(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動制御指令により駆動輪を駆動する駆動源と、
前記駆動輪により走行可能な車両本体と、
前記車両本体に昇降自在に支持され、かつ荷物を積載する積載部と、
前記積載部を昇降可能な荷役装置と、
前記車両本体に備えられ、前記荷役装置を動作させるための操作信号を出力する操作信号出力装置と、
前記荷役装置の動作時における振動を低減する駆動トルクを駆動輪に与えるように前記駆動制御指令を演算する駆動制御装置と、
前記荷役装置の動作時における振動の固有周波数成分を低減するフィルタと、を含み、
前記駆動制御装置は、前記フィルタを通さずに前記操作信号に基づいて前記荷役装置が昇降する場合の前記積載部の実際の昇降量及び前記積載部の実際の昇降速度と、前記フィルタを通して前記荷役装置が昇降する場合の前記積載部の昇降量の演算値及び前記積載部の昇降速度の演算値との偏差に基づいて前記駆動トルクを演算することを特徴とする産業用車両。
【請求項２】
前記積載部の昇降量または前記積載部の積載量の少なくとも１つに応じて、前記フィルタが低減する前記振動の固有周波数成分をシフトさせるフィルタ設定調整部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の産業用車両。
【請求項３】
前記荷役装置は、前記積載部を昇降する複数のリフトシリンダを備えており、
前記フィルタは、前記複数のリフトシリンダの動作を切り替える前記積載部の位置において振動する前記振動の固有周波数成分を低減することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の産業用車両。
【請求項４】
前記フィルタは、複数の前記振動の固有周波数成分を低減することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の産業用車両。
【請求項５】
前記荷役装置は、前記積載部を昇降するリフトシリンダ及び前記積載部を傾斜させるチルトシリンダを備えており、
前記フィルタは、前記リフトシリンダ及び前記チルトシリンダの動作により生じる複数の前記振動の固有周波数成分を低減することを特徴とする請求項４に記載の産業用車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷物を昇降するフォークリフトなどの産業用車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォークリフトなどの産業用車両は、前部のマストにフォークが昇降自在に支持され、油圧シリンダによりフォークが昇降可能となっている。そして、制御装置は、操作レバーの操作により、ポンプを駆動し、油圧を各油圧シリンダに対して給排することで、フォークの昇降を行うことができる。
【０００３】
フォークリフトは、フォークに荷物を載せてフォークの昇降を行う場合、マストが振動し、フォークリフトの揺れを生じさせるおそれがある。フォークリフトの揺れは、オペレータにも伝達され、操作レバーの操作量に影響を与えるおそれがある。この揺れによりオペレータがリフトレバーの操作を一定に保持しようとしても、操作レバーも協調して揺れてしまい、振動が持続するいわゆる持続振動となる。このため、フォークリフトの揺れが収まるまで、作業を休止する必要がある。
【０００４】
特許文献１には、フォークの昇降動作を行う操作レバーの駆動操作により、油圧ポンプよりリフトシリンダに供給する圧油の経路切り替え及び油量調整を行うリフトシリンダ制御機構を具えたフォークリフト車両において、前記油圧ポンプとリフトシリンダの油圧経路中に、コントローラよりの制御信号に基づいて経路切り替えと弁開度調整を行う直動型サーボ弁手段を配置するとともに、前記コントローラの制御信号が操作レバーよりの操作信号を前記リフトシリンダの位置変位信号と油圧信号若しくは加速度信号に基づいて生成された補正信号であるフォークリフト車両の技術が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、車体の所定位置に設けた作業機と、作業機を駆動する作業機アクチュエータと、作業機アクチュエータを制御する電磁弁と、電磁弁の操作指令信号を出力する作業機操作レバーとを備えたフォークリフトの荷役制御装置において、車体又は作業機操作レバーのレバー指令値が振動していることを検出する振動検出手段と、振動発生を検出した後、振動を抑制する電磁弁指令値を演算して電磁弁に出力する振動抑制手段とを備えたフォークリフトの荷役制御装置の技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３７０８９９号公報
【特許文献２】特開２０００−２６４５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１及び特許文献２の技術では、マストが振動し、フォークリフトの揺れを生じた後に、発生した振動に応じて振動を抑制している。このため、揺れが大きければ、発生した持続振動の収束に時間を要することがある。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、荷役装置の動作に起因する持続振動の収束を早めることのできる産業用車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、産業用車両は、駆動制御指令により駆動輪を駆動する駆動源と、前記駆動輪により走行可能な車両本体と、前記車両本体に昇降自在に支持され、かつ荷物を積載する積載部と、前記積載部を昇降可能な荷役装置と、前記車両本体に備えられ、前記荷役装置を動作させるための操作信号を出力する操作信号出力装置と、前記荷役装置の動作時における振動を低減する駆動トルクを駆動輪に与えるように前記駆動制御指令を演算する駆動制御装置と、前記荷役装置の動作時における振動の固有周波数成分を低減するフィルタと、を含み、前記駆動制御装置は、前記フィルタを通さずに前記操作信号に基づいて前記荷役装置が昇降する場合の前記積載部の実際の昇降量及び前記積載部の実際の昇降速度と、前記フィルタを通して前記荷役装置が昇降する場合の前記積載部の昇降量の演算値及び前記積載部の昇降速度の演算値との偏差に基づいて前記駆動トルクを演算することを特徴とする。
