産業車両のエンジン回転数制御装置
【課題】燃料消費量やブレーキ部への負担を抑制できる産業車両のエンジン回転数制御装置を提供する。
【解決手段】接近対象物への接近を検出すると、エンジン1の回転数の上限を抑制するように構成した。これにより、土砂等を積み込むためにダンプトラック等へ接近する際に、クラッチカットオフに伴うピッチングをクラッチカットオフを行わないことで防止して、ホイールローダ１００の動きを滑らかにすることができるとともに、クラッチカットオフを行わないことで生じるトルコン２における動力損失やブレーキ部５ａへの負担を軽減できる。
【解決手段】接近対象物への接近を検出すると、エンジン1の回転数の上限を抑制するように構成した。これにより、土砂等を積み込むためにダンプトラック等へ接近する際に、クラッチカットオフに伴うピッチングをクラッチカットオフを行わないことで防止して、ホイールローダ１００の動きを滑らかにすることができるとともに、クラッチカットオフを行わないことで生じるトルコン２における動力損失やブレーキ部５ａへの負担を軽減できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールローダ等の産業車両のエンジン回転数制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホイールローダ等の産業車両では、たとえばダンプトラックに土砂等を積み込む作業を行う場合などには、ダンプトラックへ接近する際にブレーキを踏んで車両を減速させるが、作業機装置（バケット）を上方へ上げるためにアクセルペダルを踏み込んでエンジン回転数を高回転で維持するようにしている。そこで、ブレーキ液圧やブレーキ操作量を検出し、検出されたブレーキ液圧やブレーキ操作量が所定の値を超えると、前後進用のクラッチを解放して駆動力の伝達を遮断するクラッチカットオフ装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６３３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述したクラッチカットオフ装置では、前後進用のクラッチを接続状態とするか解放状態とするかのいずれかの状態にしか制御できないため、クラッチの解放動作の前後で産業車両の動きが滑らかでなくなってしまう恐れがある。そのため、オペレータは、クラッチカットオフを行わないように設定してダンプトラックに土砂等を積み込む作業を行うことがある。しかし、クラッチカットオフを行わない状態でダンプトラックに土砂等を積み込む作業などを行うと、エンジン回転数が高まることで増大した駆動力に抗してホイールローダ１００を減速および停止させる必要があり、燃料消費量やブレーキ部への負担が増大してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明による産業車両のエンジン回転数制御装置は、産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するアプローチ検出手段と、アプローチ検出手段で産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するとエンジンの回転数の上限を抑制するエンジン回転数抑制手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、燃料消費量やブレーキ部への負担を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】産業車両の一例であるホイールローダの側面図である。
【図２】ホイールローダ１００の概略構成を示す図である。
【図３】トランスミッション３の概略構成を示す図である。
【図４】トルコン速度比ｅと速度段の関係を示す図である。
【図５】Ｖシェープローディングについて示す図である。
【図６】土砂等のダンプトラックへの積み込みの際のホイールローダ１００の状態を説明する図である。
【図７】ブレーキ液圧Ｐｌｂとエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍとの関係を示す図である。
【図８】アクセルペダル１２の踏み込み量に対する目標エンジン回転速度を示す図である。
【図９】バケット１１２を上昇させているときにホイールローダ１００の駆動力として利用できるエンジン１のトルクの曲線と、トルコン２への入力トルクの曲線とを示す図である。
【図１０】本実施の形態のホイールローダ１００におけるエンジン１の回転速度制御処理の動作を示したフローチャートである。
【図１１】ブレーキ液圧Ｐｌｂとエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍとの関係の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図１〜１０を参照して、本発明に係る産業車両のエンジン回転数制御装置の一実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係るエンジン回転数制御装置が適用される産業車両の一例であるホイールローダの側面図である。ホイールローダ１００は、アーム１１１、作業機装置であるバケット１１２、タイヤ１１３等を有する前部車体１１０と、運転室１２１、エンジン室１２２、タイヤ１２３等を有する後部車体１２０とで構成される。アーム１１１はアームシリンダ１１４の駆動により上下方向に回動（俯仰動）し、バケット１１２はバケットシリンダ１１５の駆動により上下方向に回動（ダンプまたはクラウド）する。前部車体１１０と後部車体１２０はセンタピン１０１により互いに回動自在に連結され、ステアリングシリンダ（不図示）の伸縮により後部車体１２０に対し前部車体１１０が左右に屈折する。
【０００９】
図２は、ホイールローダ１００の概略構成を示す図である。エンジン１の出力軸にはトルクコンバータ２（以下、トルコンと呼ぶ）の入力軸（図３の２１）が連結され、トルコン２の出力軸（図３の２２）はトランスミッション３に連結されている。トルコン２は周知のインペラ，タービン，ステータからなる流体クラッチであり、エンジン１の回転はトルコン２を介してトランスミッション３に伝達される。トランスミッション３は、後述するようにその速度段を１速〜４速に変速する液圧クラッチを有し、トルコン２の出力軸の回転はトランスミッション３で変速される。変速後の回転が、プロペラシャフト４，アクスル５を介してタイヤ１１３，１２３に伝達されて、ホイールローダが走行する。
【００１０】
アクスル５には、ホイールローダ１００を減速、停止させるためのブレーキ部５ａが設けられている。ブレーキ部５ａは、ブレーキバルブ３２を介してブレーキフルード（作動油）が供給されると、作動油の圧力に応じた制動力を発生させる。ブレーキバルブ３２は、作動油の油圧源３０から供給される圧油をスプリング３２ａの圧縮力に応じた圧力に減圧する減圧弁である。運転室１２１内に設けられたブレーキペダル３１がオペレータによって踏み込まれると、ブレーキペダル３１の踏み込み力に応じてスプリング３２ａが圧縮される。したがって、ブレーキバルブ３２は、作動油の油圧源３０から供給される圧油をブレーキペダル３１の踏み込み力に応じた圧力となるように減圧する。ブレーキバルブ３２は、スプリング３２ａの圧縮力（すなわちブレーキペダル３１の踏み込み力）が高くなるほど、高い圧力の作動油をブレーキ部５ａに供給するように、作動油の圧力を減圧する。３４は作動油タンクである。
【００１１】
なお、不図示の作業用油圧ポンプはエンジン１により駆動され、この油圧ポンプからの吐出油は不図示の方向制御弁を介して作業用アクチュエータ（例えばアームシリンダ１１４）に導かれる。方向制御弁は不図示の操作レバーの操作により駆動され、操作レバーの操作量に応じてアクチュエータを駆動できる。
【００１２】
トルコン２は入力トルクに対し出力トルクを増大させる機能、つまりトルク比を１以上とする機能を有する。トルク比は、トルコン２の入力軸２１の回転数Ｎｉと出力軸２２の回転数Ｎｔの比であるトルコン速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｉ）の増加に伴い小さくなる。たとえばエンジン回転数が一定状態で走行中に走行負荷が大きくなると、トルコン２の出力軸２２の回転数、つまり車速が減少し、トルコン速度比ｅが小さくなる。このとき、トルク比は増加するため、より大きな走行駆動力（牽引力）で車両走行可能となる。
【００１３】
ここで、トランスミッション３の構成について説明する。図３は、トランスミッション３の概略構成を示す図である。トランスミッション３は、複数のクラッチシャフトＳＨ１〜ＳＨ３、アウトプットシャフトＳＨ４、複数のギヤＧ１〜Ｇ１３、前進用の油圧クラッチ（前進クラッチ）１８、後進用の油圧クラッチ（後進クラッチ）１９、１〜４速用の油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を備える。各油圧クラッチ１８，１９，Ｃ１〜Ｃ４は、トランスミッション制御装置２０を介して供給される圧油（クラッチ圧）により係合または解放する。すなわち油圧クラッチ１８，１９，Ｃ１〜Ｃ４に供給されるクラッチ圧が増加するとクラッチ１８，１９，Ｃ１〜Ｃ４は係合し、クラッチ圧が減少すると解放する。
【００１４】
トルコン２の出力軸２２は、クラッチシャフトＳＨ１に連結され、アウトプットシャフトＳＨ４の両端部は、図２のプロペラシャフト４を介して車両前後のアクスル５に連結されている。図３では、前進クラッチ１８と１速用クラッチＣ１とが係合状態で、他のクラッチ１９，Ｃ２〜Ｃ４が解放状態にある。この場合には、ギヤＧ１とクラッチシャフトＳＨ１が一体になって回転するとともに、ギヤＧ６とクラッチシャフトＳＨ２が一体になって回転する。
【００１５】
このときエンジン１の出力トルクは、図３に太線で示すようにトルコン２の入力軸２１、出力軸２２、クラッチシャフトＳＨ１、前進クラッチ１８、ギヤＧ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６、１速用クラッチＣ１、クラッチシャフトＳＨ２、ギヤＧ８，Ｇ１２を介してアウトプットシャフトＳＨ４に伝達される。これにより１速走行が可能となる。
【００１６】
