JPWO2020095341A1 - 産業車両 - Google Patents

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Abstract

制御部(30)は、ステアリング角度センサ(21)と操舵輪角度センサ(22)からの信号に基づいて、ステアリング(15)の角度と後輪の角度とが対応するように後輪の操舵角を変更するための操舵輪角度制御部と、重量センサ(43)により検出した積荷の重量と、位置センサ(44)により検出した積荷の高さ位置に基づいてフォークリフトと積荷とをあわせた重心高さを演算する重心高さ演算部と、重心高さ演算部により演算した重心高さと速度センサ(42)により検出した車両の速度とに基づいて車両が転倒しない最小旋回半径に対応する後輪の角度を演算する角度演算部と、角度演算部により演算した最小旋回半径に対応する後輪の角度に基づいて、後輪の角度を制限する操舵輪角度制限部と、角度演算部により演算した最小旋回半径に対応する後輪の角度に基づいてステアリング(15)の角度を制御するステアリング角度制限部と、角度演算部により演算した最小旋回半径に対応する後輪の角度に基づいて警告報知を実行する警告報知部と、を備える。

Description

この発明は、操舵輪を備えた本体と、操舵輪を操作するためのステアリングと、積荷を昇降させる昇降部材と、を備えたフォークリフト等の産業用車両に関し、特に、ステアバイワイヤ(STEER BY WIRE)方式の操舵システムを備えた産業車両に関する。
このような産業車両としてのフォークリフトにおいては、ステアリングの操作量に応じた油量の作動油をステアリングシリンダに供給して操舵輪を操向させる、オービットロールを搭載した全油圧式(Full Hydraulic)のパワーステアリング装置が使用されている。これに対して、近年、フォークリフトの操舵システムとして、ステアリング操作を電気信号により検出して制御装置に入力し、油圧供給源に動力を提供するための直流モータに供給する電圧を制御装置により制御するステアバイワイヤ方式の電動液圧パワーステアリングが採用されつつある。
このようなフォークリフトにおいては、走行速度が大きな状態で急ハンドルにより過小な半径での旋回を行った場合には、車両が転倒する危険がある。このため、このような転倒を防止するための種々の手法が提案されている。
特許文献1には、積載物の位置及び重量に基づいてフォ−クリフトの重心および転倒限界角度を演算し、重心と操舵量および積載物の重量とに基づいて重心にかかるフォ−クリフト転倒方向の力と所定方向との成す角度が転倒限界角度となる転倒限界速度を演算し、転倒限界速度に基づいてフォ−クリフトの車速を規制するフォークリフトの速度規制装置が開示されている。
特許文献2には、所定時間先の走行状態を予測し、その時の車速が転倒可能性を生ずる許容車速を越える場合にブレーキをかけ、その後転倒しない状態となった場合に、ブレーキを解除するフォークリフトが開示されている。
特許文献3には、フォークの揚高を検出する揚高検出手段と、フォークのシフト量を検出するシフト量検出手段と、揚高検出手段からの揚高データとシフト量検出手段からのシフト量データとに基づいて走行モータの作動を演算制御して車両の走行速度を制御するコントローラとを有するフォークリフトの転倒防止装置が開示されている。
特許文献4には、電動機にてステアリングにアシストトルクを供給する電気式パワーステアリング装置を備え、車速が大きくなる状態においてドライブホイールの旋回角速度が大であれば、パワーステアリング用電動機に対してアシストトルクを減ずるように駆動し、ステアリングハンドルに重みを持たせてステアリングハンドル操作速度の高速化を阻害させるフォークリフトの安全装置が開示されている。
特開平10−175800号公報 国際公開2007/081020 特開2000−72396号公報 特開平3−295768号公報
特許文献1から特許文献3に記載の発明においては、フォークリフトの速度を低速とすることにより転倒を防止する構成であることから、作業性が低下することになる。また、特許文献1から特許文献4に記載の発明において、走行速度が低下する前に急激なハンドル操作がなされ、過小な半径での旋回が実行されたときには、走行速度が低下する前に転倒が生ずる可能性もある。
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、転倒を確実に防止することが可能な産業車両を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、操舵輪を備えた本体と、前記操舵輪を操作するためのステアリングと、積荷を昇降させる昇降部材と、前記ステアリングの角度を検出するステアリング角度センサと、前記操舵輪の角度を検出する操舵輪角度センサと、前記ステアリング角度センサにより検出した前記ステアリングの角度と前記操舵輪角度センサにより検出した前記操舵輪の角度とが対応するように前記操舵輪の角度を変更する操舵輪角度制御部と、を備えたステアバイワイヤ方式の産業車両において、車両の走行速度を検出する速度センサと、前記積荷の重量を検出する重量センサと、前記積荷の高さ位置を検出する位置センサと、前記速度センサにより検出した走行速度と、前記重量センサにより検出した前記積荷の重量と、前記位置センサにより検出した前記積荷の高さ位置とに基づいて、車両が転倒しない最小旋回半径に対応する前記操舵輪の角度を演算する角度演算部と、前記角度演算部により演算した最小旋回半径に対応する前記操舵輪の角度に基づいて、前記操舵輪の角度を制限する操舵輪角度制限部と、を備えたことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記角度演算部により演算した最小旋回半径に対応する前記操舵輪の角度に基づいて、前記ステアリングの角度を制御するステアリング角度制限部をさらに備える。