【００１０】
この構成により、産業用車両は、持続振動を抑制するため、駆動制御指令に基づいて駆動源を駆動して持続振動を抑制する振動を生じさせる。車両本体は、駆動源から駆動トルクが伝達され、停止位置を変えないように駆動輪が前後に振動する。この駆動輪の前後の振動が車両本体の荷役装置へピッチング振動として伝達される。そして、車両本体の振動が荷役装置の振動を弱め、車両本体自身の振動を低減する。また、操作レバーの揺れ自体も抑制される。このため、産業用車両は、荷役装置の動作に起因する持続振動の収束を早めることができる。そして、オペレータは、操作レバーの操作が容易となり、揺れが収まるまで作業を休止するおそれも低減できる。
【００１２】
この構成により、フィルタが、荷役装置への制御指令中の、荷役装置の動作時における振動の固有周波数成分に相当するノイズを低減する。このため、フィルタを通さずに操作信号に基づいて荷役装置が昇降する場合の積載部の実際の昇降量及び積載部の実際の昇降速度と、フィルタを通して荷役装置が昇降する場合の積載部の昇降量の演算値及び積載部の昇降速度の演算値との偏差を演算することにより、荷役装置の動作時における振動を把握することができる。その結果、産業用車両は、荷役装置の動作時における振動の影響を抑制するピッチング振動の精度を高めることができる。
【００１３】
本発明の望ましい態様として、前記積載部の昇降量または前記積載部の積載量の少なくとも１つに応じて、前記フィルタが低減する前記振動の固有周波数成分をシフトさせるフィルタ設定調整部をさらに備えることがより好ましい。
【００１４】
この構成により、積載部の昇降量または積載部の積載量のいずれかが変化して、荷役装置の振動の固有周波数成分が変化しても、フィルタ設定調整部がフィルタの低減する周波数を振動の固有周波数成分の変化に応じて設定することができる。その結果、オペレータは、積載部の昇降量または積載部の積載量を意識することなく操作しても、荷役装置の振動が抑制され、荷役装置の操作性を損なうおそれを低減することができる。
【００１５】
本発明の望ましい態様として、前記荷役装置は、前記積載部を昇降する複数のリフトシリンダを備えており、前記フィルタは、前記複数のリフトシリンダの動作を切り替える前記積載部の位置において振動する前記振動の固有周波数成分を低減することがより好ましい。
【００１６】
この構成により、複数のリフトシリンダの動作を切り替える場合における振動の影響を抑制することができる。その結果、産業用車両は、一連多段の荷役装置でも持続振動の収束を早めることができる。そして、オペレータは、操作レバーの操作が容易となり、揺れが収まるまで作業を休止するおそれも低減できる。
【００１７】
本発明の望ましい態様として、前記フィルタは、複数の前記振動の固有周波数成分を低減することがより好ましい。
【００１８】
この構成により、オペレータが操作する操作信号から荷役装置の動作時における振動の影響を抑制する精度を高めることができる。
【００１９】
本発明の望ましい態様として、前記荷役装置は、前記積載部を昇降するリフトシリンダ及び前記積載部を傾斜させるチルトシリンダを備えており、前記フィルタは、前記リフトシリンダ及び前記チルトシリンダの動作により生じる複数の前記振動の固有周波数成分を低減することがより好ましい。
【００２０】
この構成により、チルトシリンダの動作により生じる振動の影響を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、荷役装置の動作に起因する持続振動の収束を早めることのできる産業用車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、実施形態に係るフォークリフトを表す概略構成図である。
【図２】図２は、実施形態に係るフォークリフトの荷役装置の概略構成図である。
【図３】図３は、実施形態１に係るフォークリフトの制御ブロック図である。
【図４】図４は、フィルタを説明するための説明図である。
【図５】図５は、フィルタを説明するための説明図である。
【図６】図６は、振動の固有振動周波数を説明するための説明図である。
【図７】図７は、振動の固有振動周波数を説明するための説明図である。
【図８】図８は、振動の固有振動周波数を説明するための説明図である。
【図９】図９は、実施形態１に係るフォークリフトの制御ブロック図である。
【図１０】図１０は、フォークリフトの操作信号出力装置に伝達される振動を説明するための説明図である。
【図１１】図１１は、実施形態２に係るフォークリフトの制御ブロック図である。
【図１２】図１２は、振動の固有振動周波数を説明するための説明図である。
【図１３】図１３は、振動の固有振動周波数を説明するための説明図である。
【図１４】図１４は、実施形態２に係るフォークリフトの制御ブロック図である。
【図１５】図１５は、実施形態３に係るフォークリフトの制御ブロック図である。
