JP6237396B2 - 産業車両の走行制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの動力を駆動輪に伝達する動力伝達機構を介して伝達される動力によってクリープ走行が生じる産業車両の走行制御装置に関する。
エンジンの動力を伝達する動力伝達機構を備え、動力伝達機構を介して伝達される動力によってクリープ走行が生じる車両がある（例えば、特許文献１参照）。このようなクリープ走行は、例えば車両の円滑な発進を実現する上で有用である。
特開２００１−３２３８２６号公報
エンジンを搭載したフォークリフトなどの産業車両では、車体サイズの関係上、運転席の直下にエンジンを配設している場合があり、このような構成の場合にはエンジンの振動が運転席に伝わり易くなる。そのため、エンジンの振動の抑制が求められる。また、フォークリフトは、例えば荷棚などの付近で荷役作業を行うことから、停車中での荷役作業中におけるエンジンの安定性も求められる。このため、フォークリフトでは、車両の振動の抑制やエンジンの安定性などの目的で、アイドル回転数を敢えて高めに設定する場合がある。
ところで、フォークリフトなどの産業車両においても、エンジンの動力伝達機構をトルクコンバータと自動の変速機を用いて構成した場合には、クリープ走行が生じる。このため、前述のようにアイドル回転数を高めに設定しているフォークリフトでは、例えば荷棚などの付近で停車又は微速走行で荷役作業を行うことを考慮すると、クリープ走行を所望の速度に安定化させることも求められる。
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、所望のクリープ速度を実現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、を備え、前記動力伝達機構を介して伝達される動力によってクリープ走行が生じる産業車両の走行制御装置において、エンジン回転数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、走行停止状態でのエンジン回転数を第１回転数で制御し、前記エンジンの動力を駆動輪に伝達する動力伝達状態への移行に伴って前記車速が所定車速を越えたことが検出されたときに、エンジン回転数を前記第１回転数から前記第１回転数よりも低い回転数である第２回転数に切り替える制御を行い、前記第２回転数は、所望のクリープ速度を満たす回転数である。
これによれば、走行停止状態のエンジンを第１回転数で制御し、動力伝達状態への移行に伴って所定車速を越えた場合にエンジン回転数が第１回転数から第２回転数へ切り替えられる。このため、走行停止状態においてエンジン回転数が高めに設定されている場合であっても、所望のクリープ速度を実現し、クリープ走行を安定化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、アクセル開度を検出するアクセル開度検出部を備え、前記制御部は、アクセル開度及び車速が零であることが検出されたときに、エンジン回転数を前記第１回転数で制御する。
上記産業車両の走行制御装置において、前記制御部は、車速が零となっている状態が予め定めた経過時間、継続した場合に前記エンジン回転数を前記第１回転数で制御する。これによれば、停車状態であることを確実に検知し、その状態においてエンジン回転数を第１回転数で制御することによって車両の振動を抑制できる。
上記産業車両の走行制御装置において、前記制御部は、前記第１回転数から前記第２回転数へ切り替える場合、回転数を徐々に変化させる。これによれば、エンジン回転数の切り替えに伴う、車速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、アクセル開度を検出するアクセル開度検出部を備え、前記制御部は、アクセル開度に応じた回転数で制御する。これによれば、アクセル開度が零の場合には所望のクリープ速度を実現し、アクセル開度の増加に伴ってエンジン回転数を制御することができる。
本発明によれば、所望のクリープ速度を実現することができる。
フォークリフトの全体構成を示す模式図。 回転数指令とアクセル開度の関係の一例を示すグラフ。 （ａ）は車速の変化の一例を示すグラフ、（ｂ）は（ａ）の車速の変化に応じた回転数指令の変化を示すグラフ。
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〜図３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。
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開度検出部としてのアクセルセンサ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、回転数センサ３７が検出したエンジン１９の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及び図３にしたがって、この実施形態のフォークリフト１０におけるエンジン回転数の制御についてその作用とともに説明する。
