JP5866489B1 - 作業車両及び作業車両の制御方法 - Google Patents

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Abstract

作業機を備えた作業車両であり、エンジンへの燃料供給量を増減操作するアクセル操作部の実際のアクセル操作量を入力し、制御用アクセル操作量を生成するアクセル操作量生成手段と、前記制御用アクセル操作量に応じて、前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、前記制御用アクセル操作量の増加速度が設定された増加速度決定テーブルを記憶する記憶部と、を備え、前記アクセル操作量生成手段は、今回の制御周期における前記エンジンの回転速度から換算された前記アクセル操作部の変換アクセル操作量と前回の制御周期で得られた制御用アクセル操作量との差分を求め、求めた前記差分から前記増加速度決定テーブルを参照して前記制御用アクセル操作量の増加速度を決定し、決定された前記増加速度で、制御用アクセル操作量を前記今回の制御周期の実際の操作量まで変化させる。

Description

本発明は、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された作動油によって駆動される油圧モータと、を有する作業車両及び作業車両の制御方法に関する。
駆動源であるエンジンと、駆動輪との間にＨＳＴ（Hydro Static Transmission：静油圧式動力伝達装置）と称される油圧駆動装置が設けられているフォークリフトがある。ＨＳＴ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、走行用油圧ポンプから吐出された作動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おり、油圧モータの駆動力を駆動輪に伝達することによって車両を走行させるものである。特許文献１には、ＨＳＴを備えたフォークリフトにおいて、実際のアクセル操作量の時間当たり増加率を予め設定された制限値に制限した制御用アクセル操作量に応じて、エンジンを制御することが記載されている。
特開２０１２−５７５０２号公報
例えば、オペレータがアクセルペダルを操作した状態からアクセルペダルを一旦戻して、エンジンの回転速度が０ではない状態で再びアクセルペダルを操作することがある。このような操作をすると、特許文献１に記載された技術では、制御用アクセル操作量の立ち上がりに時間を要する結果、エンジンの回転速度の上昇に時間を要する可能性がある。
本発明は、ＨＳＴを備えたフォークリフトのエンジンを制御するにあたって、アクセルペダルの操作に対するエンジンの回転速度の上昇遅れを抑制することを目的とする。
本発明は、作業機を備えた作業車両であり、エンジンと、前記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、前記走行用油圧ポンプとの間で閉回路を形成し、前記走行用油圧ポンプから吐出された作動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て前記作業車両を走行させる駆動輪と、前記エンジンへの燃料供給量を増減操作するアクセル操作部と、前記アクセル操作部の実際のアクセル操作量を入力し、制御用アクセル操作量を生成するアクセル操作量生成手段と、前記制御用アクセル操作量に応じて、前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、前記制御用アクセル操作量の増加速度が設定された増加速度決定テーブルを記憶する記憶部と、を備え、前記アクセル操作量生成手段は、今回の制御周期における前記エンジンの回転速度から換算された前記アクセル操作部の変換アクセル操作量と前回の制御周期で得られた制御用アクセル操作量との差分を求め、求めた前記差分から前記増加速度決定テーブルを参照して前記制御用アクセル操作量の増加速度を決定し、決定された前記増加速度で、制御用アクセル操作量を前記今回の制御周期の実際の操作量まで変化させる。
前記増加速度決定テーブルは、前記差分が大きくなるにしたがって、前記増加速度が大きくなることが好ましい。
前記増加速度決定テーブルは、前記アクセル操作部の異なる操作量に、異なる前記増加速度が設定されていることが好ましい。
前記アクセル操作部の操作量が大きくなるにしたがって、前記増加速度が大きくなることが好ましい。
前記作業車両を制動する際に用いられるブレーキ操作部を備え、前記増加速度決定テーブルは、前記作業車両が荷役状態又は走行荷役状態であるときに用いられる第１増加速度決定テーブルと、前記作業車両が走行状態であるときに用いられる第２増加速度決定テーブルとであることが好ましい。
前記作業車両は、フォークリフトであることが好ましい。
本発明は、作業機と、エンジンと、前記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、前記走行用油圧ポンプとの間で閉回路を形成し、前記走行用油圧ポンプから吐出された作動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て前記作業車両を走行させる駆動輪と、前記エンジンへの燃料供給量を増減操作するアクセル操作部と、前記制御用アクセル操作量に応じて、前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、前記制御用アクセル操作量の増加速度が設定された増加速度決定テーブルを記憶する記憶部と、を備える作業車両を制御するにあたって、今回の制御周期における前記エンジンの回転速度から換算された前記アクセル操作部の変換アクセル操作量と前回の制御周期で得られた制御用アクセル操作量との差分を求めることと、求めた前記差分から前記増加速度決定テーブルを参照して前記制御用アクセル操作量の増加速度を決定することと、決定された前記増加速度で、制御用アクセル操作量を前記今回の制御周期の実際の操作量まで変化させることと、を含む、作業車両の制御方法である。
