WO2012033193A1

WO2012033193A1 - 作業車両のエンジンオーバーラン防止制御装置

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Publication number: WO2012033193A1
Application number: PCT/JP2011/070587
Authority: WO
Inventors: 由孝小野寺; 橋本　淳; 秀幸平岩; 慎治金子
Original assignee: 株式会社小松製作所
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2012-03-15
Also published as: JP2012057761A; US8855871B2; JP5332044B2; US20130218428A1; CN102859240B; DE112011103021T5; CN102859240A

Abstract

メカブレーキの効きを早めることなくエンジンのオーバーランを防止するようにして、エネルギーロスを抑制して、燃費悪化やブレーキ装置のクーリング能力低下という問題を解決する目的とする作業車両のエンジンオーバーラン防止制御装置である。エンジン回転数検出手段で検出された実際のエンジン回転数が、エンジンの最大回転数を超えた場合には、実際のエンジン回転数が高くなるほどインチング率の下限値を高く設定して、この実際のエンジン回転数に応じたインチング率の下限値と、ブレーキ操作手段のブレーキストロークに対応するインチング率設定手段で設定されたインチング率とのうちいずれか高い方のインチング率が得られるようにＨＳＴ油圧ポンプの容量を調整する。またエンジン回転数検出手段で検出された実際のエンジン回転数が、指令エンジン回転数を超えた場合であって、圧力時間変化率計測手段で計測されたＨＳＴ油圧ポンプの吸込み側の圧力の時間変化率が規定値以上になった場合には、当該圧力時間変化率が高くなるほどインチング率の下限値を高く設定して、この圧力時間変化率に応じたインチング率の下限値と、ブレーキ操作手段のブレーキストロークに対応するインチング率設定手段で設定されたインチング率とのうちいずれか高い方のインチング率が得られるようにＨＳＴ油圧ポンプの容量を調整する。

Description

作業車両のエンジンオーバーラン防止制御装置

　本発明は、静流体駆動式トランスミッション（ＨＳＴ；Hydro-Static Transmission）を搭載した作業車両のエンジンオーバーラン防止制御装置に関するものである。

　図１に示すように、フォークリフトなどの作業車両１には、静流体駆動式トランスミッション（ＨＳＴ；Hydro-Static Transmission）１７が備えられたものがある。このような作業車両１では、ＨＳＴ１７を構成するＨＳＴ油圧ポンプ１６の斜板１６ｃと、ＨＳＴ油圧モータ１８の斜板１８ｃの各傾転角を調整して各容量を変化させることにより、変速が行われる。

ＨＳＴを搭載した作業車両１には、アクセル操作手段（たとえばアクセルペダル）２５とブレーキ操作手段（たとえばブレーキペダル）２６と作業機操作レバー６が設けられている。アクセル操作手段２５が踏み込み操作されると、アクセル開度に応じたエンジン回転数Ｎｅが得られるようにエンジン８が制御される。ブレーキ操作手段２６はインチングの機能を兼用している。ブレーキ操作手段２６が踏み込み操作されると、ブレーキ操作手段２６のストロークＳの増加に応じてメカニカルブレーキとしてのブレーキ装置２２のブレーキ力としてのメカブレーキ率ＢＲが増大するとともに、インチング率ＩＲが低下するように、ＨＳＴ油圧ポンプ１６の斜板１６ｃが調整される。

ここで、インチング率ＩＲは、エンジン８の駆動力のＨＳＴ油圧ポンプ１６への分配比率を意味し、インチング率ＩＲが低下するほどエンジン８の駆動力のＨＳＴ油圧ポンプ１６への分配比率が低下し、作業機油圧ポンプ９への分配比率が増加する。

図２は、ブレーキストロークＳとメカブレーキ率ＢＲとの関係の特性Ｌ１、ブレーキストロークＳとインチング率ＩＲとの関係の特性Ｌ２を示す。

また図３は、エンジン回転数ＮｅとＨＳＴポンプ１６の吸収トルクＴとの関係の特性Ｌ３、Ｌ３´を示しており、ＨＳＴ油圧ポンプ１６の容量が低下してインチング率ＩＲが低下すると、それに応じて実線で示す吸収トルクＴが大きい特性Ｌ３から二点鎖線で示す吸収トルクＴが小さい特性Ｌ３´へと変化する。

オペレータがブレーキ操作手段２６を踏み込み操作すると、図２に示す特性Ｌ１にしたがいブレーキストロークＳの増加に応じてメカブレーキ率ＢＲが増大し、ブレーキ装置２２のブレーキ力が増大する。また図２に示す特性Ｌ２にしたがいブレーキストロークＳの増加に応じてＨＳＴ油圧ポンプ１６の容量が低下しインチング率ＩＲが低下する。これにより図３に示すように、ＨＳＴ油圧ポンプ１６の吸収トルクＴが低下する。ＨＳＴ油圧ポンプ１６の吸収トルクＴを低下させているのは、エンストを防止するためである。図２において、メカブレーキ率ＢＲとインチング率ＩＲが共に零よりも大きくなっている区間のことを「ラップ区間」という。ブレーキ操作手段２６の操作感覚等を考慮して最適な特性Ｌ１、Ｌ２が得られるようにラップ区間が定められる。

ブレーキ操作手段２６が踏み込み操作され、インチング率ＩＲが低下すると、駆動輪２４から逆向きの駆動力（制動力）がエンジン側に伝達され、エンジンブレーキがかかり、エンジン８の回転数Ｎｅが規定の最大回転数ＮｅHを越えて吹き上がる（エンジン８のオーバーラン）。これはＨＳＴ油圧ポンプ１６の容量が低下しているためである。

