JP3884590B2 - フォークリフトの荷役制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォークリフトの荷役制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車体の前部にオペレータの操作により昇降する作業機を有していて荷の上げ下げと運搬ができるフォークリフトにおいては、作業機を昇降操作するリフトレバーとチルト操作するチルトレバーが運転席の前方の前面パネルの所定位置に配設されている。オペレータは運転席に座るか、又は、立った状態（リーチフォークリフトの場合）でこれらの作業機操作レバーを操作する。
ところで、フォークの下降時を例にすると、荷を積載したフォークを下降させようとしてリフトレバーを操作しているとき、例えばリフトレバーの急操作という外乱があるとフォークの動きが急加減速され車体が揺れる。このような場合、オペレータも揺れるので、オペレータは揺れを小さくするために、リフトレバーの操作量を振動させないように一定に保持しようと試みている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のフォークリフトには次のような問題点がある。車体の揺れによりオペレータがリフトレバーの操作を一定に保持しようとしても、リフトレバーも協調して揺れてしまい、オペレータが介在する車体全体を含めた持続振動となる。一旦持続振動が発生すると、迅速に抑制することは困難である。またオペレータがリフトレバーから手を放して揺れが停止するまで待つこともあるが、この間作業を中断しなければならないので所定の荷役操作性と作業効率を発揮できないという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、外乱に起因する車体の揺れと、この揺れにも拘らず作業機操作量を一定しようとする作業機操作レバーの操作とが協調して発生する車体の持続振動を抑制できる産業車両の荷役制御装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第１の発明に記載の発明は、車体の所定位置に設けた作業機と、前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、前記作業機アクチュエータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
リフト油圧がリフト保持圧より小さい値より増加に転じリフト保持圧を横切ってからピークをもった後再びリフト保持圧に戻ってくるまでのリフト油圧持続時間を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出されるリフト油圧持続時間を入力し、前記検出したリフト油圧持続時間が所定のリフト油圧持続判定時間より長い場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とする。
【０００６】
第１発明に記載の発明によると、リフト油圧持続時間を検出する振動検出手段により車体又はレバー指令値が振動していることを検出し、振動発生を検出した後は、振動抑制手段により、持続振動しようとするレバー指令値を直接制御弁指令値とはせず、振動を抑制する制御弁指令値を演算して制御弁へ指令する。したがってフォークの動きがレバー指令値に影響されなくなる。これにより持続振動は迅速に抑制できる。
【０００７】
第２発明に記載の発明は、車体の所定位置に設けた作業機と、前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、前記作業機アクチュエータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
リフト保持圧を中心にして振動しているリフト油圧の複数のピーク間隔から求めたリフト油圧周波数を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出されるリフト油圧周波数を入力し、前記検出したリフト油圧周波数と所定のリフト油圧周波数との差の絶対値が所定の周波数より小さい場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とする
【０００８】
第２記載の発明によると、リフト油圧周波数を検出する振動検出手段により車体又はレバー指令値が振動していることを検出し、振動発生を検出した後は、振動抑制手段により、持続振動しようとするレバー指令値を直接制御弁指令値とはせず、振動を抑制する制御弁指令値を演算して制御弁へ指令する。したがってフォークの動きがレバー指令値に影響されなくなる。これにより持続振動は迅速に抑制できる。
【０００９】
第３発明に記載の発明は、車体の所定位置に設けた作業機と、前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、前記作業機アクチュエータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
リフト油圧とリフト保持圧との差の絶対値で定義されるリフト油圧絶対値を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出されるリフト油圧絶対値を入力し、前記検出したリフト油圧絶対値が所定の絶対リフト油圧閾値より大きい場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とする。
【００１０】
第３発明の記載の発明によると、リフト油圧絶対値を検出する振動検出手段により車体又はレバー指令値が振動していることを検出し、振動発生を検出した後は、振動抑制手段により、持続振動しようとするレバー指令値を直接制御弁指令値とはせず、振動を抑制する制御弁指令値を演算して制御弁へ指令する。したがってフォークの動きがレバー指令値に影響されなくなる。これにより持続振動は迅速に抑制できる。
【００１１】
第４発明に記載の発明は、車体の所定位置に設けた作業機と、前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、前記作業機アクチュエータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
リフト油圧の最大値と最小値の差で定義されるリフト油圧振幅を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出されるリフト油圧振幅を入力し、前記検出したリフト油圧振幅最大値が所定のリフト油圧振幅閾値より大きい場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とする
【００１２】
第４発明に記載の発明によると、リフト油圧振幅を検出する振動検出手段により車体又はレバー指令値が振動していることを検出し、振動発生を検出した後は、振動抑制手段により、持続振動しようとするレバー指令値を直接制御弁指令値とはせず、振動を抑制する制御弁指令値を演算して制御弁へ指令する。したがってフォークの動きがレバー指令値に影響されなくなる。これにより持続振動は迅速に抑制できる。
【００１３】
第５発明に記載の発明は、車体の所定位置に設けた作業機と、前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、前記作業機アクチュエータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
加速度計により車体のピッチング揺動から計測した車体揺動加速度を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出される車体揺動加速度を入力し、前記検出した車体揺動加速度が積載荷重に対応した加速度閾値より大きい場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とする。
【００１４】
第５発明に記載の発明によると、車体揺動加速度を検出する振動検出手段により車体又はレバー指令値が振動していることを検出し、振動発生を検出した後は、振動抑制手段により、持続振動しようとするレバー指令値を直接制御弁指令値とはせず、振動を抑制する制御弁指令値を演算して制御弁へ指令する。したがってフォークの動きがレバー指令値に影響されなくなる。これにより持続振動は迅速に抑制できる。
【００１５】
第６発明に記載の発明は、フォークリフトのアタッチメントとして車体の所定位置に設けた回転クランプと、前記回転クランプを駆動する回転用油圧モータ、前記回転用油圧モータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
車体が揺動するに伴い前記回転用油圧モータに生じる油圧の振動から求めたモータ油圧振幅又はモータ油圧周波数を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出される前記回転油圧モータのモータ油圧振幅又はモータ油圧周波数を入力し、前記検出したモータ油圧振幅又はモータ油圧周波数が所定のモータ油圧振幅又は所定のモータ油圧周波数より大きい場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とする。
【００１６】
第６発明に記載の発明によると、モータ油圧振幅又はモータ油圧周波数を検出する振動検出手段により車体又はレバー指令値が振動していることを検出し、振動発生を検出した後は、振動抑制手段により、持続振動しようとするレバー指令値を直接制御弁指令値とはせず、振動を抑制する制御弁指令値を演算して制御弁へ指令する。したがって回転クランプの動きがレバー指令値に影響されなくなる。これにより持続振動は迅速に抑制できる。
