JPH10175800A - フォ−クリフトの速度規制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォ−クリフトを急旋回させても転倒しない
ように車速を規制する速度規制装置を提供する。 【解決手段】 上記課題を解決するためのフォ−クリフ
トの速度規制装置は、フォ−クリフトの操舵量を検出す
る手段と、フォ−クリフトの積載物の位置を検出する手
段と、積載物の重量を検出する手段と、積載物の位置及
び重量に基づいてフォ−クリフトの重心及び転倒限界角
度を演算し、重心と操舵量及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
との成す角度が前記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
を規制する手段とを備えることである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリフォ−ク
リフト等の旋回時における車速を規制してフォ−クリフ
トの転倒を防止するフォ−クリフトの速度規制装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フォ−クリフトの走行制御装置と
して図１２に示すような構成のものがある。図１２に示
すように、アクセル踏み角に対応した信号がアクセルポ
テンショメ−タ５１から走行制御装置の中枢を成すコン
ピュ−タＣＰＵに出力されると、コンピュ−タＣＰＵ
は、内蔵した電流マップを参照してアクセル踏み角信号
に対応した電流指令値を電流指令出力変換回路５２に出
力するとともにチョッパ出力回路５３にチョッパ制御信
号を出力する。チョッパ出力回路５３は、出力制限回路
５４を介して出力トランジスタ５５を駆動し、走行モ−
タ５６に対してデュ−ティ制御による駆動電流を通電す
る。この制御において、コンピュ−タＣＰＵは、電流セ
ンサ５７からの実際のモ−タ電流と電流指令値とを比較
器５８で比較し、実際のモ−タ電流が大きい場合は出力
制限回路５４によりモ−タ電流を制限するものである。
尚、回転センサ５９から出力される信号がコンピュ−タ
ＣＰＵに入力されると、コンピュ−タＣＰＵはこの信号
に基づいて車速を認識する。このように、上記従来のフ
ォ−クリフトの走行制御装置は、アクセルの踏み角に応
じてフォ−クリフトを走行させるように構成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のフォ−クリ
フトの走行制御装置は、アクセル踏み角に応じてフォ−
クリフトの走行速度が変化するため、例えばアクセル踏
み角いっぱいのまま急旋回すると遠心力によりフォ−ク
リフトが転倒することがある。そこで本発明では、フォ
−クリフトが急旋回しても転倒しないようにフォ−クリ
フトの積載状態での重心にかかる力に基づいて速度規制
をするフォ−クリフトの速度規制装置を提供することを
課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、フォ
−クリフトの速度規制装置を、フォ−クリフトの操舵量
を検出する手段と、前記フォ−クリフトの積載物の位置
を検出する手段と、前記積載物の重量を検出する手段
と、前記積載物の位置及び重量に基づいて前記フォ−ク
リフトの重心及び転倒限界角度を演算し、前記重心と前
記操舵量及び前記積載物の重量とに基づいて前記重心に
かかるフォ−クリフト転倒方向の力と所定方向との成す
角度が前記転倒限界角度となる転倒限界速度を演算し、
前記転倒限界速度に基づいて前記フォ−クリフトの車速
を規制する手段とを備えた構成にすることである。

【０００５】請求項１の発明によれば、積載物の位置及
び重量に基づいて積載状態でのフォ−クリフトの重心及
び転倒限界角度を演算し、重心と操舵量及び積載物の重
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、その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ため、フォ−クリフトは急旋回
しても転倒しない車速に規制される。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記フォ−クリフトの積載物の位置を３次元で検出
する手段を備えることである。

【０００７】請求項２の発明によれば、フォ−クリフト
の積載物の位置を３次元で検出することができるため、
重心の位置が３次元の座標で演算され、フォ−クリフト
上の積載物が偏荷重状態でも重心の位置が正確に演算さ
れる。そのため、フォ−クリフト上の積載物の偏荷重状
態に応じた転倒限界速度が演算される。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１はリ−チフォ−クリフト
１の斜視外観図であり、本実施の形態ではリ−チフォ−
クリフトの速度規制装置について説明する。

