JP5897492B2

JP5897492B2 - 作業機

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Publication number: JP5897492B2
Application number: JP2013066533A
Authority: JP
Inventors: 務愛沢; 眞野口
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: JP2014190235A

Description

本発明は、ホイールローダ等の作業機に関するものである。

従来、作業機として特許文献１に記載のホイールローダがある。
このホイールローダは、前輪を有する前部機体と、後輪を有する後部機体とを備え、前部機体に作業装置を設け、後部機体にエンジンとＨＳＴ（静油圧式トランスミッション）とを搭載している。
作業装置は、上下揺動自在なリフトアームと、このリフトアームの先端側に揺動自在に設けられたバケットとを有する。リフトアーム及びバケットはそれぞれ油圧シリンダによって駆動され、該油圧シリンダはエンジンによって駆動される作業機用油圧ポンプによって駆動される。

ＨＳＴは、エンジンによって駆動される斜板形可変容量ポンプからなるＨＳＴポンプと、このＨＳＴポンプと一対の変速用油路により閉回路接続されたＨＳＴモータとを有する。ＨＳＴポンプからの吐出油によってＨＳＴモータが駆動され、このＨＳＴモータから出力される回転動力によって後輪が駆動される。ＨＳＴポンプの斜板の角度を変更することにより、ＨＳＴポンプから吐出される作動油の吐出方向や吐出流量が変更され、これによって、ホイールローダ１を前進又は後進させると共に車速を無段階に変速させることができる。

また、ホイールローダはアクセルペダルを備え、このアクセルペダルを踏み込み操作することによってエンジン回転数が制御されると共に該エンジン回転数の変化にともなってＨＳＴポンプの斜板を制御する制御圧が変化する。このエンジン回転数と斜板の制御圧とによって車速が制御される。

特開平８−４０２２３号公報

ホイールローダを駆動する際において、負荷の軽い場合も、負荷の大きい場合も同じ回転数でエンジン回転数を制御すると、燃料を無駄に消費してしまう場合がある。
そこで、省燃費化を図るために、アクセルペダルの操作量とエンジン回転数との関係を設定した２つの制御特性線に基づいてエンジン回転数を制御する制御装置を設け、負荷が所定負荷より小さいと低いエンジン回転数に設定された制御特性線でエンジン回転数を制御し、負荷が所定負荷以上になると高いエンジン回転数に設定された制御特性線でエンジン回転数を制御することが考えられている。

しかしながら、負荷が所定負荷以上になる場合の制御特性線のエンジン回転数をあまり高くとると、負荷が所定負荷以上になる頻度が高い場合に、十分な燃費低減を図ることができない。
また、作業装置で作業する場合の作業効率（作業速度の低下）を考慮すると、負荷が所定負荷以上になる場合の制御特性線のエンジン回転数を、あまり下げることもできない。

そこで、本発明は、前記問題点に鑑み、十分な燃費低減と効率のよい作業とを両立させることができる作業機を提供することを課題とする。

前記技術的課題を解決するために本発明が講じた技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
請求項１に係る発明では、車輪と、エンジンによって回転され且つ前記回転を前記車輪に伝達する伝動軸とを有する走行装置と、
作業を行うための作業装置と、
前記伝動軸の回転速度を検出する回転センサと、
アクセルペダルの操作量とエンジン回転数との関係を設定した第１〜３制御特性線に基づいてエンジン回転数を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
作業装置の作業時において、作業速度を優先した第１制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行う第１エンジン回転制御部と、
走行時において、前記回転センサの検出値に基づいて求められる実車速が、制御装置から出力されるエンジン回転数の指令値に対応する目標車速よりも低い場合に、当該作業機に走行負荷が作用したと判断し、前記走行負荷が所定負荷よりも小さいときに、省燃費を優先した第２制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行う第２エンジン回転制御部と、
走行時において、前記走行負荷が前記所定負荷以上のときに、第１制御特性線と第２制御特性線との間に位置する第３制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行う第３エンジン回転制御部とを有することを特徴とする。

