JP2015175244A - 産業車両の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】最高速度の制限を行いつつ、荷役性能を十分に発揮すること。
【解決手段】フォークリフトの車両制御装置は、エンジンの最高回転数を制限することによって最高速度を制御する。この制御に際して車両制御装置は、車速を監視する。そして、車両制御装置は、車速が最高速度Ｓ１から予め定めた速度を減算した車速Ｓ２（制限契機車速）以上となった場合に、エンジンの最高回転数を制限する。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンを備え、前記エンジンの動力を走行用の動力と荷役装置の作動用の動力として用いる産業車両の走行制御装置に関する。

荷役装置を装備する産業車両としてフォークリフトが知られている。エンジンを搭載したフォークリフトでは、エンジンの動力を走行用の動力と荷役装置の作動用の動力として用いる。そして、上記フォークリフトでは、エンジンの最高回転数を規制して最高速度を制御することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−３５９４１４号公報

特許文献１では、車速が零であることを検出すると荷役作業を行う状態であると判定し、エンジンの最高回転数の規制を解除している。換言すれば、車速が零でない場合は、エンジンの最高回転数を規制した状態を維持している。このため、特許文献１では、車速が低中速域である場合、エンジンの最高回転数を規制した状態で荷役作業が行われることになるので、荷役性能を十分に発揮することができない。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、最高速度の制限を行いつつ、荷役性能を十分に発揮することができる産業車両の走行制御装置を提供することにある。

上記課題を解決する産業車両の走行制御装置は、エンジンと、前記エンジンの動力を駆動輪に伝達する動力伝達機構と、前記エンジンの動力によって作動する荷役装置と、を備えた産業車両の走行制御装置において、前記エンジンの最高回転数を制限することによって車両の最高速度を制御する制御部と、車速を検出する車速検出部と、を備え、前記制御部は、前記車速検出部で検出された車速が前記最高速度から予め定めた速度を減算した制限契機車速以上となった場合に、前記エンジンの最高回転数を制限する。

この構成によれば、車速が制限契機車速以上となった場合にエンジンの最高回転数を制限する。換言すれば、車速が制限契機車速未満の場合には、エンジンの最高回転数に制限が掛からない。このため、制限契機車速以上となった場合にはエンジンの最高回転数を制限することによって最高速度を制限することができる。一方、制限契機車速未満の場合にはエンジンの最高回転数が制限されないので、例えば、低中速域で走行しながら荷役作業を行うときであっても、荷役性能を十分に発揮させることができる。

上記産業車両の走行制御装置において、前記制御部は、前記エンジンの最高回転数を制限する場合、エンジン回転数を徐々に変化させると良い。この構成によれば、エンジン回転数の急激な変化を抑制できる。

上記産業車両の走行制御装置において、前記エンジンの実回転数を検出する回転数検出部を備え、前記制御部は、前記エンジンの最高回転数を制限する場合、制限後の最高回転数となる目標制限回転数と前記実回転数とを比較し、大きい方の回転数と無負荷状態におけるエンジンの最高回転数とをさらに比較し、小さい方の回転数をもとにエンジン回転数を変化させると良い。この構成によれば、実回転数を考慮してエンジン回転数を変化させるので、制限契機車速に達してからのエンジン回転数の上昇を抑えることができる。

上記産業車両の走行制御装置において、前記制御部は、前記車速検出部で検出された車速が前記制限契機車速から予め定めた速度を減算した解除契機車速未満となった場合に、前記エンジンの最高回転数の制限を解除すると良い。この構成によれば、解除契機車速が制限契機車速よりも小さい値に設定されるので、最高回転数の制限と解除が頻繁に発生することを抑制することができる。

上記産業車両の走行制御装置において、前記制御部は、前記エンジンの最高回転数の制限を解除する場合、エンジン回転数を徐々に変化させると良い。この構成によれば、エンジン回転数の急激な変化を抑制できる。