エンジン８のオーバーランは、エンジン８およびエンジン８周りのコンポーネント（補機類）の損傷を招くことから、これを回避する必要がある。

そこで、従来は、ブレーキ装置２２によるメカブレーキの効きを早めて、駆動輪２４からの駆動力をブレーキ装置２２で吸収して、エンジン８のオーバーランを防止するようにしていた。つまり、図２において、特性Ｌ１を図中左側にシフトさせた特性Ｌ１´´（破線にて示す）にしてラップ量を大きくとり、ブレーキストロークＳの初期段階でメカブレーキ率ＢＲが立ち上げるようにしていた。

本発明に関連する一般技術水準を示す特許文献としては、以下に示すものがある。

　下記特許文献１には、ＨＳＴを搭載したホイールショベルなどの作業車両において、車両がオーバーラン傾向となったときに、走行モータの容量を増加させて走行モータの出口側の主回路にブレーキ圧力を発生させて、このブレーキ圧力を油圧ポンプでトルク変換してエンジンに吸収させることによってブレーキ作用を得るという発明が記載されている。

　下記特許文献２には、ＨＳＴを搭載したホイールショベルなどの作業車両において、油圧ポンプの駆動軸に、ブレーキ装置付きのブレーキモータを接続し、車両がオーバーラン傾向となったときに、走行モータの容量を増加させて走行モータの出口側の主回路にブレーキ圧力を発生させるとともに、ブレーキモータの容量を増加させて、トルクをエンジンによって吸収させるとともに、ブレーキトルクを発生させることによって、オーバーランを防止せんとする発明が記載されている。
特開２００１－２３５０３２号公報特開２００９－２４７４７号公報

作業車両としてのフォークリフトが架台にゆっくり接近しながら積荷をすばやく積込む作業を行う場合を想定する。このときオペレータは、アクセル操作手段２５とブレーキ操作手段２６と作業機操作レバー６を同時に操作する。ここで図２において、特性Ｌ１を図中左側にシフトさせた特性Ｌ１´´（破線にて示す）にしてラップ量を大きくとり、ブレーキストロークＳの初期段階でメカブレーキ率ＢＲが立ち上げるようにしていると、駆動輪２４を一定の微速度で駆動させたいにもかかわらず、ブレーキを引き摺りながら車速を調整することになり、メカニカルロスが増大し、エネルギーロスが増大することになる。これにより燃料消費量の増加（燃費悪化）やブレーキ装置２２のクーリング能力が追いつかなくおそれがある。このためブレーキ装置２２のクーリング能力を高めるためにコストが増大するおそれが生じていた。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、メカブレーキの効きを早めることなくエンジンのオーバーランを防止するようにして、エネルギーロスを抑制して、燃費悪化やブレーキ装置のクーリング能力低下という問題を解決することを課題とするものである。

なお、いずれの特許文献にも、かかる課題は示唆されておらず、メカブレーキの効きを早めることなくエンジンのオーバーランを防止するために必要な手段の開示はない。

　第１発明は、
エンジンと、
前記エンジンを駆動源として駆動される作業機油圧ポンプおよびＨＳＴ油圧ポンプと、
　前記ＨＳＴ油圧ポンプを含んで構成され、前記エンジンの駆動力を駆動輪に伝達する静流体駆動式トランスミッションと、
アクセル操作手段と、
前記アクセル操作手段のアクセル開度に応じた指令エンジン回転数が得られるように前記エンジンを制御するエンジン回転数制御手段と、
ブレーキ操作手段と、
　前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークに応じたブレーキ力を発生して前記駆動輪を制動するブレーキ装置と、
前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークとインチング率の対応関係を設定するインチング率設定手段と、
前記エンジンの実際のエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記エンジン回転数検出手段で検出された実際のエンジン回転数が、所定の回転数以内に収まっている場合には、前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークに対応する前記インチング率設定手段で設定されたインチング率が得られるように前記ＨＳＴ油圧ポンプの容量を調整するとともに、
前記エンジン回転数検出手段で検出された実際のエンジン回転数が、前記所定の回転数を超えた場合には、前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークに対応する前記インチング率設定手段で設定されたインチング率よりも高いインチング率が得られるように前記ＨＳＴ油圧ポンプの容量を調整するポンプ容量制御手段と
を備えた作業車両のエンジンオーバーラン防止制御装置であることを特徴とする。

第２発明は、第１発明において、
前記エンジン回転数検出手段で検出された実際のエンジン回転数が、前記所定の回転数を超えた場合には、実際のエンジン回転数が高くなるほどインチング率の下限値を高く設定して、この実際のエンジン回転数に応じたインチング率の下限値と、前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークに対応する前記インチング率設定手段で設定されたインチング率とのうちいずれか高い方のインチング率が得られるように前記ＨＳＴ油圧ポンプの容量を調整すること
を特徴とする。

第３発明は、
エンジンと、
前記エンジンを駆動源として駆動される作業機油圧ポンプおよびＨＳＴ油圧ポンプと、
　前記ＨＳＴ油圧ポンプを含んで構成され、前記エンジンの駆動力を駆動輪に伝達する静流体駆動式トランスミッションと、
アクセル操作手段と、
前記アクセル操作手段のアクセル開度に応じた指令エンジン回転数が得られるように前記エンジンを制御するエンジン回転数制御手段と、
ブレーキ操作手段と、
　前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークに応じたブレーキ力を発生して前記駆動輪を制動するブレーキ装置と、
前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークとインチング率の対応関係を設定するインチング率設定手段と、
前記エンジンの実際のエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記ＨＳＴ油圧ポンプの吸込み側の圧力の時間変化率を計測する圧力時間変化率計測手段と、
前記エンジン回転数検出手段で検出された実際のエンジン回転数が、前記指令エンジン回転数以内に収まっている場合には、前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークに対応する前記インチング率設定手段で設定されたインチング率が得られるように前記ＨＳＴ油圧ポンプの容量を調整するとともに、
前記エンジン回転数検出手段で検出された実際のエンジン回転数が、前記指令エンジン回転数を超えた場合であって、前記圧力時間変化率計測手段で計測された前記ＨＳＴ油圧ポンプの吸込み側の圧力の時間変化率が規定値以上になった場合には、前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークに対応する前記インチング率設定手段で設定されたインチング率よりも高いインチング率が得られるように前記ＨＳＴ油圧ポンプの容量を調整するポンプ容量制御手段と
を備えた作業車両のエンジンオーバーラン防止制御装置であることを特徴とする。

