JP5397922B2

JP5397922B2 - 電動車

Info

Publication number: JP5397922B2
Application number: JP2012059717A
Authority: JP
Inventors: 真基仲田
Original assignee: Mitsubishi Nichiyu Forklift Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Logisnext Co Ltd
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2032-03-16
Also published as: JP2013198190A

Description

本発明は、バッテリに蓄積された電力で走行モータを駆動させて走行するフォークリフトなどの電動車に関する。

電動車として、例えば、オペレータが立った状態で運転する立ち乗り式のリーチ型フォークリフトが知られている。図１に示すように、フォークリフト１は、車両本体２に対して前後にスライドするマスト５０，６３と、マスト５０，６３に沿って昇降する一対のフォーク６６と、車両本体２の下部に設けられた駆動輪７とを備えている。また、車両本体２は、オペレータが起立した状態で搭乗する運転席５を有し、運転席５には、アクセルレバー６および足踏みデッドマン式のブレーキ８の他、各種操作を行うための操作レバー６９やハンドル６８が設けられている。なお、駆動輪７は車両本体２に旋回可能に取り付けられており、操舵輪としての機能も有する。

図２に示すように、フォークリフト１は、アクセルレバー６をニュートラル位置から前傾させると傾き角度θ１に応じた速度で前進し、後傾させると傾き角度θ２に応じた速度で後進する。また、フォークリフト１は、アクセルレバー６をニュートラル位置に戻すと、ニュートラル回生制御が行われて所定の微小速度（例えば、１ｋｍ／ｈ）まで減速する（例えば、特許文献１参照）。

また、このフォークリフト１では、前進または後進中に、アクセルレバー６を進行方向とは逆方向に傾けることにより、ニュートラル回生制御の回生力よりも大きな回生力によって走行モータが回生制御されて、ブレーキが行われる。このような操作でブレーキをかけることを「プラギング操作」という。オペレータが立った状態で運転する立ち乗り式フォークリフトでは、オペレータは、ブレーキをかける際に、このプラギング操作を多用する。

ところで、安全性向上の観点から、フォークリフト１は、オペレータが席を外すと、その離席を検知して、アクセルレバー６の操作およびフォーク４の昇降等の荷役操作を無効とする離席時制御が行われる（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、従来のフォークリフト１で離席時制御が行われると、誤動作によってオペレータの離席が検知された場合、以下の問題が起こる可能性がある。

何らかの異常が発生してオペレータの離席が誤って検知されると、アクセルレバー６の操作が無効となり、フォークリフト１はニュートラル回生制御下で、一定の回生力で減速する。そのため、フォークリフト１が壁などの障害物に近づいて、オペレータが咄嗟の判断でプラギング操作を行って減速させようとしても、アクセルレバー６の操作が無効になっているため、所定速度以上には減速せずに壁などに衝突するおそれがあった。

なお、離席時制御中であっても、ブレーキ８を操作すれば駆動輪７を機械的にロックしてフォークリフト１を停止させることができる。しかし、立ち乗り式のフォークリフト１では上記のプラギング操作によってブレーキをかける場合が多く、また、ブレーキ８は駐停車時に使用するものであり、走行中に使用するものではないので、オペレータにとって咄嗟の判断でブレーキ８を操作するのは極めて困難である。

特開平８−２５６４０１号公報特開平１０−３１３５０２号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記事情に鑑みてなされたものであって、離席時制御の安全性を向上できる電動車を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に係る電動車は、
オペレータが離席しているか否かを検知する離席検知部と、
駆動輪を駆動する走行モータと、
駆動輪の進行方向および目標速度を決定するための進行決定手段と、
走行モータを回生制御または力行制御する制御部と、
駆動輪の進行方向を検知する進行検知部と、を備え、
制御部は、
離席検知部でオペレータの離席を検知しないときには、通常制御を行い、離席検知部でオペレータの離席を検知するときには、離席時制御を行うように構成されており、
通常制御は、
進行決定手段の決定に基づいて力行制御と回生制御し、
離席時制御は、
進行検知部の決定にかかわらず、先ず、第１回生力で回生制御し、次に、進行検知部で検知された駆動輪の進行方向とは逆方向に進行決定手段が決定されるときには、第１回生力よりも大きな第２回生力で回生制御し、進行検知部で検知された駆動輪の進行方向とは逆方向に進行決定手段が決定されないときには、第１回生力のままで回生制御する。

