JP3826262B2 - 産業車両のブレーキ制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業車両のブレーキ制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のリーチ式フォークリフトトラック(以下、単にフォークリフトと称す)のブレーキ装置として、例えば特開平9−233604号公報に開示されるものがあり、図12は同公報にて開示されたフォークリフトの概略構成図である。フォークリフト71は、従動輪である前輪72と駆動輪且つ操舵輪である後輪73とを備えている。運転室74の床面にはフットペダル75が設けられ、フットペダル75の踏込み側にはリミットスイッチ75aが設けられている。このフォークリフト71では、運転者がフットペダル75を踏込むことによりこのリミットスイッチ75aがオンされてブレーキが解除される、いわゆるデッドマンブレーキが採用されている。
【0003】
ブレーキング制御装置76は、フットペダル75が開放されてリミットスイッチ75aがオフされた場合、エンコーダ77から入力した回転数を用いて減速度を算出し、その減速度が急激に増大したときは駆動輪(後輪73)がスリップしていると判断する。そして、走行用電動機78による回生ブレーキトルクまたは発電ブレーキトルクを低減し、エンコーダ77からの回転数検出値が車速と同等の値まで回復すればスリップから復帰したものと判断し、再び回生ブレーキトルクまたは発電ブレーキトルクを増大する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ブレーキング制御装置76によって駆動輪のスリップの有無を判断しているものの、ブレーキトルクを減らすことによりスリップを防ぐ制御であったため、制動力の向上はさほど望めない。従って、例えばスリップが起き易い水濡れ路面では乾燥路面に比べ制動距離が長くなるという問題があった。
【0005】
また、制動距離の短縮を図る場合、荷積載時と非積載時とでは制動距離に大きな差が発生する。そのため、ただ単に制動距離の短縮を図っただけでは、積荷の荷重に応じて制動距離にばらつきがでるため、運転者にストレスを与えるという問題が生じる。
【0006】
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、制動距離を長くする要因となる車両状態や走行状態にあってもその制動距離を短縮でき、かつ、制動距離の短縮を図っても荷重や車両重量による制動距離のばらつきを小さく抑えることができる産業車両のブレーキ制御装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため請求項1に記載の発明では、制動用の操作手段が操作されたことに基づき作動され、前輪と後輪のうち一方に制動力を付与する主制動手段と、前記前輪と後輪のうち、前記主制動手段による制動力が付与される車輪と前後反対側の車輪に、前記主制動手段を補助するための補助制動力を付与する補助制動手段と、積荷の荷重を検出する荷重検出手段と、前記主制動手段により主制動が付与される側の車輪のスリップ値を、前記主制動手段の作動時の制動距離に影響を与える走行状態値として検出する走行状態検出手段と、前記走行状態検出手段により検出されたスリップ値と、前記荷重検出手段の検出値から得られる車両総重量値とをパラメータとして、前記2つのパラメータに依存する制動距離のばらつきを小さくするように補助制動力が設定された設定条件を基に、前記補助制動手段を作動制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記スリップ値が設定値を超えて制動距離が長くなる走行状態であるときは、前記車両総重量値の第1のしきい値を基準に第1のしきい値を超える場合の方が第1のしきい値を超えない場合より強くなるように設定された補助制動力が車両総重量値に応じて付与されるように前記補助制動手段を作動させるとともに、前記スリップ値が前記設定値を超えず制動距離が長くなる走行状態ではないときでも、前記第1のしきい値より大きくなるように設定された車両総重量値の第2のしきい値を超える場合には、前記補助制動手段を作動させる。
【0010】
この発明によれば、スリップ値と車両総重量値の2つのパラメータに依存する制動距離のばらつきを小さくするように設定された設定条件を基に、補助制動手段は作動制御される。補助制動手段が作動される際は、主制動手段による制動力が付与される車輪と前後反対側の車輪に、設定条件に応じた補助制動力が付与される。よって、補助制動手段が作動されることによって制動距離が短縮されるうえ、補助制動力がスリップ値と車両総重量値の2つのパラメータにより決まるので、走行状態や車両総重量の違いによる制動距離のばらつきが小さく抑えられる。また、スリップ値が設定値を超えて主制動手段作動時の制動距離が長くなりそうな場合は、補助制動手段が作動され、車両総重量値の第1のしきい値を基準に第1のしきい値を超える場合の方が第1のしきい値を超えない場合より強くなるように設定された補助制動力が車両総重量値に応じて付与される。よって、制動距離が効果的に短縮されるうえ、制動距離のばらつきも小さく抑えられる。さらに、スリップ値が設定値を超えないときでも、車両総重量値が第2のしきい値を超える場合には補助制動手段を作動させるので、制動距離のばらつきは小さく抑えられる。