第４発明は、第３発明において、
前記エンジン回転数検出手段で検出された実際のエンジン回転数が、前記指令エンジン回転数を超えた場合であって、前記圧力時間変化率計測手段で計測された前記ＨＳＴ油圧ポンプの吸込み側の圧力の時間変化率が規定値以上になった場合には、当該圧力時間変化率が高くなるほどインチング率の下限値を高く設定して、この圧力時間変化率に応じたインチング率の下限値と、前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークに対応する前記インチング率設定手段で設定されたインチング率とのうちいずれか高い方のインチング率が得られるように前記ＨＳＴ油圧ポンプの容量を調整すること
を特徴とする。

（発明の効果）
　第１発明、第２発明によれば、実際のエンジン回転数が、所定の回転数を超えた場合には、ブレーキストロークに対応するインチング率よりも高いインチング率が得られるようにＨＳＴ油圧ポンプの容量を調整するようにしたので、エンジンのオーバーラン回転数域で、駆動輪から駆動力がエンジン側に伝達され難くなり、エンジンのオーバーランを防止することができる。

　第３発明、第４発明によれば、実際のエンジン回転数が、指令エンジン回転数を超えた場合であって、ＨＳＴ油圧ポンプの吸込み側の圧力の時間変化率が規定値以上になった場合には、ブレーキストロークに対応するインチング率よりも高いインチング率が得られるようにＨＳＴ油圧ポンプの容量を調整するようにしたので、急激なエンジン回転数の増加を抑制でき、エンジンのオーバーランを防止できる。

　以下、図面を参照して本発明に係る作業車両のエンジンオーバーラン制御装置の実施の形態について説明する。なお、以下では、作業車両１としてフォークリフトを想定する。しかし、本発明は、フォークリフト以外の作業車両にも同様に適用することができる。

　図４は、作業車両１としてのフォークリフトの車体３の側面図である。

　同図４に示すように、作業車両１の車体３の前方には、作業機２としてのマスト４およびフォーク５が設けられている。マスト４は、車体３に左右一対のチルトシリンダ８を介して支持されている。

　運転席には、作業機操作レバー６と、走行方向指示レバー１３と、アクセル操作手段２５と、ブレーキ操作手段２６が設けられている。アクセル操作手段２５、ブレーキ操作手段１３は、たとえば操作ペダルで構成される。

走行方向指示レバー１３は、操作に応じて車体３の走行方向、つまり前進方向Ｆまたは後進方向Ｒを指示する。

作業機操作レバー６の操作に応じて作業機２が駆動されマスト４がチルトされたり、フォーク５がリフトされたりして、フォーク５に載せられた荷物の位置、姿勢を所望の位置、姿勢に変化させることができる。

　図５は、実施例の作業車両１の動力伝達系の構成を示す。

作業車両１には、走行装置７と作業機２が備えられている。走行装置７は、エンジン８によって駆動される。作業機２は、エンジン８を駆動源として作業機油圧ポンプ９から吐出される圧油が制御弁１０を介して作業機油圧アクチュエータ１１に供給されることによって作動する。作業機操作レバー６の操作に応じて制御弁１０の開度が変化する。

　アクセル操作手段２５が踏み込み操作されると、アクセル開度に応じたエンジン回転数Ｎｅが得られるようにエンジン８が制御される。エンジン８の実際の回転数Ｎｅは、エンジン回転数検出手段３１によって検出される。

　エンジン８の駆動力は、ＰＴＯ軸１４を介して作業機油圧ポンプ９およびＨＳＴ油圧ポンプ１６に伝達される。ＨＳＴ油圧ポンプ１６から駆動輪２４までの動力伝達系は、走行装置７を構成する。

静流体駆動式トランスミッション（ＨＳＴ；Hydro-Static Transmission）１７は、ＨＳＴ油圧ポンプ１６と、ＨＳＴ油圧モータ１８と、ＨＳＴ油圧ポンプ１６の各ポート１６ａ、１６ｂと、ＨＳＴ油圧モータ１８の各流入出口１８ａ、１８ｂとをそれぞれ連通する油路１９Ａ、１９Ｂとからなる。ここで、説明の便宜上、ＨＳＴ油圧ポンプ１６の一方のポート１６ａを「Ａポート」と呼び、ＨＳＴ油圧ポンプ１６の一方のポート１６ａとＨＳＴ油圧モータ１８の一方の流入出口１８ａとを連通する通路１９Ａを「Ａポート側の通路」と呼ぶ。またＨＳＴ油圧ポンプ１６の他方のポート１６ｂを「Ｂポート」と呼び、ＨＳＴ油圧ポンプ１６の他方のポート１６ｂとＨＳＴ油圧モータ１８の他方の流入出口１８ｂとを連通する通路１９Ｂを「Ｂポート側の通路」と呼ぶ。

ＨＳＴ油圧ポンプ１６の吐出側のポートをＡポートまたはＢポートに切り換えることにより、車体３は前進または後進する。ＨＳＴ油圧ポンプ１６のＡポート１６ａから圧油を吐出させると、車体３は前進する。このときＨＳＴ油圧ポンプ１６のＢポート１６ｂは吸込み側のポートとなる。ＨＳＴ油圧ポンプ１６のＢポート１６ｂから圧油を吐出させると、車体３は後進する。このときＨＳＴ油圧ポンプ１６のＡポート１６ａは吸込み側のポートとなる。Ａポート側の通路１９Ａには、ＨＳＴ油圧ポンプ１６のＡポート１６ａの圧力（Ａポート圧）を検出するＡポート圧センサ３２が設けられている。Ｂポート側の通路１９Ｂには、ＨＳＴ油圧ポンプ１６のＢポート１６ｂの圧力（Ｂポート圧）を検出するＢポート圧センサ３３が設けられている。

