JP2013249892A - Control device of industrial vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は産業車両の制御装置に関する。 The present invention relates to an industrial vehicle control apparatus.
従来の産業車両の制御装置として、インチングペダルを備え、インチングペダルの踏み込み量に応じて、クラッチへの供給油圧とブレーキ液圧とを制御するものがある。 As a conventional industrial vehicle control apparatus, there is an apparatus that includes an inching pedal and controls the hydraulic pressure supplied to the clutch and the brake hydraulic pressure in accordance with the depression amount of the inching pedal.
しかしながら、前述した従来の産業車両の制御装置は、ブレーキ液圧特性の変化を考慮していなかった。そのため、ブレーキ液圧特性の変化によって、クラッチが半クラッチ状態のときにブレーキが作動し、クラッチの発熱によるオーバーヒートが発生したり、クラッチが早期に磨耗するという問題点があった。 However, the conventional industrial vehicle control device described above does not take into account the change in brake hydraulic pressure characteristics. For this reason, there is a problem that the brake is operated when the clutch is in the half-clutch state due to a change in the brake hydraulic pressure characteristics, and overheating due to heat generation of the clutch occurs or the clutch wears out early.
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、クラッチの発熱によるオーバーヒートの発生や、クラッチの早期磨耗を抑制することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such problems, and an object thereof is to suppress the occurrence of overheating due to heat generation of the clutch and early wear of the clutch.
本発明は、トルクコンバータを介して伝達される内燃機関の出力トルクを、油圧クラッチを介して車輪に伝達する産業車両の制御装置であって、インチングペダルの操作量に応じて、油圧クラッチへの供給油圧を制御すると共に車輪に設けられた制動装置に供給するブレーキ液圧を制御するインチング制御手段を備える。そして、そのインチング制御手段は、油圧クラッチを半クラッチ状態に制御している場合にブレーキ液圧が所定のブレーキ作動液圧以上になったときは、油圧クラッチへの供給油圧を、油圧クラッチが解放状態になる所定の解放油圧まで低下させることを特徴とする。 The present invention is a control device for an industrial vehicle that transmits an output torque of an internal combustion engine transmitted through a torque converter to wheels through a hydraulic clutch, and is applied to the hydraulic clutch according to an operation amount of an inching pedal. Inching control means for controlling supply hydraulic pressure and controlling brake hydraulic pressure supplied to a braking device provided on the wheel is provided. Then, the inching control means releases the hydraulic pressure supplied to the hydraulic clutch when the hydraulic pressure exceeds the predetermined hydraulic pressure when the hydraulic clutch is controlled to the half-clutch state. It is characterized in that it is lowered to a predetermined release hydraulic pressure to be in a state.
本発明によれば、ブレーキ液圧がブレーキ作動液圧以上になったときは、油圧クラッチを解放状態にするので、油圧クラッチが半クラッチの状態でブレーキが作動することがない。よって、油圧クラッチによる駆動力とブレーキによる制動力とが同時に作用することがなく、クラッチの発熱によるオーバーヒートの発生や、クラッチの早期磨耗を抑制することができる。 According to the present invention, when the brake hydraulic pressure becomes equal to or higher than the brake hydraulic pressure, the hydraulic clutch is released, so that the brake does not operate with the hydraulic clutch in a half-clutch state. Therefore, the driving force by the hydraulic clutch and the braking force by the brake do not act at the same time, and the occurrence of overheating due to heat generation of the clutch and the early wear of the clutch can be suppressed.
