JP7018072B2 - 高所作業車の走行制御方法及び走行制御装置 - Google Patents

高所作業車の走行制御方法及び走行制御装置 Download PDF

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Description

本発明は高所作業車の走行制御方法及び走行制御装置に関し,より詳細には,高所作業車の旋回性能を向上させ得る高所作業車の走行制御方法及び走行制御装置に関する。
従来,例えば建築現場における天井施工,天井(天井裏を含む)及び壁面高所における照明取付工事あるいは塗装工事等のような高所作業は足場を組立てて行っていたが,最近では作業の省力化と安全性を図るために自走式高所作業車が多用されている。
この自走式高所作業車は,車輪やクローラ等の走行装置を備えた車台上に,作業者等を乗せて昇降するデッキを備えると共に,このデッキを車台上で昇降させるための昇降装置を備えたもので,モータで駆動される車輪等によって構成された走行装置を備えた自走式高所作業車は機動性が高く,操作し易いことから,屋内の電気工事や内装工事などで広く使用されている。
このような高所作業車の走行装置としては,一例として前輪を操舵輪,後輪を駆動輪とした構成が一般的であり,駆動輪をモータによって駆動することで走行すると共に,操舵輪を油圧シリンダやモータ等の操舵アクチュエータで操舵することで,進行方向を変えることができるように構成したものが一般的である(特許文献1参照)。
日本国特開2007-38778号公報
高所作業車は,比較的狭い作業スペースでの作業が要求される場合もあることから,狭小のスペース内でも小回りが利くように最小旋回半径が小さく設計されていることが望ましい。
このような高所作業車の最小旋回半径を小さくしようとした場合,操舵輪の最大舵角を大きく取る設計をすることが考えられる。
しかしながら,図11に示すように,前輪133a,133bを操舵輪,後輪133c,133dを駆動輪とした車台130を備えた高所作業車では,各車輪133a~133dはそれらが向いている方向に進行しようとするため,操舵輪133a,133bの舵角(rudder angle)を大きく取って90°に近付けると,駆動輪133c,133dが進行しようとする方向と,操舵輪133a,133bが進行しようとする方向とが大きく乖離して直交に近い状態で交わることとなるため,駆動輪133c,133dの回転によって車台130を前方に押し出そうとする力は,操舵輪133a,133bによって大きな抵抗を受け,駆動輪133c,133dがスリップし,あるいは停止する等して走行が困難となる。
そのため,旋回時においても各車輪133a~133dを滑らかに回転させて円滑に走行させるためには,一例として図12に示すように,駆動輪(後輪)133c,133dのシャフトの延長線E1と,操舵輪(前輪)133a,133bのシャフトの延長線E2,E3とが交わる位置を旋回中心Cとし,各車輪133a~133dが旋回中心Cを中心とした同心の円軌道orb A~orb D上を走行するように構成することとなる。
ここで,高所作業車の走行時,駆動輪133c,133dはいずれも前進方向に回転しているため,旋回方向内側の駆動輪(図12の例では駆動輪133c)と旋回中心C間の距離を過度に短くして,旋回方向内側の駆動輪133cに,半径の小さな円軌道orb C上を走行させようとしてもこの円軌道orb C上を走行することができず,走行軌道が外側に膨らむ結果,高所作業車の旋回半径は大きくなる。
そのため,旋回方向内側の駆動輪133cと旋回中心Cとの間には,旋回方向内側の駆動輪133cを無理なく走行させるために必要な円軌道orb Cを形成するために必要な距離Lminを確保する必要があり,旋回方向内側の駆動輪133cよりも距離Lmin以上離れた位置に旋回中心Cを設ける必要があるため操舵輪133a,133bの取り得る最大舵角には一定の頭打ちがあり,操舵輪133a,133bの最大舵角を90°近くまで拡大することができない。
なお,車台130の最小旋回半径を小さくする方法としては,操舵輪である前輪133a,133bと駆動輪である後輪133c,133d間の間隔(ホイールベース)を短くすることも考えられる。
しかし,高所作業車ではデッキ(作業床)を上昇させて使用した際の安定性を確保して転倒等の危険性を小さくするために,前後の車輪間の間隔(ホイールベース)や,左右の車輪間の間隔(トレッド)を可及的に広く取ることが望ましく,前述したようにホイールベースを短くした構成では安定性が犠牲になる。
また,仮にホイールベースを短くしたとしても,旋回方向内側の駆動輪を円滑に走行させるためには,旋回方向内側の駆動輪と旋回中心間に,前述した距離Lminを確保する必要があるため,この構成の採用によっても,最小旋回半径を大幅に減少させることはできない。
なお,本発明の発明者らは,本願発明を完成させる過程において,操舵輪と駆動輪を別々に設ける構成に代え,図13に示すように操舵輪である前輪233a,233bそれぞれの内側にインホイールモータMを取り付け,操舵と駆動をいずれも前輪233a,233bで行うようにすることも検討した。
この構成では,後輪233c,233dのそれぞれをフリー回転させることで,前輪を操舵輪,後輪を駆動輪とした図11及び図12に示した構成に比較して,旋回性能が向上することが期待される。
しかし,高所作業車では,前述したようにデッキ(作業床)を上昇させた際の安定性を確保するために平面視における車台130の四隅に車輪233a~233dを設ける構成を採用する。
そのため,左右の操舵輪233a,233bにそれぞれインホイールモータMを設けた構成では,インホイールモータMも操舵輪233a,233bの操舵に伴って揺動することから,操舵輪233a,233bを大きな舵角で操舵すると,図13に示すように旋回方向内側の操舵輪233aに取り付けられているインホイールモータMが,車台の下より前方に飛び出すこととなる。
その結果,インホイールモータMの突出分,車台130の全長が長くなることから,狭小スペースで高所作業車を旋回させると,車台130の前方に突出したインホイールモータMや,このインホイールモータMに接続された電気配線や油圧ホース等が障害物と接触することで旋回できず,また,仮に旋回できたとしても障害物との接触によってインホイールモータMの破損や,インホイールモータMに接続された電気配線や油圧ホースに断線や切断等が生じるおそれがある。
更に,車台130の前方に突出するインホイールモータMを保護するためにモータカバー等を取り付けた場合,旋回時の車台130の全長は更に長くなるため,狭小空間における小回りにおいて不利となる。
そこで本発明は,上記従来技術における欠点を解消するために成されたもので,前輪を操舵輪,後輪を駆動輪とする既知の高所作業車が有する走行装置の構成を維持することで,最大舵角を大きく取った場合であっても,モータや電気配線,油圧ホース等が車台底部より露出して障害物等に衝突して破損等することがなく,しかも,操舵輪と駆動輪とを別々に設けた構成でありながら,最小旋回半径を大幅に小さくすることを可能とした高所作業車の走行制御方法及び走行制御装置を提供することを目的とする。
以下に,課題を解決するための手段を,発明を実施するための形態で使用する符号と共に記載する。この符号は,特許請求の範囲の記載と,発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするためのものであり,言うまでもなく,本願発明の技術的範囲の解釈に制限的に用いられるものではない。
上記目的を達成するために,本発明の高所作業車の走行制御方法は,
走行可能な車台30と,前記車台30上で昇降するデッキ10と,前記デッキ10を昇降させる昇降装置20を備え,前記車台30が,走行方向の一端側に設けた一対の操舵輪33a,33bと,前記車台30の走行方向の他端側に設けた一対の駆動輪33c,33dを備えると共に,前記操舵輪33a,33bの操舵によって旋回動作可能に構成された高所作業車2において,