また、ＨＳＴ油圧ポンプ１６の斜板１６ｃと、ＨＳＴ油圧モータ１８の斜板１８ｃの各傾転角を調整して各容量を変化させることにより、変速が行われる。

ＨＳＴ油圧モータ１８の駆動力は、デファレンシャルギア２０を介してアクスル２１に伝達される。アクスル２１には、メカブレーキとしてのブレーキ装置２２とファイナルギア２３が設けられている。ファイナルギア２３の出力軸は、駆動輪２４に連結されている。このためエンジン８が稼動しており、アクセル操作手段２５が踏み込み操作され、走行方向指示レバー１３が前進方向Ｆ若しくは後進方向Ｒに操作された場合には、駆動輪２４が回転駆動して前進走行または後進走行する。

走行方向指示レバー１３が操作されて前進方向Ｆが指示されると、ＨＳＴ油圧ポンプ１６のＡポート１６ａから圧油が吐出され、車体３は前進する。また、走行方向指示レバー１３が操作されて後進方向Ｒが指示されると、ＨＳＴ油圧ポンプ１６のＢポート１６ｂから圧油が吐出され、車体３は後進する。

作業機油圧ポンプ９の駆動軸には、ブレーキ油圧ポンプ２８が連結しており、エンジン８を駆動源としてブレーキ油圧ポンプ２８が駆動される。ブレーキ油圧ポンプ２８から吐出された圧油はブレーキバルブ２９を介してブレーキ装置２２に供給される。ブレーキバルブ２９の開度は、ブレーキ操作手段２６の操作量、つまりブレーキストロークＳの増加に応じて大きくなり、それに応じてブレーキ油圧ポンプ２８からブレーキ装置２２に供給される油量が増大して、ブレーキ装置２２で発生するブレーキ力が大きくなる。すなわちブレーキ操作手段２６が踏み込み操作されると、その踏み込み操作量としてのブレーキストロークＳの増加に応じて、メカブレーキ率ＢＲが大きくなり、ブレーキ装置２２で発生するブレーキ力が大きくなる。

またブレーキ操作手段２６が踏み込み操作されると、その踏み込み操作量としてのブレーキストロークＳの増加に応じて、ＨＳＴ油圧ポンプ１６の容量が小さくなり、ＨＳＴ油圧ポンプ１６の吸収トルクＴが低下する。つまりブレーキ操作手段２６が踏み込み操作されると、インチング率ＩＲが低下するようにＨＳＴ油圧ポンプ１６の斜板１６ｃが調整される。

したがって、ブレーキ操作手段２６のブレーキストロークＳが大きくなるほど、エンジン８から駆動輪２４に伝達される駆動力が小さくなるとともに、ブレーキ装置２２で発生するブレーキ力が大きくなり、車体３を停止状態にすることができる。

このようにブレーキ操作手段２６はインチングの機能を兼用している。

ブレーキ操作手段２６が踏み込み操作され、インチング率ＩＲが低下すると、駆動輪２４から駆動力（制動力）がエンジン８側に伝達され、エンジンブレーキがかかり、エンジン８の回転数Ｎｅが規定の最大回転数ＮｅHを越えて吹き上がる（エンジン８のオーバーラン）おそれがある。これはＨＳＴ油圧ポンプ１６の容量が低下しているためである。

エンジン８のオーバーランは、エンジン８およびエンジン８周りのコンポーネント（補機類）の損傷を招くことから、これを回避する必要がある。本実施例では、ブレーキ装置２２によるメカブレーキの効きを早めることなく防止している。このエンジンオーバーラン防止制御について図６を参照して説明する。

図６は、作業車両１の制御系の構成を示す。

ブレーキ操作手段２６には、ブレーキストロークＳを検出するブレーキ検出手段３５が設けられている。ブレーキ検出手段３５は、たとえばポテンショメータで構成される。ブレーキ検出手段３５の検出信号は、コントローラ３０に入力される。

エンジン回転数検出手段３１で検出されたエンジン８の実際の回転数Ｎｅを示す信号は、コントローラ３０に入力される。

Ａポート圧センサ３２、Ｂポート圧センサ３３の検出信号は、コントローラ３０に入力される。

走行方向指示レバー１３には、走行方向指示レバー１３により前進方向Fまたは後進方向Rを指示されていること、あるいは中立位置Nに位置されていることを検出するFRスイッチ２７が設けられている。FRスイッチ２７の検出信号は、コントローラ３０に入力される。

アクセル操作手段２５には、踏込み操作量としてのアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段３４が設けられている。アクセル開度検出手段３４は、たとえばポテンショメータで構成される。アクセル開度検出手段３４の検出信号は、コントローラ３０に入力される。

　コントローラ３０には、インチング率設定手段３６と、圧力時間変化率計測手段３７と、エンジン回転数制御手段３８と、第１オーバーラン防止係数計算部３９と、第２オーバーラン防止係数計算部４０と、条件判定部４３と、小選択部４４と、１００％設定部４５と、オン／オフ切換部４６と、１／１００乗算部４７と、下限値演算部４８と、大選択部４９と、ポンプ容量制御手段５０が設けられている。

インチング率設定手段３６では、ブレーキストロークＳとインチング率ＩＲの対応関係、つまり図２に示す特性Ｌ２が設定されている。ブレーキ検出手段３５で検出された現在のブレーキストロークＳを示す信号は、インチング率設定手段３６に入力され、現在のブレーキストロークＳに対応するインチング率ＩＲが特性Ｌ２より読み出される。読み出されたインチング率ＩＲは、下限値演算部４８および大選択部４９に入力される。

