(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機と油圧ポンプを駆動するエンジンを搭載し、電動の走行モータと操舵用の油圧アクチュエータを複数の車輪にそれぞれ設け、運転室に操舵用のハンドルと走行速度を指令するアクセルを備えた電動搬送車の走行動力制御装置において、エンジンの回転数を検知する回転検出器とハンドルの操作量または車輪の操舵角を検知する操舵検出器を設け、アクセルの最大操作時にエンジン回転数が規定量低下したとき、または、アクセルの最大操作時にエンジン回転数の低下が規定量より小さく操舵検出器の操舵信号に基づいて操舵負荷が大きくなると予想されるときは、走行モータの出力をエンジン最大出力の一定割合に制限するようにしたことを特徴とする電動搬送車の走行動力制御装置。
【請求項２】
前記操舵検出器をハンドルの操作角検出器と車輪の操舵角を検出する舵角検出器とし、操作角検出器が検出する指令角度と舵角検出器が検出する操舵角との偏差が大きいときに操舵負荷が大きくなると予想することを特徴とする請求項１記載の電動搬送車の走行動力制御装置。
【請求項３】
前記操舵検出器をハンドルの操作角検出器とし、操作角検出器が検出した操作角から演算したハンドルの操作速度が大きいときに操舵負荷が大きくなると予想することを特徴とする請求項１記載の電動搬送車の走行動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、独立して操舵可能な車輪を多数備えた電動搬送車の走行動力制御装置に係り、特にエンジンの過負荷防止に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、製鉄所ではコイルや大型鋼材などの重量物を構内で搬送するのに、独立して操舵可能な車輪を多数備えた重量物搬送車が利用されている。
この重量物搬送車は、図１に示すように、全長にわたり平らな荷台１を有し、前端と後端に運転席２を備えている。そして、中央部の荷台１下部には発電機７と油圧ユニット８が設けられ、これらを駆動するエンジン６が搭載されている。なお、９は中央制御盤である。
【０００３】
各車輪３は複輪であり、フレームにアーム４を介して取り付けられている。また、車輪３には操舵のための油圧で駆動する操舵アクチュエータ１６がそれぞれ設けられ、ほぼ半数の車輪３には、電動の走行モータ５が取り付けられている。運転室２には走行速度を指令するアクセルと車輪３を操舵するためのハンドルが設けられている。アクセルは、踏み込み量に比例した出力信号を走行ドライバ１５へ送出している。また、ハンドルの操作量は中央制御盤９へ送信され、各車輪３の操舵角を演算して各操舵アクチュエータ１６を作動させている。
【０００４】
この搬送車は、車輪３に連結されたアーム４を回動させる（図示してないがシリンダによっている）ことによって荷台１の高さを変えることができ、重量物を載置した脚部を有するパレットに荷台を低くして潜り込み、荷台を上昇させて担持することができる。また、運転席２が前端と後端にあるので、Ｕターンを行わずに搬送作業ができ、さらに、各車輪３が独立して操舵できるので、各操舵モータ１６を統合制御することによって、斜行、横行、スピンターン等を行うこともできる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような電動搬送車に搭載されるエンジンはスペースや経済性などから、予想される負荷に対して十分余裕をもたせてはいない。したがって、エンジンは最大出力付近での使用が多く、過負荷状態になり易い。
【０００６】
走行中におけるエンジンの負荷は走行モータの駆動と操舵アクチュエータの駆動がその大部分を占めており、アクセルを一杯に踏み込んだ場合はエンジンの最大出力まで出力できるようにしている。
また、操舵を行ったときの操舵負荷は各車輪が複輪であることもあってかなり大きく、最大でエンジン最大出力の２割程度にも及ぶが、カーブ走行時は車速を落とすのが一般的であるからエンジン出力が不足するということは通常ない。
【０００７】