【図１６】図１６は、実施形態３の変形例に係るフォークリフトの制御ブロック図である。
【図１７】図１７は、実施形態４に係るフォークリフトの振動の固有振動周波数を説明するための説明図である。
【図１８】図１８は、実施形態４の変形例に係るフォークリフトの振動の固有振動周波数を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００２４】
（実施形態１）
図１は、実施形態に係るフォークリフトを表す概略構成図である。図２は、実施形態に係るフォークリフトの荷役装置の概略構成図である。実施形態１に係る産業用車両であるフォークリフト１は、車両本体１１と、荷物２を積載する積載部であるフォーク１５と、荷役装置３と、操作信号出力装置２５と、荷役制御装置２６とを含む。図１に示すフォークリフト１は、カウンターバランスフォークリフトであるが、リーチフォークリフトなど他の種類の産業用車両でもよい。
【００２５】
図１に示すように、車両本体１１は、２つの前輪１２及び２つの後輪１３により走行可能である。駆動源５２は、搭載された電気モータにより前輪１２または後輪１３を駆動することで、前進及び後退可能となっている。駆動源５２は、エンジンであってもよい。本実施形態に係るフォークリフト１は、前輪１２を駆動輪としている。また、図示しない操作ハンドルにより後輪１３を操舵することで、所望方向に走行可能となっている。
【００２６】
また、駆動制御装置５１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、このＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ（Read  Only  Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random  Access  Memory）と、記憶装置とを含むコンピュータシステムである。駆動制御装置５１は、駆動制御指令ｉＲにより駆動源５２を駆動する。駆動源５２が電気モータである場合、駆動制御装置５１は、駆動源５２の駆動トルクを精度よく制御できる。回転検出センサ４３は、駆動源５２の回転を検出し、回転情報ｉｒとして駆動制御装置５１に出力する。
【００２７】
車両本体１１は、前部にマスト１４が下部を支点として傾斜（チルト）自在に支持されており、このマスト１４にフォーク１５が昇降（リフト）自在に支持されている。本実施形態のフォークリフト１は、荷役装置３がチルトシリンダ１６及びリフトシリンダ１７を含む。
【００２８】
チルトシリンダ１６は、油圧の給排によりロッド１６ａを移動させることができる。また、ロッド１６ａの先端部は、マスト１４に連結されている。チルトシリンダ１６は、油圧を給排すると、ロッド１６ａを前後移動する。チルトシリンダ１６は、ロッド１６ａの前後の移動量に応じて、マスト１４の下部を支点としてマスト１４を傾斜させる。チルトシリンダ１６は、マスト１４の傾斜量に応じて、フォーク１５をチルトさせることができる。
【００２９】
リフトシリンダ１７は、油圧の給排によりロッド１７ａを移動させることができる。また、ロッド１７ａの先端部には、ガイドローラ１８が装着されている。ワイヤ１９は一端部がフォーク１５の上端部に連結され、中間部がガイドローラ１８にガイドされ、他端部がマスト１４の上端部に連結されている。
【００３０】
また、リフトシリンダ１７に油圧を給排すると、ロッド１７ａが上下移動し、ガイドローラ１８を介してワイヤ１９が移動することで、フォーク１５が牽引され、このフォーク１５を昇降させることができる。
【００３１】
ポンプ駆動源２１は、例えば、エンジン（または、電気モータ）であり、ポンプ２２を駆動してタンク２３に貯留されている作動油を加圧することができる。コントロールバルブ２４は、ポンプ２２で加圧された作動油をチルトシリンダ１６やリフトシリンダ１７に供給することで、このチルトシリンダ１６やリフトシリンダ１７を作動することができる。
【００３２】
図２に示すように、荷役装置３は、ポンプ２２が油圧ラインとして、一端部がタンク２３に接続され、他端部がリフトシリンダ１７におけるヘッド側の部屋１７ｈにコントロールバルブ２４を介して接続されている。
【００３３】
また、荷役装置３は、ポンプ２２が油圧ラインにより、一端部がコントロールバルブ２４を介してリフトシリンダ１７におけるロッド側の部屋１７ｒに接続され、他端部がタンク２３に接続されている。
【００３４】
位置センサ４１は、ロッド１７ａの位置を検出し、荷役制御装置２６に信号ｉｚを出力する。荷役制御装置２６は、位置センサ４１が検出したロッド１７ａの位置情報に基づいてフォーク１５の昇降量（高さ）を演算することができる。位置センサ４１は、ロッド１７ａのストロークを検出するストロークセンサであってもよい。また、位置センサ４１は、複数のスイッチで段階的にロッド１７ａのストロークを検出するようにしてもよい。
【００３５】
圧力センサ４２は、油圧ラインにおけるコントロールバルブ２４とリフトシリンダ１７との間の油圧、つまり、リフトシリンダ１７におけるヘッド側の部屋１７ｈの容積に応じた油圧を検出し、荷役制御装置２６に信号ｉｐを出力する。荷役制御装置２６は、圧力センサ４２が検出した部屋１７ｈに作用する油圧の圧力情報に基づいてフォーク１５に積載する荷物２の積載量を演算することができる。
【００３６】
図２に示すように、操作信号出力装置２５は、オペレータ（作業者）が操作可能な操作レバーの操作量に応じて、フォーク１５のチルトやリフトの操作信号ｉｘを出力することができる。そして、図１及び図２に示すように、荷役制御装置２６は、操作信号出力装置２５からの操作信号ｉｘに基づいてポンプ駆動源２１、ポンプ２２、コントロールバルブ２４を駆動制御することができる。
