JP4807028B2 - フォークリフトの走行制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、フォークリフトの走行を制御する走行制御装置に関する。
従来、工場構内で荷役作業(荷取り作業及び荷置き作業)を行う産業車両としてフォークリフトが広く利用されている。この種のフォークリフトは、その用途の特徴からも解るとおり、荷役状態によって車両の走行安定性に大きな違いが生じる。例えば、荷を搭載した状態と搭載していない状態では、車両の重心位置が変化し、走行安定性に違いが生じる。また、荷を搭載した状態においては、積荷の重さ、荷を搭載した時のフォークの揚高、及びフォークの傾角(ティルト角)によっても、走行安定性に違いが生じる。このため、従来においては、フォークリフトをより安定した状態で走行し得るように車両の走行に制限を加える技術が特許文献1や特許文献2で提案されている。特許文献1は、フォークリフトの荷役状態に基づいて車速を制限し、フォークリフトを常に最適な安全速度で走行させるようになっている。また、特許文献2では、速度制限付きの屋外走行モードと屋内走行モードとを備え、屋内走行又は屋外走行のそれぞれに制限車速を定め、エンジン回転数の上昇を制限するようになっている。
ところで、フォークリフトは、前述のように荷役作業を行う産業車両である。そして、この種のフォークリフトでは、車両走行用の駆動力の駆動源をエンジンとする場合、当該エンジンの出力を車両走行のための駆動力と荷役装置を作動させるための駆動力として兼用するものが大半を占めている。したがって、車両の走行(車速)に制限を加えるフォークリフトでは、車速が制限車速を超えないようにエンジン回転数の上昇を抑えるため、車速制限中はエンジン出力が低下した状態で荷役作業(荷役装置の作動)を行う必要があり、荷役作業の効率が低下する虞がある。そこで、特許文献2では、荷役作業中の車両走行に係る制限を解除し、荷役作業の効率が低下することを抑制している。具体的に言えば、特許文献2では、荷役操作レバーの操作を検知したことを契機に速度制限付きの走行モードを解除し、荷役作業を優先させるモードに変更させるようになっている。
特開2001−31391号公報 特開2000−179372号公報
ところで、特許文献2では、荷役操作レバーの操作状態のみに基づき車両走行に係る制限が解除されるようになっている。このため、車両走行中に運転者が荷役作業の準備のために荷役操作レバーを操作すると、その操作を契機に車両走行に係る制限が解除されることになる。したがって、フォークリフトは、制限が解除されることでアクセルペダルの操作に応じてエンジン回転数が上昇することとなり、急加速によって車両の安定性を損なう虞がある。
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、車速制限による走行中に荷役装置を作動させる場合において、車両の安定性の確保と荷役作業性の向上の両立を図ることができるフォークリフトの走行制御装置を提供することにある。
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、エンジンと、当該エンジンと駆動輪との間に介在される動力伝達機構と、車両前方に設けられて荷を搭載する荷役装置と、当該荷役装置を作動させるための作動油を供給する荷役ポンプとを備え、前記エンジンの出力を車両走行のための駆動力と前記荷役ポンプを作動させるための駆動力として兼用したフォークリフトの走行制御装置において、車両走行用の駆動力が前記駆動輪に伝達されない走行駆動力遮断状態であるか否かを検出する遮断検出手段と、運転者の操作により車両の加速を指示するアクセル操作手段と、荷役状態の判定又は走行制限を指示する指示手段からの入力に基づき車両走行時の最高車速を制限するか否かを判定し、当該判定結果が肯定の場合には制限車速を決定する制限判定手段と、前記アクセル操作手段の操作量をもとにエンジン回転数を調整し、車両の走行を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、車両走行時において前記制限判定手段の判定結果が否定の場合には車速に制限を加えることなく前記アクセル操作手段の操作量に応じてエンジン回転数を調整する一方で、車両走行時において前記制限判定手段の判定結果が肯定の場合には前記車速に制限を加え、当該車速が前記制限車速を超えないように前記エンジン回転数を調整し、車速制限中において前記遮断検出手段が前記走行駆動力遮断状態を検出することと前記車速が予め定めた制限解除車速以下であることを制限解除条件として当該制限解除条件が成立した場合には車速制限状態を解除して前記荷役装置の作動を優先させる荷役優先制御を実行し、当該荷役優先制御では前記アクセル操作手段の操作量に応じてエンジン回転数を調整するように構成され、前記制限解除車速は、前記制限車速よりも小さい値に設定され、前記制御手段は、車速制限による走行中に前記制限解除条件が成立した場合には前記車速制限状態を解除して前記荷役優先制御を実行することを要旨とする。
これによれば、車速制限中に制限解除条件が成立した場合には、車速制限が解除され、荷役装置の作動を優先させる制御が実行される。すなわち、荷役作業が優先される。そして、制限解除条件は、走行中に走行駆動力が遮断されることを含むように設定されている。このため、走行駆動力を遮断し、荷役装置を作動させたいという運転者の意志を的確に汲み取った状態で車両の走行が制御される。そして、車速制限による走行中に荷役装置を作動させる場合であっても、車両の安定性を損なうことなく荷役装置を作動させることができる。また、荷役装置の作動時には、車速制限が解除されるので、エンジンの出力を最大限使用して荷役装置を作動させることができる。したがって、車両の安定性の確保と荷役作業性の向上の両立を図ることができる。
また、走行駆動力の遮断に加えて、車速が制限解除車速以下になることを制限解除条件として車速制限が解除され、荷役優先制御が実行される。制限解除条件として車速に係る条件を加えることで、荷役装置を作動させたいという運転者の意志をより的確に汲み取った状態で車両の走行を制御することができる。すなわち、車速が低下している状態においては、荷役作業を行う場所に近づき、荷役作業の準備段階に入ったと考えられるので、その操作状態に合わせて車速制限を解除させることができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のフォークリフトの走行制御装置において、前記制限解除条件は、前記遮断検出手段が前記走行駆動力遮断状態を検出した後に、前記車速が前記制限解除車速以下になった場合に成立することを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載のフォークリフトの走行制御装置において、前記制御手段は、前記アクセル操作手段が非操作状態であることを前記制限解除条件にさらに加えて前記荷役優先制御を実行することを要旨とする。
これによれば、制限解除条件にアクセル操作手段の操作状態が加えられ、当該アクセル操作手段が非操作状態になると車速制限が解除され、荷役優先制御が実行される。アクセル操作手段は、車両の加速を指示する手段であるため、アクセル操作手段が非操作状態になることは車両の走行を止めるという運転者の意思が的確に表される。したがって、荷役装置を作動させたいという運転者の意志をより的確に汲み取った状態で車両の走行を制御することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載のフォークリフトの走行制御装置において、前記制御手段は、前記荷役優先制御の実行中に前記車速が前記制限車速を超えた場合、前記荷役優先制御を終了して前記車速制限状態に戻すことを要旨とする。
これによれば、荷役優先制御中に車速が制限車速を超えた場合は、荷役優先制御を終了し、車速制限状態に戻される。すなわち、制限解除条件が成立して荷役優先制御に移行したにも拘わらず、車速が制限車速を超えてしまった場合には、誤検出などの要因で運転者の意志に反して車速制限が解除された可能性がある。したがって、このような場合に荷役優先制御を終了し、車速制限状態へ戻すことにより、車両の走行が不安定になることを回避できる。すなわち、運転者が荷役作業を行うという意志を持っていない状態で車速制限を解除して走行させることは、車両が不安定な状態で走行し続けることになるので、このような事態を早期に是正することができる。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のフォークリフトの走行制御装置において、前記制御手段は、前記荷役優先制御を終了して前記車速制限状態に戻した場合、予め定めた復帰条件の成立を契機に前記荷役優先制御に復帰し、前記復帰条件には、少なくとも前記アクセル操作手段が非操作状態であることを含むことを要旨とする。
これによれば、車速制限状態に戻した状態で復帰条件が成立した場合には荷役優先制御が実行される。そして、復帰条件には、少なくともアクセル操作手段が非操作状態になることを含んでいるため、車両の走行を止めるという運転者の意思を的確に捉えることができる。したがって、運転者が荷役装置を作動させたいという意志を持っているか否かを確認した上で荷役優先制御に復帰させることができる。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載のフォークリフトの走行制御装置において、前記動力伝達機構は油圧式のクラッチを含んで構成され、当該クラッチの受圧室内の油圧に応じて接続から遮断まで連続的に変化し、前記クラッチには前記受圧室内の油圧を検出する油圧検出手段が設けられており、前記遮断検出手段は、前記油圧検出手段によって検出される油圧から前記走行駆動力遮断状態であるか否かを検出することを要旨とする。