第７発明に記載の発明は、第１発明乃至第６発明のいずれかの発明において、前記コントローラは、振動発生を検出した後、リフトレバー操作量が所定の閾値を越えたときは、制御弁指令値を滑らかにレバー指令値に近づけるように演算して前記制御弁に出力する解除手段を備えることを特徴とする。
第７発明に記載の発明によると、振動発生と判断した直後からレバー操作量が所定の閾値を越えたらオペレータによる操作割り込みがあったと判断して、制御弁指令値をレバー指令値に滑らかに近づける。これにより、オペレータの意思が制御弁制御に反映されるので操作感覚に合った解除手段が得られる。
第８発明に記載の発明は、第１発明乃至第６発明のいずれかの発明において、振動抑制手段による抑制制御が所定時間経過した後、制御弁指令値を滑らか煮レバー指令値に近づくように演算して制御弁に出力する解除手段を備えることを特徴とする。
第８発明に記載の発明によると、抑制制御が所定時間経過した後、制御弁指令値を滑らかにレバー指令値に近づくように演算し制御弁へ出力し、一致後はレバー指令値を制御弁指令値として出力する。これにより、所定時間の抑制制御が完了後、スムーズに通常操作に戻ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
まず、フォークの下降時を例とした第１実施形態を説明する。
図１にハード構成を示す。
フォークリフト１０の車体１１の前部に装着されたマスト１１ａにフォーク１２が昇降自在に設けられており、フォーク１２はマスト１１ａに取着されたリフトシリンダ１３により昇降するようになっている。リフトシリンダ１３のボトム室と油圧ポンプ１４及び油圧タンク１５との間には、リフトシリンダ１３を制御する電磁比例制御弁（以下、電磁弁１６と呼ぶ）を介して油圧配管がなされており、リフトシリンダ１３のヘッド室と油圧タンク１５は直接油圧配管されている。電磁弁１６への操作指令を与えるリフトレバー１７が運転席の前面パネル（図示せず）に設けられている。
【００１８】
信号検出器として、フォーク１２の積載荷重の大きさ及び車体振動に起因する動的負荷を示すリフト油圧Ｐを検出するリフト油圧検出器１８が電磁弁１６に取着されている。また、リフトレバー１７にはリフトレバー操作量Ｌｅｖを検出するリフトレバー操作量検出器１９が取着されている。
【００１９】
コントローラ２０にはリフト油圧検出器１８とリフトレバー操作量検出器１９からの検出信号が入力回路（図示せず）を介して入力されて、コントローラ２０からは出力駆動部（図示せず）を介して電磁弁１６を制御する電磁弁指令値Ｓｄが出力されている。なお、コントローラ２０は、フォーク１２の積載荷重により車体持続振動を抑制する制御を適用するか否かを判断する制御適用判断手段と、リフト油圧Ｐに基づいて車体持続振動の原因となる外乱が発生したか否かを検出する振動検出手段と、外乱により起きた車体持続振動を抑制する振動抑制手段と、所定条件のとき振動抑制手段による制御を解除して通常の操作に戻る解除手段とから構成されている。
【００２０】
図２にコントローラ２０のフローチャートを示し、図３にリフトレバー操作量Ｌｅｖ、リフトレバー操作量Ｌｅｖに対応した電磁弁１６へのリフトレバー指令値Ｓｒ（以下、レバー指令値Ｓｒと呼ぶ）、電磁弁指令値Ｓｄ、リフト油圧Ｐの時間的変化を示す。これらの図によりフォーク１２が積載荷重をもっているときの下降時を例にとって処理動作を説明する。以下の説明では、各処理のステップ番号にＳを付して表す。
まず、図２に示す制御適用判断手段２１において、フォーク１２の積載荷重に対応する静的な油圧をリフト保持圧Ｐｋとし、このリフト保持圧Ｐｋが積載荷重の大きさを判断する所定の積載荷重判断油圧Ｐｗよりも大きいか否か判断（Ｓ２１）する。小さいときはレバー指令値Ｓｒをそのまま電磁弁指令値Ｓｄとし、通常の動作をする（Ｓ２２）。積載荷重判断油圧Ｐｗより大きいときは、振動を検出する振動検出手段２２に進む。
【００２１】
次に振動検出手段２２での振動検出方法を説明する。図３の時間（以下、tと表す）がゼロ以前に示すようにリフトレバー操作量Ｌｅｖがゼロのとき、リフト油圧Ｐはフォーク１２への積載荷重に応じたリフト保持圧Ｐｋをもっている。リフトレバー１７をフォーク１２の下げ方向に操作すると点線で示しているレバー指令値Ｓｒが実線で示している電磁弁指令値Ｓｄとして出力され、弁が開いてリフトシリンダ１３のボトム室から油が排出される。このとき、リフト油圧Ｐはリフト保持圧Ｐｋより小さくなる。その後、リフトレバー操作量Ｌｅｖを外乱が発生する程度の加速度でもって急に小さくすると、電磁弁１６のリフトシリンダ１３のボトム室から油圧タンクに通じる通路面積は急に閉じられ、リフトシリンダ１３の伸縮が急減速され、油圧の揺れ戻しが生じて、リフト油圧Ｐは保持圧Ｐｋよりも小さい値からリフト保持圧Ｐｋよりも大きくなり、あるピークをもった後、またリフト保持圧Ｐｋに戻ってくる。
図２の振動検出手段２２のフローチャートによると、リフト油圧Ｐがリフト保持圧Ｐｋより小さい値より増加に転じリフト保持圧Ｐｋを横切ってからピークをもった後再びリフト保持圧Ｐｋに戻ってくるまでのリフト油圧持続時間ｔｐが所定のリフト油圧持続判定時間ｔｐｓより長いならば車体持続振動が起きるに充分大きい外乱があると判断し（Ｓ２３）、次の振動抑制手段２３に処理が進む。リフト油圧Ｐがリフト保持圧Ｐｋより大きいときでもノイズによる誤検出を防止するためにリフト油圧持続判定時間ｔｐｓという時間的条件を加えて振動発生を判断している。リフト油圧Ｐがリフト保持圧Ｐｋより大きいにも拘わらずリフト油圧持続時間ｔｐｓがリフト油圧所定持続時間より短いならば、ノイズによる誤検出と判断しレバー指令値Ｓｒを電磁弁指令値Ｓｄとし（Ｓ２５）通常の操作をする。リフト油圧Ｐがリフト保持圧Ｐｋより小さいときは外乱は小さいと判断し、レバー指令値Ｓｒを電磁弁指令値Ｓｄとし通常の操作をする。
【００２２】
振動抑制手段２３では、リフト油圧Ｐがピークをもった後再びリフト保持圧Ｐｋに戻ってきた時点からの電磁弁指令値Ｓｄをリフト保持圧Ｐｋに戻ってきた時点での電磁弁指令値Ｓｄに基づいて新しく設定する。即ち、リフト保持圧Ｐｋに戻ってきた制御開始時刻Ｔｓにおける電磁弁指令値Ｓｄを電磁弁指令記憶値Ｓｍとして記憶し、制御開始時刻Ｔｓから所定の制御持続設定時間ＤＴの間、電磁弁指令値Ｓｄは電磁弁指令記憶値Ｓｍと等しい値とする（Ｓ２６）。なお、時刻はｔがゼロから計測した時間と定義する。
解除手段２４では、制御中又は所定の制御持続設定時間ＤＴの後の制御解除方法を設定する。リフトレバー操作量Ｌｅｖがゼロの場合を操作量ゼロ％とし、リフトレバー操作量Ｌｅｖの下げ方向の最大値を１００％とした場合、例えば５％を最小閾値Ｌｉと設定し、９５％を最大閾値Ｌａと設定する。また、制御開始時刻Ｔｓにおけるリフトレバー操作量Ｌｅｖを中心にして、制御開始時刻Ｔｓからリフトレバー操作量の大小を判定する閾値の大きさが変更する時刻の広狭閾値変更時刻Ｔｗｓまでは、リフトレバー操作量Ｌｅｖからの幅が広い広閾値ｄＬｗを設定し、その後、抑制制御開始時刻Ｔｓから所定の制御持続設定時間ＤＴ経過した抑制制御終了時刻Ｔｅまでは、リフトレバー操作量Ｌｅｖからの幅が狭い狭閾値ｄＬｓを設定する。
【００２３】
まず、時間ｔが抑制制御終了時刻Ｔｅの前か否かを判断し（Ｓ２７）、前であれば、オペレータによる操作があるか否かを判断する。
リフトレバー操作量Ｌｅｖが最小閾値Ｌｉと最大閾値Ｌａとの間にありかつ制御開始時刻Ｔｓにおけるリフトレバー操作量Ｌｅｖを基点としたリフトレバー追加操作量絶対値ｄＬｅｖが広閾値ｄＬｗ又は狭閾値ｄＬｓよりも大きいときは、オペレータが小さくリフトレバー１７を操作した操作割り込みがあると判断する（Ｓ２８〜Ｓ３１）。
リフトレバー追加操作量絶対値ｄＬｅｖが狭閾値ｄＬｓを越えその後、リフトレバー操作量Ｌｅｖの絶対値が最小閾値Ｌｉと最大閾値Ｌａとの間にあるときのリフトレバー操作量Ｌｅｖ、レバー指令値Ｓｒ、電磁弁指令値Ｓｄ、リフト油圧Ｐの時間的変化を図３の操作割り込み時刻Ｔｏ以降で示している。この場合は電磁弁指令値Ｓｄを電磁弁指令記憶値Ｓｍからレバー指令値Ｓｒに一致させる方向に、操作割り込み点Ｚ１のレバー指令値勾配ｍｒで近づける（Ｓ３３）。一致後の電磁弁指令値Ｓｄはレバー指令値Ｓｒをとる。
追加操作量絶対値ｄＬｅｖが広閾値ｄＬｗ又は狭閾値ｄＬｓよりも小さいときは、オペレータのリフトレバー操作量Ｌｅｖは微小で、操作割り込みはないと判断し、電磁弁指令値Ｓｄは電磁弁指令記憶値Ｓｍを保つ（Ｓ３２）。
【００２４】
次に、リフトレバー操作量Ｌｅｖが最小閾値Ｌｉより小さいとき又は最大閾値Ｌａより大きいときは、オペレータが大きくリフトレバー１７を操作した操作割り込みがあると判断する（Ｓ２８〜Ｓ２９）。この場合は図４に示すように、リフトレバー操作量Ｌｅｖがまず操作割り込み点Ｚ２で広閾値ｄＬｗを越え、越えた後、レバー指令値勾配ｍｒで電磁弁指令値Ｓｄを電磁弁指令記憶値Ｓｍからレバー指令値Ｓｒに一致させる方向に近づける。次に操作割り込み点Ｚ３で最小閾値Ｌｉを越えた後は、電磁弁指令値Ｓｄをレバー指令値Ｓｒに一致させる方向に所定の大割り込み勾配Ｍｗで近づける（Ｓ３４）。一致後の電磁弁指令値Ｓｄはレバー指令値Ｓｒをとる。
【００２５】
また、時刻が抑制制御終了時刻Ｔｅの以降であれば、図５に示すように電磁弁指令値Ｓｄを電磁弁指令記憶値Ｓｍからレバー指令値Ｓｒに一致させる方向に所定の終了時刻後勾配Ｍｅで近づける（Ｓ３５）。一致後の電磁弁指令値Ｓｄはレバー指令値Ｓｒをとる。
【００２６】
本実施形態によると、リフト油圧が所定の油圧より大きい状態で所定の時間より長く持続すれば、車体持続振動の原因となる外乱が発生したと判断する。振動発生と判断後の電磁弁指令値は判断直前の値をそのまま一定に保持し、フォークの動きが振動するレバー指令値に影響されないので車体振動が持続することなく迅速に抑制される。
【００２７】
