JP5144844B1 - フォークリフト及びフォークリフトのインチング制御方法 - Google Patents

Abstract

フォークリフト特有の作業及び走行に適したインチング制御を行うことができるフォークリフト及びフォークリフトのインチング制御方法を提供するため、インチング率演算部３２は、インチング操作量Ｉｓに対応するインチング率Ｉを演算し、目標エンジン回転数演算部３４は、アクセル操作量Ａｓに対応する目標エンジン回転数Ｎａを演算し、モジュレーション制御部は、目標エンジン回転数Ｎａと実エンジン回転数Ｎｒとの回転数差ΔＮに応じてインチング率Ｉの時定数Ｔを設定し、該時定数Ｔが設定された補正インチング率Ｉｃを出力し、乗算部３６が目標吸収トルクＴｍに補正インチング率Ｉｃを乗算した補正吸収トルクＴｃを出力し、ＨＳＴポンプ電磁比例制御出力電流変換部３７は、この補正吸収トルクＴｃに対応した電流指令値をポンプ容量設定ユニット１１に出力する。
【選択図】図５

Description

この発明は、エンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、前記油圧ポンプとの間で閉回路を形成し、前記油圧ポンプから吐出した圧油によって駆動される油圧モータと、を有するフォークリフトに関し、特に、前記油圧ポンプに対するインチング制御を行うフォークリフト及びフォークリフトのインチング制御方法に関する。

建設機械として使用される車両には、駆動源であるエンジンと、駆動輪との間にＨＳＴ（Hydro-Static Transmission）と称される油圧駆動装置が設けられているものがある。油圧駆動装置は、閉回路である主油圧回路に、エンジンによって駆動される可変容量型の走行用油圧ポンプと、この走行用油圧ポンプから吐出された圧油によって駆動される可変容量型の油圧モータとを備えて構成されており、油圧モータの駆動を駆動輪に伝達することによって車両を走行させるようにしたものである。

この油圧駆動装置を適用した作業車両では、エンジンによって駆動される作業用油圧ポンプも備えて作業用アクチュエータを介して作業機を駆動させる。このような作業車両では、走行用油圧ポンプの吸収トルクを増減させるインチング制御が行われる。例えば、特許文献１では、インチング操作量によって特定されたインチング率を変化させて、走行用油圧ポンプの吸収トルクを制御するようにしている。

また、特許文献２では、インチング操作によって大きな制動力を生じさせることができる作業車両が記載されている。特にインチング操作が行われた場合に、油圧モータの最小容量を、パイロット圧検知部が検知したパイロット圧が小さいほど大きな値に設定するインチング制御を行うようにしている。

特開２００８−１８０２７４号公報 特開２０１１−５２７９２号公報

ところで、上述した作業車両の１つであるフォークリフトにも、上述したＨＳＴ回路を有した油圧駆動装置を備え、インチング制御を行うものがある。フォークリフトのインチング制御は、車体を停止させるブレーキ手段であり、フォークリフトでは、メカブレーキ機能を有したインチングペダルを操作することによって行われる。インチングペダルを踏み込むと、まずインチング率が小さくなり、さらに踏み込むとメカブレーキ率が大きくなる。このインチング制御を行うフォークリフト特有の作業では、例えば、インチングペダルを踏み込んだ状態（車両停止状態）でアクセルペダルを踏み込んで、エンジン回転数を上げ、作業機を動かして荷役作業を行う。その後、前後進レバーを後進に切り替え、インチングペダルとアクセルペダルとを同時に離して車両を後退させる。また、インチングペダルを踏み込んだ状態（車両停止状態）でアクセルペダルを踏み込んでエンジン回転数を上げ、その後、インチングペダルを急に離すことによって、フォークで運搬物を押し込んだり、逆にフォークを荷物の隙間から引き抜いたりする。

ここで、上述したフォークリフトでは、アクセル操作に対するエンジン回転数の応答性と、インチング操作に対する油圧ポンプの応答性とは異なる。一般に、アクセル操作に対するエンジン回転数の応答性の方が、インチング操作による油圧ポンプの応答性に比べて遅いため、エンジン回転数が高回転状態を維持した状態でインチング制御がなされると、油圧ポンプに高い吸収トルクが発生し、フォークリフトに大きな加速度が加わって、操作者が飛び出し間を感じる場合が生じる。

そこで、インチング操作による油圧ポンプの応答性にモジュレーションをかけて遅延させ、アクセル操作に対するエンジン回転数の応答性に合わせることが考えられる。しかし、油圧ポンプの応答性が低下しているため、上述したフォークリフト特有の押し込み作業や引き抜き作業を行う場合に十分な加速度を得ることができない場合がある。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フォークリフト特有の作業及び走行に適したインチング制御を行うことができるフォークリフト及びフォークリフトのインチング制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかるフォークリフトは、エンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、前記油圧ポンプとの間で閉回路を形成し、前記油圧ポンプから吐出した圧油によって駆動される油圧モータと、前記油圧モータによって駆動される駆動輪と、前記エンジンによって駆動される可変容量型の作業機用油圧ポンプによって油圧駆動される作業機と、前記エンジンへの燃料噴射量を増減操作するアクセル操作部と、インチングペダルの踏込によって前記油圧ポンプの目標吸収トルクの減少率であるインチング率を操作するインチング操作部と、前記エンジンの実エンジン回転数を検出する実エンジン回転数検出部と、前記アクセル操作部の操作量に対応する目標エンジン回転数を演算する目標エンジン回転数演算部と、前記インチング操作部の操作量に対応する前記インチング率を演算するインチング率演算部と、前記目標エンジン回転数と前記実エンジン回転数との回転数差に応じて前記インチング率の出力時定数を設定し、該出力時定数が設定された補正インチング率を出力するモジュレーション制御を行うモジュレーション制御部と、前記モジュレーション制御部から出力された補正インチング率で前記目標吸収トルクを減少した吸収トルク指令を前記油圧ポンプに出力する出力制御部と、を備えたことを特徴とする。