これによれば、クラッチの受圧室内の油圧に応じて走行駆動力遮断状態であるかが検出される。すなわち、受圧室内の油圧を直接検出し、走行駆動力遮断状態であるかを検出するので、検出精度を向上させ、より確実に駆動輪に対する走行駆動力の伝達が遮断されているかを検出することができる。したがって、車速制限状態を解除し、荷役優先制御を実行した場合であっても、車両が急加速してしまうことを確実に抑制できる。
本発明によれば、車速制限による走行中に荷役装置を作動させる場合において、車両の安定性の確保と荷役作業性の向上の両立を図ることができる。
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化したフォークリフトの走行制御装置の第1の実施形態を図1〜図9にしたがって説明する。以下の説明において、「前」「後」「上」「下」「左」「右」は、フォークリフトの運転者がフォークリフトの前方(前進方向)を向いた状態を基準とした場合の「前」「後」「上」「下」「左」「右」を示すものとする。
図1は、フォークリフト10の側面図である。図1に示すように、フォークリフト10には、車体11の前部に荷役装置12が設けられている。車体11の中央には、運転室13が設けられている。車体11の前下部には駆動輪(前輪)14が設けられ、車体11の後下部には操舵輪15が設けられている。また、車体11には、エンジン16と、動力伝達機構を構成するトルクコンバータ17を有する変速機18が搭載されている。そして、エンジン16は、トルクコンバータ17を有する変速機18を介して駆動輪14に連結されている。変速機18は、駆動輪14とエンジン16との間に介在されている。本実施形態のフォークリフト10は、駆動輪14がエンジン16によって駆動され、エンジン16の出力を走行駆動力として走行するエンジン式(エンジン車)とされている。
次に、荷役装置12について説明する。車体11の前部にはマスト19が立設されており、当該マスト19は、左右一対のアウタマスト20とインナマスト21からなる多段式(本実施形態では2段式)とされている。また、マスト19には、左右一対のフォーク22がリフトブラケット23を介して設けられている。そして、アウタマスト20には、マスト19(フォーク22)を車体11の前後に傾動(前傾又は後傾)させる油圧式のティルトシリンダ24が連結されている。また、インナマスト21には、フォーク22を車体の上下に昇降(上昇又は下降)させる油圧式のリフトシリンダ25が連結されている。
運転室13には、運転者が着座可能な運転シート26が設けられている。また、運転室13の前部には、インストルメントパネル27が配設されている。インストルメントパネル27には、操舵ハンドル28、リフトレバー29、ティルトレバー30及び前後進レバー(ディレクションレバー)31が配設されている。操舵ハンドル28は、操舵輪15の舵角を変更するためのものである。リフトレバー29は、フォーク22を昇降させるときに操作するものであり、ティルトレバー30は、マスト19を傾動させるときに操作するものである。リフトレバー29を操作した場合には、その操作方向(上昇指示方向及び下降指示方向)に応じてリフトシリンダ25が作動(伸縮作動)し、インナマスト21がアウタマスト20内を上下方向にスライドすることによってフォーク22が昇降する。また、ティルトレバー30を操作した場合には、その操作方向(前傾指示方向及び後傾指示方向)に応じてティルトシリンダ24が作動(伸縮作動)し、マスト19がフォーク22とともに傾動する。前後進レバー31は、車両の走行方向(本実施形態では「前進走行」又は「後進走行」の各方向)を指示するときに操作するものである。
また、運転室13の床には、アクセル操作手段としてのアクセルペダル32と、インチングペダル(インチング操作手段)33と、ブレーキペダル(ブレーキ操作手段)34とが配設されている。図1には、アクセルペダル32とインチングペダル33を図示し、ブレーキペダル34は図3に図示している。アクセルペダル32は、車両の加速(走行)を指示する際に操作するものである。インチングペダル33は、荷役作業を行いながら車両の微速走行をマニュアル操作で行う際に、変速機18を構成するクラッチ(前進クラッチ42と後進クラッチ43)を半クラッチ状態にするために操作するものである。クラッチ(前進クラッチ42と後進クラッチ43)の接続状態は、インチングペダル33の操作により、接続から遮断まで連続的に変化する。ブレーキペダル34は、車両に制動力を作用させるために操作するものである。ブレーキペダル34は、当該ブレーキペダル34を操作するときにはインチングペダル33と独立して作動するように構成されているが、インチングペダル33は、その操作の途中からブレーキペダル34と連動するように構成されている。すなわち、インチングペダル33は、インチング領域においてブレーキペダル34と独立(非連動)して操作されるが、インチング領域外(ブレーキ領域)においてブレーキペダル34と連動するようになっている。インチング領域とは、インチングペダル33を踏込んで前記クラッチ(前進クラッチ42と後進クラッチ43)が半クラッチ状態となる領域であり、ブレーキ領域とは、車両に制動力が作用する領域である。
図3は、本実施形態のフォークリフト10の概略構成図である。
エンジン16の出力軸16aには、トルクコンバータ17を介して変速機18が連結されている。また、エンジン16には、スロットルアクチュエータ35が配設されており、当該スロットルアクチュエータ35の作動によりスロットル開度が調節され、エンジン16の回転数、すなわち、出力軸16aの回転数が調節される。また、エンジン16には、当該エンジン16により駆動される荷役ポンプとしての油圧ポンプ36が増速ギア37を介して連結されている。本実施形態のフォークリフト10では、エンジン16の出力を車両走行用の駆動力と荷役装置12(ティルトシリンダ24及びリフトシリンダ25)の作動用の駆動力とに兼用している。油圧ポンプ36の吐出側には、マスト19(フォーク22)を傾動させるティルトシリンダ24とフォーク22を昇降させるリフトシリンダ25とが連結されている。ティルトシリンダ24は、管路及びフォーク傾動用電磁制御弁38を介して油圧ポンプ36に接続され、リフトシリンダ25は、管路及びフォーク昇降用電磁制御弁39を介して油圧ポンプ36に接続されている。
また、変速機18は、入力軸(メインシャフト)40及び出力軸(カウンタシャフト)41を備えている。入力軸40には、前進クラッチ42及び後進クラッチ43が配設されている。前進クラッチ42及び後進クラッチ43には、油圧式のクラッチ(本実施形態では湿式多板クラッチ)が使用されている。そして、本実施形態の前進クラッチ42及び後進クラッチ43は、受圧室42a,43a内の油圧(以下、「クラッチ圧」と示す)によって係合力が調整可能に、かつクラッチ圧を高めると係合力が小さくなるように構成されている。
前進クラッチ42には前進用電磁弁44が接続され、後進クラッチ43には後進用電磁弁45が接続されている。各電磁弁44,45には、エンジン16の回転時に変速機18に伝達される回転力(変速機18の入力軸40の回転力)を駆動源とする油圧ポンプ46が管路を介して接続されている。前進クラッチ42の受圧室42aには、油圧ポンプ46の作動により前進用電磁弁44を介して作動油が供給される。また、後進クラッチ43の受圧室43aには、油圧ポンプ46の作動により後進用電磁弁45を介して作動油が供給される。本実施形態の前進用電磁弁44及び後進用電磁弁45は、ソレノイドへの通電量が0(零)の時に全開で、ソレノイドに通電すると全閉となる。そして、前進クラッチ42及び後進クラッチ43は、各電磁弁44,45のソレノイドへの通電量が0(零)になると各受圧室42a,43aに作動油が供給され、非係合状態となる。また、前進クラッチ42及び後進クラッチ43は、各電磁弁44,45のソレノイドが通電されると各受圧室42a,43aに作動油が供給されなくなり、係合状態となる。
変速機18の出力軸41には、前進用ギア列47と後進用ギア列48が配設され、これらのギア列47,48を介して入力軸40の回転が出力軸41に伝達される。また、変速機18の出力軸41には、差動装置49を介して車軸50が連結されており、車軸50の両側には駆動輪14が配設されている。そして、エンジン16の出力は、変速機18の出力軸41を介して車軸50に伝達され、出力軸41の回転方向に応じた方向に駆動輪14が駆動される。また、各駆動輪14には、油圧式のドラムブレーキ51がそれぞれ配設されている。
なお、図3では、トルクコンバータ17、変速機18、前進用電磁弁44、後進用電磁弁45、油圧ポンプ46が独立して図示されているが、これら各装置は一つのハウジング内に組み込まれている。
また、車体11には、車両制御装置52及びエンジン制御装置53が搭載されている。本実施形態では、車両制御装置52とエンジン制御装置53により、フォークリフト10の走行を制御する走行制御装置CD(図3に破線で囲む)が構成されている。車両制御装置52とエンジン制御装置53は、双方向に電気信号の入出力が可能な状態で接続されている。車両制御装置52とエンジン制御装置53は、有線接続又は無線接続の何れでも良い。車両制御装置52には、車両制御用のCPU(中央処理装置)54と、読出し及び書換え可能な車両制御用のメモリ55と、入出力用のインターフェース56とが内蔵されている。メモリ55には、フォークリフト10の走行や荷役を制御するための制御プログラムが記憶されている。また、メモリ55には、フォークリフト10の走行や荷役を制御する際に用いるマップデータ(図4、図5及び図6に示す)が記憶されている。また、エンジン制御装置53には、エンジン制御用のCPU(中央処理装置)57と、読出し及び書換え可能なエンジン制御用のメモリ58と、入出力用のインターフェース59とが内蔵されている。メモリ58には、エンジン16を制御するための制御プログラムが記憶されている。また、メモリ58には、エンジン16を制御する際に用いるマップデータ(図7に示す)が記憶されている。車両制御装置52は、各種センサの検出信号及びエンジン制御装置53が出力する各種信号を入力し、フォークリフト10の走行や荷役を制御する。また、エンジン制御装置53は、各種センサの検出信号及び車両制御装置52が出力する各種信号を入力し、エンジン16を制御する。