請求項２に係る発明では、エンジンによって駆動される斜板形可変容量ポンプからなるＨＳＴポンプと、このＨＳＴポンプと一対の変速用油路により閉回路接続されていて該ＨＳＴポンプからの吐出油によって駆動されることにより走行装置を駆動するＨＳＴモータと、ＨＳＴポンプの斜板を制御するサーボシリンダと、エンジンによって駆動される油圧ポンプからの圧油を前記サーボシリンダに斜板の制御圧として供給する電磁比例弁からなる斜板制御弁と、車速を減速させるためのインチングペダルと、このインチングペダルの踏み込み量を検出して制御装置に入力するインチングポジションセンサとを備え、インチングペダルを踏み込み操作すると斜板の制御圧が下がるように、制御装置から出力される指令信号によって斜板制御弁が制御される作業機であって、
インチングペダルの操作時に第１エンジン回転制御部が第１制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行うことを特徴とする。

請求項３に係る発明では、第１制御特性線だけでエンジン回転数の制御を行うノーマルモードと、
第１〜３エンジン回転制御部によってエンジン回転数の制御を行うエコモードとに切り替え可能であることを特徴とする。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明によれば、作業装置の作業時においては、作業速度を優先した第１制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行うので、効率のよい作業を行うことができる。
また、走行時において、走行負荷が所定負荷よりも小さいときに、省燃費を優先した第２制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行うので、燃費低減を図ることができる。

また、走行時において、走行負荷が前記所定負荷以上のときに、第１制御特性線と第２制御特性線との間に位置する第３制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行うので、第２制御特性線に従ってエンジン回転数を制御している際に走行負荷が所定負荷以上となる頻度が高い場合でも、燃料消費を抑えることができる。
以上により、十分な燃費低減と効率のよい作業とを両立させることができる作業機を提供することができる。

請求項２に係る発明によれば、インチングペダルの踏み込み量をインチングポジションセンサで検出して制御装置に入力し、インチングペダルの踏み込み量に基づいてＨＳＴポンプの斜板の制御圧が下がるように制御装置から斜板制御弁に指令信号を出力するようにしている。また、作業装置で作業を行う場合には、インチングペダルを使用することから、作業時を特定するのに、インチングポジションセンサによるペダルの踏み込み操作の検出を利用することができる。

したがって、インチングペダルの操作時に第１エンジン回転制御部が第１制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行うようにすることにより、作業時を特定するための検出手段を別途必要とすることがなく、安価に構成することができる。
請求項３に係る発明によれば、走行速度及び作業速度を優先したノーマルモードと、燃料消費の低減を行えるエコモードとをオペレータが選択でき、至便である。

ホイールローダの側面図である。ホイールローダの油圧回路及び電気制御系統の一部を示した構成図である。（ａ）はノーマルモードでの車速の制御系統を示したブロック図であり、（ｂ）はアタッチメントモードでの車速の制御系統を示したブロック図である。（ａ）はエンジン回転数とアクセルの踏み込み量との関係を示した本発明に係るエンジン回転制御マップであり、（ｂ）は比較例に係るエンジン回転制御マップである。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１に作業機としてホイールローダ１を例示している。
このホイールローダ１はアーティキュレート式の作業機であり、走行機体１Ａは前部機体２と後部機体３とから構成されている。前部機体２には左右一対の前輪（車輪）５が設けられ、後部機体３には左右一対の後輪（車輪）６が設けられている。

後部機体３の前端側には連結部材４が前後方向の軸心回りに所定範囲回転自在に設けられ、この連結部材４に前部機体２の後端側が上下方向の軸心回りに左右揺動自在に連結されている。
前記連結部材４と前部機体２とにわたって油圧シリンダからなるステアリングシリンダ７が設けられ、このステアリングシリンダ７を伸縮させることにより、後部機体３に対して前部機体２が左右に揺動してホイールローダ１が左右に旋回可能とされている。