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態によるフォークリフト100の概略図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view of a
本発明の第1実施形態によるフォークリフト100は、エンジン1と、エンジン1の出力を車輪4に伝達するための複数の部品からなら駆動系2と、制動装置3と、運転者によって操作される走行レバー51、アクセルペダル52、ブレーキペダル53及びインチングペダル54と、エンジン1及び駆動系2の各部品を制御するコントローラ6と、を備える。
The
エンジン1は、フォークリフト100の走行及び荷役作業に必要な動力を発生する。
The engine 1 generates power necessary for traveling and cargo handling work of the
駆動系2は、トルクコンバータ21と、変速機22と、プロペラシャフト23と、終減速差動装置24と、ドライブシャフト25と、を備える。
The
トルクコンバータ21は、エンジン1の動力を、流体を介して変速機22に伝達する。
The
変速機22は、変速段を運転者によって選択された変速段に自動的に切り替え、トルクコンバータ21を介して伝達されたエンジン1の動力を、選択された変速段に応じて増減させて出力する。
The
変速機22の内部には、前進用ソレノイドバルブ7によってトルク容量が連続的に変化させられる湿式多板の前進クラッチ221と、後進用ソレノイドバルブ8によってトルク容量が連続的に変化させられる湿式多板の後進クラッチ222と、が設けられる。トルク容量とは、前進クラッチ221及び後進クラッチ222が伝達可能な上限トルクのことである。前進クラッチ221及び後進クラッチ222は、トルク容量を変化させることで、締結状態、半クラッチ状態(スリップ状態)及び解放状態の3つの状態に制御される。前進クラッチ221を締結することで、フォークリフト100の前進走行が可能となり、後進クラッチ222を締結することで、フォークリフト100の後進走行が可能となる。
Inside the
前進用ソレノイドバルブ7は、エンジン1の動力の一部を利用して駆動されるオイルポンプ9から供給された作動油の油圧を、所望の油圧に調節して前進クラッチ221に供給する。前進用ソレノイドバルブ7によって前進クラッチ221への供給油圧を制御することで、前進クラッチ221のトルク容量が制御される。
The forward solenoid valve 7 adjusts the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied from the oil pump 9 driven using a part of the power of the engine 1 to a desired hydraulic pressure and supplies the hydraulic oil to the
後進用ソレノイドバルブ8は、エンジン1の動力の一部を利用して駆動されるオイルポンプ9から供給された作動油の油圧を、所望の油圧に調節して後進クラッチ222に供給する。後進用ソレノイドバルブ8によって後進クラッチ222への供給油圧を制御することで、後進クラッチ222のトルク容量が制御される。
The reverse solenoid valve 8 adjusts the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied from the oil pump 9 driven using a part of the power of the engine 1 to a desired hydraulic pressure and supplies the hydraulic oil to the
プロペラシャフト23は、変速機22の出力軸と終減速差動装置24の入力軸とを接続する。
The
終減速差動装置24は、終減速装置と差動装置とを一体化したものであり、プロペラシャフト23の回転を減速させた上で左右のドライブシャフト25に伝達する。また、カーブ走行時など、左右のドライブシャフト25の回転速度に速度差を生じさせる必要があるときには、自動的に速度差を与えて円滑な走行ができるようにする。左右のドライブシャフト25の先端にはそれぞれ車輪4が取り付けられる。
The final
制動装置3は、ブレーキブースタ31と、マスタシリンダ32と、ドラムブレーキ33と、ブレーキ液圧センサ34と、を備える。
The
ブレーキブースタ31は、ブレーキペダル53に接続され、エンジン1の吸入負圧を利用してブレーキペダル53を操作するために必要な力を軽減する。
The
マスタシリンダ32は、ブレーキペダル53の踏み込み量(以下「ブレーキ操作量」という。)に応じて、ドラムブレーキ33を作動させるための液圧(以下「ブレーキ液圧」という。)を発生させる。ブレーキ操作量が大きくなるほどブレーキ液圧は大きくなる。
The
ドラムブレーキ33は、車輪4と共に回転するドラムに、摩擦材が貼り付けられたブレーキシューを押し付けることで車輪4の回転速度を低下させ、制動力を発生させる。マスタシリンダ32からドラムブレーキ33に供給されるブレーキ液圧が高くなるほど、ブレーキシューの押し付け力が大きくなるので、フォークリフト100の制動力は大きくなる。
The
ブレーキ液圧センサ34は、マスタシリンダ32からドラムブレーキ33に供給されるブレーキ液圧を検出する。
