JP5159531B2 - 産業車両におけるエンジン回転数の制御方法および制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、フォークリフト等の産業車両のためのエンジン回転数制御方法および制御装置に関する。

フォークリフト等の産業車両においては、構内走行時や夜間走行時の安全確保のために、最高速度を規制する必要があり、このため、エンジンの最高回転数を一定回転数に制限することが従来より行なわれている。

例えば特許第２９５６２６７号公報の図１に示すフォークリフト用走行速度制御装置では、運転者がオン/オフ操作をすることができる制限スイッチが設けられており、制限スイッチをオンにした場合には、アクセルペダルをいくら踏み込んでもエンジンの最高回転数が所定の回転数に制限されるように構成されている。

しかしながら、この場合には、制限スイッチのオン/オフを運転者が手動で行うように構成されており、しかも、制限スイッチ自体がフォークリフトの操作と直接関係するものではないため、エンジンの最高回転数の制御を確実に行なえるものではない。また、この場合、エンジン最高回転数を制御する際の運転状態の種類も限られている。その一方、フォークリフトの運転状態（とくにインチングペダルの操作の有無やロードによる負荷の状態等）に応じて、エンジンの最高回転数をより細やかに調整できるようにしたいとする業界の要請がある。
特許第２９５６２６７号公報（図１参照）

本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、産業車両の運転状態（とくにインチングペダルの操作の有無やロードによる負荷の状態）に応じてエンジンの最高回転数をより細やかにかつ確実に調整できる産業車両用エンジン回転数制御方法およびエンジン回転数制御装置を提供することにある。

請求項１の発明に係る産業車両用エンジン回転数制御方法は、インチングペダルが踏み込まれた否かを検出するインチング検出工程を備えている。そして、インチング検出工程において、インチングペダルの踏込みが検出された場合には、そのときのエンジンの最高回転数を当該車両の許容最高回転数に設定し、インチング検出工程において、インチングペダルの踏込みが検出されない場合には、エンジンの最高回転数を、当該車両の許容最高回転数よりも低くかつアイドル回転数よりも高い回転数に設定するとともに、トランスミッションの速度段毎に設定されるそれぞれの許容最高回転数に設定し、さらに第１速ないし第３速許容最高回転数をそれぞれＲ１、Ｒ２、Ｒ３とするとき、Ｒ３＞Ｒ２＞Ｒ１の関係が成立するようにしている。

請求項１の発明において、インチングペダルが踏み込まれたとき、クラッチは半クラッチ状態または切れた状態にあるため、エンジン回転数はそのままトランスミッションには伝達されない。このとき、エンジンの最高回転数が当該車両の許容最高回転数に設定されているので、エンジンがほぼ定格出力を発揮でき、これにより、エンジンの最高性能状態で荷役作業を行なうことができる。その結果、荷役スピードを向上させることができる。また、エンジンの最高回転数が当該車両の許容最高回転数という高回転域に設定されたことにより、作業装置駆動用のオイルポンプの容量を小さくでき、これにより、産業車両の製造コストを低減できる。

一方、インチングペダルが踏み込まれていないとき、クラッチは接続された状態にあり、このとき、エンジンの最高回転数が当該車両の許容最高回転数よりも低くかつアイドル回転数よりも高い回転数に設定されるので、産業車両の走行時の最高速度を制限できる。また、このとき、エンジンの最高回転数が、トランスミッションの速度段毎に設定されるそれぞれの許容最高回転数に設定されるので、トランスミッションの各速度段において、トランスミッションへの入力トルクを抑えることができ、トランスミッションを保護することができるとともに、産業車両の最高速度を各速度段に応じて制限できる。

このようにして、請求項１の発明によれば、インチングペダルの操作の有無に応じてエンジンの最高回転数が調整されるので、産業車両の運転状態に応じてエンジンの最高回転数をより細やかにかつ確実に調整できるようになって、運転状態に応じた適正なエンジン回転数が得られるようになる。また、エンジン回転数を制御するようにしたことにより、同じエンジンを産業車両の幅広い機種に使用できるようになる。

請求項２の発明では、リフトシリンダ圧を検出するリフトシリンダ圧検出工程をさらに備えており、リフトシリンダ圧検出工程において検出されたリフトシリンダ圧が、無負荷シリンダ圧の場合またはこれより高い場合には、そのときのエンジンの最高回転数を当該車両のアイドル回転数よりも高くかつ当該車両の許容最高回転数よりも低い回転数に設定している。