前記駆動輪33c,33dのそれぞれに,各駆動輪33c,33dを駆動する駆動モータ351,352を設けて各駆動輪33c,33dの回転速度及び回転方向をそれぞれ独立して制御可能とし,
旋回方向内側の前記操舵輪33a又は33bの直進位置(0°)に対する舵角θが所定の第1の舵角(一例として±6°)以下のとき,前記一対の駆動輪33c,33dを同一の回転方向でかつ同一の回転速度で駆動する等速制御を行い,
旋回方向内側の前記操舵輪33a又は33bの前記舵角θが前記第1の舵角(一例として±6°)を超え,前記第1の舵角よりも大きい第2の舵角(一例として±54°)以下のとき,前記一対の駆動輪33c,33dの同一回転方向での駆動を維持しつつ,旋回方向外側の駆動輪に対し旋回方向内側の駆動輪の回転速度が遅くなる所定の回転速度差を以て前記一対の駆動輪33c,33dを駆動する差動制御を行い,
旋回方向内側の前記操舵輪33a又は33bの前記舵角θが前記第2の舵角(一例として±54°)を超え,90°以下のとき旋回方向内側の駆動輪を逆回転させる逆回転制御を行うことを特徴とする(請求項1)。
前記差動制御及び前記逆回転制御時における前記旋回方向外側の駆動輪の回転速度は,前記舵角θの増大に伴い減速することが好ましい(請求項2)。
また,前記差動制御において,前記舵角θが増大するに伴い前記回転速度差を増大させることが好ましい(請求項3)。
更に,前記逆回転制御において,前記舵角θが増大するに伴い,旋回方向内側の前記駆動輪の逆回転速度を増大させることが好ましい(請求項4)。
また,本発明の高所作業車の走行制御装置1は,
走行可能な車台30と,前記車台30上で昇降するデッキ10と,前記デッキ10を昇降させる昇降装置20を備え,前記車台30の走行方向の一端側に設けた一対の操舵輪33a,33bと,前記車台30の走行方向の他端側に設けた一対の駆動輪33c,33dを備えると共に,前記操舵輪33a,33bの操舵によって旋回動作可能に構成された高所作業車2において,
例えばダイヤル等の回動により前記操舵輪33a,33bを向けるべき操舵方向を入力する操舵入力装置(操舵ダイヤル)14と,
前記操舵輪33a,33bを操舵する,操舵アクチュエータ(油圧シリンダ)515を備えた操舵機構50と,
前進,後退及び停止の指令と前進及び後退時の走行速度を入力する走行入力装置(走行レバー)15と,
前記駆動輪33c,33dのそれぞれを独立して駆動する一対の駆動モータ351,352を備えた駆動装置35と,
前記操舵機構50と,前記駆動装置35を制御するコントローラ70を備え,
前記コントローラ70は,
前記操舵アクチュエータ515が前記操舵輪33a,33bを,前記操舵入力装置14の操作に対応して操舵するよう前記操舵機構50を制御すると共に,
前記走行入力装置15を介して行われた入力と,前記操舵輪33a,33bの直進位置(0°)に対する舵角θに応じて前記駆動装置35を制御し,
前記コントローラ70による前記駆動装置35の制御が,
旋回方向内側の前記操舵輪33a又は33bの前記舵角θが所定の第1の舵角(一例として±6°)以下のとき,前記一対の駆動輪33c,33dを駆動する前記駆動モータ351,352を,いずれも,前記走行入力装置15で入力された進行方向と走行速度に対応した同一の回転方向,同一の回転速度で駆動する等速制御を前記駆動装置35に実行させ,
旋回方向内側の前記操舵輪33a又は33bの前記舵角θが前記第1の舵角(一例として±6°)を超え,前記第1の舵角よりも大きい第2の舵角(一例として±54°)以下のとき,前記一対の駆動輪33c,33dの同一回転方向での駆動を維持しつつ,旋回方向外側の駆動輪に対し旋回方向内側の駆動輪の回転速度を遅くする所定の回転速度差で前記駆動モータ351,352を駆動させる差動制御を前記駆動装置35に実行させ,
旋回方向内側の前記操舵輪33a又は33bの前記舵角θが前記第2の舵角(一例として±54°)を超え,90°以下のとき旋回方向内側の駆動輪のみを走行方向に対し逆回転させるよう前記駆動モータ351,352を駆動させる逆回転制御を前記駆動装置35に実行させることを特徴とする(請求項)。
なお,本明細書において「回動」とは,軸支位置を中心とした動作を言い,ダイヤル等の時計回り方向,反時計回り方向への動作に限定されず,軸支されたレバーの前後又は左右方向等への二次元上の動作も含む。
前記走行制御装置1に,更に前記操舵輪33a,33bの直進位置(0°)に対する舵角θを検出する舵角検出器17を設け,
前記コントローラ70が,前記舵角検出器17が検出した検出舵角を前記操舵輪の前記舵角θとして前記駆動装置35を制御するように構成することができる(請求項)。
又は,前記操舵入力装置14を,直進位置に対し前記操舵輪33a,33bを向けるべき舵角を入力可能に構成し,
前記コントローラ70が,前記操舵入力装置14で入力された舵角を前記操舵輪33a,33bの前記舵角θとして前記駆動装置35を制御するように構成しても良い(請求項)。
前記コントローラ70は,前記差動制御及び前記逆回転制御時における前記旋回方向外側の駆動輪の回転速度を,前記操舵輪33a,33bの前記舵角θが増大するに伴い低下させるよう前記駆動装置35を制御するように構成することが好ましい(請求項)。
また,前記コントローラ70は,前記差動制御において,前記操舵輪33a,33bの前記舵角θが増大するに伴い前記回転速度差を増大させるように前記駆動装置を制御するように構成することが好ましい(請求項)。
更に前記コントローラ70は,前記逆回転制御において,前記操舵輪33a,33bの前記舵角θが増大するに伴い,旋回方向内側の前記駆動輪の逆回転速度を増大させるよう前記駆動装置を制御するように構成することが好ましい(請求項10)。
なお,前記操舵入力装置はこれを操舵ダイヤル14とし,前記コントローラ70は,前記操舵ダイヤル14の中立位置に対する回動角度と,旋回方向内側の操舵輪の直進位置に対する舵角とを一致させるよう,前記操舵機構50を制御するように構成することが好ましい(請求項11)。
以上で説明した本発明の構成により,本発明の走行制御方法で制御された高所作業車では,以下の顕著な効果を得ることができた。
前記操舵輪33a,33bの直進位置(0°)に対する舵角θが所定の第1の舵角(一例として±6゜)以下のとき,前記一対の駆動輪33c,33dを同一の回転方向でかつ同一の回転速度で駆動する等速制御を行い,第1の舵角(一例として±6°)を超え,第2の舵角(一例として±54°)以下の範囲では,前記一対の駆動輪33c,33dの同一回転方向での駆動を維持しつつ,旋回方向外側の駆動輪に対し旋回方向内側の駆動輪の回転速度が遅くなる所定の回転速度差を以て前記一対の駆動輪33c,33dを駆動する差動制御を行い,前記舵角θが前記第2の舵角(一例として±54°)を超えると,旋回方向内側の駆動輪を逆回転させる逆回転制御を行うことで,前側の車輪が操舵輪で,後側の車輪が駆動輪とした構成を維持しつつ,最小旋回半径を大幅に小さくすることができ,狭い空間内であっても高所作業車の取り回しが容易となった。
特に第2の舵角(一例として±54°)を超えると旋回方向内側の駆動輪が逆回転することで,図2(B)に示すように操舵輪(旋回方向内側の操舵輪33a)を90°に操舵した際に,旋回中心Cを,旋回方向内側の駆動輪33cよりも旋回方向外周側(駆動輪33d側)に配置することができ,その結果,従来の高所作業車に比較して最小旋回半径を大幅に減少させることができた。
高所作業車の全体構成を示す正面図。 本発明の走行制御装置を備えた車台の,(A)は直進時,(B)は最大舵角での右旋回時の平面図。 本発明の走行制御装置のブロック図。 操舵機構の説明図。 操作盤の平面図。 操舵ダイヤルの回動角度に基づく操舵制御のフロー図。 操舵ダイヤルを中立位置から右に回動させた後,再度中立位置に戻した場合の操舵制御例を示したフロー図。 駆動制御のフロー図。 操舵ダイヤルの回動方向に基づく操舵制御のフロー図。 本発明の別の走行装置のブロック図。 舵角を90°近くとした場合の各車輪の走行方向の説明図(従来)。 車台の旋回中心の説明図(従来)。 操舵輪にインホイールモータを設けた場合に想定される問題点の説明図。