本発明によれば、最高速度の制限を行いつつ、荷役性能を十分に発揮できる。

フォークリフトの全体構成を示す模式図。 （ａ）は車速の変化の一例を示すグラフ、（ｂ），（ｃ）は車速の変化に応じたエンジン回転数の変化の一例を示すグラフ。

以下、産業車両の走行制御装置を具体化した一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
図１に示すように、産業車両としてのフォークリフト１０の車体には、荷役装置１１が装備されている。荷役装置１１は、左右一対のアウタマスト１２とインナマスト１３とからなる多段式のマスト１４を備え、アウタマスト１２には油圧式のティルトシリンダ１５が連結されているとともにインナマスト１３には油圧式のリフトシリンダ１６が連結されている。マスト１４は、ティルトシリンダ１５に対する作動油の給排によって車体の前後方向に前傾動作又は後傾動作を行う。インナマスト１３は、リフトシリンダ１６に対する作動油の給排によって車体の上下方向に昇降動作を行う。また、インナマスト１３には、リフトブラケット１７を介してフォーク１８が設けられている。フォーク１８は、リフトシリンダ１６の作動によってインナマスト１３がアウタマスト１２に沿って昇降動作を行うことにより、リフトブラケット１７とともに昇降動作を行う。

フォークリフト１０の車体には、走行動作及び荷役動作の駆動源となるエンジン１９と、エンジン１９によって駆動される油圧ポンプ２０と、油圧ポンプ２０から吐出された作動油が供給される油圧機構２１と、エンジン１９の出力を伝達する動力伝達機構２２と、が搭載されている。

油圧機構２１は、コントロール弁２３を有する。コントロール弁２３は、ティルトシリンダ１５やリフトシリンダ１６への作動油の給排を制御する。また、コントロール弁２３には、運転者の操作によってティルトシリンダ１５やリフトシリンダ１６の動作を指示する荷役操作部材２４が機械的に連結されている。コントロール弁２３は、荷役操作部材２４の操作によって開閉状態が切り替わる。油タンク２５の作動油は、油圧ポンプ２０によって汲み上げられ、油圧機構２１を介してティルトシリンダ１５やリフトシリンダ１６に供給される。また、ティルトシリンダ１５やリフトシリンダ１６から排出された作動油は、油圧機構２１を介して油タンク２５に戻される。

動力伝達機構２２は、トルクコンバータ２６や変速機２７などの動力を伝達するための機構を有している。エンジン１９には、動力伝達機構２２とディファレンシャルギア２８を介して車軸２９が連結されている。車軸２９には、駆動輪３０が連結されている。エンジン１９の出力は、動力伝達機構２２と、ディファレンシャルギア２８と、車軸２９と、を介して駆動輪３０に伝達される。なお、トルクコンバータ２６には、エンジン１９の動力を車軸２９に伝達する動力伝達状態と前記動力を車軸２９に伝達しない非動力伝達状態とに機械的に切り替えるクラッチを含む。

フォークリフト１０の運転席には、インチング操作を行うインチングペダル２２ａが設けられている。インチングペダル２２ａは、その操作の途中から、運転席に設けられている図示しないブレーキペダルと連動するように構成されている。インチングペダル２２ａは、インチング領域においてブレーキペダルと独立（非連動）して操作されるが、インチング領域外（ブレーキ領域）においてブレーキペダルと連動する。インチング領域とは、インチングペダル２２ａを踏込んで前記クラッチが半クラッチ状態となる領域であり、ブレーキ領域とは、車両に制動力が作用する領域である。インチングペダル２２ａは、例えば荷役作業を行いながら車両の微速走行をマニュアル操作で行う際に、変速機２７を構成するクラッチを半クラッチ状態にするために操作される。

また、フォークリフト１０の車体には、制御部としての車両制御装置３１と、エンジン制御装置３２と、が搭載されている。エンジン制御装置３２は、車両制御装置３１に電気的に接続されている。車両制御装置３１には、荷役操作部材２４の操作状態を検出する検出センサ３３と、運転者の操作によってフォークリフト１０の加速を指示するアクセル操作部材３４の操作量に応じたアクセル開度を検出するアクセルセンサ３５と、が電気的に接続されている。また、車両制御装置３１には、車速を検出する車速検出部としての車速センサ３６が電気的に接続されている。

