(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記変速段決定部は、前記車速制限値が前記閾値よりも大きいと共に前記実車速が前記シフトアップ車速以上であるときは、前記トランスミッションをシフトアップすることを特徴とする請求項1記載の産業車両の変速制御装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
フォークリフト等の産業車両においては、構内速度規制を運転者に守らせる目的等により車速制限機能が広く普及している。近年における産業車両の車速制限機能では、例えば5km/hから1km/h刻みで車速を制限できるような細かい設定が可能になってきている。一方、フォークリフトでは、最高速が約20km/h程度が一般的であり、車速制限設定可能な領域でトランスミッションのシフトアップ及びシフトダウンを行う必要がある。ここで、車速制限値をシフトアップ車速付近に設定した場合には、路面勾配または路面の凹凸状態等によってシフトアップ車速を超えるタイミングが変動し、シフトアップタイミングのばらつきが発生する。このような問題を解決する方策としては、シフトアップ車速付近での車速制限値の設定を不可にするという方法がある。しかし、この場合には、車速制限値の設定が可能な車速幅が狭くなり、ユーザによっては所望の車速で車速制限を行うことができない不都合を生じさせるおそれがある。
【0005】
本発明の目的は、車速制限値の設定範囲の制約を無くしつつ、シフトアップタイミングのばらつきを抑えることができる産業車両の変速制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様は、エンジンの回転がトランスミッションに伝わって車輪が回転する産業車両の変速制御装置において、産業車両の実車速を検出する車速検出部と、産業車両の車速制限値を設定する車速制限値設定部と、車速検出部により検出された実車速と車速制限値設定部により設定された車速制限値とに基づいて、トランスミッションの変速段を決定する変速段決定部と、変速段決定部により決定された変速段に応じてトランスミッションを制御する制御部とを備え、変速段決定部は、車速制限値が現在の変速段でのシフトアップ車速よりも大きい閾値以下であるときは、トランスミッションをシフトアップせずに現在の変速段に維持することを特徴とする。
【0007】
このような変速制御装置においては、産業車両の車速制限値が閾値以下であるときは、トランスミッションはシフトアップされずに現在の変速段に維持される。ここで、閾値は、現在の変速段でのシフトアップ車速よりも大きい。このため、車速制限値がシフトアップ車速付近に設定された場合には、路面勾配または路面の凹凸状態等によって車速が変動してシフトアップ車速を超えても、トランスミッションは現在の変速段に維持されることになる。これにより、車速制限値の設定範囲の制約が無くなると共に、シフトアップタイミングのばらつきが抑えられる。
【0008】
変速段決定部は、車速制限値が閾値よりも大きいと共に実車速がシフトアップ車速以上であるときは、トランスミッションをシフトアップしてもよい。車速制限値が閾値よりも大きいときは、車速制限値はシフトアップ車速よりも大きい。このため、トランスミッションがシフトアップされることで、産業車両の車速が車速制限値に近づくようになる。
【0009】
閾値は、シフトアップ車速よりも大きく且つ現在の変速段での最高速よりも小さくてもよい。このような構成では、車速制限値が現在の変速段での最高速以上の値に設定されたときでも、トランスミッションがシフトアップされることで、産業車両の車速が車速制限値に確実に近づくようになる。
【0010】
車速制限値設定部は、産業車両の車速制限の有効及び無効を切り換える機能を有し、変速段決定部は、実車速が現在の変速段でのシフトダウン車速以下であるときは、トランスミッションをシフトダウンしてもよい。このような構成では、例えば産業車両の走行中に車速制限が有効とされても、実車速がシフトダウン車速以下にならないと、トランスミッションがシフトダウンされない。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、車速制限値の設定範囲の制約を無くしつつ、シフトアップタイミングのばらつきを抑えることができる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0014】