以下に,本発明の高所作業車2の走行制御装置1を,添付図面を参照しながら説明する。
〔高所作業車の全体構成〕
本発明の走行制御装置1が搭載される高所作業車2の全体構成を一例として図1に示す。
図1に示す高所作業車2は,車輪33を有する車台30上に,昇降するデッキ10と,該デッキ10を昇降させる昇降装置20を備える。
このデッキ10は作業員や荷物等を搭載して昇降させるもので,図示の実施形態ではデッキの周りに防護柵11を設けることにより,搭乗した作業者等の落下が防止されている。
このデッキ10を昇降させる前述の昇降装置20は,作業者が搭乗したデッキ10を昇降させることができるものであれば既知の各種の構造のものを採用可能であるが,本実施形態では一例としてシザースリンク機構と油圧シリンダによって構成された昇降装置20を設けている。
前述の昇降装置20及びデッキ10を搭載する前述の車台30は,駆動モータ35(351,352)やバッテリ(図示せず)等の必要な機器を収容するためのケーシングとして機能する箱型の本体31と,前記本体31上に搭載されたフレーム32とを備え,このフレーム32を介して前述のシザースリンク機構である昇降装置20の下端が,車台30上に取り付けられている。
このフレーム32の下部に設けられた前述の本体31は,図2に示す平面視において,紙面左右方向に長さ方向を有する長方形に形成されており,この本体31の長さ方向における両端側に,幅方向に突出した車軸に対しそれぞれ車輪33(33a~33d)が取り付けられている。
この車輪33は,一対の駆動輪(後輪)33c,33dと,一対の操舵輪(前輪)33a,33bによって構成され,このうちの駆動輪33a,33bを,駆動モータ351,352を備えた後述の駆動装置35によって駆動すると共に,操舵輪33a,33bを,操舵アクチュエータ515を備えた後述の操舵機構50によって操舵することで,高所作業車2(車台30)を走行させることができるように構成されている。
〔走行制御装置〕
(1)走行制御装置の全体構成
前述した車台30を作業者の操作によって走行させることができるようにするために,本発明の走行制御装置1は,図3に示すように,操舵輪を操舵するための操舵機構50,駆動輪を駆動するための駆動装置35,作業者が動作指示を入力する入力装置13,及び操舵輪の舵角を検出する舵角検出器17,並びに,前記入力装置13によって入力された動作指示と舵角検出器17の検出舵角に基づいて,前述した操舵機構50と駆動装置35の動作を制御するコントローラ70によって構成されている。
(2)操舵機構
前述の操舵輪33a,33bを操舵する操舵機構50は,本実施形態では操舵輪33a,33bを操舵する操舵装置51と,この操舵装置51に対し油圧を供給する油圧供給装置52によって構成されている。
この操舵装置51は,一例として図4に示すように操舵輪33a,33bが取り付けられるナックル511,511と,このナックル511,511を揺動可能に車台30に軸支するキングピン512,512,左右のナックル511,511を,連結ピン513,513を介して連結するタイロッド514,及び,前記ナックル511,511を,キングピン512,512を支点に揺動させる操舵アクチュエータによって構成されている。
図示の実施形態では,左右キングピン512,512間の間隔に対し,タイロッド514を連結する連結ピン513,513間の間隔を僅かに長く形成し,旋回時,旋回方向内側の操舵輪〔図2(B)の例では操舵輪33a〕の舵角に対し,旋回方向外側の操舵輪〔図2(B)の例では操舵輪33b〕の舵角が小さくなるように構成している(アッカーマン機構)。
図4に示す実施形態では,前述の操舵アクチュエータとして油圧シリンダ515を採用しており,この油圧シリンダ515のピストンロッドの先端を,タイロッド514に連結すると共に,前記ピストンロッドとは反対側において油圧シリンダ515を車台30の本体31に揺動可能に固定することで,油圧シリンダ515に対する作動油の導入と排出によってピストンロッドを進退移動させることで操舵輪33a,33bを所望の方向に操舵することができるように構成されている。
図示の実施形態において,操舵輪33a,33bは,油圧シリンダ515が伸長することにより平面視で時計回り方向に操舵(右旋回)され,油圧シリンダ515の縮小により平面視で反時計回り方向に操舵(左旋回)されるように構成されている。
操舵アクチュエータとして油圧シリンダ515を採用した本実施形態では,この油圧シリンダ515に対する作動油の導入及び排出を制御するための油圧供給装置52を設けている。
この油圧供給装置52は,作動油を貯留するオイルタンク521と電動式の油圧ポンプ522,及び前記油圧ポンプ522と前述の油圧シリンダ515間の油圧回路を切り換える,電磁式の方向切換弁523によって構成されており,方向切換弁523をA位置に切り換えることで,油圧シリンダ515が伸長して操舵輪33a,33bは時計回り方向(右旋回方向)に操舵され,方向切換弁523をB位置に切り換えることで,油圧シリンダ515が縮小して操舵輪33a,33bは反時計回り方向(左旋回方向)に操舵され,方向切換弁523をC位置に切り換えることで,油圧シリンダ515に対する給油と,油圧シリンダ515からの排油が停止して,油圧シリンダ515を所定の伸縮位置で固定することができるように構成されている。
なお,図2及び図4に示した構成では操舵アクチュエータとして油圧シリンダ515を設ける構成を示したが,操舵アクチュエータとしては,例えばナックル512,512間を連結する前述のタイロッド514にラックギヤを設けると共に,このラックギヤと噛合するピニオンギヤを備えた電動モータを設け,これを操舵アクチュエータとすると共に,前述した油圧供給装置52を省略して,この電動モータを後述するコントローラ70からの制御信号によって直接制御等するように構成する等しても良い。
(3)駆動装置
前述した駆動輪33c,33dを駆動する駆動装置35は,各駆動輪33c,33dをそれぞれ駆動する駆動モータ(右側駆動モータ351,左側駆動モータ352)を備え,各駆動モータ351,352によって各駆動輪33c,33dをそれぞれ独立した回転方向と回転速度で回転させることができるように構成している。
図2に示す実施形態では,各駆動モータ351,352の回転を,動力伝達機構(図示の例ではチェーン37とスプロケット38,39)を介して各駆動輪33c,33dに伝達する構成を示したが,これらの駆動モータ351,352は,各駆動輪33c,33dのホイールの内側にインホイールモータとして直接取り付けるものとしても良い。
また,駆動装置35には,車台に搭載したバッテリ(図示せず)から各駆動モータ351,352に供給される電力を制御する電力制御装置(右側電力制御装置353,左側電力制御装置354)が設けられている(図3参照)。
この電力制御装置(右側電力制御装置353,左側電力制御装置354)は,後述するコントローラ70より受信した目標回転速度に対応して,バッテリからの電力を該目標回転速度で駆動モータ351,352を駆動させることができる電力に変換して出力するもので,一例として,後述するコントローラ70より受信した目標回転速度に対応してバッテリの電圧を,駆動モータ351,352を目標回転速度で回転させる電圧に変圧して出力するチョッパ回路を備えた電力制御装置や,バッテリからの直流を後述するコントローラ70より受信した目標回転速度で駆動モータを回転させ得る交流に変換して出力するインバータ等によって構成される。