また、この発明にかかるフォークリフトは、上記の発明において、前記モジュレーション制御部は、前記目標エンジン回転数から前記実エンジン回転数を減算した回転数差の値が大きいほど前記インチング率の出力時定数を大きくすることを特徴とする。

また、この発明にかかるフォークリフトは、上記の発明において、前記モジュレーション制御部は、前記インチング率が減少する場合に前記モジュレーション制御を行うことを特徴とする。

また、この発明にかかるフォークリフトのインチング制御方法は、エンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、前記油圧ポンプとの間で閉回路を形成し、前記油圧ポンプから吐出した圧油によって駆動される油圧モータと、前記油圧モータによって駆動される駆動輪と、前記エンジンによって駆動される可変容量型の作業機用油圧ポンプによって油圧駆動される作業機と、前記エンジンへの燃料噴射量を増減操作するアクセル操作部と、インチングペダルの踏込によって前記油圧ポンプの目標吸収トルクの減少率であるインチング率を操作するインチング操作部と、を備えたフォークリフトのインチング制御方法であって、前記インチング操作部の操作量に対応する前記インチング率を演算するインチング率演算ステップと、前記アクセル操作部の操作量に対応する目標エンジン回転数と前記エンジンの実エンジン回転数との回転数差に応じて前記インチング率の出力時定数を設定し、該出力時定数が設定された補正インチング率を出力するモジュレーション制御を行うモジュレーション制御ステップと、を含むことを特徴とする。

また、この発明にかかるフォークリフトのインチング制御方法は、上記の発明において、前記モジュレーション制御ステップは、前記目標エンジン回転数から前記実エンジン回転数を減算した回転数差の値が大きいほど前記インチング率の出力時定数を大きくすることを特徴とする。

また、この発明にかかるフォークリフトのインチング制御方法は、上記の発明において、前記モジュレーション制御ステップは、前記インチング率が減少する場合に前記モジュレーション制御を行うことを特徴とする。

この発明によれば、目標エンジン回転数演算部が、アクセル操作部の操作量に対応する目標エンジン回転数を演算し、インチング率演算部が、インチング操作部の操作量に対応するインチング率を演算し、モジュレーション制御部が、前記目標エンジン回転数と前記実エンジン回転数との回転数差に応じて前記インチング率の出力時定数を設定し、該出力時定数が設定された補正インチング率を出力し、出力制御部が、前記モジュレーション制御部から出力された補正インチング率で目標吸収トルクを減少した吸収トルク指令を油圧ポンプに出力するようにしているので、フォークリフト特有の作業及び走行に適したインチング制御を行うことができる。

図１は、この発明の実施の形態であるフォークリフトの全体構成を示す図である。 図２は、図１に示したフォークリフトの回路構成を示すブロック図である。 図３は、インチング操作量に対するインチング率の変化を示す図である。 図４は、実エンジン回転数に対する目標吸収トルク及びインチング率による目標吸収トルクの減少状態を示す図である。 図５は、モジュレーション制御処理を行うコントローラの構成を示すブロック図である。 図６は、回転数差に対する時定数の対応関係を示すマップの一例を示す図である。 図７は、実エンジン回転数を上げた状態で荷役作業を行った後、走行準備を行う場合のインチング制御を示すタイムチャートである。 図８は、実エンジン回転数を上げた状態で荷役作業を行った後、ただちに走行するための走行準備を行う場合のインチング制御を示すタイムチャートである。 図９は、実エンジン回転数Ｎｒを上げた状態で荷役作業を行った後、押し込みあるいは引き抜き作業を行う場合のインチング制御を示すタイムチャートである。 図１０は、インチング率が減少しない場合にのみモジュレーション処理を行うモジュレーション制御部の処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、図１０に示したモジュレーション処理を行った場合におけるインチング率と補正インチング率との時間変化の対応関係を示すタイムチャートである。

以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。

図１は、この発明の実施の形態であるフォークリフトの全体構成を示す図である。また、図２は、図１に示したフォークリフトの回路構成を示すブロック図である。図１において、フォークリフト１は、駆動輪２ａ及び操向輪２ｂを有した車体３に作業機５が設けられる。車体３には、エンジン４と、エンジン４を駆動源として駆動する可変容量型の油圧ポンプ１０及び作業機油圧ポンプ１６を有する。駆動輪２ａは、可変容量型の油圧ポンプ１０と可変容量型の油圧モータ２０とを閉じた油圧回路で連通させ、油圧モータ２０の動力で走行する構成であるＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：静油圧式動力伝達装置）によって走行駆動される。