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記角度演算部により演算した最小旋回半径に対応する前記操舵輪の角度に基づいて、警告報知を実行する警告報知部をさらに備える。
請求項1に記載の発明によれば、速度センサにより検出した走行速度と、重量センサにより検出した積荷の重量と、位置センサにより検出した積荷の高さ位置とに基づいて車両が転倒しない最小旋回半径に対応する操舵輪の角度を演算し、この操舵輪の角度に基づいて操舵輪の角度を制限することから、車両の転倒を確実に防止することが可能となる。
請求項2に記載の発明によれば、操舵角の角度に対応してステアリングの角度を制限することから、操舵角の可動角度範囲とステアリングの可動角度範囲とを一致させることができ、オペレータによる操縦ミスを防止することが可能となる。
請求項3に記載の発明によれば、最小旋回半径に対応する操舵輪の角度に基づいて警告報知を実行することから、警告によりオペレータによる操縦ミスを防止することが可能となる。
この発明に係るフォークリフトの側面概要図である。 この発明に係るフォークリフトの正面概要図である。 この発明に係るフォークリフトの主要な駆動系を示すブロック図である。 この発明に係るフォークリフトの主要な制御系を示すブロック図である。 制御部30の機能的な構成を示すブロック図である。 フォークリフトの走行速度V(t)と旋回半径r(θ2(t))とを模式的に示す概要図である。
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、この発明に係る産業車両としてのフォークリフトの側面概要図であり、図2は、その正面概要図である。
このフォークリフトは、ステアバイワイヤ方式の操舵システムを備えたものであり、走行輪である前輪11と操舵輪である後輪12とを備えた本体13と、後輪12を操作するためのステアリング15と、積荷17を支持した状態で本体13に配設された昇降機構14に対して昇降する昇降部材としてのフォーク16と、を備える。
図3は、この発明に係るフォークリフトの主要な駆動系を示すブロック図である。また、図4は、この発明に係るフォークリフトの主要な制御系を示すブロック図である。
このフォークリフトは、ナックルアーム26を介して操舵輪である一対の後輪12の操舵角を変化させるためのシリンダ27と、シリンダロッド28と、ピストン29とからなる油圧シリンダ25とを備える。また、このフォークリフトは、油圧シリンダ25に作動油を供給するための油圧ポンプ24と、この油圧ポンプ24を正逆転方向に回転させて油圧シリンダ25を作動させるモータ23と、ステアリング15の角度を検出するためのステアリング角度センサ21と、後輪12の操舵角を検出するための操舵輪角度センサ22と、ステアリング15の回転を規制するブレーキ機構41と、を備える。さらに、このフォークリフトは、ステアリング角度センサ21と操舵輪角度センサ22からの信号に基づいて、ステアリング15の角度と後輪12の角度とが対応するように後輪12の操舵角を変更するための後述する操舵輪角度制御部31を備えた制御部30とを備える。この制御部30は、車両(フォークリフト)の走行速度を検出する速度センサ42と、積荷17の重量を検出する重量センサ43と、積荷17の高さ位置を検出する位置センサ44と、に接続されている。
このフォークリフトにおいては、ステアリング15が操作されてその角度が変更されると、これをステアリング角度センサ21が検出し、制御部30にステアリング15の角度を示す信号を送信する。制御部30は、ステアリング角度センサ21から送信されたステアリング15の角度を示す信号に基づいて、モータ23を回転させ、油圧ポンプ24の駆動により油圧シリンダ25を作動させ、後輪12の操舵角を変更する。この後輪12の操舵角は、操舵輪角度センサ22により検出され、この操舵角を示す信号は制御部30に送信される。制御部30における操舵輪角度制御部31は、ステアリング角度センサ21と操舵輪角度センサ22からの信号に基づいて、ステアリング15の角度と後輪12の角度とが対応するように後輪12の操舵角を変更する。
図5は、制御部30の機能的な構成を示すブロック図である。
この制御部30は、ソフトウエアがインストールされたコンピュータから構成される。この制御部30に含まれる各部の機能は、コンピュータにインストールされているソフトウエアを実行することで実現される。