なお,本実施形態では駆動モータ351,352として電気モータを採用しているが,駆動モータ351,352は,各駆動輪33c,33dの回転方向と回転速度をそれぞれ独立して制御することができるものであれば,電気モータに限らず,油圧モータを使用しても良く,この場合,前述した電力制御装置353,354に代え,各駆動モータ351,352に導入する作動油を制御する構成を駆動装置35に設ける。
(4)入力装置(操作盤)
高所作業車2のデッキ10上に搭乗した作業者が高所作業車2を運転することができるようにするために,デッキ10の一端側の防護柵11には,入力装置である操作盤13が取り付けられている(図1参照)。
この操作盤13には,一例として図5に示すように操舵輪33a,33bを向けるべき操舵方向を入力するための操舵入力装置(図示の例では操舵ダイヤル)14と,車台30の前進,後退,停止及び走行速度を入力するための走行入力装置(図示の例では走行レバー)15が設けられており,操作盤13に設けた操舵入力装置(操舵ダイヤル)14と走行入力装置(走行レバー)15の操作によって,高所作業車2の前進,後退,停止及び走行速度制御と操舵を行うことができるように構成されている。
図示の実施形態において前述の操舵入力装置はポテンショメータ付きの操舵ダイヤル14であり,この操舵ダイヤル14を操作すると,操舵ダイヤル14のポテンショメータが回動角度に応じた電気信号を後述するコントローラ70に出力し,これにより操舵ダイヤル14で入力した回動角度に応じてコントローラ70が操舵機構50を制御して操舵輪33a,33bを向けるべき操舵方向へ操舵できるよう構成されている。
なお,操舵ダイヤル14の回動角度と,操舵輪33a,33bの舵角とは必ずしも一致させる必要はないが,本実施形態では,作業者に対し操舵ダイヤル14の回動角度と車台の旋回方向とが一致した感覚を与えることで運転を行い易くすべく,操舵ダイヤルを図5に示す中立位置(目印14aが紙面上方を向いた0°の位置)から時計回りに90°,反時計回りに90°の計180°の範囲で回動させることができるように構成すると共に,この操舵ダイヤル14の回動角度の変化に対応して,操舵輪33a,33bの舵角,具体的には,右旋回時には旋回方向内側となる右操舵輪33aの舵角を直進位置(0°)から時計回りに90°の範囲で,左旋回時には旋回方向内側となる左操舵輪33bの舵角を反時計回りに90°の範囲で操舵させることができるように構成している。
また,この操作盤13には,前述した走行入力装置としてポテンショメータ付きの走行レバー15が設けられており,走行レバー15の操作位置に応じた電気信号がコントローラ70に出力され,これにより走行レバー15を中立位置とすることで高所作業車2を停止させ,前傾により前進,後傾により後退させることができると共に,傾動角度を変化させることにより,高所作業車2の走行速度を調整することができるように構成されている。
なお,本実施形態では前述した操舵入力装置として操舵ダイヤル14を設ける例を説明したが,この構成に代えレバー式の操舵入力装置を設けるものとしても良く,また,走行入力装置として走行レバー15を設ける構成を説明したが,この構成に代え,ダイヤル式の走行入力装置を設けるものとしても良く,これらは既知の各種入力装置への変更が可能である。
また,本実施形態では操舵入力装置14と走行入力装置15をそれぞれ別個に設ける構成について説明したが,操舵入力装置14と走行入力装置15は,これを例えば前後左右に傾動可能なジョイスティックのような単一の入力装置によって実現するものとしても良い。
(5)舵角検出器
前述した操舵ダイヤル14の入力に従って操舵輪33a,33bを正確に制御するために,本実施形態では操舵輪33a,33bの舵角を検出する舵角検出器17を設け,後述するコントローラ70に,この舵角検出器17によって検出された操舵輪33a,33bの舵角を入力している(図3参照)。
この舵角検出器17は,左右いずれかのキングピン512の回動角度を検出する検出器や,タイロッド514とリンクを介して連結され,タイロッド514の揺動から舵角を検出する舵角検出器のように,左右の操舵輪33a,33bの舵角を共通の舵角検出器17によって検出するように構成するものとしても良く,又は,右操舵輪33aの舵角を検出する舵角検出器と,左操舵輪33bの舵角を検出する舵角検出器をそれぞれ別個に設けるものとしても良い。
(6)コントローラ
前述のコントローラ70は,図3に示すように入力装置である操作盤13に設けた操舵入力装置(操舵ダイヤル)14と走行入力装置(走行レバー)15,及び前述した舵角検出器17からの入力に従い,操舵機構50の油圧供給装置52に設けた方向切換弁523,及び駆動装置35に設けた電力制御装置(右側電力制御装置353,左側電力制御装置354)の動作を制御する電子制御ユニットである。
このコントローラ70は,操舵ダイヤル14の中立位置からの回動角度に基づいて設定した目標舵角と,舵角検出器17によって検出された検出舵角を比較し,目標舵角と検出舵角の偏差が0となる方向に操舵機構50の油圧シリンダ515を作動させるように前述した方向切換弁523を制御することで,操舵制御を行う。
前述したように,操舵ダイヤル14を中立位置から時計回りに90°,反時計回りに90°の計180°の範囲で回動可能とする一方,操舵装置51としてアッカーマン機構を採用したことで,旋回方向外側の操舵輪の舵角は,旋回方向内側の操舵輪に対し切れ角が小さくなる本実施形態にあっては,旋回方向外側の操舵輪の舵角の範囲と操舵ダイヤル14の回動角度の範囲は一致しないことから,操舵ダイヤル14の回動角度に,旋回方向内側の操舵輪の舵角を一致させるように制御することが好ましい。
一例として,右操舵輪33aの舵角を検出する舵角検出器と,左操舵輪33bの舵角を検出する舵角検出器をそれぞれ別個に設ける構成では,コントローラ70は車台30の右旋回時には旋回方向内側の操舵輪である右操舵輪33aの舵角に基づいて操舵機構50を制御すると共に,左旋回時には旋回方向内側である左操舵輪33bの舵角に基づいて操舵機構50を制御する。
また,一例として左右いずれかの操舵輪33a,33bの舵角を検出する単一の舵角検出器17を設けた構成では,旋回方向内側の操舵輪に対する旋回方向外側の操舵輪の舵角差を予めコントローラ70に記憶させておき,この舵角差に基づいて目標舵角又は検出舵角を補正して,操舵ダイヤル14の回動角度と,旋回方向内側の操舵輪の舵角が一致するように制御する。
一例として,右操舵輪33aを軸支するキングピン512の回動角度を検出する舵角検出器17のみを設けた構成において,右操舵輪33aの舵角が直進位置を中心に時計回りでは0~90°,反時計回りでは0~-75°で変化すると仮定すると,コントローラ70は,操舵ダイヤル14を中立位置から時計回りに回動させた場合には操舵ダイヤル14の中立位置からの回動角度をそのまま目標舵角に設定すると共に,直進位置に対する検出舵角をそのまま目標舵角と比較する一方,操舵ダイヤル14を中立位置から反時計回りに回動させた場合には,操舵ダイヤル14の中立位置からの回動角度を75/90倍した角度を目標舵角として設定するか,又は舵角検出器17が検出した右操舵輪33aの直進位置に対する検出舵角を90/75倍した値を左操舵輪33bの検出舵角として操舵制御を行う。
また,コントローラ70は,走行レバー15と操舵ダイヤル14を介して行われた入力に従って,右側及び左側の各駆動モータ351,352の目標回転速度を設定すると共に電力制御装置(右側電力制御装置353,左側電力制御装置354)に対し出力し,電力制御装置(右側電力制御装置353,左側電力制御装置354)が図示せざるバッテリの電力を,目標回転速度を発生させために必要な電力に変換して各駆動輪33c,33dに出力することで,各駆動輪33c,33dを目標回転速度で回転させる駆動制御が行えるようになっている。
〔動作等〕
(1)操舵制御
以上で説明した走行制御装置1を備えた高所作業車2において,操舵入力装置(操舵ダイヤル)14を操作して行う操舵制御は,一例として以下のように行われる(図6参照)。
