JP2017036673A - 車両の動力伝達系回転制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両を急加速操作した場合でも、過大なトルクが動力伝達系に掛かるのを防止することができる車両の動力伝達系回転制御装置を提供する。
【解決手段】動力伝達系回転制御装置２０は、エンジン２の出力Ｐをトルクコンバータ３の入力軸４に伝達し、変速した回転動力Ｑを出力軸７から動力伝達系８に伝達して走行するキャリヤ１に搭載される。操作時のアクセル操作量Ｌと、アイドリング回転数と上限の回転数との範囲にある回転領域内で、回転数の変化増減量δを累積的に加えてなるアクセル指令値Ｍと、を有する。目標のアクセル操作量Ｌの値に達するまでの間、アクセル指令値Ｍを、アクセルの操作時間ｔを変数とする傾きαの一次関数で、傾きαの大きさを抑制した状態で処理してなる回転数応答遅延手段２１を備える。キャリヤ１が正の加速度を有した後退走行状態では、回転数応答遅延手段２１の実行で、入力軸４の回転を制御する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば、重量物を搬送するキャリヤ等で、トルクコンバータを通じて、エンジンの出力を動力伝達系に伝達して走行する車両の動力伝達系回転制御装置に関する。

特許文献１は、スピードスプレーヤー等の自走車両を対象としたエンジン出力制御装置について、開示されている。この装置は、自走車両のエンジンから駆動輪へ回転動力を伝達する動力伝達系で、この動力伝達系にかかるトルクを検出する歪ゲージと、この歪ゲージにより検出されたトルクが過大である場合に、エンジンの出力を強制的に低下させるアクチュエータを備えたものである。特許文献１によれば、動力伝達系にかかるトルクが過大になるのを回避して、過大なトルクに因る動力伝達系の破損を防止することができるとされている。

ところで、製鉄所や造船所等の工場内では、１００トンを超える重量物を移動先まで搬送するのに、キャリヤが用いられている。その一種である機械式キャリヤは、エンジンからの出力をトルクコンバータ（torque converter）に伝達して変速し、変速した回転力をプロペラシャフトに伝えて、差動装置等を介して駆動輪に伝達されて走行する。トルクコンバータは、前進複数段のギヤと後退１段のギヤからなり、ロックアップ機構のない変速機である。前進１速ギヤ等とバックギヤとを選択することにより、機械式キャリヤは、前進または後退する。従来、このような機械式キャリヤは、特許文献１のようなエンジン出力制御装置を備えておらず、プロペラシャフトや差動装置等の動力伝達系にかかるトルクの制御は、行われていない。

特開平３−２７５９５１号公報

しかしながら、トルクコンバータでは、出力軸側の回転動力は、エンジンから出力される回転力を入力した入力軸側のポンプインペラの回転により、流体を介して従動的にタービンランナーに伝達されて生じるため、発進時には、出力軸側と入力軸側との間に相対的な回転数差が必然的に生じる。バックギヤと前進１速ギヤは、ギヤ比を他の段より高く設定されているため、オペレータが発進時に、アクセルペダルを必要以上に踏み込んで加速すると、エンジン回転数が急激に高くなり、エンジン出力が上昇し過ぎてしまう。このとき、トルクコンバータでは、出力軸側と入力軸側との回転数差がより大きくなり、これに起因して、入力軸側の回転に基づく相対的なトルクが、出力軸側の動力伝達系に過大に作用する。従来の機械式キャリヤでは、特許文献１のエンジン出力制御装置のような装置がなく、動力伝達系のトルク制御をトルクコンバータの出力側で行っていないため、このような過大なトルクが出力軸側の動力伝達系に生じると、プロペラシャフト等が破損してしまう虞があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、車両を急加速操作した場合でも、過大なトルクが動力伝達系に掛かるのを防止することができる車両の動力伝達系回転制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両の動力伝達系回転制御装置は、以下の構成を有する。
（１）走行条件に対応してエンジンを電気的に制御する制御部を備え、エンジンの出力をトルクコンバータの入力軸に伝達し、変速した回転力を出力軸から動力伝達系に伝達して走行する車両に搭載され、動力伝達系の回転を制御する車両の動力伝達系回転制御装置において、前記車両は、重量物を搬送するキャリヤであること、前記エンジンの回転数を制御するアクセルの開度状態に対し、前記制御部が指示する制御部指令値と、操作時の前記アクセルの開度量であるアクセル操作値と、前記制御部指令値と１対１の関係で対応する前記エンジンの回転数に対し、アイドリング回転数と上限の回転数との範囲にある回転領域内で、単位時間当たりの回転数の変化増減量を累積的に加えてなるアクセル指令値と、を有し、目標とする前記アクセル操作値に達するまでの間、前記アクセル指令値を、前記アクセルの操作時間を変数とする傾きα（α≠０、かつα≠∞）の一次関数で、前記傾きαの大きさを抑制した状態で処理してなる回転数応答遅延手段を備えること、前記車両が加速度を有した走行状態では、前記回転数応答遅延手段を実行することにより、前記制御部が、前記入力軸の回転を制御すること、を特徴とする。
（２）（１）に記載する車両の動力伝達系回転制御装置において、前記変化増減量は、前記エンジンの回転数に対し、設定時間内にスキャニングして把握した変化量であり、予め任意に設定可能な定量値であること、を特徴とする。
（３）（１）または（２）に記載する車両の動力伝達系回転制御装置において、前記トルクコンバータは、前記車両の前進走行で駆動する複数段の前進用ギヤと、後退走行で駆動する単数段の後退用ギヤとを有し、前記複数段の前進用ギヤのうち、ギヤ比の最も高い第１速ギヤ、または前記後退用ギヤの少なくとも一方のギヤで、前記出力軸が回転する状態にあるとき、前記入力軸は、前記回転数応答遅延手段によって回転制御されること、を特徴とする。