【0011】
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、前記設定条件は、前記車両総重量値のパラメータが大きいほど前記補助制動力が段階的又は連続的に強くなるように設定されている。
【0012】
この発明によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、補助制動手段による補助制動力は、車両総重量値が大きいほど段階的又は連続的に強くなるように荷重に応じて付与されるので、制動距離のばらつきが小さく抑えられる。
【0021】
請求項3に記載の発明では、請求項1又は2に記載の発明の作用に加え、前記主制動手段による制動力が付与される車輪は、前記前輪と後輪のうち車両に装備された荷役装置の積載荷重が大きいほど輪重が小さくなる側の車輪であり、前記補助制動手段による補助の制動力が付与される車輪は、前記荷役装置の積載荷重が大きいほど輪重が大きくなる側の車輪である。
【0022】
この発明によれば、請求項1〜3のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、荷積載時は主制動手段によって制動力が付与される側の車輪の輪重が小さくなるため、主制動付与時にスリップし易くなり、それと共に積荷時は制動距離が延びる傾向にある。しかし、荷積載時に輪重の大きくなる側の車輪に補助制動手段による補助制動力を付与することによって制動距離の短縮効果が得られる。また、補助制動力は車両総重量値に応じて設定されているので、制動距離のばらつきも小さく抑えられる。
【0023】
【発明の実施の形態】
図3及び図4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トラック(以下、単にフォークリフトと称す)1は、前二輪・後一輪の3輪車タイプであり、車体(機台)2の前部に収容されたバッテリ3を電源として走行するバッテリ車である。車体2からは左右一対のリーチレグ4が前方へ延出している。左右の前輪5は従動輪で、左右のリーチレグ4を構成する各リーチレール4aの先端部にそれぞれ回転可能に支持されている。車体2の底部後側に位置する後一輪は、駆動輪と操舵輪を兼ねた後輪6であり、この後輪6は車幅方向左寄りにオフセットされて位置している。後輪6の右隣には、所定距離離れた位置に補助輪(キャスタ)7が設けられている。
【0024】
車体2の後部右側部分には立席タイプの運転席(運転室)8が設けられ、運転室8の後方側が乗降口となっている。運転室8の前側にある図3に示すインストルメントパネル9には、荷役操作のための荷役レバー10、前後進操作のためのアクセルレバー11が設けられている。運転室8の左隣に立設する収容ボックス12の上面にはハンドル(ステアリングホイール)13が設けられている。図4に示すように収容ボックス12には、ドライブモータ14、荷役用モータ15、荷役用ポンプ16等が収容されている。また車体2の前部には、オイルタンク18、オイルコントロールバルブ(以下、コントロールバルブ)19等が収容され、車体2の下部にはブレーキ・コントロール・バルブユニット(以下、ブレーキ制御バルブ)20が収容されている。
【0025】
車体2の前側には荷役装置としてのマスト装置21が装備され、荷役レバー10のうちのリーチレバー操作時には、コントロールバルブ19を通じて作動油が給排されてリーチシリンダ22が伸縮駆動することによって、マスト装置21はリーチレール4aに沿って所定ストローク範囲内で前後方向に移動する。また、マスト装置21は、マスト23、リフトシリンダ24およびフォーク25を備え、荷役レバー10のうちのリフトレバー操作時には、コントロールバルブ19を通じて作動油が給排されてリフトシリンダ24が伸縮駆動することによって、マスト23のスライドに連動してフォーク25が昇降する。
【0026】
図4に示すように、運転席8の床面下方に配置されたブレーキ制御バルブ20は、コントロールバルブ19と同様に荷役用ポンプ16を油圧供給源とする。左右の前輪5には補助制動手段としての油圧式の補助ブレーキ装置(前輪ブレーキ装置)26がそれぞれ取付けられている。補助ブレーキ装置26は本例ではドラムブレーキ装置からなる。左右の補助ブレーキ装置26は2本のパイプ27を介してそれぞれブレーキ制御バルブ20と接続されている。
【0027】
リーチレール4aの下面には、前輪回転数センサ28が取付けられている。前輪回転数センサ28は例えば磁気センサからなり、前輪5のホイールに形成された歯部を検出することによって前輪5の回転数を検出する。
【0028】
図3に示すように、リフトシリンダ24の下部には、積荷の荷重を検出する荷重検出手段としての荷重センサ(圧力センサ)29が取付けられている。荷重センサ29は、例えば積荷時にリフトシリンダ24の内部の作動油にかかる圧力を検出し、その検出値を出力する。
