JP7697386B2 - Brake system - Google Patents
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Description
本発明は、ブレーキシステムに関する。 The present invention relates to a brake system.
産業車両等に使用されるブレーキシステムとしては、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載のブレーキシステムは、ブレーキペダルと、このブレーキペダルにロッドを介して連結された真空倍力装置及びマスタシリンダと、ブレーキペダルと真空倍力装置との間に配置され、ロッドと連結されたピストンを有する第１油圧シリンダと、この第１油圧シリンダに油圧配管を介して接続された第２油圧シリンダと、この第２油圧シリンダのピストンを押す可動部材と、可動部材を駆動するモータとを備えている。運転者がブレーキペダルを踏んでいない状態で、モータが回転駆動すると、可動部材が第２油圧シリンダのピストンと共に前進し、第２油圧シリンダ、油圧配管及び第１油圧シリンダの内部に油圧が発生する。このため、第１油圧シリンダのピストンが前進してロッドを押すことにより、真空倍力装置を稼働させ、マスタシリンダにブレーキ油圧が発生する。
For example, the technology described in
しかしながら、上記従来技術においては、産業車両の自動運転時に産業車両を制動させるために、ブレーキペダルと真空倍力装置との間に専用の第１油圧シリンダ、第２油圧シリンダ、可動部材及びモータを追加する必要がある。このため、産業車両を自動的に制動させる装置が複雑になると共に、新たに設計して製造する製品が多くなる。従って、手動運転時のブレーキ操作と自動運転時のブレーキ制御との両立を図るためのコストが増大してしまう。 However, in the above-mentioned conventional technology, in order to brake the industrial vehicle when it is in automatic operation, it is necessary to add a dedicated first hydraulic cylinder, a second hydraulic cylinder, a movable member, and a motor between the brake pedal and the vacuum booster. This makes the device for automatically braking the industrial vehicle more complicated, and many new products must be designed and manufactured. This results in increased costs in achieving both brake operation during manual operation and brake control during automatic operation.
本発明の目的は、手動運転時のブレーキ操作と自動運転時のブレーキ制御との両立を低コストで実現することができるブレーキシステムを提供することである。 The object of the present invention is to provide a brake system that can achieve both brake operation during manual driving and brake control during automatic driving at low cost.
本発明の一態様は、自動運転可能な産業車両を制動させるブレーキシステムにおいて、産業車両の運転者が操作するブレーキペダルと、産業車両の車輪に制動力を付与する油圧ブレーキ装置と、油圧ブレーキ装置に作動油を供給するオイルポンプと、オイルポンプと油圧ブレーキ装置との間に配置され、運転者によるブレーキペダルを操作する力を補助する倍力装置と、倍力装置と油圧ブレーキ装置との間に配置されたソレノイドバルブと、倍力装置とソレノイドバルブとの間で作動油が流れる第１作動油流路と、倍力装置を通過しない作動油がソレノイドバルブに向けて流れる第２作動油流路と、ソレノイドバルブと油圧ブレーキ装置との間で作動油が流れる第３作動油流路と、産業車両の自動運転中に産業車両を制動させるときに、ソレノイドバルブを制御する制動制御部とを備え、ソレノイドバルブは、第１作動油流路と第３作動油流路とを連通させると共に第２作動油流路と第３作動油流路とを遮断する第１開位置と、第２作動油流路と第３作動油流路とを連通させると共に第１作動油流路と第３作動油流路とを遮断する第２開位置とを有し、制動制御部は、産業車両の自動運転中に産業車両を制動させるときに、ソレノイドバルブの位置が第１開位置から第２開位置に切り替わるようにソレノイドバルブのソレノイド操作部を制御する。 One aspect of the present invention is a brake system for braking an industrial vehicle capable of automatic operation, comprising: a brake pedal operated by a driver of the industrial vehicle; a hydraulic brake device that applies a braking force to the wheels of the industrial vehicle; an oil pump that supplies hydraulic oil to the hydraulic brake device; a booster device that is disposed between the oil pump and the hydraulic brake device and that assists the force with which the driver operates the brake pedal; a solenoid valve disposed between the booster device and the hydraulic brake device; a first hydraulic oil flow path through which hydraulic oil flows between the booster device and the solenoid valve; a second hydraulic oil flow path through which hydraulic oil that does not pass through the booster device flows toward the solenoid valve; The device includes a third hydraulic oil flow path through which hydraulic oil flows between the brake device and the brake device, and a braking control unit that controls the solenoid valve when braking the industrial vehicle during automatic operation of the industrial vehicle. The solenoid valve has a first open position that connects the first hydraulic oil flow path to the third hydraulic oil flow path and blocks the second hydraulic oil flow path to the third hydraulic oil flow path, and a second open position that connects the second hydraulic oil flow path to the third hydraulic oil flow path and blocks the first hydraulic oil flow path to the third hydraulic oil flow path. The braking control unit controls the solenoid operation unit of the solenoid valve so that the position of the solenoid valve is switched from the first open position to the second open position when braking the industrial vehicle during automatic operation of the industrial vehicle.
