JP3966789B2 - フォークリフトのステアリング制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動輪が３６０°旋廻可能に設けられたフォークリフトのステアリング制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図１に示すような、座乗式リーチ型フォークリフトが利用されており、運転者は座席４に座り、左手でハンドル８を操作しながら、右手でディレクショナルスイッチ（図１には図示せず）を操作してフォークリフトの進行方向を調節する。また、運転者は、上記フォークリフトのフロアに設けられたアクセルペダル（図示せず）の踏み加減を調節して、フォークリフトの走行速度を調節する。
【０００３】
ところで、このような座乗式リーチ型フォークリフトには、機械的なストッパにより駆動輪１０の旋廻角がフォークリフトの車体前方向を基準として左右にそれぞれ９０°の範囲内に収まるように制限されているものや、上記ストッパが設けられておらず駆動輪１０が３６０°旋廻可能に設けられたもの等がある。これらのうち駆動輪１０が３６０°旋廻可能なフォークリフトは、運転者がハンドル８の操作のみでフォークリフトの進行方向を自在に変更できるので、駆動輪１０の旋廻角が所定の範囲内に収まるように制限されたフォークリフトよりも操作性が高く、そのため自由度の高い作業が可能となるという特長がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、駆動輪１０が３６０°旋廻可能なフォークリフトの操作は駆動輪１０の旋廻角が所定の範囲内に収まるように制限されたフォークリフトでの運転に慣れた者にとっては特殊なものであり、フォークリフトの特長を活かせないばかりか、運転し難いという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、運転者が自分の好みに応じた操舵特性を選択して運転することができる、駆動輪が３６０°旋廻可能なフォークリフトのステアリング制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決しようとする手段】
上記の目的を達成するために、本発明のフォークリフトのステアリング制御装置は、車体に３６０°旋廻可能に設けられ走行モータによって回転駆動される駆動輪をハンドル操作に応じて旋廻させるフォークリフトのステアリング制御装置であって、ハンドルの操作量を検出する操作量検出手段と、駆動輪の旋廻角を検出する旋廻角検出手段と、駆動輪の旋廻許容角度が車体前方向を基準として左右にそれぞれ９０度とする制限操舵モードと、駆動輪の旋廻許容角度が制限されない無制限操舵モードとを含む複数の操舵モードのうち一つを選択して設定する操舵モード設定手段と、操舵モード設定手段により設定された操舵モードに従い、ハンドルの操作量に基づいて駆動輪の旋廻を制御する旋廻制御手段と、を備え、旋廻制御手段が、駆動輪の旋廻角が旋廻許容角度を超えない範囲で駆動輪を旋廻させると共に、上記制限操舵モードが選択されたとき、上記操舵モード設定手段が、上記旋廻角検出手段により検出される上記駆動輪の旋廻角が車体前方向を基準として左右それぞれ９０度の範囲にない場合は上記走行モータの極性を反転させることとしている。
【０００７】
ここで、駆動輪の旋廻許容角度が３６０°未満の所定値である制限操舵モードとしては、例えば、駆動輪の旋廻許容角度が１８０°で車体前方向を基準として左右にそれぞれ９０°の範囲で駆動輪の旋廻を許容する制限操舵モードとすることができる。
【０００８】
従って、本発明によれば、旋廻制御手段が設定された操舵モードに従い駆動輪の旋廻を制御するので、運転者は自分の好みの操舵モードを選択した上でハンドル操作ができるようになる。例えば、操舵モードを駆動輪の旋廻許容角度が制限されない無制限操舵モードに設定すれば、運転者はハンドル操作により駆動輪を３６０°旋廻させることができるようになり、ハンドルの操作のみでフォークリフトの進行方向を自在に変更することができる。又、操舵モードを駆動輪の旋廻許容角度が車体前方向を基準として左右にそれぞれ９０度とする制限操舵モードに設定すれば、旋廻制御手段により駆動輪の旋廻角が旋廻許容角度を超えないように制御されるので、運転者は機械的なストッパにより駆動輪の旋廻が許容される範囲が制限されたフォークリフトを運転する場合と同様の感覚で、駆動輪が３６０°旋廻可能なフォークリフトを運転することができるようになる。
【０００９】
ところで本発明は、ハンドルの操作量と駆動輪の旋廻角との関係を設定する比率設定手段を備え、前記旋廻制御手段が、比率設定手段により設定されたハンドルの操作量と駆動輪の旋廻角との関係に従い、ハンドルの操作量に基づいて駆動輪の旋廻を制御するようにすることができる。ここで、ハンドルの操作量と駆動輪の旋廻角との関係とは、例えばハンドルの操作量に対しどれだけの比率で駆動輪が旋廻するかである。具体的にいえば、ハンドルを１回転（３６０°回転）させて駆動輪が１８０°旋廻するときの比率は２：１となる。
【００１０】