本発明に係る電動車は、上記のように構成されるので、何らかの異常が発生してオペレータの離席が誤って検知された場合であっても、オペレータが、駆動輪の進行方向とは逆方向に進行決定手段を決定すると、大きな回生力で走行モータを回生制動できるので、壁などに衝突する危険性を大幅に減少できる。即ち、従来のフォークリフトでは、離席が誤って検知されても、進行決定手段の操作が無効になるが、本発明のフォークリフトでは、進行決定手段の操作を無効とせず、オペレータが慣れているプラギング操作のみを有効とすることによって、オペレータの咄嗟の判断で車両を安全に停止できる。従って、オペレータが、誤ってアクセルレバーを進行方向と同じ方向に傾けても、走行モータは回生制御されるので、車両を安全に停止できる。

好ましくは、
上記の電動車は、オペレータが立った状態で運転する立ち乗り式フォークリフトであって、
進行決定手段は、オペレータの手で前傾及び後傾して駆動輪の進行方向および目標速度を決定するアクセルレバーからなり、
離席検知部は、オペレータの足元に設けられたフロアスイッチからなる。

上記のプラギング操作は、オペレータが起立した状態で運転する立ち乗り式フォークリフトにおいて多用される。このフォークリフトでは、足踏みデッドマン式のブレーキが設けられており、このデッドマン式ブレーキは、オペレータがブレーキレバーを踏むと走行可能となり、ブレーキレバーを踏まずに解放すると停止する。そのため、デッドマン式ブレーキは、通常、車両速度を減速するためには使用されず、駐車時に確実に停止させるためにパーキングブレーキとして使用される。従って、オペレータは、車両速度を減速させるとき、上記のプラギング操作を多用する。そのため、本発明に係るフォークリフトは、プラギング操作が多用される立ち乗り式フォークリフトに対して特に有効である。

好ましくは、
制御手段は、
アクセルレバーの傾き角度に応じて第２回生力を変化し、
傾き角度が大きい場合に第２回生力が大きくなるように変化し、傾き角度が小さい場合に第２回生力が小さくなるように変化する。

壁などに衝突する危険性がある場合に、オペレータはアクセルレバーを大きく傾けることで回生力を大きくしようとする。そのため、アクセルレバーの傾き角度に応じて第２回生力を変化させることで、安全性をより向上できる。

本発明の電動車では、離席が誤って検知されても、進行決定手段の操作を無効とせず、オペレータが慣れているプラギング操作のみを有効とすることによって、オペレータの咄嗟の判断で車両を安全に停止できる。従って、本発明に係る電動車は、離席時制御による安全性を向上できる。

本発明に係るリーチ型フォークリフトを示す斜視図である。アクセルレバーの動作を示す側面図である。主な構成を示すブロック図である。制御動作を示すフローチャートである。制御動作を示す説明図である。

以下、図面に基づいて、本発明に係る電動車について説明する。本実施形態では、電動車は、オペレータが立った状態で運転する立ち乗り式フォークリフトからなる。

図１の通り、リーチ式フォークリフトは、車体２に、前側に延出された左右のストラドルアーム６２を備える。リーチ式フォークリフトは、左右のストラドルアーム６２に沿って前後に進退可能なキャリッジ６４を備える。キャリッジ６４には、一対のアウターマスト６３が上下方向に立設されている。それぞれのアウターマスト６３の内側には、インナーマスト５０が立設されている。インナーマスト５０は、アウターマスト６３に案内されて昇降する。キャリッジ６４には、アウターマスト６３に沿ってリフトシリンダ７０が立設されている。リフトシリンダ７０とインナーマスト５０とが結合されており、リフトシリンダ７０が伸縮動作することで、インナーマスト５０がアウターマスト６３に沿って昇降する。

リーチ式フォークリフトは、リフトブラケット６５を備える。リフトブラケット６５には、左右一対のフォーク６６が傾倒可能に支持されている。リフトシリンダ７０が伸縮動作することで、インナーマスト５０が昇降して、それに伴い、リフトブラケット６５と共にフォーク６６が昇降する。また、リフトブラケット６５には、ティルトシリンダ（不図示）が設けられ、ティルトシリンダが伸縮動作することで、フォーク６６の傾倒がなされる。車体２とキャリッジ６４とにわたってリーチシリンダ（不図示）が設けられる。リーチシリンダ（不図示）が伸縮動作することで、キャリッジ６４が、ストラドルアーム６２に沿って前後進する。