The brake
走行レバー51は、フォークリフト100の進行方向を選択するレバーである。走行レバー51を前進位置に切り替えると前進クラッチ221が締結状態、後進クラッチ222が解放状態となる。一方、走行レバー51を後進位置に切り替えると、前進クラッチ221が解放状態、後進クラッチ222が締結状態となる。また、走行レバー51を中立位置に切り替えると、前進クラッチ221及び後進クラッチ222が解放状態となる。走行レバー51には、走行レバー51の位置を検出するレバー位置検出センサ511が設けられる。
The
アクセルペダル52は、エンジン出力を調整するペダルである。アクセルペダル52には、アクセルペダル52の踏み込み量(以下「アクセル操作量」という。)を検出するアクセルストロークセンサ521が設けられる。
The
ブレーキペダル53は、フォークリフト100の制動力を調整するペダルである。
The brake pedal 53 is a pedal that adjusts the braking force of the
インチングペダル54は、前進クラッチ221及び後進クラッチ222のうち、締結中のクラッチ(以下「締結クラッチ」という。)のトルク容量を調整するペダルである。インチングペダル54には、インチングペダル54の踏み込み量(以下「インチング操作量」という。)を検出するインチングストロークセンサ541が設けられる。
The inching
また、インチングペダル54は、ブレーキペダル53と機械的に連結されており、インチングペダル54を所定の操作量以上踏み込むと、インチングペダル54と連動して自動的にブレーキペダル53が踏み込まれるようになっている。
The
つまり、インチングペダル54を踏み込むと、インチング操作量に応じて締結クラッチ(前進クラッチ221又は後進クラッチ222)への供給油圧が制御され、締結クラッチが締結状態、半クラッチ状態及び解放状態の3つの状態に制御されると共に、インチング操作量に応じてブレーキ液圧が変化し、ブレーキ液圧に応じた制動力が発生する。このインチング操作量と、締結クラッチへの供給油圧及びブレーキ液圧と、の関係については、図2を参照して後述する。
That is, when the
コントローラ6は、中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ6には、前述したブレーキ液圧センサ34、レバー位置検出センサ511、アクセルストロークセンサ521及びインチングストロークセンサ541の他にも、フォークリフト100を制御するために必要な各種センサからの信号が入力される。
The controller 6 is composed of a microcomputer having a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input / output interface (I / O interface). In addition to the brake
コントローラ6は、アクセル操作量に応じてエンジン出力を制御する。 The controller 6 controls the engine output according to the accelerator operation amount.
また、コントローラ6は、走行レバー51の位置及びインチング操作量に応じて、前進用ソレノイドバルブ7及び後進用ソレノイドバルブ8を制御し、前進クラッチ221及び後進クラッチ222への供給油圧を制御する。これにより、前進クラッチ221及び後進クラッチ222のトルク容量が制御されて、前進クラッチ221及び後進クラッチ222が、締結状態、半クラッチ状態(スリップ状態)及び解放状態の3つの状態に制御される。
Further, the controller 6 controls the forward solenoid valve 7 and the reverse solenoid valve 8 in accordance with the position of the
図2は、インチング操作量に対する締結クラッチ(前進クラッチ221又は後進クラッチ222)への供給油圧の変化特性と、インチング操作量に対するブレーキ液圧の変化特性と、を示した図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a change characteristic of the hydraulic pressure supplied to the engagement clutch (forward clutch 221 or reverse clutch 222) with respect to the inching operation amount, and a change characteristic of the brake hydraulic pressure with respect to the inching operation amount.
まず、インチング操作量に対する締結クラッチへの供給油圧の変化特性について説明する。 First, the change characteristic of the hydraulic pressure supplied to the engagement clutch with respect to the inching operation amount will be described.