また、前部機体２には作業装置８（フロント作業装置）が設けられている。この作業装置８は、左右一対のリフトアーム９とバケット１０とを有する。左右のリフトアーム９は、その基端側が前部機体２に設けた支持フレーム１１に左右方向の軸心回りに回転自在に支持されていて、上下揺動可能とされている。バケット１０は、左右リフトアーム９の先端側に左右方向の軸心回りに揺動自在に枢支連結されている。左右リフトアーム９はリフトシリンダ１２によって駆動され、バケット１０はバケットシリンダ１３によって駆動される。これらリフトシリンダ１２及びバケットシリンダ１３は油圧シリンダによって構成されている。

また、バケット１０は着脱自在に設けられていて、バケット１０の代わりに、スイーパー、モアー、ブレーカ等のアタッチメントをリフトアーム９の先端側に取り付け可能とされている。
後部機体３には、運転席１４と、運転席保護装置としての４柱式のキャノピ１５と、前記ステアリングシリンダ７を操作するステアリングホイール１６と、前記作業装置８を操作する作業装置用操作レバー１７と、エンジン１８（ディーゼルエンジン）とが設けられている。

図２はホイールローダ１の油圧回路及び電気制御系統の一部を示している。
この図２において、１８はエンジン、１９は走行装置用のＨＳＴ（静油圧式トランスミッション）、２０はエンジン１８及びＨＳＴ１９を制御する制御装置、２１はホイールローダ１を増減速させるアクセルペダル、２２はホイールローダ１を減速，停止させるインチングペダル、２３はメインポンプ、２４はサブポンプ（チャージポンプ）である。

ＨＳＴ１９は、エンジン１８によって駆動されるＨＳＴポンプ２６と、このＨＳＴポンプ２６と一対の変速用油路２７，２８により閉回路接続されたＨＳＴモータ２９とを有する。ＨＳＴポンプ２６からの吐出油によってＨＳＴモータ２９が駆動され、このＨＳＴモータ２９から出力される回転動力によって、本実施形態では、前輪５及び後輪６が駆動される。

ＨＳＴポンプ２６は斜板形可変容量ポンプからなる。このＨＳＴポンプ２６の斜板の角度を変更することにより、ＨＳＴポンプ２６から吐出される作動油の吐出方向や吐出流量が変更される。これによって、ホイールローダ１を前進させる方向（ＨＳＴモータ２９を正転させる方向）或いはホイールローダ１を後進させる方向（ＨＳＴモータ２９を逆転させる方向）にＨＳＴモータ２９の出力軸の回転速度を無段階に変速（ホイールローダ１の車速を変速）することができるように構成されている。

ＨＳＴモータ２９は斜板形可変容量モータからなり、制御装置２０からの指令信号によってＨＳＴモータ２９の斜板の角度（斜板の傾転角）が制御可能とされ、このＨＳＴモータ２９の斜板の角度を大きくすることによりＨＳＴブレーキ力を働かせることが可能とさ
れている。このＨＳＴモータ２９の出力軸３０はギヤ伝動機構３１を介して伝動軸３２に伝達され、この伝動軸３２の後端側から後輪デフ装置３３を介して左右の後車軸３４に動力が伝達され、該後車軸３４から後輪６に動力が伝達されて該後輪６が駆動される。また、前記伝動軸３２の前端側からドライブシャフト、前輪デフ装置、前車軸等を介して前輪５に動力が伝達されて該前輪５が駆動される。

前輪５及び後輪６、前輪５及び後輪６を支持する支持ケース、ＨＳＴモータ２９から前輪５及び後輪６へ動力を伝達する動力伝達系統等で走行装置が構成されている。
前記伝動軸３２の回転速度は回転センサ３５によって検出可能とされている。この回転センサ３５は制御装置２０に接続されていて、該回転センサ３５の検出値が制御装置２０に入力される。制御装置２０によって回転センサ３５の検出値に基づいて車速が演算される。

そして、この回転センサ３５の検出値に基づいて求められる実車速が、制御装置２０から出力されるエンジン回転数の指令値から求められる目標車速よりも低い（すなわち車速が減速した）場合に、ホイールローダ１に走行負荷が作用したと判断する。また、目標車速と実車速との差によって、走行負荷の度合いが求められる。
走行負荷とは、登坂路走行時やコーナー進入時等において、ホイールローダ１にかかる負荷を意味する。