上記構成を有する本発明の車両の動力伝達系回転制御装置の作用・効果について説明する。
（１）走行条件に対応してエンジンを電気的に制御する制御部を備え、エンジンの出力をトルクコンバータの入力軸に伝達し、変速した回転力を出力軸から動力伝達系に伝達して走行する車両に搭載され、動力伝達系の回転を制御する車両の動力伝達系回転制御装置において、車両は、重量物を搬送するキャリヤであること、エンジンの回転数を制御するアクセルの開度状態に対し、制御部が指示する制御部指令値と、操作時のアクセルの開度量であるアクセル操作値と、制御部指令値と１対１の関係で対応するエンジンの回転数に対し、アイドリング回転数と上限の回転数との範囲にある回転領域内で、単位時間当たりの回転数の変化増減量を累積的に加えてなるアクセル指令値と、を有し、目標とするアクセル操作値に達するまでの間、アクセル指令値を、アクセルの操作時間を変数とする傾きα（α≠０、かつα≠∞）の一次関数で、傾きαの大きさを抑制した状態で処理してなる回転数応答遅延手段を備えること、車両が加速度を有した走行状態では、回転数応答遅延手段を実行することにより、制御部が、入力軸の回転を制御すること、を特徴とする。これにより、オペレータが主に走行発進時に、アクセルペダルをフルに踏み込んで加速しても、回転数応答遅延手段を実行した場合のエンジンのレスポンス時間は、回転数応答遅延手段を実行しない通常の場合のレスポンス時間より長くなって、エンジンの回転は、緩やかに上昇する。すなわち、トルクコンバータの入力軸も、急激に回転せず、より緩やかに回転しながら、エンジンの出力が出力軸側に伝達され、トルクコンバータにおいて、出力軸側と入力軸側との回転数差が、より小さく抑制される。そのため、トルクコンバータで変速された回転動力が動力伝達系に伝達するときに、出力軸側と入力軸側との回転数差に起因して、入力軸側の回転に基づく相対的なトルクが、出力軸側の動力伝達系に過大に作用することを抑止できる。ひいては、プロペラシャフト等の動力伝達系が、このような過大なトルクによって破損するのを防止することができる。

従って、本発明に係る車両の動力伝達系回転制御装置によれば、車両を急加速操作した場合でも、過大なトルクが動力伝達系に掛かるのを防止することができる、という優れた効果を奏する。

特に、（１）に記載する動力伝達系回転制御装置を搭載したキャリヤでは、加速時に、オペレータがアクセルペダルを必要以上に踏み込んでキャリヤを運転操作しても、プロペラシャフト等の動力伝達系が破損し難くなっているため、当該キャリヤは、より耐久性の高いキャリヤとなる。

（２）に記載する車両の動力伝達系回転制御装置において、変化増減量は、エンジンの回転数に対し、設定時間内にスキャニングして把握した変化量であり、予め任意に設定可能な定量値であること、を特徴とする。これにより、変化増減量の値が、トルクコンバータ内の駆動ギヤ、及び差動装置内のディファレンシャルギヤにおけるギヤ比を考慮して、適切に選択できる。