【０００９】リ−チフォ−クリフト１は、車体２の前方
向に突出する二つのストラドルア−ム３に沿って前後方
向に移動可能なマスト４と、このマスト４に沿って昇降
可能な左右一対のフォ−ク５とを備え、ハンドル６で旋
回等の操舵操作を行うとともにレバ−７によりリ−チイ
ン、リ−チアウト、フォ−ク等の荷役操作を行うように
構成されている。車体２の後部に配置されたドライブホ
イ−ル８Ａは、アクセル９Ａの踏み角に応じて作動する
アクセルポテンショメ−タ９からの信号に対応した速度
で駆動される。尚、ドライブホイ−ル８Ａは、走行モ−
タ（図２参照）２４により駆動されるとともにハンドル
６の操作に伴って操舵される。またキャスタ−ホイ−ル
８Ｂは車体２の後部右側に配置されている。

【００１０】二つのストラドルア−ム３の先端部それぞ
れに従動輪１０が設けられており、この従動輪１０の回
転を検出する回転センサ１１が設けられている。この回
転センサ１１として例えばエンコ−ダが用いられ、エン
コ−ダから出力されるパルス信号を後述のコンピュ−タ
ＣＰＵがカウントすることにより走行速度が検出され
る。また、ドライブホイ−ル８Ａの切れ角を検出するス
テアリングポテンショメ−タ１２が図示していないステ
アリング機構部に取り付けられている。

【００１１】前記マスト４に沿って昇降するフォ−ク５
の揚高を検出するため、マスト４に揚高センサ１３が設
けられている。また、フォ−ク５に載荷された積荷の重
さを検出するため、マスト４近傍にあるリフトシリンダ
４Ａの下端部分には圧力検出タイプの重量センサ１４が
設けられている。更に、前記ストラドルア−ム３にはリ
−チ量を検出するためのリ−チセンサ１５が設けられて
いる。

【００１２】次に、リ−チフォ−クリフト１の制御につ
いて図２の制御ブロック図を参照しながら説明する。図
２に示すように、リ−チフォ−クリフト１の基本的な走
行制御は、前記従来のフォ−クリフトの走行制御と同じ
である。従って、アクセル踏み角に対応した信号がアク
セルポテンショメ−タ９から走行制御装置の中枢を成す
コンピュ−タＣＰＵに出力されると、コンピュ−タＣＰ
Ｕは、内蔵した電流マップを参照してアクセル踏み角信
号に対応した電流指令値を電流指令出力変換回路２１に
出力するとともにチョッパ出力回路２２にチョッパ制御
信号を出力すると、チョッパ出力回路２２は、チョッパ
制御信号に基づいて出力トランジスタ２３をデュ−ティ
制御し、走行モ−タ２４に駆動電流を通電する。この制
御において、コンピュ−タＣＰＵは、電流センサ２５か
ら出力される電流検出信号に基づいた実際のモ−タ電流
と上記電流指令値とを比較器２６で比較し、実際のモ−
タ電流が大きい場合は出力制限回路２７によりモ−タ電
流を制限するというフィ−ドバック制御をする。

【００１３】次に、前記ステアリングポテンショメ−タ
１２からの信号と、揚高センサ１３からの信号と、重量
センサ１４からの信号と、リ−チセンサ１５からの信号
とを入力することにより、リ−チフォ−クリフト１が急
旋回しても転倒をしない安全速度に規制するための制御
について説明する。