この制御部30は、ステアリング角度センサ21と操舵輪角度センサ22からの信号に基づいて、ステアリング15の角度と後輪12の角度とが対応するように後輪12の操舵角を変更するための上述した操舵輪角度制御部31と、重量センサ43により検出した積荷17の重量Mと、位置センサ44により検出した積荷17の高さ位置に基づいてフォークリフトと積荷17とをあわせた重心高さLを演算する重心高さ演算部32と、重心高さ演算部32により演算した重心高さLと速度センサ42により検出した車両の走行速度V(t)とに基づいて車両が転倒しない最小旋回半径r(θ2(t))に対応する後輪12の角度θ2(t)を演算する角度演算部33と、角度演算部33により演算した最小旋回半径r(θ2(t))に対応する後輪12の角度θ2(t)に基づいて、後輪12の角度を制限する操舵輪角度制限部34と、角度演算部33により演算した最小旋回半径r(θ2(t))に対応する後輪12の角度θ2(t)に基づいてステアリング15の角度θ1(t)を制御するステアリング角度制限部35と、角度演算部33により演算した最小旋回半径r(θ2(t))に対応する後輪12の角度θ2(t)に基づいて警告報知を実行する警告報知部36と、を備える。ここで、tは時刻である。
次に、以上のような構成を有するフォークリフトにおいて、操舵輪である後輪12の角度を制限する操舵輪角度制限動作について説明する。図6は、フォークリフトの走行速度V(t)と旋回半径r(θ2(t))とを模式的に示す概要図である。
旋回中のフォークリフトに対する横荷重F(t)は、Mを積荷17の重量、mをフォークリフトの重量、v(t)を車両の走行速度、r(θ2(t))を旋回半径、θ2(t)を操舵輪である後輪12の角度、tを時刻としたとき、下記の式(1)で表される。
F(t)=(M+m)×v(t)/r(θ2(t)) ・・・(1)
また、図2に示すように、Lをフォークリフトと積荷17とをあわせた重心Gの高さ、lを重心Gの横位置(重心Gからフォークリフトの転倒中心までの距離)、gを重力加速度としたとき、フォークリフトに働くモーメントの関係は、下記の式(2)で表される。ここで、重心Gの高さ位置は、位置センサ44により検出した積荷17の高さ位置と、重量センサ43により検出した積荷17の重量と、フォークリフト自体の重量および重心Gの高さ位置とに基づいて重心高さ演算部32により演算される。また、重心Gのフォークリフトの横方向の位置は、積荷17が横方向の中央部に配置されているものとしてフォークリフトの中央であると仮定している。
F(t)×L=(M+m)×g×l ・・・(2)
式(1)を式(2)に代入すると、下記の式(3)となる。
v(t)/r(θ2(t))×L=g×l ・・・(3)
従って、フォークリフトが転倒しない条件は、下記の式(4)で表すことができる。
v(t)/r(θ2(t))×L<g×l ・・・(4)
フォークリフトの走行中においては、時刻tにおいて、制御部30における角度演算部33により車両が転倒しない最小旋回半径r(θ2(t))に対応する後輪12の角度θ2(t)が演算される。そして、操舵輪角度制限部34は、角度演算部33により演算された後輪12の角度θ2(t)に基づいて、後輪12の角度を各時刻において制限する。これにより、フォークリフトの転倒を未然に防止することが可能となる。
この時、ステアバイワイヤ方式の操舵システムを備えたフォークリフトにおいて、上記の構成を採用したときには、オペレータがステアリング15を操作しても後輪12の角度が変更されない状態が生じ、オペレータの意図とは異なった後輪12の動作により衝突事故等が発生する可能性がある。
このため、このフォークリフトにおいては、制御部30におけるステアリング角度制限部35が、角度演算部33により演算した最小旋回半径に対応する後輪12の角度θ2(t)に基づいて、ステアリング15の角度θ1(t)を制御する。より具体的には、ステアリング15の回転を規制するブレーキ機構41により、後輪12の角度θ2(t)に対応付けてステアリング15の角度θ1(t)の範囲を規制する。ステアバイワイヤ方式の操舵システムにおいては、通常、オペレータにステアリング15のための油圧シリンダ25がストロークエンドにあることや、後輪12が障害物に接触しステアリング15が切れない状態にあることを認識させるために、ブレーキ機構41が配設されている。この発明に係るフォークリフトにおいては、このブレーキ機構41を利用することにより、後輪12の角度θ2(t)に対応付けてステアリング15の角度θ1(t)の範囲を規制する構成を採用している。
また、制御部30における警告報知部36が、角度演算部33により演算した最小旋回半径に対応する後輪12の角度θ2(t)に基づいて、警告報知を実行する。この警告報知は、表示部への警告の表示の他、音や光による警告であってもよい。
これらの構成により、後輪12の角度の変更が制限されていることをオペレータに認識されることができ、オペレータによる操縦ミスを防止することが可能となる。
なお、上述した実施形態においては、この発明に係る産業用車両として、フォーク16により積荷17を載置して移動させるフォークリフトにこの発明を適用しているが、例えば、作業者を積荷として高所での作業を実行するための高所作業車等の産業車両にこの発明を適用してもよい。
