(57)【要約】【課題】  より安全に、且つ滑らかに車両を走行させることができるようにする。【解決手段】  制御装置１４の抑速手段は、ハンドル１０の操作速度と転舵輪４の回転角度のそれぞれに基づいて最高走行速度を求め、両者を比較し、より小さい方を走行駆動制御手段に伝える。走行駆動制御手段は、実速度検出手段で検出される実走行速度が最高走行速度を超えていなければ、実走行速度が目標速度設定手段で設定される目標走行速度と一致するよう走行駆動装置１２を制御し、超えていれば、実走行速度が最高走行速度と一致するよう走行駆動装置１２を制御する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転舵輪を回転させる操舵駆動装置をハンドルの操作に応じて制御すると共に、駆動輪を回転させる走行駆動装置をアクセルの操作に応じて制御する車両の制御装置であって、
上記ハンドルの操作速度を検出する操作速度検出手段と、上記転舵輪の、直進方向を向いた状態からの回転角度を検出する回転角度検出手段とを備えると共に、上記アクセルの操作量に応じて当該車両の目標走行速度を設定する目標速度設定手段と、上記操作速度及び上記回転角度に応じて最高走行速度を抑制する抑速手段と、当該車両の実走行速度を検出する実速度検出手段と、上記走行駆動装置を制御する走行制御手段とを備え、
上記抑速手段は、上記操作速度及び上記回転角度の何れかが大きくなるほど上記最高走行速度を小さな値とするものであり、
上記走行制御手段は、上記実走行速度が抑制された上記最高走行速度を超えないときは、上記実走行速度が上記目標走行速度と一致するよう上記走行駆動装置を制御し、超えるときは、上記実走行速度が抑制された上記最高走行速度と一致するよう上記走行駆動装置を制御するものであることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
上記抑速手段は、上記操作速度に基づいて第１の最高走行速度を、上記回転角度に基づいて第２の最高走行速度をそれぞれ求めると共に、両者を比較し、小さい方を上記走行制御手段に伝えるものであり、上記操作速度が大きくなるほど上記第１の最高走行速度を小さな値とし、上記回転角度が大きくなるほど上記第２の最高走行速度を小さな値とするものであることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
上記抑速手段は、上記回転角度が第１の所定値を超えないときに、上記第２の最高走行速度を上記第１の最高走行速度よりも大きな値とするものであることを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
上記抑速手段は、上記回転角度が第１の所定値を超え、且つ該第１の所定値よりも大きい第２の所定値を超えない範囲で、上記回転角度が大きくなるほど上記第２の最高走行速度を小さな値とするものであり、少なくとも上記回転角度が上記第２の所定値を超えるときに、上記第２の最高走行速度を上記第１の最高走行速度よりも小さな値とするものであることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の挙動を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多くの車両には走行方向を制御するためのステアリングシステムが備えられ、運転者がハンドルを操作することで転舵輪を回転させて走行できるようになされている。フォークリフトのような車両では、転舵輪を大きく回転させることができるようにして小回りでの旋回走行を可能としているが、このような旋回走行中の車速（走行速度）が速すぎると車体に作用する遠心力により車体が不安定になるおそれがある。そこで、例えば特許文献１に示すように、転舵輪の回転角度や回転角速度に応じて車速を制限する技術が提案されている。又、走行中に急激にハンドルを操作した場合も同様に車体が不安定になるおそれがあることから、例えば特許文献２に示すように、ハンドルの操作速度に応じて車速を制限する技術が提案されている。
【０００３】
ところで、ステアリングシステムとして、例えば特許文献３に示すように、ハンドルと転舵輪との機械的な連結構造を廃した、いわゆるステアバイワイヤシステムがある。このシステムでは、例えばハンドルの操作角度と転舵輪の回転角度とに基づいて、転舵輪を回転させる駆動装置を作動させることが行われる。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−９２９３１号公報