この場合には、リフトシリンダ圧が無負荷シリンダ圧以上のとき、すなわち、作業装置に載荷されたロードによる負荷が比較的大きい場合には、エンジンの最高回転数が当該車両のアイドル回転数よりも高くかつ許容最高回転数よりも低い回転数に設定されることで、産業車両の走行速度が制限されるので、作業装置に載荷された大重量のロードが産業車両の走行中に荷崩れを起こすのを防止できる。

請求項３の発明に係る産業車両用エンジン回転数制御装置は、インチングペダルが踏み込まれた否かを検出するインチング検出スイッチと、トランスミッションのいずれの速度段が選択されているかを検出する速度段検出手段と、インチング検出スイッチによりインチングペダルの踏込みが検出された場合には、エンジンの最高回転数を当該車両の許容最高回転数に設定し、インチング検出スイッチによりインチングペダルの踏込みが検出されない場合には、そのときのエンジンの最高回転数を、当該車両の許容最高回転数よりも低くかつ当該車両のアイドル回転数よりも高い回転数に設定するとともに、速度段検出手段により検出されたトランスミッションの速度段毎に設定されるそれぞれの許容最高回転数に設定し、さらに第１速ないし第３速許容最高回転数をそれぞれＲ１、Ｒ２、Ｒ３とするとき、Ｒ３＞Ｒ２＞Ｒ１の関係が成立するように、エンジンの回転数を制御するコントローラとを備えている。

請求項３の発明において、インチング検出スイッチによりインチングペダルの踏込みが検出されたとき、クラッチは半クラッチ状態または切れた状態にあるため、エンジン回転数はそのままトランスミッションには伝達されない。このとき、コントローラにより、エンジンの最高回転数が当該車両の許容最高回転数に設定されるので、エンジンがほぼ定格出力を発揮でき、これにより、エンジンの最高性能状態で荷役作業を行なうことができ、その結果、荷役スピードを向上させることができる。また、エンジンの最高回転数が許容最高回転数という高回転域に設定されたことにより、作業装置駆動用のオイルポンプの容量を小さくでき、これにより、産業車両の製造コストを低減できる。

一方、インチング検出スイッチによりインチングペダルの踏込みが検出されない場合には、クラッチは接続された状態にあり、このとき、コントローラにより、エンジンの最高回転数が当該車両の許容最高回転数よりも低くかつアイドル回転数よりも高い回転数に設定されるので、産業車両の走行時の最高速度を制限できる。また、このとき、コントローラにより、エンジンの最高回転数が、トランスミッションの速度段毎に設定されるそれぞれの許容最高回転数に設定されるので、トランスミッションの各速度段において、トランスミッションへの入力トルクを抑えることができ、トランスミッションを保護することができるとともに、産業車両の最高速度を各速度段に応じて制限できる。

このようにして、請求項３の発明によれば、インチングペダルの操作の有無に応じてエンジンの最高回転数が調整されるので、産業車両の運転状態に応じてエンジンの最高回転数をより細やかにかつ確実に調整できるようになって、運転状態に応じた適正なエンジン回転数が得られるようになる。また、エンジン回転数を制御するようにしたことにより、同じエンジンを産業車両の幅広い機種に使用できるようになる。

請求項４の発明では、リフトシリンダ圧を検出する圧力スイッチをさらに備えており、コントローラは、圧力スイッチで検出されたリフトシリンダ圧が無負荷シリンダ圧の場合またはこれより高い場合には、そのときのエンジンの最高回転数を当該車両のアイドル回転数よりも高くかつ当該車両の許容最高回転数よりも低い回転数に設定するように、エンジンの回転数を制御している。

この場合には、リフトシリンダ圧が無負荷シリンダ圧以上のとき、すなわち、作業装置に載荷されたロードによる負荷が比較的大きい場合には、コントローラによりエンジンの最高回転数が当該車両のアイドル回転数よりも高くかつ許容最高回転数よりも低い回転数に設定されるので、作業装置に載荷された大重量のロードが産業車両の走行中に荷崩れを起こすのを防止できる。

以上のように本発明の第１の発明によれば、インチングペダルが踏み込まれたとき、エンジンの最高回転数が当該車両の許容最高回転数に設定されるので、エンジンがほぼ定格出力を発揮でき、これにより、エンジンの最高性能状態で荷役作業を行なうことができる。その結果、荷役スピードを向上させることができる。一方、インチングペダルが踏み込まれていないとき、エンジンの最高回転数が当該車両の許容最高回転数よりも低くかつアイドル回転数よりも高い回転数に設定されるので、産業車両の走行時の最高速度を制限できる。

