JPH02104925A - 荷役車両の車速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、荷物を揚高して走行するフォークリフト等の
荷役車両の車速ｕｇＩ装置に関するものである。

【従来の技術】

荷役車両は、走行用のエンジンを利用して油圧ポンプを
回転させ、これにより発生させた油圧を荷役に利用して
いる。荷物を揚高して走行する荷役車両には種々あるが
、以下、説明の便宜上、フォークリフトを例に取って説
明する。 フォークリフトで荷物を運ぶ際、その荷重および揚高の
高さによって、フォークリフトをふくめた全体の重心の
位置は変化する。特に、大きな荷重を高く揚げた場合に
は重心の位置が高くなり、走行時に不安定になり、転倒
する恐れがある。 従って、フォークリフトで荷物を高く揚高して走行して
はならないことになっている。しかし、作業の都合上、
高く揚高して走行している場合もあるのが実情である。 そして、転倒しないような車速で走行することは、専ら
ドライバーの熟練度ないしは勘に依存している。 なお、フォークリフト等の荷役車両におけるエンジン回
転数の制御に関する文献としては、例えば、特開昭６０
−１８９６４２号公報がある。

【発明が解決しようとする課！！Ｉｌｌ前記したように、荷物を高く揚高して走行する場合の安全性は、ドライバーの熟練度ないしは勘に依存しているので、経験の少ない未熟なドライバーでは転倒事故を起こす可能性が大であると共に、熟練したドライバーでも一寸した不注意で転倒する恐れがあるという問題点があった。 本発明は、以上のような問題点を解決することを課題とするものである。 【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するため、本発明の荷役車両の車速制御
装置では、ドライバーの熟練度や勘に頼らなくとも自動
的に車速か安全な値に制限されるよう、次のような手段
を講じた。 即ち、本発明の荷役車両の車速制御装置では、揚高と荷
重より制限車速を決める手段と、現車速がｔＩｉ制限車
達を超えているときエンジンのスロットル閉速度を決め
る手段とを具え、エンジンが停止しておらず且つアクセ
ルペダルが踏まれているとき、決められたスロットル閉
速度に従ってスロットルを閉じて車速を制御することと
した。

【作　　用】

揚高と荷重より′ｔ４限車速を決める手段は、転倒の危
険なくして安全に走行するための制限車速を与えること
を可能にする。 現車速が該制限車速を超えているときエンジンのスロッ
トル閉速度を決める手段は、荷役車両にショックを与え
ることなく徐々に車速を低下させるためのスロットルの
値を決める作用をする。 この決められたスロットル閉速度でスロットルが閉じら
れることにより、仮にドライバーが未熟なため、荷物を
Ｉ高して走行する際、転倒の恐れのあるようなスピード
で走行したとしても、自動的に安全な車速に低下される
。

【実　施　例】

以下、荷役車両としてフォークリフトを例にとり、本発
明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 （構　　成） 第１図は、本発明が適用されたフォークリフトである。 第１図において、１はフォークリフト、２はステアリン
グ、３はフォーク、４はマスト、５は車速センサ、６は
エンジン回転数センサ、７はエンジン出力制御装置、８
はアクセルアイドルスイッチ、９は荷重センサ、１０は
荷役レバー、１１は揚高センサである。 まず上記のものの内、補足説明を要すると思われるもの
をピックアップして説明する。 １１１　　エンジン出力１１１ｇｌ装置７これには例え
ば、ステッピングモータが用いられる。ステッピングモ
ータは、与えられた信号に応じた角度だけ回転し、エン
ジンの噴射ポンプのアクセルレバ−を操作する。これに