【特許文献２】特開平１１−３１０３９９号公報
【特許文献３】特開２００１−３０９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、上記特許文献１の技術のように、転舵輪の回転角度に応じた車速制限と、転舵輪の回転角速度に応じた車速制限とを組み合わせて行うようにすれば、より安全性を高めることができる。しかしながら、組み合わせ方が適切でないと、十分な効果が得られなかったり、実際の車両の挙動がぎこちないものになってしまったりすることが考えられる。
【０００６】
そこで本発明は、従来の技術に比べ、より安全に、且つ滑らかに車両を走行させることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明は、転舵輪を回転させる操舵駆動装置をハンドルの操作に応じて制御すると共に、駆動輪を回転させる走行駆動装置をアクセルの操作に応じて制御する車両の制御装置であって、上記ハンドルの操作速度を検出する操作速度検出手段と、上記転舵輪の、直進方向を向いた状態からの回転角度を検出する回転角度検出手段とを備えると共に、上記アクセルの操作量に応じて当該車両の目標走行速度を設定する目標速度設定手段と、上記操作速度及び上記回転角度に応じて最高走行速度を抑制する抑速手段と、当該車両の実走行速度を検出する実速度検出手段と、上記走行駆動装置を制御する走行制御手段とを備え、上記抑速手段は、上記操作速度及び上記回転角度の何れかが大きくなるほど上記最高走行速度を小さな値とするものであり、上記走行制御手段は、上記実走行速度が抑制された上記最高走行速度を超えないときは、上記実走行速度が上記目標走行速度と一致するよう上記走行駆動装置を制御し、超えるときは、上記実走行速度が抑制された上記最高走行速度と一致するよう上記走行駆動装置を制御するものであることを特徴とする構成としている。
【０００８】
このような本発明によれば、ハンドルが急激に操作されたり、転舵輪が直進方向を向いた状態から大きく回転したりすると、抑速手段により最高走行速度が小さな値に抑制され、走行制御手段によりこの最高走行速度を超えない範囲で走行駆動装置が制御され、走行がなされる。従って、車両は比較的低速で旋回走行することになり、安全性を確保することができる。
【０００９】
上記の構成において、上記抑速手段は、上記操作速度に基づいて第１の最高走行速度を、上記回転角度に基づいて第２の最高走行速度をそれぞれ求めると共に、両者を比較し、小さい方を上記走行制御手段に伝えるものであり、上記操作速度が大きくなるほど上記第１の最高走行速度を小さな値とし、上記回転角度が大きくなるほど上記第２の最高走行速度を小さな値とするものとすることができる。
【００１０】
このようにすれば、ハンドルの操作速度に基づいて求められる第１の最高走行速度と、転舵輪の回転角度に基づいて求められる第２の最高走行速度とのうち小さい方が用いられるので、最高走行速度をより小さな値に抑制し、高速での旋回走行を確実に防止することができる。
【００１１】
又、上記の構成において、上記抑速手段は、上記回転角度が第１の所定値を超えないときに、上記第２の最高走行速度を上記第１の最高走行速度よりも大きな値とするものとすることができる。
【００１２】
このようにすれば、転舵輪の回転角度が第１の所定値を下回り、比較的小さな値となると、ハンドルの操作速度に基づいて求められる第１の最高走行速度の方が小さな値となり、用いられるようになる。そのため、転舵輪の回転角度に関係なく、最高走行速度を小さく抑制することができる。従って、転舵輪の回転角度が小さい状態であってもハンドルの操作速度に応じて走行速度を抑えることができ、又、急減速や急加速することなくスムーズに車両を旋回走行させることができる。
【００１３】
更に、上記の構成において、上記抑速手段は、上記回転角度が第１の所定値を超え、且つ該第１の所定値よりも大きい第２の所定値を超えない範囲で、上記回転角度が大きくなるほど上記第２の最高走行速度を小さな値とするものであり、少なくとも上記回転角度が上記第２の所定値を超えるときに、上記第２の最高走行速度を上記第１の最高走行速度よりも小さな値とするものとすることができる。
【００１４】