【００３７】
実施形態１に係るフォークリフト１は、荷役制御装置２６がコントロールバルブ２４に対し制御指令ｉｓを出力する。荷役装置３は、制御指令ｉｓに基づいてコントロールバルブ２４が動作し、リフトシリンダ１７のロッド１７ａがフォーク１５を昇降する。
【００３８】
図３は、実施形態１に係るフォークリフトの制御ブロック図である。荷役制御装置２６は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、このＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ（Read  Only  Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random  Access  Memory）と、記憶装置とを含むコンピュータシステムである。荷役制御装置２６は、処理プログラムによる機能としてサーボ弁制御指令値演算部３１とフィルタ３２と駆動制御指令値補正部３１Ａとを含む。
【００３９】
オペレータが操作信号出力装置２５を操作してリフトシリンダ１７を動作させる場合、図３に示すように、サーボ弁制御指令値演算部３１は、操作信号ｉｘに基づいて、制御指令ｉｓを生成する。
【００４０】
フィルタ３２は、制御指令ｉｓ中の、荷役装置３の動作時における振動の固有周波数成分に相当するノイズを低減するフィルタである。本実施形態において、フィルタ３２は、荷役制御装置２６内にあるが、荷役制御装置２６外に設けても、駆動制御装置５１内に設けてもよい。荷役装置３におけるリフトシリンダ１７の動作時における振動は、例えば、オペレータが操作信号出力装置２５を操作してリフトシリンダ１７の動作を開始する場合、及びオペレータが操作信号出力装置２５を操作してリフトシリンダ１７の動作を停止させる場合に生じるおそれがある。振動が生じるとマスト１４が振動し、フォークリフト１の揺れを生じさせるおそれがある。
【００４１】
図４及び図５は、フィルタを説明するための説明図である。例えば、図４に示すように、固有周波数成分ｆｎは、予め操作信号出力装置２５の操作実験を行いリフトシリンダ１７のロッド１７ａが加速または減速する場合に生じる振動の固有周波数成分（共振周波数）として求めておくことができる。操作実験は、まず、フォーク１５に振動の周波数を検知する振動センサ（加速度センサなど）を取り付け、オペレータが操作信号出力装置２５の操作レバーを操作し、リフトシリンダ１７のロッド１７ａを加速または減速する。そして、操作実験は、振動センサが検知した振動の周波数ｆ及び強度Ｇを、例えばオシロスコープなどで計測する。操作実験は、計測した振動の周波数ｆ及び強度Ｇを分析し、リフトシリンダ１７のロッド１７ａが加速または減速する場合に生じる振動の固有周波数成分ｆｎを特定する。なお、上述した操作信号出力装置２５の操作実験の代わりに、走行時の段差乗り越えによる振動を計測することで固有周波数成分ｆｎを求めてもよい。あるいは、操作信号出力装置２５の操作実験の代わりに、ハンマーでフォーク１５を叩いて反射する振動を計測することで固有周波数成分ｆｎを求めてもよい。
【００４２】
図４に示すように、フィルタ３２は、固有周波数成分ｆｎを低減するため、固有周波数成分ｆｎの前後Δｆｎの領域も含めた周波数成分を低減するバンドパスフィルタとする。または、図５に示すように、フィルタ３２は、固有周波数成分ｆｎを主として低減するようにノッチフィルタとしてもよい。
【００４３】
図６、図７及び図８は、振動の固有振動周波数を説明するための説明図である。固有周波数成分ｆｎは、一度基準の値を求めることができれば、下記式（１）、式（２）及び式（３）に基づいて、車両本体１１の種類毎に演算により固有周波数成分ｆｎを求め適切なフィルタ３２を備えることができる。
【００４４】
【数１】
0005902475.tif 000002
【００４５】
ここで、ｋ１は所定の係数である。Ｍは、車両本体１１の最大積載量である車格である。例えば、図６に示すように、車格Ｍを増加させると、固有周波数成分ｆｎは式（１）に従って、小さくなる。
【００４６】
【数２】
0005902475.tif 000003
【００４７】
ここで、ｍ１は所定の係数である。Ｋは、車両本体１１の２つの前輪１２及び２つの後輪１３のタイヤ剛性である。例えば、図７に示すように、タイヤ剛性Ｋを増加させると、固有周波数成分ｆｎは式（２）に従って、大きくなる。
【００４８】
【数３】
0005902475.tif 000004
【００４９】
ここで、Ａはリフトシリンダ１７のシリンダヘッド断面積である。Ｖは、ヘッド側の部屋１７ｈ及びロッド側の部屋１７ｒの容積である。ｍはシリンダヘッドの質量である。ｋは所定の係数である。例えば、図８に示すように、リフトシリンダ１７の種類を変更すると、固有周波数成分ｆｎは式（３）に従って、変化する。
【００５０】
以上説明したように、固有周波数成分ｆｎは、車格Ｍ、タイヤ剛性Ｋ及びリフトシリンダ１７の大きさの関数として定義し、フィルタ３２は、固有周波数成分ｆｎを変更できる。
【００５１】
図９は、実施形態１に係るフォークリフトの制御ブロック図である。図９は、図３に示す駆動制御指令値補正部３１Ａの一例を示す制御ブロック図である。図３及び図９に示すように、駆動制御指令値補正部３１Ａは、フィルタ３２が振動の固有周波数成分ｆｎを低減した操作信号ｉｘに基づく補正値ｉｍを演算する。駆動制御指令値補正部３１Ａは、補正値ｉｍを駆動制御装置５１に出力する。
【００５２】