図２に示すように、車両制御装置３１は、アクセル開度に応じて回転数指令を算出し、その回転数指令を出力する。この実施形態の車両制御装置３１は、アクセル開度が「０％」のとき、エンジン回転数として回転数Ｒ１を指令する回転数指令を出力する。回転数Ｒ１は、アクセル開度が０％（停車状態（車速０ｋｍ／ｈ））であって、走行停止状態でのアイドル回転数である。そして、車両制御装置３１は、アクセル操作部材３４が操作されてアクセル開度が増加すると、その増加に応じてエンジン回転数を上昇させるように回転数指令を出力する。
フォークリフト１０は、運転席の直下にエンジン１９を配設している場合がある。このようにエンジン１９を配設した場合、エンジン１９の振動は、運転席に伝わりやすい。停止状態でのアイドル回転数においてもエンジンの振動の抑制が必要となる。また、フォークリフト１０は、例えば荷棚などの付近で荷役作業を行うことから、停車中でのエンジン１９の安定性も必要である。このため、この実施形態のフォークリフト１０では、車両の振動の抑制とエンジンの安定性を確保するなどの目的で、アイドル回転数（回転数Ｒ１）を高めに設定している。
また、動力伝達機構２２を、トルクコンバータ２６などの流体動力伝達機構と、自動の変速機２７と、で構成した場合は、エンジン１９の動力を駆動輪３０に伝達する動力伝達状態への移行に伴ってアクセル操作部材３４を操作しなくても、アイドル回転で車両が低速で走行するクリープ走行が生じる。このような動力伝達状態への移行は、例えばシフトポジションを中立レンジ（ニュートラルレンジ）からドライブレンジへ切り替えることによって移行する。そして、フォークリフト１０は、例えば荷棚などの付近で停車又は微速走行で荷役作業を行うことから、クリープ走行を所望の速度に安定化させる必要がある。
この実施形態のフォークリフト１０では、アイドル回転数を高めに設定している場合においてクリープ走行を所望の速度に安定化させるため、以下に説明するようにエンジン回転数を制御する。
図２に示すように、車両制御装置３１には、第１回転数としての回転数Ｒ１と、クリープ走行を所望の速度に制御するための第２回転数としての回転数Ｒ２と、が設定されている。回転数Ｒ２は、回転数Ｒ１よりも低い回転数である。
この回転数Ｒ２は、例えばシミュレーションなどによって算出することができる。また、回転数Ｒ２は、動力伝達機構２２やタイヤ径などの車両構造を決めることによって以下の演算式（１）〜（５）をもとに算出することもできる。
式（１）：目標タイヤ回転数＝目標車速÷タイヤの円周
式（２）：目標Ｔ／Ｃ出力回転数＝目標タイヤ回転数÷ギア比
式（３）：目標Ｔ／Ｃ入力回転数＝目標Ｔ／Ｃ出力回転数÷Ｔ／Ｃ速度比
式（４）：目標アイドル回転数＝目標Ｔ／Ｃ入力回転数
式（５）：回転数Ｒ２＝目標アイドル回転数
式（１）〜（５）の各回転数の単位は［ｒｐｍ］である。式（１）の目標車速の単位は［ｍ／ｍｉｎ］であり、タイヤの円周の単位は［ｍ］である。式（２）〜（４）の「Ｔ／Ｃ」はトルクコンバータを意味する。
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。
図３（ａ），（ｂ）に示すように、車両制御装置３１は、車速が０（零）〜Ｘ［ｋｍ／ｈ］の期間Ｔ０の場合、回転数Ｒ１でエンジン１９を制御するように回転数指令を出力する。これにより、エンジン１９は、期間Ｔ０において前述した車両の振動を抑制するための回転数Ｒ１で制御される。
そして、車両制御装置３１は、車速Ｘに達したことを検出すると、回転数Ｒ１から回転数Ｒ２でエンジン１９を制御するように回転数指令を出力する。この車速Ｘは、アクセル開度が０％（停車状態）であり、クリープ走行を行うことによって生じた車速である。そして、エンジン１９は、車速Ｘに達した期間Ｔ１において前述したクリープ走行を所望の速度に安定させるための回転数Ｒ２で制御される。すなわち、車両制御装置３１は、アイドル回転数を、回転数Ｒ１から回転数Ｒ２に切り替える。このとき、車両制御装置３１は、所定時間Ｙ１の間にエンジン回転数を回転数Ｒ１から回転数Ｒ２へ徐々に変化させるように回転数指令を出力する。このように回転数指令を徐々に低下させることによって車速の急激な変化が抑制される。
なお、車両制御装置３１は、アクセル操作部材３４が操作されてアクセル開度が増加した場合、図２に示すように、アクセル開度に応じた回転数指令を出力する。これにより、フォークリフト１０は、アクセル開度に応じたエンジン回転数でエンジン１９が制御され、アクセル開度に応じた車速で走行する。
また、車両制御装置３１は、図３（ａ），（ｂ）の期間Ｔ１に示すように、車速が０［ｋｍ／ｈ］に達すると、その状態へ移行してからの時間を計測する。なお、車速が０［ｋｍ／ｈ］に達する場合のアクセル開度は０％である。そして、車両制御装置３１は、計測した時間が経過時間Ｙ２に達すると、回転数Ｒ２から回転数Ｒ１でエンジン１９を制御するように回転数指令を出力する。経過時間Ｙ２は、停車状態であると判断できる時間に設定されており、例えば数百ｍｓ程度に設定される。そして、車両制御装置３１は、所定時間Ｙ３の間にエンジン回転数を回転数Ｒ２から回転数Ｒ１へ徐々に変化させるように回転数指令を出力する。
