JPH08142701A - 流体式変速機搭載車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フォ−クリフトなどの流体変速機搭載車両にお
いて、急発進を有効に防止でき、かつエンジンを良好に
始動できる制御装置を提供する。 【構成】可変容量ポンプ３１の吐出側と吸込側とを、エ
ンジン１の停止時には開成状態となるバイパス弁７１を
配設したバイパス回路７により短絡し、コントローラ６
によって、バイパス弁７１を開成しつつエンジン１の始
動した後、流体式変速機３の速度比ｅを０とした上でバ
イパス弁７１を閉成するように制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンを良好に始動
しうる流体変速機搭載車両の制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の流体式変速機搭載車両として、
例えば可変容量ポンプと可変若しくは固定容量モータと
を液圧回路で接続してなる流体式変速機と、前記可変容
量ポンプに連結するエンジンと、前記可変容量モータに
連結する車輪とを具備してなり、前記エンジンと前記車
輪間の速度比を前記流体式変速機によって無段階に変化
させるよう構成してなるフォ−クリフトがある。

【０００３】流体式変速機は、例えば静圧バランスタイ
プのラジアルピストンポンプ・モータであって、可変容
量ポンプと可変容量モータとを液圧回路で接続してなる
ものである。可変容量ポンプの容量をＤp 、ポンプ入力
軸の回転数をＮp 、可変容量モータの容量をＤm 、モー
タ出力軸の回転数をＮm とし、また最大容量Ｄpmax、Ｄ
mmaxが互いに等しいものとし、さらに液圧回路に漏れが
ないとすれば、Ｄp ×Ｎp ＝Ｄm ×Ｎm なる関係が成立
する。速度比ｅは、ｅ＝Ｎm ／Ｎp ＝Ｄp ／Ｄm として
表わされ、ポンプ容量Ｄp またはモータ容量Ｄm を変化
させることにより無段階に調節できる。ポンプ容量Ｄp
およびモータＤm は、ポンプ及びモータのシリンダブロ
ックの偏心によって可変であり、偏心が中立位置で０、
また最大変位で最大容量となるよう構成される。偏心
は、油圧サーボ機構を介してコントローラにより電気的
に制御される。コントローラへの電力の供給は、主スイ
ッチによるエンジンの始動・停止と同時に開閉される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる制御
装置においては、発進時において急発進や始動不良を生
じやすいという問題がある。

【０００５】エンジンを停止状態から始動するさいに
は、変速機の速度比を０として、エンジンの回転が車輪
に伝達されないようにする必要がある。ところが、エン
ジンの停止時にはコントローラには電力が供給されてお
らず、変速機の速度比は不定である。主スイッチを閉じ
てエンジンを始動する際に速度比が０でないと、始動と
同時に車輪にエンジンから液圧回路を介してトルクが伝
達され、車両の急発進を招く恐れがある。また、エンジ
ンの回転軸及び液圧回路に車輪の回転軸を介して負荷が
かかっているため、良好に始動を行えない。

【０００６】エンジンを停止する際にあらかじめ変速機
の速度比を０とする制御を行うことは可能であるが、始
動時に確実に速度比が０となることを保障するものでは
ない。また、主スイッチを閉じた直後、変速機の速度比
を０にする制御を行い、しかる後にエンジンの始動を行
う構成とすることも可能であるが、変速機の速度比の変
更が終了する前にはエンジンは始動されないため、主ス
イッチを閉じてからエンジンが始動するまでにタイムラ
グが生じてしまう。

【０００７】本発明は、このような課題に着目してなさ
れたものであって、急発進を伴うこと無く良好にエンジ
ンを始動しうる流体式変速機搭載車両の制御装置を提供
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】本発明は、かかる目的を
達成するために、次のような構成を採用したものであ
る。

