JPH09156895A - フォークリフトトラックのチルト自動水平停止装置 - Google Patents

フォークリフトトラックのチルト自動水平停止装置

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JPH09156895A
JPH09156895A JP32549995A JP32549995A JPH09156895A JP H09156895 A JPH09156895 A JP H09156895A JP 32549995 A JP32549995 A JP 32549995A JP 32549995 A JP32549995 A JP 32549995A JP H09156895 A JPH09156895 A JP H09156895A
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JP
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tilt
control
amount
control amount
horizontal stop
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JP32549995A
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English (en)
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Tetsuji Funahashi
哲次 舟橋
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Komatsu Forklift KK
Original Assignee
Komatsu Forklift KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リフト装置におけるチルト動において、水平
位置に容易に停止させる。 【解決手段】 傾斜角センサー13より検出した傾斜角
と設定したチルト水平停止位置との位置偏差を算出し、
この位置偏差が所定の値以下になった場合に、位置偏差
と電磁比例弁20への制御量との関係を定めた減速停止
用折れ線関数を基にして、位置偏差に対する電磁比例弁
への制御量を算出し、この制御量に基づいてチルトシリ
ンダー3を作動させて、リフト装置のチルト動を制御す
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】フォークリフトトラックの荷
役操作を電気油圧制御にて作業機を動作させる制御装置
において、作業機であるリフト装置のチルト動(前傾動
・後傾動)を水平位置に自動的に停止させるチルト自動
水平停止装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、フォークリフトトラックにおい
て、荷役作業を行うには、図1に示すように、チルトレ
バー1に機械的に直結した油圧制御弁2を、作業者がチ
ルトレバー1を操作することにより動作させ、油圧制御
弁2はその操作ストロークに応じて開口面積が変わるよ
うになり、チルトシリンダー3に流れる流量を変化させ
て、作業機であるリフト装置4のチルト動の動作方向及
び速度を制御するようにしていた。そして、このような
荷役作業において、リフト装置4のチルト動を水平位置
に停止させる場合、作業者は、前述のような操作を行い
ながら水平位置にリフト装置4のチルト動を停止させる
ようにしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のフォークリフト
トラックにおいては、チルトレバーに機械的に直結した
油圧制御弁の開口面積によって作業機であるリフト装置
のチルト動が制御されるようになっていた。したがっ
て、リフト装置のチルト動はチルトレバーの操作量に対
して機械的に決定されるので、その制御範囲が狭く、こ
のため荷役作業におけるリフト装置のチルト動を水平位
置に停止させる場合、思い通りにチルト動を水平位置に
停止させるのが困難であった。よって、この作業を行う
際、作業者においては、高い熟練性が要求されると共
に、作業時の精神的な負担が大きかった。また、経験の