これにより、駆動輪を頻繁に大きく旋廻させるような運転を行う場合、運転者はハンドルの操作量に対する駆動輪の旋廻角の比率を大きく設定すれば、ハンドルを少し操作するだけで駆動輪を大きく旋廻させることができ、フォークリフトの運転を楽に行える。例えば、比率を２：１から１：２に変更すれば、ハンドルを１回転（３６０°回転）させたときに駆動輪が１８０°旋廻していたのを、駆動輪が７２０°旋廻するように変更できる。また、駆動輪の旋廻角の微調整が必要な運転を行う場合、運転者はハンドルの操作角に対する駆動輪の旋廻角の比率を小さく設定すれば、微調整を楽に行えるようになる。例えば、比率を２：１から４：１に変更すれば、ハンドルを１回転（３６０°回転）させたときに駆動輪が１８０°旋廻していたのを、駆動輪が９０°旋廻するように変更できる。
【００１１】
又、例えば駆動輪の旋廻許容角度が１８０°に設定される場合には比率を１２：１に設定し、駆動輪の旋廻許容角度が２４０°に設定される場合には比率を９：１に設定すれば、いずれも駆動輪の旋廻が許容される範囲をハンドルでの６回転（２１６０°）とすることができ、旋廻許容角度は異なっていても同じような感覚で操作できるようになる。
【００１２】
さらに本発明は、駆動輪の回転を検出する回転検出手段を備え、駆動輪の回転が停止しているときにのみ、操舵モードの設定、或いはハンドルの操作量と駆動輪の旋廻角との関係の設定を行うことが可能となるようにすることができる。
【００１３】
これにより、駆動輪の回転してフォークリフトが走行している最中に、誤って操舵モードが変わったり、ハンドルの操作量と駆動輪の旋廻角との関係が変わったりすること防止でき、作業の安全性を確保することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る座乗式リーチ型フォークリフトを右前方から見た斜視図である。図１に示すようにこのフォークリフトは、車体１の後方に支持された車体１の前後方向に進退、及び上下方向に伸縮するマスト２と、マスト２に傾動可能に支持されたフォーク３とを備えている。また、車体１の前部には、車体１に対して横向きに座ることができる運転席４が設けられており、この運転席４の下部には、走行装置や操舵装置等を収容するケーシング５が設けられている。さらに、ケーシング５の下方には、フォークリフトの走行と操舵とを担う駆動輪１０が配されており、この駆動輪１０は３６０°旋廻することができるようになっている。
【００１５】
上記運転席４の右側から車体１の後方側にわたっては、図１及び図２に示すように、運転操作盤７が設けられている。この運転操作盤７には、マスト２の上下方向の伸縮を制御するリフト制御レバー６ａ、マスト２の前後方向の進退を制御するリーチ制御レバー６ｂ、フォーク３の傾動を制御するチルト制御レバー６ｃ、フォークリフトの走行方向（駆動輪１０の回転方向）を制御するディレクショナルスイッチ６ｄ、以下で詳述する制御パネル６ｅ、が配置され、これらの他にも照明灯スイッチ、メインスイッチ、非常停止スイッチなどが配置される。運転操作盤７の右前端部には操舵用のハンドル８が設けられ、さらに、運転席４の床部には図示されていないがブレーキペダル、アクセルペダルが配置されている。なお、本実施の形態では、ハンドル８と駆動輪１０との間に機械的な連結構造はなく、いわゆるフライバイワイヤ式ステアリング装置とされている。
【００１６】
図３は本発明のステアリング制御装置を含む、このフォークリフトの走行・操舵系の機能ブロック図である。図３に示すように、ハンドル８の操作量（操作角）は、ポテンショメータからなるハンドル回転センサ３１にて検出されて、旋廻制御手段３２に伝達される。旋廻制御手段３２は、ハンドル８の操作角が伝達されると、この操作角に基づいてステアリングモータ１１を回転駆動するようになっている。ステアリングモータ１１が回転駆動されると操舵歯車１６が回転し、この操舵歯車１６に噛合う操舵従動歯車１５を回転させる。操舵従動歯車１５は走行モータ１３の回転軸１４と同軸上となるよう配されており、操舵従動歯車１５が回転すると、走行モータ１３と駆動輪１０との間に介設された走行用減速機構、及び駆動輪１０が旋廻することになる。なお、この際走行モータ１３は旋廻せず、そのままの位置で保持される。
【００１７】
さらに、操舵従動歯車１５には旋廻角検出歯車１７が噛合わされており、操舵従動歯車１５が回転すると、この旋廻角検出歯車１７も回転する。旋廻角検出歯車１７はポテンショメータで構成される旋廻角センサ１８に連結されているため、旋廻角検出歯車１７の回転は旋廻角センサ１８により検出され、この検出出力が旋廻制御手段３２に伝達されるようになっている。
【００１８】
旋廻制御手段３２には、操舵モードを設定する操舵モード設定手段３３からは設定された操舵モードの情報が伝達され、ハンドル８の操作角と駆動輪１０の旋廻角との関係（比率）を設定する比率設定手段３４からは設定された比率の情報が伝達されるようになっており、旋廻制御手段３２は、設定された操舵モードに従った上で、ハンドル回転センサ３１の出力と旋廻角センサ１８の出力との関係が設定された比率となるようにステアリングモータ１１を駆動する。
【００１９】
また、図３に示すように、アクセルペダル９、ディレクショナルスイッチ６ｄの操作が走行制御手段１２に伝達されると、走行制御手段１２は走行モータ１３を回転駆動させるようになっている。走行モータ１３が回転駆動されると、その回転が回転軸１４と走行用減速機構を介して駆動輪１０に伝わり、駆動輪１０が回転することになる。
【００２０】