また、本発明の第２の発明によれば、リフトシリンダ圧が無負荷シリンダ圧またはそれ以上の圧力のとき、エンジンの最高回転数が当該車両のアイドル回転数よりも高くかつ当該車両の許容最高回転数よりも低い回転数に設定されるので、産業車両の走行速度を制限でき、これにより、作業装置に載荷された大重量のロードが産業車両の走行中に荷崩れを起こすのを防止できる。

このように本発明によれば、インチングペダルの操作の有無（およびリフトシリンダ圧の大きさ）に応じてエンジンの最高回転数が調整されるので、産業車両の運転状態（負荷状態含む）に応じてエンジンの最高回転数をより細やかにかつ確実に調整できるようになって、運転状態に応じた適正なエンジン回転数が得られるようになる。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１および図２は、本発明の一実施例によるフォークリフト用エンジン回転数制御方法およびエンジン回転数制御装置を説明するための図であって、図１は本実施例によるエンジン回転数制御装置の概略ブロック構成図、図２は図１のコントローラによる制御方法を説明するためのフローチャートである。なお、ここでは、産業車両としてフォークリフトを例にとって説明するが、本発明はフォークリフト以外の産業車両にも同様に適用可能である。

図１に示すように、エンジン（Ｅ/Ｇ）１０には、エンジン１０からの動力が伝達されるトランスミッション（ＴＭ）１１が連結されている。トランスミッション１１の速度段は、ソレノイドバルブ１２を含むトランスミッションコントロールバルブ１３により切り換えられるようになっている。

一方、コントローラ１が設けられている。コントローラ１には、ソレノイドバルブ１２からの信号線が接続されており、この信号線を介して、トランスミッション１１のいずれの速度段が選択されているかを示す速度段位置信号ａがコントローラ１に入力されている。

コントローラ１には、インチングペダル２が踏み込まれたことを検出するインチング検出スイッチ３が信号線ｂを介して接続されている。フォークリフト（図示せず）のリフトシリンダ４には、圧力スイッチ５が設けられており、圧力スイッチ５は信号線ｃを介してコントローラ１に接続されている。なお、ここでは、圧力スイッチ５は、リフトシリンダ圧が無負荷シリンダ圧以上のときにオンとなるように設定されている。

また、エンジン１０のシリンダ内に燃料を噴射する燃料噴射装置６が設けられている。燃料噴射装置６は、コントローラ１に接続されており、コントローラ１からの制御信号により駆動制御されている。

次に、コントローラ１によるエンジン回転数制御方法を図２のフローチャートを用いて説明する。
プログラムがスタートすると、まず、ステップＳ１において、リフトシリンダ圧が無負荷シリンダ圧Ｐ_０（例えば汎用機種においてはＰ_０＝５ＭＰａ）以上であるか否かを判断する。図１に示すように、リフトシリンダ４の圧力スイッチ５は信号線ｃを介してコントローラ１に接続されており、リフトシリンダ圧が無負荷シリンダ圧Ｐ_０ 以上になると、圧力スイッチ５が作動して、オン信号がコントローラ１に入力される。その一方、リフトシリンダ圧がＰ_０ 未満では、圧力スイッチ５は作動せず、コントローラ１にはオフ信号が入力される。

ステップＳ１において、リフトシリンダ圧がＰ_０ 以上であると判断されれば、プログラムは、ステップＳ２’に移行する。ステップＳ２’では、エンジン１０の最高回転数（Ｅ/Ｇ max rev.）をＲ_４ に設定する。この回転数Ｒ_４ は、当該フォークリフトのアイドル回転数よりも高くかつ当該フォークリフトの許容最高回転数Ｒmaxよりも低い値（例えば２０５０ｒｐｍ）である。

また、ステップＳ１において、リフトシリンダ圧がＰ_０ 未満であると判断されれば、ステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、インチングペダル２が踏み込まれたか否かを判断する。すなわち、リフトシリンダ圧がＰ_０ 未満の場合、エンジン１０の最高回転数は、インチング検出スイッチの検出結果に応じて制御される。ステップＳ３において、インチングペダル２が踏み込まれたと判断されれば、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、エンジン１０の最高回転数（Ｅ/Ｇ max rev.）をＲmax に設定する。この回転数Ｒmax は、当該フォークリフトの許容最高回転数（例えば２４００ｒｐｍ）である。

ステップＳ３において、インチングペダル２が踏み込まれていないと判断されれば、ステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、トランスミッション１１の速度段が第１〜３速のいずれであるかを判断する。

