JP5243784B2

JP5243784B2 - 作業車の走行制御装置

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Publication number: JP5243784B2
Application number: JP2007337273A
Authority: JP
Inventors: 俊一中澤
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Current assignee: Aichi Corp
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2027-12-27
Also published as: JP2009159771A

Description

本発明は、バッテリを電源とする誘導モータにより左右の車輪を駆動する作業車の走行制御装置に関し、特に誘導モータの作動制御をインバータにより行う作業車の走行制御装置に関する。

工場内における運搬作業や建物の内装工事等に用いられる自走式の作業車においては、種々の形態のものがあるが、前後左右に車輪を備えた比較的小型の走行体と、この走行体上に設けられた昇降装置（シザースリンク機構や伸縮ポスト等）と、この昇降装置を上下方向に伸縮作動させて昇降移動可能に取り付けられた作業台とを備えたものが知られている。このような作業車では、作業台に搭乗した作業者が、作業台上から走行体の走行操作及び作業台の昇降操作を行うことができるようになっている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００７−９９４３９号公報

上記のような屋内型の作業車では、排気ガスや騒音発生を嫌うため、走行体に内蔵されたバッテリを電源として、左右の駆動輪のそれぞれに設けられた誘導モータ（走行モータ）を駆動している。バッテリには容量に制限があり、またバッテリへの充電作業は所定の場所で所定の時間をかける必要があるため、一旦走行や作業を開始した後では難しい。そこで、バッテリを電源とする作業車では、各誘導モータの制御を作業車の走行状態に応じて誘導モータ毎に設けたインバータによってそれぞれ単独に行い、各誘導モータを最適な回転数で駆動することで、バッテリ電力の消耗を効果的に低減している。しかしながら、インバータが誘導モータ毎に設けられているため、制御が煩雑であり、高コストに繋がるという問題があった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、インバータの制御によりバッテリからの電力供給を受けて駆動される誘導モータが車輪を駆動する作業車において、制御の簡素化・低コスト化に努めながら、バッテリ電力を効率よく使用することができる作業車の走行制御装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る作業車（例えば、本実施形態における高所作業車１）の走行制御装置は、前後左右に車輪を備え、前記車輪のうちの前側もしくは後側の左右一対の前記車輪が駆動輪である走行体と、前記左右一対の駆動輪をそれぞれ独立に駆動する２つの誘導モータ（例えば、本実施形態における走行モータ１２ａ，１２ｂ）と、前記２つの誘導モータに電力を供給するためのバッテリと、操作に応じて前記走行体の走行指令値を設定する走行操作手段（例えば、本実施形態における走行操作レバー４１）と、前記バッテリからの直流電力を交流電力に変換して前記２つの誘導モータに供給し、前記２つの誘導モータの回転を共通に駆動するインバータと、前記走行指令値に基づき設定された指令周波数の交流電流を前記２つの誘導モータに出力するように、前記インバータの作動制御を行うインバータ制御手段（例えば、本実施形態におけるコントローラ５０のインバータ制御部５１）と、前記走行体の傾斜角を検出する傾斜角検出手段（例えば、本実施形態における傾斜角検出器６２）と、前記誘導モータの電流を検出するモータ電流検出手段（例えば、本実施形態におけるモータ電流検出器６５）とを備え、前記インバータ制御手段は、前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角が所定角以上のときに、前記モータ電流検出手段により検出された前記誘導モータの電流値が、前記傾斜角に応じて予め設定される許容電流値以下の場合、前記インバータの作動を停止させるとともに、前記インバータ制御手段により前記インバータの作動を停止させたときに、前記前側もしくは後側の左右一対の前記車輪のうち少なくとも一方を制動する制動手段（例えば、本実施形態におけるネガティブブレーキ１４）を有することを特徴とする。

なお、本発明に係る作業車の走行制御装置は、前記走行体上に設けられ、上下方向に伸縮作動させて昇降移動可能に取り付けられた昇降装置（例えば、本実施形態におけるシザースリンク機構２０）と、前記昇降装置が前記走行体上に格納されているか否かを検出する格納検出手段（例えば、本実施形態における格納検出器６７）とを備え、前記インバータ制御手段は、前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角が所定角以上で、前記格納検出手段により前記昇降装置の格納状態が検出されているときに、前記モータ電流検出手段により検出された前記誘導モータの電流値が、前記傾斜角に応じて予め設定される許容電流値以下の場合、前記インバータの作動を停止させることが好ましい。

また、本発明に係る作業車の走行制御装置は、前記誘導モータの巻線温度を検出するモータ温度検出手段（例えば、本実施形態におけるモータ温度検出器６４）を備え、前記インバータ制御手段は、前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角が所定角以上のときに、前記モータ温度検出手段により検出された前記誘導モータの巻線温度が予め設定された許容温度以上の場合、前記走行指令値に基づき設定される周波数を、前記検出された誘導モータの巻線温度に応じて抑制し、この抑制した周波数を指令周波数として設定する、いわゆるカットバック機能を備えることが好ましい。

また、本発明に係る作業車の走行制御装置は、前記走行体上に設けられ、上下方向に伸縮作動させて昇降移動可能に取り付けられた昇降装置（例えば、本実施形態におけるシザースリンク機構２０）と、前記昇降装置が前記走行体上に格納されているか否かを検出する格納検出手段（例えば、本実施形態における格納検出器６７）とを備え、前記インバータ制御手段は、前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角が所定角以上で、前記格納検出手段により前記昇降装置の格納状態が検出されているときに、前記モータ温度検出手段により検出された前記誘導モータの巻線温度が予め設定された許容温度以上の場合、前記走行指令値に基づき設定される周波数を、前記検出された誘導モータの巻線温度に応じて抑制し、この抑制した周波数を指令周波数として設定することが好ましい。

