JPH0559995A - 車両用内燃機関の回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】加速要求時に急激な減速感を伴うことなく車速
を最高車速に上限規制する。 【構成】エンジン１のスロットルバルブ３をステップモ
ータ５で開閉駆動させる。アクセル開度をアクセルセン
サ１０で検出し、実回転数相当の点火信号をディストリ
ビュータ１１で検出する。ボリューム１１により最大ア
クセル開度に対する最大目標回転数を設定可能とする。
そして、コントローラ１４は変速機１４の状態が１速の
場合に、アクセル開度に対応する目標回転数と実回転数
との偏差に基づきスロットルバルブ３の目標開度を決定
してステップモータ５を駆動させ、スロットルバルブ３
を開閉制御する。又、コントローラ１４は、変速機１４
の状態が２速の場合に、実回転数をボリューム１１で設
定された最大目標回転数に上限規制すべくステップモー
タ５を駆動させてスロットルバルブ３を開閉制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はフォークリフト等の車
両に適用されるガソリンエンジン等の内燃機関に係り、
その回転数制御を行う回転数制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術として、例えばフォ
ークリフトにおいて、図６に示すようにガソリンエンジ
ン２１の吸気通路２２に設けられたスロットルバルブ２
３を、アクセルペダル２４の踏み込み量（アクセル開
度）に応じて開閉駆動させ、その開閉量に応じてエンジ
ン回転数を制御するようにしたものがあった。ここで、
アクセルペダル２４はワイヤ２５、電磁クラッチ２６、
ワイヤ２７及びプーリ２８を介してスロットルバルブ２
３に連結されている。プーリ２８には戻しスプリング２
９が接続されており、その付勢力によりスロットルバル
ブ２３が常に全閉方向へ付勢されている。又、電磁クラ
ッチ２６はコントローラ３０からの制御信号によってク
ラッチ板２６ａが入り・切りされるようになっている。
コントローラ３０は、ボリューム等の操作により設定さ
れた最高車速設定値と、車速センサ等により入力される
現在の車速とを比較し、現在の車速が最高車速設定値を
越えないときには、電磁クラッチ２６のクラッチ板２６
ａを接続させ、現在の車速が最高車速設定値を越えたと
きには、そのクラッチ板２６ａを分離させるようになっ
ている。上記のように最高車速を設定することは、車速
の上限規制を行い、フォークリフトを工場の構内等で必
要以上の速度で走行させないためであった。

【０００３】そして、現在の車速が最高車速設定値を越
えない場合には、アクセル開度に応じたエンジン回転数
制御が可能で、現在の車速が最高車速設定値を越える
と、戻しスプリング２９の付勢力によってスロットルバ
ルブ２３が閉じられ、エンジン２１がアイドル状態に戻
されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、前記従来技術
では、現在の車速が最高車速設定値を越えた場合に、エ
ンジン２１がアイドル状態に戻ってしまうことから、急
激な減速感を伴い運転フィーリングの悪いものになって
いた。特に、低速域からアクセルペダル２４を目一杯に
踏み込んで加速を行おうとしている時に、エンジン２１
が突然アイドル状態に戻ってしまうことは極めて運転フ
ィーリングの悪いものであった。

【０００５】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、加速要求時に急激な減速感
を伴うことなく車速を最高車速に上限規制することの可
能な車両用内燃機関の回転数制御装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、車両に搭載されて変速機を
介してトルク出力される内燃機関と、その内燃機関の吸
気通路に設けられたスロットルバルブを開閉駆動させる
アクチュエータと、内燃機関の目標回転数を指令するた
めに操作されるアクセルペダルの操作量を検出するアク
セル操作量検出手段と、そのアクセル操作量検出手段の
検出値に対応する目標回転数を指令値として演算する目
標回転数演算手段と、内燃機関の実際の回転数を検出す
る回転数検出手段と、目標回転数演算手段の演算による
目標回転数の指令値と回転数検出手段による実際の回転
数の検出値との偏差を演算し、その演算結果に基づいて
スロットルバルブの目標開度を決定するバルブ開度演算
手段とを備えた車両用内燃機関の回転数制御装置におい
て、アクセルペダルの最大操作量に対応する最高車速相
当の最大目標回転数を設定するために操作される最大目
標回転数設定手段と、変速機の変速状態を検出する変速
状態検出手段と、その変速状態検出手段による検出が低
速域である場合に、バルブ開度演算手段の演算結果に基
づいてスロットルバルブを開閉制御すべくアクチュエー
タを駆動制御する低速域駆動制御手段と、変速状態検出
手段による検出が高速域である場合に、最大目標回転数
設定手段により設定された最大目標回転数が上限値とな
るようにスロットルバルブを開閉制御すべくアクチュエ
ータを駆動制御する高速域駆動制御手段とを備えてい
る。

