(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出される作動油により回転して車輪を駆動する油圧モータとを備え、
前記油圧ポンプから前記油圧モータへ供給される作動油量を可変制御して油圧モータの回転速度を変化させるＨＳＴにおいて、
前記ＨＳＴの構成要素に発生する異常を検出する異常検出手段と、
前記ＨＳＴの構成要素に異常が検出された場合に前記エンジンの運転を停止するエンジン停止手段と、
異常内容を記憶する記憶手段と、
前記エンジンの再始動時に記憶された異常内容に応じて車両の走行を禁止するかあるいは車両の微速走行を許可するかを判定する車両走行制限手段と、
を備えたことを特徴とするＨＳＴ車両の制御機構。
【請求項２】
前記ＨＳＴの制御を行うコントローラを備え、
前記車両走行制限手段は前記コントローラに異常が検出された場合に車両の走行を禁止することを特徴とする請求項１に記載のＨＳＴ車両の制御機構。
【請求項３】
前記油圧モータの回転方向を指令する前後進切換スイッチを備え、
前記車両走行制限手段は前記前後進切換スイッチに異常が検出された場合に車両の走行を禁止することを特徴とする請求項１または２に記載のＨＳＴ車両の制御機構。
【請求項４】
可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を変えるサーボアクチュエータと、
前記サーボアクチュエータに導かれる油圧を調節する比例電磁弁とを備え、
前記車両走行制限手段は前記比例電磁弁に異常が検出された場合に車両の走行を禁止することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のＨＳＴ車両の制御機構。
【請求項５】
可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を検出する押しのけ容積センサと、
前記油圧モータの回転速度を検出する出力軸回転数センサとを備え、
前記車両走行制限手段は前記押しのけ容積センサおよび前記出力軸回転数センサの両方に異常が検出された場合に車両の走行を禁止することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のＨＳＴ車両の制御機構。
【請求項６】
前記車両の速度を指令する速度ペダルと、
前記速度ペダルの操作が行われているかどうかを検出する速度ペダルスイッチとを備え、
前記車両走行制限手段は前記速度ペダルスイッチに異常が検出された場合に車両の走行を禁止することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のＨＳＴ車両の制御機構。
【請求項７】
前記油圧モータの回転速度を検出する出力軸回転数センサを備え、
前記車両走行制限手段は前記出力軸回転数センサのみに異常が検出された場合に車両の微速走行を許可することを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のＨＳＴ車両の制御機構。
【請求項８】
可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を検出する押しのけ容積センサを備え、
前記車両走行制限手段は前記押しのけ容積センサのみに異常が検出された場合に車両の微速走行を許可することを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載のＨＳＴ車両の制御機構。
【請求項９】
前記車両の速度を指令する速度ペダルと、
前記速度ペダルの操作量を検出する速度ペダルセンサとを備え、
前記車両走行制限手段は前記速度ペダルセンサのみに異常が検出された場合に車両の微速走行を許可することを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載のＨＳＴ車両の制御機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無段変速機として油圧により作動するＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を搭載する車両の制御機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフォークリフトや作業車等に搭載されるＨＳＴは、エンジンに駆動される可変容量油圧ポンプと、車輪を駆動する油圧モータとを備え、そのコントローラによって速度ペダル等の操作量に応じて油圧ポンプに対する油圧モータの速度比が無段階に制御されるとともに、前後進切換スイッチの操作により車両の前進、後進が切り換えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＨＳＴは車両速度がコントローラによって自動制御されるため、ＨＳＴの構成要素に異常が検出された場合にエンジンの運転を停止するフェールセーフ制御を行い、安全性を確保する必要がある。
