(57)【要約】【課題】ソフトウェアプログラムを更新可能なフォークリフトを提供する。【解決手段】マイコン３１２は第１通信ポートＣＯＭ１および第２通信ポートＣＯＭ２を有する。周辺デバイス３１４は、マイコン３１２の第１通信ポートＣＯＭ１と第１経路Ｐ１を介して接続される。通信回路３１６は、マイコン３１２の第２通信ポートＣＯＭ２と第２経路Ｐ２を介して接続され、マイコン３１２の第１通信ポートＣＯＭ１と第３経路Ｐ３を介して接続される。通信回路３１６は着脱可能な外部機器と通信可能である。切替器３１８は、第３経路Ｐ３を介した通信の有効／無効を切り替える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォークリフトの動作を制御するコントローラを有するフォークリフトであって、
前記コントローラは、
第１通信ポートおよび第２通信ポートを有するマイコンと、
前記マイコンの前記第１通信ポートと第１経路を介して接続されるデバイスと、
前記マイコンの前記第２通信ポートと第２経路を介して接続され、前記マイコンの前記第１通信ポートと第３経路を介して接続され、着脱可能な外部機器と通信可能な通信回路と、
前記第３経路を介した通信の有効／無効を切り替える切替器と、
を備えることを特徴とするフォークリフト。
【請求項２】
前記切替器は、前記外部機器の接続状況に応じて生成されるモード切替信号に応じて動作することを特徴とする請求項１に記載のフォークリフト。
【請求項３】
前記切替器は、スリーステートバッファであることを特徴とする請求項１または２に記載のフォークリフト。
【請求項４】
フォークリフトに搭載されるコントローラであって、
第１通信ポートおよび第２通信ポートを有するマイコンと、
前記マイコンの前記第１通信ポートと第１経路を介して接続されるデバイスと、
前記マイコンの前記第２通信ポートと第２経路を介して接続され、前記マイコンの前記第１通信ポートと第３経路を介して接続され、着脱可能な外部機器と通信可能な通信回路と、
前記第３経路を介した通信の有効／無効を切り替える切替器と、
を備えることを特徴とするコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォークリフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業車両のひとつに、フォークリフトがある。フォークリフトは、走行（前進、後退）、ステアリング、フォークの昇降が可能であり、それぞれの動作に対応する操作レバーやペダル（操作入力手段と総称する）を有する。
【０００３】
フォークリフトは、走行、ステアリング、フォークの昇降を統括的に制御するマイコンを備える。たとえばマイコンは、操作入力手段に対するオペレータの入力を監視し、入力にもとづいて、フォークリフトの走行、ステアリング、フォークの昇降を制御する機能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マイコンの機能は、不揮発性メモリに格納されたソフトウェアプログラムにより記述される。フォークリフトの機能の改善やバグフィックスを目的として、ソフトウェアプログラムをアップデートしたいという要求がある。
【０００６】
本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、ソフトウェアプログラムを更新可能なフォークリフトの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様はフォークリフトに関する。フォークリフトは、フォークリフトの動作を制御するコントローラを有する。コントローラは、第１通信ポートおよび第２通信ポートを有するマイコンと、マイコンの第１通信ポートと第１経路を介して接続されるデバイスと、マイコンの第２通信ポートと第２経路を介して接続され、マイコンの第１通信ポートと第３経路を介して接続され、着脱可能な外部機器と通信可能な通信回路と、第３経路を介した通信の有効／無効を切り替える切替器と、を備える。
【０００８】
本発明の別の態様は、フォークリフトに搭載されるコントローラに関する。