【0029】
図5は、後輪(駆動輪)のドライブ機構を示す背面図である。ドライブモータ14の上部には主制動手段としての主ブレーキ装置(後輪ブレーキ装置)31が装備されている。主ブレーキ装置31は、ドライブモータ14の回転軸14aと一体回転するディスク32を、ブレーキパッド31aで挟圧して制動力を得るディスクブレーキ装置からなる。主ブレーキ装置31はリンク機構33を介してブレーキペダル34と機械的に作動連結されており、ブレーキペダル34が踏込まれていない状態でブレーキがかかる、いわゆるデッドマンブレーキとなっている。なお、主ブレーキ装置31を作動のために操作するブレーキペダル34が制動用の操作手段を構成する。
【0030】
ドライブモータ14の上部には、ディスク32の支持部外周面上に周方向に一定ピッチで形成された多数の歯部(図示省略)を被検出部とする2つの回転数センサ35,36が取付けられている。2つの後輪回転数センサ35,36は、歯部の位相で90゜ずれた位置に併設されており、90度位相のずれたパルス信号をそれぞれ出力する。
【0031】
また、ドライブモータ14は、リアサスペンション機構を構成するリンク部材37の上面に組付けられており、リンク部材37の下面に相対回動可能に設けられたギヤボックス38の下部に後輪6は回転可能に支持されている。ギヤボックス38の上端部に形成されたステアリングギヤ38aはハンドル13(図3参照)と作動連結されており、後輪6はハンドル13の操作に応じて操舵される。また、ステアリングギヤ38aの近傍には操舵角センサ39が設けられ、操舵角センサ39はステアリングギヤ38aの回転位置を検出して後輪6の操舵角(タイヤ角)に応じた電圧値の信号を出力する。またブレーキペダル34の踏込み側には、ブレーキペダル34が踏込解除されてブレーキ操作位置にあることを検知するブレーキスイッチ40が設けられている。
【0032】
図1は、フォークリフトの概略構成図(システム構成図)である。
フォークリフト1に備えられた制御手段としてのコントローラ41には、入力側にブレーキスイッチ40、アクセルセンサ43、荷役操作検知スイッチ44、前輪回転数センサ28,28、後輪回転数センサ35,36、操舵角センサ39、荷重センサ29および圧力スイッチ45が電気的に接続されている。またコントローラ41の出力側には荷役用モータ15、ブレーキ制御バルブ20の電磁弁46,47およびモータ駆動回路48が電気的に接続されている。モータ駆動回路48には回生回路48aが内蔵されている。なお、コントローラ41は、走行状態検出手段、スリップ検出手段、車速検出手段にも相当する。
【0033】
ブレーキスイッチ40は、ブレーキペダル34の踏込操作が解除されたブレーキ操作検知時にコントローラ41にブレーキスイッチ制動信号を出力する。アクセルセンサ43は、アクセルレバー11の操作位置を検出し、中立位置からの前進・後進別の操作量に応じた電圧値の信号をコントローラ41に出力する。
【0034】
コントローラ41は、アクセルセンサ43からの入力信号値を基にアクセルレバー11の操作方向および操作量を認識し、操作方向に応じたモータ回転方向を指令する回転方向指令信号と、操作量に応じたモータ出力が得られるようにモータ出力値を指令する出力値指令信号を、モータ駆動回路48に出力する。またコントローラ41は、2つの回転数センサ35,36から入力する各パルス信号の信号状態(エッジとレベル)の比較から後輪6の回転方向、つまり車両の進行方向を逐次検出しており、アクセルレバー11の操作方向が走行方向と逆である旨(つまりスイッチバック操作の旨)の信号をアクセルセンサ43から入力すると、これをアクセル制動信号として認識する。コントローラ41はアクセル制動信号を入力すると、スイッチバック中であると判断してモータ駆動回路48に回生指令信号を出力する。ドライブモータ14は、モータ駆動回路48に入力される回転方向指令信号および出力値指令信号を基に回転方向制御および出力制御され、モータ駆動回路48に入力される回生指令信号を基に回生制動制御される。なお、後輪6に回生ブレーキをかけるドライブモータ14および回生回路48aは主制動手段を構成し、アクセルレバー11は制動用の操作手段を構成する。
【0035】
荷役操作検知スイッチ44は、荷役レバー10が操作されたことを検知するもので、3つのレバー10a,10b,10c(図2を参照)ごとに設けられている(但し、リフトレバー10aの下降操作は検知されない)。コントローラ41は、荷役操作検知スイッチ44からの信号を基に荷役レバー10が操作されたことを検知すると、荷役用モータ15を駆動する。荷役用モータ15が駆動されることによって荷役用ポンプ16が駆動され、オイルタンク18からホース50を通じて汲み上げられた作動油がホース51を通じてコントロールバルブ19に吐出される。またコントロールバルブ19から排出される作動油はホース52を通じてオイルタンク18に戻される。
【0036】