図９に示すように、駆動制御指令値補正部３１Ａは、フォーク速度演算部３４と、フォーク位置演算部３５と、実昇降速度演算部３６とを含む。
【００５３】
フォーク速度演算部３４は、フィルタ３２が振動の固有周波数成分ｆｎを低減した操作信号ｉｘに基づき演算し、フォーク１５の速度（昇降速度）の演算値を得る。入力された位置センサ４１の位置情報に基づき、実昇降速度演算部３６は、リフトシリンダ１７の実際の昇降速度を演算する。駆動制御指令値補正部３１Ａは、フォーク１５の実際の昇降速度と、フィルタ３２が振動の固有周波数成分ｆｎを低減した操作信号ｉｘに基づき演算したフォーク１５の速度（昇降速度）の演算値との偏差を演算し、補正値ｉｍｖを駆動制御装置５１に出力する。
【００５４】
フォーク位置演算部３５は、フィルタ３２が振動の固有周波数成分ｆｎを低減した操作信号ｉｘに基づき、フォーク１５の位置（昇降量）の演算値を演算する。駆動制御指令値補正部３１Ａは、位置センサ４１から入力された実際の昇降量と、フォーク位置演算部３５が演算したフォーク１５の昇降量の演算値との偏差を演算し、補正値ｉｍｚを駆動制御装置５１に出力する。本実施形態においては、補正値ｉｍｖ及び補正値ｉｍｚが補正値ｉｍである。
【００５５】
駆動制御装置５１は、補正値ｉｍ（補正値ｉｍｖ及び補正値ｉｍｚ）と駆動源５２の回転を検出する回転検出センサ４３の回転数情報または回転角情報から、荷役装置３に生じている振動を低減する方向の車両本体１１のピッチング振動を演算する。ピッチング振動とは、例えば、車両本体１１の重心または重心近傍を通り、かつ２つの前輪１２を結ぶ方向の軸を仮想の回転軸として、車両本体１１が前記仮想の回転軸を中心に揺動するような振動をいう。車両本体１１のピッチング振動を起こすために、駆動制御装置５１は、例えば駆動輪となる前輪１２を前後に動かす駆動トルクを駆動源５２が発生するように制御する。
【００５６】
図１０は、フォークリフトの操作信号出力装置に伝達される振動を説明するための説明図である。図１０は、操作信号出力装置２５の操作量を縦軸にとり、横軸に時間をとって示している。評価例は、実施形態１に係るフォークリフト１であり、比較例は、上述したフィルタ３２を有していないフォークリフトである。
【００５７】
実施形態１の変形例に係るフォークリフト１は、フィルタ３２が、制御指令ｉｓ中の、荷役装置３の動作時における振動の固有周波数成分に相当するノイズを低減する。つまり、駆動制御装置５１は、フィルタ３２を通さずに操作信号ｉｘに基づいて荷役装置３が昇降する場合のフォーク１５の実際の昇降量及びフォーク１５の実際の昇降速度と、フィルタ３２を通して荷役装置３が昇降する場合のフォーク１５の昇降量の演算値及びフォーク１５の昇降速度の演算値との偏差に基づいて駆動トルクを演算する。
【００５８】
車両本体１１は、駆動源５１から駆動トルクが伝達され、停止位置を変えないように駆動輪である前輪１２が前後に振動する。この前輪１２の前後の振動は、車両本体１１が上下に揺れるピッチング振動を誘発する。そして、ピッチング振動は、荷役装置３に伝達される。図１０に示すように、評価例は、比較例に比べて、車両本体１１の振動が荷役装置３の振動を弱め、車両本体１１自身の振動を低減する。また、操作レバーの揺れ自体も抑制される。このため、オペレータが操作信号出力装置２５を操作してリフトシリンダ１７の動作を開始する場合、及びオペレータが操作信号出力装置２５を操作してリフトシリンダ１７の動作を停止させる場合に生じる振動の収束を早めることができる。
【００５９】
以上説明したように、実施形態１に係る産業用車両であるフォークリフト１は、駆動制御指令ｉＲにより前輪１２を駆動する駆動源５２と、駆動源５２により走行可能な車両本体１１と、荷物２を積載する積載部であるフォーク１５と、荷役装置３と、操作信号出力装置２５と、荷役制御装置２６と、駆動制御装置５１と、を含む。
【００６０】
フォーク１５は、車両本体１１に昇降自在に支持され、かつ荷物２を積載する積載部である。荷役装置３は、フォーク１５を昇降可能である。操作信号出力装置２５は、車両本体１１に備えられ、荷役装置３を動作させるための操作信号ｉｘを出力する。駆動制御装置５１は、荷役装置３の動作時における振動を低減する駆動トルクを駆動輪である前輪１２に与えるように駆動制御指令ｉＲを演算する。
【００６１】
一般的に、フォークリフトは、フォークに荷物を載せてフォークの昇降を行う場合、マストが振動し、フォークリフトの揺れを生じさせるおそれがある。フォークリフトの揺れは、オペレータにも伝達され、操作レバーの操作量に影響を与えるおそれがある。この揺れによりオペレータが操作レバーの操作を一定に保持しようとしても、操作レバーも協調して揺れてしまう。つまり、荷役装置３のコントローラとなる制御指令値演算部３１が生成した指令値に、荷役装置３の動作時（例えばリフトシリンダ１７の動作時）に発生する振動の固有周波数成分ｆｎが加えられている。その結果、フォークリフト１は、操作信号ｉｘに含まれる固有周波数成分ｆｎによって荷役装置３等が励起されて振動する。この振動が車両本体１１の揺れとなり振動が持続するいわゆる持続振動となる。
【００６２】
本実施形態に係るフォークリフト１は、この持続振動を抑制するため、駆動源５１を駆動して持続振動を抑制する振動を生じさせる。車両本体１１は、駆動源５１から駆動トルクが伝達され、停止位置を変えないように駆動輪である前輪１２が前後に振動する。この前輪１２の前後の振動が車両本体１１の荷役装置３へピッチング振動として伝達される。そして、車両本体１１の振動が荷役装置３の振動を弱め、車両本体１１自身の振動を低減する。また、操作レバーの揺れ自体も抑制される。このため、フォークリフト１は、荷役装置３の動作に起因する持続振動の収束を早めることができる。そして、オペレータは、操作レバーの操作が容易となり、揺れが収まるまで作業を休止するおそれも低減できる。なお、フォークリフト１は、持続振動を抑制するため、走行中に駆動源５２を駆動して持続振動を弱める駆動トルクを駆動輪である前輪に与えてもよい。