このようなブレーキシステムにおいて、通常はソレノイドバルブが第１開位置にあり、産業車両の手動運転が実施される。産業車両の手動運転中に、運転者によりブレーキペダルが操作されると、倍力装置からの作動油が第１作動油流路、ソレノイドバルブ及び第３作動油流路を流れて油圧ブレーキ装置に供給されることで、油圧ブレーキ装置により車輪に制動力が付与される。一方、産業車両の自動運転中に産業車両を制動させるときは、ソレノイドバルブの位置が第１開位置から第２開位置に切り替わるようにソレノイドバルブのソレノイド操作部が制御される。このため、倍力装置を通過しない作動油が第２作動油流路、ソレノイドバルブ及び第３作動油流路を流れて油圧ブレーキ装置に供給されることで、油圧ブレーキ装置により車輪に制動力が付与される。ここで、ソレノイドバルブとしては、既存の電磁切替弁が使用可能である。このため、産業車両を自動的に制動させる装置を新たに設計して製造しなくて済む。これにより、手動運転時のブレーキ操作と自動運転時のブレーキ制御との両立を低コストで実現することができる。 In such a brake system, the solenoid valve is usually in the first open position, and the industrial vehicle is manually operated. When the driver operates the brake pedal during manual operation of the industrial vehicle, hydraulic oil from the booster flows through the first hydraulic oil flow path, the solenoid valve, and the third hydraulic oil flow path, and is supplied to the hydraulic brake device, so that the hydraulic brake device applies a braking force to the wheels. On the other hand, when braking the industrial vehicle during automatic operation of the industrial vehicle, the solenoid operation unit of the solenoid valve is controlled so that the position of the solenoid valve is switched from the first open position to the second open position. Therefore, hydraulic oil that does not pass through the booster flows through the second hydraulic oil flow path, the solenoid valve, and the third hydraulic oil flow path, and is supplied to the hydraulic brake device, so that the hydraulic brake device applies a braking force to the wheels. Here, an existing electromagnetic switching valve can be used as the solenoid valve. Therefore, it is not necessary to newly design and manufacture a device that automatically brakes the industrial vehicle. This makes it possible to achieve both brake operation during manual operation and brake control during automatic operation at low cost.
ブレーキシステムは、油圧ブレーキ装置に供給される作動油の圧力を検出するブレーキ圧力検出部を更に備え、制動制御部は、産業車両の自動運転中に産業車両を制動させるときに、ソレノイドバルブの位置が第１位置から第２位置に切り替わると共に油圧ブレーキ装置に供給される作動油の圧力が設定圧力に調整されるようにソレノイド操作部を制御してもよい。 The brake system may further include a brake pressure detection unit that detects the pressure of hydraulic oil supplied to the hydraulic brake device, and the brake control unit may control the solenoid operation unit so that, when braking the industrial vehicle during automatic operation of the industrial vehicle, the position of the solenoid valve is switched from the first position to the second position and the pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic brake device is adjusted to a set pressure.
このような構成では、産業車両の自動運転中に産業車両を制動させるときは、油圧ブレーキ装置に供給される作動油の圧力が設定圧力に調整される。従って、産業車両の車輪に付与される制動力を容易に調整することができる。 In this configuration, when braking an industrial vehicle during automatic operation, the pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic brake device is adjusted to a set pressure. Therefore, the braking force applied to the wheels of the industrial vehicle can be easily adjusted.
ブレーキシステムは、オイルポンプから吐出された作動油を蓄圧するアキュムレータと、オイルポンプと倍力装置及びアキュムレータとの間に配置され、アキュムレータの圧力に応じて、オイルポンプからの作動油がアキュムレータに供給される油路とオイルポンプからの作動油が倍力装置に供給される油路とを切り替えるチャージバルブとを更に備え、第２作動油流路は、アキュムレータからソレノイドバルブに作動油が流れる流路であってもよい。 The brake system further includes an accumulator that accumulates hydraulic oil discharged from the oil pump, and a charge valve that is disposed between the oil pump, the booster, and the accumulator and switches between an oil passage through which hydraulic oil from the oil pump is supplied to the accumulator and an oil passage through which hydraulic oil from the oil pump is supplied to the booster depending on the pressure of the accumulator, and the second hydraulic oil flow passage may be a flow passage through which hydraulic oil flows from the accumulator to the solenoid valve.
このような構成では、産業車両の自動運転中に産業車両を制動させるときは、アキュムレータに蓄圧された作動油が第２作動油流路、ソレノイドバルブ及び第３作動油流路を流れて油圧ブレーキ装置に供給されることで、油圧ブレーキ装置により車輪に制動力が付与される。従って、産業車両の自動運転時に、簡単な構成で産業車両を効果的に制動させることができる。 In this configuration, when braking the industrial vehicle during automatic operation of the industrial vehicle, the hydraulic oil stored in the accumulator flows through the second hydraulic oil passage, the solenoid valve, and the third hydraulic oil passage and is supplied to the hydraulic brake device, which applies a braking force to the wheels. Therefore, the industrial vehicle can be effectively braked with a simple configuration during automatic operation of the industrial vehicle.
ブレーキシステムは、アキュムレータの圧力を検出するアキュムレータ圧力検出部と、産業車両の自動運転中に、アキュムレータの圧力に基づいてオイルポンプを回転駆動する駆動源を制御するポンプ制御部とを更に備え、ポンプ制御部は、アキュムレータの圧力が規定圧以上であるときは、オイルポンプの回転を停止させるか或いはオイルポンプの回転数を減少させるように駆動源を制御してもよい。 The brake system further includes an accumulator pressure detection unit that detects the pressure in the accumulator, and a pump control unit that controls a drive source that rotates and drives the oil pump based on the pressure in the accumulator during automatic operation of the industrial vehicle. When the pressure in the accumulator is equal to or higher than a specified pressure, the pump control unit may control the drive source to stop the rotation of the oil pump or to reduce the rotation speed of the oil pump.
このような構成では、アキュムレータの圧力が規定圧以上であるときは、オイルポンプの回転が停止するか、或いはオイルポンプの回転数が減少する。産業車両の自動運転中に産業車両を制動させるときは、アキュムレータから油圧ブレーキ装置に作動油が供給されるため、オイルポンプを常に作動させておく必要がない。そこで、オイルポンプの回転を停止させるか、或いはオイルポンプの回転数を減少させることにより、オイルポンプの消費エネルギーが低減する。従って、産業車両の燃費が向上し、産業車両の稼動時間を延ばすことができる。 In this configuration, when the pressure in the accumulator is equal to or greater than a specified pressure, the oil pump stops rotating or the oil pump speed is reduced. When braking an industrial vehicle during automatic operation of the industrial vehicle, hydraulic oil is supplied from the accumulator to the hydraulic brake device, so there is no need to keep the oil pump operating all the time. Therefore, by stopping the oil pump rotation or reducing the oil pump speed, the energy consumption of the oil pump is reduced. This improves the fuel efficiency of the industrial vehicle and allows the operating time of the industrial vehicle to be extended.