【００１４】尚、一般的なフォ−クリフトにおいて、積
載状態の重量（総重量）をｍ、旋回半径をｒ、走行速度
をｖとすると、フォ−クリフトを転倒させる遠心力Ｆ
は、図３、図４、及び図５に示すように重量ｍが大きく
なるほど、旋回半径ｒが小さくなるほど、走行速度ｖが
大きくなるほど大になるという特性がある。従って、フ
ォ−クリフトが転倒しない安全速度をｖｓとすれば、図
６に示すように遠心力Ｆが大きくなれば安全速度ｖｓを
小さくする必要がある。尚、旋回半径ｒはステアリング
ポテンショメ−タ１２からの信号に基づいて求められ
る。

【００１５】上記のようにフォ−クリフトを転倒させる
力は、フォ−クリフトの総重量ｍ、旋回半径ｒ、及び走
行速度ｖに関係するが、重心の位置にも関係する。図１
のようなリ−チフォ−クリフト１の場合、フォ−ク５に
載荷したとき、フォ−ク５の揚高とリ−チ量と積載荷重
とに応じてリ−チフォ−クリフト１の重心の位置が変化
する。

【００１６】リ−チフォ−クリフト１の重心は、左右の
バランスを考慮しなければ、図７において斜線で示した
２次元領域にあるものと考えられる。この２次元領域に
おける重心移動範囲を量子化し、図８に示すように２次
元（ｘ，ｙ）の行列として定義してコンピュ−タＣＰＵ
の記憶部に格納しておく。そして、前記リ−チセンサ１
５からの検知信号に基づくリ−チ量Ｘ、揚高センサ１３
からの検知信号に基づくフォ−ク５の揚高Ｙ、重量セン
サ１４からの検知信号に基づく積載荷重Ｍより重心が積
載荷重Ｍに対応する上記行列のどの座標に位置するかを
コンピュ−タＣＰＵが算出する。

【００１７】リ−チフォ−クリフト１の総重量（フォ−
クリフト１の重量と積載荷重Ｍの合計）をｍ、車速を
ｖ、旋回半径をｒ、重心にかかる機台向心力をＦｒとす
れば、図９に示すように、重心にかかる機台向心力Ｆｒ
は、Ｆｒ＝ｍｖ² ／ｒとなり、重心にかかる機台向心力
Ｆｒと重心にかかる重力Ｆｇの合成ベクトルが転倒方向
に作用する力Ｆとなる。尚、揚高センサ１３及びリ−チ
センサ１５は積載物の位置を検出する手段を構成する。

【００１８】また、図１０に示すようにリ−チフォ−ク
リフト１の機台の転倒軸は左旋回ではドライブホイ−ル
８Ａと左側従動輪１０を結ぶ線Ａとなり、右旋回ではキ
ャスタ−ホイ−ル８Ｂと右従動輪１０を結ぶ線Ｂとな
る。そして、上記転倒方向に作用する力Ｆの方向が転倒
軸Ａ又はＢの外に出るとき、リ−チフォ−クリフト１は
転倒状態になる。

【００１９】図１１に示すように上記転倒方向に作用す
る力Ｆと重心にかかる重力Ｆｇとの成す角度をθとすれ
ば、ｔａｎθ＝Ｆｒ／Ｆｇ＝ｖ² ／ｒｇとなり、 ｖ＝（ｒｇｔａｎθ）^1/2 となる。・・・・・・（１）

【００２０】リ−チフォ−クリフト１の各重心位置に対
して転倒に到る転倒限界角度θS の値は個別に決まる。
そこで、転倒限界角度θS を図８に示した重心位置の行
列の関数、即ちθS （ｘ，ｙ）として定義する。従って
θS （ｘ，ｙ）は、重心位置（ｘ，ｙ）における転倒状
態となる角度である。このように、重心位置が決まると
θS が決まるため、上記式（１）にθS （ｘ，ｙ）を代
入すれば、転倒限界速度ｖS （ｘ，ｙ）＝｛ｒｇｔａｎ
θS （ｘ，ｙ）｝^1/2 が求められる。