11 前輪
12 後輪
13 本体
14 昇降機構
15 ステアリング
16 フォーク
17 積荷
21 ステアリング角度センサ
22 操舵輪角度センサ
23 モータ
24 油圧ポンプ
25 油圧シリンダ
30 制御部
31 操舵輪角度制御部
32 重心高さ演算部
33 角度演算部
34 操舵輪角度制限部
35 ステアリング角度制限部
36 警告報知部
41 ブレーキ機構
42 速度センサ
43 重量センサ
44 位置センサ
G 重心
この発明は、転舵輪を備えた本体と、転舵輪を操作するためのステアリングと、積荷を昇降させる昇降部材と、を備えたフォークリフト等の産業用車両に関し、特に、ステアバイワイヤ(STEER BY WIRE)方式の操舵システムを備えた産業車両に関する。
このような産業車両としてのフォークリフトにおいては、ステアリングの操作量に応じた油量の作動油をステアリングシリンダに供給して転舵輪を操向させる、オービットロール(イートン コーポレーション社の登録商標)を搭載した全油圧式(Full Hydraulic)のパワーステアリング装置が使用されている。これに対して、近年、フォークリフトの操舵システムとして、ステアリング操作を電気信号により検出して制御装置に入力し、油圧供給源に動力を提供するための直流モータに供給する電圧を制御装置により制御するステアバイワイヤ方式の電動液圧パワーステアリングが採用されつつある。
このようなフォークリフトにおいては、走行速度が大きな状態で急ハンドルにより過小な半径での旋回を行った場合には、車両が転倒する危険がある。このため、このような転倒を防止するための種々の手法が提案されている。
特許文献1には、積載物の位置及び重量に基づいてフォ−クリフトの重心および転倒限界角度を演算し、重心と操舵量および積載物の重量とに基づいて重心にかかるフォ−クリフト転倒方向の力と所定方向との成す角度が転倒限界角度となる転倒限界速度を演算し、転倒限界速度に基づいてフォ−クリフトの車速を規制するフォークリフトの速度規制装置が開示されている。
特許文献2には、所定時間先の走行状態を予測し、その時の車速が転倒可能性を生ずる許容車速を越える場合にブレーキをかけ、その後転倒しない状態となった場合に、ブレーキを解除するフォークリフトが開示されている。
特許文献3には、フォークの揚高を検出する揚高検出手段と、フォークのシフト量を検出するシフト量検出手段と、揚高検出手段からの揚高データとシフト量検出手段からのシフト量データとに基づいて走行モータの作動を演算制御して車両の走行速度を制御するコントローラとを有するフォークリフトの転倒防止装置が開示されている。
特許文献4には、電動機にてステアリングにアシストトルクを供給する電気式パワーステアリング装置を備え、車速が大きくなる状態において転舵輪の旋回角速度が大であれば、パワーステアリング用電動機に対してアシストトルクを減ずるように駆動し、ステアリングハンドルに重みを持たせてステアリングハンドル操作速度の高速化を阻害させるフォークリフトの安全装置が開示されている。
特開平10−175800号公報 国際公開2007/081020 特開2000−72396号公報 特開平3−295768号公報
特許文献1から特許文献3に記載の発明においては、フォークリフトの速度を低速とすることにより転倒を防止する構成であることから、作業性が低下することになる。また、特許文献1から特許文献4に記載の発明において、走行速度が低下する前に急激なハンドル操作がなされ、過小な半径での旋回が実行されたときには、走行速度が低下する前に転倒が生ずる可能性もある。
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、転倒を確実に防止することが可能な産業車両を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、転舵輪を備えた本体と、前記転舵輪を操作するためのステアリングと、積荷を昇降させる昇降部材と、前記ステアリングの角度を検出するステアリング角度センサと、前記操舵輪の角度を検出する転舵輪角度センサと、前記ステアリング角度センサにより検出した前記ステアリングの角度と前記転舵輪角度センサにより検出した前記転舵輪の角度とが対応するように前記転舵輪の角度を変更する転舵輪角度制御部と、を備えたステアバイワイヤ方式の産業車両において、車両の走行速度を検出する速度センサと、前記積荷の重量を検出する重量センサと、前記積荷の高さ位置を検出する位置センサと、前記速度センサにより検出した走行速度と、前記重量センサにより検出した前記積荷の重量と、前記位置センサにより検出した前記積荷の高さ位置とに基づいて、車両が転倒しない最小旋回半径に対応する前記転舵輪の角度を演算する角度演算部と、前記角度演算部により演算した最小旋回半径に対応する前記転舵輪の角度に基づいて、前記転舵輪の角度を制限する転舵輪角度制限部と、を備えたことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記角度演算部により演算した最小旋回半径に対応する前記転舵輪の角度に基づいて、前記ステアリングの角度を制御するステアリング角度制限部をさらに備える。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記角度演算部により演算した最小旋回半径に対応する前記転舵輪の角度に基づいて、警告表示を実行する警告表示部をさらに備える。