ブレーキシステムは、産業車両の自動運転中にブレーキペダルが操作されたかどうかを検知する検知部と、ソレノイドバルブが第２開位置にある状態で、検知部により産業車両の自動運転中にブレーキペダルが操作されたことが検知されると、ソレノイドバルブの位置が第２開位置から第１開位置に切り替わるようにソレノイド操作部を制御する自動運転停止制御部とを更に備えてもよい。 The brake system may further include a detection unit that detects whether the brake pedal is operated during automatic operation of the industrial vehicle, and an automatic operation stop control unit that controls the solenoid operation unit to switch the position of the solenoid valve from the second open position to the first open position when the detection unit detects that the brake pedal is operated during automatic operation of the industrial vehicle while the solenoid valve is in the second open position.
このような構成では、産業車両の自動運転中に産業車両が制動することで、ソレノイドバルブが第２開位置にある状態で、運転者によりブレーキペダルが操作されると、ソレノイドバルブの位置が第２開位置から第１開位置に切り替わり、自動運転による産業車両の制動が強制的に停止する。このため、倍力装置から油圧ブレーキ装置に作動油が供給されることで、車輪に制動力が付与される。このように産業車両の自動運転中にブレーキペダルが操作されると、自動運転から手動運転に切り替わることとなる。従って、運転者の意図に反してブレーキ制御が行われることが防止される。 In this configuration, when the industrial vehicle brakes while the industrial vehicle is in automatic operation and the solenoid valve is in the second open position and the driver operates the brake pedal, the position of the solenoid valve switches from the second open position to the first open position, and braking of the industrial vehicle by automatic operation is forcibly stopped. Therefore, hydraulic oil is supplied from the booster to the hydraulic brake device, and a braking force is applied to the wheels. In this way, when the brake pedal is operated while the industrial vehicle is in automatic operation, automatic operation is switched to manual operation. Therefore, brake control is prevented from being performed against the driver's intention.
本発明によれば、手動運転時のブレーキ操作と自動運転時のブレーキ制御との両立を安価に実現することができる。 The present invention makes it possible to inexpensively achieve both brake operation during manual driving and brake control during automatic driving.
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。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the drawings. In the drawings, identical or equivalent elements are given the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted.
図１は、本発明の一実施形態に係るブレーキシステムを示す構成図である。図１において、本実施形態のブレーキシステム１は、産業車両の一つであるフォークリフト２に搭載されている。フォークリフト２は、自動運転可能な電動フォークリフトである。
Figure 1 is a configuration diagram showing a brake system according to one embodiment of the present invention. In Figure 1, the
ブレーキシステム１は、フォークリフト２を制動させるシステムである。ブレーキシステム１は、ブレーキペダル３と、ブレーキホイールシリンダ４と、オイルポンプ５と、ブレーキブースター６と、アキュムレータ７と、チャージバルブ８と、ソレノイドバルブ９とを備えている。
The
ブレーキペダル３は、フォークリフト２の運転者が足で踏み込んで操作する操作ペダルである。
The
ブレーキホイールシリンダ４は、作動油を用いてフォークリフト２の車輪１０に制動力を付与する油圧ブレーキ装置である。ブレーキホイールシリンダ４は、例えばブレーキディスクまたはブレーキドラムを有している。
The
オイルポンプ５は、ポンプモータ１１により回転駆動される。ポンプモータ１１は、オイルポンプ５を回転駆動する駆動源である。オイルポンプ５は、オイルタンク１２に貯留された作動油を吸い上げてブレーキブースター６及びブレーキホイールシリンダ４に供給する。
The
オイルタンク１２内には、オイルポンプ５へのゴミの進入を防止するサクションフィルタ１３が配置されている。サクションフィルタ１３は、作動油流路１４を介してオイルポンプ５と接続されている。作動油流路１４は、サクションフィルタ１３からオイルポンプ５に作動油が流れる流路である。
A
ブレーキブースター６は、ブレーキペダル３と連結されていると共に、オイルポンプ５とブレーキホイールシリンダ４との間に配置されている。ブレーキブースター６は、運転者によるブレーキペダル３を操作する力を補助する倍力装置である。
The
ブレーキブースター６は、作動油流路１５，１６を介してオイルタンク１２と接続されている。作動油流路１５，１６は、ブレーキブースター６からオイルタンク１２に作動油が流れる流路である。作動油流路１６には、オイルタンク１２に戻る作動油を冷却するクーラ１７が配設されている。