図1は、本発明の一実施形態に係る産業車両の変速制御装置を備えた産業車両の概略構成を示すブロック図である。
図1において、本実施形態の変速制御装置1は、産業車両であるエンジン式のフォークリフト2に搭載されている。フォークリフト2は、車速制限機能と自動変速機能とを具備している。
【0015】
フォークリフト2は、エンジン3と、このエンジン3の出力軸にトルクコンバータ4を介して連結されたトランスミッション5とを備えている。エンジン3の回転は、トルクコンバータ4を介してトランスミッション5に伝達される。トランスミッション5は、複数のギア及びクラッチ等を有する2段変速機である。
【0016】
トランスミッション5は、減速機6及びアクスルシャフト(図示せず)を介して左右の車輪7と連結されている。トランスミッション5に伝えられた回転が減速機6及びアクスルシャフトを介して車輪7に伝達されて車輪7が回転することで、フォークリフト2が走行する。
【0017】
また、フォークリフト2は、車速センサ8と、アクセル開度センサ9と、ディスプレイ10と、変速切換用ソレノイド11と、車速制御ユニット12と、エンジンECU13と、変速制御ユニット14とを備えている。
【0018】
車速センサ8は、フォークリフト2の実車速を検出するセンサ(車速検出部)である。アクセル開度センサ9は、フォークリフト2のアクセル開度を検出するセンサである。ディスプレイ10は、運転者がフォークリフト2に関する各種設定情報を入力すると共に、フォークリフト2に関する各種表示情報を表示する機器である。
【0019】
ディスプレイ10による入力事項としては、車速制限の有効及び無効の切り換え、車速制限値の設定及び変更等がある。車速制限値は、フォークリフト2の車速を制限するための値である(
図3参照)。車速制限が有効とされ、車速制限値が設定されると、フォークリフト2の車速が車速制限値に制限される。車速制限値は、例えば5km/hから20km/h程度まで1km/h刻みで設定することが可能である。また、車速制限の有効及び無効の切り換えと車速制限値の設定及び変更とは、フォークリフト2の走行中にも行うことが可能である。
【0020】
変速切換用ソレノイド11は、トランスミッション5の変速段を1速または2速に切り換える。変速切換用ソレノイド11は、例えばトランスミッション5のクラッチの接断を変更する。
【0021】
車速制御ユニット12、エンジンECU13及び変速制御ユニット14は、何れもCPU、RAM、ROM及び入出力インターフェース等により構成されている。なお、車速制御ユニット12、エンジンECU13及び変速制御ユニット14は、1つのコントローラとして構成されていてもよい。
【0022】
車速制御ユニット12は、車速制限値取得部15と、エンジン制御指令値演算部16とを有している。車速制限値取得部15は、ディスプレイ10により入力された車速制限値を取得する。ディスプレイ10及び車速制限値取得部15は、フォークリフト2の車速制限値を設定する車速制限値設定部を構成する。車速制限値設定部は、車速制限の有効及び無効を切り換える機能を有している。
【0023】
エンジン制御指令値演算部16は、車速センサ8により検出されたフォークリフト2の実車速、アクセル開度センサ9により検出されたフォークリフト2のアクセル開度及び車速制限値取得部15により取得された車速制限値に基づいて、エンジン制御指令値を求める。具体的には、エンジン制御指令値演算部16は、例えばアクセル開度に応じた目標車速及び車速制限値に応じた目標車速のうち小さいほうの目標車速に実車速を追従させるのに必要なエンジン回転数やエンジントルク等をエンジン制御指令値として求める。
【0024】
エンジンECU13は、エンジン制御指令値演算部16により得られたエンジン制御指令値に応じてエンジン3を制御する。
【0025】