操舵モードの設定は操舵モード設定手段３３によって行われ、ハンドル８の操作角と駆動輪１０の旋廻角との比率の設定は比率設定手段３４によって行われるが、この際に制御パネル６ｅが活用される。この制御パネル６ｅは表面がタッチパネルとされたディスプレイ装置であり、操舵モードの設定及び比率の設定時には、例えば図４（ａ）〜（ｄ）に示す画面が表示されると共に、タッチパネルを操作した信号が操舵モードの設定時には操舵モード設定手段３３に伝達され、比率の設定時には比率設定手段３４に伝達される。また、操舵モードの設定と比率の設定とを順番に行えるようにするため、操舵モードの設定が終れば比率の設定が可能な状態とされ、比率の設定が終れば操舵モードの設定が可能な状態とされるようになっている。
【００２１】
以下、図４ないし図７を参照しながら、操舵モードの設定及び比率の設定の手順につき詳細に説明する。
【００２２】
運転者がメインスイッチを操作してフォークリフトの電源を投入すると、比率設定手段３４は走行モータ１３の回転を検出するロータリーエンコーダで構成される回転センサ１９の出力を得て走行モータ１３が停止していることを確認する（Ｓ５０１）。
【００２３】
走行モータ１３が停止していることが確認されると（Ｓ５０１のＹＥＳ）、次に比率設定手段３４は、図４（ａ）に示すように制御パネル６ｅに現在のハンドル８の操作角に対する駆動輪１０の旋廻角の比率を表示する（Ｓ５０２）。図４（ａ）では、ハンドル８の操作角と駆動輪１０の旋廻角との比率は１４対１（ハンドル８が１回転すると、駆動輪１０が１／１４回転する）となっている。運転者は、ハンドル８の操作角と駆動輪１０の旋廻角との比率を変更する場合には、制御パネル６ｅに表示された比率設定キー６１を押下し、変更しない（現状のままで構わない）場合には、決定キー６５を押下する。
【００２４】
比率設定キー６１が押下された場合（Ｓ５０３のＹＥＳ）、比率設定手段３４は、図４（ｂ）に示すように制御パネル６ｅに入力欄６３やテンキー６２、カーソルキー６４を表示する（Ｓ５０４）。そこで、運転者は表示されたテンキー６２やカーソルキー６４を用いて入力欄６３に、ハンドル８の操作角と駆動輪１０の旋廻角との比率を入力する。例えば入力欄６３に７：１が入力されると、比率設定手段３４は入力された比率を取り込み（Ｓ５０５）、決定キー６５が押下されれば（Ｓ５０６のＹＥＳ）、ハンドル８の操作角と駆動輪１０の旋廻角との比率を７：１に設定する（Ｓ５０７）。これ以降、旋廻制御手段３２は、旋廻角センサ１８から伝達される駆動輪１０の旋廻角がハンドル回転センサ３１から伝達されるハンドル８の操作角の１／７の角度となるようにステアリングモータ１１を回転駆動する。
【００２５】
従って、駆動輪１０を頻繁に大きく旋廻させるような運転を行う場合、運転者は入力欄６３にハンドル８の操作角に対する駆動輪１０の旋廻角が大きくなる比率を入力し設定すれば、ハンドル８を少し操作するだけで駆動輪１０を大きく旋廻させることができ、フォークリフトの運転を楽に行える。また、駆動輪１０の旋廻角の微調整が必要な運転を行う場合、運転者は、入力欄６３にハンドル８の操作角に対する駆動輪１０の旋廻角が小さくなる比率を入力し設定すれば、微調整を楽に行える。
【００２６】
また、例えば駆動輪１０の旋廻許容角度が１８０°に設定される場合には比率を１２：１に設定し、駆動輪１０の旋廻許容角度が２４０°に設定される場合には比率を９：１に設定すれば、いずれも駆動輪１０の旋廻が許容される範囲をハンドル８での６回転分とすることができ、旋廻許容角度は異なっていても同じような感覚で操作できるようになる。
【００２７】
比率設定手段３４は比率の設定と同時に、操舵モード設定手段３３に対し比率の設定が終了した旨の信号を伝える。すると、操舵モード設定手段３３は、図４（ｃ）に示すように制御パネル６ｅに現在の操舵モードを表示する（Ｓ５０８）。又、比率を変更することなく決定キー６５が押下された場合は（Ｓ５０９のＹＥＳ）、比率設定手段３４は現在の比率を保持したままで、操舵モード設定手段３３に対し比率の設定が終了した旨の信号を伝える。本実施の形態では、操舵モードには、駆動輪１０の旋廻許容角度に制限が無く駆動輪１０が３６０°旋廻することが可能な３６０°モードと、駆動輪１０の旋廻許容角度が１８０°である１８０°モードの２種類の操舵モードが採用されている。
【００２８】
ここでは、現在３６０°モードが設定されているとする。従って、図４（ｃ）の制御パネル６ｅには、現在設定されている操舵モードとして「３６０°モード」の文字が表示されている。ここで、操舵モードを１８０°モードに変更する場合、運転者は制御パネル６ｅに表示されたモード選択キー６６を押下し、３６０°モードのままでよい場合は、制御パネル６ｅに表示された決定キー６７を押下する。
【００２９】
モード選択キー６６が押下された場合（Ｓ５１０のＹＥＳ）、操舵モード設定手段３３は、図４（ｄ）に示すように制御パネル６ｅに操舵モードの表示欄６８やカーソルキー６４を表示する（Ｓ５１１）。そこで、運転者は表示されたカーソルキー６４を用いて表示欄６８の操舵モードの表示を切り替える。例えばカーソルキー６４を押下して表示欄６８に「１８０°モード」が表示されるようにしたり、「３６０°モード」が表示されるようにしたりする。表示欄６８に「３６０°モード」が表示されている状態で（Ｓ５１２のＹＥＳ）、決定キー６５が押下されれば（Ｓ５１３のＹＥＳ）、操舵モード設定手段３３は旋廻許容角度の制限を解除して操舵モードを３６０°モードに設定する（Ｓ５１４）。これ以降、旋廻制御手段３２は、３６０°モードでステアリングモータ１１を制御することになり、駆動輪１０を無制限に旋廻させることができるようになる。