The
アキュムレータ７は、オイルポンプ５の吐出口５ａから吐出された作動油を蓄圧する。アキュムレータ７には、窒素ガス等の蓄圧気体が充填されている。オイルポンプ５からの作動油は、アキュムレータ７内に弁で封じ込められて蓄圧される。その状態で弁を開放すると、蓄圧気体が膨張する力によってアキュムレータ７内の作動油が押し出されて放出される。
The
チャージバルブ８は、オイルポンプ５とブレーキブースター６及びアキュムレータ７との間に配置されている。チャージバルブ８は、アキュムレータ７の圧力に応じて、オイルポンプ５からの作動油がブレーキブースター６に供給される油路とオイルポンプ５からの作動油がアキュムレータ７に供給される油路とを切り替える。
The
チャージバルブ８は、作動油流路１８を介してオイルポンプ５の吐出口５ａと接続されている。作動油流路１８は、オイルポンプ５からチャージバルブ８に作動油が流れる流路である。
The
また、チャージバルブ８は、作動油流路１９を介してブレーキブースター６と接続されている。作動油流路１９は、チャージバルブ８からブレーキブースター６に作動油が流れる流路である。
The
また、チャージバルブ８は、作動油流路２０を介してアキュムレータ７と接続されている。作動油流路２０は、チャージバルブ８からアキュムレータ７に作動油が流れる流路である。
The
チャージバルブ８は、作動油流路１８と作動油流路１９とを連通させる油路と、作動油流路１８と作動油流路１９，２０とを連通させる油路とを切り替える。
The
具体的には、チャージバルブ８は、アキュムレータ７の圧力が設定圧に達するまでは、作動油流路１８と作動油流路１９，２０とを連通させることで、オイルポンプ５からの作動油を優先的にアキュムレータ７に供給する。チャージバルブ８は、アキュムレータ７の圧力が設定圧に達すると、作動油流路１８と作動油流路１９とを連通させると共に作動油流路１８と作動油流路２０とを遮断することで、オイルポンプ５からの作動油をブレーキブースター６に供給する。なお、チャージバルブ８の設定圧は、手動で調整可能である。
Specifically, the
ソレノイドバルブ９は、ブレーキブースター６及びアキュムレータ７とブレーキホイールシリンダ４との間に配置されている。ソレノイドバルブ９は、ブレーキブースター６及びアキュムレータ７とブレーキホイールシリンダ４との間における作動油の流れを切り替える電磁比例切替弁である。
The
ソレノイドバルブ９は、作動油流路２１を介してブレーキブースター６と接続されている。作動油流路２１は、ブレーキブースター６とソレノイドバルブ９との間で作動油が双方向に流れる第１作動油流路である。
The
また、ソレノイドバルブ９は、作動油流路２２を介してアキュムレータ７と接続されている。作動油流路２２は、アキュムレータ７からソレノイドバルブ９に作動油が流れる第２作動油流路である。作動油流路２２は、ブレーキブースター６を通過しない作動油がソレノイドバルブ９に向けて流れる流路である。
The
また、ソレノイドバルブ９は、作動油流路２３を介してブレーキホイールシリンダ４と接続されている。作動油流路２３は、ソレノイドバルブ９とブレーキホイールシリンダ４との間で作動油が双方向に流れる第３作動油流路である。
The
ソレノイドバルブ９は、図２に示されるように、作動油流路２１と作動油流路２３とを連通させると共に作動油流路２２と作動油流路２３とを遮断する第１開位置９ａと、作動油流路２２と作動油流路２３とを連通させると共に作動油流路２１と作動油流路２３とを遮断する第２開位置９ｂと、第１開位置９ａと第２開位置９ｂとの間に配置され、作動油流路２１，２２と作動油流路２３とを遮断する閉位置９ｃとを有している。
As shown in FIG. 2, the
ソレノイドバルブ９には、電気信号が入力されるソレノイド操作部２４が設けられている。ソレノイドバルブ９が第１開位置９ａにあるときは、ソレノイドバルブ９の開度は一定である。ソレノイドバルブ９が第２開位置９ｂにあるときは、ソレノイド操作部２４に入力される電気信号の値（例えば電流値）に応じて、ソレノイドバルブ９の開度が変化する。具体的には、ソレノイド操作部２４に入力される電気信号の値が大きくなるほど、ソレノイドバルブ９の開度が大きくなる。
The
ソレノイド操作部２４に電気信号が供給されない通常状態では、ソレノイドバルブ９は、バネ２５により第１開位置９ａ（図示）にある。ソレノイド操作部２４に電気信号が供給されることで、ソレノイド操作部２４が通電されると、ソレノイドバルブ９は、第１開位置９ａから第２開位置９ｂに切り替わる。
In a normal state where no electrical signal is supplied to the
また、ブレーキシステム１は、図１及び図２に示されるように、自動運転スイッチ３０と、圧力センサ３１と、ポテンショメータ３２と、警報器３３と、ブレーキコントローラ３４と、圧力センサ３５と、ポンプコントローラ３６とを備えている。
As shown in Figures 1 and 2, the
自動運転スイッチ３０は、運転者がフォークリフト２の自動運転を指示するための指示操作部である。自動運転スイッチ３０がＯＦＦであるときは、フォークリフト２の運転モードは手動運転モードである。手動運転モードは、運転者による手動運転によってフォークリフト２を走行させるモードである。自動運転スイッチ３０がＯＮであるときは、フォークリフト２の運転モードは自動運転モードである。自動運転モードは、自動運転コントローラ３７によってフォークリフト２が自動的に走行するように制御されるモードである。
The
自動運転コントローラ３７は、自動運転スイッチ３０がＯＮ操作されることで、フォークリフト２の自動運転が指示されると、各種センサの検出値に基づいて、フォークリフト２が自動的に走行するように駆動部３８を制御する。駆動部３８は、フォークリフト２の車輪１０を回転させる走行モータと、車輪１０を転舵させる操舵モータとを有している。
When the automatic driving
圧力センサ３１は、作動油流路２３に接続されている。圧力センサ３１は、ブレーキホイールシリンダ４に供給される作動油の圧力をブレーキ圧力として検出するブレーキ圧力検出部を構成する。
The
ポテンショメータ３２は、ブレーキペダル３の踏込量（操作量）を検出する。ポテンショメータ３２は、フォークリフト２の自動運転中にブレーキペダル３が操作されたかどうかを検知する検知部を構成する。
The
警報器３３は、フォークリフト２の自動運転中にブレーキペダル３が操作されたことが検知されたときに、運転者に対して警報音または警報表示を行う。
The
ブレーキコントローラ３４は、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。ブレーキコントローラ３４は、制動制御部４１と、自動運転停止制御部４２とを有している。
The
制動制御部４１は、フォークリフト２の自動運転中にフォークリフト２を制動させるときに、ソレノイドバルブ９を制御する。制動制御部４１は、フォークリフト２の自動運転中にフォークリフト２を制動させるときに、ソレノイドバルブ９の位置が第１開位置９ａから第２開位置９ｂに切り替わると共にブレーキホイールシリンダ４に供給される作動油の圧力が設定圧力に調整されるようにソレノイドバルブ９のソレノイド操作部２４を制御する。