より燃料の噴射量が１４ｍされ、エンジン回転数が制御
される。 ａ）　アクセルアイドルスィッチ８ 第６図に、アクセルアイドルスイッチ８の動作を説明す
る図を示す。アクセルペダル１３を踏込まない状態では
、アクセルアイドルスイッチ８の接触子８−１にはアク
セルペダル１３が押圧すれており、アクセルアイドルス
イッチ８はオンになっている。矢印の方向にアクセルペ
ダル１３が踏込まれると、接触子８−１への抑圧が解除
されるので、アクセルアイドルスイッチ８はオフとなる
。 従って、第６図で措かれている状態では、アクセルアイ
ドルスイッチ８はオフになっている。 （３）　　荷重センサ９ 第８図は、荷重センサに関する説明図である。 第８図（イ）は、荷重センサ９に関係する油圧機構を示
し、状態としては、フォークを上昇させている時の状態
である。第８図（ロ）は、フォークが停止されている時
（荷役レバー１０が中立位置の時）の油圧機構要部、第
８図（ハ）はフォークリフトが下降されている時の油圧
機構要部を示している。 第８図において、９は荷重センサ、ＩＯは荷役レバー、
１５は油圧シリンダ、１６は昇降ロフト、２１はピスト
ン、２２はパイプ、２２−１は開口部、２３は油圧バル
ブ、２３−１はばね、２３−２．２３−３．２３−４は
パイプ、２３−５は弁体、２３−６はピストン弁、２４
はピストンロッド、２５は信号線である。 第８図（イ）では、荷役レバー１０を「上げＪの方向に
操作しているので、荷役レバーＩＯとピストンロッド２
４によって連結されているピストン弁２３−６は、パイ
プ２２への開口部２２−１より右に引かれる。 そのため、油圧ポンプ（図示せず）よりパイプ２３−３
を通って供給される油は、パイプ２２を経て油圧シリン
ダ１５へ注入される。するとピストン２１およびそれと
連結されている昇降ロフト１６は上昇する。よって、フ
ォークは上昇される。 パイプ２２の油圧は、ｒｉ重センサ９にも伝えられる。 これでフォークにかかる荷重を検出することができる。 検出された荷重は、信号線２５によってコントローラ（
第２図で説明する）に送られ第８図（ロ）は、荷役レバ
ー１０を中立位置にした時の状態であり、ピストン弁２
３−６が開口部２２−１を丁度塞ぐ位置に来る。この時
フォークは停止している。荷重センサ９は、フォークに
かかっている荷重を検出する。 第８図（ハ）は、荷役レバー１０を「下げ」の方向に操
作した時の状態であり、ピストン弁２３−６は開口部２
２−１より左に行く。パイプ２２の油は、パイプ２３−
４を経てタンクへ戻される。 つまり、油圧シリンダ１５の油が抜かれることになるか
ら、ピストン２１．昇降ロッド１６は下降し、結局、フ
ォークは下降する。 第１１図に、荷重と荷重センサ信号との関係を示す。 （４）　　湯高センサ１１ 第７図に、揚高センサに関する説明図を示す。 第７図（イ）はフォークの昇降メカニズムを説明する図
であり、第７図（ロ）は揚高センサの種類とそれらを取
りつける位置を示す図であり、第７図（ハ）、（ニ）は
揚高センサの１種である揚高イニンヤルスインチの動作
を説明する図である。 第７図において、３はフォーク、３−１はチェーン固定
部、３−２は昇降ガイドローラ、１１−１はホール素子
回転センサ、１ｌ−２ａはばね、１ｌ−２ｂは可動接点
、１ｌ−２ｃは固定接点、１ｌ−２ｄは０７ド、１ｌ−
２ｅは接触子、１４は昇降フレーム、１４−１はプーリ
ー支持部、１５は油圧シリンダ、１６は昇降ロッド、１
７はプーリー、１８はチェーン、１９はチェーン固定片
、２０は揚高イニシャル位置検出用文部である。 まず、第７図（イ）によって、フォークの昇降メカニズ
ムを説明する。 チェーン１８の一端はチェーン固定片１９に固着され、
他端はフォーク３のチェーン固定部３−１に固着される
。チェーン固定片１９は第１図のマスト４と一体になっ