浅い作業者にあっては、作業能率の低下、あるいは安全
性の低下を招く恐れがあった。本発明は、これらの問題
を解消することをその課題としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】チルトレバーの操作量を
検出して、この操作量を出力するポテンショメータと、
リフト装置の傾斜角を検出して、この傾斜角を出力する
傾斜角センサーと、該ポテンショメータから操作量を入
力して、入力した操作量より、チルトレバーの操作量と
電磁比例弁への制御量との関係を定めた関数を基にし
て、チルトレバーの操作量に対する電磁比例弁への制御
量を算出し、この制御量を出力すると共に、チルト自動
水平停止制御中に前記傾斜角センサーから傾斜角を入力
して、入力した傾斜角と設定したチルト水平停止位置と
の位置偏差が所定の値以下になった場合に、位置偏差と
電磁比例弁への制御量との関係を定めた減速停止用折れ
線関数を基にして、位置偏差に対する電磁比例弁への制
御量を算出し、この制御量を出力するコントローラと、
該コントローラから制御量を入力して、入力した制御量
を基にチルトシリンダーに流れる流量を制御する電磁比
例弁とを備えた構成とする。
【0005】
【作 用】チルト自動水平停止制御中に傾斜角センサ
ーから傾斜角を入力して、入力した傾斜角と設定したチ
ルト水平停止位置との位置偏差が所定の値以下になった
場合に、位置偏差と電磁比例弁の制御量との関係を定め
た減速停止折れ線関数を基にして、位置偏差に対する制
御量を算出し、この制御量に基づいてリフト装置のチル
ト動を制御することで、作業者がチルトレバーを単に作
動させておくだけでリフト装置において自動的にチルト
水平停止位置に停止させることができる。
【0006】
【実 施 例】本発明のフォークリフトトラックのチル
ト自動水平停止装置の一実施例について説明する。チル
ト自動水平停止装置の構成は、図2に示すように、チル
トレバー1の操作量を検出してこの操作量を出力するよ
うになるポテンショメータ11を備える。また、リフト
装置4にかかる荷重量を検出して、この荷重量を出力す
る圧力センサー12を備える。さらに、リフト装置4の
傾斜角を検出して、この傾斜角を出力するようになる傾
斜角センサー13を備え、該傾斜角センサー13はチル
トシリンダ3の伸縮量を検出して、これを電気的信号に
変換して出力するようになるものである。そして、リフ
ト装置4のチルト動の作動速度を高速/低速に切換える
高速/低速切換スイッチ14を備える。また、リフト装
置4における予め設定したチルト水平停止位置に自動的
に停止させるチルト自動水平停止制御を行うか行わない
かを切換えるチルト自動水平停止スイッチ15を備え
る。
【0007】そして、前記圧力センサー12から荷重量
を入力して、入力した荷重量より、荷重量に対応する補
正係数を算出すると共に、前記ポテンショメータ11か
ら操作量を入力して、入力した操作量をチルトレバー1
の操作量と電磁比例弁20への制御量との関係を定めた
関数を基に、算出した荷重量に対応する補正係数を加味
して、チルトレバー1の操作量に対する電磁比例弁20
への制御量を算出し、この制御量によるチルト前傾制
御、中立制御、後傾制御を行うと共に、前記傾斜角セン
サー13から傾斜角を入力して、入力した傾斜角と設定
したチルト水平停止位置との位置偏差が所定の値以下に
なった場合に、位置偏差と電磁比例弁20の制御量との
関係を定めた減速停止用折れ線関数を基にして、位置偏
差に対する電磁比例弁20への制御量を算出し、この制
御量を出力するようになるチルト自動水平停止制御を行
うコントローラ21を備える。
【0008】該コントローラ21には、制御プログラム
や定数を記憶するROM22、一時記憶が必要なデータ
を記憶するRAM23、制御プログラムを実行するCP
U25、CPU25が制御プロセスを実行したり時間計
測のための基準タイム信号を生成するクロック26、ア
ナログ信号をCPU25に伝達するためにデジタル信号
に変換するA/Dコンバータ27、CPU25で演算処
理されたデジタル信号をアナログ信号に変換するD/A
コンバータ28、CPU25からの指令値(D/Aコン
バータ28の出力)に比例したコイル電流を出力する比
例弁AMP29、入力信号をCPU25に伝達するスイ
ッチ入力回路30、CPU25からの出力信号を伝達す