振動発生と判断した直後から所定の時間が経過するまではリフトレバー操作量の振れ幅は大きいので幅の広い閾値ｄＬｗを設定し、リフトレバー操作量がこの閾値ｄＬｗを越えたらオペレータによる操作割り込みがあったと判断して、電磁弁指令値をリフトレバー操作量に対応したレバー指令値に近づける。振動発生と判断してから広狭閾値変更時刻Ｔｗｓ以降はリフトレバー操作量の振れ幅が小さくなっているので幅の狭い閾値ｄＬｓに変更して同様に操作割り込みの有無を判断する。
【００２８】
また、リフトレバー操作量がゼロ又は最大に近い値まで操作されて最小閾値Ｌｉ又は最大閾値Ｌａを越える場合には、オペレータが緊急のためリフトレバーを大きく操作したと判断し、所定の勾配Ｍｗで電磁弁指令値をレバー指令値に近づけ、一致後はレバー指令値を電磁弁指令値として出力する。
これらにより抑制制御が続く所定時間の間においても所定の閾値を越えるレバー操作があった場合にはオペレータの意志が電磁弁制御に反映されるので操作感覚に合った荷役制御装置が得られる。
【００２９】
このように、所定時間の抑制制御が完了時点の電磁弁指令値を初期値としてレバー指令値に近づけるように連続的かつ滑らかな電磁弁指令値を演算し電磁弁へ出力し、一致後はレバー指令値を電磁弁指令値として出力するようにしたので所定時間の抑制制御が完了後、スムーズに通常操作に戻ることができる。
【００３０】
次に、以上説明した本実施形態の振動検出手段２２、振動抑制手段２３、解除手段２４の他の例を説明する。
まず、振動検出手段２２の他の例として、リフト油圧周波数計測による方法、リフト油圧絶対値計測による方法、リフト油圧振幅計測による方法、車体揺動計測による方法を説明する。
第１例のリフト油圧の周波数計測による振動検出方法を以下に説明する。
図６に示すように、リフト保持圧Ｐｋを中心にして振動しているリフト油圧Ｐが所定の周波数計測用閾値Ｐｐより大きいときに、リフト油圧Ｐの１番目ピーク時刻ｔ１、２番目ピーク時刻ｔ２、３番目ピーク時刻ｔ３等を計測し、１番目と２番目のピーク間の時間Ｔ１２、２番目と３番目のピーク間の時間Ｔ２３等を計算する。これらピーク間隔の時間Ｔ１２，Ｔ２３等よりＴ１２、Ｔ２３等の逆数を平均化することにより振動するリフト油圧周波数Ｆｑをもとめ、このリフト油圧周波数Ｆｑと予め計測しておいた代表的車体持続振動周波数Ｆｍとの差の絶対値が所定の周波数閾値Ｄｆよりも小さければ、車体持続振動が発生していると判断する。また、車体特性と油圧特性により代表的車体持続振動周波数Ｆｍを偶数で割った周波数も車体持続振動として現れることがある。このため、図７に示すように、リフト油圧周波数Ｆｑと代表的車体持続振動周波数Ｆｍの差の絶対値を比較した（Ｓ７１）後、リフト油圧周波数Ｆｑと代表的車体持続振動周波数Ｆｍの二分の一との差の絶対値及び四分の一との差の絶対値を比較し（Ｓ７２〜Ｓ７３）、それぞれの差が所定の周波数閾値Ｄｆより小さいときは車体持続振動が発生していると判断し（Ｓ７４）、大きいときは発生していないと判断する（Ｓ７５）。またリフト油圧Ｐが所定の周波数計測用閾値Ｐｐより大きいときに、リフト油圧Ｐの第１ボトムＢ１と第２ボトムＢ２の間の時間等により周波数Ｆｑを求めてもよいし、リフト油圧Ｐがリフト保持圧Ｐｋを正の傾きで交叉する第１交叉点Ｃ１と第２交叉点Ｃ２の間の時間、第２交叉点Ｃ２と第３交叉点Ｃ３の間の時間等により周波数Ｆｑを求めてもよい。
なお、リフト油圧Ｐの振幅が所定の設定値より大きいときに周波数Ｆｑを求めてもよい。
【００３１】
第２例のリフト油圧Ｐの絶対値により振動を検出する方法を図８により説明する。
リフト油圧Ｐとリフト保持圧Ｐｋとの差の絶対値が予め実車テストで車体持続振動が発生すると確認されている絶対リフト油圧閾値Ｐｑより大きくなったときに、振動が発生したと判断する。誤判断を避けるため、任意の時刻から始まる絶対リフト油圧サンプリング時間Ｔｊの間に絶対リフト油圧閾値Ｐｑより大きくなった回数が判定用回数Ｎｊ以上のときは振動が発生したと判断する。
【００３２】
第３例のリフト油圧Ｐの振幅により振動を検出する方法を図９により説明する。
任意の時刻から始まるリフト油圧振幅サンプリング時間Ｔａの間のリフト油圧Ｐの最大値と最小値を常に検出しておき、この最大値と最小値の差のリフト油圧振幅最大値Ｈａがリフト油圧振幅閾値Ｈｊ以上であれば、振動が発生したと判断する。なお、リフト油圧振幅サンプリング時間Ｔａとリフト油圧振幅閾値Ｈｊは予め実車テストで振動発生が確認されている値とする。
【００３３】
第４例の車体揺動計測による振動検出方法を以下に説明する。
車体前部（好ましくはマスト１１ａの近傍又は座席近傍）に上下方向又は前後方向の加速度を計測する加速度計を設けて、車体のピッチング揺動を計測する。本発明者らは加速度計によるデータはリフト油圧データと略同位相であることを実車テストにより確認しており、ゼロを中心に振動するデータであるので図６で説明した周波数計測による判断方法、図８で説明した絶対値計測による判断方法、又は図９で説明した振幅計測による判断方法を適用して振動発生の有無を検出する。
加速度データによれば、積載荷重の大きさに対応した振幅の加速度が精度よく計測される。振動発生の検出方法として図８で説明した絶対値による判断方法又は図９で説明した振幅計測による判断方法を適用する場合、加速度閾値として抑制制御を適用したい積載荷重に対応した値を設定することで、振動発生検出が可能となる。これによりリフト油圧Ｐを利用する場合の、積載荷重の大小により制御を適用するか否かを判断する制御適用判断手段２１は必要としなくなる。なお、加速度による振動発生を検出する方法によるときの振動抑制手段と解除手段はリフト油圧Ｐを利用して振動発生を検出するときと同一のものを適用する。
【００３４】
次に、振動抑制手段２３の他の例として、レバー指令値をフィルタリングして滑らかな電磁弁指令値を得る方法と、電磁弁指令値を微小勾配でレバー指令値へ近づける方法とを説明する。さらに、レバー指令値とは異なる値へ電磁弁指令値を近づける方法を説明する。
第１例のローパスフィルタにより電磁弁指令値Ｓｄを滑らかにする方法を図１０により説明する。
通常操作時は、レバー操作量Ｌｅｖを入力としレバー指令値を演算するレバー指令値演算部９１でレバー指令値Ｓｒが演算され、電磁弁指令値Ｓｄとして電磁弁１６に指令される。ローパスフィルターはレバー指令値演算部９１の前の場所Ｆ１、又は後の場所Ｆ２のいずれかに挿入してもよく、これにより滑らかな電磁弁指令値Ｓｄを得る。
【００３５】
また、第２例の電磁弁指令値Ｓｄを微小勾配でレバー指令値Ｓｒへ近づける方法を図１１により説明する。
レバー指令値Ｓｒを点線で、電磁弁指令値Ｓｄを実線で示す。抑制制御開始時刻Ｔｓ以前は通常操作であるため、レバー指令値Ｓｒが電磁弁指令値Ｓｄとして出力されている。抑制制御開始時刻Ｔｓの抑制制御開始点Ｙｓにおいてレバー指令値Ｓｒが減少方向であれば、微小勾配絶対値Ｍｓを負に設定して電磁弁指令値Ｓｄをレバー指令値Ｓｒに近づけるように変化させる。電磁弁指令値Ｓｄとレバー指令値Ｓｒとの第１交点Ｙ１にて、レバー指令値Ｓｒが増加方向であれば、微小勾配絶対値Ｍｓを正に設定して、電磁弁指令値Ｓｄをレバー指令値Ｓｒに近づけるように変化させる。その後、この動作を繰り返して電磁弁指令値Ｓｄがレバー指令値Ｓｒに少しずつ近づいてゆく。
【００３６】
第３例として、電磁弁指令値Ｓｄがレバー指令値Ｓｒとは異なる値を目標として近づく方法を説明する。
図１２にリフト油圧Ｐ、レバー指令値Ｓｒを点線で、電磁弁指令値Ｓｄを実線で、振動発生の判断時点以前のレバー指令値に基づく目標値を二点鎖線で示す。振動検出を判断した時刻Ｔｓの直前のリフト油圧Ｐのピークをもつ時刻Ｔｐ１とＴｐ２のときのレバー指令値Ｓｒ１とＳｒ２の平均値Ｓｒａを電磁弁指令値Ｓｄを近づける目標値と設定する。電磁弁指令値Ｓｄとして、ローパスフィルタにより滑らかに近づける場合の曲線Ｃｆまたは微小勾配により徐々に近づける場合の曲線Ｃｋのどちらでもよい。この方法によると、目標値Ｓｒａがオペレータの一定に保とうとするレバー操作量に近い位置に選択されるので、振動抑制制御しているにも拘らずオペレータが自分で操作しているという操作感覚が得られる。
【００３７】
次に、抑制制御終了時刻Ｔｅ以降の解除手段２４の他の例を説明する。
図１３（ａ）に示すように、抑制制御終了時刻Ｔｅのときの電磁弁入力記憶値Ｓｍを初期値としレバー指令値Ｓｒを目標値としてローパスフィルタを介して滑らかにフィルタリングした値を電磁弁指令値Ｓｄとして使用する。これにより、ショックなくレバー指令値Ｓｒに移行させる。また図１３（ｂ）においては、レバー指令値Ｓｒが一定のときは、微小接近勾配Ｍｂで電磁弁指令値をレバー指令値に近づけ、レバー指令値が変化しているときは、このときのレバー指令値勾配ｍｒで電磁弁指令値Ｓｄをレバー指令値Ｓｒに近づける。
なお、レバー指令値Ｓｒの指令値の最大値を１００％としたとき、レバー指令値Ｓｒの指令値が例えば５％という小さい値又は、例えば９５％という大きい値のときには、オペレータのレバー操作が緊急であるため、ローパスフィルタの特性をより高速化し、接近勾配の大きさをより大きくして、短い時間で電磁弁指令値Ｓｄをレバー指令値Ｓｒに近づけてもよい。
【００３８】
なお、本実施形態で説明したリフト油圧検出器１８の取着場所、リフト油圧Ｐの比較値、制御持続設定時間ＤＴ、振動検出手段で利用する振動データの他の例を次に説明する。
本実施形態ではリフト油圧検出器１８の位置を電磁弁１６に取着するとしているが、リフトシリンダ１３のボトム室に取着してもよい。また、電磁弁１６からボトム室の間であればどこに取着しても差し支えない。
本実施形態では振動検出手段におけるリフト油圧Ｐの大きさの判断にリフト保持圧Ｐｋと比較しているが、リフト保持圧Ｐｋに実車データにより求めた確実に振動発生を検出できる付加圧ｄＰを加えた値と比較してもよい。また、作業又は積載重量によって付加圧ｄＰをゼロと設定してもよい。
