JP2884995B2 - 荷役制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばフォークリフト
等における荷役動作を制御し、運搬物への衝撃を緩和す
るための荷役制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２６は、従来のフォークリフト等にお
ける駆動機構の一例を示すブロック図である。この図に
おいて、図中符号１は運搬物を昇降するためのリフトシ
リンダ１であり、このリフトシリンダ１は作動油路７を
介して流量制御弁２に接続されている。流量制御弁２の
開度は、リフトレバー６の傾動角度に応じて直接に操作
されるようになっている。流量制御弁２は、供給路８お
よび還流路９を介してタンク５に接続され、供給路８に
介装されたポンプ３がモータ４で駆動されるようになっ
ている。

【０００３】このようなフォークリフトにおいて、リフ
トを上昇させる場合には、モータ４を駆動して流量制御
弁２に加圧した作動油を供給しつつ、リフトレバー６を
操作して流量制御弁２を開くことにより、その開度に応
じてリフトシリンダ１へ流れる作動油圧力が高まり、リ
フトが上昇する。逆にリフトを下降させる場合には、単
にリフトレバー６の角度に応じた開度に流量制御弁２を
開くことにより、還流路９を通じて作動油がリフトシリ
ンダ１からタンク５に戻り、リフトが下降する。

【０００４】一方、図２７は上記構成の改良例を示し、
この例では、リフトレバー６と流量制御弁２との間に演
算器１０が設けられ、この演算器１０によって、リフト
レバー６の操作量に応じて流量制御弁２の開度が制御さ
れ、同時にモータ４の回転速度も制御されるようになっ
ている。この構成では、流量制御弁２の開度に対応して
ポンプ３による作動油供給量を増すことにより、作動油
加圧の効率を高めている。また、リフトレバー６の角度
に応じて、演算器１０により流量制御弁２の開度が操作
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のフ
ォークリフトは、重量物やガラス類などの衝撃に弱い物
品の運搬にも用いられるが、このような運搬物の荷役作
業を行う場合、フォークリフト操作の熟練者であれば、
リフトシリンダの動き始めと止まる瞬間が滑らかになる
ようにリフトレバーを微妙に操作することにより、荷揺
れを防ぐことができる。

【０００６】しかし、近年は人手不足などにより初心者
がフォークリフトを運転する機会が増えている。これら
初心者には、熟練者のような滑らかなレバー操作は困難
であるため、前述のようにリフトレバー６の操作量に応
じて直接、流量制御弁２の開度を操作する構成では、リ
フトレバー６を急激に操作すると流量制御弁も急開閉さ
れるため、車体が振動したり荷揺れが生じて運搬物を破
損する心配がある。このため、初心者でも熟練者並に荷
揺れを起こさずに済む安全な荷役制御装置が求められて
いるが、現状ではそのような装置は提供されていない。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、荷役作業においてたとえ急激な操作を行った場合に
も、荷揺れや運搬物の破損を防ぐことができる荷役制御
装置を提供することを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る荷役制御装置は、負荷を駆
動する流体シリンダと、この流体シリンダと流体供給源
との間に介装され、流体シリンダへの流体の出入量を調
整する流量制御弁と、この流量制御弁を開閉するために
被操作量に応じて操作量信号を出力する操作手段とを具
備する荷役制御装置において、前記操作量信号および前
回制御時点での流量制御弁の開度情報を用いてファジィ
推論を施すことにより流量制御弁の開度増減値を算出し
て前回の弁指令値に加える開度算出手段と、前記流体シ
リンダに供給される流体圧力の変動を検出し、圧力変動
信号を出力する圧力変動検出手段と、前記圧力変動信号
に応じた圧力フィードバック量を、前記開度算出手段の
出力から減ずることにより開度指令値を算出し、この開
度指令値に基づいて流量制御弁の開度をフィードバック
制御する制御手段とを設けたことを特徴とする。

【０００９】本発明の請求項２に係る装置は、流体シリ
ンダに供給される流体圧力の変動を検出し、圧力変動信
号を出力する圧力変動検出手段と、前記圧力変動信号に
応じた圧力フィードバック量を、前記操作量信号から減
ずることにより開度指令値を算出し、この開度指令値に
基づいて流量制御弁の開度をフィードバック制御する制
御手段とを設けたことを特徴とする。

【００１０】請求項３の装置は、操作量信号および前回
制御時点での流量制御弁の開度情報を用いてファジィ推
論を施すことにより流量制御弁の開度増減値を算出して
前回の弁指令値に加える開度算出手段と、負荷の加速度
を検出し加速度信号を出力する加速度検出手段と、前記
加速度信号に応じた加速度フィードバック量を、前記開
度算出手段の出力から減ずることにより開度指令値を算
出し、この開度指令値に基づいて流量制御弁の開度をフ
ィードバック制御する制御手段とを設けたことを特徴と
する。

【００１１】請求項４の装置は、負荷の加速度を検出
し、加速度信号を出力する加速度検出手段と、前記加速
度信号に応じた加速度フィードバック量を、前記操作量
信号から減ずることにより開度指令値を算出し、この開
度指令値に基づいて流量制御弁の開度をフィードバック
制御する制御手段とを設けたことを特徴とする。

【００１２】請求項５の装置は、操作量信号および前回
制御時点での流量制御弁の開度情報を用いてファジィ推
論を施すことにより流量制御弁の開度増減値を算出して
前回の弁指令値に加える開度算出手段と、流体シリンダ
への流体の出入量を検出して流量信号を出力する流量検
出手段と、前記流量信号に応じた流量フィードバック量
を、前記開度算出手段の出力から減ずることにより開度
指令値を算出し、この開度指令値に基づいて流量制御弁
の開度をフィードバック制御する制御手段とを設けたこ
とを特徴とする。

