JP6007858B2 - 産業車両 - Google Patents

Description

本発明は、油圧によって作動する油圧作動装置と、エンジンによって駆動される油圧ポンプと、を備えた産業車両に関する。

エンジンと、エンジンによって駆動される油圧ポンプと、を備え、油圧ポンプから吐出された作動油によって油圧作動装置を作動させる油圧機構を有する産業車両としては、例えばフォークリフトが知られている。フォークリフトは、例えば、フォークを昇降動作させる油圧作動装置としてリフト用の油圧シリンダと、マストを傾動動作させる油圧作動装置としてティルト用の油圧シリンダと、を有する。そして、油圧ポンプをエンジンで駆動させる場合には、油圧ポンプの負荷増によってエンジンのトルクが不足すると、エンジンストールが発生してしまうことがある。このため、従来、このようなエンジンストールの発生を防止するための構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−６２１３７号公報

特許文献１では、エンジン回転数が低下したことを検知して排出配管を開放させる構成であるため、排出配管を開放してから油圧ポンプの負荷軽減に至る迄の間に、エンジン回転数がさらに低下することになる。このため、エンジンストールの発生を好適に防止しているとは言い難い。

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、エンジンストールの発生を好適に防止できる産業車両を提供することにある。

上記課題を解決する産業車両は、エンジンと、油圧によって作動する油圧作動装置と、前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、を備えた産業車両において、前記油圧作動装置の動作を指示する指示部材と、前記油圧ポンプから吐出された作動油を前記油圧作動装置へ供給する供給油路と、前記油圧ポンプから吐出された作動油を油タンクへ戻す戻し油路と、エンジン回転数と予め定めた閾値とを比較し、前記エンジン回転数が前記閾値を下回った場合には前記作動油の油路を前記戻し油路とする制御装置と、を備え、前記閾値には、第１閾値と前記第１閾値に比して設定回転数が低い第２閾値と、を含み、前記制御装置は、前記指示部材の操作を検知したことによって前記作動油の油路を前記戻し油路とするとともに前記エンジン回転数を上昇させる吹上げ制御を行い、前記エンジン回転数と比較する閾値を前記第２閾値とする。

これによれば、指示部材の操作を検知したことによって作動油の油路を戻し油路とするとともに吹上げ制御を行うので、エンジン回転数の低下を待たずに油圧ポンプの負荷軽減を図り得る。このため、エンジンストールの発生を好適に防止できる。また、エンジン回転数をもとに戻し油路とする場合の判定用の閾値を複数有し、指示部材の操作を検知した場合には閾値を第２閾値とすることで、エンジンストールを回避しつつ、指示部材の操作時においてエンジン回転数をもとに戻り油路へ切り替えられる頻度を低減させる。これにより、油圧作動装置の動作が不安定になることを回避する。

上記産業車両において、前記制御装置は、前記吹上げ制御の終了を契機に前記エンジン回転数と比較する閾値を前記第１閾値に戻すと良い。
これによれば、指示部材の操作時以降における油圧ポンプの負荷の急変に対して、早い段階で戻し油路とし、油圧ポンプの負荷軽減を図り得る。このため、エンジンストールの発生を好適に防止できる。

上記産業車両において、前記制御装置は、前記閾値を徐々に増加させることによって前記第１閾値へ戻しても良い。これによれば、第２閾値から第１閾値へ時間を掛けて移行するので、制御に伴う応答遅れなどを加味しつつ、第２閾値を設定することによる効果を確実に得ることができる。

本発明によれば、エンジンストールの発生を好適に防止できる。

フォークリフトの全体構成を示す模式図。 制御内容を示すタイミングチャート。

以下、産業車両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には油圧作動装置として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には油圧作動装置として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。

また、フォークリフト１０の車体には、フォークリフト１０の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、が装備されている。油圧機構２１は、コントロール弁２２，２３と、アンロード弁２４と、を有する。コントロール弁２２は、ティルトシリンダ１５への作動油の給排を制御する。コントロール弁２２には、ティルトシリンダ１５の動作を指示する指示部材としてのティルト操作部材２５が機械的に連結されており、ティルト操作部材２５の操作によってコントロール弁２２の開閉状態が切り替わる。また、コントロール弁２３は、リフトシリンダ１６への作動油の給排を制御する。コントロール弁２３には、リフトシリンダ１６の動作を指示する指示部材としてのリフト操作部材２６が機械的に連結されており、リフト操作部材２６の操作によってコントロール弁２３の開閉状態が切り替わる。ティルト操作部材２５及びリフト操作部材２６は、フォークリフト１０の作業者が操作できるようにフォークリフト１０の運転室に配置されている。アンロード弁２４は、油圧ポンプ２０から吐出された作動油を車体に装備された油タンク２７へ排出する際、その排出を制御する。