デッキ10上に搭乗した作業者が,操作盤13に設けた操舵ダイヤル14を中立位置に対して時計回りに回動,又は,反時計回りに回動する操作をして,操舵輪33a,33bを向けるべき操舵方向,本実施例では操舵輪の直進位置に対する舵角を,操舵ダイヤル14の中立位置に対する回動角度によって入力すると,この操舵ダイヤル14の操作により,コントローラ70は,操舵ダイヤル14に設けられたポテンショメータから操舵ダイヤル14で入力された回動角度を受信する(図6のstep A1)。
操舵ダイヤル14の回動角度を受信したコントローラ70は,操舵ダイヤル14より受信した回動角度を「目標舵角」に設定する(図6のstep A2)。
また,コントローラ70は,操舵輪33a,33bの舵角を検出する舵角検出器17の検知信号を「検出舵角」として受信する(図6のstep A3)。
本実施形態において,コントローラ70は,操舵ダイヤル14が中立位置にあるときの目標舵角を「0」,時計回り方向に操作されたときには正(+)の値の目標舵角を,反時計回り方向に操作されたときには負(-)の値の目標舵角を設定する。
また,コントローラ70は,舵角検出器17の検知信号に基づいて,操舵輪が平面視において直進位置にあるときは検出舵角「0」,直進位置に対して時計回り方向に操舵されている場合には正(+)の値の検出舵角,反時計回り方向に操舵されている場合には負(-)の値の検出舵角をそれぞれ取得する。
この目標舵角と検出舵角に基づいて,コントローラ70は,検出舵角が前述した目標舵角と一致する(偏差が0になる)ように操舵機構50に設けた方向切換弁523を切り換えて油圧シリンダ515を作動させる,比例制御を行う。
この比例制御を行うために,コントローラ70は,操舵ダイヤル14の回動角度に基づいて設定した前述の目標舵角から,舵角検出器17の検知信号に基づく検出舵角を減算して「偏差」を求める(図6のstep A4)。
コントローラ70は,求めた偏差が正(+)の値である場合には,方向切換弁523を図4におけるA位置に切り換える作動信号を出力し,油圧シリンダ515を伸長させ(図6のstep A5),偏差が負(-)である場合には,方向切換弁523を図4におけるB位置に切り換える作動信号を出力し,油圧シリンダ515を縮小させる(図6のstep A6)。
コントローラ70は,舵角検出器17の検知信号を継続的に監視して,検出舵角と目標舵角の偏差が「0」になると,方向切換弁523を図4におけるC位置に切り換える作動信号を出力し,油圧シリンダ515に対する作動油の供給と回収を遮断して油圧シリンダ515を停止させる(図6のstep A7)。
これにより,操舵ダイヤル14の操作によって入力された目標舵角に,舵角検出器17が検出した操舵輪33a,33bの検出舵角を一致させる(偏差を0とする)制御が行われる。
一例として,操舵ダイヤル14が中立位置にあり,かつ操舵輪33a,33bが直進位置にある状態から,操舵ダイヤル14を時計回り方向に回動させた場合の動作を,図7を参照して説明する。
この操舵ダイヤル14の操作によって入力された回動角度をコントローラ70が受信すると(図7のstep B1),コントローラ70は,操舵ダイヤル14の回動角度に対応して正(+)の目標舵角を設定すると共に(図7のstep B2),舵角検出器17によって検出された検知信号に基づき直進位置にある操舵輪の舵角「0」を取得し(図7のstep B3),正(+)の目標舵角から,検出舵角「0」を減算して正(+)の値の偏差を算出する(図7のstep B4)。
この正(+)の値の偏差に対応して,コントローラ70は,方向切換弁523を図4のA位置に切り換える作動信号を出力し,油圧シリンダ515を伸長させる(図7のstep B5)。
この方向切換弁523の切り換えにより,油圧シリンダ515が伸長して操舵輪33a,33bが平面視において時計回り方向へ回動すると,舵角検出器17よりコントローラ70が受信する検出舵角は正(+)の値となると共に,その絶対値が増大し,目標舵角と検出舵角との偏差が徐々に減少し,やがて「0」となる。
このようにして,偏差が「0」になると,コントローラ70は油圧シリンダ515を停止させるべく,方向切換弁523を図4のC位置に切り換える作動信号を出力して,油圧供給装置52と油圧シリンダ515間の作動油の流れを遮断して油圧シリンダ515を停止させる(図7のstep B6)。
方向切換弁523の作動遅れなどにより目標舵角よりも検出舵角が大きくなり,偏差が負(-)の値になると,コントローラ70は方向切換弁523を図4のB位置に切り換える作動信号を出力し,油圧シリンダ515を縮小させる作動油の流れを生じさせる(図7のstep B7)。
そして,偏差が「0」になると,油圧供給装置52と油圧シリンダ515間の作動油の流れを遮断するC位置に方向切換弁523を切り換える作動信号を出力して油圧の供給を停止して,作業者によって操舵ダイヤル14の回動角度が固定されている間,この回動角度に対応して操舵輪33a,33bの舵角を固定する(図7のstep B6)。
油圧シリンダ515が停止した状態から,例えば作業者が操舵ダイヤル14を再度中立位置に戻すと,コントローラ70は,操舵ダイヤル14が中立位置にある状態に対応する目標舵角「0」から,正(+)の検出舵角を減算して,負(-)の偏差を算出し(図7のstep B8),この演算結果に基づいて,方向切換弁523を図4のB位置に切り換える作動信号を出力し,油圧シリンダ515を縮小させる(図7のstep B9)。
これにより,操舵輪33a,33bが反時計回り方向に操舵されることで目標舵角と検出舵角との偏差が徐々に減少し,操舵輪33a,33bが中立位置となるまで油圧シリンダ515が縮小すると偏差が「0」となり,コントローラ70は油圧供給装置52と油圧シリンダ515間の作動油の流れを遮断する位置に方向切換弁523を切り換える作動信号を出力して,操舵輪33a,33bを中立位置に固定する(図7のstep B6)。
このように,コントローラ70は目標舵角と検出舵角の偏差を0にするように,方向切換弁523に対し作動信号を出力することで,作業者による操舵ダイヤル14の操作に対応して操舵輪33a,33bが操舵されるように構成される。
(2)駆動制御
前述した走行制御装置1を備えた高所作業車2において,走行入力装置(走行レバー15)による入力と,操舵輪33a,33bの舵角θに従った駆動モータ351,352の回転速度制御は,一例として以下のように行われる。
なお,走行レバー15の操作によって駆動モータ351,352を制御するために,コントローラ70は,走行レバー15の操作位置の変化に対応して変化する,左右の駆動モータ351,352に共通の「基本回転速度」を予め記憶している。
この「基本回転速度」は,本実施形態において走行レバー15の中立位置において「停止」を示す「0」の基本回転速度,中立位置に対して前側へ傾倒した状態では「前進」を表す正(+)の基本回転速度,中立位置に対し後側へ傾倒した状態では「後退」を表す負(-)の基本回転速度となるように設定されていると共に,中立位置に対し前側又は後側に対する傾倒角度の増大に伴い,基本回転速度の絶対値が増加するように設定されている。
また,コントローラ70は,舵角検出器17の検出舵角により,前述の基本回転速度に対し右側駆動モータ351と左側駆動モータ352の回転速度をそれぞれどのように補正するかについての対応関係を補正係数として記憶している。
本実施形態では,操舵制御においても使用した舵角検出器17が検出した操舵輪33a,33bの舵角(検出舵角)θを駆動制御においても使用し,下記の表1に示すようにこの検出舵角に応じて,前述した「基本回転速度」を減速して各駆動モータ351,352の目標回転速度を算出するための「減速係数」を記憶している。
なお,本実施形態では前述した補正係数を「減速係数」として記憶しているが,この補正係数は,舵角検出器17の検出舵角に応じて基本回転速度を増速する「増速係数」として記憶するものとしても良い。