【０００９】すなわち、本発明に係る流体式変速機搭載
車両の制御装置は、可変容量ポンプと可変若しくは固定
容量モータとを液圧回路で接続してなる流体式変速機
と、前記可変容量ポンプに連結するエンジンと、前記可
変容量モータに連結する車輪とを具備してなり、前記エ
ンジンと前記車輪間の速度比を前記流体式変速機によっ
て無段階に変化させるよう構成してなる流体式変速機搭
載車両において、前記液圧回路に、可変容量ポンプの吐
出側と吸込側を短絡するバイパス回路を設けるととも
に、このバイパス回路に配設されるバイパス弁を、エン
ジン停止時には開成し、エンジン始動後には変速機の速
度比を０とした後に閉成する制御手段を設けてなること
を特徴とする。

【００１０】

【作用】このような構成の流体式変速機搭載車両の制御
装置であれば、停止状態からエンジンを始動する際には
バイパス弁は開成され、液圧回路は可変容量ポンプの吐
出側と吸込側の間はバイパス回路により短絡されている
ので、エンジンの回転は車輪に伝達されないため急発進
を確実に防止できると共に、エンジンは無負荷状態にあ
るのでタイムラグを伴うこと無くエンジンを良好に始動
できる。

【００１１】また、エンジンを始動して変速機の速度比
を０とした後に、バイパス弁を閉成して可変容量ポンプ
の吐出側と吸込側の間の短絡を解消するため、急発進を
伴うことなく良好に車輪の駆動を開始することができ
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１〜図５を参
照して説明する。

【００１３】この実施例においては、本発明はフォーク
リフトに適用される。この実施例におけるフォ−クリフ
トは、図１に示すように、エンジン１と、車輪２と、エ
ンジン１と車輪２との間に介在して速度比ｅを無段階に
変化させる流体式変速機（ＨＳＴ）３と、エンジン１の
スロットルバルブに対して非連結状態にされたアクセル
４と、これらを制御する制御手段たるコントローラ６と
によって構成される。太線は制御信号、点線は検出器信
号である。

【００１４】エンジン１は、スロットルバルブ制御用ア
クチュエータ１ａを備えており、スロットル駆動信号Ｓ
(THL) が与えられると、アクチュエータ１ａが図示しな
いスロットルバルブを駆動して所要のスロットル開度Ｔ
ＨＬを実現するよう構成される。

【００１５】ＨＳＴ３は、図２に示すように、可変容量
ポンプ３１及び可変容量モータ３２の間を液圧回路３３
で接続してなり、そのポンプ入力軸３１ａをエンジン１
に、モータ出力軸３２ａを車輪２にそれぞれギアを介し
て連結して、エンジン１の回転を車輪２に速度比ｅで伝
達する。可変容量ポンプ３１及び可変容量モータ３２
は、既知の構造の静圧バランスタイプのラジアルピスト
ンポンプ・モータであって、本実施例では油によって駆
動され、ポンプ３１の最大容量Ｄpmaxとモータ３２の最
大容量Ｄmmaxとは互いに等しく設定する。液圧回路３３
は、可変容量ポンプ３１と可変容量モータ３２とを接続
する２本の回路により構成され、それぞれにブースト回
路３４が接続されている。ブースト回路３４は、ギア１
１を介してエンジン１により駆動されるブーストポンプ
３５により、オイルタンク３６内の油を加圧して、チェ
ック弁３７を介して液圧回路３３内に供給するようにし
ている。液圧回路３３の液圧が一定圧力より低下する
と、チェック弁３７が開成して液圧回路３３の低圧側に
油が補給されて、液圧回路３３の圧力を一定以上に保つ
ようにしている。