本発明に係る作業車の走行制御装置は、１台のインバータで一括して車輪を駆動する２つの誘導モータの作動制御を行うように構成されているため、制御システムの簡素化且つ低コスト化を図ることができる。また、走行体の傾斜角が所定角以上のときに、誘導モータの電流値が予め設定される許容電流値以下になると、インバータの作動を停止させる構成により、カットバック機能が働き、誘導モータがトルク電流不足に陥って、走行体が傾斜地において逸走する前に、誘導モータの作動を停止させて、作業の安全性を確保することができる。また、インバータ制御手段によりインバータの作動を停止させたときに、前側もしくは後側の左右一対の車輪のうち少なくとも一方を制動する制動手段（いわゆるネガティブブレーキ）を備える構成により、傾斜地走行時に、誘導モータの電流値が予め設定される許容電流値以下になり、インバータの作動を停止させる場合、すなわち誘導モータの作動を停止させる場合には、制動手段を作動させて車輪の回転を止めて、ロールバックを防止して、作業の安全性を高めることができる。

なお、本発明に係る作業車の走行制御装置は、前記走行体上に設けられ、上下方向に伸縮作動させて昇降移動可能に取り付けられた昇降装置と、前記昇降装置が前記走行体上に格納されているか否かを検出する格納検出手段とを備え、前記インバータ制御手段は、前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角が所定角以上で、前記格納検出手段により前記昇降装置の格納状態が検出されているときに、前記モータ電流検出手段により検出された前記誘導モータの電流値が、前記傾斜角に応じて予め設定される許容電流値以下の場合、前記インバータの作動を停止させることが好ましい。この構成により、傾斜地走行時に、誘導モータの電流値が予め設定される許容電流値以下になり、インバータの作動を停止させる場合は、昇降装置が走行体上に格納されていることが条件となるため、作業の安全性をさらに高めることができる。

また、本発明に係る作業車の走行制御装置は、走行体の傾斜角が所定角以上のときに、誘導モータの巻線温度が予め設定された許容温度以上になると、走行指令値に基づき設定される周波数を検出された誘導モータの巻線温度に応じて抑制し、この抑制した周波数を指令周波数として設定するカットバック機能を備える構成により、傾斜走行時に誘導モータに不具合が起きることを未然に防いで、傾斜地における走行体の逸走を防止して、作業の安全性を高めることができる。

また、本発明に係る作業車の走行制御装置は、前記走行体上に設けられ、上下方向に伸縮作動させて昇降移動可能に取り付けられた昇降装置と、前記昇降装置が前記走行体上に格納されているか否かを検出する格納検出手段とを備え、前記インバータ制御手段は、前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角が所定角以上で、前記格納検出手段により前記昇降装置の格納状態が検出されているときに、前記モータ温度検出手段により検出された前記誘導モータの巻線温度が予め設定された許容温度以上の場合、前記走行指令値に基づき設定される周波数を、前記検出された誘導モータの巻線温度に応じて抑制し、この抑制した周波数を指令周波数として設定することが好ましい。この構成により、傾斜地走行時に、誘導モータの巻線温度に応じてカットバック機能が働く場合、昇降装置が走行体上に格納されていることが条件となるため、作業の安全性をより高めることができる。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１に示すように本発明に係る作業車の制御装置を備えた高所作業車１は、いわゆる垂直昇降式の高所作業車であり、前後左右に設けられた４つのタイヤ車輪１１を有して走行可能な走行体１０と、走行体１０の上部に設けられたシザースリンク機構２０と、このシザースリンク機構２０に支持された作業者搭乗用の作業台３０とを備えて構成される。

タイヤ車輪１１のうち前側の左右一対の車輪１１ａ，１１ｂ（以下、左側前輪１１ａ、右側前輪１１ｂと称する）が、駆動輪且つ操舵輪である。走行体１０は、左右一対の前輪１１ａ，１１ｂをそれぞれ独立に駆動する２つの走行モータ（誘導モータ）１２ａ，１２ｂ（以下、左走行モータ１２ａ，右走行モータ１２ｂと称する。図２参照）を内蔵しており、走行モータ１２ａ，１２ｂにより前側の左右一対の車輪１１ａ，１１ｂをそれぞれ駆動するとともに、これら車輪１１ａ，１１ｂを操舵することによって、所望位置へと走行できるようになっている（図３参照）。なお、走行モータ１２ａ，１２ｂには、モータの回転軸を制動ロックする、いわゆるネガティブブレーキ１４が一体的に取り付けられている。また、後側の左右一対の車輪１１ｃ，１１ｄ（以下、左側後輪１１ｃ、右側後輪１１ｄと称する）は、非駆動輪であり、走行体１０の左右側面よりそれぞれ突出するように設けられた軸１９（図３参照）に、各々取り付けられている。

なお、本実施形態においては、走行モータ１２ａ，１２ｂは、旋回時における内外輪の回転差により発生するトルク差を小さくするとともに、バッテリＢのエネルギーを効率よく使用するため、図７の丸印に示すように、（無負荷時の）低周波数帯域における始動トルクが小さいという特性を有している。

シザースリンク機構２０は、互いの中央部において枢結ピン２０ｂにより枢結されて「Ｘ」字形状を形成する２本のリンク部材２０ａが上下方向及び走行体１０の左右方向に複数ずつ配設された構成を有している。上側に位置するリンク部材２０ａの下端部と下側に位置するリンク部材２０ａの上端部とは枢結ピン２０ｃによって枢結されており、左側に位置するリンク部材２０ａと右側に位置するリンク部材２０ａとは水平面内を走行体１０の左右方向に延びた連結棒２０ｄによって連結されている。シザースリンク機構２０を構成する最下方のリンク部材２０ａのうち、走行体１０の前方に位置する側の下端部は走行体１０の上部に枢結されており、シザースリンク機構２０を構成する最下方のリンク部材２０ａのうち、走行体１０の後方に位置する側の下端部は走行体１０の上部に設けられたレール（図示せず）の上面を転動するローラ２０ｅに結合されている。また、シザースリンク機構２０を構成する最上方のリンク部材２０ａのうち、走行体１０の前方に位置する側の上端部は作業台１０の下部に枢結されており、シザースリンク機構２０を構成する最上方のリンク部材２０ａのうち、走行体１０の後方に位置する側の上端部は作業台３０の下面に設けられたレール（図示せず）の下面を転動するローラ２０ｆに結合されている。このような構成のシザースリンク機構２０は、該機構２０と走行体１０との間に跨設された昇降シリンダ２１により上下方向に伸縮作動させ、作業台３０を昇降移動させることができるようになっている。