また,以下に説明する実施形態では,コントローラ70は舵角検出器17が検出した検出舵角に基づいて目標回転速度を算出する構成について説明するが,操舵ダイヤル14の中立位置からの回動角度と操舵輪33a,33bの舵角θを一致させるように操舵制御を行う本実施形態にあっては,舵角検出器17の検出舵角に基づく制御に代えて,コントローラ70は,操舵ダイヤル14の回動角度に基づいて目標回転速度を算出するように構成するものとしても良い。
この場合には,コントローラ70に,操舵ダイヤル14の回動角度の変化によって前述の基本回転速度に対し右側駆動モータ351と左側駆動モータ352の回転速度をそれぞれどのように補正するかについての対応関係を補正係数として記憶させておく。
この対応関係も,操舵ダイヤル14の回動角度に応じて,前述した「基本回転速度」を減速して各駆動モータ351,352の目標回転速度を算出するための「減速係数」として記憶するようにしても良く,又は操舵ダイヤルの回動角度に応じて基本回転速度を増速する「増速係数」として記憶するものとしても良い。
Figure 0007018072000001
なお,本実施形態では,操舵装置51にアッカーマン機構を採用したことで,右旋回時,直進位置に対し右操舵輪33aの舵角が0~90°,左操舵輪の舵角が0~75°の範囲で変化すると共に,左旋回時,右操舵輪33aの舵角が0~-75°,左操舵輪の舵角が0~-90°の範囲で変化するように構成されていると共に,右操舵輪33aを軸支するキングピン512の回動角度を検出する舵角検出器17のみを設けた構成を採用する。
従って,本実施形態において上記表1における検出舵角θは,右旋回時においては舵角検出器17が検出した右操舵輪33aの舵角がそのまま検出舵角(+θ)となる一方,左旋回時においては舵角検出器17が検出した右操舵輪33aの舵角を90/75倍して求めた左操舵輪33bの舵角を検出舵角(-θ)として記載している。
以上で説明した基本回転速度と減速係数(補正係数)を使用し,走行レバーの傾動方向(前傾・後傾)と傾動角度,及び,操舵輪33a,33bの舵角θ(本実施形態では舵角検出器17の検出舵角)に従って左右の駆動輪(駆動モータ)の回転速度を制御する処理の一例を,図8を参照して説明する。
作業者が走行レバー15及び操舵ダイヤル14を操作すると,コントローラ70は,走行レバー15の傾動方向と傾動角度,及び舵角検出器17の検出舵角をいずれも取得する(図8のstep C1)。
走行レバー15の傾動方向と傾動角を受信したコントローラ70は,予め記憶した対応関係に基づいて走行レバー15が中立位置である場合には「0」の基本回転速度を設定し,また,前傾位置である場合には正(+)の,後傾位置である場合には負(-)の値の目標回転速度を,それぞれ傾動角に応じた絶対値で設定する(図8のstep C2)。
そして,コントローラ70は,前述した基本回転速度に,舵角検出器17より受信した検出舵角に基づき特定した,表1に示す減速係数を乗算して,右側駆動モータ351が発生すべき目標回転速度と,左側駆動モータ352が発生すべき目標回転速度をそれぞれ算出する(図8のstep C3)。
このうち右側駆動モータ351の目標回転速度は,前述した基本回転速度に,表1に示す舵角検出器17の検出舵角に対応した右側減速係数を乗じることにより算出され,また,左側駆動モータ352の目標回転速度は,前述した基本回転速度に,表1に示す舵角検出器17の検出舵角に対応した左側減速係数を乗じることにより算出される。
このようにして,コントローラ70によって算出された右側駆動モータ351の目標回転速度は,右側駆動モータ351に対する電力供給を制御する右側電力制御装置353に出力され,また,左側駆動モータ352の目標回転速度は,左側駆動モータ352に対する電力供給を制御する左側電力制御装置354に出力される(図8のstep C4)。
コントローラ70より右側駆動モータ351の目標回転速度を受信した右側電力制御装置353は,受信した目標回転速度に対応して変換された電力を右側駆動モータ351に対し出力して,右側駆動モータ351を目標回転速度で回転させ,また,コントローラ70より左側駆動モータ352の目標回転速度を受信した左側電力制御装置354は,受信した目標回転速度に対応して変換された電力を左側駆動モータ352に対して出力することで,左側駆動モータ352を目標回転速度で回転させる(図8のstep C5)。この減速係数(右側減速係数,左側減速係数)は,表1に示すように舵角検出器17の検出舵角を所定範囲毎に区分して成る「操舵レベル」に応じてそれぞれ設定されており,舵角検出器17の検出舵角が属する操舵レベルに応じて,それぞれ下記の制御が行われる。
なお,以下の説明では,操舵ダイヤル14を時計回り方向に操作した場合を例にとり説明し,反時計回り方向に操作した場合は左右逆となるため説明を省略する。
本実施形態では,右操舵輪33aの検出舵角(0~90°)と左操舵輪33bの検出舵角(0~-90°)の合計180°の範囲(-90°~+90°の範囲)を,12°毎に-7~+7の計15段階の操舵レベルに分割して,操舵レベル毎に減速係数を規定している(表1参照)。
舵角検出器17の検出舵角θが操舵レベル「0」の範囲にある場合,すなわち,第1の舵角(±6°)以下の範囲である場合,右側及び左側共に減速係数は1.0であることから(表1参照),コントローラ70は,右側電力制御装置353,左側電力制御装置354のいずれに対しても基本回転速度そのまま目標回転速度,すなわち,左右の駆動モータ共に同一の目標回転速度を設定する(図8のstep C3-1)。
したがって,この目標回転速度を受信した右側電力制御装置353及び左側電力制御装置354は,右側駆動モータ351と左側駆動モータ352を同一の回転方向,同一の回転速度で回転させる等速制御を行う。
また,舵角検出器17の検出舵角θが操舵レベル0を超えて操舵レベル+1~+4(+54°)のいずれかの範囲内にある場合,すなわち第1の舵角(±6°)を超え第2の舵角(±54°)以下の範囲では,旋回方向外側となる左側の減速係数に対し,旋回方向内側となる右側の減速係数を小さくしている。但し,第2の舵角以下の範囲では,左右の減速係数共に,正(+)の値が維持されている。
従って,第1の舵角を超え,第2の舵角以下の範囲では,コントローラ70は,左側電力制御装置354に対して出力する目標回転速度に対し,右側電力制御装置353に対して出力する目標回転速度を低速に設定し(図8のstep C3-2),これにより,左側電力制御装置354と右側電力制御装置353は,左側駆動モータ352と右側駆動モータ351を同一の回転方向に回転させるが,左側駆動モータ352に対し右側駆動モータ351の回転速度を低速とする差動制御を行い,高所作業車の旋回を円滑に行うことができるようにしている。
特に,本実施形態では,舵角検出器17の検出舵角θが増大して操舵レベルが+1から+4に増加するに従い,旋回方向外側,内側いずれの駆動輪33c,33dの回転速度共に減速することで,走行速度が低下し,旋回半径の減少に伴う横方向加速度の増大を抑えることで,旋回時における高所作業車が横ぶれを生じ難くしている。
また,操舵輪33a,33bの舵角の増大に伴って図12に示した旋回中心Cが旋回方向内側の駆動輪(133c)に徐々に近付くと,これに伴い外輪の軌道円orb Dの円周長に対する,内輪の軌道円orb Cの円周長の割合が小さくなることから,本実施形態では,操舵輪33a,33bの舵角の増大に伴い,内外輪の速度差を大きくすることで,円滑な旋回を行うことができるように構成している。
更に,舵角検出器17の検出舵角θが操舵レベル+4,すなわち第2の舵角(±54°)を超え+5~+7に該当するに至ると,旋回方向外側となる左側の減速係数は正(+)のままであるが,旋回方向内側である右側の減速係数を負(-)の値に転じるように構成している(表1参照)。