車体２の左後部は、開閉可能なドアにより閉塞される機器収納室６１となっており、この機器収納室６１内に作動油タンク、作動油ポンプ、後述するバッテリ１６、走行モータ１７（図３）などが搭載されている。車体２の右後部は、後方に開放されて形成された運転席５となっており、オペレータは起立した状態で運転席５に搭乗する。機器収納室６１の上部から運転席５の前方にかけてトップカバー６７により覆われている。車両本体２の下部には、駆動輪７が設けれている。駆動輪７は車両本体２に旋回可能に取り付けられており、操舵輪としての機能も有している。

トップカバー６７上には、運転席５の左方位置に、操舵をなすためのハンドル６８が設けられ、運転席５の前方位置に、フォーク操作をするための操作レバー６９、車両の進行方向および目標速度を決定するためのアクセルレバー（進行決定手段）６が設けられている。運転席５の足元には、足踏み式でデッドマン式のブレーキ８および離席検知用フロアスイッチ（離席検知部）９が設けられている。

図２の通り、アクセルレバー６の傾き方向に応じて車両の進行方向が決定される。即ち、アクセルレバー６を車体前方に傾けると（前傾）、フォークリフトが前進し、アクセルレバー６を車体後方に傾けると（後傾）、フォークリフトが後進するようになっている。なお、アクセルレバー６は、コイルバネなどの付勢手段（不図示）によってニュートラル位置に付勢されている。また、アクセルレバー６の傾き角度θ１，θ２に応じて車両の目標とする速度（以下、目標速度という）が決定される。

図３の通り、車両本体２には、変速ギア（不図示）を介して駆動輪７に接続された走行モータ１７、走行モータ１７を駆動するインバータ回路１５、バッテリ１６等が収納されている。制御部１１は、インバータ回路１５を介して走行モータ１７を力行制御または回生制御する。力行制御においては、バッテリ１６の電力がインバータ回路１５を介して走行モータ１７に供給される。一方、回生制御においては、走行モータ１７で生成された電力がインバータ回路１５を介してバッテリ１６に戻される。

ブレーキ８は、制御部１１から独立して設けられている。オペレータがブレーキ８を操作すると、駆動輪７は機械的にロックされる。これにより、フォークリフト１はアクセルレバー６の傾きに関係なく停止する。

アクセルレバー６は、制御部１１に接続されている。アクセルレバー６をニュートラル位置から前傾させると、制御部１１は駆動輪７を前進し、アクセルレバー６を後傾させると、制御部１１は駆動輪７を後進する。アクセルレバー６は傾き角度θ１，θ２に応じた信号を出力し、この信号に基づいて、制御部１１は目標速度を制御する。

離席検知用フロアスイッチ９は、運転席５のフロアのほぼ全面を覆うように設けられている。このため、オペレータがフォークリフト１に搭乗すると、離席検知用フロアスイッチ９にオペレータの体重がかかり、離席検知用フロアスイッチ９はオペレータが離席していないことを示す信号を出力する。一方、オペレータの体重がかかっていない場合、すなわちオペレータが離席している場合、離席検知用フロアスイッチ９はオペレータが離席していることを示す信号を出力する。

進行検知部１２は、駆動輪７に設けられたロータリーエンコーダー等からの回転数信号に基づいて、車両の進行方向（前進または後進）および速度を検知する。駆動輪７が前進すると車両が前進し、駆動輪７が後進すると車両が後進していると認識する。進行検知部１２は、進行方向および車両速度に関する信号を制御部１１に出力する。

図４の通り、制御部１１は、アクセルレバー６の傾き方向（前傾または後傾）および傾き角度θ１，θ２、離席検知用フロアスイッチ９からの信号に基づき、走行モータ１７を通常制御または離席時制御する。

制御部１１は、以下の通り、通常制御および離席時制御を行う。制御部１１は、オペレータの離席が検知されていない場合（ステップＳ１において“Ｎｏ”）、通常制御に基づいて走行モータ１７を制御する（ステップＳ２）。