作業台３０には、作業者の転落防止用のための手摺３１に、操作ボックス４０が取り付けられている。操作ボックス４０は、走行体１０の発進停止及び前進後退の切り替え等を行う走行操作レバー４１と、走行中の走行体１０の舵取り（すなわち、操舵輪である前輪１１ａ，１１ｂの操舵）操作を行う操舵ダイヤル４２と、作業台３０の昇降操作を行う昇降操作レバー４３等が設けられている（図２参照）。そして、作業台３０に搭乗した作業者は、これら走行操作レバー４１，操舵ダイヤル４２及び昇降操作レバー４３等を操作し、走行体１０の走行、操舵及び作業台３０の昇降を行うことにより、任意の作業位置に移動できるようになっている。

操舵輪でもある左右の前輪１１ａ，１１ｂと操舵ダイヤル４２とは、ステアリング装置を介して連動連結されている（図３参照）。ステアリング装置は、前輪１１ａ，１１ｂに繋がる転舵機構１３と、この転舵機構１３を駆動して前輪１１ａ，１１ｂの舵角γ_Ｌ，γ_Ｒ（前輪１１ａ，１１ｂの走行体１０の前後中心軸に対する偏向角。図４参照）を変化させる操舵シリンダ（油圧シリンダ）１７と、左右一対の前輪１１ａ，１１ｂに取り付けられ前輪１１ａ，１１ｂの舵角を検出する舵角検出器６１（例えば、ポテンショメータ）と、前輪１１ａ，１１ｂの目標舵角を設定する操舵ダイヤル４２と、操舵ダイヤル４２の操作に応じて操舵シリンダ１７の作動制御を行うコントローラ５０とを備えて構成されている。

転舵機構１３は、図３に示すように、前輪１１ａ，１１ｂをキングピン軸１５の周りに揺動可能に支持する一対のナックルアーム１４ｎ、及び、前記一対のナックルアーム１４ｎを連結ピンＰ１により連結するタイロッド１６からなる。舵角検出器６１は、ナックルアーム１４ｎに取り付けられており、キングピン軸１５回りの回転角から、左右それぞれの前輪１１ａ，１１ｂの舵角を検出する。操舵シリンダ１７は、一端が転舵機構１３を構成する左側のナックルアーム１４ｎに連結ピンＰ２により連結され、他端が走行体１０のシリンダ連結部（図示せず）に連結ピンＰ３により連結されている。

このような構成により、上記のステアリング装置では、操舵シリンダ１７を伸縮作動させることにより、左側の前輪１１ａをキングピン軸１５の周りを揺動させ、タイロッド１６を介して右側の前輪１１ｂを左側の前輪１１ａと同時且つ同方向に揺動させ、前輪（操舵輪）１１ａ，１１ｂの舵角を変化させることができるようになっている。つまり、操舵シリンダ１７は、伸長作動により左右の前輪１１ａ，１１ｂを右方向に向けることができ、収縮作動により左右の前輪１１ａ，１１ｂを左方向に向けることができるようになっている。

このとき、左右一対の前輪１１ａ，１１ｂは、転舵機構１３による走行体１０の旋回時に舵角に差が生じるように（具体的には、内輪の舵角の大きさが常に一定の比率で外輪の舵角の大きさよりも大きくなるように）設定されている。図４を用いて説明すると、操舵シリンダ１７は、伸縮量Δが零（Δ＝０）のときは、左右の前輪１１ａ，１１ｂの舵角γ_Ｌ，γ_Ｒがともに零（γ_Ｌ＝０，γ_Ｒ＝０）となる（図４（Ａ）参照）。また、前輪１１ａ，１１ｂが右方向に偏向した状態の舵角の符号を正、前輪１１ａ，１１ｂが左方向に偏向した状態の舵角の符号を負と定義すると、伸長量Δが正値（Δ＞０）のときには、左右の前輪１１ａ，１１ｂの舵角γ_Ｌ，γ_Ｒは正値（γ_Ｌ＞０，γ_Ｒ＞０）となり（図４（Ｂ）参照）、転舵機構１３が持つ特性により左側の前輪１１ａの舵角γ_Ｌと右側の前輪１１ｂの舵角γ_Ｒとの関係は｜γ_Ｌ｜＜｜γ_Ｒ｜となる。また、伸縮量Δが負値（Δ＜０）のときには、前輪１１ａ，１１ｂの舵角γ_Ｌ，γ_Ｒは負値（γ_Ｌ＜０，γ_Ｒ＜０）となり（図４（Ｃ）参照）、転舵機構１３が持つ特性により左側の前輪１１ａの舵角γ_Ｌと右側の前輪１１ｂの舵角γ_Ｒとの関係は｜γ_Ｌ｜＞｜γ_Ｒ｜となる。

なお、高所作業車１における旋回中心は、後輪１１ｃ，１１ｄのほぼ軸線上にあり、舵角に応じて無限遠（舵角ゼロ＝直進時）から後輪側に移動する（図６（Ａ）参照）。そして、舵角が最大となったとき、本発明では、右旋回が行われていれば右側の非駆動輪（右側後輪）１１ｄが旋回中心となり（図６（Ｂ）参照）、左旋回が行われていれば左側の非駆動輪（左側後輪）１１ｃが旋回中心となるように（図６（Ｃ）参照)構成されている。