本実施形態では抑制制御は制御開始時刻Ｔｓから制御持続設定時間ＤＴだけ続行するとしているが、オペレータの操作割り込みで制御が解除され通常操作に戻ってゆく場合が多いので、抑制制御は完了させない、即ちＤＴを無限大に設定しておいても差し支えない。
本実施形態では作業機アクチュエータとしてのリフトシリンダ１３の油圧又は車体の加速度信号を利用して振動発生を判断しているが、レバー指令値Ｓｒ、電磁弁指令値Ｓｄにより振動発生を判断しても何ら差し支えない。
【００３９】
フォークの上昇時を例とした第２実施形態を説明する。
なお、本実施形態のハード構成は第１実施形態と同一とする。
本実施形態ではフォーク１０の上昇時のリフト油圧Ｐにより振動発生を判断する方法を説明する。図１４にフォーク１２の上昇時のリフト油圧Ｐを示す。リフトレバー１７をフォーク１２の上げ方向に操作すると電磁弁１６が開いてリフトシリンダ１３のボトム室へ油が供給される。このとき、リフト油圧Ｐはリフト保持圧Ｐｋより大きくなる。その後、リフトレバー操作量Ｌｅｖを急に小さくすると、電磁弁１６のリフトシリンダ１３のボトム室から油圧タンクに通じる通路面積は急に閉じられ、リフトシリンダ１３の伸縮が急減速され、油圧の揺れ戻しが生じて、リフト油圧Ｐはリフト保持圧Ｐｋよりも大きい値のピークから減少に転じる。リフト油圧Ｐがリフト保持圧Ｐｋに所定の付加圧ｄＰを加えた値より大きくなって、ピークを持ち、再びリフト保持圧Ｐｋに付加圧ｄＰを加えた値まで戻ってくるまでのリフト油圧持続時間ｔｐが所定のリフト油圧持続判定時間ｔｐｓより長いならば、車体持続振動が起きるに充分大きい外乱がノイズによる誤検出もなく発生したと判断する。振動発生と判断した後の処理は第１実施形態で説明した処理と同一であるので、ここでは説明を省く。
【００４０】
次に、回転クランプの回転時を例とした第３実施形態を説明する。
図１５に示すフォークリフト１０の作業機としての回転クランプ５１はドラム缶、タイヤ、ロール紙などのワークを把持、回転、運搬、荷下ろしするときのフォークリフト１０のアタッチメントであり、フォーク１２の替わりに、回転クランプ５１がマスト１１ａに装着されている。回転クランプ５１はクランプ装置５１ａ、作業機用アクチュエータとしての回転用油圧モータ５１ｂ、クランプ支持基部５１ｃから構成されている。回転用油圧モータ５１ｂは軸Ａを中心にエンドレスに回転する。回転用油圧モータ５１ｂと油圧ポンプ１４及び油圧タンク１５との間には、回転用油圧モータ５１ｂを制御する電磁弁５７を介して油圧配管がなされており、電磁弁５７への操作指令を与えるモータレバー５５が運転席の前面パネル（図示せず）に設けられている。
信号検出器として、回転用油圧モータ５１ｂには車体振動に起因する動的負荷を示すモータ油圧Ｐｍを検出するモータ油圧検出器５４が取着されている。また、モータレバー５５にはモータレバー操作量Ｌｅｖｍを検出するモータレバー操作量検出器５６が取着されている。コントローラ２０にはモータ油圧検出器５４とモータレバー操作量検出器５６からの検出信号が入力回路（図示せず）を介して入力されて、コントローラ２０からは出力駆動部（図示せず）を介して電磁弁５７を制御する電磁弁指令値Ｓｄｍが出力されている。
回転用油圧モータ５１ｂのモータレバー５５を急激に操作すると、把持しているワークの慣性で車体が左右上下に揺れ、回転用油圧モータ５１ｂの油圧は振動する。回転用油圧モータ５１ｂの油圧Ｐｍはリフト油圧Ｐのような明確な保持油圧がなく、ゼロを中心とした振動であるため、振動発生の検出は第１実施形態で説明した振幅、周波数の方法による。振動発生と判断した後の処理は第１実施形態と同一であるのでここでは説明を省く。
本実施形態のときも、把持したワークの回転運動の急加減速に起因する車体振動の検出を回転用油圧モータ５１ｂの油圧によらず、第１実施形態と同様に加速度検出器からの加速度信号又は回転クランプ５１を支持しているリフトシリンダ１３のリフト油圧Ｐによって検出してもよい。
【００４１】
以上、本発明によると、始まろうとする車体振動を検出できるリフトシリンダと回転用油圧モータなどの作業機アクチュエータの油圧変動、車体上下方向の加速度変動、作業機操作レバーの操作量変動、又は電磁弁指令値変動により振動が発生したことを確実に判断し、振動発生との判断後は、持続振動しようとするレバー指令値を直接電磁弁指令値とせず、連続的かつ滑らかな電磁弁指令値を演算して電磁弁へ指令している。これにより、車体振動がレバー指令値に影響されないので車体の持続振動の発生を予防でき、また持続振動発生後は迅速に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のハード構成図である。
【図２】第１実施形態のコントローラのフローチャートである。
【図３】第１実施形態のリフトレバー操作量、レバー指令値、電磁弁指令値、リフト油圧の時間的変化を示し、振動検出方法と狭閾値を越える操作割り込みの説明図である。
【図４】第１実施形態の最小閾値を越える操作割り込みの説明図である。
【図５】第１実施形態の抑制制御終了後における電磁弁指令値の所定勾配によるレバー指令値への接近方法の説明図である。
【図６】第１実施形態のリフト油圧の周波数計測による振動検出方法の説明図である。
【図７】第１実施形態のリフト油圧の周波数計測による振動検出方法のフローチャートである。
【図８】第１実施形態のリフト油圧の絶対値計測による振動検出方法の説明図である。
【図９】第１実施形態のリフト油圧の最小最大値計測による振動検出方法の説明図である。
【図１０】第１実施形態の振動抑制手段におけるリフトレバーと電磁弁間のローパスフィルタ位置の説明図である
【図１１】第１実施形態の振動抑制手段における電磁弁指令値の微小勾配によるレバー指令値への追従方法の説明図である。
【図１２】第１実施形態の振動抑制手段におけるレバー指令値とは異なる目標値の説明図である。
【図１３】第１実施形態の抑制制御終了後の解除手段における電磁弁指令値のレバー指令値への接近方法の説明図である。
【図１４】第２実施形態のフォーク上昇時のリフト油圧の説明図である。
【図１５】第３実施形態の回転クランプの説明図である。
【符号の説明】
１０…フォークリフト、１１…車体、１１ａ…マスト、１２…フォーク、１３…リフトシリンダ、１６…電磁弁、１７…リフトレバー、１８…リフト油圧検出器、１９…リフトレバー操作量検出器、２０…コントローラ、２１…制御適用判断手段、２２…振動検出手段、２３…振動抑制手段、２４…解除手段、リフトレバー操作量…Ｌｅｖ、リフト油圧…Ｐ、リフト保持圧…Ｐｋ、電磁弁指令値…Ｓｄ、レバー指令値…Ｓｒ、狭閾値…ｄＬｓ、広閾値…ｄＬｗ、最小閾値…Ｌｉ、最大閾値…Ｌａ、広狭閾値変更時刻Ｔｗｓ、抑制制御開始時刻…Ｔｓ、抑制制御終了時刻…Ｔｅ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォークリフトの荷役制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車体の前部にオペレータの操作により昇降する作業機を有していて荷の上げ下げと運搬ができるフォークリフトにおいては、作業機を昇降操作するリフトレバーとチルト操作するチルトレバーが運転席の前方の前面パネルの所定位置に配設されている。オペレータは運転席に座るか、又は、立った状態（リーチフォークリフトの場合）でこれらの作業機操作レバーを操作する。
ところで、フォークの下降時を例にすると、荷を積載したフォークを下降させようとしてリフトレバーを操作しているとき、例えばリフトレバーの急操作という外乱があるとフォークの動きが急加減速され車体が揺れる。このような場合、オペレータも揺れるので、オペレータは揺れを小さくするために、リフトレバーの操作量を振動させないように一定に保持しようと試みている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のフォークリフトには次のような問題点がある。車体の揺れによりオペレータがリフトレバーの操作を一定に保持しようとしても、リフトレバーも協調して揺れてしまい、オペレータが介在する車体全体を含めた持続振動となる。一旦持続振動が発生すると、迅速に抑制することは困難である。またオペレータがリフトレバーから手を放して揺れが停止するまで待つこともあるが、この間作業を中断しなければならないので所定の荷役操作性と作業効率を発揮できないという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、外乱に起因する車体の揺れと、この揺れにも拘らず作業機操作量を一定しようとする作業機操作レバーの操作とが協調して発生する車体の持続振動を抑制できる産業車両の荷役制御装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第１の発明に記載の発明は、車体の所定位置に設けた作業機と、前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、前記作業機アクチュエータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
リフト油圧がリフト保持圧より小さい値より増加に転じリフト保持圧を横切ってからピークをもった後再びリフト保持圧に戻ってくるまでのリフト油圧持続時間を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出されるリフト油圧持続時間を入力し、前記検出したリフト油圧持続時間が所定のリフト油圧持続判定時間より長い場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とする。
【０００６】
第１発明に記載の発明によると、リフト油圧持続時間を検出する振動検出手段により車体又はレバー指令値が振動していることを検出し、振動発生を検出した後は、振動抑制手段により、持続振動しようとするレバー指令値を直接制御弁指令値とはせず、振動を抑制する制御弁指令値を演算して制御弁へ指令する。したがってフォークの動きがレバー指令値に影響されなくなる。これにより持続振動は迅速に抑制できる。