本発明は、ＨＳＴを備えたフォークリフトのエンジンを制御するにあたって、アクセルペダルの操作に対するエンジンの回転速度の上昇遅れを抑制することができる。
図１は、本実施形態に係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制御系統を示すブロック図である。 図３は、制御装置の制御ブロック図である。 図４は、増加速度を決定するための増加速度決定テーブルの一例を示す図である。 図５は、増加速度を決定するための増加速度決定テーブルの一例を示す図である。 図６は、実際のアクセル操作量と、エンジンの回転速度と、制御用アクセル操作量との関係を示す図である。 図７は、フォークリフトの機種毎に、増加速度を決定するための増加速度決定テーブルを用意した例を示す図である。 図８は、フォークリフトの機種毎に、増加速度を決定するための増加速度決定テーブルを用意した例を示す図である。
以下、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。
＜フォークリフト＞
図１は、本実施形態に係るフォークリフト１の全体構成を示す図である。図２は、図１に示されたフォークリフト１の制御系統を示すブロック図である。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と、作業機５と、駆動輪２ａ及び操向輪２ｂを制動する機械式ブレーキ９と、を有する。フォークリフト１は、運転席ＳＴから操舵部材ＨＬへ向かう側が前であり、操舵部材ＨＬから運転席ＳＴへ向かう側が後である。作業機５は、車体３の前方に設けられる。
車体３には、内燃機関の一例であるエンジン４、エンジン４を駆動源として駆動する可変容量型の走行用油圧ポンプ１０及び作業機油圧ポンプ１６が設けられる。エンジン４は、例えばディーゼルエンジンであるが、これには限定されない。走行用油圧ポンプ１０及び作業機油圧ポンプ１６には、エンジン４の出力軸４Ｓが連結されている。走行用油圧ポンプ１０及び作業機油圧ポンプ１６は、出力軸４Ｓを介してエンジン４に駆動される。駆動輪２ａは、油圧モータ２０の動力で駆動される。可変容量型の走行用油圧ポンプ１０と可変容量型の油圧モータ２０とは閉じた油圧回路で連通されて、ＨＳＴを形成している。このように、フォークリフト１は、ＨＳＴによって走行する。本実施形態において、走行用油圧ポンプ１０と作業機油圧ポンプ１６とは、いずれも斜板１０Ｓと斜板１６Ｓとを有し、斜板１０Ｓと斜板１６Ｓとの傾転角が変更されることにより、容量が変化する。
作業機５は、積荷を載置するフォーク６を昇降させるリフトシリンダ７及びフォーク６をチルト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、ブレーキ操作部としてのインチングペダル（ブレーキペダル）４０ａ、アクセル操作部としてのアクセルペダル４１ａ並びに作業機５を操作するためのリフトレバー及び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。インチングペダル４０ａは、インチング率を操作する。アクセルペダル４１ａは、エンジン４への燃料供給量を変更する。インチングペダル４０ａ及びアクセルペダル４１ａは、フォークリフト１のオペレータが、運転席から足踏み操作できる位置に設けられている。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に示されるように、フォークリフト１は、主油圧回路１００を備えている。主油圧回路１００は、走行用油圧ポンプ１０と、油圧モータ２０と、両者を接続する油圧供給管路１０ａ及び油圧供給管路１０ｂとを含んだ閉回路である。走行用油圧ポンプ１０は、エンジン４によって駆動されて作動油を吐出する装置である。本実施形態において、走行用油圧ポンプ１０は、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ポンプである。
油圧モータ２０は、走行用油圧ポンプ１０から吐出された作動油によって回転駆動される。油圧モータ２０は、例えば、斜板２０Ｓを有し、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油圧モータである。油圧モータ２０は、固定容量型の油圧モータであってもよい。油圧モータ２０は、その出力軸２０ａがトランスファ２０ｂを介して駆動輪２ａに接続されている。油圧モータ２０は、トランスファ２０ｂを介して駆動輪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。
油圧モータ２０は、走行用油圧ポンプ１０からの作動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る。油圧モータ２０の回転方向が切り替えられることにより、フォークリフト１は前進又は後進することができる。以下の説明においては、便宜上、油圧供給管路１０ａから油圧モータ２０に作動油が供給された場合にフォークリフト１が前進し、油圧供給管路１０ｂから油圧モータ２０に作動油が供給された場合にフォークリフト１が後進するものとする。
走行用油圧ポンプ１０は、油圧供給管路１０ａに接続されている部分がＡポート１０Ａ、油圧供給管路１０ｂに接続されている部分がＢポート１０Ｂである。フォークリフト１の前進時には、Ａポート１０Ａが作動油の吐出側となり、Ｂポート１０Ｂが作動油の流入側となる。フォークリフト１の後進時には、Ａポート１０Ａが作動油の流入側となり、Ｂポート１０Ｂが作動油の吐出側となる。
