JP7639636B2 - Center of gravity estimation device for industrial vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、産業車両の重心推定装置に関する。 The present invention relates to a center of gravity estimation device for an industrial vehicle.
産業車両の重心推定装置としては、例えば特許文献1に記載されているように、フォークリフトのティルトシリンダ及びリフトシリンダの圧力をそれぞれ検出し、ティルトシリンダの圧力及びリフトシリンダの圧力に基づいて、フォークに保持された荷物の重心位置を推定する技術が知られている。
As an example of a center of gravity estimation device for an industrial vehicle, as described in
荷物の重心位置を高精度に推定するためには、フォークに荷物が保持された後におけるマスト及びフォークの各々の重心を正確に把握する必要がある。しかし、フォークリフトでは、マストとフォーク等のアタッチメント(保持部)とが特注品等となることもある。このため、全てのマスト及びアタッチメントについて重心を取得しようとすると、重心推定を行うための工数が増大する場合がある。 In order to estimate the position of the center of gravity of a load with high accuracy, it is necessary to accurately determine the center of gravity of each of the mast and forks after the load is held by the forks. However, in the case of forklifts, the mast and attachments (holding parts) such as forks may be custom-made products. For this reason, if one tries to obtain the center of gravity for all masts and attachments, the amount of work required to estimate the center of gravity may increase.
本発明の目的は、工数の削減を図りつつ、保持部に保持された荷物の重心位置の推定精度を向上させることができる産業車両の重心推定装置を提供することである。 The object of the present invention is to provide a center of gravity estimation device for an industrial vehicle that can improve the accuracy of estimating the center of gravity position of a load held in a holding section while reducing the amount of work required.
本発明の一態様は、マストに取り付けられ荷物を保持する保持部と保持部を昇降させるリフトシリンダとマストを傾動させるティルトシリンダとを有する荷役装置を具備した産業車両の重心推定装置において、荷役装置の構造に関するデータを記憶する記憶部と、保持部に保持される荷物の重量を検知する重量検知部と、保持部に荷物が保持される前のティルトシリンダの状態と保持部に荷物が保持された後のティルトシリンダの状態とを検知するティルト状態検知ユニットと、荷物の重量と、保持部に荷物が保持される前後のティルトシリンダの状態と、荷役装置の構造に関するデータとに基づいて、産業車両の車体の前後方向における荷物の重心位置の推定演算を行う重心推定演算部とを備える。 One aspect of the present invention is a center of gravity estimation device for an industrial vehicle equipped with a loading device having a holding section attached to a mast and holding a load, a lift cylinder for raising and lowering the holding section, and a tilt cylinder for tilting the mast. The device is equipped with a memory section for storing data on the structure of the loading device, a weight detection section for detecting the weight of the load held in the holding section, a tilt state detection unit for detecting the state of the tilt cylinder before the load is held in the holding section and the state of the tilt cylinder after the load is held in the holding section, and a center of gravity estimation calculation section for estimating the position of the center of gravity of the load in the fore-and-aft direction of the body of the industrial vehicle based on the weight of the load, the state of the tilt cylinder before and after the load is held in the holding section, and data on the structure of the loading device.
このような重心推定装置においては、保持部に保持される荷物の重量が検知されると共に、保持部に荷物が保持される前のティルトシリンダの状態と保持部に荷物が保持された後のティルトシリンダの状態とが検知される。そして、荷物の重量と保持部に荷物が保持される前後のティルトシリンダの状態と荷役装置の構造に関するデータとに基づいて、車体の前後方向における荷物の重心位置の推定演算が行われる。このようにマスト及び保持部の各々の重心を取得しなくても、保持部に保持された荷物の重心位置が推定される。これにより、重心推定を行うための工数の削減が図られつつ、保持部に保持された荷物の重心位置の推定精度が向上する。 In such a center of gravity estimation device, the weight of the luggage held in the holding section is detected, as well as the state of the tilt cylinder before the luggage is held in the holding section and the state of the tilt cylinder after the luggage is held in the holding section. Then, an estimation calculation is performed for the position of the center of gravity of the luggage in the fore-and-aft direction of the vehicle body based on the weight of the luggage, the state of the tilt cylinder before and after the luggage is held in the holding section, and data related to the structure of the loading device. In this way, the position of the center of gravity of the luggage held in the holding section is estimated without obtaining the respective centers of gravity of the mast and the holding section. This reduces the amount of work required to estimate the center of gravity, while improving the accuracy of the estimation of the position of the center of gravity of the luggage held in the holding section.