【０００７】
第２発明に記載の発明は、車体の所定位置に設けた作業機と、前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、前記作業機アクチュエータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
リフト保持圧を中心にして振動しているリフト油圧の複数のピーク間隔から求めたリフト油圧周波数を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出されるリフト油圧周波数を入力し、前記検出したリフト油圧周波数と所定のリフト油圧周波数との差の絶対値が所定の周波数より小さい場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とする
【０００８】
第２記載の発明によると、リフト油圧周波数を検出する振動検出手段により車体又はレバー指令値が振動していることを検出し、振動発生を検出した後は、振動抑制手段により、持続振動しようとするレバー指令値を直接制御弁指令値とはせず、振動を抑制する制御弁指令値を演算して制御弁へ指令する。したがってフォークの動きがレバー指令値に影響されなくなる。これにより持続振動は迅速に抑制できる。
【０００９】
第３発明に記載の発明は、車体の所定位置に設けた作業機と、前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、前記作業機アクチュエータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
リフト油圧とリフト保持圧との差の絶対値で定義されるリフト油圧絶対値を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出されるリフト油圧絶対値を入力し、前記検出したリフト油圧絶対値が所定の絶対リフト油圧閾値より大きい場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とする。
【００１０】
第３発明の記載の発明によると、リフト油圧絶対値を検出する振動検出手段により車体又はレバー指令値が振動していることを検出し、振動発生を検出した後は、振動抑制手段により、持続振動しようとするレバー指令値を直接制御弁指令値とはせず、振動を抑制する制御弁指令値を演算して制御弁へ指令する。したがってフォークの動きがレバー指令値に影響されなくなる。これにより持続振動は迅速に抑制できる。
【００１１】
第４発明に記載の発明は、車体の所定位置に設けた作業機と、前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、前記作業機アクチュエータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
リフト油圧の最大値と最小値の差で定義されるリフト油圧振幅を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出されるリフト油圧振幅を入力し、前記検出したリフト油圧振幅最大値が所定のリフト油圧振幅閾値より大きい場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とする
【００１２】
第４発明に記載の発明によると、リフト油圧振幅を検出する振動検出手段により車体又はレバー指令値が振動していることを検出し、振動発生を検出した後は、振動抑制手段により、持続振動しようとするレバー指令値を直接制御弁指令値とはせず、振動を抑制する制御弁指令値を演算して制御弁へ指令する。したがってフォークの動きがレバー指令値に影響されなくなる。これにより持続振動は迅速に抑制できる。
【００１３】
第５発明に記載の発明は、車体の所定位置に設けた作業機と、前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、前記作業機アクチュエータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
加速度計により車体のピッチング揺動から計測した車体揺動加速度を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出される車体揺動加速度を入力し、前記検出した車体揺動加速度が積載荷重に対応した加速度閾値より大きい場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とする。
【００１４】
第５発明に記載の発明によると、車体揺動加速度を検出する振動検出手段により車体又はレバー指令値が振動していることを検出し、振動発生を検出した後は、振動抑制手段により、持続振動しようとするレバー指令値を直接制御弁指令値とはせず、振動を抑制する制御弁指令値を演算して制御弁へ指令する。したがってフォークの動きがレバー指令値に影響されなくなる。これにより持続振動は迅速に抑制できる。
【００１５】
第６発明に記載の発明は、フォークリフトのアタッチメントとして車体の所定位置に設けた回転クランプと、前記回転クランプを駆動する回転用油圧モータ、前記回転用油圧モータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
車体が揺動するに伴い前記回転用油圧モータに生じる油圧の振動から求めたモータ油圧振幅又はモータ油圧周波数を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出される前記回転油圧モータのモータ油圧振幅又はモータ油圧周波数を入力し、前記検出したモータ油圧振幅又はモータ油圧周波数が所定のモータ油圧振幅又は所定のモータ油圧周波数より大きい場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とする。
【００１６】
第６発明に記載の発明によると、モータ油圧振幅又はモータ油圧周波数を検出する振動検出手段により車体又はレバー指令値が振動していることを検出し、振動発生を検出した後は、振動抑制手段により、持続振動しようとするレバー指令値を直接制御弁指令値とはせず、振動を抑制する制御弁指令値を演算して制御弁へ指令する。したがって回転クランプの動きがレバー指令値に影響されなくなる。これにより持続振動は迅速に抑制できる。
第７発明に記載の発明は、第１発明乃至第６発明のいずれかの発明において、前記コントローラは、振動発生を検出した後、リフトレバー操作量が所定の閾値を越えたときは、制御弁指令値を滑らかにレバー指令値に近づけるように演算して前記制御弁に出力する解除手段を備えることを特徴とする。
第７発明に記載の発明によると、振動発生と判断した直後からレバー操作量が所定の閾値を越えたらオペレータによる操作割り込みがあったと判断して、制御弁指令値をレバー指令値に滑らかに近づける。これにより、オペレータの意思が制御弁制御に反映されるので操作感覚に合った解除手段が得られる。
第８発明に記載の発明は、第１発明乃至第６発明のいずれかの発明において、振動抑制手段による抑制制御が所定時間経過した後、制御弁指令値を滑らか煮レバー指令値に近づくように演算して制御弁に出力する解除手段を備えることを特徴とする。
第８発明に記載の発明によると、抑制制御が所定時間経過した後、制御弁指令値を滑らかにレバー指令値に近づくように演算し制御弁へ出力し、一致後はレバー指令値を制御弁指令値として出力する。これにより、所定時間の抑制制御が完了後、スムーズに通常操作に戻ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
まず、フォークの下降時を例とした第１実施形態を説明する。
図１にハード構成を示す。
フォークリフト１０の車体１１の前部に装着されたマスト１１ａにフォーク１２が昇降自在に設けられており、フォーク１２はマスト１１ａに取着されたリフトシリンダ１３により昇降するようになっている。リフトシリンダ１３のボトム室と油圧ポンプ１４及び油圧タンク１５との間には、リフトシリンダ１３を制御する電磁比例制御弁（以下、電磁弁１６と呼ぶ）を介して油圧配管がなされており、リフトシリンダ１３のヘッド室と油圧タンク１５は直接油圧配管されている。電磁弁１６への操作指令を与えるリフトレバー１７が運転席の前面パネル（図示せず）に設けられている。
【００１８】
信号検出器として、フォーク１２の積載荷重の大きさ及び車体振動に起因する動的負荷を示すリフト油圧Ｐを検出するリフト油圧検出器１８が電磁弁１６に取着されている。また、リフトレバー１７にはリフトレバー操作量Ｌｅｖを検出するリフトレバー操作量検出器１９が取着されている。
【００１９】
コントローラ２０にはリフト油圧検出器１８とリフトレバー操作量検出器１９からの検出信号が入力回路（図示せず）を介して入力されて、コントローラ２０からは出力駆動部（図示せず）を介して電磁弁１６を制御する電磁弁指令値Ｓｄが出力されている。なお、コントローラ２０は、フォーク１２の積載荷重により車体持続振動を抑制する制御を適用するか否かを判断する制御適用判断手段と、リフト油圧Ｐに基づいて車体持続振動の原因となる外乱が発生したか否かを検出する振動検出手段と、外乱により起きた車体持続振動を抑制する振動抑制手段と、所定条件のとき振動抑制手段による制御を解除して通常の操作に戻る解除手段とから構成されている。
【００２０】
図２にコントローラ２０のフローチャートを示し、図３にリフトレバー操作量Ｌｅｖ、リフトレバー操作量Ｌｅｖに対応した電磁弁１６へのリフトレバー指令値Ｓｒ（以下、レバー指令値Ｓｒと呼ぶ）、電磁弁指令値Ｓｄ、リフト油圧Ｐの時間的変化を示す。これらの図によりフォーク１２が積載荷重をもっているときの下降時を例にとって処理動作を説明する。以下の説明では、各処理のステップ番号にＳを付して表す。