（３）に記載する車両の動力伝達系回転制御装置において、トルクコンバータは、車両の走行で駆動する複数段の前進用ギヤと、後退走行で駆動する単数段の後退用ギヤとを有し、複数段の前進用ギヤのうち、ギヤ比の最も高い第１速ギヤ、または後退用ギヤの少なくとも一方のギヤで、出力軸が回転する状態にあるとき、入力軸は、回転数応答遅延手段によって回転制御されること、を特徴とする。これにより、トルクコンバータにおいて、出力軸側と入力軸側との回転数差がより大きくなるのが、オペレータがアクセルペダルを一気に踏み込んで加速した前進発進時や、後退発進時であり、車両におけるプロペラシャフト等の動力伝達系の破損が効果的に防止できる。

実施形態に係るキャリヤの動力伝達系統の構成を説明する概略図である。 実施形態に係るキャリヤのＰＬＣの要部を示す模式図である。 ポテンショメータの出力電圧とアクセル操作量の関係を示すグラフである。 ＥＣＵ指令値とエンジン回転数との関係を示すグラフである。 実施形態に係る動力伝達系回転制御装置を搭載したキャリヤを、停止状態から後退発進させる場合に、エンジンの回転制御のプロセスを示すフローチャート図である。 スロースタート処理に関する状態遷移図である。 通常スタート処理におけるアクセル操作量と時間、及びアクセル指令値と時間の関係を示すグラフである。 スロースタート処理におけるアクセル操作量と時間、及びアクセル指令値と時間の関係を示すグラフである。 エンジンにおけるレスポンス時間とエンジン回転数との関係を示すグラフである。

（実施形態）
以下、本発明に係る車両の動力伝達系回転制御装置について、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。車両は、本実施形態では、主に製鉄所や造船所等の工場内で、例えば、１００トンを超える鋼材等の重量物を移動先まで搬送するのに用いられるキャリヤ（詳細な図示は省略）であり、キャビンで運転操作を行って自走する。図１は、キャリヤの動力伝達系統の構成を説明する概略図である。

キャリヤ１は、ディーゼルエンジン２を動力源とし、エンジン２の出力Ｐをトルクコンバータ３の入力軸４に伝達し、変速した回転動力Ｑを出力軸７からプロペラシャフト、差動装置等の動力伝達系８を通じて駆動輪９に伝達され、前進方向または後退方向に走行する。このキャリヤ１は、操舵等の運転操作条件の制御を行うプログラマブルロジックコントローラ（PLC：programmable logic controller）１０（制御部）と、走行条件に対応してエンジン２を電気的に制御するエンジンコントロールユニット（ECU：engine control unit）１６（制御部）とを備えている。

トルクコンバータ３は、入力軸４のほか、流体５と、ギヤユニット６と、このギヤユニット６と一体構造の出力軸７等とを有し、周知技術で構成されたロックアップ機構のない変速機である。トルクコンバータ３は、ＰＬＣ１０と電気的に接続するトランスミッションコントロールユニット（TCU：transmission control unit）による制御で、エンジン２の動きと連動しながら動作する。ギヤユニット６は、キャリヤ１を前進走行に向けて回転する複数段の前進用ギヤＦｇと、後退走行に向けて回転する単数段の後退用ギヤＲｇとを有する。オペレータが、運転席にあるセレクタのポジションをＤレンジにセットすると、ギヤユニット６では、エンジン２の出力Ｐが、複数段の前進用ギヤＦｇの回転により入力軸４から出力軸７に伝達され、キャリヤ１は前進走行する。また、セレクタがＲレンジのポジションにセットされると、エンジン２の出力Ｐが、後退用ギヤＲｇの回転により入力軸４から出力軸７に伝達され、キャリヤ１は後退走行する。また、セレクタがＮレンジのポジションにセットされると、ギヤユニット６はニュートラル状態となり、エンジン２の出力Ｐは、入力軸４から出力軸７に伝達されず、キャリヤ１は走行しない。

エンジン２は、アイドリング回転数を６００ｒｐｍとし、後退用ギヤＲｇで後退走行する場合を除き、最大回転数を２１００ｒｐｍとしており、アイドリング回転数と最大回転数との回転可能領域を１５００ｒｐｍとしている。但し、後退用ギヤＲｇで後退走行する場合には、本実施形態では、エンジン回転数（実回転数）の上限を１４００ｒｐｍに抑え、回転可能領域を８００ｒｐｍに制限している。本実施形態では、後退用ギヤＲｇが、ギヤユニット６のうち、ギヤ比を最も高く設定したギヤであり、オペレータが後退発進時に、アクセルペダルを必要以上に踏み込んで加速し、エンジン回転数が急激に高くなって、エンジン出力が上昇し過ぎてしまうのを防ぐためである。