ブレーキ制御バルブ20にはホース51から分岐するホース53が接続され、荷役用ポンプ16からの圧油がホース53を通じてブレーキ制御バルブ20に供給されるようになっている。またブレーキ制御バルブ20とオイルタンク18は、ホース54を通じて接続されている。
【0037】
圧力スイッチ45は、ブレーキ制御バルブ20に設けられたアキュムレータ55の蓄圧値(油圧)が設定下限値に達したことを検知するものである。コントローラ41は、圧力スイッチ45から検知信号を入力したときにも荷役用モータ15を駆動する。また左右の補助ブレーキ装置26,26は、ブレーキ制御バルブ20の2つの電磁弁46,47を励消磁制御(電流値制御を含む)するコントローラ41により作動制御される。
【0038】
次に図2に示す荷役系及びブレーキ系の油圧回路について説明する。
荷役レバー10(リフトレバー10a、ティルトレバー10b、リーチレバー10c)はコントロールバルブ19と機械的に連結されている。各レバー10a〜10cが操作されると、荷役操作検知スイッチ44(図1参照)の検知信号を基にコントローラ41により荷役用モータ15が駆動され、各レバー10a,10b,10cの操作に応じてリフトシリンダ24,ティルトシリンダ57,リーチシリンダ22のうち対応するものが駆動される。
【0039】
ブレーキ制御バルブ20は、ポンプポートP、タンクポートT、2つのブレーキポートB1,B2の計4ポートを備えている。ポンプポートPには荷役用ポンプ16に繋がるホース53が接続され、タンクポートTにはオイルタンク18に繋がるホース54が接続されている。また2つのブレーキポートB1,B2には、左右の補助ブレーキ装置26,26の各ホイールシリンダ58,58に繋がる2本のパイプ27,27がそれぞれ接続されている。
【0040】
ブレーキ制御バルブ20は、減圧弁59、逆止弁60、電磁開閉弁(シャットオフ弁)46および電磁比例式圧力調整弁(リニアソレノイド弁)47を備え、これら弁46,47,59,60はポンプポートPとブレーキポートB1,B2を接続する油路61上に直列で配置されている。減圧弁59はポンプポートPから入力される油圧を減圧するものである。減圧弁59とシャットオフ弁46の間における油路61上に設けられた逆止弁60は、アキュムレータ55に畜圧された作動油の逆流を阻止するもので、アキュムレータ55が設定圧に達するまで開弁するようにその開弁圧が設定されている。
【0041】
コントローラ41は、シャットオフ弁46とリニアソレノイド弁47の各ソレノイド46a,47aと電気的に接続されている。シャットオフ弁46は、ソレノイド46aが消磁されているときバネ46bの付勢力により閉弁し、ソレノイド46aが励磁されているとき開弁するオンオフ弁である。また、リニアソレノイド弁47は、コントローラ41からソレノイド47aに入力された電流値に応じてその出力油圧が一義的に決まるようになっている。補助ブレーキ装置26は、ブレーキ制御バルブ20から出力された液圧がホイールシリンダ58に供給されることで作動し、前輪5に制動力を付与するようになっている。
【0042】
コントローラ41はメモリ41aを内蔵している。メモリ41aには、補助ブレーキ装置26を作動制御するための図7に示す補助ブレーキ制御用プログラムおよび図6に示す設定条件としてのマップM1などが記憶されている。
【0043】
補助ブレーキ制御用プログラムは、車両制動時に補助ブレーキ装置26を作動制御するためのものである。本例では、この補助ブレーキ制御時の補助ブレーキ力を設定するためにマップM1を使用する。マップM1は、後輪6のスリップを判定するための指標となるすべり速度ΔVと、荷物重量と車体重量を加えた車両総重量Mとを2つのパラメータとし、補助ブレーキ力を一義的に決める液圧値が設定されている。つまり、本例では、すべり速度ΔVと車両総重量Mから液圧値を決める設定条件としてマップM1を使用し、2つのパラメータΔV,Mによりホイールシリンダ58に供給される液圧値を決めている。コントローラ41は、2つのパラメータΔV,MからマップM1を参照して決まる液圧値を基に、リニアソレノイド弁47のソレノイド47aに出力する電流値を決めている。
【0044】
本例では、すべり速度ΔVがしきい値Vsを超えるスリップ時の場合、液圧値は、車両総重量Mがしきい値Msを超える高重量のときに「高液圧」、車両総重量Mがしきい値Msを超えない低重量のときに「中液圧」となるように設定されている。また、すべり速度ΔVがしきい値Vsを超えない非スリップ時の場合、液圧値は、車両総重量Mがしきい値Msを超える高重量のときに「低液圧」、車両総重量Mがしきい値Msを超えない低重量のときに「0」となるように設定されている。
【0045】
まず車両総重量の検出方法について説明する。ここで、制動距離Sは、車両総重量M、速度(車速)V、制動力Fの関数として次の式で表される。
S=(M・V2 )/(2F) … (1)