エンジン回転数検出手段３１で検出されたエンジン８の実際の回転数Ｎｅを示す信号は、第１オーバーラン防止係数計算部３９および条件判定部４３に入力される。

圧力時間変化率計測手段３７では、ＨＳＴ油圧ポンプ１６の吸込み側ポートのポート圧の時間変化率が計測される。圧力時間変化率計測手段３７は、Ａポート圧センサ３２、Ｂポート圧センサ３３、ＦＲスイッチ２７の各検出信号に基づき計測を行う。

すなわち、ＦＲスイッチ２７で前進方向Ｆが検出されている場合には、ＨＳＴ油圧ポンプ１６の吸込み側ポートがＢポート１６ｂであるため、Ｂポート圧センサ３３で検出されるＢポート圧の単位時間当たりの圧力上昇分（ｋｇ／ｃｍ２）が計測される。単位時間は、たとえば制御のサイクルである。同様にＦＲスイッチ２７で後進方向Ｒが検出されている場合には、ＨＳＴ油圧ポンプ１６の吸込み側ポートがＡポート１６ａであるため、Ａポート圧センサ３２で検出されるＡポート圧の単位時間当たりの圧力上昇分（ｋｇ／ｃｍ２）が計測される。計測されたＨＳＴ油圧ポンプ１６の吸込み側ポートの単位時間当たりの圧力上昇分（ｋｇ／ｃｍ２）は、第２オーバーラン防止係数計算部４０に入力される。

アクセル開度検出手段３４で検出されたアクセル開度を示す信号は、エンジン回転数制御手段３８および条件判定部４３に入力される。

エンジン回転数制御手段３８では、アクセル操作手段２５のアクセル開度に対応する指令エンジン回転数が求められる。そして、指令エンジン回転数が得られるようにエンジン８が制御される。ここで、指令エンジン回転数は、エンジン８の最大回転数ＮｅHを越えた回転数、つまりエンジンオーバーラン域の回転数に設定されない。

エンジン８の制御は、エンジン回転数制御手段３８とガバナ４１と燃料噴射ポンプ４２によって行なわれる。

エンジン回転数制御手段３８は、指令エンジン回転数を得るための制御指令を生成し、ガバナ４１に出力する。

ガバナ４１は、制御指令として与えられた指令エンジン回転数にするための燃料噴射量指令を生成し、燃料噴射ポンプ４２に出力する。燃料噴射ポンプ４２は、燃料噴射量指令として与えられた燃料噴射量が得られるようにエンジン８に燃料を噴射する。

ポンプ容量制御手段５０は、つぎのような制御を行なう。

１）エンジン回転数検出手段３１で検出された実際のエンジン回転数Ｎｅが、エンジン８の最大回転数ＮｅH以内に収まっている場合には、ブレーキ操作手段２６のブレーキストロークＳに対応するインチング率設定手段３６で設定されたインチング率ＩＲが得られるようにＨＳＴ油圧ポンプ１６の容量を調整する。

２）エンジン回転数検出手段３１で検出された実際のエンジン回転数Ｎｅが、エンジン８の最大回転数ＮｅHを超えた場合には、ブレーキ操作手段２６のブレーキストロークＳに対応するインチング率設定手段３６で設定されたインチング率ＩＲよりも高いインチング率ＩＲLが得られるようにＨＳＴ油圧ポンプ１６の容量を調整する。

上記２）の制御は、具体的な制御はつぎの３）のとおりである。

３）エンジン回転数検出手段３１で検出された実際のエンジン回転数Ｎｅが、エンジン８の最大回転数ＮｅHを超えた場合には、実際のエンジン回転数Ｎｅが高くなるほどインチング率の下限値ＩＲLを高く設定して、この実際のエンジン回転数Ｎｅに応じたインチング率の下限値ＩＲLと、ブレーキ操作手段２６のブレーキストロークＳに対応するインチング率設定手段３６で設定されたインチング率ＩＲとのうちいずれか高い方のインチング率が得られるようにＨＳＴ油圧ポンプ１６の容量を調整する。

４）エンジン回転数検出手段３１で検出された実際のエンジン回転数Ｎｅが、指令エンジン回転数以内に収まっている場合には、ブレーキ操作手段２６のブレーキストロークＳに対応するインチング率設定手段３６で設定されたインチング率ＩＲが得られるようにＨＳＴ油圧ポンプ１６の容量を調整する。

５）エンジン回転数検出手段３１で検出された実際のエンジン回転数Ｎｅが、指令エンジン回転数を超えた場合であって、圧力時間変化率計測手段３７で計測されたＨＳＴ油圧ポンプ１６の吸込み側の圧力の時間変化率が規定値以上になった場合には、ブレーキ操作手段２６のブレーキストロークＳに対応するインチング率設定手段３６で設定されたインチング率ＩＲよりも高いインチング率ＩＲLが得られるようにＨＳＴ油圧ポンプ１６の容量を調整する。

上記５）の制御は、具体的な制御はつぎの６）のとおりである。

６）エンジン回転数検出手段３１で検出された実際のエンジン回転数Ｎｅが、指令エンジン回転数を超えた場合であって、圧力時間変化率計測手段３７で計測されたＨＳＴ油圧ポンプ１６の吸込み側の圧力の時間変化率が規定値以上になった場合には、当該圧力時間変化率が高くなるほどインチング率の下限値ＩＲLを高く設定して、この圧力時間変化率に応じたインチング率の下限値ＩＲLと、ブレーキ操作手段２６のブレーキストロークＳに対応するインチング率設定手段３６で設定されたインチング率ＩＲとのうちいずれか高い方のインチング率が得られるようにＨＳＴ油圧ポンプ１６の容量を調整する。

すなわち、第１オーバーラン防止係数計算部３９では、実際のエンジン回転数Ｎｅに応じて第１オーバーラン防止係数ｋｓ1が計算される。エンジン回転数Ｎｅがエンジン８の最大回転数ＮｅH以内に収まっている場合には、第１オーバーラン防止係数ｋｓ1は、１００％となる。実際のエンジン回転数Ｎｅが、エンジン８の最大回転数ＮｅHを超えエンジンオーバーラン回転数域に達すると、実際のエンジン回転数Ｎｅが高くなるほど第１オーバーラン防止係数ｋｓ1が小さくなり、最小値０％に達すると、それ以上の回転数では最小値０％を維持する。