【０００７】

【作用】上記の構成によれば、内燃機関の運転時に、目
標回転数演算手段はアクセルペダルの操作量に応じたア
クセル操作量検出手段の検出値に対応して目標回転数の
指令値を演算する。又、バルブ開度演算手段は、その演
算された目標回転数の指令値と回転数検出手段による実
際の回転数の検出値との偏差を演算し、その演算結果に
基づいてスロットルバルブの目標開度を決定する。

【０００８】そして、変速状態検出手段による検出が低
速域である場合には、低速域駆動制御手段がバルブ開度
演算手段により決定された目標開度に基づきスロットル
バルブを開閉制御すべくアクチュエータを駆動制御す
る。これにより、アクセルペダルの操作量に応じてアク
チュエータが駆動制御され、内燃機関の回転数が制御さ
れる。従って、運転者の加速要求に応じた車速制御が行
われる。

【０００９】一方、変速状態検出手段による検出が高速
域である場合には、高速域駆動制御手段が最大目標回転
数設定手段により設定された最大目標回転数が上限値と
なるようにスロットルバルブを開閉制御すべくアクチュ
エータを駆動制御する。これにより、アクセルペダルが
最大操作量で操作されたときには、最大目標回転数が上
限値となるようにアクチュエータが駆動制御されて内燃
機関の回転数が制御される。従って、運転者の加速要求
にかかわらず最高車速の上限規制が行われる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明における車両用内燃機関の回
転数制御装置をフォークリフトに具体化した一実施例を
図１〜図５に基づいて詳細に説明する。

【００１１】図１はこの実施例における内燃機関として
のガソリンエンジン１の回転数制御を行うための回転数
制御装置を示す概略構成図であり、図２は吸気通路２に
おけるスロットルバルブ３の駆動機構を示す図である。
フォークリフトに搭載されたエンジン１は、周知のよう
にフォークリフト走行用の駆動源であると共に、フォー
クを上下動させる油圧回路の駆動源ともなっている。エ
ンジン１における吸気通路２の途中には、スロットルバ
ルブ３を開閉作動可能に支持するスロットルボディ４が
設けられている。又、そのスロットルバルブ３を開閉駆
動させるために、アクチュエータとしてのステップモー
タ５が設けられている。そして、図２に示すように、ス
テップモータ５の出力軸５ａに設けられたプーリ６が、
スロットルバルブ３の支軸３ａに設けられたプーリ７に
対してワイヤ８を介して駆動連結されている。

【００１２】従って、ステップモータ５が所定量駆動さ
れることにより、その駆動量に応じてプーリ６，７及び
ワイヤ８を介してスロットルバルブ３が開閉駆動され
る。この実施例のフォークリフトには、エンジン１の目
標回転数Ｄ０を指令するために操作されるアクセルペダ
ル９が設けられ、その操作量（アクセル開度）θを検出
するアクセル操作量検出手段としてのポテンショメータ
よりなるアクセルセンサ１０が設けられている。

【００１３】又、この実施例のフォークリフトには、ア
クセルペダル９の最大操作量（最大アクセル開度）に対
応する最高車速相当の最大目標回転数Ｄｘを設定するた
めに操作される最大目標回転数設定手段としてのボリュ
ーム１１が設けられている。この実施例では、ボリュー
ム１１により最高車速で「９〜１８（ｋｍ／ｈ）」とな
るように最大目標回転数Ｄｘが設定可能となっている。

【００１４】更に、この実施例では、エンジン１の実際
の回転数（実回転数）ＤＮを検出するために、回転数セ
ンサを特別に設けることを省略する意味から、回転数セ
ンサを兼ねてエンジン１の点火タイミングを決定する回
転数検出手段としての周知のディストリビュータ１２が
設けられている。このディストリビュータ１２はエンジ
ン１の回転に連動する図示しないロータと、そのロータ
の回転を周期的に検出するピックアップとから構成され
ている。そして、そのディストリビュータ１２から周期
的に得られる点火信号を利用し、その点火信号を実回転
数ＤＮに置き換えて検出するようになっている。