この式より、制動距離Sは、車両総重量Mに比例しており、車両総重量Mの大小が制動距離Sに大きな影響を与えていることが分かる。即ち、車両総重量Mが大きい場合は上式の分子部分が大きいため、前輪制動力(補助ブレーキ)を加えてFを大きくし分母部分を大きくすることで制動距離Sは有効に短縮可能であるが、反対に車両総重量Mが小さい場合は上式の分子部分が小さいため、前輪制動力を加えなくても制動距離Sは短い。そのため、車両総重量Mが大きい場合は強い補助ブレーキを効かせ、車両総重量Mが小さい場合は相対的に弱い(もしくは「0」)補助ブレーキを効かせることで、車両総重量Mの大きさに応じて補助ブレーキの値を変化させている。ここでコントローラ41は、荷重センサ29により検出される検出値に基づき荷物重量を算出し、その荷物重量に予め入力された車両重量を加えて車両総重量Mを算出する。
【0046】
次に後輪6のスリップの検出方法は次のようである。コントローラ41は、前輪回転数センサ28から単位時間当たりに入力するパルス数を計数して前輪5の回転速度を求め、この前輪回転速度と前輪半径とから前輪換算車速(従動輪換算車速)Vfを算出する。またコントローラ41は、後輪回転数センサ35から単位時間当たりに入力するパルス数を計数して後輪6の回転速度を求め、この後輪回転速度と後輪半径とから後輪換算車速(駆動輪換算車速)Vrを算出する。ここで、フォークリフト1は、左右の前輪5間の幅中心を中心点とするその場旋回が可能で、ハンドル13が一杯近くにまで切られた最大操舵角付近では旋回内輪側の前輪5の回転速度が零になる不都合があるので、前輪換算車速Vfを求めるのには、旋回外輪側の回転数センサ28の入力信号を優先して使用している。コントローラ41は、左右の前輪5,5のうち旋回外輪側がどちらであるかを操舵角センサ39から入力する操舵角θを基に判定する。なお、直進走行(θ=0)時は、左右のうち予め定められた一方の回転数センサ28からの入力信号のみ使用する。
【0047】
本例では、車両旋回時における前輪5と後輪6の各旋回半径が異なることを考慮した補正係数K(θ)(操舵角θの関数)をその時の操舵角θに応じて求め、前輪換算車速Vfにその補正係数K(θ)を乗じて、後輪位置相当の車速Vを求める。この車速Vは後輪6がスリップしていないときの後輪換算車速Vrに相当する。そしてコントローラ41は、前輪換算車速Vfを後輪位置相当に換算した車速Vと、後輪換算車速Vrとの差である「すべり速度」ΔV(=V−Vr)を算出し、このすべり速度ΔVが予め設定されたしきい値Vsを超えたときを、後輪6のスリップと判定する。しきい値Vsには、後輪6と路面との摩擦係数が静止摩擦領域から動摩擦領域に移行する境界付近の値が設定されており、例えばスリップ率換算で0.2付近の値が設定されている。なお、すべり速度に代え、スリップ率(=(V−Vr)/V)を使用することもできる。
【0048】
次に補助ブレーキ制御用プログラムの内容を、図7のフローチャートに従って詳しく説明する。
まずステップ(以下「S」と記す)101においては、ブレーキスイッチ40からブレーキペダル34の踏込操作を止めた旨のブレーキスイッチ制動信号、またはアクセルレバー11をスイッチバック操作した旨のアクセル制動信号を入力したか否かを判断する。これらのいずれかの信号を入力する際は、後輪6に主制動力(主ブレーキ力)が発生する。即ち、ブレーキスイッチ制動信号入力時はブレーキペダル34の踏込操作を止めたことに連動して機械的に主ブレーキ装置31が作動され、後輪6に主ブレーキ力が加えらる。一方、アクセル制動信号入力時はドライブモータ14に回生ブレーキが加えられて後輪6に主ブレーキ力が加えられる。
【0049】
S102においては、ブレーキ制御バルブ20に対し予備通電を行う。即ち、シャットオフ弁46を励磁により開弁状態とすると共に、ホイールシリンダ58が液圧値「0」のままで作動しない程度の既定値の電流をリニアソレノイド弁47に通電する。
【0050】
S103においては、荷重センサ29からの検出値に基づき荷重(荷物重量)を算出する。
S104においては、スリップ検出のためのすべり速度ΔVを算出する。即ち、前輪換算車速Vfに補正係数K(θ)を乗じた後輪位置相当の車速Vと、後輪換算車速Vrとの差を演算することで、すべり速度ΔV(=V−Vr)を算出する。
【0051】
S105においては、マップM1より設定液圧値を読み込む。即ち、S104で算出したすべり速度ΔVと、S103で算出した荷物重量に車両重量を加えた車両総重量Mとをパラメータとし、マップM1を参照して設定液圧値を求める。
【0052】
S106においては、設定液圧値が「0」か否かを判定する。ここで設定液圧値が「0」であるならS108に移行し、設定液圧値が「0」でないならS107に移行する。
【0053】
S107においては、補助ブレーキ装置26の作動を指令する。即ち、マップM1から読み込んだ設定液圧値に応じた電流値をリニアソレノイド弁47のソレノイド47aに通電する。この結果、各ホイールシリンダ58,58に設定液圧値の圧油が供給されて補助ブレーキ装置26が作動され、前輪5,5には設定液圧値に応じた補助制動力(補助ブレーキ力)が付与される。
【0054】
S108においては、車両が停止したか否かを判定する。即ち、車速Vが「0」または停止とみなせる所定車速になれば車両停止と判断し、S110に移行する。また、車両走行中であればS109に移行する。
