WO2012029462A1 - フォークリフトのエンジン制御装置 - Google Patents
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- F02D31/001—Electric control of rotation speed
- F02D31/007—Electric control of rotation speed controlling fuel supply
- F02D31/009—Electric control of rotation speed controlling fuel supply for maximum speed control
Definitions
- a forklift engine control system comprising engine control means for operating the work machine in a tilt direction and controlling the engine to have an engine speed corresponding to an accelerator operation with the high idle speed as the upper limit value, Vehicle body stop detection means for detecting that the vehicle body has stopped; Work implement operation state detection means for detecting the operation state of the work implement operation means; Whether the vehicle body is in the stopped state and the work machine is not operating based on the detection result of the vehicle body stop detection means and the detection result of the work machine operation state detection means, or Is in the stop state and the work machine is operating independently only in the lift lowering direction, or the vehicle body is in the stop state and the work machine is operating independently in the tilt direction only.
- the fifth invention relates to the first invention or the second invention or the third invention or the fourth invention
- the working machine operating means is It comprises: lift operation means for operating the work machine in a lift upward direction; tilt operation means for operating the work machine in a tilt direction; and attachment operation means for operating the work machine in a direction according to an attachment.
- the work implement operation state detection unit While detecting that the lift operating means is not operated in the lift raising direction, it is also detected that the attachment operating means is not operated.
- FIG. 2 is a side view of the vehicle body 3 of the forklift 1.
- FIG. 2 shows the structure of the work machine 2 of the forklift 1.
- working machine operation means 6 travel direction instruction means 13, an accelerator pedal 25, and a brake pedal (inching pedal) 26 are provided.
- the work implement operating means 6 and the traveling direction instructing means 13 are constituted by, for example, an operation lever.
- the work implement 2 is driven according to the operation of the work implement operation means 6, the mast 4 is tilted or the fork 5 is lifted, and the position and posture of the load placed on the fork 5 are made the desired position and posture. It can be changed.
- the driving force of the engine 8 is transmitted to the work implement hydraulic pump 9 and the HST hydraulic pump 16 via the PTO shaft 14.
- a power transmission system from the HST hydraulic pump 16 to the drive wheels 24 constitutes a traveling device 7.
- the tilt operating means 6B When the tilt operating means 6B is operated in the tilt forward tilt direction or in the tilt backward direction, the pressure oil discharged from the discharge port 9a of the working machine hydraulic pump 9 is supplied to the tilt cylinder 11B via the tilt control valve 10B. . As a result, the tilt cylinder 11B operates in the tilt forward tilt direction or the tilt rear tilt direction, and the mast 4 operates in the tilt forward tilt direction or the tilt rear tilt direction.
- FIG. 4 shows the configuration of the control system of the forklift 1.
- the tilt operation means 6B is provided with a tilt forward / backward tilt switch 29 which outputs that the operation in the tilt forward tilt direction or the tilt backward tilt direction is an on signal.
- FIG. 5 (b) shows a detection signal output from the tilt back and forth tilt switch 29.
- a detection signal of the tilt back and forth tilt switch 29 is input to the controller 30.
- the controller 30 is provided with a vehicle body stop detection means 36, a work machine operation state detection means 37, a determination means 38, an engine speed upper limit value setting means 39, and an engine control means 40.
- FIG. 7 shows an engine torque diagram.
- Regulation lines LL ... LLIM ... Li ... LH are defined for each engine rotational speed N, that is, for each accelerator opening degree, and when the accelerator opening degree (engine rotational speed Ni) is determined, according to the size of the load As the engine speed N decreases, the matching point between the pump absorption torque and the load moves on the corresponding regulation line Li.
- step 101 On the other hand, if all of the conditions a), b) and c) are satisfied (judgment of step 101; “condition satisfied”), 1) The vehicle body 3 is in the stop state, and the work machine 2 is not in operation 2) The vehicle body 3 is in the stop state, and the work machine 2 is in operation alone in the lift lowering direction It is determined that the engine speed N needs to be limited to the engine speed upper limit value NLIM, which is one of the operating states in which the work implement 2 is operating independently only in the tilt direction.
- the engine control means 40 limits the engine output torque to the maximum torque value defined by the maximum torque line L and corresponds to the depression amount of the accelerator pedal 25 with the engine speed upper limit NLIM as the speed upper limit.
- the control command for obtaining the engine speed N to be generated is generated and output to the governor 35.
- the operator similarly depresses the accelerator pedal 25 to the maximum opening degree, and only the tilt operation means 6B of the work implement operation means 6 tilts in the tilt forward direction with the vehicle body 3 stopped.
