JP4754969B2 - 作業車両のエンジン制御装置 - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態に係るホイルローダ1を図1に示す。このホイルローダ1は、車体2と、車体2の前部に取り付けられた作業機3と、車体2を支持しながら回転して車体2を走行させる4本のタイヤ4と、車体2の上部に搭載された運転室5とを備えている。また、この車体2には、図2に示すように、エンジン11、トランスミッション6、作業機用油圧ポンプ7、ステアリング用油圧ポンプ8、ステアリングシリンダ9、制御部10等が設けられており、エンジン11で発生した出力トルクがトランスミッション6、作業機用油圧ポンプ7、ステアリング用油圧ポンプ8等に分配され、作業機3の駆動や走行時の駆動力となる。なお、図1はホイルローダ1の外観側面図であり、図2はホイルローダ1の油圧回路及び制御系統の構成を示す概略図である。
以下、特に、リフト力とけん引力とのバランス制御に着目して、制御部10による処理について説明する。
まず、リフト力とけん引力との関係について、図3を用いて説明する。
Lt=Ls−Lr
となる。したがって、重負荷作業で大きなリフト力が必要な場合は、けん引力を低減させる必要がある。
まず、ステップS1では、エンジンがパワーモードであるか否かを判断する。ここで、パワーモードとエコノミーモードについて、簡単に説明する。このホイルローダ1では、前述のように、オペレータによる操作部15の操作によって、作業性を重視したパワーモードと、燃費を重視したエコノミーモードとが選択可能となっている。
パワーモードが選択された場合には、図5において、エンジン出力トルクラインELaで示されるエンジン出力トルク特性が設定される。また、吸収トルクラインT/Cで示される吸収トルク特性が設定される。この吸収トルクは、トルクコンバータの吸収トルクと作業機用油圧ポンプの吸収トルクとの和であり、走行環境、作業負荷、作業機用油圧ポンプの吐出油量調整等により定まる。図5では、吸収トルクラインT/Cは、エンジン回転数を変数とする単調増加関数となっている。そして、この場合は、マッチング点Maにおいてエンジン11の出力トルクと、吸収トルクとが一致し、マッチング点Maにおけるエンジン出力、つまりエンジン11の最大馬力を油圧ポンプが吸収することで、重負荷作業を高効率で行うことができる。
前進第1速でない場合は、ステップS5からステップS2に移行し、前記同様に、スロットル量の上限値を100%に設定する。すなわち、パワーモードで前進の第1速の場合は、けん引力が出過ぎる傾向にある。このようにけん引力が出過ぎる場合は、リフト力の抵抗力が比較的大になり、作業効率が低下する。また、重負荷作業を行う場合は、一般的にトランスミッションの変速段を第1速に変速して行い、かつ大きなけん引力を必要とするが、それ以外の場合はそれほど大きなけん引力とならず、リフト力の抵抗力が小さいので、スロットル量の上限値の制限は行わない。
トランスミッションの変速段が前進第1速である場合は、ステップS5からステップS6に移行する。ステップS6では、車速センサ26からの信号によって、車速が3km/h以下であるか否かを判断する。なお、この実施形態では車速が3km/h以下であるか否かによってけん引力制御を行っているが、車種等によって適切な値が選択される。
ツースモードが設定されていない場合は、ステップS7からステップS8に移行する。ステップS8では、他の特定の作業モード(第2の作業モード)が設定されているか否かを判断する。ここで、特定の作業モードとは、ツースモードほどの重負荷ではないが、リフト力が要求されるモードであり、このような作業モードの場合は、ステップS8からステップS9に移行してスロットル量の上限値を80%に設定する。なお、ステップS9では、スロットル量の上限値を80%に設定しているが、後述の図6に示すように、テーブルを利用して、作業機用油圧ポンプ7の吐出圧に応じてスロットル量の上限値を、78%を越え100%未満の値に変更し、制御するようにしてもよい。
前記実施形態では、作業モードをツースモードと他の特定の作業モードとで分けてスロットル量の制御を行うようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、バケットに代えて爪を装着し、材木を運搬、積み込みするような第1の作業モードと、前述のツースモードとで区別するようにしても良い。この場合は、第1の作業モードにおけるスロットル量の上限値については、図6の一点鎖線で示すような特性にしたがって制御し、ツースモードにおけるスロットル量の上限値については、前記同様に、図6の実線で示すような特性にしたがって制御すればよい。
3 作業機
7 作業機用油圧ポンプ
10 制御部
18 圧力センサ
19 リフトアーム
20 バケット
25 アクセルペダル
26 車速センサ
Claims (4)
- 走行駆動するための複数の変速段を有する変速機と、作業機を駆動するための作業機用油圧ポンプと、を有するとともに、エンジンを高馬力で使用するパワーモードと、エンジンを前記パワーモード時より低馬力で使用するエコノミーモードと、でエンジンのモードを切り換え可能であり、1つのエンジンによって走行駆動力及び作業機駆動力を得る自走式作業車両のエンジン制御装置であって、
車速を検出する車速検出手段と、
エンジンのモードがパワーモードであるかエコノミーモードであるかを判定するエンジンモード判定手段と、
前記エンジンのスロットル量を制御するスロットル量制御手段と、
を備え、
前記スロットル量制御手段は、
エンジンモードがパワーモードであり、かつ前記変速機の変速段が前進第1速であり、かつ車速が所定速度以下であるとき、スロットル量の上限値を制限し、
エンジンモードがエコノミーモードであるか、前記変速機の変速段が前進第1速以外であるか、車速が前記所定速度を超えているか、のいずれかの条件を満たした場合に、スロットル量の上限値を制限しない、
ことを特徴とする自走式作業車両のエンジン制御装置。 - 前記作業車両は、作業の種類に応じて予め設定された複数の作業モードのうちから、作業機の種類に応じて予め設定されたツースモードを選択するツースモード選択手段を有しており、
前記スロットル量制御手段は、ツースモードが選択された場合にスロットル量の上限値を予め設定された値に設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の自走式作業車両のエンジン制御装置。 - 前記作業車両は、作業の種類に応じて予め設定された複数の作業モードのうちから、前記ツースモード以外の特定の作業モードを選択する作業モード選択手段を有しており、
前記スロットル量制御手段は、選択された特定の作業モードに応じてスロットル量の上限値の設定を行う
ことを特徴とする請求項2に記載の自走式作業車両のエンジン制御装置。 - 前記作業機用油圧ポンプの吐出圧を検出するポンプ吐出圧検出手段をさらに備え、
前記スロットル量制御手段は、前記作業機用油圧ポンプの吐出圧が高くなるほどスロットル量の上限値を下げる制御を行う、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の自走式作業車両のエンジン制御装置。
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