上述した制限があると、回転可能領域は、制限なしの場合に比べ、８００／１５００×１００＝５３．３（％）に絞られる。そのため、オペレータが後退発進時に、たとえアクセルペダルをフルに踏み込んでも、エンジン２は、上限の回転数１４００ｒｐｍまでしか回転しない。

図２は、ＰＬＣの要部を示す模式図である。ＰＬＣ１０は、中央演算ユニット（ＣＰＵ）１１、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１３等から構成された公知のマイコンを有し、ＲＡＭ１３等に予め記憶した各種プログラムに基づき、例えば、エンジン回転数、アクセル開度の制御、ポテンショ出力等の所定の制御を行う。ＰＬＣ１０は、ＥＣＵ１６やＴＣＵとも、電気的に接続されている。また、後述する回転数応答遅延手段２１と回転数変化把握手段２２は、ＲＡＭ１３に格納されている。

ＰＬＣ１０には、操作時のアクセルペダルの踏込み量に応じて検出したアクセル位置の検出信号が、アクセルセンサ１５より入力される。すなわち、この検出信号は、ＰＬＣ１０内のプログラム上で、下記［１］式により、アクセルペダルに設置されたポテンショメータの出力電圧に基づいて算出され、アクセル操作量Ｌとして出力変換される。具体的には、
アクセル操作量Ｌ（％）＝２５×ｖ−１２．５ …［１］
ｖ；ポテンショメータの出力電圧（０．５≦ｖ≦４．５）（単位；Ｖ）

後述する通常スタート処理の場合、ポテンショメータでは、アクセルペダルの踏込みがない状態は、出力電圧０．５Ｖで、アクセル操作量Ｌ＝０％である。フルに踏込んだ状態は、出力電圧４．５Ｖで、アクセル操作量Ｌ＝１００％である。その中間の状態は、出力電圧２．５Ｖで、アクセル操作量Ｌ＝５０％である（図３参照）。

また、ＰＬＣ１０は、ＥＣＵ１６にＥＣＵ指令値Ｋ（制御部指令値）を出してアクセルの開度状態を制御することで、エンジン２の回転数を制御する。本実施形態に係る動力伝達系回転制御装置２０は、このようなＰＬＣ１０と共に、回転数応答遅延手段２１と回転数変化把握手段２２を有して構成され、回転数応答遅延手段２１の実行に基づき、ＥＣＵ１６で入力軸４の回転を制御することにより、出力軸７の回転を調整する。

回転数応答遅延手段２１は、目標とするアクセル操作量Ｌの値に達するまでの間、アクセル指令値Ｍを、アクセルペダルを踏む操作時間ｔを変数とする傾きα（α≠０、かつα≠∞）の一次関数で、傾きαの大きさを抑制した状態で処理してなるプログラムである。アクセル指令値Ｍは、ＥＣＵ指令値Ｋと１対１の関係で対応するエンジン２の回転数に対し、アイドリング回転数と上限の回転数との範囲にある回転領域内で、設定した単位時間Ｔ当たりの回転数の変化増減量δを累積的に加えた演算上のベクトル量である。変化増減量δを用いるのにあたり、回転数変化把握手段２２は、設定時間Ｔ内でエンジン２の回転数の変化量を把握するプログラムである。

アクセル指令値Ｍは、ＥＣＵ指令値Ｋであるアナログ電圧信号（０〜１０Ｖ）を決定するのに用いるプログラム上の値であり、ＥＣＵ指令値Ｋが０Ｖで、アクセル指令値Ｍ＝０％、１０Ｖで、アクセル指令値Ｍ＝１００％となり、アナログ電圧信号の変化に正比例する。また、エンジン２の回転数は、ＥＣＵ指令値Ｋ＝０Ｖでアイドリング回転数６００ｒｐｍとなり、ＥＣＵ指令値Ｋ＝１０Ｖで最大回転数２１００ｒｐｍになる（図４参照）。

キャリヤ１が加速度を有する走行状態の一つとして、本実施形態では、ギヤユニット６のうち、ギヤ比の最も高い後退用ギヤＲｇで出力軸７を駆動させて発進状態にあるときにのみ、ＰＬＣ１０内で、回転数応答遅延手段２１による処理が実行される（以下、「スロースタート処理」と称する）。このスロースタート処理は、入力軸４の回転を抑制するものである。その反対に、キャリヤ１が、ギヤユニット６における複数段の前進用ギヤＦｇのうち、ギヤ比の最も高い第１速ギヤＬｇや、第２速ギヤ等で出力軸７を駆動させて発進するときには、回転数応答遅延手段２１による処理は行われない（以下、「通常スタート処理」と称する）。通常スタート処理では、入力軸４の回転数は抑制されていない。