また、車両制御装置52には、図2に示すように、前進用リレー回路60を介して前進用電磁弁44が接続されるとともに、後進用リレー回路61を介して後進用電磁弁45が接続されている。前進用リレー回路60は、前進用常閉接点(b接点)60aと前進用リレーコイル(電磁石)60bからなる。前進用電磁弁44は、前進用リレーコイル60bが非励磁とされ、前進用常閉接点60aが閉じられることにより通電される。また、後進用リレー回路61は、後進用常閉接点(b接点)61aと後進用リレーコイル(電磁石)61bからなる。後進用電磁弁45は、後進用リレーコイル61bが非励磁とされ、後進用常閉接点61aが閉じられることにより通電される。
以下、フォークリフト10に装備された各種センサと、該センサの接続態様(接続先)について説明する。
エンジン16には、エンジン16の回転数を検出するエンジン回転数センサ62が配設されている。エンジン回転数センサ62は、エンジン制御装置53に接続され、エンジン回転数に応じた検出信号(エンジン回転数信号)を出力する。エンジン回転数センサ62の検出信号は、エンジン制御装置53を介して車両制御装置52に出力される。また、車体11には、フォークリフト10の車速を検出する車速センサ63が各駆動輪14に対応して配設されている。車速センサ63は、車両制御装置52に接続され、車速に応じた検出信号(車速信号)を出力する。車速センサ63の検出信号は、車両制御装置52を介してエンジン制御装置53に出力される。
マスト19には、フォーク22の揚高(高さ位置)を検出する揚高センサ64が配設されている。揚高センサ64は、車両制御装置52に接続され、フォーク22が予め定めた揚高H(例えば、2200mm)に達すると検出信号(揚高信号)を出力する。揚高センサ64は、例えばリミットスイッチからなる。本実施形態では、マスト19に1つの揚高センサ64が設けられており、当該揚高センサ64によって検出される揚高H以上の領域が高揚高領域とされ、揚高H未満の領域が低揚高領域とされている。
また、ティルトシリンダ24には、ティルト角を検出するティルト角センサ65が配設されている。ティルト角センサ65は、車両制御装置52に接続され、フォーク22が水平姿勢にあるときの角度(水平角)を基準とした傾斜角を検出し、傾斜角に応じた検出信号(ティルト角信号)を出力する。ティルト角センサ65は、例えばポテンショメータからなる。また、リフトシリンダ25には、フォーク22の積載荷重を検出する荷重センサ66が配設されている。荷重センサ66は、車両制御装置52に接続され、リフトシリンダ25の内部の油圧を検出し、フォーク22の積載荷重に応じた検出信号(荷重信号)を出力する。荷重センサ66は、例えば圧力センサからなる。
リフトレバー29には、当該リフトレバー29の操作量を検出するリフトレバーセンサ67が配設されている。また、ティルトレバー30には、当該ティルトレバー30の操作量を検出するティルトレバーセンサ68が配設されている。リフトレバーセンサ67及びティルトレバーセンサ68は、車両制御装置52に接続され、リフトレバー29及びティルトレバー30の操作量に応じた検出信号(リフト操作信号及びティルト操作信号)をそれぞれ出力する。前後進レバー31には、当該前後進レバー31の操作位置(前進位置[F]、中立位置[N]、後進位置[R])を検出するシフトスイッチ69が配設されている。シフトスイッチ69は、車両制御装置52に接続され、前後進レバー31の操作位置に応じた検出信号(前後進信号)を出力する。本実施形態においてシフトスイッチ69は、前後進レバー31の操作位置が前進位置[F]又は後進位置[R]の場合、その操作位置に応じた検出信号を出力し、操作位置が中立位置[N]の場合、検出信号を出力しない。すなわち、車両制御装置52のCPU54は、シフトスイッチ69からの検出信号を入力することにより前後進レバー31の操作位置が前進位置[F]又は後進位置[R]であることを認識し、検出信号を入力しないことにより前後進レバー31の操作位置が中立位置[N]であることを認識する。
アクセルペダル32には、当該アクセルペダル32の踏込み量を検出するアクセル開度センサ70が配設されている。アクセル開度センサ70は、エンジン制御装置53に接続され、踏込み量(アクセル開度)に応じた検出信号(アクセル開度信号)を出力する。アクセルペダル32は、踏込むことによってフォークリフト10の加速を指示し(オン操作)、踏込まれていない状態(非操作状態)へ戻すことによってフォークリフト10の加速を指示しない(オフ操作)ように作動する。
インチングペダル33には、当該インチングペダル33の踏込み状態を検出するインチングスイッチ71が配設されている。インチングスイッチ71は、車両制御装置52に接続され、踏込み状態に応じて検出信号(インチング信号)を出力する。具体的に言えば、インチングスイッチ71は、クラッチ(前進クラッチ42又は後進クラッチ43)が係合状態(クラッチの接続状態)になると検出信号を出力する。クラッチ(前進クラッチ42及び後進クラッチ43)は、動力の伝達が可能となる接続状態と、動力の伝達が不能となる非接続状態(遮断状態)と、接続状態から非接続状態又は非接続状態から接続状態へ遷移する迄の間、半クラッチ状態を取り得る。このため、本実施形態においてインチングスイッチ71は、クラッチが接続状態の時に検出信号を出力し得るように組み付け調整されている。なお、インチングスイッチ71は、クラッチが非接続状態(遮断状態)及び半クラッチ状態の時には検出信号を出力しない。インチングペダル33は、踏込むことによってクラッチを遮断する側に作動させ(オン操作)、踏込まれていない状態へ戻すことによってクラッチを接続する側へ作動させる(オフ操作)。そして、フォークリフト10は、インチングペダル33がオン操作からオフ操作された場合、走行駆動力遮断状態から走行駆動力接続状態に切り替わり、オフ操作からオン操作された場合、走行駆動力接続状態から走行駆動力遮断状態に切り替わる。
ブレーキペダル34には、当該ブレーキペダル34の踏込み状態を検出するブレーキスイッチ72が配設されている。ブレーキスイッチ72は、車両制御装置52に接続され、踏込み状態に応じて検出信号(ブレーキ信号)を出力する。具体的に言えば、ブレーキスイッチ72は、ブレーキペダル34が踏込まれると検出信号を出力する。ブレーキスイッチ72は、運転者がブレーキペダル34を単独で踏込んだ時、及びインチングペダル33に連動して踏込まれた時の何れの場合も検出信号を出力する。ブレーキペダル34は、踏込むことでドラムブレーキ51によって駆動輪14に制動力を作用させ(オン操作)、踏込まれていない状態へ戻すことで駆動輪14に制動力を作用させない(オフ操作)ように作動する。
本実施形態のフォークリフト10は、前後進レバー31が中立位置[N]でエンジン16を始動させると、前進用リレーコイル60b及び後進用リレーコイル61bの励磁によって前進用常閉接点60a及び後進用常閉接点61aが開き、前進用電磁弁44及び後進用電磁弁45に通電されない。その結果、前進クラッチ42及び後進クラッチ43は、非係合状態となる。
そして、エンジン16の始動後、運転者が前後進レバー31を中立位置[N]から前進位置[F]に操作すると、車両制御装置52は、シフトスイッチ69が出力する検出信号(前進位置[F]に操作されたことを示す信号)を入力し、前進用リレーコイル60bを非励磁とし、前進用電磁弁44を通電する。その結果、前進クラッチ42は、係合状態となる。また、エンジン16の始動後、運転者が前後進レバー31を中立位置[N]から後進位置[R]に操作すると、車両制御装置52は、シフトスイッチ69が出力する検出信号(後進位置[R]に操作されたことを示す信号)を入力し、後進用リレーコイル61bを非励磁とし、後進用電磁弁45を通電する。その結果、後進クラッチ43は、係合状態となる。そして、運転者がアクセルペダル32を踏込むと、エンジン制御装置53は、アクセル開度センサ70が出力する検出信号(アクセルペダル32の踏込み量に応じた検出信号)を入力し、スロットルアクチュエータ35を制御する。この制御により、エンジン16の回転数が調整され、フォークリフト10が前後進レバー31の操作方向に応じた方向(前進方向又は後進方向)に走行する。
また、荷役作業時に、運転者がリフトレバー29を操作すると、車両制御装置52は、リフトレバーセンサ67が出力する検出信号(リフトレバー29の操作量に応じた検出信号)を入力し、フォーク昇降用電磁制御弁39を制御する。また、荷役作業時に、運転者がティルトレバー30を操作すると、車両制御装置52は、ティルトレバーセンサ68が出力する検出信号(ティルトレバー30の操作量に応じた検出信号)を入力し、フォーク傾動用電磁制御弁38を制御する。そして、運転者は、荷役作業時、インチングペダル33を踏込んでクラッチ(前進クラッチ42及び後進クラッチ43)を半クラッチ状態又は非接続状態とし、アクセルペダル32を踏込む。これらの操作(動作)により、エンジン16の回転によって油圧ポンプ36が作動し、リフトレバー29が操作された場合にはフォーク昇降用電磁制御弁39を介して作動油がリフトシリンダ25に供給され、ティルトレバー30が操作された場合にはフォーク傾動用電磁制御弁38を介して作動油がティルトシリンダ24に供給される。その結果、リフトシリンダ25は、リフトレバー29の操作方向に応じて伸縮動作し、フォーク22が上昇又は下降する。また、ティルトシリンダ24は、ティルトレバー30の操作方向に応じて伸縮動作し、マスト19(フォーク22)が前傾又は後傾する。なお、フォークリフト10の荷役作業時は、インチングペダル33が踏込まれ、クラッチ(前進クラッチ42及び後進クラッチ43)は半クラッチ状態又は非接続状態(遮断)とされている。そして、荷役作業終了後にフォークリフト10を走行させる場合には、インチングペダル33の踏込みを戻してクラッチ(前進クラッチ42及び後進クラッチ43)を接続し、アクセルペダル32を踏込んで加速を指示する。