車両制御装置３１は、エンジン１９の回転数指令をエンジン制御装置３２に出力することによってエンジン回転数の制御を行う。エンジン制御装置３２は、入力した回転数指令をもとにエンジン１９を制御する。エンジン制御装置３２は、回転数検出部としての回転数センサ３７が検出したエンジン１９の実回転数を車両制御装置３１に出力する。なお、油圧ポンプ２０をエンジン１９によって駆動するフォークリフト１０では、アクセル操作部材３４を踏み込むとともに荷役操作部材２４を操作することにより、ティルトシリンダ１５やリフトシリンダ１６を動作させることができる。

以下、図２（ａ）〜（ｃ）にしたがって、この実施形態のフォークリフト１０における車両の最高速度の制御についてその作用とともに説明する。
図２（ａ）に示すように、車両制御装置３１には、フォークリフト１０の最高速度に相当する車速Ｓ１（ｋｍ／ｈ）と、エンジン１９の最高回転数を制限する契機となる制限契機車速に相当する車速Ｓ２（ｋｍ／ｈ）と、エンジン１９の最高回転数の制限を解除する契機となる解除契機車速に相当する車速Ｓ３（ｋｍ／ｈ）と、が設定されている。

車速Ｓ１は、フォークリフト１０が走行する際に許容する速度の最大値であり、フォークリフト１０の使用環境に応じて設計段階時などに予め定めた速度である。車速Ｓ２は、車速Ｓ１から予め定めた速度としての速度ΔＸを減算した速度である。速度ΔＸは、可能な限り小さい値が好ましく、例えば１〜３（ｋｍ／ｈ）程度である。車速Ｓ３は、車速Ｓ２から予め定めた速度としての速度ΔＹを減算した速度である。速度ΔＹは、可能な限り小さい値が好ましく、例えば１〜３（ｋｍ／ｈ）程度である。車速Ｓ３は、車速Ｓ２よりも小さい速度である。

図２（ｂ），（ｃ）の実線は、エンジン１９の最高回転数の変遷を示す。最高回転数は、エンジン１９の回転数を制限していない場合、最高回転数Ｒ１に設定されている。最高回転数Ｒ１は、無負荷状態における最高回転数（ＮＭＲ回転数）である。

フォークリフト１０は、荷役装置１１を作動させる場合、インチングペダル２２ａが操作されることによって荷役装置１１へ動力が伝達される状態で、アクセル操作部材３４の操作量（アクセル開度）に応じたエンジン回転数で制御される。これにより、荷役装置１１は、アクセル操作部材３４の操作量に応じた速度で作動する。そして、図２（ｂ），（ｃ）に示すように、アクセル操作部材３４を目一杯踏み込んだ場合（アクセル全開の場合）のエンジン回転数は、最高回転数Ｒ１となる。

一方、この実施形態では、エンジン１９の最高回転数を制限する場合の回転数として目標制限回転数Ｒ２が設定されている。目標制限回転数Ｒ２は、エンジン回転数を制限した場合のエンジン１９の最高回転数となる。

また、図２（ｂ），（ｃ）に一点鎖線で示すように、エンジン１９は、アクセル開度が０％（停車状態）のとき、アイドル回転数Ｒ３で制御される。フォークリフト１０は、アクセル操作部材３４が操作されると、その操作量（アクセル開度）に応じたエンジン回転数で制御され、そのエンジン回転数の増減に応じた車速で走行する。つまり、フォークリフト１０は、アクセル開度の増加に伴ってエンジン回転数が増加して加速される一方、アクセル開度の減少に伴ってエンジン回転数が減少して減速される。

車両制御装置３１は、車速センサ３６の検出結果をもとにフォークリフト１０の車速を監視する。
車両制御装置３１は、エンジン回転数を制限していない状態の車速Ｓ２未満の領域Ｔ１において、アクセル開度に応じたエンジン回転数を指令する回転数指令を出力し、エンジン１９を制御する。このため、領域Ｔ１では、エンジン回転数が制限されず、その結果、荷役性能も制限されない。そして、この実施形態のフォークリフト１０では、前述したように速度ΔＸを車速Ｓ１に近い値に設定している。このため、フォークリフト１０を低中速域（領域Ｔ１）で走行させながら荷役装置１１を作動させても、荷役性能は十分に発揮される。