【０００４】
しかしながら、例えば油圧モータの回転速度を検出する出力軸回転数センサのみに異常が検出されたような場合には車両の微速走行が可能であり、車両を安全な場所まで自走させることが望ましい。
【０００５】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、異常内容に応じて車両の微速走行を許可するＨＳＴ車両の制御機構を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンに駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出される作動油により回転して車輪を駆動する油圧モータとを備え、油圧ポンプから油圧モータへ供給される作動油量を可変制御して油圧モータの回転速度を変化させるＨＳＴに適用する。
【０００７】
そして、ＨＳＴの構成要素に発生する異常を検出する異常検出手段と、ＨＳＴの構成要素に異常が検出された場合にエンジンの運転を停止するエンジン停止手段と、異常内容を記憶する記憶手段と、エンジンの再始動時に記憶された異常内容に応じて車両の走行を禁止するかあるいは車両の微速走行を許可するかを判定する車両走行制限手段とを備えるものとした。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、ＨＳＴの制御を行うコントローラを備え、車両走行制限手段はコントローラに異常が検出された場合に車両の走行を禁止するものとした。
【０００９】
第３の発明は、第１または第２の発明において、油圧モータの回転方向を指令する前後進切換スイッチを備え、車両走行制限手段は前後進切換スイッチに異常が検出された場合に車両の走行を禁止するものとした。
【００１０】
第４の発明は、第１から第３のいずれか一つの発明において、可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を変えるサーボアクチュエータと、サーボアクチュエータに導かれる油圧を調節する比例電磁弁とを備え、車両走行制限手段は比例電磁弁に異常が検出された場合に車両の走行を禁止するものとした。
【００１１】
第５の発明は、第１から第４のいずれか一つの発明において、可変容量油圧ポンプの押しのけ容積を検出する押しのけ容積センサと、油圧モータの回転速度を検出する出力軸回転数センサとを備え、車両走行制限手段は押しのけ容積センサおよび出力軸回転数センサの両方に異常が検出された場合に車両の走行を禁止するものとした。
【００１２】
第６の発明は、第１から第５いずれか一つの発明において、車両の速度を指令する速度ペダルと、速度ペダルの操作が行われているかどうかを検出する速度ペダルスイッチとを備え、車両走行制限手段は速度ペダルスイッチに異常が検出された場合に車両の走行を禁止するものとした。
【００１３】
第７の発明は、第１から第６のいずれか一つの発明において、油圧モータの回転速度を検出する出力軸回転数センサを備え、車両走行制限手段は出力軸回転数センサのみに異常が検出された場合に車両の微速走行を許可するものとした。
【００１４】
第８の発明は、第１から第７のいずれか一つの発明において、可変容量油圧ポンプ油圧ポンプの押しのけ容積を検出する押しのけ容積センサを備え、車両走行制限手段は押しのけ容積センサのみに異常が検出された場合に車両の微速走行を許可するものとした。
【００１５】
第９の発明は、第１から第８のいずれか一つの発明において、車両の速度を指令する速度ペダルと、速度ペダルの操作量を検出する速度ペダルセンサとを備え、車両走行制限手段は速度ペダルセンサのみに異常が検出された場合に車両の微速走行を許可するものとした。
【００１６】
【発明の作用および効果】