また、フォークリフト１０の車体には、制御装置２８が搭載されている。制御装置２８は、エンジン回転数を検出する回転数センサ２９から入力された検知信号をもとに、エンジン回転数の制御、及びアンロード弁２４の開閉状態の制御を行う。また、制御装置２８には、ティルト操作部材２５の操作状態を検出する検出センサ２５ａと、リフト操作部材２６の操作状態を検出する検出センサ２６ａと、が電気的に接続されている。また、制御装置２８は、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（アクセルペダル）３０の操作量（アクセル開度）を検出する。そして、制御装置２８は、アクセル操作部材３０の踏み込み量によってエンジン回転数を制御する。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３０を踏み込むとともにティルト操作部材２５やリフト操作部材２６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。

この実施形態において、油圧ポンプ２０の駆動によって油タンク２７から汲み上げられるとともに油圧ポンプ２０から吐出された作動油は、次に説明するように流れる。
アンロード弁２４が第１位置に制御されている場合、作動油は、油圧ポンプ２０に接続されている油路３２を通ってコントロール弁２２，２３に流れ、コントロール弁２２，２３に接続されている油路３３，３４を通じてティルトシリンダ１５及びリフトシリンダ１６の油室に供給される。例えば、ティルト操作部材２５が操作されている場合、油圧ポンプ２０から吐出された作動油は、コントロール弁２２に接続されている油路３３を通じてティルトシリンダ１５の油室に供給される。なお、ティルトシリンダ１５及びリフトシリンダ１６の油室から排出された作動油は、コントロール弁２２，２３に接続されている油路３５を通じて油タンク２７に排出される。一方、アンロード弁２４が第２位置に制御されている場合、作動油は、コントロール弁２２，２３に流れず、油路３２を通ってアンロード弁２４に接続されている油路３５を通じて油タンク２７に戻される。

以下、この実施形態のフォークリフト１０の作用を説明する。
図２に示す区間Ａにおいて、制御装置２８は、エンジン回転数が第１閾値Ｙ１を下回ったか否かを判定する。エンジン回転数と比較する閾値は、アンロード弁２４を第２位置に制御し、油圧ポンプ２０から吐出される作動油を油タンク２７へ戻す戻し油路を開放するか否かの判定基準となる値である。なお、区間Ａは、アクセル操作部材３０が操作されておらず、かつティルト操作部材２５とリフト操作部材２６の両方が操作されておらず、油圧ポンプ２０に負荷を掛けていない状態である。また、エンジン１９は、制御装置２８からの回転数指令Ｘ１（アイドル回転数に相当する）で駆動している状態である。

図２に示す区間Ｂにおいて、制御装置２８は、ティルト操作部材２５やリフト操作部材２６の操作に基づく信号の入力を検知すると、油圧作動装置の起動に伴って油圧ポンプ２０の負荷が増加するため、アンロード弁２４を第２位置に制御して戻し油路を開放する。戻し油路の開放によって作動油は、コントロール弁２２，２３へ流れず、油タンク２７へ戻される。この実施形態において戻し油路は、油路３２と、アンロード弁２４と、油路３５と、によって構成される。

制御装置２８は、アンロード弁２４を第２位置とするアンロード指令の出力を、エンジン回転数が所定値以上に到達するまでの間、又は時間Ｔ１が経過するまでの間、出力する。そして、アンロード弁２４は、アンロード指令の出力が停止すると第１位置に戻り、油圧ポンプ２０から吐出される作動油をティルトシリンダ１５やリフトシリンダ１６へ供給する供給油路が開放する。供給油路の開放によって作動油は、コントロール弁２２，２３へ流れ、ティルトシリンダ１５やリフトシリンダ１６へ供給される。この実施形態において供給油路は、油路３２と、コントロール弁２２，２３と、油路３３，３４と、によって構成される。

また、制御装置２８は、アンロード指令の出力に加えて、回転数指令Ｘ１に比して指令回転数が高い回転数指令Ｘ２を出力してエンジン回転数を上昇させる吹上げ制御を行う。この吹上げ制御によってエンジン回転数は、上昇する。なお、制御装置２８は、回転数指令Ｘ２を時間Ｔ２の間、出力する。

この実施形態では、戻し油路の開放と吹上げ制御により、油圧ポンプ２０への負荷軽減を図るとともに油圧ポンプ２０の負荷増に伴うエンジン１９のトルク不足を解消させている。これにより、この実施形態のフォークリフト１０では、エンジンストールが回避される。