そして、車両制御装置３１は、エンジン回転数を制限していない状態で車速Ｓ２に達すると、エンジン回転数を制限する。つまり、車両制御装置３１は、エンジン回転数を予め定めた回転数とするように回転数指令を出力する。この実施形態では、エンジン回転数を制限した場合のエンジン１９の最高回転数を、図２（ｂ），（ｃ）に示す目標制限回転数Ｒ２としている。

このとき、車両制御装置３１は、最高回転数Ｒ１と、目標制限回転数Ｒ２と、実回転数Ｒ４との関係をもとに、エンジン回転数を制御する。実回転数Ｒ４は、回転数センサ３７によって検出される。

エンジン回転数の制御において車両制御装置３１は、最初に目標制限回転数Ｒ２と実回転数Ｒ４とを比較する。次に、車両制御装置３１は、目標制限回転数Ｒ２と実回転数Ｒ４の大きい方の回転数と、最高回転数Ｒ１とを比較し、この比較結果から小さい方の回転数を、制限を開始させる時の制限開始回転数として算出する。

例えば、車両制御装置３１は、制限開始回転数が最高回転数Ｒ１となる場合、実回転数Ｒ４が既に最高回転数Ｒ１に達しているので、その最高回転数Ｒ１から目標制限回転数Ｒ２に到達するまでの間、エンジン回転数が徐々に変化するように回転数指令を出力する。これにより、エンジン回転数は、時間の経過とともに徐々に減少し、急減な変化が抑制される。また、車両制御装置３１は、制限開始回転数が目標制限回転数Ｒ２となる場合、実回転数Ｒ４が目標制限回転数Ｒ２に達していないので、エンジン１９の最高回転数を目標制限回転数Ｒ２に一気に下げるように回転数指令を出力する。また、車両制御装置３１は、制限開始回転数が実回転数Ｒ４となる場合、実回転数Ｒ４が最高回転数Ｒ１未満で、目標制限回転数Ｒ２を越えているので、エンジン１９の最高回転数を実回転数Ｒ４まで一気に下げるように回転数指令を出力する。その後、車両制御装置３１は、目標制限回転数Ｒ２に到達するまでの間、エンジン回転数が徐々に変化するように回転数指令を出力する。

例えば、図２（ｂ）に示すように、制限開始回転数を実回転数Ｒ４とし、最高回転数Ｒ１から目標制限回転数Ｒ２に向かって徐々に変化させる場合を考える。この場合は、図２（ｂ）に示す領域Ｔ２において、制御処理の関係上、エンジン回転数を制限するまでに時間を要すると、エンジン回転数を制限する条件の成立後であっても、エンジン回転数がさらに上昇する可能性がある。つまり、車両がさらに加速する可能性がある。このため、この実施形態では、図２（ｃ）に示すように、制限開始回転数を実回転数Ｒ４とする場合、エンジン１９の最高回転数を実回転数Ｒ４まで一気に下げている。これにより、図２（ｃ）に示す領域Ｔ３では、実回転数Ｒ４から制限を開始させることで、エンジン回転数の急変を抑制しつつ、エンジン回転数を制限する条件の成立後においてエンジン回転数が上昇することを抑制し得る。

一方、車両制御装置３１は、エンジン回転数を制限している状態で車速Ｓ３に達すると、エンジン回転数を制限している状態を解除する。このとき、車両制御装置３１は、図２（ｂ），（ｃ）に示すように、エンジン１９の最高回転数を、目標制限回転数Ｒ２から最高回転数Ｒ１に向かって徐々に変化させる。これにより、制限を解除した時点においてもエンジン回転数の急変を抑制し得る。

したがって、この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）エンジン１９の最高回転数を制限する条件を、車速Ｓ２（制限契機車速）以上とした。このため、車速Ｓ２未満の場合には、エンジン１９の最高回転数に制限を掛けない。これにより、車速Ｓ２以上の場合にはエンジン１９の最高回転数を制限することによって最高速度を制限することができる。一方、車速Ｓ２未満の場合にはエンジン１９の最高回転数が制限されないので、例えば、フォークリフト１０において低中速域で走行しながら荷役作業を行うときであっても、荷役性能を十分に発揮させることができる。