フォークリフト１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を有する。ポンプ容量設定ユニット１１は、走行用油圧ポンプ１０に設けられる。ポンプ容量設定ユニット１１は、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を備える。ポンプ容量設定ユニット１１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、後述する制御装置３０から指令信号が与えられる。ポンプ容量設定ユニット１１は、制御装置３０から与えられた指令信号に応じてポンプ容量制御シリンダ１４が作動し、走行用油圧ポンプ１０の斜板傾転角が変化することによって、走行用油圧ポンプ１０の容量が変更される。
ポンプ容量制御シリンダ１４は、シリンダケース１４Ｃ内にピストン１４ａが収納されている。ピストン１４ａは、シリンダケース１４Ｃとピストン１４ａとの間の空間に作動油が供給されることによって、シリンダケース１４Ｃ内を往復する。ポンプ容量制御シリンダ１４は、斜板傾転角が０の状態において、ピストン１４ａが中立位置に保持されている。このため、エンジン４が回転しても、走行用油圧ポンプ１０から主油圧回路１００の油圧供給管路１０ａ又は油圧供給管路１０ｂへ吐出される作動油の量は０である。
走行用油圧ポンプ１０の斜板傾転角が０の状態から、例えば、前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２に対して制御装置３０から走行用油圧ポンプ１０の容量を増大する旨の指令信号が与えられるとする。すると、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にポンプ制御圧力が与えられる。その結果、ピストン１４ａは、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、この動きに連動して走行用油圧ポンプ１０の斜板１０Ｓは、油圧供給管路１０ａに作動油を吐出する方向へ向けて傾く。
前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２からのポンプ制御圧力が増大するにしたがって、ピストン１４ａの移動量が大きくなる。このため、走行用油圧ポンプ１０での斜板１０Ｓの傾転角は、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に対して制御装置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に与えられる。前述したポンプ制御圧力によって、ポンプ容量制御シリンダ１４が作動することにより、走行用油圧ポンプ１０の斜板１０Ｓが油圧供給管路１０ａに対して所定量の作動油を吐出できるように傾く。この結果、エンジン４が回転すれば、走行用油圧ポンプ１０から油圧供給管路１０ａに作動油が吐出されて、油圧モータ２０は前進方向に回転する。
前述した状態において、前進用ポンプ電磁比例制御バルブ１２に制御装置３０から走行用油圧ポンプ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に供給されるポンプ制御圧力が減少する。このため、ポンプ容量制御シリンダ１４のピストン１４ａは、中立位置に向かって移動する。この結果、走行用油圧ポンプ１０の斜板傾転角が減少し、走行用油圧ポンプ１０から油圧供給管路１０ａへの作動油の吐出量が減少する。
制御装置３０が、後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３に対して走行用油圧ポンプ１０の容量を増大する旨の指令信号が与えると、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る。すると、ピストン１４ａは、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、これに連動して走行用油圧ポンプ１０の斜板１０Ｓが油圧供給管路１０ｂに対して作動油を吐出する方向へ向かって傾転する。
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したがってピストン１４ａの移動量が大きくなるため、走行用油圧ポンプ１０の斜板傾転角の変化量は大きくなる。つまり、後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３に対して制御装置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に与えられる。そして、ポンプ容量制御シリンダ１４の作動により走行用油圧ポンプ１０の斜板１０Ｓが油圧供給管路１０ｂに対して所望量の作動油を吐出できるように傾く。この結果、エンジン４が回転すると、走行用油圧ポンプ１０から油圧供給管路１０ｂに作動油が吐出されて、油圧モータ２０は、後進方向に回転する。
後進用ポンプ電磁比例制御バルブ１３に対して制御装置３０から走行用油圧ポンプ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、走行用油圧ポンプ１０の斜板傾転角が減少するので、走行用油圧ポンプ１０から油圧供給管路１０ｂへ吐出される作動油の量が減少する。