次に、上記構成の高所作業車１において、操作ボックス４０内に備えられたレバー及びダイヤルの操作に対応した走行制御について、図２を用いて説明する。なお、図２には、走行体１０の走行・操舵及び作業台３０の昇降に関する信号及び動作の伝達経路を示している。

作業台３０の操作ボックス４０内に備えられた走行操作レバー４１は、非操作状態において中立位置（図５に示すように垂直姿勢の位置）に位置し、この中立位置を基準に前方或いは後方へ傾動操作することができ、傾動操作状態から手を離したときには内蔵されたスプリングの力によって自動で中立位置に復帰する構成となっている。走行操作レバー４１の操作状態（非操作状態を中立位置とし、この中立位置を基準とした操作方向と操作量）は、操作ボックス４０内に設けられたポテンショメータ等からなる進行停止操作検出器４１ａによって検出される。進行停止操作検出器４１ａが検出した走行操作レバー４１の操作状態の情報は、（作業台３０もしくは走行体１０に備えられた）コントローラ５０のインバータ制御部５１に入力されるようになっている。

なお、走行操作レバー４１の中立位置よりも前方への傾動操作は、走行体１０の前進走行指令に相当し、その傾動操作量が大きい程、コントローラ５０のインバータ制御部５１において前進走行時の走行速度が大きい値に設定される。また、走行操作レバー４１の中立位置よりも後方への傾動操作は、走行体１０の後退走行指令に相当し、その傾動操作量が大きい程、コントローラ５０のインバータ制御部５１において後進走行時の走行速度が大きい値に設定される。なお、本実施形態では、走行操作レバー４１が前方に傾動操作される場合においても後方に傾動操作される場合においても（すなわち、前進側においても後進側においても）インバータ制御部５１により無段階に変速するようになっており、走行体１０が前進走行や後進走行するとともに前進側においても後進側においても無段階に変速して走行できるように構成されている。また、走行操作レバー４１の中立位置への復帰操作は、走行体１０の停止指令に相当する。

操舵ダイヤル４２は、非操作状態において中立位置（図５に示すように、操舵ダイヤル４２に記されたマークＭ１と操作ボックス４０に記されたマークＭ２とが一致する位置）に位置し、この中立位置を基準に右回り（時計回り）或いは左回り（反時計回り）に捻り操作することができるようになっている。また、操舵ダイヤル４２は、捻り操作状態から手を離したときには、内蔵されたスプリングの力によって自動で中立位置に復帰する構成となっている。操舵ダイヤル４２の操作状態（中立位置を基準とした操作方向と操作量）は、操作ボックス４０内に設けられたポテンショメータ等からなる操舵操作検出器４２ａによって検出される。操舵操作検出器４２ａが検出した操舵ダイヤル４２の操作情報は、コントローラ５０の操舵制御部５２に入力されるようになっている。

なお、操舵ダイヤル４２の右回り方向への捻り操作は、前輪１１ａ，１１ｂの右方向への操舵指令に相当し、中立位置から右回り方向へ捻り操作量が大きい程、コントローラ５０の操舵制御部５２において右方向への目標舵角が大きい値に設定される。また、操舵ダイヤル４２の左回り方向への捻り操作は、前輪１１ａ，１１ｂの左方向への操舵指令に相当し、中立位置から左回り方向への捻り操作量が大きい程、コントローラ５０の操舵制御部５２において左方向への目標舵角が大きい値に設定される。また、操舵ダイヤル４２の中立位置への復帰操作は、前輪１１ａ，１１ｂの舵角を零の状態（すなわち、γ_Ｌ＝γ_Ｒ＝０の状態。図４（Ａ）参照）にする指令に相当する。

昇降操作レバー４３は、非操作状態において中立位置（図５に示すように垂直姿勢の位置）に位置し、この中立位置を基準に前方或いは後方へ傾動操作することができるようになっている。また、昇降操作レバー４３は、傾動操作状態から手を放したときには、内蔵されたスプリングの力によって自動で中立位置に復帰する構成となっている。昇降操作レバー４３の操作状態（中立位置を基準とした操作方向と操作量）は、操作ボックス４０内に設けられたポテンショメータ等からなる昇降操作検出器４３ａによって検出される。昇降操作検出器４３ａが検出した昇降操作レバー４３の操作状態の情報は、コントローラ５０の昇降制御部５３に入力されるようになっている。

なお、昇降操作レバー４３の中立位置よりも前方への傾動操作は、作業台３０の下降指令に相当し、その傾動操作量が大きい程、コントローラ５０の昇降制御部５３において作業台３０の下降時における目標作動速度が大きい値に設定される。また、昇降操作レバー４３の中立位置よりも後方への傾動操作は、作業台３０の上昇指令に相当し、その傾動操作量が大きい程、コントローラ５０の昇降制御部５３において作業台３０の上昇時における目標作動速度が大きい値に設定される。また、昇降操作レバー４３の中立位置への復帰操作は、作業台３０の停止指令に相当する

走行体１０には、その内部に左右一対の駆動輪１１ａ，１１ｂをそれぞれ独立に駆動する２つの走行モータ（誘導モータ）１２ａ，１２ｂと、これら２つの走行モータ１２ａ，１２ｂに電力を供給するためのバッテリＢと、バッテリＢからの直流電力を交流電力に変換して２つの走行モータ１２ａ，１２ｂに供給し、これら２つの走行モータ１２ａ，１２ｂの回転を共通に駆動するインバータＩＶとが設けられており（図２参照）、コントローラ５０のインバータ制御部５１は、走行操作レバー４１の操作状態に応じた回転方向及び回転数で、２つの走行モータ１２ａ，１２ｂが共通に回転するように、インバータＩＶの作動制御を行うので、作業台３０上の作業者は、走行操作レバー４１の操作によって、走行体１０の発進停止及び進行方向（前進後退）の切り替えと走行速度の設定とを行うことができる。