【0055】
S109においては、制動信号が解除されたか否かを判定する。即ち、ブレーキペダル34が再び踏込まれたか、あるいはアクセルレバー11が中立位置に戻されたか否かを判断する。そして、制動信号が解除されたと判断すればS110に移行し、制動信号が解除されていないならばS104に移行する。
【0056】
S110においては、補助ブレーキ装置26,26の停止指令をする。即ち、各電磁弁46,47のソレノイド46a,47aへの通電を停止する。
従って、フォークリフト1の走行時にブレーキ操作がなされた際は、荷物重量が重ければ(車両総重量M>Ms)、後輪6がスリップしていなくても「低液圧」の圧油がホイールシリンダ58に供給されて補助ブレーキ装置26,26が作動される。この結果、後輪6に付与される主ブレーキ力に加え、「低液圧」に応じた弱い補助ブレーキ力が前輪5に付与される。また、ブレーキ操作時に荷物重量が軽く(車両総重量M≦Ms)、しかもこのとき後輪6がスリップしていなければ、補助ブレーキ装置26,26は作動されず、後輪6の主ブレーキ力のみで車両は制動する。
【0057】
また、積荷時は後輪6の輪重が小さくなり、特にマスト装置21をリーチアウトさせた状態では後輪6の輪重が一層小さくなる。このような輪重の小さな後輪6が例えば水漏れ路面に位置する時にブレーキ操作をした際は、後輪6がスリップする。この際、荷物重量が軽ければ(車両総重量M≦Ms)、「中液圧」の圧油がホイールシリンダ58に供給されて補助ブレーキ装置26,26が作動される。この結果、軽い荷物重量で後輪6がスリップしたときには、前輪5,5に中程度の補助ブレーキ力が付与される。また、このスリップ時に荷物重量が重ければ(車両総重量M>Ms)、「高液圧」の圧油がホイールシリンダ58に供給されて補助ブレーキ装置26,26が作動される。この結果、重い荷物重量で後輪6がスリップしたときには、前輪5,5に強い補助ブレーキ力が付与される。
【0058】
この際、補助ブレーキ力が付与された前輪5,5がスリップすることはまずない。理由は、補助ブレーキ力そのものが主ブレーキ力を補助する弱めのものであることに加え、荷物重量に応じて補助ブレーキ力の強さが決まり、前輪5,5の輪重が小さいときは補助ブレーキ力がなしまたは中程度で、強い補助ブレーキ力が付与されるときは前輪5,5の輪重が大きいからである。よって、前輪5,5に付与される補助ブレーキ力によって車両はしっかり制動される。
【0059】
従って、スリップや重い車両総重量が原因で制動距離が長くなるようなときには、主ブレーキ装置31に加え、補助ブレーキ装置26,26が作動されて車両の制動力を補助するので、制動距離が比較的短く抑えられる。また、後輪6がスリップしたときに車体後部が図4の矢印方向へ流れる尻振り量も、前輪5,5に付与される補助ブレーキによって小さく抑えられる。さらにはスリップの有無や車両総重量に拘わらず、どのような走行状態または車両状態でも、制動距離は非スリップかつ低重量(M<Ms)のときの距離に近づくので、制動距離のばらつきが小さく抑えられる。よって、ブレーキ操作時に運転者がストレスを感じにくくなる。
【0060】
従って、この実施形態では以下のような効果を得ることができる。
(1)主ブレーキ作動時に後輪6がスリップすると、前輪5,5に補助ブレーキを付与するので、後輪6のスリップ時に制動距離を効果的に短縮できる。また、後輪6がスリップしたときに車体2の後部が横へ流れる尻振り量を小さく抑えることができる。さらに後輪6がスリップしていなくても、高重量時には前輪5,5に補助ブレーキを付与するので、重い荷物を積載するときにも制動距離を短縮できる。
【0061】
(2)補助ブレーキ装置26に供給される液圧は、スリップかつ高重量では「高液圧」、スリップかつ低重量では「中液圧」、非スリップかつ高重量では「低液圧」、非スリップかつ低重量では液圧「0」というように車両総重量Mに応じて段階的に液圧を設定している。従って、制動距離の短縮を図っても、スリップの有無や車両総重量Mに影響される制動距離のばらつきを小さく抑えることができる。その結果、運転者のブレーキ操作時におけるストレスを軽減できる。
【0062】
なお、実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように変更してもよい。
○ 設定液圧値を決めるためのパラメータは、すべり速度ΔVと車両総重量Mに限定されない。例えば車両総重量Mのみをパラメータとしてもよい。図8に示すマップM2のように、主ブレーキ作動時にその車両総重量Mがしきい値Msを超える場合に、補助ブレーキ装置26を作動させるようにしてもよい。この場合、荷重による制動距離のばらつきが小さく抑えられる。
【0063】
○ 補助ブレーキ力はパラメータの値の変化に対し段階的に設定されていることに限定されない。即ち図9に示すように、車両総重量Mが大きくなるにつれて補助ブレーキ力が連続的に強くなるようなマップM3を使用することもできる。この場合、制動距離のばらつきを一層小さくすることができる。