しかしながら、曲線路を走行して直線路へ入るときは、ハンドルを戻しながらアクセルを一杯に踏み込むということがしばしば行われており、この場合曲線路内に残されている車輪は順次操舵されるので、操舵負荷が加算される。そして、操舵負荷が一定以上あるとエンジンが過負荷となり、エンジンの回転数が低下し、発電機の出力電圧が低下するという問題が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は電動搬送車において、アクセルを最大に踏み込んでいる状態で操舵してもエンジンが過負荷状態にならないようにした走行動力制御装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では次の手段を採った。すなわち、発電機と油圧ポンプを駆動するエンジンを搭載し、電動の走行モータと操舵用の油圧アクチュエータを複数の車輪にそれぞれ設け、運転室に操舵用のハンドルと走行速度を指令するアクセルを備えた電動搬送車の走行動力制御装置において、エンジンの回転数を検知する回転検出器とハンドルの操作量または車輪の操舵角を検知する操舵検出器を設け、アクセルの最大操作時にエンジン回転数が規定量低下したとき、または、アクセルの最大操作時にエンジン回転数の低下が規定量より小さく操舵検出器の操舵信号に基づいて操舵負荷が大きくなると予想されるときは、走行モータの出力をエンジン最大出力の一定割合に制限するようにしたことを特徴としている。
【００１０】
本発明は電動の走行モータと操舵用の油圧アクチュエータを設けた車輪を多数備えた電動搬送車のエンジンの過負荷を防止するもので、一定の条件下においては走行モータを制御する走行ドライバへの指令をエンジン最大出力（定格出力）の一定割合以下に制限するものである。
【００１１】
この発明では、走行ドライバへ制限指令する条件を、エンジン回転数の低下量が規定量になったときの他に、エンジン回転数の低下が規定量以内であっても操舵検出器の操舵信号に基づいて操舵負荷が大きくなると予想されるときである。
エンジン回転数の低下の規定量は、周波数や電圧など発電機の出力に問題のない範囲の限界値とすればよい。
【００１２】
エンジンが過負荷になる状態は、例えば、曲線走行から直線走行へ入るときにハンドルを戻しながらアクセルを一杯に踏み込むような場合であり、最大出力付近での走行中に一定以上の操舵負荷がかかったときである。
ここで、操舵検出器はハンドルの操作量を検出するものや、車輪の操舵軸に設けた操舵角を検出する舵角検出器を指している。
【００１３】
各車輪の操舵はハンドルの操作時と時間的に差がある（偏差）ので、具体的には、予め偏差の大きさと操舵負荷の関係を求めておき、請求項２に記載のように、操舵検出器をハンドルの操作角検出器と車輪の操舵角を検出する舵角検出器とし、指令角度と各車輪の操舵角との偏差の大きさを演算して判定するようにすれば制御を簡素にすることができる。
【００１４】
なお、操舵負荷は車輪３の数や単輪か複輪か、操舵アクチュエータがシリンダか油圧モータかによって異なるので、偏差と操舵負荷の関係は車両ごとに実測して定めるのが望ましい。また、偏差は各車輪毎に異なるので、全車輪の偏差の平均値で判断すればよい。
【００１５】
走行ドライバへ制限指令するエンジン最大出力の一定割合は、操舵負荷の大きさによって決めればよいが、エンジンの最大出力はエンジンの使用状態によっても異なるので、一般的にはエンジンの定格出力の６０〜８０％を選定する。
なお、エンジン回転数の低下量、舵角の偏差量は大中小などの段階を設けて、それと対応させて走行ドライバへ指令する制限値を段階的に変えるようにすればより、エンジンの最大出力付近での使用が可能とすることができる。
【００１６】
また、請求項３に記載のように、操舵検出器をハンドルの操作角検出器とし、操作角検出器が検出した操作角から演算したハンドルの操作速度が大きいときに操舵負荷が大きくなると予想するようにしてもよい。
ハンドルの操作速度が速い場合は、操舵アクチュエータへの供給油量が大きくなるので、油圧ポンプの負荷が大きくなり、操舵負荷が増加する。この場合は請求項２の場合に比べ、装置が簡素で早い段階で予知できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
電動搬送車の構成については上記図１で説明したものと同じであり、図２は平面図である。
【００１８】
この搬送車は前端と後端に運転室２を備え、複輪の車輪３が左右５個ずつ設けられている。そして、各車輪３には操舵アクチュエータ１６が付設され、前から２列目および後ろから２列目の車輪３には走行モータ５が設けられている。なお、操舵アクチュエータ１６はここでは油圧シリンダを使用している。
【００１９】
車両の中央寄りには発電機７が直結されたエンジン６が搭載され、近くには各走行モータ５を駆動させるための走行ドライバ１５が設けられている。
また、操舵アクチュエータ１６を作動させるための油圧ユニット８および中央制御盤９が搭載されている。なお、油圧ユニット８は、油圧ポンプ、制御弁、油タンクなどがユニットにまとめられたものである。