請求項1に記載の発明によれば、速度センサにより検出した走行速度と、重量センサにより検出した積荷の重量と、位置センサにより検出した積荷の高さ位置とに基づいて車両が転倒しない最小旋回半径に対応する転舵輪の角度を演算し、この転舵輪の角度に基づいて転舵輪の角度を制限することから、車両の転倒を確実に防止することが可能となる。
請求項2に記載の発明によれば、転舵輪の角度に対応してステアリングの角度を制限することから、転舵輪の可動角度範囲とステアリングの可動角度範囲とを一致させることができ、オペレータによる操縦ミスを防止することが可能となる。
請求項3に記載の発明によれば、最小旋回半径に対応する転舵輪の角度に基づいて警告表示を実行することから、警告によりオペレータによる操縦ミスを防止することが可能となる。
この発明に係るフォークリフトの側面概要図である。 この発明に係るフォークリフトの正面概要図である。 この発明に係るフォークリフトの主要な駆動系を示すブロック図である。 この発明に係るフォークリフトの主要な制御系を示すブロック図である。 制御部30の機能的な構成を示すブロック図である。 フォークリフトの走行速度V(t)と旋回半径r(θ2(t))とを模式的に示す概要図である。
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、この発明に係る産業車両としてのフォークリフトの側面概要図であり、図2は、その正面概要図である。
このフォークリフトは、ステアバイワイヤ方式の操舵システムを備えたものであり、走行輪である前輪11と転舵輪である後輪12とを備えた本体13と、後輪12を操作するためのステアリング15と、積荷17を支持した状態で本体13に配設された昇降機構14に対して昇降する昇降部材としてのフォーク16と、を備える。
図3は、この発明に係るフォークリフトの主要な駆動系を示すブロック図である。また、図4は、この発明に係るフォークリフトの主要な制御系を示すブロック図である。
このフォークリフトは、ナックルアーム26を介して転舵輪である一対の後輪12の操舵角を変化させるためのシリンダ27と、シリンダロッド28と、ピストン29とからなる油圧シリンダ25とを備える。また、このフォークリフトは、油圧シリンダ25に作動油を供給するための油圧ポンプ24と、この油圧ポンプ24を正逆転方向に回転させて油圧シリンダ25を作動させるモータ23と、ステアリング15の角度を検出するためのステアリング角度センサ21と、後輪12の転舵角を検出するための転舵輪角度センサ22と、ステアリング15の回転を規制するブレーキ機構41と、を備える。さらに、このフォークリフトは、ステアリング角度センサ21と転舵輪角度センサ22からの信号に基づいて、ステアリング15の角度と後輪12の角度とが対応するように後輪12の転舵角を変更するための後述する転舵輪角度制御部31を備えた制御部30とを備える。この制御部30は、車両(フォークリフト)の走行速度を検出する速度センサ42と、積荷17の重量を検出する重量センサ43と、積荷17の高さ位置を検出する位置センサ44と、に接続されている。
このフォークリフトにおいては、ステアリング15が操作されてその角度が変更されると、これをステアリング角度センサ21が検出し、制御部30にステアリング15の角度を示す信号を送信する。制御部30は、ステアリング角度センサ21から送信されたステアリング15の角度を示す信号に基づいて、モータ23を回転させ、油圧ポンプ24の駆動により油圧シリンダ25を作動させ、後輪12の転舵角を変更する。この後輪12の転舵角は、転舵輪角度センサ22により検出され、この転舵角を示す信号は制御部30に送信される。制御部30における転舵輪角度制御部31は、ステアリング角度センサ21と転舵輪角度センサ22からの信号に基づいて、ステアリング15の角度と後輪12の角度とが対応するように後輪12の転舵角を変更する。
図5は、制御部30の機能的な構成を示すブロック図である。
この制御部30は、ソフトウエアがインストールされたコンピュータから構成される。この制御部30に含まれる各部の機能は、コンピュータにインストールされているソフトウエアを実行することで実現される。
この制御部30は、ステアリング角度センサ21と転舵輪角度センサ22からの信号に基づいて、ステアリング15の角度と後輪12の角度とが対応するように後輪12の転舵角を変更するための上述した転舵輪角度制御部31と、ステアリング角度センサ21と転舵輪角度センサ22からの信号に基づいて、ステアリング15の角度と後輪12の角度とが対応するように後輪12の転舵角を変更するための転舵輪角度制御部31と、重量センサ43により検出した積荷17の重量Mと、位置センサ44により検出した積荷17の高さ位置に基づいてフォークリフトと積荷17とをあわせた重心高さLを演算する重心高さ演算部32と、重心高さ演算部32により演算した重心高さLと速度センサ42により検出した車両の走行速度V(t)とに基づいて車両が転倒しない最小旋回半径r(θ2(t))に対応する後輪12の角度θ2(t)を演算する角度演算部33と、角度演算部33により演算した最小旋回半径r(θ2(t))に対応する後輪12の角度θ2(t)に基づいて、後輪12の角度を制限する転舵輪角度制限部34と、角度演算部33により演算した最小旋回半径r(θ2(t))に対応する後輪12の角度θ2(t)に基づいてステアリング15の角度θ1(t)を制御するステアリング角度制限部35と、角度演算部33により演算した最小旋回半径r(θ2(t))に対応する後輪12の角度θ2(t)に基づいて警告表示を実行する警告表示部36と、を備える。ここで、tは時刻である。