- the tilt operation means 6B of the work implement operation means 6 tilts in the tilt forward direction with the vehicle body 3 stopped.
- matching is performed at point P2 on the regulation line LH corresponding to the high idle rotation speed NH.
- the matching point P2 is a point at which the displacement q of the working machine hydraulic pump 9 is controlled to the capacity q2 by adjusting the swash plate 9c of the working machine hydraulic pump 9 as a result of the differential pressure constant control.
- the capacitance q2 is a capacitance smaller than the capacitance q1 of the equation (2).
- the pump displacement q is as small as q2 and the engine speed N is matched with the high idle speed NH at a high point P2 on the engine torque diagram.
- the matching point P2 is a point at which fuel consumption is large as viewed from the equal fuel consumption line, and the engine rotation speed N is in the maximum range (high idle rotation speed NH), so the noise becomes large.
- LN indicates an equal horsepower line of the engine 8 passing the matching point P2.
- a working machine called “a state in which the vehicle body 3 is in a stopped state and the working machine 2 is not operating” and a “a state in which the vehicle body 3 is in a stopped state and the working machine 2 is independently operated only in the lift lowering direction”
- the upper limit value of the engine speed when it is determined that there is no need to supply hydraulic fluid from the hydraulic pump 9 to the working machine hydraulic actuator 11
- the second control will be described below.
- the engine control means 40 limits the engine output torque to the maximum torque value defined by the maximum torque line L and determines that the engine speed is not limited to the rotational speed, and the high idle rotational speed NH
- a control command for obtaining an engine rotational speed N corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 25 is generated with the rotational speed upper limit value, and is output to the governor 35. For this reason, as shown in FIG. 7, for example, the heavy load can be raised by the fork 5 at maximum speed by matching at point P0 on the regulation line LH corresponding to the high idle speed NH (step 202) .
- step 203 if all of the conditions a), b) and c) are satisfied (judgment of step 201; “condition satisfied”), further the condition d)
- the tilt back and forth tilt switch 29 is off (the tilt operating means 6B is not operated in the tilt forward tilt direction or the tilt backward tilt direction) Is determined (step 203).