ティルト状態検知ユニットは、ティルトシリンダのロッド室の圧力を検出するロッド圧検出部と、ティルトシリンダのボトム室の圧力を検出するボトム圧検出部と、ティルトシリンダのロッド室の圧力及びティルトシリンダのボトム室の圧力に基づいて、保持部に荷物が保持される前のティルトシリンダの推力と保持部に荷物が保持された後のティルトシリンダの推力とを算出するティルト推力算出部とを有し、重心推定演算部は、荷物の重量と、保持部に荷物が保持される前後のティルトシリンダの推力と、荷役装置の構造に関するデータとに基づいて、車体の前後方向における荷物の重心位置の推定演算を行ってもよい。このような構成では、ティルトシリンダのロッド室及びボトム室の圧力を検出することにより、ティルトシリンダの状態としてティルトシリンダの推力が検知される。従って、保持部に荷物が保持される前後のティルトシリンダの状態が適切に得られるため、車体の前後方向における荷物の重心位置が高精度に推定される。 The tilt state detection unit has a rod pressure detection unit that detects the pressure in the rod chamber of the tilt cylinder, a bottom pressure detection unit that detects the pressure in the bottom chamber of the tilt cylinder, and a tilt thrust calculation unit that calculates the thrust of the tilt cylinder before the luggage is held in the holding section and the thrust of the tilt cylinder after the luggage is held in the holding section based on the pressure in the rod chamber of the tilt cylinder and the pressure in the bottom chamber of the tilt cylinder, and the center of gravity estimation calculation unit may estimate the center of gravity position of the luggage in the fore-and-aft direction of the vehicle body based on the weight of the luggage, the thrust of the tilt cylinder before and after the luggage is held in the holding section, and data related to the structure of the loading device. In this configuration, the thrust of the tilt cylinder is detected as the state of the tilt cylinder by detecting the pressure in the rod chamber and the bottom chamber of the tilt cylinder. Therefore, the state of the tilt cylinder before and after the luggage is held in the holding section can be appropriately obtained, so that the center of gravity position of the luggage in the fore-and-aft direction of the vehicle body can be estimated with high accuracy.
マストは、車体の前端部にマストサポートを介して回動可能に連結されており、ティルト状態検知ユニットは、マストの傾動角を検出する角度検出部と、マストの傾動角に基づいて、保持部に荷物が保持される前におけるマストサポートからティルトシリンダまでの距離と保持部に荷物が保持された後におけるマストサポートからティルトシリンダまでの距離とを算出する距離算出部とを更に有し、重心推定演算部は、荷物の重量と、保持部に荷物が保持される前後のティルトシリンダの推力及びマストサポートからティルトシリンダまでの距離と、荷役装置の構造に関するデータとに基づいて、車体の前後方向における荷物の重心位置の推定演算を行ってもよい。このような構成では、ティルトシリンダの状態として、ティルトシリンダの推力とマストサポートからティルトシリンダまでの距離とが検知される。従って、保持部に荷物が保持される前後のティルトシリンダの状態が更に適切に得られるため、車体の前後方向における荷物の重心位置がより高精度に推定される。 The mast is rotatably connected to the front end of the vehicle body via a mast support, and the tilt state detection unit further includes an angle detection unit that detects the tilt angle of the mast, and a distance calculation unit that calculates the distance from the mast support to the tilt cylinder before the load is held in the holding unit and the distance from the mast support to the tilt cylinder after the load is held in the holding unit based on the tilt angle of the mast, and the center of gravity estimation calculation unit may estimate the center of gravity position of the load in the fore-and-aft direction of the vehicle body based on the weight of the load, the thrust of the tilt cylinder before and after the load is held in the holding unit, the distance from the mast support to the tilt cylinder, and data related to the structure of the loading device. In this configuration, the thrust of the tilt cylinder and the distance from the mast support to the tilt cylinder are detected as the state of the tilt cylinder. Therefore, the state of the tilt cylinder before and after the load is held in the holding unit can be obtained more appropriately, so that the center of gravity position of the load in the fore-and-aft direction of the vehicle body can be estimated with higher accuracy.
重心推定演算部は、保持部に荷物が保持される前におけるマスト及び保持部の合成重心と保持部に荷物が保持された後におけるマスト、保持部及び荷物の合成重心とを求める計算式を用いて、車体の前後方向における荷物の重心位置の推定演算を行ってもよい。このような構成では、マスト及び保持部の合成重心とマスト、保持部及び荷物の合成重心とを求める計算式を用いることにより、車体の前後方向における荷物の重心位置の推定演算を容易に実現することができる。 The center of gravity estimation calculation unit may estimate the position of the center of gravity of the luggage in the fore-and-aft direction of the vehicle body using a formula for determining the combined center of gravity of the mast and the holding unit before the luggage is held by the holding unit and the combined center of gravity of the mast, the holding unit and the luggage after the luggage is held by the holding unit. In this configuration, by using a formula for determining the combined center of gravity of the mast and the holding unit and the combined center of gravity of the mast, the holding unit and the luggage, it is possible to easily estimate the position of the center of gravity of the luggage in the fore-and-aft direction of the vehicle body.