（２）また、エンジン１９の最高回転数を制限する場合、エンジン回転数を徐々に変化させるので、エンジン回転数の急激な変化を抑制できる。
（３）そして、エンジン１９の最高回転数を制限する場合は、実回転数Ｒ４を考慮してエンジン回転数を変化させるので、車速Ｓ２に達してからのエンジン回転数の上昇を抑えることができる。

（４）エンジン１９の最高回転数の制限を解除する条件を、車速Ｓ２よりも小さい車速Ｓ３（解除契機車速）未満とした。つまり、車速Ｓ２と車速Ｓ３を同値とせずに、異なる値とした。このため、エンジン１９の最高回転数の制限と解除が頻繁に発生することを抑制することができる。

（５）また、エンジン１９の最高回転数の制限を解除する場合、エンジン回転数を徐々に変化させるので、エンジン回転数の急激な変化を抑制できる。
（６）実施形態の制御は、車速を監視する構成や、エンジン回転数を監視する構成を備えることで実現できる。つまり、多くのセンサ類を新たに用意する必要がなく、車両の制御に必要な従前から備えている構成によって実施形態の制御を実現できる。したがって、上記制御の採用によるコストアップを抑制できる。

なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。
○ 産業車両はフォークリフト１０に限らず、ショベルローダなどの荷役装置を有するものであればよい。

○ 荷役装置の具体的な構成を変更しても良い。例えば、フォークに代えて、アタッチメントを装備する荷役装置でも良い。
○ コントロール弁２３を電磁弁とし、その開閉状態を車両制御装置３１からの信号によって制御しても良い。

○ 動力伝達機構２２は、トルクコンバータに代えて、マニュアル式トランスミッションを用いても良い。
○ エンジン回転数を制限する場合において、エンジン１９の回転数差が小さく、エンジン回転数の急激な変化を伴わないときには制限開始回転数から目標制限回転数Ｒ２へ一気に変化させても良い。なお、エンジン回転数の制限を解除する場合も同様に、エンジン１９の回転数差が小さく、エンジン回転数の急激な変化を伴わないときには回転数を一気に変化させても良い。

１０…フォークリフト、１１…荷役装置、１９…エンジン、２２…動力伝達機構、３０…駆動輪、３１…車両制御装置、３６…車速センサ、３７…回転数センサ、Ｒ１…最高回転数、Ｒ２…目標制限回転数、Ｒ４…実回転数、Ｓ２，Ｓ３…車速、ΔＸ，ΔＹ…速度。

Claims (5)

1. エンジンと、
   前記エンジンの動力を駆動輪に伝達する動力伝達機構と、
   前記エンジンの動力によって作動する荷役装置と、を備えた産業車両の走行制御装置において、
   前記エンジンの最高回転数を制限することによって車両の最高速度を制御する制御部と、
   車速を検出する車速検出部と、を備え、
   前記制御部は、前記車速検出部で検出された車速が前記最高速度から予め定めた速度を減算した制限契機車速以上となった場合に、前記エンジンの最高回転数を制限することを特徴とする産業車両の走行制御装置。
2. 前記制御部は、前記エンジンの最高回転数を制限する場合、エンジン回転数を徐々に変化させる請求項１に記載の産業車両の走行制御装置。
3. 前記エンジンの実回転数を検出する回転数検出部を備え、
   前記制御部は、前記エンジンの最高回転数を制限する場合、制限後の最高回転数となる目標制限回転数と前記実回転数とを比較し、大きい方の回転数と無負荷状態におけるエンジンの最高回転数とをさらに比較し、小さい方の回転数をもとにエンジン回転数を変化させる請求項２に記載の産業車両の走行制御装置。
4. 前記制御部は、前記車速検出部で検出された車速が前記制限契機車速から予め定めた速度を減算した解除契機車速未満となった場合に、前記エンジンの最高回転数の制限を解除する請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の産業車両の走行制御装置。
5. 前記制御部は、前記エンジンの最高回転数の制限を解除する場合、エンジン回転数を徐々に変化させる請求項４に記載の産業車両の走行制御装置。