すなわち、トランスミッション１１の速度段が第１速の場合には、ステップＳ２に移行して、エンジン１０の最高回転数（Ｅ/Ｇ max rev.）を第１速許容最高回転数Ｒ₁ （例えば２０５０ｒｐｍ）に設定する。また、トランスミッション１１の速度段が第２速の場合は、ステップＳ６に移行して、エンジンの最高回転数（Ｅ/Ｇ max rev.）を第２速許容最高回転数Ｒ_２ に設定する。この回転数Ｒ_２ は、回転数Ｒ₁ よりも高くかつ後述する回転数Ｒ_３ よりも低い値（例えば２１００ｒｐｍ）である。さらに、トランスミッション１１の速度段が第３速の場合は、ステップＳ７に移行して、エンジンの最高回転数（Ｅ/Ｇ max rev.）を第３速許容最高回転数Ｒ_３ に設定する。この回転数Ｒ_３ は、回転数Ｒ_２ よりも高くかつ当該フォークリフトの許容最高回転数Ｒmaxよりも低い値（例えば２２００ｒｐｍ）である。すなわち、各回転数Ｒ₁ 、Ｒ_２ 、Ｒ_３ は、いずれも当該フォークリフトの許容最高回転数よりも低くかつアイドル回転数よりも高い値であって、それぞれの速度段における許容最高回転数である。

ステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ７での処理後は、プログラムはステップＳ１に戻り、ステップＳ１〜Ｓ７の処理を繰り返して行なう。

なお、ステップＳ２’、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ７において、エンジン１０の最高回転数を所定の回転数に設定する際には、コントローラ１が燃料噴射装置６を駆動制御してシリンダ内への燃料噴射量を調整することにより行なう。

上述したエンジン回転数制御方法によれば、リフトシリンダ圧が無負荷シリンダ圧Ｐ_０以上のとき、圧力スイッチ３からのオン信号を受けてコントローラ１がエンジン１０の最高回転数をＲ_４（例えば２０５０ｒｐｍ）に設定するので、フォークに載荷されたロードが大重量のものである場合に、フォークリフトの車速を比較的低速に設定でき、これにより、ロードがフォークリフトの走行中に荷崩れを起こすのを防止できる。

また、インチング検出スイッチ３によりインチングペダル２の踏込みが検出されたとき、クラッチは半クラッチ状態または切れた状態にあるため、エンジン回転数はそのままトランスミッション１１には伝達されない。このとき、コントローラ１により、エンジン１０の最高回転数が当該フォークリフトの許容最高回転数Ｒmax（例えば２４００ｒｐｍ）に設定されるので、エンジン１０がほぼ定格出力を発揮でき、これにより、エンジン１０の最高性能状態で荷役作業を行なうことができる。その結果、荷役スピードを向上させることができる。また、エンジン１０の最高回転数が当該フォークリフトの許容最高回転数Ｒmaxという高回転域に設定されたことにより、フォーク昇降用のオイルポンプの容量を小さくでき、これにより、フォークリフトの製造コストを低減できる。

その一方、インチング検出スイッチ３によりインチングペダル２の踏込みが検出されない場合、クラッチは接続された状態にあり、このとき、エンジン１０の最高回転数は当該フォークリフトの許容最高回転数Ｒmaxよりも低い回転数に設定されるので、フォークリフトの走行時の最高速度を制限できる。

このようにして、ロードによる負荷の状態およびインチングペダル２の操作の有無に応じてエンジン１０の最高回転数が調整されるので、フォークリフトの運転状態に応じてエンジン１０の最高回転数をより細やかにかつ確実に調整できるようになって、運転状態に応じた適正なエンジン回転数が得られるようになる。さらに、エンジン回転数を制御するようにしたことにより、同じエンジンをフォークリフトの幅広い機種に使用できるようになる。

また、インチングペダル２の踏込みが検出されない場合、コントローラ１が、トランスミッション１１の速度段に応じてエンジン１０の最高回転数を調整しており、これにより、フォークリフトの走行時の最高速度をトランスミッション１１の速度段に応じて細やかに調整できるようになる。

この場合、トランスミッション１１の速度段が第１速のとき、エンジン１０の最高回転数が第１速許容最高回転数Ｒ₁ （例えば２０５０ｒｐｍ）に抑えられるので、トランスミッション１１への入力トルクを抑えることができ、これにより、トランスミッション１１を保護することができる。この場合、高出力エンジンであっても、トランスミッションの強度アップが不要となり、これにより、製造コストを低減できる。