これにより,コントローラ70は,旋回方向外側である左側電力制御装置354に対し正(+)の目標回転速度を設定するが,旋回方向内側である右側電力制御装置353に対しては,逆回転の目標回転速度である負(-)の目標回転速度を設定し(図8のstep C3-3),これにより左側駆動モータ352と右側駆動モータ351の回転方向を逆転させる逆回転制御が行われる。
このように,操舵輪33a,33bの舵角を大きくした際に旋回方向内側の駆動輪が逆回転することで,特に,本実施形態では,舵角検出器17の検出した舵角が操舵レベル+7(+78°<θ≦+90°)に該当すると,左側の減速係数を0.6,右側の減速係数を-0.6として,左右の駆動輪33c,33dが逆方向に同速度で回転するように構成したことで,図2に示すように車台30の旋回中心Cを,旋回方向内側の駆動輪(右駆動輪33c)の位置を超えて,旋回方向外側の駆動輪(左駆動輪33d)側に位置させることができ,これにより高所作業車2の最小旋回半径を大幅に減少させることができるものとなっている。
なお,以上で説明した駆動制御では,左右の電力制御装置353,354は,コントローラ70からの目標回転速度を受信することで,受信した目標回転速度に対応した電力を各駆動モータ351,352に対し出力する構成について説明した。
これに対し,図10に示す走行制御装置1では,更に右駆動輪33cの回転速度を検出する右側回転速度検出器18aと,左駆動輪33dの回転速度を検出する左側回転速度検出器18bをそれぞれ設け,右側電力制御装置353は,右側回転速度検出器18aによって検出された検出回転速度と,コントローラ70より受信した目標回転速度の偏差が「0」となるように右側駆動モータ351へ出力する電力を制御し,また,左側電力制御装置354は,左側回転速度検出器18bによって検出された検出回転速度と,コントローラ70より受信した目標回転速度の偏差が「0」となるように左側駆動モータ352へ出力する電力を制御するように構成し,各駆動モータ351,352の回転速度を,回転速度検出器18a,18bが検出した検出回転速度に基づいて制御する,フィードバック制御を行うように構成するものとしても良い。
これにより,各駆動輪33c,33dの回転速度を正確に制御することができ,例えば旋回する車台30の外側に位置する駆動輪(外輪)の回転トルクが不足して,回転速度検出器によって検出された実際の回転速度が目標回転速度よりも低下し,または旋回する車台30の内側に位置する駆動輪(内輪)の回転トルクが過大となって実際の回転速度検出器によって検出された実際の回転速度が目標回転速度よりも増大して高所作業車の旋回軌道が外側に膨らんで旋回半径を増大させることを防止できることで,高所作業車2の旋回性能のより一層の向上を図ることができる。
〔その他:操舵制御の変形例〕
図6及び図7を参照して説明した操舵制御では,コントローラ70が,中立位置に対する操舵ダイヤル14の回動角度に基づいて目標舵角を設定し,舵角検出器17の検知信号に基づいて検出舵角を取得し,検出舵角が目標舵角と一致する(偏差が0になる)ように操舵機構50の方向切換弁523に作動信号を出力するように制御している。
これに対し,本実施形態では,中立位置に対する操舵ダイヤル14の回動角度に基づいた前述の操舵制御に代えて,コントローラ70が,中立位置に対する操舵ダイヤル14の回動方向に基づいて操舵機構50の方向切換弁523に作動信号を出力するように制御し,操舵ダイヤル14の操作によって入力された回動方向へ,操作している間,操舵輪33a,33bを操舵するように構成した。
具体的には,コントローラ70は,作業者が操舵ダイヤル14を操作すると,この操作により操舵ダイヤル14が中立位置に対して時計回り側,又は,反時計回り側のいずれの位置に変位しているかを「回動方向」として受信する(図9のstep D1)。
回動方向を受信したコントローラ70は,回動方向に対応して,回動方向が時計回りのときには方向切換弁523を図4におけるA位置に切り換える作動信号を出力し,油圧シリンダ515を伸長させて操舵輪33a,33bを時計回りに操舵し(図9のstep D2),回動方向が反時計回りのときには方向切換弁523を図4におけるB位置に切り換える作動信号を出力し,油圧シリンダ515を縮小させて操舵輪33a,33bを反時計回りに操舵し(図9のstep D3),中立位置のときには方向切換弁523を図4におけるC位置に切り換える作動信号を出力し,油圧シリンダ515に対する作動油の供給と回収を遮断して油圧シリンダ515を停止させ,操舵輪33a,33bの操舵を停止する(図9のstep D4)。
これにより,操舵ダイヤル14の操作によって入力された回動方向へ,操作している間,操舵輪33a,33bが操舵される。
なお,操舵制御を操舵ダイヤル14の回動方向に基づいて行う構成に変更した場合であっても,駆動制御については,先の実施形態と同じ方法(図8参照)によって行うことができる。
すなわち,表1に示すように舵角検出器17で検出された検知信号に基づく直進位置に対する検出舵角に応じて,基本回転速度に左右の減速係数をそれぞれ乗じて左右の目標回転速度をそれぞれ算出し,この左右の目標回転速度を左右の電力制御装置353,354へそれぞれ出力し,左右の目標回転速度に対応して変換された電力を左右の駆動モータ351,352に対してそれぞれ出力する。そして,左右の駆動モータ351,352をそれぞれ目標回転速度で回転させ,等速制御,差動制御,逆回転制御が行われる。
このように,操舵制御を操舵ダイヤル14の回動方向に基づいて行う本実施形態では,図6及び図7を参照して説明した操舵制御とは異なる操舵制御を採用するが,駆動制御については同様の制御を行うため,本実施形態の構成においても同様に,高所作業車2の最小旋回半径を大幅に減少させることができるものとなっている。
なお,コントローラ70は,図6及び7を参照して説明したように操舵ダイヤル14の回動角度に基づく操舵制御を行う構成に代えて,本実施形態のように操舵ダイヤル14の回動方向に基づく操舵制御のみを行うように設定にすることもできるが,回動角度に基づく操舵制御と回動方向に基づく操舵制御の両方を行うことができるように設定しておき,何れか一方の制御を任意に選択可能にしてもよい。
1 走行制御装置
2 高所作業車
10 デッキ
11 防護柵
13 入力装置(操作盤)
14 操舵入力装置(操舵ダイヤル)
14a 目印
15 走行入力装置(走行レバー)
17 舵角検出器
18a 回転速度検出器(右側)
18b 回転速度検出器(左側)
20 昇降装置(シザースリンク機構)
30 車台
31 本体
32 フレーム
33 車輪
33a 右操舵輪(前輪)
33b 左操舵輪(前輪)
33c 右駆動輪(後輪)
33d 左駆動輪(後輪)
35 駆動装置
351 右側駆動モータ
352 左側駆動モータ
353 右側電力制御装置
354 左側電力制御装置
37 チェーン
38,39 スプロケット
50 操舵機構
51 操舵装置
511 ナックル
512 キングピン
513 連結ピン
514 タイロッド
515 操舵アクチュエータ(油圧シリンダ)
52 油圧供給装置
521 オイルタンク
522 油圧ポンプ
523 方向切換弁
70 コントロ―ラ
130 車台
133a 右操舵輪(前輪)
133b 左操舵輪(前輪)
133c 右駆動輪(後輪)
133a 左駆動輪(後輪)
233a 右操舵輪兼駆動輪(前輪)
233b 左操舵輪連駆動輪(前輪)
233c 右後輪
233a 左後輪
C 旋回中心
E1 後輪シャフトの延長線
E2,E3 前輪シャフトの延長線
orb A~orb D 各車輪の円軌道


Claims (11)

  1. 走行可能な車台と,前記車台上で昇降するデッキと,前記デッキを昇降させる昇降装置を備え,前記車台が,走行方向の一端側に設けた一対の操舵輪と,前記車台の走行方向の他端側に設けた一対の駆動輪を備えると共に,前記操舵輪の操舵によって旋回動作可能に構成された高所作業車において,
    前記駆動輪のそれぞれに,各駆動輪を駆動する駆動モータを設けて各駆動輪の回転速度及び回転方向をそれぞれ独立して制御可能とし,
