JPS6239334A - 自動変速機を備えた車両のスイツチバツク走行におけるクラツチ及び変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は自動変速機を備えた車両のスイッチバック走
行におけるクラッチ及び変速機の制御装置に関するもの
である。

（従来技術） 近年、自動変速機を喝えた車両が種々提案されている。

そして、これら自動変速機を備えた車両は従来の手動変
速機の車両と同様な操作フィーリングで各種の走行が行
なえることが要求されている。

（発明が解決しようとする問題点） そして、各種走行のうちスイッチバック走行の場合、手
動変速機の車両では以下の一連の操作を必要としていた
。

■スイッチバック走行可能な速度になるようにブレーキ
で減速する。

■２速から１速にシフトダ・クンさせた後、前後進操作
レバーを切換える。

■クラッチを接続する。

そして、この一連の操作は運転者の長年の経験と勘によ
って行なわれていた。このため、シフト切換え及び前後
進切換え不能な車速状態で強引にこのスイッチバック操
作を実行してしまって変速機を損傷させるといった問題
があった。又、手動変速機の車両においてはこれら繁雑
な一連の操作は高度な操作テクニックを必要とすること
から操作の上で運転者に大きな負担がかかり問題があっ
た。

この発明の目的は自動変速機を備えた車両において上記
手動変速機の車両がかかえている問題点を解消するとと
もに、手動変速機の車両と同様に運転者に負担をかける
ことなくスイッチバック走行を行なうことができる自動
変速機を備えた車両のスイッチバック走行におけるクラ
ッチ及び変速機の制御装置を提供するにある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） この発明は上記目的を達成するために、エンジンの出力
を入り切りしてその出力を自動変速機に伝達するクラッ
チを作１１１Ｊざぜて同クラッチの接続状態を調整する
クラッチ駆動手段と前記自動変速機に設けられ同変速機
を前進、ニュウトラル、後進の３位置にギア切換え駆動
させる変速機駆動手段を設けるとともに、車両の走行速
度を検出する車速検出手段及び前後進操作レバーのディ
レクションポイントを検出する位置検出手段を設ける。

又、前記位置検出手段に基づいて前後進操作レバーのデ
ィレクションポイントがニュウ１〜ラル、そして、その
ニュウトラルにする前のディレクションボーインドと異
なるディレクションポイントに切換わった時、クラッチ
駆動手段を作動させエンジンブレーキをかけて車両を減
速させる制動制御手段を設けるとともに、前記検出手段
に基づいて車両の走行速度が予め定めた速度に減速され
たかどうかを判別する判別手段を設ける。

そして、その判別手段の判別結果に基づいて走行速度が
予め定めた速度に減速した時、クラッチを切り自動変速
機をその時の走行方向と一致するギア結合からその時の
走行方向と反対の方向のギア結合に切換え、その切換え
が終了した時、前記クラッチを接続するようにクラッチ
及び変速機駆動手段を作動させる切換制御手段を設けて
なる自動変速機を備えた車両のスイッチバック走行にお
けるクラッチ及び変速機の制御装置をその要旨とするも
のである。

（作用） 制動制御手段は位置検出手段に基づいて前後進操作レバ
ーのディレクションポイントが二１ウトラル、そして、
そのニュウトラルにする前のディレクションポイントと
異なるディレクションポイントに切換わった時、クラッ
チ駆動手段を作動させエンジンブレーキをかけて車両を
減速させる。

そして、判別手段が走行速度が予め定めた速度に減速し
たと判別した時、切換制御手段はクラッチを切り自動変
速機をその時の走行方向と一致づるギア結合からその時
の走行方向と反対の方向のギア結合に切換え、その切換
えが終了した時、前記クラッチを接続するようにクラッ
チ及び変速機駆動手段を作動させる。

（実施例） 以下、この発明をフォークリフトに具体化した一実施例
を図面に従って説明する。

第１図はフォークリフトの駆動系の機構を示し、エンジ
ン１の出力は乾式単板クラッチ２を介して自動変速機３
に伝達され、その自動変速機３は差動歯車機構４を介し
て走行用駆動輪５を所定の変速比でもって前後進駆動さ
せる。又、エンジン１はフォークを昇降動作させるため
のリフトシリンダ及びマストを傾動させるだめのチルト
シリンダに作動油を供給する油圧ポンプの駆動源として
も使用されている。