次に、以上のような構成を有するフォークリフトにおいて、転舵輪である後輪12の角度を制限する転舵輪角度制限動作について説明する。図6は、フォークリフトの走行速度V(t)と旋回半径r(θ2(t))とを模式的に示す概要図である。
旋回中のフォークリフトに対する横荷重F(t)は、Mを積荷17の重量、mをフォークリフトの重量、v(t)を車両の走行速度、r(θ2(t))を旋回半径、θ2(t)を操舵輪である後輪12の角度、tを時刻としたとき、下記の式(1)で表される。
F(t)=(M+m)×v(t)/r(θ2(t)) ・・・(1)
また、図2に示すように、Lをフォークリフトと積荷17とをあわせた重心Gの高さ、lを重心Gの横位置(重心Gからフォークリフトの転倒中心までの距離)、gを重力加速度としたとき、フォークリフトに働くモーメントの関係は、下記の式(2)で表される。ここで、重心Gの高さ位置は、位置センサ44により検出した積荷17の高さ位置と、重量センサ43により検出した積荷17の重量と、フォークリフト自体の重量および重心Gの高さ位置とに基づいて重心高さ演算部32により演算される。また、重心Gのフォークリフトの横方向の位置は、積荷17が横方向の中央部に配置されているものとしてフォークリフトの中央であると仮定している。
F(t)×L=(M+m)×g×l ・・・(2)
式(1)を式(2)に代入すると、下記の式(3)となる。
v(t)/r(θ2(t))×L=g×l ・・・(3)
従って、フォークリフトが転倒しない条件は、下記の式(4)で表すことができる。
v(t)/r(θ2(t))×L<g×l ・・・(4)
フォークリフトの走行中においては、時刻tにおいて、制御部30における角度演算部33により車両が転倒しない最小旋回半径r(θ2(t))に対応する後輪12の角度θ2(t)が演算される。そして、転舵輪角度制限部34は、角度演算部33により演算された後輪12の角度θ2(t)に基づいて、後輪12の角度を各時刻において制限する。これにより、フォークリフトの転倒を未然に防止することが可能となる。
この時、ステアバイワイヤ方式の操舵システムを備えたフォークリフトにおいて、上記の構成を採用したときには、オペレータがステアリング15を操作しても後輪12の角度が変更されない状態が生じ、オペレータの意図とは異なった後輪12の動作により衝突事故等が発生する可能性がある。
このため、このフォークリフトにおいては、制御部30におけるステアリング角度制限部35が、角度演算部33により演算した最小旋回半径に対応する後輪12の角度θ2(t)に基づいて、ステアリング15の角度θ1(t)を制御する。より具体的には、ステアリング15の回転を規制するブレーキ機構41により、後輪12の角度θ2(t)に対応付けてステアリング15の角度θ1(t)の範囲を規制する。ステアバイワイヤ方式の操舵システムにおいては、通常、オペレータにステアリング15のための油圧シリンダ25がストロークエンドにあることや、後輪12が障害物に接触しステアリング15が切れない状態にあることを認識させるために、ブレーキ機構41が配設されている。この発明に係るフォークリフトにおいては、このブレーキ機構41を利用することにより、後輪12の角度θ2(t)に対応付けてステアリング15の角度θ1(t)の範囲を規制する構成を採用している。
また、制御部30における警告表示部36が、角度演算部33により演算した最小旋回半径に対応する後輪12の角度θ2(t)に基づいて、警告表示を実行する。この警告表示は、表示部への警告の表示の他、音や光による警告であってもよい。
これらの構成により、後輪12の角度の変更が制限されていることをオペレータに認識されることができ、オペレータによる操縦ミスを防止することが可能となる。
なお、上述した実施形態においては、この発明に係る産業用車両として、フォーク16により積荷17を載置して移動させるフォークリフトにこの発明を適用しているが、例えば、作業者を積荷として高所での作業を実行するための高所作業車等の産業車両にこの発明を適用してもよい。
11 前輪
12 後輪
13 本体
14 昇降機構
15 ステアリング
16 フォーク
17 積荷
21 ステアリング角度センサ
22 転舵輪角度センサ
23 モータ
24 油圧ポンプ
25 油圧シリンダ
30 制御部
31 転舵輪角度制御部
32 重心高さ演算部
33 角度演算部
34 転舵輪角度制限部
35 ステアリング角度制限部
36 警告表示部
41 ブレーキ機構
42 速度センサ
43 重量センサ
44 位置センサ
G 重心位置

Claims (3)