ており、これは動かない。 プーリー支持部１４−１は昇降フレーム１４と一体にな
っており、昇降フレーム１４が昇降口ッ、ド１６によっ
て押し上げられる（第７図（ロ）参Ｍ）と、プーリー１
７も上昇する。すると、プーリー１７よりフォーク３側
に垂れているチェーン１８が吊り上げられ、結局、フォ
ーク３が上昇される。昇降ガイドローラ３−２は、フォ
ーク３が昇降する際、図示しないガイドフレームに沿っ
て進行し、昇降時のフォーク３の姿勢を安定にする。 次に、第７図（ロ）によって、揚高センサ１１の種類と
その取り付は位置を説明する。 湯高センサ１１のひとつは、第７図（イ）に６示してい
るホール素子回転センサ１１−１である。 これは、プーリー１７に取り付けられ、プーリー１７の
回転数を検出して揚高を検出する。例えば、ブー９−１
７が正回転の時にカウントアツプするようにし、逆回転
の時にカウントダウンするようにしておくことにより、
カウント数で揚高を検出することが出来る。 第２の揚高センサ１１は、揚高イニシャルスイッチ１１
−２である。これは揚高を計算する際の基準点を検出す
るためのものである。即ち、ホール素子回転センサ１１
−１でカウントする場高イニシャル位置（言い換えれば
、スタート位置）を与える。揚高イニシャルスイッチ１
１−２が揚高イニシャル位置検出用突部２０に接触して
オンとなった時の位置をもって、計算のスタート位置と
する。 従って、揚高イニシャルスイッチ１１−２とホール素子
回転センサ１１−１とがあいまって、揚高センサ１１を
形成していることになる。 第７図（ハ）は接触子１ｌ−２ｅが揚高イニシャル位置
検出用突部２０に未だ接触しない時の状態を示している
。この時、可動接点１ｌ−２ｂは、ばねＩ　１−２ａに
よって固定接点１ｌ−２ｃとはＭされている。即ち、ス
イッチはＯＦＦである。 第７図（ニ）は接触子１ｌ−２ｅがｌＪ［イニシャル位
置検出用突部２０と接触した時の状態を示している。こ
の時は、可動接点１ｌ−２ｂは、ばね１ｌ−２ａを圧縮
して固定接点１ｌ−２ｃにオンする。このオン信号が出
るということにより、フォーク３が揚高イニシャル位置
に来たことを検出することが出来る。 （動　　作） 以上のような各種検出素子からの信号を基にして、荷重
、ｔＩ高に応じて車速か適切な値に制限されるようエン
ジン回転数を制御するわけであるが、そのシステムブロ
ック図を次に示す。 第２図は、本発明のシステムプロ、り図である。 第２図において、符号は第１図のものに対応している。 そして、１２はフォークリフト１に搭載しているコント
ローラ（第１図には図示せず）である。 コントローラ１２は、車速センサ５．エンジン回転数セ
ンサ６、アクセルアイドルスイッチ８゜荷重センサ９．
ｔＪＩ高センサ１１からの信号を、予め定めた手順によ
って処理し、エンジン出力制御袋Ｗ７を制御する信号を
発する。その処理の手順を、フローチャートによって説
明する。 第３図に、本発明の詳細な説明するフローチャートを示
す。なお、以下の第３図の説明における項番■ないし＠
は、第３図中のステップ■ないし■に関するものである
。 ■　このステップは、アクセルペダルの踏込み量に応じ
てエンジン回転数を＄１ｌｒＢするステップである。つ
まり、通常、ドライバーが行う制御である。 アクセルペダルを踏んでいなければ、エンジン回転数は
アイドル回転数であり、踏込んでいれば、踏込み量に応
じたエンジン回転数となる。 ■　エンジンが停止しているか否かを判断する。 これには、エンジン回転数ゼンサ６の信号が用いられる
。停止していれば、「揚高荷重フラグをＯＦＦにするＪ
ステップ＠を経て、ステップ■へ戻る。 １１Ａ荷重フラグについては後にも述べるが、コントロ
ーラ１２内にセットされ、このフラグがオンされた時に
は、車速を制限するためのスロットル閉速度（アクセル
レバ−を操作して燃料噴射量を減する速度）を決定する