前記エンジン１の出力を入り切りさける乾式単板クラッ
チ２はクラッチ駆動手段としてのクラッチ制御用アクチ
ュエータ６の駆動に基づいて伸縮づるロッド６ａのス１
〜ローク呈に相対して同クラッチ２の接続状態が調整さ
れる。一方、前記自動変速ＦＡ３はシフト切換用アクチ
ュエータ７の駆動にて１速く低速）と２速く高速）とに
変速することができ、前後進切換用アクチユエータ８の
駆動にて１７ｉ７進走行、ニュウトラル（中立）及び後
進走行とに切換えることができる。

次に、前記各アクチュエータ６〜８を駆動制御するため
の電気回路を第２図に従って説明する。

車速検出手段としての車速センサ１１は第１図に示すよ
うに自動変速機３の出力軸の回転速度を検出し、その検
出信号を入出力インタフェース１２に出力する。エンジ
ン回転数センサ１３は第１図に示すようにエンジン１の
出力軸の回転数を検出し、その検°出信号を前記インタ
ーフェイス１２に出力する。

ストローク検出センサ１４はポテンショメータよりなり
、前記クラッチ制御用アクチ１１−夕６のロッド６ａの
ストローク聞を検出し、その検出信号はＡ／Ｄ変換器１
５にてデジタル信号に変換されて前記インターフェイス
１２に出力される。

ペダル操作量検出センサ１６はポテンショメータよりな
り、運転席に設けられたアクセルペダル１７の踏み込み
角ｅｘを検出し、その検出信号はＡ／Ｄ変換器１８にて
デジタル信号に変換されて前記インターフェイス１２に
出力される。

位置検出手段としての前後進検出センサ１９は同じく運
転席に設けた前後進操作レバー２０の切換状態（前進、
ニュウトラル、後進）、すなわち、ディレクションポイ
ントを検知し、その検出信号を前記インターフェイス１
２に出力する。負荷検出センサ２１は圧力センサよりな
り、リフトシリンダ２２内の作動油の油圧力を検出、す
なわち、フォーク２３にかかる積荷２４の１聞を検出し
、その検出信号はＡ／Ｄ変換器２５にてデジタル信号に
変換されて前記インターフェイス１２に出力される。

制動制御手段、判別手段及び切換制御手段としてのマイ
クロコンピュータ３１は中央処理装置（以下、ＣＰＵと
いう）３２、制御プログラムを記憶した読み出し専用（
ＲＯＭ）よりなるプログラムメモリ３３、及び、演算処
理結果等を一時記憶する読み出し及び書き替え可能なメ
モリ（ＲＡＭ）よりなる作業用メモリ３４からなり、Ｃ
ＰＵ３２はプログラムメモリ３３に記憶されたプログラ
ムデータに基づいて動作する。

ＣＰＵ３２は前記インターフェイス１２を介して前記各
センサ、スイッチ等からの検出信号を入力する。そして
、ＣＰＬＪ３２は車速センサ１１からの検出信号に基づ
いて逐次その時のフォークリフトの走行速度ＶＸと加速
度ＡＸを演算するとともに、前記エンジン回転数センサ
１３からの検出信号に基づいてその時のエンジン回転数
を演算し、その演算結果を前記作業用メモリ３４に記憶
する。

同様に、ＣＰＵ３２はストローク検出センサ１４からの
検出信号に基づいてその時のクラッチ制御用アクチュエ
ータ６のロッド６ａのストローク聞、すなわち、クラッ
チ２の接続状態を演算するとともに、ペダル操作量検出
センサ１６からの検出信号に基づいてその時のアクセル
ペダル１７の踏み込み角θＸを演算し、作業用メモリ３
４に記憶するようになっている。

さらに、ＣＰＵ３１は前記前後進検出センサ１９からの
検出信号に基づいてその時の前後進操作レバー２０のデ
レクションポイントを判断するとともに、前記負荷検出
センサ２１からの検出信号に基づいてその時の負荷ＧＸ
、すなわち、積荷の重唱を演算し、その演算結果を作業
用メモリ３４に記憶する。