作業機５は、フォーク６を昇降駆動させるリフトシリンダ７およびフォーク６をチルト駆動させるチルトシリンダ８を有する。車体３の運転席には、前後進レバー４２ａ、インチングペダル４０ａ、及びアクセルペダル４１ａ、及び作業機５を操作するためのリフトレバーやチルトレバーを含む図示しない作業機操作レバーが設けられる。なお、インチングペダル４０ａ及びアクセルペダル４１ａは、運転席から足踏み操作できる位置に配設してある。なお、図１では、インチングペダル４０ａとアクセルペダル４１ａとが重なった状態で描かれている。

図２に示すように、閉回路となる主油圧回路１００の油圧供給管路１０ａ，１０ｂによって接続された油圧ポンプ１０及び油圧モータ２０を備えている。油圧ポンプ１０（以下、「ＨＳＴポンプ１０」という）は、エンジン４によって駆動されるもので、例えば斜板傾転角を変更することによって容量を変更することのできる可変容量型のものを適用している。

油圧モータ２０（以下、「ＨＳＴモータ２０」という）は、ＨＳＴポンプ１０から吐出した圧油によって駆動されるもので、例えば斜軸傾転角を変更することによって容量を変更することのできる可変容量型のものを適用している。なお、ＨＳＴモータ２０は、固定容量型のものであってもよい。ＨＳＴモータ２０は、その出力軸２０ａがトランスファ２０ｂを介して駆動輪２ａに接続してあり、駆動輪２ａを回転駆動することでフォークリフト１を走行させることができる。このＨＳＴモータ２０は、ＨＳＴポンプ１０からの圧油の供給方向に応じて回転方向を切り替えることが可能であり、車両を前進、もしくは後進させることができる。尚、以下の説明においては便宜上、油圧供給管路１０ａからＨＳＴモータ２０に圧油が供給された場合にフォークリフト１が前進する一方、油圧供給管路１０ｂからＨＳＴモータ２０に圧油が供給された場合にフォークリフト１が後進するものとして説明を行う。

このフォークリフト１には、ポンプ容量設定ユニット１１、モータ容量設定ユニット２１及びチャージポンプ１５が設けてある。

ポンプ容量設定ユニット１１は、ＨＳＴポンプ１０に付設されるもので、前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２、後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３、及びポンプ容量制御シリンダ１４を備えて構成してある。このポンプ容量設定ユニット１１では、前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２及び後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３に対して後述するコントローラ３０から指令信号が与えられると、この指令信号に応じてポンプ容量制御シリンダ１４が作動し、ＨＳＴポンプ１０の斜板傾転角が変化することによってその容量が設定変更されることになる。

ポンプ容量制御シリンダ１４は、無負荷状態においてピストン１４ａが中立位置に保持されている。この状態においては、ＨＳＴポンプ１０の斜板傾転角もゼロとなっており、エンジン４が回転した場合にも主油圧回路１００への圧油の吐出量はゼロである。

この状態から、例えば、前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２に対してコントローラ３０からＨＳＴポンプ１０の容量を増大する旨の指令信号が与えられると、この指令信号に応じて前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２からポンプ容量制御シリンダ１４に対してポンプ制御圧力が与えられ、ピストン１４ａが図２において左側に移動する。ポンプ容量制御シリンダ１４のピストン１４ａが図２において左側に移動すると、これに連動してＨＳＴポンプ１０の斜板が油圧供給管路１０ａに対して圧油を吐出する方向へ向けて傾転する。ＨＳＴポンプ１０における斜板の傾転角は、前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２から供給されるポンプ制御圧力が増大するに従ってピストン１４ａの移動量が大きくなるため、その変化量も大きなものとなる。つまり、前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２に対してコントローラ３０から指令信号が与えられると、この指令信号に応じたポンプ制御圧力が前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２からポンプ容量制御シリンダ１４に与えられ、ポンプ容量制御シリンダ１４の作動によりＨＳＴポンプ１０の斜板が油圧供給管路１０ａに対して所望量の圧油を吐出できるように傾転する。この結果、エンジン４を回転させれば、ＨＳＴポンプ１０から油圧供給管路１０ａに圧油が吐出され、ＨＳＴモータ２０を前進方向に回転させることができるようになる。

上述の状態から前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２に対してコントローラ３０からＨＳＴポンプ１０の容量を減少する旨の指令信号が与えられると、この指令信号に応じて前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２からポンプ容量制御シリンダ１４に供給するポンプ制御圧力が減少するため、ピストン１４ａが中立位置に向けて移動する。この結果、ＨＳＴポンプ１０の斜板傾転角が減少し、ＨＳＴポンプ１０から油圧供給管路１０ａへの圧油の吐出量が減少する。

一方、後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３に対してコントローラ３０からＨＳＴポンプ１０の容量を増大する旨の指令信号が与えられると、この指令信号に応じて後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３からポンプ容量制御シリンダ１４に対してポンプ制御圧力が与えられ、ピストン１４ａが図２において右側に移動する。ポンプ容量制御シリンダ１４のピストン１４ａが図２において右側に移動すると、これに連動してＨＳＴポンプ１０の斜板が油圧供給管路１０ｂに対して圧油を吐出する方向へ向けて傾転する。ＨＳＴポンプ１０の斜板傾転角は、後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３から供給されるポンプ制御圧力が増大するに従ってピストン１４ａの移動量が大きくなるため、その変化量も大きなものとなる。つまり、後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３に対してコントローラ３０から指令信号が与えられると、この指令信号に応じたポンプ制御圧力が後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３からポンプ容量制御シリンダ１４に与えられ、ポンプ容量制御シリンダ１４の作動によりＨＳＴポンプ１０の斜板が油圧供給管路１０ｂに対して所望量の圧油を吐出できるように傾転する。この結果、エンジン４を回転させれば、ＨＳＴポンプ１０から油圧供給管路１０ｂに圧油が吐出され、ＨＳＴモータ２０を後進方向に回転させることができるようになる。