前記ＨＳＴポンプ２６の斜板はサーボシリンダ３６によって角度変更操作される。このサーボシリンダ３６は前進油路３７及び後進油路３８を介して前後進切替弁３９に接続されている。この前後進切替弁３９は、４ポート３位置電磁切替弁からなり、ソレノイド４０が消磁されることによりスプリング４１で中立位置３９ａに保持され、制御装置２０からの励磁信号によって中立位置３９ａから前進位置３９ｂ又は後進位置３９ｃに切替えられる。

前後進切替弁３９が前進位置３９ｂに切り替えられるとＨＳＴモータ２９を正転方向に回転させるようにＨＳＴポンプ２６の斜板が傾転可能とされ、前後進切替弁３９が後進位置３９ｃに切り替えられるとＨＳＴモータ２９を逆転方向に回転させるようにＨＳＴポンプ２６の斜板が傾転可能とされる。
この前後進切替弁３９は制御圧供給路４２を介して斜板制御弁４３に接続されている。この斜板制御弁４３は、サーボシリンダ３６に供給される圧油の圧力（ＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧）を制御するものである。この斜板制御弁４３は電磁比例弁によって構成されており、制御装置２０からの指令信号（指令電流値）によってサーボシリンダ３６に供給される圧油の圧力が制御可能とされている。

制御装置２０には前後進切替スイッチ４４が接続され、この前後進切替スイッチ４４の操作によって前後進切替弁３９が励磁されて前進位置３９ｂ又は後進位置３９ｃに切替え操作される。
また、制御装置２０にはニュートラルスイッチ４５が接続され、このニュートラルスイッチ４５の操作によって、前後進切替弁３９が消磁されて前進位置３９ｂ又は後進位置３９ｃから中立位置３９ａに切り替えられる。

アクセルペダル２１は踏み込み操作することにより車速を制御するものである。このアクセルペダル２１の踏み込み量（踏み込み具合）はポテンショメータからなるアクセルポジションセンサ４６によって検出される。このアクセルポジションセンサ４６は制御装置２０に接続されていて、アクセルポジションセンサ４６の検出値（アクセルペダル２１の踏み込み量）が制御装置２０に入力される。

インチングペダル２２は踏み込み操作可能とされ、所定量踏み込んだ後、さらに踏み込むことにより走行ブレーキ用のマスターシリンダ４７が操作されるように構成されている。インチングペダル２２を踏まない状態からマスターシリンダ４７を作動させる手前までのインチングペダルの操作領域をインチング操作領域Ａという。
マスターシリンダ４７は後車軸３４を制動するブレーキ機構４８にブレーキ油路４９を介して接続され、インチングペダル２２でマスターシリンダ４７を作動させることにより、ブレーキ機構４８が作動して左右の後車軸３４が制動される。

インチングペダル２２の踏み込み量（踏み込み具合）はポテンショメータからなるインチングポジションセンサ５１によって検出される。このインチングポジションセンサ５１は制御装置２０に接続されていて、インチングポジションセンサ５１の検出値（インチングペダル２２の踏み込み量）が制御装置２０に入力される。
インチング操作領域Ａでは、インチングペダル２２を踏み込むにつれてＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧が低下するように制御装置２０から斜板制御弁４３のソレノイド５２に指令信号が出力される。

メインポンプ２３及びサブポンプ２４はエンジン１８の動力によって駆動される定容量形の油圧ポンプで構成されている。メインポンプ２３は、ホイールローダ１に装備された油圧アクチュエータ（ステアリングシリンダ７、リフトシリンダ１２、バケットシリンダ１３等）やバケット１０の代わりに装着されるアタッチメントの油圧アクチュエータに作動油を供給する。