なお、ＣＰＵ３２のこれら検出信号に対する各演算及び
判断は予めプログラムメモリ３３に記憶されたデータに
基づいて演算魁理される。

又、ＣＰＵ３２は予め定められたプログラムデータに基
づいてインターフェイス１２及び各アクチュエータ駆動
回路３５，３６．３７を介してそれぞれ前記クラツヂ制
御用、シフト切換用及び前後進切換用アクチュエータ６
〜８を駆動制御するようになっている。さらに、ＣＰＩ
Ｊ３２は予め定められたプログラムデータに基づいてイ
ンターフェイス１２及びモータ駆動回路３８を介してス
″チッピングモータ３つを駆動制御する。同モータ３９
はエンジン１のスロットルバルブに駆動連結されていて
、同モータ３９の回動覆に基づいてそのスロットルバル
ブ開度を制御するようになっている。

Ｃ））　Ｕ　３２は走行時において而（炎進操作レバー
２０が二」つ１ヘラルに切換わったと判断しｔこ時、走
行判別処理動作、すなわち、運転者が行なった前後進操
作レバー２０のニュウトラル操作がスイッチバック走行
、惰性シフト走行、又は、惰性走行を行なうための操作
かどうかを判断する処理動作を実行するようになってい
る。

そして、ＣＰＵ３２はその判断結果に基づいてスイッチ
バック走行、惰性シフト走行、又は、惰性走行のための
走行を行なうために予め定めたプログラムに従って前記
クラッチυｊ御用、シフｈ切換用及び前後進切換用アク
チュエータ６〜８を駆動制御するようになっている。

又、ＣＰＵ３２は後記するスイッチバック走行時であっ
て自動変速機３が走行方向と反対に切換えられた状態に
おいて、第３図に示すようにその時の負荷Ｇｘ、すなわ
ち、積荷２４の重層に応じてその時のアクセルペダル１
７の踏み込み角ｅｘに対する負の加速度Ａｎを予め決定
するようになっていて、フォークリフトをその負の加速
度Ａｎとなるように制御する。

なお、この踏み込み角ｅｘに対する負の加速度へ〇は予
め前記プログラムメ七り３３に記憶されたデータに基づ
いて演算されるようになっている。

そして、この負の加速度制御はＣＰＵ３２が後記する乾
式単板クラッチ２の接続状態を制御、すなわち、クラッ
チ制御用アクヂュエータ６のロッド６ａの伸縮量を制御
することによって行なわれる。

次に、上記のように構成された電気ブロック回路の動作
を第４図〜第６図に示すフローチャートに従って説明す
る。

今、フォークリフトが所定の走行速度で前進走行してい
る状態で運転者が前後進操作レバー２０を前進からニュ
ウ１〜ラルに切換えると、ＣＰｔＪ３２は前後進検出セ
ンサ１９からの検出信号に基づいてデレクションポイン
トが二１ウトラルに切換わったことを判断しくステップ
１）、インターフェイス１２及びアクチュエータ駆動回
路３５を介してクラッチ制御用アクチュエータ６を駆動
制御して乾式単板クラッチ２を最高速度で切る〈ステッ
プ２）。これと同時にＣＰＵ３２は同ＣＰＵ３２に内蔵
されたタイマを作動させ予め定めた時間（以下、設定時
間ｔといい、本実施例では１秒間）中に前後進操作レバ
ー２０がニュウトラル以外のディレクションポイントに
切換わったかどうかを判断する（ステップ３．４）。

そして、設定時間ｔが経過しても前後進操作レバー２０
が操作されずデレクションポイントが変りうなった時に
はＣＰＵ３２はフォークリフトを惰行走行させるべく惰
行走行制御処理動作を実行する（ステップ５）。すなわ
ち、ＣＰＵ３２はタイムアツプに応答して惰行走行と判
断して前後進切換用アクチュエータ８を駆動制御して自
動変速機３のギアを前進からニュウトラルに切換えた後
、前記切れている乾式単板クラッチ２を接続する。