上述の状態から後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３に対してコントローラ３０からＨＳＴポンプ１０の容量を減少する旨の指令信号が与えられると、この指令信号に応じて後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３からポンプ容量制御シリンダ１４に供給するポンプ制御圧力が減少し、ピストン１４ａが中立位置に向けて移動する。この結果、ＨＳＴポンプ１０の斜板傾転角が減少し、ＨＳＴポンプ１０から油圧供給管路１０ｂへの圧油の吐出量が減少する。

モータ容量設定ユニット２１は、ＨＳＴモータ２０に付設されるもので、モータ電磁比例制御バルブ２２、モータ用シリンダ制御バルブ２３及びモータ容量制御シリンダ２４を備えて構成してある。このモータ容量設定ユニット２１では、モータ電磁比例制御バルブ２２に対してコントローラ３０から指令信号が与えられると、モータ電磁比例制御バルブ２２からモータ用シリンダ制御バルブ２３にモータ制御圧力が供給されてモータ容量制御シリンダ２４が作動する。モータ容量制御シリンダ２４が作動すると、これに連動してＨＳＴモータ２０の斜軸傾転角が変化することになり、指令信号に応じてＨＳＴモータ２０の容量が設定変更されることになる。具体的には、モータ電磁比例制御バルブ２２から供給されるモータ制御圧力が増加するに従ってＨＳＴモータ２０の斜軸傾転角が減少するようにモータ容量設定ユニット２１が構成してある。

チャージポンプ１５は、エンジン４によって駆動されるもので、上述した前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２及び後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３を介してポンプ容量制御シリンダ１４にポンプ制御圧力を供給し、またモータ電磁比例制御バルブ２２を介してモータ用シリンダ制御バルブ２３にモータ制御圧力を供給する機能を有している。

尚、図２中の符号１６は、エンジン４によって駆動される作業機油圧ポンプである。この作業機油圧ポンプ１６は、作業機５を駆動するための作業用アクチュエータであるリフトシリンダ７及びチルトシリンダ８に圧油を供給する。

また、フォークリフト１には、インチングポテンショメータ４０、アクセルポテンショメータ４１、前後進レバースイッチ４２、エンジン回転センサ４３及び２つの圧力検出センサ４４，４５が設けてある。

インチングポテンショメータ４０は、インチングペダル４０ａが操作された場合にそのインチング操作量Ｉｓを出力するものである。このインチングポテンショメータ４０が出力するインチング操作量Ｉｓは、コントローラ３０に入力される。ここで、図３に示すように、インチングポテンショメータ４０は、インチングペダル４０ａの踏み込み量であるインチング操作量Ｉｓが０〜５０％で特性曲線Ｌ１に示すようにインチング率Ｉを１００〜０％に変化し、さらにインチング操作量Ｉｓが５０弱〜１００％で特性曲線ＬＢに示すように、図示しない機械式ブレーキの効き具合を示すメカブレーキ率を０〜１００％に変化する。なお、インチング操作量Ｉｓが５０％近傍で、インチング率Ｉとメカブレーキ率とがともに０％以上となるオーバーラップ領域Ｅが存在する。このオーバーラップ領域Ｅは、インチングペダル４０ａの操作感覚を考慮して決定される。一方、図４は、実エンジン回転数Ｎｒに対するＨＳＴポンプ１０の目標吸収トルクＴｍの特性曲線Ｌ２を示し、この特性曲線Ｌ２にインチング率Ｉを乗算することによって特性曲線Ｌ２が、例えば特性曲線Ｌ３に変化することを示している。すなわち、インチング率Ｉの増大によって、ＨＳＴポンプ１０の目標吸収トルクＴｍを減少させるようにしている。

アクセルポテンショメータ４１は、アクセルペダル４１ａが操作された場合にそのアクセル操作量（開度）Ａｓを出力するものである。このアクセルポテンショメータ４１が出力するアクセル操作量（開度）Ａｓは、コントローラ３０に入力される。

前後進レバースイッチ４２は、車両の進行方向を入力するための選択スイッチである。本実施の形態では、運転席から選択操作できる位置に設けた前後進レバー４２ａの操作により、「前進」、「ニュートラル」、「後進」の３つの進行方向を選択することのできる前後進レバースイッチ４２を適用している。この前後進レバースイッチ４２によって選択された進行方向を示す情報は、選択情報としてコントローラ３０に与えられることになる。

エンジン回転センサ４３は、エンジン４の回転数を検出するものである。エンジン回転センサ４３によって検出されたエンジン４の回転数を示す実エンジン回転数Ｎｒを示す情報はコントローラ３０に入力される。