第１の発明において、ＨＳＴの構成要素に異常が検出された場合にエンジンの運転を停止するとともに異常内容を記憶し、エンジンの再始動時に記憶された異常内容に応じて車両の走行を禁止するかあるいは車両の微速走行を許可するかを判定する。
【００１７】
これにより、車両速度を抑えられない可能性がある異常時は、車両の走行を禁止して、安全性を確保するとともに、二次故障を防止する。一方、車両速度を抑えられる異常時は、車両の微速走行のみを許可して、車両を安全な場所に待避させることができる。車両を微速走行させる場合にもエンジンの運転を一旦停止するため、運転者に異常の発生を知らせることができる。
【００１８】
第２の発明において、コントローラの異常時に車両の走行を禁止することにより、安全性を確保するとともに、二次故障を防止する。
【００１９】
第３の発明において、前後進切換スイッチの異常時に車両の走行を禁止することにより、安全性を確保するとともに、二次故障を防止する。
【００２０】
第４の発明において、比例電磁弁の異常時に車両の走行を禁止することにより、安全性を確保するとともに、二次故障を防止する。
【００２１】
第５の発明において、押しのけ容積センサおよび出力軸回転数センサの両方故障した場合に車両の走行を禁止することにより、安全性を確保するとともに、二次故障を防止する。
【００２２】
第６の発明において、速度ペダルスイッチの異常時に車両の走行を禁止することにより、安全性を確保するとともに、二次故障を防止する。
【００２３】
第７の発明において、出力軸回転数センサのみの異常時に車両の微速走行のみを許可して、車両を安全な場所に待避させることができる。
【００２４】
第８の発明において、押しのけ容積センサのみの異常時に車両の微速走行のみを許可して、車両を安全な場所に待避させることができる。
【００２５】
第９の発明において、速度ペダルセンサのみの異常時に車両の微速走行のみを許可して、車両を安全な場所に待避させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１に示すように、フォークリフトに搭載される無段変速機として設けられるＨＳＴ１は、入力軸２１によって回転駆動される可変容量油圧ポンプ７と、出力軸２２を回転駆動する油圧モータ２と、両者を結ぶ油圧通路３，４を備え、油圧ポンプ７から吐出される作動油が油圧モータ２に送られることにより油圧モータ２が回転する。入力軸２１はエンジン５によってギア機構２５を介して回転駆動され、出力軸２２の回転はデファレンシャルギア８を介して左右の車輪２３に伝達される。
【００２８】
斜板式可変容量油圧ポンプ７は斜板傾転角度に応じて吐出量（押しのけ容積）および吐出方向を可変とし、斜板傾転角度が零となる中立位置で吐出量が零となる。油圧ポンプ７の斜板傾転角度はサーボアクチュエータ３０を介して調節される。サーボアクチュエータ３０は互いに対向する一対の油圧シリンダ３２を備え、各油圧シリンダ３２に各比例電磁弁３３，３４を介して選択的に補助油圧ポンプ３５からの油圧が導かれることにより、油圧ピストン３１が変位して、斜板傾転角度が変化する。
【００２９】
コントローラ１０は、前後進切換スイッチ１３からの信号に応じてサーボアクチュエータ３０の作動方向を変えて車両の前進、後進を切り換えるとともに、速度ペダルセンサ１２の信号に応じて目標斜板傾転角度を算出し、斜板角度センサ（押しのけ容積センサ）１６によって検出される斜板傾転角度を目標斜板傾転角度に近づけるようにサーボアクチュエータ３０の作動量を調節して変速比を制御する。
【００３０】
フォークリフトの図示しない荷役作業装置は補助油圧ポンプ３７から送られる作動油により作動する。
【００３１】
エンジン５はアクチュエータ８を介して図示しないスロットルバルブの開度が調節されることによりエンジン出力（回転数、トルク）が変化する。コントローラ１０は、速度ペダルセンサ１２および荷役レバーセンサ１４等の信号に応じて目標エンジン回転数を算出し、エンジン回転数センサ１７によって検出されるエンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけるように、スロットル駆動アクチュエータ８の作動を制御する。
【００３２】