１速から２速に変速する場合には、トランスミッション制御装置２０を介して供給されるクラッチ圧により１速用クラッチＣ１を解放し、２速用クラッチＣ２を係合する。これによりエンジン１の出力トルクは、トルコン２の入力軸２１、出力軸２２、クラッチシャフトＳＨ１、前進クラッチ１８、ギヤＧ１，Ｇ３，Ｇ７、２速用クラッチＣ２、クラッチシャフトＳＨ２、ギヤＧ８，Ｇ１２を介してアウトプットシャフトＳＨ４に伝達され、２速走行が可能となる。１速から２速以外の変速、すなわち２速から３速、３速から４速、４速から３速、３速から２速、２速から１速への変速も同様にクラッチＣ１〜Ｃ４を制御することで行われる。
【００１７】
自動変速制御には、トルコン速度比ｅが所定値に達すると変速するトルコン速度比基準制御と、車速が所定値に達すると変速する車速基準制御の２つの方式がある。本実施の形態では、トルコン速度比基準制御によりトランスミッション３の速度段を制御する。
【００１８】
図４は、トルコン速度比ｅと速度段の関係を示す図である。走行負荷が低くなり、トルコン速度比ｅが増加してトルコン速度比ｅが所定値ｅｕ以上になると、速度段は１段シフトアップする。これによりトルコン速度比ｅがｅ１（ｅｄ＜ｅ１＜ｅｕ）となる。反対に走行負荷が高くなり、トルコン速度比ｅが低下してトルコン速度比ｅが所定値ｅｄ以下になると、速度段は１段シフトダウンする。これによりトルコン速度比ｅがｅ２（ｅｄ＜ｅ２＜ｅｕ）となる。所定値ｅｕ，ｅｄは、予めコントローラ１０に設定されている。
【００１９】
図２に示すコントローラ１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。コントローラ１０には、アクセルペダル１２の操作量を検出するペダル操作量検出器１２ａと、トルコン２の入力軸２１の回転数Ｎｉを検出する回転数検出器１４と、トルコン２の出力軸２２の回転数Ｎｔを検出する回転数検出器１５と、トランスミッション３の出力軸の回転速度、つまり車速ｖを検出する車速検出器１６とが接続されている。コントローラ１０には、車両の前後進を指令する前後進切換スイッチ７と、１速〜４速の間で最大速度段を指令するシフトスイッチ８と、クラッチカットオフ（後述）を行うか否かを選択するクラッチカットオフ選択スイッチ９と、トランスミッション３における変速を自動で行うか手動で行うかを切り替える変速手段切替装置３５とが接続されている。
【００２０】
コントローラ１０には、ブレーキペダル３１の操作量を検出するペダル操作量検出器３１ａと、ブレーキ部５ａに供給される作動油の圧力を検出する圧力センサ３３とが接続されている。コントローラ１０は、アクセルペダル１２の操作量に応じてエンジン１の回転速度（回転数）を制御する。
【００２１】
たとえば、ホイールローダ１００でダンプトラックに土砂等を積み込む作業を行う場合などには、オペレータは、ダンプトラックへ接近する際にブレーキペダル３１を踏み込んでホイールローダ１００を減速させるが、バケット１１２を上方へ上げるためにアクセルペダル１２も踏み込んでエンジン１の回転数を高回転で維持するようにしている。コントローラ１０は、クラッチカットオフをするようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合には、圧力センサ３３で検出した作動油の圧力（ブレーキ液圧Ｐｌｂ）が所定の値（ブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ）を超えると、前後進用のクラッチ１８，１９を解放（カットオフ）するための制御信号（カットオフ信号）をトランスミッション制御装置２０に出力する。トランスミッション制御装置２０では、カットオフ信号を受信すると、トランスミッション制御装置２０に設けられているクラッチカットオフ弁１７（図２）がクラッチ１８，１９のクラッチ圧を減少させる。これにより、クラッチ１８，１９が解放され、走行駆動力（以下、単に駆動力と呼ぶ）の伝達が遮断される。
【００２２】
上述のようにブレーキ液圧Ｐｌｂに応じてクラッチ１８，１９を解放することをクラッチカットオフと呼んでいる。なお、コントローラ１０は、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合には、圧力センサ３３で検出したブレーキ液圧Ｐｌｂがブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓを超えてもカットオフ信号を出力しない。したがって、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合には、上述したクラッチカットオフは行われない。
【００２３】
図５は、土砂等をダンプトラックへ積み込む方法の１つであるＶシェープローディングについて示す図である。Ｖシェープローディングでは、まず、矢印ａで示すように、ホイールローダ１００を前進させて土砂等をすくい込み、その後、矢印ｂで示すように、ホイールローダ１００を一旦後退させる。そして、矢印ｃで示すように、ダンプトラックに向けてホイールローダ１００を前進させて、すくい込んだ土砂等をダンプトラックに積み込み、矢印ｄで示すように、ホイールローダ１００を元の位置に後退させる。
【００２４】
図５の矢印ｃで示す土砂等のダンプトラックへの積み込みの際には、掘削時のように大きな駆動力が必要ではないため、オペレータは、シフトスイッチ８によって最大速度段を２段に設定するか、変速手段切替装置３５でトランスミッション３における変速を手動で行うように切り替えた上で、速度段を２速に固定するように設定している。
【００２５】
図６は、図５の矢印ｃで示す土砂等のダンプトラックへの積み込みの際のホイールローダ１００の状態を説明する図である。説明の便宜上、接近する対象物であるダンプトラックへ接近する（アプローチする）際の初期の段階であって、ホイールローダ１００を加速させる段階をアプローチ初期と呼ぶ。ダンプトラックへアプローチする際の中期の段階であって、ホイールローダ１００を減速し始めてからホイールローダ１００が停止するまでの段階をアプローチ中期と呼ぶ。ホイールローダ１００が停止してから、バケット１１２内の土砂等をダンプトラックに放土し終えるまでの段階をアプローチ後期と呼ぶ。
【００２６】
アプローチ初期では、ホイールローダ１００を加速させるとともにバケット１１２を上昇させるため、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれる。アプローチ中期では、バケット１１２を上昇させるため、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれるが、ホイールローダ１００を減速させるためにブレーキペダル３１も徐々に踏み込まれる。アプローチ後期では、ホイールローダ１００を停止させておくためにブレーキペダル３１が最大限に踏み込まれる。クラッチカットオフをするようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合には、アプローチ中期のオペレータによるブレーキペダル３１の踏み込みによって、上述したように、クラッチカットオフが行われる。
【００２７】
したがって、ダンプトラックへの接近時に駆動力の伝達が遮断されるので、駆動力に抗してホイールローダ１００を減速および停止させる必要がない。これにより、クラッチカットオフをせずに駆動力に抗してホイールローダ１００を減速および停止させたときと比べて、ブレーキ部５ａに対する負担を減らすことができ、ブレーキ部５ａの温度上昇を抑制し、ブレーキ部５ａの各部の消耗を抑制できる。また、エンジン１の回転数が高い状態を維持させつつホイールローダ１００を減速、停止させても、入力軸２１と出力軸２２の回転数比であるトルコン速度比ｅがｅ≒１の状態となり、図９に示すようにトルコン２への入力トルクは低下する。ホイールローダ１００の停止状態では、トルコン２への入力動力（トルコン２への入力トルク×入力軸２１の回転数）が動力損失となる。よって、トルコン２における動力損失が低減して、燃料消費量を低減できる。
【００２８】
しかし、クラッチカットオフによって駆動力の伝達が突然遮断されることとなるので、ホイールローダ１００の駆動力が急激に減少してホイールローダ１００のピッチングを誘発する恐れがある。土砂等を積み込む作業を行う場合などには、バケット１１２の位置が高いため、ピッチングがより大きくなる傾向にある。そのため、ピッチングを嫌うオペレータが、従来のホイールローダにてダンプトラックに土砂等を積み込む作業を行う場合などには、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９を選択して、上述したクラッチカットオフが行われないようにしていることがある。
【００２９】
この場合には、上述したようなピッチングを誘発する恐れはないが、ブレーキ部５ａの各部の消耗や、トルコン２における動力損失の増大を招くこととなる。そこで、本実施の形態のホイールローダ１００では、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９を選択されている場合であって、土砂等を積み込むためにダンプトラック等へ接近していることを後述するようにして検出すると、エンジン1の回転数、つまり、トルコン２の入力軸２１の回転数の上限を抑制するように、すなわち、エンジン１の最高回転速度を制限する（低下させる）ようにしている。
【００３０】