【0064】
○ 補助ブレーキ力の設定値は、マップM1によって設定される4段階に限定されない。例えば図10(a)〜(d)に示す各マップM4〜M7を使用することもできる。詳述すると、図10(a)に示すように、低重量のスリップ時と、高重量の非スリップ時とで補助ブレーキ力を同じ値とし、補助ブレーキ力の設定を3段階としてもよい。また図10(b)に示すように、スリップ時でも車両総重量Mがしきい値Msより低く荷重が非常に軽いときには液圧を「0」に設定し、補助ブレーキ装置26を作動させなくしてもよい。また図10(c)に示すように、スリップ時と非スリップ時とで車両総重量Mのしきい値が異なるものでもよい。また図10(d)に示すように、液圧の設定値は5段階以上(同図では9段階、0<p1<p2…<p8)でもよい。この例では、各パラメータ毎にしきい値を2つずつ設定して補助ブレーキ力の設定値をより細分化している。この場合、制動距離のばらつきを一層小さく抑えることができる。なお、補助ブレーキ力の設定値は、制動距離のばらつきを効果的に小さく抑えるうえで3段階以上が望ましい。
【0065】
○ 液圧設定値を決めるためのパラメータは、車速Vと車両総重量Mでもよい。例えば図11に示すように、パラメータが車速Vと車両総重量MであるマップM8によって設定液圧値が決まるものでもよい。ここで、前記(1) 式から明らかなように制動距離Sは、車速Vの2乗に比例しているので、車速Vの変化量は制動距離に大きな影響を与える。ここでは、ブレーキ操作開始時の車速(初速)Vを、走行状態値として1つのパラメータとして採用し、2つのパラメータV,Mに応じて補助ブレーキ力の設定値を設定している。この場合、制動距離のばらつきを効果的に小さく抑えることができる。勿論、この場合においても設定液圧値は4段階に限らず、3段階や5段階以上の多段階でもよく、また設定値が段階的に限らず連続的に設定されてもよい。なお、パラメータを車速Vと車両総重量Mとしたこの例では、図7のフローチャートのS104が車速算出となる。
【0066】
○ 液圧設定値を決めるためのパラメータは、車両総重量Mとすべり速度ΔVと車速(初速)Vの3つを使用することもできる。
○ スリップ値は、すべり速度やスリップ率に限定されない。例えば後輪6の加速度(減速度)を求め、その加速度がしきい値を超えるときをスリップとみなして補助ブレーキ装置26を作動制御する方式を採用することもできる。この場合、後輪回転数センサのみでスリップ値(減速度)を算出でき、スリップ値の算出に使用するセンサを減らすことができる。
【0067】
○ 重量値は車両重量と荷物重量とを加えた車両総重量Mであることに限定されない。例えば荷物重量がパラメータであってもよい。
○ 補助ブレーキ力を決めるための設定条件はマップを使用することに限らず、例えばフローチャートにおける判断処理であってもよい。即ち、スリップ値がしきい値を超えたか否かを判断するスリップ判定処理と、車両総重量Mがしきい値を超えたか否かを判断する重量判定処理を実行し、2つの判定結果に応じた値の液圧が決まるものであってもよい。
【0068】
○ ホイールシリンダ58に送るための作動油をアキュムレータ55に蓄圧する構成に限定されない。例えばアキュムレータ55の代わりに、ブレーキ制御バルブ専用の小型のポンプおよびモータを搭載し、このポンプを逐次駆動させて、ブレーキ制御バルブ20に圧油を供給する構成であってもよい。また予備通電処理(S102)はなくてもよい。
【0069】
○ フォークリフト1は前輪5が従動輪で後輪6が駆動輪である構造に限定されない。例えば、前輪5および後輪6が共に駆動輪である3WDでもよい。つまり、3WDのフォークリフトにおいて、後輪に主ブレーキを付与してその後輪がスリップしたとき、前輪に補助ブレーキを付与し、制動距離の短縮を図る。また、前輪5が駆動輪で後輪6が従動輪でもよく、この場合、前輪5に主ブレーキ装置31が装備され、後輪6に補助ブレーキ装置26が装備され、後輪6から実車速が求まる。
【0070】
○ 補助ブレーキ装置26や主ブレーキ装置31としてどんな方式のブレーキ装置も採用できる。例えば補助ブレーキ装置26としてディスクブレーキ装置を採用できる。また主ブレーキ装置31としてドラムブレーキ装置を採用できる。また、補助制動手段はドラムブレーキ装置に代えて、例えば回生ブレーキであってもよい。例えば3WDのフォークリフトにおいて、主ブレーキ作動時に検出したパラメータに応じた強さの回生ブレーキを前輪5に発生させ、制動距離の短縮を図るようにしてもよい。
【0071】
○ 産業車両はリーチ型フォークリフトトラックに限定されず、例えばカウンタバランス型やオーダーピッキング型などの他のタイプのフォークリフトに適用することもできる。また無人フォークリフトに適用することもできる。その他、主制動のかかる車輪がスリップしたときに、主制動のかかる車輪と前後反対側の車輪に補助制動力を付与する構成を、フォークリフト以外の他の産業車両で実施することができる。
【0072】
前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