【００１５】加えて、エンジン１の出力軸１ａにはフラ
イホイール１３が設けられ、そのフライホイール１３に
は変速機１４を介してディファレンシャルギア１５が設
けられている。そして、そのディファレンシャルギア１
５の近傍には、同ギア１５の回転から車速Ｓを検出する
車速センサ１６が設けられている。

【００１６】目標回転数演算手段、バルブ開度演算手
段、低速域駆動制御手段及び高速域駆動制御手段を構成
するコントローラ１７はメモリを内蔵するマイクロコン
ピュータより構成され、そのメモリにはエンジン回転数
制御のためのプログラム等が記憶されている。そして、
コントローラ１７はアクセルセンサ１０からのアクセル
開度θの検出値を入力すると共に、ディストリビュータ
１２からの点火信号を実回転数ＤＮとして入力する。
又、コントローラ１７はボリューム１１による最大目標
回転数Ｄｘの設定値を入力すると共に、車速センサ１６
からの車速Ｓの検出値を入力する。コントローラ１７
は、それら入力信号からメモリに記憶されているエンジ
ン回転数制御のためのプログラムに基づき、ステップモ
ータ５を駆動制御するようになっている。更に、この実
施例では、変速機１４の変速状態を検出するために、変
速位置センサを特別に設けることを省略する意味から、
ディストリビュータ１２及び車速センサ１６が変速状態
検出手段を構成しており、両者１２，１６から入力され
る実回転数ＤＮ及び車速Ｓに基づき、コントローラ１７
が変速機１４の変速状態を判断するようになっている。

【００１７】次に、上記のように構成した車両用内燃機
関の回転数制御装置の作用を図３のフローチャートに従
って説明する。このフローチャートはコントローラ１７
により実行されるエンジン回転数制御のための処理ルー
チンを示し、「１０ｍｓ毎」の定時割り込みにより実行
される。

【００１８】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ１０１において、アクセルセンサ１０、車速セン
サ１６、ディストリビュータ１２及びボリューム１１よ
りアクセル開度θ、車速Ｓ、実回転数ＤＮ及び最大目標
回転数Ｄｘをそれぞれ読み込む。

【００１９】続いて、ステップ１０２において、読み込
まれたアクセル開度θよりそのアクセル開度θに対応す
る目標回転数Ｄ０を指令値として演算して読み込む。こ
の目標回転数Ｄ０の演算は、メモリに予め記憶されたア
クセル開度θに対する目標回転数Ｄ０の関係のデータか
ら求められる。

【００２０】次に、ステップ１０３において、読み込ま
れた車速Ｓを実回転数ＤＮで割り算して、その演算結果
を変速機１４の変速状態を示す変速値Ａとして求める。
そして、ステップ１０４において、変速値Ａが低速域と
しての１速と高速域としての２速とを判定するための判
定値Ｋよりも大きいか否かを判断する。即ち、図４に示
すように、実回転数ＤＮと車速Ｓの関係から１速か２速
かを判断する。ここで、変速値Ａが判定値Ｋよりも大き
くない場合には、１速であるとしてステップ１０５へ移
行する。

【００２１】そして、ステップ１０５において、目標回
転数Ｄ０と実回転数ＤＮとの偏差を演算し、その演算結
果に基づいてスロットルバルブ３の目標開度に相当する
ステップモータ５の目標駆動量Ｖを演算する「ＰＩＤ制
御」の演算を実行する。続いて、ステップ１０６におい
て、その演算された目標駆動量Ｖに基づきステップモー
タ５を駆動させ、スロットルバルブ３を目標開度だけ開
かせる処理を行い、その後の処理を一旦終了する。この
ように、コントローラ１７は、変速機１４の変速状態が
１速の場合に、「ＰＩＤ制御」を実行してステップモー
タ５を駆動制御するのである。

【００２２】一方、ステップ１０４において、変速値Ａ
が判定値Ｋよりも大きい場合には、２速であるとしてス
テップ１０７へ移行する。そして、ステップ１０７にお
いて、エンジン１毎で許容される最大回転数Ｄｍａｘ、
ボリューム１１により設定された最大目標回転数Ｄｘ、
車速Ｓ及び１速で許容される予め定められた最大車速Ｓ
ｘから以下の計算式に従って過渡時目標回転数Ｄａを演
算する。