ための手続きが開始される。ＯＦＦならば、開始しない
。 ■　アクセルペダルを踏んでいるか否かを判断するステ
ップである。この判断には、アクセルアイドルスイッチ
８からの信号が用いられる。 踏んでいなければ、ｒｌｉ高荷重フラグをＯＦＦにする
」ステップ０を経て、ステップ■へ戻る。 ステップ■は、踏込み量がゼロならゼロなりにエンジン
回転数を＄制御する（この時は、アイドル回転数となる
）。 踏んでいれば、ステップ■へ進む。 ■　このステップでは、車速センサ５．揚高センサ１１
．荷重センサ９からの信号により、現在の車速（Ａ）、
現在の揚高（Ｂ）、現在の荷重（Ｃ）を読み取る。 ■　ここで、現在の揚高（Ｂ）や現在の荷重（Ｃ）を基
にして、転倒することなく走行し得る制限車速（Ａ′）
を決める。 第４図に、制限車速（Ａ′）の決め方の例を２つ示す、
まず、第４図（イ）の決め方を説明する。 ■−１このステップでは、検出した揚高（Ｂ）で安全に
走行できる車速（Ｂ′）を設定する。この設定には、第
９図のような、安全性を考慮して予め決めておいた揚高
と設定車速との関係図を用いる。 例えば、検出した揚高がＢ、の場合、設定車速はＢ１　
゛と決められる。 ■−２このステップでは、検出した荷ｉｔ　（Ｃ）で安
全に走行できる車速（Ｃ゛）を設定する。この設定には
、第１０図のような、安全性を考慮して予め決めておい
た荷重と設定車速との関係図を用いる。 例えば、検出した荷重が０１の場合、設定車速はＣ２′
と決められる。 ■−３このステップでは、前記のようにして求めたＢ゛
とＣ′とを比較して、小さい方（ＭＩＮ：ＭｒＮＩＭＵ
Ｍ）の値を、最終的に制限車速（Ａ′）として採用する
。 次に、制限車速（Ａ′）の決め方の第２の例を、第４図
（ロ）によって説明する。これは、第１２図の関係図に
基づいて決める決め方である。 第１２図は、荷重と揚高から直ちに制限車速が決定でき
るようにした図である０曲線イ１ロ、ハ等は、制限車速
をパラメータ（曲線イのパラメータは’　２　ｋ　ｍ　
／　ｈ　Ｊ　、曲線口のパラメータは「ｌＯｋｍ／ｈ」
、曲線ハのパラメータは「無制限」）にして描かれた、
Ｊ！＾と荷重との関係を示す曲線である。 従って、例えば、検出された揚高がＢ１．検出された荷
重がＣＩであれば、それらの値より点線の如く各軸に平
行に進んで交わった点が乗っている曲線を求めればよい
。その曲線がパラメータｒ　２　ｋ　ｍ　／　ｈ　Ｊの
曲線であれば、この時の制限車速（Ａ′）をｒ２ｋｍ／
ｈＪと決めるのである。 以上でステップ■の説明を終える。 ■　検出した車ｉ１　（Ａ）とステップ■で決めた制限
車ｉ！（Ａ’）との差速ΔＡを求める。 ■　ΔＡが正であるか否かを判断する。正でなければ（
ＹＥＳの方向）、つまり制限車速Ａ′より小さい車速で
あれば危険はないわけであるから、ステップ＠を経てス
テップ■へ戻る。 ■　ΔＡが正であれば、制限車速Ａ′を超えているから
危険である。従って、ドライバーが何も１桑作しなくと
も自動的に＄４Ｉｌｌ！車速Ａ′以下に車速を落とすた
めの手続きを、コントローラ１２に開始させる必要があ
る。 その開始の合図が揚高荷重フラグのＯＮであるが、この
ステップ■では、既に車速を落とすための手続きが開始
されているかどうかを確認する。 即ち、揚高荷重フラグがＯＮか否かチエツクする。 ■　揚高荷重フラグがまだＯＮでなければ、ここでＯＮ
とする。 ［相］　車速を減するためには（言い換えればエンジン
回転数を落とすためには）、スロットルの開き具合を減
する必要がある。そこで、制限車速Ａ゛以下するために
はどの程度域ずればいいのか、また、急激に減じたので
はジーツクが大きく却って危険が増すから、どの程度の
早さで減じてゆくのか等を考慮しつつ、スロットル閉速
度を決める。 第５図に、スロットル閉速度の決め方を示すフローチャ
ートを示す、以下これに従ってスロットル閉速度の決め
