JP5953944B2 - 産業車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は産業車両の制御装置に関する。

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。

特開２００９−１５４９８７号公報

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。

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。

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の変化によって油圧クラッチへの供給油圧が制御されて油圧クラッチを半クラッチ状態に制御するインチング領域と、インチングペダルの所定以上の操作に応じて車輪に設けられた制動装置をブレーキ液圧により作動させるブレーキ領域と、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インチング領域において、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、当該インチングペダル操作量を超えるインチング領域での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。

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。

本発明の第１実施形態によるフォークリフトの概略図である。 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。 本発明の第１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。 本発明の第２実施形態によるフォークリフトの概略図である。 ショック発生スイッチを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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）

Claims (2)

1. 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の変化によって前記油圧クラッチへの供給油圧が制御されて前記油圧クラッチを半クラッチ状態に制御するインチング領域と、インチングペダルの所定以上の操作に応じて前記車輪に設けられた制動装置をブレーキ液圧により作動させるブレーキ領域と、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インチング領域において、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、当該インチングペダル操作量を超えるインチング領域での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。
2. ショック発生スイッチをさらに備え、
   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。

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