走行体１０には、その内部に電動モータＭからなる動力源によって駆動される油圧ポンプＰ（図２参照）が設けられており、この油圧ポンプＰから吐出された圧油は、操舵制御バルブ７１経由で操舵シリンダ１７に供給されるようになっており（図４参照）、コントローラ５０の操舵制御部５２は、操舵ダイヤル４２の操作状態に応じた方向及び量で、操舵制御バルブ７１のスプール（図示せず）を電磁駆動するので、作業台３０上の作業者は、操舵ダイヤル４２の操作によって、操舵シリンダ１７を伸縮作動させ、前輪１１ａ，１１ｂの操舵を行い、走行体１０の旋回方向の設定を行うことができる。

また、油圧ポンプＰから吐出された圧油は、昇降制御バルブ７２経由で昇降シリンダ２３に供給されるようになっており、コントローラ５０は、昇降操作レバー４３の操作状態に応じた方向及び量で、昇降制御バルブ７２のスプール（図示せず）を電磁駆動するので、作業台３０上の作業者は、昇降操作レバー４３の操作によって、昇降シリンダ２１を伸縮作動させ、作業台３０の昇降移動を行うことができる。

なお、走行体１０には、左右一対の前輪１１ａ，１１ｂのキングピン軸１５の周りの回転角から前輪１１ａ，１１ｂの舵角を検出する舵角検出器６１と、走行体１０の傾斜角を検出する傾斜角検出器６２と、バッテリＢの電圧を検出するバッテリ電圧検出器６３と、走行モータ１２ａ，１２ｂの巻線温度を検出するモータ温度検出器６４と、走行モータ１２ａ，１２ｂの電流を検出するモータ電流検出器６５とが設けられている。また、シザースリンク機構２０には、昇降シリンダ２１の作動速度等から作業台３０の昇降速度を検出する昇降速度検出器６６と、該リンク機構２０が走行体１０上に格納されているか否かを検出する格納検出器６７とが設けられている。これら検出器６１〜６７により検出された情報は、いずれもコントローラ５０に入力されるようになっている。

コントローラ５０は、インバータ制御部５１と、操舵制御部５２と、昇降制御部５３とから構成されている。

インバータ制御部５１は、進行停止操作検出器４１ａにより検出された走行操作レバー４１の操作状態（中立位置を基準とした操作方向及び操作量）の情報が入力されると、その検出された走行操作レバー４１の操作状態に応じたモータの回転数（すなわち速度）及び回転方向で、２つの走行モータ１２ａ，１２ｂが共通して回転するように、インバータＩＶの作動制御を行う。また、舵角検出器６１による検出結果に基づき、操舵されたと判定された場合（例えば、駆動輪１１ａ，１１ｂの舵角が所定角度以上になった場合）に、走行モータ１２ａ，１２ｂの回転数に対する出力トルク特性が緩やかになるように、インバータＩＶによる走行モータ１２ａ，１２ｂの駆動制御（いわゆるリブースト制御）を行うように構成されている。

さらに、インバータ制御部５１には、図８に示すように、予め４つのインバータ制御パターンＡ〜Ｄが設定されており、走行体１０の傾斜角とシザースリンク機構２０の格納状態に応じていずれかのパターンを選択し、実行する。

制御パターンＡには、インバータ制御部５１が、傾斜角検出器６２により検出された走行体１０の傾斜角が所定角未満で、格納検出器６２によりシザースリンク機構２０の格納状態が検出されているときは、初期値をほぼゼロとして走行指令値の増加に応じて増加させた周波数を指令周波数として設定するように構成されている。

制御パターンＢには、インバータ制御部５１が、傾斜角検出器６２により検出された走行体１０の傾斜角が所定角以上で、格納検出器６２によりシザースリンク機構２０の格納状態が検出されているときは、走行体１０の傾斜角に応じて予め設定されている走行体１０の逸走防止に必要なトルクを発生させる最小周波数を初期値として、走行指令値の増加に応じて増加させた周波数を指令周波数として設定するように構成されている。

なお、制御パターンＡおよびＢには、インバータ制御部５１が、走行操作レバー４１の操作に係わらず、走行体１０の傾斜角に応じて予め設定されている走行体１０の逸走防止に必要なトルクを発生させる最大周波数を上回らないように、指令周波数を設定している。

制御パターンＣには、インバータ制御部５１が、傾斜角検出器６２により検出された走行体１０の傾斜角が所定角未満で、格納検出器６２によりシザースリンク機構２０の格納状態が検出されていないときは、初期値をほぼゼロとして走行指令値の増加に応じて増加させた周波数を指令周波数として設定するように構成されている。但し、指令周波数が所定周波数を上回る際は、走行操作レバー４１の操作に係わらず、所定周波数を上回らないように）指令周波数が設定される。

制御パターンＤには、インバータ制御部５１が、傾斜角検出器６２により検出された走行体１０の傾斜角が所定角以上で、格納検出器６２によりシザースリンク機構２０の格納状態が検出されていないときは、インバータＩＶの作動を規制するように構成されている。

また、インバータ制御部５１は、傾斜地走行時に、バッテリＢが所定値よりも低電圧あるいは高電圧となったとき、あるいは走行モータ１２ａ，１２ｂの巻線温度が所定値よりも高くなったときには、これら検出値に基づいて予め設定されているカットバック率に応じて、走行指令値に基づいて得られる周波数を抑制し、この抑制した周波数を指令周波数に設定し、モータの出力トルクを確保して逸走を防止する、いわゆるカットバック機能を有している。