コントローラ１０は、ＨＳＴ１を構成するコントローラ１０のＣＰＵ（中央演算装置）、前後進切換スイッチ１３、比例電磁弁３３，３４、斜板角度センサ１６、出力軸回転数センサ１５、速度ペダルセンサ１２、速度ペダルスイッチ１１に異常が発生したかどうかを自己診断する。
【００３３】
コントローラ１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等で構成されるマイクロコンピユータを主体とし、ＣＰＵの異常を検出するウオッチドッグタイマ（ＷＤＴ）を備える。コントローラ１０は▲１▼〜▲４▼の手順でＣＰＵの異常を検出する。
【００３４】
▲１▼ＣＰＵがＷＤＴに定期的に信号を出力する。
【００３５】
▲２▼ＷＤＴがＣＰＵからの定期信号を受けて、内部タイマをリセットする。
【００３６】
▲３▼ＣＰＵが作動不良を来たして定期信号が出力されなくなったらＷＤＴの内部タイマがリセットされない。
【００３７】
▲４▼ＷＤＴは内部タイマが設定値を超えてカウントされたら、最終駆動信号出力段をカットする信号を出力する。
【００３８】
前後進切換スイッチ１３は油圧モータ２の回転および回転方向を指令するもので、操作レバーが油圧モータ２を回転させないポジションに切り換えられたときにＯＮとなる停止スイッチと、油圧モータ２を車両の前進方向に回転させるポジションに切り換えられたときにＯＮとなる前進スイッチと、油圧モータ２を車両の後進方向に回転させるポジションに切り換えられたときにＯＮとなる後進スイッチとを備える。コントローラ１０は、停止、前進、後進スイッチのうち同時に２つ以上のスイッチがＯＮとなった場合、あるいは３つのスイッチが同時にＯＮになった場合に、前後進切換スイッチ１３に異常を来したものと判定する。
【００３９】
コントローラ１０は、電流検出抵抗を介して検出される比例電磁弁３３，３４に導かれる実電流と指令電流の偏差が所定値を越えた状態が所定時間以上に継続した場合に、ソレノイド短絡、断線等の異常を来したものと判定し、指令傾斜角度と斜板角度センサ１６によって検出される実斜板角度の偏差が所定値を越えた状態が所定時間以上に継続した場合に、弁固着等の作動不良を来したものと判定する。
【００４０】
コントローラ１０は、斜板角度センサ１６の検出値が規定使用範囲を超えた状態が所定時間以上に継続した場合に、斜板角度センサ１６の異常を来したものと判定する。
【００４１】
コントローラ１０は、出力軸回転数センサ１５の検出値が規定使用範囲を超えた状態が所定時間以上に継続した場合、あるいは検出値の変化速度が所定範囲を超えた状態が所定時間以上に継続した場合に出力軸回転数センサ１５の異常を来したものと判定する。
【００４２】
コントローラ１０は、速度ペダルセンサ１２の検出値が規定使用範囲を超えた状態が所定時間以上に継続した場合に、斜板角度センサ１６の異常を来したものと判定する。
【００４３】
コントローラ１０は、速度ペダルスイッチ１１のＯＮ／ＯＦＦ信号が速度ペダルセンサ１２の検出信号に対応していない場合に、速度ペダルスイッチ１１の異常を来したものと判定する。
【００４４】
そして本発明の要旨とするところであるが、コントローラ１０は、ＨＳＴ１の構成要素に異常が検出された場合に、エンジン５の運転を停止するとともに異常内容を記憶し、エンジン５の再始動時に記憶された異常内容を読み込み、車両速度を抑えられない可能性がある異常時に車両の走行を禁止し、車両速度を抑えられる異常時に車両速度を所定値以下に抑える微速走行を許可する。
【００４５】
図２に示すように、コントローラ１０は以下のＡ〜Ｅのケースでは、車両の走行を禁止する。
【００４６】
Ａ：コントローラ１０のＣＰＵの作動不良を来した場合。
【００４７】
Ｂ：ＣＰＵが正常であり、前後進切換スイッチ１３の作動不良を来した場合。
【００４８】
Ｃ：ＣＰＵが正常であり、比例電磁弁３３，３４の作動不良を来した場合。
【００４９】
Ｄ：ＣＰＵが正常であり、斜板角度センサ１６と出力軸回転数センサ１５の両方が作動不良を来した場合。
【００５０】
Ｅ：ＣＰＵが正常であり、速度ペダルスイッチ１１のいずれかの作動不良を来した場合。
【００５１】
コントローラ１０は以下のＦ〜Ｇのケースでは、車両の微速走行のみを許可する。
【００５２】
Ｆ：ＣＰＵ、前後進切換スイッチ１３、比例電磁弁３３，３４、斜板角度センサ１６、速度ペダルスイッチ１１が全て正常であり、出力軸回転数センサ１５のみが作動不良を来した場合。
【００５３】