通常制御は、次のように行われる。
（１）アクセルレバー６がニュートラル位置から前傾または後傾させられた場合は、車両速度がアクセルレバー６の傾き角度θ１，θ２に応じた目標速度に一致するように力行制御を行う。
（２）アクセルレバー６がニュートラル位置に戻された場合は、所定の微小速度（例えば、１ｋｍ／ｈ）まで減速するように回生制御を行う。
（３）前進または後進中に、アクセルレバー６を駆動輪７の進行方向とは逆方向に傾けた場合（駆動輪７が前進しているときにアクセルレバー６を後傾、または、駆動輪７が後進しているときにアクセルレバー６を前傾）、車両速度がゼロになるまで回生制御を行い、その後、アクセルレバー６の傾き方向に応じて駆動輪を進行し、かつ、アクセルレバー６の傾き角度θ１，θ２に応じた目標速度に一致するように力行制御を行う。

制御部１１は、離席検知用フロアスイッチ９に基づいて、オペレータの離席が検知されるまで、通常制御に基づいて走行モータ１７を制御する（ステップＳ１〜Ｓ２）。

制御部１１は、オペレータの離席が検知された場合（ステップＳ１において“Ｙｅｓ”）、タイムカウンター（不図示）を始動する。そして、所定時間（例えば２秒）が経過したことをタイムカウンターが出力すると（ステップＳ３において“Ｙｅｓ”）、離席時制御に基づいて走行モータ１７を制御する（ステップＳ４〜Ｓ７）。所定時間が経過したことをタイムカウンターが出力しなければ（ステップＳ３において“Ｎｏ”）、通常制御に基づいて走行モータ１７を制御する。なお、離席時制御が実行されるまでに所定時間の猶予を設ける理由は、誤動作によって短時間だけオペレータの足が離席検知用フロアスイッチ９から離れる場合があり、その場合は特に危険な状態にはならないからである。

離席時制御は、次のように行われる。
制御部１１は、進行検知部１２で検知された駆動輪７の進行方向に対して第１回生力Ｗ１で走行モータ１７を回生制御する（ステップＳ４）。即ち、制御部１１は、駆動輪７が前進しているときは後進方向の力で回生制御し、駆動輪７が後進しているときは前進方向の力で回生制御する。

次に、制御部１１は、進行検知部１２で検知された駆動輪７の進行方向とは逆方向にアクセルレバー６が傾いているか判断する（ステップＳ５）。即ち、制御部１１は、駆動輪７が前進しているときにアクセルレバー６が後傾しているか、または、駆動輪７が後進しているときにアクセルレバー６が前傾しているか判断する。

進行検知部１２で検知された駆動輪７の進行方向とは逆方向にアクセルレバー６が傾いている場合（ステップＳ５において“Ｙｅｓ”）、制御部１１は、第１回生力Ｗ１よりも大きな第２回生力Ｗ２で走行モータ１７を回生制御する（ステップＳ６）。

また、進行検知部１２で検知された駆動輪７の進行方向とは逆方向にアクセルレバー６が傾いていない場合（ステップＳ５において“Ｎｏ”）、制御部１１は、第１回生力Ｗ１で走行モータ１７を回生制御する（ステップＳ７）。ここで、駆動輪７の進行方向とは逆方向にアクセルレバー６が傾いていない場合とは、進行方向と同じ方向にアクセルレバー６が傾いている場合、または、アクセルレバー６がニュートラル位置にある場合をいう。

そして、制御部１１は、目標速度となる微小速度（例えば、１ｋｍ／ｈ）まで減速した後、走行抵抗により停止しているか判断し（ステップＳ８）、停止するまで離席時制御を行う（ステップＳ５〜Ｓ８）。

図５に基づいて、フォークリフトが速度Ｖ１で通常走行しているときに、離席時制御を行う場合について説明する。
離席検知用フロアスイッチ９が、時間ｔ０においてオペレータの離席を検知し（図４のステップＳ１）、その後、離席を検知した状態で、時間ｔ０から時間ｔ１まで（例えば２秒）経過した（図４のステップＳ３）。

制御部１１は、時間ｔ１において、第１回生力Ｗ１で走行モータ１７の回生制御を開始する（図４のステップＳ４）。従って、フォークリフトは、時間ｔ１から、進行方向とは逆方向に第１加速度Ｇ１で減速する。