このように構成された本実施形態のフォークリフト10は、車両走行時の走行制御モードとして、通常走行モードと、制限走行モードと荷役優先モードを有しており、これらのモードに応じて車両制御装置52とエンジン制御装置53により各種制御が実行されるようになっている。通常走行モードは、車両走行に制限を加えることなくフォークリフト10を走行させる走行制御モードである。制限走行モードは、車両走行に制限を加えてフォークリフト10を走行させる走行制御モードである。本実施形態では、制限走行モード時、荷役状態に応じて走行時の最高車速と加減速度に制限を加えるようになっている。荷役状態は、フォーク22に対する荷の搭載状態を示すものであり、本実施形態では揚高、荷重及びティルト角の3つのパラメータをもとに荷役状態が判別される。また、荷役優先モードは、制限走行モードによるフォークリフト10の走行中に予め定めた制限解除条件の成立を契機に移行し、荷役作業(フォーク22)を優先させるように車両走行を制御する走行制御モードである。
以下、車両制御装置52とエンジン制御装置53によって実行される各種制御について詳しく説明する。車両制御装置52とエンジン制御装置53は、以下に説明する各種制御を制御プログラムにしたがって実行する。本実施形態では、車両制御装置52のCPU54が制限判定手段として機能し、車両制御装置52のCPU54とエンジン制御装置53のCPU57により制御手段が構成される。
まず、車両制御装置52のメモリ55に記憶されているマップデータを図4〜図6にしたがって説明する。
図4のマップデータは、荷役状態がフォークリフト10の走行に制限を加える必要がある状態かを判定するために参照するマップデータ(以下、「制限要否判定データ」と示す)である。本実施形態の制限要否判定データは、揚高と荷重の2つのパラメータをもとに最高車速と加減速度に制限を加える制限領域と制限を加えない非制限領域を定めている。具体的に言えば、揚高H以上で、かつ荷重W以上の領域を制限領域とし、揚高H未満又は荷重W未満の何れかを満たす領域を非制限領域としている。図4の制限要否判定データでは、揚高が高く、かつ荷重が重い領域、すなち、荷役状態が厳しくなる領域を制限領域と定めている。図4では、制限領域に斜線を付している。
図5のマップデータは、最高車速に制限を加える場合、すなわち、図4の制限要否判定データをもとに荷役状態が制限領域に存在すると判断した場合に、最高車速値(制限車速)を算出するために参照するマップデータ(以下、「車速算出データ」と示す)である。本実施形態の車速算出データは、荷重とティルト角の2つのパラメータをもとに最高車速値([km/h])を定めている。具体的に言えば、荷重W以上の荷重領域を複数領域(本実施形態では図5に示す領域A,B,C,D,Eの5つ)に区分し、その領域毎にティルト角が後傾範囲内であるか否かによって最高車速値を定めている。ティルト角が後傾範囲内の場合とは、マスト19(フォーク22)が車体11の後方に向かって傾動している状態(後傾状態)であり、ティルト角が後傾範囲外の場合とは、マスト19が垂直の状態(フォーク22が水平の状態)及び車体11の前方に向かって傾動している状態(前傾状態)である。
図5の車速算出データでは、ティルト角が後傾範囲内の場合の最高車速値を太い実線で示し、ティルト角が後傾範囲外の場合の最高車速値を破線で示している。例えば、領域Aにおいては、ティルト角が後傾範囲内の場合の最高車速値を[15(km/h)]に定め、ティルト角が後傾範囲外の場合の最高車速値を[12(km/h)]に定めている。すなわち、ティルト角が後傾範囲外の場合には積荷の重心位置が車両の前方側に存在する一方で、ティルト角が後傾範囲内の場合には積荷の重心位置が車両の後方側に存在する。このため、ティルト角が後傾範囲外の場合には、ティルト角が後傾範囲内の場合に比して荷役状態が厳しくなる。したがって、同一荷重の荷であってもティルト角に応じて最高車速値が異なり、ティルト角が後傾範囲外の場合にはティルト角が後傾範囲内の場合よりも最高車速を低速に定めている。
図6のマップデータは、加減速度に制限を加える場合、すなわち、図4の制限要否判定データをもとに荷役状態が制限領域に存在すると判断した場合に、加減速度値を算出するために参照するマップデータ(以下、「加減速算出データ」と示す)である。本実施形態の加減速算出データは、荷重とティルト角の2つのパラメータをもとに加減速度値([km/h/秒])を定めている。具体的に言えば、荷重W以上の荷重領域を複数領域(本実施形態では図5に示す領域A,B,C,D,Eの5つ)に区分し、その領域毎にティルト角が後傾範囲内であるか否かによって加減速度値を定めている。なお、[km/h/秒]は、1秒当りの加減速度値を1時間当りの加減速度値に変換した値であることを示すものである。また、図5の車速算出データと図6の加減速算出データでは、荷重W以上の荷重領域を同じ荷重で分割している。
図6の加減速算出データでは、ティルト角が後傾範囲内の場合の加減速度値を太い実線で示し、ティルト角が後傾範囲外の場合の加減速度値を破線で示している。例えば、領域Aにおいては、ティルト角が後傾範囲内の場合の加減速度値を[4(km/h/秒)]に定め、ティルト角が後傾範囲外の場合の加減速度値を[3(km/h/秒)]に定めている。すなわち、同一荷重の場合であってもティルト角に応じて加減速度値が異なり、ティルト角が後傾範囲外の場合にはティルト角が後傾範囲内の場合よりも加減速度値を低減させている。以下の説明では、図6に示す加減速算出データにおいて、加減速度値[1(km/h/秒)]を「加減速レベル1」と示し、加減速度値[2(km/h/秒)]を「加減速レベル2」と示し、加減速度値[3(km/h/秒)]を「加減速レベル3」と示し、加減速度値[4(km/h/秒)]を「加減速レベル4」と示す場合もある。
図7は、車両制御装置52のCPU54が実行する制限判定処理を示している。制限判定処理は、図4〜図6に示す各マップデータに基づき荷役状態を判別し、最高車速値と加減速度値とを抽出(決定)するための処理である。
制限判定処理においてCPU54は、荷役状態を判定するために揚高、荷重及びティルト角の情報を取得する(ステップS10)。ステップS10にてCPU54は、揚高センサ64の検出信号から揚高を取得するとともに、ティルト角センサ65の検出信号からティルト角を取得し、さらに荷重センサ66の検出信号から荷重を取得する。続いて、CPU54は、図4に示す制限要否判定データを参照し(ステップS11)、当該データとステップS10で取得した揚高及び荷重の情報をもとに荷役状態が車両の走行に制限(最高車速と加減速度)を加える必要がある状態か否か判定する(ステップS12)。ステップS12にてCPU54は、荷役状態が高揚高及び重荷重となる制限領域にあるか否かを判定する。
ステップS12の判定結果が肯定の場合(制限要の場合)、CPU54は、図5に示す車速算出データを参照し(ステップS13)、当該データとステップS10で取得した荷重及びティルト角の情報をもとに最高車速値を抽出する(ステップS14)。ステップS14にてCPU54は、例えば、荷重が領域Bの場合に、ティルト角が後傾範囲内であれば最高車速値として[13(km/h)]を抽出し、ティルト角が後傾範囲外であれば最高車速値として[10(km/h)]を抽出する。ステップS14にて最高車速値を抽出したCPU54は、その抽出した最高車速値をメモリ55に記憶する。
続いて、CPU54は、図5に示す加減速算出データを参照し(ステップS15)、当該データとステップS10で取得した荷重及びティルト角の情報をもとに加減速度値を抽出する(ステップS16)。ステップS16にてCPU54は、例えば、荷重が領域Bの場合に、ティルト角が後傾範囲内であれば加減速度値として[3(km/h/秒)]を抽出し、ティルト角が後傾範囲外であれば加減速度値として[2(km/h/秒)]を抽出する。ステップS16にて加減速度値を抽出したCPU54は、その抽出した加減速度値をメモリ55に記憶する。
続いて、CPU54は、ステップS14で抽出した最高車速値とステップS16で抽出した加減速度値とを指示する制限信号をエンジン制御装置53に出力する。その後、CPU54は、制限判定処理を終了する。また、ステップS12の判定結果が否定の場合(制限否の場合)、CPU54は、ステップS17に移行し、最高車速と加減速度に制限を加えない旨を指示する制限信号をエンジン制御装置53に出力する。また、CPU54は、ステップS12の判定結果が否定の場合、最高車速と加減速度を制限しない旨をメモリ55に記憶する。その後、CPU54は、制限判定処理を終了する。なお、ステップS12の判定結果が否定となる場合は、荷役状態が非制限領域(低揚高又は軽荷重)のときである。
次に、エンジン制御装置53の制御内容を説明する。