サブポンプ２４は、前記サーボシリンダ３６に作動油を供給すべく、斜板制御弁４３に作動油供給路５３を介して接続されている。また、サブポンプ２４は、油圧アクチュエータを制御するパイロット制御弁を操作するパイロットバルブや、ＨＳＴの低圧側の変速用油路２７，２８に圧油を補充するチャージ回路等に圧油を供給する。
制御装置２０は、ノーマルモードと、アタッチメントモードと、エコモードとを備えている。エンジン１８の始動時にはノーマルモードとされ、アタッチメントスイッチ５４によってアタッチメントモードに切り替えられ、エコスイッチ５５によってエコモードに切り替えられる。アタッチメントスイッチ５４及びエコスイッチ５５は制御装置２０に接続されている。

ノーマルモードでは、図３（ａ）に示すように、エンジン１８の回転数（目標エンジン回転数）はアクセルペダル２１によって制御される。すなわち、アクセルペダル２１を踏み込まないときにはエンジン１８の回転数はアイドリング回転数であり、アクセルペダル２１を踏み込むにつれてエンジン１８の回転数が上昇するように制御装置２０からエンジン１８に指令信号が出力される。なお、アクセルペダル２１を戻すときは、その逆である。

また、ノーマルモードでは、エンジン１８の回転数に基づいてＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧が制御される。すなわち、エンジン回転数とＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧との関係を示す特性線を有するマップが制御装置２０に組み込まれており、このマップに基づいて、ＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧がエンジン１８の回転数に対応する制御圧となるように、制御装置２０から斜板制御弁４３のソレノイド５２に指令信号が出力される（エンジン回転数が上がるとＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧が上がり、エンジン回転数が下がるとＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧が下がるように制御装置２０によって斜板制御弁４３が制御される）。

このように、ノーマルモードでは、インチングペダル２２を踏み込まない状態では、アクセルペダル２１の踏み込みに基づくエンジン回転数（ＨＳＴポンプ２６の回転）と、このエンジン回転数に基づくＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧とによって、ＨＳＴポンプ２６の吐出流量が決まり、車速が決定する。
このノーマルモードにあっては、前後進切替弁３９が中立のときには、ＨＳＴポンプ２６の斜板角（斜板の傾転角）が最小となるようにサーボシリンダ３６がバランスされ、ＨＳＴポンプ２６から圧油が吐出しない。

前後進切替弁３９を中立位置３９ａから前進位置３９ｂ又は後進位置３９ｃにすると、エンジン回転数がアイドル回転数ではＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧は最小であり（ＨＳＴポンプ２６の斜板角が最小であり）、ホイールローダ１は停止したままである。
この状態からアクセルペダル２１を踏み込むと、エンジン回転数が上がると共にＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧が大きくなって斜板角が大きくなり、前進又は後進する。また、アクセルペダル２１を最大に踏み込んでエンジン回転数が最大回転数になるとＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧は最大となる。

また、アクセルペダル２１を踏み込み操作している状態で、インチングペダル２２を踏
み込むと、ＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧が下がるように制御装置２０から斜板制御弁４３のソレノイド５２に指令信号が出力される。これにより、ＨＳＴポンプ２６の斜板角が小さくなり、エンジン１８の回転数がアクセルペダル２１で決定される回転数のまま、ホイールローダ１が減速する。

一方、アタッチメントモードでは、図３（ｂ）に示すように、アクセルペダル２１を踏み込んでもエンジン１８の回転数は変化せず、アクセルペダル２１を踏み込むと、この踏み込み量に応じて制御装置２０から斜板制御弁４３のソレノイド５２に指令信号が出力され、アクセルペダル２１の踏み込み量に応じてＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧が変化する。すなわち、アタッチメントモードでは、エンジン１８の回転数とは関係なく、アクセルペダル２１の踏み込み量に基づいてＨＳＴポンプ２６の斜板が制御され、アクセルペダル２１を踏み込まない場合には、ＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧が最小となるように、制御装置２０から斜板制御弁４３のソレノイド５２に指令信号が出力され、アクセルペダル２１を踏み込むにつれて、ＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧が大きくなるように（ＨＳＴポンプ２６の斜板角が大きくなるように）、制御装置２０から斜板制御弁４３に指令信号が出力される。