その後、例えば、障害物が近づき、オペレータがプラギング操作によって大きく減速させようと判断すると、時間ｔ２において、オペレータが進行方向とは逆方向にアクセルレバー６を傾ける（図４のステップＳ５において“Ｙｅｓ”）。すると、制御部１１は、第１回生力Ｗ１よりも大きな第２回生力Ｗ２で走行モータ１７の回生制御を開始する（図４のステップＳ６）。従って、フォークリフトは、時間ｔ２から、進行方向とは逆方向に第１加速度Ｇ１よりも大きな第２加速度Ｇ２で減速する。そのため、第１回生力Ｗ１の第１加速度Ｇ１のままでの減速（図５の一点鎖線）よりも、早く車両を停止できる。

ここで、制御部１１は、第２回生力Ｗ２をアクセルレバー６の傾き角度θ１，θ２に応じて変化する。即ち、傾き角度θ１，θ２が大きい場合は第２回生力Ｗ２が大きくなり、傾き角度θ１，θ２が小さい場合は第２回生力Ｗ２が小さくなる。従って、アクセルレバー６を大きく傾けると、車両が停止するまでの時間を減少できる。

そして、オペレータが進行方向と同じ方向にアクセルレバー６を傾けるか、または、アクセルレバー６をニュートラル位置にすると（図４のステップＳ５において“Ｎｏ”）、制御部１１は、第１回生力Ｗ１のままで走行モータ１７を回生制御し（図４のステップＳ７）、車両を停止する。

従って、本発明に係るフォークリフトは、何らかの異常が発生してオペレータの離席が誤って検知された場合であっても、オペレータが、駆動輪の進行方向とは逆方向に進行決定手段を決定するプラギング操作を行うと、大きな回生力で走行モータを回生制動できるので、壁などに衝突する危険性を大幅に減少できる。

以上、本発明に係る電動車の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
例えば、オペレータがシートに座って運転する着座式のフォークリフトの場合、離席検知部は、シートの座面に配置され、進行決定手段は、進行方向を決定するレバーおよび目標速度を決定する足踏み式ペダルからなる。
また、所定の微小速度は１ｋｍ／ｈに限定されず、走行抵抗によりフォークリフトが停止する任意の速度とすることができる。

１フォークリフト
２車両本体
６アクセルレバー（進行決定手段）
７駆動輪
８ブレーキ
９離席検知用フロアスイッチ（離席検知部）
１１制御部
１２進行検知部
１７走行モータ

Claims

オペレータが離席しているか否かを検知する離席検知部と、
駆動輪を駆動する走行モータと、
前記駆動輪の進行方向および目標速度を決定するための進行決定手段と、
前記走行モータを回生制御または力行制御する制御部と、
前記駆動輪の進行方向を検知する進行検知部と、を備え、
前記制御部は、
前記離席検知部で前記オペレータの離席を検知しないときには、通常制御を行い、前記離席検知部で前記オペレータの離席を検知するときには、離席時制御を行うように構成されており、
前記通常制御は、
前記進行決定手段の決定に基づいて力行制御と回生制御し、
前記離席時制御は、
前記進行検知部の決定にかかわらず、先ず、第１回生力で回生制御し、次に、前記進行検知部で検知された前記駆動輪の進行方向とは逆方向に前記進行決定手段が決定されるときには、前記第１回生力よりも大きな第２回生力で回生制御し、前記進行検知部で検知された前記駆動輪の進行方向とは逆方向に前記進行決定手段が決定されないときには、前記第１回生力のままで回生制御する
ことを特徴とする電動車。
請求項１に記載の電動車は、前記オペレータが立った状態で運転する立ち乗り式フォークリフトからなり、
前記進行決定手段は、前記オペレータの手で前傾及び後傾して前記駆動輪の進行方向および目標速度を決定するアクセルレバーからなり、
前記離席検知部は、前記オペレータの足元に設けられたフロアスイッチからなることを特徴とする電動車。
前記制御手段は、
前記アクセルレバーの傾き角度に応じて前記第２回生力を変化し、
前記傾き角度が大きい場合に前記第２回生力が大きくなるように変化し、前記傾き角度が小さい場合に前記第２回生力が小さくなるように変化することを特徴とする請求項２に記載の電動車。