【００１３】請求項６の装置は、流体シリンダへの流体
の出入量を検出して流量信号を出力する流量検出手段
と、前記流量信号に応じた流量フィードバック量を、操
作量信号から減ずることにより開度指令値を算出し、こ
の開度指令値に基づいて流量制御弁の開度をフィードバ
ック制御する制御手段とを設けたことを特徴とする。

【００１４】請求項７の装置は、流体シリンダに供給さ
れる流体圧力の変動を検出し、圧力変動信号を出力する
圧力変動検出手段と、操作量信号、前記圧力変動信号お
よび前回制御時点での流量制御弁の開度情報を用いてフ
ァジィ推論を施すことにより流量制御弁の開度増減値を
算出し、この開度増減値を前回の弁指令値に加えること
により流量制御弁の開度を調整する制御手段とを設けた
ことを特徴とする。

【００１５】請求項８の装置は、負荷の加速度を検出
し、加速度信号を出力する加速度検出手段と、操作量信
号、前記加速度信号および前回制御時点での流量制御弁
の開度情報を用いてファジィ推論を施すことにより流量
制御弁の開度増減値を算出し、この開度増減値を前回の
弁指令値に加えることにより流量制御弁の開度を調整す
る制御手段とを設けたことを特徴とする。

【００１６】請求項９の装置は、流体シリンダへの流体
の出入量を検出して流量信号を出力する流量検出手段
と、操作量信号、前記流量信号および前回制御時点での
流量制御弁の開度情報を用いてファジィ推論を施すこと
により流量制御弁の開度増減値を算出し、この開度増減
値を前回の弁指令値に加えることにより流量制御弁の開
度を調整する制御手段とを設けたことを特徴とする。

【００１７】請求項１０の装置は、負荷の移動速度を検
出し、速度信号を出力する速度検出手段と、流体シリン
ダに供給される流体圧力の変動を検出し、圧力変動信号
を出力する圧力変動検出手段と、操作量信号、前記速度
信号および前記圧力変動信号を用いてファジィ推論を施
すことにより流量制御弁の開度増減値を算出し、この開
度増減値を前回の弁指令値に加えることにより流量制御
弁の開度を調整する制御手段とを設けたことを特徴とす
る。

【００１８】請求項１１の装置は、負荷の移動速度を検
出し、速度信号を出力する速度検出手段と、負荷の加速
度を検出し、加速度信号を出力する加速度検出手段と、
操作量信号、前記速度信号および前記加速度信号を用い
てファジィ推論を施すことにより流量制御弁の開度増減
値を算出し、この開度増減値を前回の弁指令値に加える
ことにより流量制御弁の開度を調整する制御手段とを設
けたことを特徴とする。

【００１９】請求項１２の装置は、負荷の移動速度を検
出し、速度信号を出力する速度検出手段と、流体シリン
ダへの流体の出入量を検出して流量信号を出力する流量
検出手段と、操作量信号、前記速度信号および前記流量
信号を用いてファジィ推論を施すことにより流量制御弁
の開度増減値を算出し、この開度増減値を前回の弁指令
値に加えることにより流量制御弁の開度を調整する制御
手段とを設けたことを特徴とする。

【００２０】

【作用】本発明の請求項１ないし１２のいずれかに係る
荷役制御装置によれば、ファジィ制御などを用いて作成
した弁指令パターンにフィードバック制御を加えるか、
操作手段からの操作量信号に直接フィードバック制御を
加えるか、あるいは３パラメータを用いたファジィ制御
を行うので、たとえ操作手段を急激に操作した場合に
も、荷の振動や衝撃を防いで、滑らかな荷役作業を行う
ことができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を順次説明する。な
お、これら実施例では、フォークリフトの荷役制御を例
に挙げて説明しているが、本発明はフォークリフトに限
らず、負荷を移動させる際に衝撃を防ぐ必要のあるいか
なる用途にも適用可能である。

【００２２】（請求項１に係る実施例）図１は、本発明
の請求項１に係る荷役制御装置の一実施例を示すブロッ
ク図であり、先に説明した図２６と同一部分は同一符号
を付して説明を省略し、以下に特徴点のみを説明する。
この実施例の主旨は、ファジィ制御を用いて弁開閉の指
令パターンを作成したうえ、この指令パターンにさらに
圧力フィードバック制御を加えることにより、負荷の振
動を抑制することにある。

【００２３】図１において、レバー角度（被操作量）に
応じてリフトレバー（操作手段）６から出力される操作
量信号は、演算器（開度算出手段）１２に入力される。
演算器１２にはまた、前回制御時点での流量制御弁２の
開度情報（以下、前回弁開度という）が入力される。前
回弁開度としては、流量制御弁２の開度を直接検知して
入力してもよいが、簡便のため、この例では演算器１２
自身の出力である開度増減値が回帰的に入力されるよう
になっている。

【００２４】演算器１２は、リフトレバー６からの操作
量信号および前回弁開度を用いてファジィ推論を施し、
流量制御弁２の開度増減値し、前回の弁指令値に加える
ことにより、流量制御弁２への指令パターンを作成す
る。この指令パターンは、例えば熟練者が実際に行って
いるように「リフトシリンダの動き始めや停止前では加
速度を小さくして荷揺れを減少させる」等の知識に沿っ
て作成される。ファジィ推論の方法は以下に説明する通
りであり、作成された弁指令パターンは比較器２０に伝
達される。