コントローラ３０は、インチングポテンショメータ４０、アクセルポテンショメータ４１、前後進レバースイッチ４２、エンジン回転センサ４３及び圧力検出センサ４４，４５からの入力信号に基づいて、前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２、後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３の指令信号を生成し、かつ生成した指令信号をそれぞれの電磁比例制御バルブ１２，１３，２２に与える。

図５は、コントローラ３０によるＨＳＴポンプ１０に対するインチング制御を含むポンプ制御を示すブロック図である。図５に示すように、コントローラ３０は、目標吸収トルク演算部３１、インチング率演算部３２、燃料噴射量演算部３３、目標エンジン回転数演算部３４、モジュレーション制御部３５、乗算部３６、及びＨＳＴポンプ電磁比例制御出力電流変換部３７を有する。

目標吸収トルク演算部３１は、エンジン回転センサ４３が検出する実エンジン回転数Ｎｒをもとに、ＨＳＴポンプ１０の目標吸収トルクＴｍを演算出力するものである。目標吸収トルク演算部３１は、実エンジン回転数Ｎｒに対する目標吸収トルクＴｍの特性を示すマップＭ１を有し、マップＭ１上の特性曲線Ｌ２をもとに、入力された実エンジン回転数Ｎｒに対応する目標吸収トルクＴｍを算出し、この目標吸収トルクＴｍを乗算部３６に出力する。

インチング率演算部３２は、インチングポテンショメータ４０が検出するインチング操作量Ｉｓをもとに、インチング率Ｉを演算出力するものである。インチング率演算部３２は、インチング操作量Ｉｓに対するインチング率Ｉの特性を示すマップＭ２を有し、マップＭ２上の特性曲線Ｌ１をもとに、入力されたインチング操作量Ｉｓに対応するインチング率Ｉを算出し、このインチング率Ｉをモジュレーション制御部３５に出力する。

目標エンジン回転数演算部３４は、アクセルポテンショメータ４１が検出するアクセル操作量Ａｓをもとに目標エンジン回転数Ｎａを推定演算し、演算された目標エンジン回転数Ｎａをモジュレーション制御部３５に出力する。

モジュレーション制御部３５は、目標エンジン回転数Ｎａと実エンジン回転数Ｎｒとの回転数差ΔＮに応じてインチング率Ｉの時定数Ｔを設定し、この時定数Ｔに応じて遅延出力する補正インチング率Ｉｃを乗算部３６に出力する。モジュレーション制御部３５は、まず、目標エンジン回転数Ｎａから実エンジン回転数Ｎｒを減算して回転数差ΔＮを算出する。ここで、モジュレーション制御部３５は、回転数差ΔＮに対する時定数Ｔの特性を示すマップＭ３を有し、マップＭ３上の特性曲線Ｔ１をもとに、回転数差ΔＮに対応して時定数Ｔを設定し、この設定された時定数Ｔで、入力されたインチング率Ｉを遅延出力する補正インチング率Ｉｃを乗算部３６に出力するモジュレーション制御を行う。

なお、モジュレーション制御部３５は、図６に示すマップＭ３のように、回転数差ΔＮに対して特性曲線Ｔ１で時定数Ｔが設定される。具体的には、回転数差ΔＮが２００ｒｐｍを超えるあたりから、順次時定数Ｔが大きな値となり、回転数差ΔＮが６５０ｒｐｍで時定数Ｔが２秒となり、回転数差ΔＮが６５０ｒｐｍ以上で時定数Ｔが２秒で一定となっている。この時定数Ｔの特性曲線Ｔ１は一例であり、例えば特性曲線Ｔ２に示すように、回転数差ΔＮが８００ｒｐｍになるまで時定数Ｔを大きくし、８００ｒｐｍ以上で時定数Ｔを２秒で一定にしてもよい。

また、マップＭ３は、回転数差ΔＮに対する時定数Ｔの関係を示すものであったが、これに限らず、回転数差ΔＮに対するカットオフ周波数ｆの関係を示すものであってもよい。このカットオフ周波数ｆの関係を用いる場合には、時定数Ｔ＝１／（２πｆ）の式を用いてカットオフ周波数ｆを時定数Ｔに変換すればよい。なお、時定数Ｔは、一次遅れ要素の時定数である。

さらに、マップＭ３では、時定数Ｔが変化する期間、例えば特性曲線Ｔ１では、回転数差ΔＮ＝２００〜６５０ｒｐｍの間のみで変化し、単調増加している。特に、６５０ｒｐｍ近傍では一定の時定数Ｔ＝２秒でカットする特性となる、いわゆるリミット型の特性をもたせている。

一方、乗算部３６は、目標吸収トルクＴｍに補正インチング率Ｉｃを乗算し、補正インチング率Ｉｃに対応して目標吸収トルクＴｍを減少した補正吸収トルクＴｃをＨＳＴポンプ電磁比例制御出力電流変換部３７に出力する。

ＨＳＴポンプ電磁比例制御出力電流変換部３７は、ＨＳＴポンプ１０が、入力された補正吸収トルクＴｃとなる出力電流値を生成し、ポンプ容量設定ユニット１１の前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２あるいは後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３に出力する。

また、燃料噴射量演算部３３は、入力される実エンジン回転数Ｎｒとアクセル操作量Ａｓとをもとに、エンジン４の燃料噴射インジェクタに噴射すべき量を演算し、その結果を燃料噴射インジェクタに出力する。