The
図３は、制動制御部４１により実行される制動制御処理の手順を示すフローチャートである。本処理は、自動運転スイッチ３０がＯＮ操作されると、実行される。なお、本処理の実行前は、ソレノイドバルブ９は第１開位置９ａにある。
Figure 3 is a flowchart showing the steps of the braking control process executed by the
図３において、制動制御部４１は、まず自動運転コントローラ３７の制御指令信号を取得する（手順Ｓ１０１）。そして、制動制御部４１は、自動運転コントローラ３７の制御指令信号に基づいて、フォークリフト２の制動開始タイミングであるかどうかを判断する（手順Ｓ１０２）。制動制御部４１は、フォークリフト２の制動開始タイミングでないと判断したときは、上記の手順Ｓ１０１を再度実行する。
In FIG. 3, the
制動制御部４１は、フォークリフト２の制動開始タイミングであると判断したときは、ソレノイドバルブ９の位置を第１開位置９ａから第２開位置９ｂに切り替えるための制御信号をソレノイドバルブ９のソレノイド操作部２４に出力する（手順Ｓ１０３）。これにより、作動油流路２２と作動油流路２３とが連通するため、アキュムレータ７からブレーキホイールシリンダ４に作動油が供給され、車輪１０に制動力が付与される。
When the
続いて、制動制御部４１は、圧力センサ３１の検出値を取得する（手順Ｓ１０４）。そして、制動制御部４１は、圧力センサ３１の検出値に基づいて、ブレーキホイールシリンダ４に供給される作動油の圧力（ブレーキ圧力）を設定圧力に調整するための制御信号をソレノイド操作部２４に出力する（手順Ｓ１０５）。設定圧力の情報は、自動運転コントローラ３７の制御指令信号に含まれている。これにより、ソレノイドバルブ９は、第２開位置９ｂにおいて設定圧力に応じた開度で開くように調整される。
The
続いて、制動制御部４１は、自動運転コントローラ３７の制御指令信号を取得する（手順Ｓ１０６）。そして、制動制御部４１は、自動運転コントローラ３７の制御指令信号に基づいて、フォークリフト２の制動終了タイミングであるかどうかを判断する（手順Ｓ１０７）。制動制御部４１は、フォークリフト２の制動終了タイミングでないと判断したときは、上記の手順Ｓ１０６を再度実行する。
The
制動制御部４１は、フォークリフト２の制動終了タイミングであると判断したときは、ソレノイドバルブ９の位置を第２開位置９ｂから第１開位置９ａに切り替えるための制御信号をソレノイドバルブ９のソレノイド操作部２４に出力し（手順Ｓ１０８）、上記の手順Ｓ１０１を再度実行する。これにより、作動油流路２２と作動油流路２３とが遮断されるため、アキュムレータ７からブレーキホイールシリンダ４への作動油の供給が停止し、車輪１０への制動力の付与が解除される。
When the
図２に戻り、自動運転停止制御部４２は、ソレノイドバルブ９が第２開位置９ｂにある状態で、ポテンショメータ３２によりフォークリフトの自動運転中にブレーキペダル３が操作されたことが検知されると、ソレノイドバルブ９の位置が第２開位置９ｂから第１開位置９ａに切り替わるようにソレノイドバルブ９のソレノイド操作部２４を制御する。
Returning to FIG. 2, when the
図４は、自動運転停止制御部４２により実行される自動運転停止制御処理の手順を示すフローチャートである。本処理も、自動運転スイッチ３０がＯＮ操作されると、実行される。
Figure 4 is a flowchart showing the procedure for the automatic operation stop control process executed by the automatic operation
図４において、自動運転停止制御部４２は、ソレノイドバルブ９の現在の位置が第２開位置９ｂであるかどうかを判断する（手順Ｓ１１１）。ソレノイドバルブ９の現在の位置が第２開位置９ｂであるかどうかの判断は、例えば制動制御部４１からソレノイドバルブ９のソレノイド操作部２４に出力される制御信号に基づいて行われる。
In FIG. 4, the automatic operation
自動運転停止制御部４２は、ソレノイドバルブ９の現在の位置が第２開位置９ｂであると判断したときは、ポテンショメータ３２の検出値を取得する（手順Ｓ１１２）。そして、自動運転停止制御部４２は、ポテンショメータ３２の検出値に基づいて、ブレーキペダル３が操作されたどうかを判断する（手順Ｓ１１３）。自動運転停止制御部４２は、ブレーキペダル３が操作されていないと判断したときは、上記の手順Ｓ１１１を再度実行する。
When the automatic driving
自動運転停止制御部４２は、ブレーキペダル３が操作されたと判断したときは、ソレノイドバルブ９の位置を第２開位置９ｂから第１開位置９ａに切り替えるための制御信号をソレノイドバルブ９のソレノイド操作部２４に出力する（手順Ｓ１１４）。これにより、作動油流路２２と作動油流路２３とが遮断されるため、フォークリフト２の自動運転によるブレーキ制御が強制的に停止する。
When the automatic operation
そして、自動運転停止制御部４２は、警報器３３に警報信号を出力し（手順Ｓ１１５）、上記の手順Ｓ１１１を再度実行する。これにより、警報器３３によってフォークリフト２の自動運転によるブレーキ制御が強制的に停止した旨の警報が運転者に対して行われる。
Then, the automatic operation
図２に戻り、圧力センサ３５は、作動油流路２０に接続されている。圧力センサ３５は、アキュムレータ７の圧力を検出するアキュムレータ圧力検出部を構成する。
Returning to FIG. 2, the
ポンプコントローラ３６は、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。ポンプコントローラ３６は、フォークリフト２の自動運転中に、アキュムレータ７の圧力に基づいてポンプモータ１１を制御するポンプ制御部を構成する。ポンプコントローラ３６は、アキュムレータ７の圧力が規定圧以上であるときは、オイルポンプ５の回転を停止させるようにポンプモータ１１を制御する。
The
図５は、ポンプコントローラ３６により実行されるオイルポンプ制御処理の手順を示すフローチャートである。本処理は、フォークリフト２のイグニッションスイッチ（図示せず）がＯＮ操作されると、実行される。
Figure 5 is a flowchart showing the steps of the oil pump control process executed by the
図５において、ポンプコントローラ３６は、まず自動運転スイッチ３０の操作信号を取得する（手順Ｓ１２１）。そして、ポンプコントローラ３６は、自動運転スイッチ３０の操作信号がＯＮ信号であるかどうかを判断する（手順Ｓ１２２）。
In FIG. 5, the