【００３０】
一方、表示欄６８に「１８０°モード」が表示されている状態で（Ｓ５１２のＮＯ）、決定キー６５が押下されれば（Ｓ５１５のＹＥＳ）、操作モード設定手段３３は旋廻許容角度を１８０°に制限して操舵モードを１８０°モードに設定する（Ｓ５１６）。１８０°モードが設定されると、操舵モード設定手段３３は、旋廻角センサ１８からの出力に基づいて、現在の駆動輪１０の旋廻角θを検出する（Ｓ５１７）。駆動輪１０の旋廻角θとは、図７に示すようにフォークリフトの車体前方向に対する走行モータ１３が正回転したときの駆動輪１０の進行方向Ｂの角度のことであり、ここでは左回りに正としている
。
【００３１】
操舵モード設定手段３３は、検出した旋廻角θが９０°〜２７０°の範囲内であるか否かを判定し（Ｓ５１８）、９０°〜２７０°の範囲内でなければ、駆動輪１０の旋廻許容範囲を０°〜９０°及び２７０°〜３６０°、つまりフォークリフトの車体前方向から左右に９０°ずつと設定する（Ｓ５１９）。また、検出した旋廻角θが９０°〜２７０°であれば、操舵モード設定手段３３は、駆動輪１０の旋廻許容範囲を９０°〜２７０°、つまりフォークリフトの車体後方向から左右に９０°ずつと設定し（Ｓ５２０）、更に走行モータ１３の極性を反転させる指示を走行制御装置１２に与える（Ｓ５２１）。
【００３２】
このようにして１８０°モードが設定された後、旋廻制御手段３２は、下記のようにしてステアリングモータ１１を制御する。
【００３３】
例えば、駆動輪１０の旋廻許容範囲が車体前方向から左右に９０°ずつと設定されている場合、旋廻制御手段３２は、旋廻角センサ１８から得られる現在の駆動輪１０の旋廻角が車体前方向から左に９０°であるときに、ハンドル回転センサ３１から伝達されるハンドル８の操作角が駆動輪１０の旋廻角を大きくする角度であれば、その操作角の大小に拘わらずステアリングモータ１１を駆動しない。また、旋廻制御手段３２は、旋廻角センサ１８から得られる現在の駆動輪１０の旋廻角が車体前方向から右に９０°、つまり車体前方向から左に２７０°であるときに、ハンドル回転センサ３１から伝達されるハンドル８の操作角が駆動輪１０の旋廻角を小さくする角度であれば、その操作角の大小に拘わらずステアリングモータ１１を駆動しない。つまり、駆動輪１０の旋廻角が旋廻許容範囲を超えるようにハンドル８を操作しても、ハンドル８が空転するだけで駆動輪１０は旋廻しないことになる。駆動輪１０の旋廻角が車体前方向から左に９０°及び２７０°以外の場合、駆動輪１０の旋廻角が車体前方向から左に９０°又は２７０°であっても旋廻角が旋廻許容範囲の内側へ向うハンドル８を操作である場合には、旋廻制御手段３２は、比率設定手段３４によって予め設定されたハンドル８の操作角と駆動輪１０の旋廻角との比率に従って、ステアリングモータ１１を駆動する。
【００３４】
このようにして、駆動輪が３６０°旋廻可能に設けられたフォークリフトでありながら、駆動輪１０の旋廻許容範囲が車体前方向から左右に９０°ずつとされ、運転者は、機械的なストッパにより駆動輪の旋廻許容範囲が制限されたフォークリフトを運転する場合と同様の感覚で、運転することができるようになる。
【００３５】
以上、本発明を座乗式リーチ型フォークリフトに適用した場合について述べたが、本発明はこれ以外のタイプの、駆動輪が３６０°旋廻可能とされたフォークリフトにも適用可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、運転者は、自分が運転しやすい操舵モードを選択し設定した上で、ハンドル操作をして駆動輪を旋廻させることができ、また、ハンドルの操作角と駆動輪の旋廻角との関係を自分が運転しやすいものに変更することができるので、フォークリフトを思い通りに運転することができ、その結果としてフォークリフトを用いた作業を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 駆動輪が３６０°旋廻可能に設けられたフォークリフトの全体斜視図。
【図２】 フォークリフトの運転操作盤付近を示す斜視図。
【図３】 本発明のステアリング制御装置の機能ブロック図。
【図４】 制御パネルの概念図であり、（ａ）は比率設定の初期画面、（ｂ）は比率入力画面、（ｃ）は操舵モード設定の初期画面、（ｄ）は操舵モード選択画面を示す。
【図５】 ハンドルの操作量と駆動輪の旋廻角との比率の設定手順を示すフローチャート。
【図６】 操舵モードの設定手順を示すフローチャート。
【図７】 駆動輪の旋廻角を示す説明図。
【符号の説明】
６ｅ 制御パネル
８ ハンドル
１０ 駆動輪
１１ ステアリングモータ
１３ 走行モータ
１８ 旋廻角センサ
１９ 回転センサ
３１ ハンドル回転センサ
３２ 旋廻制御手段
３３ 操舵モード設定手段
３４ 比率設定手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動輪が３６０°旋廻可能に設けられたフォークリフトのステアリング制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図１に示すような、座乗式リーチ型フォークリフトが利用されており、運転者は座席４に座り、左手でハンドル８を操作しながら、右手でディレクショナルスイッチ（図１には図示せず）を操作してフォークリフトの進行方向を調節する。また、運転者は、上記フォークリフトのフロアに設けられたアクセルペダル（図示せず）の踏み加減を調節して、フォークリフトの走行速度を調節する。