従って、フォークリフトはこの状態で惰行走行を行なう
ことになる。

一方、前記設定時間を内において再び操作レバー２０を
前進に切換えた時にはＣＰＵ３２は惰行シフトと判断し
て（ステップ６）、フォークリフ１〜を再び前進走行さ
せるべく惰行シフト制御処理動作を実行する（ステップ
７）。ＣＰＵ３２はデレクションポイントが再び前進に
切換ねったことに応答して単に乾式単板クラッチ２を接
続する。

従って、フォークリフトは再び前進走行を続行すること
になる。

又、前記設定時間を内において操作レバー２０が後進に
切換わった時にはＣＰＵ３２はスイッチバックと判断し
て〈ステップ６）、フォークリフトをスイッチバック走
行させるべくスイッチバック制御処理動作を実行するく
ステップ８）、、。

ＣＰＵ３２はデレクションポイントが二１ウトラルから
後進に切換ねったことに応答してステッピングモータ３
つを駆動制御してスロットルバルブを完全に閉じる（ス
テップ９）。これと同時にＣＰＵ３２はクラッチ制御用
アクチュエータ６を動作させて乾式単板クラッチ２を接
続してフォークリフトの速度ＶＸがプログラムメモリ３
３に予め定めた記憶されている第１の基準速度Ｖ１（本
実施例では自動変速機３を２速から１速に切換え可能と
なる速度）になるまでエンジンブレーキをかけてフォー
クリフトを減速させる（ステップ１０．１１）。この時
、ＣＰＵ３２は車速センサ１１からの検出信号に基づい
て演算されたその時の速度Ｖｘにて第１の基準速度ｖ１
に減速されたかどうか逐次比較判断している。

速度ＶＸが第１の基準速度■１以下になると、ＣＰＵ３
２は自動変速機が２速の状態にあるか１速の状態にある
か判断する（ステップ１２）。そして、自動変速機が１
速の状態にある場合にはＣＰＵ３２は後記する速度Ｖｘ
がプログラムメモリ３３に予め記憶された第２の基準速
度Ｖ２＜本実施例では自動変速機３を前進から後進に切
換え可能となる速度）以下に減速されているかどうかの
判断に移る（ステップ１７）。

一方、自動変速機３が２速の時にはＣＰＵ３２はクラッ
チ制御用アクチュＴ−夕６を駆動制御１７て一旦乾式単
板クラッチ２を切った後（ステップ１３）、アクチュエ
ータ駆動回路３６を介してシフト切換用アクチュエータ
７を駆動制御して自動変速機３を２速から１速にギアを
切換える（ステップ１４）。そして、自動変速機３が１
速に切換わると、ＣＰＵ３２は再び前記クラッチ制御用
アクチュエータ６を駆動υＪｌて乾式単板クラッチ２を
接続して（ステップ１５）、フォークリフトの速度ＶＸ
が予め定めた第２の基準速度ｖ２になるまでエンジンブ
レーキをかけてフォークリフトを減速させる（ステップ
１６．１７）。

速度■ｘが第２の基準速度■２以下になると、ＣＰＵ３
２は前記と同様に乾式単板クラッチ２を切った後くステ
ップ１８）、アクチュエータ駆動回路３７を介して前後
進切換用アクチユエータ８を駆動制御して自動変速機３
を前進から後進にギアを切換える（ステップ１つ）。こ
れと同時にＣＰＵ３２は今まで完全に閉じていたスロッ
トルバルブをアクセルペダル１７の踏み込み角θＸに相
対した開度に制御すべくステッピングモータ３９を駆動
制御するするとともに、進行方向を反転させるための制
御を行なう（ステップ２０＞。

自動変速機３が前進から後進にギアを切換えられると（
ステップ１９）、フォークリフトをさらに減速し停止さ
せた後直ちに後進走行させるべく、ＣＰＵ３２はその時
のアクセルペダル１７の踏み込み角θＸをペダル操作問
検出センサ１６にて演算するとともに負荷検出センサ２
１からの検出信号に基づいてその時の負荷Ｇｘを演算す
る（ステップ２１．２２）。