モータ容量設定ユニット２１は、油圧モータ２０に設けられる。モータ容量設定ユニット２１は、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を備えている。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に制御装置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、モータ容量制御シリンダ２４の動きに連動して油圧モータ２０の斜板傾転角が変化することになる。このため、制御装置３０からの指令信号に応じて油圧モータ２０の容量が変更されることになる。具体的には、モータ容量設定ユニット２１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したがって、油圧モータ２０の斜板傾転角が減少するようになっている。
チャージポンプ１５は、エンジン４によって駆動される。チャージポンプ１５は、前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する。チャージポンプ１５は、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。
本実施形態において、エンジン４は、走行用油圧ポンプ１０の他に、作業機油圧ポンプ１６を駆動する。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に作動油を供給する。
フォークリフト１は、インチングポテンショメータ（ブレーキポテンショメータ）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、車速センサ４６、圧力センサ４７Ａ、４７Ｂ、圧力センサ４８及び温度センサ４９を備えている。
インチングポテンショメータ４０は、インチングペダル（ブレーキペダル）４０ａが操作された場合に、その操作量を検出して出力する。インチングペダル４０ａの操作量は、インチング操作量Ｉｓである。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、制御装置３０に入力される。以下において、インチング操作量ＩｓをインチングストロークＩｓと称することもある。
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、アクセルペダル４１ａの操作量Ａｏｐを出力するものである。アクセルペダル４１ａの操作量Ａｏｐは、アクセル操作量Ａｏｐ又はアクセル開度Ａｏｐともいう。アクセルポテンショメータ４１が出力するアクセル開度Ａｏｐは、制御装置３０に入力される。
前後進レバースイッチ４２は、フォークリフト１の進行方向を前進又は後進に切り替えるための選択スイッチである。本実施形態では、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、前進と、中立と、後進との３つの進行方向を選択して、フォークリフト１の前進と後進とを切り換えることができる前後進レバースイッチ４２を適用している。前後進レバー４２ａは、フォークリフト１の進行方向を前進又は後進に切り替えるための進行方向切替装置である。前後進レバースイッチ４２によって選択されたフォークリフト１の進行方向を示す情報は、進行方向指令値ＤＲとして前後進レバースイッチ４２から制御装置３０に与えられる。進行方向指令値ＤＲは、Ｆが前進、Ｎが中立、Ｒが後進を示す。前後進レバースイッチ４２が選択するフォークリフト１の進行方向は、これからフォークリフト１が進行する方向と、フォークリフト１が実際に進行している方向との両方を含む。
エンジン回転センサ４３は、エンジン４の実際の回転速度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の回転速度は、実際のエンジン４の回転速度Ｎｒである。エンジン４の回転速度Ｎｒを示す情報は、制御装置３０に入力される。エンジン４の回転速度は、単位時間あたりにおけるエンジン４の出力軸４Ｓの回転数である。車速センサ４６は、フォークリフト１が走行するときの速度、すなわち車速Ｖｃを検出する装置である。
圧力センサ４７Ａは、油圧供給管路１０ａに設けられて、油圧供給管路１０ａ内の作動油の圧力を検出する。圧力センサ４７Ｂは、油圧供給管路１０ｂに設けられて、油圧供給管路１０ｂ内の作動油の圧力を検出する。圧力センサ４７Ａが検出する圧力は、走行用油圧ポンプ１０のＡポート１０Ａ内における作動油の圧力に相当する。圧力センサ４７Ｂが検出する圧力は、走行用油圧ポンプ１０のＢポート１０Ｂ内における作動油の圧力に相当する。制御装置３０は、圧力センサ４７Ａ及び圧力センサ４７Ｂの検出値を取得し、本実施形態に係る作業車両の制御方法に用いる。圧力センサ４８は、リフトシリンダ７内のリフト圧力、すなわちリフトシリンダ７内の作動油の圧力を検出するリフト圧力検出装置である。温度センサ４９は、ＨＳＴ内の作動油の温度を検出する温度検出装置である。
制御装置３０は、処理部３０Ｃと記憶部３０Ｍとを含む。制御装置３０は、例えば、コンピュータを備え、フォークリフト１の制御に関する各種の処理を実行する装置である。処理部３０Ｃは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリとを組合せた装置である。処理部３０Ｃは、記憶部３０Ｍに記憶されている、主油圧回路１００を制御するためのコンピュータプログラムを読み込んでこれに記述されている命令を実行することにより、主油圧回路１００の動作を制御する。記憶部３０Ｍは、前述したコンピュータプログラム及び主油圧回路１００の制御に必要なデータ等を記憶している。記憶部３０Ｍは、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ストレージデバイス又はこれらを組合せた装置である。
制御装置３０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、車速センサ４６及び圧力センサ４７Ａ、４７Ｂといった各種センサ類が電気的に接続されている。制御装置３０は、これらの各種センサ類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。