荷役装置の構造に関するデータは、マスト及び保持部の重量を含んでもよい。このような構成では、マスト及び保持部の重量を検出しなくて済むため、使用するセンサの数の減少に寄与することができる。 The data regarding the structure of the loading and unloading device may include the weight of the mast and the holding part. In such a configuration, it is not necessary to detect the weight of the mast and the holding part, which can contribute to reducing the number of sensors used.
本発明によれば、工数の削減を図りつつ、保持部に保持された荷物の重心位置の推定精度を向上させることができる。 The present invention makes it possible to reduce the amount of work required while improving the accuracy of estimating the center of gravity position of luggage held in the holding section.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 The following describes an embodiment of the present invention in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る重心推定装置を備えた車両制御装置の構成を示すブロック図である。図1において、車両制御装置1は、産業車両であるフォークリフト2(図2)に搭載されている。車両制御装置1は、フォークリフト2の走行制御を行う装置である。
Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a vehicle control device equipped with a center of gravity estimation device according to one embodiment of the present invention. In Figure 1, the
フォークリフト2は、図2に示されるように、走行装置3と、この走行装置3の前側に配置され、荷物Wの揚げ降ろしを行う荷役装置4とを具備している。
As shown in FIG. 2, the
走行装置3は、車体5と、この車体5の前部に配置された左右1対の駆動輪である前輪6と、車体5の後部に配置された左右1対の操舵輪である後輪7と、前輪6を回転させる走行モータ8と、後述する油圧駆動ユニット26(図1参照)の油圧ポンプ(図示せず)を回転駆動する荷役モータ9と、走行モータ8及び荷役モータ9に電力を供給するバッテリ10とを有している。
The traveling
荷役装置4は、車体5の前端部にマストサポート11(図4参照)を介して回動可能に連結されたマスト12と、このマスト12にリフトブラケット13を介して取り付けられた左右1対のフォーク14と、このフォーク14を昇降させるリフトシリンダ15と、マスト12を傾動させるティルトシリンダ16とを有している。フォーク14は、荷物Wを保持する保持部であるアタッチメントの1つである。リフトシリンダ15及びティルトシリンダ16は、油圧駆動ユニット26(後述)により駆動される。
The loading and
車両制御装置1は、リフトシリンダ用圧力センサ21と、ティルトシリンダ用圧力センサ22,23と、ティルト角センサ24と、表示器25と、上記の走行モータ8と、油圧駆動ユニット26と、電子制御ユニット27(ECU:Electronic Control Unit)とを備えている。
The
リフトシリンダ用圧力センサ21は、リフトシリンダ15の圧力を検出する。具体的には、リフトシリンダ用圧力センサ21は、リフトシリンダ15のボトム室の圧力を検出する。
The lift
ティルトシリンダ用圧力センサ22は、ティルトシリンダ16のロッド室16a(図5参照)の圧力(ロッド圧)を検出するロッド圧検出部である。ティルトシリンダ用圧力センサ23は、ティルトシリンダ16のボトム室16b(図5参照)の圧力(ボトム圧)を検出するボトム圧検出部である。
The tilt
ティルト角センサ24は、マスト12の傾動角(ティルト角)を検出する角度検出部である。
The
表示器25は、マスト12の傾動角及び荷物Wの重心位置等の情報を表示すると共に、荷物Wの重心に関する警告表示を行う。
The
油圧駆動ユニット26は、特に図示はしないが、リフトシリンダ15及びティルトシリンダ16に作動油を供給する油圧ポンプ(前述)と、油圧ポンプとリフトシリンダ15との間に配置されたリフトバルブと、油圧ポンプとティルトシリンダ16との間に配置されたティルトバルブとを有している。
Although not specifically shown, the
電子制御ユニット27は、CPU、RAM、ROM及び入出力インターフェース等から構成されている。電子制御ユニット27は、記憶部31と、荷物重量算出部32と、ティルト推力算出部33と、距離算出部34と、重心推定演算部35と、制御部36とを有している。
The
記憶部31は、リフトシリンダ15及びティルトシリンダ16を含む荷役装置4の構造に関するデータと、荷物Wの重心の推定演算を行うための計算式とを記憶している。リフトシリンダ15の構造としては、リフトシリンダ15の寸法、重量及び位置等がある。ティルトシリンダ16の構造としては、ティルトシリンダ16の寸法、重量、位置及び姿勢等がある。その他の荷役装置4の構造としては、マスト12及びフォーク14等の寸法、位置及び重量等がある。
The
荷物重量算出部32は、リフトシリンダ用圧力センサ21により検出されたリフトシリンダ15の圧力に基づいて、フォーク14に保持された荷物Wの重量を算出する。荷物重量算出部32は、リフトシリンダ用圧力センサ21と協働して、フォーク14に保持される荷物Wの重量を検知する重量検知部を構成している。
The luggage
ティルト推力算出部33は、ティルトシリンダ用圧力センサ22により検出されたティルトシリンダ16のロッド室16aの圧力と、ティルトシリンダ用圧力センサ23により検出されたティルトシリンダ16のボトム室16bの圧力と、記憶部31に記憶されたティルトシリンダ16の構造に関するデータとに基づいて、フォーク14に荷物Wが保持される前のティルトシリンダ16の推力とフォーク14に荷物Wが保持された後のティルトシリンダ16の推力とを算出する。
