旋回時以外に横加速度が働いたときにリンク機構をロックして車両の左右の安定性を高めることができる。
【0155】
(12)請求項7及び前記(9),(10)のいずれかにおいて、前記旋回変化測定手段は、前記車速検出器と前記物理量検出器との各検出データのうち少なくとも一つを用いて前記ヨーレート変化率または横加速度変化率を演算する旋回変化率推定手段を備える。この構成によれば、横加速度の演算に使う各検出器の検出データを利用してヨーレート変化率または横加速度変化率を演算できる。
【0156】
(13)前記(12)において、前記旋回変化率推定手段が、前記ヨーレート変化率または横加速度変化率を演算するために使用する計算式には、車速の時間微分項が含まれている。この構成によれば、車両の旋回時に車速変化を伴なう場合でも、精度の高いヨーレート変化率または横加速度変化率を得ることができる。
【0157】
(14)請求項10において、前記規制力調節手段は、車体と前記リンク機構との間に介装されたシリンダ装置が伸縮動するための作動流体の流路を開閉するための電磁比例弁であり、前記制御手段は前記電磁比例弁を電流値制御することにより前記リンク機構のロックを徐々に解除する。この構成によれば、請求項10の発明と同様の効果が得られる。
【0158】
(15)請求項1〜10及び前記(1)〜(14)のいずれかにおいて、前記揺動規制機構は、車体と前記リンク機構との間に介装されたシリンダ装置と、前記シリンダ装置が伸縮動するための作動流体の流路を開閉するための開閉弁とを備え、前記制御手段により前記開閉弁が開閉制御されることにより前記ロック制御が行われる。この構成によれば、請求項1〜10及び前記(1)〜(14)のいずれかと同様の効果が得られる。
【0159】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項1に記載の発明によれば、従動輪が外輪となる旋回方向の時にロックのタイミングを遅らせるとともに、重心高さまたはそれを決めるパラメータを測定した測定値に応じて車両の重心高さを考慮して横加速度の設定値が選ばれるので、車両の旋回時の走行安定性を維持しつつ車両の重心高さに応じたきめ細かなロック制御を実現できる。
【0160】
請求項2に記載の発明によれば、補助輪が外輪となる車両の旋回方向のときは、弾性部材が所定量縮んでからリンク機構がロックされるように設定し、ロック後に弾性部材が縮む縮み量を相対的に少なくなるようにしたので、補助輪が外輪となる旋回方向のときの駆動輪の接地圧の低下をなるべく小さく抑えることができる。
【0161】
請求項3に記載の発明によれば、少なくとも一つの検出器により検出された車両の重心高さを決めるパラメータから直接横加速度の設定値を選ぶので、重心高さを実際に求める計算しなくて済む。また、重心高さを決めるパラメータをすべて検出しなくても、その寄与率の高そうなものを選ぶことで、少ない検出器の個数で、おおよそ重心高さが考慮されたロック制御を実現することができる。
【0162】
請求項4に記載の発明によれば、検出器により検出されたパラメータの連続変化に応じて横加速度の設定値が連続的に変化するように選ばれるので、車両の重心高さに応じたよりきめ細かなロック制御を実現できる。
【0163】
請求項5に記載の発明によれば、車両の重心高さを決めるうえで寄与率の最も高い荷の揚高と荷重との二つを横加速度の設定値を選ぶためのパラメータとするので、車両の重心高さを考慮したより一層きめ細かなロック制御を実現できる。
【0164】
請求項6に記載の発明によれば、駆動輪が外輪となる旋回方向のときのロック制御のパラメータの一つとして車両のヨーレート変化率または横加速度変化率を採用したので、その旋回開始時にタイミングの遅れなく素早くリンク機構をロックさせることができる。
【0165】
請求項7に記載の発明によれば、車速と、車速を使って横加速度を演算するのに必要な物理量とを用いた演算によって横加速度を推定する方法を採るので、元々車両に備わった車速検出器の他に、一つの検出器を付け足すだけで済む。
【0166】
請求項8に記載の発明によれば、ロック条件が不成立となった時点から所定時間経過後に揺動規制機構の作動が停止されるので、徒らに制御が頻繁に切換わることを回避することができる。
【0167】
請求項9に記載の発明によれば、揺動規制機構の作動時の設定値よりも、揺動規制機構の作動停止時の設定値が小さく設定されているので、徒らに制御が頻繁に切換わることを回避することができる。
【0168】
請求項10に記載の発明によれば、揺動規制機構の作動が停止される際、リンク機構にロックのために付与される規制力を徐々に緩和するように規制力調節手段が制御されるので、リンク機構のロック解除時の車体のショックを緩和できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態における車体揺動制御装置の模式図。
【図2】リーチ式フォークリフトの側面図。
【図3】リーチ式フォークリフトの平面図。
【図4】車体揺動制御装置を示す摸式背面図。
【図5】リアサスペンション構造を示す平面図。
【図6】リアサスペンション構造の一部を示す背面図。
【図7】車体揺動制御装置の電気的構成を示すブロック図。
【図8】操舵角と旋回半径の関係を示すマップ図。
【図9】(a)は横加速度、(b)はヨーレート変化率のそれぞれロック条件を示すグラフ。
【図10】横加速度の設定値を求めるためのマップ図。
【図11】ロック信号の指令を停止するときのタイミグチャート。
【図12】スウィング制御処理のフローチャート。
【図13】同じくフローチャート。
【図14】車両旋回時におけるスウィング制御を説明するグラフ。
【図15】リンク機構の模式背面図であり、(a)は右旋回時にロックした状態を示し、(b)は左旋回時にロックした状態を示す。
【図16】第2実施形態における車体揺動制御装置の模式図。
【図17】同じく車体揺動制御装置の電気的構成を示すブロック図。
【図18】同じく横加速度の設定値を求めるためのマップ図。
【図19】第3実施形態における横加速度の設定値を求めるためのマップ図。
【図20】第4実施形態における横加速度の設定値を求めるためのマップ図。