エンジン制御装置53のCPU57は、制限判定処理にて車両の走行を制限しない旨が判定されている場合、アクセルペダル32に配設されたアクセル開度センサ70からの検出信号をもとにスロットルアクチュエータ35を制御し、エンジン回転数を調整する。すなわち、CPU57は、最高車速と加減速度に制限を加えずに、アクセルペダル32の踏込み量(操作量)に応じてエンジン回転数を調整し、フォークリフト10を走行させる。車両の走行に制限を加えない場合、CPU57は通常走行モードによる制御を実行し、通常走行モードではアクセルペダル32の踏込み量に応じてエンジン回転数が上昇し、アクセルペダル32の踏込み量に応じて車速が上昇することとなる。
その一方で、CPU57は、制限判定処理にて車両の走行を制限する旨が判定されている場合、図8に示すマップデータ(以下、「回転数調整データ」と示す)をもとにエンジン回転数を調整する。回転数調整データは、車両の走行に制限を加える場合に、エンジン回転数の調整量を算出するためのデータであり、エンジン制御装置53のメモリ58に記憶されている。
本実施形態の回転数調整データは、最高車速値と実車速(実際の車速)の差(以下、「車速差」と示す)とエンジン回転数の調整量との関係をグラフ化したものであり、当該関係を4つの加減速レベル[1]〜[4]毎に定めたものである。車速差は、制限判定処理のステップS14で抽出した最高車速値と車速センサ63で検出した車速の減算値である。そして、回転数調整データでは、車速差が大きいほど、エンジン回転数の調整量が大きくなるように車速差とエンジン回転数の調整量が関係付けられている。また、加減速レベルが[1]に近くづくほど(荷役状態が厳しいほど)、車速差に対するエンジン回転数の調整量が小さくなるように車速差とエンジン回転数の調整量が関係付けられている。すなわち、加減速レベル1に近くづくほど、エンジン回転数の調整量が小さくなるので、フォークリフト10は、ゆっくりと加速し、ゆっくりと減速することになる。
そして、CPU57は、所定の制御周期毎に車速センサ63の検出信号から現在の車速を取得し、当該車速を最高車速値から減算して車速差を算出する。続いて、CPU57は、メモリ58に記憶されている加減速度値(加減速レベルの値)を取得し、車速差と加減速レベルをもとに図8の回転数調整データからエンジン回転数の調整量を算出する。そして、エンジン回転数の調整量を算出したCPU57は、当該調整量をもとにスロットルアクチュエータ35を制御してスロットル開度を調整し、エンジン回転数を調整することによって実車速が最高車速値を上限とした車速になるようにフィードバック制御を行う。すなわち、CPU57は、最高車速と加減速度に制限を加える場合、アクセルペダル32の踏込み量(操作量)に関係なく、車速が最高車速値以下となるようにエンジン回転数を調整し、フォークリフト10を走行させる。車両の走行に制限を加える場合、CPU57は制限走行モードによる制御を実行し、制限走行モードでは車速が最高車速値を超えないようにエンジン回転数の上昇が抑えられ、アクセルペダル32が目一杯踏込まれても車速は最高車速値を超えないこととなる。また、制限走行モードでは、加減速度にも制限が加えられ、加減速レベルに応じて加速の具合と減速の具合が異なる。
次に、車両制御装置52のCPU54が実行する図9に示すモード切り替え処理について詳しく説明する。
図9に示すモード切り替え処理は、制限走行モードから荷役優先モードへ移行させるか否かを判定するための処理である。
モード切り替え処理においてCPU54は、最高車速と加減速度を制限する必要があるか否かを判定する(ステップS20)。ステップS20にてCPU54は、走行制御モードが制限走行モードであるか否かを判定する。そして、ステップS20にてCPU54は、制限判定処理のステップS12の判定結果に基づきステップS20の判定を行う。CPU54は、メモリ55に最高車速値と加減速度値が記憶されている場合にはステップS20を肯定判定し、記憶されていない場合にはステップS20を否定判定する。
ステップS20の判定結果が肯定の場合、CPU54は、走行駆動力が遮断されているか否かを判定する(ステップS21)。本実施形態においてCPU54は、ステップS21にてブレーキスイッチ72の検出信号の入力を監視し、当該検出信号を入力したか否かによって判定を行う。そして、CPU54は、ブレーキスイッチ72の検出信号を入力した場合、走行駆動力遮断状態であることを検出してステップS21を肯定判定し、検出信号を入力していない場合、ステップS21を否定判定する。本実施形態のフォークリフト10では、インチングペダル33を一定量踏込むことにより、当該インチングペダル33に連動してブレーキペダル34が踏込まれる。このため、インチングペダル33に連動してブレーキペダル34が踏込まれた場合には、クラッチ(前進クラッチ42及び後進クラッチ43)が接続状態から非接続状態へ遷移していることになるので、ステップS21ではブレーキスイッチ72の検出信号の入力状態から走行駆動力遮断状態であるか否かの判定を行っている。本実施形態では、ブレーキスイッチ72と車両制御装置52のCPU54により遮断検出手段が構成されている。
ステップS21の判定結果が肯定の場合、CPU54は、車速センサ63の検出信号を入力し、当該検出信号から取得した車速(図9では「S」と示す)と予め定めた制限解除車速(図9では「Sa」を示す)を比較し、車速Sが制限解除車速Sa以下であるか否かを判定する(ステップS22)。制限解除車速Saは、車両走行時の制限(本実施形態では最高車速と加減速度)の解除を許可する車速であり、具体的に言えば、制限走行モードから荷役優先モードへの移行を許可する車速である。本実施形態において制限解除車速Saは、制限走行モードで用いる最高車速値から一定値(例えば、2km/h)を減算した値に設定されている。そして、ステップS21の判定結果が肯定(S≦Sa)の場合、CPU54は、アクセル開度センサ70の検出信号を入力し、当該検出信号をもとにアクセルペダル32がオフ操作されているか否かを判定する(ステップS23)。
ステップS23の判定結果が肯定の場合、CPU54は、制限走行モードから荷役優先モードへ移行させ(ステップS24)、モード切り替え処理を終了する。ステップS24にてCPU54は、制限走行モードから荷役優先モードへ移行させた場合、走行制御モードが荷役優先モードに移行した旨を指示するモード信号をエンジン制御装置53に出力する。本実施形態においてCPU54は、モード切り替え処理に示すように、制限走行モード中に、走行駆動力遮断状態であること、車速Sが制限解除車速Sa以下であること、及びアクセルペダル32がオフ操作されることの3つの条件が成立した場合に、制限走行モードを荷役優先モードへ移行させるようになっている。本実施形態では、前述した3つの条件によって制限解除条件を構成している。
一方、ステップS21、ステップS22又はステップS23の判定結果が否定の場合、CPU54は、制限走行モード中に制限解除条件が成立していないので、荷役優先モードへ移行させずに、制限走行モードを維持し(ステップS25)、モード切り替え処理を終了する。また、ステップS20の判定結果が否定の場合、CPU54は、走行制御モードとして通常走行モードを維持し(ステップS26)、モード切り替え処理を終了する。
モード切り替え処理にて荷役優先モードへ移行した場合、エンジン制御装置53のCPU57は、最高車速と加減速度の制限を解除する。そして、CPU57は、アクセルペダル32に配設されたアクセル開度センサ70からの検出信号をもとにスロットルアクチュエータ35を制御し、エンジン回転数を調整する。すなわち、CPU57は、通常走行モードと同様に、アクセルペダル32の踏込み量(操作量)に応じてエンジン回転数を調整する。このとき、フォークリフト10は、走行駆動力が遮断されているので、エンジン16の出力は駆動輪14へ伝達されないことになる。したがって、フォークリフト10では、エンジン16の出力が荷役装置12を作動させるための駆動力となり、リフトレバー29やティルトレバー30が操作されることにより、油圧ポンプ36の作動によって荷役装置12(フォーク22)が作動する。すなわち、リフトレバー29が操作された場合には、油圧ポンプ36の作動と車両制御装置52のCPU54の制御によって作動油がフォーク昇降用電磁制御弁39を介してリフトシリンダ25に供給され、フォーク22が昇降動作する。また、ティルトレバー30が操作された場合には、油圧ポンプ36の作動と車両制御装置52のCPU54の制御によって作動油がフォーク傾動用電磁制御弁38を介してティルトシリンダ24に供給され、フォーク22(マスト19)が傾動動作する。
また、車両制御装置52のCPU54は、図9に示すモード切り替え処理にて荷役優先モードへ移行させた場合、以下に説明する車速監視処理を実行する。車速監視処理は、制限走行モードから荷役優先モードへ移行する際に、駆動輪14に対応する走行駆動力の伝達が完全に遮断された状態でモード移行が行われているか否かを判定する処理であり、モード移行に伴うフォークリフト10の急加速を確実に抑制するために行われる処理である。例えば、半クラッチ状態でのモード移行や走行駆動力の伝達が遮断されたことを検出する手段(本実施形態ではブレーキスイッチ72)の故障による誤検出でのモード移行を判定するようになっている。
車速監視処理にてCPU54は、車速センサ63の検出信号を入力して車速を取得し、当該車速が制限走行モード時の最高車速値(制限判定処理のステップS14で決定した値)を超えたか否かを判定する。すなわち、荷役優先モード時にフォークリフト10が加速しているか否かを判定する。この判定結果が肯定の場合、CPU54は、車速が最高車速値を超えているので、走行制御モードを一旦制限走行モードに戻し、制限走行モードへ移行した旨を指示するモード信号をエンジン制御装置53のCPU57に出力する。そして、エンジン制御装置53のCPU57は、メモリ58に記憶されている最高車速値と加減速度値に基づきエンジン回転数を調整し、車両の走行に制限を加える。その結果、フォークリフト10は、車両の走行に制限が加えられた状態となり、最高車速値まで減速する。