【００２５】図２はリフトレバー角度のメンバーシップ
関数を、図３は前回弁開度のメンバーシップ関数を、さ
らに図４は弁開度増減値のメンバーシップ関数をそれぞ
れ示す。図中Ｓ，Ｍ，Ｂ，ＮＢ，ＮＳ，Ｚ，ＰＳ，ＰＢ
はメンバーシップ関数のラベルであり、この例ではすべ
てグラフ形状が三角形の関数とされている。図２ないし
図４において、横軸はリフトレバー角度、前回弁開度ま
たは弁開度増減値を規格化した値を示し、縦軸はメンバ
ーシップ関数の値μを示す。μは０から１までの値をと
り、例えばある確定値が一つのファジィ集合に含まれる
場合に、その回りの値が同じファジィ集合に属する度合
いを示すものである。また、ＮＢ，ＮＳ，Ｚ，ＰＳ，Ｐ
Ｂは、前回弁開度のファジィ集合であり、各ファジィ集
合には、 ＮＢ：大きく閉めろ ＮＳ：少し閉めろ Ｚ：そのまま ＰＳ：少し開けろ ＰＢ：大きく開けろ に該当する値がそれぞれ属する。

【００２６】この実施例では、ファジィ制御ルールとし
て、表１に示すように９ルールを用いる。表１の縦列が
リフトレバー角度のファジィ集合、横列が前回弁開度の
ファジィ集合であり、表中は演算器１２の出力となる弁
開度増減値のファジィ集合である。

【００２７】

【表１】

【００２８】次に、上記ルールの意味について説明す
る。例えば、リフトが降下位置で停止している状態から
急激にリフトレバー６を倒した場合、リフトレバー角度
＝１でそのファジィ集合＝Ｂ、前回弁開度＝０でそのフ
ァジィ集合＝Ｓとなるから、表１から弁開度増減値のフ
ァジィ集合＝ＰＢとなる。また、ファジィ集合ＰＢのメ
ンバーシップ関数μの値としては、リフトレバー角度の
メンバーシップ関数μ＝１と、前回弁開度のメンバーシ
ップ関数μ＝１との小さい方の値＝１を当てる。このよ
うにして、図４中右下がりの斜線で示す三角形の図形を
作成し、この図形の重心に対応する値ｘ１をこの場合の
弁開度増減値として出力する。

【００２９】一方、リフトレバー角度を１にした状態で
流量制御弁２が開いていき、例えば前回弁開度が０．３
に達したとすると、前回弁開度＝０．３に対応するファ
ジィ集合は図３に示すようにＳおよびＭとなり、ファジ
ィ集合Ｓに対応するメンバーシップ関数μは０．４、フ
ァジィ集合Ｍに対応するメンバーシップ関数μは０．６
となる。この場合のリフトレバー角度と前回弁開度の各
ファジィ集合の組み合わせは（Ｂ，Ｓ）と（Ｂ，Ｍ）
で、これらに対応する弁開度増減値のファジィ集合はＰ
ＢとＰＳとなる。

【００３０】ファジィ集合ＰＢのメンバーシップ関数μ
としては、リフトレバー角度のメンバーシップ関数μ＝
１と、前回弁開度のファジィ集合Ｓのメンバーシップ関
数μ＝０．４とを比較して、小さい方の値＝０．４が当
てられる。同様に、ファジィ集合ＰＳのメンバーシップ
関数μ＝０．６とされる。これら集合の対応領域を図４
中に作図すると、左下がりの斜線で示す図形となるか
ら、この図形の重心に対応する値ｘ２をこの場合の弁開
度増減値として出力する。

【００３１】以下同様に順次、その時点でのリフトレバ
ー角度と前回弁開度の各ファジィ集合の組み合わせに対
応する弁開度増減値のファジィ集合を求め、これら集合
のメンバーシップ関数μを求めて図４中に図形を作成
し、その図形の重心に対応する値を開度増減値として出
力する。

【００３２】なお、上記ファジィ制御により作成される
弁指令パターンに応じて流量制御弁２の開度を制御する
だけでは、熟練者に近いレバー操作を実現するに過ぎ
ず、熟練者による操作以上に負荷の振動を抑えることは
できない。そこで本実施例では、リフトシリンダ１内の
作動油圧の変動が負荷振動と密接な関係を有することに
着目し、ファジィ制御による弁指令パターンに圧力フィ
ードバック制御を加え、さらに負荷振動を抑制するよう
にしている。

【００３３】圧力フィードバック制御を実施するため、
図１に示すように流量制御弁２からリフトシリンダ１に
至る作動油路７には、圧力センサ１４が設けられてい
る。この圧力センサ１４は、リフトシリンダ１に供給さ
れる作動油圧力を検知し、その圧力に応じた圧力信号を
出力する。圧力センサ１４からの圧力信号はハイパスフ
ィルタ１６に伝達され、直流成分が除去されることによ
り、圧力変動量に対応した圧力変動信号に変換される。

【００３４】すなわち、この実施例では、圧力センサ１
４およびハイパスフィルタ１６が圧力変動検出手段を構
成している。圧力変動信号は、リフトシリンダ１中の作
動油圧力が上昇する過程では正の値、下降する過程では
負の値となり、その絶対値は変動速度に比例する。な
お、この実施例では、圧力信号を通すハイパスフィルタ
１６のみを設けているが、その代わりに、ＰＩＤ制御用
のフィルタなどを設ける構成も可能である。

【００３５】ハイパスフィルタ１６からの圧力変動信号
は増幅器１８により増幅され、圧力フィードバック量に
変換された後、比較器２０に伝達される。比較器２０
は、演算器１２が出力した弁指令パターンから、圧力フ
ィードバック量を減ずることにより開度指令値を算出
し、これに応じて弁駆動器２２を作動させ、流量制御弁
２の開度を調整する。比較器２０および弁駆動器２２
が、制御手段を構成している。