まず、図２に示す制御適用判断手段２１において、フォーク１２の積載荷重に対応する静的な油圧をリフト保持圧Ｐｋとし、このリフト保持圧Ｐｋが積載荷重の大きさを判断する所定の積載荷重判断油圧Ｐｗよりも大きいか否か判断（Ｓ２１）する。小さいときはレバー指令値Ｓｒをそのまま電磁弁指令値Ｓｄとし、通常の動作をする（Ｓ２２）。積載荷重判断油圧Ｐｗより大きいときは、振動を検出する振動検出手段２２に進む。
【００２１】
次に振動検出手段２２での振動検出方法を説明する。図３の時間（以下、tと表す）がゼロ以前に示すようにリフトレバー操作量Ｌｅｖがゼロのとき、リフト油圧Ｐはフォーク１２への積載荷重に応じたリフト保持圧Ｐｋをもっている。リフトレバー１７をフォーク１２の下げ方向に操作すると点線で示しているレバー指令値Ｓｒが実線で示している電磁弁指令値Ｓｄとして出力され、弁が開いてリフトシリンダ１３のボトム室から油が排出される。このとき、リフト油圧Ｐはリフト保持圧Ｐｋより小さくなる。その後、リフトレバー操作量Ｌｅｖを外乱が発生する程度の加速度でもって急に小さくすると、電磁弁１６のリフトシリンダ１３のボトム室から油圧タンクに通じる通路面積は急に閉じられ、リフトシリンダ１３の伸縮が急減速され、油圧の揺れ戻しが生じて、リフト油圧Ｐは保持圧Ｐｋよりも小さい値からリフト保持圧Ｐｋよりも大きくなり、あるピークをもった後、またリフト保持圧Ｐｋに戻ってくる。
図２の振動検出手段２２のフローチャートによると、リフト油圧Ｐがリフト保持圧Ｐｋより小さい値より増加に転じリフト保持圧Ｐｋを横切ってからピークをもった後再びリフト保持圧Ｐｋに戻ってくるまでのリフト油圧持続時間ｔｐが所定のリフト油圧持続判定時間ｔｐｓより長いならば車体持続振動が起きるに充分大きい外乱があると判断し（Ｓ２３）、次の振動抑制手段２３に処理が進む。リフト油圧Ｐがリフト保持圧Ｐｋより大きいときでもノイズによる誤検出を防止するためにリフト油圧持続判定時間ｔｐｓという時間的条件を加えて振動発生を判断している。リフト油圧Ｐがリフト保持圧Ｐｋより大きいにも拘わらずリフト油圧持続時間ｔｐｓがリフト油圧所定持続時間より短いならば、ノイズによる誤検出と判断しレバー指令値Ｓｒを電磁弁指令値Ｓｄとし（Ｓ２５）通常の操作をする。リフト油圧Ｐがリフト保持圧Ｐｋより小さいときは外乱は小さいと判断し、レバー指令値Ｓｒを電磁弁指令値Ｓｄとし通常の操作をする。
【００２２】
振動抑制手段２３では、リフト油圧Ｐがピークをもった後再びリフト保持圧Ｐｋに戻ってきた時点からの電磁弁指令値Ｓｄをリフト保持圧Ｐｋに戻ってきた時点での電磁弁指令値Ｓｄに基づいて新しく設定する。即ち、リフト保持圧Ｐｋに戻ってきた制御開始時刻Ｔｓにおける電磁弁指令値Ｓｄを電磁弁指令記憶値Ｓｍとして記憶し、制御開始時刻Ｔｓから所定の制御持続設定時間ＤＴの間、電磁弁指令値Ｓｄは電磁弁指令記憶値Ｓｍと等しい値とする（Ｓ２６）。なお、時刻はｔがゼロから計測した時間と定義する。
解除手段２４では、制御中又は所定の制御持続設定時間ＤＴの後の制御解除方法を設定する。リフトレバー操作量Ｌｅｖがゼロの場合を操作量ゼロ％とし、リフトレバー操作量Ｌｅｖの下げ方向の最大値を１００％とした場合、例えば５％を最小閾値Ｌｉと設定し、９５％を最大閾値Ｌａと設定する。また、制御開始時刻Ｔｓにおけるリフトレバー操作量Ｌｅｖを中心にして、制御開始時刻Ｔｓからリフトレバー操作量の大小を判定する閾値の大きさが変更する時刻の広狭閾値変更時刻Ｔｗｓまでは、リフトレバー操作量Ｌｅｖからの幅が広い広閾値ｄＬｗを設定し、その後、抑制制御開始時刻Ｔｓから所定の制御持続設定時間ＤＴ経過した抑制制御終了時刻Ｔｅまでは、リフトレバー操作量Ｌｅｖからの幅が狭い狭閾値ｄＬｓを設定する。
【００２３】
まず、時間ｔが抑制制御終了時刻Ｔｅの前か否かを判断し（Ｓ２７）、前であれば、オペレータによる操作があるか否かを判断する。
リフトレバー操作量Ｌｅｖが最小閾値Ｌｉと最大閾値Ｌａとの間にありかつ制御開始時刻Ｔｓにおけるリフトレバー操作量Ｌｅｖを基点としたリフトレバー追加操作量絶対値ｄＬｅｖが広閾値ｄＬｗ又は狭閾値ｄＬｓよりも大きいときは、オペレータが小さくリフトレバー１７を操作した操作割り込みがあると判断する（Ｓ２８〜Ｓ３１）。
リフトレバー追加操作量絶対値ｄＬｅｖが狭閾値ｄＬｓを越えその後、リフトレバー操作量Ｌｅｖの絶対値が最小閾値Ｌｉと最大閾値Ｌａとの間にあるときのリフトレバー操作量Ｌｅｖ、レバー指令値Ｓｒ、電磁弁指令値Ｓｄ、リフト油圧Ｐの時間的変化を図３の操作割り込み時刻Ｔｏ以降で示している。この場合は電磁弁指令値Ｓｄを電磁弁指令記憶値Ｓｍからレバー指令値Ｓｒに一致させる方向に、操作割り込み点Ｚ１のレバー指令値勾配ｍｒで近づける（Ｓ３３）。一致後の電磁弁指令値Ｓｄはレバー指令値Ｓｒをとる。
追加操作量絶対値ｄＬｅｖが広閾値ｄＬｗ又は狭閾値ｄＬｓよりも小さいときは、オペレータのリフトレバー操作量Ｌｅｖは微小で、操作割り込みはないと判断し、電磁弁指令値Ｓｄは電磁弁指令記憶値Ｓｍを保つ（Ｓ３２）。
【００２４】
次に、リフトレバー操作量Ｌｅｖが最小閾値Ｌｉより小さいとき又は最大閾値Ｌａより大きいときは、オペレータが大きくリフトレバー１７を操作した操作割り込みがあると判断する（Ｓ２８〜Ｓ２９）。この場合は図４に示すように、リフトレバー操作量Ｌｅｖがまず操作割り込み点Ｚ２で広閾値ｄＬｗを越え、越えた後、レバー指令値勾配ｍｒで電磁弁指令値Ｓｄを電磁弁指令記憶値Ｓｍからレバー指令値Ｓｒに一致させる方向に近づける。次に操作割り込み点Ｚ３で最小閾値Ｌｉを越えた後は、電磁弁指令値Ｓｄをレバー指令値Ｓｒに一致させる方向に所定の大割り込み勾配Ｍｗで近づける（Ｓ３４）。一致後の電磁弁指令値Ｓｄはレバー指令値Ｓｒをとる。
【００２５】
また、時刻が抑制制御終了時刻Ｔｅの以降であれば、図５に示すように電磁弁指令値Ｓｄを電磁弁指令記憶値Ｓｍからレバー指令値Ｓｒに一致させる方向に所定の終了時刻後勾配Ｍｅで近づける（Ｓ３５）。一致後の電磁弁指令値Ｓｄはレバー指令値Ｓｒをとる。
【００２６】
本実施形態によると、リフト油圧が所定の油圧より大きい状態で所定の時間より長く持続すれば、車体持続振動の原因となる外乱が発生したと判断する。振動発生と判断後の電磁弁指令値は判断直前の値をそのまま一定に保持し、フォークの動きが振動するレバー指令値に影響されないので車体振動が持続することなく迅速に抑制される。
【００２７】
振動発生と判断した直後から所定の時間が経過するまではリフトレバー操作量の振れ幅は大きいので幅の広い閾値ｄＬｗを設定し、リフトレバー操作量がこの閾値ｄＬｗを越えたらオペレータによる操作割り込みがあったと判断して、電磁弁指令値をリフトレバー操作量に対応したレバー指令値に近づける。振動発生と判断してから広狭閾値変更時刻Ｔｗｓ以降はリフトレバー操作量の振れ幅が小さくなっているので幅の狭い閾値ｄＬｓに変更して同様に操作割り込みの有無を判断する。
【００２８】
また、リフトレバー操作量がゼロ又は最大に近い値まで操作されて最小閾値Ｌｉ又は最大閾値Ｌａを越える場合には、オペレータが緊急のためリフトレバーを大きく操作したと判断し、所定の勾配Ｍｗで電磁弁指令値をレバー指令値に近づけ、一致後はレバー指令値を電磁弁指令値として出力する。
これらにより抑制制御が続く所定時間の間においても所定の閾値を越えるレバー操作があった場合にはオペレータの意志が電磁弁制御に反映されるので操作感覚に合った荷役制御装置が得られる。
【００２９】
このように、所定時間の抑制制御が完了時点の電磁弁指令値を初期値としてレバー指令値に近づけるように連続的かつ滑らかな電磁弁指令値を演算し電磁弁へ出力し、一致後はレバー指令値を電磁弁指令値として出力するようにしたので所定時間の抑制制御が完了後、スムーズに通常操作に戻ることができる。
【００３０】
次に、以上説明した本実施形態の振動検出手段２２、振動抑制手段２３、解除手段２４の他の例を説明する。
まず、振動検出手段２２の他の例として、リフト油圧周波数計測による方法、リフト油圧絶対値計測による方法、リフト油圧振幅計測による方法、車体揺動計測による方法を説明する。
第１例のリフト油圧の周波数計測による振動検出方法を以下に説明する。
図６に示すように、リフト保持圧Ｐｋを中心にして振動しているリフト油圧Ｐが所定の周波数計測用閾値Ｐｐより大きいときに、リフト油圧Ｐの１番目ピーク時刻ｔ１、２番目ピーク時刻ｔ２、３番目ピーク時刻ｔ３等を計測し、１番目と２番目のピーク間の時間Ｔ１２、２番目と３番目のピーク間の時間Ｔ２３等を計算する。これらピーク間隔の時間Ｔ１２，Ｔ２３等よりＴ１２、Ｔ２３等の逆数を平均化することにより振動するリフト油圧周波数Ｆｑをもとめ、このリフト油圧周波数Ｆｑと予め計測しておいた代表的車体持続振動周波数Ｆｍとの差の絶対値が所定の周波数閾値Ｄｆよりも小さければ、車体持続振動が発生していると判断する。また、車体特性と油圧特性により代表的車体持続振動周波数Ｆｍを偶数で割った周波数も車体持続振動として現れることがある。このため、図７に示すように、リフト油圧周波数Ｆｑと代表的車体持続振動周波数Ｆｍの差の絶対値を比較した（Ｓ７１）後、リフト油圧周波数Ｆｑと代表的車体持続振動周波数Ｆｍの二分の一との差の絶対値及び四分の一との差の絶対値を比較し（Ｓ７２〜Ｓ７３）、それぞれの差が所定の周波数閾値Ｄｆより小さいときは車体持続振動が発生していると判断し（Ｓ７４）、大きいときは発生していないと判断する（Ｓ７５）。またリフト油圧Ｐが所定の周波数計測用閾値Ｐｐより大きいときに、リフト油圧Ｐの第１ボトムＢ１と第２ボトムＢ２の間の時間等により周波数Ｆｑを求めてもよいし、リフト油圧Ｐがリフト保持圧Ｐｋを正の傾きで交叉する第１交叉点Ｃ１と第２交叉点Ｃ２の間の時間、第２交叉点Ｃ２と第３交叉点Ｃ３の間の時間等により周波数Ｆｑを求めてもよい。