【０００３】
ところで、このような座乗式リーチ型フォークリフトには、機械的なストッパにより駆動輪１０の旋廻角がフォークリフトの車体前方向を基準として左右にそれぞれ９０°の範囲内に収まるように制限されているものや、上記ストッパが設けられておらず駆動輪１０が３６０°旋廻可能に設けられたもの等がある。これらのうち駆動輪１０が３６０°旋廻可能なフォークリフトは、運転者がハンドル８の操作のみでフォークリフトの進行方向を自在に変更できるので、駆動輪１０の旋廻角が所定の範囲内に収まるように制限されたフォークリフトよりも操作性が高く、そのため自由度の高い作業が可能となるという特長がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、駆動輪１０が３６０°旋廻可能なフォークリフトの操作は駆動輪１０の旋廻角が所定の範囲内に収まるように制限されたフォークリフトでの運転に慣れた者にとっては特殊なものであり、フォークリフトの特長を活かせないばかりか、運転し難いという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、運転者が自分の好みに応じた操舵特性を選択して運転することができる、駆動輪が３６０°旋廻可能なフォークリフトのステアリング制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決しようとする手段】
上記の目的を達成するために、本発明のフォークリフトのステアリング制御装置は、車体に３６０°旋廻可能に設けられ走行モータによって回転駆動される駆動輪をハンドル操作に応じて旋廻させるフォークリフトのステアリング制御装置であって、ハンドルの操作量を検出する操作量検出手段と、駆動輪の旋廻角を検出する旋廻角検出手段と、駆動輪の旋廻許容角度が車体前方向を基準として左右にそれぞれ９０度とする制限操舵モードと、駆動輪の旋廻許容角度が制限されない無制限操舵モードとを含む複数の操舵モードのうち一つを選択して設定する操舵モード設定手段と、操舵モード設定手段により設定された操舵モードに従い、ハンドルの操作量に基づいて駆動輪の旋廻を制御する旋廻制御手段と、を備え、旋廻制御手段が、駆動輪の旋廻角が旋廻許容角度を超えない範囲で駆動輪を旋廻させると共に、上記制限操舵モードが選択されたとき、上記操舵モード設定手段が、上記旋廻角検出手段により検出される上記駆動輪の旋廻角が車体前方向を基準として左右それぞれ９０度の範囲にない場合は上記走行モータの極性を反転させることとしている。
【０００７】
ここで、駆動輪の旋廻許容角度が３６０°未満の所定値である制限操舵モードとしては、例えば、駆動輪の旋廻許容角度が１８０°で車体前方向を基準として左右にそれぞれ９０°の範囲で駆動輪の旋廻を許容する制限操舵モードとすることができる。
【０００８】
従って、本発明によれば、旋廻制御手段が設定された操舵モードに従い駆動輪の旋廻を制御するので、運転者は自分の好みの操舵モードを選択した上でハンドル操作ができるようになる。例えば、操舵モードを駆動輪の旋廻許容角度が制限されない無制限操舵モードに設定すれば、運転者はハンドル操作により駆動輪を３６０°旋廻させることができるようになり、ハンドルの操作のみでフォークリフトの進行方向を自在に変更することができる。又、操舵モードを駆動輪の旋廻許容角度が車体前方向を基準として左右にそれぞれ９０度とする制限操舵モードに設定すれば、旋廻制御手段により駆動輪の旋廻角が旋廻許容角度を超えないように制御されるので、運転者は機械的なストッパにより駆動輪の旋廻が許容される範囲が制限されたフォークリフトを運転する場合と同様の感覚で、駆動輪が３６０°旋廻可能なフォークリフトを運転することができるようになる。
【０００９】
ところで本発明は、ハンドルの操作量と駆動輪の旋廻角との関係を設定する比率設定手段を備え、前記旋廻制御手段が、比率設定手段により設定されたハンドルの操作量と駆動輪の旋廻角との関係に従い、ハンドルの操作量に基づいて駆動輪の旋廻を制御するようにすることができる。ここで、ハンドルの操作量と駆動輪の旋廻角との関係とは、例えばハンドルの操作量に対しどれだけの比率で駆動輪が旋廻するかである。具体的にいえば、ハンドルを１回転（３６０°回転）させて駆動輪が１８０°旋廻するときの比率は２：１となる。
【００１０】
これにより、駆動輪を頻繁に大きく旋廻させるような運転を行う場合、運転者はハンドルの操作量に対する駆動輪の旋廻角の比率を大きく設定すれば、ハンドルを少し操作するだけで駆動輪を大きく旋廻させることができ、フォークリフトの運転を楽に行える。例えば、比率を２：１から１：２に変更すれば、ハンドルを１回転（３６０°回転）させたときに駆動輪が１８０°旋廻していたのを、駆動輪が７２０°旋廻するように変更できる。また、駆動輪の旋廻角の微調整が必要な運転を行う場合、運転者はハンドルの操作角に対する駆動輪の旋廻角の比率を小さく設定すれば、微調整を楽に行えるようになる。例えば、比率を２：１から４：１に変更すれば、ハンドルを１回転（３６０°回転）させたときに駆動輪が１８０°旋廻していたのを、駆動輪が９０°旋廻するように変更できる。
【００１１】