【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、外部機器からソフトウェアプログラムの更新が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】フォークリフトの外観図を示す斜視図である。
【図２】フォークリフトの操縦席の一例を示す図である。
【図３】実施の形態に係るフォークリフトの機能ブロック図である。
【図４】フォークリフトの通常動作時の状態を示す図である。
【図５】フォークリフトのソフトウェアプログラムのダウンロード時の状態を示す図である。
【図６】比較技術に係るフォークリフトのブロック図である。
【図７】一実施例に係るフォークリフトを示すブロック図である。
【図８】電動フォークリフトの電気系統、機械系統の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１３】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００１４】
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００１５】
図１は、フォークリフトの外観図を示す斜視図である。フォークリフト６００は、車体（シャーシ）６０２、フォーク６０４、昇降体（リフト）６０６、マスト６０８、車輪６１０、６１２を備える。マスト６０８は車体６０２の前方に設けられる。昇降体６０６は、油圧アクチュエータ（図１に不図示）などの動力源によって駆動され、マスト６０８に沿って昇降する。昇降体６０６には、荷物を支持するためのフォーク６０４が取り付けられている。
【００１６】
図２は、フォークリフトの操縦席７００の一例を示す図である。操縦席７００は、イグニッションスイッチ７０２、ステアリングホイール７０４、リフトレバー７０６、アクセルペダル７０８、ブレーキペダル７１０、ダッシュボード７１４、前後進レバー７１２を備える。
【００１７】
イグニッションスイッチ７０２は、フォークリフト６００の起動用のスイッチである。ステアリングホイール７０４は、フォークリフト６００の操舵を行うための操作手段である。リフトレバー７０６は、昇降体６０６を上下に移動させるための操作手段である。アクセルペダル７０８は、走行用の車輪の回転を制御する操作手段であり、ユーザが踏み込み量を調節することでフォークリフト６００の走行が制御される。ユーザがブレーキペダル７１０を踏み込むと、ブレーキがかかる。前後進レバー７１２は、フォークリフト６００の走行方向を、前進と後進で切りかえるためのレバーである。そのほか、図示しないインチングペダルが設けられてもよい。
【００１８】
図３は、実施の形態に係るフォークリフト３００の機能ブロック図である。フォークリフト３００は、フォークリフト３００を統合的に制御するコントローラ３１０を備える。コントローラ３１０には、複数のセンサ３０２が接続される。たとえばあるセンサ３０２は、フォークリフト３００の現在状態（車速、ステアリング角度、昇降体の高さ）を監視し、別のセンサ３０２は、操作入力手段の状態（すなわちオペレータからの制御入力）を監視する。
【００１９】
コントローラ３１０は、センサ３０２の出力にもとづいて、少なくともひとつの制御対象３０４を制御する。制御対象３０４は、たとえば、フォークリフトの可動部（すなわち走行軸、操舵軸、荷役（昇降）軸）が例示される。以上がフォークリフト３００の全体構成である。続いてコントローラ３１０の構成を説明する。
【００２０】
コントローラ３１０は、マイコン３１２、周辺デバイス３１４、通信回路３１６、切替器３１８、外部通信ポート３２０を備える。マイコン３１２は、シリアルインタフェースである第１通信ポートＣＯＭ１および第２通信ポートＣＯＭ２を有する。マイコン３１２が実行するソフトウェアプログラムは、マイコン３１２に内蔵される（あるいは外付けされる）ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）などの不揮発性メモリ３１３に格納される。
【００２１】
周辺デバイス３１４は、マイコン３１２の第１通信ポートＣＯＭ１と第１経路Ｐ１を介して接続され、マイコン３１２との間で通信可能である。周辺デバイス３１４はたとえばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated）などである。
【００２２】