図2に示すように、インチング操作量が第2操作量未満のときは、インチングペダル54が踏み込まれた状態であっても、締結クラッチへの供給油圧は所定の締結油圧に維持される。締結油圧は、前進クラッチ221及び後進クラッチ222を締結状態にするために必要な油圧である。
As shown in FIG. 2, when the inching operation amount is less than the second operation amount, the hydraulic pressure supplied to the engagement clutch is maintained at a predetermined engagement hydraulic pressure even when the inching
インチング操作量が第2操作量になると、締結クラッチへの供給油圧が締結油圧から所定のスリップ油圧に向けて低下させられ、その後は、インチング操作量が第3操作量になったときに締結クラッチへの供給油圧が所定の解放油圧となるように、インチング操作量の増加に応じて締結クラッチへの供給油圧が徐々に低下させられる。締結クラッチは、供給油圧がスリップ油圧以下になると半クラッチ状態となり、供給油圧が解放油圧以下になると解放状態となる。 When the inching operation amount becomes the second operation amount, the hydraulic pressure supplied to the engagement clutch is decreased from the engagement hydraulic pressure toward the predetermined slip hydraulic pressure, and thereafter the engagement clutch when the inching operation amount becomes the third operation amount. The hydraulic pressure supplied to the engagement clutch is gradually reduced as the inching operation amount increases so that the hydraulic pressure supplied to the engine becomes a predetermined release hydraulic pressure. The engagement clutch is in a half-clutch state when the supply hydraulic pressure is equal to or lower than the slip hydraulic pressure, and is in a released state when the supply hydraulic pressure is equal to or lower than the release hydraulic pressure.
このように、インチング操作量が第2操作量になるまでは、締結クラッチが締結状態となるように供給油圧が制御される。インチング操作量が第2操作量から第3操作量までの間は、締結クラッチが半クラッチ状態となるように供給油圧が制御される。そして、インチング操作量が第3操作量以上のときは、締結クラッチが解放状態となるように供給油圧が制御される。 In this manner, the supply hydraulic pressure is controlled so that the engagement clutch is engaged until the inching operation amount reaches the second operation amount. When the inching operation amount is from the second operation amount to the third operation amount, the supply hydraulic pressure is controlled so that the engagement clutch is in the half-clutch state. When the inching operation amount is equal to or greater than the third operation amount, the supply hydraulic pressure is controlled so that the engagement clutch is released.
次に、インチング操作量に対するブレーキ液圧の変化特性について説明する。 Next, the change characteristic of the brake fluid pressure with respect to the inching operation amount will be described.
図2に示すように、インチング操作量が第1操作量以上になると、インチングペダル54に連動して自動的にブレーキペダル53が踏み込まれ始め、インチング操作量の増加に応じて徐々にブレーキ液圧が増加していく。そして、ブレーキ液圧が所定のブレーキ作動液圧以上になると、ドラムブレーキ33による制動力が発生する。
As shown in FIG. 2, when the inching operation amount becomes equal to or larger than the first operation amount, the brake pedal 53 starts to be depressed automatically in conjunction with the inching
ここで、フォークリフト100の納品時などの初期状態では、少なくともインチング操作量が第3操作量よりも大きくなってから、ブレーキ液圧がブレーキ作動液圧以上となるように、ブレーキ液圧の変化特性が設定されている。つまり、締結クラッチが解放状態になってから制動力が発生するように、インチング操作量に応じてブレーキ液圧が増加するようになっている。
Here, in an initial state such as when the
このように、第3操作量と、ブレーキ液圧がブレーキ作動液圧になるインチング操作量(以下「ブレーキ作動操作量」という。)と、の間には、第3操作量よりもブレーキ作動操作量が常に大きくなるように、アンダーラップ代が確保されるようにしておきたい。なお、アンダーラップ代とは、駆動力と制動力とが同時に発生せず、それぞれが重なり合わない領域のことである。 Thus, between the third operation amount and the inching operation amount at which the brake fluid pressure becomes the brake operation fluid pressure (hereinafter referred to as “brake operation operation amount”), the brake operation operation is performed more than the third operation amount. I want to make sure that the underlap is secured so that the amount is always large. The underlap margin is a region where the driving force and the braking force are not generated at the same time and do not overlap each other.