  1. 操舵輪を備えた本体と、前記操舵輪を操作するためのステアリングと、積荷を昇降させる昇降部材と、前記ステアリングの角度を検出するステアリング角度センサと、前記操舵輪の角度を検出する操舵輪角度センサと、前記ステアリング角度センサにより検出した前記ステアリングの角度と前記操舵輪角度センサにより検出した前記操舵輪の角度とが対応するように前記操舵輪の角度を変更する操舵輪角度制御部と、を備えたステアバイワイヤ方式の産業車両において、
    車両の走行速度を検出する速度センサと、
    前記積荷の重量を検出する重量センサと、
    前記積荷の高さ位置を検出する位置センサと、
    前記速度センサにより検出した走行速度と、前記重量センサにより検出した前記積荷の重量と、前記位置センサにより検出した前記積荷の高さ位置とに基づいて、車両が転倒しない最小旋回半径に対応する前記操舵輪の角度を演算する角度演算部と、
    前記角度演算部により演算した最小旋回半径に対応する前記操舵輪の角度に基づいて、前記操舵輪の角度を制限する操舵輪角度制限部と、
    を備えたことを特徴とする産業車両。
  2. 請求項1に記載の産業車両において、
    前記角度演算部により演算した最小旋回半径に対応する前記操舵輪の角度に基づいて、前記ステアリングの角度を制御するステアリング角度制限部をさらに備える産業車両。
  3. 請求項1に記載の産業車両において、
    前記角度演算部により演算した最小旋回半径に対応する前記操舵輪の角度に基づいて、警告報知を実行する警告報知部をさらに備える産業車両。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018107430A1 (de) * 2018-03-28 2019-10-02 Dimos Maschinenbau Gmbh Transportfahrzeug
KR102501634B1 (ko) * 2022-05-02 2023-02-21 주식회사 이알인터내셔널 디젤 전동 지게차 개조시스템

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06107221A (ja) * 1992-09-25 1994-04-19 Mitsubishi Motors Corp 車両の操舵装置
JPH072126A (ja) * 1992-09-28 1995-01-06 Mitsubishi Motors Corp 車両の操舵装置
JPH11321266A (ja) * 1998-05-11 1999-11-24 Toyota Autom Loom Works Ltd リーチフォークリフト
JP2005200212A (ja) * 2003-11-20 2005-07-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd フォークリフトの転倒防止装置
US20060065470A1 (en) * 2004-09-28 2006-03-30 Frank Manken Method for the prevention of turnover of rear wheel steered vehicles, in particular of industrial trucks
WO2009130718A1 (en) * 2008-04-21 2009-10-29 Cesab Carrelli Elevatori S.P.A. Safety system for counterbalanced lift trucks and similar vehicles
JP2012096742A (ja) * 2010-11-05 2012-05-24 Nippon Yusoki Co Ltd ステアバイワイヤ式のステアリング装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58152793A (ja) * 1982-03-05 1983-09-10 ティー・シー・エム株式会社 運搬車両の横転防止装置
JPH03295768A (ja) 1990-04-13 1991-12-26 Nippon Yusoki Co Ltd フオークリフトの安全装置
JP3743091B2 (ja) 1996-12-17 2006-02-08 株式会社豊田自動織機 フォ−クリフトの速度規制装置
JP3500023B2 (ja) * 1996-12-27 2004-02-23 株式会社アイチコーポレーション 故障判定機能付位置検出装置
JP2000072396A (ja) 1998-08-28 2000-03-07 Toyota Autom Loom Works Ltd フォークリフトの転倒防止装置
JP2003182998A (ja) 2001-12-19 2003-07-03 Nippon Yusoki Co Ltd 荷役車輌の走行制御装置
DE10351162B4 (de) * 2003-11-03 2006-05-11 Jungheinrich Ag Gegengewichtsstapler mit einer Vorrichtung für eine elektrohydraulische oder elektrische Lenkung