変速制御ユニット14は、変速段決定部17と、ソレノイド駆動部18とを有している。変速段決定部17は、車速センサ8により検出されたフォークリフト2の実車速及び車速制限値取得部15により取得された車速制限値に基づいて、トランスミッション5の変速段を1速または2速に決定する。なお、変速段決定部17の処理については、後で詳述する。ソレノイド駆動部18は、変速段決定部17により決定された変速段に応じて変速切換用ソレノイド11を駆動する。
【0026】
以上において、車速センサ8とディスプレイ10と変速切換用ソレノイド11と車速制御ユニット12の車速制限値取得部15と変速制御ユニット14とは、本実施形態の変速制御装置1を構成する。このとき、変速制御ユニット14のソレノイド駆動部18と変速切換用ソレノイド11とは、変速段決定部17により決定された変速段に応じてトランスミッション5を制御する制御部を構成する。
【0027】
図2は、変速段決定部17により実行される変速段決定処理の手順を示すフローチャートである。
図2において、変速段決定部17は、まずトランスミッション5の現在の変速段が1速であるかどうかを判断する(手順S101)。現在の変速段は、変速段決定部17において記憶されている。なお、例えばトランスミッション5に変速段の位置を検出するセンサを設け、そのセンサから現在の変速段を判断してもよい。
【0028】
変速段決定部17は、現在の変速段が1速であると判断したときは、車速制限値取得部15により取得された車速制限値が閾値G以下であるかどうかを判断する(手順S102)。閾値Gは、
図3に示されるように、1速でのシフトアップ車速V1suよりも大きく且つ1速での最高速V1maxよりも小さい値である。つまり、閾値Gは、現在の変速段でのシフトアップ車速よりも大きく且つ現在の変速段での最高速よりも小さい値である。
【0029】
図3は、上記の車速制限値設定部により車速制限値が設定されたときの加速動作の一例を示すグラフである。
図3において、横軸は時間を表し、縦軸は車速を表している。フォークリフト2の加速動作時に、フォークリフト2の車速が車速制限値に制限される(実線P参照)。ここでの車速制限値は、閾値Gよりも小さい。なお、車速制限値が設定されていないときは、フォークリフト2は車速制限が行われることなく加速する(2点鎖線Q参照)。
【0030】
1速でのシフトアップ車速V1su(以下、単にシフトアップ車速V1suという)は、基本的には加速時に1速から2速にシフトアップする車速である。加速時に車速がシフトアップ車速V1suよりも低いときは、変速段が1速となる。加速時に車速がシフトアップ車速V1su以上であるときは、基本的には変速段が2速となる。1速での最高速V1maxは、2速での最高速V2maxよりも低い。2速での最高速V2maxは、フォークリフト2の最高速である。最高速V1max,V2maxは、例えばエンジン3及びトランスミッション5のギア比等で決まり、車種によって異なる。なお、閾値Gは、フォークリフト2の仕様及び挙動等に合わせて設定してもよい。
【0031】
図2に戻り、変速段決定部17は、車速制限値が閾値G以下である(
図3参照)と判断したときは、トランスミッション5の変速段を1速に維持するように決定し、その決定結果をソレノイド駆動部18に出力する(手順S103)。つまり、変速段決定部17は、車速制限値が閾値G以下であると判断したときは、トランスミッション5をシフトアップせずに現在の変速段に維持する。
【0032】
変速段決定部17は、手順S102において車速制限値が閾値Gよりも大きいと判断したときは、車速センサ8により検出された実車速がシフトアップ車速V1su以上であるかどうかを判断する(手順S104)。
【0033】
変速段決定部17は、実車速がシフトアップ車速V1suよりも低いと判断したときは、トランスミッション5の変速段を1速に維持するように決定し、その決定結果をソレノイド駆動部18に出力する(手順S103)。変速段決定部17は、実車速がシフトアップ車速V1su以上であると判断したときは、トランスミッション5の変速段を1速から2速にシフトアップするように決定し、その決定結果をソレノイド駆動部18に出力する(手順S105)。
