JP2003341496A - 産業車両の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速走行時における車速の安定性を向上でき
る産業車両の走行制御装置を提供する。 【解決手段】 油圧式の前進及び後進クラッチ４，５を
持った変速機３と、ポンプ７からの油圧を増減して前進
及び後進クラッチ４，５の係合状態をそれぞれ制御する
前進用及び後進用比例電磁弁９，１０と、制動手段と、
アクセルペダル操作量検出手段１８と、車速検出手段２
８と、アクセルペダル操作量に応じた目標車速を設定
し、実車速が目標車速となるように制動手段、前進用及
び後進用比例電磁弁９，１０を制御する制御手段３０と
を備えた産業車両の走行制御装置において、制御手段３
０は、目標車速に対して実車速が速い場合、アクセルペ
ダル操作量が大きいときには小さな制動力を、アクセル
ペダル操作量が小さいときには大きな制動力を発生する
ように制動手段を制御する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォークリフト等
の産業車両の走行制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フォークリフト等の産業車両において
は、エンジンの駆動力はトルクコンバータを介して変速
機に伝達され、さらに、変速機内に収容された前進クラ
ッチ及び後進クラッチのいずれかを経て駆動輪に伝達さ
れ走行可能なように構成されている。前進クラッチ及び
後進クラッチは、インチングバルブ及び方向切換弁を経
た圧油により入切操作される。

【０００３】上記産業車両において荷役作業を行う場合
には、通常エンジンを最大出力にして作業を行う。この
ため、荷役作業を行いながら車両を微速で走行させる場
合には、オペレータはインチングバルブをインチングペ
ダルにより操作して、前記前進クラッチまたは後進クラ
ッチを半クラッチ状態にして、エンジンの駆動力の伝達
を減少させて所望の車速を得ている。また、アクセルを
踏まない状態で走行レバーを前進または後進に入れる
と、エンジンのアイドル回転に応じた速度（クリープ速
度）で車両が走行してしまうが、このクリープ速度以下
で走行したい場合には、オペレータはインチングペダル
を操作して半クラッチ状態にして所望の車速を得てい
る。しかしながら、この半クラッチ状態を調節するイン
チングペダル操作は微妙な操作であり、特に荷役操作と
の複合操作を行うには熟練を要し、熟練者にとっても疲
労しやすく作業効率が悪化してしまう。

【０００４】比例電磁弁によりクラッチ圧を制御するこ
とにより、上述したような微妙な操作を要するインチン
グペダル操作が不要となる走行制御装置が、例えば、特
許登録第２８１１５２３号公報に記載されている。すな
わち、荷役作業を行いながら車両を微速で走行させる場
合には、アクセルペダルの操作量に基づく目標車速と車
速センサが検出する実車速との差に応じた出力を比例電
磁弁に出力して、前進クラッチ、後進クラッチ又は補助
ブレーキを制御することにより、エンジンの回転数に関
係なく車両が目標車速で走行するように制御している。
これにより、インチングペダル操作という微妙な操作が
不要となり、操作性の良い走行制御装置が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術においては、以下のような問題がある。イ
ンチングペダルを廃止して比例電磁弁を用いた電子制御
による走行制御装置であるので、アクセルペダルは速度
指令設定器（目標車速の設定器）として機能することに
なる。すなわち、アクセルペダルを踏み込むことにより
加速し、アクセルペダルを戻すことにより戻し具合に応
じた制動が作動して減速するので、電気駆動式の産業車
両と同様に、ブレーキペダルを使わずにアクセルペダル
のみの操作で制動による減速が可能である。

【０００６】上述の制動は、アクセルペダルを急に戻し
た場合には、図９（ａ）に示すように、目標車速の変化
に追従できないものの、例えばやや強めのブレーキペダ
ル操作により得られる程度の大きな制動力が作用して減
速できる。このため、アクセルペダルの操作速度が緩や
かであれば、図９（ｂ）のＡ１に示すように、実車速は
目標車速に追従して変化する。しかしながら、高速走行
中においては路面の凹凸等による車体の揺れに起因し
て、オペレータの足がアクセルペダルから離れる方向に
動くことがある。このため、図９（ｂ）のＡ２に示すよ
うに、ペダルの動きに応じて目標車速が減少することに
より、大きな制動力が作用して急に減速するため、高速
走行時の安定性がよくない。この対策として、アクセル
ペダルからコントローラに入る信号にフィルタ処理を施
すことも考えられるが、通常操作時にもフィルタが作用
し応答遅れが発生してしまう。