第１オーバーラン防止係数計算部３９で計算された第１オーバーラン防止係数ｋｓ1は、小選択部４４に入力される。

第２オーバーラン防止係数計算部４０では、ＨＳＴ油圧ポンプ１６の吸込み側ポートの単位時間当たりの圧力上昇分（ｋｇ／ｃｍ２）に応じて第２オーバーラン防止係数ｋｓ2が計算される。圧力上昇分が規定値よりも下回っている場合には、第２オーバーラン防止係数ｋｓ2は、１００％となる。圧力上昇分が規定値以上となると、圧力上昇分が高くなるほど第２オーバーラン防止係数ｋｓ2が小さくなる。なお、たとえば所定の圧力上昇分以上になると、第２オーバーラン防止係数ｋｓ2は、サチュレートし一定値を維持する。

第２オーバーラン防止係数計算部４０で計算された第２オーバーラン防止係数ｋｓ2は、小選択部４４に入力される。

小選択部４４では、第１オーバーラン防止係数ｋｓ1と第２オーバーラン防止係数ｋｓ2とのうちいずれか小さい方が選択される。

１００％設定部４５では、数値「１００％」が設定されている。

条件判定部４３では、アクセル操作手段２５のアクセル開度に対応する指令エンジン回転数が求められる。そして、エンジン回転数検出手段３１で検出された実際のエンジン回転数Ｎｅが、指令エンジン回転数以内に収まっているか（オフ）、あるいはエンジン回転数検出手段３１で検出された実際のエンジン回転数Ｎｅが、指令エンジン回転数を超えているか（オン）が判定される。この判定は、駆動輪２４から駆動力（制動力）がエンジン８側に伝達されているかどうかを判定するために行うものである。実際のエンジン回転数Ｎｅが、指令エンジン回転数以内に収まっている場合には、駆動輪２４から駆動力（制動力）がエンジン８側に伝達されてはおらずエンジンオーバーランを引き起こすおそれはないと判断して、判定値オフを出力する。また実際のエンジン回転数Ｎｅが、指令エンジン回転数を超えている場合には、駆動輪２４から駆動力（制動力）がエンジン８側に伝達されておりエンジンオーバーランを引き起こすおそれがあると判断して、判定値オンを出力する。

条件判定部４３のオン／オフの判定値に応じてオン／オフ切換部４６が切換動作する。

判定値オフの場合には、オン／オフ切換部４６はオフ側に切り換えられ、１００％設定部４５で設定された数値「１００％」が１／１００乗算部４７に入力される。

判定値オンの場合には、オン／オフ切換部４６はオン側に切り換えられ、小選択部４４で選択された第１オーバーラン防止係数ｋｓ1あるいは第２オーバーラン防止係数ｋｓ2が１／１００乗算部４７に入力される。

１／１００乗算部４７では、入力された数値（１００％または第１オーバーラン防止係数ｋｓ1あるいは第２オーバーラン防止係数ｋｓ2）に「１／１００」が乗算される。乗算結果はオーバーラン防止係数ｋｓとして下限値演算部４８に入力される。

下限値演算部４８では、インチング率設定手段３６より入力されたインチング率ＩＲと、１／１００乗算部４７より入力されたオーバーラン防止係数ｋｓと基づいて、下記の演算、
　ＩＲL＝１００％－ｋs×（１００％－ＩＲ）　…（１）
が行われ、インチング率下限値ＩＲLが求められる。演算されたインチング率下限値ＩＲLは、大選択部４９に入力される。

　大選択部４９では、インチング率設定手段３６より入力されたインチング率ＩＲと下限値演算部４８より入力されたインチング率下限値ＩＲLとのうちいずれか大きい方が選択される。大選択部４９で選択されたインチング率ＩＲあるいはインチング率下限値ＩＲLは、ポンプ容量制御手段５０に入力される。

　以下、上記１）～６）の制御が行われる場合を例示する。

例１）　条件判定部４３から判定値オフが出力されている場合には、ポンプ容量制御手段５０は、インチング率設定手段３６で設定されたブレーキストロークＳに応じたインチング率ＩＲが得られるようにＨＳＴ油圧ポンプ１６の容量を調整する。これは上記１）または４）の制御が行われていることを意味する。

例２）　条件判定部４３から判定値オンが出力されている場合であっても、第１オーバーラン防止係数計算部３９から１００％の第１オーバーラン防止係数ｋｓ1が出力されており、第２オーバーラン防止係数計算部４０から１００％の第２オーバーラン防止係数ｋｓ2が出力されている場合には、ポンプ容量制御手段５０は、インチング率設定手段３６で設定されたブレーキストロークＳに応じたインチング率ＩＲが得られるようにＨＳＴ油圧ポンプ１６の容量を調整する。これは上記１）または４）の制御が行われていることを意味する。条件判定部４３から判定値オンが出力されている場合であって、第１オーバーラン防止係数計算部３９から１００％の第１オーバーラン防止係数ｋｓ1が出力されている状態とは、たとえば駆動輪２４から駆動力（制動力）がエンジン８側に伝達されてはいるものの未だエンジンオーバーラン回転数域には到達していない状態のときである。また条件判定部４３から判定値オンが出力されている場合であって、第２オーバーラン防止係数計算部４０から１００％の第２オーバーラン防止係数ｋｓ2が出力されている状態とは、たとえば駆動輪２４から駆動力（制動力）がエンジン８側に伝達されてはいるものの圧力上昇分が未だ規定値に達していない状態のときである。