なお、リフト油圧Ｐの振幅が所定の設定値より大きいときに周波数Ｆｑを求めてもよい。
【００３１】
第２例のリフト油圧Ｐの絶対値により振動を検出する方法を図８により説明する。
リフト油圧Ｐとリフト保持圧Ｐｋとの差の絶対値が予め実車テストで車体持続振動が発生すると確認されている絶対リフト油圧閾値Ｐｑより大きくなったときに、振動が発生したと判断する。誤判断を避けるため、任意の時刻から始まる絶対リフト油圧サンプリング時間Ｔｊの間に絶対リフト油圧閾値Ｐｑより大きくなった回数が判定用回数Ｎｊ以上のときは振動が発生したと判断する。
【００３２】
第３例のリフト油圧Ｐの振幅により振動を検出する方法を図９により説明する。
任意の時刻から始まるリフト油圧振幅サンプリング時間Ｔａの間のリフト油圧Ｐの最大値と最小値を常に検出しておき、この最大値と最小値の差のリフト油圧振幅最大値Ｈａがリフト油圧振幅閾値Ｈｊ以上であれば、振動が発生したと判断する。なお、リフト油圧振幅サンプリング時間Ｔａとリフト油圧振幅閾値Ｈｊは予め実車テストで振動発生が確認されている値とする。
【００３３】
第４例の車体揺動計測による振動検出方法を以下に説明する。
車体前部（好ましくはマスト１１ａの近傍又は座席近傍）に上下方向又は前後方向の加速度を計測する加速度計を設けて、車体のピッチング揺動を計測する。本発明者らは加速度計によるデータはリフト油圧データと略同位相であることを実車テストにより確認しており、ゼロを中心に振動するデータであるので図６で説明した周波数計測による判断方法、図８で説明した絶対値計測による判断方法、又は図９で説明した振幅計測による判断方法を適用して振動発生の有無を検出する。
加速度データによれば、積載荷重の大きさに対応した振幅の加速度が精度よく計測される。振動発生の検出方法として図８で説明した絶対値による判断方法又は図９で説明した振幅計測による判断方法を適用する場合、加速度閾値として抑制制御を適用したい積載荷重に対応した値を設定することで、振動発生検出が可能となる。これによりリフト油圧Ｐを利用する場合の、積載荷重の大小により制御を適用するか否かを判断する制御適用判断手段２１は必要としなくなる。なお、加速度による振動発生を検出する方法によるときの振動抑制手段と解除手段はリフト油圧Ｐを利用して振動発生を検出するときと同一のものを適用する。
【００３４】
次に、振動抑制手段２３の他の例として、レバー指令値をフィルタリングして滑らかな電磁弁指令値を得る方法と、電磁弁指令値を微小勾配でレバー指令値へ近づける方法とを説明する。さらに、レバー指令値とは異なる値へ電磁弁指令値を近づける方法を説明する。
第１例のローパスフィルタにより電磁弁指令値Ｓｄを滑らかにする方法を図１０により説明する。
通常操作時は、レバー操作量Ｌｅｖを入力としレバー指令値を演算するレバー指令値演算部９１でレバー指令値Ｓｒが演算され、電磁弁指令値Ｓｄとして電磁弁１６に指令される。ローパスフィルターはレバー指令値演算部９１の前の場所Ｆ１、又は後の場所Ｆ２のいずれかに挿入してもよく、これにより滑らかな電磁弁指令値Ｓｄを得る。
【００３５】
また、第２例の電磁弁指令値Ｓｄを微小勾配でレバー指令値Ｓｒへ近づける方法を図１１により説明する。
レバー指令値Ｓｒを点線で、電磁弁指令値Ｓｄを実線で示す。抑制制御開始時刻Ｔｓ以前は通常操作であるため、レバー指令値Ｓｒが電磁弁指令値Ｓｄとして出力されている。抑制制御開始時刻Ｔｓの抑制制御開始点Ｙｓにおいてレバー指令値Ｓｒが減少方向であれば、微小勾配絶対値Ｍｓを負に設定して電磁弁指令値Ｓｄをレバー指令値Ｓｒに近づけるように変化させる。電磁弁指令値Ｓｄとレバー指令値Ｓｒとの第１交点Ｙ１にて、レバー指令値Ｓｒが増加方向であれば、微小勾配絶対値Ｍｓを正に設定して、電磁弁指令値Ｓｄをレバー指令値Ｓｒに近づけるように変化させる。その後、この動作を繰り返して電磁弁指令値Ｓｄがレバー指令値Ｓｒに少しずつ近づいてゆく。
【００３６】
第３例として、電磁弁指令値Ｓｄがレバー指令値Ｓｒとは異なる値を目標として近づく方法を説明する。
図１２にリフト油圧Ｐ、レバー指令値Ｓｒを点線で、電磁弁指令値Ｓｄを実線で、振動発生の判断時点以前のレバー指令値に基づく目標値を二点鎖線で示す。振動検出を判断した時刻Ｔｓの直前のリフト油圧Ｐのピークをもつ時刻Ｔｐ１とＴｐ２のときのレバー指令値Ｓｒ１とＳｒ２の平均値Ｓｒａを電磁弁指令値Ｓｄを近づける目標値と設定する。電磁弁指令値Ｓｄとして、ローパスフィルタにより滑らかに近づける場合の曲線Ｃｆまたは微小勾配により徐々に近づける場合の曲線Ｃｋのどちらでもよい。この方法によると、目標値Ｓｒａがオペレータの一定に保とうとするレバー操作量に近い位置に選択されるので、振動抑制制御しているにも拘らずオペレータが自分で操作しているという操作感覚が得られる。
【００３７】
次に、抑制制御終了時刻Ｔｅ以降の解除手段２４の他の例を説明する。
図１３（ａ）に示すように、抑制制御終了時刻Ｔｅのときの電磁弁入力記憶値Ｓｍを初期値としレバー指令値Ｓｒを目標値としてローパスフィルタを介して滑らかにフィルタリングした値を電磁弁指令値Ｓｄとして使用する。これにより、ショックなくレバー指令値Ｓｒに移行させる。また図１３（ｂ）においては、レバー指令値Ｓｒが一定のときは、微小接近勾配Ｍｂで電磁弁指令値をレバー指令値に近づけ、レバー指令値が変化しているときは、このときのレバー指令値勾配ｍｒで電磁弁指令値Ｓｄをレバー指令値Ｓｒに近づける。
なお、レバー指令値Ｓｒの指令値の最大値を１００％としたとき、レバー指令値Ｓｒの指令値が例えば５％という小さい値又は、例えば９５％という大きい値のときには、オペレータのレバー操作が緊急であるため、ローパスフィルタの特性をより高速化し、接近勾配の大きさをより大きくして、短い時間で電磁弁指令値Ｓｄをレバー指令値Ｓｒに近づけてもよい。
【００３８】
なお、本実施形態で説明したリフト油圧検出器１８の取着場所、リフト油圧Ｐの比較値、制御持続設定時間ＤＴ、振動検出手段で利用する振動データの他の例を次に説明する。
本実施形態ではリフト油圧検出器１８の位置を電磁弁１６に取着するとしているが、リフトシリンダ１３のボトム室に取着してもよい。また、電磁弁１６からボトム室の間であればどこに取着しても差し支えない。
本実施形態では振動検出手段におけるリフト油圧Ｐの大きさの判断にリフト保持圧Ｐｋと比較しているが、リフト保持圧Ｐｋに実車データにより求めた確実に振動発生を検出できる付加圧ｄＰを加えた値と比較してもよい。また、作業又は積載重量によって付加圧ｄＰをゼロと設定してもよい。
本実施形態では抑制制御は制御開始時刻Ｔｓから制御持続設定時間ＤＴだけ続行するとしているが、オペレータの操作割り込みで制御が解除され通常操作に戻ってゆく場合が多いので、抑制制御は完了させない、即ちＤＴを無限大に設定しておいても差し支えない。
本実施形態では作業機アクチュエータとしてのリフトシリンダ１３の油圧又は車体の加速度信号を利用して振動発生を判断しているが、レバー指令値Ｓｒ、電磁弁指令値Ｓｄにより振動発生を判断しても何ら差し支えない。
【００３９】
フォークの上昇時を例とした第２実施形態を説明する。
なお、本実施形態のハード構成は第１実施形態と同一とする。
本実施形態ではフォーク１０の上昇時のリフト油圧Ｐにより振動発生を判断する方法を説明する。図１４にフォーク１２の上昇時のリフト油圧Ｐを示す。リフトレバー１７をフォーク１２の上げ方向に操作すると電磁弁１６が開いてリフトシリンダ１３のボトム室へ油が供給される。このとき、リフト油圧Ｐはリフト保持圧Ｐｋより大きくなる。その後、リフトレバー操作量Ｌｅｖを急に小さくすると、電磁弁１６のリフトシリンダ１３のボトム室から油圧タンクに通じる通路面積は急に閉じられ、リフトシリンダ１３の伸縮が急減速され、油圧の揺れ戻しが生じて、リフト油圧Ｐはリフト保持圧Ｐｋよりも大きい値のピークから減少に転じる。リフト油圧Ｐがリフト保持圧Ｐｋに所定の付加圧ｄＰを加えた値より大きくなって、ピークを持ち、再びリフト保持圧Ｐｋに付加圧ｄＰを加えた値まで戻ってくるまでのリフト油圧持続時間ｔｐが所定のリフト油圧持続判定時間ｔｐｓより長いならば、車体持続振動が起きるに充分大きい外乱がノイズによる誤検出もなく発生したと判断する。振動発生と判断した後の処理は第１実施形態で説明した処理と同一であるので、ここでは説明を省く。
【００４０】
次に、回転クランプの回転時を例とした第３実施形態を説明する。
図１５に示すフォークリフト１０の作業機としての回転クランプ５１はドラム缶、タイヤ、ロール紙などのワークを把持、回転、運搬、荷下ろしするときのフォークリフト１０のアタッチメントであり、フォーク１２の替わりに、回転クランプ５１がマスト１１ａに装着されている。回転クランプ５１はクランプ装置５１ａ、作業機用アクチュエータとしての回転用油圧モータ５１ｂ、クランプ支持基部５１ｃから構成されている。回転用油圧モータ５１ｂは軸Ａを中心にエンドレスに回転する。回転用油圧モータ５１ｂと油圧ポンプ１４及び油圧タンク１５との間には、回転用油圧モータ５１ｂを制御する電磁弁５７を介して油圧配管がなされており、電磁弁５７への操作指令を与えるモータレバー５５が運転席の前面パネル（図示せず）に設けられている。
信号検出器として、回転用油圧モータ５１ｂには車体振動に起因する動的負荷を示すモータ油圧Ｐｍを検出するモータ油圧検出器５４が取着されている。また、モータレバー５５にはモータレバー操作量Ｌｅｖｍを検出するモータレバー操作量検出器５６が取着されている。コントローラ２０にはモータ油圧検出器５４とモータレバー操作量検出器５６からの検出信号が入力回路（図示せず）を介して入力されて、コントローラ２０からは出力駆動部（図示せず）を介して電磁弁５７を制御する電磁弁指令値Ｓｄｍが出力されている。