具体的には、コントローラ１０は、前進クラッチ１８が接続状態である場合に、ブレーキ部５ａにおける制動力に応じて（たとえば、圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂに応じて）、図７に示すようにエンジン１の最高回転速度を制限する。すなわち、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されており、かつ、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えていると判断すると、コントローラ１０は、土砂等を積み込むためにダンプトラック等へ接近しているものと判断して、圧力値Ｐ１より高い値である所定の圧力値Ｐ２までは、圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂが高くなるほどエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを漸減させる。クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されており、かつ、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２を超えていると判断すると、コントローラ１０は、エンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをＬ（％）に設定する。なお、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されていても、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１以下であると判断すると、コントローラ１０は、エンジン１の最高回転速度の制限値（エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍ）を制限しない。
【００３１】
ここで、圧力値Ｐ２は、たとえば、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれているときであってもホイールローダ１００の車速を人が歩く時の速度に保持できるだけの制動力を発生するブレーキ液圧とする。具体的には、圧力値Ｐ２は、たとえば、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれているときにホイールローダ１００の車速をたとえば３ｋｍ／ｈ以下に保持できるだけの制動力を発生するブレーキ液圧とする。また、圧力値Ｐ１は、たとえば圧力値Ｐ２の約５０％の値とする。
【００３２】
Ｌの値が高過ぎると、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを制限した効果が少なくなってしまう。Ｌの値が低過ぎると、エンジン１の出力が必要以上に減少してしまい、ホイールローダ１００の駆動力が低下し過ぎたり、バケット１１２の上昇速度が低下し過ぎてしまう。そのため、Ｌは、たとえば、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを制限しなかったとき（１００％）の回転速度の約７０〜８５％程度に設定される。
【００３３】
図８は、アクセルペダル１２の踏み込み量に対する目標エンジン回転速度を示す図である。エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが制限されない場合（図中の「制限なし」）には、アクセルペダル１２の踏み込み量に応じて、目標エンジン回転速度が最低回転数であるローアイドル（Ｌｏ（ｍｉｎ））から最高回転数であるハイアイドル（Ｈｉ（ｍａｘ））まで変化する。エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが制限される場合（図中の「制限あり」）には、アクセルペダル１２の踏み込み量が増えるにつれて、目標エンジン回転速度がＬｏ（ｍｉｎ）から増加するが、その上限値はＨｉ（ｍａｘ）に百分のＬ（Ｌ／１００）を乗じた値となる。
【００３４】
図９は、バケット１１２を上昇させているときにホイールローダ１００の駆動力として利用できるエンジン１のトルクの曲線と、トルコン２への入力トルクの曲線とを示す図である。エンジン１のトルク曲線とトルコン２の入力トルク曲線との交点が、ホイールローダ１００の走行のためにトルコン２へ実際に入力される入力トルクとなる。トルコン２への入力トルクは、トルコン２の入力軸２１の回転数Ｎｉ（すなわちエンジン１の回転速度）の２乗に比例して増加する。したがって、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを制限した場合には、制限しなかった場合と比べてトルコン２への入力トルクが減少する。すなわち、図９において、エンジン１のトルク曲線とトルコン２の入力トルク曲線との交点が、左下方に移動する。
【００３５】
トルコン２への入力動力（すなわちエンジン１の出力）は、トルコン２への入力トルクと入力軸２１の回転数Ｎｉ（すなわちエンジン１の回転速度）の積で表される。トルコン２における動力損失は、次の（１）式で表される。
（動力損失）＝（トルコン２への入力動力）×（１−η） （１）
ηは、トルコン２における動力の伝達効率である。
【００３６】
したがって、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを制限した場合には、制限しなかった場合と比べてトルコン２への入力動力が減少し、トルコン２における動力損失が減少する。また、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを制限した場合には、制限しなかった場合と比べてダンプトラックへの接近時の駆動力が抑制されるので、ブレーキ部５ａに対する負担を減らすことができ、ブレーキ部５ａの温度上昇を抑制し、ブレーキ部５ａの各部の消耗を抑制できる。
【００３７】
−−−フローチャート−−−
図１０は、本実施の形態のホイールローダ１００におけるエンジン１の回転速度制御処理の動作を示したフローチャートである。ホイールローダ１００の不図示のイグニッションスイッチがオンされると、図１０に示す処理を行うプログラムが起動され、コントローラ１０で繰り返し実行される。ステップＳ１において、圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂの情報を取得して、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３において、クラッチカットオフをするようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されているか否かを判断する。
【００３８】
ステップＳ３が否定判断されるとステップＳ５へ進み、ステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えているか否かを判断する。ステップＳ５が肯定判断されるとステップＳ７へ進み、ステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２を超えているか否かを判断する。ステップＳ７が肯定判断されるとステップＳ９へ進み、エンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをＨｉ（ｍａｘ）に百分のＬを乗じた値に設定してステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１において、ペダル操作量検出器１２ａで検出されたアクセルペダル１２の操作量の情報を取得して、ステップＳ１３へ進む。
【００３９】
ステップＳ１３において、ステップＳ１１で取得したアクセルペダル１２の操作量に基づいて、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが制限されない場合の目標エンジン回転速度を算出する。たとえば、コントローラ１０のＲＯＭには、図８に示すような、アクセルペダル１２の踏み込み量と、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが制限されない場合の目標エンジン回転速度との関係についての情報が記憶されている。ステップＳ１３では、ＲＯＭに記憶された上記情報と、ステップＳ１１で取得したアクセルペダル１２の操作量に基づいて、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが制限されない場合の目標エンジン回転速度を算出する。
【００４０】
ステップＳ１３が実行されるとステップＳ１５へ進み、ステップＳ１３で算出した目標エンジン回転速度がエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍ以上であるか否かを判断する。ステップＳ１５が肯定判断されるとステップＳ１７へ進み、目標エンジン回転速度をエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍとして、エンジン１に制御信号を出力してリターンする。ステップＳ１５が否定判断されると、ステップＳ１９へ進み、ステップＳ１３で算出した目標エンジン回転速度で回転するように、エンジン１に制御信号を出力してリターンする。
【００４１】
ステップＳ７が否定判断されるとステップＳ２１へ進み、エンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂに応じた値に設定して、すなわち、図７に示すように、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを１００（％）（すなわちＨｉ（ｍａｘ））とＬ（％）との間で、ブレーキ液圧Ｐｌｂに応じて案分した値に設定してステップＳ１１へ進む。
【００４２】
ステップＳ５が否定判断されるとステップＳ２３へ進み、エンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをＨｉ（ｍａｘ）に設定してステップＳ１１へ進む。
【００４３】
ステップＳ３が肯定判断されるとステップＳ２５へ進み、ステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂが上述したブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓを超えたか否かを判断する。ステップＳ２５が肯定判断されるとステップＳ２７へ進み、上述したカットオフ信号をトランスミッション制御装置２０に出力してステップＳ２３へ進む。ステップＳ２５が否定判断されるとステップＳ２３へ進む。
【００４４】
本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１） 接近対象物への接近を検出すると、エンジン1の回転数の上限を抑制するように構成した。これにより、土砂等を積み込むためにダンプトラック等へ接近する際に、クラッチカットオフを行わないことでクラッチカットオフに伴うピッチングを防止して、ホイールローダ１００の動きを滑らかにすることができるとともに、クラッチカットオフを行わないことで生じるトルコン２における動力損失やブレーキ部５ａへの負担を軽減できる。