【０００７】本発明は、上記の問題に着目してなされた
ものであり、高速走行時における車速の安定性を向上で
きる産業車両の走行制御装置を提供することを目的とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、エンジンの出力をトルクコンバー
タを介して駆動輪に伝達する油圧式の前進クラッチ及び
後進クラッチを持った変速機と、エンジンの出力により
駆動するクラッチ用ポンプと、該クラッチ用ポンプから
前記変速機の前進クラッチに供給する油圧を増減して該
クラッチの係合状態を制御する前進用比例電磁弁と、該
クラッチ用ポンプから前記変速機の後進クラッチに供給
する油圧を増減して該クラッチの係合状態を制御する後
進用比例電磁弁と、制動力を発生する制動手段と、アク
セルペダルの操作量を検出するアクセルペダル操作量検
出手段と、実車速を検出する車速検出手段と、アクセル
ペダル操作量に応じた目標車速を設定し、前記車速検出
手段が検出する実車速が目標車速となるように前記制動
手段、前記前進用比例電磁弁及び前記後進用比例電磁弁
を制御する制御手段とを備えた産業車両の走行制御装置
において、前記制御手段は、目標車速に対して実車速が
所定以上速い場合、アクセルペダル操作量が大きいとき
には小さな制動力を発生するように制動手段を制御し、
アクセルペダル操作量が小さいときには大きな制動力を
発生するように制動手段を制御する構成としている。さ
らに、前記制動手段への制御出力値を調整する調整手段
を備えた構成としている。

【０００９】上記構成によると、アクセルフル付近での
制動力を小さく制限しているので、アクセルフル操作で
の高速走行時に、路面凹凸による車体の揺れ等により、
オペレータの意に反してアクセルペダルからオペレータ
の足が離れて操作量が急に戻った場合であっても、制動
力が小さいため減速せずに惰走するので、高速走行時の
安定性が得られる。減速したい場合には、オペレータは
アクセルペダルを操作量の小さい位置まで戻すことによ
り、大きな制動力が作用し減速できる。また、制動出力
値が調整可能なので、オペレータの好みや作業現場に合
わせた制動特性を得ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施形態について詳細に説明する。

【００１１】図１に示すように、産業車両であるフォー
クリフトにおいては、エンジン１の出力はトルクコンバ
ータ２を介して変速機３に伝達され、変速機３内に収容
された前進クラッチ４及び後進クラッチ５のいずれかを
経て駆動輪６に伝達され、これにより車両が走行するよ
うになっている。トルクコンバータ２内にはエンジン１
により駆動される油圧ポンプ７が設けられており、この
油圧ポンプ７からの吐出圧油はリリーフ弁８により調圧
された後、前進用比例電磁弁９及び後進用比例電磁弁１
０を介して前進クラッチ４及び後進クラッチ５にそれぞ
れ供給される。

【００１２】荷役用油圧ポンプ１１は、エンジン１によ
り駆動され、この油圧ポンプ１１からの吐出圧油は、操
作弁１２を介してリフトシリンダ１３に供給され、リフ
トシリンダ１３の伸縮によりフォーク１４が昇降駆動さ
れるように構成されている。

【００１３】操作弁１２を切換操作する作業機レバー１
５にはその操作量を検出する作業機レバーセンサ１６が
設けられ、アクセルペダル１７にはその操作量を検出す
るアクセルペダルセンサ１８が設けられ、走行レバー１
９にはレバー操作位置が前進、中立及び後進のいずれで
あるかを検出する前後進検出スイッチ２０が設けられて
いる。なお、作業機レバーセンサ１６は、作業機レバー
１５の操作の有無を検出する機能を兼備しており、その
出力が所定値を超えた場合がレバー操作信号である。