- the engine speed N is limited to the engine speed upper limit NLIM, so the work machine hydraulic pump
- the amount of oil supplied from 9 to the tilt control valve 10B is reduced from the conventional control QL to a lower amount, for example, just the required flow rate QT.
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Abstract
Description
作業機油圧ポンプからチルト制御弁に供給される油量のうち約50%が余剰流量として、タンクに戻る。しかし、このときチルト制御弁でチルトシリンダに供給されない作動油が無駄に昇圧されるため、油温上昇、エンジン馬力のロス、燃料消費量の増大を招く。
差圧一定制御により作業機油圧ポンプから吐出される流量が必要量に制御されるが、エンジントルク線図上で、ポンプ容量が小さくエンジン回転数が最大域となる点でマッチングしており、騒音増大、燃料消費量の増大を招く。すなわち、図1は、エンジン回転数Nの軸とトルクTの軸を持つエンジンのトルク線図を示している。
エンジンによって駆動される走行装置と前記エンジンを駆動源として作業機油圧ポンプから吐出される圧油が供給されることによって作動する作業機を備えたフォークリフトであって、操作に応じて前記作業機を作動させる作業機操作手段を備え、当該作業機操作手段をリフト上昇方向に操作することによって前記作業機をリフト上昇方向に作動させるとともに、前記作業機操作手段をチルト操作方向に操作することによって前記作業機をチルト方向に作動させ、ハイアイドル回転数を上限値として、アクセル操作に応じたエンジン回転数になるように前記エンジンを制御するエンジン制御手段を備えたフォークリフトのエンジン制御装置において、
車体が停止していることを検出することを検出する車体停止検出手段と、
前記作業機操作手段の操作状態を検出する作業機操作状態検出手段と、
前記車体停止検出手段の検出結果と、前記作業機操作状態検出手段の検出結果とに基づいて、前記車体が停止状態であって前記作業機が作動していない状態であるか、または、前記車体が停止状態であって前記作業機がリフト下降方向のみに単独作動している状態であるか、または、前記車体が停止状態であって前記作業機がチルト方向のみに単独作動している状態であることを判定する判定手段と、
前記判定手段によって、前記車体が停止状態であって前記作業機が作動していない状態であるか、または、前記車体が停止状態であって前記作業機がリフト下降方向のみに単独作動している状態であるか、または、前記車体が停止状態であって前記作業機がチルト方向のみに単独作動している状態であることが判定された場合に、前記エンジン回転数の上限値を前記ハイアイドル回転数よりも低い回転数に設定するエンジン回転数上限値設定手段と
を備え、
前記エンジン制御手段は、前記エンジン回転数上限値設定手段によって設定されたエンジン回転数を上限値として、アクセル操作に応じたエンジン回転数になるように前記エンジンを制御すること
を特徴とする。
前記エンジン回転数上限値設定手段は、
前記判定手段によって、前記車体が停止状態であって前記作業機がチルト方向のみに単独作動している状態であることが判定された場合には、
前記作業機への供給油量が前記作業機のチルト動作に必要な油量となるエンジン回転数に、エンジン回転数の上限値を定めること
を特徴とする。
前記作業機油圧ポンプは、可変容量型の油圧ポンプであり、
前記作業機油圧ポンプからチルト制御弁を介して前記作業機に圧油が供給されることにより、前記作業機がチルト動作するものであり、
前記チルト制御弁の前後差圧が一定値となるように、前記作業機油圧ポンプの容量が制御されること
を特徴とする。
前記車体停止検出手段は、操作に応じて車体の走行方向を指示する走行方向指示手段が中立位置に位置されていることをもって、車体が停止していることを検出する手段であること
を特徴とする。
前記作業機操作手段は、
前記作業機をリフト上昇方向に作動させるリフト操作手段と、前記作業機をチルト方向に作動させるチルト操作手段と、前記作業機をアタッチメントに応じた方向に作動させるアタッチメント操作手段とからなり、
前記作業機操作状態検出手段は、
前記リフト操作手段がリフト上昇方向に操作されていないことを検出するとともに、前記アタッチメント操作手段が操作されていないことを検出するものであり、
前記判定手段は、
前記車体検出手段によって車体停止状態であることが検出され、前記作業機操作状態検出手段によって、前記リフト操作手段がリフト上昇方向に操作されていないことが検出され、かつ、前記アタッチメント操作手段が操作されていないことが検出された場合に、
前記車体が停止状態であって前記作業機が作動していない状態であるか、または、前記車体が停止状態であって前記作業機がリフト下降方向のみに単独作動している状態であるか、または、前記車体が停止状態であって前記作業機がチルト方向のみに単独作動している状態であると判定すること
を特徴とする。
本発明によれば、
a)車体が停止状態であって作業機が作動していない状態、または、
b)車体が停止状態であって前記作業機がリフト下降方向のみに単独作動している状態、または