又、例えば駆動輪の旋廻許容角度が１８０°に設定される場合には比率を１２：１に設定し、駆動輪の旋廻許容角度が２４０°に設定される場合には比率を９：１に設定すれば、いずれも駆動輪の旋廻が許容される範囲をハンドルでの６回転（２１６０°）とすることができ、旋廻許容角度は異なっていても同じような感覚で操作できるようになる。
【００１２】
さらに本発明は、駆動輪の回転を検出する回転検出手段を備え、駆動輪の回転が停止しているときにのみ、操舵モードの設定、或いはハンドルの操作量と駆動輪の旋廻角との関係の設定を行うことが可能となるようにすることができる。
【００１３】
これにより、駆動輪の回転してフォークリフトが走行している最中に、誤って操舵モードが変わったり、ハンドルの操作量と駆動輪の旋廻角との関係が変わったりすること防止でき、作業の安全性を確保することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る座乗式リーチ型フォークリフトを右前方から見た斜視図である。図１に示すようにこのフォークリフトは、車体１の後方に支持された車体１の前後方向に進退、及び上下方向に伸縮するマスト２と、マスト２に傾動可能に支持されたフォーク３とを備えている。また、車体１の前部には、車体１に対して横向きに座ることができる運転席４が設けられており、この運転席４の下部には、走行装置や操舵装置等を収容するケーシング５が設けられている。さらに、ケーシング５の下方には、フォークリフトの走行と操舵とを担う駆動輪１０が配されており、この駆動輪１０は３６０°旋廻することができるようになっている。
【００１５】
上記運転席４の右側から車体１の後方側にわたっては、図１及び図２に示すように、運転操作盤７が設けられている。この運転操作盤７には、マスト２の上下方向の伸縮を制御するリフト制御レバー６ａ、マスト２の前後方向の進退を制御するリーチ制御レバー６ｂ、フォーク３の傾動を制御するチルト制御レバー６ｃ、フォークリフトの走行方向（駆動輪１０の回転方向）を制御するディレクショナルスイッチ６ｄ、以下で詳述する制御パネル６ｅ、が配置され、これらの他にも照明灯スイッチ、メインスイッチ、非常停止スイッチなどが配置される。運転操作盤７の右前端部には操舵用のハンドル８が設けられ、さらに、運転席４の床部には図示されていないがブレーキペダル、アクセルペダルが配置されている。なお、本実施の形態では、ハンドル８と駆動輪１０との間に機械的な連結構造はなく、いわゆるフライバイワイヤ式ステアリング装置とされている。
【００１６】
図３は本発明のステアリング制御装置を含む、このフォークリフトの走行・操舵系の機能ブロック図である。図３に示すように、ハンドル８の操作量（操作角）は、ポテンショメータからなるハンドル回転センサ３１にて検出されて、旋廻制御手段３２に伝達される。旋廻制御手段３２は、ハンドル８の操作角が伝達されると、この操作角に基づいてステアリングモータ１１を回転駆動するようになっている。ステアリングモータ１１が回転駆動されると操舵歯車１６が回転し、この操舵歯車１６に噛合う操舵従動歯車１５を回転させる。操舵従動歯車１５は走行モータ１３の回転軸１４と同軸上となるよう配されており、操舵従動歯車１５が回転すると、走行モータ１３と駆動輪１０との間に介設された走行用減速機構、及び駆動輪１０が旋廻することになる。なお、この際走行モータ１３は旋廻せず、そのままの位置で保持される。
【００１７】
さらに、操舵従動歯車１５には旋廻角検出歯車１７が噛合わされており、操舵従動歯車１５が回転すると、この旋廻角検出歯車１７も回転する。旋廻角検出歯車１７はポテンショメータで構成される旋廻角センサ１８に連結されているため、旋廻角検出歯車１７の回転は旋廻角センサ１８により検出され、この検出出力が旋廻制御手段３２に伝達されるようになっている。
【００１８】
旋廻制御手段３２には、操舵モードを設定する操舵モード設定手段３３からは設定された操舵モードの情報が伝達され、ハンドル８の操作角と駆動輪１０の旋廻角との関係（比率）を設定する比率設定手段３４からは設定された比率の情報が伝達されるようになっており、旋廻制御手段３２は、設定された操舵モードに従った上で、ハンドル回転センサ３１の出力と旋廻角センサ１８の出力との関係が設定された比率となるようにステアリングモータ１１を駆動する。
【００１９】
また、図３に示すように、アクセルペダル９、ディレクショナルスイッチ６ｄの操作が走行制御手段１２に伝達されると、走行制御手段１２は走行モータ１３を回転駆動させるようになっている。走行モータ１３が回転駆動されると、その回転が回転軸１４と走行用減速機構を介して駆動輪１０に伝わり、駆動輪１０が回転することになる。
【００２０】
操舵モードの設定は操舵モード設定手段３３によって行われ、ハンドル８の操作角と駆動輪１０の旋廻角との比率の設定は比率設定手段３４によって行われるが、この際に制御パネル６ｅが活用される。この制御パネル６ｅは表面がタッチパネルとされたディスプレイ装置であり、操舵モードの設定及び比率の設定時には、例えば図４（ａ）〜（ｄ）に示す画面が表示されると共に、タッチパネルを操作した信号が操舵モードの設定時には操舵モード設定手段３３に伝達され、比率の設定時には比率設定手段３４に伝達される。また、操舵モードの設定と比率の設定とを順番に行えるようにするため、操舵モードの設定が終れば比率の設定が可能な状態とされ、比率の設定が終れば操舵モードの設定が可能な状態とされるようになっている。
【００２１】