また、トランスミッションの速度段が第２速のとき、エンジンの最高回転数が第２速許容最高回転数Ｒ_２（例えば２１００ｒｐｍ）に設定されるので、２速走行時のフォークリフトの最高速度を例えば工場内速度等の１５ｋｍ/ｈ程度に設定することができる。さらに、トランスミッションの速度段が第３速のとき、エンジンの最高回転数が第３速許容最高回転数Ｒ_３ （２２００ｒｐｍ）に設定されるので、３速走行時のフォークリフトの最高速度を例えば３５ｋｍ/ｈ程度に設定することができる。

前記実施例では、ステップＳ１において、リフトシリンダ圧を検出し、その検出結果に応じてエンジン最高回転数を制御するようにした例を示したが、本発明の適用はこれに限定されず、本発明は、ステップＳ１の工程を省略したものにも適用可能である。

前記実施例では、トランスミッション１１の速度段が１〜３速の３段階に設定された例を示したが、本発明は、トランスミッションがその他の速度段を有しているものにも同様に適用可能である。すなわち、いずれの場合であっても、トランスミッションの速度段に応じてエンジンの最高回転数が調整されることになる。

本発明の一実施例によるエンジン回転数制御装置の概略ブロック構成図である。 前記エンジン回転数制御装置（図１）のコントローラによる制御方法を説明するためのフローチャートである。

１： コントローラ
２： インチングペダル
３： インチング検出スイッチ
５： 圧力スイッチ

１０： エンジン
１１： トランスミッション

Claims (4)

1. 産業車両のエンジン回転数制御方法であって、
   インチングペダルが踏み込まれた否かを検出するインチング検出工程を備え、
   前記インチング検出工程において、前記インチングペダルの踏込みが検出された場合には、そのときのエンジンの最高回転数を当該車両の許容最高回転数に設定し、
   前記インチング検出工程において、前記インチングペダルの踏込みが検出されない場合には、そのときのエンジンの最高回転数を、当該車両の許容最高回転数よりも低くかつ当該車両のアイドル回転数よりも高い回転数に設定するとともに、トランスミッションの速度段毎に設定されるそれぞれの許容最高回転数に設定し、さらに第１速ないし第３速許容最高回転数をそれぞれＲ１、Ｒ２、Ｒ３とするとき、Ｒ３＞Ｒ２＞Ｒ１の関係が成立するようにした、
   ことを特徴とする産業車両のエンジン回転数制御方法。
2. 請求項１において、
   リフトシリンダ圧を検出するリフトシリンダ圧検出工程をさらに備え、
   前記リフトシリンダ圧検出工程において検出された前記リフトシリンダ圧が、無負荷シリンダ圧の場合またはこれより高い場合には、そのときのエンジンの最高回転数を当該車両のアイドル回転数よりも高くかつ当該車両の許容最高回転数よりも低い回転数に設定するようにした、
   ことを特徴とする産業車両のエンジン回転数制御方法。
3. 産業車両のエンジン回転数制御装置であって、
   インチングペダルが踏み込まれた否かを検出するインチング検出スイッチと、
   トランスミッションのいずれの速度段が選択されているかを検出する速度段検出手段と、
   前記インチング検出スイッチにより前記インチングペダルの踏込みが検出された場合には、エンジンの最高回転数を当該車両の許容最高回転数に設定し、前記インチング検出スイッチにより前記インチングペダルの踏込みが検出されない場合には、そのときのエンジンの最高回転数を、当該車両の許容最高回転数よりも低くかつ当該車両のアイドル回転数よりも高い回転数に設定するとともに、前記速度段検出手段により検出されたトランスミッションの速度段毎に設定されるそれぞれの許容最高回転数に設定し、さらに第１速ないし第３速許容最高回転数をそれぞれＲ１、Ｒ２、Ｒ３とするとき、Ｒ３＞Ｒ２＞Ｒ１の関係が成立するように、エンジンの回転数を制御するコントローラと、
   を備えた産業車両のエンジン回転数制御装置。
4. 請求項３において、
   リフトシリンダ圧を検出する圧力スイッチをさらに備え、
   前記コントローラは、前記圧力スイッチで検出された前記リフトシリンダ圧が無負荷シリンダ圧の場合またはこれより高い場合には、そのときのエンジンの最高回転数を当該車両のアイドル回転数よりも高くかつ当該車両の許容最高回転数よりも低い回転数に設定するように、エンジンの回転数を制御している、
   ことを特徴とする産業車両のエンジン回転数制御装置。

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