【００１４】エンジン１には、燃料噴射量を調整するガ
バナ２１を制御してエンジン回転を増減するガバナアク
チュエータ２２が設けられている。エンジン１の出力軸
２３にはエンジン１の回転速度を検出するエンジン回転
センサ２４が設けられ、変速機３の出力軸２７には車両
の実車速を検出する車速センサ２８が設けられている。

【００１５】コントローラ３０は、上記センサ類（作業
機レバーセンサ１６、アクセルペダルセンサ１８、前後
進検出スイッチ２０、エンジン回転センサ２４、車速セ
ンサ２８）からの各検出信号を入力すると共に、これら
の検出信号及びコントローラ３０内に記憶されたデータ
に基づいて、詳細は後述するようにして、前進、中立、
後進及び単独荷役、単独走行、荷役兼走行を判断し、前
進用比例電磁弁９、後進用比例電磁弁１０及びガバナア
クチュエータ２２のそれぞれに指令電流を出力してい
る。

【００１６】コントローラ３０は、前後進検出スイッチ
２０の出力信号により、走行レバー１９の操作位置が前
進、中立及び後進のいずれであるかを判断する。

【００１７】また、コントローラ３０は、前後進検出ス
イッチ２０の出力信号が中立であり、かつ作業機レバー
センサ１６からのレバー操作信号を入力した場合には、
単独荷役と判断する。単独荷役の場合には、コントロー
ラ３０は、作業機レバーセンサ１６からの作業機レバー
操作量信号を入力し、コントローラ３０に記憶された図
２に示すような作業機レバー操作量とエンジン回転数と
の関係より、作業機レバー１５の操作量に応じたエンジ
ン回転数となるようにガバナアクチュエータ２２に指令
電流を出力してエンジン回転を制御する。これにより、
作業機レバー１５の操作量に応じて油圧ポンプ１１の吐
出油量が制御されリフトシリンダ１３に供給され、フォ
ーク１４は作業機操作レバー１５の操作量に応じた昇降
速度で駆動される。

【００１８】なお、走行レバー１９が中立の場合、アク
セルペダル１７の操作によりエンジン回転数を増減可能
であるので、単独荷役において、作業機レバー１５とア
クセルペダル１７とを併用して荷役作業を行うことも可
能である。この場合、コントローラ３０には、図３に示
すようなアクセルペダル操作量に対するエンジン回転数
の関係が記憶されており、コントローラ３０は、作業機
レバー１５によるエンジン回転数及びアクセルペダル１
７によるエンジン回転数のいずれか大きな方に従ってエ
ンジン１を制御する。

【００１９】走行する場合は、アクセルペダル１７の操
作量に応じた車速に制御するべく、コントローラ３０に
は、図４に示すようなアクセルペダル操作量と目標車速
との関係が記憶されている。コントローラ３０は、車速
センサ２８が検出する実車速が目標車速となるように、
前進クラッチ４及び後進クラッチ５の少なくともいずれ
かのクラッチ係合状態またはエンジン回転を、以下に述
べるように制御する。

【００２０】コントローラ３０は、前後進検出スイッチ
２０の出力信号が前進または後進であり、かつ作業機レ
バーセンサ１６からのレバー操作信号を入力した場合に
は、荷役兼走行と判断する。荷役兼走行の場合には、コ
ントローラ３０は、作業機レバーセンサ１６からの作業
機レバー操作量信号を入力し、コントローラ３０に記憶
された図２に示すような作業機レバー操作量とエンジン
回転数との関係より作業機レバー１５の操作量に応じた
エンジン回転数となるようにガバナアクチュエータ２２
に指令電流を出力してエンジン回転数を制御する。これ
により、単独荷役の場合と同様に、フォーク１４の昇降
速度を作業機操作レバー１５に応じた速度で駆動でき
る。