【００３６】これにより、例えばリフト上昇時に作動油
圧力が前回制御時点より大きくなった場合には圧力フィ
ードバック量は正となり、最終的な開度指令値は演算器
１２の算出した弁指令パターンよりも小さく算出され
る。逆に、リフト上昇時に作動油圧力が前回制御時より
も小さくなった場合は、圧力フィードバック量は負とな
り、最終的な開度指令値は弁指令パターンよりも大きく
算出される。このように圧力が増加している際には流量
制御弁２の開度を小さくし、圧力が減少している際には
流量制御弁２の開度を大きくすることにより、演算器１
２によるファジィ制御のみの場合に比してリフトの振動
をさらに抑制し、壊れやすい物品を運ぶ場合にも破損を
防止することができる。

【００３７】図５〜図７は、本発明者らが上記実施例の
荷役制御装置をフォークリフトに組み込み、負荷振動の
低減効果を実際に確かめた結果を示す。実験方法は、ま
ずリフトが下降位置で停止している状態から、リフトレ
バー６を急に倒して一定時間上昇させた後、リフトレバ
ー６を急に戻してリフトを停止させ、リフトレバー角
度、作動油圧力および弁開度指令値の変動を記録した。
図５はファジィ制御も圧力フィードバック制御も行って
いない場合（従来品）、図６はファジィ制御のみ行った
場合、図７はファジィ制御および圧力フィードバック制
御の両者とも行った場合の結果である。

【００３８】作動油圧力の変動から明らかなように、図
５に示す従来方式では、リフトレバーを倒した時と戻し
た時にかなり大きな振動が発生し、なかなか減衰せずに
長時間にわたって続いている。また、ファジィ制御のみ
を行った図６では、従来方式に比べて圧力変動は減少し
ているものの、レバーを急に戻した時に少し振動が生じ
ている。これに対し、ファジィ制御と圧力フィードバッ
ク制御を組み合わせた場合には、図７に示すように圧力
変動がさらに減少し、レバーを急に戻した時の振動もほ
とんど無くなっている。これら図にはリフト上昇時の結
果のみを示したが、リフト下降時においても同様の振動
抑制効果が得られた。

【００３９】（請求項２に係る実施例）上記実施例で
は、リフトレバー角度と前回弁開度を用いて演算器１２
により弁指令パターンを作成していたが、そのような弁
指令パターンを作成せずに、リフトレバー６からの操作
量信号に直接、圧力フィードバック制御を行う構成も可
能である。

【００４０】図８は、そのような実施例を示すブロック
図であり、リフトレバー６からの操作量信号は直接、比
較器２０に入力される。そして比較器２０では、圧力セ
ンサ１４からの圧力変動信号に応じた圧力フィードバッ
ク量を、前記操作量信号から減ずることにより開度指令
値を算出し、弁駆動器２２がその開度指令値に基づいて
流量制御弁２の開度を制御する。演算器１０は、リフト
レバー角度に対応してモータ４の回転数を制御するのみ
である。この実施例によれば、ファジィ制御と組み合わ
せた前記実施例ほどではないが十分に実用的な振動抑制
効果を得ることができる。

【００４１】（請求項３に係る実施例）次に図９は、圧
力センサ１４の代わりにリフトの加速度を測定する加速
度センサ３０を用い、加速度フィードバック制御を行う
実施例を示している。他の構成は実施例１と同様であ
る。加速度センサ３０の取付箇所としては、例えばフォ
ークの先端などが挙げられるが、運搬物にかかる加速度
を測定できる箇所であれば何処でもよい。また、加速度
センサの代わりに速度センサを使用し、その信号を微分
して加速度を検出する構成としてもよいし、位置センサ
を使用し、その信号を２回微分する構成としても同様の
制御が可能である。

【００４２】この実施例では、リフトレバー角度および
前回弁開度を用いて演算器１２によりファジィ推論を行
い、弁弁指令パターンを算出した後、比較器２０におい
て弁弁指令パターンから加速度フィードバック量を減ず
ることにより開度指令値を算出し、さらにこの開度指令
値に基づいて、弁駆動器２２により流量制御弁２の開度
を制御する。

【００４３】例えば、リフト上昇時に加速度が正であれ
ば、加速度フィードバック量は正となり、最終的な開度
指令値は演算器１２の算出した弁指令パターンよりも小
さく算出される。逆に、リフト上昇時に加速度が負であ
れば、加速度フィードバック量は負となり、最終的な開
度指令値は弁指令パターンよりも大きく算出される。こ
のように加速度が正である際には流量制御弁２の開き速
度を遅くし、加速度が負である際には流量制御弁２の開
き速度を速くすることにより、演算器１２によるファジ
ィ制御のみの場合よりもリフトの振動を抑制する。

【００４４】（請求項４に係る実施例）図１０は、図９
に示す実施例からファジィ制御のための構成を除いた実
施例を示している。この実施例でも、十分に実用的な振
動抑制効果が得られる。

【００４５】（請求項５に係る実施例）図１１は、シリ
ンダ圧または加速度をフィードバックする代わりに、リ
フトシリンダ１への作動油の出入速度（流量）を測定
し、流量フィードバック制御を行う実施例を示してい
る。作動油路７には流量センサ３２が設けられ、その出
力信号は、直流分を除去するためのハイパスフィルタ１
６および増幅器１８を介して比較器２０に伝達される。
他の構成は、既述した実施例と同様である。なお最近で
は、安価で性能の良い電磁式、渦式、超音波式等の流量
センサが一般に市販されている。

【００４６】この実施例では、例えば、リフト上昇時に
作動油の流量が前回制御時点よりも増加していれば、流
量フィードバック量は正となり、最終的な開度指令値は
演算器１２の算出した弁指令パターンよりも小さく算出
される。逆に、リフト上昇時に流量が前回制御時点より
も減少していれば、流量フィードバック量は負となり、
最終的な開度指令値は弁指令パターンよりも大きく算出
される。このように流量が増加傾向にある際には流量制
御弁２の開き速度を遅くし、流量が減少傾向にある際に
は流量制御弁２の開き速度を速くすることにより、演算
器１２によるファジィ制御のみの場合よりもリフトの振
動を抑制する。