例３）条件判定部４３から判定値オンが出力されており（実際のエンジン回転数Ｎｅは最大回転数ＮｅHを越えており）、第１オーバーラン防止係数計算部３９から１００％よりも小さい第１オーバーラン防止係数ｋｓ1が出力されている場合には、ポンプ容量制御手段５０は、下限値演算手段４８で演算されたインチング率下限値ＩＲLが得られるようにＨＳＴ油圧ポンプ１６の容量を調整する。これは上記２）あるいは３）の制御が行われていることを意味する。

例４）条件判定部４３から判定値オンが出力されており（実際のエンジン回転数Ｎｅは指令エンジン回転数を越えており）、第２オーバーラン防止係数計算部４０から１００％よりも小さい第２オーバーラン防止係数ｋｓ2が出力されている場合には、ポンプ容量制御手段５０は、下限値演算手段４８で演算されたインチング率下限値ＩＲLが得られるようにＨＳＴ油圧ポンプ１６の容量を調整する。これは上記５）あるいは６）の制御が行われていることを意味する。

例５）条件判定部４３から判定値オンが出力されており（実際のエンジン回転数Ｎｅは最大回転数ＮｅHを越えており（実際のエンジン回転数Ｎｅは指令エンジン回転数を越えており））、第１オーバーラン防止係数計算部３９から１００％よりも小さい第１オーバーラン防止係数ｋｓ1が出力されており、かつ第２オーバーラン防止係数計算部４０から１００％よりも小さい第２オーバーラン防止係数ｋｓ2が出力されている場合には、ポンプ容量制御手段５０は、下限値演算手段４８で演算されたインチング率下限値ＩＲLが得られるようにＨＳＴ油圧ポンプ１６の容量を調整する。これは上記２）あるいは３）および上記５）あるいは６）の制御が行われていることを意味する。

第１オーバーラン防止係数計算部３９から１００％よりも小さい第１オーバーラン防止係数ｋｓ1が出力されており、かつ第２オーバーラン防止係数計算部４０から１００％よりも小さい第２オーバーラン防止係数ｋｓ2が出力されている場合には、いずれか小さい方を選択して、その選択された値に基づきインチング率下限値ＩＲLを演算するようにしているが、これは、小さい方を選択することで、エンジンオーバーランの抑制の効果をより大きくするためである。

なお、図６では、第１オーバーラン防止係数計算部３９、第２オーバーラン防止係数計算部４０の両方を設けているが、いずれか一方を省略する実施も可能である。なお、この場合には、小選択部４４についても省略することができる。

第２オーバーラン防止係数計算部４０を省略して第１オーバーラン防止係数計算部３９を設ける実施の場合には、さらに、条件判定部４３、オン／オフ切換部４６についても省略することができ、第１オーバーラン防止係数計算部３９で計算された第１オーバーラン防止係数ｋｓ1を直接１／１００乗算部４７に入力させればよい。

第２オーバーラン防止係数計算部４０を省略して第１オーバーラン防止係数計算部３９を設けた場合には、ポンプ容量制御手段５０で、上記１）および２）あるいは３）の制御が行われる。この結果、実際のエンジン回転数Ｎｅが、エンジン８の最大回転数ＮｅHを超えた場合に、ブレーキストロークＳに対応するインチング率ＩＲよりも高いインチング率ＩＲLが得られるようにＨＳＴ油圧ポンプ１６の容量が調整されることになるため、エンジン８のオーバーラン回転数域で、駆動輪２４から駆動力がエンジン８側に伝達され難くなり、エンジン８のオーバーランを防止することができる。

また第１オーバーラン防止係数計算部３９を省略して第２オーバーラン防止係数計算部４０を設けた場合には、ポンプ容量制御手段５０で、上記４）および５）あるいは６）の制御が行われる。この結果、実際のエンジン回転数Ｎｅが、指令エンジン回転数を超えた場合であって、ＨＳＴ油圧ポンプ１６の吸込み側の圧力の時間変化率が規定値以上になった場合に、ブレーキストロークに対応するインチング率よりも高いインチング率が得られるようにＨＳＴ油圧ポンプの容量が調整されることになるため、急激なエンジン回転数の増加を抑制でき、エンジン８のオーバーランを防止できる。

図６では、実際のエンジン回転数Ｎｅに基づき第１オーバーラン防止係数ｋｓ1を求め、さらに第１オーバーラン防止係数ｋｓ1に基づきインチング率下限値ＩＲLを演算するようにしている。しかし、図７に示すような実際のエンジン回転数Ｎｅとインチング率下限値ＩＲLとの対応関係を設定しておき、実際のエンジン回転数Ｎｅに基づき直接インチング率下限値ＩＲLを求める実施も可能である。なお、図７では、エンジン８の最大回転数ＮｅHを超えた場合に、実際のエンジン回転数Ｎｅが高くなるほどインチング率の下限値ＩＲLが０％より徐々に高くなり、所定の回転数で１００％に達した後はその１００％を維持するように設定されている。

この場合、図７で得られたインチング率下限値ＩＲLを直接、図６の大選択部４９に入力させることで、上記１）および２）あるいは３）の制御が行われる。

同様に、図６では、圧力上昇分に基づき第２オーバーラン防止係数ｋｓ2を求め、さらに第２オーバーラン防止係数ｋｓ2に基づきインチング率下限値ＩＲLを演算するようにしている。しかし、図８に示すような圧力上昇分とインチング率下限値ＩＲLとの対応関係を設定しておき、圧力上昇分に基づき直接インチング率下限値ＩＲLを求める実施も可能である。なお、図８では、圧力上昇分が規定値以上になった場合に、圧力時間変化率が高くなるほどインチング率下限値ＩＲLが０％より徐々に高くなり、圧力上昇分が所定値に達するとインチング率下限値ＩＲLがサチュレートしその後一定値を維持するように設定されている。

この場合、図８で得られたインチング率下限値ＩＲLをオン／オフ切換部４６を介して直接、図６の大選択部４９に入力させることで、上記４）および５）あるいは６）の制御が行われる。