【００６３】
また、実施形態１に係るフォークリフト１は、荷役装置３の動作時における振動の固有周波数成分ｆｎを低減するフィルタ３２をさらに含む。そして、駆動制御装置５１は、フィルタ３２を通さずに操作信号ｉｘに基づいて荷役装置３が昇降する場合のフォーク１５の実際の昇降量及びフォーク１５の実際の昇降速度と、フィルタ３２を通して荷役装置３が昇降する場合のフォーク１５の昇降量の演算値及びフォーク１５の昇降速度の演算値との偏差に基づいて駆動トルクを演算する。
【００６４】
この構成により、フィルタ３２が、荷役装置３への制御指令ｉｓ中の、荷役装置の動作時における振動の固有周波数成分ｆｎに相当するノイズを低減する。このため、フィルタ３２を通さずに操作信号ｉｘに基づいて荷役装置３が昇降する場合のフォーク１５の実際の昇降量及びフォーク１５の実際の昇降速度と、フィルタ３２を通して荷役装置３が昇降する場合のフォーク１５の昇降量の演算値及びフォーク１５の昇降速度の演算値との偏差を演算することにより、荷役装置３の動作時における振動を把握することができる。その結果、フォークリフト１は、荷役装置の動作時における振動の影響を抑制するピッチング振動の精度を高めることができる。このため、オペレータが操作する操作信号ｉｘから荷役装置３の動作時における振動の影響を抑制する精度を高めることができる。
【００６５】
例えば、本実施形態１に係るフォークリフト１は、駆動制御指令値補正部３１Ａが、フィルタ３２が前記振動の固有周波数成分ｆｎを低減した操作信号ｉｘに基づいて演算したフォーク１５の昇降量の演算値及びフォーク１５の昇降速度の演算値を演算し、フォーク１５の実際の昇降量及びフォーク１５の実際の昇降速度と、フォーク１５の昇降量の演算値及びフォーク１５の昇降速度の演算値との偏差に基づいて補正値ｉｍを演算する。
【００６６】
（実施形態２）
図１１は、実施形態２に係るフォークリフトの制御ブロック図である。図１２及び図１３は、振動の固有振動周波数を説明するための説明図である。次の説明においては、実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００６７】
図１１に示すように、荷役制御装置２６は、処理プログラムによる機能として、実施形態２に係る荷役制御装置２６は、サーボ弁制御指令値演算部３１と、フィルタ３２と、駆動制御指令値補正部３１Ａと、フィルタ設定調整部３３とを含む。サーボ弁制御指令値演算部３１は、操作信号ｉｘに基づいて、制御指令ｉｓを生成する。フィルタ設定調整部３３は、フォーク１５の昇降量及びフォークの積載量の少なくとも１つに応じて、フィルタ３２の振動の固有周波数成分ｆｎをシフトさせることができる。本実施形態において、フィルタ設定調整部３３は、荷役制御装置２６内にあるが、荷役制御装置２６外に設けても、駆動制御装置５１内に設けてもよい。例えば、フィルタ設定調整部３３は、図１２または図１３に示すフォーク１５の昇降量Ｚ及びフォークの積載量に対応付けられた圧力値Ｐに応じた固有周波数成分ｆｎの情報データベースを記憶している。
【００６８】
図１２において、曲線Ｚｎ１はフォーク１５の積載量が多く圧力が高い場合におけるフォーク１５の昇降量と振動の固有周波数成分ｆｎとの関係を示している。曲線Ｚｎ２は、曲線Ｚｎ１よりもフォーク１５の積載量が低減され圧力が下がった場合におけるフォーク１５の昇降量と振動の固有周波数成分ｆｎとの関係を示している。曲線Ｚｎ３は、曲線Ｚｎ２よりもフォーク１５の積載量が低減され荷物２がない、いわゆる空荷の状態である場合におけるフォーク１５の昇降量と振動の固有周波数成分ｆｎとの関係を示している。
【００６９】
フィルタ設定調整部３３は、圧力センサ４２の信号ｉｐからフォーク１５の積載量を演算し、フォーク１５の積載量でランク分けされた曲線Ｚｎ１、曲線Ｚｎ２及び曲線Ｚｎ３から曲線を選定する。例えば、フィルタ設定調整部３３は、フォーク１５の積載量が空荷であれば図１２に示す曲線Ｚｎ３を選択する。そして、フィルタ設定調整部３３は、位置センサ４１の信号ｉｚに基づいてフォーク１５の昇降量Ｚを曲線Ｚｎ３に与え、得られた周波数にフィルタ３２の固有周波数成分ｆｎをシフトさせる。
【００７０】
また、フィルタ設定調整部３３は、フォーク１５の昇降量Ｚが一定である場合、圧力センサ４２の信号ｉｐからフォーク１５の積載量を演算し、フォーク１５の積載量でランク分けされた曲線Ｚｎ１、曲線Ｚｎ２及び曲線Ｚｎ３から曲線を選定する。これにより、フィルタ設定調整部３３は、フィルタ３２が低減する振動の固有周波数成分ｆｎをシフトさせることができる。
【００７１】
または、フィルタ設定調整部３３は、図１３に示す固有周波数成分ｆｎの情報データベースに、フォーク１５の積載量に対応付けられた圧力値Ｐ及びフォーク１５の昇降量Ｚを与え得られた周波数にフィルタ３２の固有周波数成分ｆｎをシフトさせる。
【００７２】
図１４は、実施形態２に係るフォークリフトの制御ブロック図である。上述したように、フィルタ設定調整部３３は、フォーク１５の昇降量及びフォーク１５の積載量のうち少なくとも１つに応じて、フィルタ３２が低減する振動の固有周波数成分ｆｎをシフトさせることができる。駆動制御指令値補正部３１Ａは、フィルタ３２がフィルタ設定調整部３３によりシフトした振動の固有周波数成分ｆｎを低減した操作信号ｉｘに基づく補正値ｉｍを出力する。図１４に示すように、駆動制御指令値補正部３１Ａは、フォーク速度演算部３４と、フォーク位置演算部３５と、実昇降速度演算部３６とを含む。