【００４７】（請求項６に係る実施例）図１２は、図１
１に示す実施例からファジィ制御のための構成を除いた
実施例を示している。この実施例でも、十分に実用的な
振動抑制効果が得られる。

【００４８】次に、２パラメータによるファジィ制御と
フィードバック制御を組み合わせる代わりに、３パラメ
ータによるファジィ推論を行うことにより、振動抑制効
果を高めるようにした例を説明する。

【００４９】（請求項７に係る実施例）図１３に示す荷
役制御装置では、リフトレバー６からのリフトレバー角
度信号と、自身の出力を回帰させた前回弁開度信号と、
さらに作動油路７に取り付けられた圧力センサ１４から
のシリンダ圧変動信号との３パラメータが、ファジィ制
御器４０に入力され、ここでファジィ推論により弁開度
増減値が算出されるようになっている。そして、演算器
（制御手段）１２がこの弁開度増減値を前回の弁開度信
号に加えることにより、流量制御弁２の開度を調整する
構成となっている。他の構成は、前述した実施例と同様
である。

【００５０】図１４ないし図１７はそれぞれ、この実施
例におけるリフトレバー角度、前回弁開度、シリンダ圧
および弁開度増減値のメンバーシップ関数を示すグラフ
である。図中Ｓ，Ｍ，Ｂ，Ｎ，Ｚ，Ｐ，ＮＢ，ＮＳ，Ｐ
Ｓ，ＰＢは各メンバーシップ関数のラベルであり、この
実施例では全て三角形をなす関数とした。表２および表
３はリフト上昇時およびリフト下降時のファジィ制御ル
ールをそれぞれ表し、表の縦列はリフトレバー角度のフ
ァジィ集合、横列が前回弁開度およびシリンダ圧変動の
各ファジィ集合、表中が弁開度増減値のファジィ集合を
示している。

【００５１】

【表２】

【００５２】

【表３】

【００５３】次に、リフト上昇時のファジィ推論の方法
を説明する。例えば、リフトを上昇させるために、リフ
ト停止状態から急激にリフトレバー６を倒した場合、リ
フトレバー角度＝Ｂ、前回弁開度＝Ｓ、シリンダ圧変動
＝Ｚであるから、表２に示すように弁開度増減値＝ＰＢ
（大きく開け）が選択され、演算器１２は流量制御弁２
を急に開き始める。ここで、仮に流量制御弁２を早く開
きすぎて、シリンダ圧上昇が急激になった場合には、リ
フトレバー角度＝Ｂ、前回弁開度＝Ｓ、シリンダ圧変動
＝Ｐとなるから、弁開度増減値＝Ｚ（そのままにしろ）
が選択され、演算器１２は流量制御弁２の開き速度を遅
くし、リフトの振動を抑制する。

【００５４】やがて、流量制御弁２が中程度に開いてき
た状態で、シリンダ圧変動が僅かな場合には、リフトレ
バー角度＝Ｂ、前回弁開度＝Ｍ、シリンダ圧変動＝Ｚで
あるから、弁開度増減値＝ＰＳ（少し開け）が選択さ
れ、演算器１２は流量制御弁２の開度を少し大きくす
る。逆に、シリンダ圧変動が過大であれば、リフトレバ
ー角度＝Ｂ、前回弁開度＝Ｍ、シリンダ圧変動＝Ｐであ
るから、弁開度増減値＝ＮＳ（少し閉めろ）が選択さ
れ、演算器１２は流量制御弁２を少し閉める。また、シ
リンダ圧変動が負となった場合には、リフトレバー角度
＝Ｂ、前回弁開度＝Ｍ、シリンダ圧変動＝Ｎであるか
ら、弁開度増減値＝ＰＢ（大きく開け）が選択され、演
算器１２は流量制御弁２を大きく開く。

【００５５】上記過程を経て、流量制御弁２が最大開度
まで開いてくると、リフトレバー角度＝Ｂ、前回弁開度
＝Ｂ、シリンダ圧変動＝Ｚになるから、弁開度増減値＝
Ｚ（そのままにしろ）が選択され、演算器１２は流量制
御弁２を最大開度に維持し、リフトが上昇する。同様
に、リフトレバー６を所定の角度まで倒した場合には、
その角度に応じた開度まで流量制御弁２が開くことにな
る。

【００５６】一方、リフト上昇を停止するために、流量
制御弁２を最大に開いている状態から急にリフトレバー
６を戻した場合には、最初はリフトレバー角度＝Ｓ、前
回弁開度＝Ｂ、シリンダ圧変動＝Ｚであるから、弁開度
増減値＝ＮＢ（大きく閉めろ）が選択され、演算器１２
は流量制御弁２を急速に閉め始める。ここで流量制御弁
２を早く閉めすぎてシリンダ圧低下が急激になった場合
には、リフトレバー角度＝Ｓ、前回弁開度＝Ｂ、シリン
ダ圧変動＝Ｎとなるから、弁開度増減値＝Ｚ（そのまま
にしろ）が選択され、演算器１２は流量制御弁２の閉め
速度を遅くし、リフトの振動を抑制する。

【００５７】やがて、流量制御弁２が中程度に閉じてき
た状態で、シリンダ圧低下が僅かな場合には、リフトレ
バー角度＝Ｓ、前回弁開度＝Ｍ、シリンダ圧変動＝Ｚで
あるから、弁開度増減値＝ＮＳ（少し閉じろ）が選択さ
れ、演算器１２は流量制御弁２の開度を少し小さくす
る。逆に、シリンダ圧低下が急激すぎれば、リフトレバ
ー角度＝Ｓ、前回弁開度＝Ｍ、シリンダ圧変動＝Ｎであ
るから、弁開度増減値＝ＰＳ（少し開けろ）が選択さ
れ、演算器１２は流量制御弁２を少し開ける。また、シ
リンダ圧が上昇した場合には、リフトレバー角度＝Ｓ、
前回弁開度＝Ｍ、シリンダ圧変動＝Ｐであるから、弁開
度増減値＝ＮＢ（大きく閉めろ）が選択され、演算器１
２は流量制御弁２を大きく閉める。