もちろん、図６の実施例と同様に、図７で得られたインチング率下限値ＩＲLと図８で得られたインチング率下限値ＩＲLとのうちいずれか小さい方を小選択部４４で選択し、いずれか小さい方をオン／オフ切換部４６を介して直接、図６の大選択部４９に入力させる実施も可能である。この場合、図６の実施例と同様に、上記１）および上記２）あるいは３）および４）および５）あるいは６）の制御が行われる。

以上のようにして実施例によれば、メカブレーキの効きを早めることなくエンジン８のオーバーランを防止することができるようになる。この結果、エネルギーロスが抑制され、燃費悪化やブレーキ装置のクーリング能力低下という問題を解決することができるようになる。また、図２において、特性Ｌ１を図中右側にシフトさせた特性Ｌ１´（一点鎖線にて示す）にしてラップ量を小さくとることが可能となる。このためラップ量の調整の自由度が広がり、ブレーキ操作手段２６の操作感覚等の調整を柔軟に行うことが可能となる。

図１は、作業車両の動力伝達系の構成を示す図である。図２は、ブレーキストロークとメカブレーキ率との関係の特性およびブレーキストロークとインチング率との関係の特性を示す図である。図３は、エンジン回転数とＨＳＴポンプの吸収トルクとの関係の特性を示す図である。図４は、作業車両としてのフォークリフトの車体の側面図である。図５は、実施例の作業車両の動力伝達系の構成を示す図である。図６は、実施例の作業車両の制御系の構成を示す図である。図７は、エンジン回転数とインチング率下限値との対応関係を示す図である。図８は、圧力上昇分とインチング率下限値との対応関係を示す図である。

Claims

エンジンと、
前記エンジンを駆動源として駆動される作業機油圧ポンプおよびＨＳＴ油圧ポンプと、
　前記ＨＳＴ油圧ポンプを含んで構成され、前記エンジンの駆動力を駆動輪に伝達する静流体駆動式トランスミッションと、
アクセル操作手段と、
前記アクセル操作手段のアクセル開度に応じた指令エンジン回転数が得られるように前記エンジンを制御するエンジン回転数制御手段と、
ブレーキ操作手段と、
　前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークに応じたブレーキ力を発生して前記駆動輪を制動するブレーキ装置と、
前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークとインチング率の対応関係を設定するインチング率設定手段と、
前記エンジンの実際のエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記エンジン回転数検出手段で検出された実際のエンジン回転数が、所定の回転数以内に収まっている場合には、前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークに対応する前記インチング率設定手段で設定されたインチング率が得られるように前記ＨＳＴ油圧ポンプの容量を調整するとともに、
前記エンジン回転数検出手段で検出された実際のエンジン回転数が、前記所定の回転数を超えた場合には、前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークに対応する前記インチング率設定手段で設定されたインチング率よりも高いインチング率が得られるように前記ＨＳＴ油圧ポンプの容量を調整するポンプ容量制御手段と
を備えたことを特徴とする作業車両のエンジンオーバーラン防止制御装置。
前記エンジン回転数検出手段で検出された実際のエンジン回転数が、前記所定の回転数を超えた場合には、実際のエンジン回転数が高くなるほどインチング率の下限値を高く設定して、この実際のエンジン回転数に応じたインチング率の下限値と、前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークに対応する前記インチング率設定手段で設定されたインチング率とのうちいずれか高い方のインチング率が得られるように前記ＨＳＴ油圧ポンプの容量を調整すること
を特徴とする請求項１記載の作業車両のエンジンオーバーラン防止制御装置。
エンジンと、
前記エンジンを駆動源として駆動される作業機油圧ポンプおよびＨＳＴ油圧ポンプと、
　前記ＨＳＴ油圧ポンプを含んで構成され、前記エンジンの駆動力を駆動輪に伝達する静流体駆動式トランスミッションと、
アクセル操作手段と、
前記アクセル操作手段のアクセル開度に応じた指令エンジン回転数が得られるように前記エンジンを制御するエンジン回転数制御手段と、
ブレーキ操作手段と、
　前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークに応じたブレーキ力を発生して前記駆動輪を制動するブレーキ装置と、
前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークとインチング率の対応関係を設定するインチング率設定手段と、
前記エンジンの実際のエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記ＨＳＴ油圧ポンプの吸込み側の圧力の時間変化率を計測する圧力時間変化率計測手段と、
前記エンジン回転数検出手段で検出された実際のエンジン回転数が、前記指令エンジン回転数以内に収まっている場合には、前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークに対応する前記インチング率設定手段で設定されたインチング率が得られるように前記ＨＳＴ油圧ポンプの容量を調整するとともに、
前記エンジン回転数検出手段で検出された実際のエンジン回転数が、前記指令エンジン回転数を超えた場合であって、前記圧力時間変化率計測手段で計測された前記ＨＳＴ油圧ポンプの吸込み側の圧力の時間変化率が規定値以上になった場合には、前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークに対応する前記インチング率設定手段で設定されたインチング率よりも高いインチング率が得られるように前記ＨＳＴ油圧ポンプの容量を調整するポンプ容量制御手段と
を備えたことを特徴とする作業車両のエンジンオーバーラン防止制御装置。
前記エンジン回転数検出手段で検出された実際のエンジン回転数が、前記指令エンジン回転数を超えた場合であって、前記圧力時間変化率計測手段で計測された前記ＨＳＴ油圧ポンプの吸込み側の圧力の時間変化率が規定値以上になった場合には、当該圧力時間変化率が高くなるほどインチング率の下限値を高く設定して、この圧力時間変化率に応じたインチング率の下限値と、前記ブレーキ操作手段のブレーキストロークに対応する前記インチング率設定手段で設定されたインチング率とのうちいずれか高い方のインチング率が得られるように前記ＨＳＴ油圧ポンプの容量を調整すること
を特徴とする請求項３記載の作業車両のエンジンオーバーラン防止制御装置。