以下、図４ないし図７を参照しながら、操舵モードの設定及び比率の設定の手順につき詳細に説明する。
【００２２】
運転者がメインスイッチを操作してフォークリフトの電源を投入すると、比率設定手段３４は走行モータ１３の回転を検出するロータリーエンコーダで構成される回転センサ１９の出力を得て走行モータ１３が停止していることを確認する（Ｓ５０１）。
【００２３】
走行モータ１３が停止していることが確認されると（Ｓ５０１のＹＥＳ）、次に比率設定手段３４は、図４（ａ）に示すように制御パネル６ｅに現在のハンドル８の操作角に対する駆動輪１０の旋廻角の比率を表示する（Ｓ５０２）。図４（ａ）では、ハンドル８の操作角と駆動輪１０の旋廻角との比率は１４対１（ハンドル８が１回転すると、駆動輪１０が１／１４回転する）となっている。運転者は、ハンドル８の操作角と駆動輪１０の旋廻角との比率を変更する場合には、制御パネル６ｅに表示された比率設定キー６１を押下し、変更しない（現状のままで構わない）場合には、決定キー６５を押下する。
【００２４】
比率設定キー６１が押下された場合（Ｓ５０３のＹＥＳ）、比率設定手段３４は、図４（ｂ）に示すように制御パネル６ｅに入力欄６３やテンキー６２、カーソルキー６４を表示する（Ｓ５０４）。そこで、運転者は表示されたテンキー６２やカーソルキー６４を用いて入力欄６３に、ハンドル８の操作角と駆動輪１０の旋廻角との比率を入力する。例えば入力欄６３に７：１が入力されると、比率設定手段３４は入力された比率を取り込み（Ｓ５０５）、決定キー６５が押下されれば（Ｓ５０６のＹＥＳ）、ハンドル８の操作角と駆動輪１０の旋廻角との比率を７：１に設定する（Ｓ５０７）。これ以降、旋廻制御手段３２は、旋廻角センサ１８から伝達される駆動輪１０の旋廻角がハンドル回転センサ３１から伝達されるハンドル８の操作角の１／７の角度となるようにステアリングモータ１１を回転駆動する。
【００２５】
従って、駆動輪１０を頻繁に大きく旋廻させるような運転を行う場合、運転者は入力欄６３にハンドル８の操作角に対する駆動輪１０の旋廻角が大きくなる比率を入力し設定すれば、ハンドル８を少し操作するだけで駆動輪１０を大きく旋廻させることができ、フォークリフトの運転を楽に行える。また、駆動輪１０の旋廻角の微調整が必要な運転を行う場合、運転者は、入力欄６３にハンドル８の操作角に対する駆動輪１０の旋廻角が小さくなる比率を入力し設定すれば、微調整を楽に行える。
【００２６】
また、例えば駆動輪１０の旋廻許容角度が１８０°に設定される場合には比率を１２：１に設定し、駆動輪１０の旋廻許容角度が２４０°に設定される場合には比率を９：１に設定すれば、いずれも駆動輪１０の旋廻が許容される範囲をハンドル８での６回転分とすることができ、旋廻許容角度は異なっていても同じような感覚で操作できるようになる。
【００２７】
比率設定手段３４は比率の設定と同時に、操舵モード設定手段３３に対し比率の設定が終了した旨の信号を伝える。すると、操舵モード設定手段３３は、図４（ｃ）に示すように制御パネル６ｅに現在の操舵モードを表示する（Ｓ５０８）。又、比率を変更することなく決定キー６５が押下された場合は（Ｓ５０９のＹＥＳ）、比率設定手段３４は現在の比率を保持したままで、操舵モード設定手段３３に対し比率の設定が終了した旨の信号を伝える。本実施の形態では、操舵モードには、駆動輪１０の旋廻許容角度に制限が無く駆動輪１０が３６０°旋廻することが可能な３６０°モードと、駆動輪１０の旋廻許容角度が１８０°である１８０°モードの２種類の操舵モードが採用されている。
【００２８】
ここでは、現在３６０°モードが設定されているとする。従って、図４（ｃ）の制御パネル６ｅには、現在設定されている操舵モードとして「３６０°モード」の文字が表示されている。ここで、操舵モードを１８０°モードに変更する場合、運転者は制御パネル６ｅに表示されたモード選択キー６６を押下し、３６０°モードのままでよい場合は、制御パネル６ｅに表示された決定キー６７を押下する。
【００２９】
モード選択キー６６が押下された場合（Ｓ５１０のＹＥＳ）、操舵モード設定手段３３は、図４（ｄ）に示すように制御パネル６ｅに操舵モードの表示欄６８やカーソルキー６４を表示する（Ｓ５１１）。そこで、運転者は表示されたカーソルキー６４を用いて表示欄６８の操舵モードの表示を切り替える。例えばカーソルキー６４を押下して表示欄６８に「１８０°モード」が表示されるようにしたり、「３６０°モード」が表示されるようにしたりする。表示欄６８に「３６０°モード」が表示されている状態で（Ｓ５１２のＹＥＳ）、決定キー６５が押下されれば（Ｓ５１３のＹＥＳ）、操舵モード設定手段３３は旋廻許容角度の制限を解除して操舵モードを３６０°モードに設定する（Ｓ５１４）。これ以降、旋廻制御手段３２は、３６０°モードでステアリングモータ１１を制御することになり、駆動輪１０を無制限に旋廻させることができるようになる。
【００３０】
一方、表示欄６８に「１８０°モード」が表示されている状態で（Ｓ５１２のＮＯ）、決定キー６５が押下されれば（Ｓ５１５のＹＥＳ）、操作モード設定手段３３は旋廻許容角度を１８０°に制限して操舵モードを１８０°モードに設定する（Ｓ５１６）。１８０°モードが設定されると、操舵モード設定手段３３は、旋廻角センサ１８からの出力に基づいて、現在の駆動輪１０の旋廻角θを検出する（Ｓ５１７）。駆動輪１０の旋廻角θとは、図７に示すようにフォークリフトの車体前方向に対する走行モータ１３が正回転したときの駆動輪１０の進行方向Ｂの角度のことであり、ここでは左回りに正としている