より具体的には、インバータ制御部５１は、傾斜角検出器６２により検出された走行体１０の傾斜角が所定角以上で、格納検出器６２によりシザースリンク機構２０の格納状態が検出されているときに、バッテリ電圧検出器６３により検出されたバッテリＢの電圧値が予め設定された許容電圧値の範囲外の場合、前記検出されたバッテリＢの電圧値に応じて走行指令値に基づいて得られる周波数を抑制し、この抑制した周波数を指令周波数として設定する。

例えば、許容電圧値を２０Ｖ以上〜３０Ｖ未満として設定し、図９に示すように、この許容電圧値の範囲内にあるときはカットバック率は０％（このときは走行指令値に基づいて得られる周波数をそのまま指令周波数として設定する）として、許容範囲外であり検出値が０〜１８Ｖ未満もしくは３５Ｖ以上のときはカットバック率は１００％として設定される。また、同じく許容範囲外であり、検出値が１８Ｖ以上〜２０Ｖ未満のときは、１００％を初期値として検出値の増加に応じて減少するように、検出値が３０Ｖ以上〜３５Ｖ未満のときは０％を初期値として検出値の増加に応じて増加するように、カットバック率が設定される。インバータ制御部５１は、このように設定されたカットバック率に応じて、走行指令値に基づいて得られる周波数を抑制し、この抑制した周波数を指令周波数としている。

また、インバータ制御部５１は、傾斜角検出器６２により検出された走行体１０の傾斜角が所定角以上で、格納検出器６２によりシザースリンク機構２０の格納状態が検出されているときに、モータ温度検出器６４により検出された走行モータ１２ａ，１２ｂの巻線温度が予め設定された許容温度以上の場合、走行指令値に基づき設定される周波数を、前記検出された走行モータ１２ａ，１２ｂの巻線温度に応じて抑制し、この抑制した周波数を指令周波数として設定する。

例えば、許容温度を０℃〜１２０℃に設定し、図１０に示すように、検出された巻線温度がこの許容温度範囲内であるときは０％として（このときは走行指令値に基づいて得られる周波数をそのまま指令周波数として設定する）、許容範囲外であり巻線温度が１２０℃以上〜１５０℃未満のときは、検出温度と許容上限温度（＝１２０℃）との差に比例するように、１５０℃以上のときは１００％としてカットバック率が設定される。インバータ制御部５１は、このように設定されたカットバック率に応じて、走行指令値に基づいて得られる周波数を抑制し、この抑制した周波数を指令周波数としている。

上記のカットバック機能が働いたときに、出力トルク不足になって走行体１０が傾斜地を後退することを防ぐため、インバータ制御部５１は、傾斜角検出器６２により検出された走行体１０の傾斜角が所定角以上で、格納検出器６２によりシザースリンク機構２０の格納状態が検出されているときに、モータ電流検出器６５により検出された走行モータ１２ａ，１２ｂの電流値が、走行体１０の傾斜角に応じて予め設定される許容電流値以下の場合、インバータＩＶの作動を停止させる。なお、本実施形態では、傾斜地走行時にインバータＩＶの作動が停止して、走行モータ１２ａ，１２ｂの作動が止まると、該モータ１２ａ，１２ｂに取り付けられているネガティブブレーキ１４が作動するように構成されている。

ここで、走行操作レバー４１の操作量と、インバータ制御部５１により出力される指令周波数との関係について、図１１を用いて説明する。走行操作レバー４１は、垂直姿勢の中立位置から、図１１（ａ）中の斜線で示す不感帯を経て、操作量ｘの位置から操作量ｙの位置を経て操作量ｚの位置まで傾動操作可能であるものとする。図１１（ｂ）において、実線が、傾斜角検出器６２により検出された走行体１０の傾斜角が所定角以上で、格納検出器６２によりシザースリンク機構２０の格納状態が検出されているとき（傾斜地走行時）に、走行操作レバー４１により設定される指令周波数を示す。また、図１１（ｂ）には、比較のため、一点鎖線により、傾斜角検出器６２により検出された走行体１０の傾斜角が所定角未満で、格納検出器６２によりシザースリンク機構２０の格納状態が検出されているとき（平坦地走行時）に、走行操作レバー４１により設定される指令周波数を示している。

図１１（ａ），（ｂ）に示すように、傾斜走行時に、走行操作レバー４１が傾動操作された場合、不感帯を経て操作量ｘに達すると、指令周波数として、走行体１０の傾斜角に応じて予め設定されている走行体１０の逸走防止に必要なトルクを発生させる最小周波数Ｈminが設定される。引き続き走行操作レバー４１が傾動操作されると、最小周波数Ｈminを初期値として、走行指令値の増加すなわち傾動操作量に応じて増加させた周波数が指令周波数として設定される。そして、操作レバー４１が操作量ｙの位置に達したとき、設定される指令周波数は、走行体１０の傾斜角に応じて予め設定されている走行体１０の逸走防止に必要なトルクを発生させる最大周波数Ｈmaxとなる。以後、操作レバー４１が操作量ｙの位置から操作量ｚの位置へと傾動操作されても、走行モータ１２ａ，１２ｂの出力トルクを維持して傾斜地における逸走を防止するため、指令周波数は最大周波数Ｈmaxを上回ることがないように設定される。

なお、走行操作レバー４１の操作量とインバータ制御部５１により出力される指令周波数との関係は、上記に限定されるものではなく、例えば、図１１（ｂ）の点線（Ｂ）で示すように、初期値設定後は変曲点を持たないように、レバー操作量に比例して指令周波数が設定されるように構成してもよい。この構成により、高所作業車１は、滑らかな走行が可能となる。

操舵制御部５２は、操舵操作検出器４２ａにより検出された操舵ダイヤル４２の操作状態（中立位置を基準とした操作方向及び操作量）の情報が入力されると、その検出された操舵ダイヤル４２の操作状態に応じた方の前輪の目標舵角を設定し、該当する側の前輪に設けられた舵角検出器６１により検出される舵角が、その目標舵角となるように操舵制御バルブ７１を駆動し、転舵機構１３の特性に基づいて、操舵シリンダ１７の伸長量をコントロールする。