c)車体が停止状態であって前記作業機がチルト方向のみに単独作動している状態
というアクセル操作に応じてエンジン回転数を高くする必要のない運転状態でないと判定された場合には、エンジン回転数の上限値がハイアイドル回転数よりも低い回転数に設定されて、その設定されたエンジン回転数を上限値として、アクセル操作に応じたエンジン回転数になるようにエンジンが制御される。これにより燃料消費量の増大や騒音増大が抑制される。
b)リフト上昇スイッチ28がオフ(リフト操作手段6Aがリフト上昇方向に操作されていない)
c)第1、第2および第3アタッチメントスイッチ31、32、33がオフ(第1、第2および第3アタッチメント操作手段6C、6Dおよび6Eが操作されていない)
1)車体3が停止状態であって作業機2が作動していない状態
2)車体3が停止状態であって作業機2がリフト下降方向のみに単独作動している状態
3)車体3が停止状態であって作業機2がチルト方向のみに単独作動している状態
エンジン回転数上限値設定手段39では、判定手段38によって、上記1)、2)、3)の運転状態であることが判定された場合に、エンジン回転数Nの上限値をハイアイドル回転数NHよりも低い回転数であるエンジン回転数上限値NLIMに設定する。このエンジン回転数上限値NLIMは、作業機2への供給油量が作業機2のチルト動作に必要な油量QLとなるエンジン回転数に定められる。
つぎに、コントローラ30で行なわれる制御を図9のフローチャートを参照して説明する。
a)走行方向指示手段13が中立位置N
b)リフト上昇スイッチ28がオフ(リフト操作手段6Aがリフト上昇方向に操作されていない)
c)第1、第2および第3アタッチメントスイッチ31、32、33がオフ(第1、第2および第3アタッチメント操作手段6C、6Dおよび6Eが操作されていない)
のすべてが満足されているか否かが判定される(ステップ101)。
QL=q0×NH …(1)
で表される。図8において、LN1は、リフト操作手段6Aの操作量と、作業機油圧ポンプ9から吐出されてリフト制御弁10Aを介してリフトシリンダ11Aに供給される作動油の流量Qとの関係を示す。リフト操作手段6Aがフルストローク操作されている場合には、上記(1)式に示される流量QLが作業機油圧ポンプ9からリフトシリンダ11Aに供給されることになる(ステップ102)。
1)車体3が停止状態であって作業機2が作動していない状態
2)車体3が停止状態であって作業機2がリフト下降方向のみに単独作動している状態
3)車体3が停止状態であって作業機2がチルト方向のみに単独作動している状態
のいずれかの運転状態であり、エンジン回転数Nをエンジン回転数上限値NLIMに制限する必要があるものと判断して、エンジン制御手段40は、エンジン出力トルクを、最大トルク線Lで規定される最大トルク値以下に制限し、かつエンジン回転数上限値NLIMを回転数上限値として、アクセルペダル25の踏込み操作量に対応するエンジン回転数Nを得るための制御指令を生成し、ガバナ35に出力する。
QT=q1×NLIM …(2)
で表される。図8において、LN2は、チルト操作手段6Bの操作量と、作業機油圧ポンプ9から吐出されてチルト制御弁10Bを介してチルトシリンダ11Bに供給される流量Qとの関係を示す。チルト操作手段6Bがフルストローク操作されている場合には、上記(2)式に示される流量QTが作業機油圧ポンプ9からチルトシリンダ11Bに供給されることになる(ステップ103)。
QT=q2×NH …(3)
で表される。
この第2の制御では、エンジン回転数上限値設定手段39は、
1)車体3が停止状態であって作業機2が作動していない状態
2)車体3が停止状態であって作業機2がリフト下降方向のみに単独作動している状態
であると判定された場合に、エンジン回転数Nの上限値をエンジン回転数上限値NLIMよりも低い回転数、たとえばローアイドル回転数NLに設定する。また、
3)車体3が停止状態であって作業機2がチルト方向のみに単独作動している状態
であると判定された場合には、エンジン回転数Nの上限値をエンジン回転数上限値NLIMに設定する。
a)走行方向指示手段13が中立位置N
b)リフト上昇スイッチ28がオフ(リフト操作手段6Aがリフト上昇方向に操作されていない)
c)第1、第2および第3アタッチメントスイッチ31、32、33がオフ(第1、第2および第3アタッチメント操作手段6C、6Dおよび6Eが操作されていない)
のすべてが満足されているか否かが判定される(ステップ201)。
d)チルト前後傾スイッチ29がオフ(チルト操作手段6Bがチルト前傾方向またはチルト後傾方向に操作されていない)
が満足されているか否かが判定される(ステップ203)。
3)車体3が停止状態であって作業機2がチルト方向のみに単独作動している状態
であり、エンジン回転数Nをエンジン回転数上限値NLIMに制限する必要があるものと判断して、エンジン制御手段40は、エンジン出力トルクを、最大トルク線Lで規定される最大トルク値以下に制限し、かつエンジン回転数上限値NLIMを回転数上限値として、アクセルペダル25の踏込み操作量に対応するエンジン回転数Nを得るための制御指令を生成し、ガバナ35に出力する。このため、図7において、たとえばエンジン回転数上限値NLIMに対応するレギュレーションラインLLIM上の点P1でマッチングすることになり、マスト4を最大速度で前傾または後傾させることができる(ステップ204)。
1)車体3が停止状態であって作業機2が作動していない状態
2)車体3が停止状態であって作業機2がリフト下降方向のみに単独作動している状態