Ｇ：ＣＰＵ、前後進切換スイッチ１３、比例電磁弁３３，３４、出力軸回転数センサ１５、速度ペダルスイッチ１１が全て正常であり、斜板角度センサ１６のみが作動不良を来した場合。
【００５４】
Ｈ：ＣＰＵ、前後進切換スイッチ１３、比例電磁弁３３，３４、斜板角度センサ１６、出力軸回転数センサ１５、速度ペダルスイッチ１１が全て正常であり、速度ペダルセンサ１２のみが作動不良を来した場合。
【００５５】
次に、コントローラ１０で実行されるこの制御動作を図３のフローチャートにしたがって説明する。
【００５６】
まず、ステップＳ１にて前回の運転時に判定された異常内容を読み込み、ステップＳ２にて読み込まれた異常内容を判定する。
【００５７】
前回の運転時に正常と判定された場合、ステップＳ３に進んで、エンジン５を起動し、ステップＳ４にて通常の運転制御を実行する。
【００５８】
ステップＳ５にて、ＨＳＴ１の構成要素に異常が発生したかどうかを判定する。
【００５９】
ここで、全ての構成要素が正常と判定された場合、ステップＳ４における通常の運転制御を継続して行う。一方、ＨＳＴ１の構成要素に異常が発生したと判定された場合、ステップＳ６に進んで、ＨＳＴ１の運転制御を停止するとともに警告ランプ等を点灯して運転者に異常を知らせ、ステップＳ７にて異常内容を不揮発性メモリに書き込み、本ルーチンを終了する。なお、このステップ６にて行われる処理が請求項１記載のエンジン停止手段に相当し、ステップ７にて行われる処理が請求項１記載の記憶手段に相当する。
【００６０】
エンジン５の再始動時に、ステップＳ１にて前回の運転時に判定された異常内容を読み込み、ステップＳ２にて読み込まれた異常内容を判定する。ステップＳ２にて前回の運転時に記憶された異常度が大きいと判定された場合、本ルーチンを終了し、車両の走行を禁止する。
【００６１】
ステップＳ２にて前回の運転時に記憶された異常度が小さいと判定された場合、ステップＳ８に進んでエンジン５を起動し、ステップＳ９にて微速走行のみを許可する非常時の運転制御を実行する。なお、このステップ２，８，９にて行われる処理が請求項１記載の車両走行制限手段に相当する。
【００６２】
ステップＳ１０にて、他の構成要素に異常が発生したかどうかを判定する。ここで、他の構成要素が正常と判定された場合、ステップＳ９における非常時の運転制御を継続して行う。一方、他の構成要素に異常が発生したと判定された場合、ステップＳ６に進んで、ＨＳＴ１の運転制御を停止するとともに警告ランプ等を点灯して運転者に異常を知らせ、ステップＳ７にて異常内容を不揮発性メモリに書き込み、本ルーチンを終了する。
【００６３】
以上のように構成されて、前述したようにＣＰＵ、前後進切換スイッチ１３、比例電磁弁３３，３４、速度ペダルセンサ１２、速度ペダルスイッチ１１の少なくとも一つが作動不良となるか、斜板角度センサ１６、出力軸回転数センサ１５の両方が作動不良となるＡ〜Ｅのケースでは、車両速度を抑えられない可能性があるため、車両の走行を禁止して、安全性を確保するとともに、二次故障を防止する。一方、出力軸回転数センサ１５、斜板角度センサ１６、速度ペダルセンサ１２のいずれか一つのみが作動不良となるＦ〜Ｇのケースでは、車両速度を抑えられるため、車両の微速走行のみを許可する。これにより、車両を安全な場所に待避させることができる。この微速走行を許可する際にもエンジン５の運転を一旦停止するため、運転者に異常の発生を知らせることができる。
【００６４】
なお、本発明は、押しのけ容積を可変とする斜板式以外の可変容量油圧ポンプを備えるＨＳＴにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すシステム図。
【図２】同じく作動不良箇所と異常度の関係を設定した図表。
【図３】同じく制御内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
１  ＨＳＴ
２  油圧モータ
５  エンジン
７  油圧ポンプ
１０  コントローラ
１１  速度ペダルスイッチ
１２  速度ペダルセンサ
１３  前後進切換スイッチ
１５  出力軸回転数センサ
１６  斜板角度センサ
３０  サーボアクチュエータ
３１  油圧ピストン
３３  比例電磁弁
３４  比例電磁弁
【図１】
0003850568.tif 000002
【図２】
0003850568.tif 000003
【図３】
0003850568.tif 000004