【００４５】
（２） クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されており、かつ、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えていると判断すると、接近対象物へ接近していると判断するように構成した。これにより、接近対象物へ接近しているか否かを簡単な機器構成で検出できるので、コストを低減できる。また、故障や誤動作も少なくできるので接近対象物へ接近しているか否かの判断の信頼性を向上できる。
【００４６】
（３） 圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂが高くなるほどエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを漸減させるように構成した。これにより、ダンプトラックへ土砂等を積み込む際に、バケット１１２の上昇速度が急激に減少することや、ホイールローダ１００の走行駆動力が急激に減少することを防止できるので、バケット１１２の上昇操作における違和感やホイールローダ１００のピッチングを抑制できる。
【００４７】
（４） 圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えた場合だけエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを抑制するように構成した。これにより、ブレーキ操作による僅かな速度調節などではエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが抑制されることがなくなるので、バケット１１２の上昇速度や、ホイールローダ１００の走行駆動力に与える影響を最小限に留めることができ、作業効率を低下させない。
【００４８】
−−−変形例−−−
（１） 上述の説明では、接近対象物へ接近しているか否かを、クラッチカットオフ選択スイッチ９の選択状態と、ブレーキ液圧Ｐｌｂで判断するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されており、かつ、ホイールローダ１００の走行速度が所定の速度（たとえば５ｋｍ／ｈ）以下であり、かつ、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えているときに接近対象物へ接近していると判断するようにしてもよい。また、たとえば、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されており、かつ、バケット１１２の高さが所定高さＨ１以上であり、かつ、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えているときに接近対象物へ接近していると判断するようにしてもよい。ここで、所定の高さＨ１を、たとえば、アーム１１１が略水平となる最大リーチ時におけるバケット１１２の高さとして設定してもよい。なお、アーム１１１が略水平になる状態とは、アーム１１１の基端の揺動中心と先端のバケット１１２の揺動中心とが略水平になる状態のことである。
【００４９】
（２） 上述の説明では、圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂに基づいて接近対象物へ接近しているか否かを判断するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。制動力の大きさに関連する情報（パラメータ）であれば、たとえば、ブレーキ液圧Ｐｌｂに代えて、ペダル操作量検出器３１ａで検出されたブレーキペダル３１の操作量（ペダルストロークまたはペダル角度）に基づいて接近対象物へ接近しているか否かを判断するように構成してもよい。
【００５０】
（３） 上述の説明では、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えると、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを１００（％）（すなわちＨｉ（ｍａｘ））とＬ（％）との間で、ブレーキ液圧Ｐｌｂに応じて案分した値に設定するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図１１に示すように、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２以下であれば、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを１００（％）に設定し、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２を超えると、エンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをＬ（％）に設定するように構成してするように構成してもよい。なお、この場合には、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２を超えた直後からエンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをＬ（％）に設定するのではなく、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２を超えた場合に、時間をかけて（たとえば２〜３秒程度）徐々にエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを１００（％）からとＬ（％）へ低減させることが望ましい。エンジン１の回転速度の急減による、ホイールローダ１のピッチングを抑制するためである。
【００５１】
（４） 上述の説明では、トランスミッション３における選択可能な速度段の段数は４段であったが、本発明はこれに限定されず、３段でもよく、５段以上であってもよい。また上述の説明では、作業車両の一例としてホイールローダ１００を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、たとえば、フォークリフト等、他の作業車両であってもよい。
（５） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【００５２】
なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するアプローチ検出手段と、アプローチ検出手段で産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するとエンジンの回転数の上限を抑制するエンジン回転数抑制手段とを備えることを特徴とする各種構造の産業車両のエンジン回転数制御装置を含むものである。
【符号の説明】
【００５３】
１ エンジン ２ トルクコンバータ
３ トランスミッション ５ａ ブレーキ部
９ クラッチカットオフ選択スイッチ １０ コントローラ
１２ アクセルペダル １６ 車速検出器
１７ クラッチカットオフ弁 １８ 前進クラッチ
２０ トランスミッション制御装置 ３１ ブレーキペダル
３１ａ ペダル操作量検出器 ３３ 圧力センサ
１００ ホイールローダ １１１ アーム
１１２ バケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールローダ等の産業車両のエンジン回転数制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホイールローダ等の産業車両では、たとえばダンプトラックに土砂等を積み込む作業を行う場合などには、ダンプトラックへ接近する際にブレーキを踏んで車両を減速させるが、作業機装置（バケット）を上方へ上げるためにアクセルペダルを踏み込んでエンジン回転数を高回転で維持するようにしている。そこで、ブレーキ液圧やブレーキ操作量を検出し、検出されたブレーキ液圧やブレーキ操作量が所定の値を超えると、前後進用のクラッチを解放して駆動力の伝達を遮断するクラッチカットオフ装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６３３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述したクラッチカットオフ装置では、前後進用のクラッチを接続状態とするか解放状態とするかのいずれかの状態にしか制御できないため、クラッチの解放動作の前後で産業車両の動きが滑らかでなくなってしまう恐れがある。そのため、オペレータは、クラッチカットオフを行わないように設定してダンプトラックに土砂等を積み込む作業を行うことがある。しかし、クラッチカットオフを行わない状態でダンプトラックに土砂等を積み込む作業などを行うと、エンジン回転数が高まることで増大した駆動力に抗してホイールローダ１００を減速および停止させる必要があり、燃料消費量やブレーキ部への負担が増大してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明による産業車両のエンジン回転数制御装置は、産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するアプローチ検出手段と、アプローチ検出手段で産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するとエンジンの回転数の上限を抑制するエンジン回転数抑制手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、燃料消費量やブレーキ部への負担を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】産業車両の一例であるホイールローダの側面図である。
【図２】ホイールローダ１００の概略構成を示す図である。
【図３】トランスミッション３の概略構成を示す図である。
【図４】トルコン速度比ｅと速度段の関係を示す図である。