次に、図７〜図９に示すタイムチャートを参照して、コントローラ３０によるインチング制御の作用について説明する。

図７は、実エンジン回転数Ｎｒを上げた状態で作業機５による荷役（Ｗ１）作業を行った後、走行準備（Ｗ２）を行う場合を示している。すなわち、時点ｔ１までは、アクセル操作量Ａｓを最大の１００％として、実エンジン回転数Ｎｒを２２００ｒｐｍの高回転状態とし、インチング操作量Ｉｓを５０％で最大にしてインチング率Ｉを０％として、荷役作業を行っている。その後、走行準備を行うため、時点ｔ１からｔ３にかけてアクセル操作量Ａｓを０％にすると、エンジン４は、時点ｔ３になっても、慣性で回転しており、実エンジン回転数Ｎｒは急激に下がらない。一方、このとき、時点ｔ２からｔ３にかけて、インチング操作量Ｉｓを０％にする。これは、操作者が荷役作業が終わったので、走行準備のために、インチング率を１００％にしようとするものである。

ここで、時点ｔ２後における従来のインチング率Ｉは、インチング操作量Ｉｓに対応して時点ｔ３で０％から１００％に変化する。上述したように、時点ｔ２からｔ３の間では、実エンジン回転数Ｎｒは、比較的高回転のままの状態であるとともに、インチング率Ｉの急激な上昇に対応して急激に高くなる吸収トルク指令がＨＳＴポンプ１０に指示されるため、フォークリフト１の車速Ｖａは、急激に高くなり、フォークリフト１の飛び出しを感じる加速度を生じてしまう。この場合、操作者は、走行準備Ｗ２を行うものの、フォークリフト１を発進させる意思はない。

これに対し、この実施の形態では、時点ｔ２からｔ３にかけてインチング操作量Ｉｓの急激な減少が生じても、モジュレーション制御部３５で、インチング率Ｉを、目標エンジン回転数Ｎａと実エンジン回転数Ｎｒとの回転数差ΔＮが大きくなるに従って時定数Ｔを大きくして遅延出力するモジュレーション処理を行った補正インチング率Ｉｃに補正して出力するようにしているので、時点ｔ２からｔ３の間で実エンジン回転数Ｎｒが大きくても、車速Ｖｃは、急激な上昇が生じず、フォークリフト１の飛び出しを感じる加速度が生じない。

図８は、実エンジン回転数Ｎｒを上げた状態で作業機５による荷役（Ｗ１）作業を行った後、ただちに走行するための走行準備（Ｗ３）を行う場合を示している。すなわち、図７では、アクセル操作量Ａｓを時点ｔ１からｔ３にかけて１００％から０％に減少させていたが、図８では、アクセル操作量Ａｓを時点ｔ１１からｔ１３にかけて１００％から３０％に減少し、時点ｔ１２以降、３０％に維持している。すなわち、操作者は、荷役作業後、アクセル操作量Ａｓを０％にせずに、３０％に維持して、走行に移行しようとするものである。

この図８の場合でも、従来のインチング制御では、インチング操作量Ｉｓのみに対応したインチング率Ｉの変化であり、インチング率Ｉの急激な上昇に対応して急激に高くなる吸収トルク指令がＨＳＴポンプ１０に指示されるため、フォークリフト１の車速Ｖａは、急激に高くなり、フォークリフト１の飛び出しを感じる加速度を生じてしまう。

これに対し、この実施の形態では、時点ｔ１２からｔ１３にかけてインチング操作量Ｉｓの急激な減少が生じても、モジュレーション制御部３５で、インチング率Ｉを、目標エンジン回転数Ｎａと実エンジン回転数Ｎｒとの回転数差ΔＮが大きくなるに従って時定数Ｔを大きくして遅延出力するモジュレーション処理を行った補正インチング率Ｉｃに補正して出力するようにしているので、時点ｔ１２からｔ１３の間で実エンジン回転数Ｎｒが大きくても、車速Ｖｃは、急激な上昇が生じず、フォークリフト１の飛び出しを感じる加速度が生じない。また、時点ｔ１３からｔ１４にかけて実エンジン回転数と目標エンジン回転数Ｎａの回転数差ΔＮが縮まるに従って車速が大きくなり、急激な加速を感じずに、操作者の意思に沿った走行状態に移行することができる。

図９は、実エンジン回転数Ｎｒを上げた状態で作業機５による荷役（Ｗ１）作業を行った後、作業機５（フォーク６）の押し込みあるいは引き抜き（Ｗ４）作業を行う場合を示している。このような作業であっても、この実施の形態では、アクセル操作量Ａｓを１００％の状態にして、実エンジン回転数Ｎｒを高回転（２２００ｒｐｍ）状態に維持する。そして、荷役作業後の時点ｔ２１からｔ２２にかけて、インチング操作量Ｉｓを５０％からの移行を行ってインチング率を急激に高める操作を行うと、実エンジン回転数Ｎｒと目標エンジン回転数Ｎａとは同じであり、回転数差Δ＝０であるため、従来のインチング率Ｉと同様に補正インチング率Ｉｃは急激に高くなり、補正インチング率Ｉｃの急激な上昇に対応して急激に高くなる吸収トルク指令がＨＳＴポンプ１０に指示されるため、フォークリフト１の車速Ｖｃは、急激に高くなり、フォークリフト１に大きな加速度を与え、フォーク６の押し込みあるいは引き抜き作業を行うことができる。