このようにすれば、転舵輪の回転角度が第２の所定値を上回り、比較的大きな値となると、転舵輪の回転角度に基づいて求められる第２の最高走行速度の方が小さな値となり、用いられるようになる。そのため、ハンドルの操作速度に関係なく、最高走行速度を小さく抑制することができる。従って、ハンドルがゆっくりと操作されていても転舵輪の回転角度が大きい状態である場合は、確実に走行速度を抑えることができる。又、ハンドルが操作限界に達して操作速度が急変したり、操作限界からハンドルが急激に操作されたりしたとしても、急減速や急加速することなくスムーズに車両を旋回走行させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上に説明したように、本発明によれば、ハンドルが急激に操作されたり、転舵輪が直進方向を向いた状態から大きく回転したりすると、最高走行速度が小さな値に抑制されるので、高速での旋回走行を防止し安全性を確保することができる。
又、本発明において、転舵輪の回転角度が第１の所定値を超えないときに、第２の最高走行速度を第１の最高走行速度よりも大きな値とするようにすれば、転舵輪の回転角度が比較的小さい状態であってもハンドルの操作速度に応じて走行速度が抑えられる。
更に、本発明において、転舵輪の回転角度が第２の所定値を超えるときに、第２の最高走行速度を第１の最高走行速度よりも小さな値とするようにすれば、ハンドルがゆっくりと操作されていても転舵輪の回転角度が比較的大きい状態であれば、確実に走行速度が抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明をフォークリフトに適用した実施例を、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１に示すように、この実施例に係るフォークリフトは、車体１の後部に後方へ延設された左右一対のストラドルレッグ２を備える。各ストラドルレッグ２の先端部に後輪３が設けられ、又、車体１の前部中央には前輪４が設けられる。車体１の後部にはマスト５が立設され、このマスト５に作業者が搭乗する運転台６が昇降可能に設けられる。
【００１８】
運転台６は後方へ延設された左右一対のフォーク７を備え、又、運転台６の前壁部には、前輪４を駆動輪として回転させ走行速度を調節するためのアクセル８が備えられている。更に、運転台６の前壁部には、運転台６を昇降させるための操作ボックス９、前輪４を操舵輪として回転させその向きを変えるためのハンドル１０が備えられている。
【００１９】
アクセル８は、操作ボックス９と一体で、横軸回りに前後に回転可能に設けられており、アクセル８の回転角度を検出する、ポテンショメータからなる角度センサ８Ａが付設されている。作業者がアクセル８を回転操作すると、角度センサ８Ａはアクセル８の回転角度を表す信号を出力し、これが制御装置１４へ入力される。
又、ハンドル１０は、縦軸回りに回転可能に設けられており、ハンドル１０の回転角度を検出する、ポテンショメータからなる角度センサ１０Ａが付設されている。作業者がハンドル１０を回転操作すると、角度センサ１０Ａはハンドル１０の回転角度を表す信号を出力し、これが制御装置１４へ入力される。
尚、アクセル８、ハンドル１０ともに、それぞれ所定の角度範囲内で回転可能とされている。
【００２０】
図２に示すように、前輪４は、車体１に縦軸回りに回転可能に設けられたドライブ装置１１に支持されており、ドライブ装置１１の上方には前輪４を駆動するための走行用モータ１２と、ドライブ装置１１を駆動するための操舵用モータ１３が設置されている。
前輪４と走行用モータ１２とはドライブ装置１１に内蔵されたギヤを介して連結されており、走行用モータ１２からの駆動トルクがドライブ装置１１を介して前輪４に伝えられ、前輪４が回転する。又、ドライブ装置１１と操舵用モータ１３とも、上記とは異なるギヤを介して連結されており、操舵用モータ１３からの駆動トルクがドライブ装置１１に伝えられ、ドライブ装置１１が回転する。ここで、前輪４は前述のようにドライブ装置１１に支持されているので、前輪４とドライブ装置１１とは一体的に回転する。尚、これらのモータは車体１に搭載された制御装置１４により制御される。
【００２１】
ドライブ装置１１と操舵用モータ１３とを連結するギヤのうち、ドライブ装置１１に固定されたギヤにはポテンショメータからなる角度センサ１１Ａが付設されている。角度センサ１１Ａは前輪４の回転角度を表す信号を出力し、これが制御装置１４へ入力される。