ポンプコントローラ３６は、自動運転スイッチ３０の操作信号がＯＮ信号でないと判断したときは、フォークリフト２の運転モードが手動運転モードであると判定し、ポンプモータ１１を規定回転数で回転させるための制御信号をポンプモータ１１に出力し（手順Ｓ１２３）、上記の手順Ｓ１２１を再度実行する。これにより、オイルポンプ５が規定回転数で回転する。
When the
ポンプコントローラ３６は、自動運転スイッチ３０の操作信号がＯＮ信号であると判断したときは、フォークリフト２の運転モードが自動運転モードであると判定し、圧力センサ３５の検出値を取得する（手順Ｓ１２４）。そして、ポンプコントローラ３６は、圧力センサ３５の検出値に基づいて、アキュムレータ７の圧力が規定圧以上であるかどうかを判断する（手順Ｓ１２５）。規定圧は、アキュムレータ７が蓄圧状態に維持される圧力である。
When the
ポンプコントローラ３６は、アキュムレータ７の圧力が規定圧よりも低いと判断したときは、ポンプモータ１１を規定回転数で回転させるための制御信号をポンプモータ１１に出力し（手順Ｓ１２３）、上記の手順Ｓ１２１を再度実行する。これにより、オイルポンプ５が規定回転数で回転する。
When the
ポンプコントローラ３６は、アキュムレータ７の圧力が規定圧以上であると判断したときは、ポンプモータ１１の回転を停止させるための制御信号をポンプモータ１１に出力し（手順Ｓ１２６）、上記の手順Ｓ１２１を再度実行する。これにより、オイルポンプ５の回転が停止する。
When the
以上のようなブレーキシステム１において、自動運転スイッチ３０がＯＮ操作されていない手動運転モードでは、ソレノイドバルブ９が第１開位置９ａにある。この場合、運転者によりブレーキペダル３が操作されると、ブレーキブースター６内の作動油が作動油流路２１、ソレノイドバルブ９及び作動油流路２３を流れてブレーキホイールシリンダ４に供給される。これにより、ブレーキホイールシリンダ４が動作し、車輪１０に制動力が付与される。
In the
運転者により自動運転スイッチ３０がＯＮ操作されると、フォークリフト２の運転モードが手動運転モードから自動運転モードに切り替わり、自動運転コントローラ３７によってフォークリフト２が自動走行するように駆動部３８が制御される。
When the driver turns on the automatic driving
フォークリフト２の自動走行中にフォークリフト２が停止または減速するときは、ブレーキコントローラから３４の制御信号によってソレノイドバルブ９の位置が第１開位置９ａから第２開位置９ｂに切り替わり、作動油流路２２と作動油流路２３とが連通される。ただし、ソレノイドバルブ９の位置が切り換わる途中で、ソレノイドバルブ９の位置が一時的に閉位置９ｃとなるため、ブレーキホイールシリンダ４からアキュムレータ７への作動油の逆流が防止される。
When the
そして、アキュムレータ７に蓄圧された作動油が作動油流路２２、ソレノイドバルブ９及び作動油流路２３を流れてブレーキホイールシリンダ４に供給される。これにより、ブレーキホイールシリンダ４が動作し、車輪１０に制動力が付与される。
The hydraulic oil stored in the
アキュムレータ７の圧力が低くなることで、アキュムレータ７の蓄圧状態が維持されなくなると、チャージバルブ８によってオイルポンプ５からアキュムレータ７に作動油が供給されることで、アキュムレータ７が蓄圧状態となる。
When the pressure in the
以上のように本実施形態にあっては、通常はソレノイドバルブ９が第１開位置９ａにあり、フォークリフト２の手動運転が実施される。フォークリフト２の手動運転中に、運転者によりブレーキペダル３が操作されると、ブレーキブースター６からの作動油が作動油流路２１、ソレノイドバルブ９及び作動油流路２３を流れてブレーキホイールシリンダ４に供給されることで、ブレーキホイールシリンダ４により車輪１０に制動力が付与される。一方、フォークリフト２の自動運転中にフォークリフト２を制動させるときは、ソレノイドバルブ９が第１開位置９ａから第２開位置９ｂに切り替わるようにソレノイドバルブ９のソレノイド操作部２４が制御される。このため、ブレーキブースター６を通過しない作動油が作動油流路２２、ソレノイドバルブ９及び作動油流路２３を流れてブレーキホイールシリンダ４に供給されることで、ブレーキホイールシリンダ４により車輪１０に制動力が付与される。ここで、ソレノイドバルブ９としては、既存の電磁比例切替弁が使用可能である。このため、フォークリフト２を自動的に制動させる装置を新たに設計して製造しなくて済む。これにより、手動運転時のブレーキ操作と自動運転時のブレーキ制御との両立を低コストで実現することができる。
As described above, in this embodiment, the
また、フォークリフト２の自動運転時には、ブレーキペダル３が自動的に操作されることなく、ブレーキホイールシリンダ４に作動油が供給されるため、車輪１０に付与される制動力のばらつきが抑えられると共に、車輪１０に制動力が付与される際に発生するタイムラグが低減される。
In addition, when the
また、本実施形態では、フォークリフト２の自動運転中にフォークリフト２を制動させるときは、ブレーキホイールシリンダ４に供給される作動油の圧力が設定圧力に調整されなるようにソレノイドバルブ９のソレノイド操作部２４が制御される。従って、フォークリフト２の車輪１０に付与される制動力を容易に調整することができる。
In addition, in this embodiment, when braking the
また、本実施形態では、フォークリフト２の自動運転中にフォークリフト２を制動させるときは、アキュムレータ７に蓄圧された作動油が作動油流路２２、ソレノイドバルブ９及び作動油流路２３を流れてブレーキホイールシリンダ４に供給されることで、ブレーキホイールシリンダ４により車輪１０に制動力が付与される。従って、フォークリフト２の自動運転時に、簡単な構成でフォークリフト２を効果的に制動させることができる。また、アキュムレータ７及びチャージバルブ８としても、既存の製品が使用可能である。
In addition, in this embodiment, when the
また、本実施形態では、アキュムレータ７の圧力が規定圧以上であるときは、オイルポンプ５の回転が停止する。フォークリフト２の自動運転中にフォークリフト２を制動させるときは、アキュムレータ７からブレーキホイールシリンダ４に作動油が供給されるため、オイルポンプ５を常に作動させておく必要がない。そこで、オイルポンプ５の回転を停止させることにより、オイルポンプ５の消費エネルギーが低減する。従って、フォークリフト２の燃費が向上し、フォークリフト２の稼動時間を延ばすことができる。
In addition, in this embodiment, when the pressure in the
また、本実施形態では、フォークリフト２の自動運転中にフォークリフト２が制動することで、ソレノイドバルブ９が第２開位置９ｂにある状態で、運転者によりブレーキペダル３が操作されると、ソレノイドバルブ９の位置が第２開位置９ｂから第１開位置９ａに切り替わり、自動運転によるフォークリフト２の制動が強制的に停止する。このため、ブレーキブースター６からブレーキホイールシリンダ４に作動油が供給されることで、車輪１０に制動力が付与される。このようにフォークリフト２の自動運転中にブレーキペダル３が操作されると、自動運転から手動運転に切り替わることとなる。従って、運転者の意図に反してブレーキ制御が行われることが防止される。