＜制御装置３０の制御ブロック＞
図３は、制御装置３０の制御ブロック図である。制御装置３０、より具体的には処理部３０Ｃは、アクセルペダル４１ａが操作されたときに、本実施形態に係る作業機械の制御方法を実行する。制御装置３０の処理部３０Ｃは、変換部３１と、回転速度差計算部３２と、増加速度決定部３３とを含む。制御装置３０は、予め定められた制御周期で、本実施形態に係る作業機械の制御方法を実行して、制御用アクセル操作量Ａｏｐａを生成する。
変換部３１は、エンジン回転センサ４３が検出したエンジン４の回転速度Ｎｒを取得し、アクセル操作量Ａｏｐｃに変換する。アクセル操作量Ａｏｐｃは、式（１）によって求めることができる。アクセル操作量Ａｏｐｃは百分率、すなわち％で表される。式（１）中のＮｉはエンジン４のアイドリング時における回転速度であり、Ｎｍａｘは、エンジン４の回転速度の最大値である。式（１）は、図２に示される記憶部３０Ｍに記憶されている。変換部３１は、エンジン回転センサ４３が検出したエンジン４の回転速度Ｎｒを式（１）に与えてアクセル操作量Ａｏｐｃを求めて、回転速度差計算部３２に出力する。以下において、アクセル操作量Ａｏｐｃを、適宜変換アクセル操作量Ａｏｐｃと称する。
Ａｏｐｃ＝（Ｎｒ−Ｎｉ）／（Ｎｍａｘ−Ｎｉ）×１００・・（１）
回転速度差計算部３２は、変換部３１から取得した変換アクセル操作量Ａｏｐｃと、増加速度決定部３３から出力される制御用アクセル操作量Ａｏｐａのうち、前回の制御周期における制御用アクセル操作量Ａｏｐａｂとから、回転速度差ΔＡｏｐを求める。回転速度差ΔＡｏｐは、今回の制御周期におけるエンジン４の回転速度Ｎｒから換算されたアクセルペダル４１ａの操作量である変換アクセル操作量Ａｏｐｃと前回の制御周期で得られた制御用アクセル操作量Ａｏｐａｂとの差分である。前回の制御周期における制御用アクセル操作量Ａｏｐａｂの初期値は０％である。回転速度差ΔＡｏｐは、式（２）で求めることができる。式（２）は、図２に示される記憶部３０Ｍに記憶されている。回転速度差計算部３２は、変換アクセル操作量Ａｏｐｃと前回の制御周期で得られた制御用アクセル操作量Ａｏｐａｂとを式（２）に与えて回転速度差ΔＡｏｐを求めて、回転速度差計算部３２に出力する。
ΔＡｏｐ＝Ａｏｐｃ−Ａｏｐａｂ・・（２）
増加速度決定部３３は、アクセル操作量生成手段である。増加速度決定部３３は、アクセルペダル４１ａの実際のアクセル操作量Ａｏｐから、エンジン４を制御するための制御用アクセル操作量Ａｏｐａを生成する。このとき、増加速度決定部３３は、回転速度差ΔＡｏｐと、増加速度決定テーブルである第１増加速度決定テーブル５０又は第２増加速度決定テーブル５１とから増加速度Ｖａを決定する。すなわち、増加速度決定部３３は、回転速度差ΔＡｏｐから、第１増加速度決定テーブル５０又は第２増加速度決定テーブル５１を参照して増加速度Ｖａを決定する。そして、増加速度決定部３３は、決定された増加速度Ｖａで、今回の制御周期の制御用アクセル操作量Ａｏｐａを今回の制御周期の実際のアクセル操作量Ａｏｐまで変化させる。増加速度Ｖａは、制御用アクセル操作量Ａｏｐａが単位時間あたりに増加する量である。増加速度決定部３３は、入力されるアクセルペダル４１ａの実際のアクセル操作量Ａｏｐまで、制御用アクセル操作量Ａｏｐａを増加速度Ｖａで増加させる。本実施形態において、増加速度決定部３３は、アクセルポテンショメータ４１からアクセルペダル４１ａの実際のアクセル操作量Ａｏｐを取得するが、実際のアクセル操作量Ａｏｐは、例えば、一次遅れのフィルタを通過したものであってもよいし、実際のアクセル操作量Ａｏｐの上限値が制限されたものであってもよい。
図４及び図５は、増加速度Ｖａを決定するための増加速度決定テーブルの一例を示す図である。第１増加速度決定テーブル５０及び第２増加速度決定テーブル５１は、いずれも図２に示す制御装置３０の記憶部３０Ｍに記憶されている。第１増加速度決定テーブル５０には、複数の回転速度差ΔＡｏｐ１、ΔＡｏｐ２、・・・ΔＡｏｐｍ毎に複数の増加速度Ｖａａ１、Ｖａａ２、・・・Ｖａａｍが設定される。第２増加速度決定テーブル５１には、複数の回転速度差ΔＡｏｐ１、ΔＡｏｐ２、・・・ΔＡｏｐｍ毎に複数の増加速度Ｖａｂ１、Ｖａｂ２、・・・Ｖａｂｍが設定される。ｍは２以上の整数である。複数の回転速度差ΔＡｏｐ１、ΔＡｏｐ２、・・・ΔＡｏｐｍを区別しない場合、回転速度差ΔＡｏｐと称する。複数の増加速度Ｖａａ１、Ｖａａ２、・・・Ｖａａｍ、Ｖａｂ１、Ｖａｂ２、・・・Ｖａｂｍを区別しない場合、増加速度Ｖａａ又は増加速度Ｖａｂと称する。
第１増加速度決定テーブル５０は、回転速度差ΔＡｏｐ１、ΔＡｏｐ２、・・・ΔＡｏｐｍの順に、それぞれ増加速度Ｖａａ１、Ｖａａ２、・・・Ｖａａｍが設定されている。第２増加速度決定テーブル５１は、回転速度差ΔＡｏｐ１、ΔＡｏｐ２、・・・ΔＡｏｐｍの順に、それぞれ増加速度Ｖａｂ１、Ｖａｂ２、・・・Ｖａｂｍが設定されている。
複数の回転速度差ΔＡｏｐ１、ΔＡｏｐ２、・・・ΔＡｏｐｍは、この順に大きくなっている。増加速度Ｖａは、異なるアクセル操作量Ａｏｐ１、Ａｏｐ２、Ａｏｐ３毎に設定されている。Ａｏｐ１＜Ａｏｐ２＜Ａｏｐ３である。アクセル操作量Ａｏｐ１、Ａｏｐ２、Ａｏｐ３以外のアクセル開度Ａｏｐに対応する増加速度Ｖａは、アクセル操作量Ａｏｐ１に設定された増加速度Ｖａ及びアクセル操作量Ａｏｐ２に設定された増加速度Ｖａ又はアクセル操作量Ａｏｐ２に設定された増加速度Ｖａ及びアクセル操作量Ａｏｐ３に設定された増加速度Ｖａを用いた補間によって求められる。第１増加速度決定テーブル５０又は第２増加速度決定テーブル５１に、回転速度差ΔＡｏｐ及び現在の制御周期におけるアクセル操作量Ａｏｐが与えられることにより、これらに対応する増加速度Ｖａが選択される。増加速度Ｖａａ及び増加速度Ｖａｂの大きさは限定されるものではなく、フォークリフト１の仕様に応じて、適宜変更することができる。