【図５】Ｖシェープローディングについて示す図である。
【図６】土砂等のダンプトラックへの積み込みの際のホイールローダ１００の状態を説明する図である。
【図７】ブレーキ液圧Ｐｌｂとエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍとの関係を示す図である。
【図８】アクセルペダル１２の踏み込み量に対する目標エンジン回転速度を示す図である。
【図９】バケット１１２を上昇させているときにホイールローダ１００の駆動力として利用できるエンジン１のトルクの曲線と、トルコン２への入力トルクの曲線とを示す図である。
【図１０】本実施の形態のホイールローダ１００におけるエンジン１の回転速度制御処理の動作を示したフローチャートである。
【図１１】ブレーキ液圧Ｐｌｂとエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍとの関係の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図１〜１０を参照して、本発明に係る産業車両のエンジン回転数制御装置の一実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係るエンジン回転数制御装置が適用される産業車両の一例であるホイールローダの側面図である。ホイールローダ１００は、アーム１１１、作業機装置であるバケット１１２、タイヤ１１３等を有する前部車体１１０と、運転室１２１、エンジン室１２２、タイヤ１２３等を有する後部車体１２０とで構成される。アーム１１１はアームシリンダ１１４の駆動により上下方向に回動（俯仰動）し、バケット１１２はバケットシリンダ１１５の駆動により上下方向に回動（ダンプまたはクラウド）する。前部車体１１０と後部車体１２０はセンタピン１０１により互いに回動自在に連結され、ステアリングシリンダ（不図示）の伸縮により後部車体１２０に対し前部車体１１０が左右に屈折する。
【０００９】
図２は、ホイールローダ１００の概略構成を示す図である。エンジン１の出力軸にはトルクコンバータ２（以下、トルコンと呼ぶ）の入力軸（図３の２１）が連結され、トルコン２の出力軸（図３の２２）はトランスミッション３に連結されている。トルコン２は周知のインペラ，タービン，ステータからなる流体クラッチであり、エンジン１の回転はトルコン２を介してトランスミッション３に伝達される。トランスミッション３は、後述するようにその速度段を１速〜４速に変速する液圧クラッチを有し、トルコン２の出力軸の回転はトランスミッション３で変速される。変速後の回転が、プロペラシャフト４，アクスル５を介してタイヤ１１３，１２３に伝達されて、ホイールローダが走行する。
【００１０】
アクスル５には、ホイールローダ１００を減速、停止させるためのブレーキ部５ａが設けられている。ブレーキ部５ａは、ブレーキバルブ３２を介してブレーキフルード（作動油）が供給されると、作動油の圧力に応じた制動力を発生させる。ブレーキバルブ３２は、作動油の油圧源３０から供給される圧油をスプリング３２ａの圧縮力に応じた圧力に減圧する減圧弁である。運転室１２１内に設けられたブレーキペダル３１がオペレータによって踏み込まれると、ブレーキペダル３１の踏み込み力に応じてスプリング３２ａが圧縮される。したがって、ブレーキバルブ３２は、作動油の油圧源３０から供給される圧油をブレーキペダル３１の踏み込み力に応じた圧力となるように減圧する。ブレーキバルブ３２は、スプリング３２ａの圧縮力（すなわちブレーキペダル３１の踏み込み力）が高くなるほど、高い圧力の作動油をブレーキ部５ａに供給するように、作動油の圧力を減圧する。３４は作動油タンクである。
【００１１】
なお、不図示の作業用油圧ポンプはエンジン１により駆動され、この油圧ポンプからの吐出油は不図示の方向制御弁を介して作業用アクチュエータ（例えばアームシリンダ１１４）に導かれる。方向制御弁は不図示の操作レバーの操作により駆動され、操作レバーの操作量に応じてアクチュエータを駆動できる。
【００１２】
トルコン２は入力トルクに対し出力トルクを増大させる機能、つまりトルク比を１以上とする機能を有する。トルク比は、トルコン２の入力軸２１の回転数Ｎｉと出力軸２２の回転数Ｎｔの比であるトルコン速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｉ）の増加に伴い小さくなる。たとえばエンジン回転数が一定状態で走行中に走行負荷が大きくなると、トルコン２の出力軸２２の回転数、つまり車速が減少し、トルコン速度比ｅが小さくなる。このとき、トルク比は増加するため、より大きな走行駆動力（牽引力）で車両走行可能となる。
【００１３】
ここで、トランスミッション３の構成について説明する。図３は、トランスミッション３の概略構成を示す図である。トランスミッション３は、複数のクラッチシャフトＳＨ１〜ＳＨ３、アウトプットシャフトＳＨ４、複数のギヤＧ１〜Ｇ１３、前進用の油圧クラッチ（前進クラッチ）１８、後進用の油圧クラッチ（後進クラッチ）１９、１〜４速用の油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を備える。各油圧クラッチ１８，１９，Ｃ１〜Ｃ４は、トランスミッション制御装置２０を介して供給される圧油（クラッチ圧）により係合または解放する。すなわち油圧クラッチ１８，１９，Ｃ１〜Ｃ４に供給されるクラッチ圧が増加するとクラッチ１８，１９，Ｃ１〜Ｃ４は係合し、クラッチ圧が減少すると解放する。
【００１４】
トルコン２の出力軸２２は、クラッチシャフトＳＨ１に連結され、アウトプットシャフトＳＨ４の両端部は、図２のプロペラシャフト４を介して車両前後のアクスル５に連結されている。図３では、前進クラッチ１８と１速用クラッチＣ１とが係合状態で、他のクラッチ１９，Ｃ２〜Ｃ４が解放状態にある。この場合には、ギヤＧ１とクラッチシャフトＳＨ１が一体になって回転するとともに、ギヤＧ６とクラッチシャフトＳＨ２が一体になって回転する。
【００１５】
このときエンジン１の出力トルクは、図３に太線で示すようにトルコン２の入力軸２１、出力軸２２、クラッチシャフトＳＨ１、前進クラッチ１８、ギヤＧ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６、１速用クラッチＣ１、クラッチシャフトＳＨ２、ギヤＧ８，Ｇ１２を介してアウトプットシャフトＳＨ４に伝達される。これにより１速走行が可能となる。
【００１６】
１速から２速に変速する場合には、トランスミッション制御装置２０を介して供給されるクラッチ圧により１速用クラッチＣ１を解放し、２速用クラッチＣ２を係合する。これによりエンジン１の出力トルクは、トルコン２の入力軸２１、出力軸２２、クラッチシャフトＳＨ１、前進クラッチ１８、ギヤＧ１，Ｇ３，Ｇ７、２速用クラッチＣ２、クラッチシャフトＳＨ２、ギヤＧ８，Ｇ１２を介してアウトプットシャフトＳＨ４に伝達され、２速走行が可能となる。１速から２速以外の変速、すなわち２速から３速、３速から４速、４速から３速、３速から２速、２速から１速への変速も同様にクラッチＣ１〜Ｃ４を制御することで行われる。
【００１７】
自動変速制御には、トルコン速度比ｅが所定値に達すると変速するトルコン速度比基準制御と、車速が所定値に達すると変速する車速基準制御の２つの方式がある。本実施の形態では、トルコン速度比基準制御によりトランスミッション３の速度段を制御する。
【００１８】
図４は、トルコン速度比ｅと速度段の関係を示す図である。走行負荷が低くなり、トルコン速度比ｅが増加してトルコン速度比ｅが所定値ｅｕ以上になると、速度段は１段シフトアップする。これによりトルコン速度比ｅがｅ１（ｅｄ＜ｅ１＜ｅｕ）となる。反対に走行負荷が高くなり、トルコン速度比ｅが低下してトルコン速度比ｅが所定値ｅｄ以下になると、速度段は１段シフトダウンする。これによりトルコン速度比ｅがｅ２（ｅｄ＜ｅ２＜ｅｕ）となる。所定値ｅｕ，ｅｄは、予めコントローラ１０に設定されている。
【００１９】
図２に示すコントローラ１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。コントローラ１０には、アクセルペダル１２の操作量を検出するペダル操作量検出器１２ａと、トルコン２の入力軸２１の回転数Ｎｉを検出する回転数検出器１４と、トルコン２の出力軸２２の回転数Ｎｔを検出する回転数検出器１５と、トランスミッション３の出力軸の回転速度、つまり車速ｖを検出する車速検出器１６とが接続されている。コントローラ１０には、車両の前後進を指令する前後進切換スイッチ７と、１速〜４速の間で最大速度段を指令するシフトスイッチ８と、クラッチカットオフ（後述）を行うか否かを選択するクラッチカットオフ選択スイッチ９と、トランスミッション３における変速を自動で行うか手動で行うかを切り替える変速手段切替装置３５とが接続されている。
【００２０】
コントローラ１０には、ブレーキペダル３１の操作量を検出するペダル操作量検出器３１ａと、ブレーキ部５ａに供給される作動油の圧力を検出する圧力センサ３３とが接続されている。コントローラ１０は、アクセルペダル１２の操作量に応じてエンジン１の回転速度（回転数）を制御する。
【００２１】
たとえば、ホイールローダ１００でダンプトラックに土砂等を積み込む作業を行う場合などには、オペレータは、ダンプトラックへ接近する際にブレーキペダル３１を踏み込んでホイールローダ１００を減速させるが、バケット１１２を上方へ上げるためにアクセルペダル１２も踏み込んでエンジン１の回転数を高回転で維持するようにしている。コントローラ１０は、クラッチカットオフをするようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合には、圧力センサ３３で検出した作動油の圧力（ブレーキ液圧Ｐｌｂ）が所定の値（ブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓ）を超えると、前後進用のクラッチ１８，１９を解放（カットオフ）するための制御信号（カットオフ信号）をトランスミッション制御装置２０に出力する。トランスミッション制御装置２０では、カットオフ信号を受信すると、トランスミッション制御装置２０に設けられているクラッチカットオフ弁１７（図２）がクラッチ１８，１９のクラッチ圧を減少させる。これにより、クラッチ１８，１９が解放され、走行駆動力（以下、単に駆動力と呼ぶ）の伝達が遮断される。