このアタッチメントモードでのエンジン１８の回転数の設定は、アクセル設定ダイヤル５６（アクセル設定部材）によって行う。すなわち、このアクセル設定ダイヤル５６は制御装置２０に接続されており、該アクセル設定ダイヤル５６で設定されるエンジン回転数になるように制御装置２０からエンジン１８に指令信号が出力される。また、アクセル設定ダイヤル５６を回すことにより、エンジン１８の回転数を、例えば、１７００ｒｐｍ〜２４００ｒｐｍまで、段階的に或いは無段階に設定変更することができ、且つ設定した回転数にエンジン１８の回転数を保持することができる。

このアタッチメントモードでは、前後進切替弁３９が中立位置３９ａのときには、ノーマルモードと同じく、ＨＳＴポンプ２６の斜板角は最小であり、ＨＳＴポンプ２６から圧油が吐出しない。
また、前後進切替弁３９を中立位置３９ａから前進位置３９ｂ又は後進位置３９ｃにし且つアクセル設定ダイヤル５６でエンジン回転数がアイドリング回転数より大に設定されていても、アクセルペダル２１を踏み込まない状態では、ＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧は最小であり（ＨＳＴポンプ２６の斜板角は最小のままであり）、前進又は後進しない。

この状態からアクセルペダル２１を踏み込むとホイールローダ１が発進し、アクセルペダル２１を踏み込むにつれてＨＳＴポンプ２６の斜板角が大きくなるように斜板の制御圧が制御されて増速する。このとき、エンジン１８の回転数はアクセル設定ダイヤル５６で決定される回転数のままである。
また、アクセルペダル２１を踏み込み操作している状態で、インチングペダル２２を踏み込むと、ＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧が下がるように制御装置２０から斜板制御弁４３のソレノイド５２に指令信号が出力されて、ＨＳＴポンプ２６の斜板角が小さくなり、アクセル設定ダイヤル５６で決定されるエンジン回転数のままで、ホイールローダ１が減速する。

前記ノーマルモード及びアタッチメントモードにおいて、最終的なＨＳＴポンプ２６斜板の制御圧は（ＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧を制御する斜板制御弁４３に指示する電流値は）、Ｙ×（Ｚ／１００）で決定される。
Ｙはアクセルペダル２１によって決まるＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧である。Ｚはインチングペダル２２の前記インチング操作領域Ａでの踏込具合である。このＺはインチング解放（インチングペダル２２を踏み込まない状態）で１００％、インチング操作領域Ａでの最大の踏込で０％となる。

したがって、ノーマルモード及びアタッチメントモードにおいて、アクセルペダル２１の踏み込み量に拘わらず、インチングペダル２２をマスターシリンダ４７を作動させる手前まで踏み込むと、ＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧は最小（零）となり、ホイールローダ１が停止する。
以上のように、前記ノーマルモードでは、アクセルペダル２１の踏み込み量に基づいてエンジン回転数が制御されると共に該エンジン回転数に基づいてＨＳＴポンプ２６の斜板が制御される。これによって、アクセルペダル２１の踏み込み操作でエンジン回転数を制御しながら車速を制御するという通常のアクセルペダル２１の操作で車速を制御することができる。

また、アタッチメントモードでは、アクセルペダル２１の踏み込み量に基づいて、エンジン回転数とは無関係に、ＨＳＴポンプ２６の斜板が制御される。これによって、エンジン回転数を一定に保ちながら、アクセルペダル２１の踏み込み操作で車速を制御することができる。したがって、駆動部を一定速度で回転させる必要のあるアタッチメントを使用する場合でも、アクセルペダル２１の通常操作と同じ操作で車速を制御することができる。

エコモードでは、図４（ａ）に示すエンジン回転制御マップ５７に基づいてエンジン１８の回転数（目標エンジン回転数）が制御される。
このエンジン回転制御マップ５７は、アクセルペダル２１の踏み込み量とエンジン回転数との関係を設定しており、アクセルペダル２１の踏み込み量を横軸にとりエンジン回転数を縦軸にとっている。