周辺デバイス３１４の機能は特に限定されないが、たとえば周辺デバイス３１４は、複数のセンサ３０２や複数の制御対象３０４とのインタフェースとしての機能を有する。周辺デバイス３１４は、センサ３０２の出力をデジタル信号に変換し、マイコン３１２に送信する。
【００２３】
コントローラ３１０の外部通信ポート３２０には、コンピュータや他のマイコンなどの外部機器が接続可能となっている。通信回路３１６は、外部通信ポート３２０に接続される外部機器とのインタフェースであり、第２経路Ｐ２を介してマイコン３１２の第２通信ポートＣＯＭ２と接続され、第３経路Ｐ３を介してマイコン３１２の第１通信ポートＣＯＭ１と接続される。一例として外部通信ポート３２０には、フォークリフト３００の通常の動作状態において、データロガー（不図示）が接続される。
【００２４】
マイコン３１２の第１通信ポートＣＯＭ１は、外部空間アドレスバス出力をサポートしており、フォークリフト３００の通常の動作時において、第１経路Ｐ１を介した周辺デバイス３１４との通信に利用される。また、マイコン３１２に内蔵される不揮発性メモリ３１３は、第１通信ポートＣＯＭ１を介してのみアクセス可能となっている。
【００２５】
第３経路Ｐ３上の、第１経路Ｐ１と第２経路Ｐ２を接続する部分には、切替器３１８が設けられており、第３経路Ｐ３を介した通信の有効／無効は、切替器３１８によって制御可能となっている。
【００２６】
以上がフォークリフト３００の構成である。続いて図４，図５を参照して、その動作を説明する。
【００２７】
（通常動作時）
図４は、フォークリフト３００の通常動作時の状態を示す図である。外部通信ポート３２０には、第１の外部機器であるデータロガー３０６が接続される。マイコン３１２は、フォークリフト３００において発生するさまざまなイベントの発生を記録する。データロガー３０６は、イベントとその発生時刻（タイムスタンプ）を含むログデータの履歴を格納する。なお、第１の外部機器として、データロガー３０６に代えて、無線通信器を搭載してもよく、この場合、データロガーの機能は、フォークリフト３００の外部の稼働管理装置に実装すればよい。
【００２８】
通常動作時では、切替器３１８はオフ（ディセーブル）であり、第３経路Ｐ３を介した通信は無効となる。マイコン３１２は、第１通信ポートＣＯＭ１および第１経路Ｐ１を利用したバス通信により、周辺デバイス３１４との間で、フォークリフト３００の制御に必要なデータの送受信を行う。
【００２９】
また、マイコン３１２とデータロガー３０６は、第２通信ポートＣＯＭ２および第２経路Ｐ２を介したシリアル通信と、データロガー３０６と通信回路３１６の間のシリアル通信によって通信可能となり、データロガー３０６はマイコン３１２からイベントの情報を受信し、それをログデータとして記録する。
【００３０】
（ソフトウェアプログラムのダウンロード時）
図５は、フォークリフト３００のソフトウェアプログラムのダウンロード時の状態を示す図である。ソフトウェアプログラムのダウンロードに際して、データロガー３０６に代えて、第２の外部機器であるコンピュータ３０８が接続される。このとき切替器３１８は、オン（イネーブル）となり、第３経路Ｐ３を介した通信が有効となる。
【００３１】
この状態で、マイコン３１２は、第１通信ポートＣＯＭ１とコンピュータ３０８との間で、第３経路Ｐ３および通信回路３１６を介した通信が可能となり、コンピュータ３０８から、内部の不揮発性メモリ３１３に、ソフトウェアプログラムをダウンロード可能となる。
【００３２】
以上がフォークリフト３００の動作である。フォークリフト３００の利点は、以下の比較技術との対比によって明確となる。
【００３３】
図６は、比較技術に係るフォークリフト３００Ｒのブロック図である。コントローラ３１０Ｒは、マイコン３１２、周辺デバイス３１４、通信回路３１６を含み、図３から切替器３１８を省略したものとなっている。
【００３４】
周辺デバイス３１４、マイコン３１２、通信回路３１６の機能は、実施の形態と同様である。各ブロックのアーキテクチャ（機能あるいは制約）を以下に整理する。
・マイコン３１２に対するソフトウェアプログラムのダウンロードは、第１通信ポートＣＯＭ１のみ対応している。
・第１通信ポートＣＯＭ１は、（i）通信回路３１６とのシリアル通信と、（ii）外部空間アドレスバス出力（周辺デバイス３１４との通信）と兼用される。つまり周辺デバイス３１４へのデータ供給は、第１通信ポートＣＯＭ１経由でのみ対応している。