ＣＰｔＪ３２はその時の負荷Ｇｘ！、：おける第３図に
示す踏み込み角ｅｘに対する負の加速度Ａ口を算出する
ためのデータをプログラムメモリ３３から選択する。そ
して、踏み込み角ｅｘに対する負の加速度算出のための
データが選択されると、ＣＰＵ３２はその選択されたデ
ータに基づいて前記演算した踏み込み角θ×に対する負
の加速度Ａｎを演算する（ステップ２３）。

一方、ＣＰＵ３２は前記車速検出センサ１１からの検出
信号を微分処理してその時のフォークリフトの負の加速
度ＡＸを算出する（ステップ２４〜２６）。そして、こ
の実際の負の加速度ＡＸが前記求めた負の加速度Ａｎと
なるように、クラッチ制御用アクチュエータ６を作動さ
せて乾式単板クラッチ２の接続状態を制御する（ステッ
プ２７〜３０）。すなわち、実際の負の加速度ＡＸのほ
うが演算で求めた負の加速度Ａｎより大きい時にはクラ
ッチ２を切る方向に（ステップ３０）、反対に実際の負
の加速度ＡＸのほうが演算で求めた（１の加速度Ａｎよ
り小さい時にはクラッチ２を接続する方向にその半クラ
ツチ接続状態を制御して求めた負の加速度Ａｎとなるよ
うに制御する（ステップ２Ｂ）。

又、実際の負の加速度ＡＸが演算で求めた負の加速度Ａ
ｎと一致した場合にはＣＰＵ３２はその時の半クラツチ
状態を紐持すべくクラッチ２の接続状態を制御する（ス
テップ２９）。

従って、この時の減速はアクセルペダル１７の踏み込み
角θＸに応じて負の加速度Ａｎを適宜変更覆−ることか
できることなる。

そして、フォークリフトはこの負の加速度Ａｎに従って
減速し、反転して後進走行に移りスイッチバック走行が
完了する。

なお、この場合、前進から後進について説明したが、後
進から前進へのスイッチバック走行も同様な処理動作に
よって行なわれる。

このように本実施例ではアクセルペダル１７の踏み込み
角ｅｘに応じて負の加速度Ａｎを適宜変更することがで
きるので、運転者の好みに応じてスイッチバック走行の
反転速度を速くすることができる。しかも、アクセルペ
ダル１７の踏み込み角θＸに対する負の加速度Ａｎをそ
れぞれフォークリフトの負荷ＧＸに応じて、すなわち、
負荷ＧＸが大きいほど踏み込み角θＸに対する負の加速
度Ａｎが小さくなるようにしたので、運転者の技量及び
積荷の有無にかかわらず常に理想的な滑らかな減速が可
能となるとともに、減速時に型出バランスを失って横転
するとった虞はない。

又、本実施例ではスイッチバック走行において、自動変
速機３を前進から後進に切換える前に予め定めた基準速
度Ｖｌ、Ｖ２になるまでエンジンブレーキをかけて減速
するようにしたので、スイッチバック走行のために自動
変速機３を２速から１速及び前進から後進への切換えの
ための同期が自動的にとれ無理なく切換えができ、自動
変速機３を損（ｌさせることがないとともに、運転者の
技量に関係なくスムーズにスイッチバック走行のための
変速機の切換えが行なえる。

さらに、本実施例では走行時に前後進操作レバー２０が
ニュウトラルに切換ねった時、そのニュウトラルに応答
して直ちに自動変速機３を切換えることはせずに予め定
めた設定時間ｔの間に行なわれる次の前後進操作レバー
２０の操作の有無に基づいて運転者が今から行なおうと
する走行（惰性走行、惰性シフト走行及びスイッチバッ
ク走行）を判断するようににしたので、クラッチ切換駆
動手段及び自動変速機のシフト切換駆動手段の無駄な動
作をなくし操作性を向上させることができるとともに、
これら駆動手段の負担の軽減及び耐久性の向上を図るこ
とができる。

なお、この発明は前記実施例に限定されるしのではなく
、前記第１及び第２の基準速度ｖｉ、ｖ２を適宜変更し
て実施したり、又、第１及び第２の基準速度Ｖ１．Ｖ２
を同じ値にして実施してもよい。