【００１６】ＨＳＴ３の速度比ｅは、前記した通り、ポ
ンプ３１の容量をＤp 、ポンプ入力軸３１ａの回転数を
Ｎp 、モータ３２の容量をＤm 、モータ出力軸３２ａの
回転数をＮm とすると、Ｄp ×Ｎp ＝Ｄm ×Ｎm なる関
係が成立し、速度比ｅは、ｅ＝Ｎm ／Ｎp ＝Ｄp ／Ｄm
となる。速度比ｅの調節は、ポンプ容量Ｄp またはモー
タ容量Ｄm を変化させることで無段階に調節でき、図３
に示すように、モータ容量Ｄm を最大Ｄmmaxに保持した
状態でポンプ容量Ｄp を０から最大Ｄpmaxまで変化させ
ると、図４に示すように、速度比ｅが０≦ｅ≦１の領域
で変化し、さらに図３に示すように、ポンプ容量Ｄp を
最大Ｄp max に保持した状態でモータ容量Ｄm を最大Ｄ
mmaxから０に向かって変化させると、図４に示すように
速度比ｅが１≦ｅの領域で変化する特性を有している。
なお、前記可変容量モータ３２を固定容量形に代えて実
施することもでき、この場合、速度比ｅは、０≦ｅ≦１
の領域でのみ変化することになる。ポンプ容量Ｄp およ
びモータ容量Ｄm は、図示しないシリンダブロックの偏
心によって可変であり、偏心が中立位置で０、また最大
変位で最大容量となるよう設定される。この偏心は、偏
心位置検出器を兼ねる油圧サーボ機構５５を介してコン
トローラ６により電気的に制御される。また、前記ポン
プ入力軸３１ａにはギヤ等を介して図示しない固定ポン
プが接続され、この固定ポンプが吐出する油を図示しな
いリフトシリンダやチルトシリンダに移送して、リフト
の昇降やマストの傾動を行わしめるようにしている。

【００１７】この実施例における通常走行時の制御は、
次のようになる。エンジン１は、あるスロットル開度Ｔ
ＨＬにてエンジン回転数ＳＥで回転し、両者によって決
定される出力トルクＴＥを出力する。ＨＳＴ３は、速度
比ｅでエンジン回転数ＳＥを車輪２に伝達して車速Ｖに
変換し、その結果生じる負荷トルクＴＷをエンジン１に
伝達する。出力トルクＴＥと負荷トルクＴＷとの偏差
は、エンジン１のもつ慣性ｓ・Ｉｅを介してエンジン回
転数ＳＥを増減させる。定常状態においては、速度比
ｅ、スロットル開度ＴＨＬ、エンジン回転数ＳＥ、およ
び車速Ｖは一定であり、出力トルクＴＥと負荷トルクＴ
Ｗは釣り合っている。速度比ｅを大きくすると、それに
応じて車速Ｖは増し、同時に負荷トルクＴＷが増して出
力トルクＴＥを上回り、慣性ｓ・Ｉｅを通してエンジン
回転数ＳＥが低下する。速度比ｅを小さくすると、逆の
過程が生じる。スロットル開度ＴＨＬを大きくすると、
出力トルクＴＥが増して負荷トルクＴＷを上回り、慣性
ｓ・Ｉｅを通してエンジン回転数ＳＥが増加して車速Ｖ
が増す。スロットル開度ＴＨＬを小さくすると、逆の過
程が生じる。

【００１８】エンジン１のスロットル開度ＴＨＬおよび
ＨＳＴ３の速度比ｅの制御を行うために、図１に示すよ
うに、アクセル操作量検出器５１と、車速検出器５２
と、エンジン回転数検出器５３と、スロットル開度検出
器５４と、油圧サーボ機構を兼ねる偏心位置検出器５５
を設けている。これらの出力信号は、コントローラ６に
入力される。アクセル操作量検出器５１は、アクセル４
の回動軸に付帯して設けたポテンショメータであって、
アクセル操作量ＡＣＣを電気信号に変換してコントロー
ラ６に出力する。車速検出器５２は、車軸すなわちモー
タ出力軸３２ａに付帯して設けたエンコーダであって、
その回転数Ｎm に対応した車速Ｖを電気信号に変換して
コントローラ６に出力する。エンジン回転数検出器５３
は、エンジン１のクランクシャフト又はポンプ入力軸３
１ａに取り付けたエンコーダであって、エンジン回転数
ＳＥを電気信号に変換してコントローラ６に出力する。
スロットル開度検出器５４は、スロットルバルブ駆動軸
もしくはスロットルバルブ制御用アクチュエータ１ａに
付帯して設けたポテンショメータであって、スロットル
開度ＴＨＬを電気信号に変換してコントローラ６に出力
する。偏心位置検出器５５は、可変容量ポンプ３１及び
可変容量モータ３２のシリンダーブロックの駆動軸に取
り付けたエンコーダであって、ポンプ３１及び可変容量
モータ３２の偏心位置を電気信号に変換してコントロー
ラ６に出力し、コントローラ６での演算によって、ポン
プ容量Ｄp およびモータ容量Ｄm に変換され、速度比ｅ
が求められる。