In addition, in this embodiment, when the driver operates the
図６は、ポンプコントローラ３６により実行されるオイルポンプ制御処理の手順の変形例を示すフローチャートであり、図５に対応している。
Figure 6 is a flowchart showing a modified example of the procedure for the oil pump control process executed by the
図６において、ポンプコントローラ３６は、上記の手順Ｓ１２１，Ｓ１２２，Ｓ１２４，Ｓ１２５を実行する。そして、ポンプコントローラ３６は、手順Ｓ１２５においてアキュムレータ７の圧力が規定圧以上であると判断したときは、ポンプモータ１１の回転数を規定回転数よりも減少させるための制御信号をポンプモータ１１に出力する（手順Ｓ１２６Ａ）。これにより、オイルポンプ５の回転数が規定回転数よりも減少する。
In FIG. 6, the
このような本変形例では、オイルポンプ５の回転数を減少させることにより、オイルポンプ５の消費エネルギーが低減する。従って、上記実施形態と同様に、フォークリフト２の燃費が向上し、フォークリフト２の稼動時間を延ばすことができる。
In this modified example, the rotation speed of the
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、ソレノイドバルブ９は、第２開位置９ｂにおいて開度が可変である電磁比例切替弁であるが、ソレノイドバルブ９としては、特に電磁比例切替弁には限られず、第２開位置９ｂにおいて開度が一定である電磁切替弁等を使用してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、ブレーキコントローラ３４及びポンプコントローラ３６が具備されているが、特にその形態には限られず、ブレーキコントローラ３４及びポンプコントローラ３６を１つのコントローラで構成してもよい。この場合には、１つのコントローラが、上記の制動制御部４１及び自動運転停止制御部４２と、ポンプコントローラ３６の機能であるポンプ制御部とを有することとなる。
In addition, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、オイルポンプ５がポンプモータ１１により駆動されているが、オイルポンプ５を駆動する駆動源としては、特にポンプモータ１１には限られず、図７に示されるようなエンジン５０であってもよい。
In addition, in the above embodiment, the
駆動源がエンジン５０である場合には、オイルポンプ５の回転数の制御が不要となるため、上記の圧力センサ３５及びポンプコントローラ３６は無くてもよい。また、駆動源がエンジン５０である場合には、フォークリフト２がインチングペダルを備えていることもある。この場合には、運転者によりインチングペダルが操作されたときも、ブレーキブースター６からブレーキホイールシリンダ４に作動油が供給されるため、車輪１０に制動力が付与される。
When the driving source is the
また、上記実施形態では、オイルポンプ５とブレーキホイールシリンダ４との間にブレーキブースター６が配置されているが、運転者によるブレーキペダル３を操作する力を補助する倍力装置としては、特にブレーキブースター６には限られず、例えばブレーキバルブやマスターシリンダ等であってもよい。
In addition, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、ポテンショメータ３２によりブレーキペダル３の操作量を検出することで、フォークリフト２の自動運転中にブレーキペダル３が操作されたかどうかが検知されているが、特にそのような形態には限られない。例えば、ブレーキペダル３が接触したかどうかを検出する接触スイッチ等を用いて、フォークリフト２の自動運転中にブレーキペダル３が操作されたかどうかを検知してもよい。
In the above embodiment, the
さらに、上記実施形態のブレーキシステム１は、フォークリフト２に搭載されているが、本発明は、ブレーキペダルが具備されていれば、フォークリフト以外の産業車両（例えばトーイングトラクタ等）にも適用可能である。
Furthermore, although the
１…ブレーキシステム、２…フォークリフト（産業車両）、３…ブレーキペダル、４…ブレーキホイールシリンダ（油圧ブレーキ装置）、５…オイルポンプ、６…ブレーキブースター（倍力装置）、７…アキュムレータ、８…チャージバルブ、９…ソレノイドバルブ、９ａ…第１開位置、９ｂ…第２開位置、１０…車輪、２１…作動油流路（第１作動油流路）、２２…作動油流路（第２作動油流路）、２３…作動油流路（第３作動油流路）、３１…圧力センサ（ブレーキ圧力検出部）、３２…ポテンショメータ（検知部）、３５…圧力センサ（アキュムレータ圧力検出部）、３６…ポンプコントローラ（ポンプ制御部）、４１…制動制御部、４２…自動運転停止制御部。 1...Brake system, 2...Forklift (industrial vehicle), 3...Brake pedal, 4...Brake wheel cylinder (hydraulic brake device), 5...Oil pump, 6...Brake booster (power booster), 7...Accumulator, 8...Charge valve, 9...Solenoid valve, 9a...First open position, 9b...Second open position, 10...Wheel, 21...Hydraulic oil flow path (first hydraulic oil flow path), 22...Hydraulic oil flow path (second hydraulic oil flow path), 23...Hydraulic oil flow path (third hydraulic oil flow path), 31...Pressure sensor (brake pressure detection section), 32...Potentiometer (detection section), 35...Pressure sensor (accumulator pressure detection section), 36...Pump controller (pump control section), 41...Braking control section, 42...Automatic operation stop control section.