又、走行用モータ１２には、エンコーダからなる速度センサ１２Ａが付設されている。速度センサ１２Ａは走行用モータ１２の回転速度を表す信号を出力し、これが制御装置１４へ入力される。
【００２２】
さて、図３に示すように、制御装置１４は、アクセル角Ａｃを導出するアクセル角検出部１５と、アクセル角Ａｃから目標走行速度Ｖを導出する目標速度設定部１６と、このフォークリフトの実走行速度を導出する走行速度検出部１７と、走行用モータ１２を制御するモータ制御部１８とを備える。又、制御装置１４は、ハンドル角を導出するハンドル角検出部１９と、前輪４の回転角度Ｓを導出する前輪角検出部２０と、操舵用モータ１３を制御するモータ制御部２１とを備え、更に、このフォークリフトの最高走行速度Ｖｌｍｔを設定する最高速度設定部２２を備える。
【００２３】
アクセル角検出部１５は、角度センサ８Ａの検出信号から、中立位置（操作していないときの位置）からのアクセル８の回転角度であるアクセル角Ａｃを導出する。ここで、アクセル角Ａｃは中立位置を境に、アクセル８が前方へ回転する場合には正の値、後方へ回転するには負の値として求められる。
【００２４】
目標速度設定部１６は、アクセル角検出部１５において導出されるアクセル角Ａｃに基づき、図４に示すように目標走行速度Ｖを求める。尚、図４において、Ａｍａｘはアクセル８を操作限度まで操作したときのアクセル角であり、Ｖｍａｘはアクセル角Ａｃ＝Ａｍａｘのときの目標走行速度である。
【００２５】
走行速度検出部１７は、速度センサ１２Ａの検出信号から走行用モータ１２の回転速度を求め、この回転速度に所定の係数を乗算して実走行速度を導出する。ここで、実走行速度は、前進する場合には正の値、後進する場合には負の値として求められる。
【００２６】
モータ制御部１８は、目標速度設定部１６において導出される目標走行速度Ｖと走行速度検出部１７において導出される実走行速度とが一致するように、走行用モータ１２の出力を制御する。つまり、実走行速度の方が速ければ走行用モータ１２を減速させ、実走行速度の方が遅ければ走行用モータ１２を増速させる。
【００２７】
ハンドル角検出部１９は、角度センサ１０Ａの検出信号から、直進位置（前輪４が直進方向を向いた状態であるときの位置）からのハンドル１０の回転角度であるハンドル角度を導出する。ここで、ハンドル角度は直進位置を境に、ハンドル１０が右回転する場合には正の値、左回転する場合には負の値として求められる。
【００２８】
前輪角検出部２０は、角度センサ１１Ａの検出信号から、直進方向を向いた状態からの前輪４の回転角度である前輪角Ｓを導出する。ここで、前輪角Ｓは、前輪角Ｓが右回転する場合には正の値、左回転する場合には負の値として求められる。
【００２９】
モータ制御部２１は、ハンドル角検出部１９において導出されるハンドル角度と、前輪角検出部２０において導出される前輪角Ｓとに基づき、操舵用モータ１３の出力を制御する。
【００３０】
最高速度設定部２２は、ハンドル角検出部１９において導出されるハンドル角度と、前輪角検出部２０において導出される前輪角Ｓとをそれぞれ用いて最高走行速度Ｖｌｍｔを求める。
【００３１】
すなわち、最高速度設定部２２はハンドル角検出部１９において導出されるハンドル角度を時間微分してハンドル速度Ｈを求め、図５に示すように、これに反比例する最高走行速度Ｖｌｍｔを求める。最高速度設定部２２は、ハンドル速度Ｈ＝０、つまりハンドル１０が止まっているときには最高走行速度ＶｌｍｔをＶｍａｘとし、例えばハンドル速度Ｈ＝Ｈｍａｘのときには最高走行速度ＶｌｍｔをＶ２（＜Ｖｍａｘ）とする。尚、Ｈｍａｘは、通常の人が可能な限り速くハンドル１０を操作した場合に想定されるハンドル速度である。
【００３２】
又、最高速度設定部２２は前輪角Ｓの大きさ（以下、前輪角｜Ｓ｜）を求め、この前輪角｜Ｓ｜に基づき次のように最高走行速度Ｖｌｍｔを求める。図５に示すように、最高速度設定部２２は、０≦｜Ｓ｜＜Ｓ１のときには最高走行速度ＶｌｍｔをＶｍａｘとし、Ｓ１≦｜Ｓ｜≦Ｓ２のときには前輪角｜Ｓ｜の増加に伴って最高走行速度ＶｌｍｔをＶｍａｘとＶ１の間で連続的に減少させる。Ｓ２＜｜Ｓ｜≦Ｓｍａｘのときには、最高速度設定部２２は最高走行速度ＶｌｍｔをＶ１（＜Ｖ２）とする。尚、Ｓ１、Ｓ２は予め設定された前輪角の大きさであり、Ｓｍａｘは前輪４が限度位置まで回転したときの前輪角の大きさである。
【００３３】