    旋回方向内側の前記操舵輪の直進位置に対する舵角が所定の第1の舵角以下のとき,前記一対の駆動輪を同一の回転方向でかつ同一の回転速度で駆動する等速制御を行い,
    旋回方向内側の前記操舵輪の前記舵角が前記第1の舵角を超え,前記第1の舵角よりも大きい第2の舵角以下のとき,前記一対の駆動輪の同一回転方向での駆動を維持しつつ,旋回方向外側の駆動輪に対し旋回方向内側の駆動輪の回転速度が遅くなる所定の回転速度差を以て前記一対の駆動輪を駆動する差動制御を行い,
    旋回方向内側の前記操舵輪の前記舵角が前記第2の舵角を超え,90°以下のとき旋回方向内側の駆動輪を逆回転させる逆回転制御を行うことを特徴とする高所作業車の走行制御方法。
  2. 前記差動制御及び前記逆回転制御時における前記旋回方向外側の駆動輪の回転速度を,前記舵角の増大に伴い減速することを特徴とする請求項1記載の高所作業車の走行制御方法。
  3. 前記差動制御において,前記舵角が増大するに伴い前記回転速度差を増大させることを特徴とする請求項1又は2記載の高所作業車の走行制御方法。
  4. 前記逆回転制御において,前記舵角が増大するに伴い,旋回方向内側の前記駆動輪の逆回転速度を増大させることを特徴とする請求項1~3いずれか1項記載の高所作業車の走行制御方法。
  5. 走行可能な車台と,前記車台上で昇降するデッキと,前記デッキを昇降させる昇降装置を備え,前記車台の走行方向の一端側に設けた一対の操舵輪と,前記車台の走行方向の他端側に設けた一対の駆動輪を備えると共に,前記操舵輪の操舵によって旋回動作可能に構成された高所作業車において,
    前記操舵輪を向けるべき操舵方向を入力する操舵入力装置と,
    前記操舵輪を操舵する,操舵アクチュエータを備えた操舵機構と,
    前進,後退及び停止の指令と前進及び後退時の走行速度を入力する走行入力装置と,
    前記駆動輪のそれぞれを独立して駆動する一対の駆動モータを備えた駆動装置と,
    前記操舵機構と,前記駆動装置を制御するコントローラを備え,
    前記コントローラは,
    前記操舵アクチュエータが前記操舵輪を,前記操舵入力装置の操作に対応して操舵するよう前記操舵機構を制御すると共に,前記走行入力装置を介して行われた入力と,前記操舵輪の直進位置に対する舵角に応じて前記駆動装置を制御し,
    前記コントローラによる前記駆動装置の制御が,
    旋回方向内側の前記操舵輪の前記舵角が所定の第1の舵角以下のとき,前記一対の駆動輪を駆動する前記駆動モータを,いずれも,前記走行入力装置で入力された進行方向と走行速度に対応した同一の回転方向,同一の回転速度で駆動する等速制御を前記駆動装置に実行させ,
    旋回方向内側の前記操舵輪の前記舵角が前記第1の舵角を超え,前記第1の舵角よりも大きい第2の舵角以下のとき,前記一対の駆動輪の同一回転方向での駆動を維持しつつ,旋回方向外側の駆動輪に対し旋回方向内側の駆動輪の回転速度を遅くする所定の回転速度差で前記駆動モータを駆動させる差動制御を前記駆動装置に実行させ,
    旋回方向内側の前記操舵輪の前記舵角が前記第2の舵角を超え,90°以下のとき旋回方向内側の駆動輪のみを走行方向に対し逆回転させるよう前記駆動モータを駆動させる逆回転制御を前記駆動装置に実行させることを特徴とする高所作業車の走行制御装置。
  6. 前記操舵輪の直進位置に対する舵角を検出する舵角検出器を設け,
    前記コントローラが,前記舵角検出器が検出した検出舵角を前記操舵輪の前記舵角として前記駆動装置を制御することを特徴とする請求項記載の高所作業車の走行制御装置。
  7. 前記操舵入力装置が,直進位置に対し前記操舵輪を向けるべき舵角を入力可能に構成されており,
    前記コントローラが,前記操舵入力装置で入力された舵角を前記操舵輪の舵角として前記駆動装置を制御することを特徴とする請求項記載の高所作業車の走行制御装置。
  8. 前記コントローラは,前記差動制御及び前記逆回転制御時における前記旋回方向外側の駆動輪の回転速度を,前記操舵輪の前記舵角が増大するに伴い低下させるよう前記駆動装置を制御することを特徴とする請求項5~7いずれか1項記載の高所作業車の走行制御装置。
  9. 前記コントローラは,前記差動制御において,前記操舵輪の前記舵角が増大するに伴い前記回転速度差を増大させるように前記駆動装置を制御することを特徴とする請求項5~8いずれか1項記載の高所作業車の走行制御装置。
  10. 前記コントローラは,前記逆回転制御において,前記操舵輪の前記操舵角が増大するに伴い,旋回方向内側の前記駆動輪の逆回転速度を増大させるよう前記駆動装置を制御することを特徴とする請求項5~9いずれか1項記載の高所作業車の走行制御装置。
  11. 前記操舵入力装置が操舵ダイヤルであり,前記コントローラは,前記操舵ダイヤルの中立位置に対する回動角度と,旋回方向内側の操舵輪の直進位置に対する舵角とを一致させるよう,前記操舵機構を制御することを特徴とする請求項5~10いずれか1項記載の高所作業車の走行制御装置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114454958A (zh) * 2021-12-31 2022-05-10 湖南中联重科智能高空作业机械有限公司 高空作业平台及其控制方法和控制系统
CN114771654B (zh) * 2022-04-07 2023-07-07 东风柳州汽车有限公司 一种汽车转向的控制方法、装置、终端设备和存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005112300A (ja) 2003-10-10 2005-04-28 Toyota Motor Corp 乗り物
JP2007038778A (ja) 2005-08-02 2007-02-15 Aichi Corp 作業車のステアリング装置
JP2010260447A (ja) 2009-05-07 2010-11-18 Yanmar Co Ltd 車両

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09294779A (ja) 1996-04-30 1997-11-18 Aisin Seiki Co Ltd 車椅子
US6951259B2 (en) * 1998-12-03 2005-10-04 Koji Irikura Multi-wheel vehicle
EP1914140B1 (en) * 2005-05-31 2012-07-18 Kabushiki Kaisha Aichi Corporation Traveling control device of vehicle
EP2420431A4 (en) * 2009-04-17 2014-05-21 Yanmar Co Ltd VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING FEEDBACK
CN103112367B (zh) * 2013-03-01 2016-01-06 西南大学 一种后轮为独立电机驱动的电动汽车的驱动控制系统
CN204727561U (zh) * 2015-05-19 2015-10-28 徐工集团工程机械股份有限公司 剪叉式高空作业平台行走差速装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005112300A (ja) 2003-10-10 2005-04-28 Toyota Motor Corp 乗り物
JP2007038778A (ja) 2005-08-02 2007-02-15 Aichi Corp 作業車のステアリング装置
JP2010260447A (ja) 2009-05-07 2010-11-18 Yanmar Co Ltd 車両

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