【0034】
変速段決定部17は、手順S101においてトランスミッション5の現在の変速段が1速ではなく2速であると判断したときは、車速センサ8により検出された実車速が2速(現在の変速段)でのシフトダウン車速V2sd以下であるかどうかを判断する(手順S106)。
【0035】
2速でのシフトダウン車速V2sd(以下、単にシフトダウン車速V2sdという)は、
図3に示されるように、減速時に2速から1速にシフトダウンする車速である。減速時に車速がシフトダウン車速V2sdよりも高いときは、変速段が2速となる。減速時に車速がシフトダウン車速V2sd以下であるときは、変速段が1速となる。
【0036】
変速段決定部17は、実車速がシフトダウン車速V2sdよりも高いと判断したときは、トランスミッション5の変速段を2速に維持するように決定し、その決定結果をソレノイド駆動部18に出力する(手順S107)。変速段決定部17は、実車速がシフトダウン車速V2sd以下であると判断したときは、トランスミッション5の変速段を2速から1速にシフトダウンするように決定し、その決定結果をソレノイド駆動部18に出力する(手順S108)。
【0037】
図4は、比較例として、従来の変速制御装置においてシフトアップ車速付近に車速制限値が設定されたときの加速動作の一例を示すグラフである。
図4において、横軸は時間を表し、縦軸は車速を表している。また、車速ゼロとシフトダウン車速V2sdとの間の車速範囲Xは、1速で走行する領域である。シフトアップ車速V1suと最高速V2maxとの間の車速範囲Yは、2速で走行する領域である。シフトダウン車速V2sdとシフトアップ車速V1suとの間の車速範囲Zは、加速中は1速で走行し、減速中は2速で走行する領域である。
【0038】
図4(a)に示されるように、シフトダウン車速V2sdよりも低い領域に車速制限値Aが設定されている場合には、1速の状態で車速制限がかかり、その速度での一定速の走行となる。このため、1速から2速へのシフトアップは行われず、運転者は変速によるショック等を気にすることなく走行を行うことができる。また、シフトアップ車速V1suよりも高い領域に車速制限値Bが設定されている場合には、2速の状態で車速制限がかかるが、車速制限を行っていない場合(車速制限を有効にしていない場合)と同じタイミングでトランスミッションがシフトアップするため、運転者が違和感を生じることはない。このとき、シフトアップ時間はB1である。
【0039】
しかし、
図4(b)に示されるように、シフトアップ車速V1suとほぼ同一車速に車速制限値Cが設定されている場合には、路面勾配、路面の凹凸状態あるいは積載負荷状況等によってシフトアップ車速を超えるタイミングが変動し、シフトアップタイミングにばらつきが発生する。
【0040】
具体的には、フォークリフト2の下り勾配の走行時(実線R参照)には、荷や車重によりフォークリフト2が加速するため、フォークリフト2の車速がシフトアップ車速V1suに到達したのちに一定速へ収束するように制御される。このため、シフトアップ時間はC1となる。フォークリフト2の上り勾配の走行時(破線S参照)には、荷や車重によるフォークリフト2の加速が下り勾配や平坦路よりも抑えられるため、フォークリフト2の車速がシフトアップ車速V1suに到達する前に一定速に収束するように制御される。このため、シフトアップ時間はC2となる。その結果、シフトアップ時間のばらつきC0(=C2−C1)が発生する。
【0041】
また、例えばフォークリフト2の上り勾配の走行時に路面に凹凸が存在し、凹凸路面の走行となった時(1点鎖線T)には、フォークリフト2の車速が一時的に増加してシフトアップ車速V1suに到達することがある。そのような場合には、シフトアップ時間はC3となる。このため、運転者が車速制限値の一定速での走行をしようとしているときに変速ショックが発生する等、作業性の悪化につながる。
【0042】
なお、車速制限値をシフトアップ車速V1suよりも少し低い値に設定した場合には、フォークリフト2が車速制限値の一定速で走行しているときに凹凸路面により急にシフトアップが発生することになり、変速ショックによる作業性の悪化や運転者の違和感を誘発することになる。