なお、ギヤユニット６において、複数段の前進用ギヤＦｇのうち、第１速ギヤＬｇで出力軸７を駆動させて発進状態にあるときに、回転数応答遅延手段２１による処理が実行されても良い。また、回転数応答遅延手段２１による処理の実行を、後退用ギヤＲｇと第１速ギヤＬｇの駆動時の両方に適用しても良い。

次に、本実施形態に係る動力伝達系回転制御装置２０の動きについて、具体的にキャリヤ１を停止状態から発進させる場合を挙げて、図５に示すフローチャート図に沿いながら説明する。図５は、実施形態に係る動力伝達系回転制御装置を搭載したキャリヤを、停止状態から後退発進させる場合に、エンジンの回転制御のプロセスを示すフローチャート図である。図６は、スロースタート処理に関する状態遷移図である。図７は、通常スタート処理におけるアクセル操作量と時間、及びアクセル指令値と時間の関係を示すグラフである。図８は、スロースタート処理におけるアクセル操作量と時間、及びアクセル指令値と時間の関係を示すグラフである。

はじめに、オペレータが、セレクタをＮレンジにセットし、トルクコンバータ３をニュートラル状態にして、エンジン２がアイドリング回転数６００ｒｐｍで作動したまま、キャリヤ１は停車している。次に、オペレータが、キャリヤ１を走行させるのにあたり、セレクタをＲレンジにセットして、後退方向に発進するか否かを選択する（Ｓ１１）。セレクタをＤレンジにセットし、すぐに複数段の前進用ギヤＦｇで出力軸７を駆動させて、前進方向に発進する場合や、セレクタをＮレンジにセットしたまま、アイドリング状態をしばらく維持した後に、Ｄレンジにセットして前進方向に発進する場合には、Ｓ１２に進み、通常スタート処理を行う。セレクタが、Ｒレンジ以外のＤレンジやＮレンジにセットされる場合には、図６に示すように、回転数応答遅延手段２１による処理は待機状態になる。

Ｓ１２において、通常スタート処理では、アクセル指令値Ｍとアクセル操作量Ｌとは、アクセル指令値Ｍ（％）＝アクセル操作量Ｌ（％）の関係にあり、アクセル指令値Ｍは、前述した［１］式を適用することにより算出される。図７に示すように、アクセル指令値Ｍは、アクセル操作量Ｌをそのまま用いられる。

一方、セレクタをＲレンジにセットして、後退方向に発進する場合には、Ｓ１３に進み、スロースタート処理を行う。Ｓ１３では、オペレータが、セレクタをＲレンジにセットしたとき、Ｒレンジにセットされたことを検知した「Ｒレンジ検知信号」が、ＴＣＵからＰＬＣに出力される。そして、ＰＬＣ１０で、この「Ｒレンジ検知信号」がＴＣＵによって検出されると、スロースタート処理として、回転数応答遅延手段２１による処理が実行される。

キャリヤ１の走行状態は、加速制御・減速制御・定速の３つの状態に大別できる。スロースタート処理は、正（増速を正、減速を負としている）の大きさの加速度で後退方向に発進する加速制御時のみに適用して実行される。そのため、Ｒレンジにセットされていても、キャリヤ１が、十分に加速して、加速度の大きさが０である定速で、後退走行する状態になったところで、スロースタート処理の実行が解除され、その解除以降、通常スタート処理と同じ内容が行われる。つまり、アクセル指令値Ｍが、目標値となるアクセル操作量Ｌに達しており、図６に示す状態遷移図に記した条件（ｃ）を満たす場合である。

また、キャリヤ１が、加速度の大きさが負である減速制御で後退走行している場合、エンジン２の回転数が急激に低下せず、入力軸４側の回転に基づく相対的なトルクが、出力軸７側の動力伝達系８に過大に作用することはない。そのため、スロースタート処理を実行する必要がなく、通常スタート処理と同様、アクセル指令値Ｍ（％）はアクセル操作量Ｌ（％）と同じである。また、そのアクセル指令値Ｍは、目標値となるアクセル操作量Ｌより小さくなり、図６に示す状態遷移図に記した条件（ｂ）を満たす。