【００２１】同時にコントローラ３０は、図４に示すア
クセルペダル操作量と目標車速との関係よりアクセルペ
ダル１７の操作量に応じた目標車速を算出し、この算出
した目標車速と車速センサ２８が検出する実車速との偏
差に基づいて、前進用比例電磁弁９及び後進用比例電磁
弁１０のうち、前後進検出スイッチ２０の出力信号に対
応する側（以降、進行方向側と呼ぶ）の比例電磁弁への
指令電流を算出し出力する。これにより、進行方向側の
クラッチの係合状態が制御されて、エンジン１の駆動力
の駆動輪６への伝達量が調整され、実車速が目標車速に
近づくような走行制御が行なわれる。ここで、作業機レ
バー１５の操作量が小さく、進行方向のクラッチを全係
合させても目標車速に達しない場合には、エンジン回転
数を上げることにより実車速が目標車速に近づくように
制御が行なわれる。

【００２２】コントローラ３０は、前後進検出スイッチ
２０の出力信号が前進または後進であり、かつ作業機レ
バーセンサ１６からのレバー操作信号が入力されない場
合には、単独走行と判断する。単独走行の場合、アクセ
ルペダル１７による目標車速が、エンジンのアイドル回
転に応じたクリープ速度以上か否かにより制御が異な
る。

【００２３】単独走行で目標車速がクリープ速度以上の
場合には、コントローラ３０は、前進クラッチ４及び後
進クラッチ５のうち、進行方向側のクラッチが全係合と
なるような指令電流を進行方向側の比例電磁弁に出力す
ると共に、コントローラ３０に記憶された図３に示すよ
うなアクセルペダル操作量に対するエンジン回転数の関
係より、アクセルペダル１７の操作量に応じたエンジン
回転数となるように、ガバナアクチュエータ２２に指令
電流を出力してエンジン回転数を制御して走行する。

【００２４】また、単独走行で目標車速がクリープ速度
以下の場合には、コントローラ３０は、荷役兼走行の場
合の走行制御と同様の制御を行う。すなわち、目標車速
と実車速との偏差に応じた指令電流を、進行方向側の比
例電磁弁に出力し進行方向側のクラッチの係合状態を制
御しており、これにより、クリープ速度以下という微速
の目標車速に近づくような走行制御が行われる。

【００２５】前進用比例電磁弁９及び後進用比例電磁弁
１０には、常に最低基準電流が加えられている。この最
低基準電流は、クラッチが係合し始める直前程度の電流
値が設定されている。これにより、前進クラッチ４及び
後進クラッチ５が係合し始めるまでの遊び時間を短縮し
て、係合作動の応答性を向上させている。

【００２６】アクセルペダル１７の操作量に応じた目標
車速に対して車速センサ２８が検出する実車速が所定以
上速い場合、コントローラ３０は、制動が必要と判断
し、進行方向の比例電磁弁への出力を前記最低基準電流
まで減少すると共に、進行方向とは逆方向用の比例電磁
弁に後述する制動用指令電流（制動出力）を出力する。
これにより、進行方向のクラッチを切断し、進行方向と
は逆方向のクラッチを係合して逆方向の駆動力により制
動力を作動させ減速する。

【００２７】ここで、上述したコントローラ３０からの
制動出力は、図５に示すように、アクセルペダル操作量
に応じて設定されている。すなわち制動出力は、アクセ
ルペダル１７の操作量が所定操作量Ｐ1よりも小さい領
域ＲLにおいては、やや強めのブレーキペダル操作に対
応する制動力が作用する出力Ｄ1が設定され、アクセル
ペダル１７の操作量が所定操作量Ｐ2よりも大きい領域
ＲFにおいては、制動力が作用しない出力Ｄ0（例えば、
前述した最低基準電流程度）に制限され、アクセルペダ
ル１７の操作量がＰ1〜Ｐ2である中間領域ＲMにおいて
は、ペダル操作量の増加に伴って出力Ｄ1から出力Ｄ0に
漸減する特性に制限される。