Claims (4)
前記産業車両の運転者が操作するブレーキペダルと、
前記産業車両の車輪に制動力を付与する油圧ブレーキ装置と、
前記油圧ブレーキ装置に作動油を供給するオイルポンプと、
前記オイルポンプと前記油圧ブレーキ装置との間に配置され、前記運転者による前記ブレーキペダルを操作する力を補助する倍力装置と、
前記オイルポンプから吐出された作動油を蓄圧するアキュムレータと、
前記オイルポンプと前記倍力装置及び前記アキュムレータとの間に配置され、前記アキュムレータの圧力に応じて、前記オイルポンプからの作動油が前記アキュムレータに供給される油路と前記オイルポンプからの作動油が前記倍力装置に供給される油路とを切り替えるチャージバルブと、
前記倍力装置と前記油圧ブレーキ装置との間に配置されたソレノイドバルブと、
前記倍力装置と前記ソレノイドバルブとの間で作動油が流れる第１作動油流路と、
前記倍力装置を通過しない作動油が前記ソレノイドバルブに向けて流れる第２作動油流路と、
前記ソレノイドバルブと前記油圧ブレーキ装置との間で作動油が流れる第３作動油流路と、
前記産業車両の自動運転中に前記産業車両を制動させるときに、前記ソレノイドバルブを制御する制動制御部とを備え、
前記第２作動油流路は、前記アキュムレータから前記ソレノイドバルブに作動油が流れる流路であり、
前記ソレノイドバルブは、前記第１作動油流路と前記第３作動油流路とを連通させると共に前記第２作動油流路と前記第３作動油流路とを遮断する第１開位置と、前記第２作動油流路と前記第３作動油流路とを連通させると共に前記第１作動油流路と前記第３作動油流路とを遮断する第２開位置とを有し、
前記制動制御部は、前記産業車両の自動運転中に前記産業車両を制動させるときに、前記ソレノイドバルブの位置が前記第１開位置から前記第２開位置に切り替わるように前記ソレノイドバルブのソレノイド操作部を制御するブレーキシステム。 In a braking system for an autonomous industrial vehicle,
A brake pedal operated by a driver of the industrial vehicle;
a hydraulic brake device for applying a braking force to wheels of the industrial vehicle;
an oil pump for supplying hydraulic oil to the hydraulic brake device;
a booster device disposed between the oil pump and the hydraulic brake device, the booster device assisting the driver in operating the brake pedal;
an accumulator that accumulates pressure in the hydraulic oil discharged from the oil pump;
a charge valve that is disposed between the oil pump and the booster and between the oil pump and the accumulator, and that switches between an oil passage through which hydraulic oil from the oil pump is supplied to the accumulator and an oil passage through which hydraulic oil from the oil pump is supplied to the booster, depending on the pressure of the accumulator;
a solenoid valve disposed between the booster and the hydraulic brake device;
a first hydraulic oil flow path through which hydraulic oil flows between the booster and the solenoid valve;
a second hydraulic oil flow path through which hydraulic oil that does not pass through the booster flows toward the solenoid valve;
a third hydraulic oil flow path through which hydraulic oil flows between the solenoid valve and the hydraulic brake device;
a braking control unit that controls the solenoid valve when braking the industrial vehicle during automatic operation of the industrial vehicle,
the second hydraulic oil flow path is a flow path through which hydraulic oil flows from the accumulator to the solenoid valve,
the solenoid valve has a first open position that communicates between the first hydraulic oil flow path and the third hydraulic oil flow path and blocks between the second hydraulic oil flow path and the third hydraulic oil flow path, and a second open position that communicates between the second hydraulic oil flow path and the third hydraulic oil flow path and blocks between the first hydraulic oil flow path and the third hydraulic oil flow path,
The braking control unit controls a solenoid operating unit of the solenoid valve so that the position of the solenoid valve is switched from the first open position to the second open position when braking the industrial vehicle during automatic operation of the industrial vehicle.
前記制動制御部は、前記産業車両の自動運転中に前記産業車両を制動させるときに、前記ソレノイドバルブの位置が前記第１開位置から前記第２開位置に切り替わると共に前記油圧ブレーキ装置に供給される作動油の圧力が設定圧力に調整されるように前記ソレノイド操作部を制御する請求項１記載のブレーキシステム。 The hydraulic brake device further includes a brake pressure detection unit that detects the pressure of hydraulic oil supplied to the hydraulic brake device.
2. The brake system according to claim 1, wherein the braking control unit controls the solenoid operation unit so that, when braking the industrial vehicle during automatic operation of the industrial vehicle, the position of the solenoid valve is switched from the first open position to the second open position and the pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic brake device is adjusted to a set pressure.
前記産業車両の自動運転中に、前記アキュムレータの圧力に基づいて前記オイルポンプを回転駆動する駆動源を制御するポンプ制御部とを更に備え、
前記ポンプ制御部は、前記アキュムレータの圧力が規定圧以上であるときは、前記オイルポンプの回転を停止させるか或いは前記オイルポンプの回転数を減少させるように前記駆動源を制御する請求項１または２記載のブレーキシステム。 an accumulator pressure detection unit that detects the pressure of the accumulator;
a pump control unit that controls a drive source that rotates the oil pump based on a pressure of the accumulator during automatic operation of the industrial vehicle,
3. The brake system according to claim 1, wherein the pump control unit controls the drive source to stop rotation of the oil pump or to reduce the rotation speed of the oil pump when the pressure in the accumulator is equal to or higher than a specified pressure.
前記ソレノイドバルブが前記第２開位置にある状態で、前記検知部により前記産業車両の自動運転中に前記ブレーキペダルが操作されたことが検知されると、前記ソレノイドバルブの位置が前記第２開位置から前記第１開位置に切り替わるように前記ソレノイド操作部を制御する自動運転停止制御部とを更に備える請求項１～３の何れか一項記載のブレーキシステム。 a detection unit that detects whether the brake pedal is operated during automatic driving of the industrial vehicle;
4. The brake system according to claim 1, further comprising an automatic operation stop control unit that controls the solenoid operation unit so that a position of the solenoid valve is switched from the second open position to the first open position when the detection unit detects that the brake pedal has been operated during automatic operation of the industrial vehicle while the solenoid valve is in the second open position.
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