【００２１】上記の転倒限界速度ｖS （ｘ，ｙ）におい
て安全率を考慮した目標速度ｖｔを設定すれば、ｖｔ＝
ｖS （ｘ，ｙ）×Ｓとなる。但し、Ｓは安全率である。
このように走行制御装置が旋回時の速度を目標速度ｖｔ
を超えないように制御すればリ−チフォ−クリフト１の
転倒を防止することができる。

【００２２】以上の実施の形態では重心位置を２次元座
標で求めたが、フォ−ク５の積載物が偏荷重の状態で載
荷されるような場合を考慮し、重心位置を３次元で求め
ることも可能である。この際、フォ−ク５の積載物の位
置を３次元位置で検出する載荷センサを設け、リ−チフ
ォ−クリフト１の重心位置は、フォ−ク５の揚高と、リ
−チ量と、積載物の３次元載荷位置と、積載荷重とに基
づいて算出される。尚、上記実施の形態ではリ−チフォ
−クリフト１の例を示したが、非リ−チ式のフォ−クリ
フトの場合はリ−チセンサ１５を設けないで、フォ−ク
に載荷された積荷の位置は揚高センサ１３で検出され
る。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、積載物の位置
及び重量に基づいて積載状態でのフォ−クリフトの重心
及び転倒限界角度を演算し、重心と操舵量及び積載物の
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、その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ため、フォ−クリフトを急旋
回させても転倒しない。そのため、オペレ−タの操作性
及び安全性を向上させることができる。

【００２４】請求項２の発明によれば、フォ−クリフト
の積載物が偏荷重状態でも重心の位置が正確に演算さ
れ、フォ−クリフトの積載物の偏荷重状態に応じた転倒
限界速度が演算されるため、偏荷重状態で急旋回しても
フォ−クリフトは転倒しない速度に規制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】リ−チフォ−クリフトの斜視図である。

【図２】リ−チフォ−クリフトの制御ブロック図であ
る。

【図３】フォ−クリフトを転倒させる力と積載重量との
関係を示す特性図である。

【図４】フォ−クリフトを転倒させる力と旋回半径との
関係を示す特性図である。

【図５】フォ−クリフトを転倒させる力と旋回速度との
関係を示す特性図である。

【図６】フォ−クリフトを転倒させる力と安全速度との
関係を示す特性図である。

【図７】リ−チフォ−クリフトの重心算出説明図であ
る。

【図８】リ−チフォ−クリフトの重心を２次元の行列で
示した説明図である。

【図９】リ−チフォ−クリフトの転倒方向に作用する力
を求めるための説明図である。

【図１０】リ−チフォ−クリフトの転倒軸の説明図であ
る。

【図１１】リ−チフォ−クリフトの転倒限界速度を求め
るための説明図である。

【図１２】従来のフォ−クリフトの制御ブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ リ−チフォ−クリフト １１ 回転センサ １２ ステアリングポテンショメ−タ １３ 揚高センサ １４ 重量センサ １５ リ−チセンサ ２４ 走行モ−タ ＣＰＵ コンピュ−タ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォ−クリフトの操舵量を検出する手段
   と、前記フォ−クリフトの積載物の位置を検出する手段
   と、前記積載物の重量を検出する手段と、前記積載物の
   位置及び重量に基づいて前記フォ−クリフトの重心及び
   転倒限界角度を演算し、前記重心と前記操舵量及び前記
   積載物の重量とに基づいて前記重心にかかるフォ−クリ
   フト転倒方向の力と所定方向との成す角度が前記転倒限
   界角度となる転倒限界速度を演算し、前記転倒限界速度
   に基づいて前記フォ−クリフトの車速を規制する手段と
   を備えたフォ−クリフトの速度規制装置。
2. 【請求項２】 前記フォ−クリフトの積載物の位置を３
   次元位置で検出する手段を備えた請求項１に記載のフォ
   −クリフトの速度規制装置。