さらに、操舵制御部５２は、走行体１０が右旋回するように操舵ダイヤル４２が操作されたときに、右側の非駆動輪（右側後輪）１１ｄを中心とする円弧状の走行軌道を描いて左右一対の駆動輪１１ａ，１１ｂがそれぞれ走行するように（図６（Ｂ）参照）、走行体１０が左旋回するように操舵ダイヤル４２が操作されたときに、左側の非駆動輪（左側後輪）１１ｃを中心とする円弧状の走行軌道を描いて左右一対の駆動輪１１ａ，１１ｂがそれぞれ走行するように（図６（Ｃ）参照）、転舵機構１３の特性を考慮しながら、操舵シリンダ１７の作動制御を行う。

昇降制御部５３は、昇降操作検出器４３ａにより検出された昇降操作レバー４３の操作状態（中立位置を基準とした操作方向及び操作量）の情報が入力されると、その検出された昇降操作レバー４３の操作状態に応じた走行体１０の目標昇降速度を設定し、昇降速度検出器６６により検出された作業台３０の昇降速度がその目標昇降速度となるように昇降制御バルブ７２のスプールを駆動し、昇降シリンダ２３の作動速度をコントロールする。

ここで、上記構成を有する作業車の制御装置を備えた高所作業車１を用いて、高所作業を行う場合について説明する。まず、走行体１０上にシザースリンク機構２０が格納されている状態で作業台３０に搭乗した作業者が、操作ボックス４０内の走行操作レバー４１及び操舵ダイヤル４２を操作して、左右の駆動輪兼操舵輪１１ａ，１１ｂを駆動・操舵し、高所作業車１を作業場所に移動させる。

このとき、走行体１０の傾斜角が所定角未満（平坦地走行）の場合は、インバータ制御部５１により制御パターンＡ（図８参照）が選択実行され、走行操作レバー４１の操作量の増加に伴い、指令周波数も増加し（図１１（ｂ）参照）、車速も増加する。

また、走行体１０の傾斜角が所定角以上（傾斜地走行）の場合は、インバータ制御部５１により制御パターンＢ（図８参照）が選択実行され、走行体１０の傾斜角に応じて予め設定されている走行体１０の逸走防止に必要なトルクを発生させる最小周波数を初期値として、走行指令値の増加に応じて増加させた周波数を指令周波数として設定されるため（図１１（ｂ）参照）、走行操作レバー４１が中立位置にあっても走行体１０は傾斜地をずり下がることがなく、走行操作レバー４１の操作量の増加に応じて（所定上限値まで）車速を増加させることができる。

但し、傾斜地走行の場合において、バッテリＢが所定値よりも低電圧あるいは高電圧となったとき、あるいは走行モータ１２ａ，１２ｂの巻線温度が所定値よりも高くなったときは、インバータ制御部５１のカットバック機能が働き、このカットバック機能の対象となっているバッテリＢの電圧値あるいはモータ１２ａ，１２ｂの巻線温度に応じて設定されている所定のカットバック率に基づき、走行モータ１２ａ，１２ｂへの出力が抑制される。

そして、走行モータ１２ａ，１２ｂの電流値が傾斜角に応じて予め設定される許容電流値以下となったとき、すなわち傾斜角に応じて予め設定されている走行体１０の逸走防止に必要なトルクが得られなくなったときは、インバータ制御部５１はインバータＩＶの作動を停止させるため、走行モータ１２ａ，１２ｂへの出力が停止する。すると、今まで開放されていたネガティブブレーキ１４が作動して、走行モータ１２ａ，１２ｂの回転軸を制動ロックするように構成されているため、本実施形態の高所作業車１では、傾斜地における走行体１０の逸走を防止することができる。

次に、作業場所への移動が完了すると、作業者は、操作ボックス４０内の昇降操作レバー４３を操作して、昇降シリンダ２３を伸長作動させ、シザースリンク機構２０を上昇させ、作業台３０を任意の作業高さに位置させる。なお、作業中に高所作業車１を移動させる場合には、走行操作レバー４１及び操舵ダイヤル４２を操作して、左右の駆動輪兼操舵輪１１ａ，１１ｂを駆動・操舵し、任意の作業場所に移動させる。

このとき、走行体１０の傾斜角が所定角未満（平坦地走行）の場合は、インバータ制御部５１により制御パターンＣ（図８参照）が選択実行され、走行操作レバー４１の操作量の増加に応じて、指令周波数を増加させ、車速を増加させることができる。但し、シザースリンク機構２０が未格納のままでの平坦地走行であるため、安全のために車速は低速である必要があり、操作レバー４１の操作量に係わらず、指令周波数の上限値は低く設定されている。

また、シザースリンク機構２０が未格納状態の場合は、高所作業時の安全確保のため、高速走行および傾斜地走行は規制され、低速走行および平坦地走行のみが許可されている。よって、走行モータ１２ａ，１２ｂが発生すべき出力トルクは小さくて済むため、本実施形態では励磁電流を低減している。その結果、電力の消費を抑えることができるため、バッテリＢの消耗を防いで、バッテリＢの寿命を延ばすことに貢献できる。

また、走行体１０の傾斜角が所定角以上（傾斜地走行）の場合は、すなわち未格納状態での傾斜地走行は、インバータ制御部５１により制御パターンＤ（図８参照）が選択実行され、インバータＩＶの作動規制を行い、安全のため、走行体１０の走行を許可しないようになっている。