次に、Ｓ１３において、加速度の大きさが正である加速制御で後退走行している場合には、アクセルペダルを踏んでスロースタート処理を行う。スロースタート処理では、アクセル操作量Ｌの目標値に達するまで、先のアクセル指令値Ｍに、その少量の指令値を繰り返し積算することで、エンジン回転数の上昇を緩やかにして、上限のエンジン回転数１４００ｒｐｍに達するまでの時間をより長くする（図６中、条件（ａ））。換言すれば、次の指令値演算式が適用される。
次のアクセル指令値Ｍ（％）＝先のアクセル指令値Ｍ（％）＋１スキャン増加量（％） …［２］

すなわち、図８（ｂ）に示すように、この指令値演算式をグラフで表示すると、回転数応答遅延手段２１は、加速制御の始点から、定速域となる目標のアクセル操作量Ｌに達する終点までの間、アクセル指令値Ｍを、アクセルを踏む操作時間ｔを変数とする傾きα（α≠０、かつα≠∞）の一次関数で、傾きαの大きさを抑制した状態で処理している。

１スキャン増加量とは、前述した変化増減量δ（％）を意味する。変化増減量δは、０．００１≦δ≦１０の範囲内で任意に設定され、本実施形態では、δ＝０．０５％としている。変化増減量δの値を小さくとると、キャリヤ１の後退発進時の加速度が小さくなり、大きくとると、加速度が大きくなる。また、回転数変化把握手段２２は、本実施形態では、設定時間Ｔ＝１０ｍｓ内に、エンジン２の回転数の変化量（変化増減量δ）をスキャニングして把握する。

図５に示すフローチャート図に戻り、Ｓ１４では、回転数応答遅延手段２１が、上記［２］式により演算された「次のアクセル指令値Ｍ」を算出し、Ｓ１５で、この算出値に基づいて出力換算を行う。そして、Ｓ１６では、回転数応答遅延手段２１は、その出力換算値であるＥＣＵ指令値Ｋを、ＰＬＣ１０からＥＣＵ１６に指令してアクセルの開度状態を制御する。これにより、エンジン２の回転数が上昇する（Ｓ１７）。かくして、停車していたキャリヤ１は走行する。

ところで、通常スタート処理の場合、アクセルペダルを一気に踏込んで加速制御を行うと、エンジン２の回転数は、図９に示す実線のように、僅かな大きさの時間ｔ１（０＜ｔ１）で上限回転数１４００ｒｐｍに達する。このとき、後退用ギヤＲｇで出力軸７を駆動させ、大きさが正の加速度で後退走行する場合に、もし通常スタート処理を行うと、トルクコンバータ３では、入力軸４の回転数が急激に高くなり、停止状態にあった出力軸７が、流体５を介して従動的に回転して、出力軸７側と入力軸４側との回転数差がより大きくなる。そして、これに起因して、入力軸４側の回転に基づく相対的なトルクが、出力軸７側の動力伝達系８に過大に作用し、特にプロペラシャフトでは、負荷が大きく掛かって、破損する虞がある。

これに対し、スロースタート処理を行えば、エンジン２の回転可能領域が、前進走行する場合との対比で５３．３％に抑制されているため、アクセルペダルがフルに踏まれた状態でも、アクセル操作量Ｌは５３．３％となる（図８（ａ）参照）。

また、キャリヤ１が、後退用ギヤＲｇで出力軸７を駆動させ、大きさが正の加速度で後退走行するとき、オペレータが、たとえアクセルペダルをフルに踏込んだ状態にあっても、エンジン２は、アイドリング回転数６００ｒｐｍから８００ｒｐｍだけ上昇し、上限回転数１４００ｒｐｍで頭打ちになる。この上限回転数１４００ｒｐｍ時におけるアクセル操作量Ｌは、５３．３％であり、この値が、アクセル指令値Ｍを演算処理する上での目標値となる。また、エンジン２がアイドリング状態では、アクセル指令値Ｍは０％である。

オペレータが、エンジン２の回転数を、アイドリング回転数６００ｒｐｍから上限回転数１４００ｒｐｍまで一気に上昇させてキャリヤ１を後退走行する場合、ＰＬＣ１０では、アクセル指令値Ｍ０％から、目標とするアクセル指令値Ｍが５３．３％（＝アクセル操作量Ｌが５３．３％）に達するまで、［２］式に示した指令値演算処理を繰り返し行う。すなわち、
目標とするアクセル指令値Ｍ５３．３（％）÷変化増減量δ０．０５（％／１０ｍｓ）÷１００＝１０．６６（ｓ）
つまり、アイドリング回転数６００ｒｐｍから上限回転数１４００ｒｐｍに達するまでのエンジン回転上昇時間（レスポンス時間）ｔ２は、１０．６６（ｓ）となる。