また、CPU54は、走行制御モードを制限走行モードへ戻した場合、アクセル開度センサ70の検出信号をもとにアクセルペダル32がオフ操作されたか否かを判定する。そして、CPU54は、アクセルペダル32がオフ操作された場合、図9に示すモード切り替え処理を実行し、制限解除条件が成立しているときには走行制御モードを荷役優先モードへ復帰させる。一方、CPU54は、アクセルペダル32のオン操作が維持されている場合、走行制御モードを制限走行モードのまま維持する。この車速監視処理により、誤操作や誤検出が発生した時のフェールセーフ性を確保している。
したがって、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)走行制限中に、走行駆動力が遮断されることを含む制限解除条件が成立したことを契機に、走行制限を解除し、荷役作業を優先させる荷役優先モードへ移行させる。このため、走行駆動力を遮断し、荷役装置12を作動させたいという運転者の意志を的確に汲み取った状態で車両の走行を制御することができる。そして、走行制限による走行中に荷役装置12を作動させる場合であっても、車両の安定性を損なうことなく荷役装置12を作動させることができる。すなわち、走行駆動力を遮断した状態で走行制限を解除させるので、荷役装置12を作動させるためにアクセルペダル32を踏込み、エンジン16を吹き上がらせても、フォークリフト10が急加速してしまうことを回避できる。また、荷役装置12の作動時には、走行制限が解除されるので、エンジン16の出力を最大限使用して荷役装置12を作動させることができる。したがって、車両の安定性の確保と荷役作業性の向上の両立を図ることができる。
(2)また、制限解除条件として、走行駆動力が遮断されていることに加えて、車速Sが制限解除車速Sa以下であることを定めている。制限解除条件として車速に係る条件を加えることで、荷役装置12を作動させたいという運転者の意志をより的確に汲み取った状態で車両の走行を制御することができる。すなわち、車速が低下している状態においては、荷役作業を行う場所に近づき、荷役作業の準備段階に入ったと考えられるので、その操作状態に合わせて走行制限を解除させることができる。
(3)さらに、制限解除条件として、アクセルペダル32がオフ操作されていることを加えている。アクセルペダル32は、フォークリフト10の加速を指示する手段であるため、アクセルペダル32が非操作状態になることは車両の走行を止めるという運転者の意思が的確に表される。したがって、荷役装置12を作動させたいという運転者の意志をより的確に汲み取った状態で車両の走行を制御することができる。
(4)荷役優先モード中に車速が最高車速値を超えた場合、荷役優先モードを終了して制限走行モードへ移行させるようにした。すなわち、制限解除条件が成立して荷役優先モードへ移行したにも拘わらず、車速が最高車速値を超えてしまった場合には、誤検出などの要因で運転者の意志に反して走行制限が解除された可能性がある。したがって、このような場合に荷役優先モードを終了し、制限走行モードへ戻すことにより、車両の走行が不安定になることを回避できる。すなわち、運転者が荷役装置12を作動させるという意志を持っていない状態で走行制限を解除して走行させることは、車両が不安定な状態で走行し続けることになるので、このような事態を早期に是正することができる。
(5)また、荷役優先モードを制限走行モードへ戻した場合には、復帰条件の成立を契機に荷役優先モードへ復帰される。そして、復帰条件は、少なくともアクセルペダル32が非操作状態になることを含むように定めている。アクセルペダル32のオフ操作により、フォークリフト10の走行を止めるという運転者の意思を的確に捉えることができる。したがって、運転者が荷役装置12を作動させたいという意志を持っているか否かを確認した上で荷役優先モードに復帰させることができる。
(6)ブレーキペダル34の操作状態から走行駆動力遮断状態であるかを検出する。ブレーキペダル34は、インチングペダル33が一定量踏込み操作されることにより、当該インチングペダル33と連動して操作される。このため、ブレーキペダル34が踏込まれる状態においては、インチングペダル33の踏込み量も多くなっている。したがって、クラッチ(前進クラッチ42及び後進クラッチ43)が非接続状態になっていることを確実に検出できる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を図10及び図11にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した実施形態と同一構成について、その重複する説明を省略又は簡略する。
本実施形態では、図9に示すモード切り替え処理のステップS21において、走行駆動力遮断状態であるか否かの検出を、前進クラッチ42及び後進クラッチ43の各受圧室42a,43aのクラッチ圧を検出して行うようになっている。
以下、本実施形態のフォークリフト10の構成を図10にしたがって説明する。なお、図10は、第1の実施形態で説明したフォークリフト10の構成(図3に示す)と異なる部分を中心に図示したものであり、図10に図示していない部分(構成)は図3に示すフォークリフト10の構成と同一である。
図10に示すように、前進クラッチ42及び後進クラッチ43には、各受圧室42a,43aのクラッチ圧(油圧)を検出するクラッチ圧検出センサ80,81が配設されている。クラッチ圧検出センサ80,81は、車両制御装置52に接続され、各受圧室42a,43aの内部の油圧を検出し、当該油圧に応じた検出信号(クラッチ圧信号)を出力する。クラッチ圧検出センサ80,81は、例えば圧力センサからなる。また、本実施形態においてインチングペダル33には、インチングペダル33の踏込み量(ペダルストローク)を検出するインチング開度センサ82が配設されている。インチング開度センサ82は、車両制御装置52に接続され、踏込み量に応じた検出信号(インチング開度信号)を出力する。なお、インチングペダル33の操作形態については、第1の実施形態と同じであり、インチングペダル33は踏込むことによってクラッチを遮断する側に作動させ、踏込まれていない状態へ戻すことによってクラッチを接続する側へ作動させる。
また、車両制御装置52のメモリ55には、図11に示すマップデータ(以下、「接続判定データ」と示す)が記憶されている。接続判定データは、インチングペダル33の踏込み量とクラッチ圧との関係をグラフ化したものである。本実施形態の前進クラッチ42及び後進クラッチ43は、各受圧室42a,43aのクラッチ圧が小さくなると係合力が高まって接続状態となり、クラッチ圧が大きくなると係合力が小さくなって非接続状態となる。すなわち、インチングペダル33の踏込み量が小さい場合には、クラッチが接続状態となってクラッチ圧が小さくなり、インチングペダル33の踏込み量が大きい場合には、クラッチが非接続状態となってクラッチ圧が大きくなる。また、接続判定データには、クラッチが接続状態であるか又は非接続状態であるかを判定するための判定値として接続判定値と遮断判定値の2つが設定され、両値の間にヒステリシスを持たせている。すなわち、接続判定データでは、接続判定値と遮断判定値を境界として接続領域、半クラッチ領域、遮断領域の3つに分けられている。そして、半クラッチ領域は、インチングペダル33がオン操作されている場合(踏込み量が大きくなるように変化している場合)は接続領域に含まれ、インチングペダル33がオフ操作されている場合(踏込み量が小さくなるように変化している場合)は遮断領域に含まれる。
以下、本実施形態においてCPU54が図9に示すモード切り替え処理のステップS21で実行する処理内容を説明する。
図9に示すモード切り替え処理のステップS21にてCPU54は、クラッチ圧検出センサ80,81の検出信号を入力し、各受圧室42a,43aのクラッチ圧を取得する。続いて、CPU54は、取得したクラッチ圧とインチングペダル33の踏込み量の情報をもとに接続判定データからクラッチが接続状態であるか又は非接続状態であるかを判定する。なお、本実施形態においてCPU54は、所定の制御周期毎にインチング開度センサ82の検出信号を入力する。そして、CPU54は、前回の制御周期で取得した検出結果(インチングペダル33の踏込み量)と今回の制御周期で取得した検出結果を比較し、その比較結果からインチングペダル33がオン操作されているか又はオフ操作されているかを判定する。CPU54は、クラッチ圧とインチングペダル33の操作状態からクラッチが接続状態であることを判定した場合にはステップS21を肯定判定し、クラッチが非接続状態であることを判定した場合にはステップS21を否定判定する。すなわち、CPU54は、インチングペダル33がオン操作されている場合にクラッチ圧が遮断判定値以上になると非接続状態であることを判定し、インチングペダル33がオフ操作されている場合にクラッチ圧が接続判定値以下になると接続状態であることを判定する。
したがって、本実施形態によれば、第1の実施形態の効果(1)〜(5)と同様の効果に加えて以下に示す効果を得ることができる。