【００２０】
エンジン６には、その出力軸の回転数を検知する回転検出器１１が付設されており、各車輪３の操舵軸の中心部には操舵検出器としての舵角検出器１２がそれぞれ設けられている。
運転室には操舵を行うためのハンドル１７と踏み込み量を電気信号に変換して走行ドライバ１５へ指令するアクセル１４が設けられ、ハンドル１７には、操舵検出器としての操作角を検出する操作角検出器１３が設けられている。
【００２１】
なお、前後の運転室２は同じであり、いずれからでも同じように走行および操舵ができる。また、エンジン６は荷台１の昇降のための動力やコンプレッサその他補機の駆動にも使用されている。
次に、この搬送車の走行動力制御装置について図３に示すブロック図（請求項２の発明の実施の形態）で説明する。
【００２２】
走行中に行われるエンジンの走行動力制御を行う制御装置２０は中央制御盤９内に設けられ、入力部２１と演算部２２と比較判定部２３および記憶部２４とで構成されている。
入力部２１はセンサ部、すなわち、回転検出器１１、各車輪の舵角検出器１２、ハンドル１７の操作角検出器１３およびアクセル１４の信号を取り入れて、演算部２２へ処理しやすい信号に変換して出力する。
【００２３】
演算部２２では、回転検出器１１の検出した値が初期値に対してどれだけ低下しているかを演算するとともに、舵角検出器１２からの値と操作角検出器１３からの値の偏差を演算する。また、アクセル１４の踏み込み量から走行ドライバ１５への指令値を演算する。
【００２４】
比較判定部２３では、演算部２２の演算結果と予め記憶部に設定入力されている規定値と比較し、該当する場合は走行ドライバ１５へ走行動力の制限を指令する。
次に、走行動力制御の作動を図４に示すフローチャートで説明する。
【００２５】
搬送車のエンジンが作動しているときは、回転検出器１１、舵角検出器１２、操作角検出器１３およびアクセル１４の信号が入力部２１に入力される。
エンジンは定格回転数で回転しており、この値は記憶部２４に記憶される。
ステップ１００でアクセル１４からの信号が最大であることを検知したら、走行動力の上限Ｈをエンジンの定格最大出力に設定するよう走行ドライバ１５へ指令し（ステップ１１０）、ステップ１２０へ進む。
【００２６】
ステップ１２０では、回転検出器１１からの信号と設定値（記憶部２４に記憶されている）の差（エンジン回転数の低下量）を演算し、比較判定部２３で規定量Ｋ１と比較する。そして、規定量Ｋ１より、大きい場合はステップ１２５に進み、走行動力の上限Ｌをエンジンの定格最大出力（Ｈ）の６０％にするように走行ドライバ１５へ指令する。
【００２７】
また、規定量Ｋ１より小さい場合はステップ１３０に進み、規定量Ｋ２（Ｋ１より小さな値）より大きいかどうかを判断し、大きい場合はステップ１３５に進み、走行動力の上限Ｌをエンジンの定格最大出力（Ｈ）の７５％にするように走行ドライバ１５へ指令する。そして、規定量Ｋ２より小さい場合はステップ１４０へ進む。なお、規定量Ｋ１，Ｋ２は予め実測したエンジンの負荷に対する回転数の低下量から定めている。
【００２８】
曲線路などでハンドル１７が操作されると、操作角検出器１３からその旨の信号が送出され、中央制御部９で各車輪の必要操舵角が演算されて各操舵アクチュエータへ送油するための切換弁が作動する。そして、車輪３が操舵されると、舵角検出器１２が、その量を検出する。操舵アクチュエータ１６への送油は時間的に遅れがあるので、操作角検出器１３と舵角検出器１２からの値には差ができる。
【００２９】
ステップ１４０では、この偏差がＭ１より大きい場合には、走行動力の上限Ｌをエンジン６の定格最大出力（Ｈ）の６０％にするように走行ドライバ１５へ指令する（ステップ１４５）。
偏差がＭ１より小さい場合はステップ１５０に進み、偏差がＭ２（Ｍ１より小さな値）より大きいかどうかを判断し、大きい場合はステップ１５５に進み、走行動力の上限Ｌをエンジンの定格最大出力（Ｈ）の７５％にするように走行ドライバ１５へ指令する。なお、偏差Ｍ１，Ｍ２は予め実測した偏差と操舵負荷の関係から定めている。
【００３０】
このように、作用するので、例えば、曲線路から直線路へ移る段階で、操舵されたハンドルを戻しながらアクセルを一杯に踏み込んだ場合、エンジンの回転数が規定量Ｋ１またはＫ２低下したときは、走行動力の上限Ｌが制限される。また、エンジンの回転数の低下が規定量Ｋ２より小さい場合は、操舵角の偏差がＭ１またはＭ２になるとそれぞれ走行動力の上限Ｌが制限され、エンジンの過負荷を防止できる。