従って、図９に示すように、スロースタート処理の場合、アクセルペダルを一気に踏込んで加速制御を行うと、エンジン２のレスポンス時間ｔ２は、通常スタート処理の場合のレスポンス時間ｔ１よりΔｔ長くなる。

次に、本実施形態に係るキャリヤ１の動力伝達系回転制御装置２０の作用・効果について説明する。キャリヤ１の動力伝達系回転制御装置２０は、走行条件に対応してエンジン２を電気的に制御するＥＣＵ１６を備え、エンジン２の出力Ｐをトルクコンバータ３の入力軸４に伝達し、変速した回転動力Ｑを出力軸７から動力伝達系８に伝達して走行するキャリヤ１に搭載され、動力伝達系８の回転を制御する。エンジン２の回転数を制御するアクセルの開度状態に対し、ＥＣＵ１６が指示するＥＣＵ指令値Ｋと、操作時のアクセルの開度量であるアクセル操作量Ｌと、ＥＣＵ指令値Ｋと１対１の関係で対応するエンジン２の回転数に対し、アイドリング回転数６００ｒｐｍと上限の回転数１４００ｒｐｍとの範囲にある回転領域８００ｒｐｍ内で、１０ｍｓ当たりの回転数の変化増減量δを累積的に加えてなるアクセル指令値Ｍと、を有する。目標とするアクセル操作量Ｌの値に達するまでの間、アクセル指令値Ｍを、アクセルの操作時間ｔを変数とする傾きα（α≠０、かつα≠∞）の一次関数で、傾きαの大きさを抑制した状態で処理してなる回転数応答遅延手段２１を備える。キャリヤ１が正の加速度を有した後退走行状態では、回転数応答遅延手段２１を実行することにより、ＥＣＵ１６が、入力軸４の回転を制御する。

これにより、オペレータが後退発進時に、アクセルペダルをフルに踏み込んで加速しても、スロースタート処理を行う場合のエンジン２のレスポンス時間ｔ２は、通常スタート処理の場合のレスポンス時間ｔ１よりΔｔだけ長くなって、エンジン２の回転は、緩やかに上昇する。すなわち、トルクコンバータ３の入力軸４も、急激に回転せず、より緩やかに回転しながら、エンジン２の出力Ｐが出力軸７側に伝達され、トルクコンバータ３において、出力軸７側と入力軸４側との回転数差が、より小さく抑制される。そのため、トルクコンバータ３で変速された回転動力Ｑが動力伝達系８に伝達するときに、出力軸７側と入力軸４側との回転数差に起因して、入力軸４側の回転に基づく相対的なトルクが、出力軸７側の動力伝達系８に過大に作用することを抑止できる。ひいては、プロペラシャフト等の動力伝達系８が、このような過大なトルクによって破損するのを防止することができる。

従って、本実施形態に係るキャリヤ１の動力伝達系回転制御装置２０によれば、キャリヤ１が急加速して後退走行した場合でも、過大なトルクが動力伝達系８に掛かるのを防止することができる、という優れた効果を奏する。

また、変化増減量δは、エンジン２の回転数に対し、設定時間である１０ｍｓ内にスキャニングして把握した変化量であり、予め任意に設定可能な定量値であること、を特徴とするので、変化増減量δの値が、ギヤユニット６内の前進用ギヤＦｇや後退用ギヤＲｇ、及び差動装置内のディファレンシャルギヤにおけるギヤ比を考慮して、適切に選択できる。変化増減量δの値がより大きく設定されれば、エンジン回転数の上昇時間を短く調整することができる。その反対に、変化増減量δの値がより小さく設定されれば、エンジン回転上昇時間をより長く調整することができる。

また、トルクコンバータ３は、キャリヤ１の走行で作動する複数段の前進用ギヤＦｇと、後退走行で作動する単数段の後退用ギヤＲｇとを有し、後退用ギヤＲｇで、出力軸７が回転する状態にあるとき、入力軸４は、回転数応答遅延手段２１によって回転制御されること、を特徴とする。これにより、トルクコンバータ３において、出力軸７側と入力軸４側との回転数差が最も大きくなるのが、オペレータがアクセルペダルを一気に踏み込んで加速した後退発進時であり、キャリヤ１におけるプロペラシャフト等の動力伝達系８の破損が効果的に防止できる。