第１増加速度決定テーブル５０及び第２増加速度決定テーブル５１は、回転速度差ΔＡｏｐが０未満の場合、増加速度Ｖａａを同一の値にしてアクセルペダル４１ａの操作に対するタイムラグを低減する。また、第１増加速度決定テーブル５０及び第２増加速度決定テーブル５１は、回転速度差ΔＡｏｐが０以上の場合は前回の制御周期で得られた制御用アクセル操作量Ａｏｐａｂ毎に増加速度Ｖａａを変更してフォークリフト１の加速感を変化させる。具体的には、エンジン４の回転速度が低い場合はフォークリフト１の加速度を低くして滑らかに発進させ、徐々に加速度を上昇させる。
増加速度決定部３３は、今回の制御周期におけるアクセルペダル４１ａの実際のアクセル操作量Ａｏｐが増加する場合、回転速度差ΔＡｏｐ及び現在の制御周期におけるアクセル操作量Ａｏｐを第１増加速度決定テーブル５０又は第２増加速度決定テーブル５１に与えて、増加速度Ｖａを決定する。そして、増加速度決定部３３は、今回の制御周期の制御用アクセル操作量Ａｏｐａを、決定された増加速度Ｖａで、今回の制御周期の実際のアクセル操作量Ａｏｐまで変化させる。
なお、第１増加速度決定テーブル５０及び第２増加速度決定テーブル５１は、異なるアクセル操作量Ａｏｐ１、Ａｏｐ２、Ａｏｐ３毎に増加速度Ｖａが設定されているが、アクセル操作量Ａｏｐによらず、回転速度差ΔＡｏｐに対して増加速度Ｖａが設定されていてもよい。この場合、増加速度決定部３３は、回転速度差ΔＡｏｐを第１増加速度決定テーブル５０又は第２増加速度決定テーブル５１に与えて、増加速度Ｖａを決定する。
増加速度決定部３３は、今回の制御周期におけるアクセルペダル４１ａの実際のアクセル操作量Ａｏｐが前回の制御周期で得られた制御用アクセル操作量Ａｏｐａｂ以上である場合、今回の制御周期における実際のアクセル操作量Ａｏｐは増加すると判定する。増加速度決定部３３は、今回の制御周期におけるアクセルペダル４１ａの実際のアクセル操作量Ａｏｐが前回の制御周期で得られた制御用アクセル操作量Ａｏｐａｂよりも小さい場合、今回の制御周期における実際のアクセル操作量Ａｏｐは減少すると判定する。
増加速度決定部３３は、今回の制御周期におけるアクセルペダル４１ａの実際のアクセル操作量Ａｏｐが増加する場合、フォークリフト１が荷役状態又は走行荷役状態である場合と、走行状態である場合とで、第１増加速度決定テーブル５０又は第２増加速度決定テーブル５１を使い分ける。具体的には、フォークリフト１が荷役状態又は走行荷役状態である場合に第１増加速度決定テーブル５０が用いられ、フォークリフト１が走行状態である場合に第２増加速度決定テーブル５１が用いられる。
第１増加速度決定テーブル５０と第２増加速度決定テーブル５１とは、同一の回転速度差ΔＡｏｐ同士で比較すると、第１増加速度決定テーブル５０の増加速度Ｖａａは、第２増加速度決定テーブル５１の増加速度Ｖａｂよりも大きくなっている。このようにすることで、フォークリフト１が走行のみの場合は、エンジン４の回転速度の上昇を遅くし、発進時の飛出し抑制できるとともに、必要以上のフォークリフト１の加速を抑制して燃料の消費量を抑制できる。フォークリフト１が荷役状態又は走行荷役状態である場合は、荷役作業に瞬発性が必要とされるため、エンジン４の回転速度の上昇を速くすることができる。
増加速度決定部３３は、インチングポテンショメータ４０及び前後進レバースイッチ４２の検出値を取得し、インチングストロークＩｓが予め定められた大きさ以上又は前後進レバー４２ａが中立である場合に、荷役状態又は走行荷役状態であると判定する。増加速度決定部３３は、インチングストロークＩｓが予め定められた大きさ未満かつ前後進レバー４２ａが前進又は後進である場合に、走行状態であると判定する。
本実施形態において、制御装置３０の処理部３０Ｃは、燃料噴射量演算部３４を備える。エンジン制御手段である燃料噴射量演算部３４は、増加速度決定部３３が求めた今回の制御周期の制御用アクセル操作量Ａｏｐａと、エンジン回転センサ４３が検出したエンジン４の回転速度Ｎｒとに基づいて、エンジン４の燃料噴射インジェクタ４Ｉが噴射する燃料の量を演算する。燃料噴射量演算部３４は、燃料噴射量Ｑｆの指令値を燃料噴射インジェクタ４Ｉに出力する。燃料噴射インジェクタ４Ｉは、燃料噴射量演算部３４から出力された燃料噴射量Ｑｆに対応した燃料をエンジン４に噴射する。
本実施形態において、制御用アクセル操作量Ａｏｐａの増加速度Ｖａを十分小さい値に制限することにより、フォークリフト１のオペレータがアクセルペダル４１ａを１００％踏み込むことでフォークリフト１に最大の加速を要求しても、エンジン４の無駄な吹き上がりが抑制される。また、フォークリフト１の飛び出し感も低減される。
第１増加速度決定テーブル５０は、回転速度差ΔＡｏｐが大きくなるにしたがって、増加速度Ｖａａが大きくなっている。回転速度差ΔＡｏｐ１、ΔＡｏｐ２、・・・ΔＡｏｐｍは、この順に大きくなっているので、増加速度Ｖａａ１、Ｖａａ２、・・・Ｖａａｍもこの順に大きくなっている。第２増加速度決定テーブル５１も、回転速度差ΔＡｏｐが大きくなるにしたがって、増加速度Ｖａｂが大きくなっている。回転速度差ΔＡｏｐ１、ΔＡｏｐ２、・・・ΔＡｏｐｍは、この順に大きくなっているので、増加速度Ｖａｂ１、Ｖａｂ２、・・・Ｖａｂｍもこの順に大きくなっている。