【0043】
このような問題を解決する方策としては、シフトアップ車速V1su付近での車速制限値の設定を不可とする方法がある。しかし、この場合には、車速制限値を設定可能な車速幅が狭くなってしまう。ユーザによってはシフトアップ車速V1su付近での車速制限を希望することがあるが、そのような場合には車速制限を行うことができなくなる。
【0044】
そのような不具合に対し、本実施形態においては、フォークリフト2の車速制限値が閾値G以下であるときは、トランスミッション5はシフトアップされずに現在の変速段に維持される。具体的には、トランスミッション5の現在の変速段が1速である場合、車速制限値が閾値G以下であるときは、トランスミッション5は2速にシフトアップされずに1速に維持される。ここで、閾値Gは、現在の変速段でのシフトアップ車速よりも大きい。このため、車速制限値がシフトアップ車速付近に設定された場合には、路面勾配または路面の凹凸状態等によって車速が変動してシフトアップ車速を超えても、トランスミッション5はシフトアップされずに現在の変速段に維持されることになる。これにより、車速制限値の設定範囲の制約が無くなると共に、シフトアップタイミングのばらつきが抑えられる。また、一定速での走行中に変速ショックが発生することが防止されるため、作業性の悪化を防ぐことができる。
【0045】
また、本実施形態では、車速制限値が閾値Gよりも大きいと共に実車速が現在の変速段でのシフトアップ車速以上であるときは、トランスミッション5がシフトアップされる。車速制限値が閾値Gよりも大きいときは、車速制限値はシフトアップ車速よりも大きい。このため、トランスミッション5がシフトアップされることで、フォークリフト2の車速が車速制限値に近づくようになる。
【0046】
また、本実施形態では、閾値Gは、現在の変速段でのシフトアップ車速よりも大きく且つ現在の変速段での最高速よりも小さい。従って、車速制限値が現在の変速段での最高速以上の値に設定されたときでも、トランスミッション5がシフトアップされることで、フォークリフト2の車速が車速制限値に確実に近づくようになる。
【0047】
また、本実施形態では、実車速が現在の変速段でのシフトダウン車速以下であるときは、トランスミッション5がシフトダウンされる。従って、例えばフォークリフト2の走行中に車速制限が有効とされても、実車速がシフトダウン車速以下にならないと、トランスミッション5がシフトダウンされない。具体的には、フォークリフト2が2速で走行しているときに、車速制限が有効とされても、実車速がシフトダウン車速以下にならないと、トランスミッション5が1速にシフトダウンされないため、2速から1速への急激なシフトダウンが防止される。
【0048】
なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば、上記実施形態では、トランスミッション5は2段変速機であるが、トランスミッション5の変速段数としては、特に2段に限られず、3段以上であってもよい。
【0049】
例えば、トランスミッション5が3段変速機である場合、車速制限値が2速でのシフトアップ車速よりも大きい閾値以下であるときは、トランスミッション5は3速にシフトアップされずに2速に維持される。このとき、車速制限値が閾値よりも大きいと共に実車速が2速でのシフトアップ車速以上であるときは、トランスミッションが3速にシフトアップされる。また、実車速が3速でのシフトダウン車速以下であるときは、トランスミッション5が2速にシフトダウンされる。
【0050】
また、上記実施形態では、閾値Gは、現在の変速段でのシフトアップ車速よりも大きく且つ現在の変速段での最高速よりも小さい値であるが、閾値Gとしては、特にそれには限られず、現在の変速段でのシフトアップ車速よりも大きければよい。
【0051】
さらに、上記実施形態の変速制御装置1は、エンジン式のフォークリフト2に搭載されているが、本発明は、エンジンの回転がトランスミッションに伝わって車輪が回転する産業車両であれば適用可能である。そのような産業車両としては、例えば牽引車両や建設車両等が挙げられる。