これに対し、一律の補正値でモジュレーション制御を行う従来のものでは、時点ｔ２１以降、補正インチング率Ｉｃｘのように、大きな遅延量をもつモジュレーション処理がなされ、結果的に車速Ｖｃｘのように、大きな加速度を得ることができず、フォーク６の押し込みあるいは引き抜き作業の実施が困難になる場合があった。

ところで、上述したモジュレーション制御部３５によるモジュレーション処理は、インチングペダル４０ａを踏み込む場合、すなわちインチング率Ｉの減少時に行われると、ＨＳＴポンプ１０の制動力の低下や、ＨＳＴの油圧回路のロスになることが考えられる。このため、モジュレーション制御部３５によるモジュレーション処理は、インチング率Ｉが増加する場合（減少しない場合）にのみ、行うことが好ましい。

図１０は、モジュレーション制御部３５が、インチング率Ｉが減少しない場合にのみモジュレーション処理を行う処理手順を示すフローチャートである。また、図１１は、インチング率Ｉが減少しない場合にのみにモジュレーション処理を行った場合におけるインチング率Ｉと補正インチング率Ｉｃとインチング処理内容との時間変化の対応関係を示すタイムチャートである。なお、図１１（ａ）はインチング率Ｉの時間変化を示している。図１１（ｂ）は補正インチング率Ｉｃの時間変化を示している。図１１（ｃ）はサンプリング期間Δｔ前の前回出力の補正インチング率Ｉａ（ｎ−１）から今回入力のインチング率Ｉｎを減算した値の時間変化を示している。図１１（ｄ）は、インチング率Ｉの増減判定結果の時間変化を示している。図１１（ｄ）は、時定数Ｔの算出判定結果を示している。

図１０に示すように、まず、モジュレーション制御部３５は、前回出力の補正インチング率Ｉａ（ｎ−１）を取得し（ステップＳ１０１）、さらに今回入力のインチング率Ｉｎを取得する（ステップＳ１０２）。

その後、前回出力の補正インチング率Ｉａ（ｎ−１）から今回入力のインチング率Ｉｎを減算した値が０以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。値が０以下である場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）には、インチング率Ｉが増加または維持されている場合であり、マップＭ３をもとにした時定数Ｔを算出し（ステップＳ１０４）、この時定数Ｔをもつ今回の補正インチング率Ｉａｎを出力する。一方、値が０を越える場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）には、インチング率Ｉが減少している場合であり、この場合には、時定数Ｔ＝０にして（ステップＳ１０５）、モジュレーション処理を行わず、今回入力のインチング率Ｉを補正インチング率Ｉａｎとして出力する（ステップＳ１０６）。

その後、出力した補正インチング率Ｉａｎを前回出力の補正インチング率Ｉａ（ｎ−１）に置き換え（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０１に移行して、上述した処理を繰り返す。

例えば、図１１に示すように、前回出力の補正インチング率Ｉａ（ｎ−１）から今回入力のインチング率Ｉｎを減算した値は、期間ΔＴ１，ΔＴ３，ΔＴ５で０以下となり（図１１（ｃ））、インチング率Ｉが減少していない（非減少）であるとの増減判定がなされ（図１１（ｄ））、時定数Ｔの算出を行って（図１１（ｅ））インチング率Ｉのモジュレーション処理を行う。一方、前回出力の補正インチング率Ｉａ（ｎ−１）から今回入力のインチング率Ｉｎを減算した値は、期間ΔＴ２，ΔＴ４，ΔＴ６で０を超え（図１１（ｃ））、インチング率Ｉが減少しているとの増減判定がなされ（図１１（ｄ））、時定数Ｔの算出を行わずに時定数Ｔを０とし（図１１（ｅ））インチング率Ｉのモジュレーション処理を行わない。

なお、走行状態から強めの減速をかけて停止状態に移行する場合、ＨＳＴモータ１０は、車体の慣性によって回転してＨＳＴポンプ１０を回転させるため、このＨＳＴポンプ１０に接続されたエンジン４も回転されるために、アクセル操作量Ａｓを０％にしてもエンジン４は回転が上昇する。このため、車両停止後、このエンジン回転数が下がらない状態でインチングペダル４０ａを引いてインチング操作量Ｉｓを大きくすると、フォークリフト１が発進してしまう場合がある。このような場合でも、この実施の形態によるインチング制御では、回転数差ΔＮが大きい場合に大きなモジュレーション処理を行ってインチング率Ｉを小さくするようにしているので、上述したフォークリフト１の発進を抑えることができる。

上述した実施の形態では、目標エンジン回転数Ｎａから実エンジン回転数Ｎｒを減算した回転数差ΔＮが大きい場合には、実エンジン回転数Ｎｒが大きくても、大きなモジュレーション処理を行ってインチング率Ｉを小さくし、ＨＳＴモータ１０の吸収トルクを抑えるようにしているので、操作者の操作意思に合致した作業及び走行を行うことができる。

また、上述した実施の形態では、例えば、荷役作業後、速やかに発進しようとする場合、回転数差ΔＮが小さいので、小さなモジュレーション処理が施されることになり、大きな加速度を得ることができ、フォークリフト１を速やかに走行状態に移行することができる。