そして、最高速度設定部２２は、ハンドル速度Ｈに基づく最高走行速度Ｖｌｍｔと、前輪角Ｓに基づく最高走行速度Ｖｌｍｔとを比較し、小さい方を採用し、最終的な最高走行速度Ｖｌｍｔとして設定する。従って、この実施例では、０≦｜Ｓ｜＜Ｓ１のときにはハンドル速度Ｈに基づく最高走行速度Ｖｌｍｔが採用され、Ｓ２＜｜Ｓ｜≦Ｓｍａｘのときには前輪角Ｓに基づく最高走行速度Ｖｌｍｔが採用される。Ｓ１≦｜Ｓ｜≦Ｓ２で前輪角｜Ｓ｜が比較的小さな値のときには、ハンドル速度Ｈが余程速くない限り前輪角Ｓに基づく最高走行速度Ｖｌｍｔが採用され、前輪角｜Ｓ｜が比較的大きな値のときには、前輪角Ｓに基づく最高走行速度Ｖｌｍｔが採用される。
こうして設定された最高走行速度Ｖｌｍｔがモータ制御部１８へ伝えられる。
【００３４】
前述のように、モータ制御部１８は、アクセル角Ａｃに基づき求められた目標走行速度Ｖと実走行速度とが一致するように走行用モータ１２の制御を行うが、最高速度設定部２２において設定される最高走行速度Ｖｌｍｔを超えない範囲でこの制御を行う。つまり、目標走行速度Ｖ、実走行速度の両方が最高走行速度Ｖｌｍｔを超えていないときに、実走行速度が目標走行速度Ｖと一致するようにする。
一方、目標走行速度Ｖ、実走行速度の何れかが最高走行速度Ｖｌｍｔを超えているときは、モータ制御部１８は、実走行速度が最高走行速度Ｖｌｍｔと一致するようにする。すなわち、モータ制御部１８は、実走行速度が最高走行速度Ｖｌｍｔを超えていれば、実走行速度が最高走行速度Ｖｌｍｔとなるまで走行用モータ１２を減速させる。又、目標走行速度Ｖが最高走行速度Ｖｌｍｔを超えていれば、モータ制御部１８は、実走行速度が最高走行速度Ｖｌｍｔとなるまでは走行用モータ１２を増速させるが、それ以上の増速は行わない。
【００３５】
このような実施例によれば、ハンドル１０が急激に操作されたり、前輪４が直進方向を向いた状態から大きく回転したりすると、最高速度設定部２２により最高走行速度Ｖｌｍｔが小さな値に抑制される。そして、モータ制御部１８によりこの最高走行速度Ｖｌｍｔを超えない範囲で走行用モータ１２が制御され、走行がなされる。従って、フォークリフトが高速で旋回走行することがなくなり、安全性を確保することができる。
【００３６】
又、この実施例によれば、前輪角｜Ｓ｜＜Ｓ１であり前輪角Ｓが比較的小さな値のときは、ハンドル速度Ｈに基づく最高走行速度Ｖｌｍｔの方が小さな値となり、採用されるようになる。そのため、前輪角｜Ｓ｜が小さい状態であっても、ハンドル速度Ｈに従って最高走行速度Ｖｌｍｔを小さな値に抑制することができる。又、最高走行速度Ｖｌｍｔの抑制が強化されたり緩和されたりしても急減速や急加速することはなく、作業者はスムーズにフォークリフトを旋回走行させることができる。
【００３７】
一方、前輪角｜Ｓ｜＞Ｓ２であり前輪角Ｓが比較的大きな値のときは、前輪角Ｓに基づく最高走行速度Ｖｌｍｔの方が小さな値となり、採用されるようになる。そのため、ハンドル１０がゆっくりと操作されていても前輪角｜Ｓ｜が大きい状態であれば、前輪角Ｓに従って最高走行速度Ｖｌｍｔを小さな値に抑制することができる。又、ハンドル１０が操作限界に達してハンドル速度Ｈが急変したり、操作限界からハンドル１０が急激に操作されたりしたとしても急減速や急加速することなく、作業者はスムーズにフォークリフトを旋回走行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例に係るフォークリフトの斜視図である。
【図２】本発明の実施例のシステム図である。
【図３】本発明の実施例の機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施例に係る制御特性図である。
【図５】本発明の実施例に係る制御特性図である。
【符号の説明】
【００３９】
４  前輪
８  アクセル
８Ａ  角度センサ
１０  ハンドル
１０Ａ  角度センサ
１１  ドライブ装置
１１Ａ  角度センサ
１２  走行用モータ
１２Ａ  速度センサ
１４  制御装置
１５  アクセル角検出部
１６  目標速度設定部
１７  走行速度検出部
１８  モータ制御部
１９  ハンドル角検出部
２０  前輪角検出部
２２  最高速度設定部
【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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