【図21】第5実施形態における車体揺動制御装置の部分模式図。
【図22】同じくロック信号の指令を停止するときのタイミグチャート。
【図23】第6実施形態におけるヨーレート変化率のロック・ロック解除の条件を示すグラフ。
【図24】同じく横加速度のロック・ロック解除の条件を示すグラフ。
【符号の説明】
1…産業車両としてのリーチ式フォークリフト、1a…車体、3…駆動輪、4…従動輪としての補助輪、11…積載機器としてのフォーク、19…車体フレーム、20…リンク機構、30…弾性部材としてのキャスタスプリング、44…揺動規制機構を構成するダンパ、47…揺動規制機構を構成する電磁切換弁、52…横加速度測定手段及び旋回変化測定手段を構成するとともに物理量検出器としての操舵角センサ、54…横加速度測定手段及び旋回変化測定手段を構成するとともに車速検出器としての車速センサ、55,70…重心高測定手段を構成するとともに検出器及び揚高検出器としての揚高センサ、56…重心高測定手段を構成するとともに検出器及び荷重検出器としての荷重センサ、57…制御手段としてのコントローラ、63…横加速度測定手段及び旋回変化測定手段を構成するとともに横加速度推定手段としてのCPU、75…揺動規制機構を構成するとともに規制力調節手段としての電磁比例弁、H…パラメータとしての揚高、W…パラメータとしての荷重、Gs …横加速度、ΔY/ΔT…ヨーレート変化率、G1,G2,Gc …設定値、yo …設定値。
Claims (10)
- 左右で対をなす駆動輪と従動輪が、車体のロール方向の揺動を許容するように、車体に対してリンク機構を介して懸架されている産業車両において、
前記リンク機構をロックするための揺動規制機構と、
車両の横加速度を測定する横加速度測定手段と、
車両の重心高さまたは重心高さを決める少なくとも一つのパラメータを連続的または断続的に測定する重心高測定手段と、
予め前記重心高さまたは前記パラメータに対して不連続もしくは連続的に変化して設定された横加速度の設定値の中から、前記重心高測定手段により測定された測定値に応じた設定値を選び、前記横加速度測定手段により測定された横加速度がこの設定値以上のときに前記揺動規制機構を作動させて前記リンク機構をロックさせるロック制御を行なうとともに、前記従動輪が外輪となる車両の旋回方向のときにロックをしないか、そのロックのタイミングが、前記駆動輪が外輪となる車両の旋回方向のときのロックのタイミングより相対的に遅れるように設定されている制御手段と
を備えている産業車両の車体揺動制御装置。 - 前記従動輪は前記リンク機構に弾性部材を介して取付けられた補助輪であって、
前記補助輪が外輪となる車両の旋回方向のときは、前記弾性部材が所定量縮むまで待ったタイミングで前記リンク機構がロックされるように設定されている請求項1に記載の産業車両の車体揺動制御装置。 - 前記重心高測定手段は、車両の重心高さを決めるパラメータを連続的または断続的に検出する少なくとも一つの検出器を備え、
前記制御手段には、前記横加速度の設定値が、予め前記パラメータに対して車両の重心高さが高いほど小さな値をとる傾向で、不連続もしくは連続的に変化して設定されている請求項1又は請求項2に記載の産業車両の車体揺動制御装置。 - 前記重心高測定手段は、車両の重心高さを決める複数のパラメータを検出する複数の前記検出器を備え、そのうち少なくとも一方の検出器が前記パラメータを連続的に検出するものであって、前記制御手段には、前記横加速度の設定値が少なくとも一つのパラメータについて連続的に変化するように設定されている請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の産業車両の車体揺動制御装置。
- 前記重心高測定手段は、車両に昇降可能に設けられた積載機器の揚高を前記パラメータとして検出する揚高検出器と、前記積載機器上の荷の荷重を前記パラメータとして検出する荷重検出器とを備えている請求項3又は請求項4に記載の産業車両の車体揺動制御装置。
- 車両のヨーレート変化率または横加速度変化率を測定する旋回変化測定手段を備え、
前記制御手段は、前記駆動輪が外輪となる旋回方向のときに前記ヨーレート変化率または前記横加速度変化率がその設定値以上になると、前記揺動規制機構を作動させる請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の産業車両の車体揺動制御装置。 - 前記横加速度測定手段は、車両の車速を検出する車速検出器と、車速を使って横加速度を演算するのに必要な物理量を検出する物理量検出器と、両検出器により検出された各検出データを用いた演算により前記横加速度を推定する横加速度推定手段とを備える請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の産業車両の車体揺動制御装置。
- 前記制御手段は、前記揺動規制機構を作動させるためのロック条件が不成立となった時点から所定時間経過後に前記揺動規制機構の作動を停止させるように設定されている請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の産業車両の車体揺動制御装置。
- 前記制御手段が前記揺動規制機構を作動するときの設定値より、前記揺動規制機構の作動を停止するときの設定値が小さく設定されている請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の産業車両の車体揺動制御装置。
- 前記揺動規制機構は、前記リンク機構にロックのために付与する規制力を調節可能な規制力調節手段を備え、前記制御手段は、前記規制力調節手段を制御することにより前記ロック制御を行うととも、前記揺動規制機構の作動を停止するときは、前記リンク機構のロックが徐々に解除されるように前記規制力調整手段を制御する請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の産業車両の車体揺動制御装置。
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