本実施形態においては、回転速度差ΔＡｏｐが大きくなるにしたがって、増加速度Ｖａａ、Ｖａｂが大きくなっているので、増加速度決定部３３は、回転速度差ΔＡｏｐが大きいほど、制御用アクセル操作量Ａｏｐａを今回の制御周期の実際のアクセル操作量Ａｏｐまで短い時間で変化させることができる。このため、制御装置３０は、フォークリフト１のオペレータがアクセルペダル４１ａを踏み込む操作をした状態からアクセルペダル４１ａを一旦開放し、エンジン４の回転速度Ｎｒが０ではない状態で再度アクセルペダル４１ａを操作した場合、エンジン４の回転速度Ｎｒを上昇させるために必要な制御用アクセル操作量Ａｏｐａを得るための時間を短縮できる。このため、制御装置３０は、アクセルペダル４１ａの踏み込み操作に対するエンジン４の回転速度Ｎｒの上昇遅れを抑制して、フォークリフト１のオペレータの意思に沿ったエンジン４の応答を実現できる。
図６は、実際のアクセル操作量Ａｏｐと、エンジン４の回転速度Ｎｒと、制御用アクセル操作量Ａｏｐａとの関係を示す図である。図６に示す例において、フォークリフト１のオペレータは、時間ｔ１でアクセルペダル４１ａを操作し、時間ｔ２で一旦アクセルペダル４１ａを開放する。制御用アクセル操作量Ａｏｐａは、制御周期毎に時間ｔ２まで段階的に増加し、エンジン４の回転速度Ｎｒも、時間ｔ２まで上昇する。
時間ｔ２でアクセルペダル４１ａが開放されると、制御用アクセル操作量Ａｏｐａは０％なので、エンジン４の回転速度Ｎｒは時間の経過とともに低下する。時間ｔ３では、エンジン４の回転速度Ｎｒが０ではない状態である。オペレータが、時間ｔ３で再度アクセルペダル４１ａを操作する。
本実施形態は、今回の制御周期におけるエンジン４の回転速度Ｎｒから換算されたアクセルペダル４１ａの操作量である変換アクセル操作量Ａｏｐｃと前回の制御周期で得られた制御用アクセル操作量Ａｏｐａｂとの差分である回転速度差ΔＡｏｐを用いて増加速度Ｖａが決定され、かつ回転速度差ΔＡｏｐが大きくなるにしたがって、増加速度Ｖａが大きくなっている。このため、回転速度差ΔＡｏｐが大きいとき、すなわち、オペレータが、時間ｔ３で再度アクセルペダル４１ａを操作した場合、本実施形態の制御用アクセル操作量Ａｏｐａは、大きい増加速度Ｖａで増加する。その結果、時間ｔ３で再度アクセルペダル４１ａが操作されてからエンジン４の回転速度Ｎｒが上昇を開始するまでの時間を短縮することができる。
本実施形態において、第１増加速度決定テーブル５０は、同じ回転速度差ΔＡｏｐの異なるアクセル操作量Ａｏｐ１、Ａｏｐ２、Ａｏｐ３に対して、異なる増加速度Ｖａａが設定されていてもよいし、同じ増加速度Ｖａａ又同じ増加速度Ｖａｂが設定されていてもよい。同様に、第２増加速度決定テーブル５１も、同じ回転速度差ΔＡｏｐの異なるアクセル操作量Ａｏｐ１、Ａｏｐ２、Ａｏｐ３に対して、異なる増加速度Ｖａｂが設定されていてもよいし、同じ増加速度Ｖａｂが設定されていてもよい。
異なるアクセル操作量Ａｏｐ１、Ａｏｐ２、Ａｏｐ３に対して、増加速度Ｖａａ又は増加速度Ｖａｂを異ならせる場合、アクセル操作量Ａｏｐ１、Ａｏｐ２、Ａｏｐ３が大きくなるにしたがって、増加速度Ｖａａ又は増加速度Ｖａｂを大きくすることができる。オペレータは、フォークリフト１を加速させたい場合にオペレータがアクセルペダル４１ａを大きく踏み込む。増加速度Ｖａａ又は増加速度Ｖａｂを前述したように設定すれば、アクセルペダル４１ａが大きく踏み込まれた場合ほど、増加速度Ｖａａ又は増加速度Ｖａｂが大きくなる。このため、制御装置３０は、アクセルペダル４１ａの踏み込み操作に対するエンジン４の回転速度Ｎｒの上昇遅れを抑制できるので、フォークリフト１のオペレータの意思に沿ったエンジン４の応答を実現できる。
本実施形態において、アクセル操作量Ａｏｐ１、Ａｏｐ２、Ａｏｐ３が大きくなるにしたがって、増加速度Ｖａａ又は増加速度Ｖａｂを小さくすることを除外するものではない。また、アクセル操作量Ａｏｐ１、Ａｏｐ２、Ａｏｐ３の代わりに、前回の制御周期における制御用アクセル操作量Ａｏｐａｂ１、Ａｏｐａｂ２、Ａｏｐａｂが用いられてもよい。
＜変形例＞
図７及び図８は、フォークリフト１の機種毎に、増加速度Ｖａを決定するためのテーブルを用意した例を示す図である。フォークリフト１の機種Ａには第１増加速度決定テーブル５０及び第２増加速度決定テーブル５１が用いられ、機種Ｂには第１増加速度決定テーブル５２及び第２増加速度決定テーブル５３が用いられるとする。第１増加速度決定テーブル５０、５２は、フォークリフト１が荷役状態又は走行荷役状態で用いられ、第２増加速度決定テーブル５１、５３は、フォークリフト１が走行荷役状態で用いられる。第１増加速度決定テーブル５０には増加速度Ｖａａが設定され、第２増加速度決定テーブル５１には増加速度Ｖａｂが設定され、第１増加速度決定テーブル５２には増加速度Ｖａｃが設定され、第２増加速度決定テーブル５３には増加速度Ｖａｄが設定される。
図３に示される増加速度決定部３３は、図７及び図８に示す小選択部３３ａを備える。本変形例において、増加速度決定部３３は、第１増加速度決定テーブル５０から得られた増加速度Ｖａａと第１増加速度決定テーブル５２から得られた増加速度Ｖａｂとの小さい方を小選択部３３ａで選択する。また、増加速度決定部３３は、第２増加速度決定テーブル５１から得られた増加速度Ｖａｃと第２増加速度決定テーブル５３から得られた増加速度Ｖａｄとの小さい方を小選択部３３ａで選択する。このようにすることで、異なる機種Ａと機種Ｂとで、制御ロジックを共通にすることができる。
＜制御例＞
フォークリフト１、具体的にはエンジン４を制御するにあたって、制御装置３０の回転速度差計算部３２は、回転速度差ΔＡｏｐを求める。次に、増加速度決定部３３は、得られた回転速度差ΔＡｏｐと、第１増加速度決定テーブル５０又は第２増加速度決定テーブル５１とから増加速度Ｖａａ又は増加速度Ｖａｂを決定する。そして、増加速度決定部３３は、決定した増加速度Ｖａａ又は増加速度Ｖａｂで、今回の制御用アクセル操作量Ａｏｐａを、今回の制御周期における実際のアクセル操作量Ａｏｐまで変化させる。燃料噴射量演算部３４は、今回の制御用アクセル操作量Ａｏｐａを用いて燃料噴射量Ｑｆを決定する。エンジン４の燃料噴射インジェクタ４Ｉは、決定された燃料噴射量Ｑｆの燃料をエンジン４に噴射する。