【００２３】 Ｄａ＝Ｄｍａｘ−｛（Ｄｍａｘ−Ｄｘ）／Ｓｘ｝＊Ｓ 次に、ステップ１０８において、演算された過渡時目標
回転数Ｄａがアクセル開度θにより決まる目標回転数Ｄ
０以上であるか否かを判断する。ここで、過渡時目標回
転数Ｄａが目標回転数Ｄ０以上である場合には、ステッ
プ１０９において、小さい方の目標回転数Ｄ０に対応し
たスロットルバルブ３の目標開度に相当するステップモ
ータ５の目標駆動量ＶをＰＩＤ演算により決定する。続
いて、ステップ１０６において、その決定された目標駆
動量Ｖに基づきステップモータ５を駆動させ、スロット
ルバルブ３を開かせる処理を行い、その後の処理を一旦
終了する。

【００２４】一方、ステップ１０８において、過渡時目
標回転数Ｄａが目標回転数Ｄ０よりも小さい場合には、
ステップ１１０において、小さい方の過渡時目標回転数
Ｄａに対応したスロットルバルブ３の目標開度に相当す
るステップモータ５の目標駆動量ＶをＰＩＤ演算により
決定する。又、ステップ１０６において、その決定され
た目標駆動量Ｖに基づきステップモータ５を駆動させ、
スロットルバルブ３を開かせる処理を行い、その後の処
理を一旦終了する。このように、コントローラ１７は、
変速機１４の変速状態が１速から２速へ移った場合に、
過渡時目標回転数Ｄａを求めて、ボリューム１１で設定
された最大目標回転数Ｄｘで実回転数ＤＮが上限規制可
能となるようにステップモータ５を駆動制御するのであ
る。

【００２５】以上のようにしてエンジン回転数制御のた
めの処理が実行される。従って、この実施例では、例え
ばエンジン１がアイドル状態でかつ変速機１４が１速の
状態である場合において、運転者が加速要求のためにア
クセルペダル９を目一杯（最大アクセル開度）に踏み込
むと、エンジン１の実回転数ＤＮと車速Ｓは次のように
推移する。即ち、図５のタイムチャートに示すように、
時間ｔ０にてアクセルペダル９が目一杯に踏み込まれる
と、スロットルバルブ３の開度（バルブ開度）が最大
（Ｍａｘ）に達するまでの間で実回転数ＤＮが急上昇
し、その後、時間ｔ１にて実回転数ＤＮがエンジン１で
許容される最大回転数Ｄｍａｘに達すると、その最大回
転数Ｄｍａｘを維持することになる。この間、車速Ｓは
実回転数ＤＮに比例して上昇し１速の最高車速Ｓｍａｘ
１となる。

【００２６】やがて、時間ｔ２にて変速機１４が１速か
ら２速へ変速すると、実回転数ＤＮは徐々に下降する。
そして、時間ｔ３にて実回転数ＤＮがボリューム１１で
設定された最大目標回転数Ｄｘに達すると、その後は最
大目標回転数Ｄｘを維持する。この間、車速Ｓは２速へ
変速された分だけ徐々に上昇して、最大目標回転数Ｄｘ
に相対する理論的な最高車速Ｓｍａｘ２へと落ち着くこ
とになる。

【００２７】ここで、図５の時間ｔ２において１速から
２速へ変速された場合、理論的には、同図に破線で示す
ように、実回転数ＤＮを最大回転数Ｄｍａｘから最大目
標回転数Ｄｘへ直ちに落とした方がよい。しかし、これ
を行うと、エンジン回転数制御の関係から、スロットル
バルブ３は一度急速に閉じられてから、実回転数ＤＮが
最大目標回転数Ｄｘになるように開かれていくことにな
り、急速なエンジンブレーキがかかかった後に再加速さ
れるように感じられてしまう。一方、車速Ｓに関して
は、１速から２速へ変速された場合、理論的には、図５
に破線で示すように急速に上昇するはずである。

【００２８】従って、この実施例では、アイドル状態か
らアクセルペダル９が目一杯に踏み込まれて加速を行お
うとしている時には、１速でエンジン１の許容する最大
回転数Ｄｍａｘまで、実回転数ＤＮの上昇が許容される
ようになっている。又、１速から２速へ変速された場合
には、実回転数ＤＮが最大回転数Ｄｍａｘからボリュー
ム１１で設定された最大目標回転数Ｄｘまで、過渡的に
定められた過渡時目標回転数Ｄａに基づいて徐々に下げ
られるようになっている。