しかしながら、ブレーキ液圧の変化特性は経時的に変化しやすく、また、個体バラつきも大きいので、インチング操作量が第3操作量になる前に、ブレーキ液圧がブレーキ作動液圧以上になってしまうことがある。つまり、締結クラッチが半クラッチ状態のときに、ドラムブレーキ33による制動力が発生してしまうことがある。
However, since the change characteristic of the brake fluid pressure is likely to change with time, and the individual variation is large, the brake fluid pressure becomes equal to or higher than the brake operation fluid pressure before the inching operation amount becomes the third operation amount. Sometimes. That is, when the fastening clutch is in the half clutch state, the braking force by the
インチングペダル54は、荷役作業を行いながらフォークリフト100の速度を調整するときに使用されるペダルなので、締結クラッチが半クラッチ状態のときに制動力が発生してしまうと、締結クラッチやブレーキシューの摩擦材の磨耗が促進されると共に、締結クラッチが発熱してオーバーヒートし、フォークリフト100の耐久性も悪化する。
The inching
そこで本実施形態では、インチング操作量とブレーキ液圧とに応じて、締結クラッチへの供給油圧を制御することにした。以下、この供給油圧制御について、図3を参照して説明する。 Therefore, in the present embodiment, the hydraulic pressure supplied to the engagement clutch is controlled according to the inching operation amount and the brake hydraulic pressure. Hereinafter, the supply hydraulic pressure control will be described with reference to FIG.
図3は、本実施形態による供給油圧制御について説明する図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining supply hydraulic pressure control according to the present embodiment.
図3に示すように、インチング操作量が第3操作量になる前にブレーキ液圧がブレーキ作動液圧になったときは、その時点で締結クラッチへの供給油圧を解放油圧まで低下させる。 As shown in FIG. 3, when the brake fluid pressure reaches the brake actuation fluid pressure before the inching operation amount becomes the third operation amount, the hydraulic pressure supplied to the engagement clutch is reduced to the release hydraulic pressure at that time.
これにより、ブレーキ液圧の増加特性の変化にかかわらず、締結クラッチが解放状態になってから制動力を発生させることができる。よって、前述したフォークリフト100の操作性及び耐久性の悪化を抑制することができる。
As a result, the braking force can be generated after the engagement clutch is released regardless of the change in the increase characteristic of the brake fluid pressure. Therefore, deterioration of the operability and durability of the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、締結クラッチへの供給油圧の変化特性を必要に応じて変更することができるようにした点で、第1実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that the change characteristic of the hydraulic pressure supplied to the engagement clutch can be changed as necessary. Hereinafter, the difference will be mainly described. In each of the following embodiments, the same reference numerals are used for portions that perform the same functions as those of the first embodiment described above, and repeated descriptions are omitted as appropriate.