また、制御装置２８は、アンロード指令の出力及び回転数指令Ｘ２の出力に加えて、エンジン回転数と比較する閾値を、第１閾値Ｙ１に比して設定回転数が低い第２閾値Ｙ２に変更する。エンジン１９は、前述のようにエンジンストールを回避するように制御されているが、アンロード指令の出力の停止によって供給油路が開放されると油圧ポンプ２０の負荷増に伴ってエンジン回転数は低下する。このため、仮に、エンジン回転数と比較する閾値として第１閾値Ｙ１のみを有する場合は、油圧作動装置の作動後、エンジン回転数の低下に伴い、図２に一点鎖線で示すように再度、アンロード指令が出力される可能性がある。この場合、ティルトシリンダ１５やリフトシリンダ１６は、一旦動作を開始したが、アンロード指令の出力によって直ぐに停止することになり、動作が不安定となる。これは、荷役作業が中断されることを意味し、その結果、荷役位置などの調整がし難くなる可能性がある。

しかしながら、この実施形態では、ティルト操作部材２５やリフト操作部材２６の操作を検知した時、第１閾値Ｙ１に比して設定回転数が低い第２閾値Ｙ２を設定するので、油圧作動装置の作動後にエンジン回転数が低下しても、アンロード指令が再度出力され難くなっている。これにより、ティルトシリンダ１５やリフトシリンダ１６の動作開始後、直ちに動作が停止してしまうことが回避される。

そして、時間Ｔ２の間、回転数指令Ｘ２を出力した制御装置２８は、吹上げ制御を終了するとともに、その終了に伴って回転数指令の値を徐々に低い値に設定しながら時間を掛けて回転数指令Ｘ１に戻す。また、制御装置２８は、吹上げ制御の終了を契機に、エンジン回転数と比較する閾値を徐々に増加させることによって第１閾値Ｙ１へ戻す。

図２に示す区間Ｃは、ティルト操作部材２５やリフト操作部材２６が継続的に操作されている状態である。そして、区間Ｃにおいて制御装置２８は、エンジン回転数が第１閾値Ｙ１を下回ると、アンロード指令を出力する。区間Ｃのようにティルト操作部材２５やリフト操作部材２６が継続的に操作されている状態でエンジン回転数が低下する場合、すなわち油圧ポンプ２０の負荷が増加する場合には、例えば油圧シリンダがストーロークエンドに達したときがある。このため、制御装置２８は、エンジン回転数が第１閾値Ｙ１を下回ったことにより、アンロード指令を出力し、油圧ポンプ２０への負荷軽減を図ることで、エンジンストールを回避させる。

前述のように、荷役を開始させる時の負荷の急変は、ティルト操作部材２５やリフト操作部材２６の操作状態から判断することができる。しかし、油圧シリンダがストーロークエンドに達したことによって負荷が急変することは、ティルト操作部材２５やリフト操作部材２６の操作状態などからは判断できない。このため、荷役を開始させる時と同様にエンジン１９の吹上げ制御を開始させることは、吹上げ制御のタイミングが特定できず、行うことが難しい。このため、この実施形態においては、第１閾値Ｙ１と第２閾値Ｙ２を有し、荷役を開始させる時の吹上げ制御の終了後に閾値を第２閾値Ｙ２に比して設定回転数が高い第１閾値Ｙ１に戻すことで、アンロード指令が早い段階で出力される状況としている。このように第１閾値Ｙ１と第２閾値Ｙ２を状況に応じて使い分けることで、エンジン回転数の低下を契機にアンロード指令を出力させても、その状況に応じて好適にエンジンストールを回避できる。

したがって、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）荷役の開始に基づくティルト操作部材２５やリフト操作部材２６の操作を検知した場合にアンロード指令を出力するとともに吹上げ制御を行うので、エンジン回転数の低下を待たずに油圧ポンプ２０の負荷軽減を図り得る。このため、エンジンストールの発生を好適に防止できる。

（２）また、第１閾値Ｙ１と第２閾値Ｙ２を有し、荷役の開始時には閾値を第２閾値Ｙ２とする。このため、アンロード指令の出力や吹上げ制御によるエンジンストールを回避しつつ、アンロード指令が出力される頻度を低減させることができる。これにより、油圧作動装置の動作が不安定になることを回避できる。つまり、ティルトシリンダ１５やリフトシリンダ１６などが動作を開始し、直ぐに動作を停止してしまうなどの事態を回避できる。