また、本実施形態に係る動力伝達系回転制御装置２０を搭載する車両は、重量物を搬送するキャリヤ１であること、を特徴とする。これにより、加速時に、オペレータがアクセルペダルを必要以上に踏み込んでキャリヤ１を運転操作しても、プロペラシャフト等の動力伝達系８が破損し難くなっているため、より耐久性の高いキャリヤ１を提供することができる。特に、キャリヤ１が重量物を積載していない空荷状態にあるときには、積荷状態に比べて、キャリヤ１の動力性能が良くなるため、トルクコンバータ３において、出力軸７側と入力軸４側との回転数差がより大きくなり易い。しかしながら、空荷状態で、オペレータがアクセルペダルをフルに踏み込んでキャリヤ１を運転操作しても、動力伝達系回転制御装置２０によって、プロペラシャフト等の動力伝達系８は破損し難くい。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できる。
（１）前にも述べたが、例えば、実施形態では、スロースタート処理を、後退用ギヤＲｇで出力軸７を駆動する後退発進時に適用したが、ギヤユニット６において、複数段の前進用ギヤＦｇのうち、第１速ギヤＬｇで出力軸７を駆動させて発進状態にあるときに、回転数応答遅延手段２１による処理が実行されても良い。また、回転数応答遅延手段２１による処理の実行を、後退用ギヤＲｇと第１速ギヤＬｇの駆動時の両方に適用しても良い。
（２）また、実施形態では、出力軸７側の回転動力Ｑに掛かるトルクを、センサ等で検出せずに、ＰＬＣ１０内のプログラム処理だけでスロースタート処理を行ったが、出力軸側の回転動力に掛かるトルクについて、センサ等で検出した情報を制御部にフィードバックさせて、回転数応答遅延手段による処理を行っても良い。

１ キャリヤ（車両）
２ エンジン
３ トルクコンバータ
４ 入力軸
７ 出力軸
８ 動力伝達系
１０ ＰＬＣ（制御部）
１６ ＥＣＵ（制御部）
２０ 動力伝達系回転制御装置
２１ 回転数応答遅延手段
Ｆｇ 前進用ギヤ
Ｒｇ 後退用ギヤ
Ｌｇ 第１速ギヤ
Ｋ ＥＣＵ指令値（制御部指令値）
Ｌ アクセル操作量（アクセル操作値）
Ｍ アクセル指令値

Claims (3)

1. 走行条件に対応してエンジンを電気的に制御する制御部を備え、エンジンの出力をトルクコンバータの入力軸に伝達し、変速した回転力を出力軸から動力伝達系に伝達して走行する車両に搭載され、動力伝達系の回転を制御する車両の動力伝達系回転制御装置において、
   前記車両は、重量物を搬送するキャリヤであること、
   前記エンジンの回転数を制御するアクセルの開度状態に対し、前記制御部が指示する制御部指令値と、
   操作時の前記アクセルの開度量であるアクセル操作値と、
   前記制御部指令値と１対１の関係で対応する前記エンジンの回転数に対し、アイドリング回転数と上限の回転数との範囲にある回転領域内で、単位時間当たりの回転数の変化増減量を累積的に加えてなるアクセル指令値と、を有し、
   目標とする前記アクセル操作値に達するまでの間、前記アクセル指令値を、前記アクセルの操作時間を変数とする傾きα（α≠０、かつα≠∞）の一次関数で、前記傾きαの大きさを抑制した状態で処理してなる回転数応答遅延手段を備えること、
   前記車両が加速度を有した走行状態では、前記回転数応答遅延手段を実行することにより、前記制御部が、前記入力軸の回転を制御すること、
   を特徴とする車両の動力伝達系回転制御装置。
2. 請求項１に記載する車両の動力伝達系回転制御装置において、
   前記変化増減量は、前記エンジンの回転数に対し、設定時間内にスキャニングして把握した変化量であり、予め任意に設定可能な定量値であること、
   を特徴とする車両の動力伝達系回転制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載する車両の動力伝達系回転制御装置において、
   前記トルクコンバータは、前記車両の前進走行で駆動する複数段の前進用ギヤと、後退走行で駆動する単数段の後退用ギヤとを有し、
   前記複数段の前進用ギヤのうち、ギヤ比の最も高い第１速ギヤ、または前記後退用ギヤの少なくとも一方のギヤで、前記出力軸が回転する状態にあるとき、
   前記入力軸は、前記回転数応答遅延手段によって回転制御されること、
   を特徴とする車両の動力伝達系回転制御装置。

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