【００３１】
次に、別の実施の形態（請求項３）について図５および図６に基づいて説明する。図５は、この実施の形態の全体構成を示すブロック図であり、上記の実施の形態との相違は、各車輪の舵角検出器１２がないことである。
すなわち、入力部２１は回転検出器１１、ハンドル１７の操作角検出器１３およびアクセル１４の信号を取り入れる。
【００３２】
演算部２２では、エンジン回転検出器１１の検出した値が設定している回転数に対してどれだけ低下しているかを演算するとともに、操作角検出器１３の出力値からハンドル操作速度（角／秒）を演算する。
次に、走行動力制御の作動を図６に示すフローチャートで説明する。
ステップ１００からステップ１３５までのフローは上記実施の形態の図４と同じであり説明を省略する。
【００３３】
アクセル１４が最大に踏み込まれた状態で、エンジンの回転数が規定量Ｋ１またはＫ２低下したときは、走行動力の上限Ｌが制限されるが、エンジンの回転数の低下が規定量Ｋ２より小さい場合は、ステップ１６０へ進む。
ハンドル１７が操作されると、操作角検出器１３からその旨の信号が送出されるが、ハンドルの回転軸の角度が所定時間にどれだけ変化したか（操舵操作速度）を演算する。そして、この値が予め設定した規定速度Ｎ１より大きい場合には、走行動力の上限Ｌをエンジンの定格最大出力（Ｈ）の６０％にするように走行ドライバ１５へ指令する（ステップ１６５）。
【００３４】
規定速度Ｎ１より小さい場合はステップ１７０に進み、規定速度Ｎ２（規定速度Ｎ１より小さな値）より大きいかどうかを判断し、大きい場合はステップ１７５に進み、走行動力の上限Ｌをエンジンの定格最大出力（Ｈ）の７５％にするように走行ドライバ１５へ指令する。
【００３５】
この実施の形態の場合は、操舵速度が大きいときは操舵アクチュエータへの供給量が大きく、したがって操舵負荷が大きくなることが予想できることに基づいている。ハンドルの操作の信号で操舵負荷を予測するので、上記の実施の形態に比べ精度は落ちるが、実際の操舵負荷がかかるかなり前に知ることができ、制御系も簡素にできる。なお、規定速度Ｎ１，Ｎ２は予め実測したハンドル速度と操舵負荷の関係から定めている。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電動搬送車の走行動力制御装置は、エンジンの回転数を検知する回転検出器とハンドルの操作量または車輪の操舵角を検知する操舵検出器を設け、アクセルの最大操作時にエンジン回転数が規定量低下したとき、または、アクセルの最大操作時にエンジン回転数の低下が規定量より小さく操舵検出器の操舵信号に基づいて操舵負荷が大きくなると予想されるときは、走行モータの出力をエンジン最大出力の一定割合に制限するようにしたので、エンジンの過負荷状態を未然に防止できる。また、この走行動力制御を行うために新たに追加されるものはエンジンに付設する回転検出器のみで、操舵検出器は操舵制御に使用しているものをそのまま使用でき、簡便に既存の車両に対しても本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を適用する電動搬送車の側面図である。
【図２】同  平面図である。
【図３】同  制御装置２０のブロック図である。
【図４】同  動力制御のフローチャートである。
【図５】同  別の実施の形態の制御装置２０のブロック図である。
【図６】同  動力制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１…荷台                  ２…運転室
３…車輪                  ４…アーム
５…走行モータ            ６…エンジン
７…発電機                ８…油圧ユニット
９…中央制御装置        １１…回転検出器
１２…舵角検出器          １３…操作角検出器
１４…アクセル            １５…走行ドライバ
１６…操舵アクチュエータ  １７…ハンドル
２０…制御装置            ２１…入力部
２２…演算部              ２３…比較判定部
２４…記憶部
【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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【図６】
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