（３）吹上げ制御の終了を契機に閾値を第１閾値Ｙ１に戻す。このため、荷役の開始時以外の油圧ポンプ２０の負荷の急変に対して、早い段階でアンロード指令を出力させることができ、油圧ポンプ２０の負荷軽減を図り得る。このため、エンジンストールの発生を好適に防止できる。

（４）例えば、閾値を第１閾値Ｙ１のみとした場合は前述のように荷役の開始時においてアンロード指令が出力される頻度が増加する可能性があり、一方で閾値を第２閾値Ｙ２のみとした場合は吹上げ制御のタイミングなどが特定できない状況においてエンジンストールを回避できない虞がある。このため、第１閾値Ｙ１と第２閾値Ｙ２を有し、これらの閾値を状況に応じて使い分けることで、エンジンストールを好適に回避しつつ、さらに油圧作動装置の動作を安定させることもできる。

（５）閾値を徐々に増加させることによって第１閾値Ｙ１へ戻すことにより、閾値は時間を掛けて第１閾値Ｙ１へ移行することになる。このため、制御に伴う応答遅れなどを加味しつつ、第２閾値Ｙ２を設定することによる効果を確実に得ることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ コントロール弁２２，２３を電磁弁とし、その開閉状態を制御装置２８からの信号によって制御しても良い。この場合、ティルト操作部材２５やリフト操作部材２６が操作されていない時には戻し油路によって作動油を油タンク２７に常に排出させる。そして、ティルト操作部材２５やリフト操作部材２６が操作されたことを検知した場合は、所定時間の間、コントロール弁２２，２３による供給油路への切り換えを行わず、戻し油路を通じて作動油を油タンク２７へ排出させる。そして、所定時間の経過後に、コントロール弁２２，２３を制御して供給油路を開放させる。この場合も、エンジン１９の吹上げ制御と、閾値の切り替えを行う。このように構成しても、実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

○ 制御装置２８による吹き上げ制御の終了を契機に、エンジン回転数と比較する閾値を徐々に増加させることによって第１閾値Ｙ１へ戻す制御は、閾値を時間に対して直線的に徐々に増加させても良いし、閾値を時間に対してステップ的に徐々に増加させても良い。

○ 油圧作動装置は、昇降動作用の油圧シリンダや、傾動動作用の油圧シリンダに限らず、他の動作用の油圧シリンダでも良い。例えば、フォークリフト１０に装備されるアタッチメントを動作させる油圧シリンダでも良い。また、油圧作動装置は、油圧パワーステアリング装置でも良い。

○ 回転数指令は、時間Ｔ２の経過とともに回転数指令Ｘ１に戻しても良い。また、閾値は、吹上げ制御の終了とともに第１閾値Ｙ１に戻しても良い。
○ 産業車両に装備される油圧作動装置は、単数でも良いし、３つ以上でも良い。

○ 実施形態の制御は、フォークリフト以外の産業車両に適用することもできる。

１０…フォークリフト、１５…ティルトシリンダ、１６…リフトシリンダ、１９…エンジン、２０…油圧ポンプ、２２，２３…コントロール弁、２４…アンロード弁、２５…ティルト操作部材、２６…リフト操作部材、２７…油タンク、２８…制御装置、３２〜３５…油路、Ｙ１…第１閾値、Ｙ２…第２閾値。

Claims (3)

1. エンジンと、油圧によって作動する油圧作動装置と、前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、を備えた産業車両において、
   前記油圧作動装置の動作を指示する指示部材と、
   前記油圧ポンプから吐出された作動油を前記油圧作動装置へ供給する供給油路と、
   前記油圧ポンプから吐出された作動油を油タンクへ戻す戻し油路と、
   エンジン回転数と予め定めた閾値とを比較し、前記エンジン回転数が前記閾値を下回った場合には前記作動油の油路を前記戻し油路とする制御装置と、を備え、
   前記閾値には、第１閾値と前記第１閾値に比して設定回転数が低い第２閾値と、を含み、
   前記制御装置は、前記指示部材の操作を検知したことによって前記作動油の油路を前記戻し油路とするとともに前記エンジン回転数を上昇させる吹上げ制御を行い、前記エンジン回転数と比較する閾値を前記第２閾値とすることを特徴とする産業車両。
2. 前記制御装置は、前記吹上げ制御の終了を契機に前記エンジン回転数と比較する閾値を前記第１閾値に戻す請求項１に記載の産業車両。
3. 前記制御装置は、前記閾値を徐々に増加させることによって前記第１閾値へ戻す請求項２に記載の産業車両。