る出力回路31をそれぞれ具備しており、算出したチル
トレバー1の操作量に対する電磁比例弁20への制御
量、あるいは位置偏差に対する電磁比例弁20への制御
量をD/Aコンバータ28に出力し、これらの制御量を
D/Aコンバータ28から比例弁AMP29を介してコ
イル電流に変換して出力する。
【0009】そして、前記コントローラ21からコイル
電流に変換された制御量を入力して、入力した制御量を
基に駆動して、チルトシリンダ3に流れる流量を制御す
る電磁比例弁20であるチルト前傾用電磁比例弁20a
とチルト後傾用電磁比例弁20bとを備える。
【0010】なお、該チルト前傾用電磁比例弁20aと
チルト後傾用電磁比例弁20bを配置する油圧装置にお
いては、図3に示すように、エンジン32あるいは作業
機モータにより駆動されて作動油源となる油圧ポンプ3
3を備え、該油圧ポンプ33からリフト電磁比例弁を介
してチルト前傾用電磁比例弁20aとチルト後傾用電磁
比例弁20bとに接続し、該チルト前傾用電磁比例弁2
0aとチルト後傾用電磁比例弁20bとにおいてはコン
トローラ21から入力した制御量に基づいて出力する流
量が決定されるようになり、このチルト前傾用電磁比例
弁20aとチルト後傾用電磁比例弁20bからチルトシ
リンダ3に接続し、チルトシリンダ3によりリフト装置
4によるチルト動が作動するようになる。このリフト装
置4によるチルト動の作業速度は前記チルト前傾用電磁
比例弁20a、あるいはチルト後傾用電磁比例弁20b
にて制御された流量により決定される。
【0011】さらに、前記コントローラ21からの信号
を入力して、リフト装置4のチルト動が水平停止位置に
停止した際に音を鳴らすようになるブザー38を備え
る。
【0012】次に、前記コントローラ21におけるチル
トレバー1の操作量に対する制御量によるチルト前傾制
御、中立制御、後傾制御について説明すると、予め定め
た複数の前傾高速用、前傾低速用あるいは後傾高速用、
後傾低速用の折れ点データから補間演算して前傾高速
用、前傾低速用あるいは後傾高速用、後傾低速用の折れ
線関数を生成し、これらの折れ線関数を基にして制御量
を算出し、この制御量に荷重量に対応する補正係数を加
味して制御量を算出し、この制御量によって制御するよ
うになる。このようになることで、チルトレバー1の操
作量に対応し、かつ荷重量に対応した最適なリフト装置
のチルト動制御を行うことができる。
【0013】具体的には、コントローラ21のROM2
2にチルト前傾高速側折れ点データであるF1f(θf
f1,qff1),F2f(θff2,qff2),F
3f(θff3,quf3),F4f(θff4,qf
f4)と、チルト前傾低速側折れ点データであるF1s
(θfs1,qfs1),F2s(θfs2,qfs
2),F3s(θfs3,qfs3),F4s(θfs
4,qfs4)と、チルト後傾高速側折れ点データであ
るB1f(θbf1,qbf1),B2f(θbf2,
qbf2),B3f(θbf3,qbf3),B4f
(θbf4,qbf4)と、チルト後傾低速側折れ点デ
ータであるB1s(θbs1,qbs1),B2s(θ
bs2,qbs2),B3s(θbs3,qbs3),
B4s(θbs4,qbs4)と、中立設定値であるθ
fn(チルト前傾側),θbn(チルト後傾側)とをそ
れぞれ記憶する。そして、CPU25において、このそ
れぞれの複数の折れ点から補間演算して、図4に示すよ
うな前傾高速用、前傾低速用あるいは後傾高速用、後傾
低速用の折れ線関数を生成して、これらの折れ線関数を
基にして制御量を算出する。
【0014】この補間演算については、例えば、チルト
前傾高速時において、チルトレバー1の操作量がθtで
θff2とθff3間にあるとすると、次のように補間
演算し制御量qteを算出する。 制御量qte=qff2+{(qff3−qff2)/
(θff3−qff2)}×(θt−θff2)
【0015】そして、算出した制御量qteに圧力セン
サー12からの荷重量より算出した荷重量に対応する補
正係数Kdを掛け合わせて制御量qtを算出し、この制
御量qtをD/Aコンバータ28に出力する。
【0016】この荷重量に対応する補正係数Kdとして
は、図5に示すように、無荷重時を1として、荷重の大
きさに応じて1より除々に小さくなり、その補正係数K
dの算出は、予め設定する補正係数における定数をKd