【００２２】
上述のようにブレーキ液圧Ｐｌｂに応じてクラッチ１８，１９を解放することをクラッチカットオフと呼んでいる。なお、コントローラ１０は、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合には、圧力センサ３３で検出したブレーキ液圧Ｐｌｂがブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓを超えてもカットオフ信号を出力しない。したがって、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合には、上述したクラッチカットオフは行われない。
【００２３】
図５は、土砂等をダンプトラックへ積み込む方法の１つであるＶシェープローディングについて示す図である。Ｖシェープローディングでは、まず、矢印ａで示すように、ホイールローダ１００を前進させて土砂等をすくい込み、その後、矢印ｂで示すように、ホイールローダ１００を一旦後退させる。そして、矢印ｃで示すように、ダンプトラックに向けてホイールローダ１００を前進させて、すくい込んだ土砂等をダンプトラックに積み込み、矢印ｄで示すように、ホイールローダ１００を元の位置に後退させる。
【００２４】
図５の矢印ｃで示す土砂等のダンプトラックへの積み込みの際には、掘削時のように大きな駆動力が必要ではないため、オペレータは、シフトスイッチ８によって最大速度段を２段に設定するか、変速手段切替装置３５でトランスミッション３における変速を手動で行うように切り替えた上で、速度段を２速に固定するように設定している。
【００２５】
図６は、図５の矢印ｃで示す土砂等のダンプトラックへの積み込みの際のホイールローダ１００の状態を説明する図である。説明の便宜上、接近する対象物であるダンプトラックへ接近する（アプローチする）際の初期の段階であって、ホイールローダ１００を加速させる段階をアプローチ初期と呼ぶ。ダンプトラックへアプローチする際の中期の段階であって、ホイールローダ１００を減速し始めてからホイールローダ１００が停止するまでの段階をアプローチ中期と呼ぶ。ホイールローダ１００が停止してから、バケット１１２内の土砂等をダンプトラックに放土し終えるまでの段階をアプローチ後期と呼ぶ。
【００２６】
アプローチ初期では、ホイールローダ１００を加速させるとともにバケット１１２を上昇させるため、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれる。アプローチ中期では、バケット１１２を上昇させるため、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれるが、ホイールローダ１００を減速させるためにブレーキペダル３１も徐々に踏み込まれる。アプローチ後期では、ホイールローダ１００を停止させておくためにブレーキペダル３１が最大限に踏み込まれる。クラッチカットオフをするようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されている場合には、アプローチ中期のオペレータによるブレーキペダル３１の踏み込みによって、上述したように、クラッチカットオフが行われる。
【００２７】
したがって、ダンプトラックへの接近時に駆動力の伝達が遮断されるので、駆動力に抗してホイールローダ１００を減速および停止させる必要がない。これにより、クラッチカットオフをせずに駆動力に抗してホイールローダ１００を減速および停止させたときと比べて、ブレーキ部５ａに対する負担を減らすことができ、ブレーキ部５ａの温度上昇を抑制し、ブレーキ部５ａの各部の消耗を抑制できる。また、エンジン１の回転数が高い状態を維持させつつホイールローダ１００を減速、停止させても、入力軸２１と出力軸２２の回転数比であるトルコン速度比ｅがｅ≒１の状態となり、図９に示すようにトルコン２への入力トルクは低下する。ホイールローダ１００の停止状態では、トルコン２への入力動力（トルコン２への入力トルク×入力軸２１の回転数）が動力損失となる。よって、トルコン２における動力損失が低減して、燃料消費量を低減できる。
【００２８】
しかし、クラッチカットオフによって駆動力の伝達が突然遮断されることとなるので、ホイールローダ１００の駆動力が急激に減少してホイールローダ１００のピッチングを誘発する恐れがある。土砂等を積み込む作業を行う場合などには、バケット１１２の位置が高いため、ピッチングがより大きくなる傾向にある。そのため、ピッチングを嫌うオペレータが、従来のホイールローダにてダンプトラックに土砂等を積み込む作業を行う場合などには、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９を選択して、上述したクラッチカットオフが行われないようにしていることがある。
【００２９】
この場合には、上述したようなピッチングを誘発する恐れはないが、ブレーキ部５ａの各部の消耗や、トルコン２における動力損失の増大を招くこととなる。そこで、本実施の形態のホイールローダ１００では、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９を選択されている場合であって、土砂等を積み込むためにダンプトラック等へ接近していることを後述するようにして検出すると、エンジン1の回転数、つまり、トルコン２の入力軸２１の回転数の上限を抑制するように、すなわち、エンジン１の最高回転速度を制限する（低下させる）ようにしている。
【００３０】
具体的には、コントローラ１０は、前進クラッチ１８が接続状態である場合に、ブレーキ部５ａにおける制動力に応じて（たとえば、圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂに応じて）、図７に示すようにエンジン１の最高回転速度を制限する。すなわち、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されており、かつ、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えていると判断すると、コントローラ１０は、土砂等を積み込むためにダンプトラック等へ接近しているものと判断して、圧力値Ｐ１より高い値である所定の圧力値Ｐ２までは、圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂが高くなるほどエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを漸減させる。クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されており、かつ、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２を超えていると判断すると、コントローラ１０は、エンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをＬ（％）に設定する。なお、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されていても、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１以下であると判断すると、コントローラ１０は、エンジン１の最高回転速度の制限値（エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍ）を制限しない。
【００３１】
ここで、圧力値Ｐ２は、たとえば、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれているときであってもホイールローダ１００の車速を人が歩く時の速度に保持できるだけの制動力を発生するブレーキ液圧とする。具体的には、圧力値Ｐ２は、たとえば、アクセルペダル１２が最大限に踏み込まれているときにホイールローダ１００の車速をたとえば３ｋｍ／ｈ以下に保持できるだけの制動力を発生するブレーキ液圧とする。また、圧力値Ｐ１は、たとえば圧力値Ｐ２の約５０％の値とする。
【００３２】
Ｌの値が高過ぎると、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを制限した効果が少なくなってしまう。Ｌの値が低過ぎると、エンジン１の出力が必要以上に減少してしまい、ホイールローダ１００の駆動力が低下し過ぎたり、バケット１１２の上昇速度が低下し過ぎてしまう。そのため、Ｌは、たとえば、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを制限しなかったとき（１００％）の回転速度の約７０〜８５％程度に設定される。
【００３３】
図８は、アクセルペダル１２の踏み込み量に対する目標エンジン回転速度を示す図である。エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが制限されない場合（図中の「制限なし」）には、アクセルペダル１２の踏み込み量に応じて、目標エンジン回転速度が最低回転数であるローアイドル（Ｌｏ（ｍｉｎ））から最高回転数であるハイアイドル（Ｈｉ（ｍａｘ））まで変化する。エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが制限される場合（図中の「制限あり」）には、アクセルペダル１２の踏み込み量が増えるにつれて、目標エンジン回転速度がＬｏ（ｍｉｎ）から増加するが、その上限値はＨｉ（ｍａｘ）に百分のＬ（Ｌ／１００）を乗じた値となる。
【００３４】
図９は、バケット１１２を上昇させているときにホイールローダ１００の駆動力として利用できるエンジン１のトルクの曲線と、トルコン２への入力トルクの曲線とを示す図である。エンジン１のトルク曲線とトルコン２の入力トルク曲線との交点が、ホイールローダ１００の走行のためにトルコン２へ実際に入力される入力トルクとなる。トルコン２への入力トルクは、トルコン２の入力軸２１の回転数Ｎｉ（すなわちエンジン１の回転速度）の２乗に比例して増加する。したがって、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを制限した場合には、制限しなかった場合と比べてトルコン２への入力トルクが減少する。すなわち、図９において、エンジン１のトルク曲線とトルコン２の入力トルク曲線との交点が、左下方に移動する。