方を説明する。 スロットル閉速度は、当然、差速ΔＡの値を考慮して決
めるわけであるが、既に揚高荷重フラグがＯＮにされス
ロットル閉動作がなされつつある途中であれば、その途
中であるという状況も併せ考慮するという考えの下に、
次のようなステップでスロットル閉速度を決める。 ［株］−１第１３図は、揚高荷重フラグＯＮからの経過
時間とスロットル閉速度との関係を、差速ΔＡをパラメ
ータとして表した図である。これは、予め定めてコント
ローラ１２に与えておく。 晴かれている曲線イル二等がスロットル閉速度曲線であ
り、これらの曲線の中よりどの曲線を選ぶかをこのステ
ップで決める。 例えば、ΔＡが８ｋｍ／ｈであれば、曲線口を選ぶ。 ０−２　第１３図の曲線の選定を終えたら、その曲線を
基に、揚高荷重フラグＯＮからの経過時間に対応したス
ロットル閉速度（Ｄ＞を求める０例えば、１１１高荷重
フラグＯＮからの経過時間がｔｌである時は、第１３図
において点線の如く辿ることによりスロットル閉速度の
値としてＤｌを求めることができる。 なお、スロットル閉速度は、一定時間当たりの全開に対
する％またはエンジン出力制御装置７に使用するステッ
ピングモータのステップ数で表すことができる。 ［相］−３ここでは、差速ΔＡに対応したスロットル閉
速度（Ｅ）を求める。第１４図に、制限車速と現車速と
の差速ΔＡと、スロットル閉速度との関係を示す。この
関係も、種々の要素を考慮して予め任意に設定すること
ができる。 第１４図では、関係曲線の例としてイ２ロ、ハの３つを
示しているが、曲線イは、揚高が低い時。 荷重の軽い時、下り坂等の場合に使用するために設定し
た曲線である。曲線ハは、揚高の高い時。 荷重の重い時、登り坂等の場合に使用するために設定し
た曲線である。これらの曲線より、同じΔＡでも車両に
より大きな負担がかかっている状況にある時はど、スロ
ットル閉速度の値が小にされていることが理解できよう
。 例えば、曲線へを使用する場合、ΔＡの値がΔＡ１であ
れば、スロットル閉速度としてＥの値が求められる。 ［相］−４前記のステップ＠−２，＠−３で求めたスロ
ットル閉速度り、Ｈのうち、小さい値の方を最終的にス
ロットル閉速度として採用する。小さい値の方を採用す
る理由は、なるべくエンジンの変化をゆっくりにし、荷
役車ｒＲ（フォークリフト）に与える走行上のショック
を少なくするためである。 第１５図に、以上のようにして最終的に採用されるスロ
７）ル閉速度の時間的変化を示す。 第１５図（ａ）は、揚高荷重フラグがＯＮされた時点ｔ
、からのΔＡの時間的変化を示す。第１５図（ｂ　’）
は、揚高荷重フラグがＯＮされた時点

【。からのスロッ
トル閉速度の時間的変化を示す。 差速ΔＡは、揚高ｒＩｍフラグがＯＮされた時が最も大
であり、その浚スロットルが減じられるに従い減少する
。第１５図（ａ）には、その様子が描かれている。 第１５図（ｂ）の曲線イは、ステップ［相］−１で第１
３図より選定した曲線である。この曲線は、次第に上昇
する曲線である。この曲線上の値が、スロットル閉速度
りである。 曲線口は、ステップ［相］−３で第１４図より選定した
曲線である。この曲線上の値が、スロットル閉速度Ｅで
ある。第１４図では差速ΔＡが大であればスロットル閉
速度も大であり、ΔＡが小になるにつれスロットル閉速
度も小になっている。従って、第１５図の曲線口は、差
速ΔＡが最大である時点【。の時最大値を示し、時間の
経過と共にΔＡが小にされると、徐々に下降する曲線と
なっている。 曲線イは上昇し、曲線口は下降するから、途中で交差す
る。交点をＱとし、その時点をも。とする。 ステップ［相］−４では、Ｄ、Ｈのうち小さい方を最終
的なスロットル閉速度として採用するから、その値の時
間的変化を第１５図で言うならば、曲線イの時点【。の
点Ｐから曲線イに沿って時点（・で点Ｑまで行き、点Ｑ