さらに、上述した実施の形態では、例えば、荷役作業後、フォーク６の押し込み／引き抜き作業を行う場合、回転数差ΔＮは、ほぼ０であるため、実質的にモジュレーション処理が行われず、補正インチング率Ｉｃは、従来のインチング率Ｉと同様な値となり、大きな加速度を得ることができ、上述した押し込み／引き抜き作業を容易に行うことができる。

１ フォークリフト
２ａ 駆動輪
２ｂ 操向輪
３ 車体
４ エンジン
５ 作業機
６ フォーク
７ リフトシリンダ
８ チルトシリンダ
１０ ＨＳＴポンプ
１０ａ，１０ｂ 油圧供給管路
１１ ポンプ容量設定ユニット
１２ 前進用ポンプ電磁比例制御バルブ
１３ 後進用ポンプ電磁比例制御バルブ
１４ ポンプ容量制御シリンダ
１５ チャージポンプ
１６ 作業機油圧ポンプ
２０ ＨＳＴモータ
２０ａ 出力軸
２０ｂ トランスファ
２１ モータ容量設定ユニット
２２ モータ電磁比例制御バルブ
２３ モータ用シリンダ制御バルブ
２４ モータ容量制御シリンダ
３０ コントローラ
３１ 目標吸収トルク演算部
３２ インチング率演算部
３３ 燃料噴射量演算部
３４ 目標エンジン回転数演算部
３５ モジュレーション制御部
３６ 乗算部
３７ ＨＳＴポンプ電磁比例制御出力電流変換部
４０ インチングポテンショメータ
４０ａ インチングペダル
４１ アクセルポテンショメータ
４１ａ アクセルペダル
４２ 前後進レバースイッチ
４２ａ 前後進レバー
４３ エンジン回転センサ
４４，４５ 圧力検出センサ
１００ 主油圧回路
Ｎｒ 実エンジン回転数
Ｎａ 目標エンジン回転数
ΔＮ 回転数差
Ｉｓ インチング操作量
Ａｓ アクセル操作量
Ｉ インチング率
Ｉｃ 補正インチング率
Ｔｍ 目標吸収トルク
Ｔｃ 補正吸収トルク

Claims (6)

1. エンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプとの間で閉回路を形成し、前記油圧ポンプから吐出した圧油によって駆動される油圧モータと、
   前記油圧モータによって駆動される駆動輪と、
   前記エンジンによって駆動される可変容量型の作業機用油圧ポンプによって油圧駆動される作業機と、
   前記エンジンへの燃料噴射量を増減操作するアクセル操作部と、
   インチングペダルの踏込によって前記油圧ポンプの目標吸収トルクの減少率であるインチング率を操作するインチング操作部と、
   前記エンジンの実エンジン回転数を検出する実エンジン回転数検出部と、
   前記アクセル操作部の操作量に対応する目標エンジン回転数を演算する目標エンジン回転数演算部と、
   前記インチング操作部の操作量に対応する前記インチング率を演算するインチング率演算部と、
   前記目標エンジン回転数と前記実エンジン回転数との回転数差に応じて前記インチング率の出力時定数を設定し、該出力時定数が設定された補正インチング率を出力するモジュレーション制御を行うモジュレーション制御部と、
   前記モジュレーション制御部から出力された補正インチング率で前記目標吸収トルクを減少した吸収トルク指令を前記油圧ポンプに出力する出力制御部と、
   を備えたことを特徴とするフォークリフト。
2. 前記モジュレーション制御部は、前記目標エンジン回転数から前記実エンジン回転数を減算した回転数差の値が大きいほど前記インチング率の出力時定数を大きくすることを特徴とする請求項１に記載のフォークリフト。
3. 前記モジュレーション制御部は、前記インチング率が減少する場合に前記モジュレーション制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のフォークリフト。
4. エンジンによって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプとの間で閉回路を形成し、前記油圧ポンプから吐出した圧油によって駆動される油圧モータと、
   前記油圧モータによって駆動される駆動輪と、
   前記エンジンによって駆動される可変容量型の作業機用油圧ポンプによって油圧駆動される作業機と、
   前記エンジンへの燃料噴射量を増減操作するアクセル操作部と、
   インチングペダルの踏込によって前記油圧ポンプの目標吸収トルクの減少率であるインチング率を操作するインチング操作部と、
   を備えたフォークリフトのインチング制御方法であって、
   前記インチング操作部の操作量に対応する前記インチング率を演算するインチング率演算ステップと、
   前記アクセル操作部の操作量に対応する目標エンジン回転数と前記エンジンの実エンジン回転数との回転数差に応じて前記インチング率の出力時定数を設定し、該出力時定数が設定された補正インチング率を出力するモジュレーション制御を行うモジュレーション制御ステップと、
   を含むことを特徴とするフォークリフトのインチング制御方法。
5. 前記モジュレーション制御ステップは、前記目標エンジン回転数から前記実エンジン回転数を減算した回転数差の値が大きいほど前記インチング率の出力時定数を大きくすることを特徴とする請求項４に記載のフォークリフトのインチング制御方法。
6. 前記モジュレーション制御ステップは、前記インチング率が減少する場合に前記モジュレーション制御を行うことを特徴とする請求項４または５に記載のフォークリフトのインチング制御方法。

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