【００５８】上記過程を経て、流量制御弁２がほぼ完全
に閉じられると、リフトレバー角度＝Ｓ、前回弁開度＝
Ｓ、シリンダ圧変動＝Ｚになるから、弁開度増減値＝Ｚ
（そのままにしろ）が選択され、演算器１２は流量制御
弁２を閉じた状態に維持し、リフトは所定の上昇位置で
停止する。

【００５９】なお、リフト下降時には、表３を使用して
上記同様の制御を行えばよい。また上記説明では省いた
が、実際のファジィ制御では、リフトレバー角度、前回
弁開度およびシリンダ圧変動の各値が対応する全てのフ
ァジィ集合の組み合わせを求め、これら組み合わせに対
応する弁開度増減値のファジィ集合を全て求め、さらに
弁開度増減値の各ファジィ集合に対応するメンバーシッ
プ関数μを求めたうえ、図１７中において対応領域を作
図し、その重心位置に対応する値を、その回の制御の弁
開度増減値として出力する。その方法は周知であるし、
前記実施例１について説明した方法と同様である。

【００６０】上記構成からなる実施例によれば、リフト
レバー角度、前回弁開度およびシリンダ圧変動の３パラ
メータを入力とし、流量制御弁２の開度をファジィ制御
するので、前述のファジィ制御とフィードバック制御を
組み合わせた場合と同等の振動抑制効果が得られる。

【００６１】（請求項８に係る実施例）図１８は、請求
項７に係る実施例と同様の構成において、圧力センサ１
４の代わりにリフトの加速度を測定する加速度センサ３
０を用い、リフトレバー角度、前回弁開度および加速度
の３パラメータを入力として弁開度をファジィ制御する
実施例を示している。加速度センサ３０からの信号は、
図１９に示すファジィ集合に分類され、シリンダ圧変動
の代わりに表２または表３に当てはめることにより、前
記同様のファジィ制御を行う。

【００６２】加速度センサ３０の取付箇所は前述した通
りである。また、加速度センサの代わりに速度センサを
使用し、その信号を微分して加速度を検出する構成とし
てもよいし、位置センサを使用し、その信号を２回微分
する構成としても同様の制御が可能である。

【００６３】（請求項９に係る実施例）図２０は、請求
項７に係る実施例と同様の構成において、圧力センサ１
４の代わりに、リフトシリンダ１への作動油の出入量を
計測する流量センサ３２を設けることにより、リフトレ
バー角度、前回弁開度および作動油流量の３パラメータ
を入力として弁開度をファジィ制御する実施例を示して
いる。流量センサ３２からの信号は、図２１に示すファ
ジィ集合に分類され、シリンダ圧変動の代わりに表２ま
たは表３に当てはめることにより、前記同様のファジィ
制御を行う。

【００６４】（請求項１０に係る実施例）図２２は、請
求項７に係る実施例と同様の構成において、前回弁開度
の代わりに、リフトの速度を計測する速度センサ４２を
設けることにより、リフトレバー角度、リフト速度およ
び作動油流量の３パラメータを入力として、弁開度をフ
ァジィ制御する実施例を示している。速度センサ４２か
らの信号は、図２５に示すファジィ集合に分類され、前
回弁開度の代わりに表２または表３に当てはめることに
より、前記同様のファジィ制御を行う。

【００６５】（請求項１１に係る実施例）図２３は、請
求項８に係る実施例と同様の構成において、前回弁開度
の代わりに速度センサ４２を設けることにより、リフト
レバー角度、リフト速度および加速度の３パラメータを
入力として、弁開度をファジィ制御する実施例を示して
いる。ファジィ制御の方法は、これまで説明したものと
同様である。

【００６６】（請求項１２に係る実施例）図２４は、請
求項９に係る実施例と同様の構成において、前回弁開度
の代わりに速度センサ４２を設けることにより、リフト
レバー角度、リフト速度および作動油流量の３パラメー
タを入力として、弁開度をファジィ制御する実施例を示
している。ファジィ制御の方法は、これまで説明したも
のと同様である。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る荷役
制御装置によれば、ファジィ制御などを用いて作成した
弁指令パターンにフィードバック制御を加えるか、操作
手段からの操作量信号に直接フィードバック制御を加え
るか、あるいは３パラメータを用いたファジィ制御を行
うので、たとえ操作手段を急激に操作した場合にも、荷
の振動や衝撃を防いで、滑らかな荷役作業を行うことが
できる。したがって、破損しやすい運搬物等を駆動する
場合にも、初心者が熟練者並に安全な荷役作業を行うこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１に係る荷役制御装置の一実施
例を示すブロック図である。