【００３５】
トルコン２への入力動力（すなわちエンジン１の出力）は、トルコン２への入力トルクと入力軸２１の回転数Ｎｉ（すなわちエンジン１の回転速度）の積で表される。トルコン２における動力損失は、次の（１）式で表される。
（動力損失）＝（トルコン２への入力動力）×（１−η） （１）
ηは、トルコン２における動力の伝達効率である。
【００３６】
したがって、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを制限した場合には、制限しなかった場合と比べてトルコン２への入力動力が減少し、トルコン２における動力損失が減少する。また、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを制限した場合には、制限しなかった場合と比べてダンプトラックへの接近時の駆動力が抑制されるので、ブレーキ部５ａに対する負担を減らすことができ、ブレーキ部５ａの温度上昇を抑制し、ブレーキ部５ａの各部の消耗を抑制できる。
【００３７】
−−−フローチャート−−−
図１０は、本実施の形態のホイールローダ１００におけるエンジン１の回転速度制御処理の動作を示したフローチャートである。ホイールローダ１００の不図示のイグニッションスイッチがオンされると、図１０に示す処理を行うプログラムが起動され、コントローラ１０で繰り返し実行される。ステップＳ１において、圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂの情報を取得して、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３において、クラッチカットオフをするようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されているか否かを判断する。
【００３８】
ステップＳ３が否定判断されるとステップＳ５へ進み、ステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えているか否かを判断する。ステップＳ５が肯定判断されるとステップＳ７へ進み、ステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２を超えているか否かを判断する。ステップＳ７が肯定判断されるとステップＳ９へ進み、エンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをＨｉ（ｍａｘ）に百分のＬを乗じた値に設定してステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１において、ペダル操作量検出器１２ａで検出されたアクセルペダル１２の操作量の情報を取得して、ステップＳ１３へ進む。
【００３９】
ステップＳ１３において、ステップＳ１１で取得したアクセルペダル１２の操作量に基づいて、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが制限されない場合の目標エンジン回転速度を算出する。たとえば、コントローラ１０のＲＯＭには、図８に示すような、アクセルペダル１２の踏み込み量と、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが制限されない場合の目標エンジン回転速度との関係についての情報が記憶されている。ステップＳ１３では、ＲＯＭに記憶された上記情報と、ステップＳ１１で取得したアクセルペダル１２の操作量に基づいて、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが制限されない場合の目標エンジン回転速度を算出する。
【００４０】
ステップＳ１３が実行されるとステップＳ１５へ進み、ステップＳ１３で算出した目標エンジン回転速度がエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍ以上であるか否かを判断する。ステップＳ１５が肯定判断されるとステップＳ１７へ進み、目標エンジン回転速度をエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍとして、エンジン１に制御信号を出力してリターンする。ステップＳ１５が否定判断されると、ステップＳ１９へ進み、ステップＳ１３で算出した目標エンジン回転速度で回転するように、エンジン１に制御信号を出力してリターンする。
【００４１】
ステップＳ７が否定判断されるとステップＳ２１へ進み、エンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂに応じた値に設定して、すなわち、図７に示すように、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを１００（％）（すなわちＨｉ（ｍａｘ））とＬ（％）との間で、ブレーキ液圧Ｐｌｂに応じて案分した値に設定してステップＳ１１へ進む。
【００４２】
ステップＳ５が否定判断されるとステップＳ２３へ進み、エンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをＨｉ（ｍａｘ）に設定してステップＳ１１へ進む。
【００４３】
ステップＳ３が肯定判断されるとステップＳ２５へ進み、ステップＳ１で取得したブレーキ液圧Ｐｌｂが上述したブレーキ液圧カットオフ閾値Ｐｓを超えたか否かを判断する。ステップＳ２５が肯定判断されるとステップＳ２７へ進み、上述したカットオフ信号をトランスミッション制御装置２０に出力してステップＳ２３へ進む。ステップＳ２５が否定判断されるとステップＳ２３へ進む。
【００４４】
本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１） 接近対象物への接近を検出すると、エンジン1の回転数の上限を抑制するように構成した。これにより、土砂等を積み込むためにダンプトラック等へ接近する際に、クラッチカットオフを行わないことでクラッチカットオフに伴うピッチングを防止して、ホイールローダ１００の動きを滑らかにすることができるとともに、クラッチカットオフを行わないことで生じるトルコン２における動力損失やブレーキ部５ａへの負担を軽減できる。
【００４５】
（２） クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されており、かつ、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えていると判断すると、接近対象物へ接近していると判断するように構成した。これにより、接近対象物へ接近しているか否かを簡単な機器構成で検出できるので、コストを低減できる。また、故障や誤動作も少なくできるので接近対象物へ接近しているか否かの判断の信頼性を向上できる。
【００４６】
（３） 圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂが高くなるほどエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを漸減させるように構成した。これにより、ダンプトラックへ土砂等を積み込む際に、バケット１１２の上昇速度が急激に減少することや、ホイールローダ１００の走行駆動力が急激に減少することを防止できるので、バケット１１２の上昇操作における違和感やホイールローダ１００のピッチングを抑制できる。
【００４７】
（４） 圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えた場合だけエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを抑制するように構成した。これにより、ブレーキ操作による僅かな速度調節などではエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍが抑制されることがなくなるので、バケット１１２の上昇速度や、ホイールローダ１００の走行駆動力に与える影響を最小限に留めることができ、作業効率を低下させない。
【００４８】
−−−変形例−−−
（１） 上述の説明では、接近対象物へ接近しているか否かを、クラッチカットオフ選択スイッチ９の選択状態と、ブレーキ液圧Ｐｌｂで判断するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されており、かつ、ホイールローダ１００の走行速度が所定の速度（たとえば５ｋｍ／ｈ）以下であり、かつ、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えているときに接近対象物へ接近していると判断するようにしてもよい。また、たとえば、クラッチカットオフをしないようにクラッチカットオフ選択スイッチ９が選択されており、かつ、バケット１１２の高さが所定高さＨ１以上であり、かつ、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えているときに接近対象物へ接近していると判断するようにしてもよい。ここで、所定の高さＨ１を、たとえば、アーム１１１が略水平となる最大リーチ時におけるバケット１１２の高さとして設定してもよい。なお、アーム１１１が略水平になる状態とは、アーム１１１の基端の揺動中心と先端のバケット１１２の揺動中心とが略水平になる状態のことである。
【００４９】
（２） 上述の説明では、圧力センサ３３で検出されたブレーキ液圧Ｐｌｂに基づいて接近対象物へ接近しているか否かを判断するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。制動力の大きさに関連する情報（パラメータ）であれば、たとえば、ブレーキ液圧Ｐｌｂに代えて、ペダル操作量検出器３１ａで検出されたブレーキペダル３１の操作量（ペダルストロークまたはペダル角度）に基づいて接近対象物へ接近しているか否かを判断するように構成してもよい。
【００５０】