The tilt
図3は、ティルト推力算出部33により実行されるティルト推力算出処理の手順を示すフローチャートである。
Figure 3 is a flowchart showing the steps of the tilt thrust calculation process executed by the tilt
図3において、ティルト推力算出部33は、まずフォーク14に荷物Wが保持される前のティルトシリンダ用圧力センサ22,23の検出値を取得する(手順S101)。そして、ティルト推力算出部33は、ティルトシリンダ用圧力センサ22,23の検出値とティルトシリンダ16の寸法とに基づいて、フォーク14に荷物Wが保持される前のティルトシリンダ16の推力を算出する(手順S102)。
In FIG. 3, the tilt
具体的には、ティルト推力算出部33は、下記式によりフォーク14に荷物Wが保持される前のティルトシリンダ16の推力Ftilt1を算出する。ティルトシリンダ16の推力(Ftilt)は、図4に示されるように、ティルトシリンダ16の軸線方向にかかる荷重である。
Ftilt1=Srod×Prod1―Sbtm×Pbtm1
Specifically, the tilt
Ftilt1=Srod×Prod1−Sbtm×Pbtm1
Sbtmは、図5に示されるように、ティルトシリンダ16のボトム室16bの断面積である。Srodは、ティルトシリンダ16のロッド室16aの断面積であり、下記式で表される。Rrodは、ティルトシリンダ16のピストンロッド16cの径である。Sbtm及びSrodは、記憶部31に記憶されている。
Srod=Sbtm―Rrod
5, Sbtm is the cross-sectional area of the
Srod = Sbtm - Rrod
Prod1は、フォーク14に荷物Wが保持される前のティルトシリンダ16のロッド室16aの圧力である。Pbtm1は、フォーク14に荷物Wが保持される前のティルトシリンダ16のボトム室16bの圧力である。
Prod1 is the pressure in the
その後、ティルト推力算出部33は、フォーク14に荷物Wが保持された後のティルトシリンダ用圧力センサ22,23の検出値を取得する(手順S103)。そして、ティルト推力算出部33は、ティルトシリンダ用圧力センサ22,23の検出値とティルトシリンダ16の寸法とに基づいて、フォーク14に荷物Wが保持された後のティルトシリンダ16の推力を算出する(手順S104)。
Then, the tilt thrust
具体的には、ティルト推力算出部33は、下記式によりフォーク14に荷物Wが保持された後のティルトシリンダ16の推力Ftilt2を算出する。
Ftilt2=Srod×Prod2―Sbtm×Pbtm2
Specifically, the tilt thrust
Ftilt2=Srod×Prod2−Sbtm×Pbtm2
Prod2は、フォーク14に荷物Wが保持された後のティルトシリンダ16のロッド室16aの圧力である。Pbtm2は、フォーク14に荷物Wが保持された後のティルトシリンダ16のボトム室16bの圧力である。
Prod2 is the pressure in the
続いて、ティルト推力算出部33は、フォーク14に荷物Wが保持される前におけるティルトシリンダ16の推力Ftilt1の算出データと、フォーク14に荷物Wが保持された後におけるティルトシリンダ16の推力Ftilt2の算出データとを重心推定演算部35に出力する(手順S105)。
Next, the tilt thrust
なお、フォーク14に荷物Wが保持される前におけるティルトシリンダ16の推力Ftilt1の算出(手順S101,S102)については、必ずしも毎回実施する必要はなく、適当な時期のみ実施してもよい。この場合には、Ftilt1の算出値が記憶部31に記憶される。
Note that the calculation of the thrust force Ftilt1 of the
距離算出部34は、ティルト角センサ24により検出されたマスト12の傾動角と、記憶部31に記憶されたティルトシリンダ16の構造に関するデータとに基づいて、フォーク14に荷物Wが保持される前におけるマストサポート11からティルトシリンダ16までの距離とフォーク14に荷物Wが保持された後におけるマストサポート11からティルトシリンダ16までの距離とを算出する。
The
図6は、距離算出部34により実行される距離算出処理の手順を示すフローチャートである。
Figure 6 is a flowchart showing the steps of the distance calculation process executed by the
図6において、距離算出部34は、まずフォーク14に荷物Wが保持される前のティルト角センサ24の検出値を取得する(手順S111)。そして、距離算出部34は、ティルト角センサ24の検出値とティルトシリンダ16の位置及び姿勢とに基づいて、フォーク14に荷物Wが保持される前におけるマストサポート11からティルトシリンダ16までの距離Ltilt1を算出する(手順S112)。
In FIG. 6, the
マストサポート11からティルトシリンダ16までの距離(Ltilt)は、図4に示されるように、マストサポート11を通り且つティルトシリンダ16の軸線に垂直な直線とティルトシリンダ16の軸線との交点におけるマストサポート11からの距離である。
The distance (Ltilt) from the
その後、距離算出部34は、フォーク14に荷物Wが保持された後のティルト角センサ24の検出値を取得する(手順S113)。そして、距離算出部34は、ティルト角センサ24の検出値とティルトシリンダ16の位置及び姿勢とに基づいて、フォーク14に荷物Wが保持された後におけるマストサポート11からティルトシリンダ16までの距離Ltilt2を算出する(手順S114)。
Then, the
続いて、距離算出部34は、フォーク14に荷物Wが保持される前におけるマストサポート11からティルトシリンダ16までの距離Ltilt1の算出データと、フォーク14に荷物Wが保持された後におけるマストサポート11からティルトシリンダ16までの距離Ltilt2の算出データとを重心推定演算部35に出力する(手順S115)。
The