エンジン回転制御マップ５７は、第１制御特性線５８と、第２制御特性線５９と、第３制御特性線６０とを有し、制御装置２０は、第１制御特性線５８に従ってエンジン回転数の制御を行う第１エンジン回転制御部６１と、第２制御特性線５９に従ってエンジン回転数の制御を行う第２エンジン回転制御部６２と第３制御特性線６０に従ってエンジン回転数の制御を行う第３エンジン回転制御部６３とを有する。

第１制御特性線５８は、作業装置８の作業速度を優先した高い回転数でエンジン１８の回転数を制御するように設定され、例えば、アクセルペダル２１を最大に踏み込んだ状態でエンジン回転数が定格回転数となるように設定される。
第２制御特性線５９は、省燃費を優先した低い回転数（第１制御特性線５８より低い回転数）でエンジン１８の回転数を制御するように設定されている。

第３制御特性線６０は、第１制御特性線５８と第２制御特性線５９との間に位置しており、第１制御特性線５８と第２制御特性線５９との間の回転数でエンジン１８の回転数を制御するように設定されている。
本実施形態では、第１制御特性線５８での最大エンジン回転数（アクセルペダル２１を最大に踏み込んだ状態での回転数）は２４００ｒｐｍに設定され、第２制御特性線５９での最大エンジン回転数は１８００ｒｐｍに設定され、第３制御特性線６０での最大エンジン回転数は２２００ｒｐｍに設定されている。

作業装置８で作業を行っているときには、制御装置２０の第１エンジン回転制御部６１が第１制御特性線５８に従ってエンジン１８の回転数を制御する。これによって、効率のよい作業を行うことができる。
作業装置８で作業を行うときには、インチングペダル２２を操作してホイールローダ１の発進・停止を小刻みに繰り返す（ホイールローダ１を寸動で前進又は後進させる）、いわゆるインチング操作（インチング走行）を行う。また、作業装置８で作業を行うときには、作業装置８の動作を速くするために、アクセルペダル２１でエンジン回転数を上げたままにし、発進、停止及び車速の増減速の操作はインチングペダル２２で行う。したがって、作業装置８で作業を行うときには、インチングペダル２２を使用することから、本実施形態では、作業装置８による作業時をインチングペダル２２を操作したことで特定している。すなわち、インチングペダル２２の操作時に、第１エンジン回転制御部が第１制御特性線５８に従ってエンジン回転数の制御を行う。

作業装置８による作業時を特定するのに、リフトアーム９やバケット１０の動作又は作業装置用操作レバー１７の操作を検出するようにしてもよいが、そうすると、別途センサ等の検出手段が必要となる。これに対し、本実施形態のホイールローダ１には、ＨＳＴポンプ２６の斜板の制御圧を制御するために、インチングペダル２２の操作量をインチングポジションセンサ５１によって検出して制御装置２０に入力するようにしていることから
、作業装置８の作業時を特定するのに、インチングポジションセンサ５１によるペダルの踏み込み操作の検出を利用することができる。これによって、作業装置８による作業時を特定するのに、別途、検出手段を設けなくてもよいという効果を奏する。

一方、走行時（作業を行わないで走行のみを行っているとき）においては、走行負荷が所定負荷よりも小さいときには、制御装置２０の第２エンジン回転制御部６２が第２制御特性線５９に従ってエンジン１８の回転数を制御し、走行負荷が前記所定負荷以上のときには、制御装置２０の第３エンジン回転制御部６３が第３制御特性線６０に従ってエンジン１８の回転数を制御する。

例えば、平坦路を走行しているときには第２制御特性線５９に従ってエンジン１８の回転数が制御され、登坂路を走行してホイールローダ１に所定負荷以上の走行負荷が作用するときには、第３制御特性線６０に従ってエンジン１８の回転数が制御される。これによって、十分な燃費低減を図ることができる。
すなわち、図４（ｂ）に示すようなエンジン回転制御マップ６４（第１制御特性線５８及び第２制御特性線５９のみを有し、第３制御特性線６０のないマップ）に基づいてエンジン１８の回転数を制御するようにした場合、走行時において、走行負荷が所定負荷以上になる頻度が高いと、高いエンジン回転数で制御され、十分な燃費低減を図ることができない。また、負荷が所定負荷以上になった場合のエンジン回転数を第１制御特性線５８で制御する場合のエンジン回転数より低く設定すると、作業装置８で作業する際に、作業装置８の動作が遅くなる。したがって、作業装置８で作業する場合の作業効率（作業速度の低下）を考慮すると、負荷が所定負荷以上になった場合のエンジン回転数をあまり下げることもできない。