【００７３】
フォーク速度演算部３４は、フィルタ３２が振動の固有周波数成分ｆｎを低減した操作信号ｉｘに基づき、フォーク１５の速度（昇降速度）を演算する。駆動制御指令値補正部３１Ａは、入力された位置センサ４１の位置情報に基づき、実昇降速度演算部３６がリフトシリンダ１７の昇降速度を演算する。駆動制御指令値補正部３１Ａは、実昇降速度演算部３６から実際のフォーク１５の昇降速度との偏差を演算し、補正値ｉｍｖを駆動制御装置５１に出力する。
【００７４】
駆動制御指令値補正部３１Ａは、入力された昇降量と、フォーク位置演算部３５が演算したフォーク１５の昇降量の演算値との偏差を演算し、補正値ｉｍｚを駆動制御装置５１に出力する。本実施形態においては、補正値ｉｍｖ及び補正値ｉｍｚが補正値ｉｍである。
【００７５】
図１４に示すように、フィルタ設定調整部３３は、フォーク１５の昇降量及びフォーク１５の積載量の少なくとも１つに応じて、フィルタ３２が低減する振動の固有周波数成分ｆｎをシフトさせる。このため、フィルタ３２は、制御指令ｉｓ中の、フォーク１５の昇降量及びフォーク１５の積載量の少なくとも１つに応じてシフトした荷役装置３の動作時における振動の固有周波数成分に相当するノイズを低減することができる。駆動制御指令値補正部３１Ａは、フィルタ３２を通さずに操作信号ｉｘに基づいて荷役装置３が昇降する場合のフォーク１５の実際の昇降量及びフォーク１５の実際の昇降速度と、フィルタ３２を通して荷役装置３が昇降する場合のフォーク１５の昇降量の演算値及びフォーク１５の昇降速度の演算値との偏差を演算する。これにより、補正値ｉｍの精度を高めることができる。
【００７６】
駆動制御装置５１は、フィルタ３２を通さずに操作信号ｉｘに基づいて荷役装置３が昇降する場合のフォーク１５の実際の昇降量及びフォーク１５の実際の昇降速度と、フィルタ３２を通して荷役装置３が昇降する場合のフォーク１５の昇降量の演算値及びフォーク１５の昇降速度の演算値との偏差である補正値ｉｍｖ及び補正値ｉｍｚに基づいて、駆動源５２を駆動する駆動トルクを演算する。つまり、駆動制御装置５１は、補正値ｉｍ（補正値ｉｍｖ及び補正値ｉｍｚ）と駆動源５２の回転を検出する回転検出センサ４３の回転数情報から、荷役装置３に生じている振動を低減する方向の車両本体１１のピッチング振動となるように駆動トルクを演算する。車両本体１１のピッチング振動を起こすために、駆動制御装置５１は、例えば駆動輪となる前輪１２を前後に動かす駆動トルクを駆動源５２が発生するように制御する。
【００７７】
以上説明したように、荷役制御装置２６は、フォーク１５の昇降量またはフォーク１５の積載量の少なくとも１つに応じて、フィルタ３２が低減する振動の固有周波数成分ｆｎをシフトさせるフィルタ設定調整部３３をさらに備える。
【００７８】
この構成により、フォーク１５の昇降量またはフォーク１５の積載量のいずれかが変化して、荷役装置３の振動の固有周波数成分ｆｎが変化しても、フィルタ設定調整部３３がフィルタ３２の低減する周波数を振動の固有周波数成分ｆｎの変化に応じて設定することができる。その結果、オペレータは、フォーク１５の昇降量またはフォーク１５の積載量を意識することなく操作しても、荷役装置３の振動が抑制され、荷役装置３の操作性を損なうおそれを低減することができる。
【００７９】
（実施形態３）
図１５は、実施形態３に係るフォークリフトの制御ブロック図である。図１６は、実施形態３の変形例に係るフォークリフトの制御ブロック図である。次の説明においては、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００８０】
実施形態３に係るフォークリフト１は、荷役装置３のリフトシリンダ１７がいわゆる一連多段のリフトシリンダ１７Ａ及びリフトシリンダ１７Ｂを含む。図１５に示すリフトシリンダ１７Ａ及びリフトシリンダ１７Ｂのそれぞれのロッドの移動量が加算されてフォーク１５の昇降量となるように、マスト１４の延長方向に連結されている。本実施形態では、リフトシリンダ１７が２段の場合を説明する。リフトシリンダ１７は、複数段であればよく、例えばリフトシリンダ１７が３段以上でもよい。
【００８１】
荷役装置３におけるリフトシリンダ１７Ａ及びリフトシリンダ１７Ｂの動作時における振動は、例えば、オペレータが操作信号出力装置２５を操作してリフトシリンダ１７Ａ及びリフトシリンダ１７Ｂを切り替えるフォーク１５の昇降量となる場合に生じるおそれがある。振動が生じるとマスト１４が振動し、フォークリフト１の揺れを生じさせるおそれがある。リフトシリンダ１７Ａ及びリフトシリンダ１７Ｂの切り替え時における振動の固有周波数成分を予め操作信号出力装置２５の操作実験を行い、生じる振動の固有周波数成分ｆｎを求めておく。そして、フィルタ３２は、求めた固有周波数成分ｆｎを低減するバンドパスフィルタまたはノッチフィルタとする。
【００８２】
実施形態３の変形例に係るフォークリフト１は、荷役装置３がいわゆる一連多段のリフトシリンダ１７Ａ及びリフトシリンダ１７Ｂを含む。フィルタ設定調整部３３は、固有周波数成分ｆｎの情報データベースに、フォーク１５の積載量に対応付けられた圧力値Ｐ及びフォーク１５の昇降量Ｚを与え、リフトシリンダ１７Ａ及びリフトシリンダ１７Ｂを切り替えるフォーク１５の昇降量の場合、リフトシリンダ１７Ａ及びリフトシリンダ１７Ｂを切り替える振動の固有周波数成分ｆｎとなるようにフィルタ３２の周波数をシフトさせる。
【００８３】