【００２８】このように、アクセルペダル操作量に応じ
て制動力が変わるので、図６に示すように（図中、点線
はアクセルペダル操作量を表し、実線は車速を表す）、
アクセルペダル１７をフル位置まで踏み込んだ高速走行
中に、 （１）領域ＲFにおいてアクセルペダル１７が急に上下
動した場合 目標車速も追随して上下に変化し、目標車速に対して実
車速が所定以上速い状態となり、制動が必要と判断され
るが、制動出力が出力Ｄ0に制限されているので、制動
力が作用せず車両は惰走する。 （２）領域ＲFから領域ＲMまでアクセルペダル１７が急
に戻された場合 上記と同様に、制動が必要と判断され、アクセルペダル
操作量に対応する制動力が作用し、ペダルの動きには遅
れるものの目標車速まで減速する。 （３）領域ＲF，ＲMから領域ＲLまでアクセルペダル１
７が急に戻された場合 制動必要と判断され、制動出力が出力Ｄ1に設定されて
いるので、これに対応する制動力が作用し、ペダルの動
きには遅れるものの目標車速まで減速する。 （４）領域ＲFから領域ＲLまでアクセルペダル１７がゆ
っくり戻された場合 制動が必要と判断されるが、アクセルペダル操作量が領
域ＲFの間は惰走し、領域ＲMにてアクセルペダル操作量
が戻されるに従い制動力が大きく作用し、領域ＲLにて
制動出力が出力Ｄ1に対応する大きな制動力が作用して
目標車速まで減速し、その後は目標車速に追従する。

【００２９】上記構成によれば、アクセルフル付近での
制動力を制限しているので、アクセルフル操作での高速
走行時に、路面凹凸による車体の揺れ等により、オペレ
ータの意に反してアクセルペダル１７からオペレータの
足が離れて操作量が急に戻った場合、制動力が作用せず
惰走するので、高速走行時の安定性が得られる。減速し
たい場合には、オペレータはアクセルペダル１７を領域
ＲM又は領域ＲFまで戻すことにより、アクセルペダル１
７の戻し位置に応じて制動力が作用し減速できる。

【００３０】なお、出力Ｄ0は制動力が全く作用しない
出力である必要はなく、極弱い制動力が発生する程度の
出力であってもよい。また、アクセルペダル操作量に対
する制動出力の特性は、図５にて説明した折線状の特性
に限定するものではなく、例えば図７に示すように、大
略図５の特性に沿う曲線状の特性であってもよい。

【００３１】コントローラ３０にボリュームや入力キー
を備えた調整器を接続して、オペレータの好みや作業現
場に合わせて、コントローラ３０内に記憶されている上
記特性を調整可能とするのが望ましい。図８はその調整
例で、（ａ）制動出力特性全体を上下動可変とするも
の、（ｂ）出力Ｄ1のみを可変とするもの、（ｃ）領域
ＲFを可変とするもの、（ｄ）領域ＲFを無くし所定操作
量Ｐ1を可変とするものである。また、これらを任意に
組み合わせる調整であっても構わない。（ａ），（ｂ）
のようにすることにより、アクセルペダル１７を大きく
戻した場合、つまり減速しようというオペレータの意思
により操作した場合の制動力を可変にすることができ
る。また、（ｃ），（ｄ）のようにすることにより、高
速走行時にも強い制動力が求められる場合にも対応する
ことができる。

【００３２】なお、本発明は上記実施形態に限定するも
のではなく、本発明の範囲内において変更や修正を加え
ることができるのは言うまでもない。例えば、産業車両
としてフォークリフトを例に挙げて説明したが、ショベ
ルローダ等に本発明を適用しても構わない。制動手段手
段として、進行方向とは逆方向のクラッチを用いる例に
て説明したが、ディスクブレーキ又はドラムブレーキを
変速機３の出力軸２７又は駆動輪６に設け、これに接続
される比例電磁弁を制御して制動力を得るように構成し
てもよい。各センサ１６，１８は、ポテンショメータを
用いてもエンコーダを用いてもよく、検出形態に応じて
直動型または回転型から適宜選択すればよい。コントロ
ーラ３０からの出力はＰＷＭ信号でも電流信号でもよ
い。エンジン回転は、コントローラ３０からの指令によ
りガバナアクチュエータ２２がガバナ２１を制御する例
にて説明したが、リンケージ又はプッシュプルワイヤに
より、作業機レバー１５やアクセルペダル１７とガバナ
２１とを連結する構成でも構わない。また、エンジン制
御は、コントローラを搭載した電子制御エンジンを使用
し、コントローラ３０からのエンジン回転指令にて動作
するようにしてもよい。