y、荷重における定数をWx、圧力センサー12から検
出した荷重量をWtとすると、次式によって算出され
る。 Kd=1−{(1−Kdy)/Wx}×Wt
【0017】次に、前記コントローラ21におけるチル
ト自動水平停止制御について説明すると、このチルト自
動水平停止制御は、前記チルト自動水平停止スイッチ1
5がONとなり、かつチルトレバー1が前傾側あるいは
後傾側に操作されている時に行われるものであり、前記
傾斜角センサー13から傾斜角を入力して、入力した傾
斜角と設定したチルト水平停止位置との位置偏差を算出
し、この算出した位置偏差が予め設定した所定の値以下
になった場合に、位置偏差と電磁比例弁20への制御量
との関係を定めた減速停止用折れ線関数を基にして位置
偏差に対する制御量を算出し、この制御量に荷重量に対
応する補正係数を加味して制御量を算出し、この制御量
によって制御するようになる。
【0018】具体的には、まず、予めチルト水平停止位
置をコントローラのROMに記憶させておく。そして、
チルト自動水平停止スイッチ15をONにすると、チル
ト自動水平停止制御を開始する。このチルト自動水平停
止制御は、作業者がチルトレバー1を前傾側あるいは後
傾側に操作すると、前傾側の場合は前傾方向に、後傾側
の場合は後傾方向にそれぞれチルト水平停止位置がある
かを検索する。
【0019】そしてチルト水平停止位置arがない場合
は通常のチルトレバー1の操作量に対する制御量による
チルト前傾制御、中立制御、後傾制御を行うようにな
る。
【0020】また、チルト水平停止位置arがある場合
は、次にチルト水平停止位置arの補正を行う。これ
は、荷重量によるタイヤの変形である車体の沈下を加味
する車体沈下補正と、コントローラ21から指令を出力
して、実際にリフト装置4が動作するまでのタイムラグ
を加味するオーバシュート補正とを行うようにするもの
である。この車体沈下補正は、図6に示すように無荷重
時を0とし荷重量が増すにつれ車体沈下補正量acdも
大きくなるもので、これによって算出した車体沈下補正
量acdをチルト水平停止位置arに加算するようにな
る。また、オーバシュート補正は、前傾時は図7に示す
ように無荷重時からオーバシュート補正量acfが除々
に小さくなるもので、後傾時は図8に示すように前傾時
と反対となり無荷重時からオーバシュート補正量acb
が除々に大きくなるもので、これによって前傾時は算出
したオーバシュート補正量acfをチルト水平停止位置
arに加算し、後傾時は算出したオーバシュート補正量
acdをチルト水平停止位置arに減算するようにな
る。
【0021】これは次式で表わされる。前傾時は、 チルト水平停止位置arc=チルト水平停止位置ar+
車体沈下補正量acd+オーバシュート補正量acf 後傾時は、 チルト水平停止位置arc=チルト水平停止位置ar+
車体沈下補正量acd−オーバシュート補正量acb となる。
【0022】次に、前記傾斜角センサー13から入力し
た傾斜角atとチルト水平停止位置arcとの位置偏差
εtを算出する。これは次式で表わされる。 位置偏差εt=チルト水平停止位置arc−傾斜角at となる。
【0023】そして、算出された位置偏差εtにより、
該位置偏差εtが所定の値以下になった場合に、位置偏
差と電磁比例弁への制御量との関係を定めた減速停止用
折れ線関数を基にして制御量qaeを算出する。
【0024】この位置偏差と電磁比例弁の制御量との関
係を定めた減速停止用折れ線関数は、図9に示すよう
に、位置偏差が停止制御領域と減速制御領域と通常制御
領域とに分かれており、そして、停止制御領域における
制御量qaeを0とし、減速制御領域における位置偏差
の最小値の制御量qaeをある値とし、ここから減速制
御領域における位置偏差の最大値まで制御量qaeを折
れ線状に徐々に上昇するようにしている。そして、通常
制御領域における制御量qaeを前述したチルトレバー
の操作量と電磁比例弁の制御量との関係を定めた関数を
基にして算出したチルトレバーの操作量に対する制御量
qteとしている。
【0025】これにより、算出される制御量qaeは、
位置偏差が通常制御領域にある場合はチルトレバーの操
作量に対する制御量qteとなり、位置偏差が所定の値
以下になる、すなわち減速制御領域にある場合は位置偏
差と電磁比例弁の制御量との関係を定めた減速停止用折