(7)クラッチ(前進クラッチ42及び後進クラッチ43)の受圧室42a,43a内のクラッチ圧(油圧)に応じて走行駆動力遮断状態であるかを検出する。ブレーキペダル34の操作状態をもとに前記検出を行った場合、当該操作状態を検出する検出手段(例えば、ブレーキスイッチ72)の組付精度などの検出結果が依存されることになる。このため、本実施形態では、検出精度をさらに高め、検出精度を向上させるために、受圧室42a,43a内のクラッチ圧を直接検出し、走行駆動力遮断状態であるかを検出する。したがって、前記検出精度が向上され、より確実に駆動輪14に対する走行駆動力の伝達が遮断されている状態を検出することができる。クラッチが遮断されていない場合に制御的に遮断されていると判定された場合には、荷役優先モードへ移行した際に走行の制限が解除されることによりフォークリフト10が急加速する虞がある。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態を図6及び図8にしたがって説明する。なお、本実施形態は、第1,第2の実施形態の何れにも適用可能である。
本実施形態では、フォークリフト10の走行中に荷役状態が変化し、その変化に対応させて車両走行の制限内容(最高車速値と加減速度値など)を変更する場合に、急激な車速変化(加速側への変化及び減速側への変化)を抑制する制御(以下、「適正制御」と示す)を実行させるようになっている。荷役状態の変化とは、例えば、揚高が低揚高から高揚高又は高揚高から低揚高に変化する場合や、ティルト角が後傾範囲内から後傾範囲外又は後傾範囲外から後傾範囲内に変化する場合などである。本実施形態では、適正制御をエンジン制御装置53のCPU57が実行する。このような急激な車速変化は、アクセルペダル32を目一杯踏込んでフォークリフト10を走行している場合に顕著に現れる。例えば、車両走行に制限を加える制限状態から制限を加えない非制限状態へ変化した場合、フォークリフト10は最高車速や加減速度の制限がなくなることによって急加速し、不安定になる虞がある。その逆に、非制限状態から制限状態へ変化した場合、フォークリフト10は最高車速や加減速度に制限が加わることによって急減速し、不安定になる虞がある。また、制限内容が緩和された場合、フォークリフト10は最高車速や加減速度の制限が緩和される(すなわち、最高車速値が速くなる)ことによって急加速し、不安定になる虞がある。
以下、本実施形態においてエンジン制御装置53のCPU57が実行する適正制御の制御内容を説明する。なお、本実施形態において車両制御装置52のCPU54は、第1の実施形態と同様に図7に示す制限判定処理を実行する。
エンジン制御装置53のCPU57は、車両制御装置52のCPU54が出力する制限信号で指示される制限内容(最高車速値及び加減速度値)をメモリ58に記憶する。このとき、CPU57は、前回の制御周期で入力した制限信号で指示される制限内容と今回の制御周期で入力した制限信号で指示される制限内容をメモリ58に記憶する。そして、CPU57は、メモリ58に記憶されている前回の制御周期の制限内容と今回の制御周期の制限内容とを比較し、前回の制御周期と今回の制御周期とで制限内容が変化したか否かを判定する。具体的に言えば、CPU57は、揚高の変化に伴って制限内容に変化があったか否か、及びティルト角の変化に伴って制限内容に変化があったか否かを判定する。揚高変化に伴う制限内容の変化には、非制限状態から制限状態への変化(以下、「変化パターンP1」と示す)と、制限状態から非制限状態への変化(以下、「変化パターンP2」と示す)を含む。また、ティルト角の変化に伴う制限内容の変化には、ティルト角が後傾範囲内から後傾範囲外へ変化したことに伴う最高車速値と加減速度値の変化(以下、「変化パターンP3」と示す)と、ティルト角が後傾範囲外から後傾範囲内へ変化したことに伴う最高車速値と加減速度値の変化を(以下、「変化パターンP4」と示す)を含む。
そして、CPU57は、車両走行の制限内容に変化がなかった場合、今回の制御周期の制限内容にしたがってエンジン回転数を調整し、エンジン16を制御する。具体的に言えば、車両走行に制限が加えられない場合、CPU57は、アクセルペダル32に配設されたアクセル開度センサ70の検出信号(アクセルペダル32の踏込み量)に応じてスロットルアクチュエータ35を制御し、エンジン回転数を調整する。また、車両走行に制限が加えられる場合、CPU57は、メモリ58に記憶した最高車速値と加減速度値に基づき、図9に示す回転数調整データを用いてエンジン回転数を調整する。
一方、CPU57は、車両走行の制限内容に変化があった場合、その変化態様が変化パターンP1〜P4の何れであるかを判定する。そして、CPU57は、変化パターン毎に予め定めた制御内容にしたがってエンジン回転数を調整し、エンジン16を制御する。変化パターンP1の場合、CPU57は、最高車速値として制限信号で指示された最高車速値を使用し、加減速度値は制限信号で指示された加減速度値(加減速レベル)に代えて加減速レベル1を使用する。例えば、CPU57は、制限信号で最高車速値[15(km/h)]と加減速レベル4が指示されている場合であっても、加減速レベル1を使用して制御を行う。また、変化パターンP2の場合、CPU57は、最高車速値の制限を解除する(最高車速値に制限を加えない)一方で、加減速度値については加減速レベル1を使用して制御を行う。
また、変化パターンP3の場合、CPU57は、最高車速値及び加減速度値ともに制限信号で指示された最高車速値及び加減速度値を使用して制御を行う。また、変化パターンP4の場合、CPU57は、最高車速値として制限信号で指示された最高車速値を使用し、加減速度値は制限信号で指示された加減速度値(加減速レベル)よりも一段階下げた加減速レベルを使用する。例えば、CPU57は、前回の制御周期の制限内容が最高車速値[12(km/h)]で、加減速レベル3の場合に、今回の制御周期の制限内容が最高車速値[15(km/h)]で、加減速レベル4であれば、最高車速値は[15(km/h)]を使用し、加減速度値は加減速レベル3を使用する。
そして、CPU57は、前述した適正制御により、加減速レベルに制限を加えた場合(加減速レベルを変更した場合)、アクセルペダル32の操作状態に応じて加減速レベルを正規のレベルに戻す。すなわち、CPU57は、アクセルペダル32がオン操作からオフ操作されたか否かを監視し、オン操作からオフ操作されたことを検出した場合には加減速レベルを戻す。具体的に言えば、変化パターンP1の場合、CPU57は、加減速レベル1に対応する加減速度値を制限信号で指示された加減速度値(加減速レベル)に戻す。変化パターンP2の場合、CPU57は、加減速レベルの設定を解除し、加減速度に制限を加えない状態に変更する。変化パターンP3の場合、CPU57は、加減速レベルを変更していないので、その状態を維持する。変化パターンP4の場合、CPU57は、加減速度値を制限信号で指示された加減速度値(加減速レベル)に戻す。
したがって、本実施形態では、第1の実施形態の効果(1)〜(6)に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
(8)車両走行の制限内容に変化が生じた場合、その変化具合に応じて加減速レベルを選択し、走行を制御する。このため、制限内容に変化が生じた場合の急激な車速変化を抑制できる。すなわち、制限内容に変化が生じた場合には、フォークリフト10の加速や減速がゆっくり行われることになる。その結果、制限内容の変化時に走行が不安定になることを回避し、フォークリフト10を安定して走行させることができる。そして、本実施形態の適正制御を実行することにより、フォークリフト10の走行時の走行安定性を確保できる。また、フォークリフト10の走行中においては、最高車速及び加減速度の制御のみでは実現し得ない走行安定性を確保できる。また、フォークリフト10の走行に変化が生じたことに対し、運転者に当該変化に対応する時間を与えることができ、冷静な対処を促すことができる。
(9)また、適正制御では、運転者がアクセルペダル32をオフ操作することによって正規の加減速レベル(荷役状態に応じた加減速レベル)に戻すようにしている。このため、運転者の作業性を損なわせることなく、適正制御によってフォークリフト10に加えられた制限(加減速レベルの設定)を解除させることができる。
なお、各実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 各実施形態において、最高車速と加減速度に制限を加えるか否かの判定や、最高車速及び加減速度を算出するために用いるパラメータを変更しても良い。例えば、揚高と荷重によって前記判定を行うとともに最高車速値及び加減速度値を算出するように各マップデータを構成しても良い。また、図4に示す制限要否データでは、揚高の区分や荷重の区分を細分化し、制限領域を複数領域設定しても良い。この場合、複数の制限領域毎に図5に示す車速算出データと図6に示す加減速算出データを作成し、制限領域に応じて最高車速値と加減速度値を算出するためのデータを変更する。なお、揚高の区分を細分化する場合、マスト19には複数のリミットスイッチを配設して揚高の検出を行っても良いし、リールセンサなどを配設して揚高を逐次検出するようにしても良い。
○ 各実施形態は、トルクコンバータ式のフォークリフト10(トルクコンバータ車)に具体化したが、クラッチ式のフォークリフト(クラッチ車)やHST車(Hydrostatic Transmission車)に具体化しても良い。
○ 各実施形態において、前進用電磁弁44及び後進用電磁弁45をソレノイドへの通電量が0(零)の時に全閉で、通電すると全開となる電磁弁としても良い。
○ 各実施形態において、前進用リレー回路60及び後進用リレー回路61を常閉接点に代えて常開接点を用いて構成しても良い。常開接点を用いる場合、前進用電磁弁44及び後進用電磁弁45は、常開接点が閉じられることにより通電され、開かれることにより非通電とされる。
○ 各実施形態において、前進クラッチ42及び後進クラッチ43の構成を変更しても良い。すなわち、各受圧室42a,43aのクラッチ圧が大きくなることによって係合力が大きくなり、クラッチ圧が小さくなることにより係合力が小さくなるように構成しても良い。