のいずれかの運転状態であり、エンジン回転数Nをローアイドル回転数NLに制限する必要があるものと判断して、エンジン制御手段40は、エンジン出力トルクを、最大トルク線Lで規定される最大トルク値以下に制限し、かつアクセルペダル25の踏込み操作量いかんにかかわらずエンジン回転数Nをローアイドル回転数NLにするための制御指令を生成し、ガバナ35に出力する。このため図7に示すように、ローアイドル回転数NLに対応するレギュレーションラインLL上の点P3でマッチングさせることができる(ステップ205)。
3)車体3が停止状態であって作業機2がチルト方向のみに単独作動している状態
の場合には、エンジン回転数Nがエンジン回転数上限値NLIMに制限されるため、作業機油圧ポンプ9からチルト制御弁10Bに供給される油量が、従来の制御のQLからより低い油量に、たとえば必要流量QT丁度に低減されることになる。この結果、油温低下、エンジン馬力のロス抑制、燃料消費量の抑制、騒音低減が図られることになる。
1)車体3が停止状態であって作業機2が作動していない状態
2)車体3が停止状態であって作業機2がリフト下降方向のみに単独作動している状態
の場合にも、同様にして、エンジン回転数Nがエンジン回転数上限値NLIMあるいはそれよりも低い回転数、たとえばローアイドル回転数NLに制限されるため、作業機油圧ポンプ8から無駄な作動油が吐出されることがなくなり、油温低下、エンジン馬力のロス抑制、燃料消費量の抑制、騒音低減が図られるとともに、エンジン8の空吹かしを抑制することができるようになる。
Claims (5)
- エンジンによって駆動される走行装置と前記エンジンを駆動源として作業機油圧ポンプから吐出される圧油が供給されることによって作動する作業機を備えたフォークリフトであって、操作に応じて前記作業機を作動させる作業機操作手段を備え、当該作業機操作手段をリフト上昇方向に操作することによって前記作業機をリフト上昇方向に作動させるとともに、前記作業機操作手段をチルト操作方向に操作することによって前記作業機をチルト方向に作動させ、ハイアイドル回転数を上限値として、アクセル操作に応じたエンジン回転数になるように前記エンジンを制御するエンジン制御手段を備えたフォークリフトのエンジン制御装置において、
車体が停止していることを検出することを検出する車体停止検出手段と、
前記作業機操作手段の操作状態を検出する作業機操作状態検出手段と、
前記車体停止検出手段の検出結果と、前記作業機操作状態検出手段の検出結果とに基づいて、前記車体が停止状態であって前記作業機が作動していない状態であるか、または、前記車体が停止状態であって前記作業機がリフト下降方向のみに単独作動している状態であるか、または、前記車体が停止状態であって前記作業機がチルト方向のみに単独作動している状態であることを判定する判定手段と、
前記判定手段によって、前記車体が停止状態であって前記作業機が作動していない状態であるか、または、前記車体が停止状態であって前記作業機がリフト下降方向のみに単独作動している状態であるか、または、前記車体が停止状態であって前記作業機がチルト方向のみに単独作動している状態であることが判定された場合に、前記エンジン回転数の上限値を前記ハイアイドル回転数よりも低い回転数に設定するエンジン回転数上限値設定手段と
を備え、
前記エンジン制御手段は、前記エンジン回転数上限値設定手段によって設定されたエンジン回転数を上限値として、アクセル操作に応じたエンジン回転数になるように前記エンジンを制御すること
を特徴とするフォークリフトのエンジン制御装置。 - 前記エンジン回転数上限値設定手段は、
前記判定手段によって、前記車体が停止状態であって前記作業機がチルト方向のみに単独作動している状態であることが判定された場合には、
前記作業機への供給油量が前記作業機のチルト動作に必要な油量となるエンジン回転数に、エンジン回転数の上限値を定めること
を特徴とする請求項1記載のフォークリフトのエンジン制御装置。 - 前記作業機油圧ポンプは、可変容量型の油圧ポンプであり、
前記作業機油圧ポンプからチルト制御弁を介して前記作業機に圧油が供給されることにより、前記作業機がチルト動作するものであり、
前記チルト制御弁の前後差圧が一定値となるように、前記作業機油圧ポンプの容量が制御されること
を特徴とする請求項1または2記載のフォークリフトのエンジン制御装置。 - 前記車体停止検出手段は、操作に応じて車体の走行方向を指示する走行方向指示手段が中立位置に位置されていることをもって、車体が停止していることを検出する手段であること
を特徴とする請求項1または2または3記載のフォークリフトのエンジン制御装置。 - 前記作業機操作手段は、
前記作業機をリフト上昇方向に作動させるリフト操作手段と、前記作業機をチルト方向に作動させるチルト操作手段と、前記作業機をアタッチメントに応じた方向に作動させるアタッチメント操作手段とからなり、
前記作業機操作状態検出手段は、
前記リフト操作手段がリフト上昇方向に操作されていないことを検出するとともに、前記アタッチメント操作手段が操作されていないことを検出するものであり、
前記判定手段は、
前記車体検出手段によって車体停止状態であることが検出され、前記作業機操作状態検出手段によって、前記リフト操作手段がリフト上昇方向に操作されていないことが検出され、かつ、前記アタッチメント操作手段が操作されていないことが検出された場合に、
前記車体が停止状態であって前記作業機が作動していない状態であるか、または、前記車体が停止状態であって前記作業機がリフト下降方向のみに単独作動している状態であるか、または、前記車体が停止状態であって前記作業機がチルト方向のみに単独作動している状態であると判定すること
を特徴とする請求項1または2または3または4記載のフォークリフトのエンジン制御装置。
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