れ線関数を基にして算出した位置偏差に対する制御量q
aeとなり、位置偏差が停止制御領域にある場合は制御
量が0となる。
【0026】なお、停止制御領域となると、前記ブザー
38に信号を出力して該ブザー38より音を鳴らすよう
にする。
【0027】そして、このように算出された制御量qa
eに荷重補正を行う。この荷重補正は前述した圧力セン
サー12からの荷重量より算出した荷重量に対応する補
正係数kdを掛け合わせて制御量qaを算出するもの
で、この荷重補正した制御量qaをD/Aコンバータ2
8に出力するようになる。そして、この出力した制御量
qaによりチルトシリンダー3を制御する。
【0028】なお、減速制御領域における制御量の算出
において、通常制御領域から減速制御領域に移行する
際、通常制御領域の制御量が減速制御領域の制御量より
小さい場合、この小さい側の制御量を出力するように
し、すなわちこれを上限値(図9に示す矢印A)とし
て、これ以上大きな制御量を出力しないようにする上限
値制限を行う。
【0029】また、減速制御領域における制御量の算出
において、D/Aコンバータ28に出力する最後の制御
量にあっては、荷重量に対応する補正係数を加味して算
出されるので、まれに、制御量が小さくなりすぎてチル
トシリンダ3が作動しなくなる恐れがあった。このた
め、制御量の下限値(図9に示す矢印B)を設定してこ
れ以下の小さな制御量を出力しないようにする下限値制
限を行う。この下限値制限である下限値の設定は、前傾
時は図10に示すように、後傾時は図11に示すよう
に、それぞれ荷重量と下限値との関係を定めたものより
設定するようになっている。
【0030】なお、減速制御領域においては、位置偏差
に対する制御量としているが、チルトレバーの操作量に
対する制御量がこれよりも小さい場合、このチルトレバ
ーの操作量に対する制御量として、位置偏差に対する制
御量とチルトレバーの操作量に対する制御量とにおいて
常に小さい方の制御量とする。これは常に小さい方の制
御量を出力することで、作業者の意志を反映させること
が可能となるようにしている。
【0031】また、前述したチルト自動水平停止制御に
おいて、その解除については、チルトレバー1を中立状
態にし、かつチルト自動水平停止スイッチ15をOFF
にすることで解除する方式、あるいはチルト自動水平停
止スイッチ15のみをOFFにすることで解除する方式
のどちらかの方式で行なうようにする。
【0032】次に、チルト自動水平停止制御において、
CPU25の処理について概略的に図12に示すフロー
チャートにそって説明する。なお、これはチルト後傾時
についてである。まず、チルト自動水平停止スイッチ1
5がONかどうかを判定し、ONであると、次にチルト
レバー1が中立か中立でないかを判定し、中立でないと
判定すると、今度はチルトレバー1がチルト後傾側かチ
ルト前傾側かを判定し、チルト後傾側と判定すると、ま
ずチルト水平停止位置を検索する。
【0033】そして、後傾方向にチルト水平停止位置が
あるかどうかを判定し、なしと判定すると、チルトレバ
ー1の操作量に対する制御量を算出し、この制御量によ
り制御されるようになる。また、ありと判定すると、チ
ルト水平停止位置の車体沈下補正、オーバシュート補正
を行う。
【0034】そして、次に傾斜角とチルト水平停止位置
との位置偏差を算出し、この位置偏差がどの領域にある
かを判定する。
【0035】そして、通常制御領域と判定すると、チル
トレバー操作量に対する制御量によるチルト後傾制御を
行う。
【0036】また、停止制御領域と判定すると、ブザー
38より音を鳴らすと共に、制御量を0としてチルト停
止制御を行う。
【0037】また、減速制御領域と判定すると、位置偏
差と電磁比例弁への制御量との関係を定めた減速停止用
折れ線関数をRAM23に記憶する。
【0038】そして、記憶された減速停止用折れ線関数
を基にして、位置偏差に対する制御量を算出し、この算
出した制御量に荷重補正を行う。また、この時、上限値
制限も行う。
【0039】次に、チルトレバー1の操作量に対する制
御量と位置偏差に対する制御量を対比する。
【0040】そして、チルトレバー1の操作量に対する
制御量が小さいと判定すると、チルトレバー1の操作量
に対する制御量を出力してこの制御量によるチルト後傾
制御を行う。
【0041】また、位置偏差に対する制御量が小さいと