なお、フォーク14に荷物Wが保持される前におけるマストサポート11からティルトシリンダ16までの距離Ltilt1の算出(手順S111,S112)については、上記のティルトシリンダ16の推力Ftilt1の算出と同様に、必ずしも毎回実施する必要はなく、適当な時期のみ実施してもよい。この場合にも、Ltilt1の算出値が記憶部31に記憶される。
As with the calculation of the thrust Ftilt1 of the
ティルトシリンダ用圧力センサ22,23、ティルト角センサ24、ティルト推力算出部33及び距離算出部34は、フォーク14に荷物Wが保持される前のティルトシリンダ16の状態とフォーク14に荷物Wが保持された後のティルトシリンダ16の状態とを検知するティルト状態検知ユニットを構成している。
The tilt
重心推定演算部35は、荷物重量算出部32により算出された荷物Wの重量と、ティルト推力算出部33により算出されたフォーク14に荷物Wが保持される前後のティルトシリンダ16の推力と、距離算出部34により算出されたフォーク14に荷物Wが保持される前後におけるマストサポート11からティルトシリンダ16までの距離と、記憶部31に記憶された荷役装置4の構造に関するデータとに基づいて、車体5の前後方向における荷物Wの重心位置の推定演算を行う。
The center of gravity
具体的には、重心推定演算部35は、下記式により車体5の前後方向(X方向)における荷物Wの重心位置GCx_wを算出する。なお、車体5の前後方向における重心を、単に前後方向の重心という。ここでは、荷物Wの前後方向の重心位置GCx_wは、図4に示されるように、マストサポート11を原点とした位置である。
GCx_mast_att=(Mmast×GCx_mast+Matt×GCx_att)/(Mmast+Matt) …(A)
GCx_mast_att=(Ftilt1×Ltilt1)/(Mmast+Matt) …(B)
GCx_mast_att_w=((Mmast+Matt)×GCx_mast_att+Mw×GCx_w)/(Mmast+Matt+Mw) …(C)
GCx_mast_att_w=(Ftilt2×Ltilt2)/(Mmast+Matt+Mw) …(D)
Mmast×GCx_mast+Matt×GCx_att=(Mmast+Matt)×GCx_mast_att …(E)
Specifically, the center of gravity
GCx_mast_att=(Mmast×GCx_mast+Matt×GCx_att)/(Mmast+Matt) …(A)
GCx_mast_att=(Ftilt1×Ltilt1)/(Mmast+Matt) …(B)
GCx_mast_att_w=((Mmast+Matt)×GCx_mast_att+Mw×GCx_w)/(Mmast+Matt+Mw) …(C)
GCx_mast_att_w=(Ftilt2×Ltilt2)/(Mmast+Matt+Mw) …(D)
Mmast×GCx_mast+Matt×GCx_att=(Mmast+Matt)×GCx_mast_att …(E)
GCx_mast_attは、フォーク14に荷物Wが保持される前におけるマスト12及びフォーク14の前後方向の合成重心である。GCx_mast_att_wは、フォーク14に荷物Wが保持された後におけるマスト12、フォーク14及び荷物Wの前後方向の合成重心である。GCx_mastは、マスト12単体の前後方向の重心である。GCx_attは、フォーク14単体の前後方向の重心である。
GCx_mast_att is the combined center of gravity in the fore-and-aft direction of the
Mmastは、マスト12の重量であり、記憶部31に記憶されている。Mattは、フォーク14の重量であり、記憶部31に記憶されている。Mwは、荷物重量算出部32により算出された荷物Wの重量である。
Mmast is the weight of the
上記の(A)式及び(B)式は、フォーク14に荷物Wが保持される前におけるマスト12及びフォーク14の合成重心を求める計算式である。上記の(C)式及び(D)式は、フォーク14に荷物Wが保持された後におけるマスト12、フォーク14及び荷物Wの合成重心を求める計算式である。上記の(A)~(E)式を用いて、荷物Wの前後方向の重心位置GCx_wが算出される。
The above formulas (A) and (B) are used to calculate the combined center of gravity of the
ここで、リフトシリンダ用圧力センサ21、ティルトシリンダ用圧力センサ22,23、ティルト角センサ24、電子制御ユニット27の記憶部31、荷物重量算出部32、ティルト推力算出部33、距離算出部34及び重心推定演算部35は、本実施形態の重心推定装置20を構成している。
Here, the lift
制御部36は、荷物Wの前後方向の重心位置を表示器25に表示させると共に、荷物Wの前後方向の重心位置が予め決められた重心許容範囲内でないときに、表示器25に警告表示させる。
The
また、制御部36は、荷物Wの前後方向の重心位置が重心許容範囲内でないときに、走行及び荷役に対する制限を行うように走行モータ8及び油圧駆動ユニット26を制御する。例えば、制御部36は、加速時の走行加速度及び減速時の走行減速度を制限するように走行モータ8を制御する。また、制御部36は、荷物Wの上昇及び下降時の加速度及び減速度とマスト12の前傾時及び後傾時の加速度及び減速度とを制限するように油圧駆動ユニット26を制御する。また、制御部36は、荷役に対する制限として、フォーク14の上昇を停止させるように油圧駆動ユニット26を制御したり、マスト12の前傾を停止させるように油圧駆動ユニット26を制御してもよい。
The
以上のように本実施形態にあっては、フォーク14に保持される荷物Wの重量が検知されると共に、フォーク14に荷物Wが保持される前のティルトシリンダ16の状態とフォーク14に荷物Wが保持された後のティルトシリンダ16の状態とが検知される。そして、荷物Wの重量とフォーク14に荷物Wが保持される前後のティルトシリンダ16の状態と荷役装置4の構造に関するデータとに基づいて、車体5の前後方向における荷物Wの重心位置の推定演算が行われる。このようにマスト12及びフォーク14の各々の重心を取得しなくても、フォーク14に保持された荷物Wの重心位置が推定される。これにより、重心推定を行うための工数の削減が図られつつ、フォーク14に保持された荷物Wの重心位置の推定精度が向上する。また、マスト12及びフォーク14の製品毎にマスト12及びフォーク14の各々の重心を予め取得する作業が不要となり、汎用性が向上する。