【００１９】コントローラ６は、ＣＰＵ、メモリ、イン
ターフェース等を備えた通常のマイクロコンピュータシ
ステムにより構成される。コントローラ６は、アクセル
操作量ＡＣＣに対して目標車速Ｖ0 を、スロットル開度
ＴＨＬに対して目標エンジン回転数ＳＥ0 を、それぞれ
設定して、実車速Ｖと目標車速Ｖ0 との車速偏差ε1
と、実エンジン回転数ＳＥと目標エンジン回転数ＳＥ0
とのエンジン回転数偏差ε2 により、ＨＳＴ３の速度比
ｅとスロットル開度ＴＨＬとを制御して、操作性が高
く、かつスロットル開度ＴＨＬとエンジン特性により定
まる最適燃費条件を満たすエンジン回転数ＳＥを満たす
走行を実現するようにしている。コントローラ６に供給
される電力は、エンジン１を始動・停止する主スイッチ
６１によって電気的に開閉される。主スイッチ６１は、
図示しないキーの回動によって操作されるもので、エン
ジン１の始動・停止と、コントローラ６への電力供給の
開始・停止を同時に行いうるように構成されている。

【００２０】このような構成の制御装置において、この
実施例では、図２に示すように、ＨＳＴ３の液圧回路３
３において、可変容量ポンプ３１の吐出側と吸込側を短
絡するバイパス回路７を設け、このバイパス回路７にバ
イパス弁７１を配設する。バイパス弁７１は、油圧によ
り開閉する既知の構造のもので、制御弁８によって制御
を行い、油圧がかからない際には開成状態となるようば
ね７２により弾性付勢されたノーマルオープンタイプの
ものである。

【００２１】制御弁８は、コントローラ６によって電気
的に駆動される電磁弁であって、バイパス弁７１に接続
する制御回路８１を、ブースト回路３４又は回収タンク
８２のいずれか一方に選択的に切り替えて接続するよう
構成している。制御弁８は、コントローラ６により電流
が流される際には、制御回路８１とブースト回路３４と
を接続して、制御回路８１に加圧した油を導入してバイ
パス弁７１を閉成し、また電流が流されない際には、制
御回路８１と回収タンク８２とを接続して、制御回路８
１内の加圧された油を回収タンク８２に退出させてバイ
パス弁７１を開成する。

【００２２】このような構成の制御装置においてエンジ
ン１を始動する際に行われるコントローラ６の制御は、
図５に示すようになる。エンジン停止時には、制御弁８
には電流は流されず、バイパス弁７１は開成されてい
る。ステップＳ１で主スイッチ６１を閉成すると、コン
トローラ６への電力の供給が開始され、ステップＳ２で
コントローラ６の初期化が行われる。この際、制御弁８
には電流は流さずバイパス弁７１は開成されて、バイパ
ス回路７によって可変容量ポンプ３１の吐出側と吸込側
とを短絡しているので、速度比ｅが０に保持されていな
くてもエンジン１の回転は車輪２には伝達されず、エン
ジン１の始動を行っても発進は行われない。ステップＳ
３でエンジン回転数検出器５３によってエンジン１の始
動を検出すると、ステップＳ４でコントローラ６は油圧
サーボ機構５５を駆動することにより可変容量ポンプ３
１の偏心位置を中立として容量Ｄp を０に、可変容量モ
ータ３２の偏心位置を最大として容量Ｄm を最大とする
制御を行い、速度比ｅ＝Ｄp／Ｄm を０とするとともに
可変容量ポンプ３１の容量Ｄp の変化による速度比ｅの
増大する割合を最小とする。ステップＳ５で偏心位置検
出器としても働く油圧サーボ機構５５によって可変容量
ポンプ１３及び可変容量モータ３２の偏心位置の変更の
終了を検出すると、コントローラ６はステップＳ６で制
御弁８に電流を供給してバイパス弁７１を閉成すること
によって、バイパス回路７を閉じて回路可変容量ポンプ
３１の吐出側と吸込側との短絡を解消して、エンジン１
と車輪２をＨＳＴ３により速度比ｅで連結して通常走行
の制御に移行する。