判定すると、次に下限値制限を行う。
【0042】そして、次に位置偏差に対する制御量を出
力してこの制御量による制御を行う。
【0043】このようにチルト自動水平停止制御におい
ては、位置偏差と電磁比例弁の制御量との関係を定めた
減速停止用折れ線関数を基にして算出した位置偏差に対
する制御量によりリフト装置のチルト動を制御するよう
になり、作業者はチルトレバーを単に作動させておくだ
けで自動的にチルト水平停止位置に停止させることがで
きる。
【0044】
【発明の効果】チルト自動水平停止制御中に傾斜角セン
サーから傾斜角を入力して、入力した傾斜角と設定した
チルト水平停止位置との位置偏差が所定の値以下になっ
た場合に、位置偏差と電磁比例弁への制御量との関係を
定めた減速停止用折れ線関数を基にして、位置偏差に対
する制御量を算出し、この制御量に基づいてリフト装置
のチルト動を制御することで、作業者がチルトレバーを
単に作動させておくだけでリフト装置においてスムーズ
な減速で自動的にチルト水平停止位置に停止させること
ができ、作業者に対する熟練性の要求や精神的負担等を
低減すると共に、初心者にいても容易かつ安全に作業を
行えるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のリフト装置の構成図。
【図2】本発明によるチルト自動水平停止装置の構成
図。
【図3】チルト自動水平停止装置における油圧装置の構
成図。
【図4】チルトレバーの操作量と電磁比例弁への制御量
との関係を定めた関数の図表。
【図5】荷重量に対する補正係数の図表。
【図6】車体沈下補正量の図表。
【図7】オーバシュート補正量の図表。
【図8】オーバシュート補正量の図表。
【図9】位置偏差と電磁比例弁への制御量との関係を定
めた関数の図表。
【図10】荷重量と下限値との関係を定めた図表。
【図11】荷重量と下限値との関係を定めた図表。
【図12】フローチャート図。
【符号の説明】 1…チルトレバー、2…油圧制御弁、3…チルトシリン
ダー、4…リフト装置、11…ポテンショメータ、12
…圧力センサー、13…傾斜角センサー、14…高速/
低速切換スイッチ、15…チルト自動水平停止スイッ
チ、20…電磁比例弁、20a…チルト前傾用電磁比例
弁、20b…チルト後傾用電磁比例弁、21…コントロ
ーラ、22…ROM、23…RAM、25…CPU、2
6…クロック、27…A/Dコンバータ、28…D/A
コンバータ、29…比例弁AMP、30…スイッチ入力
回路、31…出力回路、32…エンジン、33…油圧ポ
ンプ、38…ブザー。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チルトレバー1の操作量を検出して、こ
    の操作量を出力するポテンショメータ11と、 リフト装置4の傾斜角を検出して、この傾斜角を出力す
    る傾斜角センサー13と、 該ポテンショメータ11から操作量を入力して、入力し
    た操作量より、チルトレバー1の操作量と電磁比例弁2
    0への制御量との関係を定めた関数を基にして、チルト
    レバー1の操作量に対する電磁比例弁20への制御量を
    算出し、この制御量を出力すると共に、チルト自動水平
    停止制御中に前記傾斜角センサー13から傾斜角を入力
    して、入力した傾斜角と設定したチルト水平停止位置と
    の位置偏差が所定の値以下になった場合に、位置偏差と
    電磁比例弁20への制御量との関係を定めた減速停止用
    折れ線関数を基にして、位置偏差に対する電磁比例弁へ
    の制御量を算出し、この制御量を出力するコントローラ
    21と、 該コントローラ21から制御量を入力して、入力した制
    御量を基にチルトシリンダー3に流れる流量を制御する
    電磁比例弁20とを備えたことを特徴とするフォークリ
    フトトラックのチルト自動水平停止装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1447374A2 (de) * 2003-02-13 2004-08-18 Jungheinrich Aktiengesellschaft Stapler

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