As described above, in this embodiment, the weight of the luggage W held by the
また、本実施形態では、ティルトシリンダ16のロッド室16a及びボトム室16bの圧力を検出することにより、ティルトシリンダ16の状態としてティルトシリンダ16の推力が検知される。従って、フォーク14に荷物Wが保持される前後のティルトシリンダ16の状態が適切に得られるため、車体5の前後方向における荷物Wの重心位置が高精度に推定される。
In addition, in this embodiment, the thrust of the
また、本実施形態では、ティルトシリンダ16の状態として、ティルトシリンダ16の推力とマストサポート11からティルトシリンダ16までの距離とが検知される。従って、フォーク14に荷物Wが保持される前後のティルトシリンダ16の状態が更に適切に得られるため、車体5の前後方向における荷物Wの重心位置がより高精度に推定される。
In addition, in this embodiment, the state of the
また、本実施形態では、マスト12及びフォーク14の合成重心とマスト12、フォーク14及び荷物Wの合成重心とを求める計算式を用いることにより、車体5の前後方向における荷物Wの重心位置の推定演算を容易に実現することができる。
In addition, in this embodiment, by using a formula for determining the combined center of gravity of the
また、本実施形態では、マスト12及びフォーク14の重量を記憶部31に記憶することにより、マスト12及びフォーク14の重量を検出しなくて済むため、使用するセンサの数の減少に寄与することができる。
In addition, in this embodiment, by storing the weights of the
なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、フォーク14に荷物Wが保持される前におけるマストサポート11からティルトシリンダ16までの距離とフォーク14に荷物Wが保持された後におけるマストサポート11からティルトシリンダ16までの距離とが算出されているが、特にそのような形態には限られない。例えば、フォーク14に荷物Wが保持される前後において、マストサポート11からティルトシリンダ16までの距離の変化が少ない場合には、フォーク14に荷物Wが保持される前におけるマストサポート11からティルトシリンダ16までの距離を算出し、その距離の算出データを、フォーク14に荷物Wが保持された後におけるマストサポート11からティルトシリンダ16までの距離としても使用してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the distance from the
また、上記実施形態では、ティルトシリンダ16のロッド室16a及びボトム室16bの圧力を検出して、フォーク14に荷物Wが保持される前のティルトシリンダ16の推力とフォーク14に荷物Wが保持された後のティルトシリンダ16の推力とが算出されているが、特にそのような形態には限られない。例えば、歪ゲージやボルト軸力計等を用いて、フォーク14に荷物Wが保持される前のティルトシリンダ16の状態とフォーク14に荷物Wが保持された後のティルトシリンダ16の状態とを検知してもよい。
In the above embodiment, the pressure in the
また、上記実施形態では、リフトシリンダ15の圧力を検出して、フォーク14に保持された荷物Mの重量が算出されているが、特にその形態には限られず、歪ゲージ等を用いて、フォーク14に保持された荷物Mの重量を算出してもよい。また、運転者が荷物Mの重量を予め計測しておき、入力器等により荷物Mの重量データを入力してもよい。
In the above embodiment, the pressure of the
また、上記実施形態の重心推定装置20は、走行モータ8により駆動輪である前輪6が回転するバッテリ式のフォークリフト2に適用されているが、本発明は、エンジンにより駆動輪が回転するエンジン式のフォークリフトにも適用可能である。
In addition, the center of
また、上記実施形態の重心推定装置20は、荷物Wを保持するフォーク14を具備したフォークリフト2に搭載されているが、本発明は、荷物Wを保持する他のアタッチメントを具備したフォークリフト等の産業車両にも適用可能である。
In addition, the center of
2…フォークリフト(産業車両)、4…荷役装置、5…車体、11…マストサポート、12…マスト、14…フォーク(保持部)、15…リフトシリンダ、16…ティルトシリンダ、16a…ロッド室、16b…ボトム室、20…重心推定装置、21…リフトシリンダ用圧力センサ(重量検知部)、22…ティルトシリンダ用圧力センサ(ロッド圧検出部、ティルト状態検知ユニット)、23…ティルトシリンダ用圧力センサ(ボトム圧検出部、ティルト状態検知ユニット)、24…ティルト角センサ(角度検出部、ティルト状態検知ユニット)、31…記憶部、32…荷物重量算出部(重量検知部)、33…ティルト推力算出部(ティルト状態検知ユニット)、34…距離算出部(ティルト状態検知ユニット)、35…重心推定演算部、W…荷物。 2...Forklift (industrial vehicle), 4...Loading device, 5...Vehicle body, 11...Mast support, 12...Mast, 14...Fork (holding section), 15...Lift cylinder, 16...Tilt cylinder, 16a...Rod chamber, 16b...Bottom chamber, 20...Center of gravity estimation device, 21...Lift cylinder pressure sensor (weight detection section), 22...Tilt cylinder pressure sensor (rod pressure detection section, tilt state detection unit), 23...Tilt cylinder pressure sensor (bottom pressure detection section, tilt state detection unit), 24...Tilt angle sensor (angle detection section, tilt state detection unit), 31...Memory section, 32...Luggage weight calculation section (weight detection section), 33...Tilt thrust calculation section (tilt state detection unit), 34...Distance calculation section (tilt state detection unit), 35...Center of gravity estimation calculation section, W...Luggage.