【図２】同実施例でのリフトレバー角度のメンバーシッ
プ関数を示すグラフである。

【図３】同実施例での前回弁開度のメンバーシップ関数
を示すグラフである。

【図４】同実施例での弁開度増減値のメンバーシップ関
数を示すグラフである。

【図５】従来のフォークリフトにおける振動発生を示す
グラフである。

【図６】ファジィ制御のみのフォークリフトにおける振
動発生を示すグラフである。

【図７】前記実施例の荷役制御装置を適用したフォーク
リフトにおける振動発生を示すグラフである。

【図８】本発明の請求項２に係る実施例を示すブロック
図である。

【図９】本発明の請求項３に係る実施例を示すブロック
図である。

【図１０】本発明の請求項４に係る実施例を示すブロッ
ク図である。

【図１１】本発明の請求項５に係る実施例を示すブロッ
ク図である。

【図１２】本発明の請求項６に係る実施例を示すブロッ
ク図である。

【図１３】本発明の請求項７に係る実施例を示すブロッ
ク図である。

【図１４】同実施例でのリフトレバー角度のメンバーシ
ップ関数を示すグラフである。

【図１５】同実施例での前回弁開度のメンバーシップ関
数を示すグラフである。

【図１６】同実施例でのシリンダ圧変動のメンバーシッ
プ関数を示すグラフである。

【図１７】同実施例での弁開度増減値のメンバーシップ
関数を示すグラフである。

【図１８】本発明の請求項８に係る実施例を示すブロッ
ク図である。

【図１９】同実施例での流量のメンバーシップ関数を示
すグラフである。

【図２０】本発明の請求項９に係る実施例を示すブロッ
ク図である。

【図２１】同実施例での加速度のメンバーシップ関数を
示すグラフである。

【図２２】本発明の請求項１０に係る実施例を示すブロ
ック図である。

【図２３】本発明の請求項１１に係る実施例を示すブロ
ック図である。

【図２４】本発明の請求項１２に係る実施例を示すブロ
ック図である。

【図２５】同実施例でのリフト速度のメンバーシップ関
数を示すグラフである。

【図２６】従来のフォークリフトの制御系を示すブロッ
ク図である。

【図２７】従来のフォークリフトの制御系を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ リフトシリンダ（流体シリンダ） ２ 流量制御弁 ６ リフトレバー（操作手段） １２ 演算器（開度算出手段） １４ 圧力センサ（圧力変動検出手段の一部） １６ ハイパスフィルタ（圧力変動検出手段の一部） １８ 増幅器 ２０ 比較器（制御手段の一部） ２２ 弁駆動器（制御手段の一部） ３０ 加速度センサ ３２ 流量センサ ４２ 速度センサ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−78098（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−224000（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−116898（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B66F 9/00 - 11/04