【００２３】このような構成の流体変速機搭載車両の制
御装置であると、エンジン１を停止状態から始動するさ
いには可変容量ポンプ３１の吐出側と吸込側とが短絡さ
れているため、エンジン１の回転は車輪２に伝達され
ず、かつエンジン１は無負荷状態にあるので、急発進や
タイムラグを伴うことなく良好な始動を行うことができ
る。またエンジン１の始動後には、ＨＳＴ３の速度比ｅ
を０とした後にバイパス弁７１を閉成して可変容量ポン
プ３１の吐出側と吸込側との短絡を解消するため、急発
進を伴うことなく良好に車輪２の駆動を開始することが
できる。以上のコントローラ６を通じた始動時制御は、
５００ミリ秒もあれば完了することができ、ドライバー
に違和間を感じさせる事もない。

【００２４】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ないのは勿論である。例えば、アクセル４をエンジン１
のスロットルバルブと直結して、コントローラ６による
制御をより単純な構成とすることも可能である。また、
バイパス弁７１への油圧の供給はブースト回路３４を介
する構成に限定されるものではなく、独立に加圧した油
を供給する構成とすることも可能である。また、バイパ
ス弁７１は油圧式に限定されるものではなく、油以外の
液体による液圧式とすることも、また電磁弁としてコン
トローラ６によって直接制御する構成とすることも可能
である。また、ＨＳＴ３の可変容量ポンプ３１と可変容
量モータ３２の形式は、斜板型もしくは斜軸型のものと
することも可能であり、また可変容量モータ３２を固定
容量モータに変更することも可能である。その他、本発
明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

【００２５】

【発明の効果】本発明に係るフォークリフトなどの流体
変速機搭載車両の制御装置は、エンジンを停止状態から
始動する際には、バイパス弁を開成してバイパス回路に
より可変容量ポンプの吐出側と吸込側とを短絡してエン
ジンの回転が車輪に伝達されないようにしているため、
急発進やタイムラグを伴うこと無くエンジンを良好に始
動することが可能である。また、またエンジン始動後に
は、変速機の速度比を０とした後にバイパス弁を閉成し
て可変容量ポンプの吐出側と吸込側との短絡を解消する
ため、急発進を伴うことなく良好に車輪の駆動を開始し
て通常走行に移行することが可能である。

【００２６】以上のように、本発明は、急発進を伴うこ
となく、また始動不良やタイムラグを伴うこと無く、良
好にエンジンの始動を行うことを可能とする、という格
別な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る構成を示す概念図。

【図２】同実施例のＨＳＴに係る構成を示す概念図。

【図３】同実施例で用いられるＨＳＴの特性を示すグラ
フ。

【図４】同実施例で用いられるＨＳＴの特性を示す図３
に対応したグラフ。

【図５】同実施例のエンジン始動時の制御の概要を示す
フローチャート。

【符号の説明】

ｅ…速度比 １…エンジン ２…車輪 ３…流体式変速機（ＨＳＴ） ３１…可変容量ポンプ ３２…可変若しくは固定容量モータ（可変容量モータ） が…液圧回路 ６…制御手段（コントローラ） ７…バイパス回路 ７１…バイパス弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可変容量ポンプと可変若しくは固定容量モ
   ータとを液圧回路で接続してなる流体式変速機と、前記
   可変容量ポンプに連結するエンジンと、前記可変容量モ
   ータに連結する車輪とを具備してなり、前記エンジンと
   前記車輪間の速度比を前記流体式変速機によって無段階
   に変化させるよう構成してなる流体式変速機搭載車両に
   おいて、 前記液圧回路に、可変容量ポンプの吐出側と吸込側を短
   絡するバイパス回路を設けるとともに、このバイパス回
   路に配設されるバイパス弁を、エンジン停止時には開成
   し、エンジン始動後には変速機の速度比を０とした後に
   閉成する制御手段を設けてなることを特徴とする流体式
   変速機搭載車両の制御装置。