Claims (6)
前記荷役装置の構造に関するデータを記憶する記憶部と、
前記保持部に保持される荷物の重量を検知する重量検知部と、
前記保持部に前記荷物が保持される前の前記ティルトシリンダの状態と前記保持部に前記荷物が保持された後の前記ティルトシリンダの状態とを検知するティルト状態検知ユニットと、
前記荷物の重量と、前記保持部に前記荷物が保持される前後の前記ティルトシリンダの状態と、前記荷役装置の構造に関するデータとに基づいて、前記産業車両の車体の前後方向における前記荷物の重心位置の推定演算を行う重心推定演算部とを備え、
前記ティルト状態検知ユニットは、前記ティルトシリンダのロッド室の圧力を検出するロッド圧検出部と、前記ティルトシリンダのボトム室の圧力を検出するボトム圧検出部と、前記ティルトシリンダのロッド室の圧力及び前記ティルトシリンダのボトム室の圧力に基づいて、前記保持部に前記荷物が保持される前の前記ティルトシリンダの推力と前記保持部に前記荷物が保持された後の前記ティルトシリンダの推力とを算出するティルト推力算出部とを有し、
前記重心推定演算部は、前記荷物の重量と、前記保持部に前記荷物が保持される前後の前記ティルトシリンダの推力と、前記荷役装置の構造に関するデータとに基づいて、前記車体の前後方向における前記荷物の重心位置の推定演算を行う産業車両の重心推定装置。 2. A center of gravity estimation device for an industrial vehicle equipped with a loading device having a holding part attached to a mast and holding a load, a lift cylinder for raising and lowering said holding part, and a tilt cylinder for tilting said mast,
A storage unit that stores data related to the structure of the loading device;
a weight detection unit that detects the weight of the baggage held by the holding unit;
a tilt state detection unit that detects a state of the tilt cylinder before the luggage is held by the holding portion and a state of the tilt cylinder after the luggage is held by the holding portion;
a center of gravity estimation calculation unit that estimates and calculates a center of gravity position of the load in a front-rear direction of a body of the industrial vehicle based on a weight of the load, a state of the tilt cylinder before and after the load is held by the holding unit, and data related to a structure of the loading device ,
the tilt state detection unit has a rod pressure detection unit which detects the pressure in a rod chamber of the tilt cylinder, a bottom pressure detection unit which detects the pressure in a bottom chamber of the tilt cylinder, and a tilt thrust calculation unit which calculates the thrust of the tilt cylinder before the luggage is held in the holding section and the thrust of the tilt cylinder after the luggage is held in the holding section based on the pressure in the rod chamber of the tilt cylinder and the pressure in the bottom chamber of the tilt cylinder,
The center of gravity estimation calculation unit is a center of gravity estimation device for an industrial vehicle that estimates and calculates the position of the center of gravity of the cargo in the fore-and-aft direction of the vehicle body based on the weight of the cargo, the thrust of the tilt cylinder before and after the cargo is held in the holding unit, and data regarding the structure of the loading and unloading device.