回転用油圧モータ５１ｂのモータレバー５５を急激に操作すると、把持しているワークの慣性で車体が左右上下に揺れ、回転用油圧モータ５１ｂの油圧は振動する。回転用油圧モータ５１ｂの油圧Ｐｍはリフト油圧Ｐのような明確な保持油圧がなく、ゼロを中心とした振動であるため、振動発生の検出は第１実施形態で説明した振幅、周波数の方法による。振動発生と判断した後の処理は第１実施形態と同一であるのでここでは説明を省く。
本実施形態のときも、把持したワークの回転運動の急加減速に起因する車体振動の検出を回転用油圧モータ５１ｂの油圧によらず、第１実施形態と同様に加速度検出器からの加速度信号又は回転クランプ５１を支持しているリフトシリンダ１３のリフト油圧Ｐによって検出してもよい。
【００４１】
以上、本発明によると、始まろうとする車体振動を検出できるリフトシリンダと回転用油圧モータなどの作業機アクチュエータの油圧変動、車体上下方向の加速度変動、作業機操作レバーの操作量変動、又は電磁弁指令値変動により振動が発生したことを確実に判断し、振動発生との判断後は、持続振動しようとするレバー指令値を直接電磁弁指令値とせず、連続的かつ滑らかな電磁弁指令値を演算して電磁弁へ指令している。これにより、車体振動がレバー指令値に影響されないので車体の持続振動の発生を予防でき、また持続振動発生後は迅速に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のハード構成図である。
【図２】第１実施形態のコントローラのフローチャートである。
【図３】第１実施形態のリフトレバー操作量、レバー指令値、電磁弁指令値、リフト油圧の時間的変化を示し、振動検出方法と狭閾値を越える操作割り込みの説明図である。
【図４】第１実施形態の最小閾値を越える操作割り込みの説明図である。
【図５】第１実施形態の抑制制御終了後における電磁弁指令値の所定勾配によるレバー指令値への接近方法の説明図である。
【図６】第１実施形態のリフト油圧の周波数計測による振動検出方法の説明図である。
【図７】第１実施形態のリフト油圧の周波数計測による振動検出方法のフローチャートである。
【図８】第１実施形態のリフト油圧の絶対値計測による振動検出方法の説明図である。
【図９】第１実施形態のリフト油圧の最小最大値計測による振動検出方法の説明図である。
【図１０】第１実施形態の振動抑制手段におけるリフトレバーと電磁弁間のローパスフィルタ位置の説明図である
【図１１】第１実施形態の振動抑制手段における電磁弁指令値の微小勾配によるレバー指令値への追従方法の説明図である。
【図１２】第１実施形態の振動抑制手段におけるレバー指令値とは異なる目標値の説明図である。
【図１３】第１実施形態の抑制制御終了後の解除手段における電磁弁指令値のレバー指令値への接近方法の説明図である。
【図１４】第２実施形態のフォーク上昇時のリフト油圧の説明図である。
【図１５】第３実施形態の回転クランプの説明図である。
【符号の説明】
１０…フォークリフト、１１…車体、１１ａ…マスト、１２…フォーク、１３…リフトシリンダ、１６…電磁弁、１７…リフトレバー、１８…リフト油圧検出器、１９…リフトレバー操作量検出器、２０…コントローラ、２１…制御適用判断手段、２２…振動検出手段、２３…振動抑制手段、２４…解除手段、リフトレバー操作量…Ｌｅｖ、リフト油圧…Ｐ、リフト保持圧…Ｐｋ、電磁弁指令値…Ｓｄ、レバー指令値…Ｓｒ、狭閾値…ｄＬｓ、広閾値…ｄＬｗ、最小閾値…Ｌｉ、最大閾値…Ｌａ、広狭閾値変更時刻Ｔｗｓ、抑制制御開始時刻…Ｔｓ、抑制制御終了時刻…Ｔｅ。
Claims (8)
- 車体の所定位置に設けた作業機と、前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、前記作業機アクチュエータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
リフト油圧がリフト保持圧より小さい値より増加に転じリフト保持圧を横切ってからピークをもった後再びリフト保持圧に戻ってくるまでのリフト油圧持続時間を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出されるリフト油圧持続時間を入力し、前記検出したリフト油圧持続時間が所定のリフト油圧持続判定時間より長い場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とするフォークリフトの荷役制御装置。 - 車体の所定位置に設けた作業機と、前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、前記作業機アクチュエータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
リフト保持圧を中心にして振動しているリフト油圧の複数のピーク間隔から求めたリフト油圧周波数を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出されるリフト油圧周波数を入力し、前記検出したリフト油圧周波数と所定のリフト油圧周波数との差の絶対値が所定の周波数より小さい場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とするフォークリフトの荷役制御装置。 - 車体の所定位置に設けた作業機と、前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、前記作業機アクチュエータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
リフト油圧とリフト保持圧との差の絶対値で定義されるリフト油圧絶対値を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出されるリフト油圧絶対値を入力し、前記検出したリフト油圧絶対値が所定の絶対リフト油圧閾値より大きい場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とするフォークリフトの荷役制御装置。 - 車体の所定位置に設けた作業機と、前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、前記作業機アクチュエータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
リフト油圧の最大値と最小値の差で定義されるリフト油圧振幅を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出されるリフト油圧振幅を入力し、前記検出したリフト油圧振幅最大値が所定のリフト油圧振幅閾値より大きい場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とするフォークリフトの荷役制御装置。 - 車体の所定位置に設けた作業機と、前記作業機を駆動する作業機アクチュエータと、前記作業機アクチュエータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
加速度計により車体のピッチング揺動から計測した車体揺動加速度を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出される車体揺動加速度を入力し、前記検出した車体揺動加速度が積載荷重に対応した加速度閾値より大きい場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とするフォークリフトの荷役制御装置。 - フォークリフトのアタッチメントとして車体の所定位置に設けた回転クランプと、前記回転クランプを駆動する回転用油圧モータ、前記回転用油圧モータを制御する制御弁と、作業機操作レバーの操作に応じて生成されるレバー指令信号を入力し、前記制御弁に制御弁指令値を出力するコントローラとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、
車体が揺動するに伴い前記回転用油圧モータに生じる油圧の振動から求めたモータ油圧振幅又はモータ油圧周波数を検出する検出手段を備え、
前記コントローラは、前記検出手段で検出される前記回転油圧モータのモータ油圧振幅又はモータ油圧周波数を入力し、前記検出したモータ油圧振幅又はモータ油圧周波数が所定のモータ油圧振幅又は所定のモータ油圧周波数より大きい場合、前記作業機操作レバーが急操作されたことによって、レバー指令値が継続して振動する持続振動が起きたと判断し、
さらに前記コントローラは、持続振動が起きたと判断した場合には、前記制御弁に対して、レバー指令値に応じた制御弁指令値の代わりに、再びリフト保持圧に戻ってきた時点での制御弁指令値に基づいて設定した一定の制御弁指令値、リフトレバーと制御弁との間に設けたローパスフィルターによりリフトレバー操作量をフィルタリングして求めた制御弁指令値、レバー指令値と制御弁指令値が交叉したときにレバー指令値が減少方向であれば所定の負の微小勾配でレバー指令値に近づけ、レバー指令値が増加方向であれば所定の正の微小勾配でレバー指令値に近づけた制御弁指令値のいずれか１つを出力するようにしたこと
を特徴とするフォークリフトの荷役制御装置。 - 前記コントローラは、振動発生を検出した後、リフトレバー操作量が所定の閾値を越えたときは、制御弁指令値を滑らかにレバー指令値に近づけるように演算して前記制御弁に出力する解除手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載のフォークリフトの荷役制御装置。
- 前記コントローラは、前記コントローラによる抑制制御が所定時間経過した後、制御弁指令値を滑らかにレバー指令値に近づくように演算して前記制御弁に出力する解除手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載のフォークリフトの荷役制御装置。
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