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】負荷を駆動する流体シリンダと、この流体
   シリンダと流体供給源との間に介装され、流体シリンダ
   への流体の出入量を調整する流量制御弁と、この流量制
   御弁を開閉するために被操作量に応じて操作量信号を出
   力する操作手段とを具備する荷役制御装置において、 前記操作量信号および前回制御時点での流量制御弁の開
   度情報を用いてファジィ推論を施すことにより流量制御
   弁の開度増減値を算出して前回の弁指令値に加える開度
   算出手段と、 前記流体シリンダに供給される流体圧力の変動を検出
   し、圧力変動信号を出力する圧力変動検出手段と、 前記圧力変動信号に応じた圧力フィードバック量を、前
   記開度算出手段の出力から減ずることにより開度指令値
   を算出し、この開度指令値に基づいて流量制御弁の開度
   をフィードバック制御する制御手段とを設けたことを特
   徴とする荷役制御装置。
2. 【請求項２】負荷を駆動する流体シリンダと、この流体
   シリンダと流体供給源との間に介装され、流体シリンダ
   への流体の出入量を調整する流量制御弁と、この流量制
   御弁を開閉するために被操作量に応じて操作量信号を出
   力する操作手段とを具備する荷役制御装置において、 前記流体シリンダに供給される流体圧力の変動を検出
   し、圧力変動信号を出力する圧力変動検出手段と、 前記圧力変動信号に応じた圧力フィードバック量を、前
   記操作量信号から減ずることにより開度指令値を算出
   し、この開度指令値に基づいて流量制御弁の開度をフィ
   ードバック制御する制御手段とを設けたことを特徴とす
   る荷役制御装置。
3. 【請求項３】負荷を駆動する流体シリンダと、この流体
   シリンダと流体供給源との間に介装され、流体シリンダ
   への流体の出入量を調整する流量制御弁と、この流量制
   御弁を開閉するために被操作量に応じて操作量信号を出
   力する操作手段とを具備する荷役制御装置において、 前記操作量信号および前回制御時点での流量制御弁の開
   度情報を用いてファジィ推論を施すことにより流量制御
   弁の開度増減値を算出して前回の弁指令値に加える開度
   算出手段と、 前記負荷の加速度を検出し、加速度信号を出力する加速
   度検出手段と、 前記加速度信号に応じた加速度フィードバック量を、前
   記開度算出手段の出力から減ずることにより開度指令値
   を算出し、この開度指令値に基づいて流量制御弁の開度
   をフィードバック制御する制御手段とを設けたことを特
   徴とする荷役制御装置。
4. 【請求項４】負荷を駆動する流体シリンダと、この流体
   シリンダと流体供給源との間に介装され、流体シリンダ
   への流体の出入量を調整する流量制御弁と、この流量制
   御弁を開閉するために被操作量に応じて操作量信号を出
   力する操作手段とを具備する荷役制御装置において、 前記負荷の加速度を検出し、加速度信号を出力する加速
   度検出手段と、 前記加速度信号に応じた加速度フィードバック量を、前
   記操作量信号から減ずることにより開度指令値を算出
   し、この開度指令値に基づいて流量制御弁の開度をフィ
   ードバック制御する制御手段とを設けたことを特徴とす
   る荷役制御装置。
5. 【請求項５】負荷を駆動する流体シリンダと、この流体
   シリンダと流体供給源との間に介装され、流体シリンダ
   への流体の出入量を調整する流量制御弁と、この流量制
   御弁を開閉するために被操作量に応じて操作量信号を出
   力する操作手段とを具備する荷役制御装置において、 前記操作量信号および前回制御時点での流量制御弁の開
   度情報を用いてファジィ推論を施すことにより流量制御
   弁の開度増減値を算出して前回の弁指令値に加える開度
   算出手段と、 前記流体シリンダへの流体の出入量を検出して流量信号
   を出力する流量検出手段と、 前記流量信号に応じた流量フィードバック量を、前記開
   度算出手段の出力から減ずることにより開度指令値を算
   出し、この開度指令値に基づいて流量制御弁の開度をフ
   ィードバック制御する制御手段とを設けたことを特徴と
   する荷役制御装置。
6. 【請求項６】負荷を駆動する流体シリンダと、この流体
   シリンダと流体供給源との間に介装され、流体シリンダ
   への流体の出入量を調整する流量制御弁と、この流量制
   御弁を開閉するために被操作量に応じて操作量信号を出
   力する操作手段とを具備する荷役制御装置において、 前記流体シリンダへの流体の出入量を検出して流量信号
   を出力する流量検出手段と、 前記流量信号に応じた流量フィードバック量を、操作量
   信号から減ずることにより開度指令値を算出し、この開
   度指令値に基づいて流量制御弁の開度をフィードバック
   制御する制御手段とを設けたことを特徴とする荷役制御
   装置。
7. 【請求項７】負荷を駆動する流体シリンダと、この流体
   シリンダと流体供給源との間に介装され、流体シリンダ
   への流体の出入量を調整する流量制御弁と、この流量制
   御弁を開閉するために被操作量に応じて操作量信号を出
   力する操作手段とを具備する荷役制御装置において、 前記流体シリンダに供給される流体圧力の変動を検出
   し、圧力変動信号を出力する圧力変動検出手段と、 前記操作量信号、前記圧力変動信号および前回制御時点
   での流量制御弁の開度情報を用いてファジィ推論を施す
   ことにより流量制御弁の開度増減値を算出し、この開度
   増減値を前回の弁指令値に加えることにより流量制御弁
   の開度を調整する制御手段とを設けたことを特徴とする
   荷役制御装置。
8. 【請求項８】負荷を駆動する流体シリンダと、この流体
   シリンダと流体供給源との間に介装され、流体シリンダ
   への流体の出入量を調整する流量制御弁と、この流量制
   御弁を開閉するために被操作量に応じて操作量信号を出
   力する操作手段とを具備する荷役制御装置において、 前記負荷の加速度を検出し、加速度信号を出力する加速
   度検出手段と、 前記操作量信号、前記加速度信号および前回制御時点で
   の流量制御弁の開度情報を用いてファジィ推論を施すこ
   とにより流量制御弁の開度増減値を算出し、この開度増
   減値を前回の弁指令値に加えることにより流量制御弁の
   開度を調整する制御手段とを設けたことを特徴とする荷
   役制御装置。
9. 【請求項９】負荷を駆動する流体シリンダと、この流体
   シリンダと流体供給源との間に介装され、流体シリンダ
   への流体の出入量を調整する流量制御弁と、この流量制
   御弁を開閉するために被操作量に応じて操作量信号を出
   力する操作手段とを具備する荷役制御装置において、 前記流体シリンダへの流体の出入量を検出して流量信号
   を出力する流量検出手段と、 前記操作量信号、前記流量信号および前回制御時点での
   流量制御弁の開度情報を用いてファジィ推論を施すこと
   により流量制御弁の開度増減値を算出し、この開度増減
   値を前回の弁指令値に加えることにより流量制御弁の開
   度を調整する制御手段とを設けたことを特徴とする荷役
   制御装置。
10. 【請求項１０】負荷を駆動する流体シリンダと、この流
    体シリンダと流体供給源との間に介装され、流体シリン
    ダへの流体の出入量を調整する流量制御弁と、この流量
    制御弁を開閉するために被操作量に応じて操作量信号を
    出力する操作手段とを具備する荷役制御装置において、 前記負荷の移動速度を検出し、速度信号を出力する速度
    検出手段と、 前記流体シリンダに供給される流体圧力の変動を検出
    し、圧力変動信号を出力する圧力変動検出手段と、 前記操作量信号、前記速度信号および前記圧力変動信号
    を用いてファジィ推論を施すことにより流量制御弁の開
    度増減値を算出し、この開度増減値を前回の弁指令値に
    加えることにより流量制御弁の開度を調整する制御手段
    とを設けたことを特徴とする荷役制御装置。
11. 【請求項１１】負荷を駆動する流体シリンダと、この流
    体シリンダと流体供給源との間に介装され、流体シリン
    ダへの流体の出入量を調整する流量制御弁と、この流量
    制御弁を開閉するために被操作量に応じて操作量信号を
    出力する操作手段とを具備する荷役制御装置において、 前記負荷の移動速度を検出し、速度信号を出力する速度
    検出手段と、 前記負荷の加速度を検出し、加速度信号を出力する加速
    度検出手段と、 前記操作量信号、前記速度信号および前記加速度信号を
    用いてファジィ推論を施すことにより流量制御弁の開度
    増減値を算出し、この開度増減値を前回の弁指令値に加
    えることにより流量制御弁の開度を調整する制御手段と
    を設けたことを特徴とする荷役制御装置。
12. 【請求項１２】負荷を駆動する流体シリンダと、この流
    体シリンダと流体供給源との間に介装され、流体シリン
    ダへの流体の出入量を調整する流量制御弁と、この流量
    制御弁を開閉するために被操作量に応じて操作量信号を
    出力する操作手段とを具備する荷役制御装置において、 前記負荷の移動速度を検出し、速度信号を出力する速度
    検出手段と、 前記流体シリンダへの流体の出入量を検出して流量信号
    を出力する流量検出手段と、 前記操作量信号、前記速度信号および前記流量信号を用
    いてファジィ推論を施すことにより流量制御弁の開度増
    減値を算出し、この開度増減値を前回の弁指令値に加え
    ることにより流量制御弁の開度を調整する制御手段とを
    設けたことを特徴とする荷役制御装置。