【００２９】そのため、アイドル状態からアクセルペダ
ル９が目一杯に踏み込まれた時に、１速で最大回転数Ｄ
ｍａｘまで実回転数ＤＮを上げることができ、加速応答
性を高めることができる。又、その状態で１速から２速
へ変速された場合には、実回転数ＤＮが最大目標回転数
Ｄｘまで徐々に下げられる。

【００３０】その結果、上記のような加速要求の際に
は、エンジン１が突然アイドル状態に戻ってしまうこと
がなく、１速で迅速な加速を実現した後に、２速で最高
車速Ｓｍａｘに上限規制することができる。よって、車
速Ｓの上限規制に当たって急激な減速感を伴うことが全
くなく、フォークリフトの運転フィーリングの悪化を未
然に防止することができる。

【００３１】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記実施例では、エンジン１の実回転数ＤＮを検
出する回転数検出手段としてディストリビュータ１２を
利用したが、特別な回転数センサを使用してもよい。

【００３２】（２）前記実施例では、ディストリビュー
タ１２と車速センサ１６を変速状態検出手段として兼用
したが、変速状態検出手段として特別な変速位置センサ
を設けてもよい。

【００３３】（３）前記実施例では、車両としてフォー
クリフトに具体化したが、それ以外の産業車両に具体化
してもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、変速状態が低速域である場合に、アクセルペダルの
操作量に応じて演算された目標開度になるようにスロッ
トルバルブを開閉制御すべくアクチュエータを駆動制御
し、変速状態が高速域である場合に、最大目標回転数設
定手段により設定された最大目標回転数が上限値となる
ようにスロットルバルブを開閉制御すべくアクチュエー
タを駆動制御するので、加速要求時に急激な減速感を伴
うことなく車速を最高車速に上限規制することができ、
運転フィーリングの悪化を未然に防止することができる
という優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化した一実施例におけるガソリ
ンエンジンの回転数制御を行うための回転数制御装置を
示す概略構成図である。

【図２】一実施例において吸気通路におけるスロットル
バルブの駆動機構を示す図である。

【図３】一実施例においてコントローラにより実行され
るエンジン回転数制御ルーチンを説明するフローチャー
トである。

【図４】一実施例において１速と２速を判定するための
実回転数と車速の関係を説明する図である。

【図５】一実施例においてエンジン回転数制御による車
速、実回転数及びバルブ開度の推移を説明するタイムチ
ャートである。

【図６】従来例におけるエンジンの回転数制御装置を説
明する図である。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、２…吸気通路、３…ス
ロットルバルブ、５…アクチュエータとしてのステップ
モータ、９…アクセルペダル、１０…アクセル操作量検
出手段としてのアクセルセンサ、１１…最大目標回転数
設定手段としてのボリューム、１２…回転数検出手段と
してのディストリビュータ、１４…変速機、１６…車速
センサ（１２，１６は変速状態検出手段を構成してい
る）、１７…目標回転数演算手段，バルブ開度演算手
段，低速域駆動制御手段及び高速域駆動制御手段を構成
するコントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載されて変速機を介してトルク
   出力される内燃機関と、 前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルバルブ
   を開閉駆動させるアクチュエータと、 前記内燃機関の目標回転数を指令するために操作される
   アクセルペダルの操作量を検出するアクセル操作量検出
   手段と、 前記アクセル操作量検出手段の検出値に対応する前記目
   標回転数を指令値として演算する目標回転数演算手段
   と、 前記内燃機関の実際の回転数を検出する回転数検出手段
   と、 前記目標回転数演算手段の演算による目標回転数の指令
   値と前記回転数検出手段による実際の回転数の検出値と
   の偏差を演算し、その演算結果に基づいて前記スロット
   ルバルブの目標開度を決定するバルブ開度演算手段とを
   備えた車両用内燃機関の回転数制御装置において、 前記アクセルペダルの最大操作量に対応する最高車速相
   当の最大目標回転数を設定するために操作される最大目
   標回転数設定手段と、 前記変速機の変速状態を検出する変速状態検出手段と、 前記変速状態検出手段による検出が低速域である場合
   に、前記バルブ開度演算手段の演算結果に基づいて前記
   スロットルバルブを開閉制御すべく前記アクチュエータ
   を駆動制御する低速域駆動制御手段と、 前記変速状態検出手段による検出が高速域である場合
   に、前記最大目標回転数設定手段により設定された最大
   目標回転数が上限値となるように前記スロットルバルブ
   を開閉制御すべく前記アクチュエータを駆動制御する高
   速域駆動制御手段とを備えた車両用内燃機関の回転数制
   御装置。