。
【００３１】
操舵モード設定手段３３は、検出した旋廻角θが９０°〜２７０°の範囲内であるか否かを判定し（Ｓ５１８）、９０°〜２７０°の範囲内でなければ、駆動輪１０の旋廻許容範囲を０°〜９０°及び２７０°〜３６０°、つまりフォークリフトの車体前方向から左右に９０°ずつと設定する（Ｓ５１９）。また、検出した旋廻角θが９０°〜２７０°であれば、操舵モード設定手段３３は、駆動輪１０の旋廻許容範囲を９０°〜２７０°、つまりフォークリフトの車体後方向から左右に９０°ずつと設定し（Ｓ５２０）、更に走行モータ１３の極性を反転させる指示を走行制御装置１２に与える（Ｓ５２１）。
【００３２】
このようにして１８０°モードが設定された後、旋廻制御手段３２は、下記のようにしてステアリングモータ１１を制御する。
【００３３】
例えば、駆動輪１０の旋廻許容範囲が車体前方向から左右に９０°ずつと設定されている場合、旋廻制御手段３２は、旋廻角センサ１８から得られる現在の駆動輪１０の旋廻角が車体前方向から左に９０°であるときに、ハンドル回転センサ３１から伝達されるハンドル８の操作角が駆動輪１０の旋廻角を大きくする角度であれば、その操作角の大小に拘わらずステアリングモータ１１を駆動しない。また、旋廻制御手段３２は、旋廻角センサ１８から得られる現在の駆動輪１０の旋廻角が車体前方向から右に９０°、つまり車体前方向から左に２７０°であるときに、ハンドル回転センサ３１から伝達されるハンドル８の操作角が駆動輪１０の旋廻角を小さくする角度であれば、その操作角の大小に拘わらずステアリングモータ１１を駆動しない。つまり、駆動輪１０の旋廻角が旋廻許容範囲を超えるようにハンドル８を操作しても、ハンドル８が空転するだけで駆動輪１０は旋廻しないことになる。駆動輪１０の旋廻角が車体前方向から左に９０°及び２７０°以外の場合、駆動輪１０の旋廻角が車体前方向から左に９０°又は２７０°であっても旋廻角が旋廻許容範囲の内側へ向うハンドル８を操作である場合には、旋廻制御手段３２は、比率設定手段３４によって予め設定されたハンドル８の操作角と駆動輪１０の旋廻角との比率に従って、ステアリングモータ１１を駆動する。
【００３４】
このようにして、駆動輪が３６０°旋廻可能に設けられたフォークリフトでありながら、駆動輪１０の旋廻許容範囲が車体前方向から左右に９０°ずつとされ、運転者は、機械的なストッパにより駆動輪の旋廻許容範囲が制限されたフォークリフトを運転する場合と同様の感覚で、運転することができるようになる。
【００３５】
以上、本発明を座乗式リーチ型フォークリフトに適用した場合について述べたが、本発明はこれ以外のタイプの、駆動輪が３６０°旋廻可能とされたフォークリフトにも適用可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、運転者は、自分が運転しやすい操舵モードを選択し設定した上で、ハンドル操作をして駆動輪を旋廻させることができ、また、ハンドルの操作角と駆動輪の旋廻角との関係を自分が運転しやすいものに変更することができるので、フォークリフトを思い通りに運転することができ、その結果としてフォークリフトを用いた作業を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 駆動輪が３６０°旋廻可能に設けられたフォークリフトの全体斜視図。
【図２】 フォークリフトの運転操作盤付近を示す斜視図。
【図３】 本発明のステアリング制御装置の機能ブロック図。
【図４】 制御パネルの概念図であり、（ａ）は比率設定の初期画面、（ｂ）は比率入力画面、（ｃ）は操舵モード設定の初期画面、（ｄ）は操舵モード選択画面を示す。
【図５】 ハンドルの操作量と駆動輪の旋廻角との比率の設定手順を示すフローチャート。
【図６】 操舵モードの設定手順を示すフローチャート。
【図７】 駆動輪の旋廻角を示す説明図。
【符号の説明】
６ｅ 制御パネル
８ ハンドル
１０ 駆動輪
１１ ステアリングモータ
１３ 走行モータ
１８ 旋廻角センサ
１９ 回転センサ
３１ ハンドル回転センサ
３２ 旋廻制御手段
３３ 操舵モード設定手段
３４ 比率設定手段
Claims (1)
- 車体に３６０°旋廻可能に設けられ走行モータによって回転駆動される駆動輪をハンドル操作に応じて旋廻させるフォークリフトのステアリング制御装置であって、ハンドルの操作量を検出する操作量検出手段と、駆動輪の旋廻角を検出する旋廻角検出手段と、駆動輪の旋廻許容角度が車体前方向を基準として左右にそれぞれ９０度とする制限操舵モードと、駆動輪の旋廻許容角度が制限されない無制限操舵モードとを含む複数の操舵モードのうち一つを選択して設定する操舵モード設定手段と、操舵モード設定手段により設定された操舵モードに従い、ハンドルの操作量に基づいて駆動輪の旋廻を制御する旋廻制御手段と、を備え、旋廻制御手段が、駆動輪の旋廻角が旋廻許容角度を超えない範囲で駆動輪を旋廻させると共に、上記制限操舵モードが選択されたとき、上記操舵モード設定手段が、上記旋廻角検出手段により検出される上記駆動輪の旋廻角が車体前方向を基準として左右それぞれ９０度の範囲にない場合は上記走行モータの極性を反転させることを特徴とするフォークリフトのステアリング制御装置。
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