以上説明したように、実施形態３に係るフォークリフト１は、荷役装置３がフォーク１５を昇降する複数のリフトシリンダ１７Ａ及びリフトシリンダ１７Ｂを備えている。そして、フィルタ３２は、複数のリフトシリンダ１７Ａ及びリフトシリンダ１７Ｂの動作を切り替えるフォーク１５の位置（昇降量）において振動する振動の固有周波数成分ｆｎを低減する。
【００８４】
この構成により、複数のリフトシリンダ１７Ａ及びリフトシリンダ１７Ｂの動作を切り替える場合における振動の影響を抑制することができる。その結果、フォークリフト１は、一連多段の荷役装置３でも持続振動の収束を早めることができる。そして、オペレータは、操作レバーの操作が容易となり、揺れが収まるまで作業を休止するおそれも低減できる。
【００８５】
（実施形態４）
図１７は、実施形態４に係るフォークリフトの振動の固有振動周波数を説明するための説明図である。次の説明においては、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００８６】
図１７に示すように、荷役装置の動作時における振動の固有周波数成分は、複数の周波数ｆｎ１、周波数ｆｎ２、周波数ｆｎ３を含む場合がある。例えば、複数の周波数ｆｎ１、周波数ｆｎ２、周波数ｆｎ３は、リフトシリンダ１７の振動の固有周波数成分、前輪１２の振動の固有周波数成分、後輪１３の振動の固有周波数成分である。複数の周波数ｆｎ１、周波数ｆｎ２、周波数ｆｎ３は、強度Ｇが異なるので、フィルタ３２は、複数の周波数ｆｎ１、周波数ｆｎ２、周波数ｆｎ３毎に、低減する周波数の振幅幅、例えばΔｆｎ１を強度Ｇの大きさに応じて設定することが好ましい。これにより、オペレータが操作信号出力装置２５を操作してリフトシリンダ１７の動作をする場合、フィルタ３２に起因する違和感を抑制することができる。そして、オペレータが操作する操作信号ｉｘから荷役装置３の動作時における振動の影響を抑制する精度を高めることができる。
【００８７】
図１８は、実施形態４の変形例に係るフォークリフトの振動の固有振動周波数を説明するための説明図である。フォークリフト１は、荷役装置３がチルトシリンダ１６及びリフトシリンダ１７を含む。このため荷役装置３に生じる振動は、リフトシリンダ１７のロッド１７ａを上下に移動させ、フォーク１５を昇降する昇降方向の振動と、チルトシリンダ１６のロッド１６ａを前後に移動させ、フォーク１５をチルトさせるロール回転方向の振動が生じることがある。このため、ロール回転方向の振動の固有周波数成分ｆｎｒは、予め操作信号出力装置２５の操作実験を行い、チルトシリンダ１６のロッド１６ａが加速または減速する場合に生じる振動の固有周波数成分として求めておくことができる。
【００８８】
例えば、図１８に示すように、フォークリフト１は、複数の振動の固有振動周波数として、昇降方向の振動の固有振動周波数ｆｎ１及びロール回転方向の振動の固有周波数ｆｎｒがある。実施形態４の変形例に係るフォークリフト１は、フィルタ３２が荷役装置３を操作する操作信号ｉｘから昇降方向の振動の固有振動周波数ｆｎ１及びロール回転方向の振動の固有周波数ｆｎｒを低減するように設定されている。
【００８９】
本実施形態４の変形例に係るフォークリフト１は、荷役装置３がフォーク１５を昇降するリフトシリンダ１７及びフォーク１５を傾斜させるチルトシリンダ１６を備えている。そして、フィルタ３２は、リフトシリンダ１７及びチルトシリンダ１６の動作により生じる複数の振動の固有周波数成分ｆｎ１及びロール回転方向の振動の固有周波数ｆｎｒを低減する。この構成により、チルトシリンダ１６の動作により生じる振動の影響を抑制することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１  フォークリフト(産業用車両)
２  荷物
３  荷役装置
１１  車両本体
１２  前輪
１３  後輪
１４  マスト
１５  フォーク（積載部）
１６  チルトシリンダ
１６ａ、１７ａ  ロッド
１７、１７Ａ、１７Ｂ  リフトシリンダ
１８  ガイドローラ
１９  ワイヤ
２１  ポンプ駆動源
２２  ポンプ
２３  タンク
２４  コントロールバルブ
２５  操作信号出力装置
２６  荷役制御装置
３１  サーボ弁制御指令値演算部
３１Ａ  駆動制御指令値補正部
３２  フィルタ
３３  フィルタ設定調整部
３４  フォーク速度演算部
３５  フォーク位置演算部
３６  実昇降速度演算部
４１  位置センサ
４２  圧力センサ
４３  回転検出センサ
５１  駆動制御装置
５２  駆動源
【図１】
0005902475.tif 000005
【図２】
0005902475.tif 000006
【図３】
0005902475.tif 000007
【図４】
0005902475.tif 000008
【図５】
0005902475.tif 000009
【図６】
0005902475.tif 000010
【図７】
0005902475.tif 000011
【図８】
0005902475.tif 000012
【図９】
0005902475.tif 000013
【図１０】
0005902475.tif 000014
【図１１】
0005902475.tif 000015
【図１２】
0005902475.tif 000016
【図１３】
0005902475.tif 000017
【図１４】
0005902475.tif 000018
【図１５】
0005902475.tif 000019
【図１６】
0005902475.tif 000020
【図１７】
0005902475.tif 000021
【図１８】
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