さらに、スイッチバック制御における前進から後進に切
換える前の減速制御において、その時の走行速度Ｖｘが
大きく第１の基準速度Ｖ１に減速するまでに時間を要す
る場合又はより速く減速したい場合、ＣＰＵ３２がフォ
ークリフトのディスクブレーキを駆動制御して強制的に
制動をかけるようにしてもよい。この場合、予め定めた
速度以上の時、ディスクブレーキをかけ減速しその設定
速度以下になった時ディスクブレーキを解除することに
なる。

又、前記実施例ではフォークリフトの負荷ＧＸ応じてア
クセルペダル１７の踏み込み角Ｃ）ｘに対する負の加速
度Ａｎを種々演算できるようになっていたが、これを負
荷Ｇｘに関係なく単一の踏み込み角ｅｘに対する負の加
速度へ〇にて実施するようにしてなるフォークリフトに
応用してもよい。

さらに、前記実施例ではフォークリフトに応用したが、
本発明の趣旨を逸脱しない範囲でその他車両に応用して
もよいことは勿論である。

バック走行において自動変速機を前進から後進に切換え
る前に予め定めた速度になるまでエンジンブレーキをか
けて減速させ自動変速機の前後進の切換えのための同期
が自動的にとれて無理なく切換えができるようにしたの
で、自動変速機を損傷させる虞がないとともに、運転者
の技量に関係なくスムーズにスイッチバック走行のため
の変速機の切換えが行なえ自動変速機を備えた車両のス
イッチバック走行におけるクラッチ及び変速間の制御Ｉ
装置として産業上清れた発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化したフォークリフトの駆動系
の機構を示す機構図、第２図は同じくフォークリフトの
電気ブロック回路図、第３図は各負荷におけるアクセル
ペダルの踏み込み角に対する負の加速度の関係を示す図
、第４図〜第６図はフォークリフトの作用を説明するた
めのフローチャート図である。 図中、１はエンジン、２は乾式単板クラッチ、３は自動
変速機、６はクラッチ制御用アクチュエータ、７はシフ
ト切換用アクチュエータ、８は前後進切換用アクチュー
タ、１１は車速センサ、１４はストローク検出センサ、
１６はペダル操作量検出センサ、１７はアクセルペダル
、１つは前後進検出センサ、２０は前後進操作レバー、
２１は負荷検出センサ、２４は積荷、３１はマイクロコ
ンビ１−タ、３２は中央処理袋＠（ＣＰＵ）、３３はプ
ログラムメモリ、３４は作業用メモリである。 特許出願人　　　株式会社費田自動織機製作所富　士　
通　　株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンの出力を入り切りしてその出力を自動変速
   機に伝達するクラッチと、 前記クラッチを作動させて同クラッチの接続状態を制御
   するクラッチ駆動手段と、 前記自動変速機に設けられ同変速機を前進、ニュウトラ
   ル、後進の３位置にギア切換え駆動させる変速機駆動手
   段と、 車両の走行速度を検出する車速検出手段と、前後進操作
   レバーのディレクションポイントを検出する位置検出手
   段と、 位置検出手段に基づいて前後進操作レバーのディレクシ
   ョンポイントがニュウトラル、そして、そのニュウトラ
   ルにする前のディレクションポイントと異なるディレク
   ションポイントに切換わった時、クラッチ駆動手段を作
   動させエンジンブレーキをかけて車両を減速させる制動
   制御手段と、前記検出手段に基づいて車両の走行速度が
   予め定めた速度に減速されたかどうかを判別する判別手
   段と、 前記判別手段の判別結果に基づいて走行速度が予め定め
   た速度に減速した時、クラッチを切り自動変速機をその
   時の走行方向と一致するギア結合からその時の走行方向
   と反対の方向のギア結合に切換え、その切換えが終了し
   た時、前記クラッチを接続するようにクラッチ及び変速
   機駆動手段を作動させる切換制御手段と からなる自動変速機を備えた車両のスイッチバック走行
   におけるクラッチ及び変速機の制御装置。 ２、予め定めた速度は自動変速機のギア切換え可能な速
   度である特許請求の範囲第１項に記載の自動変速機を備
   えた車両のスイッチバック走行におけるクラッチ及び変
   速機の制御装置。