US20100063682A1 (en) * 2004-11-19 2010-03-11 Akaki Tomihiro Overturning prevention device for forklift vehicle
DE602005016471D1 (de) * 2005-11-30 2009-10-15 Svend Egenfeldt Fernsteuersystem
CN101374756A (zh) 2006-01-16 2009-02-25 三菱重工业株式会社 叉式升降车及叉式升降车的滚倒防止控制方法
JP2007202261A (ja) 2006-01-25 2007-08-09 Nippon Yusoki Co Ltd 車両の制御装置
KR101295270B1 (ko) 2006-02-09 2013-08-08 엘지전자 주식회사 Uv 램프 어셈블리를 갖는 식기세척기
JP4370605B2 (ja) 2006-06-30 2009-11-25 本田技研工業株式会社 車両の制御装置
US8140228B2 (en) * 2009-03-27 2012-03-20 The Raymond Corporation System and method for dynamically maintaining the stability of a material handling vehicle having a vertical lift
CN103842281B (zh) * 2011-08-29 2016-04-27 克朗设备公司 叉车导航系统
WO2013190821A1 (ja) * 2012-06-19 2013-12-27 住友重機械工業株式会社 フォークリフト用のモータ駆動装置およびそれを用いたフォークリフト
KR20150048064A (ko) * 2013-10-24 2015-05-06 현대중공업 주식회사 지게차 관리 장치
US9358975B1 (en) * 2015-04-10 2016-06-07 Google Inc. Virtual moving safety limits for vehicles transporting objects
CN206369934U (zh) * 2016-10-26 2017-08-01 滁州市康达叉车零部件制造有限公司 一种具有自学习功能的叉车速度测控仪表
CN106786073B (zh) * 2016-11-29 2018-09-18 浙江国正安全技术有限公司 一种用于10kv开关柜安装的对位设备
JP6737202B2 (ja) * 2017-02-16 2020-08-05 株式会社島津製作所 フォークリフト
US11807508B2 (en) * 2018-08-31 2023-11-07 Hyster-Yale Group, Inc. Dynamic stability determination system for lift trucks
US20200385255A1 (en) * 2019-06-07 2020-12-10 Warner Electric Technology Llc Control System for a Mobile Lift Device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06107221A (ja) * 1992-09-25 1994-04-19 Mitsubishi Motors Corp 車両の操舵装置
JPH072126A (ja) * 1992-09-28 1995-01-06 Mitsubishi Motors Corp 車両の操舵装置
JPH11321266A (ja) * 1998-05-11 1999-11-24 Toyota Autom Loom Works Ltd リーチフォークリフト
JP2005200212A (ja) * 2003-11-20 2005-07-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd フォークリフトの転倒防止装置
US20060065470A1 (en) * 2004-09-28 2006-03-30 Frank Manken Method for the prevention of turnover of rear wheel steered vehicles, in particular of industrial trucks
WO2009130718A1 (en) * 2008-04-21 2009-10-29 Cesab Carrelli Elevatori S.P.A. Safety system for counterbalanced lift trucks and similar vehicles
JP2012096742A (ja) * 2010-11-05 2012-05-24 Nippon Yusoki Co Ltd ステアバイワイヤ式のステアリング装置

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