図4は、本発明の第2実施形態によるフォークリフト100の概略図である。
FIG. 4 is a schematic view of a
フォークリフト100での作業時には、木材や土石、溝等の障害物を乗り越えるために、ショックを伴う発進が必要になることがある。そこで、本発明の第2実施形態によるフォークリフト100は、ショックを伴う発進を可能とするために、ショック発生スイッチ55をさらに備える。
When working on the
ショック発生スイッチ55は、運転者によって操作されるスイッチである。ショック発生スイッチ55のON−OFF信号は、コントローラ6に入力される。ショック発生スイッチ55をONにすることで、インチングペダル操作時の前進クラッチ221又は後進クラッチ222への供給油圧の変化特性が、図5に示すように変化する。
The
図5は、ショック発生スイッチ55をONにしたときの、締結クラッチへの供給油圧の変化特性を示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing a change characteristic of the hydraulic pressure supplied to the engagement clutch when the
図5に示すように、ショック発生スイッチ55をONにした場合は、インチング操作量が第2操作量になったときに、締結クラッチへの供給油圧が、ステップ的に締結油圧からゼロに変化するように、締結クラッチへの供給油圧の変化特性を変更する。
As shown in FIG. 5, when the
これにより、インチングペダル54を第2操作量以上踏み込んだ状態からインチングペダル54を戻すことで、解放状態にある締結クラッチを一気に締結状態にすることができるので、ショックを伴う発進が可能となる。
Accordingly, by returning the inching
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
例えば、上記実施形態では産業車両の例としてフォークリフトを挙げて説明したが、フォークリフト以外の産業車両に本発明を適用しても良い。また、制動装置3としてドラムブレーキ33を使用したが、ディスクブレーキを使用しても良い。
For example, in the above embodiment, a forklift has been described as an example of an industrial vehicle, but the present invention may be applied to an industrial vehicle other than a forklift. Further, although the
また、上記第2実施形態では、インチング操作量が第2操作量になったときに、締結クラッチへの供給油圧をゼロにしていたが、少なくとも解放油圧以下になるように制御すれば良い。 In the second embodiment, when the inching operation amount becomes the second operation amount, the hydraulic pressure supplied to the engagement clutch is set to zero. However, the control may be performed so that it is at least equal to or less than the release hydraulic pressure.
1 エンジン(内燃機関)
5 コントローラ(インチング制御手段)
21 トルクコンバータ
54 インチングペダル
55 ショック発生スイッチ
100 フォークリフト(産業車両)
221 前進用クラッチ(油圧クラッチ)
222 後進用クラッチ(油圧クラッチ)
1 engine (internal combustion engine)
5 Controller (Inching control means)
21
221 Forward clutch (hydraulic clutch)
222 Reverse clutch (hydraulic clutch)
Claims (2)
インチングペダルの操作量及び前記車輪に設けられた制動装置に供給するブレーキ液圧に応じて、前記油圧クラッチへの供給油圧を制御するインチング制御手段を備え、
前記インチング制御手段は、
前記油圧クラッチを半クラッチ状態に制御している場合に前記ブレーキ液圧が所定のブレーキ作動液圧以上になったときは、前記油圧クラッチへの供給油圧を、前記油圧クラッチが解放状態になる所定の解放油圧まで低下させる、
ことを特徴とする産業車両の制御装置。 An industrial vehicle control device for transmitting output torque of an internal combustion engine transmitted through a torque converter to wheels through a hydraulic clutch,
Inching control means for controlling the hydraulic pressure supplied to the hydraulic clutch according to the operation amount of the inching pedal and the brake hydraulic pressure supplied to the braking device provided on the wheel,
The inching control means includes
When the hydraulic clutch is controlled to a half-clutch state, if the brake hydraulic pressure becomes equal to or higher than a predetermined brake hydraulic pressure, the hydraulic pressure supplied to the hydraulic clutch is set to a predetermined level at which the hydraulic clutch is released. Lower to release hydraulic pressure,
An industrial vehicle control device.
前記インチング制御手段は、
前記ショック発生スイッチがONになっている場合は、前記インチングペダルの操作量が所定の操作量を超えたときに、前記油圧クラッチへの供給油圧を、前記油圧クラッチが締結状態となる所定の締結油圧から前記解放油圧以下の油圧まで低下させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の産業車両の制御装置。 A shock generation switch,
The inching control means includes
When the shock generation switch is ON, when the operation amount of the inching pedal exceeds a predetermined operation amount, the hydraulic pressure supplied to the hydraulic clutch is set to a predetermined engagement at which the hydraulic clutch is engaged. Reducing the hydraulic pressure to a hydraulic pressure below the release hydraulic pressure,
The industrial vehicle control device according to claim 1.
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