そこで、図４（ａ）に示すように、第１制御特性線５８及び第２制御特性線５９の他に第３制御特性線６０を設け、所定負荷よりも小さい走行負荷で走行しているときに走行負荷が所定負荷以上になった場合と、作業装置８で作業を行う場合とで、エンジン回転数を制御する制御特性線を変えることにより、十分な燃費低減と効率のよい作業とを両立させることができる。

なお、作業を行わないで走行のみを行っているときに、インチングペダルを踏むと、エンジン回転数は第１制御特性線５８で制御される高い回転数に切り換わるが、走行のみを行っているときに減速する場合は、通常、アクセルペダルを放して減速を行うので、問題はない。
また、ノーマルモード及びアタッチメントモードでは、走行負荷の大小に拘わらず、第１制御特性線５８に従ってエンジン１８の回転数が制御される。これにより、スピードを重視した走行を行う場合と、省燃費を重視した走行を行う場合とを選択することができる。

８作業装置
１８エンジン
２０制御装置
２１アクセルペダル
２２インチングペダル
２４サブポンプ（油圧ポンプ）
２６ＨＳＴポンプ
２７変速用油路
２８変速用油路
２９ＨＳＴモータ
３６サーボシリンダ
４３斜板制御弁
５１インチングポジションセンサ
５８第１制御特性線
５９第２制御特性線
６０第３制御特性線
６１第１エンジン回転制御部
６２第２エンジン回転制御部
６３第３エンジン回転制御部

Claims

車輪と、エンジンによって回転され且つ前記回転を前記車輪に伝達する伝動軸とを有する走行装置と、
作業を行うための作業装置と、
前記伝動軸の回転速度を検出する回転センサと、
アクセルペダルの操作量とエンジン回転数との関係を設定した第１〜３制御特性線に基づいてエンジン回転数を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
作業装置の作業時において、作業速度を優先した第１制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行う第１エンジン回転制御部と、
走行時において、前記回転センサの検出値に基づいて求められる実車速が、制御装置から出力されるエンジン回転数の指令値に対応する目標車速よりも低い場合に、当該作業機に走行負荷が作用したと判断し、前記走行負荷が所定負荷よりも小さいときに、省燃費を優先した第２制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行う第２エンジン回転制御部と、
走行時において、前記走行負荷が前記所定負荷以上のときに、第１制御特性線と第２制御特性線との間に位置する第３制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行う第３エンジン回転制御部とを有することを特徴とする作業機。
エンジンによって駆動される斜板形可変容量ポンプからなるＨＳＴポンプと、このＨＳＴポンプと一対の変速用油路により閉回路接続されていて該ＨＳＴポンプからの吐出油によって駆動されることにより走行装置を駆動するＨＳＴモータと、ＨＳＴポンプの斜板を制御するサーボシリンダと、エンジンによって駆動される油圧ポンプからの圧油を前記サーボシリンダに斜板の制御圧として供給する電磁比例弁からなる斜板制御弁と、車速を減速させるためのインチングペダルと、このインチングペダルの踏み込み量を検出して制御装置に入力するインチングポジションセンサとを備え、インチングペダルを踏み込み操作すると斜板の制御圧が下がるように、制御装置から出力される指令信号によって斜板制御弁が制御される作業機であって、
インチングペダルの操作時に第１エンジン回転制御部が第１制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の作業機。
第１制御特性線だけでエンジン回転数の制御を行うノーマルモードと、
第１〜３エンジン回転制御部によってエンジン回転数の制御を行うエコモードとに切り替え可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の作業機。