以上、本実施形態を説明したが、前述した内容により本実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組合せることが可能である。さらに、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。作業車両は、ホイールを備えた作業車両であれば、例えばホイールローダーであってもよく、フォークリフト１に限定されない。
１ フォークリフト
３ 車体
４ エンジン
４Ｉ 燃料噴射インジェクタ
５ 作業機
６ フォーク
１０ 走行用油圧ポンプ
１１ ポンプ容量設定ユニット
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 油圧モータ
２１ モータ容量設定ユニット
３０ 制御装置
３０Ｃ 処理部
３０Ｍ 記憶部
３１ 変換部
３２ 回転速度差計算部
３３ 増加速度決定部
３３ａ 小選択部
３４ 燃料噴射量演算部
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
４６ 車速センサ
５０、５２ 第１増加速度決定テーブル
５１、５３ 第２増加速度決定テーブル
１００ 主油圧回路
Ａｏｐ アクセル操作量（アクセル開度）
Ａｏｐａ 制御用アクセル操作量
Ａｏｐａｂ、Ａｏｐａｂ１、Ａｏｐａｂ２、Ａｏｐａｂ３ 前回の制御周期で得られた制御用アクセル操作量
Ａｏｐｃ アクセル操作量（変換アクセル操作量）
ＤＲ 進行方向指令値
Ｉｓ インチング操作量（インチングストローク）
Ｎｒ 回転速度
Ｖａ、Ｖａａ、Ｖａｂ、Ｖａｃ、Ｖａｄ 増加速度
Ｖｃ 車速
ΔＡｏｐ 回転速度差

Claims (7)

  1. 作業機を備えた作業車両であり、
    エンジンと、
    前記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、
    前記走行用油圧ポンプとの間で閉回路を形成し、前記走行用油圧ポンプから吐出された作動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て前記作業車両を走行させる駆動輪と、
    前記エンジンへの燃料供給量を増減操作するアクセル操作部と、
    前記アクセル操作部の実際のアクセル操作量を入力し、制御用アクセル操作量を生成するアクセル操作量生成手段と、
    前記制御用アクセル操作量に応じて、前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、
    前記制御用アクセル操作量の増加速度が設定された増加速度決定テーブルを記憶する記憶部と、を備え、
    前記アクセル操作量生成手段は、
    今回の制御周期における前記エンジンの回転速度から換算された前記アクセル操作部の変換アクセル操作量と前回の制御周期で得られた制御用アクセル操作量との差分を求め、求めた前記差分から前記増加速度決定テーブルを参照して前記制御用アクセル操作量の増加速度を決定し、決定された前記増加速度で、制御用アクセル操作量を前記今回の制御周期の実際の操作量まで変化させる、作業車両。
  2. 前記増加速度決定テーブルは、前記差分が大きくなるにしたがって、前記増加速度が大きくなる、請求項１に記載の作業車両。
  3. 前記増加速度決定テーブルは、前記アクセル操作部の異なる操作量に、異なる前記増加速度が設定されている、請求項１又は請求項２に記載の作業車両。
  4. 前記アクセル操作部の操作量が大きくなるにしたがって、前記増加速度が大きくなる、請求項３に記載の作業車両。
  5. 前記作業車両を制動する際に用いられるブレーキ操作部を備え、
    前記増加速度決定テーブルは、前記作業車両が荷役状態又は走行荷役状態であるときに用いられる第１増加速度決定テーブルと、前記作業車両が走行状態であるときに用いられる第２増加速度決定テーブルとである、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の作業車両。
  6. 前記作業車両は、フォークリフトである、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の作業車両。
  7. 作業機と、エンジンと、前記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、前記走行用油圧ポンプとの間で閉回路を形成し、前記走行用油圧ポンプから吐出された作動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て前記作業車両を走行させる駆動輪と、前記エンジンへの燃料供給量を増減操作するアクセル操作部と、前記制御用アクセル操作量に応じて、前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、前記制御用アクセル操作量の増加速度が設定された増加速度決定テーブルを記憶する記憶部と、を備える作業車両を制御するにあたって、
    今回の制御周期における前記エンジンの回転速度から換算された前記アクセル操作部の変換アクセル操作量と前回の制御周期で得られた制御用アクセル操作量との差分を求めることと、
    求めた前記差分から前記増加速度決定テーブルを参照して前記制御用アクセル操作量の増加速度を決定することと、
    決定された前記増加速度で、制御用アクセル操作量を前記今回の制御周期の実際の操作量まで変化させることと、
    を含む、作業車両の制御方法。
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