前記ティルト状態検知ユニットは、前記マストの傾動角を検出する角度検出部と、前記マストの傾動角に基づいて、前記保持部に前記荷物が保持される前における前記マストサポートから前記ティルトシリンダまでの距離と前記保持部に前記荷物が保持された後における前記マストサポートから前記ティルトシリンダまでの距離とを算出する距離算出部とを更に有し、
前記重心推定演算部は、前記荷物の重量と、前記保持部に前記荷物が保持される前後における前記ティルトシリンダの推力及び前記マストサポートから前記ティルトシリンダまでの距離と、前記荷役装置の構造に関するデータとに基づいて、前記車体の前後方向における前記荷物の重心位置の推定演算を行う請求項1記載の産業車両の重心推定装置。 The mast is rotatably connected to a front end portion of the vehicle body via a mast support,
the tilt state detection unit further includes an angle detection unit that detects a tilt angle of the mast, and a distance calculation unit that calculates, based on the tilt angle of the mast, a distance from the mast support to the tilt cylinder before the load is held by the holding unit and a distance from the mast support to the tilt cylinder after the load is held by the holding unit,
2. The center of gravity estimation device for an industrial vehicle as described in claim 1, wherein the center of gravity estimation calculation unit estimates and calculates the position of the center of gravity of the cargo in the fore-and-aft direction of the vehicle body based on the weight of the cargo, the thrust of the tilt cylinder before and after the cargo is held by the holding unit and the distance from the mast support to the tilt cylinder, and data regarding the structure of the loading and unloading device.
前記荷役装置の構造に関するデータを記憶する記憶部と、A storage unit that stores data related to the structure of the loading device;
前記保持部に保持される荷物の重量を検知する重量検知部と、a weight detection unit that detects the weight of the baggage held by the holding unit;
前記保持部に前記荷物が保持される前の前記ティルトシリンダの状態と前記保持部に前記荷物が保持された後の前記ティルトシリンダの状態とを検知するティルト状態検知ユニットと、a tilt state detection unit that detects a state of the tilt cylinder before the luggage is held by the holding portion and a state of the tilt cylinder after the luggage is held by the holding portion;
前記荷物の重量と、前記保持部に前記荷物が保持される前後の前記ティルトシリンダの状態と、前記荷役装置の構造に関するデータとに基づいて、前記産業車両の車体の前後方向における前記荷物の重心位置の推定演算を行う重心推定演算部とを備え、a center of gravity estimation calculation unit that estimates and calculates a center of gravity position of the load in a front-rear direction of a body of the industrial vehicle based on a weight of the load, a state of the tilt cylinder before and after the load is held by the holding unit, and data related to a structure of the loading device,
前記重心推定演算部は、前記保持部に前記荷物が保持される前における前記マスト及び前記保持部の合成重心と前記保持部に前記荷物が保持された後における前記マスト、前記保持部及び前記荷物の合成重心とを求める計算式を用いて、前記車体の前後方向における前記荷物の重心位置の推定演算を行う産業車両の重心推定装置。The center of gravity estimation calculation unit is an industrial vehicle center of gravity estimation device that estimates and calculates the position of the center of gravity of the cargo in the fore-and-aft direction of the vehicle body using a formula to determine the combined center of gravity of the mast and the holding part before the cargo is held in the holding part and the combined center of gravity of the mast, the holding part and the cargo after the cargo is held in the holding part.
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