・第２通信ポートＣＯＭ２は、通常時はデータの出力を行う。
・第１通信ポートＣＯＭ１の機能の割り当て（シリアル通信／外部空間アドレスバス出力）は、マイコン３１２の起動時に設定される。
【００３５】
通常動作時において、第２通信ポートＣＯＭ２からデータロガー３０６に供給すべきデータは、一点鎖線で示す第４経路Ｐ４を経由して周辺デバイス３１４にも供給される。つまり、第１経路Ｐ１を介した外部空間アドレスバス出力での通信と、第２経路Ｐ２を介したシリアル通信が衝突し、周辺デバイス３１４に正しいデータを供給できなくなる。
【００３６】
比較技術における問題を解決するために、シリアル通信用のポートと、外部空間アドレスバス出力用のポートが、独立して設けられたマイコンを採用するというアプローチが取り得る。しかしながら、このようなマイコンは大規模で高スペックなものであるから、実装面積の増大、コストアップという問題を引き起こす。
【００３７】
比較技術における問題を解決するための別のアプローチは、ソフトウェアプログラムのダウンロードと、外部データロガーの経路を独立させるものである。しかしながらこの場合には、コネクタと、シリアル通信回路がさらに１系統必要となるため、実装面積の増大、コストアップは避けられない。
【００３８】
翻って実施の形態に係るフォークリフト３００の利点を説明する。フォークリフト３００では切替器３１８を設けて、通常動作時においては、第３経路Ｐ３を介した通信を無効可能とした。これにより、第１経路Ｐ１を介した外部空間アドレスバス出力での通信と、第２経路Ｐ２を介したシリアル通信の衝突を防ぐことができる。後述のように、切替器３１８は、スリーステートバッファやスイッチで構成できるため、実装面積やコストの増加はわずかである。
【００３９】
続いてより詳細なフォークリフト３００の実施例を説明する。図７は、一実施例に係るフォークリフト３００Ａを示すブロック図である。コントローラ３１０Ａは、切替器３１８としてスリーステートバッファ３３０を備える。具体的にはスリーステートバッファ３３０の入力は、第２経路Ｐ２と接続され、その出力は、第１経路Ｐ１と接続されている。マイコン３１２には、モード切替ピンＭＯＤＥが設けられており、モード切替ピンＭＯＤＥの状態に応じて、第１通信ポートＣＯＭ１の機能（シリアル通信／外部空間アドレスバス出力）の機能が設定可能である。スリーステートバッファ３３０のイネーブル／ディセーブルは、マイコン３１２のモードと連動させればよく、したがってスリーステートバッファ３３０のイネーブル端子には、モード切替ピンＭＯＤＥに与えるモード切替信号（あるいはその反転信号）ＳＭＯＤＥを供給すればよい。モード切替信号ＳＭＯＤＥは、外部機器の接続状況に応じて自動的に生成される。モード切替信号ＳＭＯＤＥは、外部機器が生成してもよい。あるいは外部通信ポート３２０の状態を監視する回路を追加し、この回路が、外部通信ポート３２０に接続される外部機器の種類にもとづいて生成してもよい。
【００４０】
図８は、電動フォークリフトの電気系統、機械系統の構成を示すブロック図である。コントローラ１１０は、フォークリフト６００全体を制御するためのプロセッサであり、上述のコントローラ３１０に相当する。電池１００は、フォークリフト６００の主電源であり、電池１００の電圧は、フォークリフト６００のさまざまなブロックに供給される。
【００４１】
（走行）
コントローラ１１０は、前後進レバー７１２からの前進、後進を指示する信号と、アクセルペダル７０８からの、踏み込み量に応じた走行操作量を示す信号を受け、それに応じた制御指令値（走行操作量ともいう）Ｓ１を第１電力変換装置２００に出力する。第１電力変換装置２００は、制御指令値Ｓ１に応じて走行モータＭ１に供給する電力を制御する。制御指令値Ｓ１は、走行モータＭ１の目標回転数を指示する速度指令値と相関を有する。駆動輪である前輪６１０は、ドライブシャフト１１４と接続される。ギアボックス１１２およびドライブシャフト１１４は、走行モータＭ１からの動力を前輪６１０に伝達する。前後進レバー７１２からの前進、後進を指示する信号や走行操作量を示す信号は、図３のセンサ３０２によって検出される。また、第１電力変換装置２００は、図３の制御対象３０４に相当する。