から曲線口に沿ってその端である点Ｒに至るという変化
をする（Ｐ→Ｑ→Ｒ）。 以上でスロットル閉速度の決定についての説明を終わる
。 ■　ステップ０で決定されたスロットル閉速度に基づき
、スロットルをｔ４ｍする。具体的には、エンジン出力
制御装置７のステッピングモータ等を駆動する。 ■　揚高荷重フラグをＯＦＦにする。このステップを通
過する場合は、車速を制限する必要のない場合である。 この場合には、スロットル閉速度を決定する必要はない
から、揚高荷重フラグはＯＦＦにする。 なお、以上の説明は、最初にも述べたように、荷物をｔ
ａ高する作業をする荷役車両の１例としてフォークリフ
トを取り上げ、これについて行ったが、本発明は他の同
様の荷役車両（例えば、クレーン車、高所作業車）につ
いても適用できることは勿論である。 【効　　果】 以上述べた如き本発明によれば、次のような効果を奏す
る。 ■　荷役車両で荷物を揚高して走行する場合、荷重、ｌ
ｉ高を考慮して予め設定しておいた安全な車速に自動的
に制限されるので、たとえドライバーが未熟であっても
、転倒事故を起こしたりすることがない。 ■　荷役車両の走行中に荷物を乗せたり降ろしたりする
ことはまずないから、走行中に荷重が変化することはな
い。しかし、走行中に揚高を変えることはある。この場
合、重心位置が絶えず変化し、特に揚高を高くするとき
には転倒し易くなる。 ところが、本発明では、荷重、！：揚高の状況を走行中
絶えず検出し、それに対応した制限車速を割り出して自
動的に車速制限をするから、走行中に揚高を変えた場合
でも転倒事故を起こすようなことはな（なる。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明が適用されたフォークリフト第２図
・・・本発明のシステムブロック図第３図・・・本発明
の詳細な説明するフローチャート第４図・・・制限車速
の決め方を示すフローチャート第５図・・・スロットル
閉速度の決め方を示すフローチャート 第６図・・・アクセルアイドルスイッチの動作を説明す
る図 第７図・・・揚高センサに関する説明図第８図・・・荷
重センサに関する説明図第９図・・・ｖＡ高と設定車速
との関係を示す図第１Ｏ図・・・荷重と設定車速との関
係を示す同第１１図・・・荷重と荷重センサ信号との関
係を示す図 第１２図・・・荷ｍと揚高から直ちに制限車速が決定で
きるようにした図 第１３図・・・揚高荷重フラグＯＮからの経過時間とス
ロットル閉速度とのｒ！Ａ係を、差速ΔＡをパラメータ
として表した図 第１４図・・・制限車速と現車速との差速ΔＡと、スロ
ットル閉速度との関係を示す図 第１５図・・・最終的に採用されるスロットル閉速度の
時間的変化を示す図 図において、■はフォークリフト、２はステアリング、
３はフォーク、４はマスト、５は車速センサ、６はエン
ジン回転数センサ、７はエンジン出力′Ｍ御装置、８は
アクセルアイドルスイッチ、９は荷重センサ、１０は荷
役レバー、１１は揚高センサ、１２はコントローラ、１
３はアクセルベダ／ｌｙ、１４は昇降フレーム、１５は
油圧シリンダ、１６は昇降ロッド、１７はプーリー、１
８はチェーン、１９はチェーン固定片、２０は揚高イニ
シャル位置検出用突部、２１はピストン、２２はパイプ
、２３は油圧バルブ、２４はピストンロッド、２５は信
号線である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　揚高と荷重より制限車速を決める手段と、現車速が該
   制限車速を超えているときエンジンのスロットル閉速度
   を決める手段とを具え、エンジンが停止しておらず且つ
   アクセルペダルが踏まれているとき、決められたスロッ
   トル閉速度に従ってスロットルを閉じて車速を制御する
   ことを特徴とする荷役車両の車速制御装置。