【００３３】高速走行時に車体の揺れ等によりアクセル
ペダル１７が急に上下動した場合、エンジン回転はそれ
ほど速く追従しないので、エンジンブレーキによる減速
は極めて少ないが、このエンジンブレーキの影響をなく
したい場合には、進行方向のクラッチを切断し、実車速
が小さくなったところで再び係合するように制御すれば
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る走行制御装置のブロック図であ
る。

【図２】作業機レバー操作量とエンジン回転数との関係
を示す図である。

【図３】アクセルペダル操作量とエンジン回転数との関
係を示す図である。

【図４】アクセルペダル操作量と目標車速との関係を示
す図である。

【図５】アクセルペダル操作量と制動出力との関係を示
す図である。

【図６】作動を説明する図である。

【図７】別態様のアクセルペダル操作量と制動出力との
関係を示す図である。

【図８】別態様のアクセルペダル操作量と制動出力との
関係を示す図である。

【図９】従来技術の作動を説明する図である。

【符号の説明】

１…エンジン、２…トルクコンバータ、３…変速機、４
…前進クラッチ、５…後進クラッチ、６…駆動輪、７，
１１…油圧ポンプ、８…リリーフ弁、９…前進用比例電
磁弁、１０…後進用比例電磁弁、１２…操作弁、１５…
作業機レバー、１６…作業機レバーセンサ、１７…アク
セルペダル、１８…アクセルペダルセンサ、１９…走行
レバー、２０…前後進検出スイッチ、２２…ガバナアク
チュエータ、２４…エンジン回転センサ、２８…車速セ
ンサ、３０…コントローラ。

フロントページの続き (72)発明者 小林 和生 栃木県小山市横倉新田110 小松フォーク リフト株式会社栃木工場内 (72)発明者 深田 祐一 栃木県小山市横倉新田110 小松フォーク リフト株式会社栃木工場内 (72)発明者 高鳥 修 石川県小松市符津町ツ23 株式会社小松製 作所粟津工場内 (72)発明者 加藤 雅也 栃木県小山市横倉新田400 株式会社小松 製作所小山工場内 (72)発明者 加藤 武雄 神奈川県平塚市四之宮３−25−１ 株式会 社小松製作所システム開発センタ内 Ｆターム(参考） 3D044 AA01 AA24 AA45 AA47 AB04 AC15 AC19 AC24 AC26 AC41 AC42 AD02 AD14 AE01 AE03 3D046 AA06 BB17 HH05 HH07 HH17 HH22 HH30 JJ01 JJ05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの出力をトルクコンバータを介
   して駆動輪に伝達する油圧式の前進クラッチ及び後進ク
   ラッチを持った変速機と、 エンジンの出力により駆動するクラッチ用ポンプと、 該クラッチ用ポンプから前記変速機の前進クラッチに供
   給する油圧を増減して該クラッチの係合状態を制御する
   前進用比例電磁弁と、 該クラッチ用ポンプから前記変速機の後進クラッチに供
   給する油圧を増減して該クラッチの係合状態を制御する
   後進用比例電磁弁と、 制動力を発生する制動手段と、 アクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダル操作
   量検出手段と、 実車速を検出する車速検出手段と、 アクセルペダル操作量に応じた目標車速を設定し、前記
   車速検出手段が検出する実車速が目標車速となるように
   前記制動手段、前記前進用比例電磁弁及び前記後進用比
   例電磁弁を制御する制御手段とを備えた産業車両の走行
   制御装置において、 前記制御手段は、目標車速に対して実車速が速い場合、
   アクセルペダル操作量が大きいときには小さな制動力を
   発生するように制動手段を制御し、アクセルペダル操作
   量が小さいときには大きな制動力を発生するように制動
   手段を制御することを特徴とする産業車両の走行制御装
   置。
2. 【請求項２】 さらに、前記制動手段への制御出力値を
   調整する調整手段を備えたことを特徴とする請求項１記
   載の産業車両の走行制御装置。