【００４２】
（荷役）
リフトレバー７０６の傾きによって、昇降体６０６の上下動が制御される。リフトレバー７０６の傾きは、図３のセンサ３０２によって検出される。コントローラ１１０は、傾きに応じた荷役操作量Ｓ２を示す信号を第２電力変換装置１０２に出力する。第２電力変換装置１０２は、荷役操作量Ｓ２に応じた電力を荷役モータＭ２に供給し、その回転を制御する。昇降体６０６は、油圧アクチュエータ１１６と連結される。油圧アクチュエータ１１６は、荷役モータＭ２が生成する回転運動を、直線運動に変換し、昇降体６０６を制御する。第２電力変換装置１０２は、図３の制御対象３０４に相当する。
【００４３】
（操舵）
ステアリングホイール７０４は、ステアリングシャフト１２０を介してステアリング用のリンケージと接続される。フォークリフトはパワーステアリング機能を備える。図３のセンサ３０２に相当するエンコーダ１２２は、ステアリングホイール７０４の回転角を検出し、回転角を示す信号をコントローラ１１０に出力する。コントローラ１１０は、回転角に応じた制御信号Ｓ３を第３電力変換装置１０４に出力する。第３電力変換装置１０４は、制御信号Ｓ３に応じた電力をステアリングモータＭ３に供給し、その回転数を制御する。ステアリングモータＭ３の回転運動は、油圧アクチュエータ１１８に伝達され、後輪６１２の操舵が制御される。第３電力変換装置１０４もまた、図３の制御対象３０４に相当する。
【００４４】
以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例を説明する。
【００４５】
（変形例１）
切替器３１８として、スリーステートバッファ３３０に代えて、半導体スイッチを用いてもよい。この場合においても、半導体スイッチのオン、オフを、マイコン３１２のモード切替ピンＭＯＤＥと共通の信号によって制御すればよい。
【００４６】
（変形例２）
マイコン３１２のＧＰＩＯ（General Purpose Input/Output）ピンが余っている場合には、マイコン３１２が切替器３１８の制御信号を生成してもよい。
【００４７】
（変形例３）
モード切替信号ＳＭＯＤＥは、オペレータの操作入力に応じて生成されてもよい。すなわちモードを切り替えるための機械的あるいはソフトウェアのスイッチを用意し、オペレータの操作入力にもとづいて、モードが選択されるようにしてもよい。またスリーステートバッファ３３０として機械的なスイッチを用いて、オペレータが手動でオン、オフできるようにしてもよい。
【００４８】
（変形例４）
実施の形態では電動フォークリフトを例に説明したが、本発明の適用はその限りでなく、エンジン式のフォークリフトにも適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
６００  フォークリフト
６０２  車体
６０４  フォーク
６０６  昇降体
６０８  マスト
６１０  前輪
６１２  後輪
１００  電池
２００  第１電力変換装置
１０２  第２電力変換装置
１０４  第３電力変換装置
１１０  ＥＣＵ
１１２  ギアボックス
１１４  ドライブシャフト
１１６，１１８  油圧アクチュエータ
１２０  ステアリングシャフト
１２２  エンコーダ
Ｍ１  走行モータ
Ｍ２  荷役モータ
Ｍ３  ステアリングモータ
７００  操縦席
７０２  イグニッションスイッチ
７０４  ステアリングホイール
７０６  リフトレバー
７０８  アクセルペダル
７１０  ブレーキペダル
７１２  前後進レバー
７１４  ダッシュボード
３００  フォークリフト
３０２  センサ
３０４  制御対象
３０６  データロガー
３０８  コンピュータ
３１０  コントローラ
３１２  マイコン
３１３  不揮発性メモリ
３１４  周辺デバイス
３１６  通信回路
３１８  切替器
３２０  外部通信ポート
３３０  スリーステートバッファ
Ｐ１  第１経路
Ｐ２  第２経路
Ｐ３  第３経路
ＣＯＭ１  第１通信ポート
ＣＯＭ２  第２通信ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019168955.tif 000009
【図８】
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