(1)前記走行状態検出手段は、主制動手段によって制動力が付与される側の車輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、主制動手段の作動開始時の車度を検出する車速検出手段とのうちの一方である。この場合、スリップ検出手段であればスリップ時の制動距離を短縮でき、車速検出手段であれば高車速時の制動距離を短縮できる。
【0073】
(2)前記産業車両の前側には、荷役装置(21)が前後方向に移動可能に設けられている。この場合、荷役装置が前方へ移動して主制動が付与される側の車輪の輪重がより小さくなってその車輪がスリップし易くなるが、補助制動が付与されることで制動距離を効果的に短縮できる。しかも、荷重に応じた補助制動力が付与されるので、制動距離のばらつきも小さく抑えることができる。
【0074】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、制動距離が長くなるような車両状態や走行状態でも、主制動力が付与される車輪と前後反対側の車輪に補助制動力が付与されることで制動距離を短縮でき、しかも補助制動力が荷重などの重量に応じて決まるので、荷重の違いによる制動距離のばらつきを小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 フォークリフトの概略構成図。
【図2】 荷役系及びブレーキ系の油圧回路図。
【図3】 フォークリフトの側面図。
【図4】 フォークリフトの平面図。
【図5】 後輪のドライブ機構を示す背面図。
【図6】 補助ブレーキ制御に使用されるマップ。
【図7】 補助ブレーキ制御用プログラムを示すフローチャート。
【図8】 別例における補助ブレーキ制御用のマップ。
【図9】 他の別例における補助ブレーキ制御用のマップ。
【図10】 (a)〜(d)は他の別例における補助ブレーキ制御用のマップ。
【図11】 他の別例における補助ブレーキ制御用のマップ。
【図12】 従来のフォークリフトの側面図。
【符号の説明】
1…産業車両としてのリーチ型フォークリフトトラック、5…前輪、6…後輪(駆動輪)、11…操作手段としてのアクセルレバー、14…主制動手段を構成するドライブモータ、26…補助制動手段としての補助ブレーキ装置(前輪ブレーキ装置)、29…荷重検出手段としての荷重センサ、31…主制動手段としての主ブレーキ装置(後輪ブレーキ装置)、34…操作手段としてのブレーキペダル、41…スリップ検出手段および車速検出手段を構成するとともに制御手段としてのコントローラ、48a…主制動手段を構成する回生回路、ΔV…走行状態値を構成するとともにスリップ値としてのすべり速度、V…走行状態値としての車速、M…重量値としての車両総重量、S…制動距離、M1〜M8…設定条件としてのマップ、Vs,Ms…設定値としてのしきい値。
Claims (3)
- 制動用の操作手段が操作されたことに基づき作動され、前輪と後輪のうち一方に制動力を付与する主制動手段と、
前記前輪と後輪のうち、前記主制動手段による制動力が付与される車輪と前後反対側の車輪に、前記主制動手段を補助するための補助制動力を付与する補助制動手段と、
積荷の荷重を検出する荷重検出手段と、
前記主制動手段により主制動が付与される側の車輪のスリップ値を、前記主制動手段の作動時の制動距離に影響を与える走行状態値として検出する走行状態検出手段と、
前記走行状態検出手段により検出されたスリップ値と、前記荷重検出手段の検出値から得られる車両総重量値とをパラメータとして、前記2つのパラメータに依存する制動距離のばらつきを小さくするように補助制動力が設定された設定条件を基に、前記補助制動手段を作動制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記スリップ値が設定値を超えて制動距離が長くなる走行状態であるときは、前記車両総重量値の第1のしきい値を基準に第1のしきい値を超える場合の方が第1のしきい値を超えない場合より強くなるように設定された補助制動力が車両総重量値に応じて付与されるように前記補助制動手段を作動させるとともに、前記スリップ値が前記設定値を超えず制動距離が長くなる走行状態ではないときでも、前記第1のしきい値より大きくなるように設定された車両総重量値の第2のしきい値を超える場合には、前記補助制動手段を作動させる産業車両のブレーキ制御装置。 - 前記設定条件は、前記車両総重量値のパラメータが大きいほど前記補助制動力が段階的又は連続的に強くなるように設定されている請求項1に記載の産業車両のブレーキ制御装置。
- 前記主制動手段による制動力が付与される車輪は、前記前輪と後輪のうち車両に装備された荷役装置の積載荷重が大きいほど輪重が小さくなる側の車輪であり、前記補助制動手段による補助の制動力が付与される車輪は、前記荷役装置の積載荷重が大きいほど輪重が大きくなる側の車輪である請求項1又は2に記載の産業車両のブレーキ制御装置。
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