（３） 上述の説明では、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ１を超えると、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを１００（％）（すなわちＨｉ（ｍａｘ））とＬ（％）との間で、ブレーキ液圧Ｐｌｂに応じて案分した値に設定するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図１１に示すように、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２以下であれば、エンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを１００（％）に設定し、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２を超えると、エンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをＬ（％）に設定するように構成してするように構成してもよい。なお、この場合には、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２を超えた直後からエンジン最高回転制限速度ＲｌｉｍをＬ（％）に設定するのではなく、ブレーキ液圧Ｐｌｂが所定の圧力値Ｐ２を超えた場合に、時間をかけて（たとえば２〜３秒程度）徐々にエンジン最高回転制限速度Ｒｌｉｍを１００（％）からとＬ（％）へ低減させることが望ましい。エンジン１の回転速度の急減による、ホイールローダ１のピッチングを抑制するためである。
【００５１】
（４） 上述の説明では、トランスミッション３における選択可能な速度段の段数は４段であったが、本発明はこれに限定されず、３段でもよく、５段以上であってもよい。また上述の説明では、作業車両の一例としてホイールローダ１００を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、たとえば、フォークリフト等、他の作業車両であってもよい。
（５） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【００５２】
なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するアプローチ検出手段と、アプローチ検出手段で産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するとエンジンの回転数の上限を抑制するエンジン回転数抑制手段とを備えることを特徴とする各種構造の産業車両のエンジン回転数制御装置を含むものである。
【符号の説明】
【００５３】
１ エンジン ２ トルクコンバータ
３ トランスミッション ５ａ ブレーキ部
９ クラッチカットオフ選択スイッチ １０ コントローラ
１２ アクセルペダル １６ 車速検出器
１７ クラッチカットオフ弁 １８ 前進クラッチ
２０ トランスミッション制御装置 ３１ ブレーキペダル
３１ａ ペダル操作量検出器 ３３ 圧力センサ
１００ ホイールローダ １１１ アーム
１１２ バケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するアプローチ検出手段と、
前記アプローチ検出手段で前記産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するとエンジンの回転数の上限を抑制するエンジン回転数抑制手段とを備えることを特徴とする産業車両のエンジン回転数制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の産業車両のエンジン回転数制御装置において、
前記アプローチ検出手段は、前記産業車両のエンジンのトランスミッションに設けられた前進クラッチが接続状態であり、かつ、前記産業車両の制動力が所定の制動力以上であると判断した場合に、前記産業車両がアプローチ対象物へアプローチしたと検出することを特徴とする産業車両のエンジン回転数制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の産業車両のエンジン回転数制御装置において、
前記アプローチ検出手段は、前記産業車両のエンジンのトランスミッションに設けられた前進クラッチが接続状態であり、かつ、前記産業車両の走行速度が所定速度以下であり、かつ、前記産業車両の制動力が所定の制動力以上であると判断した場合に、前記産業車両がアプローチ対象物へアプローチしたと検出することを特徴とする産業車両のエンジン回転数制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の産業車両のエンジン回転数制御装置において、
前記アプローチ検出手段は、前記産業車両のエンジンのトランスミッションに設けられた前進クラッチが接続状態であり、かつ、前記産業車両に設けられた作業機装置の高さが所定の高さ以上であり、かつ、前記産業車両の制動力が所定の制動力以上であると判断した場合に、前記産業車両がアプローチ対象物へアプローチしたと検出することを特徴とする産業車両のエンジン回転数制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の産業車両のエンジン回転数制御装置において、
前記産業車両の制動力の大きさに関連する情報を取得する制動力情報取得手段をさらに備え、
前記エンジン回転数抑制手段は、前記制動力情報取得手段で取得した前記情報に基づいて、前記制動力が大きくなるほど前記エンジンの回転数の上限が低くなるように前記エンジンの回転数の上限を抑制することを特徴とする産業車両のエンジン回転数制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の産業車両のエンジン回転数制御装置において、
前記エンジン回転数抑制手段は、前記制動力情報取得手段で取得した前記情報に基づいて、前記制動力が所定の制動力以下であると判断したときには、前記エンジンの回転数の上限を抑制せず、前記制動力が所定の制動力を超えると判断したときには、前記制動力が大きくなるほど前記エンジンの回転数の上限が低くなるように前記エンジンの回転数の上限を抑制することを特徴とする産業車両のエンジン回転数制御装置。
【請求項１】
産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するアプローチ検出手段と、
前記アプローチ検出手段で前記産業車両のアプローチ対象物へのアプローチを検出するとエンジンの回転数の上限を抑制するエンジン回転数抑制手段とを備えることを特徴とする産業車両のエンジン回転数制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の産業車両のエンジン回転数制御装置において、
前記アプローチ検出手段は、前記産業車両のエンジンのトランスミッションに設けられた前進クラッチが接続状態であり、かつ、前記産業車両の制動力が所定の制動力以上であると判断した場合に、前記産業車両がアプローチ対象物へアプローチしたと検出することを特徴とする産業車両のエンジン回転数制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の産業車両のエンジン回転数制御装置において、
前記アプローチ検出手段は、前記産業車両のエンジンのトランスミッションに設けられた前進クラッチが接続状態であり、かつ、前記産業車両の走行速度が所定速度以下であり、かつ、前記産業車両の制動力が所定の制動力以上であると判断した場合に、前記産業車両がアプローチ対象物へアプローチしたと検出することを特徴とする産業車両のエンジン回転数制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の産業車両のエンジン回転数制御装置において、
前記アプローチ検出手段は、前記産業車両のエンジンのトランスミッションに設けられた前進クラッチが接続状態であり、かつ、前記産業車両に設けられた作業機装置の高さが所定の高さ以上であり、かつ、前記産業車両の制動力が所定の制動力以上であると判断した場合に、前記産業車両がアプローチ対象物へアプローチしたと検出することを特徴とする産業車両のエンジン回転数制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の産業車両のエンジン回転数制御装置において、
前記産業車両の制動力の大きさに関連する情報を取得する制動力情報取得手段をさらに備え、
前記エンジン回転数抑制手段は、前記制動力情報取得手段で取得した前記情報に基づいて、前記制動力が大きくなるほど前記エンジンの回転数の上限が低くなるように前記エンジンの回転数の上限を抑制することを特徴とする産業車両のエンジン回転数制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の産業車両のエンジン回転数制御装置において、
前記エンジン回転数抑制手段は、前記制動力情報取得手段で取得した前記情報に基づいて、前記制動力が所定の制動力以下であると判断したときには、前記エンジンの回転数の上限を抑制せず、前記制動力が所定の制動力を超えると判断したときには、前記制動力が大きくなるほど前記エンジンの回転数の上限が低くなるように前記エンジンの回転数の上限を抑制することを特徴とする産業車両のエンジン回転数制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１８４５（Ｐ２０１１−１８４５Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４４０９３（Ｐ２００９−１４４０９３）
【出願日】平成２１年６月１７日（２００９．６．１７）
【出願人】（０００００３２４１）ＴＣＭ株式会社 (319)
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１７日（２００９．６．１７）
【出願人】（０００００３２４１）ＴＣＭ株式会社 (319)
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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