○ 各実施形態において、車両制御装置52のCPU54は、加減速度を制限する場合、その制限時の加減速度値に代えて加減速レベルを指示する信号をエンジン制御装置53に出力しても良い。
○ 各実施形態では、荷役状態に基づき車両の走行に制限を加えるか否かを判定しているが、例えば、運転室13に運転者によって操作可能な設定器(指示手段)を設け、当該設定器から車両の走行に制限を加える旨を指示するようにしても良い。また、設定器から運転者の操作により最高車速値などの制限内容を指示しても良い。なお、設定器は、車両制御装置52に接続される。
○ 各実施形態において、制限解除条件の内容を以下に説明する第1のパターン〜第4のパターンに変更しても良い。第1のパターンは、制限解除条件を走行駆動力遮断状態であることとする。第2のパターンは、制限解除条件を走行駆動力遮断状態であることと、車速が制限解除車速以下であることとする。なお、制限解除車速としては、前記実施形態のように最高車速値から一定値を減算した値、又は予め定めた車速値(例えば、6km/h)の何れでも良い。第3のパターンは、制限解除条件を走行駆動力遮断状態であることと、アクセルペダル32がオフ操作されることとする。第4のパターンは、制限解除条件を走行駆動力遮断状態であることと、車速が予め定めた車速値以下であることと、アクセルペダル32がオフ操作されることとする。
○ 第1,第3の実施形態において、走行駆動力遮断状態であるか否かの検出(判定)を、前後進レバー31の操作やインチングペダル33の操作をもとに行っても良い。前後進レバー31の操作をもとに前記検出を行う場合には、前後進レバー31が中立位置[N]であることにより走行駆動力遮断状態であることを検出する。また、インチングペダル33の操作をもとに前記検出を行う場合には、オン操作されている(操作状態である)ことにより走行駆動力遮断状態であることを検出する。そして、前記実施形態では、ブレーキペダル34の操作をもとに前記検出を行っているが、ブレーキペダル34と前後進レバー31の組み合わせ、又はインチングペダル33と前後進レバー31の組み合わせによって前記検出を行うようにしても良い。例えば、前後進レバー31が中立位置[N]であり、かつインチングペダル33がオン操作されている場合に走行駆動力遮断状態であることを検出しても良い。
○ 各実施形態において、荷役優先モードから制限走行モードへ戻した場合に荷役優先モードへの復帰条件を変更しても良い。例えば、走行駆動力遮断状態の検出をインチングペダル33の操作状態から検出する場合には、インチングペダル33を踏み直し(オフ操作からオン操作)、制限解除条件が成立したことを復帰条件として荷役優先モードへ復帰させても良い。この場合、アクセルペダル32がオフ操作されることを復帰条件に加えても良い。また、他の別例として、走行駆動力遮断状態の検出を前後進レバー31が中立位置[N]にあることから検出する場合には、アクセルペダル32をオフ操作し、制限解除条件が成立したことを復帰条件として荷役優先モードへ復帰させても良い。
○ 各実施形態において、前後進レバー31の中立位置[N]を検出するようにシフトスイッチ69を構成しても良い。すなわち、前後進レバー31の前進位置[F]と、後進位置[R]と、中立位置[N]を検出する手段(センサやスイッチ)を前後進レバー31に配設しても良い。
○ 各実施形態において、車両走行の制限内容を最高車速の制限のみとしても良い。すなわち、加減速度値を一定値としても良い。
○ 第1の実施形態では、エンジン回転数を調整する際に使用するマップデータ(回転数調整データ)がメモリ58に記憶されているが、マップデータに代えて、CPU57が入力した情報(最高車速値、加減速度値、車速)をもとに予め定めた演算式を用いてエンジン回転数の調整量を算出するようにしても良い。
○ 第1、第3の実施形態において、インチングペダル33の踏込み量(ペダルストローク量)を検出し、その検出結果をもとにクラッチの接続状態又は非接続状態を検出するようにしても良い。
○ 第3の実施形態において、制限内容が変化した場合に選択する加減速レベルを変更しても良い。すなわち、急加速や急減速を回避し得るように、正規の加減速レベルよりも加減速度値が小さくなる加減速レベルを選択する。
○ 第6の実施形態において、制限内容が変化されたか否かの判定を車両制御装置52のCPU54にて行い、当該CPU54が前記判定の結果に応じて最高車速値と加減速度値をエンジン制御装置53のCPU57に指示し、当該指示にしたがってCPU57が制御を実行するようにしても良い。
フォークリフトの側面図。 車両制御装置と前進用電磁弁及び後進用電磁弁との間に介在される前進用リレー回路及び後進用リレー回路の構成図。 フォークリフトの概略構成図。 荷役状態における車両の制限領域と非制限領域の関係を示す関係図。 荷役状態と最高車速値の関係を示す関係図。 荷役状態と加減速度値の関係を示す関係図。 制限判定処理を示すフローチャート。 エンジン回転数の調整量と、車速差と、加減速レベルとの関係を示す関係図。 モード切り替え処理を示すフローチャート。 第2の実施形態におけるフォークリフトの構成を示す構成図。 クラッチ圧とインチングペダルの踏込み量との関係を示す関係図。
符号の説明
10…フォークリフト、12…荷役装置、14…駆動輪、16…エンジン、18…動力伝達機構としての変速機、32…アクセル操作手段としてのアクセルペダル、42…クラッチとしての前進クラッチ、42a…受圧室、43…クラッチとしての後進クラッチ、43a…受圧室、52…走行制御装置を構成する車両制御装置、53…走行制御装置を構成するエンジン制御装置、54…遮断検出手段、制限判定手段及び制御手段としてのCPU、57…制御手段としてのCPU、72…遮断検出手段としてのブレーキスイッチ、80,81…油圧検出手段としてのクラッチ圧検出センサ、CD…走行制御装置。

Claims (6)

  1. エンジンと、当該エンジンと駆動輪との間に介在される動力伝達機構と、車両前方に設けられて荷を搭載する荷役装置と、当該荷役装置を作動させるための作動油を供給する荷役ポンプとを備え、前記エンジンの出力を車両走行のための駆動力と前記荷役ポンプを作動させるための駆動力として兼用したフォークリフトの走行制御装置において、
    車両走行用の駆動力が前記駆動輪に伝達されない走行駆動力遮断状態であるか否かを検出する遮断検出手段と、
    運転者の操作により車両の加速を指示するアクセル操作手段と、
    荷役状態の判定又は走行制限を指示する指示手段からの入力に基づき車両走行時の最高車速を制限するか否かを判定し、当該判定結果が肯定の場合には制限車速を決定する制限判定手段と、
    前記アクセル操作手段の操作量をもとにエンジン回転数を調整し、車両の走行を制御する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、車両走行時において前記制限判定手段の判定結果が否定の場合には車速に制限を加えることなく前記アクセル操作手段の操作量に応じてエンジン回転数を調整する一方で、車両走行時において前記制限判定手段の判定結果が肯定の場合には前記車速に制限を加え、当該車速が前記制限車速を超えないように前記エンジン回転数を調整し、車速制限中において前記遮断検出手段が前記走行駆動力遮断状態を検出することと前記車速が予め定めた制限解除車速以下であることを制限解除条件として当該制限解除条件が成立した場合には車速制限状態を解除して前記荷役装置の作動を優先させる荷役優先制御を実行し、当該荷役優先制御では前記アクセル操作手段の操作量に応じてエンジン回転数を調整するように構成され、
    前記制限解除車速は、前記制限車速よりも小さい値に設定され、
    前記制御手段は、車速制限による走行中に前記制限解除条件が成立した場合には前記車速制限状態を解除して前記荷役優先制御を実行することを特徴とするフォークリフトの走行制御装置。
  2. 前記制限解除条件は、前記遮断検出手段が前記走行駆動力遮断状態を検出した後に、前記車速が前記制限解除車速以下になった場合に成立することを特徴とする請求項1に記載のフォークリフトの走行制御装置。
  3. 前記制御手段は、前記アクセル操作手段が非操作状態であることを前記制限解除条件にさらに加えて前記荷役優先制御を実行することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のフォークリフトの走行制御装置。
  4. 前記制御手段は、前記荷役優先制御の実行中に前記車速が前記制限車速を超えた場合、前記荷役優先制御を終了して前記車速制限状態に戻すことを特徴とする請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載のフォークリフトの走行制御装置。
  5. 前記制御手段は、前記荷役優先制御を終了して前記車速制限状態に戻した場合、予め定めた復帰条件の成立を契機に前記荷役優先制御に復帰し、
    前記復帰条件には、少なくとも前記アクセル操作手段が非操作状態であることを含むことを特徴とする請求項4に記載のフォークリフトの走行制御装置。
  6. 前記動力伝達機構は油圧式のクラッチを含んで構成され、当該クラッチの受圧室内の油圧に応じて接続から遮断まで連続的に変化し、
    前記クラッチには前記受圧室内の油圧を検出する油圧検出手段が設けられており、
    前記遮断検出手段は、前記油圧検出手段によって検出される油圧から前記走行駆動力遮断状態であるか否かを検出することを特徴とする請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載のフォークリフトの走行制御装置。
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