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）走行停止状態のエンジン１９を回転数Ｒ１で制御し、動力伝達状態への移行に伴って車速Ｘを越えた場合にエンジン回転数を回転数Ｒ１から回転数Ｒ２へ切り替える。このため、走行停止状態においてエンジン回転数が高めに設定されている場合であっても、所望のクリープ速度を実現し、クリープ走行を安定化させることができる。
（２）走行停止状態においてエンジン回転数を回転数Ｒ１で制御することで、停車中における車両の振動を抑制できるとともにエンジン１９の安定性を確保できる。
（３）車速が零となっている状態（停車状態）が経過時間Ｙ２、継続した場合にエンジン回転数を回転数Ｒ１で制御する（エンジン回転数を戻す）。このため、停車状態であることを確実に検知し、その停車状態において車両の振動を抑制できるとともにエンジン１９の安定性を確保できる。
（４）エンジン回転数を回転数Ｒ１から回転数Ｒ２へ切り替える場合、回転数を徐々に変化させる。このため、エンジン回転数の切り替えに伴う、車速の急激な変化を抑制できる。したがって、クリープ走行を安定化させることができる。
（５）また、エンジン回転数を回転数Ｒ２から回転数Ｒ１へ切り替える場合、回転数を徐々に変化させる。このため、エンジン回転数の急激な変化に伴うエンジン１９の振動などを抑制し、車両の振動を抑制できる。
（６）車両制御装置３１は、アクセル開度に応じた回転数でエンジン１９を制御する。これによれば、アクセル開度が０％の場合には、車速の状態に応じて回転数Ｒ１，Ｒ２でエンジン１９を制御することができる。その結果、車両の振動を抑制することと、所望のクリープ速度を実現することができる。そして、アクセル操作部材３４が操作された場合には、アクセル開度の増加に伴ってエンジン回転数を制御することができる。つまり、アクセル操作部材３４が操作された場合には、その操作に合わせて連続的なアクセル開度の増加に応じてエンジン回転数を増加させて制御することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 車速０ｋｍ／ｈになったことを契機に、エンジン回転数を回転数Ｒ２から回転数Ｒ１へ直ちに切り替えても良い。
○ 例えば回転数Ｒ１と回転数Ｒ２の回転数差が小さく、車速の変化が小さくなるような場合には、回転数Ｒ１から回転数Ｒ２へ直接切り替えても良い。また、回転数Ｒ２から回転数Ｒ１へ直接切り替えても良い。
○ 図２に示すアクセル開度と回転数指令の関係は任意に変更することができる。例えば、アクセル開度と回転数指令の関係は１次式で表されても良いし、２次式で表されても良い。
○ 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。
○ 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。例えば、牽引車（トーイングトラクタ）に適用しても良い。
１０…フォークリフト、１９…エンジン、２２…動力伝達機構、３０…駆動輪、３１…車両制御装置、３２…エンジン制御装置、３５…アクセルセンサ、３６…車速センサ、Ｒ１，Ｒ２…回転数、Ｘ…車速、Ｙ２…経過時間。

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、を備え、前記動力伝達機構を介して伝達される動力によってクリープ走行が生じる産業車両の走行制御装置において、
    エンジン回転数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、走行停止状態でのエンジン回転数を第１回転数で制御し、前記エンジンの動力を駆動輪に伝達する動力伝達状態への移行に伴って前記車速が所定車速を越えたことが検出されたときに、エンジン回転数を前記第１回転数から前記第１回転数よりも低い回転数である第２回転数に切り替える制御を行い、
    前記第２回転数は、所望のクリープ速度を満たす回転数である産業車両の走行制御装置。
  2. アクセル開度を検出するアクセル開度検出部を備え、
    前記制御部は、アクセル開度及び車速が零であることが検出されたときに、エンジン回転数を前記第１回転数で制御する請求項１に記載の産業車両の走行制御装置。
  3. 前記制御部は、車速が零となっている状態が予め定めた経過時間、継続した場合に前記エンジン回転数を前記第１回転数で制御する請求項１又は請求項２に記載の産業車両の走行制御装置。
  4. 前記制御部は、前記第１回転数から前記第２回転数へ切り替える場合、回転数を徐々に変化させる請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の産業車両の走行制御装置。
  5. アクセル開度を検出するアクセル開度検出部を備え、
    前記制御部は、アクセル開度に応じた回転数で制御する請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の産業車両の走行制御装置。
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