作業終了後は、昇降操作レバー４３を操作して、昇降シリンダ２３を縮小作動させ、シザースリンク機構２０を下降させ、作業台３０を走行体１０上に格納する。そして、走行操作レバー４１及び操舵ダイヤル４２を操作して、インバータ制御部５１により制御パターンＡもしくはＢが選択され、左右一対の駆動輪１１ａ，１１ｂを駆動させ、高所作業車１を保管場所に移動させる。

これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば適宜改良可能である。

例えば、上記実施形態では、走行体１０の前後の走行制御のために操作される走行操作レバー４１（走行操作手段）と、走行体１０の旋回方向を設定するために操作される操舵ダイヤル４２（旋回操作手段）とが別々に設けられているが、これに限定されるものではなく、例えば、中立位置から前後左右及び斜め方向に傾動可能に構成された１本の傾動操作レバーを用いて、該レバーの傾斜角度と傾斜方向に応じて、前後走行と旋回移動とが行えるように構成してもよい。

本発明に係る高所作業車の斜視図である。上記高所作業車における、走行体の走行・操舵及び作業台の昇降に関する信号及び動作の伝達経路を示す図である。上記高所作業車におけるステアリング装置の構成を示す平面図である。上記高所作業車における操舵シリンダの伸長量と前輪の舵角との関係を示す図であり、（Ａ）は操舵シリンダの伸長量が零の状態、（Ｂ）は操舵シリンダの伸長量が正値の状態、（Ｃ）は操舵シリンダの伸長量が負値の状態を示している。上記高所作業車の作業台に備えられた操作ボックスの斜視図である。上記高所作業車における操舵ダイヤルの操作状態に応じた車輪の動きを示すイメージ図であり、（Ａ）は旋回中心の説明、（Ｂ）は最大舵角における右旋回時の状態、（Ｃ）は最大舵角における左旋回時の状態を示している。上記走行モータの出力特性を示す図である。上記インバータ制御部により実行される制御パターンＡ〜Ｄの説明図である。上記バッテリの電圧値に基づき設定されるカットバック率の説明図である。上記走行モータの巻線温度に基づき設定されるカットバック率の説明図である。上記走行操作レバーの操作量と、インバータ制御部により出力される指令周波数との関係についての説明図である。

符号の説明

１高所作業車（作業車）
１２ａ，１２ｂ走行モータ（誘導モータ）
１１ａ，１１ｂ前側の左右一対の車輪（駆動輪）
１３転舵機構
１４ネガティブブレーキ（制動手段）
１７操舵シリンダ
４１走行操作レバー（走行操作手段）
４２操舵ダイヤル
５０コントローラ
５１インバータ制御部（インバータ制御手段）
５２操舵制御部
６２傾斜角検出器（傾斜角検出手段）
６３バッテリ電圧検出器（バッテリ電圧検出手段）
６４モータ温度検出器（モータ温度検出手段）
６５モータ電流検出器（モータ電流検出手段）
６７格納検出器（格納検出手段）
Ｂバッテリ
ＩＶインバータ

Claims

前後左右に車輪を備え、前記車輪のうちの前側もしくは後側の左右一対の前記車輪が駆動輪である走行体と、
前記左右一対の駆動輪をそれぞれ独立に駆動する２つの誘導モータと、
前記２つの誘導モータに電力を供給するためのバッテリと、
操作に応じて前記走行体の走行指令値を設定する走行操作手段と、
前記バッテリからの直流電力を交流電力に変換して前記２つの誘導モータに供給し、前記２つの誘導モータの回転を共通に駆動するインバータと、
前記走行指令値に基づき設定された指令周波数の交流電流を前記２つの誘導モータに出力するように、前記インバータの作動制御を行うインバータ制御手段と、
前記走行体の傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、
前記誘導モータの電流を検出するモータ電流検出手段とを備え、
前記インバータ制御手段は、前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角が所定角以上のときに、前記モータ電流検出手段により検出された前記誘導モータの電流値が、前記傾斜角に応じて予め設定される許容電流値以下の場合、前記インバータの作動を停止させるとともに、
前記インバータ制御手段により前記インバータの作動を停止させたときに、前記前側もしくは後側の左右一対の前記車輪のうち少なくとも一方を制動する制動手段を有することを特徴とする作業車の走行制御装置。
前記走行体上に設けられ、上下方向に伸縮作動させて昇降移動可能に取り付けられた昇降装置と、
前記昇降装置が前記走行体上に格納されているか否かを検出する格納検出手段とを備え、
前記インバータ制御手段は、前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角が所定角以上で、前記格納検出手段により前記昇降装置の格納状態が検出されているときに、前記モータ電流検出手段により検出された前記誘導モータの電流値が、前記傾斜角に応じて予め設定される許容電流値以下の場合、前記インバータの作動を停止させることを特徴とする請求項１に記載の作業車の走行制御装置。
前記誘導モータの巻線温度を検出するモータ温度検出手段を備え、
前記インバータ制御手段は、前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角が所定角以上のときに、前記モータ温度検出手段により検出された前記誘導モータの巻線温度が予め設定された許容温度以上の場合、前記走行指令値に基づき設定される周波数を、前記検出された誘導モータの巻線温度に応じて抑制し、この抑制した周波数を指令周波数として設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の作業車の走行制御装置。
前記走行体上に設けられ、上下方向に伸縮作動させて昇降移動可能に取り付けられた昇降装置と、
前記昇降装置が前記走行体上に格納されているか否かを検出する格納検出手段とを備え、
前記インバータ制御手段は、前記傾斜角検出手段により検出された傾斜角が所定角以上で、前記格納検出手段により前記昇降装置の格納状態が検出されているときに、前記モータ温度検出手段により検出された前記誘導モータの巻線温度が予め設定された許容温度以上の場合、前記走行指令値に基づき設定される周波数を、前記検出された誘導モータの巻線温度に応じて抑制し、この抑制した周波数を指令周波数として設定することを特徴とする請求項３に記載の作業車の走行制御装置。